KR20180092997A - 보냉고, 이동체, 얼음 슬러리 공급 시스템, 피 보냉품 수송 시스템, 피 보냉품의 보냉 방법 및 피 보냉품의 수송 방법 - Google Patents

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요시오 히로카네
타다오 이즈츠
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블랑테크 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 보냉 능력이 높고, 이산화탄소도 발생하지 않으며, 냉열원의 리사이클이 가능한 보냉고 및 이동체와 얼음 슬러리 공급 시스템을 제공한다.
보냉고(1)는, 보냉 공간(5)을 구분하는 케이싱(4)이 단열 구조이고, 보냉 공간(5)의 적어도 상부에 케이싱(4)에 대향하는 격벽(6)이 설치되어 있으며, 케이싱(4)과 격벽(6) 사이의 공극(50)에는, 브라인을 동결시킨 플레이크 아이스와 상기 브라인의 혼합물인 얼음 슬러리(3)가 충전된다. 또한, 공극(50)에 얼음 슬러리(3)를 공급하는 공급구(40)와 공극(50)에서 얼음 슬러리(3)를 배출하는 배출구(41)를 구비할 수 있다.

Description

보냉고, 이동체, 얼음 슬러리 공급 시스템, 피 보냉품 수송 시스템, 피 보냉품의 보냉 방법 및 피 보냉품의 수송 방법
본 발명은, 보냉고, 이동체, 얼음 슬러리 공급 시스템, 피 보냉품 수송 시스템, 피 보냉품의 보냉 방법 및 피 보냉품의 수송 방법에 관한 것이다.
종래부터, 보냉고의 냉열원으로서, 전력과 기타 동력원을 필요로 하는 각종 냉동기가 사용되고 있다. 그러나, 보냉고는 하루 종일 사용되는 경우도 많고, 냉동기에 의한 전력 소비는 런닝 코스트 및 에너지 절약의 관점에서 바람직하지 않다. 특히, 보냉고를 구비하는 보냉차는, 엔진 등의 동력원을 구동하는 연료를 필요로 하기 때문에 장시간의 보냉에는 적합하지 않다.
이에 대하여, 보냉 컨테이너(보냉고) 내의 상부 일 단측에 드라이 아이스를 수납하는 냉각실을 설치하고, 드라이 아이스에 의하여 냉각된 공기를 송풍기를 통해 화물실 내로 뿜어 내는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌1 참조).
일본 특허 공개 공보 제2004-26174호
하지만, 드라이 아이스를 사용하는 보냉 컨테이너에서는, 드라이 아이스의 승화에 의해 발생하는 이산화탄소가 화물실로 누출되지 않도록, 냉각실을 밀폐 구조로 하고, 보냉 컨테이너에 설치한 관통홀이나 수납 도어를 밀폐하는 패킹 중 아래쪽의 패킹을 취소하여 생긴 간극으로부터 이산화탄소를 대기 중에 배출해야 한다. 이산화탄소의 배출 수단이 없는 경우, 냉각실의 밀폐도에 의해 이산화탄소가 냉각실에 충만하여 냉각실 내 압력이 상승하고 냉각실이 변형하는 경우도 있다.
또한, 이산화탄소는 대표적인 온실 효과 가스이며, 드라이 아이스의 승화에 의해 발생하는 이산화탄소를 대기 중으로 배출하는 것은, 지구 환경 보전의 관점에서 볼때 바람직하지 않다. 또한, 드라이 아이스는 리사이클이 불가능하기 때문에, 비용이 드는 어려움도 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 완성된 것으로, 보냉 능력이 높고, 이산화탄소도 발생하지 않으며, 냉열원의 리사이클이 가능한 보냉고와 이동체 및 얼음 슬러리 공급 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면의 보냉고는,
보냉 공간을 구분하는 케이싱이 단열 구조로 되고, 상기 보냉 공간의 적어도 상부에 상기 케이싱에 대향하는 격벽이 설치되어 있으며,
상기 케이싱과 상기 격벽 사이의 공극에, 브라인을 동결시킨 플레이크 아이스와 상기 브라인의 혼합물인 얼음 슬러리가 충전되어 있다.
또한, 본 발명의 일 측면의 보냉고는, 상기 공극에 상기 얼음 슬러리를 공급하는 공급구와 상기 공극에서 상기 얼음 슬러리를 배출하는 배출구를 구비할 수 있다.
또한, 상기 공극에는 상기 얼음 슬러리가 충전된 얼음 슬러리 격납 용기가 수납될 수 있다.
또한, 상기 케이싱은 단열재가 개재된 이중벽으로 되고, 상기 단열재와 접하는 벽면에는 복사열을 반사하는 단열 시트를 접착시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면의 이동체는, 보냉고를 복수 개 탑재할 수 있다.
본 발명의 일 측면의 얼음 슬러리 시스템은, 이동체에 탑재되는 보냉고에 상기 얼음 슬러리를 공급하는 얼음 슬러리 공급 설비를 물류 거점에 배치시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 측면의 피 보냉품 수송 시스템은,
브라인을 동결시킨 플레이크 아이스를 포함하는 냉각재가 공급된 보냉고에, 피 보냉품을 삽입하여 수송하는 피 보냉품 수송 시스템으로서,
상기 피 보냉품에 요구되는 보냉 온도에 근거하여, 상기 브라인의 동결점을 조절하는 동결점 조절 수단;
동결점이 조절된 상기 브라인을 이용하여, 상기 플레이크 아이스를 제조하는 플레이크 아이스 제조 수단;
생성된 상기 플레이크 아이스에 대하여, 상기 피 보냉품에 요구되는 수송 시간에 근거하여, 상기 보냉고에 대한 공급량을 조절하는 공급량 조절 수단;
을 구비한다.
또한, 상기 브라인은 염수이고,
상기 동결점 조절 수단은, 상기 염수의 용질 농도를 조절함으로써, 상기 플레이크 아이스 제조 수단에 공급되어, 상기 브라인의 동결점을 조절할 수 있다.
또한, 동결점이 서로 다른 여러 종류의 상기 브라인이 마련되어 있고,
상기 동결점 조절 수단은, 상기 여러 종류 중 소정의 종류의 브라인을 선택함으로써, 상기 플레이크 아이스 제조 수단에 공급되는 상기 브라인의 동결점을 조절할 수 있다.
또한, 상기 보냉고에 공급되는 상기 냉각재는, 상기 플레이크 아이스와 상기 브라인의 혼합물인 얼음 슬러리일 수 있다.
본 발명에 따른면, 보냉 능력이 높고, 이산화탄소도 발생하지 않으며, 냉열원의 리사이클이 가능한 보냉고에 의한 피 보냉품의 장시간 수송을 실현하는 방법을 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 보냉고의 구성을 나타내는 단면도이다.
도2는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 보냉고의 구성을 나타내는 단면도이다.
도3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 플레이크 아이스 제조 장치의 개요를 나타내는 부분 단면 사시도를 포함하는 이미지 도면이다.
도4는 도3의 플레이크 아이스 제조 장치를 포함하는 플레이크 아이스 제조 시스템의 전체 개요를 나타내는 이미지 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 얼음 슬러리 공급 시스템의 개요를 나타내는 이미지 도면이다.
도6은 도1의 보냉고의 단열 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
<얼음>
본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 아래의 조건 (a) 및 (b)를 만족시키는 용질을 함유하는 수용액을 포함하는 액체(브라인이라고도 함.)의 얼음(플레이크 아이스라고도 함.)이다.
(a) 융해 완료시의 온도가 0℃ 미만.
(b) 융해 과정에서 상기 얼음으로부터 발생하는 수용액의 용질 농도의 변화율이 30% 이내.
물에 용질을 융해시킨 경우, 그 수용액의 응고점이 저하되는 응고점 강하가 발생하는 것이 알려져 있다. 응고점 강하의 작용에 의해, 식염 등의 용질이 융해된 수용액은, 그 응고점이 저하된다. 즉, 그러한 수용액으로 이루어지는 얼음은, 담수로 이루어지는 얼음보다 낮은 온도에서 응고된 얼음이다.
여기서, 얼음이 물로 변화할 때에 필요한 열을 "잠열"이라고 하지만, 이 잠열은 온도 변화를 동반하지 않는다. 이러한 잠열의 효과에 의하여, 상기와 같은 응고점이 저하된 얼음은, 융해시에 담수의 응고점 이하의 온도에서 안정된 상태가 지속되기 때문에, 냉열 에너지를 저축한 상태가 지속된다.
따라서, 본래는, 피 냉각물의 냉각 능력이 담수로 이루어지는 얼음보다 높아져야 한다. 그러나, 종래 기술에 의해 제조된 얼음은, 냉각시에 자체의 온도가 경시적으로 빨리 상승하는 등, 피 냉각물을 냉각하는 능력이 충분하지 않다는 것을 본 발명자들은 발견하였다. 본 발명자들은 그 이유에 대하여 검토한 결과, 종래 기술에서는 식염 등의 용질을 함유하는 수용액에서 얼음을 제조했다고 해도, 실제는, 수용액이 얼기 전에 용질을 포함하지 않는 얼음이 먼저 제조되고, 결과적으로 제조되는 것은 용질을 포함하지 않는 얼음과 용질의 혼합물이 되거나, 또는 응고점이 저하된 얼음은 아주 조금 밖에 생성되지 않기 때문에, 냉각 능력이 높은 얼음이 제조되지 않았다는 것을 알았다.
하지만, 본 발명자들은, 소정의 방법에 의해(상세한 내용은 후술한다), 응고점이 저하된 수용액을 포함하는 액체의 얼음을 제조하는데 성공하였다. 이러한 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 상술한 조건 (a) 및 (b)를 만족시킨다. 아래에, 상술한 조건 (a) 및 (b)에 대해 설명한다.
(융해 완료시의 온도)
상기 (a)에 대하여, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 용질을 함유하는 수용액을 포함하는 액체의 얼음이기 때문에, 담수(용질을 포함하지 않는 물)의 응고점보다 응고점의 온도가 저하되어 있다. 그러므로, 융해 완료시의 온도가 0℃ 미만인 특징을 갖는다. "융해 완료시의 온도"란, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음을 융해점 이상의 환경(예를 들면, 실온, 대기압)에 놓음으로써 얼음의 융해를 개시시키고, 모든 얼음이 융해되어 물로 된 시점에서의 그 물의 온도를 말한다.
융해 완료시의 온도는 0℃ 미만이면 특별히 한정되지 않으며, 용질의 종류, 농도를 조절함으로써 적당히 변경할 수 있다. 융해 완료시의 온도는, 냉각 능력이 보다 높다는 점에서, 온도가 낮은 편이 바람직하며, 구체적으로는, -1℃ 이하(-2℃ 이하, -3℃ 이하, -4℃ 이하, -5℃ 이하, -6℃ 이하, -7℃ 이하, -8℃ 이하, -9℃ 이하, -10℃ 이하, -11℃ 이하, -12℃ 이하, -13℃ 이하, -14℃ 이하, -15℃ 이하, -16℃ 이하, -17℃ 이하, -18℃ 이하, -19℃ 이하, -20℃ 이하 등)인 것이 바람직하다. 한편, 응고점을, 피 냉각물의 동결점에 근사하게 하는 편이 바람직한 경우도 있으며(예를 들면, 신선한 동식물의 손상을 방지하기 위한 등), 이러한 경우에는, 융해 완료시의 온도가 너무 낮지 않은 편이 바람직하며, 예를 들면, -21℃ 이상(-20℃ 이상, -19℃ 이상, -18℃ 이상, -17℃ 이상, -16℃ 이상, -15℃ 이상, -14℃ 이상, -13℃ 이상, -12℃ 이상, -11℃ 이상, -10℃ 이상, -9℃ 이상, -8℃ 이상, -7℃ 이상, -6℃ 이상, -5℃ 이상, -4℃ 이상, -3℃ 이상, -2℃ 이상, -1℃ 이상, -0℃ 이상, -0. 5℃ 이상 등)인 것이 바람직하다.
(용질 농도의 변화율)
상기 (b)에 대하여, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 융해 과정에서 얼음으로부터 발생하는 수용액의 용질 농도의 변화율(아래에, 본 명세서에 있어서 "용질 농도의 변화율"이라고 약칭하는 경우도 있다.)이 30% 이내인 특징을 갖는다. 특허 문헌1에 기재된 바와 같은 방법에 있어서도, 응고점이 약간 저하된 얼음이 생기는 경우도 있지만, 그 대부분은 용질을 포함하지 않는 물의 얼음과 용질의 결정의 혼합물이기 때문에, 냉각 능력이 충분하지 않다. 이와 같이 용질을 포함하지 않는 물의 얼음과 용질의 결정의 혼합물이 많이 포함되는 경우, 얼음을 융해 조건하에 놓은 경우, 융해에 동반하는 용질의 용출 속도가 불안정하고, 융해 개시시에 가까운 시점일수록, 용질이 많이 용출하며, 융해가 진행되는 동시에 용질의 용출하는 양이 적어지며, 융해가 완료시에 가까운 시점일수록 용질의 용출량이 적어진다. 이에 대하여, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 용질을 포함하는 수용액을 포함하는 액체의 얼음으로 이루어지기 때문에, 융해 과정에 있어서의 용질의 용출 속도의 변화가 적다는 특징을 갖는다. 구체적으로, 융해 과정에서 얼음으로부터 발생하는 수용액의 용질 농도의 변화율은 30% 이다. 또한, "융해 과정에서 얼음으로부터 발생하는 수용액의 용질 농도의 변화율"이란, 융해 과정의 임의의 시점에서 발생하는 수용액에 있어서의 용질 농도에 대한, 융해 완료시의 수용액의 농도의 비율을 의미한다. 또한, "용질 농도"란, 수용액 중의 용질의 질량의 농도를 의미한다.
본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음에 있어서, 용질 농도의 변화율이 30% 이내이면 특별히 한정되지 않지만, 그 변화율이 적은 편이, 응고점이 저하된 수용액의 얼음의 순도가 높다는 것, 즉, 냉각 능력이 높다는 것을 의미한다. 이 관점에서, 용질 농도의 변화율은, 25% 이내(24% 이내, 23% 이내, 22% 이내, 21% 이내, 20% 이내, 19% 이내, 18% 이내, 17% 이내, 16% 이내, 15% 이내, 14% 이내, 13% 이내, 12% 이내, 11% 이내, 10% 이내, 9% 이내, 8% 이내, 7% 이내, 6% 이내, 5% 이내, 4% 이내, 3% 이내, 2% 이내, 1% 이내, 0.5% 이내 등)인 것이 바람직하다. 한편, 용질 농도의 변화율은, 0.1% 이상(0.5% 이상, 1% 이상, 2% 이상, 3% 이상, 4% 이상, 5% 이상, 6% 이상, 7% 이상, 8% 이상, 9% 이상, 10% 이상, 11% 이상, 12% 이상, 13% 이상, 14% 이상, 15% 이상, 16% 이상, 17% 이상, 18% 이상, 19% 이상, 20% 이상 등)일 수도 있다.
(용질)
본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음에 포함되는 용질의 종류는, 물을 용매로 했을 때의 용질이면 특별히 한정되지 않으며, 원하는 응고점, 사용하는 얼음의 용도 등에 따라, 적당히 선택할 수 있다. 용질로서는, 고체 상태의 용질, 액체 상태의 용질 등을 예로 들 수 있지만, 대표적인 고체 상태의 용질로서는, 염류(무기염, 유기염 등)를 예로 들 수 있다. 특히, 염류 중에서, 식염(NaCl)은, 응고점의 온도를 너무 낮추지 않고, 신선한 동식물 또는 그 일부의 냉각에 적합하기 때문에 바람직하다. 또한, 식염은 바닷물에 포함되므로, 조달이 쉽다는 점에서도 바람직하다. 또한, 액체 상태의 용질로서는, 에틸렌 글리콜 등을 예로 들 수 있다. 또한, 용질은 단독적으로 1가지 종류를 포함할 수 있고, 2가지 종류 이상을 포함할 수도 있다.
본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음에 포함되는 용질의 농도는 특별히 한정되지 않으며, 용질의 종류, 원하는 응고점, 사용하는 얼음의 용도 등에 따라, 적당히 선택할 수 있다. 예를 들면, 용질로서 식염을 사용하는 경우, 수용액의 응고점을 보다 낮추어, 높은 냉각 능력을 얻을 수 있다는 점에서, 식염의 농도는 0.5%(w/v) 이상(1%(w/v) 이상, 2%(w/v) 이상, 3%(w/v) 이상, 4%(w/v) 이상, 5%(w/v) 이상, 6%(w/v) 이상, 7%(w/v) 이상, 8%(w/v) 이상, 9%(w/v) 이상, 10%(w/v) 이상, 11%(w/v) 이상, 12%(w/v) 이상, 13%(w/v) 이상, 14%(w/v) 이상, 15%(w/v) 이상, 16%(w/v) 이상, 17%(w/v) 이상, 18%(w/v) 이상, 19%(w/v) 이상, 20%(w/v) 이상 등)인 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음을 신선한 동식물 또는 그 일부의 냉각에 사용하는 경우 등에 있어서, 응고점의 온도를 너무 낮추지 않는 편이 바람직하며, 이 관점에서, 23%(w/v) 이하(20%(w/v) 이하, 19%(w/v) 이하, 18%(w/v) 이하, 17%(w/v) 이하, 16%(w/v) 이하, 15%(w/v) 이하, 14%(w/v) 이하, 13%(w/v) 이하, 12%(w/v) 이하, 11%(w/v) 이하, 10%(w/v) 이하, 9%(w/v) 이하, 8%(w/v) 이하, 7%(w/v) 이하, 6%(w/v) 이하, 5%(w/v) 이하, 4%(w/v) 이하, 3%(w/v) 이하, 2%(w/v) 이하, 1%(w/v) 이하 등)인 것이 바람직하다.
본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은 냉각 능력이 양호하기 때문에, 피 보냉물을 냉각시키는 냉매로 사용하는데 적합하다. 피 보냉물을 냉각시키는 저온의 냉매로서는, 얼음 이외에, 에탄올 등 부동액으로 사용되는 유기 용매를 예로 들 수 있지만, 이러한 부동액보다 얼음의 열 전도율이 높고, 비열이 높다. 그러므로, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음과 같은 용질이 용해되어 응고점이 낮아진 얼음은, 부동액과 같은 기타 0℃ 미만의 냉매보다, 냉각 능력이 양호한 점에서도 유용하다.
본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 상기 용질 이외의 성분을 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다.
본 발명에 있어서, "얼음"이란 수용액을 포함하는 액체가 동결한 물질을 말한다.
또한, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 담수의 응고점 이하의 온도에서 안정한 상태가 지속되기 때문에, 즉, 분리하지 않는 상태를 길게 지속시킬 수 있다. 그러므로, 예를 들면, 후술한 바와 같이, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음을 구성하는 액체가, 상기 용질을 함유하는 수용액 외에, 기름을 더 포함하는 액체인 경우, 이 기름의 균일한 상태가 길게 지속되며, 즉, 분리하지 않는 상태를 길게 지속시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음을 구성하는 액체는, 상기 용질을 함유하는 수용액 외에, 기름을 더 포함하는 액체일 수도 있다. 그러한 액체로서는, 생우유, 물과 기름을 함유하는 산업 폐기물(폐기 우유 등)을 예로 들 수 있다. 액체가 생우유인 경우, 그 얼음을 먹었을 때의 관능성이 향상하는 점에서 바람직하다. 이와 같이, 관능성이 향상되는 이유는, 생우유에 포함되는 기름(지방)이 얼음 속에 갇혀진 상태이기 때문인 것으로 추측된다. 또한, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 상기 용질을 함유하는 수용액을 동결시킨 물질로만 구성될 수도 있다.
본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음을 구성하는 액체가 기름을 더 포함하는 경우, 액체 중의 물과 기름의 비율은, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 1:99~99:1(10:90~90:10, 20:80~80:20, 30:70~70:30, 40:60~60:40 등)의 범위에서 적당히 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 응고점 강하도가 서로 다른 2가지 종류 이상의 용질을 포함하는 수용액의 얼음일 수도 있다. 이러한 경우, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 한가지 종류의 용질을 포함하는 수용액의 얼음과, 다른 한가지 종류의 용질을 포함하는 수용액의 얼음의 혼합물일 수도 있다. 이러한 경우, 예를 들면, 용질로서 에틸렌 글리콜을 포함하는 수용액의 얼음에, 에틸렌 글리콜과 응고점 강하도가 서로 다른 용질로서 식염을 포함하는 수용액의 얼음을 추가함으로써, 에틸렌 글리콜을 포함하는 수용액의 얼음의 융해를 지연시킬 수 있다. 또는, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 2가지 종류 이상의 용질을 동일한 수용액에 용해시킨 수용액의 얼음일 수도 있다. 또한, 응고점 강하도가 서로 다른 2가지 종류 이상의 용질을 병용하는 경우, 대상으로 되는 용질을 포함하는 수용액의 얼음의 융해점을 낮추는데도 유용하다. 예를 들면, 용질로서 식염을 사용하는 경우, 식염보다 융해점을 더 낮출 수 있는 용질(에틸렌 글리콜, 염화칼슘 등)을 병용함으로써, 식염수의 얼음의 융해점을 낮출 수 있으며, 예를 들면, 식염수의 얼음만으로는 달성할 수 없는 -30℃에 근사한 온도를 실현할 수 있다. 응고점 강하도가 서로 다른 2가지 종류 이상의 용질의 비율은, 목적에 따라 적당히 변경할 수 있다.
(피 보냉물을 냉각시키는 냉매(얼음 슬러리라고도 함.))
본 발명은, 상기 얼음을 포함하는, 피 보냉물을 냉각시키는 냉매를 포함한다. 상기와 같이, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은 냉각 능력이 양호하기 때문에, 피 보냉물을 냉각시키는 냉매에 적합하다.
얼음 슬러리는, 상기 얼음 이외의 기타 성분을 포함할 수도 있으며, 예를 들면, 상기 얼음 이외에 물을 포함함으로써, 얼음과 물의 혼합물에 의하여 구성될 수도 있다. 예를 들면, 얼음에 포함되는 용질과 동일한 용질을 함유하는 물을 더 포함하는 경우, 얼음에서의 용질의 농도와 물에서의 용질의 농도는 근사한 편이 바람직하다. 그 이유는, 아래와 같다.
얼음의 용질 농도가 물의 용질 농도보다 높은 경우, 얼음의 온도가 물의 포화 동결점보다 낮기 때문에, 용질 농도가 낮은 물을 혼합한 직후에 수분이 동결한다. 한편, 얼음의 용질 농도가 물의 용질 농도보다 낮은 경우, 얼음의 포화 동결점보다도 물의 포화 동결점이 낮아 얼음이 융해되고, 얼음과 물의 혼합물로 이루어지는 얼음 슬러리의 온도가 저하된다. 즉, 얼음과 물의 혼합물의 상태(얼음 슬러리의 상태)를 변동시키지 않도록 하기 위해서는, 상술한 바와 같이, 혼합하는 얼음과 물의 용질 농도를 동일 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 얼음과 물의 혼합물의 상태인 경우, 물은 상기 얼음이 융해되어 형성되는 것일 수도 있고, 별도로 조제한 것일 수도 있지만, 상기 얼음이 융해되어 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 얼음 슬러리를 얼음과 물의 혼합물에 의하여 구성하는 경우, 얼음에서의 용질의 농도와 물에서의 용질의 농도의 비가, 75:25~20:80인 것이 보다 바람직하고, 70:30~30:70인 것이 더욱 바람직하며, 60:40~40:60인 것이 보다 더 바람직하고, 55:45~45:55인 것이 한층 더 바람직하며, 52:48~48:52인 것이 특히 바람직하고, 50:50인 것이 가장 바람직하다. 특히, 용질로서 식염을 사용하는 경우, 얼음에서의 용질의 농도와 물에서의 용질의 농도의 비가 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음의 원료로 되는 물은, 특별히 한정되지 않지만, 용질로서 식염을 사용하는 경우, 바닷물, 바닷물에 염을 추가한 물, 또는 바닷물의 희석수의 얼음인 것이 바람직하다. 바닷물, 바닷물에 염을 추가한 물, 또는 바닷물의 희석수는, 조달이 쉬우므로 비용의 절감도 가능하다.
나아가, 얼음 슬러리는 상기 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음보다 높은 열 전도율을 가지는 고체를 함유할 수도 있고, 함유하지 않을 수도 있지만, 함유하는 것이 바람직하다. 짧은 시간 내에 냉각 대상물을 냉각 시키고자 하는 경우, 열 전도율이 높은 고체를 이용함으로써 달성 가능하지만, 이 경우, 그 고체 자체도 짧은 시간 내에 냉열 에너지를 잃고 온도가 상승하기 쉽기 때문에, 장시간의 냉각에는 부적절하다. 한편, 열 전도율이 높은 고체를 이용하지 않는 편이 장시간의 냉각에 적합하지만, 짧은 시간 내에 냉각 대상물을 냉각하는데는 부적절하다. 하지만, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음은, 상기와 같이 냉각 능력이 높기 때문에, 열 전도율이 높은 고체에 의한 짧은 시간 내의 냉각 능력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 장시간의 냉각도 가능하다는 점에서 유용하다. 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음보다 높은 열 전도율을 가지는 고체로서는, 예를 들면, 금속(알루미늄, 은, 동, 금, 두랄루민, 안티몬, 카드뮴, 아연, 주석, 비스무트, 텅스텐, 티타늄, 철, 납, 니켈, 백금, 마그네슘, 몰리브덴, 지르코늄, 베릴륨, 인듐, 니오브, 크롬, 코발트, 이리듐, 팔라듐), 합금(강철(탄소강, 크롬강, 니켈강, 크롬니켈강, 규소강, 텅스텐강, 망간강 등), 니켈크롬 합금, 알루미늄 청동, 포금, 황동, 망가닌, 양은, 콘스탄탄, 땜납, 알루멜, 크로멜, 모넬메탈, 백금 이리듐 등), 규소, 탄소, 세라믹스(알루미나 세라믹스, 포로스테라이트 세라믹스, 스테아타이트 세라믹스 등), 대리석, 벽돌(마그네시아 벽돌, 코발트 벽돌 등)등으로, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음보다 높은 열 전도율을 갖는 고체를 예로 들 수 있다. 또한, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음보다 높은 열 전도율을 갖는 고체는, 열 전도율이 2.3W/m K 이상(3W/m K 이상, 5W/m K 이상, 8W/m K 이상 등)인 고체인 것이 바람직하고, 열 전도율이 10W/m K 이상(20W/m K 이상, 30W/m K 이상, 40W/m K 이상 등)인 고체인 것이 보다 바람직하며, 열 전도율이 50W/m K 이상(60W/m K 이상, 75W/m K 이상, 90W/m K 이상 등)인 고체인 것이 더욱 바람직하고, 열 전도율이 100W/m K 이상(125W/m K 이상, 150W/m K 이상, 175W/m K 이상 등)인 고체인 것이 보다 더 바람직하며, 열 전도율이 200W/m K 이상(250W/m K 이상, 300W/m K 이상, 350W/m K 이상 등)인 고체인 것이 한층 더 바람직하고, 열 전도율이 400W/m K 이상(410W/m K 이상 등)인 고체인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음 슬러리가, 상기 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음보다 높은 열 전도율을 갖는 고체를 함유하는 경우, 상기와 같이, 많은 고체를 포함해도 장시간의 냉각에 적합하고, 예를 들면, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음보다 높은 열 전도율을 갖는 고체의 질량/얼음 슬러리에 포함되는 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음의 질량(또는 얼음 슬러리에 포함되는 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음과 수용액을 포함하는 액체의 합계 질량)은, 1/100000 이상(1/50000 이상, 1/10000 이상, 1/5000 이상, 1/1000 이상, 1/500 이상, 1/100 이상, 1/50 이상, 1/10 이상, 1/5 이상, 1/4 이상, 1/3 이상, 1/2 이상 등)일 수 있다.
본 발명에 있어서의 상기 고체는, 임의의 형상일 수 있지만, 입자 형상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 고체는, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음의 내부에 포함된 형태로 포함될 수도 있고, 얼음의 외부에 포함된 형태로 포함될 수도 있지만, 얼음의 외부에 포함된 형태로 포함되는 편이 냉각 대상물에 직접 접하기 쉬우므로, 냉각 능력이 높아진다. 따라서, 얼음의 외부에 포함된 형태로 포함되는 편이 바람직하다. 또한, 얼음 슬러리가 상기 고체를 함유하는 경우, 사전에 원료로 되는 물에 혼합한 상태에서, 얼음을 제조할 수도 있다.
아래에, 본 발명의 일 실시 형태를 도면에 근거하여 설명한다.
[보냉고(1)]
도1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 보냉고(1)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 보냉고(1)는, 케이싱(4), 보냉 공간(5), 격벽(6), 단열재(7), 및 단열 시트(8)를 구비한다.
케이싱(4)은, 직방체 형상으로 이루어지고, 단열 구조로 되어 있다. 또한, 케이싱(4)의 내측에는 케이싱(4)에 대향하고, 보냉 공간(5)을 둘러싸는 격벽(6)이 배치되어 있다. 케이싱(4)을 단열 구조로 하기 위한 수단은 특별히 한정되지 않는다. 또한, 본 실시 형태에서는, 보냉고(1)는, 스틸제 또는 FRP(Fiber-Reinforced Plastics/섬유 강화 플라스틱)제의 이중벽 구조로 하고, 이중벽 사이의 공극에는 단열재(7)가 개재되어 있다. 단열재(7)로서 채용하는 부재는, 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로, 예를 들면, 우레탄 폼, 글라스 울, 진공 단열재 등을 채용할 수 있다. 또한, "진공 단열재"란, 다공질의 심재료를 라미네이트 필름으로 피복하고, 내부를 감압하여 밀봉한 단열재를 의미한다.
보냉 공간(5)은, 격벽(6)이 둘러싸여 형성되는 피 보냉물을 격납하기 위한 공간이다.
격벽(6)은, 보냉 공간(5)을 둘러싼 벽이며, 후술하는 얼음 슬러리(3)에 의해 스스로 냉각됨으로써 보냉 공간(5)을 냉각시킨다. 격벽(6)은, 열 전도율이 높은 자재로 구성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 예를 들면, 알루미늄, 동 등 금속을 채용할 수 있다. 따라서, 효과적으로 보냉고(1)의 보냉 공간(5)을 냉각시킬 수 있다.
케이싱(4)과 격벽(6) 사이에는 공극(50)이 설치되어 있다. 공극(50)에는 얼음 슬러리(3)가 충전되어 있다. 즉, 요구되는 빙점하의 온도를 유지 가능한 브라인을 사용한 얼음 슬러리(3)를 공극(50)에 충전시킴으로써, 요구되는 빙점하의 온도까지 보냉 공간(5)을 냉각시킬 수 있다.
여기서, "브라인"이란, 동결점이 낮은 액체의 열 매체를 포함하는 액체를 말한다. 구체적으로, 예를 들면, 염화나트륨 수용액(염수)이나 염화칼슘 수용액, 염화마그네슘 수용액, 에틸렌 글리콜 등이 브라인에 포함된다.
또한, "플레이크 아이스"란, 브라인을 농도가 균일하도록 동결시킨 플레이크(박편) 형상의 얼음을 말한다. 플레이크 아이스는 비표면적이 크기 때문에, 피 보냉물을 재빠르게 냉각시킬 수 있다. 즉, 브라인을 동결시킨 플레이크 아이스는, 융해할 때 대량의 잠열을 주위로부터 빼앗을 수 있다. 또한, 그 동안, 온도가 상승하지도 않는다. 따라서, 장시간에 걸쳐서 피 보냉물을 보냉할 수 있다.
또한, 얼음 슬러리는, 브라인을 동결시킨 플레이크 아이스와 상기 브라인의 혼합물을 포함하고, 셔벗 형상의 얼음을 포함한다. 또한, 얼음 슬러리는, 굳은 블록 형상의 얼음에 비해, 공극(50)으로의 충전이 쉽고, 또한, 냉각 불균형이 생기기 어려운 등의 특징을 갖는다.
케이싱(4)의 측면 상부에는, 공극(50)에 얼음 슬러리(3)를 공급할 수 있는 얼음 슬러리 공급구(40)가 설치되어 있다. 또한, 케이싱(4)의 측면 하부에는, 공극(50)으로부터 얼음 슬러리(3)를 배출할 수 있는 얼음 슬러리 배출구(41)가 설치되어 있다. 또한, 얼음 슬러리 공급구(40)에는 개폐 밸브(42)가 설치되어 있고, 얼음 슬러리 배출구(41)에는 개폐 밸브(43)가 설치되어 있다.
따라서, 펌프 등을 사용하여 공급구에서 공극에 얼음 슬러리를 충전하는 동시에, 녹은 얼음 슬러리를 배출구로부터 배출시킬 수 있으므로, 공극(50) 내에 충전되어 있는 얼음 슬러리의 냉각 능력을 높은 상태로 유지시킬 수 있다.
단열재(7)와 접하는 내측 벽면에는, 복사열을 반사시키기 위한 단열 시트(8)가 접착되어 있다. 또한, 복사열을 반사시키는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에서는, 단열 시트(8)를 접착시키는 방법을 채용하고 있다. 또한, 이러한 경우에는, 단열 시트(8)로서, 알루미늄의 증착막의 바깥쪽을 필름으로 보강하고, 안쪽에는 직포나 발포 시트 등의 단열재를 접착제로 접착하여 적층시킨 시트 등을 사용할 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 보냉고(1)의 측면부에는, 피 보냉물을 반출입 하기 위한 단열 도어가 설치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 단열재(7)와 접하는 내측 벽면에만 단열 시트(8)를 접착시키지만, 단열재(7)와 접하는 내측 벽면 외에, 단열재(7)와 접하는 외측 벽면에 단열 시트(8)를 접착시킬 수도 있다. 따라서, 이중벽의 내면에 접착된 단열 시트를 이용하여 복사열을 반사시키기 위하여, 보냉 공간에 열이 전달되지 않도록 할 수 있다.
[보냉고(2)]
도1의 보냉고(1)에서는, 공극(50)에 대해 직접 얼음 슬러리(3)가 충전되는 구성을 취하지만, 특별히 이에 한정되지 않으며, 공극(50)에는, 얼음 슬러리(3)가 충전된 얼음 슬러리 격납 용기가 수납될 수도 있다. 즉, 펌프 등을 사용하여 공극(50)에 얼음 슬러리(3)를 충전하는 대신, 얼음 슬러리(3)가 충전된 복수의 얼음 슬러리 격납 용기(9)를 공극(50)에 설치할 수도 있다.
도2는, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 보냉고(2)의 구성을 나타내는 단면도이다.
도2에 도시된 바와 같이, 보냉고(2)에서는, 케이싱(4)과 격벽(6) 사이의 공극(50)에, 얼음 슬러리(3)가 충전된 복수의 얼음 슬러리 격납 용기(9)가 설치된다.
얼음 슬러리 격납 용기(9)의 형상 및 자재는 특별히 한정되지 않지만, 공극(50)에 설치하기 쉬운 형상이고, 또한, 열 전도율이 높은 자재로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시 형태에 따른 보냉고(2)에서는, 열 전도율이 높은 금속에 의해 형성된 실린더 형상의 밀폐 용기로서, 얼음 슬러리(3)의 교체가 가능한 얼음 슬러리 격납 용기(9)를 채용하고 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 격벽(6)에는, 얼음 슬러리 격납 용기(9)를 공극(50)에 수납하기 위한 개폐 도어가 설치되어 있다.
[플레이크 아이스 제조 장치]
 용기에 담겨진 상태의 수용액을 포함하는 액체를 외부에서 냉각해도, 본 발명의 보냉고에 사용되는 얼음을 제조할 수는 없다. 이는, 냉각 속도가 충분하지 않기 때문이라고 볼 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시 형태인 플레이크 아이스 제조 장치(10)에 따르면, 용질을 함유하는 수용액을 포함하는 액체를 분무함으로써, 안개 상태로 된 수용액이 응고점 이하의 온도로 유지된 벽면에 직접 접함으로써, 종래에 없었던 급속한 냉각이 가능하다. 따라서, 상기 조건 (a) 및 (b)를 만족시키는 냉각 능력이 높은 얼음을 생성할 수 있다고 볼 수 있다.
벽면은, 예를 들면, 후술하는 도3에 있어서의 드럼(11)과 같은 원주형의 구조물의 내벽 등을 예로 들 수 있지만, 수용액의 응고점 이하의 온도로 유지할 수 있는 벽면이라면 특별히 한정되지 않는다. 벽면의 온도는, 수용액의 응고점 이하의 온도로 유지되면 특별히 한정되지 않지만, 상기 조건 (a) 및 (b)를 만족시키는 얼음의 순도가 높은 얼음을 제조할 수 있다는 점에서, 수용액의 응고점보다 1℃ 이상 낮은 온도(2℃ 이상 낮은 온도, 3℃ 이상 낮은 온도, 4℃ 이상 낮은 온도, 5℃ 이상 낮은 온도, 6℃ 이상 낮은 온도, 7℃ 이상 낮은 온도, 8℃ 이상 낮은 온도, 9℃ 이상 낮은 온도, 10℃ 이상 낮은 온도, 11℃ 이상 낮은 온도, 12℃ 이상 낮은 온도, 13℃ 이상 낮은 온도, 14℃ 이상 낮은 온도, 15℃ 이상 낮은 온도, 16℃ 이상 낮은 온도, 17℃ 이상 낮은 온도, 18℃ 이상 낮은 온도, 19℃ 이상 낮은 온도, 20℃ 이상 낮은 온도, 21℃ 이상 낮은 온도, 22℃ 이상 낮은 온도, 23℃ 이상 낮은 온도, 24℃ 이상 낮은 온도, 25℃ 이상 낮은 온도 등)로 유지되는 것이 바람직하다.
분무 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 후술하는 도3에 있어서의 분사부(13)와 같이, 분사홀(13a)을 구비하는 분사 수단에서 분사함으로써 분무할 수 있다. 이러한 경우, 분사할 때의 수압은, 예를 들면, 0.001MPa 이상(0.002MPa 이상, 0.005MPa 이상, 0.01MPa 이상, 0.05MPa 이상, 0.1MPa 이상, 0.2MPa 이상 등)일 수 있고, 1MPa 이하(0.8MPa 이하, 0.7MPa 이하, 0.6MPa 이하, 0.5MPa 이하, 0.3MPa 이하, 0.1MPa 이하, 0.05MPa 이하, 0.01MPa 이하 등)일 수도 있다.
또한, 후술하는 도3에 도시된 바와 같이, 세로형 드럼(11)의 중심축에 회전 가능한 회전축(12)을 설치하는 등 회전 수단을 설치하고, 회전시키면서 분무를 진행하는 등 연속적인 분무에 의해 진행할 수도 있다.
(회수 공정)
본 발명은, 상술한 얼음 생성 공정 후에, 벽면에 생긴 얼음을 회수하는 공정을 갖는다.
회수하는 방법은, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 후술하는 도3에 도시된 바와 같이, 벽면의 얼음을 블레이드(15) 등 수단으로 긁어내고, 떨어진 얼음을 회수할 수 있다.
또한, 얼음이 생성될 때, 제빙열이 발생하지만, 이 제빙열을 발생함으로써, 실제의 융해 완료 온도에 영향을 줄 가능성이 있다. 이와 같이, 융해 완료 온도는, 용질의 종류, 농도뿐만 아니라 제빙열의 영향을 받는다고 볼 수 있다. 그러므로, 얼음에 잔존하는 제빙열의 열량을 조절함으로써, 실제의 융해 완료 온도를 조절할 수 있다. 제빙열을 조절하기 위해서는, 본 발명의 회수 공정에 있어서, 얼음의 벽면에서의 유지 시간을 조절하여 진행할 수 있다.
도3은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 플레이크 아이스 제조 장치(10)의 개요를 나타내는 부분 단면 사시도를 포함하는 이미지 도면이다.
도3에 도시된 바와 같이, 플레이크 아이스 제조 장치(10)는, 드럼(11), 회전축(12), 분사부(13), 박취부(14), 블레이드(15), 플레이크 아이스 배출구(16), 상부 베어링 부재(17), 단열 보호 커버(19), 기어드 모터(20), 로터리 조인트(21), 냉매 클리어런스(24), 부시(28), 냉매 공급부(29), 및 회전 제어부(27)를 구비한다.
드럼(11)은, 내부 실린더(22); 내부 실린더(22)를 둘러싸는 외부 실린더(23); 내부 실린더(22)와 외부 실린더(23) 사이에 형성되는 냉매 클리어런스(24)로 구성된다. 또한, 드럼(11)의 외주면은, 원통 형상의 단열 보호 커버(19)에 의해 덮혀져있다. 내부 실린더(22) 및 외부 실린더(23)의 자재는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 본 실시 형태에서는 스틸이 채용된다.
냉매 클리어런스(24)에는, 냉매 공급부(29)로부터 냉매 배관(35)을 통해 냉매가 공급된다. 따라서, 내부 실린더(22)의 내주면이 냉각된다.
회전축(12)은, 드럼(11)의 중심축에 배치되며, 상부 베어링 부재(17)의 위에 설치된 기어드 모터(20)를 동력원으로, 상기 중심축을 축으로 하여 재축 방향으로 회전한다. 또한, 기어드 모터(20)의 회전 속도는, 후술의 회전 제어부(27)에 의해 제어된다.
또한, 회전축(12)의 정상에는 로터리 조인트(21)가 장착되어 있다. 또한, 회전축(12)의 상부에는, 재축 방향으로 연장하고 분사부(13)의 각 파이프와 연통하는 세로홀(12a)이 형성되어 있다(도4 참조).
분사부(13)는, 내부 실린더(22)의 내주면을 향하여 브라인을 분사하는 분사홀(13a)을 선단부에 구비하는 복수의 파이프로 구성되며, 회전축(12)과 함께 회전한다. 분사홀(13a)에서 분사된 브라인은, 냉매에 의해 냉각된 내부 실린더(22)의 내주면에 부착하고, 분리하는 시간도 없이 급속히 동결한다.
분사부(13)를 구성하는 복수의 파이프는, 회전축(12)에서 드럼(11)의 반경 방향으로 방사상으로 연장되어 있다. 각 파이프의 설치 높이는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에서는, 드럼(11)의 내부 실린더(22)의 높이의 상부 위치에 설치되어 있다. 또한, 파이프 대신 스프레이 노즐 등을 채용할 수도 있다.
박취부(14)는, 드럼(11)의 내주면에 동결한 상태로 부착된 브라인을 긁어내는 블레이드(15)를 선단부에 장착한 복수의 암으로 구성된다. 또한, 박취부(14)는, 드럼(11)의 반경 방향으로 연장하고, 회전축(12)과 함께 회전한다.
박취부(14)를 구성하는 복수의 암은, 회전축(12)에 대하여 대칭되도록 장착되어 있다. 암의 개수는 특별히 한정되지 않지만, 본 실시 형태에서는, 암의 개수는 2개로 한다. 각 암의 선단부에 장착되어 있는 블레이드(15)의 크기 및 자재는 특별히 한정되지 않으며, 동결한 브라인을 긁어낼 수 있으면 된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 블레이드(15)는, 내부 실린더(22)의 총 길이(총 높이)에 거의 같은 길이를 가지는 스테인리스제의 판재로 이루어지고, 내부 실린더(22)를 마주하는 단면에는 복수의 톱날(15a)이 형성되어 있다.
동결된 브라인은, 블레이드(15)에 의해 긁혀지는 경우, 플레이크 아이스로 되고, 상기 플레이크 아이스는, 플레이크 아이스 배출구(16)로부터 떨어진다. 플레이크 아이스 배출구(16)로부터 떨어진 플레이크 아이스는, 플레이크 아이스 제조 장치(10)의 바로 아래에 배치된 플레이크 아이스 저장 탱크(34)(도4) 내에 저장된다.
상부 베어링 부재(17)는, 냄비를 거꾸로 놓은 형상으로 이루어져, 드럼(11)의 상면을 밀봉한다. 상부 베어링 부재(17)의 중심부에는, 회전축(12)을 지지하는 부시(28)가 끼워져 있다. 또한, 회전축(12)은, 상부 베어링 부재(17)에 의해서만 지지되고, 회전축(12)의 하단부는 회전 가능하게 지지되지 않는다.
즉, 드럼(11)의 아래측에는, 블레이드(15)에 의하여 긁혀진(scraping) 플레이크 아이스가 떨어질 때의 장애물이 없으므로, 드럼(11)의 하면은 플레이크 아이스를 배출하는 플레이크 아이스 배출구(16)로 된다.
냉매 공급부(29)는, 냉매 클리어런스(24)에 대하여, 내부 실린더(22)의 내주면을 냉각시키기 위한 냉매를 냉매 배관(35)을 통해 공급한다. 또한, 냉매 공급부(29)에 의하여 공급되는 냉매는 특별히 한정되지 않으며, 내부 실린더(22)의 내주면을 냉각시키는 냉매이면 된다. 구체적으로, 예를 들면, 냉매로서, LNG(Liquefied Natural Gas/액화 천연가스)를 채용할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 냉매 클리어런스(24)에 공급되는 냉매는, 냉매 클리어런스(24)와 냉매 공급부(29) 사이를 냉매 배관(35)을 통해 순환시킬 수 있다. 따라서, 냉매 클리어런스(24)에 공급되어 있는 냉매를 냉각 기능이 높은 상태로 유지시킬 수 있다.
회전 제어부(27)는, 기어드 모터(20)의 회전 속도를 조절함으로써, 회전축(12)과 함께 회전하는 분사부(13) 및 박취부(14)의 회전 속도를 조절한다. 또한, 회전 제어부(27)에 의하여 회전 속도를 제어하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로, 예를 들면, 인버터에 의한 제어 방법을 채용할 수도 있다.
[플레이크 아이스 제조 시스템]
도4는, 도3의 플레이크 아이스 제조 장치(10)를 포함하는 플레이크 아이스 제조 시스템(60)의 전체 개요를 나타내는 이미지 도면이다.
플레이크 아이스 제조 시스템(60)은, 플레이크 아이스 제조 장치(10), 브라인 저장 탱크(30), 펌프(31), 브라인 배관(32), 브라인 탱크(33), 플레이크 아이스 저장 탱크(34), 냉매 배관(35), 및 동결점 조절부(36)를 구비한다.
브라인 저장 탱크(30)는, 플레이크 아이스의 원료로 되는 브라인을 저장한다. 브라인 저장 탱크(30)에 저장된 브라인은, 펌프(31)를 작동시킴으로써, 브라인 배관(32)을 통해 로터리 조인트(21)에 공급되며, 플레이크 아이스 제조 장치(10)에 의하여 플레이크 아이스로 된다. 즉, 로터리 조인트(21)에 공급된 브라인은, 로터리 조인트(21) 및 회전축(12)에 형성된 세로홀(12a)에 공급되며, 세로홀(12a)로부터 분사부(13)를 구성하는 각 파이프로 공급된다.
브라인 탱크(33)는, 브라인 저장 탱크(30) 내의 브라인이 적어진 경우에, 브라인 저장 탱크(30)에 브라인을 공급한다.
또한, 내부 실린더(22)의 내주면에서 동결되지 않고 흘러내린 브라인은, 브라인 저장 탱크(30)에 저장되며, 펌프(31)를 작동시킴으로써 브라인 배관(32)을 통해 로터리 조인트(21)로 다시 공급된다.
플레이크 아이스 저장 탱크(34)는, 플레이크 아이스 제조 장치(10)의 바로 아래에 배치되며, 플레이크 아이스 제조 장치(10)의 플레이크 아이스 배출구(16)로부터 떨어진 플레이크 아이스를 저장한다.
동결점 조절부(36)는, 브라인 탱크(33)에 의하여 브라인 저장 탱크(30)에 공급되는 브라인의 동결점을 조절한다. 예를 들면, 브라인이 염수인 경우에는, 염수의 동결점은 농도에 따라 다르므로, 브라인 동결점 조절부(36)는, 브라인 저장 탱크(30)에 저장되어 있는 염수의 농도를 조절한다.
또한, 브라인의 동결점의 조절 방법은 특별히 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다음과 같은 방법을 채용할 수도 있다.
즉, 브라인 저장 탱크(30)를 복수 개 설치하고, 동결점이 서로 다른 여러 종류의 브라인을 복수 개의 브라인 저장 탱크(30) 각각에 저장시킨다. 또한, 브라인 동결점 조절부(36)는, 요구되는 플레이크 아이스의 온도(예를 들면, 상기 플레이크 아이스에 의해 반송되는 반송품에 대하여, 요구하는 보냉 온도)에 근거하여, 소정의 종류의 브라인을 선택하고, 플레이크 아이스 제조 장치(10)에 공급한다.
이와 같이, 브라인의 동결점을 조절함으로써, 제조되는 플레이크 아이스의 온도를 조절할 수 있다.
다음으로, 상기 구성을 갖는 플레이크 아이스 제조 장치(10)를 포함하는 플레이크 아이스 제조 시스템(60)의 동작에 대하여, 브라인을 염수로 하여 설명한다.
우선, 냉매 공급부(29)는, 냉매 클리어런스(24)에 냉매를 공급하고, 내부 실린더(22)의 내주면의 온도를 염수의 동결점보다 -10℃ 정도 낮도록 설정한다. 따라서, 내부 실린더(22)의 내주면에 부착한 염수를 동결시킬 수 있다.
내부 실린더(22)의 내주면이 냉각되면, 회전 제어부(27)는, 기어드 모터(20)를 구동시키고, 회전축(12)을 재축 방향으로 회전시킨다.
회전축(12)이 회전하면, 펌프(31)는, 브라인 저장 탱크(30)로부터 로터리 조인트(21)를 통해 회전축(12) 내에 브라인인 염수를 공급한다.
회전축(12) 내에 염수가 공급되면, 회전축(12)과 함께 회전하는 분사부(13)는, 내부 실린더(22)의 내주면을 향해 염수를 분사한다. 분사부(13)에서 분사된 염수는, 내부 실린더(22)의 내주면에 접촉하면 순식간에 동결하여 얼음이 된다.
이 때, 회전 제어부(27)는, 회전축(12)의 회전 속도를 2~4rpm으로 제어한다. 또한, 분사부(13)의 구성 요소로서 파이프가 아닌 스프레이 노즐을 사용하는 경우, 회전 제어부(27)는 회전축(12)의 회전 속도를 10~15rpm으로 제어한다.
내부 실린더(22)의 내주면에 생성된 얼음은, 회전축(12)과 함께 회전하는 박취부(14)에 의해 긁혀진다. 박취부(14)에 의해 긁혀진 얼음은, 플레이크 아이스로서 플레이크 아이스 배출구(16)로부터 떨어진다. 플레이크 아이스 배출구(16)로부터 떨어진 플레이크 아이스는, 플레이크 아이스 제조 장치(10)의 바로 아래에 배치된 플레이크 아이스 저장 탱크(34) 내에 저장된다.
상술한 바와 같이, 얼음이 되지 않고, 내부 실린더(22)의 내주면을 흘러내린 염수는 브라인 저장 탱크(30)에 저장되며, 펌프(31)를 작동시킴으로써 브라인 배관(32)을 통해 로터리 조인트(21)로 다시 공급된다. 또한, 브라인 저장 탱크(30) 내의 염수가 적어진 경우, 브라인 탱크(33)는 자체에 저장되어 있는 염수를 브라인 저장 탱크(30)로 공급한다.
여기서, 회전 제어부(27)는, 기어드 모터(20)의 회전 속도를 변화시킴으로써, 플레이크 아이스 제조 장치(10)에 의해 제조되는 플레이크 아이스의 온도를 변화시킬 수 있다.
예를 들면, 브라인으로서 염수가 채용된 브라인을 사용한다. 이러한 경우, 염수가 동결하는 동결점은, 그 용질 농도에만 의존한다고 종래로부터 생각해 왔다. 예를 들면, 용질 농도가 0.8%이면, 그 어떤 경우에도 -1.2℃에서 염수가 동결한다고 종래로부터 생각해 왔다.
하지만, 본 출원인은, 브라인으로서 염수를 채용하고, 본 실시 형태의 플레이크 아이스 제조 장치(10)를 사용하여, 회전축(12)의 회전 속도를 변화시킨 결과, 동일 농도의 염수에서 제조되는 플레이크 아이스의 온도가, 회전수에 따라 변화한다는 것, 특히 회전수가 저하하면 온도가 저하한다는 것을 발견하였다.
그 이유는, 플레이크 아이스는 제빙열을 발생한 상태가 융해가 완료될 때까지 유지되기 때문이다.
따라서, 브라인의 농도를, 냉장, 냉동 대상에 적합한 목표치에 고정하면서, 플레이크 아이스의 온도를 조절할 수 있다.
[얼음 슬러리 제조 방법]
다음으로, 상술한 브라인과 플레이크 아이스를 재료로 하는 얼음 슬러리를 제조하는 방법의 일 예를 설명한다. 얼음 슬러리(3)에 대해서는, 사전에 준비된 여러 종류의 브라인을 재료로 하여, 요구되는 보냉 온도와 보냉 시간에 대응시킨 얼음 슬러리를 제조할 수 있다.
또한, 브라인을 염수로, 피 보냉물을 신선한 해산물로 하고, 또한, 상술한 보냉고(1) 또는 보냉고(2)를 사용하지 않고, 얼음 슬러리(3) 속에 직접 피 보냉물인 신선한 해산물을 넣음으로써, 순식간에 동결하는 것을 가정하여 설명한다.
신선한 해산물을 순식간에 동결시키기 위하여, 얼음 슬러리의 원료인 염수의 용질 농도를 종래에 비교하여 대폭으로 높이 설정한다. 또한, 용질 농도가 13.6%인 염수의 이론적인 포화 동결점은 -9.8℃로 되고, 용질 농도가 23.1%인 염수의 이론적인 포화 동결점은 -21.2℃로 된다.
염수의 용질 농도가 13.6% 미만인 경우, 제조한 얼음 슬러리(3)에 의한 신선한 해산물의 동결 속도는 느려진다. 한편, 염수의 용질 농도가 23.1%를 초과하는 경우, 염분이 결정으로서 석출하기 때문에, 염수의 포화 동결점이 상승한다.
또한, 신선한 해산물을 직접 얼음 슬러리(3)에 넣은 경우, 얼음 슬러리의 용질 농도가 높더라도, 신선한 해산물의 표면이 순식간에 동결하여 결빙하기 때문에, 신선한 해산물로 염분이 침입되지 않는다.
얼음 슬러리를 제조하기 위하여 혼합한 플레이크 아이스와 염수의 용질 농도는 동일 정도(몇% 이내의 농도차)인 것이 바람직하다. 플레이크 아이스의 용질 농도가 염수의 용질 농도보다 높은 경우, 플레이크 아이스의 온도가 염수의 포화 동결점보다 낮기 때문에, 용질 농도가 낮은 염수를 혼합한 직후에 수분이 동결한다. 한편, 플레이크 아이스의 용질 농도가 염수의 용질 농도보다 낮은 경우, 플레이크 아이스의 포화 동결점 보다도 염수의 포화 동결점이 낮으므로, 플레이크 아이스가 융해하고, 얼음 슬러리(3)의 온도가 저하한다.
따라서, 얼음 슬러리(3)의 상태를 변동하지 않도록 하기 위하여, 혼합하는 플레이크 아이스와 염수의 용질 농도를 동일 정도로 하는 것이 바람직하다.
혼합하는 플레이크 아이스와 염수의 질량비는, 플레이크 아이스:염수=75:25~20:80, 바람직하게는, 플레이크 아이스:염수=60:40~50:50으로 한다. 또한, 플레이크 아이스의 질량비가 75질량%를 초과하면, 고형분의 비율이 높아지므로, 신선한 해산물과 얼음 슬러리(3) 사이에 간극이 발생하고, 신선한 해산물에 얼음 슬러리(3)가 밀착하지 않게 된다. 한편, 얼음의 질량비가 20질량% 미만이면, 제조한 얼음 슬러리에 의해 신선한 해산물을 순식간에 동결시키기 어려워지기 때문이다.
즉, 브라인이 염수인 경우, 용질 농도(브라인의 농도)를 13.6%~23.1%로 설정한 염수를 사용하여 플레이크 아이스 제조 장치(10)에 의해 생성된 플레이크 아이스와 용질 농도가 13.6%~23.1%인 염수를 혼합하여 얼음 슬러리를 제조한다.
본 실시 형태에서, 제조된 얼음 슬러리의 온도는 -9.8℃~-21.2℃이다. 제조된 플레이크 아이스와 혼합하는 염수의 온도는, 상온 또는 상온을 밑도는 온도로 한다. 또한, 염수의 온도가 낮을수록, 제빙 효율은 높아진다.
또한, 브라인이 염수 이외인 경우, 제조되는 얼음 슬러리의 온도를 필요한 온도가 되도록, 브라인의 농도나 혼합하는 플레이크 아이스와 브라인의 질량비를 조절한다.
이와 같이, 브라인의 농도나 혼합하는 플레이크 아이스와 브라인의 질량비를 조절하여, 여러 종류의 온도의 얼음 슬러리를 제조할 수 있다.
[얼음 슬러리 공급 시스템] 및 [피 보냉품 수송 시스템]
다음으로, 상술한 방법으로 제조된 얼음 슬러리를 보냉고(1)에 공급하는 방법 및 보냉고(1)를 이용한 피 보냉품의 수송 방법에 대하여 설명한다.
도5는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 얼음 슬러리 공급 시스템의 개요를 나타내는 이미지 도면이다.
도5에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 보냉 이동체(44)는, 보냉고(1)를 구비하는 화물 열차이다. 또한, 보냉 이동체(44)는, 화물 열차에 한정되지 않으며, 화물 운반용 차량, 선박, 항공기일 수도 있지만, 화물 열차인 경우, 자동차를 사용하지 않음으로 인한 도로 정체의 해소, 배기 가스를 배출하지 않음으로 인한 Co2 배출량 절감, 수송 효율의 향상, 에너지 소비량의 절약 등 효과를 기대할 수 있다.
보냉고(1)의 공극(50)에 얼음 슬러리(3)가 충전되어 보냉 공간(5)이 냉각되므로, 냉각을 위한 전력을 필요로 하지 않고 보냉 공간(5)에 피 보냉물을 격납하고 운반할 수 있다. 또한, 드라이 아이스와 같이, 승화에 의해 이산화탄소와 같은 온실 효과 가스를 발생시키는 일도 없다. 또한, 녹은 얼음 슬러리를 동결시켜, 냉열원으로 재활용할 수 있다.
보냉고(1)는, 기타 보냉고(1)와는 별도로, 보냉 온도를 자유로 설정할 수 있고, 또한, 그 탑재 장소의 온도는 가리지 않는다. 그러므로, 상온의 화물(보냉고(1)를 사용하지 않는 화물)도 포함하여, 서로 다른 보냉 온도의 화물(보냉 온도가 따로 설정된 복수의 보냉고(1)를 포함하는 화물)을 한 대의 보냉 이동체(44) 또는 상온의 이동체에 동시에 탑재할 수 있다. 따라서, 효과적으로 화물의 운반에 기여할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 보냉고(1)는, 얼음 슬러리 공급구(40)에 의하여 얼음 슬러리(3)를 공급시키고, 얼음 슬러리 배출구(41)에 의하여 얼음 슬러리(3)를 배출할 수 있으므로, 얼음 슬러리 공급 장치(46)를 구비하는 소정의 물류 거점(45)에서 얼음 슬러리(3)의 교체를 진행할 수 있으며, 또한, 얼음 슬러리(3)의 양을 변경하여, 반송 시간을 자유로 설정할 수 있다. 따라서, 물류 거점(45)을 중계 지점으로 한 장거리 수송이 가능해 진다. 여기서, "물류 거점"은 물류의 허브이며, 본 발명에서는, 화물 열차, 트럭, 선박, 항공기 등의 보냉 이동체(44)가 주차 등을 하는 역, 주유소, 항구, 공항 등을 총칭하여 "물류 거점"이라고 부른다.
얼음 슬러리 공급 장치(46)를 구비하는 물류 거점(45)에서는, 얼음 슬러리 공급 장치(46)에 의해 얼음 슬러리(3)가 제조된다. 얼음 슬러리 공급 장치(46)에 의해 제조된 얼음 슬러리(3)는, 얼음 슬러리 공급 조절부(47)에 의해 보냉고(1)에 공급된다.
즉, 얼음 슬러리 공급 장치(46)에서 제조된 얼음 슬러리(3)는, 보냉 이동체(44)에 구비되어 있는 보냉고(1)로, 보냉고(1)의 얼음 슬러리 공급구(40)에 의하여 파이프 압송된다. 또한, 이미 보냉고(1)에 충전되어 있는 얼음 슬러리(3)는, 보냉고(1)의 얼음 슬러리 배출구(41)를 통해 얼음 슬러리 공급 장치(46)에 회수된다. 또한, 얼음 슬러리 공급 장치(46)에 의해 회수된 얼음 슬러리(3)는, 플레이크 아이스를 제조하기 위한 원료로서 재활용할 수 있다.
얼음 슬러리 공급 조절부(47)는, 보냉고(1)의 보냉 온도와 보냉 시간에 따라 보냉고(1)에 대하여 공급하는 얼음 슬러리(3)의 종류와 공급량을 조절한다. 즉, 얼음 슬러리(3)는, 플레이크 아이스의 종류에 따라 온도가 서로 다르다. 그러므로, 얼음 슬러리 공급 조절부(47)는, 보냉고(1)의 보냉 온도에 따라 온도가 서로 다른 여러 종류의 얼음 슬러리(3) 중에서 바람직한 종류의 얼음 슬러리를 선택한다. 또한, 보냉고(1)의 보냉 시간에 따라 바람직한 얼음 슬러리(3)의 충전량을 조절한다.
즉, 브라인으로서 염수인 경우, 종래는 염수를 동결시킨 얼음은, 동결점이 높은 담수 부분으로부터 동결하기 시작하고, 최종적으로 동결하는 부분에는, 소량의 염수가 동결한 부분이나 얼음의 주위에 석출한 염이 부착된 상태가 되며, 얼음의 용질 농도는 불균일해 진다. 또한, 융해시에는, 최종적으로 동결한 부분이 먼저 융해하고, 고농도의 염수가 나오기 때문에, 융해물은 융해 과정에서 용질 농도가 대폭으로 변화하거나, 온도가 0℃를 향하여 상승하는 기술적인 과제가 있었다.
그러나, 플레이크 아이스 제조 장치(10)에 의해 제조된 플레이크 아이스는, 물과 염이 분리되는 시간이 없이 순식간에 동결되므로, 용질 농도를 거의 균일하게 할 수 있고, 융해 개시에서 융해 완료까지의 용질 농도도 얼음의 온도도 거의 일정하게 된다.
따라서, 보냉고(1) 내의 얼음 슬러리(3)의 양을 조절하고, 보냉고(1) 내의 보냉 온도를, 요구되는 소정의 보냉 온도로 유지할 수 있는 시간을 조절할 수 있다. 구체적으로, 보냉고 내의 얼음 슬러리(3)의 양이 많을수록 보냉 가능 시간을 길게할 수 있고, 보냉고 내의 얼음 슬러리(3)의 양이 적을수록 보냉 가능 시간을 짧게할 수 있다. 그러므로, 피 보냉물의 운반 시간에 따라 얼음 슬러리(3)의 충전량을 조절할 수 있다.
따라서, 피 보냉물을 바람직한 보냉 환경하에서 효과적으로 장거리 수송할 수 있다.
또한, 보냉고(2)를 구비하는 보냉 이동체(44)인 경우, 물류 거점(45)에 있어서, 보냉고(2)에 수납되어 있는 얼음 슬러리 격납 용기(9)를 새로운 얼음 슬러리 격납 용기(9)와 교환하여 보냉 공간(5)의 보냉 상태를 유지시킬 수 있다. 보냉고(2)도 보냉고(1)와 마찬가지로, 종류가 서로 다른 얼음 슬러리 격납 용기(9) 중에서, 보냉고(2)의 보냉 온도에 적합한 얼음 슬러리 격납 용기(9)를 선택하고, 또한, 보냉고(2)의 보냉 시간에 따라 적합한 얼음 슬러리 격납 용기(9)의 수량을 조절한다. 따라서, 피 보냉물을 바람직한 보냉 환경하에서 효과적으로 장거리 수송할 수 있다.
또한, 상술한 보냉고(1) 또는 보냉고(2)를 사용하지 않고 얼음 슬러리(3) 속에 직접 피 보냉품을 넣어 순식간에 동결시키고 수송할 수도 있다. 구체적으로, 예를 들면, 신선한 해산물은 얼음 슬러리(3) 중에서 순식간에 동결시킨 후에, 얼음 슬러리(3) 속에서 꺼내고, 순간 동결시의 온도 이하로 냉동 보존할 수도 있다. 따라서, 원격지까지 장시간 수송하여도 신선한 해산물의 신선도, 미각이 떨어지지 않는다.
도6은, 도1의 보냉고(1)의 단열 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도6에 도시된 바와 같이, 보냉고(1)의 케이싱(4)은, 단열재(7)의 외측에 이중의 벽을 설치하고, 상기 벽 사이에는 송풍 클리어런스(81)가 설치되어 있다. 송풍 클리어런스(81)에는 항상 공기가 송풍된다. 따라서, 보냉고의 단열 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 높은 단열 효과를 가지는 보냉고(1)는, 각종 분야에 응용이 가능하다. 구체적으로, 예를 들면, 냉장/냉동고, 냉동 컨테이너, 냉장/냉동 트럭, 콜드 박스, 쿨러 박스에 이용할 수 있다.
또한, 얼음 슬러리 제조 장치(46)를 스테이션화시킴으로써, 보냉고(1)를 모든 경우에서 이용할 수 있도록 할 수도 있다. 보냉고(1)는, 냉동기나 발전기가 불필요하고, 냉매인 브라인(염수)도 재활용이 가능하며, 또한, 양호한 단열 효과에 의해 장거리 수송도 가능하다. 또한, 냉동 수송, 냉장 수송, 상온 수송에 대응할 수 있고, 에너지 절약, Co2 절감에도 기여하는 효과를 갖는다.
또한, 도6에 도시된 단열 구조는, 도2의 보냉고(2)에도 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 기재된 그 어떤 구성에도 한정되지 않으며, 특허 청구 범위에 기재되어 있는 사항의 범위 내에서 생각되는 기타 실시 형태나 변형예도 포함한다. 또한, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서, 각종 변경이나 상기 실시 형태의 조합을 실시할 수도 있다.
예를 들면, 상술한 실시 형태에서는, 케이싱(4)의 내측 6면에 공극(50)을 설치하고, 얼음 슬러리(3)를 충전하지만, 케이싱의 내측 1면(천정면 등)에만 공극(50)을 설치하고, 얼음 슬러리(3)를 충전할 수도 있다.
또한, 보냉고(1) 또는 보냉고(2)의 형상은, 상술한 실시예와 같이 직방체 형상에 한정되지 않는다.
또한, 보냉 이동체(44)는 화물 열차에 한정되지 않는다. 자동차를 포함하는 화물 운반용 차량, 선박, 항공기 등 이동체일 수도 있다.
또한, 브라인은, 상술한 실시 형태에서는 염수(염화나트륨 수용액)로 했지만, 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로, 예를 들면, 염화칼슘 수용액, 염화마그네슘 수용액, 에틸렌 글리콜 등을 채용할 수 있다. 따라서, 용질 또는 농도의 차이에 따른 동결점이 서로 다른 여러 종류의 브라인을 마련할 수 있다.
또한, 본 발명의 제빙 장치에 의해 생성되는 얼음은, 상기 조건 (a) 및 (b)를 만족시키는 용질을 함유하는 수용액을 포함하는 액체의 얼음인 것이 바람직하지만, (a) 및 (b)의 한가지 또는 두가지 조건을 만족시키지 않는 얼음일 수도 있다. 즉, 얼음과 물의 용질 농도가 서로 다른 얼음 슬러리를 사용하여 피 보냉물의 보냉을 진행할 수도 있다.
또한, 상술한 얼음 슬러리가 얼음보다 높은 열 전도율을 가지는 고체를 함유하는 경우, 냉각 공정에 있어서, 얼음 슬러리에 포함되는 얼음과 피 냉각물 사이에, 얼음보다 높은 열 전도율을 가지는 고체가 개재하도록 냉각을 진행하는 것이 바람직하다. 따라서, 열 전도율이 높은 고체에 의한 짧은 시간의 냉각 능력을 얻을뿐만 아니라, 장시간의 냉각도 가능하게 된다. 이러한 경우, 목적에 따라, 얼음, 얼음보다 높은 열 전도율을 가지는 고체, 피 냉각물 각각의 사이에, 별도의 물질이 개재할 수도 있다. 예를 들면, 얼음 슬러리 중에 피 냉각물과 직접 접하는 것이 바람직하지 않은 물질(예를 들면, 안전성의 관점에서, 피 냉각물과 접하는 것이 바람직하지 않은, 얼음보다 열 전도율이 높은 고체(금속 등)등)이 포함되는 경우, 주머니에 얼음 슬러리 또는 피 냉각물 중 어느 하나를 수납하여, 얼음 슬러리와 피 냉각물이 직접 접하지 않도록 하여 냉각할 수도 있다.
상기를 요약하면, 본 발명이 적용되는 보냉고, 이동체, 얼음 슬러리 공급 시스템은, 아래와 같은 구성을 취하면 충분하며, 다종다양한 실시 형태를 취할 수 있다.
즉, 본 발명이 적용되는 보냉고(예를 들면, 도1의 보냉고(1))는,
보냉 공간(예를 들면, 도1의 보냉 공간(5))을 구분하는 케이싱(예를 들면, 도1의 케이싱(4))이 단열 구조이고, 상기 보냉 공간의 적어도 상부에 상기 케이싱에 대향하는 격벽(예를 들면, 도1의 격벽(6))이 설치되어 있으며,
상기 케이싱과 상기 격벽 사이의 공극(예를 들면, 도1의 공극(50))에, 브라인(예를 들면, 염수)을 동결시키는 플레이크 아이스와 상기 브라인의 혼합물인 얼음 슬러리(예를 들면, 도1의 얼음 슬러리(3))가 충전되는 보냉고이다.
따라서, 보냉 능력이 높고, 이산화탄소가 발생하지 않으며, 또한, 냉열원인 얼음 슬러리를 재활용할 수 있는 보냉고를 제공할 수 있다. 또한, 피 보냉물을 먼 곳까지 쉽게 수송할 수 있다.
또한, 상기 얼음 슬러리는,
상기 플레이크 아이스보다 높은 열 전도율을 가지는 고체(예를 들면, 금속)를 함유할 수 있다.
따라서, 냉각 능력을 높일 수 있다.
또한, 상기 공극에 상기 얼음 슬러리를 공급하는 공급구(예를 들면, 도1의 얼음 슬러리 공급구(40))와, 상기 공극에서 상기 얼음 슬러리를 배출하는 배출구(예를 들면, 도1의 얼음 슬러리 배출구(41))를 구비할 수 있다.
따라서, 얼음 슬러리 배출구(41)에서 배출된 얼음 슬러리(3)를, 플레이크 아이스를 제조하기 위한 원료로서 재활용할 수 있다.
상기 공극에는, 상기 얼음 슬러리가 충전된 얼음 슬러리 격납 용기(예를 들면, 도2의 얼음 슬러리 격납 용기(9))가 수납될 수 있다.
따라서, 보냉고(2)에 수납되어 있는 얼음 슬러리 격납 용기(9)를 새로운 얼음 슬러리 격납 용기(9)와 교환하여 보냉 공간(5)의 보냉 상태를 유지시킬 수 있다.
또한, 상기 케이싱은, 단열재(예를 들면, 도1의 단열재(7))가 개재된 이중벽이고, 상기 단열재와 접하는 벽면에는, 복사열을 반사하는 단열 시트(예를 들면, 도1의 단열 시트(8))가 접착될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 이동체(예를 들면, 도5의 보냉 이동체(44))는, 보냉고를 복수 개 탑재할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 얼음 슬러리 공급 시스템은, 이동체에 탑재되는 보냉고에 상기 얼음 슬러리를 공급하는 얼음 슬러리 공급 설비(예를 들면, 도5의 얼음 슬러리 공급 장치(46))를 물류 거점(예를 들면, 도5의 물류 거점(45))에 배치시킬 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 피 보냉품 수송 시스템은,
브라인을 동결시킨 플레이크 아이스를 포함하는 냉각재(예를 들면, 도1의 얼음 슬러리(3))가 삽입된 보냉고(예를 들면, 도1의 보냉고(1))에, 피 보냉품을 삽입하여 수송하는 피 보냉품 수송 시스템으로서,
상기 피 보냉품에 요구되는 보냉 온도에 근거하여, 상기 브라인의 동결점을 조절하는 동결점 조절 수단(예를 들면, 브라인 동결점 조절부(36));
동결점이 조절된 상기 브라인에서, 상기 플레이크 아이스를 생성하는 플레이크 아이스 제조 수단(예를 들면, 도3의 플레이크 아이스 제조 장치(10));
생성된 상기 플레이크 아이스에 대하여, 상기 피 보냉품에 요구되는 수송 시간에 근거하여, 상기 보냉고에 대한 공급량을 조절하는 공급량 조절 수단(예를 들면, 도5의 얼음 슬러리 공급 조절부(47));
를 구비한다.
따라서, 피 보냉물을 바람직한 보냉 환경하에서, 효과적으로 장거리 수송할 수 있다.
또한, 상기 브라인은, 염수이고,
상기 동결점 조절 수단은, 상기 염수의 용질 농도를 조절함으로써, 상기 플레이크 아이스 제조 수단에 공급되는 상기 브라인의 동결점을 조절할 수 있다.
또한, 동결점이 서로 다른 여러 종류의 상기 브라인(예를 들면, 염화마그네슘 수용액, 에틸렌 글리콜 등)이 마련되어 있고,
상기 동결점 조절 수단은, 상기 여러 종류 중 소정의 종류의 브라인을 선택함으로써, 상기 플레이크 아이스 제조 수단에 공급되는 상기 브라인의 동결점을 조절할 수 있다.
상기 보냉고에 공급되는 상기 냉각재는, 상기 플레이크 아이스와 상기 브라인의 혼합물인 얼음 슬러리(예를 들면, 도1의 얼음 슬러리(3))일 수 있다.
1, 2: 보냉고 3: 얼음 슬러리
4: 케이싱 5: 보냉 공간
6: 격벽 7: 단열재
8: 단열 시트 9: 얼음 슬러리 격납 용기
10: 플레이크 아이스 제조 장치 11: 드럼
12: 회전축 12a: 세로홀
13: 분사부 13a: 분사홀
14: 박취부 15: 블레이드
15a: 톱날 16: 플레이크 아이스 배출구
17: 상부 베어링 부재 19: 단열 보호 커버
20: 기어드 모터 21: 로터리 조인트
22: 내부 실린더 23: 외부 실린더
24: 냉매 클리어런스 27: 회전 제어부
28: 부시 29: 냉매 공급부
30: 브라인 저장 탱크 31: 펌프
32: 브라인 배관 33: 브라인 탱크
34: 플레이크 아이스 저장 탱크 35: 냉매 배관
36: 동결점 조절부 40: 얼음 슬러리 공급구
41: 얼음 슬러리 배출구 42,43: 개폐 밸브
44: 보냉 이동체 45: 물류 거점
46: 얼음 슬러리 공급 설비 47: 얼음 슬러리 공급 조절부
50: 공극 60: 플레이크 아이스 제조 시스템
70: 얼음 슬러리 공급 시스템 81: 송풍 클리어런스

Claims (13)

  1. 보냉 공간을 구분하는 케이싱이 단열 구조이고, 상기 보냉 공간의 적어도 상부에 상기 케이싱에 대향하는 격벽이 설치되어 있으며,
    상기 케이싱과 상기 격벽 사이의 공극에, 브라인을 동결시킨 플레이크 아이스와 상기 브라인의 혼합물인 얼음 슬러리가 충전되어 있는 것인 보냉고.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공극에 상기 얼음 슬러리를 공급하는 공급구와, 상기 공극에서 상기 얼음 슬러리를 배출하는 배출구를 구비하는 보냉고.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공극에는, 상기 얼음 슬러리가 충전된 얼음 슬러리 격납 용기가 수납되는 것인 보냉고.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이싱은, 단열재가 개재된 이중벽이고, 상기 단열재와 접하는 벽면에는, 복사열을 반사하는 단열 시트가 접착되어 있는 것인 보냉고.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 보냉고를 복수 개 탑재 가능한 것인 이동체.
  6. 제5항에 기재된 이동체에 탑재되는 보냉고에 상기 얼음 슬러리를 공급하는 얼음 슬러리 공급 설비가 물류 거점에 배치되어 있는 것인 얼음 슬러리 공급 시스템.
  7. 브라인을 동결시킨 플레이크 아이스를 포함하는 냉각재가 공급된 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 상기 보냉고에 피 보냉품을 삽입하여 수송하는 피 보냉품 수송 시스템에 있어서,
    상기 피 보냉품에 요구되는 보냉 온도에 근거하여, 상기 브라인의 동결점을 조절하는 동결점 조절 수단;
    동결점이 조절된 상기 브라인에서, 상기 플레이크 아이스를 제조하는 플레이크 아이스 제조 수단; 및
    생성된 상기 플레이크 아이스에 대하여, 상기 피 보냉품에 요구되는 수송 시간에 근거하여, 상기 보냉고에 대한 공급량을 조절하는 공급량 조절 수단;
    을 구비하는 피 보냉품 수송 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 브라인은, 염수이고,
    상기 동결점 조절 수단은, 상기 염수의 용질 농도를 조절함으로써, 상기 플레이크 아이스 제조 수단에 공급되는 상기 브라인의 동결점을 조절하는 것인 피 보냉품 수송 시스템.
  9. 제7항 있어서,
    동결점이 서로 다른 여러 종류의 상기 브라인이 마련되어 있고,
    상기 동결점 조절 수단은, 상기 여러 종류 중 소정의 종류의 브라인을 선택함으로써, 상기 플레이크 아이스 제조 수단에 공급되는 상기 브라인의 동결점을 조절하는 것인 피 보냉품 수송 시스템.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보냉고에 공급되는 상기 냉각재는, 상기 플레이크 아이스와 상기 브라인의 혼합물인 얼음 슬러리인 것인 피 보냉품 수송 시스템.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 보냉고를 사용하는 피 보냉품의 보냉 방법.
  12. 제5항에 기재된 이동체를 사용하는 피 보냉품의 수송 방법.
  13. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 피 보냉품 수송 시스템을 사용하는 피 보냉품의 수송 방법.
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