特許 7148112 冷凍装置及び冷凍システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-27

(45)【発行日】2022-10-05

(54)【発明の名称】冷凍装置及び冷凍システム

(51)【国際特許分類】

   F25D 13/00 20060101AFI20220928BHJP

   A23L 3/36 20060101ALI20220928BHJP

   F25D 17/02 20060101ALI20220928BHJP

   F25D 17/00 20060101ALI20220928BHJP

   F25D 9/00 20060101ALI20220928BHJP

   F25C 1/147 20180101ALI20220928BHJP

【ＦＩ】

F25D13/00 A

A23L3/36 A

F25D17/02 303

F25D17/02 302

F25D17/00 301

F25D9/00 B

F25C1/147 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018101596

(22)【出願日】2018-05-28

(65)【公開番号】P2019205366

(43)【公開日】2019-12-05

【審査請求日】2021-05-20

(73)【特許権者】

【識別番号】518403539

【氏名又は名称】ブランテックインターナショナル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104880

【弁理士】

【氏名又は名称】古部 次郎

(72)【発明者】

【氏名】廣兼 美雄

【審査官】庭月野 恭

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０８６４６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０２１７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２１６３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０５７９２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｄ １／００－３１／００

Ｆ２５Ｃ １／００－５／２０

Ａ２３Ｌ ３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

氷スラリーが循環する環状の流路であって、２本の並列した直線ラインと、当該２本の直線ラインの隣り合った各端部同士を接続する２本の曲線ラインとを有する流路と、
氷スラリーに推進力を与える推進手段と、
少なくともいずれか一方の前記曲線ラインを複数のレーンに分割するガイドベーンと、
を備え、
前記直線ラインは、被冷凍品を冷凍する領域とされている、
冷凍装置。

【請求項2】

前記ガイドベーンは、前記曲線ラインの上流端から前記曲線ラインの下流端を超えてさらに前記直線ラインの上流側まで延びている、
請求項１に記載の冷凍装置。

【請求項3】

前記推進手段は、少なくともいずれか一方の前記直線ラインの上流側と前記曲線ラインの下流側との境界部に配備される、
請求項１又は２に記載の冷凍装置。

【請求項4】

前記流路は、氷スラリーの供給口と、氷スラリーの排出口と、
を備える、
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の冷凍装置。

【請求項5】

前記推進手段は、前記流路内に設置されたスクリューを備える、
請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の冷凍装置。

【請求項6】

請求項１乃至５のうち少なくともいずれか１項に記載の冷凍装置と、
前記流路に氷スラリーを供給する氷スラリー製造装置であって、
供給されたブラインの一部からフレークアイスを生成し、供給されたブラインの残部を流出する氷スラリー原料製造部と、
前記氷スラリー原料製造部によって生成されたフレークアイスと流出されたブラインとの混合物を氷スラリーとして貯留する貯氷タンクと、
を備える、氷スラリー製造装置と、
を備える、
冷凍システム。

【請求項7】

前記氷スラリー製造装置は、フレークアイスの濃度を１０％以上かつ６０％以下の氷スラリーを製造する、
請求項６に記載の冷凍システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生鮮海産物等の魚介類や各種の精肉その他の食品等、さらに冷凍して保管乃至輸送される食品等といった被冷凍品を冷凍するための冷凍装置及び冷凍システムに関する。

【背景技術】

【0002】

食品を加工する工程において、食品を冷却する方法や装置が種々提供されている。例えば、特許文献１には、屠体を連続的に吊り下げるチェーンコンベアと、このチェーンコンベアの下方に配置され、氷スラリーを貯留したチラータンクと、このチラータンクの上流側で食鳥屠体の内部に氷スラリーを充填するノズルとを備えた食鳥屠体の冷却装置が記載されている。

【0003】

チラータンクに貯留される氷スラリーは、氷蓄熱槽で製造され、配管を通って供給される。チラータンク内の氷スラリーは、チラータンクからオーバーフロー水として流出され、さらに循環使用が可能とされている。チェーンコンベアによってチラータンクの上流端まで搬送されてきた屠体の内部には、ノズルから氷スラリーが充填される。これによって屠体は、内部から冷却される。

【0004】

この屠体は、チェーンコンベアによって吊り下げられ、チラータンクに貯留された氷スラリー内に上流側で浸漬され、下流側で氷スラリー内から浮上して、次の切断工程に移送される。この食鳥屠体の冷却装置は、屠体を内側と外側とから冷却し、各部位の温度差をなくすことにより、冷却時間を短縮し、屠体の含水量を抑え、かつ、肉質の劣化を防止することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００９－０３４０２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示された食鳥屠体の冷却装置は、チラータンク内の氷スラリーがオーバーフロー水として排出され、さらに循環使用可能とされるものの、高速でチラータンク内を流動しない。したがって、この食鳥屠体の冷却装置は、屠体を劣化させない程度に冷却することができるとしても、魚介類や精肉のような食品等を被冷凍品として冷凍したり保管したりすることが可能なように高速に冷却することができない。

【0007】

本発明は、食品等の被冷凍品を高速に冷凍することができるようにした冷凍装置及び冷凍システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る冷凍装置は、
氷スラリーが循環する環状の流路であって、２本の並列した直線ラインと、当該２本の直線ラインの隣り合った各端部同士を接続する２本の曲線ラインとを有する流路と、
氷スラリーに推進力を与える推進手段と、
少なくともいずれか一方の前記曲線ラインを複数のレーンに分割するガイドベーンと、
を備える。

【0009】

本発明に係る冷凍装置において、
前記ガイドベーンは、前記曲線ラインの上流端から前記曲線ラインの下流端を超えてさらに前記直線ラインの上流側まで延びている。

【0010】

本発明に係る冷凍装置において、
前記推進手段は、少なくともいずれか一方の前記直線ラインの上流側と前記曲線ラインの下流側との境界部に配備される。

【0011】

本発明に係る冷凍装置において、
前記流路は、氷スラリーの供給口と、氷スラリーの排出口と、を備える。

【0012】

本発明に係る冷凍装置において、
前記推進手段は、前記流路内に設置されたスクリューを備える。

【0013】

本発明に係る冷凍装置において、
前記直線ラインは、被冷凍品を冷凍する領域とされている。

【0014】

本発明に係る冷凍システムは、
本発明に係る冷凍装置と、
前記流路に氷スラリーを供給する氷スラリー製造装置であって、
供給されたブラインの一部からフレークアイスを生成し、供給されたブラインの残部を流出する氷スラリー原料製造部と、
前記氷スラリー原料製造部によって生成されたフレークアイスと流出されたブラインとの混合物を氷スラリーとして貯留する貯氷タンクと、
を備える、氷スラリー製造装置と、
を備える。

【0015】

本発明に係る冷凍システムにおいて、
前記氷スラリー製造装置は、フレークアイスの濃度を１０％以上かつ６０％以下の氷スラリーを製造する。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、食品等の被冷凍品を高速に冷却することができるようにした冷凍装置及び冷凍システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る冷凍システムの一実施形態を示す概略正面図である。

【図2】本発明に係る冷凍システムに含まれる氷スラリー原料製造部の概略を示す断面斜視図である。

【図3】本発明に係る冷凍装置の一実施形態を示す概略斜視図である。

【図4】本発明に係る冷凍装置の一実施形態を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略正面である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本実施形態の冷凍装置及び冷凍システムは、生鮮海産物等の魚介類や各種の精肉その他の食品等の被冷凍品を氷スラリーによって冷凍（冷却を含む）するための装置及びシステムである。

【0019】

氷スラリーは、ハイブリッドアイス（後述する）をフレーク（剥片）状に加工したフレークアイス（固体）と、溶質を含有する水溶液（ブライン）とを所定の比率で混合させたシャーベット状の混合物で、流動性を有している。氷スラリーにフレークアイスを加えることにより、氷スラリーに含まれるフレークアイスとブラインとの構成比率を容易に調整することができる。

【0020】

ハイブリッドアイスは、溶質を含有する水溶液（ブライン）を、溶質の濃度がほぼ均一となるように凝固させた氷である。ハイブリッドアイスは、少なくとも（ａ）融解完了時の温度が０℃未満、かつ、（ｂ）融解過程で氷が融解した水溶液（ブライン）の溶質濃度の変化率（以下、「溶質濃度の変化率」と略称する場合がある）が３０％以内という条件を満たし、被冷凍品を効率よく冷凍することができるという特性を有している。

【0021】

ハイブリッドアイスに含まれる溶質の種類は、水を溶媒としたときの溶質であれば特に限定されず、所望の凝固点や使用する氷の用途等に応じて適宜選択することができる。溶質としては、固体状の溶質、あるいは液状の溶質等が挙げられるが、固体状の溶質として代表的なものには、塩類（無機塩、有機塩等）が挙げられる。

【0022】

特に、塩類のうち食塩（ＮａＣｌ）は、凝固点の温度を過度に低下させることがないため、生鮮動植物又はその一部の冷凍に適している。また、食塩は海水に含まれているため、調達が容易であるという点でも適している。また、液状の溶質としては、エチレングリコール等が挙げられる。なお、溶質は１種単独で含まれてもよく、２種以上含まれてもよい。

【0023】

ブラインとは、例えば、塩化ナトリウム水溶液（塩水）や塩化カルシウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液、エチレングリコール水溶液等のように溶質を含有し、凝固点の低い水溶液である。フレークアイスの原料となるブラインは、特に限定されないが、溶質として食塩を使用する場合、海水、海水に塩を追加した水、又は海水の希釈水であることが好ましい。海水、海水に塩を追加した水、又は海水の希釈水は、調達が容易であるため、調達コストを削減することができるからである。

【0024】

また、食塩を溶質とするブライン（塩水）の熱伝導率は、約０．５８Ｗ／ｍ Ｋであるが、食塩を溶質とするブラインが凍結したフレークアイスの熱伝導率は約２．２Ｗ／ｍ Ｋである。即ち、熱伝導率は、ブライン（液体）よりもフレークアイス（固体）の方が高いため、フレークアイス（固体）の方が被冷凍品を早く冷凍することができることになる。

【0025】

しかしながら、フレークアイス（固体）のままでは被冷凍品と接触する面積が小さくなってしまう。そこで、フレークアイスとブラインとを混合させて氷スラリーの状態とすることにより流動性を持たせる。これにより、被冷凍品に対し万遍なくフレークアイス（固体）を接触させることができるようになり、被冷凍品を素早く冷凍することが可能となる。

【0026】

氷スラリーに含まれるフレークアイスとブラインとは、いずれも同じ溶質を含んでいるが、このとき、フレークアイスの溶質濃度と、ブラインの溶質濃度とが近い値である方が好ましい。その理由は、以下のとおりである。

【0027】

即ち、フレークアイスの溶質濃度がブラインの溶質濃度よりも高い場合、フレークアイスの温度がブラインの飽和凍結点よりも低くなるため、溶質濃度が低いブラインを混合させた直後にブラインが凍結する。

【0028】

これに対して、フレークアイスの溶質濃度がブラインの溶質濃度より低い場合、フレークアイスの飽和凍結点よりもブラインの飽和凍結点の方が低くなる。このため、フレークアイスとブラインとを混合させた氷スラリーの温度は低下する。

【0029】

したがって、フレークアイスとブラインとの混合物の状態（氷スラリーの状態）を変動させないようにするためには、上述のとおり、混合するフレークアイスとブラインの溶質濃度を同程度とすることが好ましい。

【0030】

また、氷スラリーの状態である場合、ブラインは、フレークアイスが融解したものであってもよく、別途調製したものであってもよいが、フレークアイスが融解してなるものであることが好ましい。

【0031】

ここで、氷スラリーによって被冷凍品を冷凍する冷凍装置及び冷凍システムの一実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明に係る冷凍システムの一実施形態を示す一部断面概略正面図である。図２は、本発明に係る冷凍システムに含まれる氷スラリー原料製造装置の概要を示す断面斜視図である。図３は、本発明に係る冷凍装置の一実施形態を示す概略斜視図である。図４は、本発明に係る冷凍装置の一実施形態を示し、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略正面図である。

【0032】

図１に示すように、冷凍システムは、氷スラリー製造装置１と、冷凍装置６と、を備えている。氷スラリー製造装置１は、氷スラリー原料製造部（以下、「氷スラリー原料製造装置」という。）２００と、貯氷タンク５００と、を備えている。

【0033】

図２に示すように、氷スラリー原料製造装置２００は、ドラム２１と、回転軸２２と、噴射部２３と、剥取部２４と、ブレード２５と、フレークアイス排出口２６と、上部軸受部材２７と、噴射制御部２８と、防熱保護カバー２９と、ギヤードモータ３０と、ロータリージョイント３１と、冷媒クリアランス３４と、回転制御部３７と、ブッシュ３８と、冷媒供給部３９と、ブライン貯留タンク４０（図１参照）とを備える。

【0034】

ドラム２１は、内筒３２と、この内筒３２を囲繞する外筒３３と、内筒３２と外筒３３との間に形成される冷媒クリアランス３４とで構成される。また、ドラム２１の外周面は、円筒状の防熱保護カバー２９によって覆われている。冷媒クリアランス３４には、冷媒供給部３９から冷媒配管４２を介して内筒冷凍冷媒が供給される。これにより内筒３２の内周面が冷却される。

【0035】

回転軸２２は、ドラム２１の中心軸上に配置され、上部軸受部材２７の上方に設置されたギヤードモータ３０を動力源として、当該中心軸を軸として材軸回りに回転する。なお、ギヤードモータ３０の回転速度は、後述の回転制御部３７によって制御される。

【0036】

噴射部２３は、内筒３２の壁面に向けてブラインや後述する氷スラリーＳを噴射する噴射孔２３ａを先端部に有する複数のパイプで構成され、回転軸２２と共に回転する。噴射孔２３ａから噴射されたブラインは、冷媒によって冷却された内筒３２の壁面に付着し、溶質と溶媒とに分離する時間も与えられずに急速に凍結しハイブリッドアイスになる。。噴射部２３を構成する複数のパイプは、回転軸２２からドラム２１の半径方向に放射状に延出している。

【0037】

噴射部２３から噴射されるバージンのブラインは、ブライン貯留タンク４０に貯留されている。ブライン貯留タンク４０と噴射部２３とは、ブライン配管４１によって接続されている。

【0038】

剥取部２４は、内筒３２の内周面に生成されたハイブリッドアイスを剥取るブレード２５を先端部に備える複数のアームによって構成される。なお、剥取部２４は、ドラム２１の半径方向に延出し、回転軸２２と共に回転する。剥取部２４を構成する複数のアームは、回転軸２２に関して対称となるように装着されている。なお、図２に示す氷スラリー原料製造装置２００の剥取部２４は、２本のアームによって構成されているが、アームの本数は特に限定されない。

【0039】

また、アームの先端に装着されているブレード２５は、内筒３２の全長（全高）に略等しい長さを有する部材からなり、内筒３２の内周面に対向する端部には複数の鋸歯２５ａが形成されている。

【0040】

内筒３２の内周面に生成されたハイブリッドアイスは、ブレード２５によって剥取られることによりフレークアイスとなる。フレークアイスは、フレークアイス排出口２６から落下する。フレークアイス排出口２６から落下したフレークアイスは、氷スラリー原料製造装置２００の直下に配置された貯氷タンク５００（図１参照）内に貯えられる。

【0041】

また、氷スラリー原料製造装置２００は、噴射部２３から噴射されるブラインの量を調節することにより、生成されるフレークアイスの量を調節する。即ち、噴射部２３から噴射されるブラインの量を増やすことにより、生成されるフレークアイスの量を増やすことができる。また反対に、噴射部２３から噴射されるブラインの量を減らすことにより、製造されるフレークアイスの量を減らすことができる。

【0042】

上部軸受部材２７は、鍋を逆さにした形状からなり、ドラム２１の上面を封止している。上部軸受部材２７の中心部には、回転軸２２を支持するブッシュ３８が嵌装されている。なお、回転軸２２は、上部軸受部材２７にのみ支持され、回転軸２２の下端部は軸支されていない。

【0043】

噴射制御部２８は、噴射部２３によるブラインの噴射時に、噴射部２３から噴射されるブラインの量を調節する。なお、噴射部２３から噴射させるブラインの量を調節する具体的な手法は特に限定されない。例えば、噴射部２３を構成する複数のパイプの夫々について、ブラインを噴射させるパイプの数とブラインを噴射させないパイプの数とを調節することにより、噴射されるブラインの量を調節してもよい。また例えば、ブラインを噴射させる複数のパイプに送り込むブラインの量を増減させることにより、噴射されるブラインの量を調節してもよい。

【0044】

噴射部２３からは、ブラインが噴射されるだけでなく、氷スラリーＳ、ブラインと氷スラリーＳとの混合物が噴射される場合もある。したがって、噴射部２３は、ブライン、氷スラリーＳ、又はそれらの混合物のいずれであっても噴射できるように構成されている。さらに、噴射部２３は、ブライン、氷スラリーＳ、又はそれらの混合物を勢いよく噴射するものに限らず、内筒３２の内周面に沿わせるように排出するものも含まれる。

【0045】

氷スラリー原料製造装置２００は、内筒３２の内周面において、噴射部２３から噴射されたブライン、氷スラリーＳ、又はそれらの混合物の一部を冷凍することでフレークアイスを生成し、残部を冷却するものの冷凍しないように設定している。すなわち、冷媒供給部３９から氷スラリー原料製造装置２００に供給される内筒冷凍冷媒の冷熱は、噴射部２３から噴射されるブライン、氷スラリーＳ、又はそれらの混合物をすべて冷凍させるために必要な冷熱より小さく設定されている。

【0046】

防熱保護カバー２９は、円筒形状からなり、ドラム２１の側面を封止している。
冷媒供給部３９は、冷媒クリアランス３４に対して、内筒３２の内周面を冷凍する内筒冷凍冷媒を、冷媒配管４２を介して供給する。図１に示すように、冷媒供給部３９は、貯氷タンク５００に隣接して設置される。

【0047】

冷媒クリアランス３４に供給される内筒冷凍冷媒は、冷媒クリアランス３４と冷媒供給部３９との間を冷媒配管４２を介して循環する。これにより、冷媒クリアランス３４に供給された内筒冷凍冷媒を冷凍能が高い状態で維持させることができる。

【0048】

図１に示すように、氷スラリー原料製造装置２００は、貯氷タンク５００上に設置される。貯氷タンク５００は、円盤状の底面部５１と、円筒状の壁面部５２と、壁面部５２の上面を覆う天面部５３とを備え、氷スラリーＳを貯留する。天面部５３の偏芯した位置には、開口部５３ａが設けられている。この開口部５３ａとフレークアイス排出口２６とが連通するように氷スラリー原料製造装置２００のドラム２１が設置される。

【0049】

貯氷タンク５００内には、貯留された氷スラリーＳを撹拌する撹拌部（以下、「撹拌手段」という。）５４が付設されている。撹拌手段５４は、本体翼５４ａと、回転軸５４ｂと、駆動部５４ｃとを備えている。本体翼５４ａは、図示したようなプロペラ翼だけでなく、図示しないパドル翼やアンカー翼、タービン翼、リボン翼等種々のタイプを採用してもよい。

【0050】

回転軸５４ｂは、貯氷タンク５００の中心軸に鉛直姿勢で配置される。回転軸５４ｂの下端部に本体翼５４ａが固定される。回転軸５４ｂの上端部は、天面部５３から上方へ突出する。回転軸５４ｂの上端部に駆動部５４ｃが取り付けられている。駆動部５４ｃは、天面部５３上に設置され、モータを備える。駆動部５４ｃは、撹拌手段５４を等速で回転させるようにしてもよいし、加速と減速を繰り返すように回転させてもよい。

【0051】

貯氷タンク５００には、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳを原水として氷スラリー原料製造装置２００の噴射部２３に供給するリターンパイプ４４が接続されている。リターンパイプ４４の途中には、ポンプ５７が接続されている。

【0052】

リターンパイプ４４には、ポンプ５７の上流側に貯氷タンク５００内に貯留された氷スラリーＳ中のフレークアイスの濃度（ＩＰＦ：Ｉｃｅ Ｐａｃｋｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）を計測する濃度計測部（以下、「第１の計測手段」という。）５５が備えられている。フレークアイスの濃度ＩＰＦは、「ＩＰＦ＝（フレークアイスの質量）／（フレークアイスの質量＋ブラインの質量）」で算出される。

【0053】

氷スラリーＳのフレークアイスの濃度は、１０％以上かつ６０％以下であることが好ましい。氷スラリー製造装置１は、氷スラリー原料製造装置２００が製造するフレークアイスの量を制御することによって、フレークアイスの濃度を所定の値（目標）に保持することができる。フレークアイスの濃度の目標は、冷凍しようとする被冷凍物の種類によって適宜選択すればよい。氷スラリーＳの温度は、フレークアイスを加えても（氷スラリーＳに冷熱を加えても）、逆に被冷凍物を冷凍しても（氷スラリーＳから冷熱を取り去っても）、氷スラリーＳを生成するブラインの凝固点に保持されており、氷スラリーＳに対する熱授受によって氷スラリーＳのフレークアイスの濃度が変化する。従って、氷スラリーＳのフレークアイスの濃度を制御することで、氷スラリーＳの授受冷熱量を制御することができる。

【0054】

第１の濃度計測手段５５は、図示しないが、リターンパイプ４４に入口、出口を有する実質的なバイパス管内にヒータ及び温度計を備えている。第１の濃度計測手段５５は、計測時には入口及び出口を閉じ、入口と出口の間に計測しようとする氷スラリーＳのサンプルを採取する。第１の濃度計測手段５５は、ヒータで所定の熱量を当該サンプルに加え、当該サンプルの温度変化を計測するものであってよい。

【0055】

すなわち、氷スラリーＳのサンプルは、その中にフレークアイスが残っている間は凝固点温度を維持するため、その凝固点温度からの昇温タイミングはフレークアイスの濃度と関連し（印加する熱量が一定の場合、フレークアイスの濃度が高いほど、昇温タイミングは遅くなる）、氷スラリーＳのサンプルの温度変化から氷スラリーＳの濃度を特定できる。

【0056】

フレークアイスの濃度の計測が完了すると、第１の濃度計測手段５５に備えられたバイパス管の入口及び出口が開かれ、サンプリングされた氷スラリーＳがリターンパイプ４４に流出する。所定時間後、第１の濃度計測手段５５は、再び入口、出口が閉じて同様にフレークアイスの濃度を計測する。このサンプリング、計測は、継続的に行われる。

【0057】

リターンパイプ４４の下流端は、切替弁４３を介してブライン配管４１に接続される。したがって、切替弁４３によって切り替えられ、噴射部２３には、ブライン貯留タンク４０に貯留されているバージンのブラインと貯氷タンク５００内から戻されたリサイクルの氷スラリーＳとが切り替えられて供給され、又はバージンのブラインとリサイクルの氷スラリーＳとが混合して供給される。

【0058】

貯氷タンク５００と冷凍装置６とは、氷スラリー供給管４５と氷スラリー戻管４６とによって接続される。氷スラリー供給管４５と氷スラリー戻管４６とには、開閉弁４５ａ、４６ａが設けられている。氷スラリー供給管４５は、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳを冷凍装置６に送る。氷スラリー戻管４６は、冷凍装置６内の氷スラリーＳを貯氷タンク５００に戻す。氷スラリー供給管４５、氷スラリー戻管４６にはそれぞれ図示しないポンプが設けられていて、それぞれのポンプは開閉弁４５ａ、４６ａの開閉に同期して駆動される。

【0059】

氷スラリー供給管４５の開閉弁４５ａ及び氷スラリー戻管４６の開閉弁４６ａは、それぞれ、「氷スラリーＳの冷凍装置６への送り量＞氷スラリーＳの冷凍装置６からの戻し量」となるように制御される。冷凍装置６の氷スラリーＳの水面は、図示しないオーバーフロー菅等によって一定に保たれていてよい。

【0060】

また、貯氷タンク５００に貯留できる氷スラリーＳの量は、冷凍装置６を満たすのに必要な氷スラリーＳの量より十分大きく、冷凍装置６の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度が変化しても、貯氷タンク５００に貯留された氷スラリーＳのフレークアイスの濃度は、ほとんど変化しない。

【0061】

前述の通り、貯氷タンク５００と冷凍装置６とは氷スラリー供給管４５及び氷スラリー戻管４６によって接続され、さらに貯氷タンク５００に貯留できる氷スラリーＳの量は冷凍装置６を満たすのに必要な氷スラリーＳの量より十分大きいように構成されているため、冷凍装置６の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度が変化しても、貯氷タンク５００に貯留された氷スラリーＳのフレークアイスの濃度はほとんど変化しない。

【0062】

また、貯氷タンク５００と冷凍装置６との間では、氷スラリーＳは、「氷スラリーＳの冷凍装置６への送り量＞氷スラリーＳの冷凍装置６からの戻し量」となるように制御されることにより、冷凍装置６の氷スラリーＳは、図示しないオーバーフロー菅等によって一部が廃棄されるので、貯氷タンク５００に貯留された氷スラリーＳのフレークアイスの濃度の変化はさらに小さい。

【0063】

貯氷タンク５００の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度は、第１の濃度計測手段５５によって計測され、それを氷スラリー原料製造装置２００の運転にフィードバックさせることによって、所定の濃度になるように制御されている。

【0064】

図３及び図４に示すように、冷凍装置６は、氷スラリーＳによって被冷凍品Ａ（図４参照）を包むことによって冷凍するため、流路６０と、ガイドベーン７０と、推進部（以下、「推進手段」という。）８０と、第２の濃度計測手段９０と、を備えている。被冷凍品Ａは、例えば、トレー（図示せず）上に載せられる。トレーは、例えば、間隔を開けて複数段積み重ねられるラック（図示せず）内に保持される。ラックは、例えば、４本の支柱と、トレーを載せるビームとを有するフレーム状とされている。トレー内の被冷凍品Ａは、氷スラリーＳに包まれるようになる。

【0065】

流路６０は、環状で、氷スラリー供給管４５から供給される氷スラリーＳで満たされ、氷スラリーＳを循環させることができる。流路６０は、氷スラリーＳの供給口６１と、氷スラリーＳの第１の排出口６２及び第２の排出口６３とを備えている。氷スラリーＳの供給口６１には、貯氷タンク５００に接続された氷スラリー供給管４５が接続される。氷スラリーＳの第１の排出口６２には、貯氷タンク５００に接続された氷スラリー戻管４６が接続される。氷スラリーＳの第２の排出口６３には、ノズル４８が接続される。このノズル４８には、開閉弁４８ａが設けられている。

【0066】

図３に示すように、流路６０は、２本の並列した直線ライン６４と、当該２本の直線ライン６４の隣り合った各端部同士を接続する２本の曲線ライン６５とを有するレーストラック形状とされている。流路６０は、長円形の外壁部６６と、この外壁部６６の中心線上に設けられた仕切部６７と、底面部６８とを備えている。

【0067】

直線ライン６４は、被冷凍品Ａが置かれて冷凍される冷凍領域６９とされる。仕切部６７の各端部と外壁部６６の半円形部との間は、間隔が空けられ、氷スラリーＳがターンする曲線ライン６５とされる。仕切部６７の各端縁と外壁部６６とを結ぶライン、すなわち、仕切部６７の各端で仮想的に引いた垂線が、直線ライン６４と曲線ライン６５との境界線となる。

【0068】

図４（ｂ）に示すように、流路６０の少なくとも一つの曲線ライン６５は、その底部にピット（深堀部）を備えてもよい。冷凍操作中に氷スラリーＳから溶質が分離して沈殿する場合、溶質がピットに集められる。ピットに集められた溶質は、冷凍操作に影響を与えることがない。

【0069】

曲線ライン６５には、曲線ライン６５を複数（図面では２本）のレーンに分割するほぼ半円形（Ｊ字状）のガイドベーン７０が備えられている。各レーンの幅が等しくなるように、ガイドベーン７０が底面部６８上に設置される。ガイドベーン７０が備えられない場合は、曲線ライン６５に連続する直線ライン６４の上流側の外壁部６６に沿った領域に氷スラリーＳが淀むことがある。なお、ガイドベーン７０は、各レーンの幅が不均等になるようにガイドベーン７０が底面部６８上に設置されてよい。

【0070】

ガイドベーン７０の上流側の端部７１は、流路６０の直線ライン６４と曲線ライン６５の境界線に位置している。ガイドベーン７０の下流側の端部７２は、曲線ライン６５の下流端を超えて直線ライン６４の上流領域にまで延びている。このようなガイドベーン７０の両端部は横並びにならず、全体としてＪ字状とされている。

【0071】

図示しないが、ガイドベーン７０の下流側の端部７２は、曲線ライン６５と直線ライン６４との境界線よりも下流側、すなわち曲線ライン６５の上流側に位置してもよい。図示しないが、ガイドベーン７０の上流側の端部７１は、直線ライン６４と曲線ライン６５との境界線に位置していてもよいし、曲線ライン６５の下流側に位置してもよい。したがって、ガイドベーン７０は、Ｕ字状に形成されてもよい。

【0072】

ガイドベーン７０が曲線ライン６５に備えられることで、この領域に氷スラリーＳが淀むことなく流れるようにすることができる。ガイドベーン７０の下流側の端部７２が直線ライン６４の上流側内にまで延びているときは、ガイドベーン７０の下流側の端部７２が曲線ライン６５内までとなっているときよりも、より効果的に氷スラリーＳが淀むことなくスムーズに流れるようにすることができる。

【0073】

流路６０は、冷凍領域６９の氷スラリーＳに推進力を与える推進手段８０を備えている。推進手段８０は、図示したような二つでなくてもよく、少なくとも一つ備えていればよい。また、推進手段８０は、三つ以上設けられてもよいことはいうまでもない。推進手段８０は、例えば、流路６０内の直線ライン６４の上流に設置されたスクリュー８１と、スクリュー８１を先端部で接続し、外壁部６６の半円形部を貫通する駆動軸８２と、駆動軸８２の基端部に接続され、流路６０外に設置された駆動源８３とを備えている。

【0074】

第２の濃度計測手段９０は、第１の濃度計測手段５５と同様に構成され、流路６０内の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度を計測する。第２の濃度計測手段９０は、図１に示したような１か所に限らず、複数か所に置かれてもよい。

【0075】

ここで、冷凍システムによって氷スラリーＳを製造し、この氷スラリーＳによって被冷凍品Ａを冷凍する方法について説明する。氷スラリーＳは、氷スラリー製造装置１に備えられた氷スラリー原料製造装置２００によって製造される。

【0076】

氷スラリー原料製造装置２００は、内筒冷凍冷媒によって内筒３２を冷却した状態でフレークアイスを製造する。そのため、内筒冷凍冷媒が冷媒供給部３９から冷媒クリアランス３４に供給され、内筒３２の内周面の温度を冷凍しようとするブラインの凝固点より－１０℃程度低くなるように冷却する。

【0077】

このような状態下において、ブライン貯留タンク４０に貯留されているバージンのブライン、リターンパイプ４４を通って供給される氷スラリーＳ、又はそれらの混合物は、噴射部２３から内筒３２に向けて噴射される。噴射されたブライン、氷スラリーＳ、又はそれらの混合物の一部は、内筒３２に付着し、溶質と溶媒とに分離する時間を与えられずに急速に冷凍し、ハイブリッドアイスとなる。

【0078】

内筒３２の内周面に生成されたハイブリッドアイスは、内筒３２内で回転する剥取部２４によって剥ぎ取られる。剥取部２４によって剥ぎ取られたハイブリッドアイスは、フレークアイスとしてフレークアイス排出口２６から貯氷タンク５００内に落下して、貯えられる。噴射されたブライン、氷スラリーＳ、又はそれらの混合物のうち冷凍されなかった部分は、同じくフレークアイス排出口２６から貯氷タンク５００内に落下して、貯えられる。

【0079】

氷スラリー原料製造装置２００は、噴射部２３から噴射されたブライン、氷スラリーＳ、又はそれらの混合物の一部を内筒３２の内周面において冷凍させてフレークアイスにするため、フレークアイス排出口２６から貯氷タンク５００内に落下する氷スラリーＳのフレークアイスの濃度は、噴射前の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度（すなわち、貯氷タンク５００内に貯留されていた氷スラリーＳのフレークアイスの濃度）より高くなる。

【0080】

この氷スラリー原料製造装置２００から排出された氷スラリーＳと貯氷タンク５００内に貯留されていた氷スラリーＳとは、攪拌手段５４によって混合され、貯氷タンク５００内の混合された氷スラリーＳのフレークアイス濃度は、均一に保たれる。

【0081】

したがって、氷スラリー原料製造装置２００は、それを作動することによって、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳのフレークアイス濃度を高くすることができる。氷スラリーＳのフレークアイス濃度は、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳを氷スラリー原料製造装置２００の噴射部２３に供給する通路であるリターンパイプ４４に備えられた第１の濃度計測手段５５によって計測される。

【0082】

また、氷スラリー原料製造装置２００は、それを作動することによって、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳの量を増加させることができる。貯氷タンク５００内の氷スラリーＳの量は、ブライン貯留タンク４０内に貯留されたバージンのブラインを供給することによって、増加できる。貯氷タンク５００内の氷スラリーＳの量は、貯氷タンク５００に設けられた貯留量センサ５６によって計測される。

【0083】

氷スラリー原料製造装置２００は、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度や氷スラリーＳの量によって、作動したり停止したりするように制御される。すなわち、氷スラリー原料製造装置２００は、貯氷タンク５００内氷スラリーＳのフレークアイスの濃度が目標濃度よりも低い場合、作動し、貯氷タンク５００内氷スラリーＳのフレークアイスの濃度が目標濃度よりも高い場合、一時的に停止する。また、氷スラリー原料製造装置２００は、貯氷タンク５００内氷スラリーＳの量が目標値よりも低い場合、作動し、貯氷タンク５００内氷スラリーＳの量が目標値よりも高い場合、一時的に停止する。

【0084】

また、氷スラリー原料製造装置２００は、作動又は一時停止の制御だけでなく、冷媒供給部３９から冷媒クリアランス３４への内筒冷凍冷媒の供給量を多くし、内筒３２の内周面の温度を下げることによって内筒３２の内周面で生成されるハイブリッドアイスの量を増加させる、又は逆に冷媒供給部３９から冷媒クリアランス３４への内筒冷凍冷媒の供給量を少なくし、内筒３２の内周面の温度を上げることによって内筒３２の内周面で生成されるハイブリッドアイスの量を減少させる等の制御を併せて行ってよい。

【0085】

貯氷タンク５００内に貯留されている氷スラリーＳは、（ａ）融解完了時の温度が０℃未満、かつ、（ｂ）融解過程で氷が融解したブラインの溶質濃度の変化率が３０％以内という条件を満たしている。氷スラリーＳは、融解する際に大量の潜熱を周囲から奪うことができるが、融解が完全に完了せずにハイブリッドアイスが残存している間は温度が上昇することがない。

【0086】

貯氷タンク５００内の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度は、第１の濃度計測手段５５によって計測され、フレークアイスの濃度が所定の濃度（１０％以上かつ６０％以下の所定濃度）に調整された氷スラリーＳは、氷スラリー供給管４５から冷凍装置６の流路６０内へ送られる。冷凍装置６は、送られた氷スラリーＳによって被冷凍品Ａの冷凍操作を行う。貯氷タンク５００内の氷スラリーＳは、氷スラリー供給管４５、氷スラリー戻管４６を介して、被冷凍品Ａの冷凍操作に必要な冷熱を確保できるように冷凍装置６に供給される。

【0087】

貯氷タンク５００内に貯留された氷スラリーＳの量は、貯留量センサ５６によって計測される。貯留量センサ５６によって、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳの量が減少したことが計測されると、ブライン貯留タンク４０からバージンのブラインが氷スラリー原料製造装置２００に供給され、氷スラリーＳが製造される。

【0088】

冷凍装置６が冷凍操作を行わない場合、例えば、夜間等、冷凍装置６が休止している場合において、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳのフレークアイス濃度が目標濃度よりも低いと、氷スラリー原料製造装置２００は氷スラリー原料を製造し、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳのフレークアイス濃度が高められる。このとき、氷スラリー供給菅４５の開閉弁４５ａ及び氷スラリー戻菅４６の開閉弁４６ａは、閉じられた状態でもよいが、貯氷タンク５００及び冷凍装置６を合せた系全体の氷スラリーＳのフレークアイス濃度を目標濃度領域に調整するためには、開かれた状態であることが好ましい。

【0089】

また、前述のとおり、貯氷タンク５００内に貯留された氷スラリーＳの量は、貯留量センサ５６によって計測されており、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳの量が所定の量に達するまで氷スラリーＳが製造される。

【0090】

冷凍装置６における被冷凍品Ａの冷凍操作において、被冷凍品Ａは、氷スラリーＳが循環している流路６０の直線ライン６４内に設けられた冷凍領域６９内に配置される。被冷凍品Ａはトレー（図示せず）上に載せられ、トレーはラック（図示せず）内に間隔を空けて保持される。複数台のラックは、流路６０の直線ライン６４内に直列するように一括して並べられる。ラック内の被冷凍品Ａは、循環している氷スラリーＳ内に漬けられた状態になり、急速に冷凍される。

【0091】

流路６０内に満たされた氷スラリーＳは、推進手段８０によって推進力が付与されて流路６０内を循環する。氷スラリーＳは、水路の曲線ライン６５にガイドベーン７０が備えられていることによって、曲線ライン６５に連続する直線ライン６４の上流側の外壁部６６に沿った領域でも淀むことなくスムーズに流れ、環状の流路６０内を少ない抵抗で循環できる。

【0092】

流路６０を流れている氷スラリーＳは、溶質が分離すると、少なくとも一つの曲線ライン６５の底部に備えられたピットに溶質が集められる。したがって、氷スラリーＳから分離した溶質は、冷凍操作に影響を与えない。

【0093】

氷スラリーＳは、流動性を有するため、硬いフレークアイスの状態よりも被冷凍品Ａに対して万遍なく接触することができる。氷スラリーＳは、ハイブリッドアイスが残存している間は温度が融点に保持される（例えば、飽和食塩水の氷スラリーＳの場合、－２１．３℃に保持される）ため、長時間に亘って被冷凍品Ａを冷凍し続けることができる。また、被冷凍品Ａが魚等の食品であっても、氷スラリーＳは無害であるため、食品安全上の問題はない。

【0094】

ここで、流路６０内の氷スラリーＳ中のフレークアイスの濃度を調整する方法について説明する。流路６０内で循環している氷スラリーＳは、冷凍領域６９に置かれた被冷凍品Ａを冷凍する（すなわち、冷熱を与える）ことによって氷スラリーＳ中のフレークアイスの濃度が貯氷タンク５００内での濃度から低下することがある。

【0095】

また、このような流路６０内の氷スラリーＳ中のフレークアイスの濃度の変化を速やかに把握するために、流路６０に第２の濃度計測手段９０を設けてもよい。

【0096】

第２の濃度計測手段９０によって計測された流路６０内の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度が、第１の濃度計測手段５５によって計測された貯氷タンク５００の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度より、所定値以上低下している場合、それを氷スラリー原料製造装置２００の運転にフィードバックさせることによって、流路６０内の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度をより精密に制御することができる。

【0097】

このようにしてフレークアイスの濃度が調整された氷スラリーＳは、フレークアイスとして製造された状態で細かな空隙部（即ち空気の部分）を多く含むため、この空隙部がハイブリッドアイス内で縦横無尽に連結した状態であり、雪状に調製したり、シャーベット状に調製したりすることができる。雪状またはシャーベット状に調製されたハイブリッドアイスは、全体として柔軟性を備えているため、被冷凍品Ａを傷つけることがなく、むしろ被冷凍品Ａを保護する緩衝材としてのスポンジのような役割を果たす。

【0098】

また、氷スラリーＳは、多くの空隙部（空気の部分）を有する状態であっても、あるいは氷スラリーＳの融解によって当該空隙部にブラインが充填された状態であっても、氷スラリーＳ全体として十分な流動性（柔軟性）を保持することができる。このため、氷スラリーＳは、被冷凍品Ａをより効率良く冷凍することができる。

【0099】

ここで、氷スラリーＳ全体の体積に対する空隙部（空気の部分）の体積の割合を「空隙率」と定義した場合、空隙率は、より低い方が（即ち嵩密度が高い方が）蓄冷効果が高くなる。したがって、生鮮食料品の冷蔵や冷凍を目的として氷スラリーＳを使用する場合には、空隙率が高い（即ち嵩密度が低い）氷スラリーＳを生成する。なお、冷熱エネルギーの運搬を目的として氷スラリーＳを使用する場合には、空隙率が低い（即ち嵩密度が高い）氷スラリーＳを生成する。

【0100】

また、食塩を溶質とするブライン（塩水）の熱伝導率は約０．５８Ｗ／ｍ Ｋであるが、食塩を溶質とするブラインが凍結したフレークアイスの熱伝導率は約２．２Ｗ／ｍ Ｋである。即ち、熱伝導率は、ブライン（液体）よりもフレークアイス（固体）の方が高いため、フレークアイス（固体）の方が被冷凍品Ａを早く冷凍することができることになる。

【0101】

しかしながら、フレークアイス（固体）のままでは被冷凍品Ａと接触する面積が小さくなってしまう。そこで、フレークアイスとブラインとを混合させて氷スラリーＳの状態とすることにより流動性を持たせる。これにより、被冷凍品Ａに対し万遍なくフレークアイス（固体）を接触させることができるようになり、被冷凍品Ａを素早く冷凍することが可能となる。

【0102】

ここで、氷スラリーＳの嵩密度について、具体的な数値を示す。氷スラリーＳとして定義可能な嵩密度は、０．４８ｇ／ｃｍ^３～０．７８ｇ／ｃｍ^３となる。生鮮食料品の冷凍を目的として氷スラリーＳを使用する場合には、０．６９ｇ／ｃｍ^３～０．７８ｇ／ｃｍ^３の嵩密度とするのが好適である。

【0103】

なお、生鮮食料品の冷蔵を目的として氷スラリーＳを使用する場合には、０．４８ｇ／ｃｍ^３～０．５４ｇ／ｃｍ^３の嵩密度とするのが好適である。また、冷熱エネルギーの運搬を目的として氷スラリーＳを使用する場合には、飽和食塩水を用いた氷をさらに機械的に圧縮して０．７５ｇ／ｃｍ^３～０．９５ｇ／ｃｍ^３の嵩密度としてもよい。

【0104】

従来から、溶媒に溶質を溶解させると、その水溶液の凝固点は、溶質を溶解させる前の溶媒の凝固点よりも低くなることが知られている（凝固点降下現象）。つまり、食塩等の溶質を溶解させた水溶液を凍結させた氷は、真水（即ち、食塩等の溶質が溶解していない水）を凍結させた氷よりも低い温度（即ち０℃未満）で凍結した氷となる。

【0105】

ここで、固体としての氷が、液体としての水に変化（融解）するときに必要となる熱を「潜熱」という。この潜熱は温度変化を伴わないため、ハイブリッドアイスは、融解時に真水の凝固点（０℃）未満の温度で安定した状態を維持し続けることができる。このため、冷熱エネルギーを蓄えた状態を持続させることができる。

【0106】

つまり、本来であれば、食塩等の溶質を溶解させた水溶液を凍結させた氷の冷凍能は、真水を凍結させた氷よりも高くなるはずである。しかしながら、食塩等の溶質を溶解させた水溶液を凍結させた氷を製造しようとしても、実際には、水溶液（例えば塩水）がそのまま凍結することは殆どなく、まず溶質（食塩等）を含まない真水の部分が先に凍結してしまう。

【0107】

このため、食塩等の溶質を溶解させた水溶液を凍結させた結果、生成される物質は、溶質（食塩等）を含まない真水が凍結した氷と、溶質（例えば食塩等の結晶）との混合物となってしまう。また、たとえ凝固点が低下した氷（塩水等が凍結した氷）が生成されたとしても、その量はほんの僅かであり実用性がない。このように、氷スラリーＳは、真水の凝固点（０℃）未満の凝固点を有する［氷］であるが、フレークアイス製造システムによって、製造することができる。

【0108】

氷スラリーＳは、上述したような（ａ）融解完了時の温度が０℃未満であるという条件を満たしている。氷スラリーＳは、溶質（食塩等）を含む水溶液（塩水等）であるため、氷スラリーＳの凝固点は、溶質が溶解していない真水の凝固点よりも低い。このため、氷スラリーＳは、融解完了時の温度が０℃未満であるという条件を満たしている。

【0109】

なお、「融解完了時の温度」とは、氷スラリーＳを融点以上の環境下（例えば、室温、大気圧下）に置くことにより氷スラリーＳの融解を開始させ、全ての氷スラリーＳが融解しきって水溶液（ブライン）になった時点におけるその水溶液の温度をいう。

【0110】

他方、氷スラリーＳの凝固点を、被冷凍品Ａの凍結点に近づけた方が好ましい場合もある。例えば、生鮮動植物の損傷を防ぐため等の理由がある場合には、融解完了時の温度が高すぎない方が好ましく、例えば、－２１℃以上（－２０℃以上、－１９℃以上、－１８℃以上、－１７℃以上、－１６℃以上、－１５℃以上、－１４℃以上、－１３℃以上、－１２℃以上、－１１℃以上、－１０℃以上、－９℃以上、－８℃以上、－７℃以上、－６℃以上、－５℃以上、－４℃以上、－３℃以上、－２℃以上、－１℃以上、－０．５℃以上等）であることが好ましい。

【0111】

氷スラリーＳは、上述したような（ｂ）融解過程で氷が融解した水溶液の溶質濃度の変化率が３０％以内であるという条件を満たしている。氷スラリーＳは、融解過程で氷が融解した水溶液の溶質濃度の変化率（以下、本明細書において「溶質濃度の変化率」と略称する場合がある）が３０％以内であるという特徴を有する。従来からある技術を用いた場合であっても、凝固点が僅かに低下した氷が生成される場合もあるが、その殆どは、溶質を含まない水の氷と溶質の結晶との混合物に過ぎないため、冷凍能が十分ではない。

【0112】

このように、溶質を含まない水を凍結させた氷と、溶質の結晶との混合物である場合には、氷を融解条件下に置くと、融解に伴い溶質が溶出する速度が不安定となる。具体的には、融解開始に近いタイミングであればある程、溶質が多く溶出する。そして、融解の進行に伴い、溶質が溶出する量は少なくなっていく。即ち、融解完了に近いタイミングであればある程、溶質の溶出量が少なくなる。

【0113】

これに対し、ハイブリッドアイスは、溶質を含む水溶液を凍結させた氷であるため、融解過程における溶質の溶出速度の変化が少ないという特徴を有する。具体的には、ハイブリッドアイスが融解する過程でハイブリッドアイスが融解した水溶液の溶質濃度の変化率は３０％である。ここで、「融解過程でハイブリッドアイスが融解した水溶液の溶質濃度の変化率」とは、融解過程の任意のタイミングで融解した水溶液における溶質濃度に対する、融解完了時における水溶液の濃度の割合を意味する。なお、「溶質濃度」とは、水溶液に溶解している溶質の質量の割合を意味する。

【0114】

ハイブリッドアイスにおける溶質濃度の変化率は３０％以内であれば特に限定されないが、その変化率は少なければ少ない程、純度が高いハイブリッドアイス、即ち、冷凍能が高いハイブリッドアイスであることを意味する。

【0115】

ハイブリッドアイスは、冷凍能に優れているため、被冷凍品Ａを冷凍し凍結させるための冷媒としての使用に適している。被冷凍品Ａを冷凍する低温の冷媒としては、ハイブリッドアイス以外に、エタノール等の不凍液として使用される有機溶媒が挙げられる。しかしながら、これらの不凍液よりもハイブリッドアイスの方が熱伝導率が高く、比熱が高い。このため、ハイブリッドアイスは、不凍液のような他の０℃未満の冷媒よりも冷凍能が優れている点で有用である。

【0116】

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。また本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更や上記実施の形態の組み合わせを施してもよい。

【0117】

上述した実施形態における氷スラリー原料製造装置２００は、内筒３２を有するドラム２１を備えた。しかし、氷スラリー原料製造装置２００は、ブラインやリターンパイプ４４から戻された氷スラリーＳが噴射される面を平面としたプレートによって構成してもよい。このプレートの内面には、冷媒クリアランスが設けられる。

【0118】

図１の仮想線に示すように、冷凍システムは、流路６０内の氷スラリーＳを排出する第２の氷スラリー戻管４７を氷スラリー原料製造装置２００に接続してもよい。第２の氷スラリー戻管４７の下流端は、ブライン配管４１とリターンパイプ４４との切替弁４３に接続してもよい。ただし、この場合の切替弁４３は、三つの入力ポートと一つの出力ポートを備えるものとする。また、リターンパイプ４４や氷スラリー戻管４６、第２の氷スラリー戻管４７の上流端は、氷スラリーＳ中のフレークアイスの固まりを除去するためのフィルタ（図示せず）を備えてもよい。

【0119】

上述した実施形態における冷凍システムは、リターンパイプ４４に備えられたバイパス管に第１の濃度計測手段５５を備え、流路６０内に第２の濃度計測手段９０を備えるとした。しかし、濃度計測手段５５，９０は、いずれか一方のみ備えるようにしてもよいし、備えないようにしてもよい場合もある。

【0120】

また、第１の濃度計測手段５５は、貯氷タンク５００内に備えられてもよい。この場合の濃度計測手段５５は、温度計と濃度計と密度計の計器を備え、これらの計器から計測される温度と濃度と密度の電気信号からフレークアイスの濃度を算出する。この第１の濃度計測手段５５は、底面部５１側と天面部５３側の２か所の壁面部５２の内面に固定されてもよい。フレークアイスの濃度が貯氷タンク５００内で不均等であっても、それぞれの第１の濃度計測手段５５によって、フレークアイスの平均的な濃度を検出することができる。

【0121】

上述した実施形態では、貯氷タンク５００内の氷スラリーＳのフレークアイスの濃度や氷スラリーＳの量によって、氷スラリー原料製造装置２００が作動したり停止したりした。しかし、フレークアイスの濃度は、氷スラリー原料製造装置２００の内筒の内周面の温度を変更することによって、調整してもよい。

【0122】

例えば、フレークアイスの濃度が高いと、冷媒供給部３９から冷媒クリアランス３４への内筒冷凍冷媒の供給量を少なくし、内筒３２の内周面の温度を上げる。あるいは、ブライン貯留タンク４０から噴射部２３へ供給するバージンのブラインを減量又は昇温する。そうすると、ブラインが内筒３２の内周面に付着する量が減少し、貯氷タンク５００内に落下するブラインが増加する。内筒３２の内周面に付着するハイブリッドアイスが減少すると、ハイブリッドアイスを剥がし取って生成するフレークアイスが減少する。この減少したフレークアイスと増加したブラインとによって、氷スラリーＳはフレークアイスの濃度が低下したものとなる。

【0123】

逆に、フレークアイスの濃度が低いと、冷媒供給部３９から冷媒クリアランス３４への内筒冷凍冷媒の供給量を多くし、内筒３２の内周面の温度を下げる。あるいは、ブライン貯留タンク４０から噴射部２３へ供給するバージンのブラインを増量又は降温する。そうすると、ブラインが内筒３２の内周面に付着する量が増加し、貯氷タンク５００内に落下するブラインが減少する。内筒３２の内周面に付着するハイブリッドアイスが増加すると、ハイブリッドアイスを剥がし取って生成するフレークアイスが増加する。この増加したフレークアイスと減少したブラインとによって、氷スラリーＳはフレークアイスの濃度が増加したものとなる。

【0124】

上述した実施形態における流路６０は、外壁部６６の中心線上に仕切部６７を設け、往路側の流路６０と復路側の流路６０とが隣り合わされた。しかし、流路６０は、仕切部６７に替え、長円形（トラック形状）の内壁を備え、往路側の直線ライン６４と復路側の直線ライン６４とが離れるようにしてもよい。この場合の流路６０は、曲線ライン６５の円弧が大きくなってもよく、曲線ライン６５においても直線の部分が設けられてもよい。

【0125】

上述した実施形態における冷凍領域６９は、往路側の流路６０と復路側の流路６０とに設けられた。しかし、冷凍領域６９は、往路側の流路６０又は復路側の流路６０にのみ設けられてもよい。この場合は、推進手段８０及びガイドベーン７０は冷凍領域６９の上流側にのみ設けられてもよい。

【0126】

上述した実施形態では、推進手段８０が直線ライン６４の上流側と曲線ライン６５の下流側との境界部に配備された。しかし、推進手段８０は、流路６０のいずれの位置に設けられてもよい。上述した実施形態では、推進手段８０は流路６０内に設置されるプロペラを備えた。しかし、推進手段８０は、流路６０の流れ方向に直交する断面を小さくする絞り管を備えることで、流速を早めるようにしてもよい。この場合は、緩勾配の底面に替えて急勾配の底面を備えてもよい。あるいは、冷凍装置６は、推進手段８０を必ずしも備えなくてもよい。

【0127】

上述した実施形態における冷凍装置６は、流路６０に氷スラリーＳの供給口６１と第１及び第２の排出口６３とを備えた。しかし、氷スラリーＳは、流路６０の上側開口面から供給してもよいし、オーバーフローによって排出してもよい。

【0128】

上述した実施形態における被冷凍品Ａは、食品等としたが、医薬品等であってもよい。

【0129】

以上まとめると、本発明が適用される冷凍装置６は、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
即ち、本発明が適用される冷凍装置６は、
氷スラリーＳが循環する環状の流路６０であって、２本の並列した直線ライン６４と、当該２本の直線ライン６４の隣り合った各端部同士を接続する２本の曲線ライン６５とを有する流路６０と、
氷スラリーＳに推進力を与える推進手段８０と、
少なくともいずれか一方の前記曲線ライン６５を複数のレーンに分割するガイドベーン７０と、
を備える。

【0130】

これにより、冷凍装置６は、流路６０の直線ライン６４内に置かれた被冷凍品Ａを循環する氷スラリーＳによって冷凍することができる。氷スラリーＳは、推進手段８０によって推進力が与えられるため、流路６０内に複数の被冷凍品Ａが置かれても、下流側の被冷凍品Ａは氷スラリーＳに冷凍される。流路６０が曲線ライン６５を備えていても、ガイドベーン７０によって氷スラリーＳが淀まないように循環し、被冷凍品Ａを均等に氷スラリーＳに冷凍することができる。

【0131】

本発明が適用される冷凍装置６の一態様は、
前記ガイドベーン７０は、前記曲線ライン６５の上流端から前記曲線ライン６４の下流端を超えてさらに前記直線ライン６４の上流側まで延びている。
これにより、氷スラリーＳが被冷凍品Ａに衝突するようになって、被冷凍品Ａに付着して被冷凍品Ａを冷凍させることができる。

【0132】

本発明が適用される冷凍装置６の一態様は、
前記推進手段８０は、少なくともいずれか一方の前記直線ライン６４の上流側と前記曲線ライン６５の下流側との境界部に配備される。
これにより、冷凍装置は、流路６０の直線ライン６４に被冷凍品Ａが置かれたときに、被冷凍品Ａが氷スラリーＳの流れの障害となっても、推進手段８０が直線ライン６４内の氷スラリーＳに推進力を与え、氷スラリーＳの流れが滞らないようにすることができる。

【0133】

本発明が適用される冷凍装置６の一態様は、
前記流路６０は、氷スラリーＳの供給口６１と、氷スラリーＳの排出口６２と、
を備える。
これにより、冷凍装置６は、氷スラリーＳを供給口６１から流路６０内に供給し、氷スラリーＳの排出口６２から排出することができる。

【0134】

本発明が適用される冷凍装置６の一態様は、
前記推進手段８０は、前記流路６０内に設置されたスクリュー８１を備える。
これにより、冷凍装置は、スクリュー８１によって氷スラリーＳに推進力を与えることができる。

【0135】

本発明が適用される冷凍装置６の一態様は、
前記直線ライン６４は、被冷凍品Ａを冷凍する領域とされている。
これにより、冷凍装置６は、複数の被冷凍品Ａを直列に並べ、均等に氷スラリーＳを被冷凍品Ａに冷凍することができる。

【0136】

本発明が適用される冷凍システムは、
本発明が適用される冷凍装置６と、
前記流路６０に氷スラリーＳを供給する氷スラリー製造装置１であって、
供給されたブラインの一部からフレークアイスを生成し、供給されたブラインの残部を流出する氷スラリー原料製造部（氷スラリー原料製造装置）２００と、
前記氷スラリー原料製造部（氷スラリー原料製造装置）２００によって生成されたフレークアイスと流出されたブラインとの混合物を氷スラリーＳとして貯留する貯氷タンク５００と、
を備える、氷スラリー製造装置１と、
を備える。

【0137】

これにより、冷凍システムは、氷スラリー製造装置１によって製造された氷スラリーＳが流路６０内を流れるようにして、被冷凍品Ａを氷スラリーＳによって良好に冷凍することができる。

【0138】

本発明が適用される冷凍システムの一態様において、
前記氷スラリー製造装置１は、フレークアイスの濃度を１０％以上かつ６０％以下の氷スラリーＳを製造する。
これにより、冷凍装置６で冷凍される被冷凍品Ａが魚介類や精肉等の食品である場合において、この食品を氷スラリーＳによって的確に冷凍することができる。

【符号の説明】

【0139】

１：氷スラリー製造装置、２００：氷スラリー原料製造装置（氷スラリー原料製造部）、２１：ドラム、２２：回転軸、２３：噴射部、２３ａ：噴射孔、２４：剥取部、２５：ブレード、２６：フレークアイス排出口、２７：上部軸受部材、２８：噴射制御部、２９：防熱保護カバー、３０：ギヤードモータ、３１：ロータリージョイント、３２：内筒、３３：外筒、３４：冷媒クリアランス、３８：ブッシュ、３９：冷媒供給部、４０：ブライン貯留タンク、４１：ブライン配管、４２：冷媒配管、４４：リターンパイプ、４５：氷スラリー供給管、４６：氷スラリー戻管、４７：第２の氷スラリー戻管、４８：ノズル、５００：貯氷タンク、５４：撹拌手段（撹拌部）、５５：濃度計測部（第１の濃度計測手段）、６：冷凍装置、６０：流路、６１：供給口、６２：排出口（第１の排出口）、６３：第２の排出口、６４：直線ライン、６５：曲線ライン、６７：仕切部、６８：底面部、６９：冷凍領域、７０：ガイドベーン、８０：推進手段（推進部）、９０：第２の濃度計測手段、Ａ：被冷凍品、Ｓ：氷スラリー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】