特許 7667968 冷却方法および冷却装置

(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】2025-04-16

(45)【発行日】2025-04-24

(54)【発明の名称】冷却方法および冷却装置

(51)【国際特許分類】

   F25D 3/04 20060101AFI20250417BHJP

【ＦＩ】

F25D3/04

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021003667

(22)【出願日】2021-01-13

(65)【公開番号】P2022108586

(43)【公開日】2022-07-26

【審査請求日】2024-01-12

(73)【特許権者】

【識別番号】520512269

【氏名又は名称】株式会社ＢＯＢＡＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】509317531

【氏名又は名称】株式会社ＭＡＲＳ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100144886

【弁理士】

【氏名又は名称】大坪 賢吾

(72)【発明者】

【氏名】山田 行介

(72)【発明者】

【氏名】芳野 弥彦

(72)【発明者】

【氏名】井筒 伊朗

【審査官】関口 勇

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－１５３５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１６３３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０７０４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３２０８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１８１４０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００３－２８５７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０６３７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１５９３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｄ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排出口を有する冷却槽に貯留された氷スラリー中に被冷却物を投入して冷却する冷却ステップと、
前記排出口から前記氷スラリー中の前記被冷却物を前記冷却槽外へ排出する排出ステップと、を有し、
前記冷却ステップでは、前記氷スラリーの液面を前記排出口よりも下側に位置させ、
前記排出ステップでは、前記冷却槽内に液面上昇用の流体を供給することにより前記氷スラリーの液面を前記排出口まで上昇させると共に、前記冷却槽から回収した前記氷スラリーを前記冷却槽内の前記氷スラリーの液面の上側から前記冷却槽内の前記氷スラリーに噴射することにより、前記冷却槽内の前記氷スラリーを前記冷却槽の周方向に流動させることを特徴とする冷却方法。

【請求項2】

前記冷却ステップでは、前記氷スラリーを前記冷却槽の周方向に流動させる請求項１に記載の冷却方法。

【請求項3】

前記冷却槽には、前記氷スラリー中の前記被冷却物を前記排出口に導くガイドが設けられている請求項１または２に記載の冷却方法。

【請求項4】

氷スラリーを貯留し、前記氷スラリー中に投入された被冷却物を冷却する冷却槽を有し、
前記冷却槽は、前記氷スラリー中の前記被冷却物を前記冷却槽外に排出する排出口を有し、
前記被冷却物の冷却を終えるまでは、前記氷スラリーの液面を前記排出口の下方に位置させ、
前記被冷却物の冷却を終えると、前記冷却槽内に液面上昇用の流体を供給することにより前記氷スラリーの液面を前記排出口まで上昇させると共に、前記冷却槽から回収した前記氷スラリーを前記冷却槽内の前記氷スラリーの液面の上側から前記冷却槽内の前記氷スラリーに噴射することにより前記冷却槽内の前記氷スラリーを前記冷却槽の周方向に流動させて、前記排出口から前記被冷却物を前記冷却槽外に排出することを特徴とする冷却装置。

【請求項5】

前記被冷却物の冷却中は、前記氷スラリーを前記冷却槽の周方向に流動させる請求項４に記載の冷却方法。

【請求項6】

前記冷却槽に設けられ、前記氷スラリー中の前記被冷却物を前記排出口に導くガイドを有する請求項４または５に記載の冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却方法および冷却装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、氷スラリーを製造するための製氷装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開１９９９－２９４９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、この製氷装置で製造した氷スラリーを用いた被冷却物の冷却方法については具体的な開示がない。

【0005】

本発明の目的は、冷却から取り出しまでの一連の工程をスムーズに行うことができる冷却方法および冷却装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このような目的は、下記の本発明により達成される。

【0007】

（１） 排出口を有する冷却槽に貯留された氷スラリー中に被冷却物を投入して冷却する冷却ステップと、
前記排出口から前記氷スラリー中の前記被冷却物を前記冷却槽外へ排出する排出ステップと、を有し、
前記冷却ステップでは、前記氷スラリーの液面を前記排出口よりも下側に位置させ、
前記排出ステップでは、前記氷スラリーの液面を前記排出口まで上昇させることを特徴とする冷却方法。

【0008】

（２） 前記冷却ステップでは、前記氷スラリーを前記冷却槽の周方向に流動させる上記（１）に記載の冷却方法。

【0009】

（３） 前記排出ステップでは、前記氷スラリーを前記冷却槽の周方向に流動させる上記（１）または（２）に記載の冷却方法。

【0010】

（４） 前記冷却ステップでは、前記冷却槽から回収した前記氷スラリーを、前記冷却槽内の前記氷スラリーに噴射する上記（２）または（３）に記載の冷却方法。

【0011】

（５） 前記排出ステップでは、前記冷却槽内に液面上昇用の流体を供給することにより前記氷スラリーの液面を前記排出口まで上昇させる上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の冷却方法。

【0012】

（６） 前記冷却槽には、前記氷スラリー中の前記被冷却物を前記排出口に導くガイドが設けられている上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の冷却方法。

【0013】

（７） 氷スラリーを貯留し、前記氷スラリー中に投入された被冷却物を冷却する冷却槽を有し、
前記冷却槽は、前記氷スラリー中の前記被冷却物を前記冷却槽外に排出する排出口を有し、
前記被冷却物の冷却を終えるまでは、前記氷スラリーの液面を前記排出口の下方に位置させ、
前記被冷却物の冷却を終えると、前記氷スラリーの液面を前記排出口まで上昇させ、前記排出口から前記被冷却物を前記冷却槽外に排出することを特徴とする冷却装置。

【0014】

（８） 前記被冷却物の冷却中は、前記氷スラリーを前記冷却槽の周方向に流動させる上記（７）に記載の冷却方法。

【0015】

（９） 前記被冷却物を前記冷却槽外へ排出するときは、前記氷スラリーを前記冷却槽の周方向に流動させる上記（７）または（８）に記載の冷却装置。

【0016】

（１０） 前記冷却槽から回収した前記氷スラリーを、前記冷却槽内の前記氷スラリーに噴射する上記（８）または（９）に記載の冷却装置。

【0017】

（１１） 前記被冷却物を前記冷却槽外へ排出するときは、前記冷却槽内に液面上昇用の流体を供給することにより前記氷スラリーの液面を前記排出口まで上昇させる上記（７）ないし（１０）のいずれかに記載の冷却装置。

【0018】

（１２） 前記冷却槽に設けられ、前記氷スラリー中の前記被冷却物を前記排出口に導くガイドを有する上記（７）ないし（１１）のいずれかに記載の冷却装置。

【発明の効果】

【0019】

本発明の冷却方法および冷却装置によれば、冷却槽に貯留された氷スラリーの液面を上昇させるだけで、排出ステップに移行することができる。そのため、そのため、被冷却物の冷却から排出までの一連の工程をスムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態に係る冷却システムの全体構成を示す模式図である。

【図2】図１の冷却システムが有する冷却槽を示す部分断面斜視図である。

【図3】冷却槽内で生じる氷スラリーの水流の様子を示す側面図である。

【図4】冷却槽内で生じる氷スラリーの水流の様子を示す平面図である。

【図5】冷却方法を説明するための模式図である。

【図6】冷却方法を説明するための模式図である。

【図7】冷却方法を説明するための模式図である。

【図8】冷却方法を説明するための模式図である。

【図9】第２実施形態に係る冷却システムの全体構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の冷却方法および冷却装置を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、図１中の紙面上側が鉛直方向上側であり、紙面下側が鉛直方向下側である。

【0022】

＜第１実施形態＞
図１に示す冷却システム１は、被冷却物Ｆを凍結させる冷却装置２と、冷却装置２に氷スラリーＳを供給する氷スラリー供給装置７と、冷却システム１の各部の駆動を制御する制御装置８とを有する。なお、氷スラリーＳとは、塩水中に微細な氷が混濁したシャーベット状の氷のことをいい、スラリー氷、アイススラリー、スラリーアイス等とも呼ばれる。氷スラリーＳは、流動性を有するため、被冷却物Ｆに対して万遍なく接触することができる。また、柔らかいため、接触による被冷却物Ｆの損傷も実質的に生じない。そのため、被冷却物Ｆの損傷を防ぎつつ、被冷却物Ｆをより短時間で凍結させることができる。その結果、外傷がなく高い鮮度を有する高品質な被冷却物Ｆの冷凍品が得られる。なお、本実施形態の冷却システム１では、被冷却物Ｆを凍結させているが、これに限定されず、被冷却物を冷却することができればよい。

【0023】

被冷却物Ｆは、魚である。ただし、被冷却物Ｆとしては、特に限定されず、魚の他、例えば、エビ、イカ、タコ、貝類等の魚介類、イチゴ、リンゴ、バナナ、みかん、桃、ぶどう等の果物、キャベツ、レタス、キュウリ、トマト、なす、にんじん等の野菜、牛肉、豚肉、鶏肉、馬肉等の食肉等の生鮮食品、これら生鮮食品を加工（調理）した加工食品等の各種食品が挙げられる。また、被冷却物としては、食品に限定されず、例えば、植物、遺体、各種臓器、血液、精子、卵子等如何なるものであってもよい。必要に応じて、被冷却物Ｆをパック等の収容具に収容した状態で凍結させてもよい。

【0024】

＜氷スラリー供給装置７＞
氷スラリー供給装置７は、圧縮機７１と、凝縮器７２と、蒸発器７３と、蒸発器７３内に塩水Ｂを循環させて氷スラリーＳを生成する塩水循環回路７４と、氷スラリーＳを冷却装置２に供給する供給回路７５とを有する。また、塩水循環回路７４は、生成された氷スラリーＳを貯留する貯留槽７４１と、貯留槽７４１と蒸発器７３とを接続する管路７４２とを有する。管路７４２には、図示しないバルブやポンプが設けられ、これらの駆動を制御することにより、貯留槽７４１内の塩水Ｂを蒸発器７３に循環させることができる。また、供給回路７５は、貯留槽７４１内の氷スラリーＳを冷却装置２に供給する管路７５１と、冷却装置２内の氷スラリーＳを貯留槽７４１に戻す管路７５２とを有する。これら管路７５１、７５２には、図示しないバルブやポンプが設けられ、これらの駆動を制御することにより、貯留槽７４１内の氷スラリーＳを冷却装置２に供給したり、冷却装置２内の氷スラリーＳを冷却槽３に戻したりすることができる。

【0025】

氷スラリー供給装置７は、次のように氷スラリーＳを生成し、生成した氷スラリーＳを冷却装置２に供給する。圧縮機７１の駆動により冷媒Ｒが圧縮されて高温高圧ガス状となる。圧縮機７１で高温高圧ガス状となった冷媒Ｒは、凝縮器７２に流入し、図示しない送風ファンの作動による空気との熱交換により凝縮・液化して高圧液状となる。凝縮器７２で高圧液状となった冷媒Ｒは、蒸発器７３に流入し、蒸発器７３内での塩水Ｂとの熱交換により蒸発・気化して低圧ガス状となる。塩水Ｂとの熱交換によって低圧ガス状となった冷媒Ｒは、圧縮機７１に戻され、圧縮機７１により圧縮されて再び高温高圧ガス状となって吐出される。氷スラリー供給装置７は、このような熱交換サイクルで冷媒Ｒを循環させることにより、蒸発器７３で塩水Ｂを連続的に冷却する。その結果、塩水Ｂの一部が凍結して氷Ｉとなり、氷Ｉと塩水Ｂとの混合物である氷スラリーＳが生成される。このようにして生成され、貯留槽７４１に貯留された氷スラリーＳは、管路７５１を通って冷却装置２に供給される。

【0026】

以上のように、氷スラリー供給装置７は、満液式の蒸発器７３を用いているため、乾式と比べて高い仕事効率を発揮でき、冷媒Ｒと塩水Ｂとの熱交換効率を高めることができる。そのため、氷スラリーＳを効率的に生成することができる。ただし、氷スラリー供給装置７としては、氷スラリーＳを冷却装置２に供給することができれば、特に限定されない。

【0027】

＜冷却装置２＞
図１および図２に示すように、冷却装置２は、被冷却物Ｆを冷却し凍結させるための冷却槽３を有する。冷却槽３は、横断面形状が円形の有底筒状である。ただし、冷却槽３の形状は、特に限定されない。また、冷却槽３の上端には、被冷却物Ｆを冷却槽３内に投入するための投入口３１が設けられている。また、冷却槽３の側面には、凍結済の被冷却物Ｆを冷却槽３外に排出するための排出口３２が設けられている。ただし、投入口３１や排出口３２の位置は、特に限定されない。また、冷却槽３の側面には、凍結済の被冷却物Ｆを冷却槽３外に排出する際に、被冷却物Ｆを排出口３２に誘導するためのガイド３３が設けられている。

【0028】

冷却槽３には、貯留槽７４１に貯留された氷スラリーＳが管路７５１を通って供給される。そして、冷却槽３に貯留された氷スラリーＳ中に被冷却物Ｆが投入される。氷スラリーＳの温度は、被冷却物Ｆの凍結点（凝固点）よりも低い。そのため、氷スラリーＳ中に投入された被冷却物Ｆは、氷スラリーＳによって凍結点以下まで冷却され、やがて凍結する。氷スラリーＳによれば、氷Ｉが残存している間は、その潜熱によって温度が融点に保持されるため、長時間にわたって被冷却物Ｆを冷却し続けることができる。そのため、被冷却物Ｆを効率的に冷却し、より短時間で凍結させることができる。一例として、塩水Ｂが飽和食塩水である氷スラリーＳの場合、氷が残存している間は、約－２１．３℃に保持される。

【0029】

図２に示すように、冷却装置２は、さらに、冷却槽３内の氷スラリーＳの温度を検出する温度センサー４１を有する。温度センサー４１で検出される温度が氷スラリーＳの融点よりも高い場合、氷スラリーＳから氷Ｉが消失したことを意味する（なお、以下では、氷Ｉを含まない状態でもスラリーＳと言う）。そこで、この場合、制御装置８は、冷却槽３内の氷スラリーＳを管路７５２から貯留槽７４１に戻すと共に、貯留槽７４１内の氷スラリーＳを冷却槽３内に供給し、冷却槽３内の氷スラリーＳをフレッシュなものに入れ替える。これにより、冷却槽３内の氷スラリーＳの温度がその融点付近で安定し、被冷却物Ｆを安定的かつ効率的に冷却し、より短時間で凍結させることができる。

【0030】

なお、上述では、温度センサー４１で検出される温度が氷スラリーＳの融点よりも高い場合に氷スラリーＳの入れ替えを行っているが、これに限定されず、例えば、温度センサー４１の出力に関わらず、常にまたは周期的に貯留槽７４１と冷却槽３との間で氷スラリーＳを循環させて、冷却槽３内の氷スラリーＳを入れ替えてもよい。

【0031】

冷却装置２は、さらに、冷却槽３内の氷スラリーＳに推力を与え、図２中の矢印で示すような、冷却槽３の周方向に沿う水流Ｍを発生させる推力付与機構５を有する。このような水流Ｍを生じさせることにより、氷スラリーＳが攪拌され、冷却槽３の周方向に周回するように流動する。そのため、被冷却物Ｆの冷却効率が向上する。また、氷スラリーＳ内での氷Ｉの凝集を防ぐことができ、氷スラリーＳ内の温度ムラを抑えることもできる。

【0032】

推力付与機構５は、冷却槽３内の氷スラリーＳを回収する管路５６と、管路５６を介して回収した氷スラリーＳを冷却槽３内の氷スラリーＳに向けて噴射する噴射管５７とを有する。噴射管５７から冷却槽３内の氷スラリーＳに向けて氷スラリーＳを噴射することにより、噴射された氷スラリーＳが冷却槽３内の氷スラリーＳに勢いよくぶつかり、冷却槽３内の氷スラリーＳに推力が付与され、水流Ｍが生じる。なお、管路５６および噴射管５７には、図示しないポンプやバルブが設けられており、これらの駆動を制御することにより、冷却槽３から氷スラリーＳを回収したり、回収した氷スラリーＳを冷却槽３内の氷スラリーＳに向けて噴射したりすることができる。

【0033】

なお、図示するように、管路５６は、冷却槽３の下端部に接続され、当該部分から氷スラリーＳを回収する。氷スラリーＳは、氷Ｉが上側に浮き易く、下方の方が氷Ｉの密度が低くなり易い性質を有する。そのため、下端部側から氷スラリーＳを回収することにより、氷Ｉの含有量（密度）が低い氷スラリーＳを回収することができ、管路５６や噴射管５７に設けられたポンプやバルブのつまりを防ぐことができる。また、冷却槽３内の氷Ｉの減少を抑えることもできる。そのため、安定した冷却が可能となる。なお、本実施形態では、管路５６が冷却槽３の底部に接続されているが、これに限定されず、例えば、側面の下端部に接続されていてもよい。また、管路５６の接続位置は、下端部に限定されず、中央部や上端部であってもよい。

【0034】

噴射管５７の先端部に位置する噴射口５７１は、噴射管５７を上下に押しつぶしたような扁平形状（ダックビル形状）となっている。そのため、噴射口５７１が絞られてその面積が減少し、噴射管５７内の氷スラリーＳの流速が増し、噴射口５７１から勢いよく氷スラリーＳが噴射される。そのため、冷却槽３内の氷スラリーＳにより大きな推力を与えることができる。ただし、噴射口５７１の形状は、特に限定されない。

【0035】

図３に示すように、噴射口５７１は、冷却槽３内の氷スラリーＳの液面よりも上方に設置されている。噴射口５７１からは、冷却槽３内の氷スラリーＳの液面に向けて斜め下側方向に氷スラリーＳが噴射される。また、図４に示すように、鉛直方向からの平面視において、噴射口５７１からは、接線方向（径方向に直交する方向）に沿って氷スラリーＳが噴射される。これにより、冷却槽３内の氷スラリーＳに推力を効率的に与えることができ、水流Ｍを容易に発生させることができる。特に、本実施形態では、噴射口５７１が外縁側（冷却槽３の内壁近傍）に位置しているため、冷却槽３内の氷スラリーＳに推力をより効率的に与えることができ、水流Ｍをより容易に発生させることができる。

【0036】

ここで、氷スラリーＳには塩水Ｂが含まれている。塩水Ｂの密度は、被冷却物Ｆの密度よりも高くなり易いため、氷スラリーＳ内の被冷却物Ｆが氷スラリーＳの液面に浮か上がってしまう場合がある。氷スラリーＳの液面に被冷却物Ｆが浮か上がると、被冷却物Ｆと氷スラリーＳとの接触面積が減り、冷却効率が低下する。そこで、前述したように、冷却槽３内の氷スラリーＳに向けて、その上方から氷スラリーＳを斜め下側方向に噴射することにより、図３に示すように、その衝撃で被冷却物Ｆを氷スラリーＳ内に沈めることができる。また、冷却槽３内の氷スラリーＳが攪拌されて、冷却槽３の軸方向（鉛直方向）にも流動する。そのため、被冷却物Ｆが氷スラリーＳ中に潜っている状態をより長く維持することができ、被冷却物Ｆと氷スラリーＳとの接触面積の減少を防ぐことができると共に、被冷却物Ｆ同士の密着も防ぐことができる。そのため、被冷却物Ｆの冷却効率の低下を効果的に抑制することができる。なお、氷スラリーＳの噴射角θ（氷スラリーＳの液面に対する傾き）としては、特に限定されないが、例えば、２０°～７０°程度とすることができる。

【0037】

なお、後述する冷却方法の説明において詳述するが、冷却装置２では、冷却槽３内の氷スラリーＳの液面を上昇させることにより、氷スラリーＳ内の被冷却物Ｆを排出口３２から冷却槽３外へ排出する。また、被冷却物Ｆを冷却するときのみならず、凍結した被冷却物Ｆを排出口３２から冷却槽３外へ排出するときも水流Ｍを発生させている。そこで、推力付与機構５は、図２に示すように、噴射口５７１を上下方向に移動させる昇降機構５５を有する。昇降機構５５によって噴射口５７１を上下方向に移動させることにより、噴射口５７１を氷スラリーＳの液面上昇に追従させることができる。そのため、噴射口５７１と氷スラリーＳの液面との離間距離を好ましい距離に保つことができ、冷却時および排出時の両方において、その時に適した水流Ｍを発生させることができる。

【0038】

以上、推力付与機構５について説明したが、推力付与機構５の構成は、水流Ｍを発生させることができれば、特に限定されない。例えば、本実施形態では、冷却槽３内の氷スラリーＳを回収し、回収した氷スラリーＳを噴射口５７１から噴射することにより水流Ｍを発生させているが、噴射口５７１から噴射する液体としては、これに限定されない。また、冷却時および排出時の少なくとも一方において、噴射口５７１が冷却槽３内の氷スラリーＳ中すなわち液面よりも下側に位置していてもよい。また、例えば、冷却槽３内に配置された撹拌装置を回転させることにより、水流Ｍを発生させてもよい。撹拌装置としては、特に限定されず、例えば、冷却槽３の中心軸まわりに回転する軸と、軸に設置された撹拌羽根とを有する構成とすることができる。また、昇降機構５５を省略してもよい。すなわち、噴射口５７１が冷却槽３に対して固定されていてもよい。

【0039】

図２に示すように、冷却装置２は、さらに、冷却槽３内の氷スラリーＳの液面の高さを計測する液面センサー４２を有する。これにより、冷却時および排出時において、冷却槽３内の氷スラリーＳの液面の高さを容易に制御することができる。

【0040】

図１に示すように、冷却装置２は、さらに、冷却槽３で凍結された被冷却物Ｆを回収する回収装置６を有する。回収装置６は、排出口３２から排出された被冷却物Ｆを回収する被冷却物回収容器６１を有する。被冷却物回収容器６１の底面には、多数の細孔６１１が形成され、被冷却物Ｆと共に排出された氷スラリーＳがこの細孔６１１から被冷却物回収容器６１外へ排出される。これにより、被冷却物Ｆと氷スラリーＳとを容易に分離することができる。

【0041】

回収装置６は、さらに、被冷却物回収容器６１の下方に位置し、細孔６１１を介して被冷却物回収容器６１外に排出された氷スラリーＳを回収する氷スラリー回収タンク６２を有する。また、氷スラリー回収タンク６２は、管路６３を介して冷却槽３に接続されており、管路６３を介して冷却槽３内の氷スラリーＳが流入する。本実施形態では、管路６３に氷Ｉの通過を規制する図示しないフィルターが設けられており、氷スラリーＳ中の塩水Ｂだけが冷却槽３から氷スラリー回収タンク６２に流入する。管路６３には図示しないバルブが設けられており、バルブの駆動を制御することにより、氷スラリー回収タンク６２内に貯留される氷スラリーＳの量を制御することができる。

【0042】

このようにして氷スラリー回収タンク６２に貯留された氷スラリーＳは、管路６４を介して冷却槽３内に供給され、被冷却物Ｆを排出する際に冷却槽３内の氷スラリーＳの水位を上昇させるための液面上昇用の流体として用いられる。これにより、排出口３２から排出された氷スラリーＳを再利用することができ、被冷却物Ｆの凍結にかかるコストを削減することができる。ただし、液面上昇用の流体としては、氷スラリーＳの液面を上昇させることができれば、特に限定されない。

【0043】

＜制御装置８＞
制御装置８は、例えば、コンピューターから構成され、情報を処理するプロセッサーと、プロセッサーに通信可能に接続されたメモリーと、を有する。メモリーには冷却システム１の運転に必要な各種プログラムが保存されている。プロセッサーは、メモリーに記憶された各種プログラム等を読み込んで実行する。これにより、以下に説明するような冷却システム１の運転が実現される。

【0044】

以上、冷却システム１の構成について説明した。次に、冷却システム１を用いた被冷却物Ｆの冷却方法について説明する。冷却システム１を用いた被冷却物Ｆの冷却方法は、冷却ステップと、排出ステップとを有する。

【0045】

＜冷却ステップ＞
まず、図５に示すように、氷スラリー供給装置７から冷却槽３内に氷スラリーＳを供給し、液面センサー４２の検出結果に基づいて、冷却槽３内に所定量の氷スラリーＳを貯留する。この状態では、冷却槽３内の氷スラリーＳの液面は、排出口３２よりも下方に位置する。これにより、未凍結の被冷却物Ｆが排出口３２から意図せずに排出されてしまうのを防ぐことができる。そのため、被冷却物Ｆをより確実に凍結させることができる。次に、推力付与機構５を駆動して、冷却槽３内の氷スラリーＳに水流Ｍを生じさせる。そして、水流Ｍが安定した後に、図６に示すように、未凍結の被冷却物Ｆを投入口３１から冷却槽３内の氷スラリーＳ中に投入し、凍結させる。なお、氷スラリーＳ中に被冷却物Ｆを投入した後に、水流Ｍを発生させてもよい。

【0046】

＜排出ステップ＞
被冷却物Ｆの凍結を終えたら、図７に示すように、水流Ｍを発生させたまま、氷スラリー回収タンク６２に貯留されている氷スラリーＳを管路６４から冷却槽３内に投入し、冷却槽３内の氷スラリーＳの水位を排出口３２まで上昇させる。これにより、図８に示すように、氷スラリーＳ中の被冷却物Ｆが排出口３２から冷却槽３外へ排出され、回収装置６で回収される。ここで、被冷却物Ｆは、遠心力によって冷却槽３の内壁側に偏って周回するため、自然と被冷却物Ｆがガイド３３に導かれて排出口３２から排出される。そのため、使用者の手を煩わせることなく、簡単に被冷却物Ｆを排出することができる。被冷却物Ｆと共に排出口３２から排出された氷スラリーＳは、氷スラリー回収タンク６２に回収された後、管路６４から再び冷却槽３内に投入される。これにより、冷却槽３内の氷スラリーＳの水位が維持され、被冷却物Ｆの排出が安定して行われる。なお、前記「冷却槽３内の氷スラリーＳの水位を排出口３２まで上昇させる」とは、「排出口３２から被冷却物Ｆが排出される水位まで上昇させる」の意味であり、例えば、ガイド３３の形状等によっては、水位は、排出口３２よりも若干低くてもよい。

【0047】

以上のような冷却システム１および冷却方法によれば、冷却槽３内の氷スラリーＳの液面を上昇させるだけで、氷スラリーＳ内の被冷却物Ｆを排出することができる。そのため、被冷却物Ｆの凍結から排出までの一連の工程をスムーズに行うことができる。

【0048】

＜第２実施形態＞
本実施形態は、複数の冷却装置３が接続されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、本実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。

【0049】

図９に示す冷却システム１は、複数の冷却槽３が並んで配置されている。そして、複数の冷却槽３が、被冷却物Ｆを冷却槽３に投入する搬入装置９１と、冷却槽３から排出された凍結済の被冷却物Ｆを回収する回収装置９２とで接続されている。なお、回収装置９２は、前述した第１実施形態の被冷却物回収容器６１に替えて設けられている。搬入装置９１および回収装置９２としては、それぞれ、特に限定されないが、本実施形態では、多数のローラーが回転することにより被冷却物Ｆを搬送するローラーコンベアで構成されている。

【0050】

未凍結の被冷却物Ｆは、搬入装置９１によって所定の冷却槽３まで搬送され、投下される。排出口３２から排出された凍結済の被冷却物Ｆは、回収装置９２上に落下し、そのまま回収装置９２によって搬送され、回収される。なお、被冷却物Ｆと共に排出口３２から排出された氷スラリーＳは、隣り合うローラーの隙間を通って回収装置９２の下方に設置された氷スラリー回収タンク６２に回収される。このように、複数の冷却槽３を搬入装置９１と回収装置９２とで接続することにより、単位時間当たりに凍結させることのできる被冷却物Ｆの数が増加し、生産性が高まる。

【0051】

このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

【0052】

以上、本発明の冷却方法および冷却装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１…冷却システム、２…冷却装置、３…冷却槽、３１…投入口、３２…排出口、３３…ガイド、４１…温度センサー、４２…液面センサー、５…推力付与機構、５４…撹拌装置、５４１…軸、５４２…撹拌羽根、５５…昇降機構、５６…管路、５７…噴射管、５７１…噴射口、６…回収装置、６１…被冷却物回収容器、６１１…細孔、６２…氷スラリー回収タンク、６３…管路、６４…管路、６３１…フィルター、７…氷スラリー供給装置、７１…圧縮機、７２…凝縮器、７３…蒸発器、７４…塩水循環回路、７４１…貯留槽、７４２…管路、７５…供給回路、７５１…管路、７５２…管路、８…制御装置、９１…搬入装置、９２…回収装置、Ｂ…塩水、Ｄ…離間距離、Ｉ…氷、Ｆ…被冷却物、Ｍ…水流、Ｒ…冷媒、Ｓ…氷スラリー、θ…噴射角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】