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公開番号2025168895
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2024073740
出願日2024-04-30
発明の名称冷凍装置
出願人株式会社ゼロカラ
代理人個人,個人,個人
主分類F25D 17/02 20060101AFI20251105BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】液体凍結方式の冷凍装置において、冷却液の組成調整のための構成を簡素化でき、装置の小型化やコスト削減を図り得る冷凍装置を提供する。
【解決手段】被冷却物を冷却槽3内の冷却液に接触させて冷凍する冷凍装置1において、冷却槽3からの冷却液を蒸留して戻り蒸気を生成する蒸留装置20と、蒸留装置20からの戻り蒸気を冷却槽3内に貯留されている冷却液からの冷熱で凝縮して冷却槽3内に戻す凝縮器40を備えた。凝縮器40は、戻り蒸気が流通する凝縮流路として、冷却液内に浸漬された複数のパイプ部材43を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被冷却物を冷却液に接触させて冷凍する冷凍装置において、
前記冷却液が貯留される冷却槽と、
前記冷却槽内からの冷却液を蒸留して戻り蒸気を生成する蒸留装置と、
前記蒸留装置からの戻り蒸気を前記冷却槽内に貯留されている冷却液からの冷熱で凝縮して前記冷却槽内に戻す凝縮器と
を備えた冷凍装置。
続きを表示（約 250 文字）【請求項２】
前記凝縮器は、前記戻り蒸気が流通する凝縮流路を備え、
前記凝縮流路は、前記冷却槽内の冷却液に浸漬した状態で配置されている請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記凝縮器は、複数の凝縮流路を備えている請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記複数の凝縮流路は、互いに並列に配置された複数のパイプ部材である請求項３に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記冷却液は、アルコール水溶液である請求項１に記載の冷凍装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品等の被冷却物を冷却液に浸漬して急速冷凍する液体凍結方式の冷凍装置の改良に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
食品等の被冷却物を急速冷凍するための冷凍装置としては、被冷却物が配置された冷却室内に冷風を吹き入れて冷却を行う空冷式（空気冷凍方式）のものと、被冷却物を低温液体に浸漬して冷却する液体凍結方式のものが知られている。このうち、従来は、空冷式の冷凍装置が主として用いられてきているが、近年は、より急速に高品質の冷凍を行い得る液体凍結方式の冷凍装置にも注目が集まってきている。例えば、特許文献１には、液体凍結方式の冷凍装置において、被冷却物を冷却液内で上下運動させることにより冷却効率を高めた発明が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６６６８５６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような液体凍結方式の冷凍装置において、冷却液（ブライン）の組成（成分の混合割合）は、ブライン成分の揮発や空気中の水分凝縮などにより常に変化しており、この組成の変化は、冷凍装置の性能に影響を与える。例えば、冷却液としてアルコール水溶液（例えばエタノール水溶液）を用いた場合、水溶液におけるアルコール濃度の低下は、水溶液の粘性増加に伴う性能の低下を招き、最悪の場合、水溶液が液体状の熱媒として存在することができなくなる結果、冷凍装置の機能不全や故障等が引き起こされてしまう可能性がある。一方、水溶液におけるアルコール濃度が所定の基準値を超えて高まると、その水溶液は消防法上の危険物に該当してしまうため、保管数量が制限され、また安全上の特別な管理も必要となる。したがって、冷却液については、その組成を適正に維持するための保守管理（定期的な組成の調整）が必要となる。このような冷却液の組成の調整（例えば、アルコール水溶液におけるアルコール濃度の調整）は、例えば、蒸留法を用いて実行される。
【０００５】
図５には、従来の冷凍装置１０１において、蒸留法による冷却液の組成調整に関連する構成を模式図で示す。図示されるように、冷凍装置１０１は、冷却液１０２（例えば、アルコール水溶液）が貯留される冷却槽１０３を備えており、収容ユニット１０４内に保持された被冷却物が、冷却液１０２（二次冷媒）の中に浸漬されて冷凍されるようになっている。なお、冷却槽１０３内の冷却液１０２は、冷媒供給部１０５から供給される冷媒（一次冷媒）により、所定の低温に冷却される。
【０００６】
冷却液１０２の組成調整（アルコール濃度調整）においては、冷却槽１０３内の冷却液１０２の一部が、供給ポンプ１０６により、供給管路１０７を通って、蒸留装置１２０の蒸留槽１２１内に導入される。蒸留槽１２１内に導入された冷却液は、ヒータ１２２で加熱されることにより蒸留される。蒸留により得られたアルコール蒸気は、凝縮器１４０で凝縮され、凝縮によって得られた高濃度の冷却液が、戻り管路１０８を通って冷却槽１０３に戻されることになる。
【０００７】
このような構成により、冷却槽１０３内の冷却液１０２の濃度を適切に高めることができるが、そのためには、凝縮器１４０においてアルコール蒸気を冷却するための各種構成が必要となっていた。すなわち、アルコール蒸気の凝縮（冷却による液化）のためには、低温に冷却された冷却水を凝縮器１４０に供給する必要があるので、冷却水供給のための循環ポンプ１５１及び冷却水循環管路１５２や、冷却水冷却のための冷却装置１５３等の構成が必要となる。このため、装置が大型化したり、装置のためのコストが上昇したりしてしまっていた。
【０００８】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、液体凍結方式の冷凍装置において、冷却液の組成調整のための構成を簡素化でき、装置の小型化やコスト削減を図り得る冷凍装置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】
【０００９】
本発明は、被冷却物を冷却液に接触させて冷凍する冷凍装置において、前記冷却液が貯留される冷却槽と、前記冷却槽内からの冷却液を蒸留して戻り蒸気を生成する蒸留装置と、前記蒸留装置からの戻り蒸気を前記冷却槽内に貯留されている冷却液からの冷熱で凝縮して前記冷却槽内に戻す凝縮器とを備えた。
【００１０】
前記凝縮器は、前記戻り蒸気が流通する凝縮流路を備え、前記凝縮流路は、前記冷却槽内の冷却液に浸漬した状態で配置されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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