JP2002310523A - 冷凍装置 - Google Patents
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- JP2002310523A JP2002310523A JP2001115310A JP2001115310A JP2002310523A JP 2002310523 A JP2002310523 A JP 2002310523A JP 2001115310 A JP2001115310 A JP 2001115310A JP 2001115310 A JP2001115310 A JP 2001115310A JP 2002310523 A JP2002310523 A JP 2002310523A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
- F25D2400/30—Quick freezing
Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 食品等の極低温による急速冷凍ができる急速
冷凍装置を備えた冷凍装置を提供する。 【解決手段】 空気冷媒を断熱圧縮する圧縮タービン2
1と、空気冷媒を断熱膨張させる膨張タービン23と、
前記圧縮タービン21と前記膨張タービン23とを軸2
4を介して連結し、該軸24を駆動するモータ25と、
前記圧縮タービン21により断熱圧縮された空気冷媒を
冷却するマイクロコンプレッサ/タービン用熱交換器2
2とを有するマイクロコンプレッサ/タービン装置20
を備え、前記マイクロコンプレッサ/タービン装置20
によって冷却された空気冷媒が送入される急冷室26が
さらに設けられている冷凍装置10を構成した。
冷凍装置を備えた冷凍装置を提供する。 【解決手段】 空気冷媒を断熱圧縮する圧縮タービン2
1と、空気冷媒を断熱膨張させる膨張タービン23と、
前記圧縮タービン21と前記膨張タービン23とを軸2
4を介して連結し、該軸24を駆動するモータ25と、
前記圧縮タービン21により断熱圧縮された空気冷媒を
冷却するマイクロコンプレッサ/タービン用熱交換器2
2とを有するマイクロコンプレッサ/タービン装置20
を備え、前記マイクロコンプレッサ/タービン装置20
によって冷却された空気冷媒が送入される急冷室26が
さらに設けられている冷凍装置10を構成した。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷気により食品等
を冷凍冷蔵保存する冷凍装置に係り、特に、極低温の冷
気を生成する急速冷凍装置を備えた冷凍装置に関する。
を冷凍冷蔵保存する冷凍装置に係り、特に、極低温の冷
気を生成する急速冷凍装置を備えた冷凍装置に関する。
【0002】
【従来の技術】冷凍装置は、熱交換器である冷却器(蒸
発器)と凝縮器を備え、圧縮機を用いて冷媒を循環させ
る。冷媒は冷却器内部を通過する際に対象空間である冷
凍室内の熱を吸収し冷却するものである。ここで用いら
れる冷媒はフロンを使用することが一般的であり、高温
高圧気体を生成する圧縮機、高温高圧液体を生成する凝
縮器、低温低圧気液二相流体を生成する膨張機構、低温
低圧気体を生成する冷却器により冷媒を物理的に循環さ
せ冷凍室内の冷却を実現している。
発器)と凝縮器を備え、圧縮機を用いて冷媒を循環させ
る。冷媒は冷却器内部を通過する際に対象空間である冷
凍室内の熱を吸収し冷却するものである。ここで用いら
れる冷媒はフロンを使用することが一般的であり、高温
高圧気体を生成する圧縮機、高温高圧液体を生成する凝
縮器、低温低圧気液二相流体を生成する膨張機構、低温
低圧気体を生成する冷却器により冷媒を物理的に循環さ
せ冷凍室内の冷却を実現している。
【0003】しかし、従来の冷媒回路による冷凍サイク
ルにおいては冷凍能力の限界があり、生鮮食品を冷凍保
存する際に時間を要し、このことは解凍後の鮮度低下を
助長していた。これは最終到達冷凍温度が−20℃付近
を限界としているため、この温度によって食品の細胞に
含まれる水分が固化するまでの時間が決まってしまうた
めである。また、水分が固化する際に膨張しやすい−1
℃〜−5℃を通過する冷凍時間が長い場合、細胞の水分
膨張の傾向がさらに大きくなる。細胞内の水分が膨張し
て固化してしまうと、細胞壁を破壊することになり、生
鮮食品を解凍する際に細胞内のうまみ成分が含まれた液
体であるドリップが流出し、さらには、細胞壁の形状が
変形される。よって、これらのことで味覚と食感とが低
下し、結果として鮮度が落ちることになる。一方で、最
終到達冷凍温度が低ければ低いほど食品の栄養価の損失
を抑えられるため、長期保存を考慮した場合、現状の最
終到達冷凍温度では特に問題とされている。
ルにおいては冷凍能力の限界があり、生鮮食品を冷凍保
存する際に時間を要し、このことは解凍後の鮮度低下を
助長していた。これは最終到達冷凍温度が−20℃付近
を限界としているため、この温度によって食品の細胞に
含まれる水分が固化するまでの時間が決まってしまうた
めである。また、水分が固化する際に膨張しやすい−1
℃〜−5℃を通過する冷凍時間が長い場合、細胞の水分
膨張の傾向がさらに大きくなる。細胞内の水分が膨張し
て固化してしまうと、細胞壁を破壊することになり、生
鮮食品を解凍する際に細胞内のうまみ成分が含まれた液
体であるドリップが流出し、さらには、細胞壁の形状が
変形される。よって、これらのことで味覚と食感とが低
下し、結果として鮮度が落ちることになる。一方で、最
終到達冷凍温度が低ければ低いほど食品の栄養価の損失
を抑えられるため、長期保存を考慮した場合、現状の最
終到達冷凍温度では特に問題とされている。
【0004】前述のように、食品の鮮度を保ち長期保存
することは冷凍温度を極端に下げることで回避すること
ができる。すでに事業所などで使用される大型冷凍装置
においては、高圧電源等を用いた圧縮機等を使用するこ
となどによって冷凍温度の低下が達成されている。しか
し家庭用の冷凍装置においては、冷凍から冷蔵まで各々
の食品にあった温度を提供する必要があり、極低温空間
を実現することは既存の冷凍サイクルでは困難とされて
いる。
することは冷凍温度を極端に下げることで回避すること
ができる。すでに事業所などで使用される大型冷凍装置
においては、高圧電源等を用いた圧縮機等を使用するこ
となどによって冷凍温度の低下が達成されている。しか
し家庭用の冷凍装置においては、冷凍から冷蔵まで各々
の食品にあった温度を提供する必要があり、極低温空間
を実現することは既存の冷凍サイクルでは困難とされて
いる。
【0005】近年、家庭用冷凍装置の急速冷凍技術は−
20℃付近まで可能である。これは冷凍専用の圧縮機及
び冷却器を用いた構成とし、高効率な圧縮機を備えるこ
とによって達成されている。しかし、冷媒の基本的な循
環サイクルは従来通りであり、且つ圧縮機を運転させる
電力が家庭用電源という理由により、最終到達冷凍温度
は−20℃付近が限界とされている。
20℃付近まで可能である。これは冷凍専用の圧縮機及
び冷却器を用いた構成とし、高効率な圧縮機を備えるこ
とによって達成されている。しかし、冷媒の基本的な循
環サイクルは従来通りであり、且つ圧縮機を運転させる
電力が家庭用電源という理由により、最終到達冷凍温度
は−20℃付近が限界とされている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、家庭用
冷凍装置においての最終到達冷凍温度は−20℃付近を
限界としている。また、−20℃にて食品を冷凍して
も、実際はドアの開閉による温度上昇と食品の吸熱によ
る温度上昇とが生じる。このような環境下における温度
で生鮮食品が冷凍されると、前述したように食品の細胞
が膨張して凍結されることになる。これによって、細胞
壁が破壊され、解凍した際に細胞内部にあるドリップが
細胞壁から流失し、また、細胞壁の破壊による筋肉繊維
の劣化が発生し、味覚の低下が起こる可能性が高い。長
期保存においても冷凍温度が高い場合は、栄養価を維持
する効果が薄れることになる。確実な食品の冷凍保存を
行うには−20℃を下回る極低温の環境を作る必要があ
り、同時に家庭用の電源で小型且つ多用な食品の冷蔵保
存を満足する必要もある。よって極低温の冷媒を生成で
きる急速冷凍装置を用いて極低温環境の急冷室を備えた
家庭用の冷凍装置の実現が求められる。
冷凍装置においての最終到達冷凍温度は−20℃付近を
限界としている。また、−20℃にて食品を冷凍して
も、実際はドアの開閉による温度上昇と食品の吸熱によ
る温度上昇とが生じる。このような環境下における温度
で生鮮食品が冷凍されると、前述したように食品の細胞
が膨張して凍結されることになる。これによって、細胞
壁が破壊され、解凍した際に細胞内部にあるドリップが
細胞壁から流失し、また、細胞壁の破壊による筋肉繊維
の劣化が発生し、味覚の低下が起こる可能性が高い。長
期保存においても冷凍温度が高い場合は、栄養価を維持
する効果が薄れることになる。確実な食品の冷凍保存を
行うには−20℃を下回る極低温の環境を作る必要があ
り、同時に家庭用の電源で小型且つ多用な食品の冷蔵保
存を満足する必要もある。よって極低温の冷媒を生成で
きる急速冷凍装置を用いて極低温環境の急冷室を備えた
家庭用の冷凍装置の実現が求められる。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、食品等の極低温による急速冷凍ができる急速冷凍装
置を備えた冷凍装置を提供すること目的とする。
で、食品等の極低温による急速冷凍ができる急速冷凍装
置を備えた冷凍装置を提供すること目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に本発明においては以下の手段を用いることとした。請
求項1に記載の冷凍装置は、冷媒を圧縮するための圧縮
機と、該圧縮機から吐出された冷媒を液化させる凝縮器
と、冷凍室を冷却するための冷却器と、冷媒を減圧膨張
させる膨張機構とを用いて冷凍サイクルが構成された冷
凍庫本体を備えた冷凍装置において、空気冷媒を断熱圧
縮する圧縮タービンと、空気冷媒を断熱膨張させる膨張
タービンと、前記圧縮タービンと前記膨張タービンとを
軸を介して連結し、該軸を駆動するモータと、前記圧縮
タービンにより断熱圧縮された空気冷媒を冷却する熱交
換器とを有するマイクロコンプレッサ/タービン装置を
さらに備え、前記冷凍装置には、該マイクロコンプレッ
サ/タービン装置によって冷却された空気冷媒が送入さ
れる急冷室が設けられていることを特徴としている。
に本発明においては以下の手段を用いることとした。請
求項1に記載の冷凍装置は、冷媒を圧縮するための圧縮
機と、該圧縮機から吐出された冷媒を液化させる凝縮器
と、冷凍室を冷却するための冷却器と、冷媒を減圧膨張
させる膨張機構とを用いて冷凍サイクルが構成された冷
凍庫本体を備えた冷凍装置において、空気冷媒を断熱圧
縮する圧縮タービンと、空気冷媒を断熱膨張させる膨張
タービンと、前記圧縮タービンと前記膨張タービンとを
軸を介して連結し、該軸を駆動するモータと、前記圧縮
タービンにより断熱圧縮された空気冷媒を冷却する熱交
換器とを有するマイクロコンプレッサ/タービン装置を
さらに備え、前記冷凍装置には、該マイクロコンプレッ
サ/タービン装置によって冷却された空気冷媒が送入さ
れる急冷室が設けられていることを特徴としている。
【0009】このような構成としたことで、急速冷凍装
置であるマイクロコンプレッサ/タービン装置を冷凍装
置の一部機能として設けることになり、−20℃以下か
ら最高−90℃という極低温な空気冷媒を、直接対象空
間である急冷室に送ることになる。また、冷凍庫本体の
冷凍機能と分離された極低温空間が構成されることにな
る。
置であるマイクロコンプレッサ/タービン装置を冷凍装
置の一部機能として設けることになり、−20℃以下か
ら最高−90℃という極低温な空気冷媒を、直接対象空
間である急冷室に送ることになる。また、冷凍庫本体の
冷凍機能と分離された極低温空間が構成されることにな
る。
【0010】請求項2に記載の冷凍装置によれば、請求
項1記載の冷凍装置であって、前記マイクロコンプレッ
サ/タービン装置の前記熱交換器は、前記冷凍庫本体の
冷媒回路を循環する冷媒によって熱交換されることを特
徴としている。
項1記載の冷凍装置であって、前記マイクロコンプレッ
サ/タービン装置の前記熱交換器は、前記冷凍庫本体の
冷媒回路を循環する冷媒によって熱交換されることを特
徴としている。
【0011】このような構成としたことで、マイクロコ
ンプレッサ/タービン装置の熱交換器は、冷凍庫本体の
冷媒回路を循環する冷媒によって冷却されることにな
る。
ンプレッサ/タービン装置の熱交換器は、冷凍庫本体の
冷媒回路を循環する冷媒によって冷却されることにな
る。
【0012】請求項3に記載の冷凍装置によれば、請求
項1又は2記載の冷凍装置であって、前記膨張機構は、
前記冷凍庫本体の前記冷却器よりも上流側と、前記マイ
クロコンプレッサ/タービン装置の前記熱交換器よりも
上流側とにそれぞれ設けられていることを特徴としてい
る。
項1又は2記載の冷凍装置であって、前記膨張機構は、
前記冷凍庫本体の前記冷却器よりも上流側と、前記マイ
クロコンプレッサ/タービン装置の前記熱交換器よりも
上流側とにそれぞれ設けられていることを特徴としてい
る。
【0013】このような構成としたことで、冷凍庫本体
の冷媒回路に膨張機構が2つ備わることになる。膨張機
構は、冷却器へ流れる冷媒の冷却器よりも上流側と、マ
イクロタービン装置の熱交換器へ流れる冷媒の熱交換器
よりも上流側とにそれぞれ設けられる。それぞれの膨張
機構は、冷凍庫本体の冷媒回路を流れる冷媒を、配分す
る役目を担うことになる。
の冷媒回路に膨張機構が2つ備わることになる。膨張機
構は、冷却器へ流れる冷媒の冷却器よりも上流側と、マ
イクロタービン装置の熱交換器へ流れる冷媒の熱交換器
よりも上流側とにそれぞれ設けられる。それぞれの膨張
機構は、冷凍庫本体の冷媒回路を流れる冷媒を、配分す
る役目を担うことになる。
【0014】請求項4に記載の冷凍装置によれば、請求
項1〜3記載の冷凍装置であって、前記冷却器は、冷蔵
機能も有することを特徴としている。
項1〜3記載の冷凍装置であって、前記冷却器は、冷蔵
機能も有することを特徴としている。
【0015】このような構成としたことで、極低温の急
冷室と、低温空間の冷蔵機能を備えた冷凍装置となる。
冷室と、低温空間の冷蔵機能を備えた冷凍装置となる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図1を用いて説明する。
て、図1を用いて説明する。
【0017】図1に示される冷凍装置10は、本発明の
一実施形態における冷媒の流れを模式的に表した概略構
成図である。この冷凍装置10は、冷凍庫本体10a
と、急速冷凍装置10bとから構成されている。
一実施形態における冷媒の流れを模式的に表した概略構
成図である。この冷凍装置10は、冷凍庫本体10a
と、急速冷凍装置10bとから構成されている。
【0018】図1において、冷凍庫本体10aは、冷媒
を圧縮する圧縮機11と、冷媒を液化させる凝縮器12
と、冷媒を膨張させる膨張機構14と、冷媒を気化させ
冷凍室内を冷却する冷却器(蒸発器)13と、これら各
機器を連通させる本体冷媒配管16とを備えた冷凍庫本
体冷媒回路15を形成している。また、冷却器13によ
って冷却された空気を送風する冷却ファン17を備えて
いる。また、冷凍装置10の一部を構成する急速冷凍装
置10bは、後述するマイクロタービン装置20と、極
低温の空気冷媒によって冷却される急冷室26と、これ
らを連通させる空気冷媒配管27とを備えた急速冷凍用
冷媒回路28を形成している。
を圧縮する圧縮機11と、冷媒を液化させる凝縮器12
と、冷媒を膨張させる膨張機構14と、冷媒を気化させ
冷凍室内を冷却する冷却器(蒸発器)13と、これら各
機器を連通させる本体冷媒配管16とを備えた冷凍庫本
体冷媒回路15を形成している。また、冷却器13によ
って冷却された空気を送風する冷却ファン17を備えて
いる。また、冷凍装置10の一部を構成する急速冷凍装
置10bは、後述するマイクロタービン装置20と、極
低温の空気冷媒によって冷却される急冷室26と、これ
らを連通させる空気冷媒配管27とを備えた急速冷凍用
冷媒回路28を形成している。
【0019】冷凍庫本体10aにおける熱交換サイクル
について説明する。冷凍庫本体10aに用いられる冷媒
を圧縮するための圧縮機11は、図示されないモータに
より駆動され、低温低圧気体の冷媒を高温高圧気体の冷
媒に圧縮して凝縮器12に供給する。凝縮器12に供給
された冷媒は、放熱されることで高温高圧液体に変化す
る。液化された冷媒は、膨張機構14にて低温低圧の気
液二相流体に変化し、冷却器13に供給される。冷却器
13にて冷媒は熱を吸収し、低温低圧気体となって圧縮
機11に戻される経路を辿る。冷却器13にて吸熱され
た空気は、図示さないモータによって回転する冷却ファ
ン17によって冷凍庫本体10aの冷凍室内に送られ
る。
について説明する。冷凍庫本体10aに用いられる冷媒
を圧縮するための圧縮機11は、図示されないモータに
より駆動され、低温低圧気体の冷媒を高温高圧気体の冷
媒に圧縮して凝縮器12に供給する。凝縮器12に供給
された冷媒は、放熱されることで高温高圧液体に変化す
る。液化された冷媒は、膨張機構14にて低温低圧の気
液二相流体に変化し、冷却器13に供給される。冷却器
13にて冷媒は熱を吸収し、低温低圧気体となって圧縮
機11に戻される経路を辿る。冷却器13にて吸熱され
た空気は、図示さないモータによって回転する冷却ファ
ン17によって冷凍庫本体10aの冷凍室内に送られ
る。
【0020】次に急速冷凍装置10bについて説明す
る。マイクロコンプレッサ/タービン装置20は、空気
を冷媒としており、空気冷媒を断熱圧縮する圧縮タービ
ン21と、空気冷媒を断熱膨張させる膨張タービン23
と、前記圧縮タービン21と前記膨張タービン23とを
軸24にて併設し中間に動力源として設けられた電動機
25(モータ)と、前記圧縮タービン21により断熱圧
縮された空気冷媒を冷却するマイクロコンプレッサ/タ
ービン用熱交換器22(熱交換器)とから構成されてい
る。
る。マイクロコンプレッサ/タービン装置20は、空気
を冷媒としており、空気冷媒を断熱圧縮する圧縮タービ
ン21と、空気冷媒を断熱膨張させる膨張タービン23
と、前記圧縮タービン21と前記膨張タービン23とを
軸24にて併設し中間に動力源として設けられた電動機
25(モータ)と、前記圧縮タービン21により断熱圧
縮された空気冷媒を冷却するマイクロコンプレッサ/タ
ービン用熱交換器22(熱交換器)とから構成されてい
る。
【0021】次に急速冷凍装置10bにおける熱交換サ
イクルについて説明する。マイクロコンプレッサ/ター
ビン装置20の圧縮タービン21を用いて、急冷室26
内にある空気を吸引し圧縮する。圧縮された空気は、1
00℃程度の温度の0.2MPa〜0.3MPaの圧力
を有する高温の空気冷媒となる。その後、空気冷媒は、
後述するマイクロコンプレッサ/タービン用熱交換器2
2によって冷却されて−20℃〜30℃の温度になり、
膨張タービン23に供給される。供給された空気冷媒
は、自らの流動エネルギーにて膨張タービン23を回転
させ断熱膨張する。ここで前記各タービン及び電動機2
5(モータ)は軸24にて連結されており、膨張タービ
ン23を回転させること、及び電動機25を回転させる
負荷を用いることによって空気冷媒の断熱膨張が可能と
なる。また、これにより電動機25を回転させたエネル
ギーは回生することができるようになる。膨張タービン
23から送出された空気冷媒は、−20℃〜−90℃の
極低温とされた空気となって急冷室26に送られ、急冷
室26にある食品等の被対象物と直接的に熱交換を行う
ことになる。急冷室26は、冷凍装置10の一部を構成
する急速冷凍装置10bとして設けられ、冷凍庫本体1
0aの図示しない冷凍室と並置される。マイクロコンプ
レッサ/タービン装置20は、急冷室26の容量に合わ
せて仕様が決定され、冷凍装置10の急速冷凍装置10
bの内部に設けられる。
イクルについて説明する。マイクロコンプレッサ/ター
ビン装置20の圧縮タービン21を用いて、急冷室26
内にある空気を吸引し圧縮する。圧縮された空気は、1
00℃程度の温度の0.2MPa〜0.3MPaの圧力
を有する高温の空気冷媒となる。その後、空気冷媒は、
後述するマイクロコンプレッサ/タービン用熱交換器2
2によって冷却されて−20℃〜30℃の温度になり、
膨張タービン23に供給される。供給された空気冷媒
は、自らの流動エネルギーにて膨張タービン23を回転
させ断熱膨張する。ここで前記各タービン及び電動機2
5(モータ)は軸24にて連結されており、膨張タービ
ン23を回転させること、及び電動機25を回転させる
負荷を用いることによって空気冷媒の断熱膨張が可能と
なる。また、これにより電動機25を回転させたエネル
ギーは回生することができるようになる。膨張タービン
23から送出された空気冷媒は、−20℃〜−90℃の
極低温とされた空気となって急冷室26に送られ、急冷
室26にある食品等の被対象物と直接的に熱交換を行う
ことになる。急冷室26は、冷凍装置10の一部を構成
する急速冷凍装置10bとして設けられ、冷凍庫本体1
0aの図示しない冷凍室と並置される。マイクロコンプ
レッサ/タービン装置20は、急冷室26の容量に合わ
せて仕様が決定され、冷凍装置10の急速冷凍装置10
bの内部に設けられる。
【0022】前述したマイクロコンプレッサ/タービン
用熱交換器22における熱交換方法について説明する。
冷凍庫本体10aの冷凍サイクルにおいて、膨張機構1
4を通過した低温低圧体冷媒の一部は、別系統の本体冷
媒配管16aを流れ、マイクロタービン用熱交換器22
に導かれる。このマイクロコンプレッサ/タービン用熱
交換器22において圧縮タービン21から送出された高
温の空気冷媒と、別系統の本体冷媒配管16aを流れて
きた低温低圧冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換さ
れた本体冷媒は圧縮機11に戻され、冷却された空気冷
媒は膨張タービン23に導かれることになる。
用熱交換器22における熱交換方法について説明する。
冷凍庫本体10aの冷凍サイクルにおいて、膨張機構1
4を通過した低温低圧体冷媒の一部は、別系統の本体冷
媒配管16aを流れ、マイクロタービン用熱交換器22
に導かれる。このマイクロコンプレッサ/タービン用熱
交換器22において圧縮タービン21から送出された高
温の空気冷媒と、別系統の本体冷媒配管16aを流れて
きた低温低圧冷媒との間で熱交換が行われる。熱交換さ
れた本体冷媒は圧縮機11に戻され、冷却された空気冷
媒は膨張タービン23に導かれることになる。
【0023】このように構成された冷凍装置10は、極
低温な環境の急冷室26を備えているため、食品等の冷
凍過程による細胞の破壊を防ぎ、栄養価の損失を抑えて
冷凍することができる。また、冷凍庫本体10aと一体
化された冷凍装置10であり、冷蔵機能を備えているた
め、多品目の食品の保存温度を提供することができるも
のとなる。
低温な環境の急冷室26を備えているため、食品等の冷
凍過程による細胞の破壊を防ぎ、栄養価の損失を抑えて
冷凍することができる。また、冷凍庫本体10aと一体
化された冷凍装置10であり、冷蔵機能を備えているた
め、多品目の食品の保存温度を提供することができるも
のとなる。
【0024】図2に示される冷媒回路は、図1の膨張機
構14を2つの膨張機構14a、14bに変更した変形
例を示している。これらの各膨張機構14a、14b
は、マイクロコンプレッサ/タービン用熱交換器22へ
向かう別系統の本体冷媒配管16aの分岐部付近に設け
られた分岐側膨張機構14bと、冷凍庫本体10aの冷
却器13へ向かう本体冷媒配管16の分岐部付近に設け
られた本体側膨張機構14aである。なお、前記分岐部
とは、本体冷媒配管16が冷却器13とマイクロコンプ
レッサ/タービン用熱交換器22とに分かれる位置であ
る。それぞれの各膨張機構14a、14bは、冷凍庫本
体10aの冷凍庫本体冷媒回路15を流れる冷媒を、配
分する役目を担うことになる。これらの各膨張機構14
a、14bを調整することにより、通過する冷媒の量を
調整して冷媒の膨張率を変化させて、冷却能力を使用目
的に合わせて温度管理をすることができるようになる。
構14を2つの膨張機構14a、14bに変更した変形
例を示している。これらの各膨張機構14a、14b
は、マイクロコンプレッサ/タービン用熱交換器22へ
向かう別系統の本体冷媒配管16aの分岐部付近に設け
られた分岐側膨張機構14bと、冷凍庫本体10aの冷
却器13へ向かう本体冷媒配管16の分岐部付近に設け
られた本体側膨張機構14aである。なお、前記分岐部
とは、本体冷媒配管16が冷却器13とマイクロコンプ
レッサ/タービン用熱交換器22とに分かれる位置であ
る。それぞれの各膨張機構14a、14bは、冷凍庫本
体10aの冷凍庫本体冷媒回路15を流れる冷媒を、配
分する役目を担うことになる。これらの各膨張機構14
a、14bを調整することにより、通過する冷媒の量を
調整して冷媒の膨張率を変化させて、冷却能力を使用目
的に合わせて温度管理をすることができるようになる。
【0025】例えば、急冷室26の温度を下げたい場合
には、分岐側膨張機構14bの絞る割合をあげて、膨張
率を大きくさせる。この場合、マイクロコンプレッサ/
タービン装置20の熱交換器22にて空気冷媒が冷却さ
れる効果が高まり、結果として急冷室26の温度を下げ
ることとなる。また、急冷室26の温度を、極低温の状
態と比較して高めに設定したい場合、分岐側膨張機構1
4bの絞る割合を下げて、膨張率を小さくさせる。この
場合、マイクロコンプレッサ/タービン装置20の熱交
換器22にて空気冷媒が冷却される効果が低くなり、結
果として急冷室26の温度を上げることとなる。同様
に、冷却器13によって冷却される冷凍室の温度を下げ
たい場合には、本体側膨張機構14aの絞る割合をあ
げ、一方、冷凍室の温度を上げたい場合には、本体側膨
張機構14aの絞る割合を下げることにより、冷凍室の
温度を調整することができるようになる。
には、分岐側膨張機構14bの絞る割合をあげて、膨張
率を大きくさせる。この場合、マイクロコンプレッサ/
タービン装置20の熱交換器22にて空気冷媒が冷却さ
れる効果が高まり、結果として急冷室26の温度を下げ
ることとなる。また、急冷室26の温度を、極低温の状
態と比較して高めに設定したい場合、分岐側膨張機構1
4bの絞る割合を下げて、膨張率を小さくさせる。この
場合、マイクロコンプレッサ/タービン装置20の熱交
換器22にて空気冷媒が冷却される効果が低くなり、結
果として急冷室26の温度を上げることとなる。同様
に、冷却器13によって冷却される冷凍室の温度を下げ
たい場合には、本体側膨張機構14aの絞る割合をあ
げ、一方、冷凍室の温度を上げたい場合には、本体側膨
張機構14aの絞る割合を下げることにより、冷凍室の
温度を調整することができるようになる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る冷凍
装置によれば、以下のような効果が得られる。請求項1
の発明によれば、マイクロコンプレッサ/タービン装置
及び急冷室が冷凍装置に設けられた構成を採用すること
により、家庭用電源及び従来の圧縮機によって、極低温
の空気冷媒が生成されるマイクロコンプレッサ/タービ
ン装置及び、生成された極低温な空気が送入される急冷
室とが家庭用の冷凍装置に設けられることになる。よっ
て、空気冷媒を用いて被対象物との直接的な熱交換が行
われ、熱交換率の向上が得られることになる。また、急
速冷凍により食品の細胞内にある水分の膨張を抑制し、
食品の鮮度を保って冷凍保存することが可能となる。さ
らに、極低温冷凍の利点から食品栄養価の損失を抑制で
きる。さらに、マイクロコンプレッサ/タービン装置の
導入により、極低温の冷気を生成する工程は、圧縮ター
ビンと膨張タービンと、モータを互いに連結することで
回生エネルギーの利用を実現し、電力等のランニングコ
ストを抑えることができる。このような極低温の急冷室
を備えた多機能な冷凍装置を提供することが実現でき
る。
装置によれば、以下のような効果が得られる。請求項1
の発明によれば、マイクロコンプレッサ/タービン装置
及び急冷室が冷凍装置に設けられた構成を採用すること
により、家庭用電源及び従来の圧縮機によって、極低温
の空気冷媒が生成されるマイクロコンプレッサ/タービ
ン装置及び、生成された極低温な空気が送入される急冷
室とが家庭用の冷凍装置に設けられることになる。よっ
て、空気冷媒を用いて被対象物との直接的な熱交換が行
われ、熱交換率の向上が得られることになる。また、急
速冷凍により食品の細胞内にある水分の膨張を抑制し、
食品の鮮度を保って冷凍保存することが可能となる。さ
らに、極低温冷凍の利点から食品栄養価の損失を抑制で
きる。さらに、マイクロコンプレッサ/タービン装置の
導入により、極低温の冷気を生成する工程は、圧縮ター
ビンと膨張タービンと、モータを互いに連結することで
回生エネルギーの利用を実現し、電力等のランニングコ
ストを抑えることができる。このような極低温の急冷室
を備えた多機能な冷凍装置を提供することが実現でき
る。
【0027】請求項2の発明によれば、マイクロコンプ
レッサ/タービン装置の熱交換器における空気の冷却工
程は、冷凍庫本体の冷凍庫本体冷媒回路によって冷却さ
れることにより、新たに冷媒回路を設ける必要はなく、
構造の簡略化及び小型化が実現できる。
レッサ/タービン装置の熱交換器における空気の冷却工
程は、冷凍庫本体の冷凍庫本体冷媒回路によって冷却さ
れることにより、新たに冷媒回路を設ける必要はなく、
構造の簡略化及び小型化が実現できる。
【0028】請求項3の発明によれば、マイクロコンプ
レッサ/タービン装置の熱交換器を流れる冷媒回路と、
冷却器を流れる冷媒回路とにそれぞれ膨張機構が設けら
れた構成により、急冷室及び冷凍室の冷凍温度をそれぞ
れ調整することができ、様々な食品に合致した合理的な
冷凍が行えるようになる。
レッサ/タービン装置の熱交換器を流れる冷媒回路と、
冷却器を流れる冷媒回路とにそれぞれ膨張機構が設けら
れた構成により、急冷室及び冷凍室の冷凍温度をそれぞ
れ調整することができ、様々な食品に合致した合理的な
冷凍が行えるようになる。
【0029】請求項4の発明によれば、冷却器は冷蔵機
能を有することにより、冷蔵から冷凍、及び極低温冷凍
までの幅広い温度帯を有する冷凍装置を提供することが
できる。
能を有することにより、冷蔵から冷凍、及び極低温冷凍
までの幅広い温度帯を有する冷凍装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る急速冷凍装置を備える冷凍装置
の一実施形態を示す概略構成図である。
の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】 図1における膨張機構を変更した変形例を示
す概略構成図である。
す概略構成図である。
10 冷凍装置 10a 冷凍庫本体 10b 急速冷凍装置 11 圧縮機 12 凝縮器 13 冷却器(蒸発器) 14 膨張機構 16 本体冷媒配管 17 冷却ファン 20 マイクロコンプレッサ/タービン装置 21 圧縮タービン 22 マイクロコンプレッサ/タービン用熱交換器(熱
交換器) 23 膨張タービン 25 電動機(モータ) 26 急冷室 27 空気冷媒配管 28 急速冷凍用冷媒回路
交換器) 23 膨張タービン 25 電動機(モータ) 26 急冷室 27 空気冷媒配管 28 急速冷凍用冷媒回路
Claims (4)
- 【請求項1】 冷媒を圧縮するための圧縮機と、該圧縮
機から吐出された冷媒を液化させる凝縮器と、冷凍室を
冷却するための冷却器と、冷媒を減圧膨張させる膨張機
構とを用いて冷凍サイクルが構成された冷凍庫本体を備
えた冷凍装置において、 空気冷媒を断熱圧縮する圧縮タービンと、空気冷媒を断
熱膨張させる膨張タービンと、前記圧縮タービンと前記
膨張タービンとを軸を介して連結し、該軸を駆動するモ
ータと、前記圧縮タービンにより断熱圧縮された空気冷
媒を冷却する熱交換器とを有するマイクロコンプレッサ
/タービン装置をさらに備え、 前記冷凍装置には、該マイクロコンプレッサ/タービン
装置によって冷却された空気冷媒が送入される急冷室が
設けられていることを特徴とする冷凍装置。 - 【請求項2】 前記マイクロコンプレッサ/タービン装
置の前記熱交換器は、前記冷凍庫本体の冷媒回路を循環
する冷媒によって熱交換されることを特徴とする請求項
1記載の冷凍装置。 - 【請求項3】 前記膨張機構は、前記冷凍庫本体の前記
冷却器よりも上流側と、前記マイクロコンプレッサ/タ
ービン装置の前記熱交換器よりも上流側とにそれぞれ設
けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の冷
凍装置。 - 【請求項4】 前記冷却器は、冷蔵機能も有することを
特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の冷凍装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001115310A JP2002310523A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001115310A JP2002310523A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 冷凍装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002310523A true JP2002310523A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18966233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001115310A Pending JP2002310523A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 冷凍装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002310523A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6865899B2 (en) * | 2003-03-22 | 2005-03-15 | Lg Electronics Inc. | Refrigerator and method of controlling the same |
JP2010065993A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Hamilton Sundstrand Corp | 環境調和システムおよび環境調和方法 |
-
2001
- 2001-04-13 JP JP2001115310A patent/JP2002310523A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6865899B2 (en) * | 2003-03-22 | 2005-03-15 | Lg Electronics Inc. | Refrigerator and method of controlling the same |
JP2010065993A (ja) * | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Hamilton Sundstrand Corp | 環境調和システムおよび環境調和方法 |
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041026 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041227 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050405 |