JPH08338678A

JPH08338678A - 冷凍設備

Info

Publication number: JPH08338678A
Application number: JP14724695A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Awata; 秀則粟田; Takeshi Tsuruya; 毅鶴谷; Yoshinobu Kano; 吉信加納; Takaaki Asakura; 隆晃朝倉
Original assignee: LIQUID GAS KK
Current assignee: LIQUID GAS KK
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】食品の冷却、冷凍さらには、冷凍状態におけ
る保冷を良好におこなえ、品質面でも好ましく、さらに
は、比較的狭い設備面積で済み、設備拡充が容易な冷凍
設備を得る。【構成】電気式冷凍機２０と液化ガス式冷凍機１とを
冷凍室８に備え、両冷凍機を各別に、運転、運転停止制
御する制御手段と、冷凍室内温度を検出する冷凍室温度
検出機構１６とを備え、冷凍対象食品の凍結温度を記憶
する記憶手段を備え、検出される冷凍室内温度が、凍結
温度の近傍にある場合に、液化ガス式冷凍機１を運転動
作させる凍結温度通過冷凍制御手段を、制御手段に備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の食品を冷凍庫内
で凍結する冷凍設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷凍庫内で一度に大量の食品を凍結させ
る場合に使用される冷凍設備としては、冷凍庫に、所
謂、電気式冷凍機（蒸気圧縮式冷凍機）を備えたもの、
さらには、液化炭酸ガスや液化窒素ガス等の冷媒である
液化ガスを、ボンベ等の液化ガス源から冷凍庫内へ導く
とともに、これを噴射して、庫内を冷却する液化ガス式
冷凍機（噴射式冷凍機）を備えたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、夫々、以下のような欠点があった。電気式冷凍機を備える冷凍設備の欠点これは、冷媒と庫内の空気間の熱交換によって庫内を冷
却するため、所定の温度まで下げるのにかなりの時間を
要する。また、庫内が所定の温度まで下がったとして
も、庫内の食品はその冷やされた空気に触れて冷却され
るものであるから、その間の熱伝達率が悪く、食品を良
好かつ効率良く凍結することができない。従って、急速
凍結がおこなえず、冷凍食品として好ましい品質を備え
た製品を得にくい場合がある。液化ガス式冷凍機を備える冷凍設備の欠点これは、冷媒である液化ガスがノズルより噴出して、直
ちに気化して、そのガスの冷熱により食品を冷却すると
ともに凍結させるものであるが、液化ガスは消耗品であ
ることから凍結コストが電気式冷凍機に比べて高くつ
く。さらに、凍結後の食品を長時間保冷する場合、コス
トがかさみ、液化ガスが無くなると、単なる断熱収納容
器になるという問題がある。

【０００４】以上が夫々の冷凍機を備えた冷凍設備の問
題点であるが、最近、冷凍食品の種類・需要が、ともに
急増し、各メーカーではこのような事情に対処するため
冷凍設備の拡充をせまられているが、いずれか一方の冷
凍機を備えた冷凍設備を、その構成のまま新たに増設す
るには設備費が高価となるうえ、比較的広い設置面積が
要る。従って、設備の増設が現実的な意味で不可能とな
ることが多い。

【０００５】本発明の目的は、上記の課題を解決するこ
とにあり、食品の冷却、冷凍さらには、冷凍状態におけ
る保冷を良好におこなえるとともに、品質面でも好まし
く、比較的狭い設備面積で済み、設備拡充が容易な冷凍
設備を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による請求項１に係わる冷凍設備の第１の特徴
構成は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成する機器を備
え、且つ冷凍庫内に備えられる冷凍室を電気を動力源と
して冷凍可能な電気式冷凍機と、液化ガス源より前記冷
凍庫内に液化ガスを導入するとともに、前記液化ガスを
ノズルより噴射して、前記冷凍室を冷凍可能な液化ガス
式冷凍機とを備え、前記電気式冷凍機と前記液化ガス式
冷凍機とを各別に、運転、運転停止制御する制御手段
と、前記冷凍室内温度を検出する冷凍室温度検出機構と
を備え、前記冷凍室内で冷凍対象となる冷凍対象食品の
凍結温度を記憶する記憶手段を備え、前記冷凍室温度検
出機構により検出される前記冷凍室内温度が、前記凍結
温度の近傍にある場合に、前記液化ガス式冷凍機を運転
動作させる凍結温度通過冷凍制御手段を、前記制御手段
に備えたことにある。さらに、上記、本願第１の特徴構
成の冷凍設備において、前記ノズルが前記液化ガスを面
状に噴射する平面ノズルであり、前記冷凍室内に循環流
を誘起する強制循環ファンを前記冷凍庫内に備え、前記
平面ノズルより面状に拡散噴射される前記液化ガスの拡
散噴射面が、前記強制循環ファンの吹き出し方向を横断
して配設されていることが好ましい。これが、請求項２
に係わる冷凍設備の第２の特徴構成である。そして、そ
れらの作用・効果は次の通りである。

【０００７】

【作用】本願の第１の特徴構成を備えた冷凍設備には、
電気式冷凍機と液化ガス式冷凍機が共に備えられる。従
って、例えば、既存の電気式冷凍庫に液化ガス式冷凍機
を付設するだけの操作で、本願の冷凍設備を得ることが
できる。そして、制御手段を備えて、電気式冷凍機と液
化ガス式冷凍機との運転・運転停止を独立に制御できる
ため、冷凍負荷に応じて冷凍機を選択運転することによ
り冷凍能力が可変とできる。さらに、冷凍室温度検出機
構により冷凍室内温度を検出する。又、この設備には記
憶手段が備えられ、この記憶手段に冷凍対象となる食品
の凍結温度が記憶されている。そして、凍結温度通過冷
凍制御手段により、冷凍室内温度が前記凍結温度の近傍
にある場合に、液化ガス式冷凍機が運転される。従っ
て、本願の冷凍設備においては、冷凍操作を行う場合に
食品が凍結温度を通過する時点において、液化ガス式の
冷凍をおこなうこととなる。結果、例えば、食品の凍結
温度近傍までの冷却、冷凍状態における保冷を電気式冷
凍機でおこない、凍結温度通過冷凍制御手段により液化
ガス式冷凍機で凍結をおこなうようにすると、液化ガス
の消費を最小に抑えた状態で、良好な、冷却、冷凍保存
を継続的におこなうことができる。即ち、本願の冷凍設
備においては、経済的に稼働しうる電気式冷凍機と、負
荷に応じて冷熱を短時間に多量に供給できる液化ガス式
冷凍機のメリットを各々採り入れ、各種食品の冷凍に対
して最適な冷却速度と経済性とを両立させて、冷凍操作
を行うことが可能となる。

【０００８】さらに、本願第２の特徴構成を備えた冷凍
設備においては、冷凍庫内に強制循環ファンを備えるこ
とにより、この強制循環ファンにより、冷凍室内を循環
する循環流が誘起される。液化ガス式冷凍機に備えられ
る液化ガス噴射用のノズルとしては、平面ノズルが採用
される。このノズルからは、液化ガスが面状に拡散噴射
される。そして、この拡散噴射の面が強制循環ファンの
吹き出し方向に対して、その横断方向とされる。よっ
て、ノズルより吹き出した液化ガスは、拡散された状態
で、循環流の方向にさらに拡散されて、冷凍室内を循環
する。従って、強制循環ファンと拡散噴射面との位置関
係を密に狭くすることができ、比較的狭い空間で、十分
且つ均等な拡散を伴った状態で液化ガスを噴霧でき、有
効に液化ガスによる冷却、冷凍をおこなうことができ
る。

【０００９】

【発明の効果】従って、例えば、冷凍に必要な液化ガス
量を冷凍対象食品の水分凍結に必要な量だけに抑える事
が可能となるとともに、最大氷結晶生成帯を通過する速
度を液化ガス式冷凍機だけで行った時と同様に急速化で
き、食品の品質を向上させることが可能となる。結果、
食品の冷却、冷凍さらには、冷凍状態における保冷を良
好且つ経済的におこなえるとともに、品質面でも好まし
く、さらには、比較的狭い設備面積で望ましい冷凍操作
を行え、例えば、既存の電気式冷凍庫に適応可能で、設
備拡充が容易な冷凍設備を得ることができた。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の冷凍設備の一例を、図面に基
づき説明する。図１は、本発明の冷凍設備の主要部の構
成を示す系統説明図である。同図において、符号３は食
品の冷凍庫、８は冷凍室、２０は電気式冷凍機（蒸気圧
縮式冷凍機）であり、１は液化ガス式冷凍機（噴射式冷
凍機）を示している。この例の電気式冷凍機２０は、前
記冷凍庫３に既設のものである。さらに、図２に、この
設備の正面図が示されている。

【００１１】前記電気式冷凍機２０は、蒸気圧縮式冷凍
サイクルを構成する機器である蒸発器３３、圧縮機３
０、凝縮器３１、圧力センサー（図示せず）、膨張弁３
５及び受液タンク３２等と、これらを介する配管系を備
えて構成されている。ここで、図示するように、蒸発器
３３と膨張弁３５は冷凍庫３内に、それ以外は冷凍庫３
外に設置されている。この蒸発器３３には、蒸発器用フ
ァン３４が備えられている。この蒸発器用ファン３４
は、液化ガス式冷凍機１の運転と連動して、電気式冷凍
機２０に備えられる他の機器とは独立に運転が可能な構
成が取られている。この構成を採用することにより、液
化ガス式冷凍機１の運転時に蒸発器用ファン３４を運転
して、蒸発器３３への液化ガスの固着の問題を解消でき
る。

【００１２】前記液化ガス式冷凍機１は、電気式冷凍機
２０を備えた冷凍庫３に新たに追加されるものであり、
図１に示すようにノズル４、液化ガス源としての液化ガ
スボンベ２、液化ガス供給管７、液化ガス導入管６、電
磁弁５、液化ガスバイパス管９、安全弁１０、強制循環
ファン１２等を備えて構成されている。このうちノズル
４、液化ガス導入管６、強制循環ファン１２は冷凍庫３
内に設置され、それ以外は冷凍庫３外に設置される。前
記強制循環ファン１２は、電気式冷凍機２０の動作とと
もに連動して動作することもできる構成が、取られてい
る。即ち、例えば電気式冷凍機２０のみを運転して、食
品を凍結温度近傍まで冷却する場合にも、このファン１
２が運転される。この冷却工程では食品の凍結点以上の
温度における冷却を主としており、伝熱の推進力に相当
する温度差は充分確保できることから、強制循環ファン
１２による空気流速の増加に伴う熱伝達率増加の効果が
大きく、初期温度の高い食品を凍結温度（凍結点）点付
近まで急速に冷却することが可能となる。前記ノズル４
は、液化ガスを面状に噴射する平面ノズルから構成され
ており、この平面ノズルより面状に拡散噴射される液化
ガス（具体的には窒素）の拡散噴射面が、前記強制循環
ファン１２の吹き出し方向を横断するように構成されて
いる。具体的には、図１において、液化ガスは紙面表裏
方向に裏側から表側（図２において左側から右側）に向
けて噴射されており、紙面の上下方向に幅を有する面状
に拡散噴射される。

【００１３】前記冷凍庫３の壁面には排気口１３が設け
られ、この排気口１３に電動排気ダンパー１４が備えら
れている。この電動排気ダンパー１４は、液化ガス式冷
凍機１に備えられる電磁弁５と連動して開閉する。後述
するように、この構成を採用することにより、液化ガス
の消費量を低減化することができる。さらに、冷凍室８
内の右側面の中央で冷凍室８の半分の高さに、冷凍室温
度検出機構を成す温度センサ１６が設置されている。こ
の温度センサ１６は冷凍室８の温度を検出する。

【００１４】前記電気式冷凍機２０と液化ガス式冷凍機
１との運転制御用に、図２に示すように、運転操作盤１
００が備えられている。これは、制御手段としてのシー
ケンスコントローラー１０１を内蔵し、電気式冷凍機２
０及び液化ガス式冷凍機１の運転、運転停止を自由に選
択、制御する。このシーケンスコントローラー１０１に
よる制御は、下記する運転切り換えスイッチ１１１、冷
却スイッチ１１２の操作に優先し、シーケンスコントロ
ーラー１０１に記憶されている、手順に従って、両冷凍
機１、２０を択一的にもしくは併用状態で、同時的に運
転することが可能となっている。当然、各冷凍機に於け
る運転開始温度、停止温度、運転時間等の制御が可能と
なっている。さらに、シーケンスコントローラー１０１
は、冷凍対象となる冷凍対象食品の凍結温度を記憶する
メモリーから構成される記憶手段１０２を備えている。
このメモリーには、凍結対象食品を液化ガス冷凍機１で
凍結処理する場合に必要となる、凍結温度（凍結点）、
処理時間、処理開始温度、処理停止温度等が記憶されて
おり、これらの情報が、書き込み変更可能に構成されて
いる。このメモリーより後述する制御ソフトである凍結
温度通過冷凍制御手段１０３に、適切な情報を与えるこ
とができる。即ち、前記冷凍室温度検出機構を成す温度
検出センサ１６により検出される冷凍室内温度が、凍結
温度の近傍にある場合に、液化ガス式冷凍機１を運転動
作させる凍結温度通過冷凍制御手段１０３が前述の制御
手段としてのシーケンスコントローラー１０１に格納さ
れている。このシーケンスコントローラー１０１は、既
存の電気式冷凍機２０の運転に関しては、電気式冷凍機
２０の元電源（図示せず）、扉ヒーター電源（図示せ
ず）、蒸発器用ファン３４の電源を制御する。一方、液
化ガス式冷凍機１の運転に関しては、温度調節器１５、
電磁弁５、庫内強制循環ファン１２、電動排気ダンパー
１４の制御を行う。

【００１５】運転操作盤１００に対して備えられる操作
パネル１１０内には、各冷凍機１、２０の運転切り換え
スイッチ１１１、および冷却スイッチ１１２、液化ガス
式冷凍機１の運転時間を制御する第１タイマー１１３、
液化ガス式冷凍機１と電気式冷凍機２０の併用運転にお
ける初期の電気式冷凍機２０の単独運転時間を制御する
第２タイマー１１４、各種警報ランプ１１５、ブザー１
１６、液化ガス圧力計１１等が備えられている。

【００１６】前記液化ガス式冷凍機１は、前記運転操作
盤１００の運転切り換えスイッチ１１１が液化ガス式の
位置で、冷却スイッチ１１２（運転スイッチ）が押され
ることにより運転を開始する。但し、これらのスイッチ
に対してシーケンスコントローラー１０１からの指示が
優先する運転も可能な構成である。運転を開始すると、
温度センサ１６が庫内温度を検出し、温度調節器１５で
設定された温度以上であれば電磁弁５を開き、液化ガス
導入管６をへて液化ガスが冷凍室８内に流入される。流
入した液化ガスは、ノズル４で気化し、庫内空気と熱交
換して冷却される。さらに、前記電磁弁５が開くと同時
に電動排気ダンパー１４が開き、液化ガスが気化して熱
交換したあとの排気ガスを排気口１３を経て、冷凍庫３
外へ放出する。庫内温度が温度調節器１５の設定温度に
達すると、液化ガス用の第１タイマー１１３が作動し、
第１タイマー１１３で設定された時間だけ庫内温度を温
度調節器１５で設定された温度に保つように液化ガスを
電磁弁５の開閉で制御し、正確に庫内温度を制御する。
一方、この液化ガスの導入時に、電磁弁５が閉じた場
合、冷凍室８の冷気を逃さない様に電動排気ダンパー１
４を閉じることにより排気口１３を閉じる構成が採用さ
れており、省エネルギー化が図られている。また、この
電動排気ダンパー１４の閉じる時間としては、液化ガス
導入管６（電磁弁５とノズル４の間のもの）に溜まった
液化ガスが完全に抜けきるまでの時間を考慮した遅延機
構（図示せず）を持たせ、冷凍室８内が残留した液化ガ
スの気化に伴って圧力上昇することを防いでいる。さら
に、液化ガス式冷凍機１に備えられる安全弁１０は、液
化ガスボンベ２の元弁（図示せず）を閉止した際に、こ
の液化ガスボンベ元弁と電磁弁５の間の液化ガス供給管
７内に滞留した液化ガスが気化して高圧となった場合
に、ブルドン管式圧力計１１と電磁弁５の破損や作動不
良を防止するため、所定の圧力以上となった時に安全弁
１０を開き、液化ガスバイパス管９を経て冷凍室８内に
導入し、液化ガス供給管７内の液化ガス圧力を低下させ
る役割を果たす。

【００１７】前記電気式冷凍機２０は、前記運転操作盤
１００の運転切り換えスイッチ１１１が電気式で冷却ス
イッチ１１２（運転スイッチ）が押された場合に運転を
行う。但し、これらのスイッチに対してシーケンスコン
トローラー１０１からの指示が優先する運転も可能であ
る。運転を開始すると、従来周知のように、蒸気圧縮式
冷凍サイクルを成す機器が働き、蒸発器ファン３４によ
り冷凍庫３内に形成される循環流と蒸発器３３の間での
熱交換によりその循環流を冷却することができる。

【００１８】本願の冷凍設備１においては、２種類の冷
凍運転方式を選択できる。即ち、その第１の冷凍運転方
式は、電気式→液化ガス式→電気式といった各冷凍機を
順次運転して冷凍する方式であり、他方のものは、電気
式と液化ガス式を併用する方式である。自動運転する場
合は、前述のシーケンスコントローラ１０１に運転手順
を入力しておくことで、冷却、冷凍、保冷を自動的に行
える。

【００１９】先ず、第１の冷凍運転方式について詳述す
る。この第１の冷凍運転方式は、冷凍対象の食品が高温
で凍結点よりもかなり温度が高い時に用いる冷凍方式
で、まず電気式冷凍機２０の運転で食品を凍結温度（凍
結点）付近に冷却し、その後の凍結温度を通過させるた
めに必要な冷熱を液化ガス式冷凍機１によって供給し
て、凍結を急速に行う。この液化ガス式冷凍機１の運転
開始、運転停止が前述の凍結温度通過冷凍制御手段１０
３によって、温度、運転開始からの時間基準で行われ
る。この時、食品によっては冷凍温度を電気式冷凍機２
０の冷媒沸点より低い温度に設定する事もあるため、あ
らかじめ電気式冷凍機２０の運転は停止させる。しかし
ながら、蒸発器用ファン３４は液化ガス式冷凍機１運転
での低温に対処するため連続で運転され、固着の防止が
図られている。また、この時の液化ガス式冷凍機１の運
転時間は各種食品によって異なってくるので、冷凍予備
実験等であらかじめ食品の芯温と保持時間との関係を求
めて、記憶手段１０２に記憶させておき、第１タイマ１
１３をその時間に設定する。そして、この第１タイマー
１１３の設定時間が終了すると、電気式冷凍機２０の運
転を再開するが、この時の冷凍室８内温度が電気式冷凍
機２０の冷媒沸点以下である場合や、異常があれば、電
気式冷凍機２０自身が持つ、安全スイッチの１つである
圧力スイッチ（図示しない）が働き、電気式冷凍機２０
は作動しない。冷凍室８内の冷熱が放熱その他食品への
過冷凍に使用され冷凍室８内温度が上がってくれば、電
気式冷凍機２０が作動し、冷凍食品の保存運転を行う。
このような冷凍方式を取ることによって、冷凍に必要な
液化ガス量を被凍結物の水分凍結に必要な量だけに抑え
る事ができるうえ、最大結晶生成帯を通過する速度を、
液化ガス式冷凍機１だけで行った時と同様に急速化で
き、冷凍食品の品質を向上させることが可能となる。

【００２０】この冷凍方式を取る場合に於ける強制循環
ファン１２の運転について説明すると、初期の電気式冷
凍機２０の運転時には、液化ガス式冷凍機１に備えられ
ている強制循環ファン１２を運転して熱伝達率を向上さ
せ、急速冷却が可能である。一方、凍結後から保存冷凍
に入った場合は、通常の電気式冷凍機２０のみの運転と
同じく、蒸発器用ファン３４だけの運転とする。

【００２１】以上が、本願の冷凍設備の主要部の構成
と、その主な運転方式に関する説明であるが、以下に、
実際の運転状態について説明する。実施にあたって使用
した冷凍設備の概要と、冷凍対象とした食品の概要を表
１に箇条書きする。

【００２２】

【表１】冷凍設備関係冷凍室容積３５０リットル食品受棚奥行き４３０ｍｍ×幅４５０ｍｍのアルミトレイを７５
ｍｍ間隔で１４段を装備電気式冷凍機能力公称１１００Ｗ冷媒Ｒ−２２冷凍対象の食品関係醗酵前のパン生地で、１個４５ｇ、それをアルミトレイ
１段当たり４３個充填し、冷凍室内に全１４段で６０２
個のパン生地を充填した。全充填量は重量で２７．０９ｋｇ

【００２３】以下、運転状況について説明する。１無負荷運転（食品の凍結を伴わない運転）図３に、電気式冷凍機単独もしくは液化ガス冷凍機単独
で、無負荷で運転した場合の経過時間と庫内温度との関
係を示した。結果からも判るように、電気式冷凍機の運
転だけでは冷凍室内を常温（２０℃）から−４０℃に下
げるのに無負荷でも２時間３０分を要している。それに
対して液化ガス式は４分強で冷凍室内を冷却でき、電気
式の約１／４０時間で冷凍室を冷却できる速度が得られ
る。

【００２４】２食品の凍結を伴う両冷凍機の交互運転上記の醗酵前のパン生地を各冷凍機を併用して凍結した
結果を図４に示した。この例では、冷凍室内を予め−４
０℃に冷却しておき、一度運転停止の状態から、アルミ
トレイをすばやく冷凍室に充填して冷凍運転を開始し
た。開始から２４分までを電気式冷凍機と循環ファンと
の共用運転とし、それ以降を液化ガス式冷凍機単独運転
としている。冷凍室の上から１，４，７，１０，１４段
のアルミトレイ内の、中央部に位置するパン生地の中心
部に温度センサーを取り付け、芯温の測定を行った。図
からも判るようにパン生地の平均芯温が−７〜−８℃の
凍結点を通過するのに約４分と液化ガス式と同じで、−
１０℃の過凍結温度までわずか３２分であった。この時
の液体窒素消費量は約１２．５ｋｇで、液化ガス式冷凍
機だけで行ったときの、２／３の消費量で凍結ができ
た。ここで、凍結には、実機運転においては２６分から
３０分までの凍結帯通過時の運転で充分である。３食品の凍結を伴う電気式冷凍機単独の運転上記の例と同様な醗酵前のパン生地を電気式冷凍機だけ
で凍結した結果を、図５に示した。この例では、凍結前
に冷凍室をあらかじめ−４０℃に冷却しておき、電気式
冷凍機の運転を停止させてから、パン生地を充填したア
ルミトレイをすばやく冷凍室に充填して冷凍運転を開始
した。芯温の測定も上記の例と同様に行った。図からも
判るようにパン生地の平均芯温が−７〜−８℃の凍結点
を通過するのに約２０分を要し、−１０度の過凍結温度
まで７０分を費やしている。

【００２５】４食品の凍結を伴う液化ガス式冷凍機単
独の運転上記の例と同様な醗酵前のパン生地を液化ガス式冷凍機
だけで凍結した結果を図６に示した。この例では、完全
に運転停止の状態から凍結を行っており、冷凍室内温度
は外気温と同じである。この状態でアルミトレイをすば
やく冷凍室に装填して冷凍運転を開始した。芯温の測定
も上記の例と同様に行った。図からも判るようにパン生
地の平均芯温が−７〜−８℃の凍結点を通過するのに約
４分と非常に早く、−１０℃の過凍結温度までわずか１
８分であった。この時の液体窒素消費量は約１９ｋｇで
あったが冷凍室内を予め冷却しておけば消費量をより少
なくできる。また、−４０℃の設定温度に達する速度
は、無負荷時と同じ４分で、負荷の量にかかわらず急速
に設定温度まで冷却できている。この結果からも判るよ
うに、冷凍食品の生産量が電気式冷凍機の４倍程度能力
アップできる。さらに、凍結点を通過する速度が電気式
の５倍近く速く、品質面においても非常に優れた冷凍食
品が得られる。

【００２６】上記の例においては、電気式と液化ガス式
の冷却、冷凍、保冷を２種の冷凍機を交互に働かせて択
一的に行ったが、食品の初期温度状態、さらに食品の性
状によっては、両方式を同時的に適応することもでき
る。こういった例を以下に説明する。この第２の冷凍運
転方式は、電気式冷凍機２０は常時運転しておき、食品
の最大氷結晶生成帯を通過するときに、液化ガス式冷凍
機１を同時に運転して急速にその温度帯を通過させ、そ
れ以降食品を過冷凍する時には電気式冷凍機２０の運転
のみにするものである。この様な方式を適応できる冷凍
対象食品としては、液状凍結物（袋詰めスープ類等）等
で、初期温度が低く且つ冷凍物の厚さが薄いものを挙げ
ることができる。この場合は、食品自体の伝熱面積も大
きく、液化ガス式冷凍機１での設定温度を電気式冷凍機
２０の設定温度以下に下げる必要が無いため、常時、電
気式冷凍機２０を運転しておき、凍結温度近傍で液化ガ
ス式冷凍機１を同時運転し、液化ガス量を極力抑えた凍
結を行うことができる。

【００２７】以上、電気式、液化ガス式を併用すると、
冷凍食品の生産量が電気式冷凍機のほぼ２倍程度能力ア
ップでき、さらに、凍結点（温度）を通過する速度が液
化ガス式と同じにできるため、品質が良く、かつ液体窒
素消費量を少なくできる。つまり、冷凍能力のアップと
品質向上さらに冷凍コストを低くできる冷凍設備を得る
ことができた。

【００２８】さらに、液化ガス式冷凍機１の運転時に、
排気ダンパー１４を電磁弁５の作動状態と連動させて、
冷凍室８内の冷気が排気口から逃げることを防止する効
果について、発明者らが、検討した結果について以下に
説明する。冷凍室８内を空の状態にして、冷凍室８内を
外気温と同じ温度に保ち、その状態から液化ガス式冷凍
機１の運転を行った。運転では電動排気ダンパー１４を
全開したままの状態（全開式と記載）と、前述したよう
に電磁弁５と連動して開閉（電磁弁５開の時電動排気ダ
ンパー１４開で、閉の時閉（但し前述のようにダンパー
１４の閉操作は、幾分遅延して行われる））させた状態
（開閉式と記載）での液体窒素消費量の比較を行った。
これらの場合の庫内温度の変化及び液体窒素消費量を図
７に示した。図７からも判るように、冷凍室８内を設定
温度−４０℃で４０分間保持した場合に、電動排気ダン
パー１４を全開している時は１５．２ｋｇの液体窒素を
消費し、電動排気ダンパー１４を電磁弁５と連動して開
閉した時は１４ｋｇと１．２ｋｇも少ない液体窒素量で
ある。すなわち、電動排気ダンパー１４を電磁弁５と連
動させて開閉することにより、１分間当たり３０ｇの液
体窒素に相当する熱量損失を防止できる。

【００２９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷凍設備の主要部の構成を示す系統説
明図

【図２】冷凍設備の正面図

【図３】無負荷状態に於ける庫内温度の変化を示す図

【図４】併用運転をした場合の庫内温度、パン生地芯温
度、液体窒素消費量を示す図

【図５】電気式冷凍機のみを運転した場合の庫内温度、
パン生地芯温度を示す図

【図６】液化ガス式冷凍機のみを運転した場合の庫内温
度、パン生地芯温度、液体窒素消費量を示す図

【図７】排気口を開閉制御した場合と全開状態に維持し
た場合の庫内温度及び液体窒素消費量を示す図

【符号の説明】

１液化ガス冷凍機３冷凍庫４ノズル８冷凍室１６冷凍室温度検出機構２０電気式冷凍機１０１制御手段１０２記憶手段１０３凍結温度通過冷凍制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者朝倉隆晃大阪府大阪市西区京町堀一丁目４番22号株式会社リキッドガス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成する機器
を備え、且つ冷凍庫（３）内に備えられる冷凍室（８）
を、電気を動力源として冷凍可能な電気式冷凍機（２
０）と、液化ガス源より前記冷凍庫内に液化ガスを導入するとと
もに、前記液化ガスをノズル（４）より噴射して、前記
冷凍室（８）を冷凍可能な液化ガス式冷凍機（１）とを
備え、前記電気式冷凍機（２０）と前記液化ガス式冷凍機
（１）とを各別に、運転、運転停止制御する制御手段
（１０１）と、前記冷凍室内温度を検出する冷凍室温度
検出機構（１６）とを備え、前記冷凍室（８）内で冷凍対象となる冷凍対象食品の凍
結温度を記憶する記憶手段（１０２）を備え、前記冷凍室温度検出機構（１６）により検出される前記
冷凍室内温度が、前記凍結温度の近傍にある場合に、前
記液化ガス式冷凍機（１）を運転動作させる凍結温度通
過冷凍制御手段（１０３）を、前記制御手段（１０１）
に備えた冷凍設備。
【請求項２】前記ノズル（４）が前記液化ガスを面状
に噴射する平面ノズルであり、前記冷凍室（８）内に循
環流を誘起する強制循環ファン（１２）を前記冷凍庫
（３）内に備え、前記平面ノズルより面状に拡散噴射さ
れる前記液化ガスの拡散噴射面が、前記強制循環ファン
の吹き出し方向を横断して配設される請求項１記載の冷
凍設備。