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ICE SLURRY MANUFACTURING DEVICE AND ICE SLURRY MANUFACTURING METHOD

Patent code P130008905
File No. PA11-11
Posted date Apr 1, 2013
Application number P2012-156732
Publication number P2014-020596A
Patent number P6168644
Date of filing Jul 12, 2012
Date of publication of application Feb 3, 2014
Date of registration Jul 7, 2017
Inventor
  • (In Japanese)麓 耕二
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人弘前大学
Title ICE SLURRY MANUFACTURING DEVICE AND ICE SLURRY MANUFACTURING METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water slurry manufacturing device and the like which does not require a large power and periodical maintenance, facilitates miniaturization, does not require high-accuracy temperature control technique, facilitates application to such a medical field as includes direct contact with a living tissue and can prepare ice slurry using a low concentration aqueous solution (for example, a low salt concentration equal to or lower than 1 wt%) or pure water.
SOLUTION: The interior of an ice slurry preparation part 10 is maintained in a specified pressing state by pressurizing by means of a plunger pump 20 after a valve 24 is closed, an objective solution Liq in the ice slurry preparation part 10 is retained at a temperature equal to or lower than a freezing point in normal pressure and at a temperature equal to or higher than a freezing point in a prescribed pressing state by cooling the interior of a water tank 27 by means of a heat exchanging means such as a heat exchanger 28 or the like, thereafter, the valve 24 is opened, the objective solution Liq is discharged to a drain tank 26 from an outflow pipe 23 or the like, the pressure of the interior of the ice slurry preparation part 10 is reduced into normal pressure, thereby, the objective solution Liq in the ice slurry preparation part 10 is freezed and ice slurry is manufactured.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、水あるいは水溶液中に微細な氷を混濁したシャーベット状の氷、いわゆる氷スラリー(この他、アイススラリー、スラリーアイス、スラッシュアイス、リキッドアイスとも呼ばれる。)は、様々な分野において利用されている。

氷スラリーは、冷熱密度が高く且つ高い流動性を有するのが特徴であるため、空調用冷熱源として利用されている。さらに氷スラリーは様々な分野における冷却用媒体として期待されており、例えば、生鮮品の保冷技術分野において、海水をベースとする氷スラリーを用いた鮮魚保冷方法が提案されている(非特許文献1参照)。その理由は、高い流動性を有する氷スラリーが保冷物を覆い包むため、表面を傷つけることなく且つ冷却むらが生じない点等にある。即ち、従来主流であったキュービック状氷による鮮魚保冷方法に比べて氷スラリーによる鮮魚保冷方法は多くの利点を有しており、鮮魚の高付加価値化に寄与している。さらに、医療分野においても氷スラリーは直接接触型の保冷剤として期待されている。例えば、腹腔内の冷却低体温法では、手術中の臓器の生体反応を抑制する目的から、砕氷した氷片を利用しているが(非特許文献2参照)、これを流動性、密着性が高い氷スラリーに代替することにより、高い保冷効果が期待できる。 他にも氷スラリーは咽頭冷却用保冷剤、臓器輸送用時の保冷剤、熱中症患者の局所(腋窩)用冷却材等の用途に期待されている。

従来、氷スラリーの生成方法に関しては、(1)冷却円筒内表面に薄い氷層を形成し、それらを掻き取る掻き取り方法(特許文献1参照)、(2)精密な温度制御の下、過冷却水を用いて生成する過冷却方法(特許文献2参照)、(3)生成した微細氷片の浮力を利用して連続的に生成する方法(非特許文献3参照)、(4)試験溶液を減圧し、蒸発潜熱を利用して氷スラリーを生成する方法(非特許文献4、5参照)、および(5)水・油を混合したエマルション状態の機能性流体を攪拌・冷却することで生成する方法(非特許文献6参照)等、様々な生成方法および装置が提案されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は 氷スラリーを製造する氷スラリー製造装置および氷スラリー製造方法に関し、特に低濃度の塩水および真水からも氷スラリーを製造することが可能な氷スラリー製造装置および氷スラリー製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
対象溶液で満たされた試験部と、
前記試験部の下部に流入管を介して接続され、該流入管を通して該試験部内を加圧する加圧手段と、
前記試験部の上部に一端が接続され、他端にバルブが設けられた流出管と、
所定の冷媒で満たされ、前記試験部が漬けられた水槽部と、
前記水槽部内に設置され、該水槽部内の所定の冷媒を冷却することにより前記試験部内の対象溶液を冷却する熱交換手段とを備えた氷スラリー製造装置であって、
前記バルブを閉とした後の前記加圧手段による加圧により前記試験部内を所定の加圧状態に維持し、前記熱交換手段による前記水槽部内の冷却により前記試験部内の対象溶液が常圧における凝固点以下の温度で且つ該所定の加圧状態における凝固点以上の温度に保持した後、前記バルブを開として前記流出管から対象溶液を流出させ該試験部内を常圧へ減圧することにより、該試験部内の対象溶液を凝固させて氷スラリーを製造することを特徴とする氷スラリー製造装置。

【請求項2】
 
請求項1記載の氷スラリー製造装置において、前記バルブから排出管を通って流出される対象溶液を貯留する貯留槽をさらに備え、
前記バルブを閉とした後の前記加圧手段による加圧の前に、該バルブを開として該加圧手段により前記試験部内を加圧することにより、該試験部内及び前記流出管内に存在し得る気体を前記貯留槽へ排出して該試験部内及び前記流出管内を液相で満たすことを特徴とする氷スラリー製造装置。

【請求項3】
 
対象溶液で満たされた配管部であって、一端にバルブと該バルブに続くノズルであって大気中に開口したものとが接続され、該バルブ及び該バルブに接続された該配管部の一部は断熱領域にされたものと、
前記配管部の他の一端に接続され、該配管部内を加圧する加圧手段と、
前記配管部の断熱領域でない部分を所定の冷媒で満たされた水槽部で冷却することにより該配管部内の対象溶液を冷却する熱交換手段とを備えた氷スラリー製造装置であって、
前記バルブを閉とした後の前記加圧手段による加圧により前記配管部内を所定の加圧状態に維持し、前記熱交換手段による冷却により前記配管部内の対象溶液が常圧における凝固点以下の温度で且つ該所定の加圧状態における凝固点以上の温度に保持した後、前記バルブを開として前記ノズルから前記断熱領域の管部にある該対象溶液を直接大気中へ流出し常圧へ減圧することにより高い過冷却状態から該対象溶液を凝固させて氷スラリーを製造することを特徴とする氷スラリー製造装置。

【請求項4】
 
請求項1又は2記載の氷スラリー製造装置において、
前記試験部内の常圧への減圧は、初期温度が前記所定の加圧状態における凝固点以下の過冷却度2Kの範囲内の温度とすることを特徴とする氷スラリー製造装置。

【請求項5】
 
請求項1乃至4のいずれかに記載の氷スラリー製造装置において、前記対象溶液は1wt%以下の低塩分濃度水溶液であり、前記氷スラリーは塩水氷スラリーであることを特徴とする氷スラリー製造装置。

【請求項6】
 
請求項1乃至4のいずれかに記載の氷スラリー製造装置において、前記対象溶液は真水であり、前記氷スラリーは真氷であることを特徴とする氷スラリー製造装置。

【請求項7】
 
請求項1乃至3のいずれかに記載の氷スラリー製造装置を用いて氷スラリーを製造することを特徴とする氷スラリー製造方法。

【請求項8】
 
請求項7記載の氷スラリー製造方法において、請求項1又は2記載の氷スラリー製造装置を用いる場合、前記試験部内の常圧への減圧は、初期温度が前記所定の加圧状態における凝固点以下の過冷却度2Kの範囲内の温度とすることを特徴とする氷スラリー製造方法。

【請求項9】
 
請求項7又は8記載の氷スラリー製造方法において、前記対象溶液は1wt%以下の低塩分濃度水溶液であり、前記氷スラリーは塩水氷スラリーであることを特徴とする氷スラリー製造方法。

【請求項10】
 
請求項7又は8記載の氷スラリー製造方法において、前記対象溶液は真水であり、前記氷スラリーは真氷であることを特徴とする氷スラリー製造方法。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2012156732thum.jpg
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