(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＨ３からなる高元側冷媒を循環させる高元側冷媒循環路に設けられる高元側冷凍サイクル構成機器を有する高元側冷凍装置と、
フロンＲ２３からなる低元側冷媒を循環させる低元側冷媒循環路に夫々設けられる冷凍サイクル構成機器、及び運転停止時に気化したフロンＲ２３を回収する膨張タンクを有する低元側冷凍装置と、
前記高元側冷媒循環路と前記低元側冷媒循環路とに跨って設けられ、前記高元側冷媒と前記低元側冷媒との間で熱交換を許容するカスケードコンデンサと、ＮＨ３からなるブラインを循環させるブライン循環路とを備え、前記低元側冷凍装置の低元側冷媒で魚倉内を超低温域に冷却可能に構成した冷凍装置を備えた鮪延縄冷凍漁船において、
前記ブライン循環路は、低圧受液器（６４）とともに、ＮＨ３ブラインを循環する液ポンプ（６２）及び流量調整弁を介して夫々魚倉（６８ａ〜ｃ）に接続されている一のブライン循環路と、
前記低圧受液器（６４）よりブライン液化器（５２）を介して循環可能に構成するとともに、該ブライン液化器（５２）は、低元側冷媒の膨張弁（５０）下流の低元側冷媒循環路４２の部位と、ブライン循環路（６１）とに跨って設けられている他のブライン循環路（６１）とを備えることを特徴とする鮪延縄冷凍漁船。
【請求項２】
前記二元冷凍装置付き鮪延縄冷凍漁船が４００トン級の鮪延縄漁船である場合、前記膨張タンクに搭載するフロンＲ２３の使用量を０．５〜５．０ｍ３に抑えたことを特徴とする請求項１記載の鮪延縄冷凍漁船。
【請求項３】
冷媒としてＮＨ３を用いた高元側冷凍サイクル構成機器の一つである凝縮器よりも下流の前記高元側冷媒循環路の部位と、前記カスケードコンデンサよりも下流の前記高元側冷媒循環路の部位との間を前記カスケードコンデンサを迂回して接続可能なバイパス路と、
前記バイパス路と前記ブライン循環路とに跨って設けられ、前記高元側冷媒と前記ブラインとの間で熱交換を許容する熱交換器とを更に備えて、ＮＨ３からなる高元側冷媒で、フロンＲ２３からなる低元側冷媒の冷凍装置を介することなく、前記熱交換器を介してＮＨ３ブラインを冷却することを特徴とする請求項１記載の鮪延縄冷凍漁船。
【請求項４】
鮪延縄冷凍漁船は、該漁船が魚倉に餌を積んで漁場に向かう時は、魚倉を−ＮＨ３ブラインを利用して低元側冷凍装置を作動させずに前記魚倉を−２０℃〜−４０℃に冷却運転することを特徴とする請求項３に記載の鮪延縄冷凍漁船。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鮪延縄冷凍漁船に搭載されて好適な二元冷凍装置付き冷凍漁船に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠洋鮪延縄漁船では、鮮度を保つため、漁獲した鮪を−６０℃で凍結及び保冷している。そのため、凍結庫及び魚倉とも−６０℃の超低温に冷却されている。鮪延縄漁船で凍結された鮪を冷凍運搬船に転載し、冷凍運搬船で−５５℃に保冷し、消費地まで運搬している。鮪延縄漁船及び冷凍運搬船の冷凍装置の冷媒は、従来、超低温域で優れた特性をもつフロンＲ２２が使用されていた。従来、鮪の冷凍保存に用いられていた冷凍装置を図４及び図５で説明する。
【０００３】
図４に、二段圧縮機を備えた冷凍装置を示す。この冷凍装置２００は、フロンＲ２２が循環する冷媒循環路２０２に二段圧縮機２０４及び凝縮器２０６が設けられている。二段圧縮機２０４で加圧されたフロンＲ２２は、凝縮器２０６で冷却され液化される。冷媒循環路２０２は、凝縮器２０６の下流側で分岐し、複数の魚倉２１０ａ及び２１０ｂに接続されている。魚倉２１０ａ、２１０ｂの上流側に膨張弁２０８ａ、２０８ｂが設けられ、魚倉２１０ａ、２１０ｂには、冷媒循環路２０２に連通した冷媒蒸発管（図示省略）が設けられている。
【０００４】
さらに、二段圧縮機２０４の低段圧縮機と高段圧縮機との間の中間冷媒路と、冷媒循環路２０２の凝縮器２０６より下流側部位とを接続する冷媒路２１２と、冷媒循環路２０２の冷媒路２１２との分岐部より下流側部位と、冷媒路２１２とに跨って設けられた液冷却器２１４と、冷媒路２１２の液冷却器２１４より上流側部位に設けられた膨張弁２１６とを備えている。凝縮器２０６の下流側でＲ２２の一部を冷媒路２１２に導入し、膨張弁２１６で減圧して液冷却器２１４に供給する。液冷却器２１４で、減圧したＲ２２を蒸発させ、この蒸発潜熱で冷媒循環路２０２のＲ２２を冷却することで、ＣＯＰを向上させる。冷媒路２１２の気化したＲ２２は、二段圧縮機２０４の中間冷媒路に戻す。
【０００５】
膨張弁２０８ａ、２０８ｂで減圧されたフロンＲ２２は、魚倉２１０ａ、２１０ｂに設けられた冷媒蒸発管で蒸発し、魚倉２１０ａ、２１０ｂを冷却する。冷媒蒸発管は、例えば、魚倉の天井、側壁、床に配置されたエロフィン付きヘアピンコイルで構成されているか、あるいは漁獲物を載置する管棚（冷媒蒸発管を棚状に組み立てたもの）が形成されている。冷凍装置２００は、魚倉２１０ａ、２１０ｂを−６０℃の超低温にすることが可能であり、かつ装置構成を低コスト化できる。
【０００６】
陸上では、鮪を−６０℃の超低温域で保管するため、高元側冷凍機と低元側冷凍機とを組み合わせた二元冷凍装置が用いられている。高元側冷凍機の冷媒は、これまでＲ２２、Ｒ４０４Ａ、ＮＨ３が使用されており、低元側冷凍機の冷媒は、超低温域で優れた特性をもつＲ２３が使用されていた。この二元冷凍装置の構成を図５で説明する。
【０００７】
図５において、二元冷凍装置３００の高元側冷凍機３１０は、フロンＲ２２等を冷媒とし、高元側冷媒循環路３１２に、高元側圧縮機３１４、凝縮器３１６、膨張弁３１８及びカスケードコンデンサ３２０が設けられている。一方、低元側冷凍機３３０は、フロンＲ２３を冷媒とし、低元側冷媒循環路３３２には、低元側圧縮機３３４及び膨張タンク３３６が設けられ、カスケードコンデンサ３２０に接続されている。低元側冷媒循環路３３２は、カスケードコンデンサ３２０の下流側で分岐し、複数の魚倉３４０ａ及び３４０ｂに接続されている。魚倉３４０ａ、３４０ｂの上流側に、膨張弁３３８ａ、３３８ｂが設けられている。魚倉３４０ａ、３４０ｂには、低元側冷媒循環路３３２に連通した冷媒蒸発管（図示省略）が設けられている。該冷媒蒸発管は、図４の魚倉２１０ａ、２１０ｂと同様に、ヘアピンコイルや管棚で構成されている。
【０００８】
二元冷凍装置３００では、カスケードコンデンサ３２０で、フロンＲ２２等がフロンＲ２３から熱を吸収する。熱を吸収されて冷却され液状になったフロンＲ２３は、魚倉３４０ａ、３４０ｂに配置された冷媒蒸発管で蒸発し、魚倉３４０ａ、３４０ｂを冷却する。運転停止中、昇温して気化したフロンＲ２３は膨張タンク３３６に回収され、低元側冷媒循環路３３２の高圧化を防止する。かかる二元冷凍装置は、魚倉３４０ａ、３４０ｂを−６０℃の超低温に冷却できる。
【０００９】
特許文献１には、ＮＨ３を冷媒とし、二段圧縮機を備え、魚倉内を−６０℃以下の超低温に冷却できる冷凍装置が開示されている。また、特許文献２には、魚船の魚倉に設けられて好適な冷却器が開示されている。この冷却器は、ケーシングと、該ケーシングの内部に設けられた冷媒蒸発管と、該ケーシングの内部に魚倉内空気の流れを形成する送風機とを有する冷風発生装置を備えている。これによって、冷媒蒸発管を流れる冷媒と送風機で形成された気流とを熱交換させ、魚倉を冷却している。この冷却器は、ヘアピンコイル方式や管棚方式と比べて、冷媒蒸発管に供給する冷媒量を大幅に低減でき消費動力を低減できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２１４６１１号公報
【特許文献２】特開２００６−２９７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
フロンＲ２２に代表されるＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）冷媒は、２０２０年までに全廃することとなったため、これに代わる冷媒を開発する必要が生じた。そこで、フロンＲ２２の代替冷媒として、フロンＲ４０４Ａに代表されるＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）冷媒が近年開発された。フロンＲ４０４Ａは、フロンＲ２２と同様に超低温域で優れた特性をもっている。しかし、Ｒ４０４Ａは地球温暖化係数（ＧＷＰ）が３３００と高いという問題がある。
【００１２】
冷媒単価は、フロンＲ４０４ＡはＮＨ３の約１０倍と高価である。例えば、４００トン級鮪延縄漁船に搭載された冷凍装置でフロンＲ４０４Ａを使用すると、１隻当たり約３，０００ｋｇのフロンＲ４０４Ａが必要となり、漁業経営者にとって大きな負担となってくる。
【００１３】
フロンＲ２３はＨＦＣ冷媒であり、地球温暖化係数（ＧＷＰ）も高く、その単価はＮＨ３の約１５倍で、フロンＲ４０４Ａの約１．５倍と高価である。また、フロンＲ２３は、−７０℃の飽和圧力は０．１９ＭＰａであり、２５℃の飽和圧力は４．７２ＭＰａと高圧になる。そのため、冷凍装置が停止している時、冷媒循環路に設けられた配管機器類に非常に高い圧力がかかり、これを防ぐため大きな容量の膨張タンクが必要となる。例えば、約３，０００ｋｇのフロンＲ２３を使用した冷凍装置では、３０ｍ３もの容量をもつ膨張タンクが必要となる。そのため、機械室のスペースが限られている船舶への搭載は困難となる。
【００１４】
また、図４に示す冷凍装置２００及び図５に示す二元冷凍装置３００の場合、各機器や、魚倉に配置された冷媒蒸発管に冷凍機油が溜まり、伝熱効率を低下させるという問題がある。そのため、入渠時に各機器の油抜きを行うと共に、魚倉に配置された冷媒蒸発管に穴を開けて、油抜きをしなければならなかった。この問題は、特許文献１に開示された冷凍装置も同様に発生する。
【００１５】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、自然冷媒であり、かつ安価なＮＨ３を使用すると共に、低元側冷媒としてフロンＲ２３を用いた二元冷凍装置において、低コスト化を可能にし、かつ膨張タンクの容量を低減して、船舶に搭載可能にすると共に、魚倉に配置された冷却管の油抜きを不要にする二元冷凍装置付き鮪延縄冷凍漁船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】
【００１６】
かかる目的を達成するため、本発明の二元冷凍装置付き冷凍漁船は、ＮＨ３からなる高元側冷媒を循環させる高元側冷媒循環路に設けられる高元側冷凍サイクル構成機器を有する高元側冷凍装置と、フロンＲ２３からなる低元側冷媒を循環させる低元側冷媒循環路に夫々設けられる冷凍サイクル構成機器、及び運転停止時に気化したフロンＲ２３を回収する膨張タンクを有する低元側冷凍装置と、前記高元側冷媒循環路と前記低元側冷媒循環路とに跨って設けられ、前記高元側冷媒と前記低元側冷媒との間で熱交換を許容するカスケードコンデンサと、ＮＨ３からなるブラインを循環させるブライン循環路とを備え、前記低元側冷凍装置の低元側冷媒を超低温域に冷却可能に構成した冷凍装置を備えた鮪延縄冷凍漁船において、前記ブライン循環路は、低圧受液器（６４）とともに、ＮＨ３ブラインを循環する液ポンプ（６２）及び流量調整弁を介して夫々魚倉（６８ａ〜ｃ）に接続されている循環路と前記低圧受液器（６４）よりブライン液化器（５２）を介して循環可能に構成するとともに、該ブライン液化器（５２）は、低元側冷媒の膨張弁（５０）下流の低元側冷媒循環路４２の部位と、ブライン循環路（６１）とに跨って設けられているブライン循環路（６１）とを備えることを特徴とする。
【００１７】
かかる発明によれば、前記低圧受液器６４内のＮＨ３ガスは、ブライン循環路（６１）を通ってブライン液化器（５２）に流入したＮＨ３ガスは、ブライン液化器５２で冷却液化され、ブライン循環路（６１）を通って低圧受液器（６４）に戻る。
【００１８】
一方低元側圧縮機（４４）から吐出した高圧のフロンＲ２３は、カスケードコンデンサ（３０）で、高元側冷媒であるＮＨ３で冷却されて凝縮する。凝縮したフロンＲ２３は、膨張弁（５０）で減圧され、ブライン液化器（５２）で、ＮＨ３ブラインと熱交換し、ＮＨ３ブラインを冷却すると共に、自身は蒸発する。蒸発したフロンＲ２３は低元側圧縮機４４に戻る。二元冷凍装置１０Ａの運転が停止した時、開閉弁４８を開け、昇温して気化したフロンＲ２３を膨張タンク４６に収容し、フロンＲ２３が高圧となるのを防止する。
【００１９】
一方ブライン液化器５２で、フロンＲ２３によって冷却され液化したＮＨ３ブラインは、一旦低圧受液器６４に貯留される。低圧受液器６４に貯留したＮＨ３ブライン液は、液ポンプ６２によって魚倉６８ａ〜ｃに送られる。ＮＨ３ブライン液は流量調整弁６６ａ〜ｃを通り、各魚倉６８ａ〜ｃに設けられたブライン蒸発管を流れ、該ブライン蒸発管で一部が蒸発し、該魚倉を冷却する。該魚倉を出た気液二相流のＮＨ３ブラインは、低圧受液器６４に戻る。
【００２０】
従って本発明によれば、高元側冷媒として、自然冷媒であり、かつ安価なＮＨ３を用いることで、低コスト化できる。また、低元側冷媒としてフロンＲ２３を用いるが、ブライン循環路を循環するＮＨ３ブラインで魚倉を冷却するので、高価なフロンＲ２３の使用量を大幅に低減できる。そのため、低コスト化が可能になると共に、地球温暖化に対する影響を抑制できる。また、フロンＲ２３の使用量を大幅低減できるので、低元側冷媒循環路に設けられた膨張タンクの容量を大幅に低減でき、これによって、二元冷凍装置の船舶への搭載が可能になる。また、ブライン循環路には、高元側冷凍装置及び低元側冷凍装置から冷凍機油が混入しない。そのため、ブライン循環路及び魚倉に配置されたブライン熱交換器から油抜きを行う必要がなくなり、メンテナンスが容易になる。
【００２１】
本発明において、高元側冷凍サイクル構成機器の一つである凝縮器よりも下流の高元側冷媒循環路の部位と、カスケードコンデンサよりも下流の高元側冷媒循環路の部位との間をカスケードコンデンサを迂回して接続可能なバイパス路と、該バイパス路とブライン循環路とに跨って設けられ、高元側冷媒とブラインとの間で熱交換を許容する熱交換器とを更に備えているとよい。
【００２２】
これによって、高元側冷媒で、低元側冷凍装置を介することなく、前記熱交換器を介してＮＨ３ブラインを冷却できる。魚倉を−６０℃まで冷却する必要がない時、例えば、漁船が魚倉に餌を積んで漁場に向かう時は、魚倉を−２０℃〜−４０℃程度に冷却すればよい。この時、高元側冷媒でＮＨ３ブラインを冷却することで、魚倉を−２０℃〜−４０℃程度に冷却できる。そのため、低元側冷凍装置を作動させる必要がないので、駆動動力を低減でき、低コストで運転できる。
【００２３】
本発明において、魚倉内に設けられ、ブライン熱交換器として箱形に形成され、蒸発管の間に隙間が形成されたブライン蒸発管と、送風機を含み、該ブライン蒸発管を通る空気流を形成する手段とを更に備えているとよい。これによって、ブライン蒸発管を通る空気流を形成することで、ＮＨ３ブラインと魚倉内空気との伝熱効率を向上できる。そのため、ヘアピンコイル方式又は管棚方式と比べて、ブライン蒸発管の容量及び長さを低減できるので、ＮＨ３ブラインの供給量を低減できると共に、魚倉の構成を低コスト化できる。
【００２４】
従来の二元冷凍装置では、例えば、４００トン級の鮪延縄漁船に搭載する場合、約３，０００ｋｇのフロンＲ２３を必要とし、そのため、３０ｍ３もの容量の膨張タンクを必要とした。これに対し、本発明の二元冷凍装置を鮪延縄漁船に搭載した場合、フロンＲ２３の使用量を５０〜５００ｋｇに抑えることができ、そのため、膨張タンクの容量を０．５〜５．０ｍ３に低減できる。従って、前記鮪延縄冷凍漁船への膨張タンクの容量の抑制が可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、−６０℃までの超低温域に冷却可能であると共に、自然冷媒で安価なＮＨ３を用い、かつ高価で地球温暖化係数（ＧＷＰ）が大きいフロンＲ２３の使用量を大幅に低減できるので、低コスト化できると共に、温室効果に対する影響を抑制できる。また、特に低元側冷媒循環路に設けられる膨張タンクの容量を大幅に低減できるので、船舶への搭載可能になると共に、メンテナンス時にブライン熱交換器での油抜き作業を不要とする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る二元冷凍装置の系統図である。
【図２】前記第１実施形態の魚倉の正面視断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る二元冷凍装置の系統図である。
【図４】従来の二段圧縮機を備えた冷凍装置の系統図である。
【図５】従来の二元冷凍装置の系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２８】
（実施形態１）
本発明装置の第１実施形態を図１に基づいて説明する。本実施形態は、鮪延縄漁船に搭載した二元冷凍装置に係る。図１において、本実施形態の二元冷凍装置１０Ａは、高元側冷凍機２０と、低元側冷凍機４０と、ブライン循環路６０及び６１に設けられた機器とで構成されている。高元側冷凍機２０は、ＮＨ３冷媒が循環する高元側冷媒循環路２２に、高元側圧縮機２４と、凝縮器２６と、膨張弁２８とが設けられている。低元側冷凍機４０は、フロンＲ２３が循環する低元側冷媒循環路４２に、低元側圧縮機４４と、膨張タンク４６と、膨張弁５０とが設けられている。
【００２９】
カスケードコンデンサ３０は、膨張弁２８の下流の高元側冷媒循環路２２の部位と、低元側圧縮機４４の下流の低元側冷媒循環路４２の部位とに跨って設けられている。高元側圧縮機２４から吐出した高圧のＮＨ３冷媒は、凝縮器２６で凝縮される。その後、ＮＨ３冷媒は、膨張弁２８で減圧され、カスケードコンデンサ３０で、低元側冷媒であるフロンＲ２３から熱を吸収して蒸発し、その後、高元側圧縮機２４に戻る。
【００３０】
ブライン循環路６０には、ＮＨ３ブラインを循環する液ポンプ６２及び低圧受液器６４が設けられている。ブライン循環路６０は、液ポンプ６２の下流側で分岐路６０ａ〜ｃに分岐している。分岐路６０ａ〜ｃには夫々流量調整弁６６ａ〜ｃが設けられ、流量調整弁６６ａ〜ｃの下流側で夫々魚倉６８ａ〜ｃに接続されている。低圧受液器６４にはブライン循環路６０とは別にブライン循環路６１が接続されている。ブライン液化器５２は、膨張弁５０の下流の低元側冷媒循環路４２の部位と、ブライン循環路６１とに跨って設けられている。
【００３１】
低圧受液器６４内のＮＨ３ガスは、ブライン循環路６１を通ってブライン液化器５２に流入する。ブライン液化器５２に流入したＮＨ３ガスは、ブライン液化器５２で冷却液化され、ブライン循環路６１を通って低圧受液器６４に戻る。
【００３２】
低元側圧縮機４４から吐出した高圧のフロンＲ２３は、カスケードコンデンサ３０で、高元側冷媒であるＮＨ３で冷却されて凝縮する。凝縮したフロンＲ２３は、膨張弁５０で減圧され、ブライン液化器５２で、ＮＨ３ブラインと熱交換し、ＮＨ３ブラインを冷却すると共に、自身は蒸発する。蒸発したフロンＲ２３は低元側圧縮機４４に戻る。二元冷凍装置１０Ａの運転が停止した時、開閉弁４８を開け、昇温して気化したフロンＲ２３を膨張タンク４６に収容し、フロンＲ２３が高圧となるのを防止する。
【００３３】
ブライン液化器５２で、フロンＲ２３によって冷却され液化したＮＨ３ブラインは、一旦低圧受液器６４に貯留される。低圧受液器６４に貯留したＮＨ３ブライン液は、液ポンプ６２によって魚倉６８ａ〜ｃに送られる。ＮＨ３ブライン液は流量調整弁６６ａ〜ｃを通り、各魚倉６８ａ〜ｃに設けられたブライン蒸発管を流れ、該ブライン蒸発管で一部が蒸発し、該魚倉を冷却する。該魚倉を出た気液二相流のＮＨ３ブラインは、低圧受液器６４に戻る。
【００３４】
次に、魚倉６８ａ〜ｃの構成を図２で説明する。図２において、魚倉６８ａは、甲板７０の下側に配設され、断熱壁７２を有し、この断熱壁７２によって断熱空間部が規定されている。魚倉６８ａの内部に保冷室７４が規定され、保冷室７４の周囲には、冷風循環空間７６が規定されている。保冷室７４は、熱良導体金属（例えば、アルミニウム）からなる遮断壁体７８で囲まれ、この遮断壁体７８と断熱壁７２との間に、冷風循環空間７６が規定されている。
【００３５】
遮断壁体７８の上壁側には、甲板７０に開口した出入口８０が突設形成されており、この出入口８０は、冷風循環空間７６とは遮断され、保冷室７４に開口している。出入口８０の上面には、開閉自在の密閉蓋８２が取り付けられている。冷風循環空間７６の一端側（図２において左側）には、他の部分より広いスペースが設けられ、この空間部７６ａに、冷風発生装置８４が設けられている。冷風発生装置８４は、空間部７６ａに設けられたケーシング８４ａと、ケーシング８４ａの内部に収納され、ＮＨ３ブライン循環路６０に接続されたブライン蒸発管８４ｂと、ケーシング８４ａの上部に設けられた送風機８４ｃとで構成されている。
【００３６】
分岐路６０ａは、流量調整弁６６ａの下流側で、ブライン蒸発管８４ｂに接続されている。漁獲されて凍結された鮪を出入口８０から保冷室７４に投入し、その後、密閉蓋８２で出入口８０を遮蔽する。ケーシング８４ａは上下面に開口を有し、空気流は下部開口から入り、冷却されて上部開口から出る。冷風発生装置８４の運転によって、送風機８４ｃが稼働し、冷風循環空間７６を空気が上下方向に循環する。ＮＨ３ブライン液は、ブライン蒸発管８４ｂで冷風循環空間７６を循環する空気を冷却し、一部が気化したＮＨ３ブラインの二相流は、分岐路６０ａを介してブライン循環路６０に戻る。この冷却された空気で保冷室７４は天井壁、側壁、床面から冷却される。（冷風発生装置８４を備えた魚倉の詳細は特許文献２を参照）。
【００３７】
魚倉６８ｂ及び６８ｃの断熱壁７２、甲板７０に開口した出入口８０及び密閉蓋８２の構成は、魚倉６８ａと同一である。魚倉６８ｂでは、流量調整弁６６ｂの下流側で、分岐路６０ｂが、ブライン蒸発管としての多数のヘアピンコイル８６に分岐している。各ヘアピンコイル８６の入口には流量調整弁８８が設けられている。ヘアピンコイル８６は、魚倉６８ｂの天井、床及び側壁に配設されている。ＮＨ３ブライン液は、ヘアピンコイル８６で魚倉６８ｂを冷却した後、合流管９０に合流し、その後、分岐路６０ｂを介してブライン循環路６０に戻る。魚倉６８ａと同様に、ヘアピンコイル８６で冷却される魚倉６８ｂも漁獲されて凍結された鮪を保管する。
【００３８】
魚倉６８ｃでは、ヘッダー９２ａ及び９２ｂが上下方向に設けられ、ヘッダー９２ａ、９２ｂ間に、ブライン蒸発管としての多数の管棚（棚板とＮＨ３ブラインが流れる裸管で構成されている。）９４が水平方向に配置され、両ヘッダー間に接続されている。各管棚９４には流量調整弁９６が設けられている。管棚９４には漁獲され内蔵等を処理された鮪を載置して凍結する。魚倉６８ｃの上部空間にはヘアピンコイル１００が配置され、ヘアピンコイル１００はヘッダー９２ａ、９２ｂに接続されている。ヘアピンコイル１００の入口には流量調整弁１０２が設けられている。
【００３９】
分岐路６０ｃからヘッダー９２ａに流入したＮＨ３ブライン液は、管棚９４及びヘアピンコイル１００を矢印方向に流れ、ここで一部が蒸発して魚倉６８ｃを−６０℃の温度に冷却する。気液二相流となったＮＨ３ブラインは、ヘッダー９２ｂで合流し、分岐路６０ｃを介してブライン循環路６０に戻る。
【００４０】
本実施形態の鮪延縄冷凍漁船１０Ａによれば、鮪を鮮度良く凍結及び冷凍保存できる−６０℃の超低温域に魚倉６８ａ〜ｃを冷却できると共に、高元側冷媒として自然冷媒であり、安価なＮＨ３を用いることで、温室効果に対する影響をなくすと共に、低コストにできる。また、ブライン循環路６０を設け、ＮＨ３ブラインで魚倉６８ａ、６８ｂを冷却することで、低元側冷媒として用いられるフロンＲ２３の使用量を大幅に低減できる。これによって、膨張タンク４６の容量を大幅に低減し、二元冷凍装置１０Ａを鮪延縄漁船に搭載できる大きさにすることができる。
【００４１】
例えば、４００トン級鮪延縄漁船では、従来の二元冷凍装置では、約３，０００ｋｇのフロンＲ２３を必要とし、３０ｍ３の容量を有する膨張タンクが必要であった。これに対し、本実施形態では、フロンＲ２３の使用量を５０〜２００ｋｇに低減でき、これによって、膨張タンク４６の容量を０．５〜５．０ｍ３に低減できる。また、膨張タンク４６を４６´のように複数で構成してもよい。これによって、個々の膨張タンクをさらに小型化できるので、膨張タンクを船内の複数の狭いスペースに分散配置できる。
【００４２】
また、ブライン循環路６０には冷凍機油が混入しないので、入渠時に、魚倉６８ａ〜ｃに設けられたブライン蒸発管（魚倉６８ａのブライン蒸発管８４ｂ、魚倉６８ｂのヘアピンコイル８６、及び魚倉６８ｃの管棚９４及びヘアピンコイル１００）から冷凍機油を抜く作業が不要になる。さらに、魚倉６８ａで、冷風循環空間７６に冷風発生装置８４を設け、ブライン蒸発管８４ｂを通る空気流を形成するようにしたので、魚倉６８ｂのヘアピンコイル方式や魚倉６８ｃの管棚方式と比べて、熱伝達効果を向上できる。そのため、魚倉６８ａに配設するブライン蒸発管８４ｂの容量及び長さを大幅に低減できる。従って、冷風発生装置８４をユニット状に形成できるので、低コスト化が可能になると共に、ブラインの使用量を低減できる。
【００４３】
（実施形態２）
次に、本発明装置の第２実施形態を図３により説明する。本実施形態の二元冷凍装置１０Ｂは、前記第１実施形態の構成に加えて、高元側冷媒循環路２２では、凝縮器２６より下流のバイパス路１０４の分岐部の部位と、カスケードコンデンサ３０より下流の高元側冷媒循環路２２の部位とを、膨張弁２８及びカスケードコンデンサ３０を迂回して接続されたバイパス路１０４が設けられている。バイパス路１０４の分岐部には、ＮＨ３冷媒を高元側冷媒循環路２２又は分岐循環路１０４に切り替え供給可能にする三方弁１０６が設けられている。
【００４４】
バイパス路１０４と、ブライン液化器５２より上流のブライン循環路６１とに跨って熱交換器１０８が設けられている。バイパス路１０４の熱交換器１０８より上流側部位には膨張弁１１０が設けられている。熱交換器１０８によって高元側冷媒とＮＨ３ブラインとの間で熱交換を可能にしている。本実施形態のその他の構成は第１実施形態と同一である。
【００４５】
本実施形態では、魚倉６８ａ〜ｃを−６０℃まで冷却する必要がない時、例えば、鮪延縄漁船が魚倉６８ａ〜ｃに餌を入れて漁場に向かう時は、魚倉６８ａ〜ｃを−２０℃〜−４０℃程度に冷却すればよい。このとき、低元側冷凍機４０の運転を停止し、三方弁１０６を切り替え、高元側冷媒をバイパス路１０４に供給する。これによって、熱交換器１０８で、高元側冷媒とＮＨ３ブラインとを熱交換させ、高元側冷媒でＮＨ３ブラインを冷却する。これによって、魚倉６８ａ〜ｃを−２０℃〜−４０℃程度に冷却できる。
【００４６】
本実施形態によれば、前記第１実施形態で得られる作用効果に加えて、魚倉６８ａ〜ｃを−２０℃〜−４０℃程度に冷却する場合、低元側冷凍機４０を作動させる必要がないので、低コストで運転できる。なお、本実施形態では、バイパス路１０４の分岐部を、膨張弁２８の上流側の高元側冷媒循環路２２に設けているが、代わりに、膨張弁２８とカスケードコンデンサ３０との間の高元側冷媒循環路２２に設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、−６０℃の超低温域まで冷却可能で、船舶への搭載が可能なようにコンパクト化でき、特に低元側冷媒循環路に設けられる膨張タンクの容量を大幅に低減できるので、低コスト化した二元冷凍装置付き冷凍漁船を実現できる。
【符号の説明】
【００４８】
１０Ａ，１０Ｂ、３００              二元冷凍装置
２０，３１０                        高元側冷凍機
２２，３１２                        高元側冷媒循環路
２４，３１４                        高元側圧縮機
２６，２０６，３１６                凝縮器
２８、５０、１１０、２０８ａ、２０８ｂ、２１６、３３８ａ、３３８ｂ    膨張弁
３０，３２０                        カスケードコンデンサ
４０，３３０                        低元側冷凍機
４２，３３２                        低元側冷媒循環路
４４，３３４                        低元側圧縮機
４６、４６´、３３６                膨張タンク
４８                                開閉弁
５２                                ブライン液化器
６０、６１                          ブライン循環路
６０ａ〜ｃ                          分岐路
６２                                液ポンプ
６４                                低圧受液器
６６ａ〜ｃ、８８、９６，１０２      流量調整弁
６８ａ〜ｃ、２１０ａ、２０ｂ、３４０ａ、３４０ｂ    魚倉
７０                                甲板
７２                                断熱壁
７４                                保冷室
７６                                冷風循環空間
７６ａ                              空間部
７８                                遮断壁体（空気流形成手段）
７８ａ                              床面
８０                                出入口
８２                                密閉蓋
８４                                冷風発生装置
８４ａ                            ケーシング
８４ｂ                            ブライン蒸発管
８４ｃ                            送風機（空気流形成手段）
８６，１００                        ヘアピンコイル
９０                                合流管
９２ａ、９２ｂ                      ヘッダー
９４                                管棚
１０４                              バイパス路
１０６                              三方弁
１０８                              熱交換器
２００                              冷凍装置
２０２                              冷媒循環路
２０４                              二段圧縮機
２１２                              冷媒路
２１４                              液冷却器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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