(57)【要約】【課題】冷却室内をより短時間で均一に冷却することを可能とした低温冷却装置を提供する。【解決手段】被冷却物Ｓを冷却する冷却空間Ｋが設けられた冷却室２と、被冷却物Ｓを冷却する低温液化ガスｇを冷却室２内で霧状又はガス状に噴射する噴射ノズル３と、噴射ノズル３から噴射された低温液化ガスｇを冷却室２内で撹拌させる撹拌ファン４と、冷却室２内の冷却空間Ｋを区画する壁面のうち、互いに隣接した２つの壁面の間に形成される隅部に沿って配置される隅部用カバー部材１３とを備え、隅部用カバー部材１３は、隅部を覆うと共に、２つの壁面の間で凹面又は斜面を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却物を冷却する冷却空間が設けられた冷却室と、
前記被冷却物を冷却する低温液化ガスを前記冷却室内で霧状又はガス状に噴射する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルから噴射された低温液化ガスを前記冷却室内で撹拌させる撹拌ファンと、
前記冷却室内の前記冷却空間を区画する壁面のうち、互いに隣接した２つの壁面の間に形成される隅部に沿って配置される隅部用カバー部材とを備え、
前記隅部用カバー部材は、前記隅部を覆うと共に、前記２つの壁面の間で凹面又は斜面を形成していることを特徴とする低温冷却装置。
【請求項２】
前記冷却室の前記収容空間を区画する壁面のうち、互いに隣接した３つの壁面の間に形成される頂部に配置される頂部用カバー部材を備え、
前記頂部用カバー部材は、前記頂部を覆うと共に、前記３つの壁面の間で凹面又は斜面を形成していることを特徴とする請求項１に記載の低温冷却装置。
【請求項３】
前記頂部用カバー部材は、前記隅部用カバー部材が配置された２つの隅部の間の頂部に配置されて、前記隅部用カバー部材が形成する凹面又は斜面と連続した凹面又は斜面を形成していることを特徴とする請求項２に記載の低温冷却装置。
【請求項４】
前記冷却室内の前記噴射ノズルを挟んで対称となる位置に前記撹拌ファンが各々配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の低温冷却装置。
【請求項５】
互いに隣接する前記撹拌ファンが逆向きに回転することを特徴とする請求項４に記載の低温冷却装置。
【請求項６】
前記撹拌ファンを挟んで対称となる位置に前記噴射ノズルが各々配置され、各々の前記噴射ノズルが前記撹拌ファンに向かって低温液化ガスを噴射することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の低温冷却装置。
【請求項７】
前記冷却室内の対称となる位置に前記噴射ノズル及び前記撹拌ファンが各々配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の低温冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被冷却物を冷却する低温冷却装置がある。低温冷却装置では、被冷却物が収容される冷却室内に、液体窒素などの低温液化ガスを噴射ノズルから霧状又はガス状に噴射し、撹拌ファンで撹拌しながら、被冷却物を均一に冷却することが行われている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８５８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来の低温冷却装置では、一般的に装置作製の容易性から、冷却室内の冷却空間が立方体状又は直方体状となるように設計されている。しかしながら、このような設計とした場合、冷却室内の冷却空間を区画する壁面のうち、互いに隣接した２つの壁面の間に形成される隅部や、互いに隣接した３つの壁面の間に形成される頂部において、低温液化ガスの流れに乱れが生じ易くなる。その結果、冷却室内で偏流が生じてしまい、冷却室内を均一に冷却することが困難となることがあった。
【０００５】
また、例えば冷却室内における低温液化ガスの噴射量を増やすことで、冷却室内を短時間で冷却できたとしても、冷却室内における隅部や頂部との温度差は逆に大きくなる。このため、冷却室内の温度を均一するのに時間がかかってしまい、被冷却物を均一に冷却するのに時間を要するだけでなく、低温液化ガスの使用量が増加してしまうことがあった。
【０００６】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、冷却室内をより短時間で均一に冷却することを可能とした低温冷却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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
〔１〕  被冷却物を冷却する冷却空間が設けられた冷却室と、
前記被冷却物を冷却する低温液化ガスを前記冷却室内で霧状又はガス状に噴射する噴射ノズルと、
前記噴射ノズルから噴射された低温液化ガスを前記冷却室内で撹拌させる撹拌ファンと、
前記冷却室内の前記冷却空間を区画する壁面のうち、互いに隣接した２つの壁面の間に形成される隅部に沿って配置される隅部用カバー部材とを備え、
前記隅部用カバー部材は、前記隅部を覆うと共に、前記２つの壁面の間で凹面又は斜面を形成していることを特徴とする低温冷却装置。
〔２〕  前記冷却室の前記収容空間を区画する壁面のうち、互いに隣接した３つの壁面の間に形成される頂部に配置される頂部用カバー部材を備え、
前記頂部用カバー部材は、前記頂部を覆うと共に、前記３つの壁面の間で凹面又は斜面を形成していることを特徴とする前記〔１〕に記載の低温冷却装置。
〔３〕  前記頂部用カバー部材は、前記隅部用カバー部材が配置された２つの隅部の間の頂部に配置されて、前記隅部用カバー部材が形成する凹面又は斜面と連続した凹面又は斜面を形成していることを特徴とする前記〔２〕に記載の低温冷却装置。
〔４〕  前記冷却室内の前記噴射ノズルを挟んで対称となる位置に前記撹拌ファンが各々配置されていることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の低温冷却装置。
〔５〕  互いに隣接する前記撹拌ファンが逆向きに回転することを特徴とする前記〔４〕に記載の低温冷却装置。
〔６〕  前記撹拌ファンを挟んで対称となる位置に前記噴射ノズルが各々配置され、各々の前記噴射ノズルが前記撹拌ファンに向かって低温液化ガスを噴射することを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の低温冷却装置。
〔７〕  前記冷却室内の対称となる位置に前記噴射ノズル及び前記撹拌ファンが各々配置されていることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕の何れか一項に記載の低温冷却装置。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によれば、冷却室内をより短時間で均一に冷却することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る低温冷却装置を示す構成図である。
【図２】図１に示す低温冷却装置の冷却室内を示す透視斜視図である。
【図３】図１に示す低温冷却装置の冷却室内を示す正面図である。
【図４】隅部に配置された隅部用カバー部材を示し、（ａ）はその断面斜視図、（ｂ）はその断面図である。
【図５】隅部及び頂部に配置された隅部用カバー部材及び頂部用カバー部材を示し、（ａ）はその断面斜視図、（ｂ）はその断面図である。
【図６】比較例となる低温冷却装置の冷却室内における温度分布を示す透視斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る低温冷却装置の冷却室内を示す透視斜視図である。
【図８】図７に示す低温冷却装置の冷却室内を示す正面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る低温冷却装置の冷却室内を示す透視斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る低温冷却装置の冷却室内を示す透視斜視図である。
【図１１】図１０に示す低温冷却装置の冷却室内を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を模式的に示している場合があり、各構成要素の数や寸法比率などが実際と同じであるとは限らないものとする。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００１１】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態として、例えば図１〜図３に示す低温冷却装置１Ａについて説明する。なお、図１は、低温冷却装置１Ａを示す構成図である。図２は、低温冷却装置１Ａの冷却室２内を示す透視斜視図である。図３は、低温冷却装置１Ａの冷却室２内を示す正面図である。
【００１２】
本実施形態の低温冷却装置１Ａは、図１〜図３に示すように、被冷却物Ｓを冷却する冷却空間Ｋが設けられた冷却室２と、被冷却物Ｓを冷却する低温液化ガスｇを冷却室２内で霧状又はガス状に噴射する噴射ノズル３と、噴射ノズル３から噴射された低温液化ガスｇを冷却室２内で撹拌させる２つの撹拌ファン４とを備えている。
【００１３】
冷却室２は、下壁部２ａと、上壁部２ｂと、４つの側壁部２ｃ〜２ｆとを有して、冷却室２の内部に立方体状又は直方体状（本実施形態では直方体状）となる冷却空間Ｋを形成している。なお、冷却室２を構成する各壁部２ａ〜２ｆの材質については、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を挙げることができるが、低温液化ガスｇの低温に耐え得ることができ、低温液化ガスｇと反応しないものであれば、それ以外の材質のものを用いてもよい。さらに、冷却室２の周囲は、保温材（断熱材）で覆われていることが望ましい。
【００１４】
また、正面側の側壁部２ｃには、被冷却物Ｓを出し入れするための開閉扉（図示せず。）が設けられている。なお、本実施形態では、被冷却物Ｓとして、機械部品用の鉄鋼材を例示しているが、このような被冷却物Ｓに限定されるものではない。冷却室２内に収容された被冷却物Ｓは、下壁部２ａ上に載置される。また、冷却室２には、低温液化ガスｇを排気するための排気口（図示せず。）が設けられている。
【００１５】
噴射ノズル３は、その先端が冷却空間Ｋの中央部に位置するように、背面側の側壁部２ｄの中央部から冷却室２の内側に向かって突出して設けられている。なお、噴射ノズル３については、下壁部２ａや上壁部２ｂから突出した構成とすることも可能である。
【００１６】
噴射ノズル３から噴射される低温液化ガスｇは、冷却室２の外側にある貯留タンク５に貯留されている。また、貯留タンク５と噴射ノズル３との間は、配管６により接続されている。なお、本実施形態では、冷媒（寒剤）となる低温液化ガスｇとして、液体窒素を用いているが、それ以外の冷媒（寒剤）を用いることも可能である。また、貯留タンク５及び配管６の材質については、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を挙げることができるが、低温液化ガスｇの低温に耐え得ることができ、低温液化ガスｇと反応しないものであれば、それ以外の材質のものを用いてもよい。さらに、貯留タンク５及び配管６の周囲は、保温材（断熱材）で覆われていることが望ましい。
【００１７】
低温冷却装置１Ａは、配管６を開閉する開閉弁７と、冷却室２内の温度を測定する複数の温度センサ８と、開閉弁７の開閉を制御する制御部９とを備えている。開閉弁７には、電磁弁が用いられている。なお、低温液化ガスｇの供給を制御できるものであれば、それ以外の開閉弁７を用いてもよい。温度センサ８は、冷却室２内の８つのコーナー部Ａ〜Ｈにそれぞれ配置されている。制御部９は、開閉弁７及び複数の温度センサ８と電気的に接続されている。制御部９は、複数の温度センサ８が測定した温度の測定結果に基づいて、開閉弁７の開閉を制御する。これにより、噴射ノズル３から噴射される低温液化ガスｇの噴射量を制御することが可能となっている。
【００１８】
撹拌ファン４は、冷却室２内の噴射ノズル３を挟んで対称となる幅方向（左右方向）の両側に各々配置されている。撹拌ファン４には、シロッコファンが用いられている。撹拌ファン４は、背面側の側壁部２ｄを貫通する回転軸１０を介して冷却室２の外側にある駆動モータ１１により回転駆動される。
【００１９】
２つの撹拌ファン４は、噴射ノズル３の先端に臨むに位置において、互いに逆向きに回転することで、噴射ノズル３から噴射された低温液化ガスｇを幅方向（左右方向）に均等に撹拌させる。これにより、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することが可能である。
【００２０】
なお、本実施形態では、２つの撹拌ファン４の回転数（撹拌力）を等しくしているが、これに限定されることではなく、冷却室２内の温度分布を考慮して、互いの回転数（撹拌力）に差を設けてもよい。
【００２１】
また、本実施形態では、上壁部２ｂ側がより冷却されるように、２つの撹拌ファン４の回転方向を噴射ノズル３と対向する側において上向き方向としているが、下壁部２ａ側がより冷却されるように、２つの撹拌ファン４の回転方向を噴射ノズル３と対向する側において下向き方向としてもよい。
【００２２】
さらに、本実施形態では、噴射ノズル３を通る高さ方向（上下方向）に沿った対称軸Ｔを挟んで、２つの撹拌ファン４が幅方向（左右方向）に対称となるように配置されているが、噴射ノズル３を通る幅方向（左右方向）に沿った対称軸Ｔを挟んで、２つの撹拌ファン４が高さ方向（上下方向）に対称となるように配置することも可能である。また、噴射ノズル３を挟んで２つの撹拌ファン４の対称軸Ｔが斜めとなるように配置することも可能である。
【００２３】
ところで、本実施形態の低温冷却装置１Ａは、図４及び図５に示すように、冷却室２内の冷却空Ｋ間を区画する６つの壁面（各壁部２ａ〜２ｆの内壁面）のうち、互いに隣接した２つの壁面の間に形成される１２つの隅部１２ａ〜１２ｌに沿って各々配置された隅部用カバー部材１３と、互いに隣接した３つの壁面の間に形成される８つの頂部１４ａ〜１４ｈに各々配置された頂部用カバー部材１５とを備えている。
【００２４】
隅部用カバー部材１３は、各々の隅部１２ａ〜１２ｌを覆うと共に、隣接する２つの壁面の間で断面円弧状の凹面１３ａを形成している。なお、隅部用カバー部材１３については、上述した凹面１３ａを形成するものに限らず、隣接する２つの壁面の間で斜面を形成するものであってもよい。
【００２５】
また、冷却室２内では、隅部１２ａ〜１２ｌと隅部用カバー部材１３との間に隙間が形成されているが、この隙間を無くすように隅部用カバー部材１３の凹面１３ａとは反対側を隅部１２ａ〜１２ｌと一致するような形状としてもよい。
【００２６】
頂部用カバー部材１５は、各々の頂部１４ａ〜１４ｈを覆うと共に、隣接する３つの壁面の間で球面状の凹面１５ａを形成している。また、頂部用カバー部材１５は、隅部用カバー部材１３が形成する凹面１３ａと連続した凹面１５ａを形成している。なお、頂部用カバー部材１５については、上述した凹面１５ａを形成するものに限らず、隣接する３つの壁面の間で斜面を形成するものであってもよい。
【００２７】
また、冷却室２内では、頂部１４ａ〜１４ｈと頂部用カバー部材１５との間に隙間が形成されているが、この隙間を無くすように頂部用カバー部材１５の凹面１５ａとは反対側を頂部１２ａ〜１２ｌと一致するような形状としてもよい。
【００２８】
なお、隅部用カバー部材１３及び頂部用カバー部材１５の材質については、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を挙げることができるが、低温液化ガスｇの低温に耐え得ることができ、低温液化ガスｇと反応しないものであれば、それ以外の材質のものを用いてもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、上述した冷却室２内の全ての隅部１２ａ〜１２ｌ及び頂部１４ａ〜１４ｈに対して隅部用カバー部材１３及び頂部用カバー部材１５を各々配置した構成となっているが、このような構成に限らず、冷却室２内の一部の隅部１２ａ〜１２ｌや頂部１４ａ〜１４ｈに隅部用カバー部材１３や頂部用カバー部材１５を配置した構成としてもよい。
【００３０】
また、隅部用カバー部材１３が配置された２つの隅部１２ａ〜１２ｌの間の頂部１４ａ〜１４ｈには、２つの隅部用カバー部材１３が形成する凹面１３ａと連続した凹面１５ａを形成する頂部用カバー部材１５を配置することが好ましい。
【００３１】
以上のような構成を有する低温冷却装置１Ａでは、噴射ノズル３から噴射された低温液化ガスｇを撹拌ファン４で撹拌しながら、密閉された冷却室２の内部空間Ｋを均一に冷却（予冷）する。そして、冷却室２内が規定の温度以下、且つ、各コーナー部Ａ〜Ｈ間の温度差が規定の温度以内となった後に、被冷却物Ｓを冷却室２に収容する。その後、噴射ノズル３から噴射された低温液化ガスｇを撹拌ファン４で撹拌しながら、被冷却物Ｓに対する冷却が行われる。これにより、被冷却物Ｓは、冷却室２内で均一に冷却されることになる。
【００３２】
ここで、比較例として、図６に示す従来の低温冷却装置の冷却室２内における温度分布について説明する。なお、図６に示す従来の低温冷却装置では、上記低温冷却装置１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付している。
【００３３】
図６に示す従来の低温冷却装置では、冷却室２内において、１つの撹拌ファン４が冷却空間Ｋの中央部に位置するように配置され、この撹拌ファン４を挟んだ幅方向（左右方向）の一方（右）側に噴射ノズル３が配置されている。そして、この従来の低温冷却装置では、噴射ノズル３から撹拌ファン４に向けて低温液化ガスｇを噴射することによって、撹拌ファン４で低温液化ガスｇを撹拌しながら、冷却室２内を冷却する。
【００３４】
このとき、噴射ノズル３から噴射された低温液化ガスｇは、撹拌ファン４の構造上、この撹拌ファン４の回転方向（上向き回転方向）により上壁部２ｂ側に向けて多く撹拌される。その後、低温液化ガスｇの撹拌量は、下壁部２ａ側に向けて徐々に減少することになる。
【００３５】
この場合、冷却室２内では、上部奥側のコーナー部Ａ，Ｂ付近の冷却が比較的早く進む一方、下部手前側のコーナー部Ｇ，Ｈ付近の冷却が遅くなるため、この冷却室２内の温度を均一化するのに時間を要することになる。
【００３６】
また、冷却室２内の隅部１２ａ〜１２ｌや頂部１４ａ〜１４ｈにおいて、低温液化ガスｇの流れに乱れが生じ易くなる。その結果、冷却室２内で偏流が生じてしまい、冷却室２内を均一に冷却することが困難となる。
【００３７】
これに対して、本実施形態の低温冷却装置１Ａでは、上述した隅部用カバー部材１３や頂部用カバー部材１５を設けることによって、冷却室２内の冷却空間Ｋが従来の直方体状よりも丸みを帯びた形状となっている。これにより、低温液化ガスｇの流れに偏流などの乱れを生じ難くなり、この低温液化ガスｇを冷却室２内の全域に亘って滞りなく流すことができる。したがって、本実施形態の低温冷却装置１Ａでは、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することが可能である。
【００３８】
以上のように、本実施形態の低温冷却装置１Ａでは、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することができるため、被冷却物Ｓを均一に冷却するのに必要な時間を短縮すると共に、低温液化ガスｇの使用量を削減することが可能である。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態として、例えば図７及び図８に示す低温冷却装置１Ｂについて説明する。なお、図７は、低温冷却装置１Ｂの冷却室２内を示す透視斜視図である。図８は、低温冷却装置１Ｂの冷却室２内を示す正面図である。また、以下の説明では、上記低温冷却装置１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【００４０】
本実施形態の低温冷却装置１Ｂは、図７及び図８に示すように、冷却室２内の噴射ノズル３を挟んで対称となる位置に４つの撹拌ファン４が各々配置された構成となっている。それ以外は、上記低温冷却装置１Ａと基本的に同じ構成を有している。
【００４１】
４つの撹拌ファン４は、互いに隣接するもの同士が逆向きに回転することで、噴射ノズル３から噴射された低温液化ガスｇを幅方向（左右方向）及び高さ方向（上下方向）に均等に撹拌させる。これにより、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することが可能である。
【００４２】
以上のような構成を有する低温冷却装置１Ｂでは、上記低温冷却装置１Ａと同様に、上述した隅部用カバー部材１３や頂部用カバー部材１５を設けることによって、冷却室２内の冷却空間Ｋが従来の直方体状よりも丸みを帯びた形状となる。これにより、低温液化ガスｇの流れに偏流などの乱れを生じ難くなり、この低温液化ガスｇを冷却室２内の全域に亘って滞りなく流すことができる。したがって、本実施形態の低温冷却装置１Ｂでは、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することが可能である。
【００４３】
以上のように、本実施形態の低温冷却装置１Ｂでは、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することができるため、被冷却物Ｓを均一に冷却するのに必要な時間を短縮すると共に、低温液化ガスｇの使用量を削減することが可能である。
【００４４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態として、例えば図９に示す低温冷却装置１Ｃについて説明する。なお、図９は、低温冷却装置１Ｃの冷却室２内を示す透視斜視図である。また、以下の説明では、上記低温冷却装置１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【００４５】
本実施形態の低温冷却装置１Ｃは、図９に示すように、１つの撹拌ファン４を挟んで幅方向（左右方向）に対称となる位置に、２つの噴射ノズル３が各々配置された構成となっている。それ以外は、上記低温冷却装置１Ａと基本的に同じ構成を有している。
【００４６】
この構成の場合、撹拌ファン４の回転方向が一方の噴射ノズル３と対向する側（右側）と、他方の噴射ノズル３と対向する側（左側）とで逆向きとなる。したがって、これら２つの噴射ノズル３が撹拌ファン４に向かって低温液化ガスｇを噴射することで、噴射ノズル３から噴射された低温液化ガスｇを上向き方向と下向き方向とに均等に撹拌させることができる。これにより、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することが可能である。
【００４７】
なお、本実施形態では、上述した１つの撹拌ファン４を挟んで２つの噴射ノズル３が幅方向（左右方向）に対称となるように配置しているが、１つの撹拌ファン４を挟んで２つの噴射ノズル３が高さ方向（上下方向）に対称となるように配置することも可能である。また、１つの撹拌ファン４を挟んで対称となる位置に４つの噴射ノズル３が各々配置された構成とすることも可能である。
【００４８】
以上のような構成を有する低温冷却装置１Ｃでは、上記低温冷却装置１Ａと同様に、上述した隅部用カバー部材１３や頂部用カバー部材１５を設けることによって、冷却室２内の冷却空間Ｋが従来の直方体状よりも丸みを帯びた形状となる。これにより、低温液化ガスｇの流れに偏流などの乱れを生じ難くなり、この低温液化ガスｇを冷却室２内の全域に亘って滞りなく流すことができる。したがって、本実施形態の低温冷却装置１Ｃでは、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することが可能である。
【００４９】
以上のように、本実施形態の低温冷却装置１Ｃでは、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することができるため、被冷却物Ｓを均一に冷却するのに必要な時間を短縮すると共に、低温液化ガスｇの使用量を削減することが可能である。
【００５０】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態として、例えば図１０及び図１１に示す低温冷却装置１Ｄについて説明する。なお、図１０は、低温冷却装置１Ｄの冷却室２内を示す透視斜視図である。図１１は、低温冷却装置１Ｄの冷却室２内を示す正面図である。また、以下の説明では、上記低温冷却装置１Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【００５１】
本実施形態の低温冷却装置１Ｄは、図１０及び図１１に示すように、冷却室２内の対称となる位置に２組の噴射ノズル３及び撹拌ファン４が各々配置された構成となっている。それ以外は、上記低温冷却装置１Ａと基本的に同じ構成を有している。
【００５２】
具体的に、この低温冷却装置１Ｄでは、噴射ノズル３を通る高さ方向（上下方向）に沿った対称軸Ｔを挟んで、２組の噴射ノズル３及び撹拌ファン４が幅方向（左右方向）に対称となるように配置されている。なお、２組の噴射ノズル３及び撹拌ファン４については、噴射ノズル３を通る幅方向（左右方向）に沿った対称軸Ｔを挟んで、高さ方向（上下方向）に対称となるように配置することも可能である。
【００５３】
この構成の場合、２つの撹拌ファン４が逆向きに回転しながら、各々の噴射ノズル３から噴射された低温液化ガスｇを幅方向（左右方向）に均等に撹拌させる。これにより、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することが可能である。なお、本実施形態では、２組の噴射ノズル３及び撹拌ファン４を配置した場合を例示したが、これら噴射ノズル３及び撹拌ファン４の配置する数を増やすことも可能である。
【００５４】
以上のような構成を有する低温冷却装置１Ｄでは、上記低温冷却装置１Ａと同様に、上述した隅部用カバー部材１３や頂部用カバー部材１５を設けることによって、冷却室２内の冷却空間Ｋが従来の直方体状よりも丸みを帯びた形状となる。これにより、低温液化ガスｇの流れに偏流などの乱れを生じ難くなり、この低温液化ガスｇを冷却室２内の全域に亘って滞りなく流すことができる。したがって、本実施形態の低温冷却装置１Ｄでは、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することが可能である。
【００５５】
以上のように、本実施形態の低温冷却装置１Ｄでは、冷却室２内をより短時間で均一に冷却することができるため、被冷却物Ｓを均一に冷却するのに必要な時間を短縮すると共に、低温液化ガスｇの使用量を削減することが可能である。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【００５７】
本実施例では、上記図１に示す低温冷却装置１Ａ（実施例１）と、上記図６に示す従来の低温冷却装置（比較例１）について、実際に冷却室２内を冷却（予冷）したときの冷却性能の比較を行った。
【００５８】
なお、本実施例において、冷却室２内における冷却空間Ｋのサイズは、１，５００ｍｍ×８２５ｍｍ×７５０ｍｍである。また、撹拌ファン４の直径は２０３ｍｍであり、撹拌ファン４の回転数は３０回転／秒である。また、隅部用カバー部材１３及び頂部用カバー部材１５の厚みは、１．５ｍｍであり、それぞれの凹面１３ａ，１５ａの曲率半径（Ｒ）は５０ｍｍである。
【００５９】
本実施例では、冷却室２内の規定温度を−１００℃以下とし、各コーナー部Ａ〜Ｈ間における温度差の規定温度を２．０℃以内とした。そして、以下の（１）〜（３）についての測定を行った。その測定結果をまとめたものを下記表１に示す。
（１）常温（＋５℃）から規定温度（−１００℃）以下に到達するまでの時間。  
（２）規定温度（−１００℃）以下に到達した後、各コーナー部Ａ〜Ｈ間における温度差が規定温度（２．０℃）以内になるまでの時間。  
（３）規定温度（−１００℃）以下に到達した後、各コーナー部Ａ〜Ｈ間における温度差が１．０以内になるまでの時間。  
【００６０】
【表１】
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【００６１】
表１に示すように、上記（１）の測定結果については、実施例１と比較例１とも約７分であり、ほとんど差が生じなかった。これは、低温液化ガスｇとして用いた液化窒素の温度が−１９６℃と十分低温であるために、低温液化ガスｇの撹拌に因らず、冷却室２内に低温液化ガスｇを噴射するだけで規定温度（−１００℃）以下に到達したためと考えられる。
【００６２】
次に、上記（２）の測定結果については、実施例１が約２０分であり、比較例１が約５５分であり、実施例１が比較例１に比べて半分以下の時間となった。これについては、規定温度（−１００℃）以下に到達した後は、制御部９により開閉弁７の開閉が制御されて、低温液化ガスｇの供給が抑えられるため、撹拌ファン４で撹拌される低温液化ガスｇの流れの違いによって、上記（２）の到達時間に差が生じたものと考えられる。
【００６３】
次に、上記（３）の測定結果については、実施例１では、約４５分後に到達することができたが、比較例１では、到達することができず、測定不可となった。
【００６４】
以上の測定結果から、上記図１に示す低温冷却装置１Ａ（実施例１）では、上記図６に示す従来の低温冷却装置（比較例１）に比べて、冷却室２内をより短時間で均一に冷却できることを確認した。
【符号の説明】
【００６５】
１Ａ〜１Ｄ…低温冷却装置  ２…冷却室  ２ａ…下壁部  ２ｂ…上壁部  ２ｃ〜２ｆ…側壁部  ３…噴射ノズル  ４…撹拌ファン  ５…貯留タンク  ６…配管  ７…開閉弁  ８…温度センサ  ９…制御部  １０…回転軸  １１…駆動モータ  １２ａ〜１２ｌ…隅部  １３…隅部用カバー部材  １３ａ…凹面  １４ａ〜１４ｈ…頂部  １５…頂部用カバー部材  １５ａ…凹面  Ｓ…被冷却物  ｇ…低温液化ガス  Ｋ…冷却空間  Ｔ…対称軸
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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