JP2000097526A - 冷媒注入装置および冷媒注入方法 - Google Patents

冷媒注入装置および冷媒注入方法

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JP2000097526A
JP2000097526A JP11221311A JP22131199A JP2000097526A JP 2000097526 A JP2000097526 A JP 2000097526A JP 11221311 A JP11221311 A JP 11221311A JP 22131199 A JP22131199 A JP 22131199A JP 2000097526 A JP2000097526 A JP 2000097526A
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pipe
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injection nozzle
injection
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Alain Cloarec
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

(57)【要約】 【課題】混合機の入口に対して正確に位置決めされた冷
媒流を形成可能な冷媒注入装置および冷媒注入方法を提
供する。 【解決手段】製品混合機に冷媒を注入する冷媒注入装置
はパイプを備え、このパイプは、製品混合機に接続され
る注入ノズルと、冷媒を膨張させる少なくとも１つの断
面積低減領域とを有している。断面積低減領域は、オリ
フィスとして構成され、パイプ内における冷媒の流通方
向に対して、注入ノズルの上流側に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、製品混合機に冷
媒を注入する冷媒注入装置および冷媒注入方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば窒素等の冷媒を注入する冷媒注入
装置を備えたこのような製品混合機は、攪拌器としても
知られ、調理済み食品の各原料を個別に極度に冷凍し、
あるいは、極度に冷凍された製品をソースで被覆し同時
に極度に冷凍する農耕食品工業の分野で特に用いられて
いる。
【０００３】従来、製品混合機に冷媒を注入する冷媒注
入装置は、一般にパイプを備え、このパイプは、製品混
合機に接続される注入ノズルと、冷媒内に膨張を生じさ
せるための少なくとも１つの断面積低減領域と、を有し
ている。この種の冷媒注入装置において、断面積低減領
域は、注入ノズルの端に位置した較正オリフィスから成
り、注入ノズルは製品混合機の容器の入口に位置してい
る。従来、液体窒素からなる冷媒は、注入ノズルによ
り、断面積低減領域を通して容器内に注入される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような構成は、製
品混合機の入口で冷媒を膨張させることができる。しか
しながら、幾つかの問題があり、特に、注入ノズル内に
設けられた較正オリフィスは、コーン形状の比較的大き
な流れの拡散を生じさせることが原因となる。このよう
な流れの拡散は、液体窒素流が製品混合機内に深く浸透
することを妨げる。
【０００５】この発明は以上の問題点に鑑みなされたも
ので、その目的は、製品混合機に冷媒を注入する冷媒注
入装置および冷媒注入方法において、ほぼ円筒形状をな
し製品混合機の入口に対して正確に位置決めされた冷媒
流を形成可能な、製品混合機に冷媒を注入する冷媒注入
装置および冷媒注入方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従って、この発明の主題
は上述したタイプの冷媒注入装置であり、断面積低減領
域が、パイプ内の流体の流れ方向に対して、注入ノズル
の上流側に位置していることを特徴としている。
【０００７】また、この発明に係る冷媒注入装置は、独
立して、あるいは、技術的に組み合わせ可能な以下の特
徴を備えている。すなわち、冷媒注入装置は、液体相と
気体相とを分離する分離手段を更に備え、この分離手段
は断面積低減領域の下流側に設けられている。上記分離
手段は、上記少なくとも１つの断面積低減領域と注入ノ
ズルとの間を延びるパイプの鋭角に折れ曲がった部分か
ら構成されている。上記パイプは、注入ノズルの上流側
に位置し、この注入ノズルに向かって下方に傾斜して延
びている。
【０００８】製品混合機は容器を備え、この容器は、注
入ノズルを接続する領域の近傍に位置した回転ブレード
を有している。また、冷媒注入装置はパイプ上に設けら
れたバルブを更に備え、このバルブは制御部材によって
作動され、上記ブレードの回転に同期して冷媒を注入す
る。
【０００９】注入ノズルは、容器へアクセルするドア上
に設けられるように構成されているため、上記パイプは
注入ノズルの上流側に位置した回転シールと嵌合してい
る。この回転シールは上記分離手段の上流側に設けられ
ている。
【００１０】冷媒注入装置は、注入ノズルの上流側に位
置したパイプ上に設けられた圧力ゲージのような圧力検
出手段を更に備えている。また、冷媒注入装置は、上記
注入ノズルの反対側に位置し加圧状態で冷媒を供給する
供給源に接続されるパイプの一端に設けられた遮断バル
ブを更に備え、上記冷媒は液体窒素を含んでいる。複数
の回転ブレードを備えた製品混合機の場合、容器は固定
的に、あるいは回動可能に設けられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、全
体が参照符号１０で表された製品混合機を示している。
この製品混合機１０は、例えば、極度に冷凍された、あ
るいは、極度に冷凍された製品を同時に混合し、ソース
で被覆し極度に冷凍することにより複数に分離可能な、
調理済み食品あるいは混合野菜を提供する農耕食品工業
の分野で用いるように設計されている。このような製品
混合機１０は、他の分野、例えば、薬剤工業の分野でも
使用可能である。
【００１２】製品混合機１０は、上述した使用に適した
材料で形成されているとともにアクセスドア１４を有し
た容器１２を備えている。アクセスドア１４はそれ自
身、用意する製品を送るためのパイプ１６を備えてい
る。また、製品混合機１０は、容器１２内に冷媒を注入
し容器内の混合物を極度に冷凍する冷媒注入装置１８を
備えている。
【００１３】この冷媒注入装置１８もアクセスドア１４
上に設けられ、加圧下で冷媒供給源（図示しない）に接
続されるように構成されている。なお、冷媒としては、
例えば、液体窒素が用いられている。
【００１４】図２および図３に示すように、冷媒注入装
置１８はパイプ２０を備え、このパイプの第１端２２
は、アクセスドア１４に接続された注入ノズル２４を有
し、他端２６は、アクチュエータに接続された遮断バル
ブ２８を介して液体窒素供給源に接続されている。この
遮断バルブ２８は、手動あるいは自動的に作動される。
【００１５】パイプ２０の中間部は、パイプ２０内を流
れる液体窒素に膨張を生じさせる少なくとも１つの断面
積低減領域３０を備えている。
【００１６】すなわち、パイプ２０は、中間領域内、つ
まり、液体窒素の流通方向に対して、注入ノズル２４の
上流側に位置した、較正オリフィスを備えている。
【００１７】また、図２および図３に示すように、パイ
プ２０は鋭角な折り曲げ部３２を有し、この折り曲げ部
３２は、注入ノズル２４と較正オリフィスとして機能す
る断面積低減領域３０との間に設けられ、折り曲げ部内
の窒素に作用する遠心力により、較正オリフィス、つま
り、断面積低減領域３０の下流側で、窒素の液相と気体
相と自然分離させる。そして、この自然分離は、折り曲
げ部３２の外部を流れる液体流を形成し、同時に、較正
オリフィスを通って流れる流体の効果によって生じた気
体相は、折り曲げ部３２の内部を流れる。
【００１８】更に、パイプ２０は、図示しない制御部材
によって制御されるソレノイドバルブ３４を備え、この
制御部材は、流れオン／流れオフによりパイプ２０内の
流量を制御する。なお、ソレノイドバルブ３４は、較正
オリフィス３０の下流側に位置している。
【００１９】注入ノズル２４は、従来より容器１２がそ
の入口に備えていた回転ブレードの近傍の中間部に設け
られ、ソレノイドバルブ３４の動作を制御する制御部材
は、回転ブレードの回転に同期してソレノイドバルブを
開閉し、回転ブレードが注入ノズル２４に対してずれて
位置している時に液体窒素を容器１２内へ注入する。
【００２０】この動作は、回転ブレード内に液体窒素を
注入する危険を防止し、また、回転ブレードにより容器
１２の入口の前方に落とされた製品に液体窒素が注入さ
れる危険を防止する。このような液体窒素の注入は、容
器１２内での比較的大きな温度勾配を生じさせるため、
容器１２内に収納された混合物の平凡な冷却を生じさせ
る。
【００２１】パイプ２０内に含まれた液体窒素の圧力を
正確に表示する目的で、ソレノイドバルブ３４の上流
側、かつ、較正オリフィス３０の直ぐ上流側に、圧力検
出手段として機能する圧力ゲージ３６が設けられ、ソレ
ノイドバルブ３４の作動周期に拘わらず、圧力（総合圧
力）値を比較的一定して表示する。図２および図３に示
すように、圧力ゲージ３６の上流側にはバルブ３８が設
けられている。
【００２２】再度図２に示すように、製品供給パイプ１
６、およびパイプ２０の対応する端に位置し製品供給パ
イプと共同する注入ノズル２４によって構成されたアッ
センブリは、容器１２のアクセスドア１４に設けられて
いる。
【００２３】アクセルドア１４を容易に開けられるよう
に、パイプ２０は、従来の回転型シールおよびホース４
０を備え、これらはパイプ２０が少なくとも２次自由度
を持って移動することを可能とする。
【００２４】図３に示すように、パイプ２０の内、注入
ノズル２４の上流側を延びる部分、望ましくは、ホース
４０からできるだけ離れた部分は、注入ノズル２４に向
かって緩やかに傾斜した形状を成し、この部分における
窒素の滞留を防止するとともに、洗浄液を容易に排出で
きるようにしている。この部分におけるパイプ２０は、
水平方向に対して１５度の角度を成していることが好ま
しい。
【００２５】最後に、図２に示すように、パイプ２０は
真空タップ４４を有し、この真空タップは、従来と同様
に、容器１２を満たしている外部空気を排気可能として
いる。
【００２６】以上のように構成された冷媒注入装置によ
れば、注入ノズルの上流側に較正オリフィス、下流側に
鋭角な折り曲げ部をそれぞれ備えたパイプは、一方で、
注入領域の上流側で冷媒の膨張を生じさせ、製品混合機
の入口における液体窒素の拡散流の発生を防止するとと
もに、他方で、鋭角な折り曲げ部において、較正オリフ
ィスの出口で発生した気体相から液体相を自然に、つま
り、機械的に分離し、明確に規定された液体の流れ、つ
まり、液体の非拡散流を容器の入口に注入可能とする。
従って、液体流が容器の中心部まで効果的に届き、液体
窒素を容器内に比較的深く注入することが可能となる。
【００２７】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、図２および図３を参照して説明した冷媒
注入装置は、液体窒素を制御するソレノイドバルブの上
流側に設けられた較正オリフィスを備えているが、冷媒
の膨張を生じさせるような適当な内径を持ったバルブを
用いることにより、ソレノイドバルブと較正オリフィス
とを一体化した構成としてもよい。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、冷媒を膨張させる断面積低減領域をパイプ内におけ
る冷媒の流通方向に対して注入ノズルの上流側に設ける
ことにより、製品混合機の入口に対して正確に位置決め
された冷媒流を形成可能な冷媒注入装置および冷媒注入
方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る注入装置を備えた製品混合機を
示す斜視図。
【図２】上記冷媒注入装置を示す、上記図１の混合機の
上面図。
【図３】図２に示した冷媒注入装置の構成を示す図。
【符号の説明】
１０…混合機 １２…容器 １４…アクセスドア １８…注入装置 ２０…パイプ ２４…注入ノズル ２８…遮断バルブ ３０…断面積低減領域 ３２…折り曲げ部 ３４…ソレノイドバルブ ３６…圧力ゲージ ４０…ホース ４２…回転シール

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】製品混合機（１０）に冷媒を注入する冷媒
    注入装置において、 上記製品混合機に接続される注入ノズル（２４）と、冷
    媒を膨張させる少なくとも１つの断面積低減領域（３
    ０）とを有したパイプ（２０）を備え、 上記断面積低減領域（３０）は、上記パイプ内における
    冷媒の流通方向に対して、上記注入ノズルの上流側に設
    けられていることを特徴とする冷媒注入装置。
  2. 【請求項２】液体相と気体相とを分離する分離手段（３
    ２）を備え、上記分離手段は、上記断面積低減領域（３
    ０）の下流側に設けられていることを特徴とする請求項
    １に記載の冷媒注入装置。
  3. 【請求項３】上記分離手段は、パイプ（２０）の鋭角な
    折り曲げ部（３２）によって構成されているとともに上
    記断面積低減領域（３０）と上記注入ノズルとの間に設
    けられていることを特徴とする請求項２に記載の冷媒注
    入装置。
  4. 【請求項４】上記パイプ（２０）は、上記注入ノズル
    （２４）の上流側を、この注入ノズルに向かって傾斜し
    て延びていることを特徴とする請求項１ないし３のいず
    れか１項に記載の冷媒注入装置。
  5. 【請求項５】上記製品混合機（１０）は、上記注入ノズ
    ル（２４）を接続する領域の近傍に位置した回転ブレー
    ドを有する容器（１２）を備え、 上記パイプ（２０）に設けられているとともに、上記回
    転ブレードの回転に同期して上記冷媒を注入する制御部
    材によって動作されるバルブ（３４）が更に設けられて
    いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項
    に記載の冷媒注入装置。
  6. 【請求項６】上記注入ノズル（２４）は、上記容器にア
    クセルするためのアクセスドア（１４）上に設置可能に
    形成され、上記パイプは上記注入ノズルの上流側に位置
    した回転シール（４２）に嵌合していることを特徴とす
    る請求項５に記載の冷媒注入装置。
  7. 【請求項７】上記回転シール（４２）は上記分離手段の
    上流側に設けられていることを特徴とする請求項６に記
    載の冷媒注入装置。
  8. 【請求項８】上記バルブ（３４）の上流側で上記パイプ
    （２０）に設けられた圧力検出手段（３６）を備えてい
    ることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に
    記載の冷媒注入装置。
  9. 【請求項９】上記注入ノズル（２４）と反対側で上記パ
    イプ（２０）の一端に設けられているとともに、加圧下
    で冷媒を供給する供給源に接続される遮断バルブ（２
    ８）を備えていることを特徴とする請求項１ないし８の
    いずれか１項に記載の冷媒注入装置。
  10. 【請求項１０】上記冷媒は液体窒素であることを特徴と
    する請求項１ないし９のいずれか１項に記載の冷媒注入
    装置。
  11. 【請求項１１】製品混合機（１０）に接続される注入ノ
    ズル（２４）と、冷媒を膨張させる少なくとも１つの断
    面積低減領域（３０）とを有したパイプ（２０）を用い
    て上記製品混合機内に冷媒を注入する冷媒注入方法にお
    いて、 上記パイプ内における冷媒の流通方向に対して、上記注
    入ノズルの上流側で、上記冷媒に膨張を生じさせること
    を特徴とする冷媒注入方法。
  12. 【請求項１２】上記パイプ内の領域において、上記冷媒
    の膨張が生じる領域の下流側で、冷媒を液体相と気体相
    とに分離し、実質的に明確に規定された液体流を上記容
    器内に注入することを特徴とする請求項１１に記載の冷
    媒注入方法。
  13. 【請求項１３】上記パイプにおいて上記冷媒の膨張が生
    じる領域の下流側で、遠心効果によって機械的な相分離
    が可能な上記パイプの鋭角な折り曲げ部内に、流体流を
    形成することにより上記相分離を行うことを特徴とする
    請求項１２に記載の冷媒注入方法。
  14. 【請求項１４】上記製品混合機（１０）は、上記注入ノ
    ズル（２４）を接続する領域の近傍に位置した回転ブレ
    ードを有する容器（１２）を備え、上記冷媒は、上記回
    転ブレードの回転に同期して上記容器内に注入されるこ
    とを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか１項に
    記載の冷媒注入方法。
  15. 【請求項１５】上記冷媒は液体窒素を備えていることを
    特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載
    の冷媒注入方法。
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