JP2006300411A - 凍結開始装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】過冷却状態の液体に対し簡単かつ確実に凍結を開始させることができ凍結開始装置を提供すること。
【解決手段】本発明の凍結開始装置1は、−4℃以下の過冷却状態の液体9が内部に収納されたボトル6に超音波を付与してその液体9の凍結を開始させる装置である。凍結開始装置1は、ケーシング2と、ボトル6を設置する容器設置部3と、超音波を発生する超音波振動子と、回路部5とを有している。容器設置部3は、カップ状をなし、容器設置部3内には、容器設置部3に設置されたボトル6に超音波振動子4で発生した超音波を伝播する超音波伝播媒体8が貯留(収納)されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、凍結開始装置に関するものである。
気体や液体等を過冷却状態にしたり、また、過冷却状態の気体や液体等を用いる種々の技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
例えば、ボトル内に収納された液体を過冷却状態にし、手作業によってそのボトルを振ると、ボトル内の液体が凍結を開始し、その液体をシャーベット状にすることができる。
しかしながら、従来では、液体をシャーベット状にするために手作業によってボトルを振っていたので、手間がかかるとともに、液体がシャーベット状になるまでに長時間を要していた。また、液体が凍結を開始しなかったり、また、シャーベット状にならない場合もあり、確実性も低かった。
また、ボトルのように密閉されていないグラス内の液体は、そのグラスを振るだけでは凍結を開始せず、凍結を開始させるためには、液体に氷粒のような核(種)を混入させてグラスを振る必要があり、さらに手間と時間がかかり、また、確実性もさらに低かった。また、グラスを用いる場合は、そのグラスを振る際、グラス内の液体がこぼれることもあり、液体が少量注がれている場合しか凍結させることができなかった。
特開2005−16796号公報
本発明の目的は、過冷却状態の液体に対し簡単かつ確実に凍結を開始させることができ凍結開始装置を提供することにある。
このような目的は、下記(1)〜(14)の本発明により達成される。
(1) −4℃以下の過冷却状態の液体が内部に収納された容器に超音波を付与して前記液体の凍結を開始させる凍結開始装置であって、
超音波発生源と、
前記容器を設置する容器設置部と、
前記容器設置部に設置された容器に前記超音波発生源で発生した超音波を伝播する超音波伝播媒体とを有することを特徴とする凍結開始装置。
(2) 前記容器設置部は、前記超音波伝播媒体を収納または保持し得る超音波伝播媒体保持部を有するものである上記(1)に記載の凍結開始装置。
(3) 前記容器設置部は、カップ状またはトレイ状をなすものである上記(1)または(2)に記載の凍結開始装置。
(4) ケーシングを有し、前記容器設置部は、緩衝部材を介して前記ケーシングに支持されている上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の凍結開始装置。
(5) 前記超音波伝播媒体は、液体である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の凍結開始装置。
(6) 前記超音波発生源による超音波の付与時間を規定するタイマーを有する上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の凍結開始装置。
(7) 前記タイマーは、超音波の付与時間を連続的または段階的に設定可能である上記(6)に記載の凍結開始装置。
(8) 前記容器に少なくとも1色の光を照射する投光手段を有する上記(1)ないし(7)のいずれかに記載の凍結開始装置。
(9) 前記投光手段は、光源を有し、前記光源から発せられた光が前記超音波伝播媒体を透過して前記容器に照射されるよう構成されている上記(8)に記載の凍結開始装置。
(10) 前記超音波発生源の作動と前記投光手段の作動とが連動するかまたは同期的になされるよう構成されている上記(8)または(9)に記載の凍結開始装置。
(11) 前記容器は、液体を密閉した状態で収納し得る密閉容器である上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の凍結開始装置。
(12) 前記液体は、前記容器内において空気と接触している上記(11)に記載の凍結開始装置。
(13) 前記容器は、上端部が開口したカップ状のものである上記(1)ないし(10)のいずれかに記載の凍結開始装置。
(14) 前記容器内に収納された液体は、アルコールを含有する液体である上記(1)ないし(13)のいずれかに記載の凍結開始装置。
本発明によれば、過冷却状態の液体に対し簡単かつ確実に凍結を開始させることができる。
また、超音波発生源による超音波の付与時間を規定するタイマーを有する場合には、凍結度合いの調整を容易かつ確実に行なうことができる。
以下、本発明の凍結開始装置について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の凍結開始装置の第1実施形態を示す断面図、図2は、図1に示す凍結開始装置の回路構成を示すブロック図、図3は、本発明の凍結開始装置の第1実施形態における変形例を示す図((a)は、凍結開始装置を示す断面図、(b)は、凍結開始装置の升を示す平面図)である。
なお、説明の都合上、図1および図3(a)において、図中の上側を「上」、下側を「下として説明する。
これらの図に示す凍結開始装置1は、過冷却の状態(過冷却状態)の液体9が内部に収納された容器としてのボトル6に超音波を付与してその液体9の凍結を開始させる装置である。
図1に示すように、凍結開始装置1は、ケーシング2と、ボトル(容器)6を設置する容器設置部3と、超音波を発生する超音波振動子(超音波発生源)4と、回路部5とを有している。容器設置部3、超音波振動子4および回路部5は、それぞれ、ケーシング2の内側に設置されている。
ケーシング2は、箱状をなし、その上端部は、開口している。
容器設置部3は、カップ状をなしている。この容器設置部3の上端部の外周部31は、ケーシング2の上端部の内周部21に、環状の弾性部材で構成される緩衝部材7を介して連結(固定)されている。また、容器設置部3の前記外周部31以外の部位(部分)は、ケーシング2から離間している。これにより、容器設置部3は、ケーシング2に保持(支持)された状態で、自在に振動することができる。そして、容器設置部3がカップ状をなしており、十分な深さを有するため、この容器設置部3に設置されたボトル6に手等が触れたとしても、ボトル6が倒れてしまうのを防止することができる。
また、緩衝部材7により、容器設置部3からケーシング2への振動の伝達が阻止される。これにより、振動音の発生を防止することができる。
この容器設置部3の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼等の各種金属や各種樹脂等が用いられる。
なお、容器設置部3の形状は、カップ状に限らず、例えば、トレイ状等であってもよい(容器設置部3の深さは、特に限定されない)。
また、容器設置部3の底部32の下側面(外側面)には、超音波振動子4が設置(固定)されている。これにより、超音波振動子4が振動すると、これとともに容器設置部3が振動し、これら超音波振動子4および容器設置部3から超音波が発生する。この超音波は、後述する超音波伝播媒体8を介して、ボトル6に付与される。
また、容器設置部3は、超音波伝播媒体8を収納または保持し得る超音波伝播媒体保持部を兼ねる(有する)。
すなわち、容器設置部3内には、容器設置部3に設置されたボトル6に超音波振動子4で発生した超音波を伝播する超音波伝播媒体8が貯留(収納)されている。
本実施形態では、超音波伝播媒体8として、液体が用いられている。この液体としては、例えば、水等を使用することができる。この水は、例えば、美的感覚の向上を目的として、着色されたものでもよい。
超音波伝播媒体8の温度は、常温でもよいが、比較的低く設定されているのが好ましく、具体的には、20℃以下であるのが好ましく、0〜18℃程度であるのがより好ましい。
なお、本実施形態では、超音波伝播媒体8として液体を用いている(超音波伝播媒体8は液状をなしている)が、これに限らず、超音波伝播媒体8は、例えば、ゼリー状等のものでもよい。また、超音波伝播媒体8として、ソフトラバー等を用いてもよく、この場合、ゼリーを併用するのが好ましい。このような場合には、その超音波伝播媒体は、容器設置部3の底部32の上側面(内側面)に設置(保持)され、ボトル6は、超音波伝播媒体上に載置されるように構成するのが好ましい。
また、超音波伝播媒体8のボトル6に対する水位は、図示例では、ボトル6の略1/2であるが、これに限らず、図示例よりも低くてもよく(例えば、ボトル6の略1/4)、また、図示例よりも高くてもよい(例えば、ボトル6の略3/4)。
超音波振動子4から発生する超音波の周波数は、凍結させる液体9の種類や諸条件に応じて適宜設定されるが、10kHz以上であるのが好ましく、20〜40kHz程度であるのがより好ましい。
超音波の周波数を前記下限値以上に設定することにより、より確実に液体9の凍結を開始させることができる。
また、消費電力は5w以上であるのが好ましく、10〜40w程度であるのがより好ましい。前記上限値を超える出力では、使用電力量でコストが高くなる。
ボトル6の内部には、過冷却状態の液体9が収納されている。
過冷却(過冷却状態)とは、相転移温度(融点)以下に冷却しても、液体に転移(固体化すること)が起こらず、液相を保っている状態を言う。
ボトル6は、着脱自在のキャップ(例えば、スクリューキャップ)61を有しており、そのキャップ61の装着により、ボトル6内が密閉されている。すなわち、ボトル6は、液体9を密閉した状態で収納し得る密閉容器である。
また、ボトル6の上部には、少量の空気が収納されており、液体9は、ボトル6内において空気と接触している。このように液体9が空気と接触することにより、空気と接触していない場合に比べて、超音波を付与した際、凍結が開始され易くなる。
また、液体9には、微小な気泡が含まれているのが好ましい。これにより、さらに凍結が開始され易くなる。この場合は、ボトル6の上部の空気が無くてもよい。
なお、液体9が空気と接触していなくても超音波の付与により凍結が開始されるので、本発明では、液体9が空気と接触していなくてもよい。
過冷却状態の液体9の温度は、その液体9の種類や諸条件に応じて、−4℃以下の所定の温度に適宜設定される。液体9の温度が−4℃よりも高いと、液体9の凍結を開始させることが困難となる。
また、液体9の温度は、特に、−4〜−20℃程度であるのが好ましく、−5〜−15℃程度であるのがより好ましい。
また、液体9をアルコールを含有しない液体とアルコールを含有する液体とに大別すると、アルコールを含有しない場合の温度は、−4〜−8℃程度であるのが好ましく、アルコールを含有する場合の温度は、−9〜−15℃程度であるのが好ましい。
液体9の温度を前記範囲内に設定することにより、より簡単かつ確実に液体9の凍結を開始させることができ、また、意図しない液体9の凍結が生じてしまうのを防止することができる。
ここで、液体9にアルコールが含まれている場合は、液体9を過冷却状態に保つことができる最低温度(液状保持最低温度)が、アルコールが含まれていない場合に比べて低い。これにより、アルコールが含まれている場合は、アルコールが含まれていない場合に比べて、液体9の温度を低くすることができ、これによって、超音波を付与した際、凍結が開始され易くなる。
ボトル6内に収納される液体9としては、例えば、日本酒(清酒)、焼酎、ワイン、シャンペン、ウィスキー、ブランデー、フローズンカクテル用の液体(凍結によりフローズンカクテルになる液体)、または、それらの希釈物等のアルコール飲料(アルコールを含有する飲料)、水、ウーロン茶、緑茶、ジュース、サイダー等のアルコールを含有しない飲料等、各種飲料が挙げられる。そして、前述したように、ボトル6内の液体9にアルコールが含まれているとその液体9が凍結し易いので、これらのうちでは、凍結開始装置1は、アルコール飲料(アルコールを含有する液体)に適している。
また、前記ボトル6内に収納される液体9としては、飲料以外の液体、例えば、洗浄液、冷却液(熱さまし用等)でもよい。この場合も、前記と同様の理由で、凍結開始装置1は、アルコールを含有する液体に適している。
液体9を過冷却状態にするには、冷却速度を比較的小さく(遅く)設定し、かつ、液体9を均一に冷却する。この場合、冷却速度は、その液体9の種類等に応じて適宜設定されるが、0.1〜5℃/時間程度であるのが好ましく、2〜5℃/時間程度であるのがより好ましい。
液体9を過冷却状態にする装置(システム)としては、例えば、過冷却冷蔵保管庫等を用いることができる。この過冷却冷蔵保管庫を用いる場合は、過冷却状態になった液体9が収納されたボトル6は、過冷却冷蔵保管庫内に保管され、必要時に過冷却冷蔵保管庫から取り出される。
図1および図2に示すように、凍結開始装置1は、さらに、複数の光源11と、種々の操作スイッチや操作ダイヤル等が設けられた操作部12と、コンセントに接続されて交流電圧(電力)を取り込むソケット13とを有している。これら各光源11、操作部12、ソケット13および超音波振動子4は、それぞれ、回路部5に電気的に接続されている。
図2に示すように、回路部5は、超音波振動子4等の駆動(作動)/停止を切り替えるスイッチ(オン/オフ切替部)14と、超音波振動子4による超音波の付与時間を規定するタイマー15と、整流回路(AC/DC変換部)16と、超音波振動子4を駆動する発振回路(超音波振動子駆動回路)17と、各光源11をそれぞれ駆動する光源駆動回路18とを有している。
図1に示すように、各光源11は、容器設置部3の底部32の上側面に設置されている。また、各光源11は、容器設置部3上に設置されたボトル6の外周側に、そのボトル6を取り囲むように等間隔(等角度間隔)で配置されている。
各光源11から発せられた光は、それぞれ、超音波伝播媒体8を透過してボトル6に照射され、これにより、ボトル6や超音波伝播媒体8等がライトアップされる。液体9が結晶化してゆく過程において、その液体9に光が照射されると、結晶で光が反射し、結晶が成長する過程や、結晶の状態(成長状態)を、光の反射として見ることができる。これによって、例えば、凍結開始装置1をバー、クラブ、スナック等、比較的暗所で使用したとき、視覚的な効果(例えば、ボトル6内のアルコール飲料がより美味そうに見えたり、楽しい気分となる等)が得られる。
本実施形態では、前記各光源11および光源駆動回路18により、投光手段が構成され、この投光手段の作動と超音波振動子4の作動とが連動するようになっている。すなわち、光源11と超音波振動子4のオン/オフが同時に実行される。これにより、光源11がパイロットランプのように機能し、超音波振動子4が駆動してボトル6へ超音波が付与されているか否かを容易に把握することができる。
また、投光手段の作動と超音波振動子4の作動とが同期的になされるように構成されていてもよい。すなわち、例えば、超音波振動子4がオフしてから所定時間後(例えば、10秒後)に光源11がオフするようになっていてもよい。この場合は、超音波振動子4が振動を停止した後、ライトアップされた状態で、液体9が所定の凍結度に凍結した状態を見ることができる。
また、各光源11の駆動パターンは、特に限定されず、例えば、連続的に駆動する(発光させる)パターン、間欠的に駆動する(点滅させる)パターン、所定の順番に順次駆動するパターン等が挙げられ、また、これらの各パターンを任意に組み合わせてもよい。
また、各光源11としては、照射光の色が同一のものを用いてもよく(照射光の色が1色の投光手段を用いてもよく)、また、照射光の色が異なるものを用いてもよい(照射光の色が複数色の投光手段を用いてもよい)。照射光の色が2色以上の場合は、例えば、光源11を所定の順番に順次駆動することにより、ボトル6に照射される光の色を順次換えることができる。
また、各光源11としては、発光し得る光の色が1色のみのものを用いてもよく、また、発光し得る光の色が複数色のものを用いてもよい。
光源11としては、例えば、発光ダイオード、有機EL(エレクトロルミネッセンス)、ランプ等を用いることができる。
なお、本実施形態では、光源11の数は複数であるが、光源11の数は1つであってもよい。
また、投光手段と超音波振動子4とが連動、同期しないように構成されていてもよい。
また、光源11が移動(例えば、周方向に移動)するように構成されていてもよい。
また、複数の光源11が周方向沿って配置され、そのうちの1つまたは2つ程度が順次点滅し(所定時間点灯していた1つまたは2つの光源11が消灯すると、その隣の1つまたは2つの光源が所定時間点灯し、この動作を繰り返す)、発光位置(発光点)が周方向に移動するように構成されていてもよい。これにより、さらに美しく見える。
図2に示すタイマー15は、超音波振動子4によるボトル6への超音波の付与時間を規定するもの(図2に示す構成例では、スイッチ14のオン時間を規定するもの)である。このタイマー15により、液体9の凍結度合いの調整を容易かつ確実に行なうことができる。また、液体9は、過度に凍結するとボトル6から出なくなるので、そのような液体9の過度の凍結を防止することができる。
タイマー15としては、超音波の付与時間を連続的に設定(調整)可能なものを用いてもよく、また、段階的に設定可能なものを用いてもよい。なお、その設定は、操作部12により行なうことができるようになっている。また、操作部12には、タイマー15において予め設定されている所定時間が経過していないときでも強制的に超音波振動子4の振動を停止させる図示しない停止スイッチが設けられている。
次に、図1および図2に基づいて、凍結開始装置1の作用および使用手順(使用方法)の1例を説明する。
図1に示すように、凍結開始装置1の容器設置部3内には、適量の超音波伝播媒体8が収納されており、まず、過冷却状態の液体9が収納されたボトル6をその容器設置部3内に設置する。この場合、例えば、過冷却冷蔵保管庫等に保管されているボトル6を取り出し、そのボトル6を用いる。
次に、操作部12の図示しない始動スイッチをオンする。これにより、スイッチ14がオンし、整流回路16により交流電圧が直流電圧に変換され、その電圧(電力)が発振回路17および光源駆動回路18にそれぞれ印加(供給)され、これら発振回路17および光源駆動回路18がそれぞれ駆動する。
超音波振動子4は、発振回路17から入力される駆動電圧により、所定の周波数で振動する。これにより、超音波振動子4とともに容器設置部3が振動し、これら超音波振動子4および容器設置部3から超音波が発生する。この超音波は、超音波伝播媒体8を介して、ボトル6に付与される。これによって、ボトル6内の液体9が凍結を開始する。超音波がボトル6に付与されている間、液体9の凍結が進行する(凍結度合いが徐々に大きくなる)。
一方、各光源11は、それぞれ、光源駆動回路18から入力される駆動電圧により、所定のパターンで発光する。各光源11から発せられた光は、それぞれ、超音波伝播媒体8を透過してボトル6に照射され、凍結の進行状況の把握を容易にする。
タイマー15において予め設定されている所定時間が経過すると、スイッチ14がオフし、超音波振動子4の振動および各光源11の発光がすべて停止する。なお、光源11は、超音波振動子4に遅れて消灯してもよい。
これにより、ボトル6内の液体9は、目標の凍結度合いまで凍結し、その状態で凍結の進行が停止する。これによって、目標の凍結度で凍結したもの(例えば、シャーベット状に凍結したもの)が得られる。
以上説明したように、この凍結開始装置1によれば、過冷却状態の液体9に対し、簡単かつ確実に凍結を開始させることができ、容易、迅速かつ確実に、液体9を目標の凍結度合いとなるように凍結させることができる。
なお、本実施形態では、光源11が容器設置部3の底部32の上側に位置しているが、本発明では、光源11の位置はこれに限らず、例えば、光源11が容器設置部3の底部32の下側(下方)に位置していてもよい。
光源11を容器設置部3の底部32の下側に設置する場合は、容器設置部3のうち、少なくともその底部32の光源11に対応する部位を、光透過性を有する部材(透明部材)で構成する。これにより、光源11から発せられた光は、容器設置部3の底部32および超音波伝播媒体8を透過してボトル6に照射される。
また、本発明では、容器設置部3に、複数のボトル(容器)6を設置できるようになっていてもよい。これにより、同時に、複数のボトル6内の液体9を所定の凍結度合いとなるように凍結させることができる。
次に、図3に基づいて、前述した凍結開始装置1の変形例について説明する。
図3に示すように、この凍結開始装置1は、日本酒(日本酒の凍結の開始)に好適に用いることができる装置であり、さらに、升41を有している。この升41は、好ましくは、木材で構成され、底が無く、ケーシング2の上端部の上側に設置されている。
また、升41がケーシング2に対して着脱自在であってもよい。これにより、升41をケーシング2から取り外すことによって、日本酒以外のものにも違和感なく用いることができる。
次に、本発明の凍結開始装置の第2実施形態について説明する。
図4は、本発明の凍結開始装置の第2実施形態を示す断面図である。
以下、第2実施形態の凍結開始装置1について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。また、説明の都合上、図4中の上側を「上」、下側を「下として説明する。
図4に示すように、第2実施形態の凍結開始装置1では、容器設置部3の形状がトレイ状をなしている。
また、過冷却状態の液体9が内部に収納された容器として、上端部が開口したカップ状のもの、図示例では、グラス42が用いられている。
この凍結開始装置1を用いてグラス42内の液体9を所定の凍結度合いとなるように凍結させる際は、例えば、過冷却冷蔵保管庫等に保管されている過冷却状態の液体9が収納された容器等からその液体9をグラス42内に注ぎ、そのグラス42を容器設置部3内に設置する。または、グラス42を容器設置部3内に設置した後、グラス42内に液体9を注ぐ。
この凍結開始装置1によれば、前述した第1実施形態の凍結開始装置1と同様の効果が得られる。
また、グラス42内に注がれた液体9の量にかかわらず(例えば、液体9の量が多い場合でも)、液体9をこぼすことなく、その液体を凍結させることができる。
そして、この凍結開始装置1では、過冷却状態の液体を収納する容器としてグラス42を用いるので、例えば、バー等でフローズンカクテル等を作る際、それを必要な数だけ作ることができ、そのままお客さんに提供することができる。
以上、本発明を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意の構成と置換することができ、また、任意の構成が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
本発明の凍結開始装置の第1実施形態を示す断面図である。 図1に示す凍結開始装置の回路構成を示すブロック図である。 本発明の凍結開始装置の第1実施形態における変形例を示す図である。 本発明の凍結開始装置の第2実施形態を示す断面図である。
符号の説明
1 凍結開始装置
2 ケーシング
21 内周部
3 容器設置部
31 外周部
32 底部
4 超音波振動子
5 回路部
6 ボトル
61 キャップ
7 緩衝部材
8 超音波伝播媒体
9 液体
11 光源
12 操作部
13 ソケット
14 スイッチ
15 タイマー
16 整流回路
17 発振回路
18 光源駆動回路
41 升
42 グラス

Claims (14)

  1. −4℃以下の過冷却状態の液体が内部に収納された容器に超音波を付与して前記液体の凍結を開始させる凍結開始装置であって、
    超音波発生源と、
    前記容器を設置する容器設置部と、
    前記容器設置部に設置された容器に前記超音波発生源で発生した超音波を伝播する超音波伝播媒体とを有することを特徴とする凍結開始装置。
  2. 前記容器設置部は、前記超音波伝播媒体を収納または保持し得る超音波伝播媒体保持部を有するものである請求項1に記載の凍結開始装置。
  3. 前記容器設置部は、カップ状またはトレイ状をなすものである請求項1または2に記載の凍結開始装置。
  4. ケーシングを有し、前記容器設置部は、緩衝部材を介して前記ケーシングに支持されている請求項1ないし3のいずれかに記載の凍結開始装置。
  5. 前記超音波伝播媒体は、液体である請求項1ないし4のいずれかに記載の凍結開始装置。
  6. 前記超音波発生源による超音波の付与時間を規定するタイマーを有する請求項1ないし5のいずれかに記載の凍結開始装置。
  7. 前記タイマーは、超音波の付与時間を連続的または段階的に設定可能である請求項6に記載の凍結開始装置。
  8. 前記容器に少なくとも1色の光を照射する投光手段を有する請求項1ないし7のいずれかに記載の凍結開始装置。
  9. 前記投光手段は、光源を有し、前記光源から発せられた光が前記超音波伝播媒体を透過して前記容器に照射されるよう構成されている請求項8に記載の凍結開始装置。
  10. 前記超音波発生源の作動と前記投光手段の作動とが連動するかまたは同期的になされるよう構成されている請求項8または9に記載の凍結開始装置。
  11. 前記容器は、液体を密閉した状態で収納し得る密閉容器である請求項1ないし10のいずれかに記載の凍結開始装置。
  12. 前記液体は、前記容器内において空気と接触している請求項11に記載の凍結開始装置。
  13. 前記容器は、上端部が開口したカップ状のものである請求項1ないし10のいずれかに記載の凍結開始装置。
  14. 前記容器内に収納された液体は、アルコールを含有する液体である請求項1ないし13のいずれかに記載の凍結開始装置。
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