JP6327721B2 - Granular freezing device - Google Patents
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Description
本発明は、粒状凍結装置に関するものである。 The present invention relates to a granular freezing apparatus.
従来から、小食品や液滴を連続的に凍結させ、多量の凍結物を生成する装置として、例えば、特許文献1及び特許文献2に開示された凍結装置が知られている。かかる凍結装置は、例えば、特許文献2に記述されているように、樋(3)に低温液化ガスを流し、その上流部において、凍結させたい被凍結物(A)を投入し、低温液化ガスの流れに乗って流される過程を利用してその被凍結物(A)を凍結させ、凍結物(B)を生成するというものである。 Conventionally, freezing devices disclosed in, for example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 are known as devices for continuously freezing small foods and droplets to generate a large amount of frozen matter. Such a freezing apparatus, for example, as described in Patent Document 2, allows a low-temperature liquefied gas to flow through a bowl (3), and in the upstream portion thereof, an object to be frozen (A) to be frozen is introduced, and the low-temperature liquefied gas is supplied. The object to be frozen (A) is frozen by using the process of riding on the flow of, and the frozen object (B) is generated.
ところで、上記のような凍結装置においては、連続的に投下される被凍結物が、樋内を低温液化ガス等の冷媒とともに流れる過程において、互いに衝突し、それにより2個以上が付着してしまうようなことがないことが重要である。しかしながら、特許文献1及び2においては、樋における低温液化ガスの深度が上流から下流に向かって一定ではなく、さらには、低温液化ガスの流速が一様ではなく乱れがあり、よって、被凍結物が互いに衝突して付着しやすいといった課題があった。 By the way, in the freezing apparatus as described above, the objects to be frozen continuously dropped collide with each other in the process of flowing together with the refrigerant such as the low-temperature liquefied gas in the basket, so that two or more pieces adhere to each other. It is important that there is no such thing. However, in Patent Documents 1 and 2, the depth of the low-temperature liquefied gas in the soot is not constant from upstream to downstream, and furthermore, the flow rate of the low-temperature liquefied gas is not uniform and is disturbed. There is a problem that the two collide with each other and easily adhere.
上記課題を改善した装置を開示するものとして、特許文献3がある。当該文献においては、流路が一定の傾斜を有する樋(2)を採用している。そして更に、樋(2)の上流に2枚の堰板(11,12)を採用して低温液化ガス(C)の流れを均一にし、それにより被凍結物(A)同士の衝突/付着を回避する工夫がなされている。
特に、被凍結物として液体状の食品や医薬品をシリンジやノズルを通して滴下することにより、それらの粒状の凍結物を生成する場合において、付着の問題は、より厳格に捉える必要がある。すなわち、低温液化ガス等の冷媒中に滴下された液体は、その物性に応じて数秒間は凍結せずに液体である。一方、滴下された液体の周囲は、当該冷媒が蒸発して生じたガスで囲まれている。従って、冷媒の流れが遅いと、蒸発したガスのエネルギーにより、滴下された液体が上流側に押し戻され、相互付着が生じやすい状況であるので、より厳密な対処が要求される。 In particular, in the case where liquid foods and medicines are dripped through a syringe or a nozzle as an object to be frozen to generate such granular frozen objects, the problem of adhesion needs to be grasped more strictly. That is, the liquid dropped into a refrigerant such as a low-temperature liquefied gas is a liquid that does not freeze for a few seconds depending on its physical properties. On the other hand, the periphery of the dropped liquid is surrounded by a gas generated by evaporation of the refrigerant. Accordingly, when the flow of the refrigerant is slow, the dropped liquid is pushed back to the upstream side by the energy of the vaporized gas, and mutual adhesion is likely to occur. Therefore, more strict measures are required.
かかる観点から、連続的に投下される液滴の前後同士が互いに付着しないための工夫としては、前述のような低温液化ガスの流れの均一性を高める一方で、又はその前提のもとで、地面(装置の設置面)に対する樋の傾斜を増大させて低温液化ガスの流速を高め、個々が衝突する可能性を低くするという策がある。しかしながら、被凍結物を十分に凍結させるためには、その被凍結物に応じた所定時間以上低温液化ガス内に留めておく必要があるという前提があるので、傾斜を急にするとその分、樋の長さを長くせざるを得なくなり、結果的に装置が大型化するという問題がある。 From such a viewpoint, as a device for preventing the droplets that are continuously dropped from adhering to each other, while improving the uniformity of the flow of the low-temperature liquefied gas as described above, or under the premise thereof, There is a strategy to increase the flow rate of the low-temperature liquefied gas by increasing the inclination of the ridge with respect to the ground (the installation surface of the device) and to reduce the possibility of individual collision. However, in order to fully freeze the object to be frozen, there is a premise that it must be kept in the low-temperature liquefied gas for a predetermined time or longer according to the object to be frozen. There is a problem in that the length of the apparatus must be increased, resulting in an increase in the size of the apparatus.
ところで、粒状凍結装置によっては、効率的に多くの粒状凍結物を生成する目的で、桶の幅方向に複数の滴下ノズルを設け、それらの滴下ノズルで同時的並列的に滴下を行うものがある。かかる装置の場合には、時間的前後同士に加えて、隣同士の液滴の付着をも防止する必要がある。そこで、この場合、単純には樋の幅を広げて隣同士の液滴が付着する可能性を低くするという対処が考えられる。しかしながら、元々、樋を流れる冷媒の速度は、桶の流路の幅方向の位置によって異なっているという事実がある。具体的には、樋の側壁面の摩擦の影響により、両側壁から最も遠い中央部分が最も高速で、側壁に近づくに応じて流速は遅くなる。従って、かかる桶の幅方向の位置に応じた冷媒の速度の差により、冷媒の流れに乱れが生じ、よって隣同士は、衝突し易い状況にある。この点、樋の幅を広げたところで、大局、かかる状況に変化はないので、幅を広げることは付着防止の抜本的な対策にはならない。 By the way, some granular freezing devices are provided with a plurality of dripping nozzles in the width direction of the basket for the purpose of efficiently generating a large number of granular frozen substances, and dripping simultaneously and in parallel with these dripping nozzles. . In the case of such an apparatus, it is necessary to prevent adhesion of adjacent droplets in addition to before and after time. Therefore, in this case, it may be possible to simply reduce the possibility of adhering droplets by increasing the width of the ridge. However, there is a fact that originally the speed of the refrigerant flowing through the soot differs depending on the position in the width direction of the soot channel. Specifically, due to the influence of the friction on the side wall surface of the ridge, the center portion farthest from both side walls is the fastest, and the flow velocity is slowed as it approaches the side walls. Therefore, the flow of the refrigerant is disturbed by the difference in the speed of the refrigerant according to the position in the width direction of the ridge, so that the neighbors are likely to collide with each other. In this respect, when the width of the ridge is widened, there is no change in the situation, so widening the width is not a drastic measure to prevent adhesion.
樋の流路の幅方向の冷媒の流速差の影響をなくして、冷媒中の液滴の衝突・付着を防止するという観点で、出願人は、特願2015−199253において、その解決策を提案している。そこでは、樋の流路の幅方向を均等分割する複数の板を備えた仕切り板(13)を採用して、樋の流路の幅方向における冷媒の流速を均等にして液滴の衝突・付着を防止する策を示している。しかしながら、特願2015−199253においては、仕切り板(13)は、樋状流路(1)の末端にまで及んでおり、それがどの程度の長さがあれば十分であるかという観点はない。 From the viewpoint of eliminating the influence of the flow rate difference of the refrigerant in the width direction of the soot channel and preventing the collision and adhesion of the droplets in the refrigerant, the applicant proposes a solution in Japanese Patent Application No. 2015-199253. doing. Therein, a partition plate (13) having a plurality of plates that equally divide the width direction of the soot flow path is employed to equalize the flow velocity of the refrigerant in the width direction of the soot flow path, This shows how to prevent adhesion. However, in Japanese Patent Application No. 2015-199253, the partition plate (13) extends to the end of the bowl-shaped flow path (1), and there is no viewpoint of how long it is. .
また、特許文献3に開示されたような従来の凍結装置における他の問題点としては、樋に流れる低温液化ガス等の冷媒の深度が十分でないと、滴下ノズルから滴下された液滴が、樋の流路面に付着して樋の詰りが生じてしまうということがある。
Another problem with the conventional freezing apparatus as disclosed in
本発明は上述のような事情から為されたものであり、液滴を樋に流れる冷媒内に通す際に、各液滴が互いに付着することなく、かつ樋に付着することのない粒状凍結装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made for the above-described circumstances, and when passing droplets through a refrigerant flowing in a tub, the granular freezing apparatus does not allow the droplets to adhere to each other and to the tub. It is an issue to provide.
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
すなわち、本発明の粒状凍結装置は、傾斜を有する樋に流れる低温冷媒に、凍結させたい被凍結物を1以上の滴下ノズルにより連続的に滴下し、前記冷媒とともに所定時間、前記樋に流すことで冷却し、粒状凍結物を生成する粒状凍結装置であって、前記樋は、その下流部の傾斜をその上流部の傾斜と比較して緩やかにしたことを要旨とする。ここで、典型的には、前記桶に一箇所の屈曲部を設けて前記上流部と下流部を分別する。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
That is, in the granular freezing apparatus of the present invention, the object to be frozen is continuously dripped by the one or more dripping nozzles into the low-temperature refrigerant flowing in the inclined bowl, and is allowed to flow to the bowl along with the refrigerant for a predetermined time. It is a granular freezing apparatus that cools in the above and generates granular frozen matter, and the gist of the gutter is that the slope of the downstream part is made gentler than the inclination of the upstream part. Here, typically, the upstream portion and the downstream portion are separated by providing one bent portion on the ridge.
また、前記桶は、上流側から所定位置までの一定幅部分と、その所定位置から末端に向かって徐々に幅が狭くなる部分とで構成されるようにすることもできる。 Moreover, the said collar can also be comprised by the constant width part from an upstream side to a predetermined position, and the part from which the width | variety becomes narrow gradually toward the terminal from the predetermined position.
特に、前記滴下ノズルが前記樋に対して横断的に複数設けられている場合に、前記樋の流路面には、前記滴下ノズルによる滴下位置を含み、滴下された液滴が互いに付着しない程度にその表面が凍結するまでの位置に渡って、前記滴下ノズルの数に対応した仕切りプレートで複数の流路を形成する整流板が載置される。 In particular, when a plurality of the dropping nozzles are provided transversely to the ridge, the flow path surface of the ridge includes a dropping position by the dropping nozzle so that the dropped droplets do not adhere to each other. A rectifying plate that forms a plurality of flow paths with partition plates corresponding to the number of the dropping nozzles is placed over a position until the surface is frozen.
本発明の粒状凍結装置によれば、樋については、その下流部の傾斜をその上流部の傾斜と比較して緩やかにすることにより、樋の上流部では冷媒の流れを速くして液滴同士の付着を防止し、一方、下流部では、短い長さで所定時間以上の冷却作用を確保すべく、冷媒の流れを遅くすることにより、液滴同士の付着の回避と、装置の大型化の防止を図ることができる。 According to the granular freezing apparatus of the present invention, with respect to the soot, by making the slope of the downstream portion gentler than that of the upstream portion, the flow of the refrigerant is accelerated in the upstream portion of the soot so that the droplets On the other hand, in the downstream part, in order to ensure a cooling action for a predetermined time with a short length, by slowing the flow of the refrigerant, adhesion of droplets can be avoided and the apparatus can be enlarged. Prevention can be achieved.
また、樋を、流側から所定位置までの一定幅部分と、その所定位置から末端に向かって徐々に幅が狭くなる部分とで構成とすることにより、冷媒の比較的少ない流量で、滴下ノズルによる滴下位置における冷媒の深度を所定値以上に制御できるので、滴下された液滴が樋の流路面に付着することを防止することができる。 Further, the dripping nozzle is configured with a constant width portion from the flow side to a predetermined position and a portion in which the width gradually decreases from the predetermined position toward the end, with a relatively small flow rate of the refrigerant. Since the depth of the refrigerant at the dropping position due to can be controlled to a predetermined value or more, it is possible to prevent the dropped droplet from adhering to the flow path surface of the soot.
また、滴下ノズルが、樋に対して横断的に複数設けられている場合に、樋の流路面に、滴下ノズルによる滴下位置を含み、滴下された液滴が互いに付着しない程度にその表面が凍結するまでの位置に渡って、滴下ノズルの数に対応した仕切りプレートで複数の流路を形成する整流板が載置されることにより、幅方向の冷媒の流れを均一にして液滴の衝突・付着を防止できる。 In addition, when a plurality of dripping nozzles are provided transversely to the ridge, the dripping nozzle includes a dripping position on the flow path surface of the ridge, and the surface freezes to the extent that the dropped droplets do not adhere to each other. A rectifying plate that forms a plurality of flow paths with a partition plate corresponding to the number of dripping nozzles is placed across the position until the liquid droplets collide with each other. Adhesion can be prevented.
以下、本発明を適用した一実施形態である粒状凍結装置について、図面を用いて詳細に説明する。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拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, a granular freezing apparatus which is an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, there are cases where the portions that become the features are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are not always the same as the actual ones. Absent.
図1は、本発明の一実施形態である粒状凍結装置の概略構成を示す図であり、同図(a)は、側面図であり、同図(b)は平面図である。同図に示した粒状凍結装置は、例えば、液体状の食品を低温液化ガス等の冷媒内に連続的に滴下して冷媒に所定時間晒すことより、それらをミリ単位で粒状凍結させるための装置である。なお、低温液化ガスの例としては、液体窒素である。また、粒状凍結させる対象としては、液体状の食品のほかに、医薬品が挙げられる。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a granular freezing apparatus according to an embodiment of the present invention, where FIG. 1 (a) is a side view and FIG. 1 (b) is a plan view. The granular freezing apparatus shown in the figure is, for example, an apparatus for continuously freezing liquid foods in a refrigerant such as a low-temperature liquefied gas and exposing them to the refrigerant for a predetermined time, thereby freezing them in millimeters. It is. An example of the low temperature liquefied gas is liquid nitrogen. In addition to liquid foods, pharmaceuticals can be listed as the target for granular freezing.
先ず、図1を参照しつつ、食品の液滴を粒状凍結させるまでの過程を説明することにより、粒状凍結装置の概略構成を説明する。
図1に示すように、上流側浸漬槽1aに貯まった低温液化ガスは、汲み上げポンプ2により液化ガス供給配管3内に吸い上げられ、樋4の最上流部に排出される。樋4は、詳細には後述するが、概略、滑り台様の形状をしているため、最上流部に排出された低温液化ガスは重力により下流に流されることとなる。一方、樋4の上流部上方には、液体状の食品が蓄えられた原料タンク5があり、滴下ノズル6を介して、当該食品の液滴が、樋4の上流部に滴下可能な構成となっている。
First, the schematic configuration of the granular freezing apparatus will be described by explaining the process up to granular freezing of food droplets with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the low-temperature liquefied gas stored in the upstream
かかる構成において、滴下ノズル6から液滴が連続的に樋4に投下されると、それらは、上記のように樋4を流れる低温液化ガス内に落ち込み、低温液化ガスの流れに乗って樋4の下流に流されていくこととなる。そして、低温液化ガス内を流れていく過程において、ミリ単位の凍結粒子が生成されていく。なお、滴下ノズル6より滴下される液体は、凍結状態を均一にするために、温度管理されていることが望ましい。
In such a configuration, when droplets are continuously dropped from the dropping
ここで、滴下ノズル6は1つでもよいが、当該実施形態おいては、効率的に多くの粒状凍結物を生成する目的で、樋4の幅方向に複数の滴下ノズル6を設けている。そして、それらの滴下ノズル6により、同時的並列的に滴下を行っている。なお、樋4の部分における、液滴同士の付着の回避、樋4の底面への液滴の付着の回避の手段については、後に詳述する。また、滴下ノズル6部分の詳細についても後に説明する。
Here, although the number of dripping
生成された凍結粒子は、セパレータ8によって低温液化ガスと分離される。分離された低温液化ガスは、下流側浸漬槽1b内に落下し、貯留されることとなる。一方、凍結粒子は、徐冷カゴ9に一旦停留させる。
The generated frozen particles are separated from the low-temperature liquefied gas by the
その理由としては、液滴の低温液化ガスによる凍結において、その表面とその内部とで凍結ムラが生じてしまうため、その表面が凍結してもその内部は比較的高温のまま凍結しない状態となってしまうためである。従って、この装置では、液滴の表面が凍結した段階で粒子と低温液化ガスとを分離することにより、表面と内部とを均一に凍結させる処理を行っている。これにより、液滴の内部も十分に凍結させることができるため、その後の工程における、凍結粒子の割れを防止することができる。 The reason for this is that when the droplets are frozen with a low-temperature liquefied gas, freezing unevenness occurs between the surface and the inside of the droplet, so even if the surface is frozen, the inside remains relatively hot and does not freeze. It is because it ends up. Therefore, in this apparatus, when the surface of the droplet is frozen, the surface and the inside are frozen uniformly by separating the particles and the low-temperature liquefied gas. Thereby, since the inside of a droplet can also be fully frozen, the crack of a frozen particle in a subsequent process can be prevented.
徐冷カゴ9は、表面が凍結した液滴において、その表面と内部との温度を均一にするための部材である。具体的には、徐冷カゴ9は、例えば、120度ごとに3つの仕切り板が設けられており、その板間に凍結粒子が停留するように構成されている。そして、温度の均一化に十分な時間が経過した後に120度回転する。これにより、凍結粒子は、次に浸漬カゴ10内に載積される。
The
浸漬カゴ10は、下流側浸漬槽1b上に設けられており、上下動可能となっている。かかる構成により、凍結粒子が載積された浸漬カゴ10が下降すると、下流側浸漬槽1b内に浸漬することとなる。そして、下流側浸漬槽1b内に一定時間漬けることにより、一様に凍結した凍結粒子が得られる。
The
その後、浸漬カゴ10は再び上昇し、今度は図面右方に移動する。浸漬カゴ10の移動方向には、衝止棒11があり、浸漬カゴ10がそれに衝突すると、浸漬カゴ10が衝止棒11から回転する力を受けるようになっている。それにより、浸漬カゴ10が傾き、内部に載積された凍結粒子が、図示しないシューターへと落下し、以降の工程に搬送されていくこととなる。
Thereafter, the dipping
一方、上流側浸漬槽1aと下流側浸漬槽1bとは、浸漬槽接続配管12を介して接続されている。従って、装置の稼働とともに、上流側浸漬槽1a内の低温液化ガスが減り、逆に下流側浸漬槽1b内の増えても、概して、その大気圧差により下流側浸漬槽1b内の低温液化ガスは上流側浸漬槽1aに戻っていく。なお、上流側浸漬槽1a及び下流側浸漬槽1bに関する詳細な構成とそれにより得られる効果については、後に詳述する。
On the other hand, the
図2は、樋4の形状の詳細と樋4に載置される整流板7を説明するための図であり、同図(a)は斜視図であり、同図(b)は側面図である。
図2に示すように、本発明の実施形態における樋4の形状の第一の特徴は、同図(b)に示すように、その長手方向の途中において、側面視で、「く」の字に屈曲していることである。ここでは、その相対的角度をθとしている。これにより、図1も参照しつつ、装置の設置面との関係では、樋4の上流部では傾斜が比較的急であるのに対して、屈曲後の下流部では傾斜が比較的緩やかとなる構成となる。かかる構成により、樋4の上流部では傾斜を急にして低温液化ガスの流れを速くすることにより液滴同士の付着を防止させ、一方、下流部では、短い長さで所定時間以上の冷却作用を確保すべく、傾斜を緩やかにして低温液化ガスの流れを遅くしている。これにより、液滴同士の付着の回避と、装置の大型化の防止という両面からの効果を達成している。
FIG. 2 is a diagram for explaining the details of the shape of the
As shown in FIG. 2, the first feature of the shape of the
ここで、図2(b)に示すように、樋4の長手方向の全長をL1とし、屈曲前後の上流部及び下流部の長さをそれぞれL11及びL12としている。長手方向のどの位置で屈曲させるか、言い換えれば、L11及びL12を具体的にいくつにするかは、まず、樋4の上流部の設置面に対する角度を決めたうえで、その角度で液滴を流した場合に、どの位置で、液滴同士が付着しない程度にそれらの表面が凍結するかという観点で決めてやればよい。更に言えば、L1、L11、L12、θ、後述の幅w1、w2、更に、滴下される液滴の時間間隔が、相互に依存して決定される。
Here, as shown in FIG. 2 (b), and the entire length of the
なお、本実施形態においては、一箇所で屈曲させる場合を例示しているが、これに限られることはなく、複数個所で屈曲させてもよい。更に、究極的には、連続的に、すなわち曲面で形成してもよい。屈曲の箇所が少なくなれば、その分加工が容易であるという利点があり、逆に、曲面で形成すれば、屈曲部分での低温液化ガスの流れの乱れを最大限に少なくして、その部分での液滴同士の付着が最大限に回避されるという利点がある。 In addition, in this embodiment, although the case where it bends in one place is illustrated, it is not restricted to this, You may bend in several places. Furthermore, ultimately, it may be formed continuously, that is, with a curved surface. If the number of bent parts is reduced, there is an advantage that the processing is easier, and conversely, if formed with a curved surface, the disturbance of the flow of low-temperature liquefied gas at the bent part is reduced to the maximum, and that part is There is an advantage that the adhesion of the droplets at the top is avoided to the maximum.
次に、本発明の実施形態における樋4の形状の第二の特徴は、図2(a)に示すように、その下流部において、流路幅を徐々に狭めていく構成にある。かかる構成により、樋4から低温液化ガスが流出しにくくなるため、樋4内全体の低温液化ガスの液面を上昇させることができる。これにより、滴下ノズル6による滴下位置における低温液化ガスの深度を所定値以上に制御できるため、滴下された液滴が樋4の流路面に付着することを防止することができる。なお、図2においては、流路幅を減少させ始める位置における流路幅、すなわち樋4の上流部の流路幅をw1とし、流路幅を減少させる最終端、すなわち樋4の出口の流路幅をw2としている。
Next, the second feature of the shape of the
ここで、流路幅を減少させ始める位置においては、側壁を屈曲させることが典型であるが、第一の特徴と同様、連続的に滑らかに構成してもよい。効果も同様であり、一箇所で屈曲させる場合は加工が容易であり、曲面で構成する場合には、低温液化ガスの流れの乱れを抑えることができるという利点がある。 Here, at the position where the flow path width starts to decrease, it is typical to bend the side wall. However, as in the first feature, it may be configured to be continuously smooth. The effect is the same, and when it is bent at one place, it is easy to process, and when it is constituted by a curved surface, there is an advantage that the disturbance of the flow of the low-temperature liquefied gas can be suppressed.
なお、上記第一の特徴と第二の特徴は、概念的に互いに独立した特徴であるが、第一の特徴に加えて第二の特徴を併せ持つ場合には、第一の特徴を所望に機能させる各数値は、第二の特徴における流路幅の減少度合いも加味される。なお、この場合、すなわち図2に示すような場合、第一の特徴の屈曲位置と第2の特徴の屈曲位置とを一致させるのが典型であるが、必ずしもそれには限られない。 The first feature and the second feature are conceptually independent features. However, if the first feature and the second feature are combined with the second feature in addition to the first feature, the first feature functions as desired. Each numerical value to be taken into consideration also considers the degree of decrease in the channel width in the second feature. In this case, that is, as shown in FIG. 2, it is typical that the bent position of the first feature and the bent position of the second feature are matched, but this is not necessarily the case.
本発明の粒状凍結装置の実施形態における他の特徴は、図2(a)に示すように、樋4の流路面に整流板7を載置させたことにある。図3は、かかる整流板7の詳細構成を示す図である。同図に示すように、整流板7は、互いに所定間隔w3で、立位で並置された複数の仕切りプレート71と、それらを横断的に溶接固定する複数本の位置決め棒72とで構成される。なお、仕切りプレート71の数は、並設される滴下ノズル6の数に対応し、間隔w3は、各滴下ノズル6の間隔に一致する。また、各仕切りプレート71の長手方向の長さをL2とし、高さをH2としている。さらに、整流板7は、樋4に対して固着せず、着脱可能とする。
Another feature of the embodiment of the granular freezing apparatus of the present invention resides in that the current plate 7 is placed on the flow path surface of the
かかる構成の整流板7の樋4の流路面に載置することにより、樋4の流路の幅方向が、滴下ノズル6に対応して均等分割されるため、滴下ノズル6を複数設ける場合であっても、隣同士の液滴の衝突・付着を防止できる。また、同一流路内であっても、幅が狭いので幅方向の流速差は少なく、流れの乱れは抑えられるため衝突・付着を防止できる。なお、整流板7を載置する位置や、その長さを決定する観点は、滴下位置を含み、下流側への長さは、液滴が互いに付着しない程度にその表面が凍結するまでの長さとする。言い換えれば、その後の下流部分に渡っては不要となる。
Since the width direction of the flow path of the
次に、滴下ノズル6周りの構造について説明する。
ところで、前述の原料タンク5に蓄えられた低温液化ガスは、所定の配管と、最終的には、1以上の滴下ノズル6が吊るされたノイズヘッダとを介して当該1以上の滴下ノズル6に供給されるが、温度の高い環境においては、その所定配管とノイズヘッダ部分とに結露が生ずる。このようにして生じた結露が滴下ノズル6に滴れ落ち、滴下ノズル6の先端において、滴下されている低温液化ガスと混ざるような状況となると、低温液化ガスの滴下状態が崩壊してシャワー状に悪化してしまう。これにより、凍結粒子の径が大きくなってしまったり、ばらつきがでたり、また、樋4の流路面に固着してしまうような状況となる。
Next, the structure around the dropping
By the way, the low-temperature liquefied gas stored in the
そこで、この実施形態では、滴下ノズル6周りにかかる状況を回避する構造を採用している。図4は、滴下ノズル6周りの詳細構成を示す図である。同図(a)は、その一例であり、ここでは、ノズルヘッダ21に吊り下がった各滴下ノズル6の先端をS字状に形成している。かかる構造により、結露水は、各滴下ノズル6の先端に到達する前に各滴下ノズル6から滴れ落ちるので、各滴下ノズル6の先端から滴下されている低温液化ガスと混ざり合うことはない。各滴下ノズル6から滴れ落ちた結露水は結露水排出用受け皿22で受け止めて排出するようにしてやればよい。
Therefore, in this embodiment, a structure that avoids the situation around the dropping
また、同図(b)は、他の例であり、各滴下ノズル6の中央部分にそれらの滴下ノズル6が貫通する結露水混入防止用カサ23を設けることとしている。かかる構成によっても、結露水は、各滴下ノズル6の先端に到達する前に各滴下ノズル6から物理的に分離されるので、各滴下ノズル6の先端から滴下されている低温液化ガスと混ざり合うことはない。
FIG. 2B shows another example, in which a dew condensation water mixing
次に、浸漬槽の詳細について説明する。
ところで、大気又は周囲温度と大きな温度差を有する冷媒を開放系で取り扱う場合、大気との接触面積が大きくなると冷媒が温められやすくなり、特に低温液化ガスを冷媒として使用する場合には気化損失が大きくなる傾向にある。また、大きな容器又は槽にすると、常温と低温との間の大きな温度差により、歪や変形が発生しやすく、製作コストが増加したり、重量が大きくなったりする。
Next, details of the immersion bath will be described.
By the way, when handling a refrigerant having a large temperature difference from the atmosphere or ambient temperature in an open system, the refrigerant is likely to be warmed when the contact area with the atmosphere is large, and particularly when using a low-temperature liquefied gas as the refrigerant, there is a vaporization loss. It tends to grow. In addition, when a large container or tank is used, distortion and deformation are likely to occur due to a large temperature difference between normal temperature and low temperature, resulting in an increase in production cost and weight.
上記観点から、本発明の実施形態においては、基本的に浸漬槽を上流側と下流側の2つに分離している。図5は、当該実施形態における浸漬槽に係る構成を説明するための斜視図である。同図に示すように、上流側浸漬槽1aと下流側浸漬槽1bとが浸漬槽接続配管12を介して連通されている。上流側浸漬槽1aについては、前述のように、そこに貯められた低温液化ガスが汲み上げポンプ2により汲み上げられて樋4に供給される。
From the above viewpoint, in the embodiment of the present invention, the immersion tank is basically separated into two, upstream and downstream. FIG. 5 is a perspective view for explaining a configuration according to the immersion tank in the embodiment. As shown in the figure, the
一方、下流側浸漬槽1bについては、前述のように、樋4から排出された低温液化ガスの受け皿であるとともに、不均等に凍結された凍結粒子を漬けて均等に凍結させるための槽の役割を果たしている。ここで、上記のように上流側浸漬槽1aと下流側浸漬槽1bとは、浸漬槽接続配管12を介して連通する構成となっているので、低温液化ガスが極力外気と接触しないような構成となっている。かかる構成により外気からの熱の侵入を防止することができる。また、更に、図示しないが、上流側浸漬槽1a及び下流側浸漬槽1bに対して、構造上可能な限り(汲み上げポンプ2及び浸漬カゴ10との関係)蓋を設けるようにしてもよい。
On the other hand, as described above, the
また、浸漬槽接続配管12は、ドレン弁121、ガス抜き口122、及び継手部123を備えている。まず、継手部123があることにより、上流側浸漬槽1a及び下流側浸漬槽1bの位置や傾きを自在に変更できるようになっている。現実的には、上流側浸漬槽1aを下流側浸漬槽1bに対して若干下方に位置させる。なお、継手部123を採用する代わりに、フレキシブルチューブで構成してもよい。また、ドレン弁121を設けることにより、上流側浸漬槽1a及び下流側浸漬槽1bにおける低温液化ガスの液面の搖動を抑えることができ、即座に均一な液面高さが実現できる。
The immersion
一方で、特に装置が食品や医薬品の用途の場合、このドレン弁121を介して低温液化ガスを両槽内から抜き取ることにより、装置使用後の洗浄が容易になるという利点がある。なお、上流側浸漬槽1a及び下流側浸漬槽1bの各々にドレン弁を設けるような構成にすると、特に低温液化ガスを冷媒とした際に、ドレン内部にて蒸発したガスにより沸騰状態となって各槽の液面が搖動し、図示しない液面センサーの適正な制御に影響を及ぼすこととなる。
On the other hand, particularly when the apparatus is used for food or pharmaceuticals, there is an advantage that cleaning after use of the apparatus is facilitated by extracting the low-temperature liquefied gas from both tanks through the
次に、セパレータ8について説明する。図6は、セパレータ8の構造を説明するための図であり、同図(a)、(b)、(c)は、それぞれその平面図、側面図、正面図である。同図(a)に示すように、セパレータ8には、複数のスリット81が設けられている。各スリット81の幅は、良好に得られる凍結粒子の直径より1〜2mm程度小さくするのが好適である。また、同図(b)に示すように、セパレータ8には、スリット81を通過した低温液化ガスを下流側浸漬槽1b方向に導くための折り返し部材82が設けられている。
Next, the
以上のように、上述の実施の形態によれば、樋4に屈曲部を設け、樋4の上流部では傾斜が比較的急にして低温液化ガスの速度を稼ぎ、屈曲後の下流部では傾斜が比較的緩やかにして凍結時間を稼ぐことができる。これにより、液滴同士の付着の回避と、装置の大型化の防止を図ることができる。
As described above, according to the above-described embodiment, the
また、樋4の下流部において、流路幅を徐々に狭めていく構成とすることにより、低温液化ガスの比較的少ない流量で、滴下ノズル6による滴下位置における低温液化ガスの深度を所定値以上に制御することができる。これにより、滴下された液滴が樋4の流路面に付着することを防止することができる。
Further, by adopting a configuration in which the flow path width is gradually narrowed in the downstream portion of the
また、樋4における滴下位置から、液滴の表面が凍結して互いに付着しないような位置に渡るような整流板7を樋4の流路面に載置することにより、滴下ノズル6を複数設けて樋4の幅が広くなるような場合でも、幅方向の低温液化ガスの流れを均一にして液滴の衝突・付着を防止できる。
Further, a plurality of dropping
また、結露水が滴下ノズル6の先端で滴下される低温液化ガスと混ざらない構造を採用しているので、凍結粒子の径が大きくなってしまったり、ばらつきがでたり、また、樋4の流路面に固着してしまうような状況が回避される。
In addition, since the condensed water is not mixed with the low-temperature liquefied gas that is dripped at the tip of the dripping
また、浸漬槽を2つの上流側浸漬槽1aと下流側浸漬槽1bとに分離し、両者を浸漬槽接続配管12で連通させているので、低温液化ガスに対する外気からの熱の影響を防ぐことができる。
Moreover, since the immersion tank is separated into two
以下、具体例を示す。
(実施例1)
図2において、例えば、w1=120mmであり、w2=60mmである。また、相対角度θ=1〜2°である。また、L1=1000〜1500mmであり、凍結させたい対象物に依存して決定される。また、例えば、L11=L12である。また、高さH1=30〜50mmであり、好適には40mmである。
図3において、例えば、L2=300〜600mmであり、H2=10〜15mmであり、w3=20mmである。
Specific examples are shown below.
Example 1
In FIG. 2, for example, w 1 = 120 mm and w 2 = 60 mm. The relative angle θ = 1 to 2 °. Further, an L 1 = 1000~1500mm, is determined depending on the object to be frozen. For example, L 11 = L 12 is satisfied. Further, the height H 1 = 30 to 50 mm, preferably a 40 mm.
In FIG. 3, for example, L 2 = 300 to 600 mm, H 2 = 10 to 15 mm, and w 3 = 20 mm.
本発明の粒状凍結装置は、例えば、液体状の食品や医薬品を粒状に良好に凍結させたいときに採用することができる。 The granular freezing apparatus of the present invention can be employed, for example, when it is desired to freeze a liquid food or pharmaceutical product in a granular form.
1a 上流側浸漬槽
1b 下流側浸漬槽
2 汲み上げポンプ
3 液化ガス供給配管
4 樋
5 原料タンク
6 滴下ノズル
7 整流板
71 仕切りプレート
72 位置決め棒
8 セパレータ
81 スリット
82 折り返し部材
9 徐冷カゴ
10 浸漬カゴ
11 衝止棒
12 浸漬槽接続配管
121 ドレン弁
122 ガス抜き口
123 継手部
21 ノズルヘッダ
22 結露水排出用受け皿
23 結露水混入防止用カサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記樋は、その下流部の傾斜をその上流部の傾斜と比較して緩やかにしたことを特徴とする粒状凍結装置。 An object to be frozen is continuously dropped by one or more dripping nozzles on a low-temperature refrigerant flowing in a sloping ridge, and cooled by flowing in the tub for a predetermined time together with the refrigerant to generate a granular frozen material. A granular freezing device,
The granule freezing apparatus characterized in that the ridge has a gentler slope at its downstream portion than that at its upstream portion.
前記樋の流路面には、前記滴下ノズルによる滴下位置を含み、滴下された液滴が互いに付着しない程度にその表面が凍結するまでの位置に渡って、前記滴下ノズルの数に対応した仕切りプレートで複数の流路を形成する整流板が載置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の粒状凍結装置。 A plurality of the dropping nozzles are provided transversely to the ridge,
A partition plate corresponding to the number of the dripping nozzles over the position where the surface freezes to the extent that the dripped liquid droplets do not adhere to each other, including a dropping position by the dropping nozzle on the flow path surface of the tub. The granular freezing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a current plate that forms a plurality of flow paths is placed.
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