〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1〜図5に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
(粉末乳調乳装置の構成)
本実施の形態の混合物生成装置としての例えば粉末乳調乳装置の構成について、図2及び図3に基づいて説明する。図2は、本実施の形態の粉末乳調乳装置10Aの構成を示すブロック図である。図3は、本実施の形態の粉末乳調乳装置10Aの構成を示す斜視図である。
本実施の形態の混合物生成装置としての粉末乳調乳装置10Aは、図2及び図3に示すように、液体を蓄える液体タンク1と、液体タンク1に蓄えられた液体Lを供給するための液体供給管路11及び液体ポンプ2と、供給された液体Lを予備加熱し、かつヒーター4の出口からの液体を冷却するための第1の熱交換器3と、該第1の熱交換器3にて予備加熱された液体Lを煮沸殺菌するための液体加熱部としてのヒーター4と、煮沸殺菌されかつ第1の熱交換器3にて冷却された液体と混合物用原料としての粉末乾燥乳つまり粉ミルクとをそれぞれ適量に調整及び混合して液体混合物としてのミルクMを生成するための混合部としての調乳部50Aと、調乳部50Aにおいて生成されたミルクMを任意に設定した温度まで調整するための第2の熱交換器60と、第2の熱交換器60から流出したミルクMを蓄えるためのミルク受け部7と、第2の熱交換器60を通過するミルクMを冷却するための冷却水を蓄えるための冷却水タンク8と、冷却水を第2の熱交換器60内に供給するための冷却水管路12及び冷却水ポンプ9と、ミルクMの温度が設定した値になるように液体ポンプ2及び冷却水ポンプ9の出力を調整するための制御部20とを備えている。
上記液体タンク1は、その内部に、例えば水道水や炭酸水等のミルク調整用の液体Lを注ぐことができる。液体タンク1の内部には、該液体タンク1の内部に注がれた液体Lの水位を感知するための図示しない水位センサー及び水温を感知するための温度センサーが設けられている。このため、液体タンク1内に注がれた液体Lの水位や温度等を感知することができる。
また、液体タンク1には、例えば図示しない活性炭やイオン交換膜からなるフィルタ等を設置し、注がれた液体L内の不純物や塩素、バクテリアや細菌、イオン系金属類等の成分を除去可能とする構成としてもよい。さらに、液体タンク1に液体Lを注いだ直後にヒーター4に供給して加熱することが好ましい。また、液体Lを長時間蓄えるために、例えば紫外線照射装置等の殺菌手段を、液体タンク1の上部に設置し、蓄えた液体Lに紫外線を照射し、殺菌することができる構成としてもよい。さらに、例えば、液体タンク1と外部の水道蛇口等とを直接接続することにより、液体Lを供給できる構造としてもよい。
液体供給管路11及び冷却水管路12は、液体タンク1及び冷却水タンク8内に蓄えられた液体Lが通るための流路である。液体供給管路11及び冷却水管路12の材質としては、例えばSUS等の金属配管やシリコンやテフロン(登録商標)系の樹脂配管等の配管を使用することができる。好ましくは、食品用途の供給に適した例えばシリコン系の部材を選定することが望ましい。本実施の形態では、液体供給管路11として、内径φ3mmのシリコンチューブを使用し、例えば液体タンク1や液体ポンプ2等の各パーツとの接続は、ホースクリップ等の固定具を用いて行っている。チューブの材質や内径等のサイズは任意に設定することができる。また、各パーツとの接続は、チューブのサイズ等に適した任意の固定方法を選択することができる。
液体ポンプ2及び冷却水ポンプ9としては、例えばソレノイド方式やダイヤフラム方式等のポンプを使用することができる。本実施の形態では、例えば、最大圧力0.8MPa、最大流量800cc/minのソレノイド方式ポンプを使用している。ポンプの適応圧力や適用流量は、粉末乳調乳装置10Aの構成・仕様に合わせて選定することが好ましい。
第1の熱交換器3は、ミルク生成用の液体Lの温度を上昇させ、ヒーター4で必要な負荷を低減すると共に、ヒーター4から流出した煮沸した高温の液体Lの温度を低下させることができる。特に、煮沸した高温の液体Lを調乳部50Aに直接注いだ場合、ビタミン類等の栄養成分を破壊する恐れがある。このため、本実施の形態の粉末乳調乳装置10Aでは、100℃近い液体Lを「乳児用乾燥粉末乳の安全な調乳、保存及び取扱いに関するガイドライン」に則した最低調乳温度である70℃まで低下させている。これにより、ビタミン類の破壊を極力減少させる構成としている。第1の熱交換器3としては、例えばアルミ製の向流式又は並流式の液−液熱交換器を使用することができる。本実施の形態では、例えば、熱交換効率が比較的高いアルミ製の向流式の液−液熱交換器を使用している。この場合、第1の熱交換器3の材質や内部の形状、構成等は任意に選択してもよい。
例えば、第1の熱交換器3は、SUS(Steel Use Stainless:ステンレス鋼)又はシリコンチューブにより構成された配管を備えており、該配管を例えば80℃未満の温度を有する水に浸漬することにより、ヒーター4にて煮沸殺菌された液体Lを該配管の内部に通して70℃〜80℃の温度に冷却する構成としてもよい。また、第1の熱交換器3は、ヒーター4にて煮沸殺菌された液体Lに、例えば、80℃未満の温度を有する水を混入させることにより、該液体Lを70℃〜80℃の温度に冷却する構成としてもよい。
ヒーター4は、ミルク生成用の液体Lを加熱して煮沸させ、殺菌する。ヒーター4は、形状や構造については問わない。例えばコイル型ヒーター、シートヒーター又はシリコンヒーター等、ヒーター部に供給された液体Lを所定時間加熱し、煮沸殺菌させることができるものであればよい。また、本実施の形態のヒーター4には、図示しない温度センサーが設置されており、ヒーター4の加熱温度を常に測定することができるようになっている。
調乳部50Aは、予めセットしておいた乾燥粉末乳つまり粉ミルクMPとミルク生成用の煮沸済の液体Lとを混合することにより、ミルクMを調整するものである。本実施の形態の調乳部50Aでは、筐体としての調乳容器51の下方に乾燥粉末乳を保持するための乾燥粉末乳設置部が設けられている。このため、乾燥粉末乳設置部にミルクMを生成するために必要な量の任意に設定される粉ミルクMPを設置するようになっている。調乳部50Aには、前記第1の熱交換器3から供給される液体Lを該調乳部50Aに流入するための後述する流入部52と、調整されたミルクMを第2の熱交換器60に排出するための後述する排出口53とが設けられている。
また、調乳容器51には、図3に示すように、蓋体Cが設けられている。これにより、粉末乳調乳装置10Aを使用しない場合には、調乳容器51に蓋体Cにて覆うことにより、該調乳容器51を清潔に保つことができる。ただし、本発明においては、必ずしもこれに限らず、蓋体Cが設けられない構成であってもよい。尚、調乳部50Aの詳細構造については、後述する。
ミルク受け部7は、例えば哺乳瓶等の生成されたミルクMを蓄えるための容器を設置する場所である。ミルク受け部7は、受け皿状の容器の上方にメッシュ構造の蓋が取り付けられた構造となっており、例えばこぼしたミルクM等を排水することが可能である。
冷却水タンク8は、調乳部50Aにて調整されたミルクMの温度を、第2の熱交換器60において任意の温度に調整するための熱交換用の冷却水CWを蓄えるために用いられる。その内部に蓄える冷却水CWとしては、例えば、水道水や市販クーラント液体等を使用することができ、なるべく比熱の大きな液体を使用することが好ましい。冷却水タンク8の内部には、液体タンク1と同様に図示しない液体水位を感知するための水位センサー及び水温を感知するための温度センサーが設けられている。このため、冷却水タンク8内に注がれた液体の水位や温度等を感知することができる。
第2の熱交換器60は、調乳部50Aで調整されたミルクMと冷却水CWとの熱交換を行うことにより、任意に設定したミルクMの温度に調整するものである。第2の熱交換器60としては、第1の熱交換器3と同様の液―液熱交換器を使用することができる。第2の熱交換器60の流路の片方には、高温の流体として調乳部50Aで調整した混合物を流入させる。
また、第2の熱交換器60は、冷却水管路12を介して冷却水タンク8及び冷却水ポンプ9に接続されている。このため、冷却水タンク8内部に蓄えられた冷却水CWが、冷却水ポンプ9によって第2の熱交換器60に送られ、第2の熱交換器60内部の流路内を通過することにより熱交換が行われる。したがって、本実施の形態の第2の熱交換器60は、熱交換が完了した冷却水CWは、冷却水タンク8に戻される循環サイクル構造となっている。
本実施の形態では、第2の熱交換器60には、第1の熱交換器3と同様の液−液熱交換器を使用している。また、第2の熱交換器60と調乳部50A及び冷却水管路12との接続は、調乳部50Aと同様に例えばワンタッチコネクターの様な簡便に取り外しが可能な構造となっている。このため、粉末乳調乳装置10Aの使用者によって、例えば次亜塩素酸ナトリウム液の浸漬等容易に内部の洗浄や殺菌を行うことができる。また、第2の熱交換器60も調乳部50Aと同じく外壁面には、図示しないコンタクトスイッチが設けられており、取り外された第2の熱交換器60が正確にセットされていない場合には、回路が断線することとなる。
ここで、第2の熱交換器60は、ミルクの熱交換を行うので、洗浄、消毒および状態確認が容易である。
そこで、本実施の形態の第2の熱交換器60は、以下の構成を有している。本実施の形態の第2の熱交換器60の構成について、図3、図4及び図5に基づいて、詳細に説明する。図4は本実施の形態の第2の熱交換器60の構成を示す分解斜視図である。図5は本実施の形態の第2の熱交換器60の構成の一部を破断して示す斜視図である。
本実施の形態の第2の熱交換器60は、図3、図4及び図5に示すように、容器形状を有する第1の流路形成部材としての流路形成第1部材61及び流路形成第2部材62と、第1の流路形成部材の内側に、第1の流路形成部材に対して取り外し可能に配置された第2の流路形部材としての流路形成第3部材63とを備えている。
第1の流路形成部材としての流路形成第1部材61及び流路形成第2部材62は、容器形状の周壁部の内壁面の径が上部から下部に向かって漸次小さくなる。また、冷却水CWを流す第1流路64が、周壁部内である流路形成第1部材61と流路形成第2部材62との間に形成されている。
また、第1の流路形成部材の内壁面を形成する流路形成第2部材62と第2の流路形成部材としての流路形成第3部材63との間には、冷却水CWと熱交換されるミルクMを流す螺旋状の第2流路65が形成されている。さらに、流路形成第3部材63は、波板状部材にてなっている。
この構成によれば、第1の流路形成部材を構成する流路形成第1部材61及び流路形成第2部材62は容器形状の周壁部の内壁面の径が上部から下部に向かって漸次小さくなっている。このため、第1の流路形成部材の内側に第2の流路形部材を配置することにより、第1の流路形成部材の内壁面と第2の流路形成部材との間に螺旋状の第2流路65を容易に形成することができる。また、このようにして形成される第2流路65は、1周分の径が上部(上流側)から下部(下流側)に向かって漸次小さくなっている。
また、第2流路65は螺旋状に形成されて流路長が長くなっているので、第2流路65を流れるミルクMと第1流路64を流れる冷却水CWとの熱交換効率が良好となる。さらに、流路形成第3部材63は波板状部材にてなっているので、空冷するための表面積が多くなり、ミルクMの冷却効率が高くなっている。
また、第2の流路形部材は、第1の流路形成部材に対して取り外し可能に配置されているので、第2の流路形部材を取り外すことにより、第2流路65の洗浄、消毒及び状態確認を容易に行うことができるものとなる。
この結果、本実施の形態の第2の熱交換器60は、熱交換効率が良好であり、かつ流体流路の洗浄、消毒及び状態確認が容易であり、ミルクMの冷却に適しているといえる。
(調乳部の詳細構成)
ところで、上記構成の粉末乳調乳装置10Aにおいては、メンテナンス時の利便性、及び製造コストの観点から、調乳部50Aは簡便な構成であることが望ましい。また、調乳部50Aにおいて、粉ミルクMPを湯に溶かす場合には、粉ミルクMPの溶け残り、又は溶け残り粉ミルクMPによる排出口の詰まりが生じる虞がある。
そこで、本実施の形態の調乳部50Aは、上述した要求を満たす構造を備えている。以下では、本実施の形態の調乳部50Aの構成について、図1の(a)(b)(c)に基づいて説明する。図1の(a)は本実施の形態における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置10Aにおける混合部としての調乳部50Aの構成を示す平面図であり、図1の(b)は図1の(a)のA−A線断面図であり、図1の(c)は(a)のB−B線断面図である。
本実施の形態の調乳部50Aは、図1の(a)(b)(c)に示すように、混合物用原料としての粉ミルクMPが投入される混合容器としての調乳容器51と、調乳容器51の内部に加熱された液体Lを流入する流入部52と、調乳容器51の内部にて混合された液体混合物としてのミルクMを排出すべく、調乳容器51の底面に形成された排出口53とを備えている。
上記調乳容器51は、例えば有底円筒形状にてなっており、内部は粉ミルクMPを投入するための空間となっている。そして、調乳容器51の底面は、投入された粉ミルクMPが載置される粉ミルク設置部51aとなっている。本実施の形態では、調乳容器51の底面は傾斜角度を有しておらず、傾斜角度=0度つまりフラットな状態となっている。
上記粉ミルク設置部51aは、例えば、樹脂成形にて形成されている。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、粉ミルク設置部51aの容量は、所望のミルクMの量、つまり調乳されて得られるミルクMの量よりも、数十ml〜数百ml多いことが好ましい。
尚、調乳容器51は、例えば有底円筒形状にてなっているが、例えば、球体、楕円体、直方体、及びテーパー形状等のあらゆる形状を有する容器を用いてもよい。また、粉ミルク設置部51aに設置される粉ミルクMPとしては、市販の新生児用、及びフォローアップ用の乾燥粉ミルクを用いることができる。また、乾燥粉ミルクだけではなく、圧縮成形され、タブレット状になったミルクを用いることも可能である。
上記流入部52は、粉ミルク設置部51aに設置された粉ミルクMPを調乳するための加熱された液体Lを、粉ミルク設置部51aに供給するための湯流入口である。本実施の形態では、流入部52は、調乳容器51の側面壁の内部を立ち下がる立下り部52aと、この立下り部52aの下部に設けられて調乳容器51の内部において排出口53に向かって液体Lを吐出する吐出口52bとからなっている。このため、流入部52の上端から流入された加熱された液体Lは立下り部52aを通って吐出口52bから吐出される。
上記流入部52は、例えば樹脂成形又は金属加工等により作製することが可能である。ただし、必ずしもこれに限らず、例えばシリコン製のチューブなどを用いてもよい。また、流入部52の立下り部52a及び吐出口52bの口径は、液体Lの吐出速度を考慮して0.1〜10mmの範囲で設定される。
ここで、本実施の形態では、流入部52の吐出口52bは、図1の(a)に示すように、調乳容器51の下部に設けられている。より詳細には、図1の(b)に示すように、吐出口52bは、調乳容器51の下部において、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51aの近傍に設けられている。このように構成することにより、流入部52の吐出口52bは、液体Lを調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51aに沿うように吐出させることができる。そして、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51aは、本実施の形態では、傾斜がなくフラットな状態となっているので、略並行状態で流れ、底面にぶつかることなく排出口53に向かう。したがって、排出口53において、溶け残りの粉ミルクMPがあっても容易に排除することができる。
また、図1の(a)に示すように、流入部52の立下り部52aの上端は、調乳容器51の上部に設けられている。これにより、流入部52の吐出口52bが調乳容器51の下部に存在しても、液体Lの注ぎ口である流入部52の立下り部52aの上端は、調乳容器51の上部に位置している。この結果、調乳容器51にて調乳されたミルクMが流入部52を通して第1の熱交換器3側に逆流するのを防止することができる。
尚、本実施の形態では、液体Lを注ぐ立下り部52aの上端を、調乳容器51の上部に設ける構成としている。しかし、必ずしもこれに限らず、液体Lの注入口を、例えば、調乳容器51の前記蓋体Cに設ける構成としてもよい。
上記排出口53は、調乳容器51において調乳されたミルクMを取り出すために、調乳容器51の底面に形成されている。尚、排出口53の上部には、ミルクMが通ることができる隙間を有して、排出口カバー54が設けられている。これによって、粉ミルクMPが、排出口53から直接排出されるのを防ぐことができるものとなっている。
本実施の形態では、排出口53は、前記流入部52に吐出口52bの近傍に配置されており、かつ吐出口52bからの液体Lの吐出方向が該排出口53に向かう構成にて設置されている。
(粉末乳調乳装置及び調乳部での調乳手順)
上記の構成を備えた調乳部50Aの調乳手順を含む本実施の形態の粉末乳調乳装置10Aにおける操作手順について、図2及び図1に基づいて説明する。
本実施の形態の粉末乳調乳装置10Aにおいては、初めに、調乳部50Aにおける調乳容器51の粉ミルク設置部51aに粉ミルクMPが投入される。続いて、図2に示すように、液体タンク1から水が液体ポンプ2にてヒーター4に圧送され、ヒーター4にて煮沸される。ヒーター4にて煮沸された水は、第1の熱交換器3によって70℃程度に冷却される。
第1の熱交換器3により冷却された水は、図1の(a)(b)(c)に示すように、調乳部50Aにおける流入部52に供給される。流入部52の立下り部52aの上端から供給された湯は、立下り部52aを通り、吐出口52bから吐出される。吐出口52bから吐出された湯により、粉ミルクMPは溶けていく。溶けた粉ミルクMPはミルクMとなって排出口53から排出される。
ここで、排出口53は、調乳部50Aにて調乳されたミルクMを取り出すために、調乳容器51の最下層に設けられている。そして、排出口53と吐出口52bとは近接されて配置されることにより、排出口53は調乳容器51の側面壁近傍に位置しており、かつ湯の吐出方向が排出口53に向かう構成となっている。
このため、吐出口52bから吐出された湯は、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51aに沿って駆け上がり、旋回流を形成する。また、排出口53は、調乳容器51の側面壁近傍に位置する構造となっているため、旋回流にて旋回するミルクM、及び溶け残った粉ミルクMPは、排出口53に供給され易い。この結果、粉ミルクMPを効率よく混合することができる。また、吐出口52bと排出口53とが近接し配置され、かつ湯の吐出方向が排出口53に向かう構成となっているため、溶け残りの粉ミルクMPによる排出口53の詰まりを軽減することができる。
また、吐出口52bは、調乳容器51の側壁面に沿うように湯を吐出させる構成されているため、調乳容器51の内部において、図1の(a)おいて矢印にて示すように、湯の旋回流が形成される。このようにして形成された湯の流れによって、調乳容器51において、ミルクMが撹拌される。したがって、上記の構成により、粉ミルクMPは、調乳容器51において溶け残ることなく調乳される。
調乳部50Aにおいて調乳されたミルクMは、重力によって排出口53から排出される。ここで、例えば、吐出口52bから吐出される湯の吐出量が、排出口53から排出される排出量よりも大きい場合は、調乳容器51に調乳されたミルクMが溜まっていくことになる。このような場合においても、湯の注ぎ口である流入部52の立下り部52aの上端が調乳容器51の上部に存在するので、調乳容器51にて調乳されたミルクMが第1の熱交換器3側に逆流することを防ぐことができる。
そして、本実施の形態では、図2に示すように、調乳部50Aから排出されたミルクMは、第2の熱交換器60にて、冷却水と熱交換されて約40℃になって、ミルク受け部7に載置された哺乳ビンに注がれる。
このように、本実施の形態の混合物生成装置としての粉末乳調乳装置10Aは、混合物用原料としての粉ミルクMPと加熱された液体Lとを混合部としての調乳部50Aにて混合して液体混合物としてのミルクMを生成する。そして、調乳部50Aは、粉ミルクMPが投入される混合容器といての調乳容器51と、調乳容器51の内部にて混合されたミルクMを排出すべく、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51aに形成された排出口53と、調乳容器51に投入された粉ミルクMPと加熱された液体Lとを混合すべく、加熱された液体Lを調乳容器51の内部における下部に吐出する加熱液体流入口としての吐出口52bとを備えている。
上記の構成によれば、調乳部50Aは、粉ミルクMPが投入される調乳容器51と、調乳容器51の内部にて混合されたミルクMを排出すべく、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51aに形成された排出口53とを備えている。
このような調乳部50Aにおいては、粉ミルクMPが投入された後、加熱された液体Lがその上から流入されたのでは、調乳容器51の底面における排出口53の近傍の粉ミルクMPが液体Lと混合されるのは時間的に最後になる。この結果、排出口53の近傍に存在する粉ミルクMPが塊状となって、ミルクMの排出口53からの排出が阻害され、粉ミルクMPの混合残り、又は混合残り粉ミルクMPによる排出口53の詰まりを生じる。
これに対して、本実施の形態では、吐出口52bは、加熱された液体Lを調乳容器51の内部における下部に吐出する。これにより、調乳容器51の底面には排出口53が形成されており、この排出口53に向けて加熱された液体Lが吐出される。この結果、排出口53の近傍の粉ミルクMPは、吐出口52bから吐出される加熱された液体Lに晒されることになるので、排出口53の近傍には、粉ミルクMPの混合残りが少なくなり、排出口53の詰まりもなくなる。
また、本実施の形態の調乳部50Aの構成は、調乳容器51の底面に排出口53を形成し、その排出口53の近傍である調乳容器51の下部に吐出口52bを形成しただけであるので、簡便である。すなわち、本実施の形態では、従来技術と比較して、湯ガイド板や段差部構造等の別パーツの無い簡便な構成となっている。
したがって、調乳部50Aにおいて、粉ミルクMPの混合残り、又は混合残り粉ミルクMPによる排出口53の詰まりを抑制し得る粉末乳調乳装置10Aを提供することができる。
また、本実施の形態の粉末乳調乳装置10Aでは、調乳容器51は、有底円筒形状にてなっており、吐出口52bは、調乳容器51の側壁面に沿って加熱された液体Lを吐出するように形成されている。
これにより、予め粉ミルクMPが投入された調乳容器51において、加熱された液体Lが、調乳容器51の側壁面に沿って吐出口52bから勢いよく吐出される。この結果、吐出された液体Lは、粉ミルクMPと混合されながら、調乳容器51の側壁面に沿って旋回流となって流れ、混合されたミルクMは排出口53から排出される。すなわち、本実施の形態では、流入された液体Lは、勢いの強い旋回流となるので、この旋回流によって粉ミルクMPと加熱された液体Lとが十分に混合巡回される。この結果、十分に混合されない粉ミルクMPが排出口53から容易に排出されることを防止することができる。また、これにより、粉ミルクMPが排出口53に直接流れ込むことによる排出口53の目詰まりを抑制することができる。
また、本実施の形態の粉末乳調乳装置10Aにおける調乳部50Aでは、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51bは、傾斜角度がなく、フラットな状態となっている。
これにより、吐出口52bから突出された液体が傾斜面にぶつかることなく略並行状態で排出口53に向かう。したがって、排出口53において、溶け残り粉ミルクMPによる排出口53の詰まりを軽減することができる。
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図6に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態の粉末乳調乳装置10Bは、前記実施の形態1の粉末乳調乳装置10Aの構成に加えて、図6の(a)(b)(c)に示すように、調乳部50Bにおける調乳容器51の底面である粉ミルク設置部は、傾斜が設けられた粉ミルク設置部51bとなっている点が異なっている。
本実施の形態における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置10Bの構成について、図6の(a)(b)(c)に基づいて説明する。図6の(a)は本実施の形態における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置10Bにおける混合部としての調乳部50Bの構成を示す平面図であり、図6の(b)は図6の(a)のA−A線断面図であり、図6の(c)は図6の(a)のB−B線断面図である。
本実施の形態の粉末乳調乳装置10Bにおける調乳部50Bは、図6の(a)(b)(c)に示すように、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51bは、排出口53が最下端となる傾斜面となっている。尚、これ以外の構成は、実施の形態1において説明した粉末乳調乳装置10Aにおける調乳部50Aと同じ構成であるため、その説明を簡略化して説明する。
本実施の形態では、実施の形態1の粉末乳調乳装置10Aにおける調乳部50Aと同様に、調乳容器51にて調乳されたミルクMを取り出すために、排出口53が調乳容器51の底面の最下層に設けられている。
ここで、本実施の形態では、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51bは、排出口53に向かう方向に例えば30度にて傾斜され、かつ排出口53と吐出口52bとは近接されて配置されている。また、液体Lの吐出方向が排出口53に向かう構成となっている。
この結果、吐出口52bから吐出された湯は、傾斜のついた底面である粉ミルク設置部51bに沿って駆け上がり、旋回流を形成することができる。また、ミルクM、及び溶け残った粉ミルクMPは、底面が30度傾斜されている構造であるため、実施の形態1における粉末乳調乳装置10Aの調乳部50Aに比べて、排出口53に供給され易く、粉ミルクMPを効率よく混合することができる。さらに、吐出口52bと排出口53とが近接して配置され、かつ湯の吐出方向が排出口53に向かう構成となっているため、溶け残り粉ミルクMPによる排出口53の詰まりを一層軽減することができる。
このように、本実施の形態の粉末乳調乳装置10Bにおける調乳部50Bでは、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51bは、排出口53が最下端となる傾斜面となっている。
これにより、傾斜面からなる粉ミルク設置部51bに載置された粉ミルクMPは液体Lと混合されることにより、ミルクMが最下端に向かって流れる。このため、調乳容器51の底面に粉ミルクMPの混合残りが生じるのを抑制することができる。
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51bの傾斜角度は例えば30度となっているが、特にこれに限定するものではなく、他の傾斜角度にすることも可能である。
〔実施の形態3〕
本発明のさらに他の実施の形態について図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1及び実施の形態2と同じである。また、説明の便宜上、前記実施の形態1及び実施の形態2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態の粉末乳調乳装置10Cは、前記実施の形態2の粉末乳調乳装置10Bの構成に加えて、図7の(a)(b)(c)に示すように、調乳部50Cにおける調乳容器51の底面である傾斜が設けられた粉ミルク設置部51bには、リブ55が設けられている点が異なっている。
本実施の形態における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置10Cにおける混合部としての調乳部50Cの構成について、図7の(a)(b)(c)に基づいて説明する。図7の(a)は本実施の形態における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置10Cにおける混合部としての調乳部50Cの構成を示す平面図であり、図7の(b)は図7の(a)のA−A線断面図であり、図7の(c)は図7の(a)のB−B線断面図である。
本実施の形態の粉末乳調乳装置10Cにおける調乳部50Cでは、図7の(a)(b)(c)に示すように、調乳容器51の傾斜のある底面としての粉ミルク設置部51bには、排出口53を中心として放射状に延びる一つ以上のリブ55が備えられている。
上記リブ55は、本実施の形態では、例えば、3個設けられている。ただし、必ずしも3個に限らず、他の複数個でもよい。或いは、1個でもよい。
これにより、調乳容器51の底面である粉ミルク設置部51bに、排出口53を中心として放射状に延びた一つ以上のリブ55…に沿って液体L及びミルクMが排出口53に向かって流れ易くなる。したがって、排出口53での粉ミルクMPの混合残り、又は混合残り粉ミルクMPによる排出口53の詰まりを抑制することができる。
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、前記実施の形態2の粉末乳調乳装置10Bにおける調乳部50Bの構成に加えて、リブ55が設けられた構成となっている。
しかしながら、本発明においては、必ずしもこれに限らず、例えば、実施の形態1の粉末乳調乳装置10Aの調乳部50Aに加えてリブ55が設けられた構成となっていてもよい。
〔実施の形態4〕
本発明のさらに他の実施の形態について図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1〜実施の形態3と同じである。また、説明の便宜上、前記実施の形態1〜実施の形態3の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態の粉末乳調乳装置10Dは、前記実施の形態3の粉末乳調乳装置10Cの構成に加えて、図8の(a)(b)(c)に示すように、排出口53には、複数の貫通孔53a…が穿設されている点が異なっている。
本実施の形態における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置10Dにおける混合部としての調乳部50Dの構成について、図8の(a)(b)(c)に基づいて説明する。図7の(a)は本実施の形態における混合物生成装置としての粉末乳調乳装置10Dにおける混合部としての調乳部50Dの構成を示す平面図であり、図8の(b)は図8の(a)のA−A線断面図であり、図8の(c)は図8の(a)のB−B線断面図である。
本実施の形態の粉末乳調乳装置10Dにおける調乳部50Dでは、図8の(a)(b)(c)に示すように、排出口53には、複数の孔としての貫通孔53a…が穿設されている。したがって、実施の形態1〜実施の形態3に存在した排出口カバー54は存在していない。
上記貫通孔53aは、例えば、口径0.1〜数mmの範囲で設定されており、粉ミルクMPが排出口53から容易に落下することのない構成となっている。また、各貫通孔53aの形状は、例えば円柱形状を採用している。ただし、貫通孔53aの形状は、必ずしも円柱形状に限らず、貫通孔53aの投影面積が同一であれば、どのような形状であっても、同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、排出口53の貫通孔53aの数は、例えば9個となっている。ただし、貫通孔53aの数は、本発明を限定するものではない。例えば、排出口53の貫通孔53aの数を増やすことにより、排出口53から排出されるミルクMの量は多くなる。また、調乳容器51に溜まるミルクMの液量は、調乳容器51の粉ミルク設置部51aに投入された粉ミルクMPの量と、吐出口52bから吐出される湯の供給量と、排出口53から排出されるミルクMの量とに応じて調整することができる。
したがって、排出口53の貫通孔53aの数に応じて、調乳容器51に溜まるミルクMの液量を調整することができる。
このように、本実施の形態の粉末乳調乳装置10Dにおける調乳部50Dでは、排出口53には、複数の孔としての貫通孔53a…が穿設されている。
これにより、排出口53から塊状の粉ミルクMPが排出されるのを抑制することができる。
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、前記実施の形態3の粉末乳調乳装置10Cにおける調乳部50Cの構成に加えて、排出口53に貫通孔53aを穿設した構成となっている。
しかしながら、本発明においては、必ずしもこれに限らず、例えば、実施の形態1の粉末乳調乳装置10Aの調乳部50A又は実施の形態2の粉末乳調乳装置10Bの調乳部50Bに加えて、排出口53に貫通孔53aを穿設した構成となっていてもよい。
〔実験例〕
本実施の形態の粉末乳調乳装置10A〜10Dにおける調乳部50A〜50Dを用いて、調乳した粉ミルクMPの溶け残り、及び粉ミルクMPの溶け残りによる排出口53の詰まりの有無の確認実験を行ったので、以下に説明する。尚、実験では、特に、底面の傾斜角度を0度、15度、30度に変化させて実験例1〜実験例3を行った。
〔実験例1〕
まず、実験装置として、調乳部50Aの調乳容器51として、上部が円筒形状であり、底面である粉ミルク設置部51aの傾斜角度が0度の容器を用いた。尚、調乳部50Aの排出口53は、貫通孔53aが穿設されたものを用いると共に、底面にはリブ55が設けられているものを使用した。
また、実験条件は以下とした。
粉ミルクMPとしては、明治乳業株式会社製の商品名「ほほえみ(登録商標)」を用いた。また、調乳容器51に設置する粉ミルクMPは、32gを用い、調乳容器51に供給する湯は、32gの粉ミルクMPを調乳するために適した湯分量として予め定められている240ccを用いた。さらに、流入部52における立下り部52aの上端の口径は3mmφであり、吐出口52bの口径は1mmφとした。
実験においては、液体ポンプ2により70℃の水を流速240cc/minにて調乳容器51に圧送した。また、排出口53の流速が180cc/minとなるように、該排出口53の開口面積を設定した。そして、調乳容器51に60秒間、湯を圧送した場合(つまり、合計240ccの湯を供給した場合)の粉ミルクMPの溶け残り、及び溶け残り粉ミルクMPによる排出口53の詰まりの有無を確認した。
また、上記条件において、粉ミルクMPの溶け残り、及び溶け残り粉ミルクMPによる排出口53の詰まりが無いことを確認できた場合は、調乳容器51に供給する湯量を240ccから段階的に減らした値に設定し、同様の実験を繰り返し行った。
結果としては、60秒間、湯を圧送した場合(つまり、合計240ccの湯を供給した場合)は、粉ミルクMPの溶け残り及び排出口53の詰まりが無いことを確認できた。
また、120ccの湯を供給した場合に、粉ミルクMPの溶け残りは無かったが、排出口53の詰まりの発生が確認できた。
したがって、底面である粉ミルク設置部51aの傾斜角度が0度の調乳容器51を用いた場合においては、底面の傾斜角度が0度、つまりフラットであるため、吐出口52bから吐出された湯は底面に沿って、略並行状態で底面にぶつかることが少なく、旋回流を形成することができる。この結果、粉ミルクMPの撹拌効果が高いため、粉ミルクMPの溶け残りの低減の効果が高いことが確認された。
〔実験例2〕
まず、実験装置として、調乳容器51として、上部が円筒形状であり、底面である粉ミルク設置部51bの傾斜角度が15度の容器を用いた。尚、調乳部50Dの排出口53は、貫通孔53aが穿設されたものを用いると共に、底面にはリブ55が設けられているものを使用した。
また、実験条件は、実験例1と同様とした。
結果としては、60秒間湯を圧送した場合(つまり、240ccの湯を供給した場合)には、粉ミルクMPの溶け残り、及び排出口53の詰まりが無いことを確認することができた。
また、120ccの湯を供給した場合においても、粉ミルクMPの溶け残り、及び排出口53の詰まりが無いことを確認することができた。
さらに、100ccの湯を供給した場合には、粉ミルクMPの溶け残り、及び排出口53の詰まりが発生した。
したがって、底面である粉ミルク設置部51bの傾斜角度が15度の調乳容器51を用いた場合においては、粉ミルクMPに対して、適量の湯を供給した場合には、粉ミルクMPの溶け残りを発生させることなく調乳できることが確認できた。
〔実験例3〕
まず、実験装置として、調乳容器51として、上部が円筒形状であり、底面である粉ミルク設置部51bの傾斜角度が30度の容器を用いた。尚、調乳部50Dの排出口53は、貫通孔53aが穿設されたものを用いると共に、底面にはリブ55が設けられているものを使用した。
また、実験条件は、実験例1及び実験例2と同様とした。
結果としては、60秒間、湯を圧送した場合(つまり、合計240ccの湯を供給した場合)は、粉ミルクMPの溶け残り、及び排出口53の詰まりが無いことを確認できた。
また、120ccの湯を供給した場合に、粉ミルクMPの溶け残りが発生したが、排出口53の詰まりが無いことが確認できた。
したがって、底面である粉ミルク設置部51bの傾斜角度が30度の調乳容器51を用いた場合においては、底面の傾斜角度が大きいため、排出口53に溶け残った粉ミルクMPが排出口53に供給され易いため、排出口53の詰まり低減の効果が高いことが確認された。
〔まとめ〕
本発明の態様1における混合物生成装置(粉末乳調乳装置10A)は、混合物用原料(粉ミルクMP)と加熱された液体Lとを混合部(調乳部50A)にて混合して液体混合物(ミルクM)を生成する混合物生成装置において、上記混合部(調乳部50A)は、上記混合物用原料(粉ミルクMP)が投入される混合容器(調乳容器51)と、上記混合容器(調乳容器51)の内部にて混合された上記液体混合物(ミルクM)を排出すべく、該混合容器(調乳容器51)の底面に形成された排出口53と、上記混合容器(調乳容器51)に投入された上記混合物用原料(粉ミルクMP)と上記加熱された液体Lとを混合すべく、該加熱された液体Lを該混合容器(調乳容器51)の内部における下部に吐出する加熱液体流入口(吐出口52b)とを備えていることを特徴としている。
上記の発明によれば、加熱液体流入口は、加熱された液体を該混合容器の内部における下部に吐出する。これにより、混合容器の底面には排出口が形成されており、この排出口に向けて加熱された液体が吐出される。この結果、排出口近傍の混合物用原料は、加熱液体流入口から吐出される加熱された液体に晒されることになるので、排出口近傍には、混合物用原料の混合残りが少なくなり、排出口の詰まりもなくなる。
また、本発明の構成では、混合容器の底面に排出口を形成し、その排出口の近傍である混合容器の下部に加熱液体流入口を形成しただけであるので、簡便である。
したがって、混合部において、混合物用原料の混合残り、又は混合残り混合物用原料による排出口の詰まりを抑制し得る混合物生成装置を提供することができる。
本発明の態様2における混合物生成装置(粉末乳調乳装置10C)は、態様1における混合物生成装置において、前記混合容器(調乳容器51)の底面(粉ミルク設置部51b)には、排出口53を中心として放射状に延びる一つ以上のリブ55が備えられていることが好ましい。
これにより、混合容器の底面に排出口を中心として放射状に設けられた一つ以上のリブに沿って液体及び液体混合物が排出口に向かって流れ易くなる。したがって、排出口での混合物用原料の混合残り、又は混合残り混合物用原料による排出口の詰まりを抑制することができる。
本発明の態様3における混合物生成装置(粉末乳調乳装置10D)は、態様1又は2における混合物生成装置において、前記排出口53は、複数の孔(貫通孔53a)にてなっていることが好ましい。
これにより、排出口から塊状の混合物用原料が排出されるのを抑制することができる。
本発明の態様4における混合物生成装置(粉末乳調乳装置10B)は、態様1、2又は3における混合物生成装置において、前記混合容器(調乳容器51)の底面(粉ミルク設置部51b)は、排出口53が最下端となる傾斜面となっていることが好ましい。
これにより、傾斜面に載置された混合物用原料は液体と混合されることにより、液体混合物が最下端に向かって流れる。このため、混合容器の底面に混合物用原料の混合残りが生じるのを抑制することができる。
本発明の態様5における混合物生成装置(粉末乳調乳装置10A〜10D)は、態様1〜4のいずれか1に記載の混合物生成装置において、前記混合容器は、有底円筒形状にてなっており、前記加熱液体流入口は、該混合容器の側壁面に沿って加熱された液体を吐出するように形成されていることが好ましい。
これにより、予め混合物用原料が投入された混合容器に、加熱された液体が該混合容器の側壁面に沿って加熱液体流入口から勢いよく吐出される。この結果、流入された液体は、混合物用原料と混合されながら、混合容器の側壁面に沿って旋回流となって流れ、混合された液体混合物は排出口から排出される。すなわち、本発明では、流入された液体は、勢いの強い旋回流となるので、この旋回流によって混合物用原料と加熱された液体とが十分に混合される。この結果、十分に混合されない混合物用原料が排出口から容易に排出されることを防止することができる。また、これにより、混合物用原料が排出口に直接流れ込むことによる排出口の目詰まりを抑制することができる。
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。