JPH06300409A

JPH06300409A - 低温液体再利用装置及びそれの物品冷凍装置への使用

Info

Publication number: JPH06300409A
Application number: JP6050237A
Authority: JP
Inventors: Jean-Pierre Germain; ゲルマン，ジヤン−ピエール
Original assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Current assignee: Air Liquide SA; LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 1994-10-28
Also published as: BR9401303A; US5419140A; EP0617247A1; FR2703139A1; FR2703139B1

Abstract

(57)【要約】【目的】低温液体の再利用装置において、回路内の液体
循環をポンプに依存せずに、液体のいかなる汚染も引き
起こさないで行う。【構成】装置は、食品、医薬品又は動物用薬品を冷凍す
るためのバット（２）のような大気圧下にある区画を有
する回路（１）を提供する。装置は、ａ）低温液体を回
収し、回収された液体を加圧する手段（４_３、６_１、７
_１、８_１）を備えた第１容器（４）、ｂ）常に加圧さ
れ、加圧された低温液体を回路（１）に供給するのに用
いる、第１容器と選択的流体流通（１６）を行う第２容
器（５）、及びｃ）第１容器（４）内に収容された低温
液体を第２容器（５）内に移送するように、第１容器の
加圧手段（４_３、６_１、７_１、８_１）を選択的に作動す
るために、二つの容器の充填レベルのあらかじめ定めら
れた関係に敏感な手段（１２）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低温液体の再利用装
置、さらに詳しくは、本発明の利用が、食品、医薬品又
は動物用薬品の冷凍にあるような、大気開放式の区画を
有する回路に供給するように考えられた再利用装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】大気圧下で液体窒素が流れるいわゆる
“硬化”トンネル内部で、物品を液体窒素内に配置する
ことによって、物品、特に食品の冷凍を行うことが最近
提案されてきた。トンネル内での液体窒素の循環及び供
給回路でのその再利用はポンプによって行われていた。
この種の冷凍装置は、ヨーロッパ特許出願公開第５０
５，２２２号によって知られている。。

【０００３】ポンプ内での液体窒素の通過は、欠点がな
いわけではない。実際、いろいろな粒子、例えばパッキ
ングの粒子や油の小滴が、ポンプから離れて液体窒素を
汚染することがある。そのような汚染は、それがある種
の物品、特に医薬品の冷凍であるときは重大な欠点と考
えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
回路内の液体循環を行うのにポンプに依存せず、液体の
いかなる汚染も引き起こさない、回路内の低温液体の再
利用装置を提供することを目的としている。本発明はま
た、物品が低温液体流内に浸漬される冷凍トンネルのよ
うな、大気圧下の区画を有する回路に液体を供給するこ
とができる装置を提供することも目的としている。本発
明はまた、少なくとも一つの上に定義されたような装置
を有する、食品冷凍用の簡単で信頼性のある設備も目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的
は、以下の記載の教えるところから理解される他の目的
と同様に、大気圧下にある一つの区画を有する回路にお
ける低温液体再利用装置において、ａ）前記区画の出口
で低温液体を回収し、回収された液体を加圧する手段を
備えた第１低温容器、ｂ）稼働中は常に加圧され、加圧
された低温液体を供給するために前記区画の上流で回路
に接続され、第１低温容器と選択的流体流通を行う第２
低温容器、及びｃ）第１低温容器内に収容された低温液
体を第２低温容器内に移送するように、第１低温容器の
加圧手段を選択的に作動するために、二つの容器の充填
レベルのあらかじめ定められた関係に敏感な手段を有す
ることを特徴とする再利用装置によって達成される。

【０００６】したがって、第１低温容器と第２低温容器
との間に行われる液体の移送によって、第２容器は、再
循環され加圧された液体を供給されることができ、これ
がポンプなしの、したがって汚染なしの液体循環を確実
に行う。本発明の他の特徴及び利点は、本発明による装
置の配置を略図的に示した添付の図面と以下の記載の教
えるところから明らかになるであろう。

【０００７】

【実施例】単なる例として、図１の装置は、バット２が
通過する回路１に、液体窒素のような低温液体を供給す
るのに役立ち、バット内には、冷凍すべき物品、例えば
食品、医薬品又は動物用薬品を収容する小瓶３_１、
３_２、３_３…が浸漬される。装置は主として、それぞれ
従来式の二重壁４_１、４_２及び５_１、５_２を有する低温
液体の第１容器４及び第２容器５を有する。各容器４、
５はさらに、壁面４_１、５_１の底部と同じ壁面の閉じた
頸部の間に従来式に取付けられた蛇管４_３、５_３をそれ
ぞれ有する内部加圧手段を備えている。

【０００８】各蛇管４_３、５_３には、圧力調整弁６_１、
６_２及び電磁弁７_１、７_２がそれぞれ直列に見られる。
容器４、５はまた、大気放出電磁弁８_１、８_２、液面セ
ンサー９_１、９_２、圧力計１０_１、１０_２及び定圧器１
１_１、１１_２をそれぞれ備えている。全ての電磁弁は、
コントロール・パネル１２に納められた電子的手段によ
って制御され、このコントロール・パネルは、定圧器１
１_１、１１_２及び液面センサー９_１、９_２によって供給
される信号を受入れ、容器４、５の液面は、コントロー
ル・パネル１２の１３_１、１３_２にそれぞれ表示され
る。液面センサーは、ロッド式の従来型のもの又はヨー
ロッパ特許出願公開第５３０，１０２号に記載された型
のものであってよい。

【０００９】容器４は、じょうご２１、及びコントロー
ル・パネル１２により制御される電磁弁１５を備えた管
路１４によって、冷凍バット２から出る液体窒素を集め
る。こうして回収された液体窒素は、後で述べられる状
態で、コントロール・パネル１２に納められた電子的手
段により制御される電磁弁１７を備えた管路１６によっ
て容器５内に再送される。

【００１０】容器５は、手動でもよい弁１８を通って回
路１に液体を供給するのに用いられる。本発明によれ
ば、この容器５自身は、電磁弁１９を通って外部供給源
２０から、又は本発明による装置の作動について後の記
載で説明するように容器４から供給される。前提とし
て、電磁弁７_１、１７、８_２、１９は通常は閉じられ、
電磁弁８_１、１５、７_２は通常は開いていることは注目
されるであろう。

【００１１】さらに定圧器１１_１は、容器４内の圧力
が、容器５の方への圧力下の液体窒素の移送を許可する
あらかじめ定められたレベルに達したときに信号を発す
る。定圧器１１_２は、容器５内の圧力を常にあらかじめ
定められたもう一つのレベルに調整するのに用いられ
る。これを行うために、定圧器は、このあらかじめ定め
られたレベルを囲む圧力を代表する“高”及び“低”の
信号を発する。

【００１２】本発明による装置の使用前に、回路１内に
液体窒素を分配する容器５の充填が行われる。これを行
うために、電子的制御手段が、通常は閉じられている電
磁弁１９及び８_２（大気放出弁）を開くように、同時
に、通常は開かれている電磁弁７_２をそのとき閉じるよ
うに通電する。他方の容器４は、この瞬間は作動しては
いけないので、このために、電磁弁１７、１５、７_１及
び８_１は、通電されずに保持される。

【００１３】そのとき例えば１．５〜２バールの圧力下
の液体窒素外部供給源２０は、液面センサー９_２が、容
器５の最大充填レベルに到達したことをコントロール・
パネル１２に納められた電子的手段に示すまで、開かれ
た電磁弁１９を通って容器５内に送り空になる。これら
の電子的手段（図示せず）は、いま述べられてきた本発
明による装置のいろいろな作動モードの記載から容易に
構成することができる。それらは、液面センサー９_１、
９_２及び定圧器１１_１、１１_２によって、装置の状態に
ついて情報を与えられ、後に示されるように、いろいろ
な電磁弁の開又は閉を制御することによって、これらの
手段で受入れた信号に対応する。

【００１４】容器５が満たされると、それに収容された
液体窒素を回路１内に放出するために、装置を使用する
ことが可能となる。これを行うために、弁１８が開か
れ、一方では電磁弁８_１、７_１、１５、１７が、他方で
は電磁弁７_２、８_２、１９は通電されない。次いで電磁
弁７_２が開かれ、大気放出電磁弁８_２が閉じられ、蛇管
５_３によって容器５の底部から取出された液体は気化さ
れて、容器５内の液体窒素液面上に流出する。こうして
容器５内に確立された蒸気圧は、圧力調整器６_２によっ
て、例えば１．１バールに限定される。容器内の圧力が
定圧器１１_２の高いレベルを超えたときは、あらかじめ
定められたレベルに圧力を低下させるために、制御手段
が電磁弁８_２を開く。

【００１５】大気圧に対するこのわずかな過圧によっ
て、容器５内に収容された液体窒素は弁１８を通って回
路１に押出される。液体窒素は、バット２内に配置され
た物品を浸漬しながら回路内を流れる。大気圧下のこの
バット内では、液体の一部は気化し、大気中に散逸す
る。気化されなかった部分は、管路１４によって接続さ
れたじょうご２１の方へ、次いで通常は開いている電磁
弁１５を通って、そのとき徐々に満たされる回収容器４
に流れ、一方容器５は空になる。

【００１６】この過程は、容器５内の液体窒素の液面
が、例えば容器の最大容量の四分の１に対応する、あら
かじめ定められた低いレベルに低下するまで続けられ
る。実際、液体窒素は、容器が再加熱する防止するよう
に、常に容器内に残っていなければならない。液面セン
サー９_２から発せられ、容器内の液体窒素の液面が前記
低いレベルに達したことを示す信号を受取ることによっ
て、制御手段は容器４内の液面を制御する。

【００１７】容器４内の液面が、ここでも同じ理由で、
例えば容器４の最大容量の四分の１に対応する、あらか
じめ定められた低いレベルより高ければ、制御手段は、
電磁弁７_１を開き大気放出電磁弁８_１を閉じることによ
って、この容器４の加圧を開始する。そのとき、容器４
の底部から蛇管４_３によって取出された液体窒素は気化
され、液体上の蒸気圧は、圧力調整器６_１によって定め
られた値、すなわち容器５内の圧力について定められた
基準圧力（１．１バール）よりわずかに高い、例えば
１．２バールの圧力にまで増加する。定圧器１１_１は、
この圧力レベルを制御手段に知らせる。

【００１８】本発明によれば、大気放出電磁弁８_１が、
バット２の出口で回収された大気圧の液体窒素によって
容器４を満たすことができるように常に開いている、容
器４の場合にはそうではないのに、容器５内の圧力が、
大気圧より高い圧力に常に保持されていることは注目さ
れるであろう。

【００１９】容器４内の圧力が定められた基準圧力に達
したとき、本発明による装置の制御手段は、電磁弁１７
を開き電磁弁１５を閉じる作動を行う。そのとき液体窒
素の流れは、仮定として前に述べたように、そのとき低
いレベルに達していた容器５を満たすように、容器４か
ら出て行く。

【００２０】容器５内の液体窒素の液面は、この容器の
最大充填レベルまで、又は本発明によれば、容器４内の
液体窒素の液面がその低いレベルに達するまで上昇を継
続する。後者の場合、制御手段は、容器４が過剰に空に
なるのを防止するように、電磁弁１７を閉じる。そのと
き、容器４に新たに充填することができるように、電磁
弁１４及び８_１が再び開かれる。

【００２１】電磁弁１７を閉じた瞬間に容器５が満たさ
れていないならば、外部供給源２０から出る液体窒素に
よって容器５の充填を完了するように、電磁弁１９が開
かれる。そのときこの液体は直接回路１内に入り、弁１
８は開かれている。外部供給源２０は、バット２内での
液体窒素の気化による損失を補償するように、回路に再
度補給することが見られる。

【００２２】上に述べられた過程は、容器５が、ほぼ一
定の流量を回路１に供給するのに適した、十分な量の圧
力下の液体窒素で常に満たされるように、周期的に繰返
される。したがって電子的制御手段は、二つの容器内の
液体レベル間のあらかじめ定められた関係を維持するよ
うに、容器４から容器５へ、外部供給源２０から容器５
への液体窒素の移送、及び回路１の出口から容器４への
液体窒素の供給を選択的に作動し、これらの関係は、回
路１の支障のない供給及びこの回路内を流れる液体窒素
の再利用を確実に行うために必要である。

【００２３】本発明が、すでに述べた目的を十分に達成
できる、すなわちポンプなしで、したがって汚染なしで
液体窒素の流れを確実に循環できることは、今や明らか
である。したがって、本発明による装置は、特に厳しい
清潔さの規格を受ける医薬品の冷凍に特に適している。
もちろん本発明は、例としてのみ与えられた前記実施態
様に限定されるものではない。液体アルゴンのような他
の低温製品も使用することができ、空気の温度調整等の
予測される他の利用にも使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置の配置の略図。

【符号の説明】

１回路２バット３_１、３_２、… 小瓶４、５低温容器４_１、４_２、５_１、５_２二重壁４_３、５_３蛇管６_１、６_２圧力調整弁７_１、７_２、１５、１７、１９電磁弁８_１、８_２大気放出電磁弁９_１、９_２液面センサー１０_１、１０_２圧力計１１_１、１１_２定圧器１２コントロール・パネル１８弁２０外部供給源２１じょうご

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ大気圧下にある少なくとも一つの区
画（２）を有する回路（１）における低温液体再利用装
置において、 −ａ）前記区画（２）の出口で低温液体を回収し、回収
された液体を加圧する手段（４_３、６_１、７_１、８_１）
を備えた第１低温容器（４）、 −ｂ）稼働中は常に加圧され、加圧された低温液体を供
給するために前記区画（２）の上流で回路（１）に接続
され、第１低温容器と選択的流体流通（１６）を行う第
２低温容器（５）、及び −ｃ）第１低温容器（４）内に収容された低温液体を第
２低温容器（５）内に移送するように、第１低温容器の
加圧手段（４_３、６_１、７_１、８_１）を選択的に作動す
るために、二つの容器の充填レベルのあらかじめ定めら
れた関係に敏感な手段（１２）を有することを特徴とす
る装置。
【請求項２】第２低温容器（５）が、低温液体の外部
供給源（２０）に選択的に接続され、二つの容器の充填
レベルのあらかじめ定められた関係に敏感な手段（１
２）が、第１低温容器内の液体レベルがあらかじめ定め
られた低いレベルに達したときに、前記外部供給源（２
０）から第２低温容器（５）に液体を供給することを特
徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】前記二つの容器の充填レベルのあらかじ
め定められた関係に敏感な手段（１２）が、第２低温容
器（５）内であらかじめ定められた最高レベルが達せら
れるか、第１低温容器（４）内であらかじめ定められた
最低レベルが達せられるまで、第２低温容器（５）内で
第１低温容器（４）を空にするように制御することを特
徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】少なくとも一つの低温容器（４、５）
が、内部加圧手段を備えていることを特徴とする請求項
１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】低温液体が液体窒素であることを特徴と
する請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】請求項１から５のいずれか１項による装
置の、回路の前記区画（２）に配置された物品を冷凍す
ることへの利用。
【請求項７】低温液体の出口を備えた物品の移送区画
（２）を有する冷凍設備において、設備が請求項１から
５のいずれか１項に記載の装置を有することを特徴とす
る設備。