JPS5841710A - 固体二酸化炭素を堆積させるためのスノーホルン装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 るものであり、さらに詳細には固体二炭化酸素を所定の
・母ターンで堆積させる方法および装置に関するもので
ある。

二酸化炭素は°長年にわたり食品その他の物品の冷却剤
として使用されている．典型的には、液体二酸化炭素は
三重点圧力（ダ２コに？７ｄｉ：１，Ｏｐｓｉｇ）以上
の圧力で保持されておシ、ノズルから大気圧中に放出さ
れて液体二酸化炭素から固相および気相に変えられる．
とφ′ような相変化によって二酸化炭素の温度は約−７
ｇ．　３　Ｃ　（　−　／　０　９Ｆ）に下がる．典型
的には、液体ｃｏ２はトンネル７リーザ、スノぐイラル
ベルト・フリーザ、タンプラブレンダなどの冷却装置内
の食品等の凍結あるいは冷却に必要な冷却を与えるのに
使用される．呻記冷却装置中にノズルから液体ｃｏ２を
単純に放出してその内部の温度およびそこを通過する物
品の温度を所定の値まで下げることは普通に行われてい
ることである。しかしながら、ノズルを使用すると、固
体二酸化炭素と気体二酸化炭素とのスゾレが一点を源と
する放出によって行なわれることになり、その結果固体
ＣＯ２すなわち雪状ｃｏ２０粒子の流れを容易に制御す
ることができなくなる。

多くの装置においては、液体Ｃ０２は冷凍トンネル中に
射出されて、ファンでもって単純に吹き飛ばさ．れ、こ
れによシ固体ＣＯ２が昇華させられて、冷凍装置または
冷却装置の内部大気が冷却されることになる．典型的な
装置、の一例が米国特許第３、　７　０　＆　？　？　
！ｉ号に記載されており、この装置は上記の通りＣＯ２
を冷凍トンネル内部の周囲に単に移動させるように作動
する。

冷凍すべき物品１の雪状の二酸化炭素を堆積させる別の
技術が米国特許第３，’７！；’１３１．７号に例示さ
れている．、このような文献中に例示されている装置に
おいては、液．Ｋ　ＣＯ２はノズルからｊ型チューブの
中に放出され、この場合固体ｃｏ２と気体ＣＯ２との流
れが下方に向けられ、次いでチューブの出口に向かって
上方に導びかれる．この出口に到達する前に、分１ブレ
ードあるいはその他の鋭利な突出部を用いて固体ＣＯ２
と気体ｃｏ２を分離し、。

分・離した固体ＣＯ２はチューブから取り出し、冷凍す
べき物品上にランダムに降下させる。米国特許第り／ｌ
／、乙７７号には分離ブレードを使用する同じような装
置が開示されている。しかしながら、この装置では、固
体−気体二酸化炭素の流れは、液体ＣＯ２が供給される
ようになった導管の上向きに伸びている部分に供給され
ない。これらの文献に例示されている装置については、
固体Ｃ０２を固体−気体分離点で比較的小さなオリアイ
スを介して流出させることに頼っていることがわかる。

従って、固体ＣＯ２はかかる点において凝集する傾向が
あシ、最終的にはオリフィス閉塞することがあり、この
ため所期の目的が達成されないことになる。このような
閉塞を回避するために、分離ブレードあるいはその他の
突出部を加熱することが知られているが、このような技
術ではＣ０２を連続的にではなく間欠的に分配しなけれ
ばならなくなる。

従って、これらの文献に記載されている分離装置は操作
上の観点からは完全に有効なも“のであるとは思われて
いなかった。精々、冷凍ｊすべき物品−Ｅにランダムに
固体二酸化炭素を単に分配するだけであり、移動表面上
に制御された所定ノ母ター゛／の雪状二酸化炭素を堆積
させることはできない。

米国特許第り／１，１．．３１．’Ｉ号にはＪチューブ
固体−気体ＣＯ２分離装置に使用すれているブレード分
離の問題を明らかに改良するような技術が記載されてい
る。この特許に記載されている装置においては、ｊチュ
ーブから下向きに冷凍すべき物品上に流出する固体ｃｏ
２を偏向させるために７−ド装置が使用されている。こ
のような技術によれば、固体ｃｏ２と気体ＣＯ２との分
離について改善することができるけれども、この装置は
大型で、トンネル７リーザにすぐに使用するという訳に
はいかない、さらに、この装置は移動表面上に１十分に
制御された、均一な厚さを有する固体二酸化炭素のりデ
ンを形成することはできなか。

トンネルフリーザのコンベヤベルト上に載せたハンパー
ガノ４ツテイのような物品を冷却する場合には、このパ
ラティの上面がトンネル７リーザ内の冷たい周囲大気と
接触してすぐに凍結されるということがわかっている。

しかしながら、このノｅツテイの下側はノ母ツテイがワ
イヤ・リンク・ベルトなどに載せて運ばれる場合におい
ても容易に冷却あるいは凍結されない、従って、トンネ
ル内の／４’シティの滞留時間を少なくシ、それによっ
て凍結ノ４ツテイの単位重量あたり必要なｃｏ２冷却剤
の消費社を少なくするだめには、冷却すべき物品を載せ
ているトンネル７リーザのベルトあるいはその他の表面
上（固体冷却剤の相を堆積させることが有益である。こ
のような物品を冷却装置の内部雰囲気にさらした場合、
物品が冷却装置内に入ると、熱はすぐにその上面と下面
から効率良く除去される。上記の通り、従来の冷却装置
は、物品の両面をこのように冷却するには不適当であっ
た。

冷却すべき物品上に雪状の二酸化炭素を堆積させる装置
は、コンベヤベルトなどの上に一定の幅と均一な厚さを
もつ所定のパターンで雪状のＣＯ２を堆積させるには有
効ではなかった。従って、一定の厚みをもつ所定のパタ
ーンで固体二酸化炭素のリボンを有効に堆積させる装置
および方法に対する−白な必要性がこの技術分野におい
て存在している。

本発明の目的は液体二酸化炭素を分配する改良方法およ
び改良装置を提供することである。

本発明の他の目的は移動表面に所定の・母ターンで雪状
の二酸化炭素を堆積させる改良方法および改良装置を提
供することである。

本発明のさらに他の目的は移動表面に、実質的に均一な
幅と厚さを有するリボンの形をした雪状の二酸化炭素を
堆積させる改良方法および改良装置を提供することであ
る。

本発明のさらに他の目的は冷凍トンネルのコンベヤベル
トのような移動表面に載せられた物品の両面を効率良く
冷却することができるような改良方法および改良装置を
提供することである。

本発明の他の目的は以下の実施態様の説明から明らかに
なろう、その新しい特徴は特許請求の範囲に詳細に指摘
されている。

本発明の係わる所定の）９ターンで雪状の二酸化炭素を
堆積させるだめの装置は、曲げられた内側部分と外側部
分を有しかつ実質的に長方形の横断面を有するホルンと
連通している導管と、該導管に液体二接・化炭素を放出
してホルン部分に流入する雪、状ｃｏ２と気体ＣＯ２の
流れを形成するための手段と、ホルン部分内に配置され
その内部に周囲大気を導入してホルンの外側の曲がった
壁の内面に沿って固体二酸化炭素を広げるのに有効な圧
力勾配をつくり出し、雪状ｃｏ２がホルンの出口から所
定の幅と厚さをもつりがンの°形で排出されるようにす
るだめの手段とから構成されている。

導管内に放出される液体二酸化炭素の圧力は約／１１．
ｌＫ９／ｃｄ（２θＯｐｓ１ｇ）以下の値に保持されて
いることが好ましい。液体ＣＯ２が放出されるノズルの
近くに偏向手段が設けられ、雪と気体の流れがホルン部
分の外側曲壁の方に向きを変えられるようになっている
。適当な開口からホルン部分内に周囲大気が導入され、
内側曲面の固体再酸化炭素を効率良く洗い落とし、ホル
ン部分の外側曲壁の内面に沿って均一に固体ＣＯ２を効
率良く広げる。このことはホルン内部と周囲大気との間
の連通め結果としてホルン部分の内側曲面と外側曲面の
間につくり出される圧力勾配によって達成される。従っ
て、固体再酸化炭素はホルン部分で分離ブレードあるい
はその他の突出部を使用することなく自然に分離■れ、
固体Ｃ０２は外側曲壁の内面を縦走せ“しめられ、ホル
ン部分の幅に等しい幅を持ったり？ンの形でホルン部分
から排出される。

ホルン部分から排出されて堆積する固体二酸化炭素のリ
ーンの厚さは、液体ｃｏ２が装置のノズルに供給される
速度と固体再酸化炭素が堆積する移動面の速度によって
決まる。従って、本発明の装置は実質的に均一かつ一定
の厚さで移動面に固体二酸化炭素のリデンを正確なツヤ
゛ターンで形成することができる。

凍結トンネルのコンベヤベルトあるいは冷却タンブラの
内壁のような移動面に固体再酸化炭素の複数のりがンを
堆積させることができるように、相互に隣接した複数の
スノーホルンを提供することも本発明の範囲に含まれる
。このような場合には、本発明のスノーホルン装置を複
数使用して、液体ｃｏ２は一般的なマニホルド装置から
この装置−に供給することができる。

添附図面を参照して以下に行われる例示的実施例の説明
により、本１発明はさらに明瞭に理解されよう。

本発明の方法および装置に関する以下の説明において使
用される幾つかの用語について以下に説明する。蟻周囲
大気Ｉという用語は実質上空気と二酸化炭素からなる零
囲気を意味するものと理解されたい。本発明のスノーホ
ルン装置は凍結トンネルあるいはその他の冷却装置と組
み合わせて使用するのに容易に適合させることができる
ので、このスノーホルン装置を包囲する周囲大気は典型
的には雪状ＣＯ２の昇華と共にスノーホルン装置から排
出される気体ＣＯ２のために１通常の周囲空気に比べて
二酸化炭素に富んでいる。亀凍結トンネルｌとは当業者
が認識して”いるように、凍結すべき物品を典型的には
コンベヤベルトに載せてトンネル状の包囲の中を移動さ
せるような装置を基本的に意味している。しかしながら
、本発明のスノーホルン装置はその他の冷却装置と組み
合わせて使用することもでと、１凍結トンネルＩと言う
用語は、タンブラ、スノｅイラル・ベルト・フリーザ、
およびその他公知の冷却装置に等しく適用することがで
きる。電格動面ｌと言う用語はスノーホルン装置に対し
て動かされるようなコンベヤベルトなどの表面を意味す
るものである。しかしながら、このような峠買は一定の
表面に対して動かすことが回前である。

第１図を参照すると、本発明のスノーホルン装、置１ｏ
の一実施例が例示されている。この装置はノズル３０か
ら液体二酸化炭素を放出するための変換手段１５が内蔵
された導管１１と、導管１１に連通して配置されている
ホルン部分１２を備える。このホルン部分１２に開口を
規定するための適当な導管１４ないしその他の手段が設
けられ、その内部が周囲大気と連通ずるようになってい
る。

ホルン部分】２は基本的に１第λ図に示されているよう
に内側白壁１６外側曲壁１８および壁面２１のような長
方形の一面部分から構成される。

従って、ホルン部分１２の横断面は基本的に長方形であ
り、下方部分から出口２ｏに向かって太き（なっている
。

導管１１の内部には、液体二酸化炭素の流れを固体ＣＯ
２と気体ＣＯ２の流れに変換するための変換手段１５が
配置される。変換手段１５は第１導管２２を有しており
、この第１導管２２は液体二酸化炭素の流れを受は入れ
かつ適当なねじ込みカップリング２６によってリリーフ
パルプ２４に連結される０リリーフバルブ２４は典型的
には２／、／１／ａｌ　（、？θθρｓａｇ）でそこに
供給される液体二酸化炭素の圧力を約７２．７〜／’１
．／Ｋｇ／ｄｉ（／ｇＯ〜２００　ｐｓｉｇ）の範囲の
圧力に効率良（低下させる。

圧力降下の程度は調節自在であり、リリーフパルプ２４
はヌゾロカン／’？　＝　（Ｎｕｐｒｏ　Ｃｏｍｐａｎ
ｙ、Ｗｉ　ｌ　ｌｏ−ｕｇｈｂｙ、　０ｈｉｏ）　から
モデルＡＶＣＰＡとして市販されているバルブを用いる
ことができる。リリーフパルプ２４はねじ込みカップリ
ング２Ｂのような適当なカップリングによって、゛リッ
ジ部分３２が設けられているノズル要素３ｏに連結され
る。

ノズル３０から供給される液体ＣＯ２は、ノズル３０の
出口端部が実質的に大気圧にあるので、このノズルを出
るとすぐに固体ＣＯと気体Ｃ０２に変換される。この固
体Ｃ０２と気体Ｃ０２の流れは導管１１内を上向きに走
行する際にリップ３２によって導管の左側の方向に曲げ
られ、ホルン部分１２の外側白壁１８の内壁に沿って曲
げられる。ホルン部分１２内の固体ＣＯと気体Ｃ０２の
流れは遠心力を生じ、この遠心力によって固体ＣＯ２は
この流れが出口２０に向かって流れる際に実質的にホル
ン部分１２の壁面１８の内面に沿った道を走行する。こ
の流れは壁面１８と１６の間に圧力勾配をつくり出し、
この圧力勾配は導管１４からホルン部分１２内に周囲大
気を効率良く導入する。この導入された周囲大りの流れ
は壁面１６の内面の固体ＣＯ２を効率良く洗い落として
、最終的にホルン部分１２を閉塞しあるいはブロックす
るような雪状Ｃ０２の凝集を妨げ、外側の壁面１８の内
面に沿って均一に固体Ｃ０２を効率良く広げる。壁面１
８の内面を走行する固体Ｃ０２が出口２０に到達すると
、固体ＣＯ２はそこから好ましくは第３図に示されてい
るような凍結トンネルのコンベヤベルトのよ〉な移動面
上に落下する。固体ＣＯ２のこの流れの幾何学形状は第
２図に示されている出口２００幅に等しい幅を有する雪
状ＣＯ２のリピンとなる。

次に第１−＾図について説明する。ホルン部分１２の横
断面積は出口２０に向かうＣＯ２の流れの方向に大きく
なることが埋嘩されよう。横断面２積はＣ０２の流れの
方向に大きくなるので、ホルン部分１２を通過する固体
ＣＯ□と気体ＣＯ２の一礁れが通運する通路に沿った異
なる点におけるＣＯの流量（／ンド／分／面積）は小さ
くなる。固体Ｃ０２のりがンが表面に堆積され得る、出
口２０における二酸化炭素の量大流量には限界があると
言うことがわかった。装置１０を通過するＣ０２の流量
をこのようなりがンが堆積されるような流量レベルに保
持するためには、変換手段１５のノズル３０から放出さ
れる固体ＣＯ２と気体Ｃ０２の流れの速度を小さくする
必要があると言うこともわかった。従って、変換手段１
５に供給される液体Ｃ０２の圧力を約ｌ１１．１ＶｃＩ
ＩＩ（−００ｐｓｉｇ）以下、好ましくは／　２．７〜
／　＋、／　Ｋ１１７　（／　ｆｆ　Ｏ〜、２０θｐｓ
ｔｇ）の圧力まで下げることによって、上記固体Ｃｏ２
と気体ＣＯ２の流れがホルン部分１２の出口２０に近接
して配置された移動面上に雪状の１７　、）−ンを堆積
させることができるようになる。伏わりに液体Ｃｏ２の
圧力を、ノズル３０の上流に配置された適当な手段によ
って上記範囲に制限することもできる。

ホルン部分１２の内側と周囲大気との間に連通を与える
導管１４のような手段を設けることによ２て、壁面１６
の内面に付着することのある固体ＣＯ２を除去すると共
に、壁面１８の内面に沿った固体Ｃ０２の流れを容易に
するような上記圧力勾配が達成される。従って、（１）
実質的に長方形でかつそこを通過するＣＯ２の流れの方
向に向かつ−（大きくなる横断面積を有するホルン部分
１２をｔｊλること、（２）液体ＣＯの圧力を約／グ、
／　Ｉ’ｄ　（Ｊθθｐｓｉｇ）以下の値に低下させる
こと、および（３）ホルン部分１２の内部に周囲大気を
導入することと言う特徴が全て共働して、出口２０に近
接した移動面上に、実質的に均一な厚さの所定のリボン
の形をした固体ＣＯ□の流れを形成せしめる。液体ＣＯ
２を例えば２／、／秘−Ｃ３０θｐｓｉｇ）以上の圧力
で導管１１内のノズルから放出させる場合には、出口２
０から流出する固体ＣＯ２の流れは移動面上枝リボンと
して形成されることは決してなく、目的とする実質的に
均一な厚さの雪状ｃｏ２のリボンの形成は妨げられる。

次に第３図を参照する：と、冷凍トンネル３８の入口端
部近くにＰ賞された複数の本発明のスノーホルン装置１
０からなる実施例が示されている。

ローラ４１のような一般的な駆動手段によって駆動され
るコンベヤ３９が配置され、その上に複数の固体ＣＯ２
のす、ｙン４０を受入れ堆積させるようになっている。

液体ＣＯ２はマニホルド２３とそれぞれのスノーホルン
装置１０に通じる複数の導管２２から供給される。これ
らの装置に液体ｃｏ２を流しコンベヤベルト３９を動か
すと、コンベヤ３９の上に実質的に均一な厚さめ複数の
固体ｃ０２のりデ／が形成される◇凍結すべきハンパー
ガパツテイのような冷却すべき物品は、リボン４０の上
に載せられると冷凍トンネル３８の内部雰囲気によって
冷却されると共に下面からも冷却される。

第り図を参照すると、冷却タンシラ装置４４が示されて
おり、この装置４４１％そこに示されている矢印の方向
に回転し、冷却剤がそのタンブラ内部に供給される際に
タンブラの一端に導入されその長手方向に飛行する物品
を通常の方法で効率良く冷却する。それぞれの導管２２
からマニホルド３０内に液体ＣＯ２が導入されると、複
数の固体Ｃ０２のり？ン４５がスノーホルン装置１０に
よってタンブラの内壁４５に堆積゛する。このように第
７図に示されているスノーホルン装置１０は複数の異な
るタイプの冷却装置と共に使用することができ、単に冷
凍トンネルと共に使用する場合に限られないということ
が解る。

本発明の精神ならびに範囲から逸脱することなく上記の
およびその他の形状ならびに細部を種々変更することが
できる。従って、特許請求の範囲はこのようなすべての
変更および修飾を含むものと解釈すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスノーホルン装置の概略図であり、第
１−Ａ図はこのホルン部分の立面図であるＯ 第２図は本発明の装置のホルン部分の出口を示す概略図
である。 第３図は冷凍トンネルの入口近くに配置されている本発
明の複数のスノーホルン装置を部分的に示す平行透視図
である。 第ｑ図は冷却タンブラに使用されている本発明の複数の
スノーホルン装置を部分的に示す平行透視図である。 図面番号の説明 １０・・・・・・、スノーホルン装置、　　ｌｌ・・・
・・・導管、１２・・・・・・ホルン部分、　１４・・
・・・・導管、１５・・・・・・変換手段、　１６・・
・・・・内側白壁、１８・・・・・・外側白壁、　　２
０・・・・・・出゛口、２１・・・・・・側壁、　２２
・・・・・・第１導管、　２４・・・・・・リリーフパ
ルプ、　　２６．２８・・・・・・カップリング、３０
・・・・・・ノズル、　　３２・・・・・・リッジ部分
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　実質的に均一な厚さを有する固体ｃｏ２のり？ンを
   堆積させるためのスノーホルン装ｍ−ｒあって、 液体ＣＯ２を放出して固体ＣＯ２と気体ｃｏ２の流れを
   形成するための手段と； 人口と出口を有し、該入口から該出口に向かう方向に面
   積が大きくなる長方形の横断面を有しかつ内側白壁部分
   と外側白壁部分を有するホルン部分と； 前記流れを前記外側白檀部分の内面の方に偏向させる手
   段と； 前記ホルン部分の内側を周囲大気と連通させて、前記大
   気を前記ホルンの内側に導入して前記固体ＣＯ２を前記
   内側表面全体に実質的に均一に広げかつ前記ホルン出口
   から固体ＣＯ２を排出する際に固体Ｃ０２の＋３　＆ン
   を形成させるタメノ手段とからなるスノーホルン装置。 　　゛コ、液体ｃｏ２排出手段が前記液体ｃｏ２の圧力
   を約／−４＜　／　時／、ｙｌｌ　（２００ｐｓｉｇ）
   以下に制限するだめの手段と、該圧力制限手段に連結さ
   れた前記液体ＣＯ２を排出するためのノズル手段とを備
   えている特許請求の範囲第７項に記載の装量・３、前記
   ホルン部分の入口に連結された導管をさちに備えており
   、前記液体ＣＯ２排出手段が前記導管内に配置され、そ
   の内部に液体ｃｏ２を＃１！汀上向きに放出して、得ら
   れる固体ｃｏ２と気体ＣＯ２の流れが前記ホルン部分か
   らほぼ上向きに走行するようになっている特許請求の範
   囲第コ項に記載の装置。 ｑ　前記ホルン部分の下方部分に開口が設けられ、前記
   ホルン部分の内側を前記周囲大気と連通ずるようになっ
   ている特許請求の範囲第１項に記載の装置。 左　前記ホルン部分の出口に近接して前記装置に対して
   表面を動かすための手段をさらに備えており、そこから
   排出される固体ＣＯ２が前記表面上に前記り町ンとして
   堆積するようになっている特許請求の範囲第１項に記載
   の装置。 ム　前記表面が冷凍トンネルのコンベヤベルトからなる
   特許請求の範囲第３項に記載の装置。 ７　前記表面が冷却タンブラの内面からなる特許請求の
   範囲第３項に記載の装置。 ｇ　移動表面上に実質的に均一な厚さの固体二酸化炭素
   のりがンを堆積させる方法であって；約／ｌＡ／Ｉ＄／
   ｃ１ｉｔ（，２θＯｐｓｉｇ）以下１７）圧力テ液体Ｃ
   Ｏ２を排出しそ固体ＣＯ２と気体ＣＯ２の流れを形成し
   ； 入口および出口と、内側白壁および外側曲壁と、流れの
   方向に向かって面積が増大する長方形の横断面を有する
   ホルン部分の外側曲壁の方に前記流れを偏向させ； 周囲大気の流れをホルン部分に形成された開口からホル
   ン部分の内側に導入して固体ｃｏ２を前記外側曲壁の内
   面全体に均一に広げ、前記固体ｃｏ２を前記移動表面上
   にリボンとしてホルン出口から排出させる方法。 ｑ、　液体ＣＯ２の排出工程が、前記液体ｃｏ２の圧力
   を約、２１　／　Ｋ９／ｃＩ／ｌ（３００ｐｓｉｇ）か
   う約／　’１．　／Ｋｇ、７ｃｌ　（，２００ｐｓｉｇ
   ）　以下に減ＩＥスル工程オｊび前記減圧した液体ＣＯ
   ２をほぼ上向きにノズルから放出する工程からなる特許
   請求の範囲第３項に記載の方法。