TW201524367A - 液體急冷裝置 - Google Patents

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TW201524367A
TW201524367A TW103127580A TW103127580A TW201524367A TW 201524367 A TW201524367 A TW 201524367A TW 103127580 A TW103127580 A TW 103127580A TW 103127580 A TW103127580 A TW 103127580A TW 201524367 A TW201524367 A TW 201524367A
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wall
gap
cooling pipe
tube
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TW103127580A
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Inventor
Hirotsugu Hosono
Yoshinori Sato
Takahide Kobayashi
Original Assignee
Nippon Light Metal Co
Asahi Breweries Ltd
Tex E G Co Ltd
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Abstract

本發明之液體急冷裝置1係具備：筒狀之冷卻管31，係可將外壁予以冷卻；筒狀之被覆管21，係包覆冷卻管31且能以旋轉軸Zr為中心進行旋轉運動；及液體導入路73，係可將液體導入至冷卻管31之外壁與被覆管21之內壁之間的間隙G。再者，冷卻管31之外壁的表面溫度係被冷卻至前述液體之凝固點以下。此外，被覆管21係在內壁具有螺旋狀之凸部22。

Description

液體急冷裝置
本發明係關於一種可在使液體之至少一部分結冰的狀態湧出之液體急冷裝置。
以往，已知有一種可使飲料等食品以結冰的狀態湧出預定量之裝置。例如，在專利文獻1中，揭示有一種冷點心製造機，其具備用以冷卻食品之冷卻筒；及刮取在冷卻管之表面結冰之食品並予以攪拌之螺旋狀的拌翼。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2001-37419號公報
然而，在專利文獻1中，由於使結冰之食品儲留於槽，因而有在從槽湧出之時間點新鮮度降低之可能性。因此，有在提供食品時香氣等劣化之可能性。
本發明係鑑於上述課題而研創者，其目的 在於提供一種可將結冰之液體以新鮮之狀態湧出的液體急冷裝置。
為了達成上述目的，本發明之液體急冷裝置係具備：筒狀之冷卻管，係可將外壁予以冷卻；筒狀之被覆管，係包覆前述冷卻管且能以旋轉軸為中心進行旋轉運動；及液體導入路，係可將液體導入至前述冷卻管之外壁與前述被覆管之內壁之間的間隙，前述冷卻管之外壁的表面溫度係被冷卻至前述液體之凝固點以下，前述被覆管係在內壁具有螺旋狀之凸部。
藉此，導入至間隙之液體係接觸於凸部，因此可沿著凸部緩緩地被搬送。液體係一面緩緩地被搬送，一面接觸於冷卻管，因此結冰且附著在冷卻管之外壁。此外，由於被覆管可旋轉，因此附著在冷卻管之外壁的液體係藉由凸部而被刮取被搬送。然後，結冰之液體係湧出至容器。如此，液體急冷裝置係可在即將湧出至容器之前才使液體結冰。因此，本發明之液體急冷裝置係可將結冰之液體以新鮮之狀態湧出。
就本發明之較佳態樣而言，前述液體導入路之一端係配置在前述間隙之一方端部，前述間隙之另一方端部較佳為配置在鉛直方向之比前述一方端部下側的位置。藉此，除了由凸部產生之推壓力之外，可利用重量來作為用以搬送結冰之液體的力量。因此，本發明之液體急冷裝置係可將結冰之液體更有效率地湧出至容器。
就本發明之較佳態樣而言，前述凸部係較佳為在前述被覆管之內壁中之與前述冷卻管之外壁相對向的部分，設置成從前述旋轉軸方向之一端遍及至另一端。被覆管之內壁與冷卻管之外壁相對向之部分，係寬度比較狹窄且液體容易結冰之部分。假設凸部係在被覆管之內壁中之與冷卻管之外壁相對向的部分中，僅設置在旋轉軸方向之途中時，會有結冰之液體滯留在凸部中斷之部分而無法排出之可能性。相對於此，本發明之液體急冷裝置係由於凸部從被覆管之內壁與冷卻管之外壁相對向之部分的一端遍及至另一端而設置，因此可更確實地將結冰之液體朝外部搬送。因此，本發明之液體急冷裝置係可抑制結冰之液體在間隙之途中滯留而無法排出之事態。
就本發明之較佳態樣而言，前述被覆管較佳為具有透明或透光性。藉此，操作者係可從外部視覺確認到間隙。因此，本發明之液體急冷裝置係可在發生故障時等的檢查時，容易地發現產生缺失之部位。此外，操作者係可視覺確認到液體被導入至間隙而結冰，且由螺旋狀之凸部所刮取而朝下方搬送之一連串的情況。如此，液體瞬間地結冰，且由螺旋狀之凸部所搬送之情況，對於操作者而言成為稀奇者之可能性高。因此，本發明之液體急冷裝置係可顯現湧出液體之情況，因而可提升趣味性。
就本發明之較佳態樣而言，較佳為更具備可預先將導入至前述間隙之前述液體予以冷卻的預冷裝置。藉此，從液體導入路導入至間隙之液體係預先成為低 溫，因此，液體急冷裝置係可縮短液體在間隙之中至結冰為止之時間。因此，本發明之液體急冷裝置係可更確實地進行液體在間隙中之結冰。
依據本發明，可提供一種可將結冰之液體以新鮮之狀態湧出的液體急冷裝置。
1、1A、1B‧‧‧液體急冷装置
21‧‧‧被覆管
21a‧‧‧附屬配件
211‧‧‧安裝部
212‧‧‧縮徑部
213‧‧‧整流部
22‧‧‧凸部
23、43‧‧‧齒輪
23g、43g‧‧‧齒
24‧‧‧保持環
25‧‧‧導引環
26、28‧‧‧托架
27‧‧‧導引板
31、31A‧‧‧冷卻管
31b‧‧‧底面
31s‧‧‧縮徑部
32‧‧‧罩蓋
33‧‧‧密封構件
34、35‧‧‧補強構件
36‧‧‧托架
41‧‧‧馬達
42‧‧‧軸
51‧‧‧控制部
51a‧‧‧輸入電路
51b‧‧‧CPU
51c‧‧‧記憶體
51d‧‧‧輸出電路
53‧‧‧液體槽
54‧‧‧預冷裝置
55‧‧‧閥
56‧‧‧冷卻裝置
57‧‧‧重量計
58‧‧‧加壓瓶
59‧‧‧溫度感測器
60‧‧‧電源開關
61‧‧‧作動開關
62‧‧‧閥設定部
62a‧‧‧顯示部
62b、62c‧‧‧按壓按鍵
63‧‧‧重量設定部
71、71B‧‧‧冷媒導入路
71Be、72Be‧‧‧端部
72、72B‧‧‧冷媒排出路
73‧‧‧液體導入路
74‧‧‧連結路
75‧‧‧液體槽連結部
76‧‧‧液體供給路
77‧‧‧氣體供給路
80‧‧‧內筒
81‧‧‧側部
81h‧‧‧貫通孔
82‧‧‧蓋部
83‧‧‧底部
84‧‧‧支持構件
91‧‧‧容器
100‧‧‧框體
101‧‧‧容器保持部
G、GA、GB‧‧‧間隙
G1‧‧‧第1端部
G2‧‧‧第2端部
Zr‧‧‧旋轉軸
第1圖係本實施形態之液體急冷裝置的立體圖。
第2圖係示意性顯示第1圖之A-A’剖面的示意圖。
第3圖係說明使被覆管旋轉之構成的說明圖。
第4圖係以包含旋轉軸之平面切斷被覆管時之剖視圖。
第5圖係在第2圖中之冷卻管的外壁與被覆管之內壁之間產生的間隙之放大圖。
第6圖係顯示控制部之構成的示意圖。
第7圖係利用液體急冷裝置湧出結冰之液體之方法的流程圖。
第8圖係示意性顯示變形例1之液體急冷裝置之構成的示意圖。
第9圖係示意性顯示變形例2之液體急冷裝置之剖面的示意圖。
第10圖係顯示變形例2之內筒之形狀等的說明圖。
針對用以實施本發明之實施形態，參照圖 式詳細地說明。本發明並非由以下之實施形態所記載之內容所限定者。此外，以下所述之構成要素中，亦包含相關業者可易於思及者、實質上相同者。再者，以下記載之構成要素係可適當地組合。此外，亦會有未使用一部分部構成要素之情形。
(實施形態)
第1圖係本實施形態之液體急冷裝置的立體圖。第2圖係示意性顯示第1圖之A-A’剖面的示意圖。第3圖係說明使被覆管旋轉之構成的說明圖。第4圖係以包含旋轉軸之平面切斷被覆管時之剖視圖。第5圖係在第2圖中之冷卻管的外壁與被覆管之內壁之間產生的間隙之放大圖。利用第1圖至第5圖，說明本實施形態之液體急冷裝置1的概要。此外，在以下之說明中，與旋轉軸Zr正交之方向係僅記載為直徑方向。
(液體急冷裝置)
液體急冷裝置1係例如將酒精飲料以結冰之狀態湧出之裝置。液體急冷裝置1係具有框體100、及容器保持部101。在容器保持部101之上面設置有容器91，結冰狀態之酒精飲料係被供給至容器91內。如第2圖所示，容器保持部101係在內部具有重量計57。重量計57係可測量載置在容器保持部101之上面的容器91及湧出之酒精飲料的重量。重量計57係為例如應變計(strain gauge)。應變計係可將因施加荷重時之變形所產生之應變作為電氣信號予以 檢測出的感測器。此外，液體急冷裝置1湧出之對象並不限定於酒精飲料，亦可為水，亦可為無酒精飲料，亦可為麵食用之湯汁或調味醬等液狀食品。
如第2圖所示，液體急冷裝置1係具備冷卻 管31。冷卻管31係可將外壁冷卻之圓筒狀的構件。例如，冷卻管31係在鉛直方向之上下方向具有端面之圓筒狀、亦即在鉛直方向具有軸方向之圓筒狀。例如，冷卻管31係由不鏽鋼所形成。冷卻管31係在上側之端面具有罩蓋32而閉塞上側之端面。冷卻管31係在下側之端面具有底面31b而閉塞下側之端面。冷卻管31係例如利用螺絲等將罩蓋32接合在從框體100之外壁突出的托架36，藉此固定在框體100。此外，冷卻管31係例如在內壁具備溫度感測器59。 溫度感測器59係可測定冷卻管31之內壁的表面溫度。此外，由於冷卻管31係由屬於金屬之不鏽鋼所形成，因此冷卻管31之內壁的表面溫度係略等於冷卻管31之外壁的表面溫度或具有預定之相關關係。在以下之說明中，冷卻管31之外壁的表面溫度及冷卻管31之內壁的表面溫度係適當地記載為冷卻管31之表面溫度。
如第2圖所示，液體急冷裝置1係具備被覆 管21。被覆管21係覆蓋冷卻管31且能以旋轉軸Zr為中心進行旋轉運動之圓筒狀的構件。例如，被覆管21係在鉛直方向之上下方向具有端面之圓筒狀、亦即在鉛直方向具有軸方向之圓筒狀。例如，被覆管21係由聚碳酸酯所形成且呈透明。此外，被覆管21之內徑係比冷卻管31之外徑 更大。此外，被覆管21亦可由非透明而具透光性之材料所形成，亦可由金屬等不透明之材料所形成。
此外，如第2圖及第4圖所示，被覆管21 係在內壁具有螺旋狀之凸部22。例如，如第4圖所示，從被覆管21之內部側觀察時，凸部22係往右下方傾斜之螺旋狀。例如，凸部22係與被覆管21之內壁一體地形成。 此外，如第5圖所示，凸部22之直徑方向的高度L2係比產生在冷卻管31之外壁與被覆管21之內壁之間的間隙G之寬度L1更小。例如，凸部22之直徑方向的高度L2較佳為間隙G之寬度L1的50%以上而未達100%。再者，高度L2更佳為寬度L1之95%以上而未達100%。更具體而言，在本實施形態中，凸部22之直徑方向的高度L2為5mm，間隙G之寬度L1為5.1mm以上5.2mm以下。此外，凸部22係如第2圖所示，在被覆管21之內壁中之與冷卻管31之外壁相對向的部分，從旋轉軸Zr方向之一端遍及至另一端而設置。此外，凸部22亦可在被覆管21之內壁形成複數個。此外，凸部22亦可為從被覆管21之內部側觀看時往左下方傾斜之螺旋狀，此時後述之被覆管21的旋轉方向為相反方向。
被覆管21係具備：固定在外壁之上端部的 齒輪23；及配置在緊鄰齒輪23之下側的保持環24。齒輪23係為內徑略等於被覆管21之外徑的圓環狀之構件，例如藉由接著劑等固定在被覆管21。保持環24係為例如內徑比被覆管21之外徑更大的圓環狀之構件，固定在從框體 100之外壁突出的托架26。藉此，被覆管21係透過齒輪23、保持環24及托架26支持在框體100。此外，齒輪23亦可與被覆管21一體地形成。
由於被覆管21之內徑比冷卻管31之外徑更 大，因此如第2圖所示，在冷卻管31之外壁與被覆管21之內壁之間產生間隙G。屬於間隙G之一方端部的第1端部G1係由密封構件33所閉塞。密封構件33係例如為O環，以防止異物從間隙G之第1端部G1侵入。此外，在本實施形態中，由於冷卻管31及被覆管21係在鉛直方向具有軸方向之圓筒狀，因此屬於間隙G之另一方端部的第2端部G2係配置在鉛直方向之比第1端部G1下側的位置。此外，假設即使冷卻管31及被覆管21為在相對於鉛直方向形成角度之方向具有軸方向的圓筒狀時，第2端部G2亦可配置在鉛直方向之比第1端部G1下側的位置。
此外，如第2圖所示，液體急冷裝置1係在 被覆管21之下側具有附屬配件21a。附屬配件21a係整體呈筒狀之構件，具有安裝部211、縮徑部212、及整流部213。安裝部211係為例如內徑比被覆管21之外徑更大之圓環狀的構件，覆蓋被覆管21之外壁的一部分。安裝部211係固定在從框體100之外壁突出的托架28。藉此，附屬配件21a係以與被覆管21之間產生間隙之方式，被支持在框體100。藉此，即使被覆管21旋轉時，附屬配件21a亦不會旋轉。縮徑部212係上端接合在安裝部211之圓筒狀的構件。縮徑部212之內徑係從上端朝下端變小。整流 部213係上端接合於縮徑部212之下端的圓筒狀之構件。整流部213係內徑為一定，且下端部朝液體急冷裝置1之外部開口。
此外，附屬配件21a亦不可固定於框體100，例如可固定於被覆管21。當附屬配件21a固定於被覆管21時，例如附屬配件21a係以在內壁具有螺紋槽之母螺紋構件的安裝部211，螺合於被覆管21之外壁之下端設置的公螺紋部，藉此即可固定在被覆管21。此外，當附屬配件21a固定在被覆管21時，安裝部211係由合成橡膠所形成，且亦可藉由安裝部211之內壁與被覆管21之外壁的摩擦力，而將附屬配件21a固定在被覆管21。
如第3圖所示，被覆管21係可藉由馬達41之驅動力而以旋轉軸Zr為中心進行旋轉運動。馬達41係固定在框體100之內部，且具有軸42。軸42係與齒輪43接合。設置在齒輪43之側面的齒43g係與設置在齒輪23之側面的齒23g噛合。藉此，當馬達41驅動時，透過軸42、齒輪43及齒輪23，被覆管21係以旋轉軸Zr為中心旋轉。例如，從旋轉軸Zr方向之上方觀看時，被覆管21係朝反時鐘方法旋轉。由於被覆管21與凸部22係一體地形成，因此凸部22係同被覆管21而旋轉。凸部22係朝與被覆管21之旋轉方向相同之方向旋轉，且以與被覆管21之旋轉速度相同的旋轉速度旋轉。如第4圖所示，凸部22係從被覆管21之內部側觀看時朝右下方傾斜之螺旋狀。因此，在間隙G內之任意的一部位具有物體時，從旋轉軸Zr 方向之上方觀看，若被覆管21朝反時鐘方向旋轉時，則該物體係藉由凸部22之下側表面朝下方推壓，緩緩地朝下方搬送。如後所述，本實施形態之該物體為藉由冷卻管31所結冰之液體。
此外，如上所述，由於保持環24之內徑比被覆管21之外徑更大，因此被覆管21係可順暢地旋轉。此外，如第2圖所示，被覆管21係在外壁之靠近下方的位置具有導引環25。導引環25為內徑略等於被覆管21之外徑之圓環狀的構件，例如藉由接著劑等而固定在被覆管21。導引環25係嵌合在從框體100突出之2個導引板27之間形成的溝槽。藉此，被覆管21係可更穩定地旋轉。
如第3圖所示，液體急冷裝置1係具有冷媒導入路71及冷媒排出路72。冷媒導入路71係用以將冷媒供給至冷卻管31之內部的管，例如由不鏽鋼所形成。冷媒排出路72為用以將冷媒從冷卻管31之內部朝外部排出之管，例如由不鏽鋼所形成。本實施形態之冷媒為使凝固點下降之水溶液，例如為天然鹽之水溶液的鹽水。冷媒導入路71係貫通托架36及罩蓋32，而到達至冷卻管31之內部的底面31b附近。冷媒導入路71係透過連結路74而在冷卻管31之內部的底面31b附近與冷媒排出路72連接。冷媒排出路72係從冷卻管31之內部的底面31b附近貫通罩蓋32及托架36，而到達冷卻管31之外部。此外，冷媒可為氯化鈉水溶液、氯化鉀水溶液或氯化銨水溶液等。此外，冷媒可為氣體，亦可為金屬鹽水溶液以外的液體。
此外，冷媒導入路71及冷媒排出路72係具 有從外壁突出之補強構件34。補強構件34之端部係藉由例如熔接等而固定在冷卻管31之內壁。此外，連結路74係具有從外壁突出之補強構件35。補強構件35之端部係藉由例如熔接等而固定在冷卻管31之底部31b。藉此，冷卻管31與冷媒導入路71、冷媒排出路72及連結路74係透過補強構件34、35而連結，因此抑制冷卻管31朝直徑方向振動之事態。
如第2圖、第3圖所示，液體急冷裝置1 係具有用以將冷媒予以冷卻之冷卻裝置56。冷卻裝置56係具備例如壓縮機，而可將冷媒予以冷卻。例如在本實施形態中，冷卻裝置56係可將冷媒冷卻至-50℃以上至10℃以下之溫度範圍。冷媒之溫度係可依據導入至後述之間隙G的液體之凝固點而變化。冷媒導入路71及冷媒排出路72係連接在冷卻裝置56。以冷卻裝置56所冷卻之冷媒係藉由冷媒導入路71往冷卻管31之內部運送，藉由吸收冷卻管31之熱而將冷卻管31予以冷卻。從冷卻管31吸收熱之冷媒係藉由冷媒排出路72被運送至冷卻管31之外部，而返回冷卻裝置56。如此，由於冷媒循環於冷媒導入路71、冷媒排出路72及冷卻裝置56，因此冷卻管31之外壁的表面溫度係冷卻至導入於後述之間隙G的液體之凝固點以下。此外，冷卻裝置56未必要使用壓縮機而將冷媒予以冷卻，亦可使用帕耳帖元件將冷媒予以冷卻，亦可使用液體氮將冷媒予以冷卻。此外，冷卻裝置56並不限定將冷媒 之溫度冷卻至-50℃以上-10℃以下，亦可冷卻至該範圍外之溫度。
此外，冷媒導入路71及冷媒排出路72較佳 為以隔熱材覆蓋與液體急冷裝置1之外部空氣接觸之部分。藉由上述方式，使得外部之空氣具有之熱不容易傳導至流通於冷媒導入路71及冷媒排出路72之冷媒。因此，冷媒導入路71及冷媒排出路72係可在保持冷媒之溫度的狀態下進行搬運，因此可有效率地將冷卻管31予以冷卻。
如第2圖、第3圖所示，液體急冷裝置1 係具有預先儲留液體之液體槽53、及可將該液體導入至間隙G之液體導入路73。在本實施形態中，液體槽53係配置在框體100之外部且儲留酒精飲料。液體導入路73係例如以矽膠所形成之管。液體導入路73之一端係配置在屬於間隙G之一方端部的第1端部G1。例如，液體導入路73係貫通托架36及密封構件33，配置成使一端位於第1端部G1。從液體導入路73導入至間隙G之液體係與凸部22接觸，因此沿著凸部22而緩緩地下降。此外，液體導入路73之第1端部G1側的端部較佳為朝被覆管21之內壁開口者。藉此，從液體導入路73導入至間隙G之液體係變得更容易接觸凸部22，而更容易沿著凸部22緩緩地下降。
此外，液體急冷裝置1係具備閥55、預冷 裝置54、及液體槽連結部75。液體導入路73之另一端係透過閥55及預冷裝置54而連接在液體槽連結部75之一端。例如，液體槽連結部75係如第1圖所示，配置在框體 100之外壁。液體槽連結部75之另一端係藉由液體供給路76而連接在液體槽53。此外，例如液體供給路76之液體槽53側的端部係在液體槽53之內部配置於液體之中。
閥55係為例如具備步進馬達之球閥，可藉 由步進馬達而調節閥開度以調節液體之流量。預冷裝置54係具備例如壓縮機，可在將儲留於液體槽53之液體送至間隙G之前預先進行冷卻。此外，液體急冷裝置1較佳為具備預冷裝置54者，但亦可不具備預冷裝置54。
如第2圖所示，例如液體槽53係藉由氣體 供給路77而連接在加壓瓶58。例如，加壓瓶58係以高壓將二氧化碳內裝在內部，且可透過氣體供給路77將二氧化碳送入液體槽53之內部。除了與其他構件連接之連接部分以外，液體槽53之內部為密閉的空間。因此，當將二氧化碳從加壓瓶58送入液體槽53之內部時，液體槽53之內壓會變高。當液體槽53之內壓變高時，儲留於液體槽53內之液體的液面會被推壓，因此液體係通過液體供給路76而被送出至液體槽53之外部。然後，液體係經由液體槽連結部75而被送至預冷裝置54。液體係在預冷裝置54被冷卻至預定之溫度後，以對應於閥55之閥開度之流量導入至間隙G。此外，內裝於加壓瓶58之氣體亦可不為二氧化碳而是其他氣體。此外，將儲留於液體槽53之液體送出至外部之方法，亦可不是由加壓瓶58所進行之方法，例如亦可為藉由連接在液體槽53之泵而將液體汲上來而送出之方法。
當液體槽53之液體導入至間隙G時，冷卻 管31係由冷媒所冷卻，且被覆管21係藉由馬達41而旋轉。冷卻管31之表面溫度係成為導入至間隙G之液體的凝固點以下。導入至間隙G之液體係因與冷卻管31之外壁接觸而結冰。例如在本實施形態中，導入至間隙G之液體係結冰至冷卻管31之軸方向的全長中之一半的位置。結冰之液體係附著於冷卻管31之外壁。此外，被覆管21係以旋轉軸Zr為中心旋轉，因此設置在被覆管21之內壁的螺旋狀之凸部22會旋轉。螺旋狀之凸部22係刮取附著在冷卻管31之外壁的液體而朝下方搬送。朝下方搬送之液體係從間隙G之第2端部G2排出至附屬配件21a側，且由附屬配件21a進行整流。然後，結冰之液體係從附屬配件21a之下端落下，湧出至容器91。
假設，冷卻管31及被覆管21係相對於鉛直 方向形成角度之方向具有軸方向之圓筒狀，或在水平方向具有軸方向之圓筒狀時，導入至間隙G之液體係因重力而有在間隙G內朝鉛直方向之下側部分偏移的可能性。相對於此，在本實施形態中，冷卻管31及被覆管21係在鉛直方向具有軸方向之圓筒狀，且導入至間隙G之液體係沿著螺旋狀之凸部22而緩緩地下降下。藉此，導入至間隙G之液體係不容易在間隙G內朝一部分偏流。因此，液體急冷裝置1係可使導入至間隙G之液體迅速且均勻地結冰。
此外，假設附屬配件21a與被覆管21一同旋轉時，結冰之液體係因離心力而被推壓至附屬配件21a 之內壁，而有難以從附屬配件21a之下端落下的可能性。相對於此，在本實施形態中，當被覆管21藉由馬達41而旋轉時，附屬配件21a並未旋轉。藉此，結冰之液體係在附屬配件21a之內部不會承受到離心力。因此，液體急冷裝置1係可使結冰之液體容易地從附屬配件21a之下端落下。
此外，凸部22以可更確實地刮取附著在冷卻管31之外壁的液體為較佳。如上所述，凸部22之直徑方向的高度L2為5mm，間隙G之寬度L1為5.1mm以上5.2mm以下。藉此，凸部22係可刮取在冷卻管31之外壁結冰的液體之大部分。
此外，液體急冷裝置1可藉由調節閥55之閥開度調節導入至間隙G之液體的流量，藉此改變液體之結冰程度。例如，當閥55之閥開度變大時，導入至間隙G之液體的流量會增加，因此液體比較不容易結冰。因此，湧出至容器91時之結冰的液體係為比較柔軟之狀態。另一方面，當閥55之閥開度變小時，導入至間隙G之液體的流量會減少，因此液體係比較容易會結冰。因此，湧出至容器91時之結冰的液體係成為比較硬之狀態。此外，液體急冷裝置1亦可將閥55之閥開度設定為一定而將導入至間隙G之液體的流量予以固定，而藉由控制冷媒之流量及溫度來變更液體之結冰程度。如此，液體結冰之程度亦可藉由控制循環於冷媒導入路71及冷媒排出路72之冷媒的流量及溫度而進行調節。藉由控制冷媒之流量及溫度，液體 急冷裝置1係可更精密地調節液體之結冰程度。再者，液體急冷裝置1亦可藉由調節閥55之閥開度來控制導入至間隙G之液體的流量以及冷媒之流量與冷媒之溫度之兩者，來變更液體之結冰程度。
(控制部)
第6圖係顯示控制部之構成的示意圖。如第2圖所示，液體急冷裝置1係具有控制部51。控制部51係例如PLC(Programmable Logic Controller，可程式邏輯控制器)。PLC係依據輸入之輸入信號的變化而使輸出之輸出信號變化的控制裝置。如第6圖所示，控制部51係具備輸入電路51a、屬於中央演算處理裝置之CPU(Central Processing Unit)51b、屬於記憶裝置之記憶體51c、及輸出電路51d。使輸出信號變化之條件係以程式記憶在記憶體51c。記憶在記憶體51c之程式係例如以將電氣回路圖予以編碼化之階梯圖所記述者。此外，記憶體51c係可記憶保存閥55之閥開度的設定值、及臨限值之湧出至容器91之液體的重量之設定值與冷卻管31之表面溫度的設定值。CPU51b係依據記憶在記憶體51c之程式，進行輸入信號與臨限值之比較，依據比較結果而使輸出信號變化。控制部51可藉由變更記憶於記憶體51c之程式或設定值等，而變更使輸出信號變化之條件。
記憶保存於記憶體51c之閥55的閥開度之設定值及湧出於容器91之液體之重量的設定值係可藉由連接在控制部51之閥設定部62及重量設定部63而調節。 閥設定部62係如第1圖所示，配置在框體100之外壁，具有以數字顯示閥55之閥開度之顯示部62a、及使該數字增減之2個按壓按鍵62b、62c。閥設定部62係依據按壓按鍵62b、62c之操作而變更記憶保存於記憶體51之閥55的閥開度之設定值，且將閥開度以數字顯示在顯示部62a，藉此可對操作者通知閥開度之設定值。重量設定部63為例如第1圖所示，配置在框體100之外壁的旋鈕。重量設定部63係可依據旋轉操作來變更記憶保存於記憶體51c之湧出至容器91之液體之重量的設定值。例如，重量設定部63越朝順時針方向旋轉，記憶保存於記憶體51c之湧出至容器91之液體之重量的設定值變得越大，重量設定部63越朝反時針方向旋轉，記憶保存於記憶體51c之湧出至容器91之液體之重量的設定值變得越小。此外，閥設定部62及重量設定部63之位置或構成並不限定於上述者。例如，閥設定部62及重量設定部63亦可顯示在附有附有觸控面板之液晶顯示裝置。當閥設定部62及重量設定部63顯示在附有觸控面板之液晶顯示裝置時，藉由手指等接觸或接近於所顯示之閥設定部62及重量設定部63而變更閥55之閥開度的設定值及湧出至容器91之液體之重量的設定值。
如第2圖所示，控制部51係連接於重量計 57、溫度感測器59、馬達41、閥55、及冷卻裝置56。重量計57係可將所測定之重量以電氣信號傳送至控制部51。溫度感測器59係可將所測定之冷卻管31的表面溫度以電氣信號傳送至控制部51。馬達41係可從控制部51接 收電氣信號，依據該電氣信號而使驅動開始或停止。閥55係可從控制部51接收電氣信號，使裝設在閥55之步進馬達依據該電氣信號而驅動而開閉動作。此外，控制部51送至閥55之電氣信號係依據記憶在記憶體51c之閥開度的設定值而變化。閥55係可依據從控制部51送來之電氣信號的變化，使閥開度增減。冷卻裝置56可係從控制部51接收電氣信號，使冷卻開始或停止。冷卻裝置56之冷卻溫度係依據例如記憶在記憶體51c之冷卻管31的表面溫度之設定值而變化。記憶於記憶體51c之冷卻管31的表面溫度之設定值係例如可藉由記憶於記憶體51c之程式而變更。
此外，如第1圖所示，液體急冷裝置1係具 備電源開關60、及作動開關61。控制部51係連接在電源開關60及作動開關61。電源開關60及作動開關61為例如按壓按鍵。液體急冷裝置1係連接在電源，且藉由按壓電源開關60而切換與電源之間的導通狀態。例如，液體急冷裝置1係在保持與電源之導通狀態之期間，使冷卻裝置56運轉，以將冷卻裝置56內之冷媒予以冷卻。液體急冷裝置1係藉由電源開關60之操作而在保持與電源之導通狀態的狀態下按壓作動開關61，藉此開始進行使液體湧出之動作。
(液體之湧出方法)
第7圖係利用液體急冷裝置而使結冰之液體湧出之方法的流程圖。利用本實施形態之液體急冷裝置1之液體的湧出方法係包含：開始冷卻管31之冷卻的步驟(步驟S1)； 利用溫度感測器59來測定冷卻管31之表面溫度的步驟(步驟S2)；進行冷卻管31之表面溫度與臨限值(冷卻管31之表面溫度的設定值)之比較的步驟(步驟S3)；結冰之液體湧出至容器91之步驟(步驟S4)；利用重量計57來測定湧出至容器91之液體之重量的步驟(步驟S5)；進行湧出至容器91之液體之重量與臨限值(湧出至容器91之液體之重量的設定值)之比較的步驟(步驟S6)；及停止液體之湧出的步驟(步驟S7)。液體急冷裝置1係在保持與電源之導通狀態的狀態下按壓作動開關61時，可自動地進行步驟S1至步驟S7之步驟。
首先，液體急冷裝置1係開始進行冷卻管31之冷卻(步驟S1)。具體而言，藉由按壓作動開關61，將電氣信號從控制部51傳送至冷卻裝置56。然後，從控制部51接受到電氣信號之冷卻裝置56係使在冷卻裝置56內冷卻之冷媒，藉由冷媒導入路71及冷媒排出路72而循環。由於冷媒的循環，而開始將冷卻管31予以冷卻。
接著，利用溫度感測器59來測定冷卻管31之表面溫度(步驟S2)。溫度感測器59係例如在每隔一定時間測定冷卻管31之表面溫度，且將該表面溫度以電氣信號傳送至控制部51。傳送至控制部51之電氣信號係透過輸入電路51a傳送至CPU51b。CPU51b係進行以電氣信號傳送來之冷卻管31的表面溫度與以臨限值而記憶在記憶體51之冷卻管31的表面溫度之設定值的比較。
接著，當對CPU51b以電氣信號傳送來之冷 卻管31的表面溫度為臨限值(冷卻管31之表面溫度的設定值)以上時(步驟S3、否)，則返回步驟S2，由溫度感測器59再度測定冷卻管31之表面溫度。此外，對CPU51b以電氣信號傳送來之冷卻管31的表面溫度比臨限值(冷卻管31之表面溫度的設定值)低時(步驟S3、是)，則前進至步驟S4。
接著，藉由打開閥55而將液體導入於間隙 G，然後使結冰之液體湧出至第1圖所示之容器91(步驟S4)。具體而言，藉由將電氣信號從控制部51之輸出電路51d傳送至閥55及馬達41，閥55會打開，且馬達41進行驅動。當打開閥55時，儲留於液體槽53之液體係通過預冷裝置54而導入至間隙G。導入至間隙G之液體係因與冷卻管31之外壁接觸而結冰，且附著在冷卻管31之外壁。 此外，由於馬達41於驅動狀態下，因此被覆管21係以旋轉軸Zr為中心旋轉。藉此，螺旋狀之凸部22會旋轉而刮取附著於冷卻管31之外壁的液體並朝下方搬送。朝下方搬送之液體係從間隙G之第2端部G2排出至附屬配件21a側，且以附屬配件21a進行整流。然後，結冰之液體係從附屬配件21a之下端落下，湧出至容器91。
接著，利用重量計57來測定湧出至容器91 之液體之重量(步驟S5)。重量計57係在例如至步驟S5為止的步驟(例如步驟S4)中測定僅容器91之重量，且記憶保存在控制部51之記憶體51c。在步驟S5中，重量計57係例如在每隔一定時間測定容器91與湧出至容器91之液體 的合計重量，將該重量以電氣信號傳送至控制部51。傳送至控制部51之電氣信號係透過輸入電路51a而傳送至CPU51b。CPU51b係算出以電氣信號傳送來之重量與記憶保存在記憶體51c之僅容器91之重量的差分。該差分即為湧出至容器91之液體之重量。
接著，在步驟S5中所算出之湧出至容器91 之液體之重量未超過臨限值(湧出至容器91之液體之重量的設定值)時(步驟S6、否)，則返回步驟S5，由重量計57再度測定湧出至容器91之液體的合計重量。此外，在步驟S5中所算出之湧出至容器91之液體之重量超過臨限值(湧出至容器91之液體之重量的設定值)時(步驟S6、是)，則前進至步驟S7。
接著，關閉閥55，停止被覆管21之旋轉， 因而停止液體之湧出(步驟S7)。具體而言，藉由將電氣信號從控制部51之輸出電路51d傳送至閥55，而將閥55予以關閉。當關閉閥55時，則儲留於液體槽53之液體不會導入至間隙G。而且，在為了將殘留於間隙G之結冰的液體排出至外部所需之預定時間後，將電氣信號從控制部51之輸出電路51d傳送至馬達41，因此馬達41之驅動會停止，且被覆管21之旋轉會停止。
如以上所述，本實施形態之液體急冷裝置1 係具備：可冷卻外壁之筒狀的冷卻管31；覆蓋冷卻管31且以旋轉軸Zr為中心旋轉運動之筒狀的被覆管21；及可將液體導入至冷卻管31之外壁與被覆管21之內壁之間的 間隙G之液體導入路73。此外，冷卻管31之外壁的表面溫度係被冷卻至該液體之凝固點以下。此外，被覆管21係在內壁具有螺旋狀之凸部22。
藉此，導入至間隙G之液體係接觸於凸部 22，因此可沿著凸部22緩緩地搬送。液體係一面緩緩地被搬送，一面接觸於冷卻管31，藉此在冷卻管31之外壁結冰而附著。此外，由於被覆管21可旋轉，因此附著於冷卻管31之外壁的液體係藉由凸部22被刮取而搬送。然後，結冰之液體係湧出至容器9。如此，液體急冷裝置1係可在即將湧出至容器91之前才使液體結冰。因此，本實施形態之液體急冷裝置1係可將結冰之液體以新鮮之狀態湧出。
此外，在本實施形態中，液體導入路73之 一端係配置在屬於間隙G之一方端部的第1端部G1。屬於間隙G之另一方端部的第2端部G2係配置在鉛直方向之比第1端部G1下側的位置。藉此，除了可利用因凸部22所產生之推壓力之外，亦可利用重量來作為用以搬送結冰之液體的力量。因此，本實施形態之液體急冷裝置1係可更有效率使結冰之液體湧出至容器91。
此外，在本實施形態中，凸部22係在被覆 管21之內壁中之與冷卻管31之外壁相對向的部分，從旋轉軸Zr方向之一端遍及另一端而設置。被覆管21之內壁與冷卻管31之外壁相對向之部分係寬度變窄且液體容易結冰之部分。假設，凸部22在被覆管21之內壁中之與冷 卻管31之外壁相對向之部分設置至旋轉軸Zr方向之途中為止時，會有結冰之液體滯留在凸部22中斷之部分而無法排出之可能性。相對於此，液體急冷裝置1係使凸部22從該部分之一端遍及另一端而設置，因此可更確實地將結冰之液體往外部搬送。因此，液體急冷裝置1係可抑制結冰之液體滯留在間隙G之途中而無法排出之事態。
此外，在本實施形態中，被覆管21係具有 透明或透光性。藉此，操作者係可從外部以視覺確認間隙G。因此，液體急冷裝置1可在發生故障時等的檢查時，容易地發現產生缺失之部位。此外，操作者係可視覺確認到液體被導入至間隙而結冰，且由螺旋狀之凸部所刮取而朝下方搬送之一連串的情況。如此，液體瞬間地結冰，且由螺旋狀之凸部所搬送之情況，對於操作者而言成為稀奇者之可能性高。因此，本發明之液體急冷裝置係可顯現湧出液體之情況，因而可提升趣味性。
本發明之液體急冷裝置1係更具備可預先將導入至間隙之前述液體予以冷卻的預冷裝置。藉此，從液體導入路73導入至間隙G之液體係預先成為低溫，因此液體急冷裝置1係可縮短液體在間隙結冰為止之時間。因此，液體急冷裝置1係可更確實地進行液體在間隙之結冰。
此外，在專利文獻1之習知技術中，由於難以使儲留在槽之結冰的所有食品湧出，因而有殘留在槽底之食品變得浪費之可能性。相對於此，本實施形態之液體 急冷裝置1係可依據從重量計57送來之資訊資訊而藉由控制部51將閥55予以開閉。因此，液體急冷裝置1係可將結冰之液體湧出達所需之量。因此，液體急冷裝置1係可抑制浪費之液體的量。
此外，液體急冷裝置1亦可具備覆蓋被覆管 21及附屬配件21a之外壁之圓筒狀的罩蓋。液體急冷裝置1係藉由具備罩蓋而可提升隔熱性，而可容易地保持間隙G之內部的溫度。此外，例如、罩蓋較佳為由聚碳酸酯等透明之樹脂所形成。當罩蓋為透明時，操作者係可透過罩蓋及被覆管21而從外部以視覺確認間隙G。
此外，在本實施形態中，冷卻管31及被覆 管21係在鉛直方向具有軸方向之圓筒狀，亦可為在相對於鉛直方向傾斜之方向具有軸方向之圓筒狀，亦可為在水平方向具有軸方向之圓筒狀。然而，如上所述，當冷卻管31及被覆管21為在鉛直方向具有軸方向之圓筒狀或在相對於鉛直方向傾斜之方向具有軸方向之圓筒狀時，除了可利用因凸部22所產生之推壓力之外，亦可利用重量來作為用以搬送結冰之液體的力量而較佳。
(變形例1)
第8圖係示意性顯示變形例1之液體急冷裝置之構成的示意圖。變形例1之液體急冷裝置1A的特徵在於冷卻管31A之形狀係與上述之實施形態的冷卻管31不同。此外，對於與上述之實施形態所說明者相同之構成要素，係標記同一之符號並省略重複之說明。
如第8圖所示，變形例1之液體急冷裝置 1A係具備冷卻管31A。冷卻管31A為在鉛直方向之上下方向具有端面之圓筒狀的構件。例如，冷卻管31A係由不鏽鋼所形成。冷卻管31A係在下方之端部具有外徑往下方遞減之縮徑部31s。縮徑部31s之下方的端面係由底部31bA所閉塞。縮徑部31s之外壁係與附屬配件21a之縮徑部212的內壁相對向。藉此，在縮徑部31s之外壁與附屬配件21a之縮徑部212的內壁之間，會產生間隙GA。間隙GA之上端部係連接在間隙G，間隙GA之下端部係連接在整流部213。例如，間隙GA之寬度係與間隙G之寬度相等。
在上述之實施形態中，由於附屬配件21a 之內部空間大，因此會有在該內部空間結冰之液體滯留一定量後才通過整流部213之可能性。相對於此，變形例1之液體急冷裝置1A係具有間隙GA，因此可使通過整流部213之結冰的液體之量更穩定。藉此，結冰之液體係容易地以一定量湧出至容器91。因此，變形例1之液體急冷裝置1A係可將結冰之液體更無間隙地盛裝在容器91內。
(變形例2)
第9圖係示意性顯示變形例2之液體急冷裝置之構成的示意圖。第10圖係顯示變形例2之內筒之形狀等的說明圖。變形例2之液體急冷裝置1B的特徵在於在冷卻管31之內側具有內筒80。內筒80係例如由聚碳酸酯所形成，設置在冷卻管31之內側。內筒80係具有側部81、蓋部82、及底部83。此外，對於與上述之實施形態所說明者相同之 構成要素，係標記同一之符號並省略重複之說明。
側部81係外徑比冷卻管31之內徑更小的圓 筒狀，且在表面具有複數個貫通孔81h。藉此，在側部81之外壁與冷卻管31之間產生間隙GB。蓋部82為外徑與冷卻管31之內徑大略相等之圓盤狀的構件，且閉塞側部81之鉛直方向上側的端部。底部83為外徑略等於冷卻管31之內徑之圓盤狀的構件，且閉塞側部81之鉛直方向下側的端部。由於蓋部82及底部83接觸於冷卻管31之內壁，因而限制內筒80之直徑方向的動作。此外，在底部83之鉛直方向下側的表面具備由支持構件84。支持構件84係使一端接觸於底部83，並使另一端接觸於冷卻管31之底面31b，而將內筒80支持在軸方向。
在變形例2之液體急冷裝置1B中，具有冷媒導入路71B及冷媒排出路72B。冷媒導入路71B為用以將冷媒供給至內筒80之內部的管，例如由不鏽鋼所形成。位於內筒80之內部的冷媒導入路71B之端部71Be係呈開口，且如第10圖所示，到達至底部83附近。冷媒排出路72B為用以將冷媒從內筒80之內部排出至外部之管，例如由不鏽鋼所形成。位於內筒80之內部的冷媒排出路72B之端部72Be係呈開口，且如第10圖所示，位於蓋部82附近。此外，端部71Be及端部72Be之位置並不限定於上述位置。
在變形例2之液體急冷裝置1B中，包含內筒80之內部的冷卻管31的內部係由冷媒所充滿。由冷卻 裝置56所冷卻之冷媒係從冷媒導入路71B之端部71Be供給至內筒80之內部。供給至內筒80之內部的冷媒係通過貫通孔81h而往間隙GB移動。到達間隙GB之冷媒係藉由吸收冷卻管31之熱而將冷卻管31予以冷卻。從冷卻管31吸收熱之冷媒係通過貫通孔81h而返回內筒80之內部，從冷媒排出路72B之端部72Be搬送至冷卻管31之外部，而返回冷卻裝置56。如此，冷媒係循環於冷媒導入路71B、間隙GB、冷媒排出路72B及冷卻裝置56，因此冷卻管31之外壁的表面溫度係冷卻至導入於間隙G之液體的凝固點以下。
液體急冷裝置1B係使冷媒直接接觸於冷卻 管31之內壁，因此可有效率地將冷卻管31予以冷卻。此外，供給至內筒80之內部的冷媒係通過剖面積小之貫通孔81h而往間隙GB移動，因此間隙GB之冷媒的流速會變大。藉此，間隙GB之熱傳達率會變大，因此液體急冷裝置1B係可更有效率地將冷卻管31予以冷卻。
此外，假設冷媒導入路71B之端部71Be與 冷媒排出路72B之端部72Be在軸方向位於相同之位置時，則從端部71Be放出之冷媒係在與冷卻管31進行熱交換之前即到達端部72Be而排出至冷卻管31之外部的可能性會變高。相對於此，在液體急冷裝置1B中，由於端部71Be位於底部83附近，且端部72Be位於蓋部82附近，因此端部71Be與端部72Be分離。因此，液體急冷裝置1B係可抑制冷媒在與冷卻管31進行熱交換之前即排出至冷 卻管31之外部的可能性。
1‧‧‧液體急冷裝置
21‧‧‧被覆管
21a‧‧‧附屬配件
211‧‧‧安裝部
212‧‧‧縮徑部
213‧‧‧整流部
22‧‧‧凸部
23、43‧‧‧齒輪
24‧‧‧保持環
25‧‧‧導引環
26、28‧‧‧托架
27‧‧‧導引板
31‧‧‧冷卻管
31b‧‧‧底面
32‧‧‧罩蓋
33‧‧‧密封構件
34、35‧‧‧補強構件
36‧‧‧托架
41‧‧‧馬達
42‧‧‧軸
51‧‧‧控制部
53‧‧‧液體槽
54‧‧‧預冷裝置
55‧‧‧閥
56‧‧‧冷卻裝置
57‧‧‧重量計
58‧‧‧加壓瓶
59‧‧‧溫度感測器
61‧‧‧作動開關
62‧‧‧閥設定部
63‧‧‧重量設定部
71‧‧‧冷媒導入路
72‧‧‧冷媒排出路
73‧‧‧液體導入路
74‧‧‧連結路
75‧‧‧液體槽連結部
76‧‧‧液體供給路
77‧‧‧氣體供給路
100‧‧‧框體
101‧‧‧容器保持部
G‧‧‧間隙
G1‧‧‧第1端部
G2‧‧‧第2端部
Zr‧‧‧旋轉軸

Claims (9)

  1. 一種液體急冷裝置，係具備：筒狀之冷卻管，係可將外壁予以冷卻；筒狀之被覆管，係包覆前述冷卻管且能以旋轉軸為中心進行旋轉運動；以及液體導入路，係可將液體導入至前述冷卻管之外壁與前述被覆管之內壁之間的間隙，前述冷卻管之外壁的表面溫度係被冷卻至前述液體之凝固點以下，前述被覆管係在內壁具有螺旋狀之凸部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之液體急冷裝置，其中，前述液體導入路之一端係配置在前述間隙之一方端部，前述間隙之另一方端部係配置在鉛直方向之比前述一方端部下側的位置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之液體急冷裝置，其中，前述凸部係在前述被覆管之內壁中之與前述冷卻管之外壁相對向的部分，設置成從前述旋轉軸方向之一端遍及至另一端。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之液體急冷裝置，其中，前述凸部係在前述被覆管之內壁中之與前述冷卻管之外壁相對向的部分，設置成從前述旋轉軸方向之一端遍及至另一端。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之液體急冷裝置，其中，前述被覆管係具有透明或透光性。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之液體急冷裝置，其中，前述被覆管係具有透明或透光性。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之液體急冷裝置，其中，前述被覆管係具有透明或透光性。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之液體急冷裝置，其中，前述被覆管係具有透明或透光性。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之液體急冷裝置，更具備可預先將導入至前述間隙之前述液體予以冷卻的預冷裝置。
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