JPH0733873Y2 - 凍結粒製造装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、微細な凍結粒を製造するための装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

一般に、この種の凍結粒製造装置には、底壁に凍結粒の
取出口を設けた密閉断熱容器と、容器の上壁に設けられ
て噴霧口から下方に向けて水等の被凍結液を噴霧させる
噴霧器と、複数の冷媒噴出口から容器内に液化窒素等の
冷媒を噴出させる冷媒噴出器とが設けられており、被凍
結液の噴霧粒子が冷媒ガスと熱交換して凍結され、形成
された凍結粒は、冷媒ガスと共に取出口から取り出され
て行く。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、このような凍結粒製造装置にあっては、被凍
結液が噴霧器から均一に噴霧されることが、高品質の凍
結粒を得るための重要な条件となる。

しかし、従来の凍結粒製造装置では、このような条件を
維持しながら連続運転を行うことが著しく困難であり、
高品質な凍結粒を効率的に製造し得ないと云う難点があ
る。

すなわち、従来の装置では、上述の如く取出口が冷媒ガ
スの排気口として機能するため、容器内には取出口に向
かうガス流が形成される。ところが、容器内で発生する
冷媒ガス量は取出口からの排気量に比して多いため、上
記ガス流の大半は容器の底壁で反転して噴霧口方向に上
昇することになる。その結果、この上昇ガス流によっ
て、噴霧粒子（特に超微なもの）が舞い上がって、噴霧
口や容器の上壁に付着して、そのまま凍結してしまう虞
れがある。

特に、噴霧口においては、超微な噴霧粒子でもそれが一
旦付着・凍結すると、その凍結物は、被凍結液の噴霧を
継続することによって、比較的短時間のうちに氷柱状に
成長して、大きな凍結塊となる。このような事態となる
と、被凍結液を噴霧口から均一に噴霧させ得なくなり、
極端な場合には、噴霧口が凍結塊で閉塞される虞れがあ
る。

本考案は、このような点に鑑みて創作されたものであ
り、噴霧口の周辺における冷媒ガス流による噴霧粒子の
舞い上がりを完全且つ確実に阻止して、噴霧粒子の噴霧
口への付着・凍結を皆無とすることにより、高品質の凍
結粒を効率良く製造しうる凍結粒製造装置を提供するも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

この課題を解決した本考案の凍結粒製造装置は、底壁に
凍結粒の取出口を設けた密閉断熱容器と；前記容器の上
壁に設けられており、噴霧口から下方に向けて水等の被
凍結液を噴霧させる噴霧器と；前記噴霧口を囲繞するカ
バー体と；複数の冷媒噴出口から容器内に液化窒素等の
冷媒を噴出させる冷媒噴出器と；前記噴霧口の周辺から
下方に向かうガス流を形成させるガス流形成手段とを具
備し、前記ガス流形成手段は、冷媒噴出口を容器の上壁
に向けた状態で被凍結液の噴霧領域外に配置され、各冷
媒噴出口からの噴出冷媒を噴霧領域を通過することなく
上壁に直接衝突させると共に、前記噴霧口には直接に接
触させない構成としたことを考案の基本構成とするもの
である。

〔作用〕

噴出口から冷媒が噴出されると、その蒸気ガスである冷
媒ガスにより容器内は冷気相雰囲気に保持される。

この状態において、被凍結液が噴霧口から噴霧される
と、その噴霧粒子は冷媒ガスと熱交換をして凍結され、
形成された凍結粒は冷媒ガスと共に取出口から容器外に
排出される。

このとき、噴霧粒子が舞い上がって噴霧口に付着する虞
れがあるが、この様な噴霧粒子の舞い上がりはガス流形
成手段によって確実に防止される。

すなわち、冷媒噴出口から噴出された冷媒は噴出後蒸発
し、冷媒ガスとなって上壁にう衝突する。爾後、冷媒ガ
スは上壁に沿って流動することになるが、その一部は噴
霧口方向に向かって流動し、噴霧口を囲繞するカバー体
の外表面へ衝突することにより、その流れの方向が下方
向へ転換される。

その結果、噴霧口の周辺においては、噴霧口から下方に
向かうガス流が形成され、このガス流の作用によって、
噴霧粒子の噴霧口方向への舞い上がりが阻止される。ま
た、上壁に沿って流動する冷媒ガス流がカバー体によっ
て遮断されるため、噴霧口の近傍における冷媒ガス流の
影響が完全に排除されることになり、前記上壁に沿って
流動する冷媒ガス流に起因する噴霧粒子の舞い上がりも
皆無となる。

これにより、噴霧粒子が噴霧口に付着・凍結するような
事態の発生が確実に防止される。

尚、冷媒噴出口から上壁に向かう冷媒ガスは、噴霧領域
を通過することなく上壁に到達する。したがって、上方
へ向けて冷媒を噴出させているにも拘わらず、その噴出
作用によって噴霧粒子の舞い上がりを助長したり、噴霧
口からの噴霧作用が妨げられたりするようなことはな
い。

また、冷媒ガスが上壁に衝突後これに沿って流動せしめ
られることから、仮令、噴霧口の周辺以外の上壁部部分
に向かって噴霧粒子が舞い上がるようなことがあって
も、その噴霧粒子は上壁に付着したりすることがない。

さらに、上壁に衝突した冷媒ガスのうち容器の周壁方向
に向かうものは、その後周壁に沿って流動することか
ら、噴霧粒子の周壁への付着・凍結も防止されることに
なる。

加えて、噴霧口下方への上記ガス流が形成されることを
条件とするが、前記上壁衝突後における冷媒ガスの流動
形態は、必要に応じて噴霧口の向き、配置等を変更する
ことによって、つまり上壁に対する冷媒ガスの衝突角
度、衝突位置等を変更することによって適宜に変更する
ことができる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案に係る凍結粒製造装置の縦断面図であ
り、第２図は第１図のＡ−Ａ視断面図である。本実施例
の凍結粒製造装置は、密閉断熱容器１と冷媒噴出器２と
噴霧器３とカバー体４とガス流形成手段５とから構成さ
れている。

前記密閉断熱容器１は第１図に示す如く、底壁1aを下窄
まりの截頭円錐形状とした円筒状のものであり、底壁1a
の中央部には凍結粒の取出口1bが形成されている。

前記冷媒噴出器２は、リング状のヘッダ2bに複数の冷媒
噴出口2aを穿設して形成されており、ヘッダ2bに供給管
2cから冷媒６を供給することにより、複数の冷媒噴出口
2aから冷媒６が容器１内に噴出される。冷媒噴出口2aか
ら冷媒６を噴出させると、それが噴出後蒸発して、この
冷媒ガス6aにより容器１内を後述する被凍結液７の凍結
温度以下の冷気相雰囲気に保持する。冷媒６としては、
液化窒素等の液化ガスが使用される。

前記噴霧器３は、容器１の上壁1cの中央部に配置されて
おり、噴霧口3aから被凍結液７を霧状に噴出させる。被
凍結液７の噴霧粒子7aは、第１図に示す如く、噴霧口3a
から適宜角度をなして円錐状に広がる噴霧領域3bを形成
する。噴霧口3aの口径、噴霧圧力は、製造しようとする
凍結粒の粒径等に応じて適宜に設定される。噴霧角度
は、容器１に形状等に応じて適宜に設定される。被凍結
液７としては、用途に応じて水、各種試剤を溶解或いは
分散させた溶液、分散液、果汁又は細菌培養液等が使用
される。

噴霧口3aから被凍結液７が噴霧されると、その噴霧粒子
7aは冷媒ガス6aと熱交換して凍結される。得られた凍結
粒7bは取出口1bへと集合されて、適宜の回収手段により
回収される。回収手段は、例えば第１図に示す如く、２
段構造の噴射ガン8a,8b及び回収容器９を具備してな
り、各噴射ガン8a,8bに窒素ガス等のドライブガス10を
供給することにより、凍結粒7bを冷媒ガス6aと共に取出
口1bから吸引排出して、回収容器９に回収するようにな
っている。なお、回収容器９に排出された冷媒ガス6a
は、ドライブガス10と共にフィルタ11を通って容器９外
に排気される。

前記カバー体４は適宜の長さを有する筒状体から形成さ
れており、噴霧器３を囲繞する状態でその一端が上壁1c
へ支持固定されている。尚、本実施例では、カバー体４
の長さを上壁1cと冷媒噴出器２の間隔にほぼ等しくして
いるが、これより短くても、或いは逆にこれより長くて
も良いことは勿論である。

前記ガス流形成手段５は、第１図及び第２図に示す如
く、前記冷媒噴出器２における冷媒噴出口2aの配置及び
向き並びにカバー体４の形態等を工夫することによって
構成されている。

すなわち、円環状としたヘッダ2bを、上壁1cから適当距
離隔った位置において、噴霧領域3bを同心状に囲繞する
ように水平配置すると共に、複数の冷媒噴出口2aをヘッ
ダ2bの上面部に、上壁1cに直対向させ且つ周方向に適当
間隔を隔て形成し、噴出口2aから冷媒６が噴出される
と、その蒸発ガスたる冷媒ガス6aが、噴霧領域3bを通過
することなく上壁1cに直接衝突するように構成されてい
る。この上壁1cに対する冷媒ガス6aの衝突角度θは、前
述の如く略90度である。

また、前記冷媒ガス6aは上壁1cに衝突後これに沿って流
動し、その一部は上壁1cの中央部近傍でカバー体５の外
表面へ衝突して、下方へ方向を転換する。その結果、上
壁1cの中央部に位置する噴霧口3aの周辺においては、冷
媒ガス6aによる下向きのガス流が形成されることにな
り、このガス流の作用によって、噴霧粒子7aの舞い上が
りによる噴霧口3aへの付着は確実に回避される。

また、前記上壁に沿って流動する冷媒ガス6aはカバー体
４によって遮られ、噴霧器３へ直接に接触することがな
い。その結果、噴霧器３の近傍が冷媒ガス6aの流れによ
って影響を受けることが無くなり、前記上壁に沿って流
動する冷媒ガス6aによる噴霧粒子7aの舞い上がりがほぼ
皆無になる。

ところで、冷媒噴出器２を利用するガス流形成手段５
は、例えば第３図に示す如く、ヘッダ2aを方形環状とし
て、これに複数の噴出口2aを形成するようにしてもよい
し、第４図に示す如く、複数のヘッダ2bを容器１内に放
射状に突出させて、各ヘッダ2bの突出端に噴出口2aを形
成するようにしてもよい。また、噴出口2aの上壁1cに対
する開口角度つまり冷媒ガス6aの上壁1cに対する衝突角
度θや噴出口2aの数、相互間隔及び上壁1c、周壁1dとの
距離は、噴出圧力、噴霧角度等の条件に応じて適宜に設
定することができ、例えば前記上壁1cに対する衝突角度
θが鋭角となるようにして、噴霧口3a方向へのガス流動
を積極的に行なわしめるようにしてもよい。

更に、カバー体４も同様であり、その断面形状や高さ寸
法等は適宜に設定することが可能である。

〔考案の効果〕

本考案の凍結粒製造装置にあっては、ガス流形成手段に
より噴霧口の周辺から下方に向かうガス流を積極的に生
ぜしめると共に、噴霧口をカバー体によって囲繞するこ
とにより、上壁に沿って噴霧口側へ流動する冷媒ガス流
により噴霧口近傍に冷媒ガス流の乱が生じないようにし
たものであるから、噴霧口の周辺における噴霧粒子の舞
い上がりがほぼ完全に阻止され、噴霧口に噴霧粒子が付
着・凍結するのを確実に防止することができる。その結
果、本考案の凍結粒製造装置によれば、良好な噴霧作用
と維持しながら長期に亘る装置の連続運転が可能とな
り、高品質の凍結粒を効率良く製造することができる。

上述の如く、本考案によれば高品質の凍結粒が容易に得
られ、凍結粒をブラストして清掃したり、生体の取り出
しに使用したりする際に作業効率を大幅に向上させるこ
とができ、産業上極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案か係る凍結粒製造装置の第１実施例を示
す縦断側面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う横断平
面図、第３図は第１実施例におけるガス流形成手段の変
形例を示す横断平面図、第４図は第１実施例におけるガ
ス流形成手段の更に他の変形例を示す横断平面図であ
る。 １……密閉断熱容器、1a……底壁、1b……取出口、1c…
…上壁、２……冷媒噴出器、2a……冷媒噴出口、３……
噴霧器、3a……噴霧口、3b……噴霧領域、４……カバー
体、５……ガス流形成手段、６……冷媒、6a……冷媒ガ
ス、７……被凍結液、7a……噴霧粒子、7b……凍結粒。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】底壁に凍結粒の取出口を設けた密閉断熱容
   器と；前記容器の上壁に設けられており、噴霧口から下
   方に向けて被凍結液を噴霧させる噴霧器と；前記噴霧口
   を囲繞する筒状のカバー体と；複数の冷媒噴出口から容
   器内に冷媒を噴出させる冷媒噴出器と；前記噴霧口の周
   辺から下方に向かうガス流を形成させるガス流形成手段
   とを具備し、当該ガス流形成手段が、冷媒噴出口を容器
   の上壁に向けた状態で被凍結液の噴霧領域外に配置さ
   れ、各冷媒噴出口からの噴出冷媒を噴霧領域を通過する
   ことなく上壁に直接衝突させると共に、前記噴霧口には
   直接に接触させない構成としたことを特徴とする凍結粒
   製造装置。