JPH0799302B2

JPH0799302B2 - 氷粒製造装置

Info

Publication number: JPH0799302B2
Application number: JP30734692A
Authority: JP
Inventors: 克高岡森; 鉄也菅野; 正美高稲
Original assignee: Nippon Sanso Holdings Corp
Current assignee: Nippon Sanso Holdings Corp
Priority date: 1992-11-17
Filing date: 1992-11-17
Publication date: 1995-10-25
Anticipated expiration: 2010-10-25
Also published as: JPH06147705A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、氷粒製造装置に関し、
詳しくは、ショットブラスト等に利用される氷粒や、食
品，薬品等の液状物を粒状に凍結させる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液状物を液体冷媒中に滴下して球状の氷
粒を得る装置としては、例えば特公昭６１−２５３５１
号公報に示されるように、液体冷媒槽内から冷媒槽外へ
わたってスクリューコンベアを斜めに配設し、該スクリ
ューコンベアの速度を調節しながら液体冷媒槽より球状
凍結物を取出す装置等が知られている。この装置では、
例えば液体窒素等が貯留された液体冷媒槽内に滴下され
た液状物は、液体冷媒に接触して凍結し、スクリューコ
ンベアによって液体冷媒槽から取出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の装置で
は、液状物を静止した冷媒液面上に滴下するので、液状
物が冷媒の液面上に浮遊しつつ凍結する間に氷粒同士が
付着してしまうことがあった。また、滴下される液状物
の体積が大きい場合には、完全な球状の氷粒ではなく、
半球状の氷粒になってしまうという不都合もあった。

【０００４】一方、食品，薬品等を凍結させる場合に
は、衛生面等から装置、特に被凍結液を供給する部分を
常に清潔に保つ必要があることから、これらの部分を簡
単に清掃できる構造であることが望まれている。

【０００５】そこで本発明は、略均一な球状氷粒を連続
的に製造することができ、簡単な構成で、液状物供給部
の清掃も容易な氷粒製造装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の氷粒製造装置は、液体冷媒中に液状物を滴下
して凍結させる氷粒の製造装置において、前記液体冷媒
の流路を形成し、該液体流路の上流部に、前記液状物を
流下させて液体冷媒に投入する手段を設けるとともに、
前記液体冷媒の流れの下流部に、生成した氷粒と液体冷
媒とを分離する分離部を設けたことを特徴とするもので
あり、前記液状物の投入手段としては、先端から液状物
を流下させる樋形流路，底面に液状物流下用の小通孔を
設けた液溜，底面が液状物が通過可能な多孔質体で形成
された液溜を用いることができる。さらに、流下する液
状物を衝突させて粒状に飛散させる衝突部や、液状物を
粒状にして液体冷媒中に投入する回転体を用いても液状
物を粒状にして液体冷媒中に投入することができる。

【０００７】

【作用】液体冷媒の流れの上流部に、粒状となって投
入された液状物は、滴下されると同時に、該液体冷媒の
流れによって回転しながら凍結して球状の氷粒になる。
この氷粒を、流路の下流部で液体冷媒から分離すること
により、所望の氷粒が得られる。また、樋形流路等は、
清掃が容易で、常に清浄な状態に保つことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の氷粒製造装置を、図面に示す
実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。まず、図１
は、本発明の氷粒製造装置の一実施例を示すもので、こ
の氷粒製造装置１は、液体冷媒供給口２から供給される
液体冷媒Ｃ、例えば液体窒素の流路を形成する樋状の冷
媒流路３と、該冷媒流路３の終端に設けられた分離部４
と、生成した氷粒Ｂを入れる氷粒容器５と、液体冷媒Ｃ
を循環使用するための冷媒循環手段６と、冷媒流路３の
上流部に設けられた液状物投入手段１０とから構成され
ている。

【０００９】上記冷媒流路３は、冷媒供給口２から供給
する液体冷媒Ｃの量との関連で、液状物投入手段１０か
ら投入される液状物（被凍結液）Ａと液体冷媒Ｃとを十
分に接触させることができる液深を有するとともに、被
凍結液Ａを確実に凍結することができる流路長さに形成
されている。

【００１０】また、前記冷媒循環手段６は、分離部４の
下方に設けられた液回収容器６１と、液ポンプ６２とを
有するもので、液回収容器６１内に流下した液体冷媒
は、管６３から液ポンプ６２に吸引され、管６４を経て
前記液体冷媒供給口２に循環する。なお、この循環経路
のいずれか一つには、使用する液体冷媒を補給する冷媒
補給経路が設けられている。また、上記液体冷媒Ｃとし
ては、被凍結液Ａを急速に凍結できるものであればよ
く、液体窒素や液体空気等の各種低温液化ガスを用いる
ことができ、食品関係の氷粒を製造する際には、食品衛
生上無害のものを用いればよい。

【００１１】上記分離部４は、多数の細い棒を液の流れ
方向に略平行に配列したもので、各棒の間隙は、生成す
る氷粒Ｂの大きさよりも狭く設定されており、各棒の先
端部下方に前記氷粒容器５が設けられ、各棒の下方に前
記液回収容器６１が配設されている。

【００１２】そして、前記液状物投入手段１０は、被凍
結液Ａを液体冷媒中に流下させる複数の樋形流路１１
と、該複数の樋形流路１１に均等に被凍結液Ａを分配す
るための縦方向のスリット１２を備えた液溜１３とによ
り構成されている。また、液溜１３に被凍結液Ａを供給
する管１４には、液溜内の液位を検出する液面調節計
（ＬＩＣ）１５により制御される流量制御弁１６が設け
られており、液溜１３内の液位を、所望の高さに保つこ
とができるように形成されている。

【００１３】上記管１４から所定の流量で液溜１３に供
給された被凍結液Ａは、スリット１２の抵抗により、各
樋形流路１１に略均等に分配されて、その先端から冷媒
流路３を流れる液体冷媒Ｃの上流部に流下する。このと
き、被凍結液Ａの粘度や樋形流路１１先端から液体冷媒
までの高さなどに応じて、樋形流路１１の被凍結液Ａの
流量を調節することにより、被凍結液Ａを粒状にして液
体冷媒Ｃ中に投入することができる。すなわち、液溜１
３内の液高さを適宜に設定することにより、被凍結液Ａ
を粒状にして液体冷媒Ｃ中に投入することができる。

【００１４】液体冷媒Ｃ中に滴下された被凍結液Ａは、
低温の液体冷媒Ｃに接触して急冷され、冷却されながら
一旦液中に沈み、ある程度冷却されると液面に浮上し、
液体冷媒Ｃの流れに伴って下流に流される。このとき被
凍結液Ａは、液体冷媒Ｃの流れによって回転しながら凍
結するので、略完全な球状の氷粒Ｂとなる。このように
して形成された氷粒Ｂは、液体冷媒Ｃの流れに乗って冷
媒流路３終端の分離部４に至り、ここで液体冷媒Ｃは、
細い棒の間から液回収容器６１内に流下して前記冷媒循
環手段６により循環使用され、生成した氷粒Ｂは、細い
棒の上を滑って氷粒容器５内に落下し、適宜な手段で回
収される。

【００１５】このように、液状物投入手段１０を簡単な
構造の樋形流路１１と液溜１３とで形成することによ
り、この部分の洗浄を極めて容易に行うことが可能にな
り、これらを常に清潔に保つことができ、異なる液状物
を粒状に凍結させる場合でも、容易に対処することがで
きる。

【００１６】次に、上記実施例装置でコーヒーの氷粒を
製造し、氷粒の状態を観察した結果を説明する。常法に
より製造したコーヒー飲料を４〜５℃に冷却し、これを
前記液状物投入手段１０から液体窒素の流れの中に１分
間に約１７０滴の割合で滴下し、凍結搬送時間１０〜２
０秒で分離部４から回収した。得られた氷粒の粒径は、
３〜６ｍｍとなり、個数の９０％以上が粒径５±１ｍｍ
の略完全な球体となった。また、氷粒同士の固着率，氷
粒のひび割れは、共に５％以下であった。

【００１７】このように、上記実施例装置は、流下する
液体冷媒中に被凍結液を滴下させて氷粒を製造するの
で、氷粒同士が固着することがなく、また、被凍結液が
回転しながら凍結するので、均一で略完全な球状の氷粒
を得ることができる。

【００１８】図２以下は、本発明の他の実施例を示すも
ので、氷粒製造装置における前記液状物投入手段の各種
構成例を示すものである。まず、図２は、樋形流路１１
と液溜１３との間に、ゴム等により形成された可撓性の
接続流路１０１を設けたものである。このように可撓性
の接続流路１０１を介して樋形流路１１を設けることに
より、該樋形流路１１の傾斜角度を変えて、流下する被
凍結液Ａの流速を、液体冷媒Ｃに粒状に滴下するように
調節することができ、粘性の異なる被凍結液を凍結させ
る際にも容易に対応することができる。

【００１９】また、接続流路１０１を設けることによ
り、樋形流路１１を液体冷媒Ｃの流れ方向と直角の方向
に水平振動させることができるので、数少ない樋形流路
１１で幅広の冷媒流路３に満遍なく被凍結液Ａを滴下す
ることも可能になる。さらに、樋形流路１１に適当な振
動、特に、被凍結液Ａの流れ方向と同一の方向に振動を
与えることにより、粘性の高い被凍結物を凍結処理する
際にも容易に液滴を形成することができる。

【００２０】一方、複数の樋形流路１１に、所定量の被
凍結液Ａを均等に流下させる手段としては、前記スリッ
ト１２以外にも、液溜１３の出口部に適当な形状の堰１
０２を設けたりしてもよく、図３に示すように液溜１３
の底部に適当な通孔１０３を設けて、該通孔１０３から
樋形流路１１に被凍結液Ａを流下させるようにしてもよ
く、他の適当な液量調節手段を組み合わせてもよい。

【００２１】また、図４に示すように、冷媒流路３に対
し樋形流路１１の高さを高くすることにより、樋形流路
１１から被凍結液Ａを連続して流下させたときでも、冷
媒流路３を流れる液体冷媒Ｃの近くで粒状に分離するよ
うにできる。すなわち、略均一で略完全な球状の氷粒を
製造する場合、図２に示すように低い位置から被凍結液
Ａを流下させるときには、樋形流路１１の先端を離れる
ときに液滴状にしておく必要があるが、高い位置から流
下させる場合には、連続的に被凍結液Ａを流下させるこ
とが可能になり、生産性の向上が図れる。なお、氷粒の
形状や大きさにそれほどこだわらない場合には、被凍結
液Ａを連続的に液体冷媒Ｃ中に流下させてもよい。

【００２２】図５は、冷媒流路３と樋形流路１１とを、
それぞれ複数のＶ字状流路として１対１に対応させたも
のである。このように形成することにより、隣接する樋
形流路１１から落下した被凍結液Ａが液体冷媒Ｃの流れ
の中で凍結する際に、液体冷媒Ｃの流れと直角な方向で
の生成した氷粒同士が固着することを防止することがで
きるとともに、液体冷媒Ｃの使用量の低減も図れれる。
なお、両流路の底部形状は、上記Ｖ字状が最も好ましい
が、平底や丸底に形成することもでき、上流側と下流側
とで流路断面を変えるようにしてもよい。

【００２３】図６は、液状物投入手段として、液溜１３
の底面に液状物流下用の小通孔１０４を複数個設け、該
小通孔１０４から被凍結液Ａを直接液体冷媒Ｃの流れの
中に滴下するようにしたものである。また、図７は、上
記小通孔１０４の近傍を凹部１０５として下方に突出さ
せ、液溜１３の底面裏側に生じる液滴の切れをよくした
ものである。

【００２４】図８は、液溜１３の底部に被凍結液Ａが通
過可能な多孔質体、例えば金網，布，連続気泡を有する
発泡体等からなる液通過部１０６を設けたものであり、
液溜１３内の被凍結液Ａは，多孔質体を適度な速さで通
過して冷媒流路３の液体冷媒Ｃの流れの中に滴下する。
このとき、液通過部１０６の最下端に突起１０７を設け
ておくことにより、液滴の形成や落下を、より確実に行
うことができる。

【００２５】また、図９は、液溜１３の底部全体あるい
は液溜１３全体を通過可能な上記同様の多孔質体１０８
で形成したもので、液溜１３の底面全体から滲出した被
凍結液Ａが所定の位置で滴下するように、底面には所定
の凹凸を形成している。なお、この場合も、前記同様の
突起１０７を設けておくことができる。

【００２６】図１０，図１１は、冷媒流路３の上流部
に、流下する被凍結液Ａを衝突させて粒状に飛散させる
衝突部１１０を設けたものである。このように衝突部１
１０を設けることにより、連続的に流下する被凍結液Ａ
を衝突の際の衝撃で細かな粒ににして液体冷媒Ｃ中に飛
散させることができる。この衝突部１１０は、図１０に
示すように、冷媒流路３に直接設置してもよく、図１１
に示すように、適当な支持部材１１１により液体冷媒Ｃ
の上方に設置してもよい。また、衝突部１１０の材質と
しては、低温冷媒温度近くでも安定した物質、例えば石
材等を用いることが好ましい。

【００２７】図１２及び図１３は、被凍結液Ａを強制的
に液滴にして冷媒流路３の液体冷媒Ｃの流れの中に投入
する機構を示すものである。この液滴投入機構１２０
は、偏平な円筒状ケース１２１内で回転する回転体であ
る羽根車１２２に、管１２３から被凍結液Ａを連続的に
供給し、羽根車１２２の各羽根で被凍結液Ａを所定量に
切断するとともに、遠心力で下方に配置した液体冷媒Ｃ
中に投入するものである。

【００２８】上記羽根車１２２を回転させる手段１２４
としては、電動モーター，油圧あるいは水圧モーター，
エアモーター等を使用することができる。また、円筒状
ケース１２１の中心部に、冷媒流路３で気化した冷媒蒸
気、例えば窒素ガスをフード１２５から管１２６で導入
することにより、羽根車１２２部分に中心から外周に向
かうガス流れを形成することができ、中心部が負圧にな
って被凍結液Ａが羽根車１２２の中心部に付着すること
を防止できるとともに、被凍結液Ａの投入もスムーズに
行うことができる。

【００２９】この場合の被凍結液Ａの投入量は、管１２
３からの供給液量，羽根車１２２の羽根間隔及び回転数
により調節することができ、冷媒流路３を流れる液体冷
媒の流速等に応じて任意に調節することが可能である。

【００３０】なお、回転体として単なる円盤状のものを
用いても、ケースの形状や液の供給位置，回転数等を適
当に設定することにより、被凍結液Ａを粒状にして所望
の方向に飛ばすことが可能であり、スプロケット状の回
転体を用いることもできる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明の氷粒製造装置
は、凍結させる液状物を、樋形流路のような簡単な構造
の液状物投入手段から、流れる液体冷媒中に滴下して凍
結させるので、装置全体を簡単な構成で形成することが
可能となり、装置コストの低減が図れ、さらに、液体冷
媒の流れの中で凍結させるので、略均一な球状の氷粒を
製造することができるとともに、生成した氷粒同士の固
着も防止でき、効率良く氷粒を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す氷粒製造装置の斜視
図である。

【図２】液状物投入手段の変形例を示す断面図であ
る。

【図３】樋形流路への液状物供給手段の他の例を示す
断面図である。

【図４】樋形流路の位置を高くした場合の説明図であ
る。

【図５】樋形流路と冷媒流路の関係を示す概略断面図
である。

【図６】底面に小通孔を設けた液溜の一例を示す要部
の斜視図である。

【図７】同じく変形例を示す断面図である。

【図８】同じく他の変形例を示す断面図である。

【図９】底面が多孔質体で形成された液溜の一例を示
す断面図である。

【図１０】液状物の衝突部を設けた一例を示す断面図
である。

【図１１】同じく他の変形例を示す断面図である。

【図１２】回転体を用いた一例を示す断面正面図であ
る。

【図１３】同じく断面側面図である。

【符号の説明】

１…氷粒製造装置、２…冷媒供給口、３…冷媒流路、４
…分離部、５…氷粒容器、６…冷媒循環手段、１０…液
状物投入手段、１１…樋形流路、１２…スリット、１３
…液溜、１０１…可撓性の接続流路、１０４…小通孔、
１０６…液通過部、１０８…多孔質体、１１０…衝突
部、１２２…羽根車、Ａ…液状物、Ｂ…氷粒、Ｃ…液体
冷媒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体冷媒中に液状物を滴下して凍結させ
る氷粒の製造装置において、前記液体冷媒の流路を形成
し、該液体流路の上流部に、先端から前記液状物を流下
させる樋形流路を設けるとともに、前記液体冷媒の流れ
の下流部に、生成した氷粒と液体冷媒とを分離する分離
部を設けたことを特徴とする氷粒製造装置。
【請求項２】前記樋形流路に代えて、底面に液状物流
下用の小通孔を設けた液溜を設けたことを特徴とする請
求項１記載の氷粒製造装置。
【請求項３】前記樋形流路に代えて、底面が液状物が
通過可能な多孔質体で形成された液溜を設けたことを特
徴とする請求項１記載の氷粒製造装置。
【請求項４】液体冷媒中に液状物を滴下して凍結させ
る氷粒の製造装置において、前記液体冷媒の流路を形成
し、該液体流路の上流部に、流下する液状物を衝突させ
て粒状に飛散させる衝突部を設けるとともに、前記液体
冷媒の流れの下流部に、生成した氷粒と液体冷媒とを分
離する分離部を設けたことを特徴とする氷粒製造装置。
【請求項５】液体冷媒中に液状物を滴下して凍結させ
る氷粒の製造装置において、前記液体冷媒の流路を形成
し、該液体流路の上流部に、液状物を粒状にして液体冷
媒中に投入する回転体を設けるとともに、前記液体冷媒
の流れの下流部に、生成した氷粒と液体冷媒とを分離す
る分離部を設けたことを特徴とする氷粒製造装置。