JPS63231156A - Ice grain production unit - Google Patents
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、製氷技術の分野において利用され、特に氷粒
製造装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention is utilized in the field of ice making technology, and particularly relates to an ice grain production device.
（従来の技術及び問題点）
粉体と１の水とを均一に混合するとき、アイスブラステ
ィングをするとき、隙間等を冷却するとき、さらには飲
料を冷やすとき等、氷粒は多くの場合に使用されている
。(Prior art and problems) Ice grains are often used when uniformly mixing powder and water, when performing ice blasting, when cooling gaps, etc., and when cooling drinks. used in
かかる米粒の製法としては、従来いくつかの方法が知ら
れている。Several methods are conventionally known for producing such rice grains.
先ず、機械的手法によって氷塊を砕いたり削ったりして
氷粒を得ることが通常行われてはいるが、微粒の氷粒子
の製造の場合には歩留まりが悪く不向きであり、また米
粒も球状化のものを得られない等の問題点がある。First, although ice grains are usually obtained by crushing or scraping ice blocks using mechanical methods, the yield is low and it is unsuitable for producing fine ice particles, and rice grains also become spherical. There are problems such as not being able to get things.
次に、水から直接氷粒を作る方法もある。これには三つ
の方法が知られている。Another method is to make ice cubes directly from water. Three methods are known for this.
第一には、水を０℃以下の冷気中に噴霧する手法である
。この方法では、水滴と周囲の冷気との間の熱交換が、
液体と気体の間の熱伝達に基づくため、以下で述べる液
体同士の熱交換の場合と比較して効率が悪い。また微粒
子を製造しやすい反面、大径（例えば５ｍｍ前後）の氷
粒が製造しにくいこと、冷気によって冷却装置の熱交換
器に霜がつきやすく冷却効率が低下しやすいこと、装置
が大型化すること等の問題がある。The first method is to spray water into cold air at temperatures below 0°C. In this method, the heat exchange between the water droplets and the surrounding cold air is
Since it is based on heat transfer between a liquid and a gas, it is less efficient than the heat exchange between liquids described below. In addition, although it is easy to produce fine particles, it is difficult to produce ice particles with a large diameter (for example, around 5 mm), frost tends to form on the heat exchanger of the cooling device due to cold air, and the cooling efficiency tends to decrease, and the device becomes larger. There are other problems.
第二には、冷却された金属等の表面に水滴を滴下させ、
金属表面で水滴を凍結させる手法である。Second, droplets of water are dropped on the surface of the cooled metal, etc.
This method involves freezing water droplets on a metal surface.
この方法では、氷粒の製造効率が悪い上に、金属表面に
水滴を付着させるので球状の氷粒が作れない等の問題が
ある。This method has problems such as poor ice production efficiency and the inability to produce spherical ice particles because water droplets adhere to the metal surface.
第三としては、水が溶けにくい冷温液体中へ水を注入し
氷粒を製造する手法であり、熱交換の観点からはきわめ
て有効的である。この方法は液体の冷却方法により、さ
らに二つの方法に大別できる。すなわち、液体の冷却を
別の冷熱源（冷凍機など）により行う方法と、液体の冷
却を液体の蒸発潜熱により行う方法である。The third method is to produce ice grains by injecting water into a cold liquid in which water does not easily dissolve, and is extremely effective from the standpoint of heat exchange. This method can be further divided into two methods depending on the method of cooling the liquid. That is, there are two methods: cooling the liquid using another cold source (such as a refrigerator), and cooling the liquid using the latent heat of vaporization of the liquid.
前者、すなわち液体の冷却を別の冷熱源を行う場合、液
体としては、例えば灯油、ヘキサンなどの有機溶剤が用
いられる。この液体に要求される性能としては同化点が
低く、毒性の少ないもので水が溶けないことが必要であ
り、灯油や流動パラフィン、ヘキサンなどの有機液体が
用いられている。これらの液体は一般に比重が水より小
さく、水滴及び氷粒は溶液の中を沈下し容器の底にたま
る。したがって氷粒を取り出すためにはスラリーポンプ
などで液体と共に氷粒を取り出し、遠心骨＾１１機など
で液体と氷粒を分離することが必要になる。しかし液体
は完全には除去できず、米粒表面に若干残留することは
避けられない。一般にこれらの液体は有機系溶剤で毒性
を有しており、氷粒の利用上極めて大きい障害になる。In the former case, that is, when the liquid is cooled using a separate cold source, an organic solvent such as kerosene or hexane is used as the liquid. The performance required for this liquid is that it has a low assimilation point, is low in toxicity, and does not dissolve in water, and organic liquids such as kerosene, liquid paraffin, and hexane are used. These liquids generally have a lower specific gravity than water, and water droplets and ice particles sink through the solution and accumulate at the bottom of the container. Therefore, in order to take out the ice particles, it is necessary to take out the ice particles together with the liquid using a slurry pump or the like, and to separate the liquid and the ice particles using a centrifugal machine or the like. However, the liquid cannot be completely removed, and it is inevitable that some liquid will remain on the surface of the rice grains. Generally, these liquids are organic solvents and are toxic, which poses an extremely serious obstacle to the utilization of ice particles.
また、液体中で水滴が氷結する際に発生する潜熱が、容
器全体又は直接液体を７４温しでしまうので、他の冷熱
源（例えば冷凍機）によりこれらを冷却して液体の温度
を一定の低温度に保持する必要がある。In addition, the latent heat generated when water droplets freeze in a liquid heats up the entire container or the liquid directly, so another cold source (for example, a refrigerator) is used to cool these to maintain a constant temperature of the liquid. Must be kept at low temperature.
この製氷方法において、氷粒を液体の上部より取り出す
ためには、液体として比重が水より重いものを使用すれ
ばよいが、このような液体は一般に有機塩素系の溶剤（
例えば四塩化炭素、トリクロルエチレン）のようなもの
となり、毒性は極めて高く、氷粒製造には適当でない。In this ice-making method, in order to take out the ice grains from the top of the liquid, it is sufficient to use a liquid with a specific gravity heavier than water, but such a liquid is generally prepared using an organic chlorine solvent (
For example, carbon tetrachloride, trichlorethylene), etc., are extremely toxic and are not suitable for producing ice cubes.
次に、上記第三の手法における後者の場合、すなわち、
液体の冷却を液体の蒸発潜熱で行う場合には、この液体
としては液体の蒸発温度がＯ′Ｃ以下のものを用いれば
よく、液体をｉＡ人することにより特に冷凍装置は不要
である。一般には入手が容易な液体窒素や液体酸素が用
いられる。これらの液体を用いると前出の例の場合のご
とく毒性のある有Ｉａ ？６剤が氷粒表面に残留すると
いう欠点はなくなる。しかし、液体酸素は爆発などの危
険を有しており、そのため安全な液体窒素（ＬＮ２）が
用いられることが多いが、高価であり、温度が低いため
取り扱いが珪しいし、またＬＮ、も比重は水より小さく
、氷粒は容器の底にたまり連続的に氷粒を取り出すため
には前述のようなポンプなどが必要という問題点を残し
ている。Next, in the latter case of the third method above, that is,
When cooling a liquid using the latent heat of vaporization of the liquid, it is sufficient to use a liquid having an evaporation temperature of O'C or lower, and by using the liquid as iA, no particular refrigeration device is required. Generally, easily available liquid nitrogen or liquid oxygen is used. If these liquids are used, as in the previous example, toxic Ia? This eliminates the drawback that agent 6 remains on the surface of the ice grains. However, liquid oxygen has risks such as explosions, so safe liquid nitrogen (LN2) is often used, but it is expensive and difficult to handle due to its low temperature, and LN also has a specific gravity. Since ice is smaller than water, the ice particles accumulate at the bottom of the container, leaving the problem that a pump such as the one described above is required to continuously remove the ice particles.
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上述の各種の氷粒製造装置の問題点を解決し
、特に液体の蒸発ＷＩ熱を利用して水から直接氷粒を効
果的に得ることができる形式において改良された装置を
提供することを目的とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention solves the problems of the above-mentioned various ice grain production devices, and in particular effectively obtains ice grains directly from water by using the WI heat of liquid evaporation. The object of the present invention is to provide an improved device in a form that allows for.
本発明は、上記目的の達成のために、
液体炭酸ガスを収容せる容器の底部に注水口を設け、
上記容器の上部には横方向に延出する枝管を接続し、
枝管は、内部には上記液体炭酸ガス溢流防止用の堰が設
けられていると共に、容器内で発生した炭酸ガスの放出
弁が取付けられ、
上記液体炭酸ガスの上面レヘルを堰の近傍に維持するレ
ヘル制御手段を有している、
ことによって構成される。In order to achieve the above object, the present invention provides a water inlet at the bottom of a container for storing liquid carbon dioxide gas, a branch pipe extending laterally is connected to the top of the container, and the branch pipe is located inside the container. is provided with a weir for preventing the liquid carbon dioxide from overflowing, and is also equipped with a release valve for the carbon dioxide generated within the container, and a level control means for maintaining the upper level of the liquid carbon dioxide near the weir. has, consists of.
（作用）
かかる＋１１￥成になる本発明によるならば、容器内の
液体炭酸ガスは水よりも比重が高いために、注入口より
供給された水は液体炭酸ガス中を上昇する際に冷却され
て氷となっていく。その際、水は表面張力によって球状
化されて氷となる。(Function) According to the present invention, which consists of +11 yen, since the liquid carbon dioxide in the container has a higher specific gravity than water, the water supplied from the inlet is cooled as it rises in the liquid carbon dioxide. It turns into ice. At this time, water is spheroidized by surface tension and becomes ice.
そして供給する水の量を加減することによって氷粒の径
を調整可能である。The diameter of the ice particles can be adjusted by adjusting the amount of water supplied.
上界した氷粒は液体炭酸ガスの上面にまで達するが、該
液体炭酸ガスの上面レベルは枝管内の堰近傍に維持され
ているため、上記米粒のみが堰を越えて溢出することと
なる。かくして、氷粒を液体炭酸ガスから分離して得る
ことができる。The ice grains that have risen reach the upper surface of the liquid carbon dioxide gas, but since the upper surface level of the liquid carbon dioxide gas is maintained near the weir in the branch pipe, only the rice grains will overflow over the weir. In this way, ice grains can be separated and obtained from liquid carbon dioxide.
また、上記水の氷粒化の際、その潜熱によって液体炭酸
ガスはその分だけ蒸発することとなるが、これは枝管に
設けられた放出弁を経て放出される。Further, when the water turns into ice particles, the latent heat causes the liquid carbon dioxide to evaporate by that amount, which is released through a release valve provided in the branch pipe.
そして、蒸発により減少した液体炭酸ガスはその量だけ
、レベル制御手段によって常時補給され、液体炭酸ガス
の上面レベルは堰近傍に維持されて、浮上する米粒が堰
を越えて溢出するのに支障がない。The amount of liquid carbon dioxide that has decreased due to evaporation is constantly replenished by the level control means, and the upper surface level of the liquid carbon dioxide is maintained near the weir to prevent the floating rice grains from overflowing over the weir. do not have.
（実施例）
以下、添付図面にもとづいて本発明の一実施例を説明す
る。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the accompanying drawings.
第１図において１は縦長の筒状の容器で内部には液体炭
酸ガス２が充填されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vertically long cylindrical container, the inside of which is filled with liquid carbon dioxide gas 2.
容器１の底部には、水Ｗを適宜量だけ供給するためのノ
ズル（図示せず）を接続するための注水口３が設けられ
ている。なお、該水Ｗは、容器１の内部の液体炭酸ガス
の圧力に抗して容器内に入るように、図示しないポンプ
によって加圧されながら注入される。なお、注入口３の
近傍には、水がここで凍結して注水口を閉塞しないよう
にヒータ（図示せず）も設けろれている。さらに、上記
容器ｌの底部には、容器内の液体炭酸ガスの上面を後述
の一定しヘルに維持ずべく液体炭酸ガスの補給口４も設
けられている。A water inlet 3 is provided at the bottom of the container 1 to which a nozzle (not shown) for supplying an appropriate amount of water W is connected. Note that the water W is injected while being pressurized by a pump (not shown) so that it enters the container against the pressure of liquid carbon dioxide inside the container 1. A heater (not shown) is also provided near the inlet 3 to prevent water from freezing there and blocking the inlet. Furthermore, a replenishment port 4 for liquid carbon dioxide is also provided at the bottom of the container 1 in order to maintain the upper surface of the liquid carbon dioxide in the container at a constant level, which will be described later.
容器ｌの上、５ｉｉ１．部には、内圧を監視する圧力計
５、安全性を図る安全弁６そして破裂板７が設けられて
いる。On container l, 5ii1. The section is equipped with a pressure gauge 5 for monitoring internal pressure, a safety valve 6 for safety, and a rupture disc 7.
上記容器１の上部には、横方向に延出する枝管８が接続
されている。該枝管８内には堰９が設けられていて、前
述の液体炭酸ガス２の上面レベルがこの堰９の近傍とな
るように、レベル制御手段（図示せず）によって上記補
給口４から液体炭酸ガスが補給されるようになっている
。A branch pipe 8 extending laterally is connected to the upper part of the container 1. A weir 9 is provided in the branch pipe 8, and the liquid is supplied from the supply port 4 by a level control means (not shown) so that the upper surface level of the liquid carbon dioxide 2 is near the weir 9. Carbon dioxide gas is being replenished.
枝管８の上部には、堰９を越えた位置に、蒸発した炭酸
ガスを放出する放出弁１０が設けられている。上記枝管
８は先方にて下り勾配に曲がっていて、弁１１を経た後
垂下して米粒貯蔵器１２に接続・されている。該米粒貯
蔵器１２には、上部に圧力抜き用のコック１３そして下
部には氷粒取り出し用の弁１４が取りつけられている。At the upper part of the branch pipe 8, beyond the weir 9, there is provided a release valve 10 for releasing evaporated carbon dioxide gas. The branch pipe 8 has a downward slope at its end, and after passing through a valve 11, it hangs down and is connected to a rice grain storage 12. The rice grain storage container 12 is equipped with a pressure release cock 13 at the top and a valve 14 at the bottom for removing ice grains.
なお、容器１の中間部及び上部に設けられている窓１５
．１６は監視用のためのものである。Note that windows 15 provided at the middle and upper part of the container 1
．． 16 is for monitoring.
以上のどと（の本発明の実施例装置における氷粒の製造
の要領について、次に説明する。The procedure for producing ice grains using the apparatus according to the embodiment of the present invention described above will be described below.
■ 先ず、補給口４を通じて液体炭酸ガス２を容器１内
に、その上面レベルが枝管８の堰９の近傍となるように
窓１６から監視しながら注入する。その際、例えば液体
炭酸ガスの容器内圧力を、−２５℃の蒸発温度に相当す
る１７．１４ｋｇ／ａｆｌに３ｍ ９Ｍする。この場合
、放出弁１０の放出圧力も１７．１４ｋｇ／ｃＩＡに設
定する。(1) First, liquid carbon dioxide gas 2 is injected into the container 1 through the supply port 4 while being monitored through the window 16 so that its upper surface level is near the weir 9 of the branch pipe 8. At that time, for example, the pressure inside the liquid carbon dioxide container is set to 17.14 kg/afl, which corresponds to the evaporation temperature of -25° C., by 3 m 9M. In this case, the discharge pressure of the discharge valve 10 is also set to 17.14 kg/cIA.
■ かかる状態で、上記圧力以上に加圧された水を注水
口３からノズル等（図示せず）から適量だけ容器１内に
注水する。注水された水は液体炭酸ガス内で小さな水滴
となり、また液体炭酸ガスの方が水よりも比重が大であ
るため、上記水滴は周囲の液体炭酸ガスを蒸発させて蒸
発潜熱をうばいながら氷結しつつ液体炭酸ガスの上面に
まで浮上する。(2) In this state, an appropriate amount of water pressurized above the above pressure is injected into the container 1 from the water inlet 3 through a nozzle or the like (not shown). The injected water becomes small droplets within the liquid carbon dioxide gas, and since the specific gravity of the liquid carbon dioxide gas is higher than that of water, the water droplets freeze while evaporating the surrounding liquid carbon dioxide gas and absorbing the latent heat of vaporization. The liquid carbon dioxide rises to the top of the liquid carbon dioxide.
■ 上記■の作用で多数の水滴が次々と氷粒化して液体
炭酸ガスの上面に蓄積される。ごの氷粒数がある程度多
くなると、これらは堰９を越えて溢出し、弁１１上の空
間にたまることとなる。■ Due to the action described in (■) above, many water droplets turn into ice particles one after another and accumulate on the upper surface of the liquid carbon dioxide gas. When the number of ice particles increases to a certain extent, they overflow over the weir 9 and accumulate in the space above the valve 11.
■ 一方、蒸発によって生じた炭酸ガスは放出弁１０を
通じて外部に放出される。この放出によって容器内の圧
力は低下し、低下した圧力に［Ｕ当する温度まで液体炭
酸ガスは窯発可能となりその潜熱によって温度が一定に
保たれる。なお、上記放出弁１０は、堰９の先方位置に
設けるならば、放出ガスの流れによって氷粒がＮ、９を
越え易（することとなる。(2) On the other hand, carbon dioxide gas generated by evaporation is released to the outside through the release valve 10. This release lowers the pressure inside the container, and the liquid carbon dioxide can be fired in the kiln to a temperature corresponding to the lowered pressure, and its latent heat keeps the temperature constant. If the release valve 10 is provided at a position ahead of the weir 9, the ice particles will easily exceed N,9 due to the flow of the released gas.
■ かくして製造され、弁１１上にある程度たまった際
に該弁１１を開いて氷粒を氷粒貯ｉｉａ器１２内に貯蔵
し、上記弁１１を閉じた後にコック１３を開いて圧力抜
きをし、しかる後に弁１４を開放して常圧下で氷粒を製
品として取り出すことができる。(2) When the ice particles produced in this manner accumulate to a certain extent on the valve 11, the valve 11 is opened to store the ice particles in the ice particle storage device 12, and after the valve 11 is closed, the cock 13 is opened to release the pressure. Thereafter, the valve 14 is opened and the ice particles can be taken out as a product under normal pressure.
本発明によれば以上のごとく球状の氷粒が効率よ＜！！
！造できるが、その他単に純粋な氷のみならず他の物質
をも含めた米粒が作れる。According to the present invention, as described above, spherical ice particles can be produced efficiently. !
! However, it is also possible to make rice grains that contain not only pure ice but also other substances.
一般に水に他の物質（例えば、砂糖など）を溶かして凍
らせると、氷の結晶が不純物を排除する性質があるため
、上記他の物質を溶液と同じ濃度で均一に水の中に閉じ
込めることが離しい。これは凍結速度が遅くなる程顕著
であり、凍結速度が速くなる程、均一に閉じ込められや
すい。本発明の氷粒製造法による装置によれば、水は瞬
時に凍結させるので、砂糖等の他の物質が均一に混合し
た氷粒を得ることができる。Generally, when other substances (such as sugar) are dissolved in water and frozen, ice crystals have the property of eliminating impurities, so the other substances mentioned above are uniformly trapped in water at the same concentration as the solution. It's far away. This becomes more noticeable as the freezing rate becomes slower, and the faster the freezing rate becomes, the more uniformly the particles are likely to be trapped. According to the apparatus according to the ice grain manufacturing method of the present invention, water is instantly frozen, so that ice grains in which other substances such as sugar are uniformly mixed can be obtained.
さらには、内部と外部の一方に他の物質を含有するよう
な氷粒を製造できる。例えば、すなわち最初に内部に相
当する氷粒を本発明により製造し、次に外部となる池の
物質の溶液に上述の氷粒を混ぜて、本装置に注入するこ
とにより、二重構造の米粒を製造することができる。Furthermore, it is possible to produce ice grains that contain other substances either inside or outside. For example, by first producing ice grains corresponding to the interior according to the present invention, and then mixing the above-mentioned ice grains with a solution of pond material serving as the exterior and injecting the mixture into the present device, double-structured rice grains can be produced. can be manufactured.
（発明の効果）
本発明は、以上のごとく、上面が堰の近傍で一定レベル
に制御されている液体炭酸ガスの中へ水を注入すること
により、直接的にしかも急激に冷却して製氷し浮上した
氷粒を上記堰を越して得ることとしたので、次のような
効果を得ることができる。(Effects of the Invention) As described above, the present invention makes ice by directly and rapidly cooling water by injecting water into liquid carbon dioxide whose upper surface is controlled at a constant level near a weir. Since the floating ice particles are obtained by passing over the weir, the following effects can be obtained.
■ 連続的に製氷できるのできわめて生産性が高い。■ Extremely high productivity as ice can be made continuously.
■ 冷却用の液体が液体炭酸ガスであるために製造コス
トの低減化を図れると共に、毒性に関し全く心配のない
氷粒が得られる。■ Since the cooling liquid is liquid carbon dioxide, production costs can be reduced and ice grains can be obtained with no concerns about toxicity.
■ 液体炭酸ガス内で製氷されるので容易に球状の氷粒
を得られる。■ Since ice is made in liquid carbon dioxide gas, spherical ice particles can be easily obtained.
■ 注水口のノズル径を変えることにより、氷粒の直径
を自在に設定できる。■ By changing the nozzle diameter of the water inlet, you can freely set the diameter of the ice particles.
■ 氷は急激に凍結して作られるので、他の物質をも含
有させることができ、しかも均一でも多重構造とするこ
とも可能となる。■ Since ice is made by rapidly freezing, it can contain other substances and can have a uniform or multilayered structure.
第１図は本発明の一実施一例装置の縦断面図である。
ｌ・・・・・・・・・容器
２・・・・・・・・・液体炭酸ガス
３・・・・・・・・・注水口
８・・・・・・・・・枝管
９・・・・・・・・・堰
特許出願人 日本鋼管株式会社代 理 人
弁理士 藤 岡 １故手υε釘１１正芒；
：（自発）
昭和６２年０６月１６日
特許庁長官 黒 １） 明 雄 殿
■、事件の表示
昭和６２年 特許側 第０６２４５９号２、発明の名称
氷粒製造装置
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京都千代田区丸の内−丁目１番２号名 称
（４１２） 日本鋼管株式会社代表者山域 形成
４、代理人■１５０ 電話０３−７７０−９０４０
５、補正の対象
６、補正の内容
別紙のとおり（補正の対象の欄に記載した事項以外は内
容に変更なし）
明細書
■１発明の名称
氷粒製造装置
２、特許請求の範囲
液体炭酸ガスを収容せる容器の底部に注水口を設け、
上記容器の上部には整横方向に延出する枝管を接続し、
枝管は、内部に上記液体炭酸ガス溢流防止用の堰が設け
られていると共に、容器内で発生した炭酸ガスの放出弁
が取付けられ、
上記液体炭酸ガスの上面レベルを堰の近傍に維持するレ
ベル制御手段を有している、
こととする米粒製造装置。
３、発明の詳細な説明
（産業上の利用分野）
本発明は、製氷技術の分野において利用され、特に氷粒
製造装置に関するものである。
（従来の技術及び問題点）
粉体と微量の水とを均一に混合するとき、アイスブラス
ティングをするとき、隙間等を冷却するとき、さらには
飲料を冷やすとき等、氷粒は多くの場合に使用されてい
る。
かかる米粒の製法としては、従来いくつかの方法が知ら
れている。
先ず、機械的手法によって氷塊を砕いたり削ったりして
氷粒を得ることが通常行われてはいるが、微粒の氷粒子
の製造の場合には歩留まりが悪く不向きであり、また氷
粒も球状化のものを得られない等の問題点がある。
次に、水から直接氷粒を作る方法もある。これには三つ
の方法が知られている。
第一には、水を０℃以下の冷気中に噴霧する手法である
。この方法では、水滴と周囲の冷気との間の熱交換が、
液体と気体の間の熱伝達に基づくため、以下で述べる液
体同士の熱交換の場合と比較して効率が悪い。また微粒
子を製造しやすい反面、大径（例えば５ｍｍ１ｉ後）の
氷粒が製造しにくいこと、水の噴霧によって冷却装置の
熱交換器に霜がつきやすく冷却効率が低下しやすいこと
、装置が大型化すること等の問題がある。
第二には、冷却された金属等の表面に水滴を滴下させ、
金属表面で水滴を凍結させる手法である。
この方法では、氷粒の製造効率が悪い上に、金属表面に
水滴を付着させるので球状の氷粒が作れない等の問題が
ある。
第三として、は、水が溶けにくい冷温液体中へ水を注入
し氷粒を製造する手法であり、熱交換の観点からはきわ
めて有効である。この方法は液体の冷却方法により、さ
らに二つの方法に大別できる。
すなわち、液体の冷却を別の冷熱ＦＪ（冷凍機など）に
より行う方法と、液体の冷却を液体の蒸発潜熱により行
う方法である。
前者、すなわち液体の冷却を別の冷熱源で行う、場合、
この液体に要求される性能としては固化点が低く、毒性
の少ないもので水が溶けないことが必要であり、灯油や
流動パラフィン、ヘキサンなどの有機液体が用いられて
いる。これらの液体は一般に比重が水より小さく、水滴
及び氷粒は溶液の中を沈下し容器の底にたまる。したが
って米粒を取り出ずためにはスラリーポンプなどで液体
と共に氷粒を取り出し、遠心分離機などで液体と氷粒を
分離することが必要になる。しかし液体は完全には除去
できず、氷粒表面に若干残留することは避けられない。
一般にこれらの液体は有機系溶剤で毒性を有しており、
氷粒の利用上極めて大きい障害になる。
また、液体中で水滴が氷結する際に発生する潜熱で、液
体を界温しでしまうので、他の冷熱源（例えば冷凍機）
によりこれらを冷却して液体の温度を一定の低温度に保
持する必要がある。
この製氷方法において、米粒を液体の上部より取り出す
ためには、液体として比重が水より重いものを使用すれ
ばよいが、このような液体は一般に有機塩素系の溶剤（
例えば四塩化炭素、トリクロルエチレン）のようなもの
となり、毒性は極めて大きく、氷粒製造には適当でない
。
次に、上記第三の手法における後者の場合、すなわち、
液体の冷却を液体の蒸発潜熱で行う場合には、この液体
としては液体の蒸発温度が０℃以下のものを用いればよ
く、液体を購入することにより特に冷凍装置は不要であ
る。一般には人手が°容易な液体窒素や液体酸素が用い
られる。これらの液体を用いると前出の例の場合のごと
く毒性のある有機溶剤が氷粒表面に残留するという欠点
はなくなる。しかし、液体酸素は爆発などの危険を有し
ており、そのため安全な液体窒素（ＬＮ２）が用いられ
ることが多いが、温度が低いため取り扱いが難しいし、
またＬＮ、も比重は水より小さく、氷粒は容器の底にた
まり連続的に氷粒を取り出すためには前述のようなポン
プなどが必要という問題点を残している。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、上述の各種の氷粒製造装置の問題点を解決し
、特に液体の蒸発潜熱を利用して水から直接氷粒を効果
的に得ることができる形式において改良された装置を提
供することを目的とするものである。
本発明は、上記目的の達成のために、
液体炭酸ガスを収容せる容器の底部に注水口を設け、
上記容器の上部には）黄方向に延出する枝管を接続し、
枝管は、内部には上記液体炭酸ガス溢流防止用の蔓が設
けられていると共に、容器内で発化した炭酸ガスの放出
ブ↑が取伺けられ、
上記液体炭酸ガスの上面レヘルを服の近傍に維持するレ
ベル制御手段を有している、
ことによって構成される。
（作用）
かかるｆｉ！成になる本発明によるならば、容器内の液
体炭酸ガスは一定条件範囲内において水よりも比重が大
きいために、底部の注入口より供給された水は液体炭酸
ガス中を上昇し冷却されて氷となっていく。その際、水
は表面張力によって球状化されて氷となる。そして水の
注入口の口径や注入流速を加減することによって氷粒の
径を調整可能である。
上昇した氷粒は液体炭酸ガスの上面にまで達するが、該
液体炭酸ガスの上面レベルは枝管内の堰近傍に維持され
ているため、上記氷粒のみ力Ｋｌｌ躾を越えて溢出する
こととなる。かくして、氷粒を液体炭酸ガスから分離し
て得ることができる。
また、上記水の氷粒化の際、その潜熱によって液体炭酸
ガスはその分だけ薄発することとなるが、これは枝管に
設けられた放出弁を経て放出される。
そして、蒸発により減少した液体炭酸ガスはその量だけ
、レベル制御手段によって常時＋＋ｎ袷され、液体炭酸
ガスの上面レベルは堰近傍に維持されて、浮上する氷粒
が堰を越えて溢出するのに支障がない。
（実施例）
以下、添付図面にもとづいて本発明の一実施例を説明す
る。
第１図において１は縦長の筒状の容器で内部には液体炭
酸ガス２が充填されている。
容器ｌの底部には、水Ｗを適宜蚕だけ供給するためのノ
ズル（図示せず）ををする注水口３が設けられている。
なお、該水Ｗは、容器１の内部の液体炭酸ガスの圧力に
抗して容器内に入るように、図示しないポンプによって
加圧されながら注入される。なお、注入口３の近傍には
、水がここで凍結して注水口を閉塞しないようにヒータ
（図示せず）も設けられている。さらに、上記容器１の
底部には、容器内の液体炭酸ガスの上面を後述の一定し
ヘルに維持ずべく液体炭酸ガスの補給口４も設けられて
いる。
容器１の上端部には、内圧を監視する圧力計５、安全性
を図る安全弁６そして破裂式安全弁７が設けられている
。
」−記容器１の上部には、横方向に延出する枝管８が接
続されている。該枝管８内には堰９が設けられていて、
前述の液体炭酸ガス２の上面レベルがこの堰９の近傍と
なるように、レベル制御手段（図示せず）によって上記
補給口４から液体炭酸ガスが補給されるようになってい
る。
枝管８の上部には、堰９を越えた位置に、蒸発した炭酸
ガスを放出ずろ放出弁１０が設けられている。上記枝管
８は先方にて下り勾配に曲がっていて、弁１１を径て氷
粒貯蔵器１２に接続されている。
該氷粒貯蔵器１２には、上部に圧力１友き川の弁１３そ
して下部には氷粒取り出し用の弁１４が取りつけられて
いる。
なお、容器ｌの中間部及び上部に設けられている窓１５
．１６は監視用のためのものであるが、これは必ずしも
必要ない。
以上のごとくの本発明の実施例装置における米粒の製造
の要領について、次に説明する。
■ 先ず、補給口４を通じて液体炭酸ガス２を容器１内
に、その上面レベルが枝管８の堰９の近傍となるように
窓１６から監視しながら注入する。その際、例えば液体
炭酸ガスの容器内圧力を、−２５℃の７発温度に相当す
る１７．１４ｋｇ／ａｄに調整する。この場合、放出弁
１０の放出圧力も約１７．１４に８／ｃＩ１１に設定す
る。
■ かかる状態で、上記圧力以上に加圧された水を注水
口３からノズル（図示せず）を経て連続的に容器ｌ内に
注水する。注水された水は液体炭酸ガス内で小さな水滴
となり、また液体炭酸ガスの方が上記の温度と圧力にお
いて水よりも比重が犬であるため、上記水滴は周囲の液
体炭酸ガスを藩発さ一ロて蒸発潜熱をうばいながら氷結
しつつ液体炭酸ガスの上面にまで浮上する。
■ 上記■の作用で多数の水滴が次々と氷粒化し゛ζ液
体炭酸ガスの上面に蓄積される。この氷粒数がある程度
多くなると、これらは堰９を越えて溢出し、弁１１を経
て氷粒貯蔵器１２にたまるごととなる。
■ 一方、蒸発によって生した炭酸ガスは放出弁１０を
通じて外部に放出される。この放出によって容器内の圧
力は低下し、低下した圧力に相当する温度まで液体炭酸
ガスは蒸発しその潜熱によって温度が一定に保たれる。
なお、上記放出弁１０は、堰９の先方位置に設けるなら
ば、放出ガスの流れによって米粒が堰９を越え易くする
こととなる。
■ かくして製造され、氷粒貯蔵器１２にある程度たま
った際に弁１１を閉じた後に弁１３を開いて圧力抜きを
し、しかる後に弁１４を開放して常圧下で氷粒を製品と
して取り出すことができる。
本発明によれば以上のごとく球状の氷粒が効率よく製造
できるが、その他単に純枠な氷のみならず他の物質をも
含めた氷粒が作れる。
一般に水に他の物質（例えば、砂糖など）を溶かして凍
らせると、氷の結晶が不純物を排除する性質があるため
、上記他の物質を溶液と同し濃度で均一に氷の中に閉し
込めることが難しい。これは凍結速度が遅くなる程顕著
であり、凍結速度が速くなる程、均一に閉じ込められや
すい。本発明の氷粒製造法による装置によれば、水は瞬
時に凍結するので、砂糖等の他の物質が均一に混合した
氷粒を得ることができる。
さらには、内部と外部で異なった物質を含有するような
氷粒を製造できる。例えば、すなわち最初に内部に相当
する氷粒を本発明により製造し、次に外部となる他の物
質の溶液に上述の米粒を混ぜて、本装置に注入すること
により、二重構造の氷粒を製造することができる。
（発明の効果）
本発明は、以上のごとく、上面が堰の近傍で一定レベル
に制御されている液体炭酸ガスの中へ水を注入すること
により、直接的にしかも急速に冷却して製氷し浮上した
氷粒を上記堰を越して得ることとしたので、次のような
効果を得ることができる。
■ 連続的に氷粒を製造できるのできわめて生産性が高
い。
■ 冷却用の液体が液体炭酸ガスであるために製造コス
トの低減化を図れると共に、毒性に関し全く心配のない
氷粒が得られる。
■ 液体内で製氷されるので容易に球状の氷粒を得られ
る。
■ 注水口のノズル径や注入流速を変えることにより、
米粒の直径を自在に制御できる。
■ 氷は急激に凍結して作られるので、他の物質を均一
に含有させることができ、しかも多重構造の氷粒とする
ことも可能となる。
４、図面の簡単な説明
第１図は本発明の一実施例装置の縦断面図である。
１・・・・・・・・・容器
２・・・・・・・・・液体炭酸ガス
３ ・・・・・・・・骨上水口
８・・・・・・・・・枝管
９・・・・・・・・・収FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an apparatus according to an embodiment of the present invention. l... Container 2... Liquid carbon dioxide gas 3... Water inlet 8... Branch pipe 9.・・・・・・・・・Weir patent applicant Nippon Kokan Co., Ltd. Agent Patent attorney Fujioka 1 deceased hand υε nail 11 positive awn;
: (Voluntary) June 16, 1985 Commissioner of the Patent Office Black 1) Mr. Akihiro ■, Indication of the case 1988 Patent side No. 062459 2, Name of the invention Ice grain manufacturing device 3, Person making the amendment Case and Relationship Patent Applicant Address 1-2 Marunouchi-chome, Chiyoda-ku, Tokyo Name (412) Nippon Kokan Co., Ltd. Representative Yamaguchi 4, Agent ■150 Telephone 03-770-9040
5. Subject of amendment 6. Contents of amendment As shown in the attached sheet (no changes to the content except for matters stated in the column of subject of amendment) Description ■ 1 Name of the invention Ice grain production device 2 Claims Liquid carbon dioxide A water inlet is provided at the bottom of the container that accommodates the water, and a branch pipe extending horizontally is connected to the top of the container, and the branch pipe is provided with a weir inside to prevent the liquid carbon dioxide from overflowing. A rice grain manufacturing apparatus, further comprising: a release valve for carbon dioxide gas generated in the container; and a level control means for maintaining the upper surface level of the liquid carbon dioxide near a weir. 3. Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is utilized in the field of ice-making technology, and particularly relates to an ice grain production device. (Prior art and problems) Ice grains are often used when uniformly mixing powder and a small amount of water, when performing ice blasting, when cooling gaps, etc., and when cooling drinks. used in Several methods are conventionally known for producing such rice grains. First, although ice grains are usually obtained by crushing or scraping ice blocks using mechanical methods, the yield is low and it is unsuitable for producing fine ice particles, and ice grains are also spherical. There are problems such as not being able to obtain the same. Another method is to make ice cubes directly from water. Three methods are known for this. The first method is to spray water into cold air at temperatures below 0°C. In this method, the heat exchange between the water droplets and the surrounding cold air is
Since it is based on heat transfer between a liquid and a gas, it is less efficient than the heat exchange between liquids described below. In addition, although it is easy to produce fine particles, it is difficult to produce ice particles with a large diameter (for example, after 5 mm), the heat exchanger of the cooling device is easily frosted by water spray, and the cooling efficiency is likely to decrease, and the device is large. There are problems such as compatibility. Second, droplets of water are dropped on the surface of the cooled metal, etc.
This method involves freezing water droplets on a metal surface. This method has problems such as poor ice production efficiency and the inability to produce spherical ice particles because water droplets adhere to the metal surface. Third, is a method of producing ice grains by injecting water into a cold liquid in which water does not easily dissolve, and is extremely effective from the viewpoint of heat exchange. This method can be further divided into two methods depending on the method of cooling the liquid. That is, there are two methods: a method in which the liquid is cooled by another cold heat FJ (such as a refrigerator), and a method in which the liquid is cooled by the latent heat of vaporization of the liquid. In the former case, where the liquid is cooled using a separate cold source,
The performance required for this liquid is that it has a low solidification point, is low in toxicity, and does not dissolve in water, and organic liquids such as kerosene, liquid paraffin, and hexane are used. These liquids generally have a lower specific gravity than water, and water droplets and ice particles sink through the solution and accumulate at the bottom of the container. Therefore, in order to avoid removing the rice grains, it is necessary to remove the ice grains along with the liquid using a slurry pump or the like, and then to separate the ice grains from the liquid using a centrifuge or the like. However, the liquid cannot be completely removed, and it is inevitable that some liquid will remain on the surface of the ice grains. Generally, these liquids are organic solvents and are toxic.
This poses an extremely large obstacle to the utilization of ice particles. In addition, the latent heat generated when water droplets freeze in the liquid causes the liquid to reach ambient temperature, so other cold sources (such as refrigerators)
Therefore, it is necessary to cool these to maintain the temperature of the liquid at a constant low temperature. In this ice-making method, in order to take out the rice grains from the top of the liquid, it is sufficient to use a liquid with a specific gravity heavier than water, but such a liquid is generally prepared using an organic chlorine solvent (
For example, carbon tetrachloride and trichlorethylene) are extremely toxic and are not suitable for producing ice cubes. Next, in the latter case of the third method above, that is,
When cooling a liquid using the latent heat of vaporization of the liquid, it is sufficient to use a liquid whose evaporation temperature is 0° C. or lower, and by purchasing the liquid, a freezing device is not required. Generally, liquid nitrogen or liquid oxygen, which is easy to handle, is used. The use of these liquids eliminates the drawback of toxic organic solvents remaining on the surface of the ice grains as in the previous example. However, liquid oxygen has risks such as explosion, so while safe liquid nitrogen (LN2) is often used, it is difficult to handle due to its low temperature.
LN also has a lower specific gravity than water, and ice particles accumulate at the bottom of the container, leaving the problem that a pump such as the one described above is required to continuously remove the ice particles. (Means for Solving the Problems) The present invention solves the problems of the various ice grain production devices described above, and in particular, it is possible to effectively obtain ice grains directly from water using the latent heat of vaporization of a liquid. The purpose of this invention is to provide an improved device in a manner that is possible. In order to achieve the above object, the present invention provides a water inlet at the bottom of a container that can contain liquid carbon dioxide, and connects a branch pipe extending in the yellow direction to the top of the container, and the branch pipe includes: Inside, there is a vine to prevent the overflow of the liquid carbon dioxide gas, and a release button ↑ for the carbon dioxide gas generated inside the container can be removed, allowing the upper level of the liquid carbon dioxide gas to be placed close to clothing. comprising level control means for maintaining the level. (Effect) It takes fi! According to the present invention, since the liquid carbon dioxide in the container has a higher specific gravity than water within a certain range of conditions, the water supplied from the bottom injection port rises in the liquid carbon dioxide and is cooled. It turns into ice. At this time, water is spheroidized by surface tension and becomes ice. The diameter of the ice particles can be adjusted by adjusting the diameter of the water injection port and the injection flow rate. The rising ice particles reach the upper surface of the liquid carbon dioxide gas, but since the upper surface level of the liquid carbon dioxide gas is maintained near the weir in the branch pipe, only the ice particles overflow beyond the force of the weir. . In this way, ice grains can be separated and obtained from liquid carbon dioxide. Further, when the water turns into ice particles, liquid carbon dioxide gas is emitted in a smaller amount due to its latent heat, and this is emitted through a release valve provided in a branch pipe. Then, the amount of liquid carbon dioxide that has decreased due to evaporation is constantly pulled down by the level control means, and the upper surface level of the liquid carbon dioxide is maintained near the weir so that the floating ice particles can overflow over the weir. There is no problem. (Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the accompanying drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a vertically long cylindrical container, the inside of which is filled with liquid carbon dioxide gas 2. At the bottom of the container 1, a water inlet 3 is provided which serves as a nozzle (not shown) for appropriately supplying water W to the silkworms. Note that the water W is injected while being pressurized by a pump (not shown) so that it enters the container against the pressure of liquid carbon dioxide inside the container 1. Note that a heater (not shown) is also provided near the inlet 3 to prevent water from freezing there and blocking the water inlet. Furthermore, a replenishment port 4 for liquid carbon dioxide is provided at the bottom of the container 1 in order to maintain the upper surface of the liquid carbon dioxide in the container at a constant level, which will be described later. The upper end of the container 1 is provided with a pressure gauge 5 for monitoring internal pressure, a safety valve 6 for ensuring safety, and a rupture type safety valve 7. A branch pipe 8 extending laterally is connected to the upper part of the container 1. A weir 9 is provided in the branch pipe 8,
Liquid carbon dioxide gas is replenished from the replenishment port 4 by a level control means (not shown) so that the upper surface level of the liquid carbon dioxide gas 2 is near the weir 9. A discharge valve 10 for discharging evaporated carbon dioxide gas is provided at the upper part of the branch pipe 8 at a position beyond the weir 9. The branch pipe 8 has a downward slope at its end, and is connected to an ice storage device 12 through a valve 11. The ice storage device 12 is equipped with a pressure valve 13 at the top and a valve 14 for removing ice grains at the bottom. Note that the window 15 provided in the middle and upper part of the container l
．． 16 is for monitoring purposes, but this is not necessarily necessary. The procedure for producing rice grains using the apparatus according to the embodiment of the present invention as described above will be explained next. (1) First, liquid carbon dioxide gas 2 is injected into the container 1 through the supply port 4 while being monitored through the window 16 so that its upper surface level is near the weir 9 of the branch pipe 8. At that time, for example, the pressure inside the liquid carbon dioxide container is adjusted to 17.14 kg/ad, which corresponds to the temperature of -25°C. In this case, the discharge pressure of the discharge valve 10 is also set to approximately 17.14 8/cI11. (2) In this state, water pressurized above the above pressure is continuously injected into the container l from the water inlet 3 through a nozzle (not shown). The injected water becomes small droplets within the liquid carbon dioxide gas, and since the liquid carbon dioxide gas has a higher specific gravity than water at the above temperature and pressure, the water droplets emit the surrounding liquid carbon dioxide gas. It freezes while utilizing the latent heat of vaporization and rises to the top of the liquid carbon dioxide. ■ Due to the action described in (2) above, many water droplets turn into ice particles one after another and accumulate on the upper surface of the liquid carbon dioxide gas. When the number of ice particles increases to a certain extent, they overflow over the weir 9, pass through the valve 11, and accumulate in the ice particle storage device 12. (2) On the other hand, carbon dioxide gas produced by evaporation is released to the outside through the release valve 10. This release reduces the pressure inside the container, and the liquid carbon dioxide gas evaporates to a temperature corresponding to the reduced pressure, and its latent heat keeps the temperature constant. In addition, if the release valve 10 is provided at a position ahead of the weir 9, the rice grains will easily cross over the weir 9 due to the flow of the released gas. ■ When the ice grains produced in this way accumulate to a certain extent in the ice grain storage device 12, the valve 11 is closed, the valve 13 is opened to release the pressure, and then the valve 14 is opened to take out the ice grains as a product under normal pressure. Can be done. According to the present invention, spherical ice grains can be efficiently produced as described above, and in addition, ice grains containing not only pure ice but also other substances can be produced. Generally, when other substances (such as sugar) are dissolved in water and frozen, the ice crystals have the property of eliminating impurities, so the other substances are uniformly frozen in ice at the same concentration as the solution. It's difficult to squeeze in. This becomes more noticeable as the freezing rate becomes slower, and the faster the freezing rate becomes, the more uniformly the particles are likely to be trapped. According to the apparatus according to the ice grain manufacturing method of the present invention, water is instantly frozen, so that ice grains in which other substances such as sugar are uniformly mixed can be obtained. Furthermore, it is possible to produce ice grains that contain different substances inside and outside. For example, by first producing ice grains corresponding to the interior according to the present invention, and then mixing the above-mentioned rice grains with a solution of another substance that will become the exterior and injecting the mixture into this device, ice grains with a double structure can be produced. can be manufactured. (Effects of the Invention) As described above, the present invention makes ice by directly and rapidly cooling water by injecting water into liquid carbon dioxide whose upper surface is controlled at a constant level near a weir. Since the floating ice particles are obtained by passing over the weir, the following effects can be obtained. ■ Extremely high productivity as ice grains can be produced continuously. ■ Since the cooling liquid is liquid carbon dioxide, production costs can be reduced and ice grains can be obtained with no concerns about toxicity. ■ Since ice is made in liquid, spherical ice particles can be easily obtained. ■ By changing the nozzle diameter and injection flow rate of the water inlet,
The diameter of rice grains can be freely controlled. ■ Since ice is made by rapidly freezing, it is possible to uniformly contain other substances, and it is also possible to form ice grains with a multilayer structure. 4. Brief Description of the Drawings FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an apparatus according to an embodiment of the present invention. 1... Container 2... Liquid carbon dioxide 3... Bone water outlet 8... Branch pipe 9.・・・・・・・・・Collection
Claims (1)
られていると共に、容器内で発生した炭酸ガスの放出弁
が取付けられ、 上記液体炭酸ガスの上面レベルを堰の近傍に維持するレ
ベル制御手段を有している、 こととする氷粒製造装置。[Claims] A water inlet is provided at the bottom of a container for storing liquid carbon dioxide gas, and a branch pipe extending laterally is connected to the upper part of the container, and the branch pipe has an interior filled with the liquid carbon dioxide gas. A weir is provided to prevent flow, a release valve for the carbon dioxide gas generated within the container is installed, and a level control means is provided to maintain the upper surface level of the liquid carbon dioxide near the weir. An ice grain manufacturing device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245987A JPS63231156A (en) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | Ice grain production unit |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6245987A JPS63231156A (en) | 1987-03-19 | 1987-03-19 | Ice grain production unit |
Publications (2)
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4963558U (en) * | 1972-07-27 | 1974-06-04 | ||
| JPS58130976A (en) * | 1982-01-30 | 1983-08-04 | 石川島播磨重工業株式会社 | Device for manufacturing ice grain |
| JPS6125351A (en) * | 1984-07-13 | 1986-02-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Telephone set |
-
1987
- 1987-03-19 JP JP6245987A patent/JPS63231156A/en active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4963558U (en) * | 1972-07-27 | 1974-06-04 | ||
| JPS58130976A (en) * | 1982-01-30 | 1983-08-04 | 石川島播磨重工業株式会社 | Device for manufacturing ice grain |
| JPS6125351A (en) * | 1984-07-13 | 1986-02-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Telephone set |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0437347B2 (en) | 1992-06-19 |
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