JP7558883B2 - Liquefied gas supply device and supply method, spray freezing device and spray freezing method - Google Patents
Liquefied gas supply device and supply method, spray freezing device and spray freezing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7558883B2 JP7558883B2 JP2021075660A JP2021075660A JP7558883B2 JP 7558883 B2 JP7558883 B2 JP 7558883B2 JP 2021075660 A JP2021075660 A JP 2021075660A JP 2021075660 A JP2021075660 A JP 2021075660A JP 7558883 B2 JP7558883 B2 JP 7558883B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquefied gas
- storage section
- gas storage
- spray
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Description
本発明は、液化ガス供給装置及び供給方法、当該装置及び方法を用いた噴霧凍結装置及び噴霧凍結方法に関する。 The present invention relates to a liquefied gas supply device and supply method, and a spray freezing device and spray freezing method using the device and method.
液体窒素などの液化ガスは、食品凍結や冷却、各種材料の凍結保存などに広く利用されている。液化ガスを利用する際には、主に断熱された圧力容器から取り出されるが、ガス自体に自圧があるために、大気圧下で取り出す場合、当該自圧による噴射が起こり、その噴射による圧力で対象物に形状変化を与える場合があった。 Liquefied gases such as liquid nitrogen are widely used for freezing and cooling food, as well as for freezing and storing various materials. When using liquefied gas, it is usually extracted from an insulated pressure vessel. However, because the gas itself has its own pressure, when extracted under atmospheric pressure, this pressure causes the gas to spray, and the pressure from this spray can cause the object to change shape.
そこで、噴射による圧力で対象物に形状変化を与えないようにするために、液体窒素を少量ずつ滴下するものとして、気化量を少なくすることで液体状態を保持して滴下個所に直接供給する液化ガス滴下装置が特許文献1に示されている。また、対象物を効率よく冷却するために、液体窒素をミスト状として供給するものとして、噴射パイプを備えた低温液化ガス噴射装置が特許文献2に示されている。
しかしながら、液体窒素を利用して対象物を効率よく冷却する場合、液体窒素を取り出す直近の場所にサブクーラーを設置して過冷却液として取り出すことや、気液分離器を設けて液体窒素のみを取り出すことが一般的であるが、低圧下での供給は難しく、特に上記特許文献1、2のように、液体窒素を滴下して定量供給する場合やミスト状として連続供給する場合は、供給元の圧力を下げるための専用の機器を用いたり、液面センサと流量制御弁の組み合わせを用いたりすることで、構成機器が複雑となり高価となることが多かった。
However, when using liquid nitrogen to efficiently cool an object, it is common to install a subcooler close to where the liquid nitrogen is extracted and extract it as a supercooled liquid, or to install a gas-liquid separator and extract only the liquid nitrogen. However, supplying liquid nitrogen under low pressure is difficult, and particularly when supplying a fixed amount by dripping liquid nitrogen or continuously supplying it as a mist, as in
以上の点に鑑みて、本発明は、シンプルな構造で液体窒素などの液化ガスを低温低圧で供給することが可能な液化ガスの供給装置及び供給方法、また、当該装置及び方法を用いた噴霧凍結装置及び噴霧凍結方法を提供することを目的としている。 In view of the above, the present invention aims to provide a liquefied gas supply device and supply method that can supply liquefied gas such as liquid nitrogen at low temperature and pressure with a simple structure, as well as a spray freezing device and spray freezing method that use said device and method.
本発明の第1の発明は、液化ガス供給源から液化ガス導入管を介して液化ガスが導入される第1液化ガス貯留部と、前記第1液化ガス貯留部から液化ガスが供給される第2液化ガス貯留部と、前記第2液化ガス貯留部に貯留する液化ガスを導出する液化ガス導出管と、前記液化ガス導出管の先端に設けられた滴下ノズルとを備えた液化ガス供給装置において、前記液化ガス導入管は、前記第1液化ガス貯留部内で二股に分かれ、一方は上方に延びる上部分岐管であり、もう一方は下方に延びる下部分岐管であって、その両方の出口開口にそれぞれ上部抵抗部と下部抵抗部が設けられており、前記第1液化ガス貯留部内で、前記上部分岐管から前記上部抵抗部を介して供給される液化ガスを貯留して、当該貯留された液化ガスにより前記下部分岐管を冷却し、前記下部分岐管から前記下部抵抗部を介して供給される液化ガスが前記第1液化ガス貯留部の下端から前記第2液化ガス貯留部に供給され、前記第2液化ガス貯留部には、内部の液化ガスの液面位置に応じて上下し、前記第1液化ガス貯留部の下端及び前記液化ガス導出管の開閉を制御するフロートが設けられており、前記液化ガス導出管は、その開口部が、前記第2液化ガス貯留部の底面よりも高い位置に設けられていることを特徴とするものである。 The first invention of the present invention is a liquefied gas supply device including a first liquefied gas storage section into which liquefied gas is introduced from a liquefied gas supply source through a liquefied gas introduction pipe, a second liquefied gas storage section into which liquefied gas is supplied from the first liquefied gas storage section, a liquefied gas outlet pipe for outletting the liquefied gas stored in the second liquefied gas storage section, and a drip nozzle provided at the tip of the liquefied gas outlet pipe, wherein the liquefied gas introduction pipe is bifurcated in the first liquefied gas storage section, one of which is an upper branch pipe extending upward and the other is a lower branch pipe extending downward, and an upper resistance section and a lower resistance section are provided at the outlet openings of both of the first liquefied gas and the second liquefied gas. The liquefied gas supplied from the upper branch pipe through the upper resistance part is stored in the gas storage part, and the lower branch pipe is cooled by the stored liquefied gas. The liquefied gas supplied from the lower branch pipe through the lower resistance part is supplied to the second liquefied gas storage part from the lower end of the first liquefied gas storage part. The second liquefied gas storage part is provided with a float that moves up and down according to the liquid level position of the liquefied gas inside and controls the opening and closing of the lower end of the first liquefied gas storage part and the liquefied gas outlet pipe. The liquefied gas outlet pipe has an opening that is provided at a position higher than the bottom surface of the second liquefied gas storage part.
本発明の第2の発明は、上記第1の発明において、前記下部分岐管は螺旋状に形成されていることを特徴とするものである。 The second aspect of the present invention is the first aspect, characterized in that the lower branch pipe is formed in a spiral shape.
本発明の第3の発明は、上記第1又は第2の発明において、前記フロートが、前記第2液化ガス貯留部内に2つ設けられており、1つは前記第1液化ガス貯留部の下端の開閉を制御するものであって、もう1つは前記液化ガス導出管の開閉を制御するものであることを特徴とするものである。 The third invention of the present invention is characterized in that, in the first or second invention, two floats are provided in the second liquefied gas storage section, one of which controls the opening and closing of the lower end of the first liquefied gas storage section, and the other of which controls the opening and closing of the liquefied gas outlet tube.
本発明の第4の発明は、上記第1又は第2の発明において、前記フロートが、前記第2液化ガス貯留部内に1つ設けられており、当該1つのフロートで前記第1液化ガス貯留部の下端及び前記液化ガス導出管の開閉を両方とも制御するものであることを特徴とするものである。 The fourth invention of the present invention is characterized in that in the first or second invention, one float is provided in the second liquefied gas storage section, and the one float controls both the opening and closing of the lower end of the first liquefied gas storage section and the liquefied gas outlet tube.
本発明の第5の発明は、上記第1~第4の発明のいずれかにおいて、前記滴下ノズルが、液化ガスをミスト状とするためのスクリーンを備えるものであることを特徴とするものである。 The fifth aspect of the present invention is any one of the first to fourth aspects, characterized in that the drip nozzle is equipped with a screen for turning the liquefied gas into a mist.
本発明の第6の発明は、上記第1~第4の発明のいずれかにおいて、前記滴下ノズルが、液化ガスを滴状とするための絞りを備えるものであることを特徴とするものである。 The sixth aspect of the present invention is any one of the first to fourth aspects, characterized in that the drip nozzle is provided with a throttle for forming droplets of liquefied gas.
本発明の第7の発明は、上記第5の発明における前記滴下ノズルから発生したミスト状の液化ガスを用いて対象原料を噴霧凍結する噴霧凍結装置であって、前記対象原料を噴霧するための噴霧ノズルと、前記噴霧ノズルの噴霧場所を取り囲む冷却ジャケットと、前記対象原料が液化ガスによって凍結された凍結物を回収するための凍結物取出弁とを備え、前記冷却ジャケットには、前記第1液化ガス貯留部及び前記第2液化ガス貯留部からそれぞれ排出される排気ガスが導入されることを特徴とするものである。 The seventh aspect of the present invention is a spray freezing device that sprays and freezes a target raw material using the mist-like liquefied gas generated from the drip nozzle in the fifth aspect of the present invention, and is characterized in that it comprises a spray nozzle for spraying the target raw material, a cooling jacket surrounding the spraying location of the spray nozzle, and a frozen material removal valve for recovering the frozen material formed by freezing the target raw material with the liquefied gas, and that exhaust gases discharged from the first liquefied gas storage unit and the second liquefied gas storage unit are introduced into the cooling jacket.
本発明の第8の発明は、上記第1~第6の発明における液化ガス供給装置を用いた液化ガス供給方法であって、液化ガスが、液化ガス供給源から、前記液化ガス導入管、前記第1液化ガス貯留部、前記第2液化ガス貯留部、前記液化ガス導出管を介して前記滴下ノズルから供給されるものであり、前記第1液化ガス貯留部内部において、前記液化ガス導入管の前記下部分岐管に設けられた下部抵抗部を通過することで、液化ガスは圧力が低下した状態で前記第2液化ガス貯留部に供給され、当該第2液化ガス貯留部内部において貯留されることで、液化ガスの圧力はさらに低下し、当該圧力の低下した液化ガスが、前記液化ガス導出管を経て滴下ノズルから供給されることを特徴とするものである。 The eighth aspect of the present invention is a liquefied gas supply method using the liquefied gas supply device according to the first to sixth aspects, in which liquefied gas is supplied from a liquefied gas supply source through the liquefied gas inlet pipe, the first liquefied gas storage section, the second liquefied gas storage section, and the liquefied gas outlet pipe from the drip nozzle, and the liquefied gas is supplied to the second liquefied gas storage section in a reduced pressure state by passing through a lower resistance section provided in the lower branch pipe of the liquefied gas inlet pipe inside the first liquefied gas storage section, and the pressure of the liquefied gas is further reduced by being stored inside the second liquefied gas storage section, and the liquefied gas with the reduced pressure is supplied from the drip nozzle via the liquefied gas outlet pipe.
本発明の第9の発明は、上記第7の発明における噴霧凍結装置を用いた対象原料の噴霧凍結方法であって、前記滴下ノズルから発生したミスト状の液化ガスによって噴霧領域を予冷し、当該予冷された噴霧領域に対象原料を噴霧ノズルで噴霧し、噴霧した対象原料を凍結させ、得られた凍結物を回収することを特徴とするものである。 The ninth aspect of the present invention is a method for spray-freezing a target material using the spray-freezing device of the seventh aspect of the present invention, characterized in that the spray area is pre-cooled by mist-like liquefied gas generated from the drip nozzle, the target material is sprayed into the pre-cooled spray area by the spray nozzle, the sprayed target material is frozen, and the resulting frozen product is collected.
本発明の液化ガス供給装置及び供給方法によれば、供給経路の途中に設けられた抵抗部及び貯留部によって液化ガスの圧力を下げることができるので、高価な機器を用いずに、シンプルな構造で、液化ガスを低温低圧で供給することが可能になる。また、上記装置及び方法を用いた噴霧凍結装置及び噴霧凍結方法によれば、低温低圧の液化ガスを用いて、対象物を効率よく冷却することができる。 According to the liquefied gas supply device and supply method of the present invention, the pressure of the liquefied gas can be reduced by a resistance section and a storage section provided in the middle of the supply path, so that it is possible to supply liquefied gas at low temperature and pressure with a simple structure without using expensive equipment. In addition, according to the spray freezing device and spray freezing method using the above device and method, an object can be efficiently cooled using low-temperature, low-pressure liquefied gas.
図1は、本発明の第1形態例の液化ガス供給装置1を示すものである。当該液化ガス供給装置1は、液化ガス供給源2、液化ガス導入管3、第1液化ガス貯留部4、第2液化ガス貯留部5、液化ガス導出管6、滴下ノズル7から概略構成されている。
Figure 1 shows a liquefied
液化ガス供給源2は、図2に示されるように、大容量のタンクや小容量のボンベなどの液化ガス貯蔵容器に接続している、液化ガス(液体窒素など)の供給源である。
As shown in FIG. 2, the liquefied
液化ガス導入管3は、液化ガス供給源2から供給される液化ガスを、後述する第1液化ガス貯留部4に供給する配管である。当該液化ガス導入管3は、図2に示されるように、第1液化ガス貯留部4に挿通しており、当該第1液化ガス貯留部4内部で先が二股に分かれている。二股のうちの一方は上方に延びる上部分岐管8であり、直線上に形成され、その出口開口には、焼結金属からなる上部抵抗部9が設けられている。当該上部抵抗部9の上面は封止されている。そのため、前記上部分岐管8を流れる液化ガスは、上部抵抗部9の側面を通じて第1液化ガス貯留部4に供給される。
The liquefied
二股のうちのもう一方は、下方に延びる下部分岐管10であり、螺旋状に形成され、その出口開口には、前記上部分岐管8と同様に、焼結金属からなる下部抵抗部11が設けられている。そのため、前記下部分岐管10を流れる液化ガスは、下部抵抗部11を通じて第1液化ガス貯留部4に供給される。
The other of the two branches is the
第1液化ガス貯留部4は、液化ガス導入管3から供給される液化ガスを後述する第2液化ガス貯留部5に供給する円筒形の管状の部材であり、下端側が開口している。当該第1液化ガス貯留部4は、図2に示されるように、上下に仕切り部12により二分されており、当該仕切り部12よりも上部において、液化ガス導入管3は上部分岐管8と下部分岐管10とに分岐している。前記下部分岐管10の螺旋状部分は仕切り部12より上部側に形成され、出口開口側は仕切り部12を貫通し、下部抵抗部11は仕切り部12より下方に設けられている。
The first liquefied
液化ガスは、まず、上部抵抗部9、下部抵抗部11から共にガスの状態で第1液化ガス貯留部4に供給される。当該ガスによって周囲が冷却されると、液化ガスのうち液相部分が下部抵抗部11を介して仕切り部12よりも下部に排出されるようになり、気相部分は上部抵抗部9を介して仕切り部12よりも上部に排出されるようになる。その後、周囲が充分冷却されると、仕切り部12よりも上部においても、上部抵抗部9を介して液相部分が排出されるようになり、下部分岐管10の周囲に液化ガスとして溜まるようになる。
The liquefied gas is first supplied in gaseous form from both the upper resistance section 9 and the
このようにして仕切り部12よりも上部に溜まった液化ガスによって、下部分岐管10が冷却される。下部分岐管10が螺旋状に形成されていることから仕切り部12より上部に貯留する液化ガスと接触する表面積が多くなるので、当該下部分岐管10を流れる液化ガスが十分に冷却され、気化しないものとなっている。また、第1液化ガス貯留部4に供給された液化ガスは仕切り部12よりも上部で一部が気化する。当該気化したガスについては、上部に設けられた保圧弁等の保圧機構13によって適宜圧力を調整されながら外部に排出される。
In this way, the
一方、仕切り部12よりも下部においては、下部抵抗部11を介して第1液化ガス貯留部4に液化ガスが供給される。供給された液化ガスは、第1液化ガス貯留部4の下端から第2液化ガス貯留部5へと流下する。
On the other hand, below the
第2液化ガス貯留部5は、第1液化ガス貯留部4から供給される液化ガスを貯留するとともに、後述する液化ガス導出管6に導出する直方体形状の槽状の部材である。前記第1液化ガス貯留部4の仕切り部12よりも下側の部分が、当該第2液化ガス貯留部5の上部に挿入されている。
The second liquefied
また、当該第2液化ガス貯留部5内には、貯留される液化ガスの液面位置に応じて上下するフロートが設けられており、当該フロートの位置によって、前記第1液化ガス貯留部4の下端及び前記液化ガス導出管6の開閉が制御されるようになっている。また、当該第2液化ガス貯留部5の上部には、保圧弁等の保圧機構14が設けられており、内部で気化して上部に蓄積したガスが、適宜圧力を調整されながら外部に排出されるようになっている。
In addition, a float that moves up and down depending on the liquid level of the stored liquefied gas is provided in the second liquefied
液化ガス導出管6は、第2液化ガス貯留部5から供給される液化ガスを後述する滴下ノズル7に供給する配管である。当該液化ガス導出管6は、その開口部が、前記第2液化ガス貯留部5の底面よりも高い位置に設けられている(図1、図3を参照。)。
The liquefied
前記第2液化ガス貯留部5内のフロートは、第1形態例として、図1に示されるように、第1液化ガス貯留部4の下端の開閉を制御する供給用フロート15と、液化ガス導出管6の開閉を制御する滴下用フロート16とが設けられている。
As a first embodiment, the float in the second liquefied
第2液化ガス貯留部5内部に液化ガスの供給が開始された直後は、図1(a)に示されるように、供給用フロート15のみが液面上にあって、第1液化ガス貯留部4は開いており、液化ガス導出管6は滴下用フロート16によって閉じられている。そのため、第2液化ガス貯留部5内部への液化ガスの貯留のみが行われ、液化ガス導出管6への液化ガスの導出は行われない。
Immediately after the supply of liquefied gas into the second liquefied
液化ガスの供給が進み、第2液化ガス貯留部5内部の貯留量が徐々に増えると、図1(b)に示されるように、供給用フロート15及び滴下用フロート16はともに液面上にあって、第1液化ガス貯留部4及び液化ガス導出管6はともに開けられている。そのため、第2液化ガス貯留部5内部への液化ガスの貯留が行われつつ、液化ガス導出管6への液化ガスの導出が行われる。
As the supply of liquefied gas progresses and the amount of gas stored inside the second liquefied
第2液化ガス貯留部5内部の貯留量がさらに増えると、図1(c)に示されるように、供給用フロート15及び滴下用フロート16はともに液面上にありながら、供給用フロート15が第1液化ガス貯留部4の出口開口を塞ぐようになる。すると、第1液化ガス貯留部4は閉じられて、液化ガス導出管6は開けられている状態となる。そのため、第2液化ガス貯留部5内部への液化ガスの貯留は停止し、液化ガス導出管6への液化ガスの導出のみが行われるようになる。
When the amount of gas stored inside the second liquefied
その後、液化ガスの導出が進むと、液面の位置が下がって、滴下用フロート16が液化ガス導出管6を閉じるようになる。すると、上記図1(a)と同様の状態となり、再び第2液化ガス貯留部5内部への液化ガスの貯留のみが行われ、液化ガス導出管6への液化ガスの導出は行われなくなる。そして、これ以降は、上記の動作を繰り返すようになる。液化ガスの貯留量は、第1液化ガス貯留部4の出口開口の位置と液化ガス導出管6の開口の位置で調節できる。また、フロートの動作は比較的緩やかであるため、液化ガスの供給圧力変動による冷却対象物への影響を少なくすることができる。
As the liquefied gas continues to be discharged, the liquid level drops and the
図3は、本発明の第2形態例の液化ガス供給装置1aを示すものである。当該第2形態例において、フロートは、供給用兼滴下用フロート17を1つだけ設ける態様となっている。当該態様においては、第1液化ガス貯留部4の出口開口と液化ガス導出管6の開口とが一直線上に設けられている。それ以外は、上記第1形態例の液化ガス供給装置1と同様である。
Figure 3 shows a liquefied
上記第2形態例において、第2液化ガス貯留部5内部への液化ガスの供給が開始された直後は、図3(a)に示されるように、供給用兼滴下用フロート17は液化ガス導出管6を閉じており、第1液化ガス貯留部4は開けられている。そのため、第2液化ガス貯留部5内部への液化ガスの貯留のみが行われ、液化ガス導出管6への液化ガスの導出は行われない。
In the second embodiment described above, immediately after the supply of liquefied gas into the second liquefied
液化ガスの供給が進み、第2液化ガス貯留部5内部の貯留量が徐々に増えると、図3(b)に示されるように、供給用兼滴下用フロート17は液面上にあって、第1液化ガス貯留部4と液化ガス導出管6の中間に位置するようになり、第1液化ガス貯留部4と液化ガス導出管6はともに開けられる。そのため、第2液化ガス貯留部5内部への液化ガスの貯留が行われつつ、液化ガス導出管6への液化ガスの導出が行われる。
As the supply of liquefied gas progresses and the amount of gas stored inside the second liquefied
第2液化ガス貯留部5内部の貯留量がさらに増えると、図3(c)に示されるように、供給用兼滴下用フロート17は液面上にあって、第1液化ガス貯留部4の出口開口を塞ぐようになる。すると、第1液化ガス貯留部4は閉じられ、液化ガス導出管6は開けられる。そのため、第2液化ガス貯留部5内部への液化ガスの貯留は停止し、液化ガス導出管6への液化ガスの導出のみが行われる。
When the amount of gas stored inside the second liquefied
その後、液化ガスの導出が進むと、液面の位置が下がって、供給用兼滴下用フロート17が液化ガス導出管6を閉じる。すると、上記図3(a)と同様の状態となり、再び第2液化ガス貯留部5内部への液化ガスの貯留のみが行われ、液化ガス導出管6への液化ガスの導出は行われなくなる。そして、これ以降は、上記の動作を繰り返すようになる。
As the liquefied gas continues to be discharged, the liquid level drops and the supply/
滴下ノズル7は、液化ガス導出管6から供給される液化ガスを各種形状に変化させて外部へと放出するためのノズルであり、液化ガス導出管6の先端に設けられている。当該滴下ノズル7は、一例として、図4(a)に示されるような、スクリーン18を備え、放出される液化ガスをミスト状とすることができる。液化ガスをミスト状とすることで、例えばソフトクリームの表面凍結など、対象物の形状を維持したままの凍結が可能となる。また、別の例として、図4(b)に示されるような、絞り19を備える外筒付直管を備え、放出される液化ガスを滴状とすることもできる。液化ガスを滴状とすることで、缶飲料などの滴下供給による冷却が可能となる。
The
以上のように構成された液化ガス供給装置1、1aを用いて、液化ガスの供給は以下のように行われる。
Using the liquefied
まず、液化ガスが、液化ガス供給源2から液化ガス導入管3に供給される。液化ガス導入管3において、液化ガスは上部分岐管8と下部分岐管10の二股に分かれて供給される。この際に、管内部での液化ガスの保持圧力(第1の保持圧力)を、液化ガス供給時の10~50%となるようにしている。上部分岐管8の出口開口から放出される液化ガスは、上部抵抗部9を通過して、第1液化ガス貯留部4の仕切り部12よりも上部に蓄えられる。蓄えられた液化ガスの一部は気化して、保圧機構13を経て外部へ排出される。
First, liquefied gas is supplied from the liquefied
一方、下部分岐管10の出口開口から放出される液化ガスは、下部抵抗部11を通過して、前記仕切り部12よりも下部で、第1液化ガス貯留部4の下端から第2液化ガス貯留部5へと流下する。この際、液化ガスの保持圧力はさらに低下し、上記第1の保持圧力の10~50%となる。また、二股に分かれた液化ガスは、上部抵抗部9又は下部抵抗部11を通過することにより、圧力が低下する(例えば、0.19~0.15MPa。)。
On the other hand, the liquefied gas discharged from the outlet opening of the
第2液化ガス貯留部5へ流下した液化ガスは、当該第2液化ガス貯留部5にて貯留され、内部に設けられたフロートによる開閉制御によって、液化ガス導出管6の開口部が開いた時に、当該液化ガス導出管6に供給される。この際、第2液化ガス貯留部5にて貯留されることで、液化ガスの圧力はさらに低下する(例えば、0.1~0.05MPa。)。そのため、低温を維持したままで低圧の液化ガスを供給することができる。
The liquefied gas that flows down to the second liquefied
また、第2液化ガス貯留部5において、貯留された液化ガスの一部は気化して、保圧機構14を経て外部へ排出される。一方、液化ガス導出管6に供給された液化ガスは、先端に設けられた滴下ノズル7から、ミスト状や滴状となって外部に放出される。
In addition, in the second liquefied
図5には、上記液化ガス供給装置1aを用いた噴霧凍結装置20が示されている。当該噴霧凍結装置20は、上記液化ガス供給装置1aの他に、制御弁21、温度調節計22、噴霧ノズル23、冷却ジャケット24、凍結物取出弁25、排気ダンパー26を備えている。
Figure 5 shows a
制御弁21は、液化ガス供給装置1aの液化ガス導出管6に設けられる開閉弁である。当該制御弁21は、温度調節計22と連動しており、噴霧領域(後述する冷却ジャケット24によって取り囲まれる部分)の温度によって、液化ガスの放出を制御する。
The
噴霧ノズル23は、噴霧凍結の対象原料を前記噴霧領域において噴霧するためのノズルである。当該噴霧ノズル23は、対象原料の噴霧を行う時にのみ、後述する冷却ジャケット24に設けられたノズルゲート27を通過して噴霧領域に挿入される。
The
冷却ジャケット24は、噴霧領域(対象原料の噴霧凍結を行うための領域)を形成するものである。当該冷却ジャケット24内部には、保圧機構13及び保圧機構14から排出される液化ガスの気化したもの(気相部分)が供給され、冷却状態を保つようになっている。なお、当該冷却ジャケット24は保冷材(図示せず)で覆われており、外気温から保冷されている。また、当該冷却ジャケット24には、前記噴霧ノズル23を前記噴霧領域に挿入するためのノズルゲート27が設けられている。
The cooling
凍結物取出弁25は、前記冷却ジャケット24の下部において、対象原料の凍結物を回収するための弁である。当該弁が開かれた時のみ、凍結物が外部に排出される。
The frozen
排気ダンパー26は、噴霧領域において気化した液化ガスを排出するためのものであり、当該排気ダンパー26の外部は大気に開放されている。 The exhaust damper 26 is used to exhaust the liquefied gas vaporized in the spray area, and the outside of the exhaust damper 26 is open to the atmosphere.
以上のように構成された噴霧凍結装置20を用いて、対象原料の噴霧凍結は以下のように行われる。
Using the
まず、噴霧凍結装置20全体の予冷を行う。液化ガス供給装置1aにおいて、液化ガス導出管6に液化ガスが供給されると、制御弁21及び温度調節計22を起動して、液化ガスを、滴下ノズル7のスクリーン18から低圧低温のミスト状で放出し、装置全体を冷却する。装置全体が所定の温度(例えば-40℃以下)まで冷却されると、制御弁21が閉じて予冷が完了する。この際、噴霧領域において気化した液化ガスは、排気ダンパー26を通じて外部に排出される。
First, the entire
次に、噴霧ノズル23をノズルゲート27を介して噴霧領域に挿入し、対象原料を噴霧する。装置内は上述の予冷によって所定の温度まで冷却されているので、対象原料は噴霧すると瞬時に凍結し、凍結物となって下部に落下する。また、冷却ジャケット24は、保圧機構13及び保圧機構14から排出される気相部分によって冷却されており、凍結物が付着することはない。凍結物が噴霧領域の下部にある程度溜まると、凍結物取出弁25を開いて、凍結物を回収する。
Next, the
なお、上記対象原料の噴霧凍結において、液化ガスはスクリーン18を通じて低圧低温のミスト状で供給されている。そのため、液化ガスの噴霧時の自圧によって対象原料に及ぼす影響が小さい。よって、前記微粒子は凍結されると、気化した液化ガスに同伴することなく、確実に下部に落下する。そのため、前記微粒子が冷却ジャケット24の壁面に付着することや、液化ガスの気相部分に同伴して排気ダンパー26から排出されることを防止することができる。
In addition, in the spray freezing of the target raw material, the liquefied gas is supplied in the form of a low-pressure, low-temperature mist through the
上記各形態例における液化ガス供給装置及び噴霧凍結装置によれば、第1液化ガス貯留部と第2液化ガス貯留部とを設けることで、液化ガスの気液分離機構を2段階として、段階的に圧力を下げることができるとともに、第2液化ガス貯留部において、導入・導出の開閉をフロート式により制御することで、液化ガスを低圧で連続供給することが可能となる。 According to the liquefied gas supply device and spray freezing device in each of the above embodiments, by providing a first liquefied gas storage section and a second liquefied gas storage section, the gas-liquid separation mechanism of the liquefied gas is set in two stages, and the pressure can be reduced in stages. In addition, by controlling the opening and closing of the inlet and outlet in the second liquefied gas storage section using a float system, it is possible to continuously supply liquefied gas at low pressure.
なお、上記各形態例において、液化ガスとしては、使用環境や対象物の性状に応じて液体窒素をはじめとする各種液化ガスを用いることができる。 In each of the above embodiments, various liquefied gases, including liquid nitrogen, can be used as the liquefied gas depending on the usage environment and the properties of the object.
1、1a・・・液化ガス供給装置、2・・・液化ガス供給源、3・・・液化ガス導入管、4・・・第1液化ガス貯留部、5・・・第2液化ガス貯留部、6・・・液化ガス導出管、7・・・滴下ノズル、8・・・上部分岐管、9・・・上部抵抗部、10・・・下部分岐管、11・・・下部抵抗部、12・・・仕切り部、13、14・・・保圧機構、15・・・供給用フロート、16・・・滴下用フロート、17・・・供給用兼滴下用フロート、18・・・スクリーン、19・・・絞り、20・・・噴霧凍結装置、21・・・制御弁、22・・・温度調節計、23・・・噴霧ノズル、24・・・冷却ジャケット、25・・・凍結物取出弁、26・・・排気ダンパー、27・・・ノズルゲート 1, 1a... liquefied gas supply device, 2... liquefied gas supply source, 3... liquefied gas inlet pipe, 4... first liquefied gas storage section, 5... second liquefied gas storage section, 6... liquefied gas outlet pipe, 7... dripping nozzle, 8... upper branch pipe, 9... upper resistance section, 10... lower branch pipe, 11... lower resistance section, 12... partition section, 13, 14... pressure retention mechanism, 15... supply float, 16... dripping float, 17... supply and dripping float, 18... screen, 19... throttle, 20... spray freezing device, 21... control valve, 22... temperature regulator, 23... spray nozzle, 24... cooling jacket, 25... frozen material removal valve, 26... exhaust damper, 27... nozzle gate
Claims (9)
前記第1液化ガス貯留部から液化ガスが供給される第2液化ガス貯留部と、
前記第2液化ガス貯留部に貯留する液化ガスを導出する液化ガス導出管と、
前記液化ガス導出管の先端に設けられた滴下ノズルと
を備えた液化ガス供給装置において、
前記液化ガス導入管は、前記第1液化ガス貯留部内で二股に分かれ、一方は上方に延びる上部分岐管であり、もう一方は下方に延びる下部分岐管であって、その両方の出口開口にそれぞれ上部抵抗部と下部抵抗部が設けられており、
前記第1液化ガス貯留部内で、前記上部分岐管から前記上部抵抗部を介して供給される液化ガスを貯留して、当該貯留された液化ガスにより前記下部分岐管を冷却し、前記下部分岐管から前記下部抵抗部を介して供給される液化ガスが前記第1液化ガス貯留部の下端から前記第2液化ガス貯留部に供給され、
前記第2液化ガス貯留部には、内部の液化ガスの液面位置に応じて上下し、前記第1液化ガス貯留部の下端及び前記液化ガス導出管の開閉を制御するフロートが設けられ、
前記液化ガス導出管は、その開口部が、前記第2液化ガス貯留部の底面よりも高い位置に設けられていることを特徴とする液化ガス供給装置。 a first liquefied gas storage section into which liquefied gas is introduced from a liquefied gas supply source through a liquefied gas introduction pipe;
a second liquefied gas storage section to which liquefied gas is supplied from the first liquefied gas storage section;
a liquefied gas outlet pipe for outletting the liquefied gas stored in the second liquefied gas storage section;
a dripping nozzle provided at the tip of the liquefied gas outlet pipe,
the liquefied gas introduction pipe is bifurcated in the first liquefied gas storage section, one of which is an upper branch pipe extending upward and the other is a lower branch pipe extending downward, both of which are provided with upper resistance portions and lower resistance portions at their outlet openings,
In the first liquefied gas storage section, the liquefied gas supplied from the upper branch pipe through the upper resistance section is stored, the lower branch pipe is cooled by the stored liquefied gas, and the liquefied gas supplied from the lower branch pipe through the lower resistance section is supplied to the second liquefied gas storage section from a lower end of the first liquefied gas storage section,
The second liquefied gas storage section is provided with a float that moves up and down according to the liquid level of the liquefied gas therein and controls the opening and closing of the lower end of the first liquefied gas storage section and the liquefied gas outlet pipe,
A liquefied gas supply device, characterized in that an opening of the liquefied gas outlet pipe is provided at a position higher than a bottom surface of the second liquefied gas storage section.
前記対象原料を噴霧するための噴霧ノズルと、
前記噴霧ノズルの噴霧場所を取り囲む冷却ジャケットと、
前記対象原料が液化ガスによって凍結された凍結物を回収するための凍結物取出弁とを備え、
前記冷却ジャケットには、前記第1液化ガス貯留部及び前記第2液化ガス貯留部からそれぞれ排出される排気ガスが導入されることを特徴とする噴霧凍結装置。 A spray freezing apparatus for spray-freezing a target raw material using the mist-like liquefied gas generated from the drip nozzle, using the liquefied gas supply apparatus according to claim 5,
A spray nozzle for spraying the target raw material;
a cooling jacket surrounding the spray location of the spray nozzle;
a frozen material removal valve for recovering the frozen material obtained by freezing the target material by the liquefied gas;
A spray freezing apparatus, characterized in that exhaust gases discharged from the first liquefied gas storage section and the second liquefied gas storage section are introduced into the cooling jacket.
液化ガスが、液化ガス供給源から、前記液化ガス導入管、前記第1液化ガス貯留部、前記第2液化ガス貯留部、前記液化ガス導出管を介して前記滴下ノズルから供給されるものであり、
前記第1液化ガス貯留部内部において、前記液化ガス導入管の前記下部分岐管に設けられた下部抵抗部を通過することで、液化ガスは圧力が低下した状態で前記第2液化ガス貯留部に供給され、
当該第2液化ガス貯留部内部において貯留されることで、液化ガスの圧力はさらに低下し、
当該圧力の低下した液化ガスが、前記液化ガス導出管を経て滴下ノズルから供給されることを特徴とする液化ガス供給方法。 A liquefied gas supply method for supplying liquefied gas using the liquefied gas supply device according to any one of claims 1 to 6,
liquefied gas is supplied from a liquefied gas supply source through the liquefied gas inlet pipe, the first liquefied gas storage section, the second liquefied gas storage section, and the liquefied gas outlet pipe to the drip nozzle;
In the first liquefied gas storage section, the liquefied gas passes through a lower resistance section provided in the lower branch pipe of the liquefied gas introduction pipe, and is supplied to the second liquefied gas storage section in a state where the pressure of the liquefied gas is reduced,
By storing the liquefied gas inside the second liquefied gas storage section, the pressure of the liquefied gas is further reduced,
The liquefied gas supply method is characterized in that the liquefied gas whose pressure has been reduced is supplied from a drip nozzle via the liquefied gas outlet pipe.
前記滴下ノズルから発生したミスト状の液化ガスによって噴霧領域を予冷し、
当該予冷された噴霧領域に対象原料を噴霧ノズルで噴霧し、
噴霧した対象原料を凍結させ、得られた凍結物を回収することを特徴とする噴霧凍結方法。 A method for spray freezing a target material using the spray freezing device according to claim 7,
A spray area is pre-cooled by the mist-like liquefied gas generated from the drip nozzle,
Spraying the target raw material into the pre-cooled spray area with a spray nozzle;
A spray freezing method comprising the steps of: freezing a sprayed target material; and recovering the resulting frozen material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021075660A JP7558883B2 (en) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Liquefied gas supply device and supply method, spray freezing device and spray freezing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021075660A JP7558883B2 (en) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Liquefied gas supply device and supply method, spray freezing device and spray freezing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022169931A JP2022169931A (en) | 2022-11-10 |
| JP7558883B2 true JP7558883B2 (en) | 2024-10-01 |
Family
ID=83944642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021075660A Active JP7558883B2 (en) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Liquefied gas supply device and supply method, spray freezing device and spray freezing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7558883B2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011524972A (en) | 2008-06-19 | 2011-09-08 | サド,ヤミル アディブ マシーズ | Ultra-high-speed food freezer by direct contact of dripped liquid nitrogen |
| JP2014126283A (en) | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Mayekawa Mfg Co Ltd | Cooling system and cooling method of superconductive device |
| JP2017110767A (en) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 大陽日酸株式会社 | Liquefied gas supply / recovery device and supply / recovery method |
| CN206530872U (en) | 2017-03-10 | 2017-09-29 | 徐俊萍 | A kind of natural gas BOG condensate recovery systems |
| JP6508707B2 (en) | 2015-01-27 | 2019-05-08 | 有限会社クールテクノス | Method of adjusting injection state of low temperature liquefied gas and low temperature liquefied gas injection apparatus |
| US20190254306A1 (en) | 2018-01-04 | 2019-08-22 | Curt Jones | Dispensing beaded coffee |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5043789Y2 (en) * | 1972-11-11 | 1975-12-15 | ||
| JPS5817392B2 (en) * | 1978-11-10 | 1983-04-06 | 大阪瓦斯株式会社 | Frozen particulate production equipment |
| JPS61232128A (en) * | 1985-03-29 | 1986-10-16 | 三菱マテリアル株式会社 | Method of injecting liquefied gas at low temperature |
-
2021
- 2021-04-28 JP JP2021075660A patent/JP7558883B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011524972A (en) | 2008-06-19 | 2011-09-08 | サド,ヤミル アディブ マシーズ | Ultra-high-speed food freezer by direct contact of dripped liquid nitrogen |
| JP2014126283A (en) | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Mayekawa Mfg Co Ltd | Cooling system and cooling method of superconductive device |
| JP6508707B2 (en) | 2015-01-27 | 2019-05-08 | 有限会社クールテクノス | Method of adjusting injection state of low temperature liquefied gas and low temperature liquefied gas injection apparatus |
| JP2017110767A (en) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 大陽日酸株式会社 | Liquefied gas supply / recovery device and supply / recovery method |
| CN206530872U (en) | 2017-03-10 | 2017-09-29 | 徐俊萍 | A kind of natural gas BOG condensate recovery systems |
| US20190254306A1 (en) | 2018-01-04 | 2019-08-22 | Curt Jones | Dispensing beaded coffee |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022169931A (en) | 2022-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3667242A (en) | Apparatus for intermittently producing carbon dioxide snow by means of liquid carbon dioxide | |
| EP1106510A1 (en) | Method and device for manufacturing positive pressure packaging body | |
| CN109668714A (en) | Low temperature drop hits rigid plane experimental provision and method | |
| EP2229567A1 (en) | Method and system for regulation of cooling capacity of a cooling system based on a gas expansion process. | |
| KR20200037226A (en) | Method and apparatus for storing liquefied gas in a container and extracting evaporated gas from the container | |
| JP2008528882A5 (en) | ||
| KR20180135818A (en) | Reliquefaction system for boil-off gas and ship having the same | |
| US6584802B1 (en) | Cooling apparatus employing carbon dioxide | |
| JP7558883B2 (en) | Liquefied gas supply device and supply method, spray freezing device and spray freezing method | |
| KR101473214B1 (en) | Oil gas recovery apparatus | |
| US20130305744A1 (en) | Cng delivery system with cryocooler and method of supplying purified cng | |
| US2739457A (en) | Ice producing and crushing apparatus | |
| US5934095A (en) | Versatile low temperature liquid CO2 ground support system | |
| US3768272A (en) | Direct contact food freezer | |
| US4441327A (en) | Temperature actuated valve and phase separation method | |
| JP2008145028A (en) | Intermittent jet of liquefied nitrogen gas | |
| EP0644384B1 (en) | Conveyor belt cleaning method for food freezing | |
| US20130327404A1 (en) | Method for efficiently delivering liquid argon to a furnace | |
| JPH06307599A (en) | Self-filling type device supplying instrument operated by gas under pressure with energy and usage to refrigerating facility thereof | |
| US6491863B2 (en) | Method and apparatus for efficient utilization of a cryogen for inert cover in metals melting furnaces | |
| US12240759B2 (en) | Method and device for separating a gas mixture containing diborane and hydrogen | |
| US4451002A (en) | Temperature actuated valve and phase separation method | |
| JP2000018499A (en) | Liquefied gas storage installation | |
| JP2019082298A (en) | Frozen object manufacturing device | |
| US4356699A (en) | Gas condensation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240117 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240813 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240903 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240918 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7558883 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |