(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で簡易、かつ低コストのスラッシュ氷生成装置を提供する。【解決手段】目標の氷／液体比で、かつ、対応する目標温度で、凍結液および非凍結液を含むスラッシュを生成するための装置。該装置は、液体（１１０）がその中を通って再循環するための流路（１、３）を有し、該流路は冷媒入口（１０６）と冷媒出口（１０７）を持つ熱交換器（６）を具備し、該熱交換器（６）は前記目標温度より低い温度で冷媒（１０９）がその中を流れるように構成され、該装置は、該熱交換器（６）を流れる冷媒の流速を、第一の速度及び第二のより遅い速度との間で変更するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標の氷／液体比で、かつ、対応する目標温度で、凍結液および非凍結液を含むスラッシュを生成するための装置であって、
該装置は、液体がその中を通って再循環するための流路を有し、
該流路は冷媒入口と冷媒出口を持つ熱交換器を有し、
該熱交換器は前記目標温度より低い温度で冷媒がその中を流れるように構成され、
該装置は、該熱交換器を流れる冷媒の流速を、第一の速度及び第二のより遅い速度との間で変更するように構成されている、こと
を特徴とする装置。
【請求項２】
前記第一の速度の冷媒の流れによって、該導管ループ内の該全液体内の凍結液の分量の正味の増加が起きるように構成されていること
を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第二の速度の冷媒の流れによって、前記導管ループ内の凍結液の分量の正味の減少が起きるように構成されていること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
前記第二の速度の冷媒の流れによって、前記導管ループ内の凍結液の分量の変化が実質的に起きないように構成されていること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記導管ループを流れる前記液体の速度を、氷が核形成するまで、少なくとも毎分１リットルに維持するように構成されていること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記冷媒は、液体であり、詳細には凍結抑制剤が入った水であり、最も詳細にはプロピレン・グリコールが入った水であること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記冷媒が蒸気圧縮冷媒であること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記熱交換器は、さらに、液体導管によって相互に連通された液体入口及び液体出口を有し、該液体導管は、液体の流れの方向を横断する最大内部寸法が、約１０ミリメートル以下、詳細には約７ミリメートルであること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記熱交換器は、さらに、液体導管によって相互に連通された液体入口及び液体出口を有し、該液体導管は、該液体入口及び液体出口の間の長さが５メートルから３０メートルの範囲、詳細には約１３メートルであること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記熱交換器は、さらに、液体導管によって相互に連通された液体入口及び液体出口を有し、該液体導管は、最大液体体積約１リットルを収容できること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
生成されたスラッシュ内の凍結液の分量を検出するための少なくとも一つのセンサを備え、かつ、冷媒の流速を該少なくとも一つのセンサからの出力に応じて変化させるように構成されていること
を特徴とする、前記いずれか一項の装置請求項に記載の装置。
【請求項１２】
前記導管ループ内に液体を再循環させるための電動ポンプを備え、前記センサは、該ポンプへの電力供給に応じて出力を生成するように構成されていること
を特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
冷媒を、前記熱交換器の前記冷媒入口から前記冷媒出口へ供給するように構成された冷媒圧力発生器を有すること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記熱交換器を通る冷媒の流れを制限するための少なくとも一つの流量制限器を有すること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
冷媒の流れを前記熱交換器から分流するための少なくとも一つの分流器を備えること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
冷媒を前記冷媒出口から前記冷媒入口へ再循環させて戻すように構成された、さらに別の流路を含むこと
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
ハウジングを有し、かつ、前記冷媒入口が、該ハウジングの外側にある、別個の冷媒供給部へ取り外し可能に接続されるように構成されていること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記流路は、該流路を通る液体が再循環するように構成され、導管ループによって形成されること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記導管ループは、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）またはナイロンの孔を有するチューブからできていること
を特徴とする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記チューブは、壁厚が約１．４ミリメートル未満であること
を特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記請求項のいずれか一項に記載のスラッシュを生成するための装置と、
前記導管ループと流体連通する分注口と、を有すること
を特徴とする飲料分注機。
【請求項２２】
前記請求項１〜２０のいずれか一項に記載のスラッシュを生成するための装置と、前記導管ループからのスラッシュの通過流のためのさらに別の熱交換器と、を有し、
該さらに別の熱交換器は、患者へあてがうように構成されていること
を特徴とする冷却療法装置。
【請求項２３】
前記液体で濡れたすべての部品は、使い捨て可能なように構成されていること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
該導管ループは、密封されていること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
前記導管ループは、該導管ループを穿刺することによって、該導管ループから流体を分注するように構成されていること
を特徴とする、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記熱交換器は、熱交換のために前記導管ループへ取り外し可能に取り付けられた冷媒導管を有すること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
前記熱交換器は、前記液体導管ループの少なくとも一部と略同心円状に配置された冷媒導管を有すること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
前記熱交換器は、内部に前記導管ループの少なくとも一部が配置されている冷媒導管を含むこと
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２９】
前記熱交換器は、前記冷媒入口と前記冷媒出口とに取り付けられ、かつ、最大冷媒容量５リットルを収容する冷媒導管を有すること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３０】
前記熱交換器は、並列な流れになるように構成された複数の冷媒導管、および／または並列な流れになるように構成された複数の液体導管を有すること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３１】
前記導管ループは、液槽を含むこと
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項３２】
前記導管ループは、可撓性のある壁を持つこと
を特徴とする、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
目標の氷／液体比で、かつ対応する目標温度で、凍結液および非凍結液を含むスラッシュを生成する方法であって、該方法は、
液体が再循環するための流路で、かつ、冷媒入口と冷媒出口とを持つ熱交換器を有する流路を提供するステップと、
該流路内を通る液体を再循環させるステップと、
該熱交換器を通る冷媒を前記目標温度より低い温度で供給するステップと、そして、
該熱交換器を流れる冷媒の流速を、第一の速度及び第二のより遅い速度との間で変更するステップと、を含むこと
を特徴とする方法。
【請求項３４】
前記第一の速度の冷媒の流れによって、該流路内に含まれる該全液体内の凍結液の部分の正味の増加が起きるように構成されていること
を特徴とする、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記第二の速度の冷媒の流れによって、前記流路内の凍結液の分量の正味の減少が起きること
を特徴とする、請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記第二の速度の冷媒の流れによって、前記導管ループ内の凍結液の分量の変化が実質的に起きないこと
を特徴とする、請求３３または３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記導管ループを流れる前記液体の速度を、少なくとも毎分１リットルに維持すること
を特徴とする、請求項３３〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記生成されたスラッシュ内の凍結液の分量を検出するステップと、冷媒の流速を該スラッシュ内の凍結液の分量に応じて変化させるステップと、を含むこと
を特徴とする、請求項３３〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記液体は、周囲圧力より高い圧力、詳細には、周囲圧力より高い１〜１０バールの間の圧力まで加圧されること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置または方法。
【請求項４０】
前記液体の目標温度は、約−１℃以下かつ約−５℃以上の範囲内にあること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置または方法。
【請求項４１】
前記冷媒の温度は、前記液体の目標温度よりも少なくとも約２℃低いこと
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置または方法。
【請求項４２】
前記冷媒の温度が約−７℃以下であること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置または方法。
【請求項４３】
飲料スラッシュを作成すること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置または方法の使用。
【請求項４４】
前記飲料は、アルコールを含有し、詳細には、濃度１０％未満のアルコール、最も詳細には、ビール、ラガー、およびリンゴ酒を含有すること
を特徴とする、請求項４３に記載の使用。
【請求項４５】
冷却療法用のスラッシュを作成すること
を特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載の装置または方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凍結液および非凍結液を含むスラッシュを生成する方法、特に、これには限らないが、スラッシュ飲料を生成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部分的に凍結した液体を作るスラッシュ生成機はよく知られている。このような機械は、しばしば、半凍結スラッシュを作成するために使用される。該半凍結スラッシュが使用できるのは、熱容量の大きな流体冷媒が、高速冷却または長期間常時冷却のいずれかを行うために必要になるときである。通常、該スラッシュは凍結抑制剤が入った水からできており、該凍結抑制剤（一般的な例には、糖、塩、アルコール、及びグリコールがある）は、凍結温度を低下させ、氷の結晶が機械と結合し、機械を停止することを防止する。
【０００３】
スラッシュ生成機の使用は、医療業界で、外科的処置の間に代謝速度を低下させ損傷を低減するために、生理食塩水スラッシュを使用して組織を冷却する場合、及び、スポーツ療法で傷害の治癒を促進するために使用する場合がある。外科的処置用のスラッシュを作成するために使用されるスラッシュ生成機の中で、多くのものは半液体スラッシュを作るために必要な小さな氷の結晶を生成する。これは、冷凍面上で加工対象の流体を凍結してからスクレーパを使用して機械的に取り出すか、または前記表面を機械的に屈曲するかのいずれかによって行われる。このようなシステムは一般的に高価で、該スクレーパ、または表面屈曲機構を駆動するために伝動装置のついた大きなモータを必要とする。医療処置に使用するスラッシュ流体の重要な要件は、特にスラッシュを体内で使用する場合、該流体が感染防止のために無菌であることである。表面かき取り式スラッシュ生成機は、この用途には適していない。この理由は、この冷凍システムは基本的に高価であり、このため、再利用可能なコンポーネントにする必要から、定期的に滅菌する必要がある。米国特許Ｎｏ．００７８７４１６７Ｂ２には、外科的用途のスラッシュを生成する機械が記載されている。スラッシュの他の用途には食品加工や空調用冷蔵がある。
【０００４】
部分凍結した液体飲料を提供するスラッシュ生成機もよく知られている。水の角氷の入った飲料とは異なり、該スラッシュ生成機が提供する飲料では、該飲料自体が凍結されて使用し、飲んでいる間、飲料温度が低い状態が維持される。これには、該飲料の香味成分の濃度を維持し、該飲み物を「水で薄める」ことがないという利点がある。また、飲料中の氷の結晶の質感で、消費者に好ましい「舌触り」を与え、かつ体感を改善することができる。スラッシュ飲料製造用のシステムとしては、二つの種類が知られている。
【０００５】
第一の種類のシステムでは、液体飲料は、冷凍室内で滞留して該室内の冷凍表面上で氷になる。この氷は、スクレーパによって取り出され、液体と混ざり、スラッシュを形成する。このような表面かき取り式冷凍システムの開示は、例えば、ＷＯ２００９／０３７４４６、ＷＯ２００９／０６０１６９、ＥＰ１７３８６５２、ＷＯ２００４／０８８２２０、ＵＳ３８２３５７１、およびＥＰ２４４６７５０でなされている。これらのシステムは非常に高価になる傾向があり、その原因は該スクレーパの駆動に必要な伝動装置付きの大きなモータである。加えて、特に加圧されたときには、これらのシステムは信頼性が低くなるが、その理由は、機械的動力を伝達するために必要な回転シールが故障し易いからである。これらのシステムの他の欠点には高エネルギー入力があり、この原因は、直接冷凍庫表面を冷却する蒸気圧縮冷凍システムの使用による。十分な冷却能力を実現して必要なスラッシュ飲料の生成能力を提供するために、冷凍プラントは、大型で、低温、かつ、性能対高エネルギー入力比が低いステムにする必要がある。システム洗浄時の製品廃棄物の費用が、特に、飲料がアルコール飲料のように高価である場合、また、問題になることもある。表面かき取り式スラッシュ生成機では、一般的な格納容積は数リットルであり、システムを洗浄する際にはこの数リットルのすべてが破棄される。
【０００６】
第二の種類のシステムでは、液体飲料は滞留しないが、代わりに、グリコール冷却媒体中に懸架された少なくとも一つの長いコイル通って再循環する。このようなシステムは、ＵＳ２００１／００４１２１０およびＷＯ２０１１／０５１７０７に開示されている。氷が液体中に形成されると、その結果スラッシュができる。冷却媒体の温度を選択してスラッシュ内の所望の氷／液体比率を得る。ＷＯ２０１１／０５１７０７の開示では、−５．６℃の温度が推定２０％の氷／液体比に対応し、かつ、−６．４℃の温度が２４％の氷／液体比に対応する。この温度を制限して前記導管内でスラッシュが完全に凍結することを回避する必要性が、生成能力が低くて未凍結の液体がほとんど又は全く供給されず、分注された部分凍結した液体に置き換わることがない場合に、出てくる。生成能力が高い場合に対しては、必要な凍結速度を達成するために、前記導管の長さを７２メートル程度に長くする必要があり、該装置は全体として、それほど小型にはならない。さらに、該システムは、飲料用に一つまたは複数の可変速度ポンプを使用し、かつ、グリコール槽を有する統合冷凍システムを使用する。この結果、該システムは、本質的に大規模で複雑、かつ高価になる。
【発明の概要】
【０００７】
本発明によれば、目標の氷/液体比で、かつ対応する目標温度で、凍結液および非凍結液を含むスラッシュを生成するための装置が提供される。該装置は、液体が再循環するように構成された流路を有する。ここで、該流路には冷媒入口と冷媒出口を有する熱交換器が含まれ、該熱交換器は前記目標温度未満の温度で冷媒が流れるように構成され、該装置は第一の流速及び第二のより低い流速との間で該熱交換器を流れる冷媒の流速を変化させるように構成されている。
【０００８】
本発明は、目標の氷／液体比のスラッシュを生成するための再循環型システム内の前記冷媒温度を、前述の種類のシステムで使用されるものよりも低くすることができるという知見に基づいている。但し、条件としては、より低温の冷媒による液体の冷却を、例えば、いったん目標氷／液体比に到達した後などに、切り詰めることが可能であることが必要である。さらに、冷媒の流速を変化させることで、液体からの熱伝導率（単位は、エネルギー／秒、ワット）を変えることができる。これによって、次には、スラッシュ内の凍結液の分量を、スラッシュが該装置を通って供給される速度とはほぼ無関係に制御することができる。
【０００９】
該装置は、第一の速度の冷媒の流速によって、該流路に含まれる全液体内の凍結液の分量の正味の増加が起きるように構成することができる。
このため、スラッシュが該装置から分注された後、新鮮な未凍結の液体によって置き換わるときに、前記熱交換器は、第一の、より高い熱伝導速度で動作して、該未凍結の液体を部分的に凍結するようにできる。ただし、該スラッシュ内の凍結液が所望の分量に達した後は、該熱交換器は、第二のより低い速度で動作して、凍結液が必要量よりも大きな分量になることを回避するようにすることができる。凍結液を必要な分量に維持するために、該熱交換器は、システムからの熱伝導の正味速度がゼロになるまで該熱伝導率を変化させることができる、または、正の正味熱伝導率および負の正味熱伝導率の間で、熱伝導率を切り替えることができ、その時間全体では、正味の熱伝導がゼロにして、かつ、該システム内の凍結液の所望の分量を維持するようにできる。
【００１０】
具体的には、該装置は、冷媒の第二の流速で、流路内の凍結液の分量の正味の減少が生じるように構成されてもよい。該装置は、冷媒の第二の流速で、流路内の凍結液の分量が実質的に変化を生じないように構成してもよい。
【００１１】
該装置は、該流路を流れる液体の流速を少なくとも毎分１リットルに維持するように構成してもよい。本発明の発明者達は、このレベル未満の動作では、氷が最初に核形成する時期を確実にできないことを立証した。
該冷媒は液体でもよい。
該装置は、冷媒を、該熱交換器の前記冷媒入口から前記冷媒出口へ供給するように構成された冷媒圧力発生器を有してもよい。
【００１２】
該装置は、生成されたスラッシュ内の凍結液の分量を感知するためのセンサを備えることができ、該装置は、前記熱交換器を通る冷媒の流速を、該センサからの出力に応じて変化させるように構成することができる。該装置が、導管ループ中に液体を再循環させるための電動ポンプを備える場合、該センサは、該ポンプへの電力供給、特に、該ポンプが引き込む電流に応じて出力を生成するように構成してもよい。
該装置は、熱交換器を流れる冷媒の流れを制限する流量制限器を備えてもよい。
該装置は、冷媒の流れを該熱交換器から分流するための分流器を備えてもよい。
該装置は、該熱交換器を流れる冷媒の流速を変化させるためのポンプを備えてもよい。
該装置は、更に別の流路を持つことができる。該流路は、冷媒を、冷媒出口から冷媒入口へ再循環させるように構成することができる。
【００１３】
該装置は、ハウジングを備えてもよく、前記冷媒入口を該ハウジングの外側にある別個の冷媒供給部へ取り外し可能に接続するように構成してもよい。この場合には、前記の更に別の流路は、該別個の冷媒供給部を介して冷媒を再循環させるように構成される。このような別個の「スタンドアローン」の冷却装置の使用によって、該装置自体を複雑にせず、かつ低コストにすることができる。
【００１４】
前記流路は、液体が中を再循環するように構成され、導管ループによって形成される。
該導管ループは、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）またはナイロンの孔を有するチューブからできていてもよい。該チューブは、約１．４ミリメートル未満の壁厚を持つことができる。
【００１５】
本発明によれば、また、上述したようなスラッシュを生成するための装置と、前記流路と流体連通する分注口とを備えた飲料分注機が提供される。
【００１６】
本発明によれば、また、上述したようなスラッシュを生成するための装置と、前記流路からスラッシュを貫流させるための別の熱交換器とを備えた冷却療法装置が提供される。該別の熱交換器は、患者へあてがうことができるように構成されている。
【００１７】
本発明によれば、また、上述したようなスラッシュを生成するための装置で、前記液体で濡れたすべての部品を使い捨て可能にするように構成された装置が提供される。該流路は、分注口を除いて密封してもよく、これにより、スラッシュの無菌性を向上することができる。
【００１８】
該熱交換器は、熱交換のために前記導管ループへ取り外し可能に取り付けられた冷媒導管を有してもよい。これにより、該導管ループを該装置から取り外して廃棄し、新しい導管ループと置き換えることができるようになる。該導管ループは、可撓性のある壁を持った液槽を設けることができる。
【００１９】
本発明によれば、目標の氷/液体比で、かつ対応する目標温度で、凍結液および非凍結液を含むスラッシュを生成する方法が提供される。該方法は、
液体が再循環するための流路で、かつ、冷媒入口と冷媒出口とを持つ熱交換器を有する流路を提供するステップと、
該流路内を通る液体を再循環させるステップと、
該熱交換器を通る冷媒を前記目標温度より低い温度で供給するステップと、そして、
該熱交換器を流れる冷媒の流速を、第一の速度及び第二のより遅い速度との間で変えるステップと、
を含む。
本発明の方法の態様は、上述した装置の機能を使用して具体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の実施形態は、以下の添付の図面を参照して一つの例として説明される。
【図１】本発明の第一の実施形態の概略図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｋ）は、種々の実施形態を通して使用される液体及び冷媒液用導管の断面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は、種々の実施形態を通じて使用される液体及び冷媒液用導管の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の概略図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の概略図である。
【図６】本発明の第４の実施形態の概略図である。
【図７】本発明の第５の実施形態の概略図である。
【図８】生成物の温度と氷分量センサの出力の典型的な時間変化を示す図である。
【図９】冷媒の流速に対応する冷却電力の変化及び冷媒の対応する温度の入口から出口までの上昇を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照すると、凍結液および非凍結液を含むスラッシュを生成するための装置は、液体１１０用の冷凍導管３を備え、該冷凍導管３は入口１０３および出口１０４を有し、該入口１０３および出口１０４によって該入口及び出口の間の蓄積部１０５が画定される。図示の例では、該液体は水および他の香味成分を含む飲料であり、場合によっては、アルコールおよびまたは溶存二酸化炭素を含む。特に、水ベースの飲料水では、ビール、ラガーおよびリンゴ酒等のアルコールを１０％未満の濃度で含むものがある。蓄積部１０５は、所望の分注容量よりも大きくなるように選択され（後述）、非凍結飲料の分注を防止するようになっている。
【００２２】
液圧発生器、すなわち、ポンプ２は、液体を、蓄積部１０５を通して、ポンプ入口１０３から出口１０４へ供給する。該液体は、次に、入口１０３へ導管１を介して再循環して戻ってくる。導管１と冷凍導管３は、一緒になって液体再循環用の導管ループを確定する。スラッシュの分注は、該ループから、例えば、ガラスやビーカーに、分注口８から行うことができる。該ループへの補充は、導管ループの入口７を介して液槽１７から行うことができる。
【００２３】
図示の実施形態では、ポンプ２は固定容量排出型膜板ポンプであり、最大圧力９バール（９００ｋＰａ）、かつ、最大流量毎分３リットルの能力がある。そして、ポンプ２は前記冷凍導管の上流に位置し、流体を駆動して該冷凍導管に、より高い圧力で通すことができ、これにより、信頼性が向上する。
【００２４】
スラッシュ飲料の遠隔分注を、ハウジング１８内の前記スラッシュ生成機の該スラッシュ発生部から離れた便利な場所で可能にするために、絶縁スラッシュ再循環臍帯部１０がスラッシュ生成機１８および分注口８との間に追加される。該構成部品は、通常、二つの長さの断熱材に包まれた標準的な飲料チューブで構成され、該分注口は標準的な棒状のフォントである。スラッシュ飲料が前記冷凍導管から確実に分注されるように、逆止バルブ１６が前記再循環ループの帰路部に追加される。
【００２５】
液槽１７は加圧することができ、動力を提供して、所望の分注流速で前記スラッシュ生成機に飲料を供給する配管内の圧力水頭損失を克服するようにすることができる。飲料を炭酸化する場合、より高い圧力で飲料を供給することが望ましい場合がある。この圧力で、前記圧力容器内の飲料の炭酸化を前記貯蔵温度で所望の程度に維持する。一方、この場合は、流体の入力ライン７または分注口８のいずれかに液体制限器（図示せず）を設け、所望の分注流量を達成することが必要になる場合がある。代替として、該液槽が加圧されていない、または十分に加圧されていず、液体の分注を駆動することができない場合、例えば、過剰炭酸化を避けるために、又は、液槽が分注位置に対して比較的低い高さにある場合、昇圧ポンプ（図示せず）を使用して、駆動力を加え、必要な分注速度を達成することができる。
【００２６】
また、追加の冷却装置（図示せず）を設けて、前記液槽から供給される液体の温度を前記導管ループに入る前に低下させることができる。すなわち、飲料を凍結して所望の氷分量にするために必要な冷却エネルギーを削減するために、該飲料は、可能な限り凝固点に近い温度でスラッシュ生成機に供給される。本明細書で説明する実施形態では、許容可能な性能が達成できたのは、該飲料の供給を前記加圧された容器から３℃で行い、凝固点が約−３℃で、飲料が凍結し始めるまでに６℃の温度降下をさせた場合であった。
【００２７】
双頭矢印によって示されるように、冷凍導管３は、冷却導管１０８を有する熱交換器６の半分を形成している。該冷却導管１０８は入口１０６と出口１０７を有し、この入口と出口の間に液体グリコール冷却剤１０９の大部分を収容している。熱交換器６は、矢印Ａで示すように冷媒ループに接続されている。該冷媒ループでは、液体冷媒が再循環して、入口１０６から出口１０７、冷媒冷凍ユニット２２に入り、そして、入口１０６に戻る。
【００２８】
前記冷媒は、前記液体の前記凍結点以下の温度で前記冷却導管の前記入口に供給される。このため、該冷媒が該冷却導管内を流れる時、該液体から該冷媒への熱伝導が発生する。該冷媒への正味の熱伝導はプラスであるので、該冷却導管の入口より下流側での該冷媒の温度は、該入口において前記冷媒源から供給される該冷媒の温度よりも高い。
【００２９】
図示の実施形態では、冷媒冷却ユニット２２は、一般的に閉環境で使用される独立した、標準的なグリコール冷却器であり、冷媒貯蔵槽２０を冷却するために使用される蒸気圧縮冷凍システム２１を有する。ポンプ１９は該冷却ユニットに組み込まれ、該冷媒を再循環させるための動力を提供する。本実施形態で使用される冷却器の冷凍能力は−６℃で１．３キロワットであり、使用する液体ポンプの性能は、最大流速が毎分１３リットルまたは最大ヘッド・リフトが１６メートルである。このような独立した「スタンドアローン」冷却ユニットを使用すると、スラッシュ発生装置自体の複雑さを低減しかつ低コストにすることができる。
【００３０】
冷却導管１０８を通る液体冷媒の前記流速を変化させることによって、冷凍導管３の蓄積部１０５内の前記液体から出る熱伝導の速度を変えることができる。該冷却導管内へ入る新鮮な冷媒の該流速を変えることにより、該冷却導管内の冷媒の平均温度の正味の増加または減少の量が変わる。つまり、これにより、該加工対象の流体から該冷媒への全体的な熱伝導率、ひいては、該冷凍導管内を流れる該加工対象の流体における凍結速度を変更することができる。
【００３１】
図示の例では、前記冷却導管を通る流れは２／２方向（双方向）常閉ソレノイド・バルブ２４によって制御される。該ソレノイド・バルブ２４には、大きな２０ミリメートルのオリフィスがあり、オープン時に、流量に対する制限を低くする。この単純な実施形態では、熱伝導率の低下は、冷媒の流れを遮断して実質的にゼロにすることによって達成され、前記装置はオン／オフ・パルスを使用して氷分量を制御する。より細かい制御を実現するための代替オプションは、可変絞りバルブ、例えば、流量調整器又はバタフライ・バルブを使用して、液流量を、全量とゼロとの間で実質的に連続的に変化させることである。しかしながら、本発明の発明者の発見によると、流速に伴う該冷媒の温度変化の時定数によって、オンーオフ・パルスが平滑化されて行き、許容可能な制御の実現が、可変絞りバルブの追加コストなしに及び複雑さを増すことなく、なされる。単一の大きなオリフィスを持つ２／２方向バルブに代わる別の選択肢としては、小さいオリフィスを持つ２／２方向バルブを複数個並列に使用することがある。小型オリフィス・バルブはより一般的なので、この選択肢は安価なデザインも可能にする。また、ある程度可変な流量制御が可能である。以降において、このことの有益性がわかる。該冷媒ポンプの「デッド・ヘッディング」を防止するために、追加の冷媒バイパス・ループ１１１を設けて、冷媒の流れを前記冷却導管から分流させ、このループを通る流れを２／２方向常閉ソレノイド・バルブ２３によって、必要に応じて制御できる。こうして、冷媒の流れを二つの方向のどちらか、前記冷却導管を通るか、または、該冷却導管を迂回して前記冷媒バイパス・ループを通る方向に分流することができる。余分なコストや複雑さなしに、これらの二つの冷媒制御バルブによって、第３の状態が、両方のバルブをオープンにして可能になる。この状態では、該バイパス・ループには一部の流れが取り込まれ、結果的に、冷却導管を通る流れは、減少するが、ゼロにはならない。該冷媒バイパスの制御と「デッド・ヘッディング」の回避とを行うための別の方法には、圧力逃がしバルブを該バイパスに使用することがある。該圧力逃がしバルブは、該冷却導管に流れがないことに起因して圧力が上昇したときにのみ開く。前記別の方法には、また、３／２バルブを使用して図１に示す２／２冷媒バルブ２３、２４の両方を置きかえることがある。この場合、該３／２バルブが冷媒の流れを分流して、前記冷却導管を通すか、または前記冷媒バイパス・ループを回るかのいずれかにする。
【００３２】
図１に破線で示すように、バルブ２３、２４はコントローラ１５によってセンサ４に基づき制御される。該センサ４は、生成されたスラッシュ内の凍結液の分量を検出する。図示の実施形態では、該センサは、導管ループ１内の導管入口１０３のすぐ上流に設けられており、分注時に入ってくる未凍結流体を迅速に検知することができ、冷却電力を迅速に増強し、氷の回復時間を減少させる。このようなセンサは、様々な原理に基づき動作する。例えば、スラッシュ又はスラリーの懸濁した固体粒子の含有量（氷／液体比）の増加による作用で、その見掛け粘度が増加することが知られている。センサはこの現象を利用することができ、再循環される飲料内の氷／液体比率の検出を前記ポンプと冷凍導管との間に配置された圧力センサを使用して行う。再循環ループ内を流れるスラッシュの粘度の増加は、前記ポンプの前記出口における圧力の増加を引き起こす。このことが前記圧力センサによって検出され、再循環ループ内のスラッシュ飲料の氷／液体比を測定する間接的な方法が提供される。氷／液体の推定比率に影響を及ぼす、液体分注によって生じる圧力変動を避けるために、製氷器全体に亘る圧力差を前記冷凍導管前後の圧力を比較することによって測定することができる。ポンプの種類に応じて、電流の測定可能な範囲の増加の観測を、ポンプ全体に亘る圧力の増加に起因する氷／液体比の増加に伴って行うことができる。この電流変化によって、別の専用センサなしで前記検出が可能になる。本発明の発明者は、また、別のコントローラを案出した。該別のコントローラでは、ピストンまたは隔膜のような機械的圧力センサが前記再循環ループ中の前記冷凍導管の一方の側におかれ、前記冷媒回路上のバルブを直接駆動するように作動することにより、氷／液体比を制御する。このような構成では、目標の氷／液体比は前記センサに力をかけてバイアスすることによって設定することができる。この力は、所望の氷／液体比での圧力に対応し、例えば、バネによってかけられる。他の既知の方法で氷／液体比を検知する方法は、スラッシュの密度または濁度に基づいている。濁度検知が好ましいのは、氷／液体比の変化への迅速な応答が要求されるときである。これに対し、圧力検知は、導管内の平均的な氷／液体比の検出が可能であるが、加工対象の流体ループ内の氷／液体比の不均一性に対する感度が低くなる。
【００３３】
図示の実施形態では、前記コントローラ１５は、蓄積部１０５内の液体からの熱伝導を多様な速度で変化させることができる。これは、前記冷却導管を通る液体冷媒の流れをセンサ４の出力に応じて制御することにより行われる。本実施形態では、該コントローラは、比例積分微分コントローラである。図示の実施形態には、操作上の二つの主要な使用状態がある。第一の状態は、アイドル状態であり分注が何も発生していない状態である。第二の状態は、氷／液体比の回復時で、分注が発生している間及びその直後だけに発生する。
【００３４】
前記アイドル状態では、該スラッシュ生成機に必要とされることは、ただ、流体移動手段から断熱材まで、及び、他の構成要素からの、該システムにおける基礎的エネルギー利得を超えて、再循環ループでの加工対象流体の氷／液体比を操作者が所望する事前設定されたレベルに維持し、スラッシュの分注の準備が常にできているようにすることである。実際に、該装置の構成は、熱伝導の第二の速度で、該装置に含まれる全液体中の凍結液の割合の正味の減少が生じるように行うことができる。この使用状態では、必要とされる冷却能力は低い。氷／液体比の設定点の維持は、前記冷却導管を通る冷媒の流れに、時々、パルスを印加することによってなされる。このパルス印加は、該氷／液体比を予め設定されたレベルに維持するための必要に応じてなされる。この場合、該パルスからの氷／液体比の正味の増加分が正味の減少分とバランスする。該正味の減少分の原因は、前記冷媒が前記冷却導管から分流する場合の第２の熱伝導速度の最低ラインによるものである。
【００３５】
分注が発生した場合、加工対象の半凍結流体の分注した容積分が、前記液槽から供給される加工対象の未凍結流体で置き換えられる。この結果、前記再循環ループ内の流体の固体部分の分量が急速に減少し、このことは、即時に前記センサ４によって検出される。これが誘因となって、前記制御システムが、前記冷凍導管から出て行く熱伝導の速度を増加させ、該装置に含まれる全液体内の凍結液の分量の正味の増加を引き起こし、そして、必要とされる前記予め設定された固体の分量の目標レベルまで回復される。
【００３６】
この状態では、必要な冷却能力の高さは、固体の分量のレベルを可能な限り迅速に回復して、該スラッシュ生成機が一定の分量の固体を含む加工対象の流体を分注するために望ましい高さである。ここで、前記冷媒流量制御手段は、制御システムによって操作されて、凍結速度が高い状態に留まるようにされる。この状態は、前記再循環ループ内の該固体の分量が、前記予め設定されたレベルにほぼ回復されるような時間まで維持される。このとき、前記熱交換器は低速で作動することができる。該コントローラは氷分量の回復を予測することができ、例えば、ＰＩＤ制御アルゴリズムの微分項により予測できる。これにより、低速冷却への切り替えを、該氷分量の設定点に到達する直前に行い、該予め設定されたレベルを超えたオーバーシュートを回避するようにする。
【００３７】
図８は、生成物の温度（摂氏）の典型的な時間変化および氷分量センサの氷片数の単位での出力を示している。後者は、実際の生成物の氷／液体比に反比例する。生成物の温度は太い破線で示され、センサ出力は点線で示されている。図示の例では、目標の氷分量は約１１００氷片数で、約−３．７℃の目標温度に対応する。前記流路から生成される生成物の少量の分注の結果、これに対応して氷分量が少量減少し、かつ、生成物の温度が少し上昇する。この様子はそれぞれＡとＡ’で示される。大量の生成物の分注の結果、これに対応して、氷分量および生成物の温度に大きな変化が起こる。この様子はＢおよびＢ’で示される。但し、異なる液体―例えば、異なる濃度のアルコールと糖が入っている異なる飲料―は、氷分量の同様の変化に対して異なる温度変化を示す場合がある。
【００３８】
特に、冷媒の流れは、少なくとも二つの流速に変えることができる。第１の流速は、結果的には、該システムの他の部分における溶融速度より速い高速の凍結速度になるような速度である。そして、第２の流速は、結果的には、そのレベルが維持されると、得られるシステムの他の部分における溶融速度未満の低速の凍結速度になるような速度である。このように、第１の冷媒流速によって再循環ループ内の加工対象流体の固体対液体比率の正味の増加が引き起こされる。そして、第二の冷媒流速によって再循環ループ内の加工対象流体の固体対液体比率の正味の減少が引き起こされる。前記冷媒流制御手段の操作を固体対液体比率検出手段の出力に応答して行うことにより、再該循環ループ内の加工対象流体の固体対液体比率を正確に任意の必要なレベルに制御することができる。図９は、前記熱交換器の冷却電力の該熱交換器を通る冷媒の流速に対する変化（点線）、及び、これに対応する、冷媒が該熱交換器の入口から出口へ向かうときの温度の上昇（一点鎖線）を示している。例えば、６パイント（約２．８４リットル、約０．００２８４立法メートル）の分注が２０分間かけて５０Ｗの熱利得で行われる場合は、必要な冷媒の平均流速は、約０．４６リットル／分とすることができる。これは、実質的に一定の流れによって、または、一連の液流パルス、例えば、２０分間１分毎に１回２．７６リットル／分の１０秒パルスによって実現することができる。
【００３９】
分注後、より迅速に回復することが有利である場合、該装置は、さらに、迅速に分注を検出する手段を具備して、前記制御部が前記氷分量センサで未凍結の液体の到着を事前予測することができる。これによって、もっと長い時間、冷たい冷媒が、冷却導管に流入するようにでき、必要な氷分量に迅速に復旧可能にする。分注の発生を検出するための簡単な方法は多数ある。例えば、タップのスイッチや、液体入力路上のフロー・スイッチや該タップが開くときに圧力の低下を検出する圧力センサ等がある。
【００４０】
冷媒は、目標凍結温度以下の温度で供給されて、目標の氷／液体比を実現できるようにする。実際にわかったことは、目標の飲料凍結温度と冷媒入力温度との温度差が、２℃と９℃の間、特に６℃の場合、許容可能な性能が達成されることである。さらにわかったことは、前記冷凍導管を通る液体の流量が、少なくとも毎分１リットルあることが望ましく、これによって、氷が最初に核形成するとき、信頼のおける性能を達成することができる。
【００４１】
例えば、１パイント（５６８ミリ・リットル）の単一の飲み物の分注が、３０秒ごとに、液体入口温度３℃、目標凍結温度−３℃で行われ、氷比率８％を実現する場合、必要な合計平均冷却電力は０．９８ｋＷである。本発明の発明者が行った測定では、飲料の均一性を維持するためには、該システムは少なくとも一回分の分注量を含む必要がある。したがって、好適な、同心円状の氷生成導管の構成では、７．４ミリ・メートルの内径の場合、約１３．２メートルの導管で飲み物の均一性の維持に必要な量の飲料を含むことができる。上記のような長さの１ミリメートル壁のＭＤＰＥ管では、０．９８ｋＷの加工対象流体からの熱の流出を、所定の好ましい範囲内の冷媒流入温度で達成することができる。また、所望の生成能力を維持可能にするためには、グリコール冷却器は、０．９８ｋＷより大きな冷却電力を持つ必要がある。
【００４２】
前記氷分量を維持する主要なモード、及び、検出した分注への対応を氷分量が変化する前に行う選択モード（このようなモード、および追加の分注検知手段が設けられている場合）に加えて、図１に示すシステムには第３の動作モードがある。該モードによって、該システムは、加工対象液体の冷却維持を氷の生成なしで行う。分注に必要な条件を、一晩中は存続させないでよい。これは、電力消費を最小にし、オストワルド熟成を防止するためである。オストワルド熟成は、該システムが分注することなく長期間放置された場合に発生する傾向があり、該システムが氷分量を維持しなくなり、スラッシュを融解させてしまう。しかしながら、加工対象流体が周囲温度まで温まることを防止することには利点がある。例えば、飲料は、冷却を続行して鮮度を維持する必要がある。最も簡単な方法は、ときどき、冷媒の流れにパルスを与えることであり、推測航法制御に基づいて、加工対象流体の温度を許容限界内に維持する。しかしながら、予測可能な条件に広がりがあるため、このアプローチでは、加工対象流体の温度を許容範囲内に確保するために必要な温度以上に冷たく保つ必要がある。このため、加工対象流体の温度センサを設けて、よりエネルギー効率のよい夜間スタンバイ・モードができるようにすることが有益である。冷媒パルス印加中に加工対象流体の再循環をする必要はなく、エネルギー使用量をさらに低減することが可能になる。
【００４３】
図２は、熱伝導用に構成された冷凍導管３と冷媒導管１０８の様々な構成の断面図を示している。図２（ａ）〜（ｅ）は、その後の図で使用している、いろいろな種類のクロスハッチングの意味を示している。
（ａ）前記冷凍導管に適した材料。
（ｂ）材料の構成が重要ではないもの。
（ｃ）アルミニウムや銅など熱伝導率の高い材料。
（ｄ）冷媒の流路
（ｅ）液体の流路
【００４４】
図２（ｆ）及び（ｇ）は、冷凍導管３と冷却導管１０８が単一部品として形成されている平行配置の例を示す。この配置でもたらされる利点は、これらの断面は容易に延長することができるので、アセンブリ全体の製造が容易で安価にできるということである。しかしながら、主断面を比較的導電性の低い材料で作成する必要があり、熱伝導のために近接しておかれた流路の周囲の割合が比較的小さいため、この構成は、高い冷却能力が必要とされるところには適さない可能性がある。
【００４５】
図２（ｈ）の実施形態を参照すると、より小さな冷凍導管３がより大きな冷却導管１０８の孔内に位置し、冷媒１０９が該冷凍導管３の外面と密接している。このような同心円状の構成では、冷凍導管３の材料を薄くすることが可能になり、―中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）チューブの場合には、壁の厚さを約１．４ミリメートル未満の薄さにできるー  冷媒と加工対象流体との間の熱抵抗を低減できる。これには、冷媒と加工対象流体との間の必要な温度差が小さくても、所与の熱流束を生成することができるという利点がある。これによって、よりエネルギー効率のよい冷媒を提供するシステムが可能になる。図示の例では、冷凍導管３は標準的な長さの飲料配管の中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）構造で構成され、外径３／８インチ（０．９５２５センチ・メートル）で内径７ミリメートルになる。他の適切な配管材料  ―特に配管の内孔用―  には、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及び、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）がある。冷却導管６は、１インチ（２．５４センチ・メートル）口径のＰＶＣ管で構成され、両端に取付け用金具があり、より小さな冷凍導管及びより小さな冷媒出入口の両方を収めることができる。スペースを節約するために、冷凍導管及び冷媒導管のアセンブリはコイル状に巻かれており、かつ、エネルギー利得を削減するために絶縁されている。図２（ｉ）には、放射状のスペーサを追加して確実に同心円にし、前記冷凍導管の周囲の冷媒の流れまでも確実にする。これらのスペーサは、導管の長さ方向に沿って間をおいて、または、連続的に設けられてもよい。該スペーサは独立した部品であっても、一方の管壁の付属品であってもよく、また、両方の管壁と一体になった部分として突出していてもよい。
【００４６】
図２（ｊ）及び図２（ｋ）で示される例は、複数の流路が互いに平行に並んで、冷媒と加工対象流体の両方に用いられる、いくつかの例である。これらの流路は、直列または並列に接続することができるが、どちらにするかは、流れを遮断又は制限する傾向が制限要因になる場合があるかどうかによって決まる。この構成によって、加工対象流体の該冷凍導管の壁との接触面積の増大が、該冷却導管の全長を増加させることなく可能になる。この構成が望ましいのは、高出力スラッシュ生成機で製氷器をよりコンパクトにする場合である。図２（ｋ）は、図２（ｆ）と図２（ｇ）に示す基本構成を応用した構成であり、低コストでの製造及びエネルギー伝達量増加という利点を結合することができる。
【００４７】
図３（ａ）から図３（ｅ）で示す構成では、仲介用の高熱伝導性材料を使用して、熱エネルギーの伝達が冷凍導管の外部から冷媒の方へ行われる。一般に、これらの構成は、図２（ｈ）及び図２（ｉ）で示した構成と同様に低熱抵抗になるので、エネルギー効率がよい。該構成には、さらにまた、別の利点、該冷凍導管の外側と該冷媒との間が直接接触していないという利点があり、該冷媒を、通常の冷凍導管の比較的弱い材料で可能なよりも高い圧力にすることができる。このような高い圧力は、冷媒液が、Ｒ４０４またはＲ１３４Ａのような蒸気圧縮冷媒である場合に必要になる。
【００４８】
図４は、液体ループ１の中に蓋なしの液槽２５が含まれ、該液槽から入口７が能動的に加工対象液体を引き込み、分注口８から該液槽に連続的に分注する。このようなシステムの使用は、密封されたスラッシュ槽を有することが望ましくない場合、例えば、大量のスラッシュを空調目的で保存しなければならない場合などに可能である。このシステムは、また、スラッシュ飲料装置として使用することができ、このような装置では、飲料本体は、水差しのような蓋なしの液槽内に入っている。すなわち、該飲料は、水差しから引き出され、スラッシュになった後、水差しに戻る。
【００４９】
図５は、冷却療法での使用に適したシステムの実施形態を示しており、本実施形態では、損傷した身体部分の冷却に適した冷却用「カフ（袖口）」９に加えて、柔軟性のある絶縁されたスラッシュ再循環用臍帯１０、及びスラッシュの収容に用いる加工対象流体用の液槽１１を備えている。本システムが有益である理由は、該カフの熱抵抗と加工対象流体の凝固点との組み合わせによって制御され、かつ一定した冷却療法の適用が、必要に即して可能になるからである。
【００５０】
図６に示すシステムの実施形態が適した用途では、無菌のスラッシュを生成して外科手術に使用し、すべての接液部品を使い捨てにすることを想定している。再循環ループ１内に可撓性液槽１３を追加することにより、該システムは、加工対象流体を事前充填することができる。加工対象流体のポンピングは、使い捨ての導管を介して、例えば、蠕動ポンピングまたはロータの磁気駆動によって実現することができる。分注口８を設けて無菌スラッシュの分注を可能にしてもよいし、または、一度部分的に凍結してから使い捨ての挿入部を除去し、カット・開口して該スラッシュを内部に分注するようにしてもよい。このようなシステムに対して、図３（ｂ）及び図３（ｃ）の導管構成が適する場合がある。すなわち、前記冷凍導管が完全に封入されておらず、該（使い捨ての）冷凍導管の前記冷却導管との組み立て及び分離が簡単にできる。図３（ｄ）及び図３（ｅ）では、同様の分離可能な構成が示されており、別個の仲介用導電材料を使用して、前記冷媒と加工対象流体との間の接触面積を最大にして熱抵抗を低減している。
【００５１】
図７に示すシステムの実施形態では、図１に示したシステムに三つの改良がなされている。該改良がなければ、図１とほぼ同じである。これらの改良は独立しており、それぞれを他の改良なしで必要に応じて使用することができる。
【００５２】
第一の改良は、複数の並列な冷却導管の経路を前記熱交換器内で使用したことであり、本例では一本の冷凍導管に作用する。図示のように、二つの平行な冷媒経路が存在するが、もっと多くの冷媒経路を必要に応じて備えることができる。図示の実施形態では、該冷媒は、中央の入口ポート１０６’に供給され、二つの出口１０７’を通って該冷却導管の経路から出て行く。なお、この構成は、二つの入口および一つの中央出口に逆転することができるが、もっと多くの経路が必要な場合は、該冷却導管の長さ方向に沿って入口および出口ポートを交互に変えて持つことができる。冷却導管を複数の並列経路に分けることには、多くの利点がある。第一に、前記流量の制限が減って、所与のポンプに対して流速をより速くすることが可能になり、その結果、高い冷却能力と迅速な応答が可能になる。第二に、冷凍導管を中心にして冷却導管を同心円状に配置する熱交換器の好ましい実施形態が提供される場合、該冷却導管をより短い長さに分けて、入口ポートまたは出口ポートで接続することによって、該熱交換器の組み立てが非常に容易になる。また、分離した並列経路によって、並列に並んだ２／２冷媒制御バルブの設置が無理なく行える場所の提供が可能になる。バルブは、前述したものと同様であり、図７では２４’として示されている、
【００５３】
図７に示すシステムにおける第二の改良は、清浄性の改善であり、分注タップにある３／２バルブによって実現される。該構成では、分注タップが閉じているときには、前記再循環用ループが接続されて、該タップが開いているときには流れを分注口へ向ける。該タップが開いているときには、液槽１７からの入力線は、図示のように該３／２バルブのポートに向かい、該再循環ループが単方向の流れになり、無駄な経路なく、液槽から分注口へ向かう一つの流れになる。これは、該システムの効果的な洗浄を実現すること、及び、廃棄物の混合または希釈による発生を最小限に抑えながら加工対象流体を該システムに事前供給すること、の両方を可能にするために重要である。該３／２バルブは、図示の前記液槽からの入力経路に対して二つのポートを持つ構成であるが、必要に応じて、該分注タップとは異なる別個の洗浄バルブとして実装することができる。しかし、洗浄バルブと分注タップを図示のように組み合わせたシステムには、部品数削減の利点がある。また、スラッシュ飲料への応用に対しては、標準的なビール工程と同じように洗浄できるという利点があり、居酒屋のスタッフにはより馴染み深いものになる。
【００５４】
第三の改良点は、本実施形態では膨張ダンパー１１２が設けられて、冷凍時の氷の膨張による過度の圧力上昇を防止することができることである。氷の割合が小さいときには、配管の弾性で、冷凍時に緩やかな膨張が可能になる。しかしながら、氷の割合が大きいときには、本発明者は、該システムの圧力が１０バールを超えることを観察した。これによって、標準的な配管、コネクタ、及び取付け用金具の漏出や破損を引き起こす可能性がある。より大きな弾性が必要となり、この弾性は、標準的なバネ・ダンパーを使用して与えることができる。該バネ・ダンパーは、通常、ポンピングされる飲料管にかかる瞬間的衝撃を除去するために使用される。そして、そのような部品は、一般に、バネや空気圧のいずれかに対して作用するピストンまたは隔膜を含んでいる。該ダンパーによって、システム圧力のわずかな増加に伴って、膨張によるシステム体積の大きな変化が可能になる。分注が起こるとすぐに、該バネが膨張体積を取り戻すように作用して、分注が完了した後、体積が凍結時に再び増加することが可能になる。
【００５５】
なお、本発明は、単に例を用いて説明されているだけであり、種々の変形を、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができることを理解されたい。特に、本発明は、主に、一例としてスラッシュ飲料分注装置によって説明したが、他の種類の食料品ならびに非食料品、及び、非水性液体ならびに水性液体にも適用できることを理解されたい。
【符号の説明】
【００５６】
１  導管、導管ループ
２  ポンプ
３  冷凍導管
４  センサ
６  熱交換器
８  分注口
９  冷却用「カフ（袖口）」
１０  再循環臍帯部
１１  液槽
１３  可撓性液槽
１５  コントローラ
１７  液槽
１８  ハウジング、スラッシュ生成機
１９  ポンプ
２０  冷媒貯蔵槽
２１  蒸気圧縮冷凍システム
２２  冷媒冷却ユニット
２３、２４  バルブ
２５  蓋なしの液槽２５
１０６  冷媒入口
１０７  冷媒出口
１０８  冷却導管
１０９  冷媒
１１０  液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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