(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、信頼性に富み、経済的にも無理がないオートクレーブであって、産業的な分量の食品または医薬品を迅速に熱処理することができるオートクレーブを提案することにある。【解決手段】  この目的のために、本発明の主題は、加圧装置の内部の品物を揺するためのシステムであって、加熱手段（１１０）および加圧手段（１１５）が備えられたチャンバ（１００）と、並進運動振動手段（３００、３１０−３２０−３３０−３４０）へと接続された品物（Ｐ）の収容バスケット（２００）とを備えており、前記バスケット（２００）が、支持柱（４２０）によって支持された台座（４１０）を呈するシャシ（４００）にスライド可能に搭載され、前記支持柱（４２０）が、流体密封の様相かつ切り離された様相で前記チャンバ（１００）を貫通しており、不動の支持部（６００）へと固定されるように意図されているシステムである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置の内部の品物を加圧下で揺するためのシステムであって、
加熱手段（１１０）および加圧手段（１１５）が備えられたチャンバ（１００）と、並進運動振動手段（３００、３１０−３２０−３３０−３４０）へと接続された品物（Ｐ）の収容バスケット（２００、２１０）とを備えており、
前記バスケット（２００、２１０）が、複数の支持柱（４２０）によって支持された台座（４１０）のシャシ（４００）にスライド可能に搭載され、前記複数の支持柱（４２０）が、液密かつ分離された態様で前記チャンバ（１００）を貫通しており、不動の支持部（６００）へ固定されるシステム。
【請求項２】
前記並進運動振動手段（３００）は、モータ（３２０）によって駆動可能な偏心器（３１０）と、該偏心器（３１０）および前記バスケット（２００、２１０）へと接続されたシャフト（３３０）とを備えている請求項１に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項３】
前記シャフト（３３０）は、液密かつ分離された態様で、前記チャンバ（１００）に連結されたベアリング（３５０）によって支持されている請求項２に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項４】
前記シャフト（３３０）は、前記シャシ（４００）にスライド可能に取り付けられたステージ（３４０、３４５）と、前記バスケット（２００、２１０）を前記ステージ（３４０、３４５）へと固定するための固定手段（３６０−３６２−３６４−２１５）とを介して前記バスケットに接続されている請求項２に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項５】
前記支持柱（４２０）は、ゲートル（５００）によって前記チャンバ（１００）に連結されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項６】
前記ゲートル（５００）は、エラストマー材料およびステンレス鋼から選択される材料で製作されている請求項５に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項７】
各々のゲートル（５００）は、一端が柱に固定され、他端が前記チャンバ（１００）に固定される可撓性の筒状構造を有している請求項５または６に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項８】
前記加熱手段（１１０）および前記加圧手段（１１５）は、ゲートル（５００）によって液密かつ分離された態様で前記チャンバ（１００）に連結されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項９】
前記台座（４１０）が、各々の柱に形成された穴（４４０）とスライドする様相で協働するロッド（４３０）によって前記支持柱（４２０）へと取り付けられている請求項１〜８のいずれか一項に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項１０】
前記ロッド（４３０）が、前記台座の１つ以上の好ましい膨張の方向に同軸であるように前記台座（４１０）に配置されている請求項９に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項１１】
前記台座が、実質的に矩形の形状を有しており、前記ロッドが、該矩形の対角線に対して同軸に配置されている請求項１０に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項１２】
復帰手段（４６０）が、冷却中に前記台座を前記支持柱に対して再び中央に位置させるために、前記台座（４１０）と前記支持柱（４２０）との間に配置されている請求項１〜１１のいずれか一項に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項１３】
前記固定手段（３００）は、前記バスケット（２１０）と協働する拘束つめ（３６０）を備え、当該拘束つめ（３６０）は、前記バスケットが前記ステージに固定される位置と前記バスケットが前記ステージから解放される位置との間で、前記ステージ（３４５）に対して揺れるように取り付けられている請求項３〜１２のいずれか一項に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項１４】
前記拘束つめ（３６０）が、前記固定位置への復帰を促進する復帰手段（３６４）と組み合わせられている請求項１３に記載の品物を揺するためのシステム。
【請求項１５】
前記シャシの前記支持柱が、前記チャンバ（１００）の外部のフレーム（６００）に固定されている請求項１〜１４のいずれかに記載の品物を揺するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧装置（とくには、オートクレーブ）の内部の品物を揺するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の食品および医薬品は、販売のために熱処理（調理、低温滅菌、殺菌）を加えなければならない。それらは、例えば、ミルク含有製品、スープ、ピューレ、などといった液状の製品であってよいが、缶、袋、ボウル、チューブ、などといった種々の気密パッケージに収容された野菜、肉、などの固形の製品であってもよい。
【０００３】
熱処理は、産業的な分量の製品について一様に実行することが可能である必要がある。産業的な分量とは、１００キロを超える重量を意味し、とくには製品の重量が１メートルトン以上であることを意味する。
【０００４】
いくつかのシステムが現時点において公知である。第１には、静止のオートクレーブである。このオートクレーブは、製品が山積みにされるバスケットを有している。次いで、バスケットがオートクレーブに入れられ、温度および圧力の所定の上昇が行われる。好ましくは、過熱水を、熱の伝達を促進するために製品へと落とすことができる。
【０００５】
このシステムは、産業的な分量の製品（１００ｋｇから１０メートルトンまで）を処理することができるという利点を有している。さらには、このシステムは、製品の官能特性を或る程度保ち、信頼性があり、繰り返しが可能である。
【０００６】
このシステムは、比較的長い処理時間（２〜３時間）を必要とする。さらに、その実行は、製品を駄目にする。
【０００７】
処理時間を短縮するために、バスケットが熱処理の際にオートクレーブ内で毎分２〜２０回転の頻度で回転する回転システムが提案されている。このシステムによれば、強制対流が促進されるため、処理時間が短縮される。
【０００８】
しかしながら、このシステムは、バスケットを回転させるための複雑な構造を有している。さらには、多数の機械部品が応力を受けて摩耗するため、信頼性が第１のシステムほど良好ではない。
【０００９】
「ＤＡＬＩ」と称される別のシステムが、製品を機械的に揺するために開発されている。この第３のシステムは、並進運動システムに搭載されたバスケットを備えている。したがって、製品が長手方向に毎分３往復の頻度にて揺すられ、すなわち毎分６回の揺れにて揺すられる。
【００１０】
「ＳＨＡＫＡ」と称される改良版のシステムが、気密に梱包された製品を揺することができるように開発されている。
【００１１】
このシステムは、バスケットが配置されるオートクレーブチャンバを備えており、バスケットが、チャンバから現れるリンクによって偏心器へと接続される。この機構によれば、バスケットを毎分１００〜２００回の揺れという頻度で揺り動かすことができる。
【００１２】
このシステムは、きわめて短い時間（例えば、１５分）での殺菌の実行を可能にするため、きわめて有効である。しかしながら、大量の製品を揺り動かすことは不可能であり、せいぜい数キロ〜十キロ程度を揺り動かすことができるだけである。これは、満足できる信頼性および妥当なコストでの産業規模の処理を不可能にするような振動および衝撃の応力が、機械部品に加わるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、信頼性に富み、経済的にも無理がないオートクレーブであって、産業的な分量の食品または医薬品を迅速に熱処理することができるオートクレーブを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的のために、本発明は、一方ではバスケットを支持する内部のシャシから柔軟に切り離され、他方ではバスケットを揺するための機構が備えられた外部のフレームから柔軟に切り離されたチャンバを有するオートクレーブの生成を提案する。
【００１５】
この目的を達成するために、本発明の主題は、装置（食品または医薬品の熱処理のためのオートクレーブなど）の内部の品物を加圧下で揺するためのシステムであって、加熱手段および加圧手段が備えられたチャンバと、並進運動振動手段へと接続された品物の収容バスケットとを備えており、該システムにおいて、前記バスケットが、支持柱によって支持された台座を呈するシャシにスライド可能に搭載され、前記支持柱が、流体密封の様相かつ切り離された様相で前記チャンバを貫通しており、不動の支持部へと固定されるように意図されているシステムである。
【００１６】
本発明による振動システムによれば、大量の製品について短時間の熱処理を行うことが可能である。すなわち、１メートルトンのバスケットについて約１５分である。この重量は、品物および実際のバスケットそのものの重量に相当する。しかしながら、バスケットの重量に対する製品の重量の比は、処理されるパッケージの種類に依存して決まる。物品がガラス瓶である場合には、約８００ｋｇの品物および２００ｋｇのバスケットであり、品物がプラスチックチューブである場合には、むしろ６００ｋｇの品物および４００ｋｇのバスケットである。
【００１７】
１メートルトンという重量は、一例として提示されている。
【００１８】
他の実施の形態によれば、
・並進運動振動手段が、モータによって駆動することができる偏心器と、偏心器およびバスケットに接続されたシャフトとを備えることができ、
・シャフトを、液密かつ分離された態様でチャンバに組み合わせられたベアリングによって支持することができ、
・シャフトを、シャシにスライド可能に取り付けられたステージと、バスケットをステージへと固定するための固定手段とを介在させてバスケットへと接続することができ、
・支持柱を、ゲートルによってチャンバへと固定することができ、
・ゲートルを、エラストマー材料およびステンレス鋼から選択される材料で製作することができ、
・各々のゲートルが、一方の端部が柱へと固定され、他方の端部がチャンバへと固定される柔軟な筒状構造を有することができ、
・加熱手段および加圧手段を、ゲートルによって流体密封の様相かつ切り離された様相でチャンバに組み合わせることができ、
・台座を、各々の柱に形成された穴とスライドする様相で協働するロッドによって、支持柱へと取り付けることができ、
・ロッドを、台座の１つ以上の好ましい膨張の方向に同軸であるように台座に配置することができ、
・台座が、実質的に矩形の形状を有することができ、ロッドが、この矩形の対角線に対して同軸に配置され、
・復帰手段を、冷却の際に台座を支持柱に対して再び中央に位置させるために、台座と支持柱との間に配置することができ、
・固定手段が、バスケットと協働するように意図された拘束つめを備えることができ、拘束つめは、バスケットをステージへと固定する位置とバスケットをステージから解放する位置との間をステージに対して揺動できるように取り付けられ、
・拘束つめに、前記固定する位置への復帰を奨励する復帰手段を組み合わせることができ、さらに／あるいは
・シャシの支持柱を、チャンバの外部のフレームへと固定することができる。
【００１９】
本発明の他の特徴は、添付の図面を参照して提示される以下の詳細な説明において挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるオートクレーブの第１の実施の形態の概略の断面図である。
【図２】本発明による内部のシャシの一典型的な実施の形態の概略の平面図である。
【図３】図２の一部分の図であり、本発明による内部のシャシの台座および支持柱の間の接続を示している。
【図４】本発明によるオートクレーブの第２の実施の形態の概略の平面図である。
【図５】図４の一部分の図であり、チャンバのシャシへの流体密封かつ切り離された取り付けの一実施の形態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、一般的には、振動または並進運動の衝撃応力をうける任意の加圧装置に関する。以下の説明においては、本発明に係るオートクレーブに関して説明するが、決して本発明がオートクレーブに限られるわけではない。
【００２２】
本発明は、特に、外部および内部に配置される任意の機械アセンブリ（それぞれ、フレームおよびシャシとして知られる）から加熱及び加圧チャンバを切り離すことができるオートクレーブに関する。この切り離しによって、並進運動振動手段により生成されてフレームおよび／またはシャシに作用するいかなる振動および／または衝撃も、チャンバに伝わらないようにすることができる。さらに、本発明に係るオートクレーブでは、種々の構成要素を互いに別個独立に広げることができる。
【００２３】
図１に示す実施形態は、加熱手段１１０および加圧手段１１５を備えるチャンバ１００を有している。食品または医薬品Ｐのための収容バスケット２００が、チャンバ１００の内部に配置されている。バスケット２００は、並進運動振動手段３００に接続され、内部シャシ４００上にスライド可能に取り付けられている。内部シャシ４００は、柱４２０によって支持された台座４１０を表しており、柱４２０は、大きな慣性を有するフレーム６００などの不動の支持部に固定されている。本発明に係る構成によれば、このフレームおよびチャンバ１００を、従来のマシンツールにおけるフレームおよびチャンバと同じ要件および同じ許容量で設計および製造することができる。
【００２４】
シャシ４００の柱４２０は、液密かつ分離された態様で、チャンバ１００を貫通している。
【００２５】
これを実現するために、チャンバ１００は、柱４２０を囲む筒状部１２０を、使用時に柱４２０が筒状部１２０に接触することがない充分なすき間を持たせた状態で、有している。筒状部１２０の一端が、例えばエラストマー材料で製作されたゲートルへと接続されている。ゲートルは機械的な変形によって振動を吸収することができる任意の材料または構造を、使用することが可能である。各々のゲートル５００は、可撓性を有する筒状構造５１０を有しており、一端５２０が柱４２０へと固定され、他端５３０がチャンバ１００の筒状部１２０へと固定されている。この構造の詳細が、図５に示されている。
【００２６】
図５の実施の形態において、チャンバ１００は、好ましくはエラストマー材料で製作されるゲートル５００を固定するためのフランジ１２２を終端とする筒状構造１２０を有している。ゲートル５００自身は、フランジ６０１（柱４２０に溶接されており、あるいは柱４２０と一体の一部分を形成している）へと固定される。代案として、ゲートル５００をシャシ６００へと直接固定してもよい。
【００２７】
このようにして、チャンバ１００が、シャシ４００の上方かつシャシ４００の付近に浮遊する。したがって、シャシ４００が、チャンバへ振動または衝撃を伝えるおそれなく、チャンバから離れて静置される。さらに、チャンバとゲートルとの間、または、ゲートルとシャシや他の任意の部分（加熱手段、加圧手段、振動手段、など）との間の流体密封の接続により、チャンバの内部の圧力および熱が逃げ出すおそれがない。
【００２８】
振動手段３００は、モータ３２０によって駆動することができる偏心器３１０と、偏心器３１０およびバスケット２００に接続されたシャフト３３０とを備えている。
【００２９】
図１の実施の形態においては、シャフトとバスケットとの間の接続が、バスケット２００が固定手段によって堅固に固定されるステージ３４０を介してなされている。ステージ３４０は、例えばボールベアリングまたは非剛性の材料から製作されるシューによって、台座４１０にスライド可能に取り付けられている。
【００３０】
好ましくは、本発明によるオートクレーブは、偏心器３１０およびバスケット２００に接続されたシャフトを支持するためのベアリング３５０を備える。
【００３１】
一般に、振動手段３００は、上述したゲートル５００と同様のエラストマー材料で製作されたゲートルによって、チャンバ１００に連結される。
【００３２】
図１の実施の形態においては、チャンバ１００と振動手段３００との間の流体密封かつ切り離された接続が、シャフト３３０を囲んでいるチャンバ１００の筒状部１２１とベアリング３５０との間に配置される。
【００３３】
使用時に、モータ３２０は、シャフト３３０がバスケット２００に矢印Ｆ１の方向へ往復の並進運動を加えるようなやり方で、偏心器３１０を駆動する。
【００３４】
モータ３２０、偏心器３１０、およびシャフト３００の間の機械的な接続が完璧であり、すなわちいかなる遊びも存在しないならば、シャフトによってステージ３４０へと伝えられる運動は、純粋に並進運動であると考えられる。しかしながら、現実には、種々の機械的な接続には常に遊びが存在する。この遊びゆえ、シャフト３３０によってバスケット２００へと伝えられる運動は、（矢印Ｆ１の方向だけの）純粋な並進運動ではなく、矢印Ｆ２の方向の数々の振動も生じる。
【００３５】
この遊びを少なくすることは、製造コストを過剰に高くすることにつながりかねない。さらに、この種の最適化は、応力のレベルを可能な限り軽減するために、アセンブリのすべてを拘束する傾向にあるが、ユーザが充分に長いと考えるであろう寿命を見越すことを可能にしない。
【００３６】
これが、従来技術において、並進運動の振動を備える熱処理システムを、産業的な分量の製品について実現できていない理由である。これは、１メートルトンのバスケットを従来技術のシステムによって揺すろうとした場合に、振動がきわめて早期にチャンバの破壊を引き起こし、きわめて危険な熱の漏れを生じさせかねないからである。
【００３７】
本発明によるオートクレーブによれば、振動手段とチャンバとの間の切り離しが可能である。したがって、ステージを揺する手段（歯車付きのモータユニット、運動伝達システム、など）によって引き起こされる不可避の振動がチャンバへと伝えられることがなく、標準的な産業の要件および許容量で設計および製造された構成部品（シャシ、フレーム、およびチャンバ）を使用して、１メートルトンを超える重量のバスケット２００を揺することが可能である。例えば、チャンバを、伝統的な板金加工技術を使用して、いかなる特別な要件もなく製造することができる。
【００３８】
チャンバは、種々の応力に耐えるように設計および製作される。・圧力。・温度。・両者、すなわち圧力および温度の組み合わせ。・疲労強度を定める周期的（バッチ）条件。
【００３９】
しかしながら、本発明によるチャンバとオートクレーブシステムの残りの部分との間の機械的な切り離しは、高温であるオートクレーブの各部と周囲温度にある各部との間の膨張の差という問題を生じる。具体的には、例えば、柱４２０が、殺菌温度にあるチャンバの内部に位置する「高温」の部分と、周囲温度にある外部フレーム６００へと固定された「低温」の部分とを有する。
【００４０】
加熱および冷却の段階において、関係する種々の部分、チャンバ、および内部シャシの各々が、（それらの熱伝達係数、材料、したがって膨張係数、などに応じて決まる）異なる程度で膨張および収縮する。外部フレームそのものは、周囲温度のままである。
【００４１】
このような膨張の相違は、防止することが不可能である。結果として、板金加工構造（チャンバ）および全溶接構造（フレーム）が、応力をうける。
【００４２】
図２が、本発明によるオートクレーブの構造によって生じる膨張の相違の問題を解決する本発明の手段を示している。
【００４３】
図２に示した実施の形態においては、台座４１０が、各々の柱４２０に形成された穴とスライドする態様で協働するロッド４３０によって、支持柱４２０へと取り付けられている。
【００４４】
図３が、この台座４１０と柱４２０との間の接続部の拡大図である。この拡大図に示した実施の形態では、ロッド４３０が係合する穴４４０は、穴４４０においてロッド４３０が少ない摩擦でスライド可能にする材料４５０で内張りされている。
【００４５】
固定ロッド４３０は、台座の１つ以上の好ましい膨張の方向と同軸に、台座上に配置されている。具体的には、台座の形状に応じて、この台座は、１つ以上の好ましい膨張方向に膨張する。
【００４６】
図２の実施の形態においては、台座が、実質的に矩形の形状を有している。矩形の頂点が、ロッドの挿入を可能にすると同時に、空間の占有を最適化するために、面取りされている。したがって、ロッド４３０が、矩形の対角線に同軸に、矩形の角に配置され、これらの対角線が、台座の好ましい膨張の方向を表している。
【００４７】
チャンバ１００内での製品Ｐの熱処理の際に、台座が、チャンバ１００の内部の部分と周囲温度にある他の部分とを有する柱の異なる膨張に曝される。膨張時に、台座が柱４２０に近付くように動き、ロッド４３０が、穴４４０において矢印Ｆ３の方向にスライドする。チャンバの内部の温度が下がるとき、台座４１０は、矢印Ｆ３とは反対の方向に収縮する。
【００４８】
好都合には、復帰手段４６０が、冷却の際に台座を柱に対して再び中央に位置させるために、台座と支持柱との間に配置される。
【００４９】
図４に示した実施の形態は、バスケットをオートクレーブの内部に固定する好都合な手段を有している。
【００５０】
この実施の形態においては、バスケット２１０が、押し込みエッジ３４７を備えるステージ３４５に配置される。さらに、バスケット２１０が、拘束つめ３６０を把持する手段２１５を備えている。この拘束つめ３６０は、ステージ３４５へと接続されたシャフト３６２を中心にして、つめが把持手段２１５に係合する固定位置と、バスケット２１０がステージから解放され、つめと係合しない位置との間を、揺動できるように取り付けられている。バスケット２１０をステージ上に（押し込みエッジ３４７に当接させて）保持および固定するために、つめ３６０は、復帰手段３６４へと接続されている。
【００５１】
使用時、バスケット２１０が、開口１３０を通ってチャンバ１００へと導入される。次いで、バスケット２１０は、ステージ３４５上に配置され、好ましくは押し込みエッジ３４７に当接する。次いで、拘束つめ３６０が、バスケット２１０の把持手段２１５に係合するように作動する。次いで、つめ３６０が解放され、復帰手段３６４がバスケットを押し込みエッジ３４７へと押し付ける。ステージ２４５の並進運動の振動がつめとバスケットとの間の接続によりほぼ完全にバスケット２１０およびバスケット２１０に収容された製品Ｐへ伝わるように、復帰手段３６４の力および構造を選択しなければならない。
【００５２】
本発明に係るオートクレーブは、外部のフレームと加圧チャンバとの間および内部のシャシと外部のフレームとの間における剛性でありかつおそらくは変形不可能である接続部をすべて排除する。これらは、温度上昇時の変形の原因であり、したがって装置の破壊につながる寄生応力の原因である。
【００５３】
部品または部品の集合体へと運動を加えると同時に、この同じ部品または部品の集合体へと熱処理を加える必要性は、産業においてありふれている。
【００５４】
より具体的には、部品が容器であってよく、運動が、熱処理対象の中身を揺り動かすことを可能にする。
【００５５】
これは、農業食品産業または製薬産業における調理装置、パスツール殺菌装置、または滅菌装置に当てはまる。
【００５６】
加えられる運動は、熱伝達の加速、および／または、収容されている製品の（官能）特性の維持を目的とする。
【００５７】
本発明によるオートクレーブを使用して、産業的な分量の製品について短時間（１５分）の熱処理を実行することが可能である。
【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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【外国語明細書】
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