(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧水給送杆へ、高圧水用の多数のオリフィスを直線状に配置したノズル杆を、固形食品の移動方向を横切って、その上方向、下方向又は横方向の一方又は両方へ角度可変にセットし、該ノズル杆に、角度調節用の回転軸を連結したことを特徴とする固形食品の切断用ノズル装置。
【請求項２】
２本のノズル杆を固形食品の移動方向に対し互いに直角方向に配置し、夫々のノズル杆のノズルから投射する高圧水を交叉させたことを特徴とする請求項１記載の固形食品の切断用ノズル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固形食品（例えば生馬鈴薯など）を高圧水でスライスすることを目的とした高圧水による固形食品の切断用ノズル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来固形食品を切断するには、食品の前進速度と、切断刃の上下とのバランスにより、厚薄何れでも容易に切断している。
【０００３】
また生馬鈴薯などの１個を一度に切断するには、薄刃を必要数並列して、切断刃とし、従来と同様に切断している。
【０００４】
前記の他強靭な細線（例えばピアノ線）を並列張設し、これに固形食品を加圧して同時切断する場合もある。
【特許文献１】特開平１１−２０７６２８
【特許文献２】実公昭３６−６４９２
【特許文献３】特公昭６４−５９８３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の切断刃の方法によれば、固形食品をその片方から切断する場合には、目的とする厚さで順次切断できるが、切断効率の向上がむつかしい問題点がある。
【０００６】
また薄刃を並設する場合及びピアノ線を並列張設する場合には、薄刃の破損のみならず、刃の厚味を増せばその刃が挟まる為の不都合を生じ、必然的に切断された物を薄くすること（例えば２ｍｍ以下）がむつかしくなる。またピアノ線の場合には、強い力で生馬鈴薯等を押しつける為に、たるみを生じたり、破断するおそれがあって、長期に亘り同一精度（切れ味）を保つことがむつかしい問題点があった。
【０００７】
次に高圧のウォータージェットを使用する場合には、ノズルの固定具の関係で最小でも切断物の厚さが１０ｍｍ以上になる問題点があった。従って例えばポテトチップ（例えば厚さ１ｍｍ〜２ｍｍ）の切断は、物理的に不可能になる問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、時間差切断により、高圧水ビームの間隔を狭く保つことに成功し、前記従来の問題点を解決したのである。
【０００９】
前記時間差切断は、固形食品の進行方向に対し、小角度を保ってノズル杆を配置するもので、その角度の調節により切断される固形食品の厚さを決めることができる。
【００１０】
例えば、固形食品を定速移動させると共に、その進行方向と直角の上又は下或いは上下方向から多数の高圧水ビームを平行して噴射し、時間差切断により前記固形食品を薄く切断することができる。また、固形食品を定速移動させると共に、その進行方向と直角の上方向及び横方向から多数の高圧水ビームを平行して噴射し、前記固形食品を断面四辺形の棒状に切断することができる。
【００１１】
また、高圧水ビームは、２００ｋｇｆ／ｃｍ２〜３０００ｋｇｆ／ｃｍ２であって、前記ビームの直径を０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍとするものであり、高圧水ビームの間隔を、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍとするものであり、固形食品を生馬鈴薯とするものである。
【００１２】
この発明は、高圧水給送杆へ、高圧水用の多数のオリフィスを直線状に配置したノズル杆を、固形食品の移動方向を横切って、その上方向、下方向又は横方向の一方又は両方へ角度可変にセットし、該ノズル杆に、角度調節用の回転軸を連結したことを特徴とする固形食品の切断用ノズル装置である。
【００１３】
また、２本のノズル杆を固形食品の移動方向に対し互いに直角方向に配置し、夫々のノズル杆のノズルから投射する高圧水を交叉させたことを特徴とする請求項１記載の固形食品の切断用ノズル装置である。
【００１４】
前記における水圧は、２００ｋｇｆ／ｃｍ２未満では切断物が不揃いになり、３０００ｋｇｆ／ｃｍ２を越えても特別の向上はないので、生馬鈴薯のような比較的軟らかい物の切断には、５００ｋｇｆ／ｃｍ２〜１５００ｋｇｆ／ｃｍ２でよく、対象物により異なる。
【００１５】
この発明におけるビームの直径は、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍであるが、生馬鈴薯の場合には、０．１ｍｍ前後で十分目的を達成することができる。
【００１６】
次にノズル杆の角度を変化させることにより高圧水ビームの間隔は１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ又はこれ以上になるけれども、生馬鈴薯の場合には、製品の要請上１．０ｍｍ〜２．５ｍｍが多く使用される。
【００１７】
この発明における高圧水ビームによる切断は、０．１ｍｍ程度の高圧水ビームによる水圧力で切断されるので、切断屑が殆んどなく、切断時の圧力熱その他により、製品の品質に悪影響（例えば熱影響）を与えるおそれはない。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、高圧水ビームによって、固形食品を薄片に切断するので、効率よく、かつ固形食品に悪影響を与えることなく連続切断し得る効果がある。
【００１９】
また従来装置に比し、切断装置（例えばノズル）部分の耐用時間を飛躍的に延長（例えば３０００時間以上）できる効果がある。この発明の耐用時間はノズルの耐用時間であり、高圧水の通過による摩耗時間であるから、使用ノズルの材質にもよるが、長時間の耐用が考えられる。
【００２０】
通常高圧流体による金属その他の硬質物を切断する場合には、水に微細硬質粒子を混入するので、ノズルも磨耗し易いが、この発明における固形食品の切断には微細硬質粒子を混入しないので、ノズルの耐用時間は飛躍的に延長される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明は、ノズルのオリフィスを可及的に近接固定したノズル杆を、切断すべき固形食品の進行方向に対し、小角度傾けて設置し（例えばノズル間隔１．５ｍｍに調節）、前記固形食品を安定保持（コンベア上へ載置）して前進させると、前記ノズルから噴き出す高圧水ビームにより速やかに切断される。この場合の時間差は、コンベアの進行速度により異なるが、毎秒６０ｍｍならば、隣接切断時間差はほぼ５分の１秒となるから、目視上同時切断と大差はない。
【実施例１】
【００２２】
この発明の実施例を図１について説明すると、生馬鈴薯１を定置支持する多数の突起２、２を有するメッシュのコンベア３を架設し、コンベア３の上方へ多数のノズル孔４、４を並列設置したノズル杆５を、馬鈴薯１の進行方向（矢示７）に対し、小角度θ（例えば７度）をおいて水平（コンベア３と平行）に設置する。
【００２３】
前記ノズル杆５には、ノズル孔４を備えたオリフィス６が定間隔（例えばＬ＝約１３ｍｍ）で多数設置されている。前記において、馬鈴薯１の進行方向と、７度傾斜させると、ノズル孔４、４の間隔Ｌは約１．５ｍｍとなり、厚さ１．５ｍｍのポテトチップ素材が切断される（図２）。
【００２４】
前記実施例において、コンベア３を矢示７の方向へ進行させると、生馬鈴薯１は、１．５ｍｍの厚さに切断される。この場合に、コンベア３の速度を毎秒６０ｍｍとすれば、長さ６０ｍｍ〜１２０ｍｍの生馬鈴薯１は、１秒〜２秒で厚さ１．５ｍｍのチップ素材に切断される。高圧水ビームにより切断した場合には、生馬鈴薯は原形のまま進行し、外力を加えると、チップに分かれる。
【実施例２】
【００２５】
この発明の他の実施例を図３について説明すると、突起２付のコンベア３上へ生馬鈴薯１を載置して、矢示７の方向へ進行させる。前記コンベア３の上方へ多数のノズル孔を有するノズル杆５ａを水平に架設すると共に、前記生馬鈴薯１の進行するコンベア３の側方へ、ノズル杆５ｂを垂直に架設する。前記ノズル杆５ａ、５ｂの各ノズル孔から高圧水ビーム８ａ、８ｂを矢示９、１０のように投射すると、生馬鈴薯１は、この高圧水ビーム８ａ、８ｂによって、縦横に切断され、断面方形のチップ１１ができる（図３）。
【００２６】
即ち平行した高圧水ビームを縦横に投射することにより、生馬鈴薯１は断面方形に切断され多数のチップ１１ができる。
【実施例３】
【００２７】
この発明の他の実施例を図４について説明すると、コロコンベア１２上へ生馬鈴薯１を載せ、前記コロ１２ａを矢示１３の方向へ回転すれば、生馬鈴薯１は矢示１７の方向へ進行し、ノズル杆４から投射される高圧水ビーム又はノズル杆４ａから投射される高圧水ビームにより切断され、ポテトチップ素材ができる。
【００２８】
前記コロ１２ａの端部には、磁化部１２ｂがあり、磁化部１２ｂに磁化ホイール１４が小間隙を保って対向させてある。前記磁化ホイール１４は回転軸１５に固定され、回転軸１５の一端はモータ１６と連動させてあるので、モータ１６のスイッチを入れることにより、磁化ホイール１４を介し、コロ１２ａを回転させることができる。前記における回転は、非接触回転であるから、騒音が発生しないことは勿論、粉塵も発生しないので、きわめて衛生的である。前記非接触回転は一例であって、これに限定されるものではない。
【実施例４】
【００２９】
この発明の他の実施例を図５について説明すると、Ｖ字状に配置したコロコンベア２４、２４の各コロ２４ａ、２４ａを小間隙を保って並列架設する。この場合のコロ２４ａと２４ａの角度は、取り扱い食品によって異なるが、生馬鈴薯１の場合には、６０度〜９０度とする。
【００３０】
前記各コロ２４ａ、２４ａは、一方の軸端部に磁化ロール２５を固定し、この磁化ロール２５へ、磁化ホイール２６を非接触状に配置した磁気伝導である。
【００３１】
前記において、ノズル杆２７ａ、２７ａは、所定間隔で斜に配置し、各ノズル杆のノズル孔２８、２８は全ノズル孔を通じ等間隔になるようにしてある。従って、生馬鈴薯１は、当該間隔で薄く切断される。前記複数のノズル杆２７ａ、２７ｂのノズル孔２８、２８から高圧水ビームを投射して切断するので、ノズル孔の位置関係上時間差切断になるが、時間的には極めて短時間のずれ（例えば１／５秒〜１／１０秒）であるから、支障はない。図中３０はモータ、３１は伝導軸である。
【００３２】
前記において、生馬鈴薯１は矢示３２の方向へ進行するが、この進行方向に対し、ノズル杆２７ａ、２７ｂを斜にしてあるので、各ノズル杆２７ａ、２７ｂに固定したオリフィスに相当広い間隔（例えば１３ｍｍ）あっても、斜にすることによりノズル孔は１０ｍｍ以下の間隔となり、その間へ、他のノズル孔１つが入れば、全体として２等分（例えば５ｍｍ間隔）として更に狭くすることができる。このようにして、ノズル杆の角度と本数を調整することにより、ポテトチップの素材の厚さを１．５ｍｍ〜５ｍｍの何れでも選定できることになる。
【００３３】
前記コロの回転力は非接触伝導によるものとしたが、他の伝導手段をとることもできる。
【実施例５】
【００３４】
この発明の他の実施例を図６について説明すると、水槽１８の中間部に環状膨出孔１８ａを設け、該部に数条の帯状壁１８ｂ、１８ｂを小間隙を保って設ける。前記水槽１８の底部には、回転翼１９を架設し、回転翼１９の軸２０は動力（図示してない）と連結してある。
【００３５】
前記環状膨出孔１８ａの外側には、ノズル杆２１が設置され、前記帯状壁１８ｂ、１８ｂの隙間から、内側へ高圧水ビームを矢示２１ａのように噴き出してある。
【００３６】
前記実施例において、回転翼１９を回転（例えば５００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍ）させると、水槽１８の底部に溜まっていた水は、遠心力を得て矢示２２のように上昇し、前記環状膨出孔１８ａから矢示２２のように飛び出る。そこで前記水槽１８内へ適量の生馬鈴薯を入れておけば（事実上は、生馬鈴薯と水は連続的に投入）生馬鈴薯は共に上昇し、高圧水ビームにより切断される。この場合に、ノズル孔から高圧水ビームを投射すれば、前記生馬鈴薯１は薄く切断され、ポテトチップ素材となって排出される。
【００３７】
即ち生馬鈴薯１は水と共に遠心力を受けて環状膨出部へ並列したまま回転する（又は停止する）ので、高圧水ビームによって容易に切断され、各ポテトチップ素材１ａ、１ｂ、１ｃは隙間Ｓから矢示２９のように取り出される。
【００３８】
前記における帯状壁の幅と隙間と高圧水ビームを出すノズルの位置とは、ポテトチップ素材の厚さを考慮して定める。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）この発明の実施例の切断時の概念図、（ｂ）同じく馬鈴薯と、ノズル杆との関係を示す拡大平面図。
【図２】（ａ）同じくオリフィスの関係を示す説明図、（ｂ）同じくオリフィスの拡大正面図。
【図３】（ａ）同じく断面方形のポテトチップを切断する実施例の説明図、（ｂ）同じく水平、垂直のノズル杆の対応関係を示す説明図、（ｃ）同じくチップの斜視図。
【図４】（ａ）同じく他の実施例の説明図、（ｂ）同じく一部平面図、（ｃ）同じく無接触伝導の説明図、（ｄ）同じく磁化ロールと磁化ホイールの関係を示す説明図。
【図５】（ａ）同じく他の実施例の説明図、（ｂ）同じくコロとノズル杆の関係を示す説明図、（ｃ）同じくコロの伝導関係を示す図、（ｄ）同じく磁化ロールと磁化ホイールの関係を示す説明図。
【図６】（ａ）同じく他の実施例の一部を省略した拡大断面図、（ｂ）同じく一部を省略した平面図、（ｃ）同じく切断状況を示す平面図、（ｄ）同じく切断されて排出される点の説明図。
【符号の説明】
【００４０】
１  馬鈴薯
２  突起
３  コンベア
４  ノズル孔
５  ノズル杆
６  オリフィス
８ａ、８ｂ  高圧水ビーム
１１  チップ
１２  コロコンベア
１４  磁化ホイール
１６  モータ
１８  水槽
１９  回転翼
２０  軸
２１  ノズル杆
２４  コロコンベア
２５  磁化ロール
２６  磁化ホイール
【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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