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公開番号2025166804
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-06
出願番号2025068493
出願日2025-04-18
発明の名称熱力学システムおよび当該システムを備えた機械
出願人エイエルアイグループソチエタアレスポンサビリタリミタータカルピジャーニ,ALI GROUP S.r.l.CARPIGIANI
代理人個人,個人
主分類F25B 1/00 20060101AFI20251029BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】システム内でCO2を使用する主な欠点は、その低い臨界温度及び高い動作圧力である。
【解決手段】液体又は半液体タイプの食品を収容する第1の容器11を冷却または加熱するための熱力学システム1であって、トランスクリティカルの熱交換流体を使用する回路を備え、熱交換流体用の第1の入口I1及び出口U1と、熱交換流体用の第2の入口I2及び出口U2とを備えた圧縮機2と、圧縮機2の第2の出口U2に接続された熱交換流体用の入口4a及び出口4bと、サービス流体用の入口4c及び出口4dとを備える第1の熱交換器4と、第1の容器11と関連付けられた第2の熱交換器5と、第1の熱交換器4の出口4bから第2の熱交換器5の入口5aまで延びる熱交換流体用の入口ブランチ35と、第2の熱交換器5の出口5bから圧縮機2の第1の入口I1まで延びる熱交換流体用の出口ブランチ36と、制御及び駆動ユニットとを有する熱力学システム1。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
液体または半液体タイプの食品を収容する少なくとも１つの第１の容器（１１）を冷却または加熱するための熱力学システム（１）であって、熱交換流体を、好ましくはトランスクリティカルの熱交換流体を、使用する回路を備え、当該熱力学システムは、少なくとも、
－前記熱交換流体用の第１の入口（Ｉ１）および第１の出口（Ｕ１）と、前記熱交換流体用の第２の入口（Ｉ２）および第２の出口（Ｕ２）とを備えた圧縮機（２）と、
－前記圧縮機（２）の前記第２の出口（Ｕ２）に接続された、前記熱交換流体用の入口（４ａ）と、前記熱交換流体用の出口（４ｂ）とを備える第１の熱交換器（４）であって、前記熱交換流体とサービス流体との間の熱交換を可能にするように構成されており、また、前記サービス流体用の入口（４ｃ）と、前記サービス流体用の出口（４ｄ）とを備える、第１の熱交換器（４）と、
－前記少なくとも１つの第１の容器（１１）と関連付けられた第２の熱交換器（５）と、
－前記第１の熱交換器（４）の前記熱交換流体用の前記出口（４ｂ）から前記第２の熱交換器（５）の入口（５ａ）まで延びる、前記熱交換流体用の入口ブランチ（３５）と、
－前記第２の熱交換器（５）の出口（５ｂ）から前記圧縮機（２）の前記第１の入口（Ｉ１）まで延びる、前記熱交換流体用の出口ブランチ（３６）と、
－制御および駆動ユニット（８）とを有し、
当該熱力学システム（１）は、
－前記圧縮機（２）の前記第２の出口（Ｕ２）と前記第１の熱交換器（４）の前記熱交換流体の前記入口（４ａ）との間を流れる前記熱交換流体の圧力を表す圧力データ信号を生成するように構成された第１の圧力トランスデューサ（２８）と、
－前記第１の熱交換器（４）の前記入口（４ｃ）に入る前記サービス流体の流量を調節する調節手段（７）であって、前記圧力データ信号に応じて、前記制御および駆動ユニット（８）を介して、動作的にアクティベート可能である、調節手段（７）とを備える、熱力学システム（１）。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
前記第１の熱交換器（４）の前記入口（４ｃ）に入る前記サービス流体は水であり、前記第１の熱交換器（４）に入る前記サービス流体の流量を調節する前記調節手段（７）は電子式制御弁を備える、請求項１に記載の熱力学システム（１）。
【請求項３】
－前記入口ブランチ（３５）内の前記熱交換流体の流れ方向に対して前記入口ブランチ（３５）に沿って前記第１の熱交換器（４）の下流に設置されたサーモスタット弁（１０）であって、前記制御および駆動ユニット（８）を介して、動作的にアクティベート可能であり、前記第２の熱交換器（５）内の所定の蒸発圧力を調節するために前記熱交換流体の負荷損失を調節する、サーモスタット弁（１０）と、
－前記出口ブランチ（３６）内の前記熱交換流体の流れ方向に対して前記出口ブランチ（３６）に沿って前記第２の熱交換器（５）の下流に設置されたバイパス弁（１３）であって、前記制御および駆動ユニット（８）を介して、動作的にアクティベート可能であり、前記熱交換流体が前記圧縮機（２）の前記第１の入口（Ｉ１）に向かって流れることを可能にする、バイパス弁（１３）とを備える、請求項１から２の一以上に記載の熱力学システム（１）。
【請求項４】
－前記入口ブランチ（３５）内を流れる前記熱交換流体の温度を監視するための第１の監視手段（１５ｃ）であって、前記入口ブランチ（３５）内の前記熱交換流体の流れ方向に対して前記第２の熱交換器（５）の前記入口（５ａ）の上流に設置されており、熱交換流体の温度データ信号を提供するように構成された、第１の監視手段（１５ｃ）と、
－前記出口ブランチ（３６）内を流れる前記熱交換流体の温度を監視するための第２の監視手段（１５ｄ）であって、前記出口ブランチ（３６）内の前記熱交換流体の流れ方向に対して前記第２の熱交換器（５）の前記出口（５ｂ）の下流に設置されており、熱交換流体の温度データ信号を提供するように構成された、第２の監視手段（１５ｄ）と、
－前記第２の監視手段（１５ｄ）の下流で前記出口ブランチ（３６）に沿って設置され且つ熱交換流体の圧力データ信号を提供するように構成された第２の圧力トランスデューサ（２９）とを備え、
前記サーモスタット弁（１０）は、前記第１の監視手段（１５ｃ）および前記第２の監視手段（１５ｄ）からの前記温度データ信号と、前記第２の圧力トランスデューサ（２９）からの前記圧力データ信号とに応じて、調整される、請求項１から３の一以上に記載の熱力学システム（１）。
【請求項５】
前記圧縮機（２）の前記第１の入口（Ｉ１）に入る前記熱交換流体の温度を表す温度データ信号を前記制御および駆動ユニット（８）に提供するように構成された温度センサ（１５ｅ）を備える、請求項１から４の一以上に記載の熱力学システム（１）。
【請求項６】
－前記圧縮機（２）の前記第２の入口（Ｉ２）に入る前記熱交換流体の温度を表す温度データ信号を前記制御および駆動ユニット（８）に提供するように構成された温度センサ（１５ａ）と、
－前記圧縮機（２）の前記第１の出口（Ｕ１）と、前記圧縮機（２）の前記第２の入口（Ｉ２）とに接続された第３の熱交換器（３）であって、前記熱交換流体とサービス流体との間の熱交換を可能にするように構成されており、前記サービス流体用の入口（３ｃ）と、前記サービス流体用の出口（３ｄ）とを備える、第３の熱交換器（３）と、
－前記熱交換器（３）に入る前記サービス流体用の前記入口（３ｃ）に接続されており且つ前記第３の熱交換器（３）に入る前記サービス流体の流量を調節するために前記制御および駆動ユニット（８）を介してアクティベート可能であるエレクトロバルブ（１６）とを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の熱力学システム（１）。
【請求項７】
前記第１の熱交換器（４）の前記熱交換流体の前記出口（４ｂ）と前記第２の熱交換器（５）の前記入口（５ａ）との間の前記入口ブランチ（３５）に沿って設置された脱水フィルタ（１８）を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の熱力学システム（１）。
【請求項８】
－高温ガス熱力学サイクルを実行するための高温ガスブランチ（６）であって、前記圧縮機（２）の前記第２の出口（Ｕ２）から流出した前記熱交換流体を前記第２の熱交換器（５）の前記入口（５ａ）に搬送するように構成された、高温ガスブランチ（６）と、
－前記高温ガスブランチ（６）と動作的に関連付けられ且つその内部の熱交換流体の流れを防止するまたは許容するように前記ブランチ（６）を閉鎖および開放するように構成された少なくとも１つの選択的閉鎖要素（１７）と、
－前記第２の熱交換器（５）の前記出口（５ｂ）から流出した前記熱交換流体を前記圧縮機（２）の前記第１の入口（Ｉ１）に直接搬送するように構成されたバイパスブランチ（１２）とを備える、請求項１から７の一以上に記載の熱力学システム（１）。
【請求項９】
－前記熱交換流体の流れ方向に対して前記選択的閉鎖要素（１７）の上流で前記高温ガスブランチ（６）と動作的に関連付けられた第１の圧力低減要素（２０）と、
－前記入口ブランチ（３５）に沿って流れる前記熱交換流体と前記出口ブランチ（３６）に沿って流れる前記熱交換流体との間の熱交換部分を規定するように構成された再生熱交換器（９）とを備える、請求項１から８の一以上に記載の熱力学システム（１）。
【請求項１０】
前記バイパスブランチ（１２）は、前記バイパス弁（１３）が非アクティブであるときに前記熱交換流体が前記バイパスブランチ（１２）内に流入し、前記バイパスブランチ（１２）が前記バイパスブランチ（１２）と動作的に関連付けられた第２の圧力低減要素（１４）を有するように、前記バイパス弁（１３）に対して平行に配置される、請求項３に従属する場合の請求項８に記載の熱力学システム（１）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体または半液体の食品を調製するための機械の技術分野に関する。
続きを表示（約 880 文字）【０００２】
特に、本発明は、熱力学システムおよび本発明のシステムを備えた、液体または半液体の食品用の機械に関する。
【背景技術】
【０００３】
液体および半液体の製品用の機械の業界では、例えばアイスクリーム、ペストリー、または類似の産業などの機械の業界では、所定のレシピを実行して完成した液体または半液体の製品を製造するために、ベース製品を熱処理（すなわち、冷却および／または加熱）することが知られている。
【０００４】
容器内の製品を熱処理（加熱または冷却）して、その食品／官能的特徴を変化させることを可能にする熱力学的タイプの複数の加熱システムが知られている。
【０００５】
実際、専門的なアイスクリーム機械は、アイスクリームの混合物を冷却してバッチ冷凍するだけでなく、最適な衛生状態を保証するためにそれを低温殺菌する必要があるという性質を持っている。
【０００６】
したがって、アイスクリーム機械の動作サイクルは、アイスクリームを冷却して製造するステップおよびアイスクリームを加熱、維持、冷却することを含む低温殺菌ステップというさまざまなステップを含む。
【０００７】
さらに、アイスクリームが低温殺菌後に再度冷却される場合、それはバッチ冷凍される必要がある。
【０００８】
アイスクリームのバッチ冷凍は伝統的に、蒸気圧縮冷凍サイクルと機械的な撹拌を組み合わせることによって実行される。
【０００９】
その代わりに、低温殺菌プロセスは、高温ガスを蒸発器に注入することによって、または蒸気圧縮サイクルのヒートポンプ動作によって、実行される。
【００１０】
また、ほとんどの熱力学冷却システムは、熱交換流体で作動する熱力学回路によって容器を冷却することを可能にし、すべてが熱交換流体を使用する一対の交換器（蒸発器と凝縮器）、圧縮機および絞り要素を備えることが知られている。
（【００１１】以降は省略されています）

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