以下図面に従い、本発明を実施するため� ��最良の形態につき詳細を説明する。

 <実施形態1>
 図1は本発明の高圧均質化装置の冷却装置の 実施形態1の全景を示す断面図、図2は本実施� ��態1を構成する冷却手段の縦断面図、図3は� �じく横断面図である。

 本実施形態1は、微細な固形体、繊維状セ ルロース、細胞等よりなる原料Gを液体中に� �む懸濁液2、または、半流動物2″よりなる原 料Gを高圧力にて圧縮し、シリンダーケース3� ��に軸長方向Xに摺動自在に、且つ回動自在に 設けた可動弁4の先端部4aと、前記シリンダー ケース3に対向する壁面3aとの間に形成される 僅かな間隙のオリフィス5から高速度にて通� �させて高圧力差にて前記原料Gの分散、乳化� ��破砕等の処理や細分化を行う高圧均質装置1 の冷却装置において、前記シリンダーケース 3に冷媒6を流通可能な多数の通路部8を連続し て有する熱交換手段7を、発熱源としての前� �オリフィス5を中心に周囲に軸長方向Xにわた り所望長さLに設けたことを特徴とする。

 前記原料Gは、例えば、食品分野で取り扱 われる例えば澱粉含有食品、例えば、もち、 せんべいにおいては固形体として、生米、そ ばにおいてはそばの実、又、パン、パイ生地 、うどんにおいては小麦、又、豆腐造りや豆 乳、調味料での醤油、味噌における大豆、小 豆等の各種穀類が挙げられる。又、ジャム、 果実酒、ジュースにおける果実、各種野菜が 挙げられる。そして、植物油での各種、又は 、バター、ヨーグルト等の乳製品における乳 、又、緑茶や紅茶における茶葉、コーヒーで の実、ビールにおける大麦、ホップ等がある 。そして、スープ、乳児食、非常食、病院食 、栄養食、宇宙食等においては、栄養源とし ての固形体が挙げられるほか、分離防止、長 期安定性、風味、のどごし改善等の観点から 各種調合剤、繊維状セルロース、カゼイン等 の固形体が例えば半製品または完成品の懸濁 液2もしくは半流動物2″に含まれるもの。又� ��化学品、化粧品、工業品については、各種� ��料、磁性粉、鉱物、炭素粉等の固形体が半� ��品または完成品での懸濁液2もしくは乳化液 、半流動物2″に含まれたもの、又、医薬品� �ついては、鉱物、生薬等の固形体が半製品� �たは完成品での懸濁液2もしくは半流動物2″ や乳化液に含まれたもの、又、ガラス工業品 等においては、顔料、鉱物等の微細な固形体 が液状ガラス中に含まれたもの、又、合成樹 脂工業分野では例えば熱可塑性樹脂の液状体 に顔料、炭素、鉱物、可塑剤、強化繊維、セ ラミック等の無機物質等が半製品または完成 品での懸濁液2もしくは半流動物2″や乳化液� ��含まれたもの、又、製紙分野等においては� ��維状セルロースの固形体が製造途中の懸濁� ��2もしくは半流動物2″に含まれたもの、さ� �には、各種病理研究室では、大腸菌、イー� �ト菌等の菌類の細胞が含まれた懸濁液2もし� ��は半流動物2″があげられる。

 前記可動弁4を軸長方向Xに摺動自在にす� �には、可動弁4の後部に設けた第1前進受圧部 S1と、第2前進受圧部S2とに油圧回路からの油� ��を受圧することにより軸長方向Xに前進する とともに、第3受圧部S3に油圧回路からの油圧 を受圧することにより後退させることにより 、原料Gの圧縮圧に応じてオリフィス5の僅か� ��間隙Kを後述のように適正に調整する。また 、可動弁4をはタイマーの設定による所望時� �毎に、または所要時に軸回りに回転するの� �は、例えば、図には示さないモータの回転� �動力を駆動歯車、受動歯車等の歯車群やベ� �トとプーリ等の動力伝達部品を介して受動� �ることにより、時計方向または半時計方向� �回転駆動させる。このように可動弁4を回転� ��るのは、例えば粘性が高い懸濁液2や半流動 物2″よりなる原料Gをオリフィス5を通じて細 分化処理する場合に、オリフィス5の詰まり� �防止するためである。

 前記オリフィス5が、図1,および図2に示す ように、シリンダーケース3の壁面3aと、該壁 面3aに設けたバルブシートV.Sに対向して前記� ��動弁4の先端部4aとの間に挟小の間隙Kにて構 成される。前記オリフィス5は、1/100~1/200mm以� ��の微少な間隙Kに形成される。このように、 オリフィス5を、1/100~1/200mm以下の微少の間隙K に形成するのは、原料Gの分散、乳化、破砕� �の処理や細分化を行う場合に、原料Gを高圧� ��にて圧縮し、僅かな間隙Kのオリフィス5か� �原料Gを高速度にて通過させて高圧力差にて� ��記原料Gの分散、乳化、破砕等の処理や細分 化を行うのに、原料Gがオリフィス5に詰まる� ��となく、通過させ、原料Gの細分化処理に支 障を来たさず、原料Gの細分化を高精度に行� �ためである。また、前記懸濁液2よりなる前� ��原料Gは、100~280MPaの高圧力にて圧縮され、� �かな間隙Kのオリフィス5から高速度にて通過 されることにより高圧力差にて原料Gの分散� �乳化、破砕等の処理や細分化が行われる。� �して、前記オリフィス5の一次側(前段)には� �圧縮された原料Gをシリンダーケース3内に導 入し、オリフィス5に供給するための原料導� �通路9が形成され、また、オリフィス5の二次 側(後段)には、細分化処理した原料Gを流通さ せる原料処理通路10が連通可能に設けられる� ��

 前記熱交換手段7が、本実施形態1では、� �記シリンダーケース3内に、すなわち、前記� ��リンダーケース3を軸長方向Xにて分割した� �個のシリンダーブロック体のうち、少なく� �も前記オリフィス5を内部に形成する内圧調� ��弁設置区域部Nに分担されるシリンダーブロ ック体3Aの内部に、前記通路部8を軸長方向X� �蛇行して形成して図3に示すように前記通路� ��8が断面同心的に設けられる。この際、図示 する実施形態では、シリンダーブロック体3A� ��内部に蛇行して形成される通路部8は、周方 向の任意の一端、図示では下方に入口が設け られ、周方向の任意の他端、図示では上方に 出口が設けられ、前記入口の奥においては断 面左右に分岐され、前記入口と前記出口との 間の中間の大部分において前述のように断面 同心円的に、且つ前記シリンダーブロック体 3Aの中央軸線Iに対し断面左右対称的に長手方 向Xに蛇行して形成されるとともに、前記出� �の手前で再び合流するように形成されてい� �。しかし、通路部8は、これに限ることなく� ��には示さないが、前記通路部8を螺旋状に設 けることもできる。この実施形態1では、通� �部8の管径φは例えば11.5mmであり、また前述� �ように蛇行された通路部8の全長さは3100mm~350 0mmであるが、この増減変更は自由に行える。 また、本実施形態1では、通路部8の設置個数� ��、図3では24個が示されているが、通路部8の 設置個数、管径φは図示するものに限らず、� ��の増減変更は自由に行える。シリンダーケ� ��ス3を複数個に分割したのは、シリンダーケ ース3の分解、および組立てを容易なするこ� �により、オリフィス5をはじめ、内部の清掃� ��部品の交換、補充を容易にし、保守、管理� ��便利にするためである。

 前記冷媒6が、上水道水、油、ガス、もし くは、前記上水道水、前記油、前記ガスの何 れかを冷却した何れかである。この冷媒6は� �本実施形態1では蛇行された前記通路部8内を 前記シリンダーケース3の下方から前記通路� �8内に流入されるとともに、前記シリンダー� ��ース3の上方へと向かって流されて外部に流 出される。このように、冷媒6を前記シリン� �ーケース3の下方から前記通路部8内に流入さ れるとともに、前記シリンダーケース3の上� �へと向かって流されて外部に流出させるよ� �にしたのは、発熱源としての僅かな間隙Kに� ��成された前記オリフィス5に対して時間をか けて冷媒6が通路部8内に流されることにより� ��熱交換時間を充分に採ることにより、効率� ��に熱交換を図るためである。勿論、通路部8 に対する冷媒6の流入方向は前述のように、� �から上へ流入するのに限ることなく、上か� �下であってもよい。

 本実施形態1の高圧均質化装置1の冷却装� �は以上の構成からなり、微細な原料Gをの分� ��、乳化、破砕等の処理や細分化を行うには� ��液体中に含まれる懸濁液2、または、半流動 物2″よりなる原料Gを高圧力、例えば100~280MPa の高圧にて圧縮し、シリンダーケース3内に� �長方向Xに摺動自在に、且つ回動自在に設け� ��可動弁4の先端部4aと、前記シリンダーケー� ��3の対向する壁面3aとの間に形成される僅か� ��間隙Kのオリフィス5から原料Gを高速度にて� ��過させて高圧力差にて前記原料Gの分散、乳 化、破砕等の処理や細分化が行われる。

 このように、高圧力にて圧縮した原料Gを 僅かな間隙のオリフィス5から高速度にて通� �させることにより高圧力差にて原料Gの分散� ��乳化、破砕等の処理や細分化を行う場合に� ��熱が生ずるが、本実施形態1では、熱交換手 段7が、前記シリンダーケース3内に、すなわ� ��、前記シリンダーケース3を分割した数個の シリンダーブロック体のうち、少なくとも前 記オリフィス5を内部に形成する内圧調整弁� �置区域部Nに分担されるシリンダーブロック� ��3Aの内部に、前記通路部8を発熱源としての� ��記オリフィス5を中心に周囲に軸長方向Xに� �行して連続して形成されて図3に示すように� ��面同心的に前記通路部8が設けられているの で、上水道水、または、油、ガス、もしくは 、前記上水道水、前記油、前記ガスの何れか を図には示さない冷却付与装置にて冷却した 何れかよりなる冷媒6は、蛇行された前記通� �部8内を前記シリンダーケース3の下方から前 記通路部8内に流入されるとともに、前記シ� �ンダーケース3の上方へと向かって流されて� ��部に流出されることにより、オリフィス5か ら懸濁液2、または半流動物2″よりなる原料G を高速度にて通過させる時に生ずる前記熱は 熱交換手段7の前記冷媒6により周囲から所望� ��さ熱交換されて冷却される。なお、図示で� ��シリンダーブロック3Aに放熱フィンが設け� �れてはいないが、図示は例示であり、放熱� �ィンを設ければ放熱による冷却も行うこと� �できる。

 この際、冷媒6は本実施形態1では、図示� �るように、前記シリンダーケース3の下方の� ��口から前記通路部8内に流入されるとともに 、前記シリンダーケース3の上方へと向かっ� �流されて上方に設けられた出口から外部に� �出されるので、中心部に位置する発熱源と� �ての僅かな間隙Kに形成された前記オリフィ� ��5に対して時間をかけて冷媒6が通路部8内に� ��されるため、熱交換時間を充分に採ること� ��より、オリフィス5からの熱は効率的に熱交 換が行われる。

 冷却手段7の通路部8は、図3に示すように� ��リンダーブロック体3Aの内部に同心円的に� �等角度に設けられているので、冷却手段7に� ��る冷却時に通路部8内に冷媒6を通して冷却� �た場合に、シリンダーブロック体3A、および 、シリンダーケース3内に摺動自在に、かつ� �動自在に設けられた可動弁4等のオリフィス� ��成部品をムラがなく平均的に冷却すること� ��できる。しかも、原料Gを細分化等の処理を する場合に、発熱源としてのオリフィス5が� �熱する場合にもシリンダーブロック体3Aをは じめ、オリフィス構成部品は、それらの軸長 方向X、および、半径方向の伸び率は平均し� �一様になる。しかも、構造的にも通路部8は� ��同心円的に設けられることにより応力が一� ��所に集中することなく、分散され、堅牢に� ��る。

 また、前述のように、前記通路部8を発熱 源としての前記オリフィス5を中心に周囲に� �長方向Xに蛇行して連続して形成されて図3に 示すように断面同心的にシリンダーブロック 体3A内に前記通路部8が設けられているので、 例えば、蛇行管をシリンダーブロック体3Aの� ��周に取り付けるのとは異なり、径大になら� ��にコンパクトな冷却手段7が設置されるとと もに、外観的に煩雑さはなくなり、見苦しさ は一掃される。さらには、蛇行管をシリンダ ーブロック体3Aの外周に取付けたり、蛇行管� ��形成するために管端相互の溶接を行う等の� ��間が省略され、工事の施工性は良好であり� ��製作にも優れる。

 従って、原料Gの分散、乳化、破砕等の処 理や細分化を行う場合に、オリフィス5に発� �される熱によってシリンダーケース3、該シ� ��ンダーケース3内に摺動自在に設けられた可 動弁4等のオリフィス構成部品が熱伝導によ� �、膨張されるのが、冷却手段7の通路部8内に 冷媒6を流すことにより冷却されて抑えられ� �ので、シリンダーケース3内に軸長方向Xに摺 動自在に、且つ回動自在に設けた前記可動弁 4の先端部4aと、前記シリンダーケース3に対� �する壁面3aとの間に形成されるオリフィス5� �の間の僅かの間隙Kが熱膨張することにより� ��まることなく、オリフィス5の微細な間隙K� �1/100~1/200mm以下の微少な間隙Kに適正に確保す ることができる。このため、原料Gは、オリ� �ィス5に詰まることなくオリフィス5を通過す ることができ、原料Gの細分化処理を高精度� �行うことができる。

 実際に、含水率が約8wt%の紙片を裁断機(� �江ナカバヤシ株式会社製の裁断機:NS-32C)にて 約4×15mm程度の裁断寸法に細かく裁断した細� �の約43.5gを水が約956.5gに混入する。その後、 松下電器産業製のミキサー(機種:MX-152S)を用� �て約1分間撹拌処理することにより繊維状セ� ��ロースの固形体をある程度細かに粉砕して� ��中に均一に分散させた固形体(繊維状セルロ ース)が4wt%のものを原料Gとして用い、200MPaの 高圧縮圧にて圧縮を行い、オリフィス5から� �速度にて通過させて高圧力差にて前記原料G� ��破砕等の細分化を行った場合に、オリフィ� ��5では、40~45°Cの発熱があっても、発熱源と� ��ての前記オリフィス5を中心に、該オリフィ ス5を内部に形成する内圧調整弁設置区域部N� ��分担されるシリンダーブロック体3Aの内部� �、軸長方向Xに蛇行して連続して形成されて� ��3に示すように断面同心的に設けられた通路 部8内に、20~25°Cの上水道水を冷媒6としてシ� �ンダーケース3の下方から流入させるととも� ��、前記シリンダーケース3の上方へと向かっ て流されて外部に流出されることにより、冷 却手段7により冷却を行われると、連続運転� �てもオリフィス5の微細な間隙Kを1/100~1/200mm� �下の微少な間隙Kを適正に確保されて原料Gが 、オリフィス5に詰まることなくオリフィス5� ��通過させて原料Gの細分化処理を高精度に行 えることがわかった。

 また、シリンダーケース3、該シリンダー ケース3内に摺動自在に設けられた可動弁4等� ��オリフィス構成部品が熱伝導により、膨張� ��れるのが、冷却手段7の通路部8内に冷媒6を� ��すことにより冷却されて抑えられるので、� ��造簡単にして部品の磨耗や損壊が少なく、� ��械的寿命も長命になり、掃除や保守・管理� ��優れる。

 <実施形態2>
 図4は本発明の高圧均質化装置の冷却装置の 実施形態2である。
 前記実施形態1では、前記熱交換手段7が、� �記シリンダーケース3を分割した数個のシリ� ��ダーブロック体のうち、少なくとも前記オ� ��フィス5を内部に形成する内圧調整弁設置区 域部Nに分担されるシリンダーブロック体3Aの 内部に設けられている場合を説明しているが 、この実施形態2では熱交換手段7″が、前記� ��施形態1のようにシリンダーブロック体3Aの� ��部に通路部8を設けて熱交換手段7を形成し� �ほかに、シリンダーブロック体3Aの外周に取 付けられる管状の外装体20内に設けられた構� ��である。

 そして、この実施形態2では高圧力にて圧 縮した懸濁液2、または半流動物2″よりなる� ��料Gを、シリンダーケース3内部の壁面3aと、 該シリンダーケース3内に摺動自在に且つ回� �自在に設けた可動弁4の先端部4aとの間に形� �される僅かな間隙Kのオリフィス5から高速度 にて通過させることにより高圧力差にて原料 Gの分散、乳化、破砕等の処理や細分化を行� �場合に、熱が生ずるが、本実施形態2では、� ��交換手段7,7″が、前記シリンダーケース3内 、及び該シリンダーケース3の外周に取付け� �れる外装体20の内部に発熱源としての前記オ リフィス5を中心に周囲に軸長方向Xに蛇行し� ��連続して通路部8″が形成され、しかも、図 4に示すように断面同心的に前記通路部8,8″� �設けて形成されるので、上水道水、または� �油、ガス、もしくは、前記上水道水、前記� �、前記ガスの何れかを図には示さない冷却� �与装置により冷却した何れかよりなる冷媒6� ��、蛇行された前記通路部8,8″内を前記シリ� ��ダーケース3の下方から前記通路部8,8″内に 流入されるとともに、前記シリンダーケース 3の上方へと向かって流されて外部に流出さ� �ることにより、オリフィス5から懸濁液2、ま たは、半流動物2″よりなる原料Gを高速度に� ��通過させる時に生ずる前記熱は内外二重の� ��交換手段7,7″に流される前記冷媒6,6により� ��囲から所望長さLにて、かつ内外二重に熱交 換されて冷却されるため、前記実施形態1よ� �も、オリフィス5から原料Gを細分化する等し て発生される熱に対する冷却効率は高まる。

 従って、原料Gの分散、乳化、破砕等の処 理や細分化を行う場合に、発生される熱によ ってシリンダーケース3、該シリンダーケー� �3内に摺動自在に設けられた可動弁4等のオリ フィス構成部品が熱伝導により、膨張される のが、内外の冷却手段7,7″の通路部8,8″内に 冷媒6,6を流すことにより前記実施形態1より� �効率良く冷却されて抑えられるので、シリ� �ダーケース3内に軸長方向Xに摺動自在に、且 つ回動自在に設けた可動弁4の先端部4aと、前 記シリンダーケース3に対向する壁面3aとの間 に形成されるオリフィス5の僅かの間隙Kが膨� ��により狭まることなく、オリフィス5の微細 な間隙Kを1/100~1/200mm以下の微少な間隙Kに前記 実施形態1よりも適正に確保することができ� �。このため、原料Gは、オリフィス5に詰まる ことなくオリフィス5を通過することができ� �原料Gの細分化処理を高精度に行うことがで� ��るほかは、前記実施形態1とほぼ同様の構成 、作用である。

 上記説明では、シリンダーブロック体3A� �および該シリンダーブロック体3Aの外周に取 付けられる熱交換手段7,7″を構成する通路部 8,8″は発熱源としてのオリフィス5を中心に� �行して形成させた場合を代表的に説明した� �、これは例示であり、右回りまたは左回り� �何れかに螺旋状に通路部8,8″を設けて冷媒6, 6を流すことにより発熱源としてのオリフィ� �5を冷却するようにすることも本発明の適用� ��囲である。