(57)【要約】【課題】  ドライアイス製造装置の圧力緩和機能を改善する。【解決手段】  二酸化炭素の固体ブロックを製造するための装置は、取り外し可能に連結できる第１及び第２のハウジング部分を有している。第１及び第２のハウジング部分は所定の圧力で液体二酸化炭素を受容するように適合された内部成形チャンバを形成している。ここに、所定の圧力とは、液体二酸化炭素の膨張が起きて固体二酸化炭素と気体二酸化炭素の混合物が形成されるような圧力である。圧力緩和装置は、第１及び第２のハウジング部分をいっしょに付勢するための付勢部材を有している。付勢部材は、気体二酸化炭素からの内部圧力が予め決められた量を超えたときに、第１及び第２のハウジング部分の間の相対動作を許容する。この構造では、第１及び第２のハウジング部分の間の相対動作が二酸化炭素を内部成形チャンバから放出させ、それによって、内部圧力を低下させる。【選択図】  図１
2006232664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素の固体ブロックを製造するための装置であって、
第１のハウジング部分と、
第１のハウジング部分と連結される第２のハウジング部分と、
第１及び第２のハウジング部分をいっしょに付勢するための付勢部材を有する第１の圧力緩和装置と、
を有し、第１及び第２のハウジング部分がいっしょになって内部成形チャンバを形成し、内部成形チャンバは所定の圧力で液体二酸化炭素を受容するように適合されており、ここに、所定の圧力とは、液体二酸化炭素の膨張が起きて固体二酸化炭素と気体二酸化炭素の混合物が形成されるような圧力であり、
付勢部材は、気体の二酸化炭素からの内部圧力が予め決められた量を超えたときに、第１及び第２のハウジング部分の間の相対動作を許容し、
第１及び第２のハウジング部分の間の相対動作が気体の二酸化炭素を内部成形チャンバから放出させ、それによって、内部圧力を低下させるようになっている装置。
【請求項２】
付勢部材が弾性のコードを有し、このコードは、第２のハウジング部分の前壁部分へ連結された前部ループ状端部と、第２のハウジング部分の後壁部分へ連結された後部ループ状端部と、前部ループ状端部及び後部ループ状端部の間を延びるとともに第１のハウジング部分上を延びて第１及び第２のハウジング部分をいっしょに付勢する一対の中央部分とを有している請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第２のハウジング部分の前壁部分及び後壁部分が、それぞれ、前部フックフォーメーション及び後部フックフォーメーションを有し、前部ループ状端部が前部フックフォーメーション上に巻かれ、後部ループ状端部が後部フックフォーメーション上に巻かれている請求項２に記載の装置。
【請求項４】
第１及び第２のハウジング部分の少なくとも一方が透明な材料から構成され、内部成形チャンバ内における二酸化炭素の固体ブロックの形成を見ることができるようになっている請求項１に記載の装置。
【請求項５】
第１及び第２のハウジング部分の少なくとも一方に形成された少なくとも一つの窓と、窓上に配置された少なくとも一つのフィルタとがさらに設けられ、内部成形チャンバ内からの二酸化炭素ガスを放出できるようになっている請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１及び第２のハウジング部分の各々が、
前壁部分と、後壁部分と、前壁部分と後壁部分との間を延びる離間した側壁部分とを有する連続した外壁と、
外壁に向かって延びる内壁と、
を有し、第１及び第２のハウジング部分の内壁が内部成形チャンバを形成している請求項１に記載の装置。
【請求項７】
外壁が、少なくとも一つのキャビティによって、少なくとも部分的に内壁から熱的に隔離されている請求項６に記載の装置。
【請求項８】
第１及び第２のハウジング部分の各々が、
前壁部分、後壁部分及び内壁の間を延びる複数の長手方向リブと、
側壁部分と内壁との間を延びる複数の横方向リブと、
を有し、横方向及び長手方向のリブが交差して内壁と外壁との間に複数のキャビティを形成し、少なくとも部分的に外壁を内壁から熱的に隔離している請求項６に記載の装置。
【請求項９】
第１及び第２のハウジング部分の各々が一つの構造体として一体に成形されている請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
弾性のコードの中央部分を収容するための複数のノッチをさらに有し、ノッチは第１のハウジング部分の前壁部分及び後壁部分及び横方向リブに設けられている請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
弾性のコードが連続するループとして形成されており、ノッチが上側ハウジングの側壁部分に隣接して配置されている請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
第１のハウジング部分から延びる第１のブラケット部分と、
第２のハウジング部分から延びる第２のブラケット部分と、
をさらに有し、第１及び第２のブラケット部分がそれらの間に計量アセンブリを受容できるようになっている請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
第１及び第２のブラケット部分の間に配置された計量アセンブリをさらに有し、計量アセンブリが内部成形チャンバと液体二酸化炭素の加圧源との間の流体連通のために適合されている請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
第１及び第２のハウジング部分の一方の連続する外壁がトングを有し、第１及び第２のハウジング部分の他方の連続する外壁がトングを受容するための溝を有し、それらは、組み付け時には、第１及び第２のハウジング部分を位置合わせし、また、気体の二酸化炭素からの内部圧力が予め決められた量を超えたときには、第１及び第２のハウジング部分の間に制御された相対動作をもたらすようになっている請求項６に記載の装置。
【請求項１５】
トング及び溝は、相対動作時において、内部成形チャンバと大気との間に圧力緩和開口部を形成するように配置及び形成されている請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
第１及び第２のハウジング部分の一方がトングを有し、第１及び第２のハウジング部分の他方がトングを受容するための溝を有し、それらは、組み付け時には、第１及び第２のハウジング部分を位置合わせし、また、気体の二酸化炭素からの内部圧力が予め決められた量を超えたときには、第１及び第２のハウジング部分の間に制御された相対動作をもたらすようになっている請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
トング及び溝は、相対動作時において、内部成形チャンバと大気との間に圧力緩和開口部を形成するように配置及び形成されている請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
内部成形チャンバに動作可能に関連付けられた補助圧力緩和装置をさらに有し、補助圧力緩和装置は予め決められた量を越える圧力で駆動される請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
二酸化炭素の固体ブロックを製造するための装置であって、
第１のハウジング部分と、
第１のハウジング部分と連結される第２のハウジング部分と、
付勢部材と、
を有し、第１及び第２のハウジング部分がいっしょになって内部成形チャンバを形成し、内部成形チャンバは所定の圧力で液体二酸化炭素を受容するように適合されており、ここに、所定の圧力とは、液体二酸化炭素の膨張が起きて固体二酸化炭素と気体二酸化炭素の混合物が形成されるような圧力であり、
付勢部材は、第２のハウジング部分の第１の壁部分へ連結された前部ループ状端部と、第２のハウジング部分の第２の壁部分へ連結された後部ループ状端部と、前部ループ状端部及び後部ループ状端部の間を延びるとともに第１のハウジング部分上を延びて第１及び第２のハウジング部分をいっしょに付勢する一対の中央部分とを有している装置。
【請求項２０】
第２のハウジング部分の前壁部分及び後壁部分が、それぞれ、前部フックフォーメーション及び後部フックフォーメーションを有し、前部ループ状端部が前部フックフォーメーション上に巻かれ、後部ループ状端部が後部フックフォーメーション上に巻かれている請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
付勢部材が弾性のコードから成る連続するループを有し、第１及び第２のハウジング部分が透明な材料から構成され、内部成形チャンバ内における二酸化炭素の固体ブロックの形成を見ることができるようになっている請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は液体二酸化炭素からドライアイスを製造するための装置に関する。さらに詳しくは、この発明はドライアイス製造用ハウジングの内部チャンバ内の圧力を自動的に調節あるいは緩和する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライアイスを製造する周知の方法は、加圧タンクからチャンバの中へ液体二酸化炭素を供給する段階を含む。加圧タンクは、一般的に、およそ800psi(55.2×105 Pa)に維持されており、チャンバは、大気圧などのように、およそ70psi(4.8×105 Pa)未満の圧力になっている。液体二酸化炭素が供給されると、その一部は断熱膨張によって二酸化炭素スノーに変化してチャンバの中に堆積し、低密度から中密度のドライアイスブロックを形成する。一方、残りの部分は直接的に気体状態に変化して、チャンバ外側の大気中へ放出される。必要に応じて、チャンバ内のドライアイスは圧縮され、もっと密度の高いブロックが形成される。
【０００３】
いったん形成されると、ドライアイスは、氷の代わりに、物質を冷却したり、物質を凍った状態に維持したり、飲料を炭酸化したりするなどのために使用することができる。時間の経過や熱の吸収とともに、ドライアイスは昇華して、その通常の気体状態に戻る。ドライアイスは昇華プロセスにおいて大量の熱を吸収するため、ドライアイスの昇華速度は、その相対密度、周囲温度、ドライアイス周囲の圧力及び熱吸収に関与できる表面積に依存する。
【０００４】
小型で手動式のドライアイス製造装置がカワグチ(Kawaguchi)の米国特許第4,374,658号に開示されている。この装置は、液体二酸化炭素の加圧源と、凍った二酸化炭素を液体二酸化炭素タンクからノズルを介して堆積させる成形ボックスとを有している。組み付けられると、成形ボックスは、ベースと、このベースに固定された四つの側壁と、連結ラッチを介して側壁へしっかりとロックされた上部カバーとを含む。成形ボックスの側壁は、フィルタ材料の層と、複数の開口部を有しており、ドライアイスの形成中に気体の二酸化炭素を逃がすようになっている。
【特許文献１】米国特許第4,374,658号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このタイプの構造はある程度の可搬性及び便利性を提供してくれるが、成形ボックスの過大な圧力はそれに付随して問題を生じる。理論的には、成形ボックスの内部圧力は液体二酸化炭素タンクの内部圧力に到達し得る。フィルタ上で二酸化炭素スノーの過剰な形成や圧縮が起きると、フィルタを通るガスの流れが妨害されることによって、成形ボックス内部には過大な圧力の発生する可能性がある。また、洗浄や湿気環境に起因して、フィルタ上あるいはフィルタ中あるいは成形ボックスの内部に存在する湿気が氷に変化し、ガスの流れを妨害する可能性もある。さらに、加圧タンクのバルブが完全に開かれると、過剰な量の二酸化炭素が成形ボックスの中に流れ込み、逃げられなくなる可能性がある。また、主緩和安全バルブが詰まったり、凍結してしまったりする可能性もある。
【０００６】
さらに、ボックスを通して成形チャンバの中を見通すという利点がないため、ドライアイスブロックが許容できないような寸法に達したり、形成プロセス中に起こり得る問題を確認することが困難である。また、ドライアイスブロックの形成中及び形成後において、オペレータが成形ボックスに触れると、特に、成形ボックスが熱伝導性の材料から構成されているときには、怪我をする可能性がある。これは、凍った二酸化炭素は−109°F(−78.3℃)という低温になるためである。従って、従来の成形ボックスはオペレータを極低温による怪我から保護するために絶縁層を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一つの側面によれば、二酸化炭素の固体ブロックを製造するための装置は、取り外し可能な状態でいっしょに連結された第１及び第２のハウジング部分を有している。第１及び第２のハウジング部分は所定の圧力で液体二酸化炭素を受容するように適合された内部成形チャンバを形成している。ここに、所定の圧力とは、液体二酸化炭素の膨張が起きて固体二酸化炭素及び気体二酸化炭素の混合物が形成されるような圧力である。圧力緩和装置は第１及び第２のハウジング部分をいっしょに付勢するための付勢部材を有している。付勢部材は、気体の二酸化炭素からの内部圧力が予め決められた量を超えたときに、第１及び第２のハウジング部分の間での相対動作を許容する。この構造では、第１及び第２のハウジング部分の間での相対動作が、気体の二酸化炭素を内部成形チャンバから放出させ、それによって、内部圧力を低下させる。
【０００８】
上述した概要やこの発明の実施の形態に関する以下の詳細な説明は、添付図面と併せて考えると非常によく理解できるであろう。類似した表記は図面を通じて同様な部材を表している。
【０００９】
図面はこの発明の代表的な実施の形態を示すためだけのものであり、この発明の範囲を制限するものと考えられるべきものではない。また、これらの図面は必ずしも実物大である必要はないことに留意すべきである。以下に、この発明を添付図面を参照しながらより詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図面、特に、図１及び図２を参照すると、この発明によるドライアイス形成システム１０が描かれている。システム１０は、主圧力緩和装置１５を備えたハウジング１２と、液体二酸化炭素の加圧タンク１４と、計量アセンブリ１６とを有している。計量アセンブリ１６はハウジング１２に取り付けられており、断熱された流体供給ラインすなわちホース１８（破線で示されている）を介してタンク１４へ流体連通されている。
【００１１】
タンク１４は周知の構造であり、液化二酸化炭素を収容している高圧の圧力容器２０と、圧力容器２０へ連結されたバルブ２２と、ホース１８をバルブ２２へ連結するコネクタ部分２４とを有している。バルブ２２は、好ましくは、手動で操作され、圧力容器２０から出る二酸化炭素の流量を制御することができるものである。
【００１２】
図２に最もよく示されているように、計量アセンブリ１６は、好ましくは、互いに連通した四つのポート２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄを備えたバルブ本体２６を有している。第１のポート２８Ａとホース１８（図１参照）との間にはアダプタフィッティング３０が連結されており、第２のポート２８Ｂには圧力緩和バルブ３２が連結されている。また、第３のポート２８Ｃにはオリフィスすなわちノズル３４が連結されており、第４のポート２８Ｄには圧力ゲージ３６が連結されている。好ましくは、圧力ゲージ３６はスイベルコネクタ３８を有しており、ドライアイス形成のときに、ゲージ３６のダイアル面４０が見やすく位置決めできるようになっている。圧力緩和バルブ３２は周知の構造であり、主圧力緩和装置１５が故障したときに、本発明における補助圧力緩和装置として機能することが好ましい。主圧力緩和装置１５については、以下でさらに詳しく説明される。
【００１３】
図１〜図７を参照すると、ハウジング１２は、主圧力緩和装置１５といっしょに取り外し可能な状態で保持された上側ハウジング部分４４及び下側ハウジング部分４６を有している。好ましくは、圧力緩和装置１５は連続する弾性のコード４２などの付勢部材の形をしている。コード４２は、下側ハウジング部分４６へ取り外し可能に結合された対向するループ状の端部４８、５０と、上側ハウジング部分４４上を延びる一対の中央脚部分５２、５４とを有している。コード４２はエラストマ材料などから構成されていて、上側及び下側のハウジング部分が通常はいっしょに付勢されることが好ましい。ランヤード５６がループ状端部４８及び／又はループ状端部５０へ取り付けられ、コード４２の着脱を容易にしている。また、圧力緩和装置１５は下側ハウジング部分４６の両側へ接続されてもよいことは理解できよう。さらに、圧力緩和装置１５は非連続の弾性ストリップあるいはコード及び／又は複数のストリップあるいはコードとして実施されてもよく、また、ハウジング部分をいっしょに付勢する他の任意の形態で実施されてもよいことは理解できるであろう。
【００１４】
好ましくは、上側及び下側のハウジング部分４４、４６は、アクリル、ポリカーボネート、ナイロンなどの透明なプラスチック材料から、単一のユニットとしてそれぞれ一体に成形される。透明なプラスチック材料は、観察者が教育及び研究の目的でドライアイスの形成プロセスを観察することを可能にするため、ドライアイス形成プロセスが完了した時点を視覚的に判断したり、ドライアイス形成中にハウジング１２内部に起きるかもしれない何らかの問題を確かめたり、タンク１４から液体二酸化炭素がなくなった時点を判断したりすることが可能になる。
【００１５】
上側ハウジング部分４４は、好ましくは、連続する外壁６０を有している。外壁６０は、前壁部分６２と、後壁部分６４と、前壁部分と後壁部分との間を延びる離間した側壁部分６６、６８とを有している。内壁７０が前壁部分、後壁部分及び側壁部分の間を延びている。この内壁７０は半円筒形の形状であることが好ましい。内壁７０の内側表面７１（図８〜図１０参照）は、ドライアイスの形成中において、ドライアイスの上側成形面として機能する。
【００１６】
前壁部分６２と後壁部分６４との間には長手方向リブ７２、７４が延びており、一方、側壁部分６６、６８の間には横方向リブ７６、７８が延びている。長手方向リブ及び横方向リブは内壁７０から上方へ延びており、連結部８０において互いに交差している。連結部８０は、一般的には、円柱形状のボスの形を有していることが好ましい。前壁部分６２及び後壁部分６４及び横方向リブ７６、７８には、側壁部分６６と長手方向リブ７２との間及び側壁部分６８と長手方向リブ７４との間において、ノッチ８２が形成されている。ノッチ８２は連続するコード４２の中央脚部分５２、５４を受容するように寸法及び形状が設定されている。ノッチ８２はリブといっしょになって、コード４２が内壁７０から離間されるようにして、ドライアイス形成時の凍傷を防止している。
【００１７】
上述した構造では、側壁部分６６、６８は内壁７０から離間されており、したがって、交差するリブによって形成されたキャビティ７５によって内壁７０から熱的にある程度隔離されている。従って、上側ハウジング部分は外側の側壁部分を掴むことによって操作可能であり、ドライアイス形成時や、ドライアイスを取り出すためにハウジング部分を分離するときに、凍傷などの可能性が低くなっている。さらに、プラスチック材料そのものが、金属などの従来の熱伝導性材料より優れた断熱材として作用し、別個に絶縁層を設けることなく怪我の可能性をさらに低減している。
【００１８】
前壁部分６２には一対の窓すなわち開口部９４が形成されており、一方、後壁部分６４には一対の窓すなわち開口部９６が形成されており、ドライアイス形成時に発生するガスが、ハウジング１２内部に過大な圧力を発生することなく逃がされるようになっている。上側ハウジング部分には多かれ少なかれ窓が形成されていて、それらが前壁部分及び後壁部分に加えて、あるいはそれらの代わりとして、他の場所に配置可能であることは理解されよう。
【００１９】
窓９４、９６にはそれぞれ上側フィルタ部分９０、９２が配置されている。上側フィルタ部分９０、９２は、好ましくは、半円形の形状であり、前壁部分６２及び後壁部分６４のアパーチャ９５及び上側フィルタ部分９０、９２の対応するアパーチャ９８の中を延びるねじ付きファスナ（図示されていない）によって、上側ハウジング部分４４へ取り付けられている。フィルタを壁部分へ取り付けるためには、他の手段を使用することもできることは理解できよう。そうした手段としては、たとえば、クランプ、壁部分に形成された内側ポケット、ヒートステーキング(heat  staking)、超音波溶接、接着剤などがある。フィルタは多孔質プラスチック材料から形成されていることが好ましいが、任意の適当な材料を使用することができる。
【００２０】
図８〜図１０をさらに参照すると、第１の下側フランジセグメント８４が、前壁部分６２、側壁部分６６及び後壁部分６４の下側周辺に沿って延びている。同様に、第２の下側フランジセグメント８６が、前壁部分６２、側壁部分６８及び後壁部分６４の下側周辺に沿って延びている。第１及び第２の下側フランジセグメント８４、８６の間には、前部ギャップ９０及び後部ギャップ９２がそれぞれ形成されていて、コード４２を通せるようになっている。三角形の複数の補強リブ８８がフランジセグメントと壁部分との間を延びている。
【００２１】
図２に最もよく示されているように、上側取り付けブラケット部分１００が側壁部分６６から外側へ延びている。この上側取り付けブラケット部分１００は上側逆Ｕ字形部材１０２を有している。上側逆Ｕ字形部材１０２は対向する前部ノッチ１０４及び後部ノッチ１０６を有している。好ましくは、離間した三角形の補強リブ１０８が上側逆Ｕ字形部材１０２と側壁部分６６との間を延びており、長手方向の補強リブがリブ１０８の間を延びている。
【００２２】
図２及び図７〜図１０を特に参照すると、下側ハウジング部分４６は上側ハウジング部分４４と構造が類似しており、好ましくは、連続する外壁１１０を有している。外壁１１０は、前壁部分１１２と、後壁部分１１４と、前壁部分と後壁部分との間を延びる離間した側壁部分１１６、１１８とを有している。内壁１２０が前壁部分、後壁部分及び側壁部分の間を延びている。この内壁１２０は半円筒形の形状であることが好ましい。内壁１２０の内側表面１２１（図８〜図１０参照）は、ドライアイスの形成中において、ドライアイスの下側成形面として機能する。上側ハウジング部分４４と下側ハウジング部分４６とが組み付けられると、内側表面７１、１２１が一般に円筒形状の内部成形チャンバを形成し、それによって、対応した形状のドライアイスのブロックを形成することができる。内壁７０及び／又は内壁１２０は、正方形、三角形、楕円形などの所望の任意の断面形状にして、それと同様の形状のドライアイスのブロックを形成できるようにすることができる。
【００２３】
前壁部分１１２と後壁部分１１４との間を長手方向リブ１２２、１２４が延び、一方、側壁部分１１６、１１８の間を横方向リブ１２６、１２８が延びている。これら長手方向リブ及び横方向のリブは内壁１２０から下方へ延びており、連結部１３０で互いに交差している。連結部１３０は、一般的には、円柱形状のボスの形を有していることが好ましい。
【００２４】
上側ハウジング部分４４と同様に、下側ハウジング部分４６の側壁部分１１６、１１８は内壁１２０から離間されており、したがって、交差するリブによって形成されたキャビティ１２５によって内壁１２０から熱的にある程度隔離されている。従って、下側ハウジング部分は外側の側壁部分を掴むことによって操作可能であり、ドライアイス形成時や、ドライアイスを取り出すためにハウジング部分を分離するときに、凍傷などの可能性が低くなる。さらに、プラスチック材料そのものが、従来の熱伝導性材料より優れた断熱材として作用し、怪我の可能性をさらに低減している。
【００２５】
図２、図３及び図６に示されているように、前壁部分１１２上には前部フック１３２が形成され、離間した後部フック１３４、１３６が下側ハウジング部分４６の後壁部分１１４上に形成されている。後壁部分１１４上には後部ガイド部材１３８も形成されている。その位置は、後部フック１３４、１３６の中央下方である。前部フック１３２は連続するコード４２のループ状端部４８を受容できるような形状を有する。同様に、後部フック１３４、１３６はループ状端部５０を受容するような形状及び配置を有する。後部フック１３４、１３６は、後部ガイド部材１３８といっしょになって、ループ状端部４８が前部フック１３２から外されたときでも、コード４２が下側ハウジング部分４６から外れないようにしている。
【００２６】
一対の窓すなわち開口部１４０が前壁部分１１２に形成されており、一方、一対の窓すなわち開口部１４２が下側ハウジング部分４６の後壁部分１１４に形成されており、ドライアイス形成時に発生するガスがハウジング１２内部に過大な圧力を発生することなく逃がされるようになっている。下側のハウジング部分には多かれ少なかれ窓が形成されていて、それらが前壁部分及び後壁部分に加えて、あるいはそれらの代わりとして他の場所に配置可能であることは理解されよう。
【００２７】
窓１４０、１４２には下側フィルタ部分１４１、１４３がそれぞれ配置されている。下側フィルタ部分１４１、１４３は、好ましくは、半円形の形状であり、前壁部分１１２及び後壁部分１１４のアパーチャ１４５及び下側フィルタ部分１４１、１４３の対応するアパーチャ１４７の中を延びるねじ付きファスナ（図示されていない）によって、下側ハウジング部分４６へ取り付けられている。前述したように、フィルタを壁部分へ取り付けるためには、他の手段を使用することもできることは理解できよう。
【００２８】
図２及び図８〜図１０に最もよく示されているように、第１の上側フランジセグメント１４４が、前壁部分１１２、側壁部分１１６及び後壁部分１１４の上側周辺に沿って延びている。同様に、第２の上側フランジセグメント１４６が、前壁部分１１２、側壁部分１１８及び後壁部分１１４の上側周辺に沿って延びている。第１及び第２の上側フランジセグメント１４４、１４６の間には、前部及び後部のギャップ１５０、１５２がそれぞれ形成されていて、コード４２を通せるようになっている。三角形の複数の補強リブ１５４がフランジセグメントと壁部分との間を延びている。
【００２９】
図２に示されているように、下側取り付けブラケット部分１６０が側壁部分１１６から外側へ延びている。この下側取り付けブラケット部分１６０は下側Ｕ字形部材１６２を有している。下側Ｕ字形部材１６２は対向する前部ノッチ１６４及び後部ノッチ１６６を有している。好ましくは、離間した三角形の補強リブ１６８が部材１６２と側壁部分１１６との間を延びている。
【００３０】
図２及び図８〜図１０を再度参照すると、下側ハウジング部分４６は、側壁部分１１６、１１８及び前壁部分１１２の上端に形成されたＵ字形状の溝１７０を有している。Ｕ字形状のトング１７２が側壁部分１１６、１１８及び後壁部分１１４から上方へ延びている。上側ハウジング部分４４は、側壁部分６６、６８及び後壁部分６４の下端に形成された対応するＵ字形状の溝１７６を有している。同様に、対応するＵ字形状のトング１７４が側壁部分６６、６８及び前壁部分６２から下方へ延びている。
【００３１】
上側ハウジング部分４４及び下側ハウジング部分４６が組み付けられると、上側ハウジング部分４４の第１及び第２の下側フランジセグメント８４、８６が、連続するコード４２からの付勢によって、下側ハウジング部分４６の第１及び第２の上側フランジセグメント１４４、１４６とそれぞれ当接し、それによって、内壁７０、１２０の間に内部成形チャンバ１７８を形成する。コード４２がノッチ８２内に位置するために、フランジをいっしょに押しつける力の成分が常時存在するようになる。下側ハウジング部分のＵ字形状のトング１７２は上側ハウジング部分のＵ字形状の溝１７６の中に受容される（図８及び図９参照）。同様に、上側ハウジング部分のＵ字形状のトング１７４は下側ハウジング部分のＵ字形状の溝１７０の中に受容される（図１０参照）。この構造によって、上側ハウジング部分４４及び下側ハウジング部分４６は適切に位置合わせされ、運搬時やドライアイス形成時にずれないようになる。トング及び溝の配置は、フランジセグメントがいっしょに付勢されたときに、上側ハウジング及び下側ハウジング部分をいっしょにシールする作用も発揮し、また、ハウジング内部の圧力が予め決められた量を超えたときには、制御された状態で圧力を緩和し、コード４２を伸ばすとともにハウジング部分を分離させる働きもする。これについては、以下でさらに詳しく説明する。トング及び溝の配置は、このように、ハウジング部分の間におけるガスケットやそれと類似のシール部材の必要性を効果的になくす。トングはハウジング部分の一方の上に全体が配置され、溝はハウジング部分の他方の上に全体が形成されてもよいことは理解できよう。
【００３２】
図１、図３、図４及び図６を参照すると、組み付けられたハウジング部分は計量アセンブリ１６をハウジング１２に対して迅速に着脱するための手段も提供する。図示されているように、上側ブラケット部分１００のＵ字形部材１０３は下側ブラケット部分１６０のＵ字形部材１６２と当接して、バルブ本体２６を受容して保持するための中空の導管１８０を形成する。同様に、上側の前部ノッチ１０４及び下側の全部ノッチ１６４はいっしょになって圧力緩和バルブ３２のポート２８Ｂを収容するための開口部１８２を形成し、上側の後部ノッチ１０６及び下側の後部ノッチ１６６は圧力ゲージ３６のポート２８Ｄを収容するための開口部１８４を形成している。
【００３３】
動作時においては、タンク１４のバルブ２２が開かれ、液化二酸化炭素が流体ホース１８を経て、ノズル３４を通って内部成形チャンバ１７８の中へ噴射される。タンク１４（約800psi(55.2×105 Pa)）と内部成形チャンバ１７８（最初は大気圧）との間の急激な圧力差のために、液体二酸化炭素の断熱膨張が起こり、その結果、チャンバ１７８内部には固体二酸化炭素と気体二酸化炭素の混合物が形成される。気体成分は、通常、フィルタ部分９０、９２、１４１、１４３及びハウジング部分に設けられた窓９４、９６、１４０、１４２を通って、図１１の矢印１９０で示されるように、チャンバ１７８から流出し、一方、固体成分はチャンバの内側に堆積する。上側フィルタ部分及び下側フィルタ部分を合わせた表面積が比較的大きいため、ドライアイス形成時に発生する二酸化炭素ガスは、過大な圧力を形成することなく、通常の状況下で、チャンバから安全に逃げ出ることができる。
【００３４】
ハウジング１２は透明であるために、観察者は教育及び製造の両方の目的のために、チャンバ１７８の内側におけるドライアイス形成の進捗を容易に判断することができ、従って、ドライアイスが十分に形成されて取り出し可能になった時期を容易に判断することができる。従って、チャンバの内部における所望の密度までのドライアイスの形成が完了したかどうかを判断するために、ドライアイスの形成プロセスを停止する必要がない。また、観察者は、ドライアイスが形成されているかどうかを直接観察することによって、圧力容器２０が空かどうか、あるいは圧力容器２０がいつ空になったかを容易に検知することができる。過去においては、オペレータは容器の中の突発音(rushing  sound) を聞くことしかできなかった。その音とは、固体及び気体の二酸化炭素の音か気体の二酸化炭素の音だけかのどちらかの音であり、後者がタンク１４の液体二酸化炭素がなくなっていることを示すものである。
【００３５】
ドライアイスをハウジング１２から取り出すためには、ランヤード５６を下方へ引っ張って、それを下側ハウジング部分４６のフック４８から離すことによって、連続するコード４２が上側ハウジング部分４４から取り外される。そうすると、オペレータが一つ又は複数の外壁６０、１１０を掴んで、ハウジング部分を分離し、ドライアイスを露出させて取り出すことができるようになる。
【００３６】
図１２及び図１３を参照する。ハウジング１２の内部に過度の圧力が形成される場合がある。そのような場合とは、たとえば、固体の二酸化炭素のフィルタ上への過度の形成及び圧縮によって、あるいは、洗浄や湿気環境に起因してフィルタ上あるいはフィルタ中あるいは成形チャンバ内に存在する凍結凝結物によって、フィルタが詰まったときや、加圧タンクのバルブが十分に開かれて、過剰な量の二酸化炭素ガスが成形チャンバ内へ流れ込んだときである。これが起きたときは、矢印１９５によって表されているように、内壁７０、１２０に作用する圧力によって、主圧力緩和装置１５が伸びて、ハウジング部分４４、４６の間に分離動作が発生する。
【００３７】
図１２に示されているように、トング及び溝の配置によって、ハウジング部分が制御された状態で動いて、下側ハウジング部分４６のＵ字形状のトング１７２と上側ハウジング部分４４のＵ字形状のトング１７４との間に一対の圧力緩和開口部１９２（一方のみが図示されている）が形成される。圧力緩和開口部１９２の幅１９４は、図２に示されているように、下側ハウジング部分４６に設けられたＵ字形状のトング１７２及びＵ字形状の溝１７０との間の距離にほぼ対応する。圧力緩和開口部１９２の高さ１９６は、ハウジング部分１２内の過剰圧力の量に依存するとともに、コード４２の弾性又は曲げ強度及びコードがさらされる温度に依存する。
【００３８】
主緩和装置１５がなんらかの理由で伸びないときは、補助圧力緩和装置３２が自動的に駆動されることが好ましい。従って、主緩和装置１５を駆動するのに必要な圧力は、補助緩和装置３２を駆動するのに必要な圧力よりも低いことが好ましい。
【００３９】
この明細書全体を通じて使われている「好ましい」という用語は、この発明の一つ又は複数の実施の形態に言及するためのものであり、従って、何ら制約的な意味に解釈されるべきではない。
【００４０】
また、この明細書全体を通じて使われている方向及び／又は位置を表す用語、たとえば、限定的ではないが、下側、上側、前部、後部、内、外、長手方向、横方向及びそれらの派生語及び等価語は、絶対的な方向及び／又は位置ではなく、相対的なものである。
【００４１】
当該分野の技術者は、この発明の広い概念から逸脱することなく、上述した実施の形態に対して変更を加えることが可能なことがわかるであろう。従って、この発明は記載されている実施の形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって限定されるこの発明の精神及び範囲内における修正を含むものであることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明によるドライアイス形成システムの斜視図である。
【図２】図１のドライアイス形成システムの分解斜視図である。
【図３】図１のシステムの一部を形成するドライアイス形成用のハウジングの斜視図である。
【図４】ハウジングの正面図である。
【図５】ハウジングの平面図である。
【図６】ハウジングの側面図である。
【図７】ハウジングの底面図である。
【図８】図５の８−８線断面図である。
【図９】図５の９−９線断面図である。
【図１０】図５の１０−１０線断面図である。
【図１１】図５の１１−１１線断面図である。
【図１２】図１１と類似した拡大断面図であり、ハウジング部分が離間して通気状態になった状態を示す図である。
【図１３】図６と類似の側面図であり、ハウジング部分が離間して通気状態になった状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１２  ハウジング
１５  主圧力緩和装置
１６  計量アセンブリ
３２  圧力緩和装置
４２  弾性のコード
４４  上側ハウジング部分
４６  下側ハウジング部分
４８  ループ状端部
５０  ループ状端部
５２  中央脚部分
５４  中央脚部分
６０  外壁
６２  前壁部分
６４  後壁部分
６６  側壁部分
６８  側壁部分
７０  内壁部分
７１  内側表面
７２  長手方向リブ
７４  長手方向リブ
７５  キャビティ
７６  横方向リブ
７８  横方向リブ
８２  ノッチ
９０  上側フィルタ部分
９２  上側フィルタ部分
９４  窓
９６  窓
１０４  ノッチ
１０６  ノッチ
１１０  外壁
１１２  前壁部分
１１４  後壁部分
１１６  側壁
１１８  側壁
１２０  内壁
１２１  内側表面
１２２  長手方向リブ
１２４  長手方向リブ
１２５  キャビティ
１２６  横方向リブ
１２８  横方向リブ
１３２  前部フック
１３４  後部フック
１３６  後部フック
１４０  窓
１４１  下側フィルタ部分
１４２  窓
１４３  下側フィルタ部分
１６４  ノッチ
１６６  ノッチ
１７０  溝
１７２  トング
１７４  トング
１７６  溝
１９２  圧力緩和開口部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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