(57)【要約】即座に、高体積の固体二酸化炭素ペレットを製造する、標準重量より軽い、高機動性で、効率的な装置。本装置は、液体二酸化炭素を利用し、１個の又は複数のノズルを通して放出され、膨張させ、また気相、液相、固相が共存できる三重点状態に到達するまで膨張させ、技術的によく知られている方法で液体を急速に蒸発させて、二酸化炭素の混合物を気相とドライアイスの粒へと変える。気体の二酸化炭素（８０） は大気に放出されるか、液体に転換し直すために取り戻される。薄片をペレットに圧縮するために、ハウジングの内面と結合した体積が不定のポケット（９２）を形成する放射状に可動な羽根（９０）を持つローターによって、ドライアイスの粒を、圧縮構造の中でより大きな薄片に凝集させ、圧縮してペレットにする。前記ペレットは、ハウジングから、ペレットを使用する場所例えば火事を消火するために火事場へ運ぶのを助けるために圧縮構造とは別個の、空気排出口（１４２）へペレットを運ぶために一つのローター（１１８）を持つエアロックへ排出される。
2005507848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部分的に円筒状の内部表面を持つハウジングと、前記ハウジングの前記部分的に円筒状の内部表面の中心軸から偏心した軸のまわりを回転するために該ハウジングに隣接して軸支された円筒状のローターと該ハウジングと前記ローターに通じ、かつ液体二酸化炭素を加圧源から受け、液体二酸化炭素を気相とドライアイス相に変換し、該ローター上にドライアイスを放出し、前記気体二酸化炭素を抜く液体二酸化炭素供給及び膨張組立部材を持ち、該ローターは前記供給膨張組立部材からドライアイスを受ける複数のポケットを形成するために該ローターと該ハウジングの部分的に円筒状の内部表面にのびている複数の放射状に可動式の羽根を持つ。以上によりその偏心軸のまわりの該ローターの回転は前記ポケットとドライアイスの周辺を取り巻いて動き、該ポケットの体積を減らすことによってドライアイスをペレットに圧縮する。該ハウジングは、該ハウジングから小さくまとまった固体ペレットを放出するために該ポケットが最小体積になった時、該ポケットと結合する放出エリアを持つことから構成される固体二酸化炭素ペレット製造装置。
【請求項２】
請求項１で規定された製造装置において、前記供給，膨張組立部材は液体二酸化炭素の供給導管と液体二酸化炭素を受け取る延長されたマニホールドと前記マニホールド内に二酸化炭素を放出、膨張することができるようにするための複数のノズルと膨張した液体二酸化炭素を前記ノズルから受け取って、気体の二酸化炭素とドライアイスの粒の混合物を形成するための複数の一般的な四角い膨張チューブを持ち、前記四角い膨張チューブは、ドライアイスの粒を前記ローター上の前記羽根によって形成された前記ポケットのエリアへ均等にすみずみまで放出し、また気体二酸化炭素を逃がすことができるための該ローターに隣接した放出末端を持つ製造装置。
【請求項３】
前記ローターハウジングから二酸化炭素ペレットを受け取るエアロックを組み合わせた請求項１で規定された製造装置であって、前記エアロックは円筒状ハウジングと前記円筒状ハウジング内のローターで該円筒状ハウジングの中心軸と一致した軸のまわりを回転できるローターを含み、該エアロック内の該ローターは、固体二酸化炭素ペレットを受け取り、放出エリアへ閉ざされたポケット内においてそれらを運搬する上向きに開いているポケットを限定するための放射状にのびている複数の羽根と円筒状ハウジングのかみあいの方へ傾きのあるスプリングと前記放出エリアにおいて前記閉ざされたポケットからペレットを放出するために該閉ざされたポケットと通じる該エアロックの円筒状ハウジングの反対端にある空気の流入口と流出口を含む製造装置。
【請求項４】
請求項３で規定された製造装置において前記円筒状ハウジングは、前記ペレット成形ローターから前記固体ペレット放出部と一直線上に並ぶポケットより優先して、該円筒状ハウジング内の該ローター内の前記ポケットから残存空気を放出するために前記ペレット放出エリアから間をあけて配置された空気放出部を含む製造装置。
【請求項５】
請求項１で規定された製造装置において前記ハウジングは、相対する側壁を持ち、各側壁は、前記部分的に円筒状の内部表面の中心と同心円の中心を持ち、前記ローターの回転軸に対しては、偏心している一つの円形の空洞を持つ。該ポケットが最大体積を持つ所の供給膨張組立部材と継続して一直線上に並んだ該ポケットの位置から、該ポケットが最小体積となるところの前記放出エリアと一直線上に並んだ位置へと前記ローターが動き、各ドライアイスの粒をペレットにコンパクト化する時、前記羽根は、前記ポケットの体積を削減し、該ポケットの中のドライアイスを圧縮するために、前記ローターの回転中、該羽根の外側のエッジを該部分的に円筒状の内部表面に隣接して保つために前記空洞の中に受けられる端を持つ製造装置。
【請求項６】
請求項５で規定された製造装置において、各羽根は、それについて外側のエッジにのびる縦に平行に配列する複数のスロットを持ち、前記部分的に円筒状のハウジングは、前記内部表面上に複数の平行に配置された仕切りを持ち、前記仕切りは、前記羽根の中の前記スロットにのび、前記ハウジングの該部分的に円筒状の内部表面にそって円周上に該羽根と前記ポケットとドライアイスが動くにつれて各ポケットの中の該ペレットを複数の大体均等なサイズのペレットに切断する製造装置。
【請求項７】
請求項６で規定された製造装置において、各仕切りは、形状においてアーチ状であり前記部分的に円筒状表面の前記内部表面にある溝の中に受ける外側のエッジと前記ローターの外側表面と同じ位置にある内側エッジを持つ製造装置。
【請求項８】
請求項７で規定された製造装置において、前記ハウジングは、前壁と後壁を持ち、各前記仕切りは、前記後壁の上端の内部表面に一直線になった下端を持ち、前記部分的に円筒状のハウジングは、該後壁の上端の内部表面に一直線上になり、また内部表面に結合した下端を持ち、前記部分的に円筒状のハウジングは、前記供給膨張組み立て部材からドライアイスの粒を受け取るために上向きに開いたポケットを形成し、前記ローターの上の部分を露出し、前記ローターの羽根と共に働くために、下端から１８０°以下の角度の上部エッジで終わる製造装置。
【請求項９】
請求項８で規定された製造装置において、前記前壁は、前記供給膨張組立部材に向かって上向きに動くとき、前記羽根の前記外側のエッジの動く道に非常に隣接した方向においた内部表面を持ち、該前壁は、該供給膨張組立部材から下向きに前記ローターを通り越して、前記放出エリアへドライアイスが動くのを阻止するために、その内部表面上に該羽根の中の前記スロットにのびている複数の平行に配置されたひれを持つ製造装置。
【請求項１０】
請求項９で規定された製造装置において、前記側面壁の少なくとも一つは、閉ざされたポケットが、前記部分的に円筒状のハウジングの下部端を通った時に、固体二酸化炭素ペレットを含んだ前記閉ざされたポケットと一直線上になる空気流入口を持ち、前記空気流入口は、固体二酸化炭素ペレットを含んだポケットが前記仕切りと部分的に円筒状のハウジングの下部端を通り過ぎ、前記ペレットをエアロックに放出する時、固体二酸化炭素ペレットを前記ポケットから移動させるためのある速度の加圧した空気を受けることに適応している製造装置。
【請求項１１】
請求項１０で規定された製造装置において、前記ハウジングの前記前壁は、前方表面上に気体集積室を持ち、前記気体集積室は、該ハウジング壁の上部端部分にふたを形成し、前記供給膨張組立部材から放出されるすべての気体二酸化炭素を集積し、また該気体集積室は、該気体集積室の壁を通じて位置する通気口を持つ製造装置。
【請求項１２】
請求項１１で規定された製造装置において、前記供給膨張組立部材は、上部方向に伸び、前記ローターとハウジングに対して角度のある関係にあり、装置の大きさを減じ、より小さなドライアイスの粒をより大きなドライアイスの薄片に重力放出によって前記ローター上の隣接した羽根の間の上部方向に開いたポケットの中へ、凝集させるのを強化する製造装置。
【請求項１３】
請求項１２で規定された製造装置において、前記ローターから上部方向に伸び、連続したポケットが連続した壁表面によって限定される時、前記上部方向に開いたポケットは、隣接した羽根によって限定され、前記四角いチューブは、ドライアイスを各上向きに開いたポケットのすべての領域に放出するように適合させた下部端を持つ製造装置。
【請求項１４】
請求項１３で規定された製造装置は、二酸化炭素ペレットを前記ローターハウジングから受け取るエアロックと結合し、前記エアロックは、円筒状ハウジングと前記円筒状ハウジング内にあり、該円筒状ハウジングの中心軸と一致した軸のまわりを回転できるローターを含み、該エアロック内の該ローターは、放射状に伸びる複数の羽根と該円筒状のハウジングとのかみ合いにおいて傾きのあるバネを持ち、それにより固体の二酸化炭素を受け、放出エリアの閉ざされたポケットの中に運ぶ、上部に開いたポケットを限定し、また該閉ざされたポケットからペレットを放出するために、空気流入口とエアロックの円筒状ハウジングの反対端にある流出口は、前記放出エリアの閉ざされたポケットと連絡している製造装置。
【請求項１５】
請求項１４で規定された製造装置において、前記円筒状ハウジングは、ペレット放出エリアから間隔を置いて位置した空気放出部を持ち、これにより、前記ポケットが、前記ペレット形成ローターからの前記固体ペレットの放出部と一直線上になる前に、前記円筒状ハウジングの前記ローター内の前記ポケットから残った空気を放出する製造装置。
【請求項１６】
請求項８で規定された製造装置において、前記部分的に円筒状のハウジングは、前記みぞの下部端を横切り、その終わりにむかって伸びる一つの細長い押さえ板を持ち、該みぞを受けるそれぞれの仕切りの下部端のその部分の迫台を形成する製造装置。
【請求項１７】
請求項６で規定された製造装置において、各仕切りは、各羽根の中の各スロットの深さ方向に放射状に伸び、各ポケット内の前記ペレットを、より小さなペレットへ切るための斜角のついた上部端を持つ製造装置。
【請求項１８】
請求項１で規定された製造装置において、前記供給膨張組立部材は、前記ハウジングの一つの側面壁の方へ伸びる一つのノズルを持ち、該ノズルは、加圧二酸化炭素源に通じ、ドライアイスがペレットに圧縮され、前記ハウジングから放出するとき前記ポケットの中に膨張することが出来る製造装置。
【請求項１９】
前記材料が、周辺を取り巻いて動き、少なくとも中心軸を持つ部分的に円筒状の内部表面と、該部分的に円筒状の内部表面の該中心軸から間を開けて配置された軸のまわりを回転して動く円筒状ローターと、前記ローターは複数の放射状のスロットを含み、前記ポケットが該流入エリアと一直線上に並び、流入エリアにおいて圧縮材料を受ける放射状のポケットを形成するために、該ローターと部分的に円筒状表面と共に動く各スロット内の放射状に動く羽根を持つハウジングから構成される、圧縮できる材料を圧縮する装置であって、該ポケット内の材料が周辺を取り巻いて動かされることによって材料を圧縮し、隣接した前記ポケットの前記端よりも該ローターの回転軸に接近した該部分的に円筒状のハウジングの端における放出エリアに向かって前記ポケットが、体積を減じることによって圧縮するため、開口部を通して放射状に圧縮された材料を押し出すことを除く圧縮装置。
【請求項２０】
請求項１９で規定された圧縮装置において、前記羽根のそれぞれは、外部端にむかって伸びる複数のスロットを持ち、前記部分的に円筒状の表面は、複数の弓状のブロッカー（ふさぐもの）を持ち、二酸化炭素ガスが該羽根のスロットから逃げるのを防ぐために、それぞれが前記スロットの中に受けられる内部端を持つ圧縮装置。
【請求項２１】
請求項２０で規定された圧縮装置において、前記ハウジングは、側面壁を持ち、それぞれの側面壁は内部表面内に円形状のくぼみを持ち、前記羽根のそれぞれは、誘導されて該くぼみ内に受けられる終端を持ち、前記ローターが、該ハウジングの部分的に円筒状の内部表面と前記くぼみの中心軸から間をおいて配置された前記軸のまわりを回転するにつれ、該羽根を該ローターに関連して放射状に動かすために該くぼみは該部分的に円筒状の表面の中心軸と一致した中心軸を持つ圧縮装置。
【請求項２２】
請求項１９で規定された圧縮装置において前記ハウジングは、前記ポケットから圧縮した材料を移動させるために、前記放出エリアにおいて前記ローターの方に伸びる一つのカッター羽根を持つ圧縮装置。
【請求項２３】
材料が周辺を取り巻いて動くにつれ圧縮材料を圧縮する装置で少なくとも一つの中心軸を持つ部分的に円筒状の内部表面と、該部分的に円筒状の内部表面の該中心軸と一致した軸のまわりを回転して動く一つの円筒状ローターと、前記ローターは複数の放射状のスロットを含み、前記ポケットが該流入エリアと一直線上に並び、一つの流入エリアにおいて圧縮材料を受ける放射状のポケットを形成するために、該ローターと部分的に円筒状表面と共に動く各スロット内の一つの放射状に動く羽根を持つハウジングから構成され、前記ハウジングは、該ポケットが、重力によって圧縮したペレットを放出する該流入エリアと間を開けて配置された該ハウジング内の放出エリアへ向かって、偏心した表面に沿って動くにつれ、該ポケットの中の該材料と該ポケットが体積を減じ、該材料をペレットに圧縮するために、前記ローターの前記回転軸に偏心した関係の、該円筒状表面よりも該ローターの該回転軸に近い一つの表面を持つ圧縮装置。
【請求項２４】
請求項２３に規定された圧縮装置において、前記流入エリアは、前記羽根が前記ハウジングの前記部分的に円筒状表面にかみ合った時、ドライアイス粒を前記ポケット内に凝集させるために、それを通じて液体二酸化炭素が通過し、膨張する一つのノズルを含む圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、即座に、高体積のコンパクト化した固体二酸化炭素ペレットを製造する標準重量以下の、高機動性、効率的な装置に関する。前記装置は、液体二酸化炭素を使用し、ノズルを通って放出され、二酸化炭素が固体、液体、気体の形で存在できる３重点状態に到達するまで膨張し、先行技術でよく知られた方法で二酸化炭素の混合物を、気相とドライアイスの粒へ蒸発させる。気体の二酸化炭素は大気へ放出されるか又は真空の再生システムによって液体に変換して再生されるか、又消火の目的に使用される。前記ドライアイス粒は、より大きなドライアイスの薄片に凝集させられ、該薄片は、前記ローター内の放射状のスロット（細穴）内に据え付けられた放射状に可動の翼又は羽根を持つ偏心して支持されたローターによってペレットに圧縮される。ペレット放出点へ前記ローターと羽根が回転するにつれ前記ポケットの体積を減らすことによって、薄片をペレットに圧縮するために、該ローターと羽根は、部分的なローターハウジングの内部表面と連携して周囲を取り巻いて動くポケットを形成する。前記ローターとハウジングと近接した羽根の長さに沿って延長した前記ポケットを、より小さなペレットを形成するより小さなポケットに分けるために、前記羽根は、前記部分的なハウジングの上にしっかりと固定された仕切りをうけるその外部縁へと伸びているスロットを含む。前記のより小さなペレットは、前記部分的ローターハウジングから、ペレット圧縮構造から孤立した放出部へペレットを運ぶために、ハウジングと羽根がついたローターを含むエアロックへ放出される。前記エアロックは、火事を消すために、火事場のような使用場所へ前記ペレットの運搬を容易にするために、前記ペレットのための空気放出部を持つ。
【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素ドライアイスから二酸化炭素ペレットへの変形はよく知られている。そのようなペレットは、例えば、表面射出時の研磨爆風として、物質を運搬するため、まわりを取り巻いて有害物質を無効化するため、食物や他の物質を素早く冷凍するため、その他、様々な目的に用いられる。
【０００３】
以下の米国特許は、液体二酸化炭素から二酸化炭素ペレットを形成する装置を含んだ様々な液体二酸化炭素の使用を表す。以下の米国特許とは、4,033,736、4,389,820、4,977,910、5,355,962及び5,419,138である。
【０００４】
いくつかの先行特許は、二酸化炭素ペレットを形成する装置を表してはいるが、始動の遅さ、低い生産量、操作に要求される大きく重い構成要素や力を含む構造上の詳細を含むその操作上の特徴は、様々な使用法に対する二酸化炭素ペレットの使用を限定する。
【０００５】
例えば、米国特許4,033,736において、羽根車８０がハウジング３０に偏心して取り付けられる（特許文献１参照）。ドライアイスは、液体二酸化炭素から前記ハウジングと羽根車の間で形成される。前記羽根車が回転するとき、前記ドライアイスは、押し出し通路５２を通じて放射状に移動させられ、その中で前記ドライアイスは、ばね７６の反動によって本質的に圧縮される。本発明においては、前記ポケットが円周状に動き、前記ローターと前記ハウジングの偏心した関係によって体積が減少することによって、該ローターと該ハウジングの間で、該ハウジングとローターとローター上の放射状に可動の羽根によって形成される該ポケット内でドライアイスが円周上に動くことによって圧縮される。
【０００６】
米国特許5,419,138は、二酸化炭素ドライアイスをペレットへ圧縮するために水圧ラムの使用を表し、二酸化炭素ペレットとドライアイスの製造についての先行装置の発展、そのようなペレットとドライアイスの使用、先行技術の操作パラメーターについて論じている（特許文献５参照）。その装置の生産量は低く、始動時間は長い。又、構造は重く、操作に相当の力を要求される。
【０００７】
対比して、本発明の前記装置は、火事の鎮圧や汚染を減らし、他の様々な使用のためにそのようなペレットが望まれた場所で”その場ですぐに”ペレットを生産するために、即座に、高密度固体二酸化炭素ペレットの高容量の生産を提供でき、要求する投入する力は小さい。
【特許文献１】
米国特許第４,０３３,７３６
【特許文献２】
米国特許第４,３８９,８２０
【特許文献３】
米国特許第４,９７７,９１０
【特許文献４】
米国特許第５,３５５,９６２
【特許文献５】
米国特許第５,４１９,１３８
【発明の開示】
【０００８】
何年も気体の二酸化炭素は、ドライアイスの粒と共にまた単独で、特にある危険な条件下の火事の鎮圧に使用されてきた。ハロン系の発展まで、二酸化炭素は、ある種の活性金属やそれ自身に酸素源を含有する材料を除いてほとんどの物質の火事を効果的に鎮圧する唯一の気体火事抑制剤だった。気体の二酸化炭素は、望ましい火事抑制剤である、なぜなら可燃物ではなく、分解によって生産物を生み出さず、貯蔵容器からの放出によって与圧が与えられているので、圧力の追加の必要性が削除され、残さが残らないため、試薬の浄化の必要が前もって排除され、比較するとほとんどの物質と反応せず、取り巻いた条件下で気体であるため立体的な保護が提供でき、電気的に非伝導性であり、電圧を加えた電気的装置の存在下でも使用できる。しかしながら気体二酸化炭素の使用は、３０５ｃｍ（１０フィート）から４５７ｃｍ（１５フィート）以上遠く離れた火事場へ気体の二酸化炭素を放出する能力がないことにより、火事抑制剤や消火器としては、ある程度限定される。先行技術装置もまた、効果的に消火や汚染阻止するために長距離運搬できる二酸化炭素ペレットを充分なほど高容量生産しない。
【０００９】
ハロンを基にしたシステムは、オゾン破壊物質の段階的廃止命令であるところの環境保護機関（ＥＰＡ）の条例により段階的に廃止される。二酸化炭素は、代替技術と考えられており、本発明は二酸化炭素の使用を、そのような多種の起泡剤やその他の環境を害するかもしれないハロンや他のオゾン破壊物質の代替として与える。
【００１０】
本発明の目的は、高機動の比較的小さく軽い構造を利用して、即座に高容量の高密度固体二酸化炭素ペレットを加圧液体二酸化炭素から製造する装置を提供することである。本発明の実施例の一つは、総重量が約４５ｋｇ（１００ポンド）より軽く、高さ約７６ｃｍ（３０インチ）、奥行きと幅が約１５ｃｍ−３０ｃｍ（６−１２インチ）、小馬力の電気モーターによって動力を供給される。上記の寸法は、その設計生産量によって異なってもよい。あるいはまた、前記機械一式は、小馬力のガソリンやディーゼルによるエンジンによって動力を供給されることも出来る。上記実施例は、ローターのその回転速度と前記構成要素の大きさにおいてでは、一時間に二酸化炭素ペレットを約２７２ｋｇから３６３ｋｇ（６００ポンドから８００ポンド）生産することが出来る。前記装置は、始動時間が約３秒なので、とても効果的な、高価でない、迅速に活性化された火事抑制剤システムを提供する。
【００１１】
本発明の他の目的は、複数のノズルを通って、その中で液体二酸化炭素を、気体の二酸化炭素とドライアイスの粒へと変換させる四角い膨張チューブへ放出される、加圧された液体二酸化炭素を受け取るマニホールド（多岐管）を含む本発明と前述の目的に従った二酸化炭素ペレットを製造する装置を提供することである。前記気体の二酸化炭素は、大気へ排気されるか、または気体回収システムへ放出される。前記膨張した二酸化炭素によってチューブ内に形成されたドライアイスの粒は、ローターシステムのそのポケットの中に集合させられ、固体の二酸化炭素ペレットに圧縮させられる。
【００１２】
本発明の更なる目的は、凝集したドライアイス粒をペレットに圧縮する構造が、部分的に円筒状のハウジングの湾曲部の中心に対し偏心したローターの回転軸に軸支した円筒状のローターを持つ、前述の目的に従って固体の二酸化炭素を製造する装置を提供することである。前記ローターは、前記ハウジングの上の弓状の仕切りを受けるための前記羽根上のスロットを除いて、複数の閉ざされたポケットを形成するために、前記部分的円筒状ハウジングの内部表面にほとんど接し続ける外部縁を持つ放射状に可動の翼又は羽根を受ける放射状のスロット（細穴）を含む。前記羽根は、前記ハウジングとローターと羽根で作られた前記閉ざされたポケットが、大きな体積である入り口から小さな体積である出口へ動くにつれ、前記周辺のドライアイス粒と薄片を固体の二酸化炭素ペレットへ置換するために、前記ローターが回転し、前記羽根を前記部分的に円筒状ハウジングの内部表面にそって動かすにつれ、前記ローターに関連して放射状に動く。前記ハウジング上の前記仕切りは、各ポケットで形成されたペレットを切断して、前記ローターから放出される複数のより小さなペレットにする。
【００１３】
本発明の付随する目的は、液体二酸化炭素をその３重点まで膨張することが出来るオリフィス（開口部）を含むノズルと共に、片側側面壁または両方の側面壁内にある前記ノズルを通じて、二酸化炭素が前記圧縮機の中へ導入される前述の目的に従った装置を提供することである。
【００１４】
本発明のもっとさらなる目的は、前壁が、前記部分的円筒状ハウジングの反対側に配置され、前記ローターと前壁を通り抜けて下向きにドライアイス粒が落ちることを阻止するための羽根のスロットの中に受けられる突き出したひれを含む前述の目的によって限定された二酸化炭素ペレットを製造する装置を提供することである。前記装置は、前記ポケットから圧縮された固体ペレットを確実に除去するために前記仕切りの端を過ぎて動く前記ポケットと連携した加圧空気源も含む。
【００１５】
また他の本発明の目的は、より小さなペレットは前記ローターから前記固体ペレットを受け取るエアロックへ放出される、前述の目的に従って二酸化炭素ペレットを製造する装置を提供することである。前記エアロックは、前記ローターから前記ハウジングの内部表面と連続した結合へと延長している放射状の羽根を持つローターと、ペレット入り口を持つ円筒状のハウジングを含む。前記ローターと羽根は前記円筒状ハウジングの軸と同心の軸のまわりを回転し、同じ体積を持つ複数のポケットを形成する。前記ハウジングは、ペレット入り口から離れたペレット出口を含み、前記エアロックハウジングの反対端に通じる空気流入口と流出口をも含む。前記ハウジングを通る空気流出は、前記固体二酸化炭素ペレットを伴出し、前記ペレットを前記エアロックから使用又は、貯蔵点へ運ぶ。
【００１６】
本発明の他の付随する目的は、その中でペレットは重力によってペレット圧縮機から放出され、液体二酸化炭素はチューブ内で膨張され、次の使用のために集められた気体の二酸化炭素と共に、ドライアイスは、圧縮機内のポケットに放出される、二酸化炭素ペレットを製造する装置を提供することである。
【００１７】
またさらに他の付随した本発明の目的は、圧縮機のローターが、中心軸のまわりを回転し、前記圧縮機は、二酸化炭素ドライアイスをペレットに圧縮するために、前記ローターと羽根と協同した偏心した内部を持つ前述の目的に従った装置を提供することである。
【００１８】
さらなる他のとても重要な本発明の目的は、火事を鎮圧したり、他の使用のために効果的に利用するために、重さにおいて軽量で、全部の大きさについて小さく、簡単に移送でき、生産や操作をするのに高価でなく、始動や操作が簡単にすぐにでき、二酸化炭素ペレットを高容量生産できる、二酸化炭素ペレットを製造する装置を提供することである。
【００１９】
部分を形成する添付図面において、全部を通じ同様の参照数は、同様の部分を指示する参照を持ち、下記にさらに十分に描写、請求されるように、これらは続いて明白になってくる他の目的や優位性と共に構造や操作の詳細に存在する。
【実施例】
【００２０】
本発明の望ましい実施例を２つのみ詳細に説明するが、実施例は作図のみを通して与えられることが理解されている。発明は、以下の記載や図面の作図に示される構成の詳細や構成要素の調整の範囲に限られるつもりはない。望ましい実施例の記載においても、特別な用語が明快さのために用いられる。それぞれの特別な用語は、同様の目的を達成するために同様な方法によって機能するすべての技術同等物を含むことが理解されている。
【００２１】
本発明に従って即座に大分量の二酸化炭素ペレットを製造する装置は、図に作図され、参照数１０によって概して指定される。該装置は、液体二酸化炭素の入り口エリアで供給膨張組立部材１６に通じ、圧縮機１４によって形成されたコンパクト化した固体二酸化炭素ペレットの放出をコントロールするために放出エリアでエアロック１８に通じる二酸化炭素の回転圧縮機１４を支持するハウジング１２を含む。
【００２２】
前記ハウジング１２は、概して水平に配置された底板１９と、前記底板１９にそれぞれが概して直角の配置で固定され、一対の上向きにのびる一定の間隔を置いて配置された概して平行な側面壁２０を含む。直立した前壁２２は、底板１９に固定して結合され側面壁２０の間に上向きにのび、図２に図示されたように前記側面壁２０の事実上前記上端より下にある上端２４で終わる。前記前壁２２から概して平行に配置された部分的な後壁２６は、前記底板１９から垂直にのび、前記側面壁２０の間に固定され、該側面壁２０の後縁に関連して間を開けて配置された。前記後壁２６の前記上端は、事実上前記前壁２２の前記上部縁２４より下で終わり、前記後壁２６の前面表面と一直線になる下端の縁３０を持ち、後壁２６の前記上部縁と固定されている弓状の部分的に円筒状のローターハウジング２８に固定されている。前記部分的に円筒状のハウジング２８は、側面壁２０の間をのび、前記壁２０に固定され、図２に図示されたようにハウジング２８の前記下端の縁３０に関連して側面壁の前記背面縁へと側面から斜めに置かれた上端の縁３２を含む。
【００２３】
以下に幾分か詳細に記載するが、前記前壁２２から前方にのびている気体二酸化炭素の閉鎖された集積室３４がある。前記集積室３４は、前記前壁２２から間隔を開けて配置された前壁３６と底壁３８と側面壁４０と、図２に図示されるように前記前壁３６の上部縁から、前記前壁２２の上部縁２４に関連して配置された前記側面壁２０の上部角の間のポイントへのびている上向きに傾斜した上部壁４２とを含む。前記集積室３４の前記前壁３６は、気体二酸化炭素を前記集積室３４から大気へまたは真空回復システムへ通気するために、前壁３６を通り前記底壁３８に近接してしかし間をおいて配置されてのびている管状の部材４４を含む。
【００２４】
液体二酸化炭素のための前記供給膨張組立部材１６は、パイプ４６を通過して、横断して伸張したマニホールド（多岐管）４８の中へ通すことが出来る液体二酸化炭素の供給を含む有弁の加圧タンク（未図示）に通じる供給パイプあるいはホース４６を含む。図５、６に図示したように、前記マニホールド４８は、前記供給パイプ４６に通じる開口部５２を持つ上部壁５０を含む。前記マニホールド４８は、底壁５６と前記上部壁５０によって規定される中央に縦の狭い通路５４を含む。前記水平の狭い通路５４は、前記マニホールドの一つの端に関連して間をあけて終わり、そこから反対側の端には閉栓５８を備えている。前記底壁５６は、前記狭い通路５４から前記底壁５６の下側の表面へとのびている、複数の縦に間隔をおいて配列したねじ山を切った穴６０を含む。ノズル６１は、液体二酸化炭素の流量をコントロールするためにそれぞれの前記穴６０にとりつけられる。前記マニホールドの側面縁のそれぞれは、縁からのびているフランジ（鍔）６２を含む。前記フランジ６２間を支えるために、複数の四角い膨張チューブ６４があり、上端部分６６が前記マニホールド上の前記フランジ６２の間にはめ込むことが出来、前記チューブ６４を該マニホールドとしっかりと固定することが出来るように、図７に図示した、その外部表面の断面積を減らす上端６６をそれぞれ含む。
【００２５】
前記膨張チューブ６４は、ノズル６１から二酸化炭素を受け取り、その中で液体二酸化炭素は該各ノズル６１内の限られた流路を通って、液体二酸化炭素を膨張でき、前記四角いチューブ６４を通じて下方へ放出されるために二酸化炭素ドライアイス粒と二酸化炭素ガスが形成される三重点に到達させうる膨張領域を限定する。
【００２６】
前記膨張チューブの下端は、前記ハウジング１２の前記側面壁２０の間にのび、該側面壁２０にしっかり固定された、傾斜して間をあけて位置する平行壁６８と７０の間にはめ込まれる。前記壁７０と６８は、前記チューブ６４の反対表面の下の部分にそって上向きにのびており、前記チューブ６４は前記壁７０と６８に固く固定されている。図２に図示されるように、前記壁６８と７０は、前記側面壁２０の間をのび、その側面壁２０の上部角が前記壁７０の下部角と概して一直線上にしかし、前記前壁２２の上部縁２４から垂直に間をあけて位置して近接する。前記集積室３４の前記上部壁４２は前記壁７０の底面縁部分とつながっている。もう片方の前記壁６８は、下向きにまた前記側面壁２０の間を内部に向かって前記壁７０よりも長い距離のびており、図２に図示したように、前記壁６８の下部縁部分に結びつけた、先が上方に曲がった上部縁７４と前記部分的な円筒状ローターハウジング２８の上部縁の上側に横たわって取り付けられた終点縁部分７６とを持つ板の形で側面からのびているフランジ７２を含む。
【００２７】
前記供給、膨張組立部材１６は、前記装置の全体の高さを減じ、膨張した二酸化炭素が前記四角いチューブ６４の下側の壁表面にそって衝突する下向きな動きにつれて、ドライアイス粒を凝集し、より大きな粒や薄片にするのを促進するために前記ハウジング１２から上向きに垂直よりさらに鋭い角度の位置関係で上向きにのびている。矢印７８で示したように、前記ドライアイスと気体二酸化炭素は、下向きに鋭角方向に通り抜け、前記圧縮機１４の上側に間を開けて配置された前記ハウジング１２の領域に入る。前記気体の二酸化炭素は、ドライアイスの粒と分離され、前記前壁２２の前記上部縁２４と壁７０の前記下部縁の間の空間を通って前記集積室３４に放出され、そのため前記気体は、前記管状出口４４を通って放出されるために、矢印８０で示したように下向きに前記集積室３４へと通り抜けることが出来る。
【００２８】
前記圧縮機１４は、前記ハウジング１２の前記側面壁２０の間を通ってのびており、前記側面壁２０を通じて伸び、側面壁２０の端部上にある、支持軸受け又は支持軸受け筒８６によって前記側面壁２０に軸支した切り株状の軸８４を含む、概して円筒状のローター８２を含む。もう片方より長い、一方の切り株状の軸８４は一つの伝動モーター（未図示）に、既知のどんな方法をもってしてでもいいが、結合されている。前記伝動モーターは、種々の速度で前記ローターを回転するための小馬力の電動モーターや小馬力のガソリン又はディーゼル、他の動力源のモーターでもよい。
【００２９】
前記ローター８２は、前記ローターの円周内に周辺を取り巻いて均等に空間を開けて配置され、内部方向に外表面から同距離にのびている複数の放射状のスロット（細穴）８８を含む。前記スロット８８のそれぞれに、該スロット８８内で放射状に動くことが出来る長方形の形状の可動式の羽根９０が置かれている。前記羽根９０は、前記側面壁２０の間の距離より少し長く、該羽根の各々の端部は、図１と図３に図示されたように、前記側面壁２０の反対側の内部表面の中に内部に向かって面削りしたくぼみ９２によって受けられる。図２に図示されたように、前記くぼみ９２のそれぞれの外周は、概して前記前壁２２の上端部分の内部表面に接しており、また前記部分的に円筒状のローターハウジング２８の内部表面と合致する。それゆえに前記羽根９０の端が円形の経路を通って動くにつれ、該羽根の外部縁は、前記部分的に円筒状のローターハウジング２８の内部表面と前記くぼみ９２の内部上端表面とに、ほとんど接するまで近ずく。前記ローター８２は、前記円形くぼみ９２の中心及び前記ローターハウジング２８の部分的に円筒状の内部表面の中心軸から偏心している軸に軸支されている。これにより、前記羽根９０が前記部分的に円筒状のハウジング２８の内部表面にそって、該部分的に円筒状のハウジング２８の最終縁３０によって限定された放出点へ動くにつれ、該羽根９０は、該羽根が前記膨張チューブ６４と前記板７２とに面した時の延長した位置から前記ローター８２に向かって内部方向に放射状に動くことになる。前記羽根９０は、前記ローター８２と該羽根９０の回転運動中、該ローター８２の回転中心から間を開けて位置する軸をもつ円形状の経路内を動く。
【００３０】
前記羽根９０に近接した外側縁と前記ローター８２の外部表面は、前記羽根９０の外部縁が、前記ハウジング２８とほとんど接するとき、該ローターの長さよりも延長してポケット９４を限定する。前記ポケット９４は、前記ハウジング２８内の狭い溝９７に固く取り付けられ、前記部分的に円筒状のローターハウジング２８の部分的に円筒状の内部表面から内部方向に突き出す、複数の、好ましくは、９個の仕切り９６によって分けられる。各前記仕切り９６は、前記部分的に円筒状のハウジング２８の内部表面内の前記部分的に円筒状の溝９７と一致した弓状の外側縁９８と、前記縁９８から偏心し前記ローター８２の円筒状外部表面と一致した円周の内部縁１００とを含む。前記ローター８２の円形表面の中心は、前記くぼみ９２と前記部分的に円筒状のハウジング２８によって限定された前記円筒状の表面の中心から偏心している。各前記仕切り９６は、前記部分的に円筒状のハウジング２８の最終縁３０と一致し、一直線上に配置された放出端１０２を含む。各前記仕切り９６は、各前記ポケット９４内の前記ペレットを各該ポケット９４から放出する８個の概して均等なサイズのより小さなペレット９５へ切るために各側面表面から中央点にむけて斜角をつけ、前記部分的に円筒状のハウジング２８の上部端縁３２と直線上に配置した上部端縁１０４も含む。前記各仕切り９６の前記放出端縁１０２は、図３に示したように、前記部分的に円筒状のハウジング２８内の前記溝９７内の場所に前記仕切り９６をとどめておくのを助ける一つの細長い押さえ板１０３によって取り付けられている。
【００３１】
前記羽根９０の各々は、それについて外側縁にむかってのび、前記仕切り９６を受け、直線上に配置された、縦に配置された複数のスロット（細穴）１０６を含む。前記羽根９０が、前記部分的に円筒状のハウジング２８の上部縁３２と細長い押さえ板１０３と一直線上の位置から前記部分的に円筒状のハウジング２８の下部端縁３０の一直線上の位置まで通るにつれて、前記ポケット９４は、隣接した前記羽根９０の各一対が前記部分的に円筒状のハウジング２８の前記端部縁３２を通り過ぎるやいなや閉ざされる。前記閉ざされたポケットは、前記部分的に円筒状のハウジング２８の前記端縁３０と前記細長い押さえ板１０３を通り過ぎるまで、徐々に体積を減らし、該ポケット９４が体積を減らすにつれ、該ポケット９４内のドライアイスの粒はコンパクト化され、固化される。前記コンパクト化されたドライアイスは、その後、前記前壁２２と前記後壁２６によって限定された表面にそって、前記エアロック１８の中へと放出するために、前記底板１９内の一つの開口部１０８を通って前記ポケット９４から下向きに放出される。
【００３２】
前記前壁２２の内部表面は、図２、図８、図８Ａ、図９に図示されたように、前記羽根がひれ状部１１０を通り過ぎて上向きに動くにつれ、前記羽根９０内の前記スロット１０６内へ内部方向にのびる、複数の平行に間隔をとって配置された前記ひれ状部１１０を備えている。前記スロット１０６内の前記ひれ状部１１０は、ドライアイスが前記羽根９０内の相対的に広く開いている該スロット１０６を通って、前記側面壁２０、前記後壁２６、前記前壁２２からによって限定されたペレット室の中へ落ち、前記ローター８２から放出された前記ペレット９５と混合されてしまうことを阻止する。
【００３３】
前記ローター８２の外部表面を越えてのびている前記羽根９０の外部縁によって限定された前記ポケット９４は、近接した該羽根によって限定された平行表面と該ローターの外部表面によって限定された縦に直線状の表面とを含むため、前記ドライアイス粒と気体の二酸化炭素が、前記四角い膨張チューブ６４から放出されるにつれ、該チューブの四角い構造が重要になってくる。それゆえに、前記ドライアイス粒と気体材料が前記ポケット９４に入るにつれ、前記気体材料は、その流れ経路を逆にしたり、部分的に前記羽根内の前記スロット１０６を通じて出ていくだろう、そのとき前記ポケット９４の全体的に概して直角の構造は、より均等にドライアイスで満ちることを可能にする。前記ポケット９４の中に前記膨張チューブ６４の下部縁の間を通った後ですら前記ドライアイスと共に流入したままの、どんな気体二酸化炭素でも、図１０に図示されたように、前記スロット１０６を通じて逆の流れによって移動でき、それによって、前記ポケットを前記ドライアイスで完全に満たす。
【００３４】
図１３に示したように、コンパクト化され、固化した二酸化炭素ペレット９５を該ペレットが最終的に圧縮された後に、前記ポケット９４から移動するために、前記側面壁２０の片方もしくは両方は、前記部分的に円筒状のハウジング２８の放出端縁３０と前記細長い押さえ板１０３を通り過ぎた後で各該ポケット９４に一直線上に配置される空気入り口１１４を備えている。前記空気入り口１１４は、空気加圧源に通じており、あるポケット９４の前記先頭の羽根である該羽根９０が前記ハウジング２８の端部縁３０と前記細長い押さえ板１０３とを通過した時、前記ハウジング２８の前記端部縁３０と前記仕切り９６の前記端部縁１０２と前記細長い押さえ板１０３を越えて通り抜けるように前記二酸化炭素ペレットのすべてが放出される空気圧が保証され、それによりすべての二酸化炭素ペレットは、前記ポケット９４から前記ペレット室へ、前記放出開口部１０８を通じて前記エアロック１８へ追い出されることが保証される。図１４、図１５に図示されるように、前記エアロック１８は、その中に軸支し、ハウジング１１６と同軸の軸の周りを回転して運動するローター１１８を持つ、円筒状ハウジング１１６を含む。前記ローター１１８は、中で放射状に動き、前記ローター１１８内の溝１２２から前記ハウジング１１６の前記内部表面１２４に接するまでのびている複数の放射状の羽根１２０を含む。前記ローター１１８、前記羽根１２０，前記ハウジング１１６の前記内部表面１２４は、複数の周りを取り巻いて伸びているポケット１２６を限定する。前記円筒状のハウジング１１６は、そこから前記ペレット１３６を受け取るための前記底板１９内の放出開口部１０８と直線上に位置する上部４分の１内に弓状にのびている入り口開口部１２８を含む。ぶらさがったガイド又は板１３０は、前記ローター１１８の矢印１３２で示したような反時計回りの回転中、前記ポケット１２６内に前記ペレット１３６を保っておくために、前記底板１９から、前記入り口開口部１２８の下縁において前記ハウジング１１６とほとんど接する位置までくっついている。図示したように、前記ローター１１８は、６個のスロット１２２と前記各羽根が前記スロット１２２の底と前記羽根１２０の内側の縁の間を弓状の又はジグザグ状の平らなバネ１３４によって前記ハウジング１１６の前記内部表面１２４に外側に傾いて取り付けられている６枚の羽根１２０を含む。それゆえ前記ローター１１８の外部表面と結合している前記近接した羽根１２０と前記ハウジング１１６の前記内部表面１２４は、周囲を取り囲んだ方向の複数の前記ポケット１２６を限定する。前記ローター１１８は、一つの小さなモーターによってまた圧縮機１４のローター８２を動かすのと同じモーターで動かしてもよい。
【００３５】
前記ローター１１８が回転するにつれて、前記圧縮機１４から放出されたコンパクト化されたペレット１３６は、前記ポケットが前記開口部１０８と１２８と一直線上になったとき、重力によって落ち、前記連続ポケット１２６に満ちる。前記ポケット１２６は、ポケットが前記開口部１２８と直線上になる位置から前記ハウジング１１６の下部部分へと動くときは閉じられている。図１５に示すように、前記ハウジング１１６の下部部分において、一つの端壁は、空気加圧源につながる空気流入口１３８を備え、また前記ハウジング１１６の反対端部において、入り口１３８より少し大きな空気及びペレット出口１４０が備えられる。前記ハウジング１１６を通って前記入り口１３８から前記出口１４０を通る空気の流れが、流入させられ、前記ペレットを放出し、使用する所、貯蔵エリア又はその他同種の所へ運ぶ。前記ポケットが、前記入り口１３８と前記出口１４０と一直線上になった時、加圧下のどんな空気が該ポケット１２６に陥ったとしても、その時に該ポケット１２６が前記固体二酸化炭素ペレット１３６で詰め替えられる、該ポケットが、前記開口部１２８と一直線上になるより前に放出開口部１４２と一直線上になりその時に、空気は、前記ハウジング１１６内の前記空気放出開口部１４２を通って放出される。
【００３６】
図１６−１８に液体二酸化炭素が、側面壁２１６の片方、又は両方内の膨張ノズル２１４を通って、ハウジング２１２を含む回転圧縮機２１０に導入されるところの発明の２番目の実施例について図示した。前記ノズル２１４は、側面壁２１６内の開き口２２０に取り付けられた突起物２１８を含み、またそれを通って液体二酸化炭素が通過し、膨張し、室又は図１−１２で図示した前記ポケット９４と同様なポケット２２４に放出されるドライアイスの粒と気体二酸化炭素と共に３重点に到達する一つの小さな直径のオリフィス２２２を含む。前記圧縮機２１０は、図１−１２で示した同様の方法で前記ローターが回転するにつれ、閉鎖された室２２４を形成し、前記ドライアイスの粒を二酸化炭素の長い固まりへ圧縮するために、前記ハウジング２１２の内部にくっついている放射状の外側縁を持つ放射状に動く羽根２２８を備えた偏心ローター２２６を含む。前記羽根２２８は、そこに弓状のブロッカー（ふさぐもの）２３２をうけとるための前記外側縁にスロット（細い穴）２３０を持つ。前記ブロッカー２３２は、気体二酸化炭素が大気へ急速に放出されるのを防ぐため、前記スロット２３０のふたを形成するために、近接した前記羽根２２８の間の距離より長い距離弓状にのびている。ブロッカー２３２の一対は前記ノズル２１４の反対側に位置し、大気への気体の流れを制限する一方ドライアイスの粒を保持するために、前記ノズル２１４に接近する前記羽根２２８と連携した前記ブロッカー２３２は、前記ノズル２１４から離れハウジング２１２内の大きなペレット放出エリア２３４へ動く前記羽根２２８と連携した前記ブロッカー２３２より長い。
【００３７】
前記放出エリア２３４は、前記ペレットが、ローター、羽根、ハウジングから重力によって落ちることが可能なように前記ノズル２１４から概して直径方向に反対の位置から前記ハウジング２１２の円周のまわりを約１３５°までのびている。前記放出エリア２３４において、ペレットカッター２３６は、図１８に図示したように前記圧縮された固まりを、ペレットへカットするために、棒状の２３８の形状内に、前記羽根２２８の前記切欠き２３０内へのびているハウジングの突起２４０に置かれている。図１３に示した空気援助放出も前記室２２４から前記放出エリア２３４において圧縮したペレットを放出する手助けに使ってもよい。
【００３８】
図１９に図示した本発明に従った二酸化炭素ペレット大容量に急速に製造する前記装置は参照数字３１０によって概して指定された。前記装置は、その入り口エリアにおいて液体二酸化炭素のための膨張、圧縮組立部材３１６に通じる回転二酸化炭素圧縮ローター３１４を支持するハウジング３１２と、図２と同様な方法でエアロックへ放出することが可能な出口３１８を含む。
【００３９】
前記ハウジング３１２は、概して水平に配置された底板３１９とそれぞれが前記底板３１９に概して直角の配置にしっかりと固定され、上に向かってのび、間を開けて配置され、概して平行な側面壁３２０の一対を含む。直立した前壁３２２は、前記底板３１９にしっかりと固定され、前記側面壁３２０の間を上に向かって伸び、図１９に図示されたように事実上側面壁３２０の上部縁よりも下の位置で、上部縁３２４で終わる。前記底板３１９から垂直に伸び、前記側面壁３２０の後方縁と関係づけて間をあけて配置された前記側面壁３２０の間に伸び、しっかりと固定された部分的な後壁３２６が、前記前壁３２２から概して平行に間を開けて配置された。前記後壁３２６の上部端は、前記前壁３２２の前記上部縁３２４と事実上同じ高さで終わり、前記後壁３２６と一直線上に配置され、後壁３２６の上部縁としっかり固定される端部縁３３０を持つ弓状の部分的に円筒状のローターハウジング３２８としっかり固定されている。前記部分的に円筒状ハウジング３２８は、前記側面壁３２０の間を伸び、前記壁３２０にしっかり固定されている。前記ハウジング３２８は、図１９に図示したように、ハウジング３２８の前記端部縁３３０に関連して中心線を外れた端部縁３３２を含む。
【００４０】
前記前壁３２２から前方へのびた、気体二酸化炭素のための閉ざされた集積室３３４があり、その集積室は、前記前壁３２２から間を開けて配置された前壁３３６と前記底壁３１９の一部を形作る底壁と、側面壁３４０と前記前壁３３６の前記上部縁から前記端部縁３３２に隣接したハウジング３２８へのびている上部壁３４２を含み、前記前壁３２２の前記上部縁３２４と関連して間を開けて配置された側面壁３２０の間にのびている。前記集積室３３４の前記前壁３３６は、前記集積室３３４から大気へ又は真空回復システムへ又は火を消すために気体の二酸化炭素を使用するための装置へ気体の二酸化炭素を抜くために、前記底壁３１９を通じて近接して伸び、しかし関連づけて間を開けて配置された管状の部材３４４を含む。
【００４１】
前記液体二酸化炭素のための供給、膨張組立部材３１６は、のばされたマニホールド３４８の中へ、又底板３１９から支持されたブラケット３５２によって支持された一つの又は複数の膨張チューブの中へ通すことが出来る液体二酸化炭素の供給を含む弁のついた加圧タンク（未図示）に通じる供給パイプ又はホースの取り付け備品３４６を含む。前記マニホールド３４８は、図５と図６に示したものと同様な一つの又は複数のオリフィス（未図示）を含む。
【００４２】
前記一つの又は複数の膨張チューブ３５０は、集積室３３４を通ってローターハウジング３２８の縁３３２へ向かって放出されるために二酸化炭素が膨張し、二酸化炭素のドライアイス粒と気体の二酸化炭素が形成されるその三重点に達することが可能な膨張エリアを限定する。気体の二酸化炭素は前記ドライアイス粒から分離され、前記集積室３３４へ放出され、その後前記ガスは、前記管状の出口３４４を通じて放出されるために前記集積室３３４の中へ下向きに通過できる。
【００４３】
前記圧縮機ローター３１４は、円筒状で前記側面壁３２０の間にのび、前記ローターの円周上に囲んで均等に間を開けて配置され、前記外部表面から同じ距離、内部に向かってのびている複数の放射状スロット３５４を含む。前記スロット３５４内で放射状に動くことが出来る長方形の構造の可動式の羽根３５６が、前記各スロット３５４内に位置する。前記羽根３５６は、前記側面壁３２０の間の距離よりも少し長く、前記各羽根の前記端は、図１と図３と同様な方法で、前記側面壁３２０の内部表面の反対側に内部方向に面削りしたくぼみ３５８の中に受けられる。各くぼみ３５８の前記外部円周は、前記部分的に円筒状ローターハウジング３２８の内部表面である。それゆえ前記羽根３５６の前記端が円形の道筋を通って動くにつれ、前記羽根の前記外部縁は、前記部分的に円筒状のローターハウジング３２８の前記内部表面と前記くぼみ３５８の内部上部表面にほとんど接するくらい近づく。前記ローター３１４は、前記ローターハウジング３２８の前記部分的に円筒状内部表面の中心軸に関して偏心した軸のまわりに軸支されている。これによって前記羽根３５６は、前記羽根３５６と前記くぼみ３５８が前記膨張エリア及びハウジング３２８の縁３３２と前記壁３２２の縁３２４で限定される入り口のほうを向いた時ののばした位置から内部方向に放射状に動くことが出来、又前記部分的に円筒状のハウジング３２８の前記端部縁３３０によって限定される放出エリアへ、該部分的に円筒状のハウジング３２８の内部表面に沿って動くにつれ、前記ローター３１４に向かって内部方向へ動くことが出来る。前記羽根３５６は、前記ローター３１４と前記羽根３５６の回転運動中、前記ローター３１４の回転中心から間を開けて配置された軸を持った円形経路の中を動く。
【００４４】
前記ハウジング３２８の内部表面と近接した羽根３５６と前記ローター３１４の外部表面は、前記羽根３５６の前記外部縁がハウジング３２８と接触する時、前記ローター３１４と前記羽根３５６の長さを延長してポケット３５９を限定する。前記くぼみ３５９は、ハウジング３２８の浅い溝の中にしっかり取り付けられ、図１から図１２で図示したように前記部分的に円筒状のローターハウジング３２８の前記部分的に円筒状の内部表面から内部に向かって突き出している複数の仕切り３６０によって分けられる。前記ローターと羽根とハウジングのこの実施例は、図１−１８と同様の方法で機能し、出口３１８へと下向きにペレットを放出するために図示した同様の構造を含む。
【００４５】
図２０に図示した本発明の前記実施例は、参照数字４１０によって概して示され、ハウジング４１２の主要部分に沿ってのびている円筒状内部表面４１６の中心から反対側にある平板又は直線部分４１４を含むが概して円筒状の構造のローターハウジング４１２を含む二酸化炭素ペレット形成圧縮機を含む。ローター４１８は、ハウジング４１２の端部壁４２０内に軸支され、ハウジング４１２の前記円筒状部分４１６の前記中心と一致したその中心軸のまわりを回転する。前記ハウジング４１２は、そこを通じて液体二酸化炭素が通り、ドライアイス粒と気体二酸化炭素を形成するために膨張するノズル又はオリフィス４２８を持つ板４２６を含む二酸化炭素供給組立部材４２４に通じる入り口４２２を含む。気体二酸化炭素は前記板４２６と片方の縁が前記ハウジング４１２とつながり、前記入り口４２２の片方の縁を形成する前記板４３２との間４３０において逃れることが出来る。気体二酸化炭素は、ノズル板４２４の縁と入り口４２２に近接したハウジング４１２の前記外面の間４３４においても逃れることが出来る。
【００４６】
前記ドライアイス粒は、膨張した液体二酸化炭素が前記入り口４２２を通り抜け、前記ローター４１８内のスロット４４０に取り付けられた放射状の羽根４３８によって形成されるポケット４３６の中に通ることによって形成される。前記ハウジング４１２の前記端部壁は、前記スロット４４０内の前記羽根４３８の動きをコントロールするために、前記ハウジング４１２の前記内面４１６と前記平板４１４の内部表面と同様の形をした環状のくぼみ４１３を含む。前記放射状のスロット４４０は、前記羽根４３８の放射状の動きを可能にし、そのため前記羽根４３８の外側縁は、図１−１９内の端部くぼみと同様な方法で、前記ハウジング４１２の前記円筒状部分の前記内部表面４１６と前記平板４１４の前記直線上の内部表面４４２と一定の密接な関係にある。
【００４７】
前記ハウジング４１２は、前記入り口４２２と直径の方向に反対の位置に放出開口部４４４を含む。前記放出開口部４４４は、前記羽根が前記開口部４４４を通りすぎるにつれ、前記ローターポケット４３６から二酸化炭素ペレットの重力放出を助けるために前記開口部４４４に結合した外向きに朝顔型に広がらせた上部端４４８を持つ放出チューブ４４６を含む。この構造は、前記放射状羽根４３８の外側縁が、前記内部表面４１６と４４２にかみ合うように単純化され、前記羽根４３８の位置と前記ポケット４３６の大きさをコントロールする。前記ポケット４３６は、前記羽根４３８が部分的に円筒状の表面４１６にかみ合う時、同じ大きさを保つ。しかしながら前記ローター４１８の前記回転軸に偏心している直線上の内部表面４４２のため、前記羽根が前記板４１４の中心を通り過ぎそれによって、前記ポケット４３６内のドライアイスの粒を圧縮するまで、
前記ポケット４３６は、体積を減じる。時計方向に前記ローターの回転が続くにつれ、板４１４の中心を通って放出開口部４４４へと通る前記羽根４３８は、前記ポケット４３６の体積を増し、それによって前記圧縮されたペレットを前記開口部４４４を通って放出チューブ４４６へ落ちるように放つ。前記円筒状表面４１６と偏心した表面４４２の間の接合は、なめらかな動きを与え、前記羽根４３８と前記表面４４２と４４３との摩耗を減らすために曲線状の移り変わり表面４４３を含んでもよい。
【００４８】
本発明は、前記二酸化炭素ペレットの使用を、環境を害するかもしれないハロン製の炎抑制剤や他のオゾン破壊化学物質の代替として提供できる。本発明は、二酸化炭素源から遠く離れた炎に届く先行技術装置の能力がなかったための二酸化炭素の使用の制限をも取り去る。本発明は、水圧ラムの使用や二酸化炭素ドライアイスを固体のペレットに圧縮する他の大きな重い装置の使用なしに即座に加圧した液体二酸化炭素から高密度固体二酸化炭素ペレットの高容量の生産を提供し、二酸化炭素ドライアイスをペレットに押し出して成形する押出機の使用を除く。本発明の前記構造は、軽量で、持ち運び可能で効率的な操作のための小馬力のモーターを備えている。又前記生産容量は、前記圧縮機、ローター、関連する構造の長さを増すことによって２倍にも３倍にもする事が出来、前記ペレット１３６の前記密度は前記ローターの回転スピードを変更することにより変更できる。
【００４９】
よく知られているように、火には燃料、酸素、熱の３つの要素が含まれる。二酸化炭素ペレットは、温度を下げ、酸素の置き換えを続けるために、火が要求する３つの重大な要素のうち２つを除く。泡を形成した薄膜は、酸素の置き換えは出来るが、二酸化炭素ペレットのように引火点を下げることは出来ない。他の化学試薬は、引火点を下げることなしに酸素を火から分離し、高温の火の中で、化学製品は、有毒状態を引き起こし、オゾン層を破壊するかもしれない。
【００５０】
ある先行技術装置は、他と比べて重く、約１３６１ｋｇ（３０００ポンド）あり、１０分から１５分の始動時間の後、一時間に約９１ｋｇ（２００ポンド）の二酸化炭素ペレットを生産する。他の先行技術の設備一式は、重さが３６２９ｋｇ（８０００ポンド）あり、始動時間後、一時間に２２７ｋｇ（５００ポンド）から２７２ｋｇ（６００ポンド）のペレットを生産する。これらの大きな先行技術機械は、上記の量のペレットを生産するために、運転に１４．７ｋｗ（２０馬力）又はそれ以上のモーターが必要とされる。そのような先行技術機械は、重く、動かしにくい据え付けの設備一式であり、消火活動や汚染コントロールには、経済的に実行可能でなく又は充分な効果が得られない。本発明の構造は、約２７−４５ｋｇ（６０−１００ポンド）の重さかそれ以下あり、高さ９１ｃｍ（３フィート）より低く、幅約３０ｃｍ（１２インチ）奥行き約１５ｃｍ（６インチ）であり、０．７ｋｗ（１馬力）より低い小さなモーターが利用でき、高い機動力があり、たった約３秒の始動時間の後、一時間に約３６３ｋｇ（８００ポンド）の二酸化炭素ペレットを生産する。これにより本発明はとても重要な高価でない消火活動装置にできる。
【００５１】
固体の形の二酸化炭素は、冷凍下においてですら、とても限られた貯蔵寿命を持つ。それゆえ未来の火事や汚染コントロールや他の使用のために手渡したり、棚卸しをする前に生産されることは出来ない。しかしながら、本発明を用いれば、とても短い始動時間で二酸化炭素ペレットが高容量作製できるその能力の点から見て、この欠点は、除かれる。例えば、前記発明のその小サイズ、小重量又二酸化炭素ペレットの”すぐその場で”の生産スピードのゆえに、前記発明又はいくつかの機械一式は、森林火災の消火のための二酸化炭素ペレットの効率的なデリバリーシステムを形成するために圧縮した液体二酸化炭素のタンクと一緒にヘリコプターの中に乗せることが出来る。
【００５２】
あるいは、一つの大きな機械一式を火事場から遠く離れた場所に静置させて、ヘリコプターによって運ぶ大きなバケツやコンテナのようなものを用いて、火事場の要望された場所に二酸化炭素ペレットを輸送、又は放出してもよい。本発明は大きな化学火災や高層ビル火災、一般に用いられている手段によって届かない火災を消すことにも用いることが出来る。本発明は、また様々な公益設備、化学工場に対し、有害な化学流出を素早く鎮圧したり、アンモニア気体やその他の有害な気化物質を無効化することも出来る。本発明は、その小型で軽量な特徴によって、携帯できる火事や汚染コントロール用に小型トレーラー、ピックアップトラックや他のトラック又は人の背中の上にすら載せることが出来る。前記ペレットは、水に浮き、火災を消火するため、水の上に浮く油や燃料の火災のような水面上の火災ですら、本発明は問題を解決できる。
【００５３】
加えて、本発明は消火活動に限定するものではなく、なぜなら液体を即座に凍結し、又は凝固して固体の固まりにし、その固体の固まりを人々や環境に様々な害を引き起こす前に素早く回復させ、再生利用する事によって様々なよく知られた問題が解決できる。本発明は、オイルタンカー、貨物船、沖合の油掘削プラットホーム、石油化学薬品工場、石油精製工場、又火事、油の流出、毒性物質の放出がおこりうる他の様々な種類の場所において特に有益である。
【００５４】
前記のものは、前記発明の原理のみ図示されて考察される。なおその上に多数の修正や変更がこれらの巧みな技術の中に、たやすく起こるため、本発明は、示したり、描写した実際の構造や操作に限るものではなく、そのため本発明の範囲内にあてはまるすべての適切な修正品や同等物は訴えられるかもしれない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に従って二酸化炭素ペレットを形成する回転可能なローターの軸にそって見た前記装置の部分垂直断面図である。
【図２】本発明の膨張、ペレット圧縮構成を図示した、図１の切片線２−２にそって見た部分垂直断面図である。
【図３】前記ローター、羽根、前記ローターの回転軸にそったハウジングの詳細な水平断面図である。
【図４】前記ペレット圧縮構造に使用された前記可動式のローター羽根の一つの拡大正面図である。
【図５】前記膨張ノズルの構造を図示した前記液体二酸化炭素マニホールドの縦断面図である。
【図６】前記膨張ノズルの位置を図示した前記マニホールドの底面図である。
【図７】四角い膨張チューブの上部端の部分側面図である。
【図８】前記表面の上のローターに向いたひれについて図示した、前記ローター用サポートハウジングの前記前壁の部分正面図である。
【図８Ａ】前記ひれの形状を図示した前記サポートハウジングの前壁の側面図である。
【図９】前記ローター羽根とひれの関係を図示する詳細略図である。
【図１０】ドライアイス粒と気体二酸化炭素を受ける前記ポケットの一つの略図である。
【図１１】部分的円筒状ハウジングに据え付けられた仕切りのうちの一つの詳細図である。
【図１２】体積を減じたポケットの中で形成されたペレットをさらに小さなペレットへと分けるために斜めに切った上端を示す仕切りの図である。
【図１３】前記ローターからペレットを除去するためのローターの空気流入口とポケットの関係を図示した部分断面図である。
【図１４】前記ローターポケットから放出された固体圧縮二酸化炭素ペレットを受け、前記装置からペレットの放出をコントロールするエアロックの垂直断面図である。
【図１５】空気の流入口と流出口を図示したエアロックの水平断面図である。
【図１６】二酸化炭素を圧縮機に導入するためのノズルを用いたもうひとつの実施例の装置を図示した、図１と同様の縦垂直断面図である。
【図１７】図１６で図示した前記発明の実施例の横断面図である。
【図１８】前記発明のこの実施例に用いられたペレットカッターバーの詳細図である。
【図１９】前記発明の他の実施例を図示した縦垂直断面図である。
【図２０】前記ローターが中心軸のまわりを回転し、前記ハウジングが偏心した内面を持つ前記発明の他の実施例の垂直断面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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