(57)【要約】【課題】固形外殻体の内部にガスが封入された被破砕物体を液体ガスの使用量が少なくかつ短い冷却時間で以って破砕、無害化処理可能な超低温に冷却可能として、被破砕物体の破砕、無害化処理を高効率でかつ運転コストを低減して施行可能とする低温冷却破砕処理方法及びその装置を提供する。【解決手段】固形外殻体の内部にガスが封入された被破砕物体を、低温に冷却し低温脆性を利用して破砕処理するにあたり、前記被破砕物体を、冷凍システムにより衝突噴流冷却し、次いで該被破砕物体を液化ガスにより冷却し低温脆性を発生せしめてガスを固形化し、破砕機にて固形外殻体及び内部流体を同時に破砕することを特徴とする。【選択図】      図１
2004321910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形外殻体の内部に流体が封入された被破砕物体を、低温に冷却し低温脆性を利用して破砕処理する低温冷却破砕処理方法において、冷媒の冷凍サイクルにより低温冷熱を得る冷凍システムからの前記冷媒あるいは該冷媒により冷却された空気あるいは窒素の衝突噴流により前記被破砕物体を冷却する冷凍サイクル冷却工程と、該冷凍サイクル冷却工程にて冷却後の前記被破砕物体を液体窒素等の不活性液化ガスにより冷却する液化ガス冷却工程とにより該被破砕物体の内部流体を固形化し、次いで破砕機にて該被破砕物体を破砕することを特徴とする低温冷却破砕処理方法。
【請求項２】
前記冷凍システムとして、１次冷媒を用いて高温冷熱を得る第１の冷凍サイクルを構成する高元冷凍システムと２次冷媒を用い前記高温冷熱を凝縮器側に導入して低温冷熱を得る第２の冷凍サイクルを構成する低元冷凍システムとよりなる２元冷凍システムを用いることを特徴とする請求項１記載の低温冷却破砕処理方法。
【請求項３】
前記冷凍サイクル冷却工程において冷却後の前記被破砕物体を、前記液化ガス冷却工程における冷却作用により気化した不活性ガスを用いて冷却する不活性ガス冷却工程により冷却し、次いで前記液化ガス冷却工程を施すことを特徴とする請求項１記載の低温冷却破砕処理方法。
【請求項４】
固形外殻体の内部に流体が封入された被破砕物体を低温に冷却し、低温脆性を利用して破砕処理する低温冷却破砕処理装置において、一次冷媒を用いて高温冷熱を得る第１の冷凍サイクルを構成する高元冷凍システムと２次冷媒を用い前記高温冷熱を凝縮器側に導入して低温冷熱を得る第２の冷凍サイクルを構成する低元冷凍システムとよりなる２元冷凍システムからの冷風の衝突噴流により前記被破砕物体を冷却する冷凍サイクル冷却装置と、前記冷凍サイクル冷却装置において冷却後の前記被破砕物体を不活性液化ガスにより冷却して該被破砕物体の内部流体を固形化する液化ガス冷却装置と、該不活性液化ガスによる冷却後の前記被破砕物体を破砕する破砕装置とを備えてなることを特徴とする低温冷却破砕処理装置。
【請求項５】
前記冷凍サイクル冷却装置と前記液化ガス冷却装置との間に、前記液化ガス冷却装置にて被破砕物体の冷却により気化した不活性ガスが該液化ガス冷却装置から導入され、該不活性ガスにより冷凍サイクル冷却装置を経た被破砕物体を冷却する不活性ガス冷却装置を設置したことを特徴とする請求項４載の低温冷却破砕処理装置。
【請求項６】
前記冷凍サイクル冷却装置が内設された２元冷凍冷却室と、前記液化ガス冷却装置が内設された液化ガス冷却室とを備えるとともに、前記２元冷凍冷却室と前記液化ガス冷却室の間に、不活性ガス冷却装置が内設された不活性ガス冷却室を備え、さらに前記２元冷凍冷却室、不活性ガス冷却室及び液化ガス冷却室を内部壁で覆い、該内部壁の周囲に冷却空間を形成し、該冷却空間の外側を断熱壁で覆ってなる２重壁構造に構成したことを特徴とする請求項４または５の何れかの項に記載の低温冷却破砕処理装置。
【請求項７】
前記２元冷凍冷却室の前流側に前記被破砕物体が投入される投入室を設け、該投入室内に低温ガスを導入して前記被破砕物体を予冷することを特徴とする請求項６記載の低温冷却破砕処理装置。
【請求項８】
前記被破砕物体を移送する移送手段を備えてなることを特徴とする請求項６または７の何れかの項に記載の低温冷却破砕処理装置。
【請求項９】
前記冷却空間内に、前記不活性ガス冷却装置を経た不活性ガスで該冷却空間内を冷却する熱交換器を設けてなることを特徴とする請求項６記載の低温冷却破砕処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固形外殻体の内部にガス等の流体が封入された被破砕物体を低温に冷却し、低温脆性を利用して破砕処理する低温冷却破砕処理方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃タイヤ、プラスチック、固形外殻体の内部にガスが封入された砲弾等の被破砕物体を無害化処理するための破砕処理には、該被破砕物体をガラス化温度以下に冷却して破砕処理する手段や、該被破砕物体のガスが固化する超低温まで該被破砕物体を冷却して該被破砕物体を一体の固体とした後、破砕装置で破砕する手段が用いられている。
かかる被破砕物体の冷却、破砕に適用される冷却、破砕システムとして、特許文献１（特開２００１−９６１８４公報）の技術がある。
【０００３】
かかる従来技術においては、アンモニア冷媒を用いて高温冷熱を得る第１の冷凍サイクルを構成する高元冷凍システムからの−４５℃のアンモニアガス冷媒をクーラに導いて被破砕物体を予冷し、エタン冷媒を用い前記高元冷凍システムからの高温冷熱を凝縮器側に導入して低温冷熱を得る第２の冷凍サイクルを構成する低元冷凍システムからの−９５℃の低温ブラインをフリーザに導いて、前記被破砕物体をからの−７５℃程度のガラス化温度以下に冷却という２元冷凍システムによって該被破砕物体を冷却して、該被破砕物体を破砕処理している。
【０００４】
また、特許文献２（特開平８−２９７０００号公報）の技術においては、火薬類を保護している弾殻を、−１９６℃程度の液体窒素によって超低温に冷却して低温脆性を発生させ、爆発の虞のない超低温下で圧搾破砕している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−９６１８４公報
【特許文献２】
特開平８−２９７０００号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１の従来技術にあっては、高元冷凍システムと低元冷凍システムとの２元冷凍システムによって、被破砕物体を段階的に−７５℃程度のガラス化温度以下に冷却した後、該被破砕物体を破砕処理するように構成されているため、廃タイヤやプラスチックの破砕処理のように、被破砕物体を−７５℃程度のガラス化温度以下に冷却する破砕処理システムには効果的に適用できるが、砲弾等のように固形外殻体の内部に有毒なガスが封入された該被破砕物体の破砕処理には、−７５℃程度までの冷却では内部のガスが気体あるいは液体の状態で存在するため、該ガスの処理が困難となる。
【０００７】
一方、特許文献２の技術にあっては、砲弾等のように固形外殻体の内部に有毒なガスが封入された該被破砕物体の破砕処理をするにあたっては、−１９６℃程度の液体窒素によって該被破砕物体を冷却することから、該被破砕物体のガスが固形化されて固形外殻体とともに固体の状態で破砕できるので、固形外殻体の内部に有毒なガスが封入された該被破砕物体の破砕、無害化処理を行うことは可能である。
しかしながら、かかる従来技術にあっては、常温の被破砕物体を−１９６℃程度の液体窒素によってガスが固化される−１８０℃程度まで一挙に冷却するため、被破砕物体の冷却時間が多くなるとともに、高価な液体窒素の使用量が膨大となり、装置の運転コストが増大する、
等の問題点を有している。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、固形外殻体の内部にガス等の流体が封入された被破砕物体を液体窒素等不活性液化ガスの使用量が少なくかつ短い冷却時間で以って破砕、無害化処理可能な超低温に冷却可能として、被破砕物体の破砕、無害化処理を高効率でかつ運転コストを低減して施行可能とする低温冷却破砕処理方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる目的を達成するもので、第１発明は、固形外殻体の内部に流体が封入された被破砕物体を低温に冷却し、低温脆性を利用して破砕処理する低温冷却破砕処理方法において、冷媒の冷凍サイクルにより低温冷熱を得る冷凍システムからの前記冷媒あるいは該冷媒により冷却された空気あるいは窒素の衝突噴流により前記被破砕物体を冷却する冷凍サイクル冷却工程と、該冷凍サイクル冷却工程にて冷却後の前記被破砕物体を液体窒素等の不活性液化ガスにより冷却する液化ガス冷却工程とにより該被破砕物体の内部流体を固形化し、次いで破砕機にて該被破砕物体を破砕することを特徴とする。
かかる第１発明において好ましくは、前記冷凍システムとして、１次冷媒を用いて高温冷熱を得る第１の冷凍サイクルを構成する高元冷凍システムと２次冷媒を用い前記高温冷熱を凝縮器側に導入して低温冷熱を得る第２の冷凍サイクルを構成する低元冷凍システムとよりなる２元冷凍システムを用いるのがよい。
【００１０】
またかかる第１発明において好ましくは、前記冷凍サイクル冷却工程において冷却後の前記被破砕物体を、前記液化ガス冷却工程における冷却作用により気化した不活性ガスを用いて冷却する不活性ガス冷却工程により冷却し、次いで前記液化ガス冷却工程を施すのがよい。
【００１１】
また第２発明は、固形外殻体の内部に流体が封入された被破砕物体を低温に冷却し、低温脆性を利用して破砕処理する低温冷却破砕処理装置において、一次冷媒を用いて高温冷熱を得る第１の冷凍サイクルを構成する高元冷凍システムと２次冷媒を用い前記高温冷熱を凝縮器側に導入して低温冷熱を得る第２の冷凍サイクルを構成する低元冷凍システムとよりなる２元冷凍システムからの冷風の衝突噴流により前記被破砕物体を冷却する冷凍サイクル冷却装置と、前記冷凍サイクル冷却装置において冷却後の前記被破砕物体を不活性液化ガスにより冷却して該被破砕物体の内部流体を固形化する液化ガス冷却装置と、該不活性液化ガスによる冷却後の前記被破砕物体を破砕する破砕装置とを備えてなることを特徴とする。
【００１２】
かかる第２発明において好ましくは、前記冷凍サイクル冷却装置と前記液化ガス冷却装置との間に、前記液化ガス冷却装置にて被破砕物体の冷却により気化した不活性ガスが該液化ガス冷却装置から導入され、該不活性ガスにより冷凍サイクル冷却装置を経た被破砕物体を冷却する不活性ガス冷却装置を設置するのがよい。
【００１３】
かかる第１、第２発明によれば、固形外殻体の内部にガス等の流体が封入された被破砕物体は冷凍サイクル冷却装置に投入され、該冷凍サイクル冷却装置において、冷凍システム特に冷凍システムからの空気あるいは窒素（−９５℃程度）の衝突噴流により−７０℃程度まで冷却される。つまり、前記２元冷凍システムによる冷凍サイクル冷却工程によって第１段目の冷却がなされる。
【００１４】
次いで前記被破砕物体は、不活性ガス冷却装置において、後述する液化ガス冷却工程における冷却作用により気化した窒素ガス等の不活性ガスの衝突噴流によって−９０℃程度まで冷却される。つまり不活性ガス冷却工程によって第２段目の冷却がなされる。
さらに前記被破砕物体は、液化ガス冷却装置において、液体窒素等の液化ガスの噴霧によって−１８０℃程度まで冷却される。つまり液化ガス冷却工程によって第３段目の冷却がなされる。
【００１５】
前記のように、２元冷凍システムからの空気あるいは窒素の衝突噴流、不活性ガスの衝突噴流、及び液化ガスの噴霧による３段に亘る冷却が施されることによって、前記被破砕物体内の流体は固形化され、該被破砕物体は固形外殻体と固形化された流体とにより形成された低温脆性を有する完全な固体となって破砕装置に送られ、該被破砕物体は該破砕装置を構成する破砕機によって、固形外殻体及び固化された流体が同時に片状に破砕される。
かかる破砕がなされた該被破砕物体の固形片は、無害化装置に搬入されて無害化された固体あるいは液体と気体とに分離される。
【００１６】
従って、かかる第１、第２発明によれば、２元冷凍システムの冷凍サイクル冷却工程による第１段目の衝突噴流による冷却、不活性ガスの衝突噴流を用いた不活性ガス冷却工程による第２段目の冷却、及び液化ガスの噴霧を用いた液化ガス冷却工程による第３段目の冷却を併用した、衝突噴流冷却を含む３段階の連続冷却によって固形外殻体の内部にガス等の流体が封入された被破砕物体を冷却して、該被破砕物体を低温脆性を有する固形化し、かかる固形化された被破砕物体に破砕処理を施す、一連の冷却、破砕作業を連続的に高能率で以って行うことができる。
【００１７】
また、前記のような衝突噴流冷却を含む３段階の連続冷却によって、該被破砕物体を、内部の流体を固形化することにより完全に固体化して、破砕、無害化処理可能な形態にするとともに、液化ガス冷却工程での冷却作用により気化した不活性ガスを前段階（第２段目）の冷却に利用することにより液化ガスの潜熱と顕熱との双方を利用するので、前記従来技術に比べて高価な液体窒素等の液化ガス使用量を大幅に減少することができ、装置の運転コストが低減される。
【００１８】
また、前記のような衝突噴流冷却を含む３段階の連続冷却によって被破砕物体を低温脆性を有する完全固形化温度まで冷却するので、被破砕物体の冷却速度が大きくなり、被破砕物体の投入から破砕までの作業時間が短縮され、被破砕物体の破砕、無害化処理作業が高能率化される。
【００１９】
また第３発明は、前記冷凍サイクル冷却装置が内設された２元冷凍冷却室と、前記液化ガス冷却装置が内設された液化ガス冷却室とを備えるとともに、前記２元冷凍冷却室と前記液化ガス冷却室の間に、不活性ガス冷却装置が内設された不活性ガス冷却室を備え、さらに前記２元冷凍冷却室、不活性ガス冷却室及び液化ガス冷却室を内部壁で覆い、該内部壁の周囲に冷却空間を形成し、該冷却空間の外側を断熱壁で覆ってなる２重壁構造に構成したことを特徴とする。
【００２０】
かかる発明において好ましくは、前記２元冷凍冷却室の前流側に前記被破砕物体が投入される投入室を設け、該投入室内に低温ガスを導入して前記被破砕物体を予冷するのがよい。
また、かかる発明において好ましくは、前記２元冷凍冷却室、不活性ガス冷却室及び液化ガス冷却室の間を走行して前記被破砕物体を移送する移送手段を備えてなるのがよい。
また、かかる発明において好ましくは、前記冷却空間内に、前記不活性ガス冷却装置を経た不活性ガスで該冷却空間内を冷却する熱交換器を設けてなるのがよい。
【００２１】
かかる第３発明によれば、２元冷凍システムにより被破砕物体を冷却する冷凍サイクル冷却装置が内設された２元冷凍冷却室、不活性ガスにより被破砕物体を冷却する不活性ガス冷却装置が内設された不活性ガス冷却室、被破砕物体を液化ガスにより冷却して該被破砕物体に低温脆性を発生せしめる液化ガス冷却装置が内設された液化ガス冷却室を連設して、前記２元冷凍冷却室に投入された被破砕物体を移送手段により、該２元冷凍冷却室から前記不活性ガス冷却室、前記液化ガス冷却室に移送させながら、該被破砕物体を連続的に冷却するので、被破砕物体の冷却作業を高能率で行うことができるとともに、移送手段による連続移送であるので、被破砕物体が砲弾等の危険物であっても落下等のない安全移送が可能となる。
【００２２】
また、前記２元冷凍冷却室、不活性ガス冷却室及び液化ガス冷却室を内部壁で囲み、該内部壁の外側に冷却空間を形成し、該冷却空間の外側に断熱壁で覆うようにした冷却空間を介在させた２重壁に構成したので、前記各冷却室からの外部放熱が抑制され、被破砕物体の冷却効果が向上する。
また、前記冷却空間に、不活性ガス冷却装置を経た不活性ガスで該冷却空間内を冷却する熱交換器を設けて、前記液化ガス冷却装置及び不活性ガス冷却装置で被破砕物体を冷却した後の不活性ガスの冷熱で該冷却空間を低温に保持せしめるので、高価な液体窒素等の液化ガスの冷熱を３段階で有効利用することができ、この面からも装置の運転コストが低減される。
さらに、前記被破砕物体の投入室に、前記熱交換器を経た不活性ガスや前記２元冷凍冷却室から漏洩した低温ガスを導き、これらのガスを有効利用して前記被破砕物体を予冷することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２４】
図１は本発明の実施例に係る砲弾の低温冷却破砕処理装置の全体構成を示す系統図、図２は２元冷凍システムの系統図である。
【００２５】
図１において、１は被破砕物体を構成するワーク（砲弾）で、固形外殻体の内部にガスが封入された砲弾、３１は前記ワーク１が投入される投入室である。
１００は該ワーク１を多段で冷却する低温冷却装置であり、次のように構成されている。
６０は前記投入室３１の後流側に設置された２元冷凍冷却室で、後述する２元冷凍システムからのブラインの衝突噴流により前記ワーク１を冷却する冷凍フリーザ３６が複数個（１個でもよい）、列状に設置されている。６１は窒素ガスフリーザ５２が設置される窒素ガス冷却室、６２は液体窒素フリーザ５３及び液体窒素噴霧器５５が設置される液体窒素冷却室である。
【００２６】
前記２元冷凍冷却室６０、窒素ガス冷却室６１及び液体窒素冷却室６２は内部壁３５ａに覆われて、前記ワーク１の冷却順序に沿って連設されており、これらの冷却室６０、６１、６２の周囲つまり前記内部壁３５ａ外側は冷却室３２を介して断熱壁３５で覆われている。これにより、前記２元冷凍冷却室６０、窒素ガス冷却室６１及び液体窒素冷却室６２は、中間に冷却室３２を介在した内部壁３５ａと断熱壁３５との２重壁で覆われることとなり、外部との間に高い断熱機能を有する。
４５は無端コンベアからなる移送装置で、前記投入室３１、２元冷凍冷却室６０、窒素ガス冷却室６１及び液体窒素冷却室６２の間を走行して、前記投入室３１に投入されたワーク１を、前記各冷却室６０、６１、６２を経て後述する破砕機３４へと移送する。
【００２７】
１１は高元コンデンシングユニット、２１は低元コンデンシングブラインユニットで、該高元コンデンシングユニット１１及び低元コンデンシングブラインユニット２１からなる２元冷凍システム０１０からの−９５℃程度の低温ブラインを、前記２元冷凍冷却室６０内の冷凍フリーザ３６に供給して、該低温ブラインの衝突噴流によって前記ワーク１を−７０℃程度まで冷却するようになっている。
前記高元コンデンシングユニット１１及び低元コンデンシングブラインユニット２１の構成及び作用は後述する。
【００２８】
４３は−１９６℃程度の液体窒素を生成する液体窒素発生装置、４４は該液体窒素を貯蔵する液体窒素タンクであり、該液体窒素発生装置４３にて生成された液体窒素は、前記液体窒素噴霧器５５及び液体窒素フリーザ５３に直接に、あるいは前記液体窒素タンク４４に一旦貯蔵された後、該液体窒素噴霧器５５及び液体窒素フリーザ５３に供給されるようになっている。
４９は前記液体窒素冷却室６２の上部と前記窒素ガス冷却室６１とを接続する窒素ガス通路で、前記液体窒素フリーザ５３でのワーク１の冷却作用によりガス化され前記液体窒素冷却室６２内に溜まった窒素ガスを前記窒素ガス冷却室６１に搬入するものである。
この実施例においては液体窒素を用いているが、これに限られることなく、液体ヘリウム等の不活性液化ガスを用いることができる。
【００２９】
４２は前記冷却室３２内に設けられた冷却室熱交換器で、前記窒素ガス冷却室６１内の窒素ガスにより前記冷却室３２内を冷却するものである。４２ａは前記冷却室熱交換器４２に付設されたファンで、該冷却室熱交換器４２で形成された冷却風を前記冷却室３２内に循環させるものである。
３７は前記冷却室熱交換器４２出口と無害化設備（図示せず）とを接続するガス排出管である。
【００３０】
３３は破砕室で、内部には密閉構造の破砕機３４が設置されている。該破砕機３４内は、前記液体窒素冷却室６２内と同一レベルの低温及び低圧に保持され、前記ワーク１内のガスが固化された状態で該破砕機３４内に搬入されるようになっている。
４５ａは前記液体窒素冷却室６２内から前記移送装置４５によって搬出されたワーク１を前記破砕機３４に送り込むコンベアである。
４７は無害化処理装置で、前記破砕機３４にて破砕され搬送通路４８を通して搬入された固化されたガスを含むワーク１の破砕片４６を無害化反応処理するものである。
【００３１】
かかる構成からなる砲弾の低温冷却破砕処理装置において、前記ワーク１は投入室３１に投入される。該投入室３１内は、前記冷却室熱交換器４２にて冷却室３２を冷却した後の不活性ガスや前記２元冷凍冷却室６０から漏洩した低温ガス等によって−１５℃程度に保持されているため、該投入室３１内において、前記ワーク１が予冷される。
該投入室３１内で予冷されたワーク１は、移送装置４５によって低温冷却装置１００の２元冷凍冷却室６０に投入され、次のような冷凍サイクル冷却工程によって冷却される。
即ち、図２において、前記高元コンデンシングユニット１１は、アンモニアガス冷媒を圧縮する高元側の第１の冷凍サイクル圧縮機１２と、オイルセパレータ１２ａと、圧縮された高圧高温アンモニアガス冷媒をクーリングタワー１４を介して凝縮するコンデンサ１３と、凝縮された凝縮液を貯留する高元側レシーバ１５とを主要構成としている。
【００３２】
前記高元側レシーバ１５のアンモニア液冷媒は膨張弁１５ｂを介して気化されて、低元コンデンシングブラインユニット２１のカスケードコンデンサ２３へ送られ、アンモニアガス冷媒は蒸発器を形成して、低元側圧縮機２２よりオイルセパレータ２２ａを経由して送られた高温高圧圧縮エタンガスを凝縮させ、低元側レシーバ２４にエタン凝縮液として貯留させる。
前記のようにして貯留されたエタン凝縮液は、膨張弁２４ａ、ブラインクーラ２６を介して−９５℃程度の低温ブラインを生成する。
【００３３】
そして、−９５℃程度の低温ブラインは、ブラインタンク２７を経由して、低温冷熱源としてブライン管４０により前記２元冷凍冷却室６０内の複数の冷凍フリーザ３６の夫々に導かれ、該冷凍フリーザ３６において、前記ワーク１に前記低温冷熱の衝突噴流を吹き付け、後述するように、移送装置４５によって移送されているワーク１を−７０℃程度まで順次冷却する。該冷却によって−９０℃程度まで昇温されたブラインは、ブライン管４１により前記ブラインタンク２７に戻される。
かかる冷凍サイクル冷却工程では、以上の工程を繰り返して前記ワーク１を冷却する。
【００３４】
２８は前記レシーバ２４の気相部分からのガスを低元側圧縮機２２の吸入口に戻す冷媒ガス管、２９及び３０は該冷媒ガス管２８に介装されるリリーフ弁及び膨張タンクである。
尚、図２において、２５は前記ブラインクーラ２６に付設された液ガス熱交換器である。
【００３５】
前記冷媒としては，前記のようなアンモニアの他、ＣＯ２（炭酸ガス）、炭化水素等の自然冷媒を用いることができる。
また、この実施例では前記のような高元コンデンシングユニット１１及び低元コンデンシングブラインユニット２１を備えた２元冷凍システム０１０を用いているが、単一冷媒による通常の冷凍機を備えた冷凍システムを用いることができる。
【００３６】
前記のように、２元冷凍冷却システムによる冷凍サイクル冷却工程で−７０℃程度に冷却されたワーク１は、移送装置４５によって窒素ガス冷却室６１に搬入される。該窒素ガス冷却室６１内においては、後述する液体窒素フリーザ５３による液体窒素冷却工程での冷却作用により液体窒素が気化した窒素ガスを窒素ガス通路４９を通して導入し、窒素ガスフリーザ５２にて該窒素ガスの衝突噴流を吹き付けることによってワーク１を−９０℃程度まで冷却する（窒素ガス冷却工程）。
前記窒素ガスフリーザ５２においてワーク１を冷却した後の窒素ガスは、冷却室熱交換器４２に導かれ、該冷却室熱交換器４２において前記冷却室３２内−３０℃程度まで冷却した後、ガス排出管３７を通して無害化設備（図示せず）に排出される。
【００３７】
前記窒素ガス冷却工程後のワーク１は、前記移送装置４５によって液体窒素冷却室６２に搬入される。
該液体窒素冷却室６２内においては、前記液体窒素発生装置４３から直接に、あるいは前記液体窒素タンク４４から供給された液体窒素を、液体窒素噴霧器５５から液体窒素フリーザ５３に載置されたワーク１に噴射することによって、−１８０℃程度まで冷却する（液体窒素冷却工程）。
【００３８】
前記のように、冷凍フリーザ３６による衝突噴流冷却、窒素ガスフリーザ５２による衝突噴流冷却、及び液体窒素フリーザ５３による冷却の３段に亘る冷却が施されることによって、ワーク１内のガスは固形化され、該ワーク１は固形外殻体と固形化されたガスとにより形成された低温脆性を有する完全な固体となって、前記液体窒素冷却室６２内と同一レベルの低温及び低圧に保持されている破砕機３４に送り込まれる。
そして、該破砕機３４においては、前記のように固形外殻体及び固形化されたワーク１を固形片４６に破砕する。かかる破砕がなされたワーク１の固形片４６は無害化処理装置４７に搬入される。
そして該無害化処理装置４７においては、非酸化状態での焼却処理、中和処理等の公知の無害化手法による無害化処理を行う。
【００３９】
【発明の効果】
以上記載の如く本発明によれば、２元冷凍システム等の冷凍システムを用いた冷凍サイクル冷却工程による第１段目の衝突噴流冷却、窒素ガスを用いた窒素ガス冷却工程による第２段目の衝突噴流冷却、及び液体窒素の噴霧を用いた液体窒素冷却工程による第３段目の冷却を併用した、３段階の連続冷却によって固形外殻体の内部にガス等の流体が封入された被破砕物体を冷却して該被破砕物体を低温脆性を有する固形化し、かかる固形化された被破砕物体に破砕処理を施すので、固形外殻体の内部に流体が封入された被破砕物体の一連の冷却、破砕作業を連続的に高能率で以って行うことができる。
【００４０】
また、前記のような３段階の連続冷却によって、該被破砕物体を、内部の流体が固形化されて完全に固体化し破砕、無害化処理可能な形態にするとともに、液化ガス冷却工程での冷却作用により気化した不活性ガスを前段階（第２段目）の冷却に利用することにより液化ガスの潜熱と顕熱との双方を利用するので、高価な液化ガスの使用量を従来技術に比べて大幅に減少することが可能となり、装置の運転コストを低減できる。
【００４１】
また、前記３段階の連続冷却によって被破砕物体を低温脆性を有する完全固形化温度まで冷却するので、被破砕物体の冷却速度が大きくなり、被破砕物体の投入から破砕までの作業時間が短縮され、被破砕物体の破砕、無害化処理作業が高能率化される。
【００４２】
また本発明によれば、冷凍冷却室に投入された被破砕物体を移送手段により、該冷凍冷却室から窒素ガス冷却室、液体窒素冷却室に移送させながら、該被破砕物体を連続的に冷却するので、被破砕物体の冷却作業を高能率で行うことができるとともに、移送手段による連続移送であるので、被破砕物体が砲弾等の危険物であっても落下等のない安全移送が可能となる。
また、前記冷凍冷却室、窒素ガス冷却室及び液体窒素冷却室を内部壁で覆い、その外側に被破砕物体予冷用の冷却空間を形成し、該冷却空間の外側を断熱壁で覆うようにした冷却空間を挟む２重壁構造としたので、前記各冷却室からの外部放熱が抑制され、被破砕物体の冷却効果が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る砲弾の低温冷却破砕処理装置の全体構成を示す系統図である。
【図２】２元冷凍システムの系統図である。
【符号の説明】
１  ワーク（砲弾）
１１  高元コンデンシングユニット
２１  低元コンデンシングブラインユニット
３１  投入室
３２  冷却室
３３  破砕室
３４  破砕機
３５  断熱壁
３６  冷凍フリーザ
４２  冷却室熱交換器
４３  液体窒素発生装置
４４  液体窒素タンク
４５  移送装置
４７  無害化処理装置
５２  窒素ガスフリーザ
５３  液体窒素フリーザ
６０  ２元冷凍冷却室
６１  窒素ガス冷却室
６２  液体窒素冷却室
１００  低温冷却装置
【図１】
2004321910.tif 000003
【図２】
2004321910.tif 000004