(57)【要約】【課題】塊状ドライアイスからドライアイスペレットを直接製造する装置であって、装置構成を一層小型化し得る様に改良されたドライアイスペレットの製造装置を提供する。【解決手段】ドライアイスペレットの製造装置は、塊状ドライアイスを収容するケーシング（２）と、ケーシング（２）の一端側に配置され且つプレス板（４１）によって塊状ドライアイス（７０）を他端側に向けて加圧するシリンダー装置（４）と、ケーシング（２）の他端側に配置され且つ多数のノズル（３０）を備えた押出ダイ（３）とから構成される。そして、ケーシング（２）は、その他端側を回動自在に枢支されることにより、一端側をプレス板（４１）の軌道から逸らせて開放可能になされている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塊状ドライアイス（７０）からドライアイスペレット（７１）を製造する装置であって、塊状ドライアイス（７０）を収容するケーシング（２）と、ケーシング（２）の一端側に配置され且つプレス板（４１）によって塊状ドライアイス（７０）を他端側に向けて加圧するシリンダー装置（４）と、ケーシング（２）の他端側に配置され且つ多数のノズル（３０）を備えた押出ダイ（３）とから構成され、ケーシング（２）は、その他端側を回動自在に枢支されることにより、一端側をプレス板（４１）の軌道から逸らせて開放可能になされていることを特徴とするドライアイスペレットの製造装置。
【請求項２】
プレス板（４１）の加圧方向が鉛直方向に向けられた縦型構造に構成されている請求項１に記載のドライアイスペレットの製造装置。
【請求項３】
ケーシング（２）の内表面には、フッ素樹脂から成る被覆層またはフッ素樹脂を含有する被覆層が設けられている請求項１又は２に記載のドライアイスペレットの製造装置。
【請求項４】
プレス板（４１）の少なくとも先端面には、フッ素樹脂から成る被覆層またはフッ素樹脂を含有する被覆層が設けられている請求項１〜３の何れかに記載のドライアイスペレットの製造装置。
【請求項５】
プレス板（４１）が加温可能に構成されている請求項１〜４の何れかに記載のドライアイスペレットの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライアイスペレットの製造装置に関するものであり、詳しくは、塊状ドライアイスからドライアイスペレットを直接製造する装置であって、装置構成を一層小型化し得るドライアイスペレットの製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドライアイスペレット（ペレット状のドライアイス）は、直径が６ｍｍ程度、長さが１０〜５０ｍｍ程度のチョーク状のドライアイスであり、０．３〜２５ｋｇと言った塊で使用される薄板状またはブロック状の塊状ドライアイスに比べて質量に対する表面積が大きいため、食品などの被冷却物をある程度急速に冷却できる。勿論、ドライアイスペレットは、塊状ドライアイスに比べると速く昇華するが、粉体状ドライアイスに比べると昇華時間が長いため、さほど長時間でない限り、蓄冷材として保管や輸送にも適している。
【０００３】
ドライアイスペレットの製造方法としては、塊状ドライアイスから直接製造する方法であって、ケーシングに塊状ドライアイスを収容し、ケーシングの一端側からプレス板によって塊状ドライアイスを加圧することにより、ケーシングの他端側のダイからチョーク状に押し出す製造方法が知られている。また、斯かる製造方法を実施するためのドライアイスペレットの製造装置としては、塊状ドライアイスを収容するケーシングと、ケーシングの一端側に配置され且つプレス板によって塊状ドライアイスを他端側に向けて加圧するシリンダー装置と、ケーシングの他端側に配置され且つ多数のノズルを備えた押出ダイとから構成された製造装置が知られている。
【０００４】
上記の製造方法および製造装置によれば、予め高い密度に圧縮成形された塊状ドライアイスを更に圧縮して押し出すため、硬度が一層高く、砕け難く且つ昇華ロスの少ないドライアイスペレットを極めて効率的に製造することが出来る。しかも、液化炭酸ガスの断熱膨張によって得られた粉体状ドライアイスを成形する方式に比べ、高圧の液化炭酸ガスを貯蔵・供給するための設備を必要とせず、装置構成も簡単であるため、より消費地に近い場所においてドライアイスペレットを製造することが出来、かつ、製造コストを一層低減することが出来る（特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１３０９０６号公報
【特許文献１】
特開２００２−１０２７２９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のドライアイスペレットの製造装置において、塊状ドライアイスを収容するケーシングは、塊状ドライアイスをプレス板によって実質的に加圧するためのドライアイス加圧領域と、最初に塊状ドライアイスを投入するための一部開放されたドライアイス装填領域との２つの領域を備えている必要がある。すなわち、上記のケーシングは、プレス板の移動方向に沿って少なくとも２個分のドライアイスを収容し得るだけの長さが必要である。従って、上記のドライアイスペレットの製造装置は、原料としての塊状ドライアイスの大きさに比べて、装置構成が大きくなると言う問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の実情に鑑みなされたものであり、その目的は、塊状ドライアイスからドライアイスペレットを直接製造する装置であって、装置構成を一層小型化し得る様に改良されたドライアイスペレットの製造装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るドライアイスペレットの製造装置は、塊状ドライアイスからドライアイスペレットを製造する装置であって、塊状ドライアイスを収容するケーシングと、当該ケーシングの一端側に配置され且つプレス板によって塊状ドライアイスを他端側に向けて加圧するシリンダー装置と、前記ケーシングの他端側に配置され且つ多数のノズルを備えた押出ダイとから構成され、前記ケーシングは、その他端側を回動自在に枢支されることにより、一端側を前記プレス板の軌道から逸らせて開放可能になされていることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、上記ドライアイスペレットの製造装置において、シリンダー装置は、予め高い密度に圧縮成形されたケーシング内の塊状ドライアイスをプレス板によって更に圧縮することにより、塊状ドライアイスに対して２段目の圧縮を行ない、また、ケーシングの他端側の押出ダイは、圧縮変形される塊状ドライアイスをチョーク状のペレットドライアイスに成形する。そして、上記ドライアイスペレットの製造装置において、他端側を回動自在に枢支されて一端側を開放可能になされたケーシングの構造は、当該ケーシングのドライアイス加圧領域に塊状ドライアイスを直接投入できるため、プレス板の移動方向に沿ったケーシングの長さの短縮化を可能にする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は、本発明に係るドライアイスペレットの製造装置の主要部の構造およびドライアイスペレット製造の各操作工程を一部破断して示す側面図である。図６は、プレス板の加温手段の一例を一部破断して示す側面図である。また、図７〜図１０は、各々、押出ダイのノズルの形状例を示す断面図である。なお、以下の実施形態の説明においては、ドライアイスペレットを「ペレット」と略記する。
【００１１】
本発明に係るペレットの製造装置は、塊状ドライアイス（７０）（図３参照）からペレット（７１）（図５参照）を製造する装置であり、斯かる装置は、図１に示す様に、塊状ドライアイス（７０）を収容するケーシング（２）と、ケーシング（２）の一端側に配置され且つプレス板（４１）によって塊状ドライアイス（７０）を他端側に向けて加圧するシリンダー装置（４）と、ケーシング（２）の他端側に配置され且つ多数のノズル（３０）を備えた押出ダイ（３）とから主として構成される。
【００１２】
本発明において、ペレットとは、直径が３〜２０ｍｍ程度の長軸または短軸の棒状固形ドライアイスであって、ペレット状ドライアイス、ペレットドライアイス、チョーク状ドライアイス又は粒状ドライアイスとも言われる従来公知の形態のドライアイスを指す。また、塊状ドライアイスとは、従来から固形ドライアイスと称するドライアイスであって、例えば１０〜３０ｋｇのブロック状、０．２〜５ｋｇ程度の薄板状あるいは３０〜１００ｇ程度の小片として一般的に使用されるドライアイスを言う。塊状ドライアイス（７０）は、液化炭酸ガスの断熱膨張によって得られた粉体状ドライアイスを加圧成形することにより、予め塊状に製造されたドライアイスである。
【００１３】
具体的には、上記の塊状ドライアイス（７０）は、ドライアイス製造工場などにおいて、通常、気密可能なコンテナ中に約−２０℃、２×１０６Ｐａの液化炭酸ガスを供給した後、コンテナ内を大気圧に減圧することにより、液化炭酸ガスを断熱膨張させて粉体状ドライアイスに相変化させ、次いで、コンテナ内で粉体状ドライアイスを約４×１０６〜１０×１０６Ｐａ圧力でプレス成形したものである。また、塊状ドライアイス（７０）は、比較的小型のコンテナ内にノズルから直接液化炭酸ガスを噴射、断熱膨張させ、粉体状ドライアイスを生成した後、コンテナ内で粉体状ドライアイスを上記と同様にプレス成形して製造される場合もある。
【００１４】
上記の様に製造される塊状ドライアイス（７０）は、物流上の都合などにより１０〜２５ｋｇのブロックに成形され、また、用途によっては、更に０．２〜５ｋｇ程度に分割される。塊状ドライアイス（７０）の形態としては、ブロック状、薄板状、あるいはその欠片の何れでもよいが、より高い密度のペレット（７１）を得るためには、塊状ドライアイス（７０）の密度（嵩密度）は、１．４５〜１．６５ｇ／ｃｍ３であるのが好ましい。
【００１５】
本発明のペレットの製造装置は、横型に構成することも出来るが、設置面積をより少なくするため、プレス板（４１）の加圧方向が鉛直方向に向けられた縦型構造に構成される。図示した製造装置は、櫓状に枠組みされた架台（１）を利用して組み立てられており、架台（１）には、ケーシング（２）を支持するための水平なテーブル（１１）が床面から約６０〜８０ｃｍの高さに組み付けられ、また、シリンダー装置（４）や後述するシリンダー装置（６）を支持するための水平な支持板（１２）がテーブル（１１）の上方に組み付けられている。
【００１６】
ケーシング（２）は、円筒状などの適宜の形状に形成することも出来るが、通常は凡そ四角筒状に形成され且つその中心線が垂直となる状態にテーブル（１１）上に配置される。より具体的には、ケーシング（２）は、構造壁を構成する前後の側壁板（２１）及び左右の側壁板（２２）を組み合わせて成り、ケーシング（２）の内部は、塊状ドライアイス（７０）を圧縮するための加圧領域として構成される。例えば、ケーシング（２）の容積は約０．００３〜０．０３ｍ３とされ、ケーシング（２）の下端には上記の押出ダイ（３）が付設される。なお、ケーシング（２）は、後述する様に塊状ドライアイス（７０）の装填において回動させた際にプレス板（４１）への干渉を避けるため、前後の側壁板（２１）は、左右の側壁板（２１）に比べて、上端部が短く形成されている。
【００１７】
本発明に係るペレットの製造装置においては、ケーシング（２）の長さ及びシリンダー装置（４）のストロークを一層短くするため、図２及び図３に示す様に、ケーシング（２）は、その下端側（他端側）を回動自在に枢支されることにより、上端側（一端側）をプレス板（４１）の軌道から逸らせて開放可能になされている。すなわち、ケーシング（２）は、運転時には図４及び図５に示す様にシリンダー装置（４）の軸線と同軸状態に位置させ、塊状ドライアイス（７０）の装填時には図３に示す様に回動させて上端を開放する様になされている。斯かる構造により、装置構成を一層小型化することが出来る。
【００１８】
具体的には、ケーシング（２）の外壁の一部、例えば図１に示す様に正面側の側壁板（２１）には、当該ケーシングの下端（先端）へ伸びる支持アーム（６２）が付設され、斯かる支持アーム（６２）の先端は、テーブル（１１）の上面に固定された支持軸（６１）に回動自在に枢着される。他方、架台（１）の支持板（１２）の側縁部には、ケーシング（２）の下端へ向けてシリンダー装置（６）が配置され、斯かるシリンダー装置（６）のロッド先端は、上記の側壁板（２１）と平行なケーシング（２）の背面側の側壁板（２１）に回動自在に枢着される。
【００１９】
すなわち、ケーシング（２）は、図１、図４及び図５に示す様に、シリンダー装置（６）のロッドが前進した状態において直立状態に保持され、図２及び図３に示す様に、シリンダー装置（６）のロッドが後退した状態において傾転した状態に保持される様になされている。なお、図１に示す様に、ケーシング（２）の背面側の側壁板（２１）の下端部には、テーブル（１１）の上面に固定された受台（６３）によって受け止められる支持アーム（６４）が突設され、シリンダー装置（６）のロッドが前進した状態において、ケーシング（２）は、支持軸（６１）及び受台（６３）により、シリンダー装置（４）の軸線と同軸状態にテーブル（１１）上に支持される様になされている。
【００２０】
更に、ケーシング（２）の上部、具体的には正面側の側壁板（２１）の上部には、下方へ伸長されたバー状の把手（２５）を有する回動自在な蓋（２４）が付設される。蓋（２４）は、図２及び図３に示す様に、ケーシング（２）を傾転させた場合には把手（２５）の下端がケーシング（２）の正面側の側壁板（２１）に当接して所定角度まで開き、ケーシング（２）に塊状ドライアイス（７０）を滑り込ませる際の補助台として機能し、また、図４及び図５に示す様に、運転中には安全確保のためにプレス板（４１）の正面側を覆うカバーとして機能する。
【００２１】
また、テーブル（１１）には、図１及び図５に示す様に、ケーシング（２）下端の押出ダイ（３）に相当する位置に開口部（１３）が設けられており、押出ダイ（３）から押し出されたペレット（７１）をテーブル（１１）の下方へ排出する様になされている。更に、テーブル（１１）とケーシング（２）の下端との隙間、詳しくは、テーブル（１１）の開口部（１３）の周辺部と押出ダイ（３）との間には、２〜１０ｍｍ程度、好ましくは３〜７ｍｍの隙間が設けられる。斯かる隙間を設けることにより、押出ダイ（３）の外端面（下端面）に層状に着氷した場合でも、ケーシング（２）の持ち上がりを有効に防止できる。
【００２２】
本発明のペレットの製造装置においては、ケーシング（２）の内部の断熱性能と耐蝕性能を高め且つ氷結を防止してシリンダー装置（４）のプレス板（４１）を円滑に作動させるため、ケーシング（２）の内表面には、フッ素樹脂から成る被覆層またはフッ素樹脂を含有する被覆層（図示省略）が設けられる。上記のフッ素樹脂としては、４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、３フッ化エチレン−塩化エチレン（ＣＴＦＥ）等が挙げられる。
【００２３】
フッ素樹脂から成る被覆層は、フッ素樹脂のシートをケーシング（２）の内側に直接貼り付ける所謂ライニング処理によっても設けることができるが、加圧による変形などの問題を考慮し、通常はコーティング処理によって形成される。周知の通り、フッ素樹脂のコーティング処理は、金属表面に所要の表面処理やプライマー加工を施した後、フッ素樹脂を塗布して焼成することにより、フッ素樹脂の被膜を形成する処理であり、斯かる処理によって形成される被覆層は、撥水性に優れ、氷結防止機能に優れているので好ましい。
【００２４】
これに対し、フッ素樹脂を含有する被覆層は次の様な被膜処理によって形成される。すなわち、被膜処理の一例としては、アルバックテクノ社の商品名「ニダックス」として公知の処理が挙げられる。斯かる処理は、無電解ニッケルをベースとした樹脂複合メッキであり、粒子状に析出させたＮｉ−Ｐの多孔性表面構造の表層にフッ素樹脂を含浸させた後、更に加熱処理を施すことにより、無電解ニッケルとフッ素樹脂が強固に密着した被膜を形成する処理である。
【００２５】
また、被膜処理の他の例としては、同様にアルバックテクノ社の商品名「ニフグリップ」として公知の処理が挙げられる。斯かる処理は、無電解ニッケルとフッ素樹脂を処理液中で共析させ、次いで、斯かる処理液を金属表面に塗布することにより、フッ素樹脂が１０〜３０Ｖｏｌ％含まれる塗布膜を形成した後、更に加熱処理することにより無電解ニッケルとフッ素樹脂が強固に密着した被膜を形成する処理である。上記の様な被膜処理によって形成される被覆層は、より高い硬度が得られ、優れた耐摩耗性を発揮できるので好ましい。
【００２６】
上記の被膜層は、ケーシング（２）の内表面に直接設けられてもよいし、他の表面材を介して設けられてもよい。すなわち、本発明のペレットの製造装置における好ましい一の態様としては、ケーシング（２）の内表面に被覆層が直接形成された態様が挙げられる。また、本発明のペレットの製造装置における好ましい他の態様としては、ケーシング（２）の内表面に金属板が貼設され、そして、当該金属板の表面に被覆層が形成された態様が挙げられる。
【００２７】
上記の被覆層をどの様な形態で設けるかは、製造コスト、被覆層の耐久性、メンテナンスの容易性などを勘案して決定されるが、ケーシング（２）の内表面に被覆層を直接形成した構造は、ケーシング（２）の構成が簡単であり、装置の組立工程を簡素化できる点において優れている。また、被覆層が表面に形成された金属板をケーシング（２）の内表面に貼設した構造は、被覆層が劣化した場合に金属板の交換によって簡単に補修できる点において優れている。
【００２８】
本発明のペレットの製造装置において、シリンダー装置（４）は、図１に示す様に、架台（１）の上方に水平に組み付けられた支持板（１２）に垂直に取り付けられる。すなわち、シリンダー装置（４）は、図４及び図５示す様に、運転状態における直立状態のケーシング（２）の中心線に対して同軸に配置される。シリンダー装置（４）のロッド先端に設けられたプレス板（４１）は、加圧前はケーシング（２）の上端側（一端側）に配置されており、ケーシング（２）の加圧領域に供給された塊状ドライアイス（７０）を下端側（他端側）、すなわち、押出ダイ（３）側に向けて加圧する様になされている。
【００２９】
上記のシリンダー装置（４）としては、塊状ドライアイス（７０）をより高密度に圧縮するため、プレス板（４１）において１５×１０６〜３５×１０６Ｐａの圧力で加圧可能なシリンダー装置、一般的には油圧方式のシリンダー装置が使用される。換言すれば、シリンダー装置（４）の総出力としては、プレス板（４１）の面積に上記の圧力を乗じた値に相当する出力が必要とされる。
【００３０】
プレス板（４１）における加圧力を上記の様に規定する理由は次の通りである。すなわち、塊状ドライアイス（７０）は、前述した様に、粉体状ドライアイスをプレス成形したものであり、例えば１．５〜１．６ｇ／ｃｍ３の密度を有しているが、塊状ドライアイス（７０）をプレス成形する際の加圧力は、凡そ４×１０６〜１０×１０６Ｐａである。斯かる塊状ドライアイス（７０）を更に圧縮し且つ形状変化させるには、１５×１０６Ｐａ以上の圧力が必要である。他方、３５×１０６Ｐａよりも大きな圧力で加圧した場合は、ペレット（７１）において得られる圧縮率に比べ、極めて高い装置強度を必要とし、しかも、成形効率がさほど向上できないため、製造コストの観点から不利である。
【００３１】
ところで、ペレットの製造装置においては、ペレット（７１）の成形後のプレス板（４１）の後退操作（復帰操作）の際に異常音（異常振動）が発生することがあるが、斯かる異常音は、ドライアイスによる過冷却によりケーシング（２）及びプレス板（４１）が収縮した場合、プレス板（４１）よりもケーシング（２）の方が収縮量が大きく、ケーシング（２）に内面にプレス板（４１）の側面が密着することによって発生することが見出された。すなわち、ペレット（７１）の成形後直後には、押出ダイ（３）のノズル（３０）がドライアイスによって一時的に閉塞するが、ケーシング（２）の内面にプレス板（４１）が強く密着した場合、プレス板（４１）の後退操作の際に押出ダイ（３）とプレス板（４１）との間の空間が負圧になり、プレス板（４１）が異常振動すると考えられる。
【００３２】
そこで、本発明のペレットの製造装置においては、上記の異常音に対処するため、ケーシング（２）の内面とプレス板（４１）の側面との間には、予め、０．２〜１ｍｍの範囲で微少隙間が設けられる。しかも、斯かる微少隙間の大きさは装置の設置環境によって異なり、低湿度の環境下に設置する場合には上記の微少隙間が小さく設定され、高湿度の環境下に設置する場合には上記の微少隙間が大きく設定される。
【００３３】
上記の微少隙間の大きさを上記の範囲で設定する理由は次の通りである。すなわち、微少間隙を設けた場合には、斯かる微少間隙に空気中の水分が氷結するが、微少間隙が０．２ｍｍよりも小さい場合には、着氷によってケーシング（２）の内面とプレス板（４１）の側面とが再び密着状態となるため、上記と同様の異常音が発生し、また、微少間隙が１ｍｍよりも大きい場合には、塊状ドライアイス（７０）の圧縮の際にその外周部分が流動的に変形し、微少間隙にドライアイスのバリが多く発生し、円滑な作動が阻害される。本発明のペレットの製造装置においては、上記の微少隙間の大きさを上記の範囲で設定することにより、異常音の発生を防止でき、より円滑に稼働させることが出来る。
【００３４】
また、本発明のペレットの製造装置においては、断熱性能、耐蝕性能を高め、かつ、ケーシング（２）の加圧領域での氷結を防止してプレス板（４１）をより一層円滑に作動させるため、シリンダー装置（４）のプレス板（４１）の少なくとも先端面には、ケーシング（２）の内表面と同様に、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ，ＥＴＦＥ，ＣＴＦＥ等のフッ素樹脂から成る被覆層またはフッ素樹脂を含有する被覆層が設けられるのが好ましい（図示省略）。
【００３５】
前述のケーシング（２）におけるのと同様に、通常、フッ素樹脂から成る被覆層はコーティング処理によって形成することが出来る。また、フッ素樹脂を含有する被覆層は前述の様な被膜処理によって形成することが出来る。そして、プレス板（４１）の被覆層は、ケーシング（２）の内表面におけるのと同様に、プレス板（４１）の表面に直接設けられてもよいし、他の表面材を介して設けられてもよい。更に、プレス板（４１）の先端面だけに上記の被覆層を設ける場合には、フッ素樹脂のシートを直接貼り付けるライニング処理でもよい。
【００３６】
すなわち、本発明のペレットの製造装置における好ましい一の態様としては、プレス板（４１）の少なくとも先端面に被覆層が直接形成された態様が挙げられる。また、本発明のペレットの製造装置における好ましい他の態様としては、プレス板（４１）の少なくとも先端面に金属板が貼設され、そして、当該金属板の表面に被覆層が形成された態様が挙げられる。上記の被覆層をどの様な形態で設けるかは、ケーシング（２）の被覆層の場合と同様に、製造コスト、メンテナンスの容易性などを勘案して決定される。
【００３７】
押出ダイ（３）は、図１に示す様に、ケーシング（２）の下端側（他端側）に取り付けられる。押出ダイ（３）の多数のノズル（３０）は、ケーシング（２）の中心線に直交する押出ダイ（３）の断面に対して略均等な配置となる様に押出ダイ（３）に設けられる（図示省略）。ノズル（３０）の数は、適宜に設定出来るが、圧縮力を保持し且つ製造効率を高める観点から、ケーシング（２）の上記の断面に対する全ノズル（３０）の開口率、すなわち、ケーシング（２）の断面積に対するノズル（３０）の総開口面積の割合は、通常、５５〜７０％に設定される。
【００３８】
ノズル（３０）の直径、具体的には図７〜図１０に示す最小径（ｄ０）は、ペレット（７１）の使用態様を考慮し、３〜２０ｍｍの範囲とされる。すなわち、ノズル（３０）は、ペレット（７１）が急速冷却に使用される場合は被冷却物との接触面積を大きくするため、小さな直径のペレット（７１）を形成し得るノズルがよく、また、ペレット（７１）が蓄冷材として使用される場合は出来る限り昇華速度を遅くするため、大きな直径のペレット（７１）を形成し得るノズルがよい。
【００３９】
ノズル（３０）の形状は、単に直管状、テーパー状であってもよいが、塊状ドライアイス（７０）を所定の直径のチョーク状に成形し且つ一層円滑に排出するため、例えば、図７〜図１０に示す様に、押出方向に沿ったノズル（３０）の断面形状は、直管とテーパーを組み合わせた形状が好ましい。図７〜図１０中の矢印は押出方向を示し、各図において左側の口がノズルの入口であり、右側の口がノズルの出口である。すなわち、押出ダイ（３）のノズル（３０）は、基本的には入口側または途中に形成された絞り部としての直管部（３０ｓ）と、出口側に形成され且つ出口に向かうに従い漸次拡径されたテーパー部（３０ｔ）とを備えている。
【００４０】
通常、上記ノズル（３０）の長さ（Ｌ）、すなわち、押出ダイ（３）の厚さは、３０〜８０ｍｍ程度とされ、そして、ノズル（３０）の最小径（ｄ０）（直管部（３０ｓ）の直径）に対する出口側最大径（ｄ１）（テーパー部（３０ｔ）の最大直径）の比（ｄ１／ｄ０）は１００．５〜１１５に設定される。また、ノズル（３０）の最小径（ｄ０）と出口側最大径（ｄ１）の比率は、テーパー部（３０ｔ）の傾斜度によって一層正確に規定でき、斯かるテーパー部（３０ｔ）の傾斜度は、１／５０〜１／１２０、好ましくは１／８０〜１／１００に設定される。ノズル（３０）における上記の様な最小径（ｄ０）と出口側最大径（ｄ１）の比率または傾斜度の設定により、成形されたペレット（７１）をより円滑に排出できる。
【００４１】
また、原料としての塊状ドライアイス（７０）の加圧時の変化ならびに成形されるペレット（７１）の性状について種々解析を重ねた結果、押出ダイ（３）の外周部に位置するノズルほど少ない抵抗でペレット（７１）が押し出されることが確認された。そして、各ノズル（３０）の形状を同一に形成した場合、押出ダイ（３）の外周部のノズルから押し出されるペレット（７１）は、中央部から押し出されるペレット（７１）に比べて硬度が低く、崩壊し易いと言う傾向が見出された。そこで、押出ダイ（３）においては、図７〜図１０に示す各種のノズル（３０）を組み合わせることにより、内周側に比べて外周側に押出抵抗の高いノズル（３０）が配置される。
【００４２】
図７に示すノズル（３０）は、押出抵抗の最も低い構造のノズルであり、入口側に形成された直管部（３０ｓ）と、出口側に形成された上記テーパー部（３０ｔ）とから成る。図８〜図１０に示す各ノズル（３０）は、入口側に形成され且つ出口側に向かうに従い漸次縮径された逆テーパー部（３０ｒ）と、当該逆テーパー部の下流側に形成された直管部（３０ｓ）と、出口側に形成された上記テーパー部（３０ｔ）とから成る。図８〜図１０に示すノズル（３０）は、入口側の逆テーパー部（３０ｒ）の長さがそれぞれに相違し、斯かる長さ相違により押出抵抗がそれぞれに異なる。すなわち、図番の順に、逆テーパー部（３０ｒ）の長さが長いほど押出抵抗が高くなる。
【００４３】
また、前述のテーパー部（３０ｔ）と同様に、ノズル（３０）に設けられた逆テーパー部（３０ｒ）において円滑に且つ効果的に塊状ドライアイス（７０）を圧縮変形させるため、ノズル（３０）の最小径（ｄ０）に対する入口側最大径（ｄ２）（逆テーパー部（３０ｒ）の最大直径）の比（ｄ２／ｄ０）は１００．５〜１１５に設定される。また、ノズル（３０）の最小径（ｄ０）と入口側最大径（ｄ２）の比率は、逆テーパー部（３０ｒ）の傾斜度によって一層正確に規定でき、斯かる逆テーパー部（３０ｒ）の傾斜度は、１／５０〜１／１２０、好ましくは１／８０〜１／１００に設定される。ノズル（３０）における上記の様な最小径（ｄ０）と入口側最大径（ｄ２）の比率または傾斜度の設定により、塊状ドライアイス（７０）をより円滑にノズルへ導入でき且つ効率的に圧縮できる。
【００４４】
更に、押出ダイ（３）においては、一層円滑にペレット（７１）を押し出すため、各ノズル（３０）の内面は、平滑化処理されているのが好ましく、斯かる平滑化処理は、通常、機械研磨によって施される。研磨加工の方法としては、一般的な穴開け加工によって図の形状に形成したノズル（３０）に対し、円筒内面研摩用の砥石、例えば、ユーコー社製の「フレックスホーン（商品名）」等を挿通して研摩する方法が挙げられる。上記の円筒内面研摩用の砥石は、特定の球状砥石が軸上に多数配列された可撓性を有する回転ブラシ状の研磨用ホーン（ホーニング材）であり、多数の球状砥石は、砥粒を低温焼結して成り且つその表面にナイロン製のファイバーフィラメントを付着させたものである。上記の研磨用ホーンに関する技術は、特開平６−２２６６４６号公報に開示されている。
【００４５】
本発明のペレットの製造装置においては、空気中の水分の氷結による作動不良や部材の破損を確実に防止するため、少なくともプレス板（４１）が加温可能に構成されているのが好ましい。プレス板（４１）の加温方法としては、プレス板（４１）の内部に電熱ヒーターを埋め込む方法なども挙げられるが、装置構成をシンプルにする観点からは、温風による加温方法が好ましい。
【００４６】
すなわち、本発明のペレットの製造装置においては、図６に示す様に、架台（１）の一部、例えば上部の支持板（１２）に温風ファン（８）が取り付けられる。そして、温風ファン（８）から伸長されたダクト（８１）をケーシング（２）の上部、例えば蓋（２４）の上端部の隙間に差し込む様になされている。上記の様な温風ファン（８）による加温は、通常、待機中に行われるが、温風ファン（８）を使用することにより、プレス板（４１）及びケーシング（２）の内面の着氷を有効に防止することが出来る。しかも、温風ファン（８）の保守管理も容易である。
【００４７】
次に、上記の製造装置の運転方法と共に、ペレットの製造方法について説明する。ペレットの製造においては、先ず、図２に示す様に、シリンダー装置（４）のプレス板（４１）を基端位置に待機させた状態において、シリンダー装置（６）を後退操作することにより、ケーシング（２）を回動させ且つ蓋（２４）を倒すことにより、ケーシング（２）の上端を開放する。そして、図３に示す様に、ケーシング（２）に塊状ドライアイス（７０）を収容する。図３は、ブロック状のドライアイスを投入した状態を例示したものであるが、薄板状のドライアイスや欠片を仕様する場合は、運転効率を高めるため、出来る限りの多くの量をケーシング（２）に投入するのが好ましい。
【００４８】
次いで、図４に示す様に、蓋（２４）を閉じ、シリンダー装置（６）を前進操作することにより、ケーシング（２）を回動させて初期位置に復帰させ、そして、図５に示す様に、シリンダー装置（４）を前進操作することにより、ケーシング（２）の加圧領域においてプレス板（４１）を下降させる。すなわち、ケーシング（２）の一端側から他端側へ向けてプレス板（４１）によって加圧領域内の塊状ドライアイス（７０）を加圧する。その際、前述したシリンダー装置（４）の構成により、プレス板（４１）において１５×１０６〜３５×１０６Ｐａの圧力で加圧する。そして、ケーシング（２）の他端側に配置された押出ダイ（３）のノズル（３０）から塊状ドライアイス（７０）をチョーク状に押し出す。
【００４９】
すなわち、上記の製造装置において、シリンダー装置（４）は、ケーシング（２）内の予め高い密度に圧縮成形された塊状ドライアイス（７０）をプレス板（４１）によって更に圧縮することにより、塊状ドライアイス（７０）に対して実質的に２段圧縮を行ない（塊状ドライアイス（７０）を製造する際の加圧成形操作が１段目の圧縮操作に相当し、プレス板（４１）による加圧操作が２段目の圧縮操作に相当する）、また、ケーシング（２）の他端側のノズル（３０）は、圧縮変形される塊状ドライアイス（７０）をチョーク状に成形する。
【００５０】
換言すれば、上記の製造装置においては、予め高い密度に圧縮成形された塊状ドライアイス（７０）をケーシング（２）内で更に圧縮しつつノズル（３０）から押し出すことによる２段圧縮効果と圧縮成形効果により、塊状ドライアイス（７０）を一層高密度のペレット（７１）に直接成形することが出来る。そして、本発明においては、密度（嵩密度）が１．５０〜２．２０ｇ／ｃｍ３のペレット（７１）を得ることが出来る。なお、図示した縦型構造の装置においては、押出ダイ（３）から押し出されるペレット（７１）をテーブル（１１）の下方に配置した容器（９）に収容する。また、ペレット（７１）は、衝撃を与えることによって適宜な長さに分割できる。
【００５１】
上記の様な簡単な操作により、塊状ドライアイス（７０）を圧縮して高密度のペレット（７１）に成形できる理由は、次の様に考えられる。すなわち、従来の塊状ドライアイス（７０）を製造する工程においては、粉体状ドライアイスをコンテナ内で押し固めた場合、粉体状ドライアイスの昇華に伴う内部圧力の発生により、プレス機による大きなプレス圧力にも拘わらず、得られる塊状ドライアイス（７０）の密度は１．５〜１．６ｇ／ｃｍ３程度となる。これに対し、本発明においては、予め圧縮成形された塊状ドライアイス（７０）を更に圧縮するため、昇華による内部圧力の発生を見ることなく、意外にも塊状ドライアイス（７０）を流動的に変形させることが出来、より高い密度で成形できる。
【００５２】
上記の様に、本発明に係るペレットの製造装置によれば、液化炭酸ガスに比べて流通・貯蔵の極めて容易な塊状ドライアイス（７０）から簡単に高密度のペレット（７１）を製造でき、しかも、塊状ドライアイス（７０）から直ちに押出成形できるために極めて効率的にペレット（７１）を製造できる。従って、ペレット（７１）の製造コストを一層低減できる。
【００５３】
もっとも、塊状ドライアイス（７０）が液化炭酸ガスから製造されることからすると、ペレット（７１）の液化炭酸ガスからの製造コストは、一見、従来のペレットと同等とも考えられる。しかしながら、一般的に流通している塊状ドライアイス（７０）は、大型設備の連続稼働によって量産されており、低コストで製造できる。従って、本発明の製造装置によれば、液化炭酸ガスからペレットを製造する従来装置に比べ、塊状ドライアイス（７０）の製造コストを含めても、遥かに低コストでペレット（７１）を製造できる。
【００５４】
また、本発明に係るペレットの製造装置によれば、粉体状ドライアイスを成形する従来のペレット製造装置に比べ、粉体状ドライアイスの生成機構がなく、上記の様に加圧成形するだけの極めて簡単な装置構成により、効率的に高密度のペレット（７１）を製造できる。更に、従来のペレット製造装置においては、装置内で粉体状ドライアイスを生成するため、運転開始から安定してペレットを製造するまでに多くの予冷時間を必要とし、また、装置が十分に冷却されるまでの間の昇華ロスが大きいが、本発明の製造装置においては、塊状ドライアイス（７０）を直ちに成形するため、運転開始と同時にペレット（７１）を製造でき、かつ、ケーシング（２）等の予冷による昇華ロスを極めて少なく出来る。斯かる点からもペレット（７１）の製造コストを低減できる。
【００５５】
そして、本発明に係るペレットの製造装置において、下端側（他端側）を回動自在に枢支されて上端側（一端側）を開放可能になされたケーシング（２）の構造は、当該ケーシングの加圧領域に塊状ドライアイス（７０）を直接投入できるため、プレス板（４１）の移動方向に沿ったケーシング（２）の長さの短縮化を可能にする。すなわち、ケーシング（２）が回動自在に枢支されて塊状ドライアイス（７０）の装填の際に上端側（一端側）を開放可能になされているため、ケーシング（２）にはドライアイス加圧領域が設けられていればよく、別途にドライアイス装填領域が必要ないため、ケーシング（２）の長さ及びシリンダー装置（４）のストロークを短くすることが出来、装置構成を一層小型化することが出来る。また、図示する様に縦型構造に構成されている場合には、設置面積を小さくすることが出来る。
【００５６】
更に、上記のペレットの製造装置においては、ケーシング（２）の内表面にフッ素樹脂から成る被覆層またはフッ素樹脂を含有する被覆層が設けられており、斯かる被覆層は、熱伝導率が低く且つ撥水性を有しているためにケーシング内における塊状ドライアイスの氷結を防止する。従って、本発明に係るペレットの製造装置においては、氷結によるプレス板（４１）の作動不良がなく、シリンダー装置（４）の円滑な作動が保証される。しかも、被覆層は、酸性化した水分に対して優れた耐蝕性能を発揮するため、本発明に係るペレットの製造装置は、一層優れた耐久性能を発揮する。
【００５７】
また、シリンダー装置（４）のプレス板（４１）の少なくとも先端面にフッ素樹脂から成る被覆層またはフッ素樹脂を含有する被覆層が設けられている場合には、その低い熱伝導率と撥水性によりプレス板（４１）における塊状ドライアイスの氷結を防止でき、酸性化した水分に対してプレス板（４１）が優れた耐蝕性能を発揮できるため、氷結によるプレス板（４１）の作動不良をより確実に防止でき、しかも、より一層優れた耐久性能を発揮できる。
【００５８】
更に、プレス板（４１）が加温可能に構成されている場合には、空気中の水分の氷結によるプレス板（４１）の作動不良を防止でき、ケーシング（２）やプレス板（４１）の破損を確実に防止できる。温風ファン（８）の温風をダクト（８１）によってケーシング（２）の上部に供給した場合には、プレス板（４１）及びケーシング（２）の内面の着氷を防止することが出来、一層円滑な運転を行うことが出来る。
【００５９】
本発明に係るペレットの製造装置によって得られるペレット（７１）は、従来のペレットと同様にチョーク状の小さなドライアイスであるから、被冷却物との接触効率がよく、被冷却物を急速に冷却できる。しかも、従来のペレット及び塊状ドライアイスよりも更に高い密度を有しているため、昇華時間が長く、昇華によるロスも一層低減出来る。また、密度に比例して硬度も極めて高いため、取扱いによる破損ロスも一層低減出来る。
【００６０】
【発明の効果】
本発明に係るドライアイスペレットの製造装置によれば、加圧成形するだけの極めて簡単な装置構成により、一層高密度で且つ均質なドライアイスペレットを効率的に製造できる。そして、本発明に係るドライアイスペレットの製造装置によれば、ケーシングの回動構造により当該ケーシングの加圧領域に塊状ドライアイスを直接投入できるため、ケーシングの長さ及びシリンダー装置のストロークを短くすることが出来、装置構成を一層小型化することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドライアイスペレットの製造装置の主要部の構造およびドライアイスペレット製造の各操作工程を一部破断して示す側面図
【図２】本発明に係るドライアイスペレットの製造装置の主要部の構造およびドライアイスペレット製造の各操作工程を一部破断して示す側面図
【図３】本発明に係るドライアイスペレットの製造装置の主要部の構造およびドライアイスペレット製造の各操作工程を一部破断して示す側面図
【図４】本発明に係るドライアイスペレットの製造装置の主要部の構造およびドライアイスペレット製造の各操作工程を一部破断して示す側面図
【図５】本発明に係るドライアイスペレットの製造装置の主要部の構造およびドライアイスペレット製造の各操作工程を一部破断して示す側面図
【図６】プレス板の加温手段の一例を一部破断して示す側面図
【図７】押出ダイのノズルの形状例を示す断面図
【図８】押出ダイのノズルの形状例を示す断面図
【図９】押出ダイのノズルの形状例を示す断面図
【図１０】押出ダイのノズルの形状例を示す断面図
【符号の説明】
１　：架台
１１：テーブル
１２：支持板
１３：開口部
２　：ケーシング
２４：蓋
３　：押出ダイ
３０：ノズル
３０ｒ：逆テーパー部
３０ｓ：直管部
３０ｔ：テーパー部
４　：シリンダー装置
４１：プレス板
６　：シリンダー装置
６１：支持軸
６２：支持アーム
６３：受台
６４：支持アーム
７０：塊状ドライアイス
７１：ドライアイスペレット
８　：温風ファン
８１：ダクト
【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】
2004137117.tif 000008
【図７】
2004137117.tif 000009
【図８】
2004137117.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月18日(2002.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１３０９０６号公報
【特許文献２】
特開２００２−１０２７２９号公報