(57)【要約】基質や物質等のような害虫のための遮蔽物を構成する対象に対して直接または間接的に駆除対策を講じるための装置及び方法。駆除対策は、乾燥した雪の粒子を利用した害虫或いは対象の冷却速度に基づくもので、その際に、雪の粒子の大きなサイズ及び小さなサイズは所定範囲内にあり、雪の粒子の速度も所定範囲内にある。本発明の装置及び方法は、雪を除々に供給することにより、様々なサイズ及び速度の雪の粒子を用いて冷却作用を発揮するような効果的な冷却システムを提供し、環境にやさしく、迅速な駆除を可能とする。与えられた対象に対して急激な冷却が可能となる。初期の段階に於いては、小さな雪の粒子が、昇華し、急激に冷気を放出し、冷却作用の大部分を担う。次に、大きな雪の粒子が用いられ、小さな雪の粒子により形成されたガスバリア或いは圧力バリアを貫通し、冷却作用を持続させる。ガスの減圧により得られた運動エネルギを利用して、大きな雪の粒子を対象に対して最適に打ち当てることができる。
2004516019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標或いは目標表面内の害虫或いは害獣を駆除するため等に用いられる冷却機能を提供するために、ある距離（Ａ）離れた位置にある目標或いは目標表面に向けることができるように配置された１つまたは複数の噴出オリフィス（７）を有する１つまたは複数のノズル（４）を備えたノズル構造と、雪の粒子を形成するために、１つまたは複数の接続部を介してノズル構造に接続し得るような二酸化炭素その他環境に優しい物質のソースとを有する動作ユニットを備えた装置であって、
ａ）様々に異なるサイズの雪の粒子を様々に異なる速度をもって発生するように、ノズルの構造及び二酸化炭素の供給ソースが配置かつ設定されており、
ｂ）ある距離（Ａ）離れた位置から、選択された範囲の速度をもって、目標の近くに小さな雪の粒子を発生し、急激な冷却機能の初期に於いて、目標或いは目標表面上或いはその近傍に於ける昇華により主な冷却作用を発揮するように、ノズルの構造及び二酸化炭素その他環境に優しい物質の供給ソースが配置かつ設定されており、
ｃ）前記した距離（Ａ）に於いて、目標の近くに大きな雪の粒子を発生し、初期に引き続く時期に於いて、初期段階の終わりに形成されたガスバリアを、その質量の助けを借りて、目標及び目標表面に於いて貫通し、目標及び目標表面に於いてもある程度の速度を維持するように、ノズルの構造及び二酸化炭素その他環境に優しい物質の供給ソースが配置かつ設定されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
害虫或いは害獣を駆除するために、害虫或いはその集合に関連する目標或いは目標表面に向けることができるように配置された１つまたは複数の噴出オリフィス（７）を有する１つまたは複数のノズル（４）を備えたノズル構造と、雪の粒子を形成するために、１つまたは複数の接続部を介してノズル構造に接続し得るような二酸化炭素その他環境に優しい物質のソースとを有する動作ユニットを備えた装置であって
ノズル及びまたは噴射オリフィスの構造及び設定に基づき選択された噴出速度をもって、ユニット内の対応する噴出オリフィスまたはノズルを介して、所定の範囲のサイズ内の小さなものから大きなものまで様々なサイズの乾燥した雪の粒子を発生するようにノズルの構造及び二酸化炭素の供給ソースが配置かつ設定されており、
ノズル或いは噴出オリフィスと、目標或いは目標表面との間の距離が所定範囲（Ａ）である場合に、第一段階に於いては、小さな粒子が所定範囲の様々な速度をもって目標或いは目標表面に打ち当てられ、第二の段階に於いては、大きな粒子が、第一段階に於いて小さな粒子により形成されたガスバリアを突き抜け、目標及び目標表面に向けて到達するようにし、その場合に於いて、冷却速度の大きな部分は、第一段階に於いて主な冷却作用を果たす小さな粒子及び第二段階に於いて主な冷却を果たす大きな粒子により実現されるように、冷却作用が二段階で行われるように噴出オリフィスまたはノズルが配置かつ設定されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
害虫に対して遮蔽物を提供するような物体（基質等）或いは物質（粉体）を介して直接または間接的に害虫に対する駆除対策を講じるために、害虫或いはその集合に関連する、ある距離（Ａ）離れた位置にある目標或いは目標表面に向けることができるように配置された１つまたは複数の噴出オリフィス（７）を有する１つまたは複数のノズル（４）を備えたノズル構造と、雪の粒子を形成するために、１つまたは複数の接続部を介してノズル構造に接続し得るような二酸化炭素その他環境に優しい物質のソースとを有する動作ユニットを備えた装置であって、
先ず、小さな雪の粒子が所定範囲の様々な速度をもって害虫或いは物体に対して打ち当てられ、かつ昇華し、次に、昇華した小さな雪の粒子により形成された層を突き抜け、害虫或いは物体に向けて到達するように急激な冷却を可能とするように、様々なサイズの、好ましくは乾燥した雪の粒子を様々な速度をもって、害虫或いは物体の近傍に発生するように噴出オリフィスまたはノズルが配置かつ設定されていることを特徴とする装置。
【請求項４】
速度が、害虫、目標、目標表面、基質或いは物質に於ける実際の速度に対応し、１つ又は複数の噴出速度により前記速度を設定するように、雪の粒子のための１つまたは複数のノズル或いは１つまたは複数の噴出オリフィスが配置されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記設定速度が、ノズル或いは噴出オリフィスと、目標或いは目標表面との間の距離に応じて設定可能であることを特徴とする請求項３若しくは４に記載の装置。
【請求項６】
第一段階に於いては、小さな乾燥した雪の粒子が主な冷却作用を果たし、前記第一段階に引き続く第二段階に於いては、小さな雪の粒子に替わって、大きな雪の粒子が主な冷却作用を果たすようにして、２段階で急激な冷却を行なうように適合されていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
形成される雪の粒子が二酸化炭素の雪からなることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
ガスの発生或いは毒性を伴わずに駆除作用が行なわれることを特徴とする請求項３乃至７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
乾燥した雪の粒子を害虫に対して直接打ち当てるような場合に於いて、３〜３０℃／秒、好ましくは１０〜２５℃／秒、より好ましくは１５〜２０℃／秒の冷却速度を達成するように選択されるような様々なサイズ及び様々な速度を有するように適合されていることを特徴とする請求項３乃至８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
装置内の流路形状、静電気の特性、ノズル或いは噴出オリフィスの形状、或いは二酸化炭素等の材料の供給に関連する量、速度、スプレー機能などのパラメータ等を調整することにより、乾燥した雪の粒子のサイズ及び速度を設定するような手段を備えていることを特徴とする請求項３乃至９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
雪の粒子のサイズ及び速度が、駆除効果、雪を形成するための材料の量、所要時間、エネルギ等が最小となるように、害虫駆除のための冷却作用が達成されるように設定されることを特徴とする請求項３乃至１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
冷却過程に於ける昇華が、対象となる害虫上、その近傍、害虫に対する遮蔽物をなす物体或いはその表面上に於いて、極めて急激に引き起こされるように、また、急激に昇華する雪の粒子の層が形成されるように進行することを特徴とする請求項３乃至１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記急激な昇華過程に於いて必要となるエネルギは、急激な冷却作用の対象となる害虫、物体、物体表面或いは物質から伝達されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
乾燥した雪の粒子を、害虫、物体、物体表面或いは基質と衝突させ、それにより、衝突対象に対して急激な冷却作用を発揮するようにしたことを特徴とする請求項３乃至１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
雪の粒子の脈動する流れを実現するように、装置、ノズル或いは噴出オリフィスが適合されていることを特徴とする請求項３乃至１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
異なる時間区間に於いて雪の粒子のサイズ及び速度が異なるように、装置、ノズル或いは噴出オリフィスが適合されていることを特徴とする請求項３乃至１５のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
雪の粒子のサイズが、害虫、物体、物体表面或いは基質から約０．５ｃｍの距離に於いて、１００μｍ〜２ｍｍ、好ましくは５０μｍ〜３ｍｍのサイズの範囲にあり、粒子の速度が１．５〜１５０ｍ／秒、好ましくは５〜１００ｍ／秒の範囲にあることを特徴とする請求項３乃至１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
害虫、物体、物体表面或いは基質と、ノズル或いは噴出オリフィスとの間の距離が、５〜５０ｃｍの範囲に選ばれることを特徴とする請求項３乃至１７のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記冷却作用或いは急激な冷却作用が、前記第二段階に引き続く第三段階を設定することにより達成され、前記第三段階に於いては、概ね駆除される害虫に応じて選定される時間に渡って、達成された低温が維持されることを特徴とする請求項３乃至１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
前記した選定時間が、達成された低温に対抗するような害虫の側の熱応答の時間を超える時間として選定されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記した選定時間が、前記熱応答が最大値をとるまでの時間を超える時間として選定されることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
雪の粒子の噴出速度が異なる複数のノズルを用いることにより、様々に異なる雪の粒子の噴出速度を実現するように適合されていることを特徴とする請求項３乃至２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
異なる手順、過程、温度、冷却速度、冷却時間などを用いることにより制御可能することにより、異なる種類の害虫或いは異なる位置の害虫に適合可能であることを特徴とする請求項３乃至２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
害虫或いは害虫のための遮蔽物を構成する物体に対して駆除対策を講じるために、前記害虫或いは物体に対して向けることのできる１つ又は複数の噴出オリフィス（７）を有する１つまたは複数のノズル（４）を備えた装置の適用方法であって、
ノズルのみによって、様々に異なる噴出速度及び様々に異なるサイズの雪の粒子を形成することにより、急激な冷却過程による駆除対策を講じることを特徴とする適用方法。
【請求項２５】
冷却過程の第一段階を実現するために小さな乾燥した雪の粒子が用いられ、前記第一段階に引き続く冷却過程の第二段階を実現するために大きな雪の粒子が用いられることを特徴とする請求項２４に記載の適用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目標或いは目標表面内の害虫或いは害獣を駆除するため等に用いられる冷却機能を提供するための装置に関する。この装置は、ある距離離れた位置にある目標或いは目標表面に向けることができるように配置された１つまたは複数の噴出オリフィスを有する１つまたは複数のノズルを備えたノズル構造と、雪の粒子を形成するために、１つまたは複数の接続部を介してノズル構造に接続し得るような二酸化炭素その他環境に優しい物質のソースとを有する動作ユニットを備えている。
【０００２】
【従来の技術】
この装置は、害虫に対する遮蔽物を提供する基質などのような物体或いは粉などのような物質を介して直接または間接的に害虫に対して駆除対策を適用し得る装置をなしている。ここで言う害虫とは、様々な害虫ならびに害獣を含み、かつそれらの成長の異なる段階にある卵、幼虫などを含むものとする。そのような例としては、昆虫、ウジ虫、バクテリア、しらみ、ダニなどがある。
【０００３】
本発明はまた、選択された範囲内の大きな或いは小さな寸法を有するものとして、また所定範囲の速度内の様々な速度をもってユニットから噴出される乾燥した雪の粒子など、ユニット内から生成される雪の粒子を適用することにも関する。
【０００４】
様々な分野に於いて従来提唱されているものには、雪を発生する装置及び方法を適用することにより、上記したような昆虫、無脊椎動物、バクテリアなどの駆除を行うものがある。特に、スウェーデン特許出願９８０３５３０−６に基づくＰＣＴ ＷＯ００／０２４４６Ａ１を参照されたい。この出願は、環境に優しく害虫を駆除するために雪を発生するためのノズル装置及び方法を提供する。この出願の発明者は、本出願の発明者でもある。
【０００５】
例えばＵＳ５３９４６４３Ａに開示されているように、発生したガスにより、害獣、害虫などを窒息させるために徐々にガスを除去する目的で雪を適用するような雪発生機能を利用したものがある。
【０００６】
また、害虫駆除に関連して二酸化炭素を利用した様々なガス発生・駆除装置が提案されており、例えばＵＳ４４１３７５６Ａ及びＵＳ５１６５１９９Ａを参照されたい。
【０００７】
また、ＵＳ５０２７５４６Ａなどに開示されているように、駆除されるべき対象を冷凍或いは冷却することに基づく駆除対策も提案されている。
【０００８】
雪を発生する装置の構造についても、それ自体既に提案されており、例えばＵＳ５１２５９７９Ａを参照されたい。この米国特許は、例えば清掃などの目的で様々なサイズの雪の粒子を様々な速度でもって噴出する機能を備えた雪発生装置に関する。
【０００９】
本発明は、害虫、害獣、無脊椎動物等或いはそれらが隠れているような物体、基質或いは表面などを冷却することにより駆除対策を達成するように構成されている。
【００１０】
そのような場合に於いて、冷却作用は、可及的に短時間にかつ効果的に行われるのが望ましく、特に雪を発生するための材料の消費を最小化し得るのが望ましい。このような装置は、特に肉体的な労力を有することなく自然な状態で用い得るものでなければならない。また駆除は、概ね毒性がなく、周囲の環境を一時的でも害しないものでなければならない。駆除対策は、割れ目や狭い隙間に入り込むようにガスを発生することに基づくものであってはならず、かつ効果的でなければならない。このような害虫などは、十分なガスの量をもって十分な長い時間に渡ってガスに接触させることは不可能であることが見出された。従って、従来の装置によっては駆除することが困難であったり、場合によっては駆除が全く出来ないような場合に於いても効果的な駆除を行い得るようにしたいという逼迫した要請がある。また、通常の場合に於いて、完全な駆除を達成したいという必要があるにも拘らず、駆除に要する時間を例えば半減したいという要望がある。本発明の目的はこのような目的を解決することにある。
【００１１】
本発明に於いては、害虫又はその集合体、基質、物質等の表面に対して１つまたは複数の小さな粒子の層を形成する必要に基づき急激な冷却を最適に達成することが望まれ、そのためには問題となる表面に対して可及的に近い位置に於いて昇華し得ることが重要である。従って、このような表面を昇華可能な粒子により急激に覆わなければならない。本発明はこのような問題も解決する。
【００１２】
害虫には様々な種類があり、その隠れ場所も様々であることから、その駆除のための装置は高度に適合可能である必要がある。
【００１３】
上記したような害虫、昆虫などの主たる目標に対して、直接曝露し得ないとしても何らかのアクセスを達成することが重要である。本発明によれば、主たる目標は金属、合金などの熱伝導性材料及びまたは空気を介して急激な冷却のためのアクセスが可能でなければならない。この点に関して、好ましくない雪の堆積が引き起こされるために、意図された最終的な冷却が達成する前に、冷却効果が低下してしまうような事態が起きないようにすることが重要である。本発明はこのような発明を解決する。
【００１４】
従来提案された雪を発生するための方法は、適当なノズルを介してガスを膨張させるものであった。これに関連して、二酸化炭素の雪の冷却能力は、速度及び粒子サイズに強く依存することが見出された。従来技術に基づく雪のノズルにより雪を発生する方法は、欠点があって、例えばそのために従来開示された装置及び方法は例えば害虫の駆除には適していなかった。１つのノズルから、ある程度の粒子サイズの分布を達成することができるものの、従来提案された装置及び方法は、発生した雪の粒子の速度が不適切であったために、本明細書でとりあげられているような用途には適していなかった。本発明はこのような問題を解決する。
【００１５】
また、ある程度の冷却作用或いは冷却速度が達成された後に、害虫或いは害虫の堆積により発生する熱応答に基づく熱の発生に対応することも重要である。熱の発生は、冷却作用を阻害し、ある程度の時間継続する。本発明は、このような問題を解決する。
【００１６】
本発明の主な特徴は、とりわけ、様々に異なるサイズの雪の粒子を様々に異なる速度をもって発生するように、ノズルの構造及び二酸化炭素の供給ソースが配置かつ設定されていることにある。本発明によれば、前記したようなある距離離れた位置から、選択された範囲の速度をもって、目標の近くに小さな雪の粒子を発生し、急激な冷却機能の初期に於いて、目標或いは目標表面上或いはその近傍に於ける昇華により主な冷却作用を発揮するように、ノズルの構造及び二酸化炭素その他環境に優しい物質の供給ソースが配置かつ設定されている。本発明は、最終的には、前記した距離に於いて、目標の近くに大きな雪の粒子を発生し、初期に引き続く時期に於いて、初期段階の終わりに形成されたガスバリアを、その質量の助けを借りて、目標及び目標表面に於いて貫通し、目標及び目標表面に於いてもある程度の速度を維持するように、ノズルの構造及び二酸化炭素その他環境に優しい物質の供給ソースが配置かつ設定されている。
【００１７】
雪の粒子を発生するためのユニットを備えた害虫駆除のための装置は、ノズル及びまたは噴射オリフィスの構造及び設定に基づき選択された噴出速度をもって、ユニット内の対応する噴出オリフィスまたはノズルを介して、所定の範囲のサイズ内の小さなものから大きなものまで様々なサイズの乾燥した雪の粒子を発生することに主な特徴があると考えられる。関連するノズル或いは噴出オリフィスを備えたユニットは、ノズル或いは噴出オリフィスと、目標或いは目標表面との間の距離が所定範囲である場合に、冷却作用が二段階で行われるように配置される。第一段階に於いては、小さな粒子が所定範囲の速度をもって目標或いは目標表面に打ち当てられ、第二の段階に於いては、大きな粒子が小さな粒子により第一段階に於いて形成されたガスバリアを突き抜け、目標及び目標表面に向けて到達する。その場合に於いて、冷却速度の大きな部分は、第一段階に於いて主な冷却作用を果たす小さな粒子及び第二段階に於いて主な冷却を果たす大きな粒子により実現される。
【００１８】
害虫に対して遮蔽物を提供するような物体（基質等）或いは物質（粉体）を介して直接または間接的に害虫に対する駆除対策を講じるための装置は、主にその駆除作用は、概ね、害虫、物体及び物質を冷却する速度に基づいている。これは、所定の範囲のサイズであって小さなものから大きなものまで様々なサイズを有するような乾燥した雪の粒子を、所定範囲の速度をもって適用することにより実現される。
【００１９】
上記したような装置の実施例に於いては、乾燥した雪の粒子のための１つまたは複数のノズル或いは噴出オリフィスからの様々な噴出速度は、特定の害虫、物体及び基質に適するように決定される。選択される速度は、対応するノズル及びまたは噴出オリフィス間の距離によっても選択される。ユニットから発生した乾燥した雪の粒子は二酸化炭素の雪からなる。害虫に対して直接打ち当てるような場合に於いて、乾燥した雪の粒子の異なる速度は、３〜３０℃／秒、好ましくは１０〜２５℃／秒、より好ましくは１５〜２０℃／秒の冷却速度を達成するように選択される。乾燥した雪の粒子のサイズに関しては、対象となる表面または駆除対象の表面から０〜５ｃｍの範囲に於けるものが問題となる。
【００２０】
好適実施例に於いては、第三段階が設定されているが、これは主に害虫の側の熱応答の時間を超えるように選択される。この場合の時間は、熱応答が衰え始めるまで冷却温度が維持されるように選択される。
【００２１】
或る実施例に於いては、ノズル及び噴出オリフィスのための乾燥した雪の粒子の異なるサイズ及び噴出速度は、様々なファクタの１つはまたは複数に基づき選択される。このようなファクタとしては、ユニット内の流路、ノズル及び噴出オリフィスの形状、或いは二酸化炭素の供給に関連する量、速度、チョーク機能などのパラメータにより決定される。上記した実施例に於いては、冷却の段階の間に、害虫、物体、物体表面及びまたは物質の近傍に於いて可及的に大量の乾燥雪が極めて高速に昇華することが必要である。目標或いは目標表面は、完全或いは部分的に急激に昇華する粒子に対して急激に曝露されなければならない。昇華のプロセスに於いて必要となるエネルギは、所望の急激な冷却の対象となる害虫、物体、物体表面或いは物質から伝達される。乾燥した雪の粒子が、害虫、物体、物体表面などと衝突した場合には急激な冷却プロセスが実現する。
【００２２】
本発明の更なる実施例は従属請求項の記載から明らかになろう。
【００２３】
ユニットにより発生し、所定の範囲のサイズ内の小さなものから大きなものまで様々なサイズを有するようにされ、所定範囲の様々な速度をもってユニットから噴出された乾燥した雪の粒子の１つの用途は、雪の粒子を利用して温度を急激に低下させ、それのみにより、害虫、害獣或いはそれらが隠れているような物体或いは表面などを冷却することにより駆除対策を達成することにある。
【００２４】
本発明の或る発展形態によれば、小さな雪の粒子が冷却作用の第一段階を実現するために利用され、大きな雪の粒子が、第一段階に引き続く、冷却作用の第二段階を実現するために利用される。第三段階を温度維持段階として設定することができ、それにより、例えば１００％といった極めて良好な駆除結果を達成することができる。
【００２５】
上記したような提案により様々な利益を得ることができる。完全に毒性のない駆除機能が実現する。用いられる機器は、そのほとんどが関連する分野に於いて既に実証された従来から知られた機器からなる。原理的には、雪の粒子を形成するための装置は、雪の生成のためのガスとして用いられる二酸化炭素又はその他環境に優しい物質を供給するために、チューブを接続し得るような１つまたは複数のノズル装置及びアセンブリを含むものであってよい。このようなノズル、噴出ノズルなどは、様々な長さ、直径、幾何学的形状、材料を有するものであってよい。ノズルと駆除対象またはその表面との間の距離は、５〜５０ｃｍｍの距離のように、その効果が実証されているような範囲のものであってよい。乾燥した雪の粒子の脈動を伴う流れを利用することができ、様々な用途に於ける機器の効率を最適化するために、適正な粒子のサイズ、速度及び流量が選択される。ある場合に於いては、昇華の作用と、粒子のサイズ及び速度とのバランスが確保される。この場合に用いられる装置及びその用途は、上記したような害虫を駆除する上で好適であるが、他の用途に用い得ることも考慮されている。本発明はまた、質量と表面積との間に好適な関係を有するような小さな粒子を用いて冷却過程を開始することを可能にするものである。小さな粒子が表面に到達すると、急激に昇華し、昇華に要するエネルギは目標表面或いは対象から供給され、その結果それらの温度が急激に低下する。流れが表面から離れるに伴い、この表面の上或いはその近傍に冷たい二酸化炭素の層が形成される。昇華する固体二酸化炭素の量が多ければ多いほど、冷たい二酸化炭素の層が明瞭に形成される。ユニットにより小さな粒子のみが供給される場合、これらの粒子は、形成されたガスの層により直ちに減速し、表面から離れた位置に於いて昇華する。そのため、表面を継続して冷却することに対して大きな貢献を果たすことが出来ず、表面から流れ去るガス中に於いて昇華する。このようにして、小さな粒子は、このガスに対して高速で移動し、その結果ガス及び粒子が同一の方向に移動するようにして目標面に搬送される場合に比較して、昇華速度が高くなる。それに対して、表面積に比較してより大きな質量を有する大きな粒子は、目標表面にそれだけ容易に到達し、その表面上にて昇華する。表面が冷却すると、表面上のガス層は厚みを減じ、より多数の粒子が表面に到達するようになる。粒子はこのようにして表面に結合し、所望の結果が得られるように低い温度を維持することができる。従来はうまく駆除できなかったような場合に於いても、本発明によれば良好にかつ１００パーセントの結果を得るような制御が可能となる。場合によっては駆除に要する時間を５０パーセント短縮することができ、これはガスの消費量を節約し、コストを最小化することにつながる。また、害虫及び対象のまわりを強く冷却する必要がなくなるという利点も得られる。
【００２６】
本発明の主な特徴を表す装置及び適用方法に関する実施例を、以下に添付の図面を参照して説明する。
【００２７】
【実施例】
図１に於いて、乾燥した雪の粒子１、２を生成するためのユニットすなわちアセンブリが符号３により示されている。このユニットは、ノズル４及び二酸化炭素のソース５を備えている。ソースは、１つまたは複数の接手６を介してノズル４に対して従来提案された要領をもって接続されている。雪を発生する機能については既に開示されており、詳しい説明を省略する。ここでは、要するに、ノズルが凝集の原理に基づいて機能することのみを述べておく。すなわち、乾燥した雪の粒子はノズル４の口７から、ノズルの設計及びガスソースからのガスの供給に応じて選択される様々なサイズ及び速度をもって噴出される。注入管６の端部９に於いて小さかった粒子は、ノズルのチャネル８内に於いて凝集する。チャネル内には、ブラシ１０、障害物或いは凹部１０’などを設け、幾何学的な変化を伴うことによりチャネル内の空気の乱流を増大させ、粒子がノズルの口７に向けて移動するに伴ないそのサイズが増大するようになっている。粒子のサイズ及び、必要に応じて、粒子の速度を、印加される静電気に応じて変化させ或いは選択することが出来る。図１に於いて、矢印１１、１２は２つの粒子が異なる噴出速度を有することを表しており、このような異なる噴出速度は、ガスの供給条件により設定することができる。粒子がノズルから噴出される際に異なるサイズを有するようにノズルの設計特性が定められており、従って３つの粒子、１３、１４，１５がそれぞれ異なるサイズを有するものとして図示されている。図面は寸法に忠実に描かれているのではなく、明瞭さを増すために相対的なサイズの差がやや誇張されていることを了解されたい。操作装置すなわちプッシュボタン１６、１７が、図１に於けるノズル４に付随して模式的に示されている。これらの操作装置を作動させると、凝集作用、速度及び所望に応じて電荷を変化させ、乾燥した雪の粒子１３、１４、１５のサイズ及び速度１１、１２を駆除されるべき対象に応じて、また達成されるべき効果に応じて選択することができる。
【００２８】
ユニットすなわちアセンブリ３の適用に関連して、ノズルの口７が目標１８に向けられている。図示された実施例に於いては、ノズルは目標の表面１８ａに向けられている。目標は、害虫１９またはその堆積が存在する基質、対象物などをなす。ノズルの口７と目標面１８ａとの間の距離がＡとして示されている。本発明の図示された実施例に於いては、距離Ａは５〜５０ｃｍの範囲に選ばれる。乾燥した雪の粒子は、目標面１８ａに向けて移動するに伴い凝集作用のためにサイズが変化し得る。先に開示されているように、粒子が目標表面１８ａに移動するに伴い速度１１、１２が低下する。図１は、速度１２を有する粒子２０が、位置２０’に到達した時にはその速度が１２’に減少した様子を示している。本発明によれば、０〜５ｃｍの範囲であって良い距離Ｂ或いはそれ以内の距離に於いて規定される粒子サイズ及び粒子速度をもって対象の駆除が実行される。上記した距離に於ける或いはそれ以内の距離に於ける粒子のサイズは、以下に説明する凝集機能及びまたは昇華機能に応じて決定される。距離Ｂに於ける或いは距離Ｂ内のある点に於ける速度は、距離Ａ及び噴出速度１１，１２に依存する。このように、駆除機能は、上記したような噴出速度及び距離Ａに応じて変化する。
【００２９】
図１は、昇華した乾燥した雪の粒子の層構造を示している。冷却過程の初期に於ける表面１８ｂの一部が示されており、小さな粒子２１、２２が表面に直接打ち当てられ、即座にその部分に於いて昇華することができる。符号２３は、表面上に於いて昇華が開始し、ある一定時間を経過した後、層２３即ちバリアが形成された状態に於ける層構造すなわちガスバリア構造を示している。小さな粒子２４、２５、２６、２７は、層の上面２３ａに打ち当てられ、層を更に形成する。一定時間の後に、層すなわちバリアは厚さｔを有するようになり、小さな粒子は目標表面１８ａに対して効果的な冷却作用を及ぼすことができなくなる。この点に関しては、上記を参照されたい。この時点に於いて、大きな粒子２８，２９、３０，３１が冷却機能を引き継ぐ。大きな粒子は、その大きな質量のおかげで、厚い層２３’すなわちバリアを貫通し、冷却機能を引き継ぐことができるため、冷却機能は高速に進行する。このように、冷却機能は二段階で行われるものと考えることができる。小さな粒子が初期の段階に於いて主な冷却機能を提供し、第一の段階に引き継ぐ第二段階に於いて、大きな粒子が冷却機能を引き継ぐことになる。これら二つの段階の後に第三の段階が引き起こされ、その間に達成された温度が維持される。
【００３０】
図２は様々な用途に用いられる乾燥した雪の粒子のサイズ及び速度を表すダイヤグラムである。これは、食品工業に於いてドライアイスを形成するために適する第１の領域３０、食品工業に於いて食品を冷却し凍結させるために適する領域３１、クリーニング産業に於いて利用される領域３２を示している。符号３３は、本発明に基づき害虫を駆除するために特に適する領域を表している。ダイヤグラムの縦軸は乾燥した雪の粒子のサイズすなわち直径を対数目盛でμｍの単位で表しており、ダイヤグラムの横軸は同じく対数目盛で、様々な場合に於いて乾燥した雪の粒子を噴出する際の速度をｍ／秒により表したものである。領域３３は、１００μｍ〜２ｍｍ、好ましくは５０μｍ〜３ｍｍのサイズの範囲にあり、速度は１．５〜１５０ｍ／秒、例えば５〜１００ｍ／秒の範囲にある。この点に関して、乾燥した雪の粒子のサイズ及び速度は、図１に於いてＢにより表された領域内或いはその近傍に於ける数値であることを了解されたい。
【００３１】
図３に於いて、縦軸は温度Ｔを示し、横軸は時間ｈを示す。このグラフは、冷却速度は１５℃／秒であるような好適実施例を示すものである。曲線３４は、好適な冷却速度曲線を表しており、これは室温からはじまり害虫のタイプに応じた例えば−３０℃であってよい所望の最終的な冷却温度に到達する。この温度の低下速度は、直接雪の粒子を対象に打ち当てる場合に於いては、約３秒〜１分であってよい時間ｈ’−ｈ”の間に達成される。時間ｈ”の後の冷却速度或いは冷却効果は平坦化され、例えば約３秒であってよい時間ｈ”−ｈ”’の間維持され、さらにｈ”’後も継続される。曲線３５は、２℃／秒の冷却速度の場合を示している。これは、室温から−１０℃の温度にまで低下させることに対応する。図３に示された差異は、曲線３４により示された、本発明に基づく場合と、曲線３５により示された、粒子の速度或いはサイズが、初期に昇華を行い急激な冷却を達成することができるようにならず、形成された層２３’すなわち形成されたバリアに向けて小さな粒子が継続して打ち当てられるような、本発明のような二段階の冷却を利用していない場合との差異を表している。図示された例は、雪の粒子が、直接対象に打ち当てられ或いはそれに近い位置に向けられているような第１の場合に対応する。時間に於けるシフトは、間接的に打ち当てられる場合に得られるものであるが、これでも従来の装置により達成される場合に対してかなり改善される。
【００３２】
本発明に基づく冷却効果は、このように、雪の粒子の速度及びサイズに依存する。上記した速度及びサイズに影響を及ぼすパラメータは、前記したような実施例に基づき、或いは長さ、直径、幾何学的形状、材料などに応じて選択される。雪の粒子の速度及びサイズを本発明に基づく範囲内に制御することにより、主な目的に合致するような最適な冷却効果を達成することができる。冷却効果を最適化するためには、本発明によれば、最も大きな質量を有するものが、できるだけ対象表面に近く或いは対象表面上に於いて、出来るだけ急激に昇華し、同表面が急激に昇華する粒子の層に覆われるようにすると良い。昇華に有するエネルギの多くが対象表面から取得されるため、冷却作用は意図した効果的な駆除を可能にする。上記した雪の製造過程は、全昇華過程に渡って最適に冷却過程が実行されるように構成することが出来る。本発明のテストとして、発明者は、短い周期の高速度写真撮影を行い、異なる粒子を追跡し、それらが目標表面等に近づくときのサイズ及び速度を測定した。図３に示されるように、目標の表面について温度測定も行った。サイズ、温度及び粒子の外観はこのように温度すなわち冷却能力に直接的に関連している。様々な外観を有する粒子が観測された。速度が１．５ｍ／秒といった低速の粒子は冷却能力が極めて低いことが見いだされた。それに対して、高速の粒子に於いては、大きな粒子が衝突の際に破壊され、それによってより急激な冷却効果が実現すると考えられる。しかしながら、１５０ｍ／秒を超える粒子速度は様々な理由により不適当であると考えられる。粉体や昆虫が飛び散り、好ましくない汚染が発生し得るからである。また基層も摩耗による悪影響を受け、取り扱う者の危険性も増す。０．０５ｍｍ以下の極めて小さい粒子は、本発明に基づく実用上の効果を奏することが出来ないことが見いだされた。そのような粒子の寿命が短く、駆除可能な実用的距離が制限されるからである。３ｍｍ以上のサイズの極めて大きな粒子の表面積は、その質量に対して小さいため、目標表面のエネルギを十分急速に伝達することが出来ない。しかも、このような粒子は隙間に入り込むためには大きすぎるため適当ではない。
【００３３】
図１に示された装置は、移動するコンベアに対して固定した位置に設けることが出来る。逆に、装置を可搬式とし、目標或いは目標表面に対してノズルを移動させるような領域或いは用途に用いることも出来る。装置５、６はノズルに固定されていたり或いはそれに付随したものであってよい。接続ライン６はフレキシブル或いは可動式であって、例えばホース等からなるものであってよい。
【００３４】
図４は、昆虫Ｉ、Ｉ’について測定した温度曲線３６を示している。横軸３７は時間を表し、縦軸３８は温度を表す。上記したような駆除対策によれば、曲線の部分３６ａに沿って例えば上記した例のように−３０℃といったある温度３６ｂに冷却される。対象となる昆虫等は、上記したような温度３６ｂに於いて熱放射を行い、これは冷却効果に逆らうもので、曲線の上向き部分３６ｃを引き起こす。
【００３５】
曲線上の点３６ｄに於いて、熱応答が最大値に到達し、曲線の点３６ｅに示されるように低下し始める。本発明によれば、Ｆ（ｔ）により示されるような第三の段階を、上記したような最大値を経過する時まですなわち曲線上の点３６ｅが開始する時まで維持されなければならない。第一の採用された温度はｈ””に於いて発生し、第三の段階の完了がｈ””’により示されている。さらに図３の時刻ｈ”及びｈ”’も参照されたい。
【００３６】
図４の臨界的な温度３６ｂを超えた後の冷却速度が図５に示されている。図５の横軸３７は℃／分を表し、縦軸３８’は時間を表す。曲線３８’はＦｔの関数としての冷却速度を表す。図４及び５に於いてＦｔはこのように害虫の駆除が確実に行われるように臨界的な温度３６ｂが持続されるべき時間を表している。図示されているように、対象となる害虫に対して雪の粒子を直接打ち当てた場合には、温度低下速度が比較的小さいにもかかわらず、良好な結果が得られる。
【００３７】
図６における符号３９は、図６に於いて模式的に示された装置４０により効果的に駆除し得るようなアクセス不可能な駆除対象点を表している。領域３９を含む対象となる領域が符号４１により示されており、領域３９は曲がりかど４１ａの先に位置し、先の部分が、例えば部分４１ｃに対して直角をなすように折れ曲がっているが、装置４０はこのような対象に対しても適用可能である。
【００３８】
領域４１ｂはホコリ、カビ、不純物４２等を有する場合があり、従来の方法及び装置により駆除を行うことが困難である。本発明によれば、アクセス不可能な位置にある害虫４３も確実に駆除することが出来る。本発明によれば、害虫に於いて抵抗力が形成されることも回避することが出来る。一般にひとつのノズルから噴出される雪の粒子は概ね同一の噴出速度を有する。極めて小さな粒子は距離Ａを移動する間に消失したり或いは凝集する。粒子は、一般にこのような移動の間にサイズが小さくなり速度も低下する。距離Ａが小さいと、噴出速度は比較的低く設定され、距離Ａが大きいと、噴出速度は比較的高く設定される。粒子のサイズに関する限りこれらは最小と最大の間に分布しているものであって、それらについて小さい領域或いは大きい領域と呼ぶものとする。また、一般に、中程度のサイズの雪の粒子は冷却過程に寄与しないと考えることができる。
【００３９】
本発明は上記したような実施例に限定されるものではなく、添付の特許の請求の範囲及び発明の概念に基づき適宜変更可能であることを了解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
目標面に向けて様々なサイズの乾燥した雪の粒子を様々な速度をもって噴出するような、乾燥した雪の粒子を発生するためのユニットの簡略化された側面図であって、併せて表面上の異なる層の主な構造を表す図。
【図２】
雪を噴射する様々な対象に関連して、それが目標面或いはその近傍に到達する直前に於ける速度及びサイズを表すダイヤグラム図。
【図３】
害虫に直接打ち当てることにより駆除を行うことに関連して適切であるとされる冷却速度を表す曲線を単純化して示すグラフ。
【図４】
本発明と従来技術を対比するための本実施例についてのグラフ。
【図５】
本発明と従来技術を対比するための本実施例についてのグラフ。
【図６】
別の駆除方法を表す簡略化された側面図。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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