(57)【要約】【課題】  複数のペレット状のドライアイスを加圧することによりブロック状のドライアイスを製造する装置及び方法において、ブロック状のドライアイスの割れるおそれを解消したものを提供する。【解決手段】  本発明に係る装置１０は、側壁２３を構成する枠１６と底壁を構成する部分２４を有する台２２とからつくられるチャンバ１２を含む。台はさらに、底壁を構成する部分から水平方向に延長された部分２５を有する。ドライアイスの加圧の完了後にチャンバの側壁が鉛直方向に移動されて、製造されたブロック状のドライアイス１９の少なくとも１つの側面が完全に側壁から露出された状態となり、ドライアイスが、チャンバの底壁を構成する部分から延長された部分へ、台上を滑って水平に移動するように排出される。これによりドライアイスの割れるおそれが解消され、比較的大きな寸法（例えば重量２５ｋｇ）のブロック状のドライアイスが製造可能となる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロック状のドライアイス（１９）を構成する複数のペレット状のドライアイスを収容し、閉状態または開状態のいずれかの状態に切り替えられることができるチャンバ（１２）であって、チャンバの側壁（２３）を構成する枠（１６）と、チャンバの底壁を構成する部分（２４）を有する台（２２）とから作られるチャンバと、
チャンバ（１２）を閉状態または開状態のいずれかの状態に切り替える切り替え装置（１５）と、
複数のペレット状のドライアイスを、閉状態のチャンバに上方から投入する投入装置（１１、２１）と、
閉状態のチャンバに投入され収容された複数のペレット状のドライアイスを加圧して、ブロック状のドライアイスを製造する加圧装置（１３、１７）と、
製造されたブロック状のドライアイス（１９）を開状態のチャンバから排出する排出装置（１４）とを有する、
ブロック状のドライアイスを製造する装置（１０）であって、
前記閉状態は、チャンバの側壁（２３）とチャンバの底壁（２４）とが密接される状態であり、前記開状態は、チャンバで製造されたブロック状のドライアイス（１９）の少なくとも１つの側面がチャンバの側壁（２３）から完全に露出される状態であり、前記台（２２）は、チャンバの底壁を構成する部分（２４）から実質的に水平方向に延長された部分（２５）をさらに有し、前記排出装置は、製造されたブロック状のドライアイス（１９）を、チャンバの底壁を構成する部分（２４）から延長された部分（２５）へ、台（２２）上を滑らせて移動させるように構成されていることを特徴とする、ブロック状のドライアイスを製造する装置。
【請求項２】
前記切り替え装置（１５）は、前記チャンバ（１２）の少なくとも１つの側壁（２３）をチャンバの底壁（２４）に対して鉛直方向に移動させることにより前記チャンバを開状態または閉状態のいずれかの状態に切り替えるように構成されている、請求項１に記載のブロック状のドライアイスを製造する装置。
【請求項３】
前記閉状態のチャンバに投入され収容された複数のペレット状のドライアイスの重量を逐次測定し、該ペレット状のドライアイスの重量が所定の値に達したときに、投入装置（７、１１、２１）に対してペレット状のドライアイスの投入を停止するトリガーを送信し、かつ加圧装置（１３、１７）に対して加圧を開始するトリガーを送信するように構成された電子計量装置（６）をさらに備える、請求項１に記載のブロック状のドライアイスを製造する装置。
【請求項４】
チャンバを用いてブロック状のドライアイスを製造する方法であって、チャンバ（１２）は、チャンバの側壁（２３）を構成する枠（１６）と、チャンバの底壁を構成する部分（２４）を有する台（２２）とから作られ、前記台は、チャンバの底壁を構成する部分（２４）から実質的に水平方向に延長された部分（２５）をさらに有し、
チャンバの側壁（２３）とチャンバの底壁（２４）とが密接される閉状態に、チャンバを設定するステップと、
ブロック状のドライアイスを構成する複数のペレット状のドライアイスを、閉状態のチャンバに上方から投入するステップと、
閉状態のチャンバに投入され収容された複数のペレット状のドライアイスを加圧して、ブロック状のドライアイスを製造するステップと、
製造されたブロック状のドライアイス（１９）の少なくとも１つの側面が完全にチャンバの側壁（２３）から露出される開状態に、チャンバを設定するステップと、
製造されたブロック状のドライアイス（１９）を、チャンバの底壁を構成する部分（２４）から延長された部分（２５）へ、台（２２）上を滑らせて移動させるように、排出するステップとを有する方法。
【請求項５】
前記開状態にチャンバ（１２）を設定するステップおよび閉状態にチャンバを設定するステップが、それぞれ前記チャンバの少なくとも１つの側壁（２３）をチャンバの底壁（２４）に対して鉛直方向に移動させることにより構成されている、請求項４に記載のブロック状のドライアイスを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロック状のドライアイスの製造装置及び製造方法に関し、より詳細には、複数のペレット状のドライアイスを型内で加圧することによりブロック状のドライアイスを製造する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体状の二酸化炭素であるドライアイスは、産業上の幅広い分野で利用されている。また、ドライアイスの製品形状及び大きさは多種多様である。
【０００３】
ドライアイスの製造方法は以下のとおりである。
【０００４】
液化二酸化炭素を貯蔵タンクから導管を介してチャンバ内にノズルにより噴射し、断熱膨張させることによってスノー（雪）状の−７９℃のドライアイスを得る。
【０００５】
このスノー状ドライアイスをピストンで圧縮することにより、ブロック状の固体ドライアイスを製造する技術がよく知られている。ブロック状のドライアイスの寸法は比較的大きく、重量は例えば２５ｋｇである。
【０００６】
ブロック状のドライアイスは利用目的に応じて、しばしば切断された形で流通される。ドライアイスを切断する際には、空気中の水分を吸収することによりドライアイスが内部まで十分に固化している必要がある。
【０００７】
しかし、スノー状のドライアイスを直接ピストンで圧縮することにより製造されたドライアイスは、空気中の水分を吸収して切断が可能な程度に固化するまでに４〜５時間を要する。そのため、製造から切断して出荷を行なうまでにかなりの時間がかかる。
【０００８】
一方、スノー状のドライアイスをピストンで圧縮すると同時に細孔から押し出すことにより、比較的小さいペレット状の固形ドライアイスを製造する技術もまたよく知られている。
【０００９】
複数のペレット状のドライアイスを加圧して一体化することにより、より大きな寸法のブロック状のドライアイスを製造する技術も知られている。
【００１０】
米国特許第６２４４０６９号明細書には、複数のペレット状のドライアイスを型に入れた後に加圧し、上方から打ち抜いて型から排出することによりブロック状のドライアイスを製造する装置が記載されている。
【００１１】
こうした技術により製造されたブロック状のドライアイスは、ペレット化の時点ですでに空気中の水分を吸収して固化していたものを加圧して大きな寸法としたものであるため、製造からほぼ瞬時に固化する。そのためすぐに切断することができ、比較的早く出荷を行うことができるという利点がある。
【特許文献１】米国特許第６２４４０６９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、米国特許第６２４４０６９号明細書に記載の装置においては、加圧により製造されたブロック状のドライアイスを排出する際に、別の打ち抜き手段により型から打ち抜いて下方に落としている。
【００１３】
一般に、重量ならびに位置エネルギーは寸法の３乗に比例する。そのため、同じ高さから落下させた場合、寸法の大きなドライアイスほど割れやすい傾向にある。
【００１４】
よって、該装置において製造することのできるブロック状のドライアイスは、例えば重量１ｋｇといった寸法が比較的小さなものに限られる。この装置において、例えば重量２５ｋｇといった比較的大きなブロック状のドライアイスを製造しようとすると、落下時の衝撃で割れてしまうおそれが高い。
【００１５】
本願はこの問題を解決するために、複数のペレット状のドライアイスを加圧することにより製造された比較的大きな（例えば重量が２５ｋｇ）ブロック状のドライアイスを、割れることなく型から排出することができる装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題は、
ブロック状のドライアイスを構成する複数のペレット状のドライアイスを収容し、閉状態または開状態のいずれかの状態に切り替えられることができるチャンバであって、チャンバの側壁を構成する枠と、チャンバの底壁を構成する部分を有する台とから作られるチャンバと、
チャンバを閉状態または開状態のいずれかの状態に切り替える切り替え装置と、
複数のペレット状のドライアイスを、閉状態のチャンバに上方から投入する投入装置と、
閉状態のチャンバに投入され収容された複数のペレット状のドライアイスを加圧して、ブロック状のドライアイスを製造する加圧装置と、
製造されたブロック状のドライアイスを開状態のチャンバから排出する排出装置とを有する、
ブロック状のドライアイスを製造する装置であって、
前記閉状態は、チャンバの側壁とチャンバの底壁とが密接される状態であり、前記開状態は、チャンバで製造されたブロック状のドライアイスの少なくとも１つの側面がチャンバの側壁から完全に露出される状態であり、前記台は、チャンバの底壁を構成する部分から実質的に水平方向に延長された部分をさらに有し、前記排出装置は、製造されたブロック状のドライアイスを、チャンバの底壁を構成する部分から延長された部分へ、台上を滑らせて移動させるように構成されていることを特徴とする、ブロック状のドライアイスを製造する装置によって解決される。
【００１７】
該装置によれば、ブロック状のドライアイスは、完全にチャンバの側壁から露出した少なくとも１つの側面から、チャンバの底壁を構成する部分から延長された部分へ、台上を滑って移動するようにして、排出される。排出時に型から打ち抜かれて下に落とされることがないため、比較的大きなドライアイスであっても落下の衝撃で割れることがない。そのため、従来の複数のペレット状のドライアイスを加圧することによりブロック状のドライアイスを製造する装置と比較してより大きなブロック状のドライアイス、例えば重量が２５ｋｇのブロック状のドライアイスを製造することが可能となる。
【００１８】
さらに、切り替え装置は、前記チャンバの少なくとも１つの側壁をチャンバの底壁に対して鉛直方向に移動させることにより前記チャンバを開状態または閉状態のいずれかの状態に切り替えるように構成することができる。
【００１９】
このような構成の装置によれば、切り替え装置の構成が平易であるため、ブロック状のドライアイスを製造する装置の構成ならびに保守を容易に行うことが可能となる。
【００２０】
さらに、ブロック状のドライアイスを製造する装置は、閉状態のチャンバに投入され収容された複数のペレット状のドライアイスの重量を逐次測定し、該ペレット状のドライアイスの重量が所定の値に達したときに、投入装置に対してペレット状のドライアイスの投入を停止するトリガーを送信し、かつ加圧装置に対して加圧を開始するトリガーを送信するように構成された電子計量装置をさらに備えることができる。
【００２１】
このような構成の装置によれば、チャンバに投入され収容されたペレット状のドライアイスの重量をより適切に計量することが可能であるため、製品となったブロック状のドライアイスの重量をより正確なものとすることが可能となる。
【００２２】
さらに、上記課題は、
チャンバを用いてブロック状のドライアイスを製造する方法であって、チャンバは、チャンバの側壁を構成する枠と、チャンバの底壁を構成する部分を有する台とから作られ、前記台は、チャンバの底壁を構成する部分から実質的に水平方向に延長された部分をさらに有し、
チャンバの側壁とチャンバの底壁とが密接される閉状態に、チャンバを設定するステップと、
ブロック状のドライアイスを構成する複数のペレット状のドライアイスを、閉状態のチャンバに上方から投入するステップと、
閉状態のチャンバに投入され収容された複数のペレット状のドライアイスを加圧して、ブロック状のドライアイスを製造するステップと、
製造されたブロック状のドライアイスの少なくとも１つの側面が完全にチャンバの側壁から露出される開状態に、チャンバを設定するステップと、
製造されたブロック状のドライアイスを、チャンバの底壁を構成する部分から延長された部分へ、台上を滑らせて移動させるように、排出するステップとを有する方法によって解決される。
【００２３】
該方法によれば、ブロック状のドライアイスは、完全にチャンバの側壁から露出した少なくとも１つの側面からチャンバの底壁を構成する部分から延長された部分へ、台上を滑って移動するようにして排出される。排出時に型から打ち抜かれて下に落とされることがないため、比較的大きなドライアイスであっても落下の衝撃で割れることがない。そのため、従来の複数のペレット状のドライアイスを加圧することによりブロック状のドライアイスを製造する方法と比較してより大きなブロック状のドライアイス、例えば重量が２５ｋｇのブロック状のドライアイスを製造することが可能となる。
【００２４】
さらに、開状態にチャンバを設定するステップおよび閉状態にチャンバを設定するステップは、それぞれ前記チャンバの少なくとも１つの側壁をチャンバの底壁に対して鉛直方向に移動させることにより構成することができる。
【００２５】
このような構成のステップによれば、開状態および閉状態にチャンバを設定することが平易となるため、ブロック状のドライアイスの製造を容易に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１に、本発明に係るブロック状のドライアイスを製造する装置を組み込んだドライアイス製造設備の概略を示す。
【００２７】
貯蔵タンク１には、約−２０℃の温度である液化二酸化炭素が貯蔵されている。
【００２８】
貯蔵タンク１から導管を介して供給される液化二酸化炭素は過冷却装置２により過冷却された後、ドライアイスペレット製造機３により複数のペレット状の固形ドライアイスとなる。このとき排出された二酸化炭素ガスは回収され、再液化装置４により再液化された後貯蔵タンク１に戻される。
【００２９】
複数のペレット状の固形ドライアイスはストックフィーダー５に貯蔵された後、電子計量機６に順次供給されて逐次重量を測定される。供給されたペレット状の固形ドライアイスが所定の重量となったところで、電子計量機６からストックフィーダー５にトリガーが送信されてさらなるペレット状の固形ドライアイスの供給が停止され、かつリフター７にトリガーが送信されてペレット状の固形ドライアイスはリフター７により持ち上げられる。持ち上げられたペレット状の固形ドライアイスは、ブロック状のドライアイスを製造する装置１０のホッパ１１へと投入される。上記所定の重量は、製品となるブロック状のドライアイス１９の重量にほぼ一致する。
【００３０】
本発明に係るブロック状のドライアイスを製造する装置の右側面概略図を図２に、正面概略図を図３に、上面概略図を図４に示す。ただし図４においては一部の要素のみを示す。
【００３１】
ブロック状のドライアイスを製造する装置１０は、ホッパ１１、チャンバ１２、加圧シリンダ１３、排出シリンダ１４、枠上下シリンダ１５、枠１６、ピストン１７、４本の柱１８、制御盤２０、投入口２１、台２２、アーム２６、スライドベアリング２７を有している。ただし、図４においてはチャンバ１２、枠上下シリンダ１５、枠１６、柱１８、台２２以外の要素は省略されている。図１から図４の例においては、本発明における切り替え装置は枠上下シリンダ１５で構成され、投入装置はホッパ１１および投入口２１で構成され、加圧装置は加圧シリンダ１３およびピストン１７で構成され、排出装置は排出シリンダ１４で構成されている。
【００３２】
枠１６はチャンバ１２の側壁２３を構成する。台２２はチャンバ１２の底壁を構成する部分２４および底壁を構成する部分２４から実質的に水平方向に延長された部分２５を有する。
【００３３】
製造されるブロック状のドライアイス１９が流通に好都合な直方体となるように、枠１６の形状は頂面と底面のない方形枠であることが好ましいが、枠１６はこの形状に限られない。
【００３４】
製造されるドライアイス１９がチャンバ１２から実質的に水平方向に滑って排出されるように、台２２の部分２５は部分２４から実質的に水平方向に延長されていることが好ましい。しかしながら、部分２５は水平方向に延長されたものには限られず、ドライアイス１９が滑って下降する際に衝撃で割れない程度に緩い角度で下降方向へ傾斜がかけられているものであってもよい。
【００３５】
枠１６はスライドベアリング２７を介して４本の柱１８に取り付けられており、アーム２６を介して枠上下シリンダ１５に結合されている。この構成により、枠上下シリンダ１５はアーム２６を介して、枠１６を柱１８に沿って上下に移動させることができる。枠１６の最下部が台２２に密接しているとき、言い換えればチャンバ１２の側壁２３が底壁２４に密接しているときチャンバ１２は閉状態となる。枠１６が台２２から上方向に分離して、枠（チャンバの側壁）の最下部が製造されたブロック状のドライアイスの最上部よりも上位置にあるとき、チャンバ１２は開状態となり、ブロック状のドライアイスの各側面を完全に側壁から露出させることが可能となる。排出シリンダ１４は水平方向に伸びて、チャンバ１２の側壁２３が開いた状態のときにブロック状のドライアイス１９を、チャンバ１２の底壁を構成する部分２４から延長された部分２５へ（図１、３または４においては右から左に）、台２２上を滑らせて移動させるように押し出すことができる。
【００３６】
ホッパ１１は上下にそれぞれ開口部を有する。上方の開口部はリフター７からの複数のペレット状のドライアイスを受け入れるようになっている。下方の開口部はチャンバ１２の投入口２１内へと差し込まれており、ペレット状のドライアイスをチャンバ１２へと確実に投入することを可能としている。
【００３７】
ブロック状のドライアイスを製造する際には、ブロック状のドライアイスを構成する複数のペレット状のドライアイスがホッパ１１および投入口２１を介してチャンバ１２に上方から投入される。このとき枠上下シリンダ１５が枠１６を下方に移動させるように制御されることにより、枠１６の最下部は台２２に密接した状態にある。すなわちチャンバは閉状態にある。これにより、投入されたペレット状のドライアイスがチャンバから漏れることや、加圧時に横へはみ出てドライアイスの一体化に必要な圧力が得られなくなることを防ぐ。
【００３８】
チャンバ１２に投入されたペレット状のドライアイスは、加圧シリンダ１３およびピストン１７により加圧され、１個の大きなブロック状のドライアイス１９となる。
【００３９】
加圧が完了すると、枠１６が枠上下シリンダ１５によりブロック状のドライアイス１９の最上部よりも上位置に移動され、チャンバ１２は開状態となる。言い換えれば、ブロック状のドライアイスを側方に取り囲むものがなくなり、ブロック状のドライアイス１９の各側面が完全に側壁から露出する。ここで排出シリンダ１４がブロック状のドライアイス１９を、チャンバ１２の底壁を構成する部分２４から延長された部分２５へ水平方向に押し出して、台２２上を滑らせて移動させることにより、排出する。
【００４０】
装置１０の一連の動作は、制御盤２０により操作される。
【００４１】
本発明に係るブロック状のドライアイスを製造する装置または方法によれば、ブロック状のドライアイスは、加圧された位置から水平方向に台上を滑って排出されるため、型から打ち抜かれて下に落とされることがない。そのため、比較的大きな寸法のドライアイスであっても落下の衝撃で割れることがない。
【００４２】
これにより、従来のタイプの、複数のペレット状のドライアイスを加圧することによりブロック状のドライアイスを製造する装置と比較して、より大きな寸法のブロック状のドライアイス、例えば２５ｋｇの重量のドライアイスを製造することが可能となる。
【００４３】
なお、以下のような変形実施態様を挙げることができる。
【００４４】
チャンバ１２内に投入されたペレット状のドライアイスの重量をより適切に逐次測定できるように、電子計量機６を装置１０内に設け、リフター７をホッパ１１の前段階に設けて装置１０の一部材として構成してもよい。この場合、閉状態のチャンバ内に投入され収容された複数のペレット状のドライアイスの重量が所定の値に達したときに、リフター７、ホッパ１１および投入口２１に対してペレット状のドライアイスの投入を停止するトリガーが送信され、かつ加圧シリンダ１３およびピストン１７に対して加圧を開始するトリガーが送信されるように電子計量機６が構成されるのが好ましい。
【００４５】
切り替え装置の構成は、枠１６の全体、すなわち、チャンバのすべての側壁をチャンバの底壁に対して鉛直方向に移動させるものには限られず、チャンバの少なくとも１つの側壁のみをチャンバの底壁に対して鉛直方向に移動させるものでもよい。
【００４６】
切り替え装置の構成は、枠１６が上位置にあるときにチャンバが開状態となり下位置にあるときにチャンバが閉状態となるものには限られず、枠１６が下位置にあるときにチャンバが開状態となり上位置にあるときにチャンバが閉状態となるようなものでもよい。
【００４７】
切り替え装置の構成は、チャンバが開状態にあるときに、チャンバの少なくとも１つの側壁がチャンバの底壁から分離しているものには限られない。開状態においては、チャンバで製造されたブロック状のドライアイスの少なくとも１つの側面がチャンバの側壁から完全に露出した状態であれば、チャンバのすべての側壁が底壁と密接していてもよい。例えば、チャンバの少なくとも１つの側壁が、他の側壁との接合線を回転軸として外側に回転することや、底壁との接合線を回転軸として外側に倒れることにより、チャンバを開状態とするように切り替え装置を構成してもよい。
【００４８】
排出装置は排出シリンダに限られず、ドライアイスが加圧された位置から実質的に水平方向に台上を滑って移動するように排出されることが可能な装置であればよい。例えばブロック状のドライアイスを水平方向から真空吸引装置によって、台上を滑らせて取り出すように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るブロック状のドライアイスを製造する装置を組み込んだドライアイス製造設備の概略図である。
【図２】本発明に係るブロック状のドライアイスを製造する装置の右側面概略図である。
【図３】本発明に係るブロック状のドライアイスを製造する装置の正面概略図である。
【図４】本発明に係るブロック状のドライアイスを製造する装置の、一部部材を省略した上面概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  貯蔵タンク
２  過冷却装置
３  ドライアイスペレット製造機
４  再液化装置
５  ストックフィーダー
６  電子計量機
７  リフター
１０  ブロック状のドライアイスを製造する装置
１１  ホッパ
１２  チャンバ
１３  加圧シリンダ
１４  排出シリンダ
１５  枠上下シリンダ
１６  枠
１７  ピストン
１８  柱
１９  ブロック状のドライアイス
２０  制御盤
２１  投入口
２２  台
２３  チャンバの側壁
２４  チャンバの底壁
２５  台の延長された部分
２６  アーム
２７  スライドベアリング
【図１】
2007254253.tif 000003
【図２】
2007254253.tif 000004
【図３】
2007254253.tif 000005
【図４】
2007254253.tif 000006