JP2002102729A - ドライアイスペレットの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一層高密度で且つ均質なドライアイスペレッ
トをより効率的に製造できる新規な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、塊状ド
ライアイスを加圧するシリンダー装置（４）と、多数の
ノズル（３０）を備えた押出ダイ（３）とから構成され
る。押出ダイ（３）のノズル（３０）は、外周側ノズル
（３０ａ）と内周側ノズル（３０ｂ）の少なくとも２種
の組合せから成り、外周側ノズル（３０ａ）は、内周側
ノズル（３０ｂ）よりも押出抵抗の高いノズルによって
構成される。

Description

【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、一層高
密度のドライアイスペレットをより効率的に製造できる
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、直径が約６ｍｍ程度、長さが５〜５０
ｍｍ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技術に関し、
特開昭４６−１１６２号および特開昭５１−１１１４９
９号の各公報には、周面に多数の押出し用小孔が設けら
れたリング状の押出ダイと、押出ダイの内側に粉体状ド
ライアイスを堆積させるスノー生成機構と、押出ダイの
内周に歯合する回転押出器としての歯車とを備え、堆積
させた粉体状ドライアイスを歯車の駆動によって順次圧
縮して押出ダイの小孔から押し出すことによりドライア
イスペレットに成形する「ドライアイスペレット製造
機」が記載されている。

【０００４】また、特開昭４９−５９０５９号公報に
は、押出通路を有するダイス装置と、押出通路の入口部
分に粉体状ドライアイスを供給するスノーの噴射装置
と、押出通路に粉体状ドライアイスを押し詰めて押出通
路の出口まで突出する棒状押出器とを備えた「固形二酸
化炭素の成形ペレットを製造する装置」、および、粉体
状ドライアイスを生成した後、これを押出通路から棒状
の成形品として押し出す「固形二酸化炭素の成形ペレッ
トを製造する方法」が記載されている。

【０００５】上記の各公報に記載されている様に、ドラ
イアイスペレットは、適当なオリフィス径のノズルから
液化炭酸ガスを噴射、断熱膨張させることにより、一
旦、粉体状ドライアイスを製造した後、粉体状ドライア
イスをチョーク状に圧縮成形して製造される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、塊状ドライ
アイスは、約１．５〜１．６ｇ／ｃｍ³の密度（嵩密
度）を有しているのに対し、従来の製造装置や製造方法
によって得られるドライアイスペレットの密度（嵩密
度）は１．４ｇ／ｃｍ³程度である。すなわち、ドライ
アイスペレットは、上記の様に粉体状ドライアイスを直
接圧縮成形した小さな塊であり、塊状ドライアイスに比
べて密度が小さく且つ硬度が低いため、取扱い中に砕け
易いと言う問題がある。

【０００７】また、ドライアイスペレットは、上記の様
な装置によって製造されるため、製造効率が低く且つ製
造コストが高くなる。すなわち、ドライアイスペレット
の製造においては、粉体状ドライアイスの生成とその圧
縮成形と言う一連の２つの工程を必要とするため、製造
速度が遅く、しかも、高圧の液化炭酸ガスを貯蔵・供給
するための設備が大掛かりで且つ装置構成が複雑となる
ため、維持管理や操作が煩雑となり、製造コストが高く
なる。その結果、ドライアイスペレットは、塊状ドライ
アイスの様に普及し難いと言う実情がある。

【０００８】本発明は、上記の実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、一層高密度のドライアイスペレ
ットをより簡便に且つより効率的に製造でき、しかも、
一層均質なドライアイスペレットを製造できる新規なド
ライアイスペレットの製造装置を提供することにある。

【０００９】

【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、前記多
数のノズルは、前記押出ダイの外周部に配置された外周
側ノズルと、前記押出ダイの内周部に配置された内周側
ノズルの少なくとも２種の組合せから成り、前記外周側
ノズルは、前記内周側ノズルよりも押出抵抗の高いノズ
ルであることを特徴とする。

【００１０】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、押出ダイの各ノズルによって押出成形する際、外周
側ノズルが内周側ノズルよりも押出抵抗の高いノズルで
構成された押出ダイにおけるノズルの配置は、外周側ノ
ズルと内周側ノズルの各成形密度のバラツキを低減す
る。

【００１１】

【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３は、本発明に係るドライアイ
スペレットの製造装置を破断して示す側面図であり、か
つ、ドライアイスペレットの製造における各操作工程を
示す図ある。図４は、本発明に係るドライアイスペレッ
トの製造装置およびメンテナンス操作を破断して示す側
面図である。また、図５は、押出ダイにおけるノズルの
配置を示す正面図であり、図６〜図９は、各々、押出ダ
イのノズルの形状例を示す断面図である。以下、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。

【００１２】本発明に係るペレットの製造装置は、図１
に示す様に、塊状ドライアイス（７０）（図２参照）か
らドライアイスペレット（７１）（図３参照）を製造す
る装置であり、斯かる装置は、塊状ドライアイス（７
０）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）
（図５参照）とから主として構成される。

【００１３】本発明において、ペレットとは、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
ライアイスあるい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。

【００１４】具体的には、上記の塊状ドライアイス（７
０）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（７
０）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。

【００１５】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
のブロックに形成され、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。

【００１６】本発明のペレットの製造装置は、図１に示
す様に、２つの支持フレーム（１３，１４）が立設され
た架台（１）を利用して組み立てられており、２つの支
持フレーム（１３，１４）は、それぞれに枠組構造を有
し且つ対向配置されている。ケーシング（２）は、適宜
の形状に構成し得るが、例えば、凡そ四角筒状または円
筒状に形成され且つその中心線が水平となる状態に支持
フレーム（１３）及び（１４）の間に架設される。

【００１７】より具体的には、ケーシング（２）は、後
述する様なメンテナンス作業を行なうため、支持フレー
ム（１３）と（１４）の間で前後に移動可能に配置され
る。すなわち、ケーシング（２）は、基台（１５）の上
に搭載されており、基台（１５）は、支持フレーム（１
３）及び（１４）の間に架設された案内レールに係合し
ている。そして、基台（１５）は、支持フレーム（１
４）に取り付けられたシリンダー装置（５）によって所
定距離だけ進退する様に構成されており、ケーシング
（２）の前端と押出ダイ（３）とは、シリンダー装置
（５）の後退動作により離間可能になされている（図４
参照）。

【００１８】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室（２３）として構
成される。加圧室（２３）において実質的に加圧操作に
使用される部位（図１におけるケーシング（２）の略右
半分の部位）の容積は、例えば、約０．００３〜０．０
３ｍ³とされる。また、ケーシング（２）の上部には、
塊状ドライアイス（７０）を供給するための投入口（２
１）が設けられ、斯かる投入口（２１）には、運転中の
安全を確保するため、スライドレールに沿って水平方向
に移動して投入口（２１）を開閉する蓋（２２）が付設
される。

【００１９】シリンダー装置（４）は、ケーシング
（２）の一端側に位置する支持フレーム（１４）に取り
付けられる。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、ケーシング（２）の一端側
から加圧室（２３）の内部に挿入されており、加圧室
（２３）に供給された塊状ドライアイス（７０）を他端
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。

【００２０】上記シリンダー装置（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。

【００２１】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４×１０
⁶〜１０×１０⁶Ｐａ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、３５×１０⁶
Ｐａよりも大きな圧力で加圧した場合は、ペレット（７
１）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。

【００２２】押出ダイ（３）は、ケーシング（２）の他
端側に位置する支持フレーム（１３）に取り付けられ
る。押出ダイ（３）は、ケーシング（２）が運転位置に
ある場合、ケーシング（２）の他端に密着する様になさ
れている。そして、多数のノズル（３０）は、ケーシン
グ（２）の中心線に直交する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。

【００２３】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
る総開口面積の割合は、通常、５５〜７０％に設定され
る。

【００２４】ノズル（３０）の直径（図６〜図９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。

【００２５】例えば、図５は、直径が約７ｍｍのペレッ
ト（７１）を成形するための押出ダイ（３）を示してい
る。斯かる押出ダイ（３）においては正面形状（盤面形
状）を略正方形に形成されており、その外郭の１辺は約
１６０ｍｍ、ケーシング（２）の断面に相当する実質的
なノズル開口領域の１辺は約１３０ｍｍに設計されてい
る。そして、押出ダイ（３）のノズル開口領域には、最
小径（ｄ₀）（図６〜図９参照）を７ｍｍに設定された
ノズル（３０）が２５０〜３００個設けられている。

【００２６】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６〜図９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６〜図９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、図６〜図９に示す様
に、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。

【００２７】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（ｄ
₁）（テーパー部（３０ｔ）の最大直径）の比（ｄ₁／ｄ
₀）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。

【００２８】ところで、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の
性状について種々解析を重ねた結果、ケーシング（２）
の加圧室（２３）内の塊状ドライアイス（７０）は、こ
れを加圧した場合、押出ダイ（３）の外周部に押し付け
られる部位ほど高い流動性を示し、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押し出されるこ
とが確認された。塊状ドライアイス（７０）を加圧した
場合の部位による流動性の違いは、プレス板（４１）や
ケーシング（２）の内壁との接触による部分的な昇華な
どが影響しているとも考えられるが、何れにしても、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は、
中央部から押し出されるペレット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。

【００２９】そこで、本発明のペレットの製造装置にお
いては、押出ダイ（３）の各ノズル（３０）によって均
一な硬度、すなわち、均一な密度のペレットを押出成形
するため、図５に示す様に、押出ダイ（３）の多数のノ
ズル（３０）は、押出ダイ（３）の外周部に配置された
外周側ノズル（３０ａ）と、押出ダイ（３）の内周部に
配置された内周側ノズル（３０ｂ）の少なくとも２種の
組合せによって構成される。しかも、外周側ノズル（３
０ａ）は、内周側ノズル（３０ｂ）よりも押出抵抗（圧
縮率）の高いノズルによって構成される。

【００３０】上記の押出ダイ（３）においては、部位に
よってノズル（３０）の最小径（絞り部分の直径）を適
宜変更することにより、押出抵抗を調整でき、ペレット
の硬度を一定に設定できる。具体的には、外周側のノズ
ル（３０）の最小径を内周側のノズル（３０）の最小径
よりも小さく設計することにより、押出抵抗を略一定の
範囲に調整できる。また、各ノズル（３０）から同一直
径のペレットを押し出すには、直管部（３０ｓ）の直径
（最小径（ｄ₀））を各ノズル（３０）とも一定に設定
されるが、その場合には、押出ダイ（３）の部位によっ
て異なる形状のノズル（３０）配置することにより、押
出抵抗を略一定の範囲に調整できる。

【００３１】押出ダイ（３）のノズル（３０）として
は、図６〜図９に示す様なノズルが挙げられる。図６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７〜図９に示す各ノズル（３０）は、入口側に形
成され且つ直管部（３０ｓ）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７〜図９
に示すノズル（３０）は、入口側の逆テーパー部（３０
ｒ）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。

【００３２】すなわち、好ましい態様のペレットの製造
装置においては、押出ダイ（３）のノズル（３０）とし
て図６〜図９に示す様なノズルを適宜組み合わせること
により、各ノズル（３０）の押出抵抗（圧縮率）が略一
定となる様に調整されている。例えば、図５に示す様
に、多数のノズル（３０）のうち、押出ダイ（３）の外
周部の１〜２列に位置する外周側ノズル（３０ａ）は、
逆テーパー部（３０ｒ）を有する図７又は図８に示す様
なノズルとされ、各コーナー部に位置する外周側ノズル
（３０ｃ）は、より長い逆テーパー部（３０ｒ）を有す
る図８又は図９に示す様なノズルとされ、そして、押出
ダイ（３）の内周部に位置する内周側ノズル（３０ａ）
は、直管部（３０ｓ）とテーパー部（３０ｔ）から成る
図６に示す様なノズル、または、短い逆テーパー部（３
０ｒ）を有する図７に示す様なノズルとされる。

【００３３】換言すれば、好ましい態様に係るペレット
の製造装置において、少なくとも押出ダイ（３）の外周
部に配置された外周側ノズル（３０ａ）は、入口側に形
成され且つ直管部（３０ｓ）に向かうに従い漸次縮径さ
れた逆テーパー部（３０ｒ）を備えている。

【００３４】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（３０
ｒ）において円滑に且つ効果的に塊状ドライアイス（７
０）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。

【００３５】また、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（３
０）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６−２２６６
４６号公報に開示されている。

【００３６】更に、押出ダイ（３）においては、上記の
平滑化処理に加え、耐摩耗性および耐腐食性を高めるた
め、各ノズル（３０）の内面は、フッ素樹脂によるライ
ニングが施されているのが好ましい。ノズル（３０）の
内面にフッ素樹脂を含浸させた場合には、高圧力の押出
によるノズル（３０）内面の摩耗を低減でき、そして、
運転時に付着し且つ炭酸ガスによって酸性化した水分に
よるノズル（３０）内面の腐食を有効に防止できる。

【００３７】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１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、蓋（２２）をスライドさせることにより、ケ
ーシング（２）の投入口（２１）を開口する。そして、
図２に示す様に、ケーシング（２）の加圧室（２３）に
塊状ドライアイス（７０）を収容する。図２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、加圧室（２３）に収容し得る多
くの量を投入するのが好ましい。

【００３８】次いで、図３に示す様に、投入口（２１）
の蓋（２２）を閉止した後、シリンダー装置（４）を作
動させることにより、加圧室（２３）においてプレス板
（４１）を前進させる。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
圧室（２３）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１５×１０⁶〜３５×１
０⁶Ｐａ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。

【００３９】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
（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（７
０）をチョーク状に成形する。

【００４０】そして、各ノズル（３０）によって成形す
る際、外周側ノズル（３０ａ）及び（３０ｃ）が内周側
ノズル（３０ｂ）よりも押出抵抗の高いノズルで構成さ
れた押出ダイ（３）におけるノズルの配置は、外周側ノ
ズル（３０ａ，３０ｃ）と内周側ノズル（３０ｂ）の各
成形密度のバラツキを低減する。その結果、押出ダイ
（３）を通じ、一層高い密度で且つ均質に成形されたペ
レット（７１）を押し出すことが出来る。

【００４１】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（７
０）をケーシング（２）内で更に圧縮しつつノズル（３
０）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）として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１．５０〜２．２
０ｇ／ｃｍ³のペレット（７１）を得ることが出来る。
なお、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。

【００４２】また、本発明の製造装置においては、図４
に示す様に、加圧室（２３）や押出ダイ（３）の保守管
理を行う場合、シリンダー装置（５）の作動によって基
台（１５）を後退させることにより、ケーシング（２）
の前端と押出ダイ（３）を離間させることが出来る。斯
かる操作により、例えば、運転終了後に氷結した塊状ド
ライアイス（７０）の残片を簡単に排除できる。

【００４３】ケーシング（２）内における上記の様な簡
単な加圧操作により、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。

【００４４】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、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。

【００４５】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。

【００４６】また、本発明に係るペレットの製造装置に
よれば、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。

【００４７】そして、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。

【００４８】なお、本発明の製造装置によるペレットの
製造においては、塊状ドライアイス（７０）を出発原料
としているが、本発明は、前述した様な塊状ドライアイ
ス（７０）を製造する従来の製造工程にも適用出来る。
すなわち、従来の製造設備における既存のコンテナにプ
レス板（４１）及び押出ダイ（３）を併設し、コンテナ
をケーシング（２）として使用することにより、コンテ
ナ内で得られた塊状ドライアイス（７０）を系外に取り
出すことなく、更に圧縮して押出成形し、上記の様な高
密度のペレット（７１）を製造できる。

【００４９】

【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、従来のドライアイスペレット製造装置
に比べ、粉体状ドライアイスの生成機構がなく、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】ドライアイスペレットの製造装置およびドライ
アイスペレットの製造における操作工程（準備工程）を
破断して示す側面図

【図２】ドライアイスペレットの製造装置およびドライ
アイスペレットの製造における操作工程（ドライアイス
投入工程）を破断して示す側面図

【図３】ドライアイスペレットの製造装置およびドライ
アイスペレットの製造における操作工程（圧縮成形工
程）を破断して示す側面図

【図４】ドライアイスペレットの製造装置およびメンテ
ナンス操作を破断して示す側面図

【図５】押出ダイにおけるノズルの配置を示す正面図

【図６】押出ダイのノズルの形状例を示す断面図

【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

【符号の説明】

１ ：架台 １３ ：支持フレーム １４ ：支持フレーム ２ ：ケーシング ３ ：押出ダイ ３０ ：ノズル ３０ａ：外周側ノズル ３０ｂ：内周側ノズル ３０ｃ：外周側ノズル 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 ７０ ：塊状ドライアイス ７１ ：ドライアイスペレット ｄ₀ ：ノズルの最小径 ｄ₁ ：ノズルの出口側最大径 ｄ₂ ：ノズルの入口側最大径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 祐二 群馬県前橋市天川大島町1345番地の１ 株 式会社センダ内 Ｆターム(参考） 4D063 AA01 AA18 GA10 GC02 GC05 GC14 GD13 4G004 LA02 4G046 LA08

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【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（４
   １）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、多数のノズル（３０）
   は、押出ダイ（３）の外周部に配置された外周側ノズル
   （３０ａ）と、押出ダイ（３）の内周部に配置された内
   周側ノズル（３０ｂ）の少なくとも２種の組合せから成
   り、外周側ノズル（３０ａ）は、内周側ノズル（３０
   ｂ）よりも押出抵抗の高いノズルであることを特徴とす
   るドライアイスペレットの製造装置。
2. 【請求項２】 シリンダー装置（４）は、プレス板（４
   １）において１５×１０⁶〜３５×１０⁶Ｐａの圧力で加
   圧可能なシリンダー装置である請求項１に記載のドライ
   アイスペレットの製造装置。
3. 【請求項３】 押出ダイ（３）の各ノズル（３０）は、
   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（３
   ０ｔ）とを備えている請求項１又は２に記載のドライア
   イスペレットの製造装置。
4. 【請求項４】 ノズル（３０）の最小径（ｄ₀）に対す
   る出口側最大径（ｄ₁）の比（ｄ₁／ｄ₀）が１００．５
   〜１１５である請求項３に記載のドライアイスペレット
   の製造装置。
5. 【請求項５】 テーパー部（３０ｔ）の傾斜度が１／５
   ０〜１／１２０である請求項３に記載のドライアイスペ
   レットの製造装置。
6. 【請求項６】 少なくとも外周側ノズル（３０ａ）は、
   入口側に形成され且つ直管部（３０ｓ）に向かうに従い
   漸次縮径された逆テーパー部（３０ｒ）を備えている請
   求項１〜５の何れかに記載のドライアイスペレットの製
   造装置。
7. 【請求項７】 ノズル（３０）の最小径（ｄ₀）に対す
   る入口側最大径（ｄ₂）の比（ｄ₂／ｄ₀）が１００．５
   〜１１５である請求項６に記載のドライアイスペレット
   の製造装置。
8. 【請求項８】 逆テーパー部（３０ｒ）の傾斜度が１／
   ５０〜１／１２０である請求項６に記載のドライアイス
   ペレットの製造装置。
9. 【請求項９】 ノズル（３０）の最小径（ｄ₀）が３〜
   ２０ｍｍである請求項１〜８の何れかに記載のドライア
   イスペレットの製造装置。
10. 【請求項１０】 ノズル（３０）の内面が平滑化処理さ
    れている請求項１〜９の何れかに記載のドライアイスペ
    レットの製造装置。
11. 【請求項１１】 塊状ドライアイス（７０）が、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
    アイスである請求項１〜１０の何れかに記載のドライア
    イスペレットの製造装置。
12. 【請求項１２】 塊状ドライアイス（７０）の密度が
    １．４５〜１．６５ｇ／ｃｍ³である請求項１〜１１の
    何れかに記載のドライアイスペレットの製造装置。
13. 【請求項１３】 得られるドライアイスペレット（７
    １）の密度が１．５０〜２．２０ｇ／ｃｍ³である請求
    項１〜１２の何れかに記載のドライアイスペレットの製
    造装置。