JP2010105837A - Apparatus and method for producing dry ice - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液化二酸化炭素を大気圧まで膨張させてスノー状ドライアイスを製造する装置及び製造する方法に係り、特に、液化二酸化炭素を供給する流路の途中に、構成の簡単な過冷却熱交換器を設けたものである。 The present invention relates to an apparatus and a method for producing snow-like dry ice by expanding liquefied carbon dioxide to atmospheric pressure, and in particular, a supercooling heat having a simple structure in the middle of a flow path for supplying liquefied carbon dioxide. An exchange is provided.
従来、スノー状ドライアイスを製造する装置又は製造する方法であって、スノー状ドライアイスの歩留まりを向上させたり、安定よく良好に生成させるために、ノズルに供給する液化二酸化炭素を過冷却することが知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
そして、従来の液化二酸化炭素を過冷却するための冷却源は、いずれも冷凍機を用いるものであり、一例として特許文献1に記載されたものを図3に示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus or a method for producing snowy dry ice, in which the liquefied carbon dioxide supplied to the nozzle is supercooled in order to improve the yield of snowy dry ice or to produce it stably and satisfactorily. Is known (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
And all the cooling sources for supercooling the conventional liquefied carbon dioxide use a refrigerator, and what was described in patent documents 1 as an example is shown in FIG.
図3において、51は、ドライアイス製造装置であって、導管が、液化二酸化炭素の貯蔵タンク52から安全弁53、開閉弁54、ドライアイスの製造効率を高める効率向上装置60、安全弁55、圧力計56、開閉弁57a,57b,57cを順に介して、ドライアイス製造装置本体58a,58b,58cへと通じている。
効率向上装置60は冷凍機61と導管62,63で連絡されており、一次冷媒は導管62を介して冷凍機61から効率向上装置60へ流れ、導管63を介して効率向上装置60から冷凍機61へ戻る。
In FIG. 3, 51 is a dry ice production apparatus, and a conduit is provided from a liquefied carbon
The
効率向上装置60は、第一の熱交換器71と、第二の熱交換器72と、二次冷媒の貯蔵された二次冷媒用タンク73とを含んでおり、二次冷媒は不凍液(ブライン)を含んでいる。
導管75は一方が開閉弁54を介して貯蔵タンク52に、他方が安全弁55を介してドライアイス製造装置本体58a,58b,58c等に連絡している。
The
One of the
ポンプ76は、二次冷媒用タンク73から導管78を介して第一の熱交換器71を通り二次冷媒用タンク73に戻る二次冷媒に運動エネルギーを与え、ポンプ77は、二次冷媒用タンク73から導管79を介して第二の熱交換器72を通り二次冷媒用タンク73に戻る二次冷媒に運動エネルギーを与える。
二次冷媒用タンク73内部の二次冷媒液面の変動を吸収するために、乾燥窒素ガスが導管80を介して二次冷媒用タンク73に送り込まれ、膨張タンク81が二次冷媒用タンク73内の乾燥窒素ガスの量の変動を吸収する。
The
In order to absorb the fluctuation of the secondary refrigerant liquid level inside the
二次冷媒用タンク73に貯蔵された二次冷媒は、導管78を介して第一の熱交換器71に達し、第一の熱交換器71で、冷凍機61から導管62を通り一次冷媒を介して輸送された冷熱を受け取り、さらに導管78により二次冷媒用タンク73へと戻る。
次いで、二次冷媒は導管79を介して第二の熱交換器72に達し、第二の熱交換器72で、貯蔵タンク52から導管75を介して供給された液化二酸化炭素へと冷熱を渡し、さらに導管79により二次冷媒用タンク73に戻り、二次冷媒のこのような循環により、冷凍機61から液化二酸化炭素へと冷熱が輸送される。
Next, the secondary refrigerant reaches the second heat exchanger 72 via the
特許文献1等に記載された従来のドライアイス製造装置は、ドライアイスの製造効率(歩留まり)を高めるために液化二酸化炭素の過冷却装置を備えているが、冷却源が冷凍機であり、過冷却のための設備が大掛かりとなるという問題があった。
さらに、特許文献1に記載された従来のドライアイス製造装置51は、ブライン貯蔵タンク73、2基のブライン循環ポンプ76,77、2基の熱交換器71,72なども必要となるという問題もあった。
The conventional dry ice production apparatus described in Patent Document 1 and the like includes a supercooling device for liquefied carbon dioxide in order to increase the production efficiency (yield) of dry ice. There was a problem that the equipment for cooling became large.
Furthermore, the conventional dry
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、スノー状ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうことができるようにすることを目的としている。 The present invention seeks to solve the problems of such a conventional configuration, and uses the same liquefied carbon dioxide as the raw material of snow-like dry ice as a cooling source for supercooling. It is intended to be able to be performed with a simple configuration.
請求項1に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器と、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズルと、貯留容器からの液化二酸化炭素を生成ノズルに供給する供給管とを備えたドライアイス製造装置において、
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造装置である。
The present invention according to claim 1 supplies a storage container that stores liquefied carbon dioxide, a dry ice generation nozzle that generates liquefied carbon dioxide by jetting liquefied carbon dioxide, and liquefied carbon dioxide from the storage container to the generation nozzle. In a dry ice production apparatus equipped with a supply pipe,
A supercooling heat exchanger with a cooling pipe that cools the liquefied carbon dioxide from the supply pipe to a supercooled state is formed in the middle of the supply pipe, and the liquefied carbon dioxide is ejected to the supercooling heat exchanger by the ejection nozzle. This is a dry ice production apparatus in which the liquefied carbon dioxide flowing through the cooling pipe is supercooled.
請求項2に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器と、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズルと、貯留容器からの液化二酸化炭素を生成ノズルに供給する供給管とを備えたドライアイス製造装置において、
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、ブラインを収納した熱交換槽を設けて、熱交換槽内のブライン中に過冷却熱交換器を浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造装置である。
The present invention according to claim 2 supplies a storage container for storing liquefied carbon dioxide, a dry ice generation nozzle for generating liquefied carbon dioxide to generate dry ice, and supplying liquefied carbon dioxide from the storage container to the generation nozzle. In a dry ice production apparatus equipped with a supply pipe,
In the middle of the supply pipe, a supercooling heat exchanger with a cooling pipe that cools the liquefied carbon dioxide from the supply pipe to a supercooled state is formed, a heat exchange tank containing brine is provided, and the inside of the heat exchange tank The subcooling heat exchanger was immersed in the brine, and liquefied carbon dioxide was ejected from the ejection nozzle provided in the brine, and the liquefied carbon dioxide circulating in the cooling pipe was supercooled using the brine as a cooling medium. It is a dry ice production device.
請求項3に係る本発明は、請求項1又は請求項2に係る本発明の構成に加え、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する供給路に電磁開閉弁を設け、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたドライアイス製造装置である。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the present invention according to the first or second aspect, an electromagnetic on-off valve is provided in a supply passage for supplying liquefied carbon dioxide to the ejection nozzle, and liquefaction by a supercooling heat exchanger is provided. This is a dry ice production apparatus in which the degree of supercooling of carbon dioxide is controlled by opening and closing an electromagnetic on-off valve.
請求項4に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器からの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルにより噴出してドライアイスを製造するドライアイス製造方法において、
ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器に、液化二酸化炭素を噴出ノズルにより噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
The present invention according to claim 4 is a dry ice production method for producing dry ice by ejecting liquefied carbon dioxide from a storage container for storing liquefied carbon dioxide by a dry ice production nozzle.
The supercooled heat exchanger equipped with a cooling pipe that cools the liquefied carbon dioxide supplied to the dry ice production nozzle and puts it into a supercooled state is ejected by the jet nozzle and the liquefied carbon dioxide flowing through the cooling pipe is passed through. A method for producing dry ice that is cooled.
請求項5に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器からの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルにより噴出してドライアイスを製造するドライアイス製造方法において、
液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルに供給する通路の途中に、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成してブラインを収納した熱交換槽内のブライン中に浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
The present invention according to
In the middle of the passage for supplying liquefied carbon dioxide to the dry ice generation nozzle, a supercooling heat exchanger having a cooling pipe that cools the liquefied carbon dioxide and puts it in a supercooled state is formed, and in the heat exchange tank containing the brine This is a dry ice manufacturing method in which liquefied carbon dioxide is jetted from a jet nozzle provided in the brine and liquefied carbon dioxide flowing through the cooling pipe is supercooled using brine as a cooling medium while being immersed in the brine.
請求項6に係る本発明は、請求項4又は請求項5に係る本発明の構成に加え、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する供給路に設けた電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたドライアイス製造方法である。 According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the present invention according to the fourth or fifth aspect, the degree of supercooling of liquefied carbon dioxide by a supercooling heat exchanger is supplied, and the supply of liquefied carbon dioxide to a jet nozzle is provided. This is a dry ice manufacturing method that is controlled by opening and closing an electromagnetic on-off valve provided on a road.
請求項1に係る本発明は、ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうドライアイス製造装置とすることができるのである。 The present invention according to claim 1 forms a supercooling heat exchanger having a cooling pipe for cooling the liquefied carbon dioxide supplied to the dry ice production nozzle to bring it into a supercooled state. Since liquefied carbon dioxide is jetted and liquefied carbon dioxide circulating in the cooling pipe is supercooled, the same liquefied carbon dioxide as the dry ice raw material is used as a cooling source for supercooling, and liquefied carbon dioxide can be easily supercooled. It can be set as the dry ice manufacturing apparatus performed by a structure.
請求項2に係る本発明は、ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、ブラインを収納した熱交換槽を設けて、熱交換槽内のブライン中に過冷却熱交換器を浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうことができると共に、ブライン中に冷却源の液化二酸化炭素を噴出させるのでブラインの攪拌が良好となり過冷却熱交換器との熱交換が良好なドライアイス製造装置とすることができるのである。 According to a second aspect of the present invention, a supercooling heat exchanger having a cooling pipe that cools liquefied carbon dioxide supplied to a dry ice production nozzle and makes it supercooled is formed, and a heat exchange tank containing brine is provided. The subcooling heat exchanger is immersed in the brine in the heat exchange tank, and liquefied carbon dioxide is circulated through the cooling pipe using the brine as a cooling medium by ejecting liquefied carbon dioxide from the ejection nozzle provided in the brine. Since supercooling is performed, the same liquefied carbon dioxide as the raw material of dry ice can be used as a cooling source for supercooling, and the liquefied carbon dioxide can be supercooled with a simple configuration, and the liquefied carbon dioxide of the cooling source can be contained in brine. Since carbon is ejected, the stirring of the brine is good, and a dry ice production apparatus with good heat exchange with the supercooling heat exchanger can be obtained.
請求項3に係る本発明は、請求項1又は請求項2に係る本発明の効果に加え、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたから、過冷却度を制御可能なドライアイス製造装置とすることができるのである。 According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the present invention according to the first or second aspect, the degree of supercooling of liquefied carbon dioxide by the supercooling heat exchanger is controlled by opening / closing an electromagnetic on-off valve. Therefore, a dry ice production apparatus capable of controlling the degree of supercooling can be obtained.
請求項4に係る本発明は、ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器に、液化二酸化炭素を噴出ノズルにより噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうドライアイス製造方法とすることができるのである。 According to the fourth aspect of the present invention, the liquefied carbon dioxide is cooled by causing the liquefied carbon dioxide to be ejected by the ejection nozzle to the supercooling heat exchanger having a cooling pipe that cools the liquefied carbon dioxide supplied to the dry ice production nozzle and brings it into a supercooled state. Since the liquefied carbon dioxide circulating in the tube is supercooled, the dry liquefied carbon dioxide is supercooled with a simple configuration using the same liquefied carbon dioxide as the dry ice raw material as a cooling source, and It can be done.
請求項5に係る本発明は、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成してブラインを収納した熱交換槽内のブライン中に浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうことができると共に、ブライン中に冷却源の液化二酸化炭素を噴出させるのでブラインの攪拌が良好となり過冷却熱交換器との熱交換が良好なドライアイス製造方法とすることができるのである。 The present invention according to claim 5 forms a supercooling heat exchanger having a cooling pipe that cools liquefied carbon dioxide and puts it in a supercooled state and immerses it in a brine in a heat exchange tank containing brine, Since liquefied carbon dioxide is ejected from the ejection nozzle provided in the brine and the brine is used as a cooling medium, the liquefied carbon dioxide circulating in the cooling pipe is supercooled, so the same liquefied carbon dioxide as the dry ice raw material is supercooled. As a cooling source, liquefied carbon dioxide can be supercooled with a simple configuration, and since the liquefied carbon dioxide from the cooling source is jetted into the brine, the brine is stirred well and heat exchange with the supercooling heat exchanger is performed. Is a good dry ice production method.
請求項6に係る本発明は、請求項4又は請求項5に係る本発明の効果に加え、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する通路に設けた電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたから、過冷却度を制御可能なドライアイス製造方法とすることができるのである。 According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the effect of the present invention according to the fourth or fifth aspect, the degree of supercooling of liquefied carbon dioxide by a supercooling heat exchanger is determined, and a passage for supplying liquefied carbon dioxide to an ejection nozzle Therefore, it is possible to provide a dry ice production method capable of controlling the degree of supercooling.
以下、本発明の実施の形態を添付した図面により詳細に説明する。
図1は、本発明の第一の実施の形態に係るドライアイス製造装置の概略図であり、洗浄用途に適用した実施の形態である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view of a dry ice manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention, which is an embodiment applied to a cleaning application.
第一の実施の形態に係るドライアイス製造装置1は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器2a,2bと、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズル3aを内蔵すると共に生成したドライアイスを圧縮空気により被洗浄物に噴出する洗浄ノズル3と、貯留容器2a,2bからの液化二酸化炭素を洗浄ノズル3のドライアイス生成ノズル3aに供給する供給管4とを備えている。
供給管4の途中に、供給管4からの液化二酸化炭素を冷却して過冷却状態にする冷却管5aを備えた過冷却熱交換器5を形成して、断熱した熱交換チャンバー6内に収納している。
The dry ice production apparatus 1 according to the first embodiment includes
A supercooling
また、熱交換チャンバー6内には、供給管4の途中から分岐した分岐供給路4aからの液化二酸化炭素を噴出する噴出ノズル7を設けて、過冷却熱交換器5に噴出ノズル7により液化二酸化炭素を噴出させてその蒸発潜熱により冷却管5aを流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしている。
過冷却熱交換器5における液化二酸化炭素の過冷却度の制御は、分岐供給路4aに電磁開閉弁8を設け、過冷却熱交換器5の入口と出口の液化二酸化炭素の温度を温度センサー9i,9oで検出し、温度制御装置10により入口温度と出口温度との温度差が所定範囲となるように電磁開閉弁8を開閉するようにしている。
Further, in the heat exchange chamber 6, a
Control of the degree of supercooling of liquefied carbon dioxide in the
また、過冷却熱交換器5の出口側であって、分岐供給路4aの分岐点の上流側における供給管4には質量流量計11を設け、質量流量計11による計測流量を貯留容器切換装置12に入力し、貯留容器2a,2bの切換を行なうようにしている。
質量流量計11を過冷却熱交換器5の出口側であって、分岐供給路4aの分岐点の上流側における供給管4に設けているから、質量流量計11を流通する液化二酸化炭素は液相のみであり、気液2相での測定精度不良を改善すると共に、ドライアイス生成ノズル3a及び噴出ノズル7に供給する液化二酸化炭素の流量を併せて計測するようにしている。
A
Since the
なお、6aは熱交換チャンバー6内で行なう熱交換により発生した炭酸ガスの大気への排出口であり、13a,13bは切換電磁弁、14は停止用電磁弁、15は空気圧縮機、15aは空気圧縮機5で圧縮した圧縮空気を洗浄ノズル3に供給する空気管、16は安全弁、17は圧力計である。
次に、図1に示すドライアイス製造装置1を用いてドライアイスを製造する方法について説明する。
6a is a discharge port for carbon dioxide gas generated by heat exchange performed in the
Next, a method for manufacturing dry ice using the dry ice manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described.
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器2a,2bからの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズル3aを内蔵した洗浄ノズル3により噴出してドライアイスを製造すると共に、被洗浄物に対して製造したドライアイスを圧縮空気により安定して噴出するのである。
そして、ドライアイスを製造する際に、洗浄ノズル3に内蔵したドライアイス生成ノズル3aに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管5aを備えた過冷却熱交換器5に、液化二酸化炭素を噴出ノズル7により噴出させて冷却管5a内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにして、ドライアイス生成ノズル3aに供給する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
The liquefied carbon dioxide from the
And when manufacturing dry ice, the liquefied carbon dioxide supplied to the dry ice production |
過冷却熱交換器5における過冷却度の制御は、過冷却熱交換器5の入口と出口に設けた温度センサー9i,9oで検出して温度制御装置10により入口温度と出口温度との温度差が所定範囲となるように電磁開閉弁8を開閉するのである。
また、貯留容器2a,2bの切換は、質量流量計11の流量計側値が貯留容器切換装置12により予め定めた貯留容器2a,2bの液化二酸化炭素の貯留量に達すると、一方から他方に切換電磁弁13a,13bにより行なうのである。
Control of the degree of supercooling in the
In addition, the switching of the
以上の第一の実施の形態では、過冷却熱交換器5における過冷却度の制御を、過冷却熱交換器5の入口温度と出口温度を検出することにより行なったが、使用する液化二酸化炭素の飽和液温度は使用する貯留容器2a,2bにより予め分っているので、過冷却熱交換器5の出口温度の検出だけで行なってもよい。
また、ドライアイス生成ノズル3aの噴出量から、噴出ノズル7からの過冷却用に噴出する液化二酸化炭素の必要噴出量を決めて、必要噴出量となるように供給管4、分岐供給路4a、噴出ノズル7などの流通抵抗を定めることにより、過冷却熱交換器5の入口温度及び出口温度のいずれも検出しないようにしてもよい。
In the first embodiment described above, the degree of supercooling in the
Further, the required amount of liquefied carbon dioxide ejected for supercooling from the
次に、本発明の第二の実施の形態に係るドライアイス製造装置を図2に基いて説明する。
図2は、ドライアイス製造装置の概略図であり、本発明の第一の実施の形態と同様に、洗浄用途に適用した実施の形態である。
Next, a dry ice manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic view of a dry ice production apparatus, which is an embodiment applied to a cleaning application, similarly to the first embodiment of the present invention.
第二の実施の形態は、第一の実施の形態における過冷却熱交換器をブライン浸漬タイプとしたものである。
以下、第一の実施の形態と同様な構成については、同一の符号を付して説明する。
In the second embodiment, the supercooling heat exchanger in the first embodiment is a brine immersion type.
Hereinafter, the same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
第二の実施の形態に係るドライアイス製造装置21は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器2a,2bと、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズル3aを内蔵すると共に生成したドライアイスを圧縮空気により被洗浄物に噴出する洗浄ノズル3と、貯留容器2a,2bからの液化二酸化炭素を洗浄ノズル3のドライアイス生成ノズル3aに供給する供給管4とを備えている。
供給管4の途中に、供給管4からの液化二酸化炭素を冷却して過冷却状態にする冷却管5aを備えた過冷却熱交換器5を形成して、断熱したブライン槽22内に収納したブライン22a中に浸漬している。
The dry
A supercooling
また、ブライン槽22内のブライン22a中には、過冷却熱交換器5の入口側における供給管4の途中から分岐した分岐供給路4aからの液化二酸化炭素を噴出する噴出ノズル7を設けて、噴出ノズル7から液化二酸化炭素を噴出させてブライン22aを冷却するようにしている。
そして、液化二酸化炭素の蒸発潜熱により冷却されたブライン22aを冷却媒体として、過冷却熱交換器5の冷却管5aを流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしている。
Further, in the
Then, the liquefied carbon dioxide flowing through the
過冷却熱交換器5における液化二酸化炭素の過冷却度の制御は、分岐供給路4aにおけるブライン槽22の槽外上方に電磁開閉弁8を設け、過冷却熱交換器5の入口に設けた温度センサー23及びブライン22a中に設けた温度センサー24でそれぞれの温度を検出し、温度制御装置10によりブライン22a温度が過冷却熱交換器5の入口温度に対して所定の温度範囲に収まるように電磁開閉弁8を開閉するようにしている。
また、過冷却熱交換器5の出口側における供給管4には質量流量計11を設け、質量流量計11による計測流量を貯留容器切換装置12に入力するようにしている。
Control of the degree of supercooling of liquefied carbon dioxide in the
Further, a
質量流量計11を過冷却熱交換器5の出口側における供給管4に設けているから、質量流量計11を流通する液化二酸化炭素は液相のみであり、気液2相での測定精度不良を改善するようにしている。
温度制御装置10は、電磁開閉弁8の開時間を計測すると共に、単位時間当たりの液化二酸化炭素の使用量を予め把握しておき、計測した電磁開閉弁8の開時間により噴出ノズル7からの液化二酸化炭素の消費量を算出している。
Since the
The
そして、貯留容器切換装置12において、質量流量計11による流量計測値と、電磁開閉弁8の開時間から算出した噴出ノズル7での算定噴出量値とを合計することで、液化二酸化炭素の合計消費量を算出し、算出した消費量が予め定めた貯留容器2a或いは2bの液化二酸化炭素の貯留量に達した際に切換電磁弁13a,13bに対して切換信号を発信することにより、使用する貯留容器2a,2bの切換を行なっている。
なお、14は停止用電磁弁、15は空気圧縮機、15aは空気圧縮機5で圧縮した圧縮空気を洗浄ノズル3に供給する空気管、16は安全弁、17は圧力計、22bはブライン槽22内で行なう熱交換により発生した炭酸ガスの大気への排出口、22cはブライン液面、22dは気相である。
Then, in the storage
In addition, 14 is a solenoid valve for stop, 15 is an air compressor, 15a is an air pipe which supplies the compressed air compressed by the
次に、図2に示すドライアイス製造装置21を用いてドライアイスを製造する方法について説明する。
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器2a,2bからの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズル3aを内蔵した洗浄ノズル3により噴出してドライアイスを製造すると共に、圧縮空気により被洗浄物に製造したドライアイスを噴出するのである。
Next, a method for manufacturing dry ice using the dry
Dry ice produced from the
そして、ドライアイスを製造する際に、洗浄ノズル3に内蔵したドライアイス生成ノズル3aに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管5aを備えた過冷却熱交換器5を、ブライン槽22内のブライン22a中に浸漬しており、ブライン22a中に液化二酸化炭素を噴出ノズル7により噴出させてブライン22aを冷却し、冷却されたブライン22aを冷却媒体として、冷却管5a内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにし、ドライアイス生成ノズル3aに供給する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
過冷却熱交換器5における過冷却度の制御は、過冷却熱交換器5の入口に設けた温度センサー23及びブライン22a中に設けた温度センサー24で検出して温度制御装置10により入口温度とブライン22aの温度との差が所定範囲となるように電磁開閉弁8を開閉するのである。
And when manufacturing dry ice, the
Control of the degree of supercooling in the
また、貯留容器2a,2bの切換は、質量流量計11の流量計側値と、電磁開閉弁8の開時間から算出した噴出ノズル7からの算定噴出量値とを合計して液化二酸化炭素の消費量を求め、この液化二酸化炭素の消費量が貯留容器切換装置12により予め定めた貯留容器2a或いは2bの液化二酸化炭素の貯留量に達した際に、切換電磁弁13a,13bの開閉を切換えることにより行なうのである。
以上の第二の実施の形態では、過冷却熱交換器5における過冷却度の制御を、過冷却熱交換器5の入口温度とブライン22aの温度とを検出することにより行なったが、第一の実施の形態と同様に過冷却熱交換器5における液化二酸化炭素の入口温度と出口温度とを検出してその温度差が所定範囲となるように制御してもよい。
Further, the
In the second embodiment described above, the degree of supercooling in the
しかしながら、過冷却熱交換器5を流通する液化二酸化炭素はブライン22aにより過冷却されるのであり、ブライン22aの温度を検出する方が過冷却熱交換器5の出口温度を検出するよりも応答性がよく、過冷却度の制御性が良好である。
また、使用する液化二酸化炭素の飽和液温度は使用する貯留容器2a,2bにより予め分っているので、ブライン22aの温度の検出だけで過冷却度の制御を行なってもよい。
However, the liquefied carbon dioxide flowing through the supercooling
Further, since the saturated liquid temperature of the liquefied carbon dioxide to be used is known in advance by the
また、ドライアイス生成ノズル3aの噴出量から、噴出ノズル7からの過冷却用に噴出する液化二酸化炭素の必要噴出量を決めて、必要噴出量となるように供給管4、分岐供給路4a、噴出ノズル7などの流通抵抗を定めることにより、過冷却熱交換器5の入口温度及びブライン22aの温度のいずれも検出しないようにしてもよい。
さらに、第二の実施の形態では、供給管4における過冷却熱交換器5の入口側から分岐供給路4aを分岐させているが、第一の実施の形態と同様に、分岐位置を過冷却熱交換器5の出口側から分岐させてもよい。
Further, the required amount of liquefied carbon dioxide ejected for supercooling from the
Furthermore, in the second embodiment, the
このように分岐位置を過冷却熱交換器5の出口側とするのは、ドライアイス製造装置21の稼働が連続しており、休止が短時間でブライン槽22に収納しているブライン22aの温度が周囲温度近くまで上昇しないときに、好ましい。
ドライアイス製造装置21の休止時間が長くてブライン22aの温度が周囲温度近くまで上昇している場合には、ドライアイス製造装置21を稼働する準備として、噴出ノズル7からの液化二酸化炭素の噴出によりブライン22aを所定温度まで冷却する必要があるが、過冷却熱交換器5の出口側では噴出ノズル7に供給する液化二酸化炭素がブライン22aと熱交換してその一部が炭酸ガスとなり、噴出ノズル7からの噴出量が大幅に減少し、ブライン22aを所定温度まで冷却するのに長時間を要するという問題が生ずるからである。
In this way, the branch position is set as the outlet side of the
When the dry
第二の実施の形態で使用するブライン22aとしては塩化カルシウム水溶液、フッ化炭化水素、アルコール系溶剤等が適宜選定され、使用範囲に適合する状態にしてブライン槽22に収納すると共に、ドライアイス製造装置21の所定稼働時間毎に適宜調整するのである。
以上の第一及び第二の実施の形態では、過冷却熱交換器5を過冷却する液化二酸化炭素を、ドライアイスを製造するための液化二酸化炭素の供給管4から分岐して噴出ノズル7に供給するようにしたが、別の液化二酸化炭素を貯留する貯留容器から、噴出ノズル7への専用の供給路としてもよい。
As the
In the first and second embodiments described above, the liquefied carbon dioxide for supercooling the
噴出ノズル7への専用の供給路とする場合は、ドライアイス生成ノズル3aから噴出する液化二酸化炭素と、噴出ノズル7から噴出する液化二酸化炭素とを貯留する貯留容器の仕様、例えば圧力(温度)、貯留量などをそれぞれに好適なものとすることができる。
また、第一及び第二の実施の形態では、過冷却熱交換器5での過冷却度を電磁開閉弁8の開閉により行なったが、電磁開閉弁8に換えて開度を連続的に制御できる電動弁としてもよい。
When a dedicated supply path to the
In the first and second embodiments, the degree of supercooling in the
電動弁とする場合、電動弁の開度が小さい制御において、液化二酸化炭素の圧力低下による噴出ノズル7におけるドライアイスの生成によるノズル詰まりが生じないよう注意することが必要である。
さらに、第一及び第二の実施の形態では、貯留容器の仕様について説明を省略したが、LGC(可搬式液化二酸化炭素容器)、CE(コールドエバポレーター)、シリンダー(液化二酸化炭素容器)のいずれを使用してもよい。
In the case of a motor-operated valve, it is necessary to take care not to cause nozzle clogging due to generation of dry ice in the
Furthermore, in 1st and 2nd embodiment, although description about the specification of the storage container was abbreviate | omitted, any of LGC (portable liquefied carbon dioxide container), CE (cold evaporator), and a cylinder (liquefied carbon dioxide container) is used. May be used.
また、第一及び第二の実施の形態では、ドライアイス製造装置及びドライアイス製造方法を洗浄用途に適用したが、最終商品としてペレット状又は粒状のドライアイスの製造用途に適用できることはもちろんである。 In the first and second embodiments, the dry ice production apparatus and the dry ice production method are applied to the cleaning application. However, it is needless to say that the dry ice production apparatus and the dry ice production method can be applied to the production of pelletized or granular dry ice as a final product. .
1 ドライアイス製造装置
2a,2b 貯留容器
3a ドライアイス生成ノズル
4 供給管
4a 分岐供給路
5 過冷却熱交換器
5a 冷却管
7 噴出ノズル
8 電磁開閉弁
21 ドライアイス製造装置
22 ブライン槽
22a ブライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dry
Claims (6)
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造装置。 Dry ice production comprising a storage container for storing liquefied carbon dioxide, a dry ice generating nozzle for generating liquefied carbon dioxide by jetting liquefied carbon dioxide, and a supply pipe for supplying liquefied carbon dioxide from the storage container to the generating nozzle In the device
A supercooling heat exchanger with a cooling pipe that cools the liquefied carbon dioxide from the supply pipe to a supercooled state is formed in the middle of the supply pipe, and the liquefied carbon dioxide is ejected to the supercooling heat exchanger by the ejection nozzle. A dry ice production apparatus characterized by supercooling the liquefied carbon dioxide flowing through the cooling pipe.
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、ブラインを収納した熱交換槽を設けて、熱交換槽内のブライン中に過冷却熱交換器を浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造装置。 Dry ice production comprising a storage container for storing liquefied carbon dioxide, a dry ice generating nozzle for generating liquefied carbon dioxide by jetting liquefied carbon dioxide, and a supply pipe for supplying liquefied carbon dioxide from the storage container to the generating nozzle In the device
In the middle of the supply pipe, a supercooling heat exchanger with a cooling pipe that cools the liquefied carbon dioxide from the supply pipe to a supercooled state is formed, and a heat exchange tank containing brine is provided. The subcooling heat exchanger is immersed in the brine, and liquefied carbon dioxide is jetted from the jet nozzle provided in the brine, and the liquefied carbon dioxide circulating in the cooling pipe is supercooled using the brine as a cooling medium. Dry ice manufacturing equipment.
ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器に、液化二酸化炭素を噴出ノズルにより噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造方法。 In a dry ice production method for producing dry ice by ejecting liquefied carbon dioxide from a storage container for storing liquefied carbon dioxide by a dry ice production nozzle,
The supercooled heat exchanger equipped with a cooling pipe that cools the liquefied carbon dioxide supplied to the dry ice production nozzle and puts it into a supercooled state is ejected by the jet nozzle and the liquefied carbon dioxide flowing through the cooling pipe is passed through. A method for producing dry ice, comprising cooling.
液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルに供給する通路の途中に、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成してブラインを収納した熱交換槽内のブライン中に浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造方法。 In a dry ice production method for producing dry ice by ejecting liquefied carbon dioxide from a storage container for storing liquefied carbon dioxide by a dry ice production nozzle,
In the middle of the passage for supplying liquefied carbon dioxide to the dry ice generation nozzle, a supercooling heat exchanger having a cooling pipe that cools the liquefied carbon dioxide and puts it in a supercooled state is formed, and in the heat exchange tank containing the brine A method for producing dry ice, comprising: dipping in brine and ejecting liquefied carbon dioxide from an ejection nozzle provided in the brine to supercool the liquefied carbon dioxide flowing through the cooling pipe using the brine as a cooling medium.
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