JP3107460U - ドライアイス粉末の貯蔵容器およびこれを用いたブラスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉末相互の固結や壁面への粉末の付着を防止して、ドライアイス粉末の流動性を維持することのできる貯蔵容器を提供する。
【解決手段】下方がすぼまった円筒状の断熱容器の中央に回転軸を配し、この回転軸に、ドライアイス粉末層のほぼ全体を攪拌しうるように配置された攪拌棒と、容器の内壁面に沿って摺動して容器内面への付着粉末を掻き落とすための掻取りブラシとを取り付けて回転させる。また、この掻取りブラシを、粉末排出孔の位置で容器内壁面を略水平に回転摺動する環状部分と、該排出孔上部の内壁面に沿って縦方向に伸びる１又は２以上の棒状部分とから構成する。さらに、上記の攪拌棒として、容器内壁面と略平行に縦方向に支持された複数の攪拌棒を用い、その回転軸からの半径方向の距離を少なくとも２段階以上に変える。
【選択図】図１

Description

本考案は、ドライアイス粉末の貯蔵容器に関し、とくに被洗浄体にブラストしてその表面付着物を除去するのに用いるドライアイス粉末を、保冷容器内で固結させることなく保持することのできるドライアイス粉末の貯蔵容器とこれを用いたブラスト装置に関する。

ドライアイスブラストによるクリーニングは、乾式法であって排水処理を必要としないこと、ブラスト材料が昇華して対象物を汚染しないこと等から、ＯＡ機器の構成部品の洗浄や、成膜装置の蒸着物の除去等に多用されている。かかるドライアイスブラストにおいては、ドライアイススノーを用いるもの（例えば下記特許文献１）やドライアイスペレットを用いるもの（例えば下記特許文献２）が一般的である。

しかし、前者はドライアイスの粒子が細かすぎ、かつ表面が丸みを帯びているため、これをブラスト材料とした時の付着物除去力が弱いという問題がある。また、後者は粒径数ｍｍのドライアイスペレットをブラスト材料として用いるため、その衝撃力により被洗浄体に傷を付けてしまうおそれがある。
そこで本考案者らは先に、ドライアイスペレットを破砕して、粒径０．５ｍｍ以下のドライアイス粉末をブラスト材料とする方法を提案した（下記特許文献３）。この方法によれば、被洗浄体に傷付けるおそれもなく、付着物除去力はドライアイススノーを用いる場合よりも格段に向上する。

実開平３−７９８４号公報 特開平５−１１３４９４号公報 特開２０００−１１９８４０号公報

かかるドライアイス粉末をブラスト材料に用いる場合の課題は、この粉末を保冷容器内に貯蔵する場合に、粒子相互がきわめて固結しやすく、粉体としての流動性を確保するのが難しいということである。通常、粉体ホッパーにおいては、ブリッジング防止対策として種々の手段が考案されている。例えば、機械的に攪拌する方法、エアレーションする方法、容器に振動を与える方法などがあげられる。しかし、ドライアイス粉末の場合には、粒子相互の固結の速さ、固結力の強さ、粒子と容器壁面との固結による付着物の成長等の問題等があり、従来の一般の粉体で用いられるようなブリッジング防止対策は、ドライアイス粉末にはそのまま適用できない。

そこで本考案は、ドライアイス粉末（とくにドライアイスペレットを破砕して得た粉末）を保冷容器に貯蔵するに際して、粒子相互の固結や壁面への粒子の付着を防止して、ドライアイス粉末の流動性を維持することのできるドライアイス粉末の貯蔵容器と、これを用いたドライアイスブラスト装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するための本考案のドライアイス粉末の貯蔵容器は、
粒径１ｍｍ以下のドライアイス粉末の貯蔵容器であって、
壁面が断熱され、その上部に粉末の装入口とその下部に粉末の排出孔と該排出孔の付近に気体の供給孔とを備え、外気の侵入を防止し得る程度の気密性を有し、下方が略円錐状にすぼまって上部がおおよそ円筒状の内面形状を有する容器本体と、該容器本体内の略中央に回転可能に直立配置され、該容器の外部に配した駆動手段により回転駆動される回転軸と、
該回転軸に取り付けられ、ドライアイス粉末層のほぼ全体を攪拌しうるように配置された攪拌棒と、
前記回転軸に取り付けられたアーム又は攪拌棒に支持され、容器の内壁面に沿って摺動して、容器内面に付着した粉末を掻き落とすための掻取りブラシとを備えたことを特徴とするドライアイス粉末の貯蔵容器である。

本考案のドライアイス粉末の貯蔵容器は、粒径１ｍｍ以下のドライアイス粉末を、その流動性を維持して数時間以上保存することを可能にするもので、攪拌棒による攪拌で粉末粒子相互の固結を防止し、掻取りブラシで粉末の壁面への付着を防止することによって、これを実現する。なお、粒径１ｍｍ以下のドライアイス粉末とは、その大部分（例えば９５重量％以上）の粒子の球換算粒径が１．０ｍｍ以下の粉末をいう。
本考案の構成の一つのポイントは、攪拌手段として攪拌棒を使うことである。ドライアイス粉末の場合、粒子相互の固結速度が極めて大きいため、攪拌の回転速度を相当に大きく（例えば毎分２０〜１００回転程度に）する必要がある。そのため、板状の攪拌羽根を使ったのでは、回転に要する動力が大きくなって好ましくない。これに対して攪拌棒では、高速で攪拌してもその抵抗を十分小さくすることができる。

上記の貯蔵容器においては、前記排出孔を容器本体下部の傾斜部に設けるとともに、前記掻取りブラシを、該排出孔の位置で容器内壁面を略水平に回転摺動する環状部分と、該排出孔上部の内壁面に沿って縦方向に伸びる１又は２以上の棒状部分とから構成することが好ましい。

本考案者らの知見によれば、貯蔵容器から空気輸送でドライアイス粉末を排出する場合に、排出孔付近の壁面や孔の周囲に粉末が付着する速度が極めて大きい。その理由は、粉末の流出を容易にするために、通常は粉末排出孔の付近に気体供給孔を設けて気体を供給するので、この気体の顕熱により、ドライアイス粉末が融着しやすくなるためと考えられる。

このため、排出孔の周囲を間歇的にブラシで掻き取っても融着速度に追い付かない場合がある。したがって、掻取りブラシには、排出孔の位置で容器内壁面を略水平に回転摺動する環状部分を設けて、ほぼ常時ブラシが壁面を摺動するように構成することが望ましい。このようにしても、ドライアイス粉末の排出に支障をきたす懸念は無い。
一方、排出孔の周囲以外の壁面は、間歇的な掻取りで十分付着を防止できる。したがって、掻取りブラシは環状部分とその上部の棒状部分とから構成することが好ましい。

また、上記の貯蔵容器においては、前記攪拌棒が、回転軸に取り付けられたアームにより容器内壁面と略平行に縦方向に支持された複数の攪拌棒からなり、該攪拌棒の前記回転軸からの半径方向の距離を少なくとも２段階以上に変えるように構成されていることが好ましい。
本考案者らの知見によれば、回転軸から横方向に突出する攪拌棒で、ドライアイス粉末層の全体を攪拌するためには、上下方向に相当多数の攪拌棒を配置する必要があり、攪拌動力が大きくなる。これに対して、壁面と略平行の縦方向の攪拌棒を複数本（２〜６本程度）用い、これを回転軸からの半径方法の距離を変えて回転させると、比較的容易にドライアイス粉末層全体が攪拌され、攪拌動力も小さくてよいことが知見された。

本考案のドライアイス粉末のブラスト装置は、
上記のドライアイス粉末の貯蔵容器のいずれかと、圧縮気体を供給するする手段と、圧縮気体により被洗浄体に該ドライアイス粉末を吹き付ける噴射ノズルと、前記貯蔵容器から前記噴射ノズルまで該ドライアイス粉末を気体輸送する手段とを備えた、被洗浄体にドライアイス粉末を吹き付けてその表面の付着物の除去を行なうブラスト装置である。

本考案は上記のように構成されているので、粒子相互の固結や壁面への粒子の付着を完全に防止することができ、ドライアイス粉末を長時間容器内に貯蔵しても、貯蔵当初と同様に粉末の流動性を維持することができる。
また、ドライアイスペレットを破砕した粉末でショットブラストを行なう場合に、この貯蔵容器をブラスト装置に用いることにより、ドライアイスペレットの破砕装置とブラスト装置とを分離することが可能になり、ブラスト装置のコンパクト化を図ることができる。

以下、実施例の図面を参照して、本考案を詳細に説明する。図１は、本考案の一実施例であるドライアイス粉末の貯蔵容器の斜視外観図で、一部を破断して示している。この容器は、容器本体１、回転軸２、攪拌棒３、掻取りブラシ（図には表れていない）などから構成されている。容器本体１の内面形状は、上部が円筒状、下部が円錐状である。なお、容器本体の形状を厳密に円筒と円錐の組合わせに限定する必要はなく、下方がすぼまって、上部がおおよそ円筒状であればよい。
この実施例では、容器本体１の蓋部４と胴部５が分離可能な構造で、両者は図示していない係止手段で係合されているが、両者が一体化された構造であってもよい。容器本体１の壁面は、蓋部４と胴部５ともに、金属板６の外側に断熱材層７が形成され、断熱構造になっている。なお、壁面を真空２重容器にして断熱してもよい。

容器本体１の蓋部４には、ドライアイス粉末の装入口８が設けられ、この装入口８には内蓋とその開閉機構（図示していない）があって、内蓋を閉じたときに容器の密閉状態が保たれるようになっている。また、容器の円錐部の中央より下側にドライアイス粉末の排出孔９が設けられ、その付近に気体の供給孔１０が設けられている。本容器からのドライアイス粉末の排出は、通常は気体輸送の手段によって行われるので、粉末の排出孔９の付近に気体の供給孔１０を設けることが好ましい。

容器本体１の内部中央には、回転軸２が直立して取り付けられている。この回転軸２は、軸受１１により片持ちに支持され、軸受１１もシール構造になっている。したがって、装入口８が閉じられ、粉末排出孔９と気体供給孔１０がホースに連結された状態では、この容器は、外気の侵入を防止しうる程度の気密性を有している。
また、回転軸２の上部には、これを回転駆動する駆動手段が設けられている。本実施例では、この駆動手段として、空気圧作動のアクチュエータ１２が用いられ、回転軸２と同軸に直結して取り付けられているが、この駆動手段の構成は、これに限定することをを要しない。例えば、電動モーターを用いてもよく、直結方式でなくベルトやギヤで駆動力を伝達する方式でもよい。また、その回転も、一方向回転であっても、反復回転であってもよい。

図２は、本実施例における攪拌棒と掻取りブラシの構成を示す斜視図である。
回転軸２の上下にリング状の支持部材１３ａ，１３ｂが取り付けられ、上側の支持部材１３ａには、アーム１４を介して各２本の攪拌棒３ａと３ｂとが、互いに直交して固定されている。攪拌棒３ａ，３ｂはいずれも、上部が容器の内壁面と縦に平行（回転軸に平行）な方向に配置され、その下方は斜めにすぼめられて、下側の支持部材１３ｂに直接（アームを介することなく）取り付けられている。攪拌棒３ａ相互と３ｂ相互は、回転軸２からの距離がほほ同じであるが、攪拌棒３ａ，３ｂでは、回転軸２からの距離が異なっている。すなわち、攪拌棒３ａは容器内壁面から数ｃｍ離れた位置で回転するが、攪拌棒３ｂは、回転軸２と攪拌棒３ａとの中間の位置で回転する。このような構成にすることにより、４本の攪拌棒３ａ，３ｂで、ドライアイスの粉末層のほぼ全体を、デッドスペース無しに攪拌することができる。

一方、掻取りブラシは、１個の環状ブラシ１５と２本の棒状ブラシ１６とから構成されている。環状ブラシ１５は、粉末排出孔９の位置で容器内壁面を略水平に回転摺動するようになっており、棒状ブラシ１６はその上部の円錐状の容器内壁面に沿って縦方向に取り付けられ、円錐部の内壁面への付着物を掻き取る。
前述したように、粉末排出孔９では、棒状ブラシ１６で間歇的に掻取りをしたのでは、付着防止効果が十分でないので、環状ブラシ１５を用いることが好ましい。また、本実施例では、２本の棒状ブラシを用いているが、これが１本でも３本以上でもよい。なお、ブラシの材質については、とくに限定を要しないが、例えば合成繊維や天然繊維であって、ある程度の硬度と強度を有し、ドライアイスの温度でも脆化しないような繊維を束ねて用いればよい。

棒状ブラシで掻き取る範囲は、容器内壁面全体（円筒部と円錐部双方）であってもよいが、壁面に付着し易いのは円錐部の下側２／３程度の範囲なので、この部分をカバーし得る棒状ブラシであればよい。また、本実施例では、環状ブラシ１５は支持部材１３ｂを介して、棒状ブラシ１６は攪拌棒３ａの傾斜部を介して、回転軸２に取り付けられている。しかし、これら掻取りブラシの取り付け方法は、上記に限定する必要はなく、何らかの手段で回転軸２に取り付けられ、その回転とともに回転摺動するようになっていればよい。

図３は、本考案における攪拌棒の配置の他の例を示す図である。攪拌棒は、図３(ａ)に示すような、回転軸２に対し横方向に取り付けられた配置（横型）でも、図３(ｂ)に示すような、縦方向に回転軸２と略平行に取り付けられた配置（縦型）でもよい。横型では、上下に所定の間隔で多数配置する必要がある。図３(ａ)の例では、４段の攪拌棒３が回転軸２の両側に支持部材１３によって取り付けられているが、左右段違いに取り付けられていても、一段に３本以上の攪拌棒が取り付けられていてもよい。また、必ずしも回転軸２に対して直角である必要は無く、回転軸に傾斜して取り付けられていてもよい。

縦型の場合は、半径方向に距離を変えて複数本配置することが好ましい。図３(ｂ)の例では、外側の攪拌棒３ａが２本と内側の攪拌棒３ｂが２本で、合計４本の攪拌棒が同一平面に配置されているが、先の図２の例のように、攪拌棒３ａと３ｂが互いに直交する平面に配置されていてもよい。同一平面上の縦型の攪拌棒の数も、２本や４本に限る必要は無く、１本でも３本でも５本以上でもよい。
また、図３(ｂ)の例では、４本の攪拌棒は、アーム１４と支持部材１３を介して回転軸２に取り付けられているが、このアーム１４を横型の攪拌棒と見ることもできる。なお、ドライアイス粉末層全体を一様に攪拌するという目的に対しては、縦型の方が横型よりも効果的で、攪拌棒の数が少なくても良好な攪拌状態を確保できることが、経験的に知見されている。

本考案では、下方がすぼまった容器を用いるから、この容器形状にならって攪拌棒を配置してもよい。例えば、横型の場合は図３(ｃ)に示すように、下方の攪拌棒を短くすればよい。また、縦型の場合は、図３(ｄ)に示すように、縦に配置された攪拌棒の下部を、容器形状にならって内側に傾斜させればよい。このような構造にすることにより、円錐部の攪拌も支障なく行なうことができる。なお、攪拌棒が太すぎると攪拌時の抵抗が過大になり、細すぎると強度が不十分になるので、攪拌棒の太さは３〜１０ｍｍ程度が好ましい。

図４は、本考案の実施例であるブラスト装置の構成を示す説明図である。この装置は、ドライアイス粉末の貯蔵容器１７と、圧縮空気源１８と、圧縮空気により被洗浄体にドライアイス粉末を吹き付ける可搬式の噴射ノズル１９と、貯蔵容器１７から噴射ノズル１９までドライアイス粉末を空気輸送する配管２０などから構成されている。ドライアイス粉末の貯蔵容器１７は、支柱２１によって基台２２上に支持されており、この基台２２にはキャスター２３が取り付けられて、自由に移動できるようになっている。

噴射ノズル１９には、空気輸送配管２０からドライアイスの粉末が供給され、この粉末を、エア配管２４からの圧縮空気により、被洗浄体にブラストする。配管系２０及び２４にフレキシブルホースを用いれば、噴射ノズル１９は自由に移動させうるので、固定された装置内部の洗浄も容易に行なうことができる。なお、圧縮空気源１８は、工場の空気配管を利用してもよく、エアコンプレッサーを用いてもよい。
本考案のブラスト装置は、コンパクトで持ち運びが容易であり、ドライアイスペレットを破砕した粉末をブラスト材として用いるので、被洗浄体表面を傷付けることなく、かつその洗浄力が大きいという特長を有している。

本考案の実施例であるドライアイス粉末の貯蔵容器の斜視図である。 本実施例における攪拌棒と掻取りブラシの構成を示す斜視図である。 本考案における攪拌棒の配置の他の例を示す図である。 本考案の実施例であるブラスト装置の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 容器本体
２ 回転軸
３，３ａ，３ｂ 攪拌棒
４ 蓋部
５ 胴部
６ 金属板
７ 断熱材層
８ 粉末装入口
９ 粉末排出孔
１０ 気体供給孔
１１ 軸受
１２ アクチュエータ
１３，１３ａ，１３ｂ 支持部材
１４ アーム
１５ 環状ブラシ
１６ 棒状ブラシ
１７ ドライアイス粉末の貯蔵容器
１８ 圧縮空気源
１９ 噴射ノズル
２０ 空気輸送配管
２１ 支柱
２２ 基台
２３ キャスター
２４ エア配管

Claims (4)

1. 粒径１ｍｍ以下のドライアイス粉末の貯蔵容器であって、
   壁面が断熱され、その上部に前記粉末の装入口とその下部に前記粉末の排出孔と該排出孔の付近に気体の供給孔とを備え、外気の侵入を防止し得る程度の気密性を有し、下方がすぼまって上部がおおよそ円筒状の内面形状を有する容器本体と、該容器本体内の略中央に回転可能に直立配置され、該容器本体の外部に配した駆動手段により回転駆動される回転軸と、
   該回転軸に取り付けられ、ドライアイス粉末層のほぼ全体を攪拌しうるように配置された攪拌棒と、
   前記回転軸に取り付けられたアーム又は前記攪拌棒に支持され、容器の内壁面に沿って摺動して容器内面に付着した粉末を掻き落とすための掻取りブラシとを備えたことを特徴とするドライアイス粉末の貯蔵容器。
2. 前記排出孔を容器本体下部の傾斜部に設けるとともに、前記掻取りブラシを、該排出孔の位置で容器内壁面を略水平に回転摺動する環状部分と、該排出孔上部の内壁面に沿って縦方向に伸びる１又は２以上の棒状部分とから構成したこと特徴とする請求項１記載のドライアイス粉末の貯蔵容器。
3. 前記攪拌棒が、前記回転軸に取り付けられたアームにより容器内壁面と略平行に縦方向に支持された複数の攪拌棒からなり、該攪拌棒の前記回転軸からの半径方向の距離を少なくとも２段階以上に変えることにより、ドライアイス粉末層のほぼ全体を攪拌しうるように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のドライアイス粉末の貯蔵容器。
4. 被洗浄体に前記ドライアイス粉末を吹き付けて、その表面の付着物の除去を行なうブラスト装置であって、
   請求項１乃至３のいずれかに記載のドライアイス粉末の貯蔵容器と、圧縮気体を供給するする手段と、圧縮気体により被洗浄体に該ドライアイス粉末を吹き付ける噴射ノズルと、前記貯蔵容器から前記噴射ノズルまで該ドライアイス粉末を気体輸送する手段とを備えたことを特徴とするブラスト装置。
   

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