JP3680126B2

JP3680126B2 - 液化炭酸ガスの気化装置

Info

Publication number: JP3680126B2
Application number: JP18888594A
Authority: JP
Inventors: 雅巳渡辺; 寛平野
Original assignee: T.RAD CO., L T D.
Current assignee: T.RAD CO., L T D.
Priority date: 1994-07-18
Filing date: 1994-07-18
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2020-08-10
Also published as: JPH0828795A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は穀類の保管倉庫等において、虫害の発生防止等のために倉庫内に放出される炭酸ガスに係り、可搬式の液化炭酸ガスボンベから短時間に大量の炭酸ガスを安全に取り出すことができるコンパクトな気化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば柿の渋取りに用いられる炭酸ガスは、通常可搬型の液化炭酸ガス容器に収容されている。このボンベは一例として液化炭酸ガスが最高充填圧力２５ kgf／cm²Ｇ程度に充分耐え得るように構成され、その外周に断熱層、さらにその断熱層外周に外層が被覆されている。そして、ボンベに充填孔と使用孔とを外部に突出させ、夫々が絞り弁を介して内部に配管される。それと共に、ボンベ上端に圧力計用配管及び安全弁を介して放出孔が連通されている。
そして内部の液化炭酸ガスは一例として−２０°Ｃ程度に貯蔵され、外周からの熱を僅かづつ吸収するたびに、液化炭酸ガスが僅かづつ蒸発し、その蒸発熱により内部を一定温度に保つ。そして、内圧が高まると放出弁を介し僅かづつ外部に炭酸ガスを放出するように構成されている。
このような液化炭酸ガスを使用して、倉庫内保管物の燻蒸消毒等をするには、図６に示すような方法が考えられる。即ち、液化炭酸ガスボンベ17の使用孔に熱交換器33に内装された高圧用金属パイプ32の一端を接続し、その他端を絞り弁18を介して倉庫内に導く。そして温度制御された温水中に熱交換器33があり、絞り弁18を調整して、気体の炭酸ガスの放出量を適宜にするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すような構造の熱交換器で、液化炭酸ガスボンベ17から炭酸ガスを取り出すとすれば、熱交換器33に内装された金属パイプ32内が液化炭酸ガスボンベ17の内圧に等しくなり、一例としてその金属パイプ32内は２５ kgf／cm²Ｇ程度の比較的高い圧力に維持されることになる。そのため熱交換器33は、充分管理する必要がある。
そこで本発明は、内部を大気圧に保持したケーシング内に、液化炭酸ガスが放出されて生じる粉状のドライアイスを気化して炭酸ガスを得る、コンパクトで安全な気化装置を提供することを目的とし、その目的達成のために次の構成をとる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高温の燃焼ガス(24)を噴出する加熱装置(1) と、
互いに離間した一対の第１の入口側エアータンク(2) と出口側エアータンク(3) との間が、互いに空間を有して配置された複数の伝熱性の燃焼ガス流通路(4) で接続され、前記複数の燃焼ガス流通路(4) の外方が気密に被嵌されるケーシング(6) を有し、
該ケーシング(6) 内に液化炭酸ガス(25)が噴射されることにより、前記燃焼ガス流通路の外側に炭酸ガス(25)を含む粉状ドライアイス(26)が流入されると共に、前記入口側エアータンク(2) に前記加熱装置(1) が接続された第１熱交換器(7) と、
前記第１熱交換器(7) に接続されて、一対の第２のエアータンク(8) (9) 間が多数のチューブ(10)で接続され、そのチューブ(10)の外面に多数のアウターフィン(11)を有し、前記炭酸ガス(25)と前記燃焼ガス(24)とが夫々前記チューブ(10)の内外に分離して流通する第２熱交換器(12)と、を具備し、
前記第１熱交換器(7) の前記ケーシング(6) 内における前記炭酸ガス(25)の流通側の単位容積当たりの伝熱面積が、前記第２熱交換器(12)のそれに比べて小さくされて、その第１熱交換器(7) のケーシング内で前記燃焼ガス流通路の外側に空間の広い粉状ドライアイス(26)および低温炭酸ガス(25)の流通空間が形成されたことを特徴とする液化炭酸ガスの気化装置である。
【０００５】
【実施例】
次に、図面に基づいて本発明の実施例につき説明する。
図１は本発明の液化炭酸ガスの気化装置の一部破断斜視略図である。そして図２は図１のＡ−Ａ矢視断面略図、図３は図２のＢ−Ｂ矢視断面略図、図４は同図２のＣ−Ｃ矢視断面略図である。
本発明の液化炭酸ガスの気化装置は、図１に示す如く加熱装置１と第１熱交換器７と第２熱交換器12とを主要部とする。加熱装置１は図２に示す如く、筒状の本体とその中心部に設けられた燃料噴射ノズル16と送風用のファン15とを有する。そして燃料噴射ノズル16から液体燃料を霧状に噴射し、それを図示しない点火装置により点火すると共に、ファン15より空気を本体の軸方向に送風し、その本体の先端から燃焼ガスと共に火炎を放出するものである。この加熱装置１の先端は、第１熱交換器７の入口側エアータンク２に接続されている。
【０００６】
第１熱交換器７は、その長手方向両端に一対の入口側エアータンク２，出口側エアータンク３が設けられ、複数の並列した燃焼ガス流通路４の夫々の両端が入口側エアータンク２，出口側エアータンク３に気密に連通する。さらに、第１熱交換器７の底部にはその全幅に渡り断面矩形のダクト状の燃焼ガス流通路５が配置され、その両端が入口側エアータンク２，出口側エアータンク３に連通する。なお、入口側エアータンク２の高さは出口側エアータンク３のそれよりも低く維持され、その上面が反射面31を構成する。そして、燃焼ガス流通路４，５の外周をケーシング６により被嵌する。また、ケーシング６内には出口側エアータンク３に隣接し、バッファープレート14が図１及び図２の如く対向する。さらに、ケーシング６外面には図１に示す如く開口36が形成されると共に、その外周をエアーガイド23により気密に被嵌する。
【０００７】
また、ケーシング６の上面で且つ加熱装置１に近接すると共に、前記反射面31に対向した位置には、図２に示す如く小径パイプ22の一端が連通し、その先端に噴射孔13が形成される。小径パイプ22は、絞り弁18を介して液化炭酸ガスボンベ17に連結される。
さらに燃焼ガス流通路４は、図３に示す如く燃焼ガスの流入側の端が閉塞された内筒37と、その外周に伝熱フィン28を介して配置された外筒管27とからなる。このようにすることにより、炭酸ガス25を外筒管27外周により多く流通させ熱交換を促進させるものとしている。さらに、矩形断面の燃焼ガス流通路５には多数の伝熱フィン28が第１熱交換器７の長手方向に平行に配置されている。それにより、図１のケーシング底板34上面を効率よく加熱させ、そこに堆積し易い粉状ドライアイス26を気化させるものである。
【０００８】
次に、出口側エアータンク３の開口端は第２熱交換器12の外周に気密に連設される。第２熱交換器12は、一対のエアータンク８，９の間に多数の偏平なチューブ10の両端部が気密に連通する。チューブ10の内部には伝熱フィン28が設けられたり、チューブ10自体がアルミニュームの押し出し型の多穴管から構成される。夫々のチューブ10の外面間には、この実施例ではコルゲート型のアウターフィン11がろう付け等の手段により接合されている。第２熱交換器12は、チューブ10の長さに比べてその幅が短く形成されている。
そして、エアーガイド23とエアータンク８との間がエアーダクト21で連結される。また、エアータンク９には他のエアーダクト21の一端が連通すると共に、その他端が第三熱交換器19のタンク29に連結されている。第三熱交換器19の構成は、第２熱交換器12の構成とほぼ同一であるが、チューブ10及びアウターフィン11の外面側には熱交換器用ファン20による送風が行われる。これに対して、第２熱交換器12のチューブ10及びアウターフィン11の外面側には、加熱装置１による燃焼ガス24が燃焼ガス流通路４，５を介して流通するものである。
【０００９】
第三熱交換器19のタンク30にはエアーダクト21が連結され、このエアーダクト21を介して供給先の倉庫等の使用する場所に適宜温度の炭酸ガス25が放出されるものである。
【００１０】
次に、この装置の使用方法につき述べる。
先ず、加熱装置１を点火すると共に、熱交換器用ファン20を駆動し、絞り弁18を適宜量開く。そして、液化炭酸ガスボンベ17内の液化炭酸ガスを小径パイプ22を介し、その先端の噴射孔13から放出させる。噴射孔13から放出される液化炭酸ガスは直ちに気化した炭酸ガスと粉状ドライアイス26の混合体として反射面31の上面に衝突する。反射面31は、入口側エアータンク２の上面を構成するため、加熱装置１の火炎及び高温ガスにより高温に加熱されている。そのため、そこに粉状ドライアイス26が堆積することはない。実験によれば、粉状ドライアイス26の付着する金属板の温度がその粉状ドライアイス26にほぼ近い温度になったとき粉状ドライアイス26が堆積する。しかしながら、この装置では常に反射面31が高温に加熱されているため、そこに衝突した粉状ドライアイス26は直ちに気化又は反射され、ケーシング６内部を流通する。
【００１１】
ケーシング６内には、多数の燃焼ガス流通路４が設けられ、その内部には高温ガスが流通するため、燃焼ガス流通路４外周が高温に維持される。なお、燃焼ガス流通路４外周は比較的広い空間が形成されているため、粉状ドライアイス26及び低温炭酸ガス25の流通が円滑に行われる。また、ケーシング底板34の上面も高温に維持されているため、そこに粉状ドライアイス26が堆積することはない。そして、ケーシング６内を粉状ドライアイス26が流通する間にそれが気化し、炭酸ガス25が図１の如くバッファープレート14を迂回し、開口36からエアーガイド23及びエアーダクト21を介してエアータンク８に導かれる。そして、第２熱交換器12の夫々のチューブ10内を流通し、その外面側に流通する高温の燃焼ガス24によって熱交換され、所定温度に昇温されて使用場所に配置された第三熱交換器19及び第四熱交換器39に導かれる。
【００１２】
そして、第四熱交換器39のエアーダクト21から放出される炭酸ガス25は、使用先の要求する温度に設定される。なお、エアーダクト21から放出される炭酸ガス25の温度を図示しない検出器により検出し、それに応じて液化炭酸ガスの流量を調節することもできる。即ち、絞り弁18を温度検出器の出力に応じて制御することができる。さらには、加熱装置１の出力、即ち、燃料噴射量を調節してもよい。
次に、図５は本装置の第２実施例であり、この実施例が前記実施例と異なる点は、液化炭酸ガスボンベ17に連結された小径パイプ22が絞り弁18を介して二股状に分岐され、その分岐パイプ35が第１熱交換器７のケーシング底板34の近傍で且つ、入口側エアータンク２に隣接して開口したものである。この分岐パイプ35より、第１熱交換器７のケーシング６内部の粉状ドライアイス26の流通をより円滑に行い、ケーシング底板34の隅部等にそれが堆積するのを防止するものである。なお、上記実施例では噴射孔13が反射面31に対して一本設けられると共に、分岐パイプ35が示されているが、本願発明はこれに限らず複数の噴射孔13を反射面31に対向して反射することができる。なお、その噴射孔13の軸線は反射面に対して直交しても或いは、所定角度に傾斜させてもよい。それらの条件は、反射面の温度や反射面との距離並びに粉状ドライアイスの流通状況その他を考慮し、実験的に最適な位置及び角度並びに噴射孔の数に決定される。そして、液化炭酸ガスを短時間で大量の炭酸ガスに気化するものである。
【００１３】
【発明の作用・効果】
請求項１に記載の本発明の液化炭酸ガスの気化装置は、第１熱交換器７のケーシング６内における粉状ドライアイス26及び炭酸ガス25の流通側の単位容積当たりの伝熱面積が、第２熱交換器12のそれに比べて小さくされている。そして、その第１熱交換器７のケーシング内で燃焼ガス流通路の外側に空間の広い粉状ドライアイス26及び低温炭酸ガス25の流通空間が形成されているから、粉状ドライアイス26の流通を円滑にし、その堆積を無くして、粉状ドライアイス26の気化を円滑に行い得る。そして、第１熱交換器７で気化した炭酸ガス25を第２熱交換器12内において効率よく加熱し得る。それと共に、その燃焼ガス24を第２熱交換器12に導くため、別個に第２熱交換器12の熱源を不要とし、熱効率の良い加熱装置を提供し得る。
【００１４】
請求項２に記載の本発明は、第１熱交換器７の入口側エアータンク２外面に設けた反射面31に対向して液化炭酸ガス25の噴射孔13が設けられたものであり、噴射孔13から噴出された粉状ドライアイス26を確実に気化または反射して、加熱装置１のケーシング６内に円滑に流通させ得る。即ち、入口側エアータンク２は高温の燃焼ガス24が直接放出される場所であるため、その反射面31も極めて高温となり、そこに噴射された粉状ドライアイス26を確実に気化または反射し、流速を低下させてケーシング６内の各部に行き渡らせ、残部粉状ドライアイス26の気化を確実にすることができる。そして、噴射孔13の対向部近傍に溜まりがちな粉状ドライアイス26の堆積およびその成長を防止し、信頼性の高い気化装置を提供できる。
請求項３に記載の本発明は、上記構成に加えて複数の噴射孔13が互いに離間して設けられたものであり、粉状ドライアイス26が分散してその気化を促進できる。
請求項４に記載の本発明は、ケーシング６のケーシング底板34の外面側に、その外面を内面の一部とする燃焼ガス流通路５が形成され、その燃焼ガス流通路５に複数の伝熱フィン28が流路の長手方向に平行に設けられたものであり、ケーシング６の底面を確実に加熱させ、自重により底面に堆積しがちな粉状ドライアイス26を確実に気化させ得る。
【００１５】
請求項５に記載の本発明は、第２熱交換器12の燃焼ガス24の流通方向の幅が、第１熱交換器７に比べて炭酸ガス25の流通方向へ短く形成されたものであり、第１熱交換器７を通過した燃焼ガス24が入口側エアータンク２を容易に通過することができ、燃焼ガス24の流通を円滑に行い得る。
請求項６に記載の本発明は、バッファープレート14がケーシング６内を横断するように且つ、第２熱交換器12の近傍にその第２熱交換器12に対向して配置されたものであり、第１熱交換器７内に流入した粉状ドライアイス26及び炭酸ガス25がケーシング６の大部分を流通した後に、バッファープレート14と第２熱交換器12との間を迂回して流通して第２熱交換器12に導かれるように形成されるから、粉状ドライアイス26が直接第２熱交換器12に導かれることを防止し、第２熱交換器12の粉状ドライアイス26による目詰まりを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本装置の一部破断斜視略図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面略図。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視断面略図。
【図４】図２のＣ−Ｃ矢視断面略図。
【図５】本発明の第２実施例の装置の斜視略図。
【図６】本発明の装置に属さない、比較例としての装置。
【符号の説明】
１加熱装置
２入口側エアータンク
３出口側エアータンク
４，５燃焼ガス流通路
６ケーシング
７第１熱交換器
８，９エアータンク
10 チューブ
11 アウターフィン
12 第２熱交換器
13 噴射孔
14 バッファープレート
15 ファン
16 燃料噴射ノズル
17 液化炭酸ガスボンベ
18 絞り弁
19 第三熱交換器
20 熱交換器用ファン
21 エアーダクト
22 小径パイプ
23 エアーガイド
24 燃焼ガス
25 低温炭酸ガス
26 粉状ドライアイス
27 外筒管
28 伝熱フィン
29，30 タンク
31 反射面
32 高圧用金属パイプ
33 熱交換器
34 ケーシング底板
35 分岐パイプ
36 開口
37 内筒
38 ヒータ
39 第四熱交換器

Claims

高温の燃焼ガス(24)を噴出する加熱装置(1) と、
互いに離間した一対の第１の入口側エアータンク(2) と出口側エアータンク(3) との間が、互いに空間を有して配置された複数の伝熱性の燃焼ガス流通路(4) で接続され、前記複数の燃焼ガス流通路(4) の外方が気密に被嵌されるケーシング(6) を有し、
該ケーシング(6) 内に液化炭酸ガス(25)が噴射されることにより、前記燃焼ガス流通路の外側に炭酸ガス(25)を含む粉状ドライアイス(26)が流入されると共に、前記入口側エアータンク(2) に前記加熱装置(1) が接続された第１熱交換器(7) と、
前記第１熱交換器(7) に接続されて、一対の第２のエアータンク(8) (9) 間が多数のチューブ(10)で接続され、そのチューブ(10)の外面に多数のアウターフィン(11)を有し、前記炭酸ガス(25)と前記燃焼ガス(24)とが夫々前記チューブ(10)の内外に分離して流通する第２熱交換器(12)と、を具備し、
前記第１熱交換器(7) の前記ケーシング(6) 内における前記炭酸ガス(25)の流通側の単位容積当たりの伝熱面積が、前記第２熱交換器(12)のそれに比べて小さくされて、その第１熱交換器(7) のケーシング内で前記燃焼ガス流通路の外側に空間の広い粉状ドライアイス(26)および低温炭酸ガス(25)の流通空間が形成されたことを特徴とする液化炭酸ガスの気化装置。
請求項１において、
前記第１熱交換器(7) の前記入口側エアータンク(2) の外面の一部に粉状ドライアイス反射面(31)を設け、その反射面(31)に対向して前記ケーシング(6) の一部が被覆され、その反射面(31)に対向して前記液化炭酸ガス(25)の噴射孔(13)が配置された気化装置。
請求項２において、
前記噴射孔(13)が互いに離間して複数設けられた気化装置。
請求項１または請求項２において、
前記ケーシング(6) のケーシング底板(34)の外面側に、その外面を内面の一部とする燃焼ガス流通路(5) が形成され、該流通路(5) に複数の伝熱フィン(28)が該通路の長手方向に平行に設けられた気化装置。
請求項１において、
前記第２熱交換器(12)の夫々の前記チューブ(10)の外面側及び前記アウターフィン(11)側に前記第１熱交換器(7) の前記出口側エアータンク(3) の開口が接続され、その第２熱交換器(12)の前記エアータンク(8) 内に前記炭酸ガス(25)が導かれるようにし、その第２熱交換器(12)の前記燃焼ガス(24)の流通方向の幅が前記第１熱交換器(7) の炭酸ガス(25)の流通方向長さに比べて小さく構成された気化装置。
請求項１において、
前記ケーシング(6) 内の前記第２熱交換器(12)近傍でその第２熱交換器(12)に対向した位置に、該ケーシング(6) 内を横断するようにバッファープレート(14)が配置され、前記炭酸ガス(25)がそのケーシング(6) 内でそのバッファープレート(14)を迂回して第２熱交換器(12)に導かれるように構成した気化装置。