JP3927260B2 - 粒状ドライアイス供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒状あるいはペレット状のドライアイスを供給する粒状ドライアイス供給装置に関し、特に長期あるいは大量に貯蔵したドライアイスを原形に近い状態にして定量的に供給できる粒状ドライアイス供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に粉状、ペレット状、あるいは粒状のドライアイスは、貯蔵中にブロック化が発生しやすく、特に金属容器内で貯蔵すると、この金属容器に付着しやすいので、粒状のドライアイスが必要な場合、このようなブロック化あるいは付着を解消しなければならない。
粒状のドライアイスを用いる例としては、例えば、粒状あるいはペレット状のドライアイス（以下「粒状ドライアイス」という。）をブラスト機を用いて吹き付けて洗浄することが行われており、ブラスト機に連続して粒状ドライアイスを供給することが必要であるが、供給のための容器内で長時間あるいは大量に貯蔵すると、粒状ドライアイスが大きな塊状となってしまい（ブロック化）、ほとんどが搬入コンテナや供給装置から排出できないという問題があった。
【０００３】
この容器内に残った粒状ドライアイスは、これを強制的に機械的（スクリューや攪拌翼など）に切り出そうとすると、スクリューなどの回転により、容器内壁との間でさらに強固なドライアイスの塊が発生し、それを崩すことが不可能であったり、攪拌翼が当たる部分しかドライアイス塊が破壊できなかったりすることがある。また大量のドライアイスを排出する場合は、回転機に大きなトルクがかかって、スクリューの回転が不可能となるなどの問題もおこる。このように、供給装置で粒状ドライアイスを長期間あるいは大量に貯蔵すると、このドライアイスを粒状あるいはペレット状で取り出すことは困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は粒状ドライアイスの長期あるいは大量貯蔵が可能で、かつその貯蔵容器のドライアイスを、粒状あるいはペレット状として連続的、定量的に供給する粒状ドライアイス供給装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の粒状ドライアイス供給装置は、上下に開口部を有する断熱中空箱と、この断熱中空箱の内部にもうけられ、粒状ドライアイスを貯えるホッパー状のシート体と、上記断熱中空箱の内部であって、かつ上記断熱中空箱と上記シート体の下部との間の空間に設けられ、シート体の少なくとも下部に力を与えてシート体内のブロック化した粒状ドライアイスをほぐすほぐし機構と、上記断熱中空箱の内部であって、かつ上記シート体の下方に設けられ、上記シート体に形成された排出口の開口度を調節してほぐされたドライアイスの排出量を調節する排出調節機構を具備し、上記排出調節機構からのドライアイスが上記断熱中空箱の下方開口部から排出されるようになされたものである。
上記シート体の形状は、円筒状、円錐状、四角筒状、あるいは四角錐状であってよい。 上記ほぐし機構は、上記シート体を叩打するハンマー、上記ドライアイス袋を押圧、圧砕するロッド、あるいは内部に上記シート体を挿通させたリングの円弧運動を用いたものであってよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の粒状ドライアイス供給装置は、断熱中空箱の内側に設けた好ましくは柔軟性のあるシート体に形成された下方に開口する排出口、あるいは断熱中空箱の下方開口部を閉じた状態で、シート体の内側にドライアイスを充填（あるいは貯蔵）した後、シート体の外部に設けられたほぐし機構により、シート体の側面や排出口付近に衝撃を与えてシート体を変形させ、シート体内部のドライアイスをほぐしながら、シート体の排出口および断熱中空箱の下方開口部から、粒状あるいはペレット状ドライアイスを供給するものである。このドライアイス供給の開始・停止操作および供給速度の調節は、シート体の排出口付近に設けられた排出調節機構が、シート体の排出口または断熱中空箱の下方開口部の開口度の調節することによって行う。
上記ドライアイスとしては任意形状のものが使用でき、例えば円柱状、球状、円錐状、三角柱状、三角錐状、四角柱状、四角錐状、棒状に圧縮成形されたものあるいは粉（雪）状のドライアイスが使用される。
【０００７】
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の粒状ドライアイス供給装置の一実施例を示したもので、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示している。
この粒状ドライアイス供給装置１は、上面と底面に開口されあるいは開閉可能な開口部２ａ，２ｂが形成された断熱中空箱２と、この断熱中空箱２の内面に沿って設けられ、内側にドライアイスを収納するシート体３と、断熱中空箱２とシート体３の間に設けられたほぐし機構４と、断熱中空箱底部付近に設けられたドライアイス排出調節機構５とから概略構成されている。
【０００８】
上記断熱中空箱２は、発泡樹脂などの断熱体からなるか、あるいは真空断熱二重壁などの断熱構造を有したもので、例えば略直方体、略円筒体などであってよい。断熱中空箱２の内部の空間部６は、断熱中空箱の上面の上方開口部２ａおよび底面に開閉自在の下方開口部（供給口）２ｂで外部と連通しており、その形状は略直方体、略円筒体であってよい。
【０００９】
図２ないし図８は、各々断熱中空箱内部の構成例を垂直方向の一部断面図として概略的に示したものである。
上記断熱中空箱２の内壁上端部２ｃには、好ましくは可撓性の布から作製されたシート体３の上端周縁部３ａが取り付けられ、この取付位置からシート体３が断熱中空箱２の内壁に沿って設けられている。
そしてシート体３は、その上部にドライアイス導入のための導入口３ｂが形成され、その下部にドライアイス排出のために排出口３ｃが形成されていて、その形状は例えば円筒状、四角筒状、あるいは頂部が下方を向いた円錐状、四角錐状のものであってよい。
シート体３の材質としては、低温のドライアイスを充填するのに十分な耐寒性、低熱伝導性を備え、また内側にドライアイスを充填した状態でドライアイスをほぐすための外力に耐えるために十分な強度、柔軟性を備え、さらに通気性を備えたものが好ましい。
このような材質として例えば、木綿、麻などの天然繊維からなる織布、テトロンなどの化学繊維、セラミック系繊維などからなる織布、シートなどが挙げられる。
シート体３を通気性のある材料で構成すると、シート体３と断熱中空箱２の間がガスの抜け道となりドライアイスの昇華により発生したガスを袋の外に逃がすことができるので容器との固着を防ぐことができる。
【００１０】
断熱中空箱２内壁とシート体３との間には、シート体３内に収納されたドライアイスに衝撃を与え、シート体３を変形させてドライアイスをほぐして、粒状あるいはペレット状に破砕するためのほぐし機構４、およびほぐし機構４により破砕されたドライアイスを連続的あるいは定量的に排出するための排出調節機構５が設けられている。
上記ほぐし機構４としては、ドライアイスに直接接触せずに、シート体の外側から物理的な力を加えることができればよく、例えば、エアーハンマー、油圧ハンマーなどのハンマー等を用いた叩打、エアシリンダー、油圧シリンダーなどのロッド状のものを用いた押圧・圧砕、内部にシート体を挿通させたリングの前後左右の振り子運動（円弧運動）による押圧などが挙げられる。
また上記排出調節機構としては、シート体排出口あるいは断熱中空箱供給口の開口度を調節できるものであればよく、例えばピンチ弁、スクリュー、ロータリーバルブ、ゲート弁、またはロープ等による結紮などを用いることができる。
【００１１】
図２ないし図８に、上記ほぐし機構および排出調節機構の例を模式的に示す。
図２に示した例は、ほぐし機構４としてエアーハンマー７…、排出調節機構５としてピンチ弁８を使用したもので、圧縮空気の力でエアーハンマー７…のハンマーヘッドを上下させてシート体３を外側から叩打して、内部のドライアイス９をほぐすことができるようになっている。エアーハンマー７…の位置や向きを適宜変更できるように構成すると、ドライアイスの破砕を効率化できるので好ましい。
図２ではエアーハンマー７を４本設けた例を示したが、エアーハンマー７…の数はこれに限定されるものではなく、多数のエアハンマー７を設けることにより、シート体３内のドライアイスを効率的にほぐすことができる。
上記ピンチ弁８は、ゴムスリーブがシート体排出口付近をはさみ付けるようになっていて、そのスリーブ間隔を適宜調節することによって、破砕されたドライアイスの排出量を調節することができる。
【００１２】
図３は、排出調節機構として、図２のピンチ弁に代えて、ゲート弁１０を使用した例を示したものである。シート体３およびエアーハンマー７の構成は図２に示した例と同様である。
このゲート弁１０は、断熱中空箱２の下方開口部（供給口）２ｂの近傍に、水平方向に塞止板をスライドさせてシート体の排出口３ｃあるいは断熱中空箱２の供給口２ｂを開閉するもので、これにより粒状ドライアイス供給装置からのドライアイスの排出量を調節することができるようになっている。
【００１３】
図４は、排出調節機構として、図２のピンチ弁に代えて、ロータリ弁１１を使用した例を示したものである。シート体３およびエアーハンマー７の構成は図２に示した例と同様である。
このロータリ弁１１は、弁胴１１ａ内に設けられた流路に垂直な軸１１ｂを中心として放射状に設けられた弁体１１ｃが回転するようになっており、この回転速度を調節することによって粒状ドライアイス供給装置からのドライアイスの排出量を調節することができるようになっている。
【００１４】
図５においては、排出調節機構として、図２のピンチ弁に代えて、結紮ロープ１２を使用した例を示している。シート体３およびエアーハンマー７の構成は図２に示した例と同様である。
この結紮ロープ１２は、ロープをねじって形成した輪（結び目）の中にシート体３が挿通されたもので、この結紮ロープ１２の両端を引張ると結び目が小さくなりロープの結紮が強まるのでドライアイスの排出を止めることができる。このように結紮ロープ１２の引張度を調節することによりロープの輪の大きさを変化させて、粒状ドライアイス供給装置からのドライアイスの排出量を調節することができるようになっている。
【００１５】
図６においては、排出調節機構として、図２のピンチ弁に代えて、スクリューコンベア１３を使用した例を示している。シート体３およびエアーハンマー７の構成は図２に示した例と同様である。
このスクリューコンベア１３は、断熱中空箱２の内壁底面直上に、水平方向に設けられたコンベア軸１３ａにネジ山１３ｂが形成されたものであり、このコンベア軸１３ａをコンベア駆動装置１３ｃによって回転させると、エアーハンマー７…の作動より粒状あるいはペレット状となりさらにシート体３の排出口３ｃを通過して断熱中空箱２底部に到達したドライアイスが、スクリューコンベア１３により断熱中空箱２底面に設けられた供給口２ｂに運ばれ落下して供給装置より排出されるようになっている。このコンベア軸の回転速度により粒状ドライアイス供給装置からのドライアイスの排出量を調節することができるようになっている。
【００１６】
図７は、ほぐし機構としてほぐしリング１４、排出調節機構としてスクリューコンベア１３を使用した例を示したものである。シート体３およびスクリューコンベア１３の構成は図６に示した例と同様である。
このほぐしリング１４は、リング部１４ａとその外方に延びた２本の軸部１４ｂから構成され、リング部１４ａの中にシート体３の下部が挿通されていて、さらにほぐしリング１４には駆動手段１４ｃが接続され、ほぐしリング１４全体が前後左右に振り子運動あるいは円弧軌道を描くように動かすことができるようになっている。この運動により、シート体３の外側から内向きの力を加えて内部のドライアイス９をほぐすことができるようになっている。
【００１７】
図８は、ほぐしリング１４の別の実施態様を示したものであり、断熱中空箱２の上部開口部２ａの直下に、シート体３内部の空間を２つに分岐してシート体３の垂直方向の断面を略Ｗ字とするような山型の分岐部材１５と、２つのリング部１４ａ，１４ａを備えたほぐしリング１４を設け、かつ２つに分岐したシート体３の各々の下部に排出口３ｃ，３ｃを設け、さらに上記２つのリング部１４ａ，１４ａに、分岐したシート体の各々の下部を挿通させるように構成することもできる。そして、断熱中空箱２の垂直方向の中心軸に対して左右対称にネジ山１３ｂが形成されたスクリューコンベア１３をほぐしリング１４の下方に設ければ、分岐した各々のシート体でほぐしリング１４の運動によりほぐされたドライアイスは、排出口３ｃ，３ｃから落下して、スクリューコンベア１３両端付近から中央付近に集められ、底面中央の供給口２ｂから落下して排出される。この例においてもスクリューコンベア１３の回転速度の調節により、粒状ドライアイス供給装置からのドライアイスの排出量を調節することができるようになっている。
【００１８】
図２から図８までのほぐし機構と排出調節機構との組み合わせは、これらに限定されるものではなく、任意の組み合わせが可能である。
いずれの例においても、供給口の下に、赤外線などによりドライアイス通過量を検知するセンサ（図示せず）や、ロードセルによるドライアイス供給量の検知機（図示せず）を設け、これをＣＰＵ（図示せず）に接続して排出調節機構の開閉量を調節するように構成すれば、ドライアイスの供給量を自動化することができる。
【００１９】
上述したように、図１から図８に示したいずれの構造を有する粒状ドライアイス供給装置においても、断熱中空箱２の内側に取り付けた柔軟性のあるシート体３の内側にドライアイスを充填貯蔵した後、このシート体３の排出口３ｃ近傍や側面に衝撃を与えシート体３を変形させることにより、シート体３内側のドライアイスを破砕しながら、排出調節機構により供給装置下方へ連続的、定量的に粒状あるいはペレット状のドライアイスを供給することができる。そして本発明の粒状ドライアイス供給装置によれば、ドライアイスが供給装置内部で塊化した場合でも、上記ほぐし機構および排出調節機構の作動により、粒径の細かい粒状あるいはペレット状のドライアイスとして、定量的に供給することができる。
【００２０】
次に図１および図２に示した粒状ドライアイス供給装置を用いて、粒状あるいはペレット状ドライアイスを噴霧するブラスト機にドライアイスを供給する方法について説明する。
まず供給装置のシート体内部へドライアイスを導入するが、この場合、例えば図９に示すような搬入コンテナを用いることが好ましい。このドライアイス搬入コンテナ２１は、断熱中空箱２２の内部に好ましくは柔軟性のある材質からなるシート体２３が設けられ、そのシート体２３の内側に可撓性を有する複数の綱体２４…が好ましくは放射状に配置されたものであって、シート体２３の下方を閉じて可撓性綱体２４…を断熱中空箱２２の底部に位置せしめた状態（図９（ａ））でシート体の上方よりドライアイスを充填し、この状態で保存・運搬する。そして必要時に、上記綱体２４…を上方へ引き上げると（図９（ｂ））、ブロック化したドライアイスの塊内部を綱体が通過して、ドライアイスを分断して搬入コンテナ２１の下方に排出するものである。
【００２１】
あるいは、本発明の粒状ドライアイス供給装置へのドライアイス導入を、ドライアイスが充填された通常の布製の搬入袋を、粒状ドライアイス供給装置の上方に懸吊し、これを解いてドライアイスを供給装置のシート体内へ落下させる方法で行うこともできる。
【００２２】
図９に示したドライアイス搬入コンテナ２１を用いて、本発明の粒状ドライアイス供給装置にドライアイスを導入する例を図１０に示す。
まず、ドライアイスが充填されたドライアイス搬入コンテナ２１を、粒状ドライアイス供給装置１の上方に懸吊あるいは戴置した後、上述したように綱体２４…の束を、ローラ２５の回転により上部へ引き上げることにより、ブロック化したドライアイスを分断する。ここでドライアイス搬入コンテナ下方開口部２６および粒状ドライアイス供給装置の上方開口部２ａを開いて、粒状ドライアイス供給装置１のシート体３内部へドライアイスを落下させる。
【００２３】
ついでエアハンマー７…を作動させて、シート体３の外側から内方へ力を加えてもみほぐすようにしながらドライアイスを粒状あるいはペレット状に破砕し、ピンチ弁８の開閉量の調節により排出量を調節しながら下方開口部２ｂより供給装置の下方へ落下させることにより、順次ドライアイスの供給を行う。供給されたドライアイスは、塊分別スクリーン３１を通り、ここでふるい落とされた細かいドライアイスはスクリーン３１の下方のブラスト機３２に導入され、一方スクリーン３１を通らない大きなドライアイスペレットは、排出シュート３３を通って除去される。
図３ないし図８に示した構成の粒状ドライアイス供給装置を用いた場合も、同様の方法により粒状あるいはペレット状のドライアイスをブラスト機に供給することができる。
【００２４】
【実施例】
図１および図２に示した構成の粒状ドライアイス供給装置１を用いてドライアイスの供給を行った。
容積１０００リットルの断熱中空箱２の内側にテトロン製のシート体３を取り付け、その中に４００ｋｇの円柱状ドライアイス（直径３ｍｍ、長さ５ｍｍ）を充填し貯蔵した。ついで、シート体３の排出口３ｃ付近や側面にエアハンマー７…で衝撃を与え、シート体３を変形させることによりドライアイスをほぐしながら、ピンチ弁８を利用して、シート体３の排出口３ｃの開口度を変化させて破砕したドライアイスを定量供給した。またピンチ弁８でシート体の排出口３ｃを全閉にすると、ドライアイスの供給を停止できた。こうして排出されたドライアイスは塊状のものはほとんど見られず、円柱状の原型に近い状態であった。
ついで直径１６ｍｍの円柱状ドライアイスを用いて同様の実験を行ったが、同様にして原型に近い円柱状のドライアイスを供給することができた。
【００２５】
以上本発明の粒状ドライアイス供給装置について実施例に基づいて説明したが、本発明の供給装置は、ドライアイス供給以外にも応用でき、例えば氷粒、固着性粉体等のようなかたまり易いものの供給にも用いることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の粒状ドライアイス供給装置は、上下に開口部を有する断熱中空箱と、該断熱中空箱の内面に沿って設けられたシート体を備えるとともに、この断熱中空箱とシート体の間に、シート体を変形させてシート体内側に充填されたドライアイスを粒状またはペレット状にほぐすほぐし機構と、シート体に形成された排出口あるいは断熱中空箱の下方開口部の開口度を調節する排出調節機構を具備するものである。
したがって、ドライアイスの長期あるいは大量貯蔵が可能で、かつその貯蔵容器のドライアイスを、粒状あるいはペレット状として連続的、定量的に供給する粒状ドライアイス供給装置が提供される。
また上記シート体を柔軟性、耐寒性、および通気性がありかつ低熱伝導度の布から形成することにより、シート体が内部のドライアイスの充填・保存・破断に十分に耐えることができ、特に通気性を備えることによりドライアイスの昇華により発生したガスをシート体の外側に逃がすことができるので、ガスの発生に起因する固着を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の粒状ドライアイス供給装置の一実施例を示したもので、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】 本発明の粒状ドライアイス供給装置に用いられる、ほぐし機構および排出調節機構の例を示す概略図である。
【図３】 本発明の粒状ドライアイス供給装置に用いられる、ほぐし機構および排出調節機構の例を示す概略図である。
【図４】 本発明の粒状ドライアイス供給装置に用いられる、ほぐし機構および排出調節機構の例を示す概略図である。
【図５】 本発明の粒状ドライアイス供給装置に用いられる、ほぐし機構および排出調節機構の例を示す概略図である。
【図６】 本発明の粒状ドライアイス供給装置に用いられる、ほぐし機構および排出調節機構の例を示す概略図である。
【図７】 本発明の粒状ドライアイス供給装置に用いられる、ほぐし機構および排出調節機構の例を示す概略図である。
【図８】 本発明の粒状ドライアイス供給装置に用いられる、ほぐし機構および排出調節機構の例を示す概略図である。
【図９】 本発明の粒状ドライアイス供給装置への粒状ドライアイス導入において好適に用いられる粒状ドライアイス貯蔵槽を示す断面図であって、（ａ）は粒状ドライアイスが貯蔵槽内に導入された様子、（ｂ）は粒状ドライアイスを貯蔵槽外に排出した様子を示している。
【図１０】 本発明の粒状ドライアイス供給装置を用いてブラスト機へ粒状あるいはペレット状のドライアイスを供給する方法を示す側面図である。
【符号の説明】
１…粒状ドライアイス供給装置、２…断熱中空箱、２ａ…上方開口部、
２ｂ…下方開口部、３…シート体、３ｃ…排出口、
４…ほぐし機構、５…排出調節機構、９…ドライアイス

Claims (5)

1. 上下に開口部を有する断熱中空箱と、
   この断熱中空箱の内部に設けられ、粒状ドライアイスを貯えるホッパー状の柔軟なシート体と、
   上記断熱中空箱の内部であって、かつ上記断熱中空箱と上記シート体の下部との間の空間に設けられ、シート体の少なくとも下部に力を与えてシート体内のブロック化した粒状ドライアイスをほぐすほぐし機構と、
   上記断熱中空箱の内部であって、かつ上記シート体の下方に設けられ、上記シート体に形成された排出口の開口度を調節してほぐされたドライアイスの排出量を調節する排出調節機構を具備し、
   上記排出調節機構からのドライアイスが上記断熱中空箱の下方開口部から排出されるようになされた粒状ドライアイス供給装置。
2. 上記シート体が、円筒状、円錐状、四角筒状、四角錐状からなる群より選ばれた形状であることを特徴とする請求項１記載の粒状ドライアイス供給装置。
3. 上記ほぐし機構が、上記シート体を叩打するハンマーを用いたものであることを特徴とする請求項１記載の粒状ドライアイス供給装置。
4. 上記ほぐし機構が、上記シート体を押圧、圧砕するロッドを用いたものであることを特徴とする請求項１記載の粒状ドライアイス供給装置。
5. 上記ほぐし機構が、内部に上記シート体を挿通させたリングの円弧運動を用いたものであることを特徴とする請求項１記載の粒状ドライアイス供給装置。

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