JP6159595B2 - ドライアイス噴射用ノズル及びドライアイス噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、ドライアイス噴射用ノズル及びドライアイス噴射装置に関する。

例えば、洗浄対象物に付着した汚れ等の付着物を除去する方法の１つとして、ドライアイスブラスト（ドライアイス洗浄）と呼ばれる方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。このドライアイスブラストでは、ペレット状やパウダー状等の粒子状のドライアイスを圧縮空気等の圧縮ガスと共に、ノズルの先端（噴射口）から高速で噴射し、洗浄対象物の表面に吹き付ける。

これにより、洗浄対象物の表面を傷付けることなく、この洗浄対象物に付着した汚れ等の付着物を剥離して除去することができる。また、このドライアイスブラストでは、ドライアイス自体が気化してしまうため、ブラスト後の後処理も容易である。

このようなドライアイスを噴射するドライアイス噴射装置は、上述したドライアイスブラストによる洗浄だけでなく、例えば、電気・電子部品や光学部品、それらの加工部品等の噴射対象物に対して、例えば、洗浄やバリ取り、表面加工等の各種処理を施す際に幅広く利用されている。

特開２００３−２４５６１９号公報

ところで、上述したドライアイス噴射装置では、その使用によりノズルが冷却されることによって、ノズルの表面に空気中の水分が付着して結露が発生する。特に、ノズルの先端付近に結露が発生した場合には、結露した水分の一部がドライアイスと一緒に噴射される。この場合、洗浄対象物の表面に水分が付着することになり、水分を嫌う洗浄対象物に対しては、処理不良や故障の原因となる。

例えば、プラスチックの表面処理では、塗装の蒸着面となるプラスチックの表面に水分が付着すると、塗装を弾く原因となる。また、電気・電子部品等の処理では、水分の付着によって絶縁端子の間で短絡が生じるなど、回路上の電気的な破壊を引き起こす原因となる。

そこで、上記特許文献１に記載の発明では、ノズルの先端部で結露が発生することを防止するため、電熱線ヒータや赤外線ヒータによってノズルの先端部を加熱することが行われている。しかしながら、このような方法では、ノズルの先端部で加熱が不十分となる部分が生じてしまい、結露が発生することがわかった。

具体的に、ノズルの先端付近では、噴射される圧縮ガスの断熱膨脹により他の部分よりも局所的に冷却される。このため、ノズルの加温部分から伝わる熱が不足してしまい、ノズルの先端付近に結露が発生する。このため、電熱線ヒータで加熱する場合は、ノズルの先端付近に電熱線を密着させた状態で加熱する必要がある。しかしながら、ノズルの先端付近に電熱線を固定する際は、スペース的な問題が発生してしまう。

一方、赤外線の照射によりノズルの先端部を加熱する方法では、赤外線の照射位置から死角となる部分が生じるため、この部分での加熱不足により結露が発生する。したがって、加熱部分の死角を無くすためには、ヒータの数を増やしたり、ヒータの位置を変更しながら加熱したりする必要がある。しかしながら、このような方法では、コストが嵩むだけでなく、赤外線の照射位置を変更する度に死角等の確認が必要となる。したがって、作業上の手間や制約が多く実用的ではない。

このように、従来の方法では、ノズルの先端付近において結露が発生し易い場所を集中的に又は選択的に加熱することが難しく、加熱が不足する部分で結露が発生してしまうことがある。したがって、ノズルの先端付近での結露を防ぐためには、ヒータの固定方法や設置位置の工夫など、様々な試行が必要となる。しかしながら、何れの方法も汎用性が低く、汎用性を高めるための新たな工夫が求められている。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、ノズルの先端付近での結露の発生を効率良く防止することができるドライアイス噴射用ノズル及びドライアイス噴射装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
（１） ドライアイスが圧縮ガスと共に圧送される流路を形成し、この流路の先端側からドライアイスを噴射するノズル本体を備え、
前記ノズル本体の先端側には、前記流路の周囲を加熱する発熱体と、前記発熱体の外側の周囲を断熱する断熱体とが設けられ、
前記ノズル本体には、前記流路の周囲を断熱する断熱体と、前記断熱体の外側の周囲を加熱する発熱体とが設けられ、
前記断熱体の外側の周囲を加熱する発熱体は、前記流路の周囲を加熱する発熱体よりも前記流路の基端側に配置されていることを特徴とするドライアイス噴射用ノズル。
（２） 前記ノズル本体は、前記流路の軸線方向に沿った分割面を挟んで一方のノズル半体と他方のノズル半体とに分割された構造を有し、
前記流路は、前記一方のノズル半体と前記他方のノズル半体との互いの突合せ面に形成された溝部を突き合わせることによって構成されていることを特徴とする前記（１）に記載のドライアイス噴射用ノズル。
（３） 前記ノズル本体の外側を覆うカバー体を備え、
前記発熱体は、前記カバー体の内側に配置されていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のドライアイス噴射用ノズル。
（４） 前記カバー体が断熱体であることを特徴とする前記（３）に記載のドライアイス噴射用ノズル。
（５） 前記発熱体は、前記ノズル本体の外面又は前記カバー体の内面に形成された凹部の内側に配置されていることを特徴とする前記（１）〜（４）の何れか一項に記載のドライアイス噴射用ノズル。
（６） 前記流路の周囲を加熱する発熱体と、前記断熱体の外側の周囲を加熱する発熱体とが一体に構成されていることを特徴とする前記（１）〜（５）の何れか一項に記載のドライアイス噴射用ノズル。
（７） ドライアイスを圧縮ガスと共に噴射するドライアイス噴射用ノズルと、
前記ドライアイスと前記圧縮ガスが混合される混合室と、
前記混合室にドライアイスを供給するドライアイス供給手段と、
前記混合室に圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給手段とを備え、
前記ドライアイス噴射用ノズルが、前記（１）〜（６）の何れか一項に記載のドライアイス噴射用ノズルであることを特徴とするドライアイス噴射装置。

以上のように、本発明によれば、ノズルの先端付近での結露の発生を効率良く防止することができるドライアイス噴射用ノズル及びドライアイス噴射装置を提供することが可能である。

本発明を適用したドライアイス噴射装置の一例を示す模式図である。 本発明を適用したドライアイス噴射用ノズルの一構成例を示す側面図である。 同ドライアイス噴射用ノズルの平面図である。 同ドライアイス噴射用ノズルの正面図である。 図４中に示すドライアイス噴射用ノズルのＡ−Ａ断面図である。 図５中に示すドライアイス噴射用ノズルのＢ−Ｂ断面図である。 図５中に示すドライアイス噴射用ノズルのＣ−Ｃ断面図である。 図５中に示すドライアイス噴射用ノズルのＤ−Ｄ断面図である。 第１の変形例として示すドライアイス噴射用ノズルの断面図である。 第２の変形例として示すドライアイス噴射用ノズルの断面図である。 第３の変形例として示すドライアイス噴射用ノズルの断面図である。 第４の変形例として図１０又は図１１中に示すドライアイス噴射用ノズルのＥ−Ｅ断面図である。 第５の変形例として示すドライアイス噴射用ノズルの断面図である。 図１３中に示すドライアイス噴射用ノズルのＦ−Ｆ断面図である。 第６の変形例として図１３中示すドライアイス噴射用ノズルのＦ−Ｆ断面図である。

以下、本発明を適用したドライアイス噴射用ノズル及びドライアイス噴射装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

（ドライアイス噴射装置）
図１は、本発明を適用したドライアイス噴射装置１の一例を示す模式図である。
このドライアイス噴射装置１は、図１に示すように、ペレット状のドライアイス（ドライアイスペレット）を供給するドライアイス供給機構（ドライアイス供給手段）２と、圧縮空気（圧縮ガス）を供給する圧縮ガス供給機構（圧縮ガス供給手段）３と、ドライアイスと圧縮空気を混合する混合室４と、圧縮空気と混合されたドライアイスを噴射するノズルガン（ドライアイス噴射用ノズル）５とを概略備えている。

ドライアイス供給機構２は、装置本体１ａに組み付けられたものであり、図示を省略するドライアイスペレタイザー（ドライアイスペレット製造機）から供給されたドライアイスペレット（例えば粒径３ｍｍ）を保冷状態で貯留するホッパー６と、ホッパー６からドライアイスペレットを搬出するフィーダー７と、フィーダー７により供給されたドライアイスペレットを粉砕してパウダー状（例えば粒径０．５ｍｍ以下）のドライアイス（ドライアイス粉末）とする粉砕機８とを有して、このドライアイス粉末を混合室４へと供給する。

圧縮ガス供給機構３は、装置本体１ａの外部に配置されたコンプレッサ９を備え、このコンプレッサ９は、外部の空気を圧縮した後、この圧縮空気中に含まれるごく微量のオイルを図示を省略するオイルミストフィルターにより除外し、更に、図示を省略するドライヤーにより圧縮空気中の水分を除去した後、この清浄な圧縮空気を圧力調整弁１０を介して混合室４へと供給する。

混合室４は、装置本体１ａの内部に配置されており、ドライアイス供給機構２から供給されたドライアイス粉末と、圧縮ガス供給機構３から供給された圧縮ガスとを混合して、ノズルガン５へと供給する。

ノズルガン５は、ホース１１を介して装置本体１ａ内の混合室４と接続されており、トリガー１２を引くことで、混合室４から供給されたドライアイス粉末を圧縮空気と共に、ノズルの先端（噴射口）５ａから高速で噴射する。これにより、例えば、電気・電子部品や光学部品、それらの加工部品等の噴射対象物に対して、例えば、洗浄やバリ取り、表面加工等の各種処理を施すことが可能となっている。

なお、本発明を適用したドライアイス噴射装置は、上記図１に示すドライアイス噴射装置１の構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば、上記粉砕機８を省略して、ドライアイスペレットを圧縮空気と共に噴射する構成であってもよい。

また、本発明を適用したドライアイス噴射用装置は、例えば、液化炭酸ガスボンベから供給される液化炭酸ガスを使用してドライアイス粉末を生成した後、ノズルガン等のドライアイス噴射用ノズルを用いて、このドライアイス粉末を噴射するものであってもよい。この場合、圧縮ガスとして、液化窒素ガスボンベから供給される窒素ガス等を用いることができる。

なお、本発明を適用したドライアイス噴射用装置は、洗浄対象物に付着した汚れ等の付着物を除去するドライアイスブラスト（ドライアイス洗浄）に好適に用いられるものの、そのような用途に必ずしも限定されるものではなく、上述した様々な用途に利用可能である。

（ドライアイス噴射用ノズル）
上記ノズルガン５は、例えば図２〜図８に示すようなドライアイス噴射用ノズル２０によって構成されている。

なお、図２は、ドライアイス噴射用ノズル２０の構成を示す側面図である。図３は、ドライアイス噴射用ノズル２０の構成を示す平面図である。図４は、ドライアイス噴射用ノズル２０の構成を示す正面図である。図５は、図４中に示す線分Ａ−Ａによるドライアイス噴射用ノズル２０の断面図である。図６は、図５中に示す線分Ｂ−Ｂによるドライアイス噴射用ノズル２０の断面図である。図７は、図５中に示す線分Ｃ−Ｃによるドライアイス噴射用ノズル２０の断面図である。図８は、図５中に示す線分Ｄ−Ｄによるドライアイス噴射用ノズル２０の断面図である。

ドライアイス噴射用ノズル２０は、図２〜図８に示すように、ノズルガン５の先端に取り付けられたノズル本体２１を備えている。ノズル本体２１は、ドライアイスが圧縮ガスと共に圧送される流路２２を形成し、この流路２２の先端側からドライアイスを噴射することが可能となっている。

具体的に、このノズル本体２１は、その先端部に断面略矩形状（本例では長方形）の噴出口２３を有している。ノズル本体２１は、流路２２内の断面積最小部（スロートと呼ばれる。）２２ａから噴出口２３に向かって、噴出口２３の長手方向において漸次径が拡大すると共に、噴出口２３の短手方向において漸次径が縮小する流路形状を有している。さらに、流路２２の断面積は、断面積最小部２２ａから噴出口２３に向かって漸次拡大している。

ドライアイス噴射用ノズル２０では、流路２２の噴出口２３の長手方向に沿った断面形状を、断面積最小部２２ａから噴出口２３に向かって漸次径が拡大した流路形状とすることで、ノズル本体２１を幅広形状とし、１回のノズル走査でなるべく広い範囲に亘ってドライアイスを噴射することが可能となっている。

また、ドライアイス噴射用ノズル２０では、流路２２の噴出口２３の短手方向に沿った断面形状を、断面積最小部２２ａから噴出口２３に向かって漸次径が縮小した流路形状とすることで、噴出口２３の長手方向（幅方向）の全域に亘って均一な圧力でドライアイスを噴射させることが可能となっている。

ノズル本体２１は、その基端部に断面略円形状の導入口２４を有している。ノズル本体２１は、この導入口２４から断面積最小部２２ａに向かって漸次径が縮小する流路形状を有している。すなわち、このノズル本体２１は、噴出口２３の長手方向に沿った断面において、その流路２２が途中で細くなる、いわゆる中細ノズル（ラバールノズル）構造を有している。

これにより、流路２２内を流れるドライアイスに対して圧縮ガスにより十分な加速エネルギーを与えることができ、噴出口２３の長手方向（幅方向）の全域に亘ってドライアイスを高速で噴射させることが可能となっている。

また、ノズル本体２１の先端側には、噴出口２３から噴射されたドライアイスの流れを整流するための整流路２５が設けられている。この整流路２５は、噴出口２３と同一断面形状（断面略矩形状）を有して、噴出口２３から軸線方向Ｚに延長して設けられている。そして、この整流路２５の先端が噴射口５ａとなっている。

なお、本実施形態では、例えば、噴出口２３の寸法を４０ｍｍ×１．２ｍｍとし、導入口２４の寸法をφ１２ｍｍとし、断面積最小部２２ａの寸法をφ５ｍｍとし、断面積最小部２２ａから噴出口２３に至る流路２２の長さを９９．６ｍｍとし、整流路２５の長さを１０ｍｍとしている。

ノズル本体２１は、流路２２の軸線方向に沿った分割面を挟んで一方のノズル半体２６と他方のノズル半体２７とに分割された構造を有している。流路２２は、一方のノズル半体２６と他方のノズル半体２７との互いの突合せ面（内面）に形成された溝部２８ａ，２８ｂを突き合わせることによって構成されている。すなわち、これらの溝部２８ａ，２８ｂは、導入口２４から噴出口２３及び整流路２５に至る流路２２に対応した内形形状を有している。

一方のノズル半体２６と他方のノズル半体２７とは、流路２２の軸線を通り且つ噴出口２３の長手方向（幅方向）と平行な分割面を挟んで対称（図中では上下対称）となる形状を有している。ノズル本体２１は、全体として扁平形状を為し、その基端側から先端側に向かって噴出口２３の長手方向において漸次幅が拡大し、且つ、噴出口２３の短手方向において厚みが一定となる外形形状を有している。したがって、ノズル半体２６，２７では、溝部２８ａ，２８ｂが形成された部分の肉厚が基端側から先端側に向かって漸次厚くなっている。

なお、ノズル半体２６，２７には、例えばＡ５０５２（アルミニウム合金）等の低温特性に優れた金属材料を用いている。また、ノズル半体２６，２７の厚みをそれぞれ５ｍｍとしている。

一方のノズル半体２６と他方のノズル半体２７とは、図示を省略するものの、互いの突合せ面を突き合わせた状態で、ネジ止め等の固定手段により一体化されている。

ノズル本体２１の先端側には、第１のヒータ２９と、第１の断熱材３０とが設けられている。第１のヒータ２９及び第１の断熱材３０は、噴出口２３及び整流路２５に臨む位置から流路２２の中途部に至る領域に亘って配置されている。

第１のヒータ２９及び第１の断熱材３０は、ノズル半体２６，２７の外面に形成された第１の凹部３１ａ，３１ｂの内側にそれぞれ配置されている。第１の凹部３１ａ，３１ｂは、流路２２（溝部２８ａ，２８ｂ）と平面視で重なる位置に設けられている。この第１の凹部３１ａ，３１ｂの内側において、第１のヒータ２９が内側、第１の断熱材３０が外側に位置するように、第１のヒータ２９と第１の断熱材３０とが積層された状態で配置されている。

第１のヒータ２９は、流路２２の周囲を加熱する扁平状の発熱体であり、平面視で略矩形状を有している。第１の断熱材３０は、第１のヒータ２９の外側の周囲を断熱する扁平状の断熱体であり、平面視で第１のヒータ２９と略一致した形状（略矩形状）を有している。また、第１の断熱材３０は、外部の衝撃等から第１のヒータ２９を保護する緩衝材としての機能も有している。

ノズル本体２１の基端側には、第２のヒータ３３と、第２の断熱材３４とが設けられている。第２のヒータ３３及び第２の断熱材３４は、第１のヒータ２９及び第１の断熱材３０が配置された位置よりも流路２２の基端側に配置されている。

第２のヒータ３３及び第２の断熱材３４は、ノズル半体２６，２７の外面に形成された第１の凹部３２ａ，３２ｂの内側にそれぞれ配置されている。第２の凹部３２ａ，３２ｂは、第１の凹部３１ａ，３１ｂよりも基端側の流路２２（溝部２８ａ，２８ｂ）と平面視で重なる位置に設けられている。この第２の凹部３２ａ，３２ｂの内側において、第２のヒータ３３が外側、第２の断熱材３４が内側に位置するように、第２のヒータ３３と第２の断熱材３４とが積層された状態で配置されている。

第２のヒータ３３は、第２の断熱材３４の外側の周囲を加熱する扁平状の発熱体であり、平面視で略矩形状を有している。第２の断熱材３４は、流路２２の周囲を断熱する扁平状の断熱体であり、平面視で第２のヒータ３３と略一致した形状（略矩形状）を有している。また、第２の断熱材３４は、外部の衝撃等から第２のヒータ３３を保護する緩衝材としての機能も有している。

本実施形態では、第１のヒータ２９及び第２のヒータ３３として、例えば１００Ｗのセラミックヒータを用いている。また、第１のヒータ２９の寸法を５０ｍｍ×２５ｍｍ×１．７５ｍｍとし、第２のヒータ３３の寸法を３０ｍｍ×１０ｍｍ×１．７５ｍｍとしている。また、第１の断熱材３０及び第２の断熱材３４として、例えば、クッション性が高く、切断が容易な厚み１ｍｍのセラミックシートを用いている。

なお、第１のヒータ２９及び第２のヒータ３３については、上述したセラミックヒータと同様の機能を有するものであればよく、それ以外にも、例えば、窒化アルミヒータや電熱線、ポリイミドヒータなどの発熱体を用いることができる。

また、第１の断熱材３０及び第２の断熱材３４については、上述したセラミックシートと同様の機能を有するものであればよく、それ以外にも、例えば、耐熱樹脂やウール材、発砲材などの断熱体を用いることができる。

ノズル本体２１の外側には、一対のカバー体３５ａ，３５ｂが取り付けられている。カバー３５ａ，３５ｂは、ノズル本体２１の外側を覆うものであり、ノズル本体２１（ノズル半体２６，２７）の平面形状と略一致した形状を有している。

第１のヒータ２９及び第１の断熱材３０と第２のヒータ３３及び第２の断熱材３４とは、これらカバー体３５ａ，３５ｂの内側に配置されている。

一方のカバー体３５ａは、一方のノズル半体２６の外面に密着した状態で、ネジ止め等の固定手段により一方のノズル半体２６と一体に取り付けられている。これにより、一方のノズル半体２６側に配置された第１のヒータ２９及び第１の断熱材３０と第２のヒータ３３及び第２の断熱材３４とは、それぞれ第１の凹部３１ａと第２の凹部３２ａとの内側に保持される。

同様に、他方のカバー体３５ｂが他方のノズル半体２７と外面に密着した状態で、ネジ止め等の固定手段により他方のノズル半体２７と一体に取り付けられている。これにより、他方のノズル半体２７側に配置された第１のヒータ２９及び第１の断熱材３０と第２のヒータ３３及び第２の断熱材３４とは、それぞれ第１の凹部３１ｂと第２の凹部３２ｂとの内側に保持される。

なお、カバー体３５ａ，３５ｂには、例えばＡ５０５２（アルミニウム合金）等の低温特性に優れた金属材料を用いている。また、カバー体３５ａ，３５ｂの厚みをそれぞれ５ｍｍとしている。

一方のカバー体３５ａには、温度センサ３６が取り付けられている。温度センサ３６は、ノズル本体２１の温度を測定するためのものであり、固定具３７によって一方のカバー体３５ａの外面（上面）に固定されている。

本実施形態では、例えばノズル本体２１の表面温度を４０℃以下に制御するため、温度センサ３６でノズル本体２１の温度を測定しながら、第１のヒータ２９及び第２のヒータ３３の駆動を制御している。

第１のヒータ２９及び第２のヒータ３３には、それぞれ配線３８が接続されている。第１のヒータ２９及び第２のヒータ３３は、この配線３８を介して外部の電源装置（図示せず。）と電気的に接続されている。これにより、作動時に第１のヒータ２９及び第２のヒータ３３に電力を供給することが可能となっている。

温度センサ３６には、配線３９が接続されている。温度センサ３６は、この配線３９を介して第１のヒータ２９及び第２のヒータ３３を駆動する制御装置（図示せず。）と電気的に接続されている。これにより、ノズル本体２１の温度を測定しながら、第１のヒータ２９及び第２のヒータ３３の駆動を制御することが可能となっている。

配線３８，３９は、ノズルガン５の本体部５Ａに取り付けられたコネクタ４０内へと引き回されている。コネクタ４０は、取付具４１を介して本体部５Ａに着脱自在に取り付けられている。配線３８，３９は、このコネクタ４０の先端側開口部から引き出されている。なお、取付具４１は、例えばノズルガン５を外部の支柱やロボットハンド等に取り付ける際の治具となる部分である。

ノズル本体２１は、本体部５Ａの先端側に回動自在に取り付けられている。これにより、本体部５Ａに対してノズル本体２１を軸回りに回動させながら、噴出口２３の向きを切り替えることが可能となっている。

本体部５Ａには、ハンドル４２が設けられている。ハンドル４２には、トリガー１２が取り付けられている。これにより、使用者は、ハンドル４２を把持した状態でトリガー１２を操作することが可能となっている。

以上のような構造を有するドライアイス噴射用ノズル２０では、ノズル本体２１の先端側において、第１のヒータ２９が流路２２の周囲を加熱する。この場合、第１のヒータ２９の外側の周囲を第１の断熱材３０が断熱しているため、第１のヒータ２９で発生した熱は、流路２２側へと伝わり易くなる。これにより、ノズル本体２１の先端部を十分に加熱することができ、ノズル本体２１の先端付近での結露の発生を効率良く防止することが可能である。

また、ドライアイス噴射用ノズル２０では、ノズル本体２１の基端側において、第２のヒータ３３がノズル本体２１の外側の周囲を加熱する。この場合、第２のヒータ３３の内側、すなわち流路２２の周囲を第２の断熱材３４が断熱しているため、第２のヒータ３３で発生した熱は、ノズル本体２１の外側、すなわちカバー体３５ａ，３５ｂ側へと伝わり易くなる。これにより、カバー体３５ａ，３５ｂの表面などに結露が発生することを効率良く防ぐことができる。

また、ドライアイス噴射用ノズル２０では、結露が生じ易い場所の温度が適正に保たれるように、温度センサ３６でノズル本体２１の温度を測定しながら、ドライアイスブラストを行うことができる。

特に、このドライアイス噴射用ノズル２０では、ノズルの先端付近での結露を防ぐため、ノズル本体２１の先端部を内部から集中的に加熱することができる。このため、ノズルの表面に局所的に温度が高くなる部分が発生することがなく、使用者がノズルを手に持ち作業する場合でも特別な安全対策を必要としない。また、無人化や量産化のために自動化されたラインなどにノズルを設置してドライアイスブラストを行う場合でも、ノズルの姿勢や設置位置などによって加温の条件が変わらない。したがって、セッティングが容易となり、汎用性の高いドライアイス噴射用ノズル２０を提供することができる。

以上のように、本実施形態によれば、ノズルの先端付近での結露の発生を効率良く防止することができるドライアイス噴射用ノズル２０、並びにそのようなドライアイス噴射用ノズル２０を備えたドライアイス噴射装置１を提供することが可能である。

なお、上記ドライアイス噴射用ノズル２０では、第１のヒータ２９及び第１の断熱材３０と第２のヒータ３３及び第２の断熱材３４とが、一方のノズル半体２６と他方のノズル半体２７との両方に配置された構成となっているが、場合によっては、何れか一方に第１のヒータ２９及び第１の断熱材３０が配置され、何れか他方に第２のヒータ３３及び第２の断熱材３４が配置された構成や、何れか一方又は他方のみに第１のヒータ２９及び第１の断熱材３０と第２のヒータ３３及び第２の断熱材３４とが配置された構成とすることも可能である。

また、上記ドライアイス噴射用ノズル２０では、第１のヒータ２９及び第１の断熱材３０が第１の凹部３１ａ，３１ｂの内側に配置され、第２のヒータ３３及び第２の断熱材３４が第２の凹部３２ａ，３２ｂの内側に配置された構成となっているが、第１の凹部３１ａ，３１ｂ及び第２の凹部３２ａ，３２ｂについては、上述したノズル本体２１（ノズル半体２６，２７）の外面に形成された構成に限らず、一対のカバー体３５ａ，３５ｂの内面に形成された構成とすることも可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

（第１の変形例）
例えば、上記ノズルガン５は、上記ドライアイス噴射用ノズル２０の代わりに、第１の変形例として図９に示すようなドライアイス噴射用ノズル２０Ａを備えた構成とすることも可能である。なお、図９は、ドライアイス噴射用ノズル２０Ａの構成を示す断面図である。

上記ドライアイス噴射用ノズル２０では、第１のヒータ２９と第２のヒータ３３とが別体に構成されている。これに対して、図９に示すドライアイス噴射用ノズル２０Ａでは、第１のヒータ２９と第２のヒータ３３とが一体化されたヒータ４３を備えた構成となっている。なお、図９に示すドライアイス噴射用ノズル２０Ａにおいて、上記ドライアイス噴射用ノズル２０と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。

ドライアイス噴射用ノズル２０Ａでは、図９に示すように、流路２２（溝部２８ａ，２８ｂ）と平面視で重なる位置に、噴出口２３及び整流路２５に臨む流路２２の先端側から流路２２の基端側に至る領域に亘ってヒータ４３が配置されている。これに合わせて、ノズル半体２６，２７の外面には、ヒータ４３を配置するための凹部４４ａ，４４ｂが設けられている。

第１の断熱材３０は、ノズル本体２１の先端側において、ヒータ４３を挟んで第１のヒータ２９を構成する部分４３ａの外側に配置されている。これに合わせて、カバー体３５ａ，３５ｂの内面には、第１の断熱材３０を配置するための凹部４５ａ，４５ｂが設けられている。

第２の断熱材３４は、ノズル本体２１の基端側において、ヒータ４３を挟んで第２のヒータ３３を構成する部分４３ｂの内側に配置されている。これに合わせて、凹部４４ａ，４４ｂの底面には、第２の断熱材３４を配置するための凹部４６ａ，４６ｂが設けられている。

ドライアイス噴射用ノズル２０Ａにおいて、それ以外の構成については、上記ドライアイス噴射用ノズル２０と基本的に同じである。このため、図９においては、その図示を一部省略している場合がある。

なお、ヒータ４３については、第１のヒータ２９と第２のヒータ３３とを一体化したものであることから、配線３８（図９において図示せず。）についても、共通の配線を用いたり、若しくは、第１のヒータ２９を構成する部分４３ａと第２のヒータ３３を構成する部分４３ｂで別々の配線を用いたりすることが可能である。

以上のような構造を有するドライアイス噴射用ノズル２０Ａでは、ノズル本体２１の先端側において、ヒータ４３の第１のヒータ２９を構成する部分４３ａが流路２２の周囲を加熱する。この場合、ヒータ４３の外側の周囲を第１の断熱材３０が断熱しているため、ヒータ４３で発生した熱は、流路２２側へと伝わり易くなる。これにより、ノズル本体２１の先端部を十分に加熱することができ、ノズル本体２１の先端付近での結露の発生を効率良く防止することが可能である。

また、ドライアイス噴射用ノズル２０Ａでは、ノズル本体２１の基端側において、ヒータ４３の第２のヒータ３３を構成する部分４３ｂがノズル本体２１の外側の周囲を加熱する。この場合、ヒータ４３の内側、すなわち流路２２の周囲を第２の断熱材３４が断熱しているため、ヒータ４３で発生した熱は、ノズル本体２１の外側、すなわちカバー体３５ａ，３５ｂ側へと伝わり易くなる。これにより、カバー体３５ａ，３５ｂの表面などに結露が発生することを効率良く防ぐことができる。

したがって、このドライアイス噴射用ノズル２０Ａでは、上記ドライアイス噴射用ノズル２０と同様の効果を得ることが可能である。すなわち、本実施形態によれば、ノズルの先端付近での結露の発生を効率良く防止することができるドライアイス噴射用ノズル２０Ａ、並びにそのようなドライアイス噴射用ノズル２０Ａを備えたドライアイス噴射装置１を提供することが可能である。

（第２の変形例，第３の変形例）
例えば、上記ノズルガン５は、上記ドライアイス噴射用ノズル２０の代わりに、第２の変形例として図１０に示すようなドライアイス噴射用ノズル２０Ｂを備えた構成や、第３の変形例として図１１に示すようなドライアイス噴射用ノズル２０Ｃを備えた構成とすることも可能である。なお、図１０は、ドライアイス噴射用ノズル２０Ｂの構成を示す断面図である。また、図１１は、ドライアイス噴射用ノズル２０Ｃの構成を示す断面図である。

上記ドライアイス噴射用ノズル２０では、第１のヒータ２９と第２のヒータ３３とを備えて構成されている。これに対して、図１０及び図１１に示すドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃでは、第２のヒータ３３（及び第２の凹部３２ａ，３２ｂ）を省略し、第１のヒータ２９のみを備えた構成となっている。

また、ドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃでは、カバー体３５ａ，３５ｂが断熱材（断熱体）により構成されている。なお、図１０及び図１１に示すドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃにおいて、上記ドライアイス噴射用ノズル２０と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。

ドライアイス噴射用ノズル２０Ｂでは、図１０に示すように、第１のヒータ２９がノズル半体２６，２７の外面に形成された凹部４７ａ，４７ｂの内側に配置されている。一方、ドライアイス噴射用ノズル２０Ｃでは、図１１に示すように、第１のヒータ２９がカバー体３５ａ，３５ｂの内面に形成された凹部４８ａ，４８ｂの内側に配置されている。

ドライアイス噴射用ノズル２０Ｂでは、図１０に示すように、第１のヒータ２９がノズル本体２１（ノズル半体２６，２７）の先端面から露出している。このように、第１のヒータ２９については、ノズル本体２１（ノズル半体２６，２７）の先端面を形成するものであってもよい。

ドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃでは、図１０及び図１１に示すように、カバー体３５ａ，３５ｂが断熱材により構成されることによって、上記第１の断熱材３０及び上記第２の断熱材３４を省略した構成となっている。すなわち、このカバー体３５ａ，３５ｂは、第１のヒータ２９の外側の周囲を断熱すると共に、ノズル本体２１（ノズル半体２６，２７）の外側の周囲を断熱する機能を有している。

ドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃにおいて、それ以外の構成については、上記ドライアイス噴射用ノズル２０と基本的に同じである。このため、図１０及び図１１においては、その図示を一部省略している場合がある。

以上のような構造を有するドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃでは、ノズル本体２１の先端側において、第１のヒータ２９が流路２２の周囲を加熱する。この場合、第１のヒータ２９の外側の周囲をカバー体３５ａ，３５ｂが断熱しているため、第１のヒータ２９で発生した熱は、流路２２側へと伝わり易くなる。これにより、ノズル本体２１の先端部を十分に加熱することができ、ノズル本体２１の先端付近での結露の発生を効率良く防止することが可能である。

また、ドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃでは、ノズル本体２１（ノズル半体２６，２７）の周囲をカバー体３５ａ，３５ｂが断熱しているため、このカバー体３５ａ，３５ｂの表面などに結露が発生し難い構造となっている。

したがって、このドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃでは、上記ドライアイス噴射用ノズル２０と同様の効果を得ることが可能である。すなわち、本実施形態によれば、ノズルの先端付近での結露の発生を効率良く防止することができるドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃ、並びにそのようなドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃを備えたドライアイス噴射装置１を提供することが可能である。

（第４の変形例）
ドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０Ｃでは、上記一対のカバー体３５ａ，３５ｂの代わりに、第４の変形例として図１２に示すような１つのカバー体４９を備えた構成とすることも可能である。なお、図１２は、図１０又は図１１中に示すドライアイス噴射用ノズル２０Ｂ，２０ＣのＥ−Ｅ断面図である。

カバー体４９は、貫通孔４９ａを有する筒状の断熱体からなる。カバー体４９は、貫通孔４９ａにノズル本体２１及び第１のヒータ２９を挿入した状態で、ノズル本体２１の外側を全周に亘って覆う構成となっている。このように、カバー体については、一対のカバー体３５ａ，３５ｂのように分割可能なものや、カバー体４９のように１つの部材からなるものなどを使用することができる。

また、上記ドライアイス噴射用ノズル２０においても、上記一対のカバー体３５ａ，３５ｂの代わりに、１つのカバー体４９を備えた構成とすることが可能である。この場合、カバー体４９については、必ずしも断熱体である必要はなく、上記一対のカバー体３５ａ，３５ｂと同じ材質のものを使用することが可能である。

（第５の変形例）
例えば、上記ノズルガン５は、上記ドライアイス噴射用ノズル２０の代わりに、第５の変形例として図１３及び図１４に示すようなドライアイス噴射用ノズル２０Ｄを備えた構成とすることも可能である。なお、図１３は、ドライアイス噴射用ノズル２０Ｄの構成を示す断面図である。図１４は、図１３中に示すドライアイス噴射用ノズル２０ＤのＦ−Ｆ断面図である。

上記ドライアイス噴射用ノズル２０では、ノズル本体２１が一方のノズル半体２６と他方のノズル半体２７とに分割された構成を有している。これに対して、図１３〜図１５に示すドライアイス噴射用ノズル２０Ｄでは、１つのノズル本体５０を備えた構成となっている。なお、図１３〜図１５に示すドライアイス噴射用ノズル２０Ｄにおいて、上記ドライアイス噴射用ノズル２０と同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。

ノズル本体５０は、断面略円形状の流路５１を有する丸ノズル（筒状部材）からなる。流路５１は、その導入口５１ａから噴出口５１ｂに向かって同径となる、若しくは漸次径が拡大した流路形状を有している。ノズル本体５０の外周面には、ヒータ５２が周方向に並んで配置されている。ヒータ５２は、棒状の発熱体であり、ノズル本体５０の長手方向に沿って配置されている。さらに、ヒータ５２の外側には、ノズル本体５０の外側を覆うカバー体５３が設けられている。カバー体５３は、貫通孔５３ａを有する筒状の断熱体からなる。カバー体５３は、貫通孔５３ａにノズル本体５０及びヒータ５２を挿入した状態で、ノズル本体５０の外側を全周に亘って覆う構成となっている。

ドライアイス噴射用ノズル２０Ｄにおいて、それ以外の構成については、上記ドライアイス噴射用ノズル２０と基本的に同じである。このため、図１３及び図１４においては、その図示を一部省略している場合がある。

以上のような構造を有するドライアイス噴射用ノズル２０Ｄでは、ノズル本体５０の先端側において、ヒータ５２が流路５１の周囲を加熱する。この場合、ヒータ５２の外側の周囲をカバー体５３が断熱しているため、ヒータ５２で発生した熱は、流路５１側へと伝わり易くなる。これにより、ノズル本体５０の先端部を十分に加熱することができ、ノズル本体５０の先端付近での結露の発生を効率良く防止することが可能である。

また、ドライアイス噴射用ノズル２０Ｄでは、ノズル本体５０の周囲をカバー体５３が断熱しているため、このカバー体５３の表面などに結露が発生し難い構造となっている。

したがって、このドライアイス噴射用ノズル２０Ｄでは、上記ドライアイス噴射用ノズル２０と同様の効果を得ることが可能である。すなわち、本実施形態によれば、ノズルの先端付近での結露の発生を効率良く防止することができるドライアイス噴射用ノズル２０Ｄ、並びにそのようなドライアイス噴射用ノズル２０Ｄを備えたドライアイス噴射装置１を提供することが可能である。

（第６の変形例）
ドライアイス噴射用ノズル２０Ｄでは、上記ヒータ５２の代わりに、第６の変形例として図１５に示すようなヒータ５４を備えた構成とすることも可能である。なお、図１５は、図１３中に示すドライアイス噴射用ノズル２０ＤのＦ−Ｆ断面図である。

ヒータ５４は、可撓性を有する発熱体であり、ノズル本体５０の外周面を全周に亘って覆うように配置されている。さらに、カバー体５３は、このヒータ５４の外周面を全周に亘って覆うように配置されている。このように、ヒータについては、扁平（板）状や、棒状のものに限らず、可撓性を有するものなど、最適なものを使用すればよい。また、ヒータの配置や数についても、適宜変更を加えることが可能である。

（第７の変形例）
また、本発明では、第７の変形例として、図示を省略するものの、上記ヒータ（発熱体）を配置する代わりに、加熱された空気（流体）を送り込むことによって、ノズルを加熱する構成とすることも可能である。

１…ドライアイス噴射装置 １ａ…装置本体 ２…ドライアイス供給機構（ドライアイス供給手段） ３…圧縮ガス供給機構（圧縮ガス供給手段） ４…混合室 ５…ノズルガン ５Ａ…本体部 ５ａ…ノズルの先端（噴射口） ６…ホッパー ７…フィーダー ８…粉砕機 ９…コンプレッサ １０…圧力調整弁 １１…ホース １２…トリガー
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ…ドライアイス噴射用ノズル ２１…ノズル本体 ２２…流路 ２２ａ…断面積最小部 ２３…噴出口… ２４…導入口 ２５…整流路 ２６…一方のノズル半体 ２７…他方のノズル半体 ２８ａ，２８ｂ…溝部 ２９…第１のヒータ（発熱体） ３０…第１の断熱材（断熱体） ３１ａ，３１ｂ…第１の凹部 ３２ａ，３２ｂ…第２の凹部 ３３…第２のヒータ（発熱体） ３４…第２の断熱材（断熱体） ３５ａ，３５ｂ…カバー体 ３６…温度センサ ３７…固定具 ３８，３９…配線 ４０…コネクタ ４１…取付具 ４２…ハンドル ４３…ヒータ（発熱体） ４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂ…凹部 ４９…カバー体 ４９ａ…貫通孔 ５０…ノズル本体 ５１…流路 ５１ａ…導入口 ５１ｂ…噴出口 ５２…ヒータ（発熱体） ５３…カバー体 ５３ａ…貫通孔 ５４…ヒータ

Claims (7)

1. ドライアイスが圧縮ガスと共に圧送される流路を形成し、この流路の先端側からドライアイスを噴射するノズル本体を備え、
   前記ノズル本体の先端側には、前記流路の周囲を加熱する発熱体と、前記発熱体の外側の周囲を断熱する断熱体とが設けられ、
   前記ノズル本体には、前記流路の周囲を断熱する断熱体と、前記断熱体の外側の周囲を加熱する発熱体とが設けられ、
   前記断熱体の外側の周囲を加熱する発熱体は、前記流路の周囲を加熱する発熱体よりも前記流路の基端側に配置されていることを特徴とするドライアイス噴射用ノズル。
2. 前記ノズル本体は、前記流路の軸線方向に沿った分割面を挟んで一方のノズル半体と他方のノズル半体とに分割された構造を有し、
   前記流路は、前記一方のノズル半体と前記他方のノズル半体との互いの突合せ面に形成された溝部を突き合わせることによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のドライアイス噴射用ノズル。
3. 前記ノズル本体の外側を覆うカバー体を備え、
   前記発熱体は、前記カバー体の内側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のドライアイス噴射用ノズル。
4. 前記カバー体が断熱体であることを特徴とする請求項３に記載のドライアイス噴射用ノズル。
5. 前記発熱体は、前記ノズル本体の外面又は前記カバー体の内面に形成された凹部の内側に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のドライアイス噴射用ノズル。
6. 前記流路の周囲を加熱する発熱体と、前記断熱体の外側の周囲を加熱する発熱体とが一体に構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のドライアイス噴射用ノズル。
7. ドライアイスを圧縮ガスと共に噴射するドライアイス噴射用ノズルと、
   前記ドライアイスと前記圧縮ガスが混合される混合室と、
   前記混合室にドライアイスを供給するドライアイス供給手段と、
   前記混合室に圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給手段とを備え、
   前記ドライアイス噴射用ノズルが、請求項１〜６の何れか一項に記載のドライアイス噴射用ノズルであることを特徴とするドライアイス噴射装置。

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