JP7462601B2 - Dry Ice Blaster - Google Patents

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Description

本発明は、ドライアイス噴射装置に関する。 The present invention relates to a dry ice spraying device.

特許文献１には、ドライアイススノーを噴射するための洗浄ノズルを含むドライアイス噴射装置が開示されている。
また、特許文献２には、ドライアイススノーの噴射ノズルからパルス的に噴射可能なドライアイス噴射装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a dry ice spraying device including a cleaning nozzle for spraying dry ice snow.
Moreover, Patent Document 2 discloses a dry ice spraying device capable of spraying dry ice snow in a pulsed manner from a spray nozzle.

特許第４５７８６４４号公報Patent No. 4578644 特許第５０６５０７８号公報Patent No. 5065078

特許文献１及び特許文献２に開示された従来のドライアイス噴射装置において、長時間連続して運転する場合、液化炭酸ガスが断熱膨張してドライアイスを生成する造粒配管（以下、「造粒部」ともいう）が閉塞するという課題があった。 In the conventional dry ice spraying devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, there was a problem that the granulation pipe (hereinafter also referred to as the "granulation section") where liquefied carbon dioxide gas adiabatically expands to produce dry ice becomes clogged when the device is operated continuously for a long period of time.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、液化炭酸ガスが断熱膨張してドライアイスを生成する造粒部の閉塞を抑制し、長時間の連続運転が可能なドライアイス噴射装置を提供することを課題とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a dry ice spraying device that can operate continuously for long periods of time by suppressing blockage of the granulation section where liquefied carbon dioxide gas expands adiabatically to produce dry ice.

上記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用する。
［１］ 液化炭酸ガスを供給する液化炭酸ガス供給経路と、
圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給経路と、
前記液化炭酸ガス供給経路に位置し、液化炭酸ガスの流路を規制するオリフィスと、
前記オリフィスの二次側に位置し、前記液化炭酸ガスが断熱膨張してドライアイスを生成する造粒部と、
前記ドライアイスを噴射する噴射ノズルと、を備え、
前記噴射ノズルの内側の空間は、基端に位置する大径部と、先端に位置し、前記大径部と連通するとともに、前記噴射ノズルの軸方向と垂直な方向の断面積が前記大径部よりも小さい小径部と、を有し、
前記小径部の先端が、前記ドライアイスの噴射口であり、
前記造粒部の先端が、前記小径部に開口し、
前記圧縮ガス供給経路が、前記大径部と連通するように前記噴射ノズルと接続され、前記圧縮ガスとともに、前記ドライアイスが前記噴射口から噴射されるものであり、
前記大径部と前記小径部との間に、断面積が前記大径部から前記小径部に向かって連続して小さくなる連結部が位置し、
前記噴射ノズルの軸方向における前記小径部の長さをＬとし、
前記造粒部の先端から前記小径部の先端までの長さをＬｇとした場合、下式（１）の関係を満たす、ドライアイス噴射装置。
１／２・Ｌ≦Ｌｇ≦７／８・Ｌ ・・・（１）
［２］ 前記造粒部が、前記噴射ノズルの軸方向に延在する配管であり、
前記オリフィスの流路面積よりも、前記噴射ノズルの軸方向と垂直な方向における前記造粒部の断面積が大きく、
前記造粒部の断面積よりも、前記小径部の断面積が大きい、請求項１に記載のドライアイス噴射装置。
［３］ 前記圧縮ガスとともに、前記噴射ノズルの内側の空間に薬剤が供給される、請求項１又は２に記載のドライアイス噴射装置。
［４］ 前記オリフィスとして、ニードル弁を用いる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のドライアイス噴射装置。
 In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
[1] a liquefied carbon dioxide gas supply path for supplying liquefied carbon dioxide gas;
a compressed gas supply path for supplying compressed gas;
an orifice located in the liquefied carbon dioxide gas supply path and regulating a flow path of the liquefied carbon dioxide gas;
a granulating section located on the secondary side of the orifice, in which the liquefied carbon dioxide gas undergoes adiabatic expansion to generate dry ice;
A spray nozzle for spraying the dry ice,
the space inside the injection nozzle has a large diameter portion located at a base end, and a small diameter portion located at a tip end, communicating with the large diameter portion and having a cross-sectional area in a direction perpendicular to an axial direction of the injection nozzle smaller than that of the large diameter portion,
The tip of the small diameter portion is an injection port for the dry ice,
The tip of the granulation portion opens into the small diameter portion,
the compressed gas supply path is connected to the injection nozzle so as to communicate with the large diameter portion, and the dry ice is injected from the injection port together with the compressed gas ;
a connecting portion is located between the large diameter portion and the small diameter portion, the cross-sectional area of which decreases continuously from the large diameter portion toward the small diameter portion;
The length of the small diameter portion in the axial direction of the injection nozzle is L,
A dry ice spraying device that satisfies the following formula (1), where Lg is the length from the tip of the granulating portion to the tip of the small diameter portion .
1/2·L≦Lg≦7/8·L ... (1)
[2] The granulation unit is a pipe extending in the axial direction of the injection nozzle,
a cross-sectional area of the granulation section in a direction perpendicular to an axial direction of the injection nozzle is larger than a flow path area of the orifice;
The dry ice spraying device according to claim 1 , wherein a cross-sectional area of the small diameter portion is larger than a cross-sectional area of the granulating portion.
[3] The dry ice spraying device of claim 1 or 2 , wherein a chemical is supplied to the space inside the spray nozzle together with the compressed gas.
[4] The dry ice spraying device according to any one of claims 1 to 3 , wherein a needle valve is used as the orifice.

本発明のドライアイス噴射装置は、液化炭酸ガスが断熱膨張してドライアイスを生成する造粒部の閉塞を抑制し、長時間の連続運転が可能である。 The dry ice spraying device of the present invention suppresses blockage of the granulation section where liquefied carbon dioxide gas expands adiabatically to produce dry ice, and is capable of continuous operation for long periods of time.

本発明を適用した一実施形態であるドライアイス噴射装置の構成を示す系統図である。1 is a system diagram showing the configuration of a dry ice spraying device according to an embodiment of the present invention. 本発明を適用した一実施形態であるドライアイス噴射装置のニードル弁周辺の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of a needle valve of a dry ice spraying device according to an embodiment of the present invention. 本発明を適用した一実施形態であるドライアイス噴射装置の、他の構成を示す模式図である。10 is a schematic diagram showing another configuration of a dry ice spraying device according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明に適用可能な噴射ノズルの変形例を示す断面図である。11 is a cross-sectional view showing a modified example of an injection nozzle applicable to the present invention. 本発明に適用可能な噴射ノズルの変形例を示す断面図である。11 is a cross-sectional view showing a modified example of an injection nozzle applicable to the present invention. 本発明の検証試験の結果を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the results of a verification test of the present invention.

以下、本発明を適用した一実施形態であるドライアイス噴射装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。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。 The following is a detailed explanation of a dry ice spraying device, which is one embodiment of the present invention, with reference to the drawings. Note that the drawings used in the following explanation may show characteristic parts in an enlarged scale for the sake of convenience in order to make the characteristics easier to understand, and the dimensional ratios of each component may not necessarily be the same as in reality.

先ず、本発明を適用した一実施形態であるドライアイス噴射装置の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明を適用した一実施形態のドライアイス噴射装置１を示す系統図である。図２は、図１に示すドライアイス噴射装置のニードル弁周辺の拡大断面図である。 First, the configuration of a dry ice sprayer according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a system diagram showing a dry ice sprayer 1 according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the needle valve and its surroundings of the dry ice sprayer shown in FIG. 1.

図１に示すように、本実施形態のドライアイス噴射装置１は、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１と、圧縮ガス供給経路Ｌ２と、噴射ノズル２と、造粒部３と、ニードル弁４と、電磁弁５と、液化炭酸ガス供給源６と、圧縮ガス供給源９と、を備えて概略構成されている。 As shown in FIG. 1, the dry ice spraying device 1 of this embodiment is generally configured to include a liquefied carbon dioxide gas supply path L1, a compressed gas supply path L2, a spray nozzle 2, a granulation section 3, a needle valve 4, an electromagnetic valve 5, a liquefied carbon dioxide gas supply source 6, and a compressed gas supply source 9.

液化炭酸ガス供給経路Ｌ１は、液化炭酸ガス供給源６とニードル弁４との間に位置し、液化炭酸ガス供給源６から導出された液化炭酸ガスを、後述するニードル弁４まで供給するための送液経路である。具体的には、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１は、一端が液化炭酸ガス供給源６と接続され、他端が後述するニードル弁４の第２流路４ｂと接続される。液化炭酸ガス供給経路Ｌ１としては、ガス透過性が低く、耐圧性に優れた材質からなる配管を適用できる。 The liquefied carbon dioxide gas supply path L1 is located between the liquefied carbon dioxide gas supply source 6 and the needle valve 4, and is a liquid delivery path for supplying the liquefied carbon dioxide gas derived from the liquefied carbon dioxide gas supply source 6 to the needle valve 4 described later. Specifically, one end of the liquefied carbon dioxide gas supply path L1 is connected to the liquefied carbon dioxide gas supply source 6, and the other end is connected to the second flow path 4b of the needle valve 4 described later. The liquefied carbon dioxide gas supply path L1 can be made of a piping made of a material with low gas permeability and excellent pressure resistance.

図２に示すように、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１は、内側の空間が液化炭酸ガスの送液経路となっている。ここで、本実施形態において、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１における液化炭酸ガスの送液経路の流路面積は、液化炭酸ガスの送液経路の、送液方向に対して垂直方向の断面積をいう。 As shown in FIG. 2, the inner space of the liquefied carbon dioxide gas supply path L1 serves as a liquefied carbon dioxide gas delivery path. Here, in this embodiment, the flow path area of the liquefied carbon dioxide gas delivery path in the liquefied carbon dioxide gas supply path L1 refers to the cross-sectional area of the liquefied carbon dioxide gas delivery path in a direction perpendicular to the delivery direction.

本実施形態では、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１における液化炭酸ガスの送液経路の流路面積は、ニードル弁４との接続部まで一定となっている。したがって、炭酸ガスの送液経路を構成する液化炭酸ガス供給経路Ｌ１では、液化炭酸ガスが断熱膨張することがなく、ドライアイスが生成されないため、流路の閉塞を抑制できる。 In this embodiment, the flow path area of the liquefied carbon dioxide gas supply path L1 is constant up to the connection with the needle valve 4. Therefore, in the liquefied carbon dioxide gas supply path L1 that constitutes the carbon dioxide gas supply path, the liquefied carbon dioxide gas does not expand adiabatically and dry ice is not generated, so blockage of the flow path can be suppressed.

図１に示すように、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１には、ニードル弁４の一次側に電磁弁５が位置する。本実施形態のドライアイス噴射装置１によれば、電磁弁５により、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１の開閉状態を選択できる。 As shown in FIG. 1, a solenoid valve 5 is located on the primary side of a needle valve 4 in the liquefied carbon dioxide gas supply path L1. According to the dry ice spraying device 1 of this embodiment, the solenoid valve 5 can select the open/close state of the liquefied carbon dioxide gas supply path L1.

ニードル弁４は、図１及び図２に示すように、電磁弁５の二次側の、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１に位置する。ニードル弁４は、液化炭酸ガスを断熱膨張させてドライアイススノーを生成するためのオリフィス（流路の絞り部、以下、単に「絞り部」ともいう）として、さらに、液化炭酸ガスの流量を調整するための流量調節弁として機能する。本実施形態では、ニードル弁４は、上記機能のうち、オリフィス（絞り部）としての機能を奏するものであれば、特に限定されない。ニードル弁４としては、液化ガスに使用される公知のものを適用できる。以下、ニードル弁４の構成の一例を説明する。 As shown in Figures 1 and 2, the needle valve 4 is located in the liquefied carbon dioxide gas supply path L1 on the secondary side of the solenoid valve 5. The needle valve 4 functions as an orifice (a throttling portion of the flow path, hereinafter also simply referred to as the "throttling portion") for adiabatically expanding the liquefied carbon dioxide gas to generate dry ice snow, and also functions as a flow rate control valve for adjusting the flow rate of the liquefied carbon dioxide gas. In this embodiment, the needle valve 4 is not particularly limited as long as it performs the function of an orifice (throttling portion) among the above functions. As the needle valve 4, a known one used for liquefied gas can be applied. An example of the configuration of the needle valve 4 is described below.

ニードル弁４は、図２に示すように、一方向に延在する筒状の内部空間４Ａと、内部空間４Ａを介して連通する第１流路４ａ及び第２流路４ｂと、内部空間４Ａに位置し、内部空間４Ａの軸方向（一方向）に摺動可能な軸部４Ｂと、軸部４Ｂの先端に位置し、内部空間４Ａ側から第１流路４ａの内側に挿入することで、第１流路４ａの開口面積を規制する先端部４Ｃとを有する。 As shown in FIG. 2, the needle valve 4 has a cylindrical internal space 4A extending in one direction, a first flow path 4a and a second flow path 4b that communicate through the internal space 4A, a shaft portion 4B that is located in the internal space 4A and can slide in the axial direction (one direction) of the internal space 4A, and a tip portion 4C that is located at the tip of the shaft portion 4B and is inserted into the inside of the first flow path 4a from the internal space 4A side to regulate the opening area of the first flow path 4a.

ニードル弁４によれば、軸部４Ｂを内部空間４Ａの軸方向に移動させて、先端部４Ｃを第１流路４ａの内側から離間させることで、内部空間４Ａと連通する第１流路４ａの開口面積を大きくすることができる。すなわち、液化炭酸ガスの流量を大きくすることができる。 The needle valve 4 can increase the opening area of the first flow path 4a that communicates with the internal space 4A by moving the shaft 4B in the axial direction of the internal space 4A and separating the tip 4C from the inside of the first flow path 4a. In other words, the flow rate of the liquefied carbon dioxide gas can be increased.

これに対して、軸部４Ｂを内部空間４Ａの軸方向に移動させて、先端部４Ｃを第１流路４ａの内側に挿入することで、内部空間４Ａと連通する第１流路４ａの開口面積を小さくすることができる。すなわち、液化炭酸ガスの流量を小さくすることができる。 In response to this, by moving the shaft portion 4B in the axial direction of the internal space 4A and inserting the tip portion 4C inside the first flow path 4a, the opening area of the first flow path 4a that communicates with the internal space 4A can be reduced. In other words, the flow rate of the liquefied carbon dioxide gas can be reduced.

本実施形態のドライアイス噴射装置１では、ニードル弁４の第２流路４ｂが液化炭酸ガス供給経路Ｌ１と接続され、ニードル弁４の第１流路４ａが造粒部３と接続されることが好ましい。これにより、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１から電磁弁５を介してニードル弁４に供給される液化炭酸ガスは、第２流路４ｂから内部空間４Ａ、内部空間４Ａから第１流路４ａへと移送された後、造粒部３に導出される。 In the dry ice spraying device 1 of this embodiment, it is preferable that the second flow path 4b of the needle valve 4 is connected to the liquefied carbon dioxide gas supply path L1, and the first flow path 4a of the needle valve 4 is connected to the granulation unit 3. As a result, the liquefied carbon dioxide gas supplied to the needle valve 4 from the liquefied carbon dioxide gas supply path L1 via the solenoid valve 5 is transferred from the second flow path 4b to the internal space 4A, and from the internal space 4A to the first flow path 4a, and then is led to the granulation unit 3.

本実施形態では、ニードル弁４の内側に位置する第２流路４ｂ、内部空間４Ａ、及び第１流路４ａが、液化炭酸ガスの送液経路を構成している。本実施形態において、ニードル弁４における液化炭酸ガスの送液経路の流路面積は、液化炭酸ガスの送液経路の、送液方向に対して垂直方向の断面積である。 In this embodiment, the second flow path 4b located inside the needle valve 4, the internal space 4A, and the first flow path 4a constitute a liquefied carbon dioxide gas delivery path. In this embodiment, the flow path area of the liquefied carbon dioxide gas delivery path in the needle valve 4 is the cross-sectional area of the liquefied carbon dioxide gas delivery path in a direction perpendicular to the delivery direction.

本実施形態では、ニードル弁４における液化炭酸ガスの送液経路の流路面積が、一次側から二次側に向かって同一であるか、減少することが好ましい。具体的には、ニードル弁４における液化炭酸ガスの送液経路は、一次側に位置する第２流路４ｂの流路面積が最も大きい。次いで、第２流路４ｂと第１流路４ａとの間に位置する内部空間４Ａの流路面積は、第２流路４ｂの流路面積と同一であるか、第２流路４ｂの流路面積よりも小さい。そして、これらの中で最も二次側に位置する第１流路４ａの流路面積は、内部空間４Ａの流路面積よりも小さい。したがって、ニードル弁４における液化炭酸ガスの送液経路では、液化炭酸ガスが断熱膨張することがなく、ドライアイスが生成されないため、流路の閉塞を抑制できる。 In this embodiment, it is preferable that the flow path area of the liquefied carbon dioxide gas supply path in the needle valve 4 is the same or decreases from the primary side to the secondary side. Specifically, in the liquefied carbon dioxide gas supply path in the needle valve 4, the flow path area of the second flow path 4b located on the primary side is the largest. Next, the flow path area of the internal space 4A located between the second flow path 4b and the first flow path 4a is the same as the flow path area of the second flow path 4b or is smaller than the flow path area of the second flow path 4b. And, the flow path area of the first flow path 4a located on the most secondary side among these is smaller than the flow path area of the internal space 4A. Therefore, in the liquefied carbon dioxide gas supply path in the needle valve 4, the liquefied carbon dioxide gas does not expand adiabatically and dry ice is not generated, so blockage of the flow path can be suppressed.

本実施形態では、ニードル弁４の内側の送液経路のうち、最も後段に位置する第１流路４ａまでが、液化炭酸ガスの送液経路となっている。すなわち、先端部４Ｃによって開口面積が規制される第１流路４ａが、液化炭酸ガスの送液経路におけるオリフィス（絞り部）を構成する。そして、第１流路４ａの流路面積Ｄｏが、オリフィス（絞り部）の流路面積となる。 In this embodiment, the liquid supply path inside the needle valve 4 extends up to the first flow path 4a, which is located at the very rear stage, and serves as the liquid supply path for the liquefied carbon dioxide gas. In other words, the first flow path 4a, whose opening area is regulated by the tip portion 4C, constitutes an orifice (throttling portion) in the liquid supply path for the liquefied carbon dioxide gas. The flow path area Do of the first flow path 4a is the flow path area of the orifice (throttling portion).

噴射ノズル２は、図２に示すように、噴射ノズル本体２Ａを有する。噴射ノズル２は、噴射ノズル本体２Ａの噴射口２Ｂから後述する造粒部３で生成されたドライアイススノー（ドライアイス）を噴射する。 As shown in FIG. 2, the spray nozzle 2 has a spray nozzle body 2A. The spray nozzle 2 sprays dry ice snow (dry ice) generated in the granulation unit 3 (described later) from the spray nozzle outlet 2B of the spray nozzle body 2A.

噴射ノズル本体２Ａは、両端が開口する筒状の部材である。噴射ノズル本体２Ａには、ニードル弁４と対向する基端側から造粒部３が挿入されている。そして、噴射ノズル本体２Ａの基端の開口は、造粒部３によって閉塞されている。一方、噴射ノズル本体２Ａの先端側、すなわち、先端の開口は、ドライアイススノーの噴射口２Ｂとなっている。 The injection nozzle body 2A is a cylindrical member with openings at both ends. The granulation unit 3 is inserted into the injection nozzle body 2A from the base end side opposite the needle valve 4. The opening at the base end of the injection nozzle body 2A is closed by the granulation unit 3. On the other hand, the tip side of the injection nozzle body 2A, i.e., the opening at the tip, serves as the injection port 2B for the dry ice snow.

噴射ノズル本体２Ａが延在する方向を軸方向とした場合、軸方向と垂直方向の噴射口２Ｂの断面形状（つまり後述の小径部２ｂの断面形状）は、ドライアイススノーが噴射可能な形状であれば特に限定されない。このような断面形状としては、円形、楕円形、長円形、角形、長方形等が挙げられる。 When the direction in which the injection nozzle body 2A extends is defined as the axial direction, the cross-sectional shape of the injection port 2B in a direction perpendicular to the axial direction (i.e., the cross-sectional shape of the small diameter portion 2b described below) is not particularly limited as long as it is a shape that allows the injection of dry ice snow. Examples of such cross-sectional shapes include a circle, an ellipse, an oval, a square, a rectangle, etc.

噴射ノズル２の内側の空間（すなわち、噴射ノズル本体２Ａの内側の空間）は、基端に位置する大径部２ａと、先端に位置する小径部２ｂと、大径部２ａと小径部２ｂとの間に位置する連結部２ｃとを有する。 The space inside the injection nozzle 2 (i.e., the space inside the injection nozzle body 2A) has a large diameter section 2a located at the base end, a small diameter section 2b located at the tip, and a connecting section 2c located between the large diameter section 2a and the small diameter section 2b.

大径部２ａは、噴射ノズル本体２Ａの基端から先端側に向かって延在する筒状の空間である。大径部２ａには、造粒部３が貫通する。また、大径部２ａには、開口部２Ｃが位置する。開口部２Ｃにおいて、圧縮ガス供給経路Ｌ２は、噴射ノズル本体２Ａ（噴射ノズル２）と接続される。 The large diameter section 2a is a cylindrical space extending from the base end of the injection nozzle body 2A toward the tip side. The granulation section 3 penetrates the large diameter section 2a. The opening 2C is also located in the large diameter section 2a. At the opening 2C, the compressed gas supply path L2 is connected to the injection nozzle body 2A (injection nozzle 2).

小径部２ｂは、噴射ノズル本体２Ａの先端から基端側に向かって延在する筒状の空間である。小径部２ｂには、造粒部３の先端３Ａが開口する。また、小径部２ｂの先端は、噴射口２Ｂである。 The small diameter section 2b is a cylindrical space that extends from the tip of the injection nozzle body 2A toward the base end. The tip 3A of the granulation section 3 opens into the small diameter section 2b. The tip of the small diameter section 2b is the injection port 2B.

連結部２ｃは、噴射ノズル本体２Ａの基端側から先端側に向かって漸次縮径された筒状の空間である。連結部２ｃを介して、大径部２ａと小径部２ｂとが連通する。 The connecting portion 2c is a cylindrical space whose diameter gradually decreases from the base end to the tip end of the injection nozzle body 2A. The large diameter portion 2a and the small diameter portion 2b communicate with each other via the connecting portion 2c.

噴射ノズル本体２Ａが延在する方向（換言すると、噴射ノズル２が延在する方向）を軸方向とした場合、軸方向と垂直方向の断面積は、大径部２ａの断面積ＤＬよりも小径部２ｂの断面積Ｄｓが小さい。また、連結部２ｃの断面積は、軸方向と垂直方向の断面積が大径部２ａ側から小径部２ｂ側に向かって連続して小さくなる。 If the direction in which the injection nozzle body 2A extends (in other words, the direction in which the injection nozzle 2 extends) is taken as the axial direction, the cross-sectional area Ds of the small diameter portion 2b in the direction perpendicular to the axial direction is smaller than the cross-sectional area DL of the large diameter portion 2a. Also, the cross-sectional area of the connecting portion 2c in the direction perpendicular to the axial direction continuously decreases from the large diameter portion 2a side toward the small diameter portion 2b side.

換言すると、噴射ノズル本体２Ａの内側の空間の中心軸を含む、軸方向と並行な平面で断面視した際、筒状空間の直径は、大径部２ａよりも小径部２ｂが小さい。また、大径部２ａ及び小径部２ｂと同様に連結部２ｃを断面視した際、連結部２ｃの直径は、大径部２ａ側から小径部２ｂ側に向かって連続して小さくなる。 In other words, when viewed in cross section on a plane parallel to the axial direction including the central axis of the space inside the injection nozzle body 2A, the diameter of the cylindrical space is smaller in the small diameter section 2b than in the large diameter section 2a. Also, when the connecting section 2c is viewed in cross section in the same manner as the large diameter section 2a and the small diameter section 2b, the diameter of the connecting section 2c becomes continuously smaller from the large diameter section 2a side toward the small diameter section 2b side.

造粒部３は、オリフィス（絞り部）として用いるニードル弁４の二次側に位置し、噴射ノズル２が延在する方向と同一の方向に延在する配管である。造粒部３は、ニードル弁（オリフィス）４を介して液化炭酸ガス供給経路Ｌ１と連通する。ここで、造粒部３を構成する配管の、延在方向に垂直方向の断面積Ｄｃは、ニードル弁４を構成する第１流路４ａの流路面積Ｄｏよりも大きい。すなわち、造粒部３では、ニードル弁４を介して供給された液化炭酸ガスが断熱膨張してドライアイスが生成される。 The granulation section 3 is located on the secondary side of the needle valve 4 used as an orifice (throttling section) and is a pipe extending in the same direction as the injection nozzle 2 extends. The granulation section 3 communicates with the liquefied carbon dioxide gas supply path L1 via the needle valve (orifice) 4. Here, the cross-sectional area Dc of the pipe constituting the granulation section 3 in the direction perpendicular to the extension direction is larger than the flow path area Do of the first flow path 4a constituting the needle valve 4. That is, in the granulation section 3, the liquefied carbon dioxide gas supplied via the needle valve 4 expands adiabatically to generate dry ice.

本実施形態のドライアイス噴射装置１は、造粒部３が延在する方向と、噴射ノズル本体２Ａの中心軸とが一致する（同軸である）。すなわち、噴射ノズル２と造粒部３とは、噴射ノズル本体２Ａを外管とし、造粒部３を内管とする、二重管構造を構成する。 In this embodiment of the dry ice spraying device 1, the direction in which the granulation unit 3 extends coincides with the central axis of the spray nozzle main body 2A (they are coaxial). In other words, the spray nozzle 2 and the granulation unit 3 form a double-tube structure with the spray nozzle main body 2A as the outer tube and the granulation unit 3 as the inner tube.

造粒部３は、基端３Ｂがニードル弁４の第１流路４ａと接続されている。造粒部３の先端３Ａは、噴射ノズル本体２Ａの基端側から挿入されて、噴射ノズル本体２Ａの内側の空間に位置する。すなわち、造粒部３は、先端３Ａが噴射ノズル本体２Ａの小径部２ｂに開口する。これにより、造粒部３では、ニードル弁４の第１流路４ａから造粒部３に供給された液化炭酸ガスが断熱膨張してドライアイスを生成する。生成したドライアイスは、造粒部３の先端３Ａから噴射ノズル本体２Ａの小径部２ｂへ連続して排出される。 The base end 3B of the granulation unit 3 is connected to the first flow path 4a of the needle valve 4. The tip 3A of the granulation unit 3 is inserted from the base end side of the injection nozzle body 2A and is located in the space inside the injection nozzle body 2A. In other words, the tip 3A of the granulation unit 3 opens into the small diameter portion 2b of the injection nozzle body 2A. As a result, in the granulation unit 3, the liquefied carbon dioxide gas supplied to the granulation unit 3 from the first flow path 4a of the needle valve 4 expands adiabatically to generate dry ice. The generated dry ice is continuously discharged from the tip 3A of the granulation unit 3 to the small diameter portion 2b of the injection nozzle body 2A.

ここで、本実施形態では、図２に示すように、噴射ノズル２（すなわち、噴射ノズル本体２Ａ）の軸方向における小径部２ｂの長さ（「加速部」ともいう）をＬとし、造粒部３の先端３Ａから小径部２ｂの先端（すなわち、噴射口２Ｂ）までの長さをＬｇとした場合、下式（１）の関係を満たすことが好ましく、下式（２）の関係を満たすことがより好ましい。
１／８・Ｌ≦Ｌｇ＜Ｌ ・・・（１）
１／２・Ｌ≦Ｌｇ≦７／８・Ｌ ・・・（２） Here, in this embodiment, as shown in Figure 2, if the length (also referred to as the "acceleration section") of the small diameter section 2b in the axial direction of the injection nozzle 2 (i.e., the injection nozzle main body 2A) is L, and the length from the tip 3A of the granulation section 3 to the tip of the small diameter section 2b (i.e., the injection port 2B) is Lg, it is preferable to satisfy the relationship of the following formula (1), and it is more preferable to satisfy the relationship of the following formula (2).
1/8·L≦Lg<L (1)
1/2·L≦Lg≦7/8·L ... (2)

上述した式（１）の関係を満たすことにより、造粒部３の内側の空間を、ベンチュリ効果によって陰圧に維持することができ、ドライアイス生成時の造粒部３の閉塞を抑制できる。 By satisfying the relationship of the above-mentioned formula (1), the space inside the granulation section 3 can be maintained at negative pressure by the Venturi effect, and blockage of the granulation section 3 during dry ice production can be suppressed.

なお、本実施形態のドライアイス噴射装置１は、造粒部３で生成したドライアイスを噴射ノズル２の噴射口２Ｂから噴射する構成であるため、造粒部３の断面積Ｄｃは、小径部２ｂの断面積Ｄｓよりも小さい。 In addition, since the dry ice spraying device 1 of this embodiment is configured to spray the dry ice generated in the granulation section 3 from the nozzle 2B of the spray nozzle 2, the cross-sectional area Dc of the granulation section 3 is smaller than the cross-sectional area Ds of the small diameter section 2b.

すなわち、本実施形態のドライアイス噴射装置１によれば、生成したドライアイスの供給経路において、オリフィス（第１流路４ａ）の流路面積Ｄｏ、造粒部３の断面積Ｄｃ、及び小径部２ｂの断面積Ｄｓが、Ｄｏ＜Ｄｃ＜Ｄｓの関係を満たすように構成されている。これにより、生成したドライアイスの供給経路の閉塞を抑制できる。 In other words, according to the dry ice spraying device 1 of this embodiment, in the supply path of the generated dry ice, the flow path area Do of the orifice (first flow path 4a), the cross-sectional area Dc of the granulation section 3, and the cross-sectional area Ds of the small diameter section 2b are configured to satisfy the relationship Do<Dc<Ds. This makes it possible to suppress blockage of the supply path of the generated dry ice.

圧縮ガス供給経路Ｌ２は、圧縮ガス供給源９と噴射ノズル２との間に位置し、圧縮ガス供給源９から導出された圧縮ガスを噴射ノズル２に供給するための経路である。圧縮ガス供給経路Ｌ２としては、ガス透過性が低く、耐圧性に優れた材質からなる配管を適用できる。 The compressed gas supply path L2 is located between the compressed gas supply source 9 and the injection nozzle 2, and is a path for supplying the compressed gas derived from the compressed gas supply source 9 to the injection nozzle 2. As the compressed gas supply path L2, a pipe made of a material with low gas permeability and excellent pressure resistance can be used.

具体的には、圧縮ガス供給経路Ｌ２は、一端が圧縮ガス供給源９と接続され、他端が噴射ノズル本体２Ａの大径部２ａに設けられた開口部２Ｃと接続される。これにより、本実施形態のドライアイス噴射装置１によれば、噴射ノズル２の基端側から内側の空間（すなわち、噴射ノズル本体２Ａと造粒部３との間の空間）に圧縮ガスを供給し、噴射ノズル２の先端に位置する噴射口２Ｂから圧縮ガスとともにドライアイスを噴射できる。 Specifically, one end of the compressed gas supply path L2 is connected to the compressed gas supply source 9, and the other end is connected to an opening 2C provided in the large diameter portion 2a of the injection nozzle main body 2A. As a result, according to the dry ice injection device 1 of this embodiment, compressed gas can be supplied from the base end side of the injection nozzle 2 to the inner space (i.e., the space between the injection nozzle main body 2A and the granulation section 3), and dry ice can be injected together with the compressed gas from the injection port 2B located at the tip of the injection nozzle 2.

圧縮ガスは、特に限定されない。圧縮ガスとしては、窒素ガスや炭酸ガスなどの不活性ガスや、エアードライヤー等で得られた乾燥空気などを用いることができる。 The compressed gas is not particularly limited. Examples of the compressed gas that can be used include inert gases such as nitrogen gas and carbon dioxide gas, and dry air obtained using an air dryer, etc.

圧縮ガス供給経路Ｌ２には、電磁弁７及び調整弁８が位置する。本実施形態のドライアイス噴射装置１によれば、電磁弁７により、圧縮ガス供給経路Ｌ２の開閉状態を選択し、調整弁８により圧縮ガスの供給量を調整できる。 The compressed gas supply path L2 is provided with a solenoid valve 7 and an adjustment valve 8. According to the dry ice spraying device 1 of this embodiment, the solenoid valve 7 can select the open/close state of the compressed gas supply path L2, and the adjustment valve 8 can adjust the amount of compressed gas supplied.

本実施形態のドライアイス噴射装置１の用途は、ドライアイス（ドライアイススノー）の噴射によって達成できるものであれば、特に限定されない。例えば、本実施形態のドライアイス噴射装置１は、ドライアイススノーを噴射して被対象物を冷却する冷却装置として、冷却用途に用いることができる。また、本実施形態のドライアイス噴射装置１は、ドライアイスの粒径、及び圧縮ガスの供給量を調整し、被対象物をブラスト洗浄する洗浄装置として、洗浄用途に用いることができる。 The use of the dry ice spraying device 1 of this embodiment is not particularly limited as long as it can be achieved by spraying dry ice (dry ice snow). For example, the dry ice spraying device 1 of this embodiment can be used for cooling purposes as a cooling device that sprays dry ice snow to cool an object. In addition, the dry ice spraying device 1 of this embodiment can be used for cleaning purposes as a cleaning device that adjusts the particle size of the dry ice and the supply amount of compressed gas to blast clean an object.

次に、本実施形態のドライアイス噴射装置１の運転方法として、洗浄装置として用いる場合について、図１～図２を参照しながら説明する。
本実施形態のドライアイス噴射装置１の運転方法は、先ず、電磁弁５を操作し、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１を開放状態とする。これにより、液化炭酸ガス供給源６から導出された液化炭酸ガスが、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１を介してニードル弁４に供給される。 Next, a method of operating the dry ice jetting device 1 of this embodiment when used as a cleaning device will be described with reference to FIGS.
In the method of operating the dry ice spraying device 1 of this embodiment, first, the solenoid valve 5 is operated to open the liquefied carbon dioxide gas supply path L1. As a result, the liquefied carbon dioxide gas derived from the liquefied carbon dioxide gas supply source 6 is supplied to the needle valve 4 through the liquefied carbon dioxide gas supply path L1.

次に、ニードル弁４の軸部４Ｂを内部空間４Ａの軸方向に移動させて、先端部４Ｃを第１流路４ａの内側から離間させることで、内部空間４Ａと第１流路４ａとを連通させる。この際、軸部４Ｂの位置を調整し、第１流路４ａの開口面積を調整することで、液化炭酸ガスの流量を調整できる。 Next, the shaft 4B of the needle valve 4 is moved in the axial direction of the internal space 4A to separate the tip 4C from the inside of the first flow path 4a, thereby connecting the internal space 4A to the first flow path 4a. At this time, the flow rate of the liquefied carbon dioxide gas can be adjusted by adjusting the position of the shaft 4B and adjusting the opening area of the first flow path 4a.

これにより、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１からニードル弁４に供給された液化炭酸ガスは、第２流路４ｂ、内部空間４Ａ、及び第１流路４ａを介して、造粒部３へ導出される。 As a result, the liquefied carbon dioxide gas supplied to the needle valve 4 from the liquefied carbon dioxide gas supply path L1 is discharged to the granulation section 3 via the second flow path 4b, the internal space 4A, and the first flow path 4a.

ここで、ニードル弁４の内側では、先端部４Ｃによって開口面積が規制される第１流路４ａと内部空間４Ａとの境界を含む領域から第１流路４ａがオリフィス（絞り部）となるため、ニードル弁４の内側の液化炭酸ガスの流路のうち、先端部４Ｃ以降の第１流路４ａで液化炭酸ガスが断熱膨張してドライアイスが生成されやすくなる。 Here, inside the needle valve 4, the first flow path 4a becomes an orifice (throttling portion) from the area including the boundary between the first flow path 4a, whose opening area is regulated by the tip portion 4C, and the internal space 4A. Therefore, among the flow paths of the liquefied carbon dioxide inside the needle valve 4, the liquefied carbon dioxide expands adiabatically in the first flow path 4a from the tip portion 4C onwards, making it easier for dry ice to be generated.

なお、オリフィス（絞り部）として用いるニードル弁４へ送液される液化炭酸ガスの温度は、送液される液化炭酸ガスの圧力における飽和温度以下に調整されることが好ましい。また、ニードル弁４に送液される液化炭酸ガスは、気液混合状態でないことが好ましい。 The temperature of the liquefied carbon dioxide gas sent to the needle valve 4 used as an orifice (throttling portion) is preferably adjusted to be equal to or lower than the saturation temperature at the pressure of the liquefied carbon dioxide gas being sent. In addition, it is preferable that the liquefied carbon dioxide gas sent to the needle valve 4 is not in a gas-liquid mixed state.

次に、造粒部３において、さらに液化炭酸ガスが断熱膨張することでドライアイスが生成される。これにより、造粒部３では、ドライアイス（ドライアイススノー）の粒径が調整される。次いで、粒径が調整されたドライアイスは、造粒部３の先端３Ａから、噴射ノズル本体２Ａの内側の空間である小径部２ｂへ導出される。 Next, in the granulation section 3, the liquefied carbon dioxide gas undergoes further adiabatic expansion to produce dry ice. This allows the particle size of the dry ice (dry ice snow) to be adjusted in the granulation section 3. The dry ice with its particle size adjusted is then guided from the tip 3A of the granulation section 3 to the small diameter section 2b, which is the space inside the injection nozzle main body 2A.

造粒部３の先端３Ａから小径部２ｂへ導出するドライアイス（ドライアイススノー）の流量は、噴射ノズル２の噴射口２Ｂの出口面積（開口面積）に応じて適宜調整することができる。具体的には、ドライアイス（ドライアイススノー）の流量としては、１０～５００ｇ／ｍｉｎが好ましい。 The flow rate of the dry ice (dry ice snow) discharged from the tip 3A of the granulation section 3 to the small diameter section 2b can be adjusted appropriately according to the outlet area (opening area) of the injection port 2B of the injection nozzle 2. Specifically, the flow rate of the dry ice (dry ice snow) is preferably 10 to 500 g/min.

次に、噴射ノズル２に補助ガス（アシストガス）として導入する圧縮ガスの供給量を調整する。具体的には、電磁弁７を操作して圧縮ガス供給経路Ｌ２を開放状態とし、調整弁８により圧縮ガスの供給圧力を調整する。圧縮ガスの供給圧力は、０．２ＭＰａＧ以上で調整することが好ましい。これにより、圧縮ガス供給源９から導出された圧縮ガスが、圧縮ガス供給経路Ｌ２を介して、噴射ノズル本体２Ａの内側の空間である大径部２ａに所要の圧力で供給される。 Next, the supply amount of compressed gas introduced as auxiliary gas (assist gas) to the injection nozzle 2 is adjusted. Specifically, the solenoid valve 7 is operated to open the compressed gas supply path L2, and the supply pressure of the compressed gas is adjusted by the adjustment valve 8. It is preferable to adjust the supply pressure of the compressed gas to 0.2 MPaG or more. As a result, the compressed gas derived from the compressed gas supply source 9 is supplied at the required pressure via the compressed gas supply path L2 to the large diameter portion 2a, which is the space inside the injection nozzle main body 2A.

次に、噴射ノズル本体２Ａの大径部２ａに導入された圧縮ガスは、噴射ノズル２の基端から先端へ向かって移送される。すなわち、圧縮ガスは、噴射ノズル本体２Ａの内側で、大径部２ａから連結部２ｃへ、連結部２ｃから小径部２ｂへ、順次移送される。 Next, the compressed gas introduced into the large diameter portion 2a of the injection nozzle body 2A is transferred from the base end to the tip of the injection nozzle 2. That is, inside the injection nozzle body 2A, the compressed gas is transferred sequentially from the large diameter portion 2a to the connecting portion 2c, and from the connecting portion 2c to the small diameter portion 2b.

ここで、噴射ノズル本体２Ａの内側の空間において、噴射ノズル本体２Ａの軸方向と垂直方向の断面積は、大径部２ａよりも小径部２ｂが小さく、連結部２ｃでは大径部２ａ側から小径部２ｂ側に向かって連続して小さくなる。これにより、噴射ノズル本体２Ａの大径部２ａに導入された圧縮ガスは、小径部２ｂに向かって流速が増加する。 Here, in the space inside the injection nozzle body 2A, the cross-sectional area in the axial direction and perpendicular direction of the injection nozzle body 2A is smaller in the small diameter section 2b than in the large diameter section 2a, and in the connecting section 2c, it becomes smaller continuously from the large diameter section 2a side to the small diameter section 2b side. As a result, the flow rate of the compressed gas introduced into the large diameter section 2a of the injection nozzle body 2A increases toward the small diameter section 2b.

具体的には、圧縮ガスの供給圧を０．２ＭＰａＧ以上とすることで、噴射ノズル本体２Ａの小径部２ｂに開口する造粒部３の内側の空間の圧力は、０．０５～０．０９ＭＰａ・ａｂｓに調整される。これにより、ドライアイス生成時の造粒部３の閉塞が効果的に抑制される。 Specifically, by setting the supply pressure of the compressed gas to 0.2 MPaG or more, the pressure in the space inside the granulation section 3 that opens into the small diameter section 2b of the injection nozzle body 2A is adjusted to 0.05 to 0.09 MPa abs. This effectively prevents the granulation section 3 from becoming clogged when dry ice is produced.

次に、噴射ノズル２では、噴射ノズル本体２Ａの内側の小径部２ｂにおいて、造粒部３の先端３Ａから導出されたドライアイス（ドライアイススノー）と、アシストガスとして用いる圧縮ガスとが合流する。これにより、ドライアイスは、圧縮ガスによって加速され、所要の流速で噴射ノズル２の噴射口２Ｂから噴射される。 Next, in the injection nozzle 2, the dry ice (dry ice snow) discharged from the tip 3A of the granulation section 3 and the compressed gas used as the assist gas join together at the small diameter section 2b inside the injection nozzle body 2A. As a result, the dry ice is accelerated by the compressed gas and is injected from the injection port 2B of the injection nozzle 2 at the required flow rate.

ドライアイス（ドライアイススノー）の流速は、補助ガスの供給圧力と流量によって流速に調整され、概ね１２０ｍ／ｓｅｃ以上とすることが好ましい。
また、圧縮ガスは、ドライアイスと合流する小径部２ｂまでに、外気温（ドライアイス噴射装置１の設置環境の温度）以上に調温することが好ましい。 The flow rate of the dry ice (dry ice snow) is adjusted by the supply pressure and flow rate of the auxiliary gas, and is preferably approximately 120 m/sec or more.
In addition, it is preferable to adjust the temperature of the compressed gas to be equal to or higher than the outside air temperature (the temperature of the environment in which the dry ice jetting device 1 is installed) by the time it reaches the small diameter section 2b where it meets the dry ice.

以上説明したように、本実施形態のドライアイス噴射装置１によれば、噴射ノズル２の内側の空間が、基端に位置する大径部２ａと、先端に位置し、大径部２ａと連通するとともに、噴射ノズル２の軸方向と垂直な方向の断面積Ｄｓが大径部２ａよりも小さい小径部２ｂと、を有し、小径部２ｂの先端が、ドライアイスの噴射口２Ｂであり、造粒部３の先端３Ａが、小径部２ｂに開口し、圧縮ガス供給経路Ｌ２が、大径部２ａと連通するように噴射ノズル２と接続され、圧縮ガスとともにドライアイスが噴射口２Ｂから噴射される構成となっている。これにより、造粒部３の内側の空間を、ベンチュリ効果によって陰圧に維持することができ、ドライアイス生成時の造粒部３の閉塞を抑制できる。
したがって、本実施形態のドライアイス噴射装置１によれば、液化炭酸ガスが断熱膨張してドライアイスを生成する造粒部３の閉塞を抑制し、長時間の連続運転が可能となる。 As described above, according to the dry ice spraying device 1 of this embodiment, the space inside the spray nozzle 2 has a large diameter section 2a located at the base end, and a small diameter section 2b located at the tip, which is connected to the large diameter section 2a and has a cross-sectional area Ds in a direction perpendicular to the axial direction of the spray nozzle 2 smaller than that of the large diameter section 2a, the tip of the small diameter section 2b is the dry ice spray outlet 2B, the tip 3A of the granulation section 3 opens into the small diameter section 2b, the compressed gas supply path L2 is connected to the spray nozzle 2 so as to be connected to the large diameter section 2a, and the dry ice is sprayed from the spray outlet 2B together with the compressed gas. This allows the space inside the granulation section 3 to be maintained at negative pressure by the Venturi effect, and the blockage of the granulation section 3 during dry ice generation can be suppressed.
Therefore, according to the dry ice spraying device 1 of this embodiment, clogging of the granulation section 3 in which liquefied carbon dioxide gas undergoes adiabatic expansion to produce dry ice is suppressed, enabling continuous operation for long periods of time.

すなわち、本実施形態のドライアイス噴射装置１によれば、噴射ノズル２を構成する噴射ノズル本体２Ａの軸方向と垂直方向の断面積が、基端側から先端側に向かって連続して小さくなるように構成されている。また、造粒部３の先端３Ａが小径部２ｂに開口するように構成されている。これにより、噴射ノズル本体２Ａに導入された圧縮ガスは、大径部２ａから小径部２ｂに向かって流速が増加するため、ベンチュリ効果によって造粒部３の先端３Ａからドライアイススノーが噴出しやすくなる。したがって、本実施形態のドライアイス噴射装置１によれば、造粒部３がドライアイスによって閉塞することを防ぐことができる。 That is, according to the dry ice spraying device 1 of this embodiment, the cross-sectional area in the axial direction and perpendicular direction of the injection nozzle main body 2A constituting the injection nozzle 2 is configured to continuously decrease from the base end side to the tip end side. In addition, the tip 3A of the granulation section 3 is configured to open to the small diameter section 2b. As a result, the flow rate of the compressed gas introduced into the injection nozzle main body 2A increases from the large diameter section 2a to the small diameter section 2b, making it easier for dry ice snow to be sprayed from the tip 3A of the granulation section 3 due to the Venturi effect. Therefore, according to the dry ice spraying device 1 of this embodiment, it is possible to prevent the granulation section 3 from being blocked by dry ice.

特に、噴射ノズル２（すなわち、噴射ノズル本体２Ａ）の軸方向における小径部２ｂの長さをＬとし、造粒部３の先端３Ａから小径部２ｂの先端（すなわち、噴射口２Ｂ）までの長さをＬｇとした場合、下式（１）の関係を満たすことにより、ベンチュリ効果によって造粒部３の内側の空間を陰圧に維持することができ、ドライアイス生成時の造粒部３の閉塞をより効果的に抑制できる。
１／８・Ｌ≦Ｌｇ＜Ｌ ・・・（１） In particular, if the length of the small diameter portion 2b in the axial direction of the injection nozzle 2 (i.e., the injection nozzle main body 2A) is L and the length from the tip 3A of the granulation section 3 to the tip of the small diameter portion 2b (i.e., the injection port 2B) is Lg, then by satisfying the relationship in the following equation (1), the space inside the granulation section 3 can be maintained at negative pressure by the Venturi effect, and blockage of the granulation section 3 during dry ice generation can be more effectively suppressed.
1/8·L≦Lg<L (1)

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上述した実施形態のドライアイス噴射装置１において、圧縮ガスとともに、噴射ノズル２の内側の空間に薬剤が供給されるように構成してもよい。具体的には、噴射ノズル本体２Ａの内側の空間（大径部２ａ）に、圧縮ガスとともに薬剤を供給する。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes designs that do not deviate from the gist of the present invention. For example, the dry ice spraying device 1 of the above-described embodiment may be configured so that a medicine is supplied to the space inside the spray nozzle 2 together with compressed gas. Specifically, the medicine is supplied to the space inside the spray nozzle main body 2A (large diameter portion 2a) together with compressed gas.

薬剤としては、特に限定されないが、凍結温度が－７８℃以上である水、抗菌剤、消毒剤、界面活性剤のいずれか１つ以上を用いることができる。
薬剤は、液体の状態として圧縮ガスに添加され、ドライアイススノーに付着して凍結することが好ましい。また、薬剤としては、液体やそれに近い粘度や流動性を有するものが好ましい。 The agent is not particularly limited, but may be one or more of water with a freezing temperature of −78° C. or higher, an antibacterial agent, a disinfectant, and a surfactant.
The agent is preferably added in a liquid state to the compressed gas and adheres to the dry ice snow and freezes. The agent is preferably a liquid or one having a viscosity and flowability similar to that of a liquid.

上述した実施形態のドライアイス噴射装置１によれば、圧縮ガスを駆動流体とするベンチュリ効果によって、ドライアイススノーの加速と同時に、薬剤をドライアイススノー表面に塗布（添加）することができる。すなわち、圧縮ガスとともに、噴射ノズル２の内側の空間に薬剤を供給することにより、ドライアイススノーの表面に薬剤を付着させて噴射させることができる。 According to the dry ice spraying device 1 of the above-mentioned embodiment, the Venturi effect using compressed gas as the driving fluid allows the dry ice snow to be accelerated and at the same time a chemical agent to be applied (added) to the surface of the dry ice snow. In other words, by supplying a chemical agent to the space inside the spray nozzle 2 together with the compressed gas, the chemical agent can be attached to the surface of the dry ice snow and sprayed.

また、上述した実施形態のドライアイス噴射装置１では、二重管構造を有する噴射ノズル２を用いる構成を一例として説明したが、多重管構造を有する噴射ノズルを用いる構成としてもよい。例えば、噴射ノズル本体の外側にノズルカバーを備える噴射ノズルを用い、噴射ノズル本体とノズルカバーとの間の空間に、アシストガスとして用いる圧縮ガスを流通させることで、ドライアイスで冷却されて生じる噴射ノズルの結露を防止できる。 In addition, in the above-mentioned embodiment of the dry ice spraying device 1, a configuration using a spray nozzle 2 with a double pipe structure has been described as an example, but a configuration using a spray nozzle with a multiple pipe structure may also be used. For example, by using a spray nozzle with a nozzle cover on the outside of the spray nozzle body and circulating compressed gas used as an assist gas in the space between the spray nozzle body and the nozzle cover, condensation on the spray nozzle caused by cooling with dry ice can be prevented.

また、上述した実施形態のドライアイス噴射装置１では、オリフィス（絞り部）としてニードル弁４を用いる構成を一例として説明したが、これに限定されない。図３に示すように、ニードル弁４に代えて、オリフィス（絞り部）２４ａを有するオリフィス部材２４を用いる構成としてもよい。 In addition, in the above-described embodiment of the dry ice sprayer 1, a configuration using a needle valve 4 as an orifice (throttling portion) has been described as an example, but this is not limiting. As shown in FIG. 3, instead of the needle valve 4, an orifice member 24 having an orifice (throttling portion) 24a may be used.

また、上述した実施形態のドライアイス噴射装置１では、大径部２ａと小径部２ｂとの間に位置する連結部２ｃが、噴射ノズル本体２Ａを軸方向に断面視した際、内径が直線的に傾斜する噴射ノズル２を備える構成を一例として説明したが、これに限定されない。例えば、図４に示すように、大径部２２ａと小径部２２ｂとの間に位置する連結部２２ｃが、噴射ノズル本体２２Ａを軸方向に断面視した際、内径が曲線（放物線）的に傾斜する噴射ノズル２２を備える構成としてもよい。また、図５に示すように、大径部３２ａと小径部３２ｂとの間に連結部を有さない噴射ノズル３２を備える構成としてもよい。いずれの噴射ノズル２２，３２を用いた場合であっても、噴射ノズル本体２２Ａ，３２Ａに導入された圧縮ガスは、大径部２２ａ，３２ａから小径部２２ｂ，３２ｂに向かって流速が増加し、ベンチュリ効果によって造粒部３の先端３Ａからドライアイススノーが噴出しやすくなるため、造粒部３のドライアイスによる閉塞を防ぐことができる。 In addition, in the above-mentioned embodiment of the dry ice spraying device 1, the connecting portion 2c located between the large diameter portion 2a and the small diameter portion 2b is provided with a spray nozzle 2 whose inner diameter is linearly inclined when the spray nozzle body 2A is viewed in cross section in the axial direction, but this is not limited to the above. For example, as shown in FIG. 4, the connecting portion 22c located between the large diameter portion 22a and the small diameter portion 22b may be provided with a spray nozzle 22 whose inner diameter is curved (parabolically) inclined when the spray nozzle body 22A is viewed in cross section in the axial direction. Also, as shown in FIG. 5, the spray nozzle 32 may be provided with no connecting portion between the large diameter portion 32a and the small diameter portion 32b. Regardless of which injection nozzle 22, 32 is used, the flow rate of the compressed gas introduced into the injection nozzle body 22A, 32A increases from the large diameter portion 22a, 32a to the small diameter portion 22b, 32b, and the Venturi effect makes it easier for dry ice snow to be ejected from the tip 3A of the granulation section 3, preventing blockage of the granulation section 3 by dry ice.

また、上述した実施形態のドライアイス噴射装置１では、液化炭酸ガス供給経路Ｌ１に電磁弁５を設け、圧縮ガス供給経路Ｌ２に電磁弁７を設ける構成を一例として説明したが、流路の開閉状態を選択できる手段であれば、特に限定されない。例えば、電磁弁に代えて、手動弁を用いる構成としてもよい。 In addition, in the above-described embodiment of the dry ice spraying device 1, a configuration in which a solenoid valve 5 is provided in the liquefied carbon dioxide gas supply path L1 and a solenoid valve 7 is provided in the compressed gas supply path L2 has been described as an example, but there is no particular limitation as long as the means can select the open/closed state of the flow path. For example, a configuration in which a manual valve is used instead of the solenoid valve may be used.

以下、本発明の効果を具体的に説明する。なお、本発明は、以下の検証試験によって限定されるものではない。 The effects of the present invention are specifically described below. Note that the present invention is not limited to the following verification tests.

＜検証試験＞
図１及び図２に示すドライアイス噴射装置１を用い、以下の運転条件でドライアイスを噴射した。各条件において、造粒部内の圧力を測定した。結果を図６に示す。 <Verification test>
Dry ice was sprayed under the following operating conditions using the dry ice spraying device 1 shown in Figures 1 and 2. The pressure inside the granulation section was measured under each condition. The results are shown in Figure 6.

（装置条件）
・オリフィス径：０．８ｍｍ
・造粒部の内径：１．５ｍｍ
・噴射ノズルの大径部の内径：２０．０ｍｍ
・噴射ノズルの小径部の内径：５．０ｍｍ
・噴射ノズルの小径部の長さＬ：６０．０ｍｍ
・造粒部の先端から小径部の先端（噴射口）までの長さＬｇ：１／８Ｌ、２／８Ｌ、３／８Ｌ、１／２Ｌ、６／８Ｌ、７／８Ｌ、Ｌの７条件 (Apparatus conditions)
Orifice diameter: 0.8 mm
Inner diameter of granulation part: 1.5 mm
Inner diameter of the large diameter part of the injection nozzle: 20.0 mm
Inner diameter of the small diameter part of the injection nozzle: 5.0 mm
Length of small diameter part of injection nozzle L: 60.0 mm
Length Lg from the tip of the granulating part to the tip of the small diameter part (injection port): 7 conditions: 1/8L, 2/8L, 3/8L, 1/2L, 6/8L, 7/8L, L

（運転条件）
・液化炭酸ガスの供給圧力：６．０（ＭＰａＧ）
・圧縮ガス：圧縮空気
・圧縮ガスの供給圧力：０．２０、０．５０（ＭＰａＧ）の２条件 (Operating conditions)
-Liquid carbon dioxide supply pressure: 6.0 (MPaG)
Compressed gas: Compressed air Compressed gas supply pressure: 2 conditions: 0.20, 0.50 (MPaG)

（圧力測定）
圧縮ガスの供給圧力と造粒部の先端から小径部の先端（噴射口）までの長さＬｇをそれぞれ変化させ、造粒部内の圧力Ｐを測定した。圧力の測定はニードル弁の一次側に接続した連成計を用いた。 (Pressure measurement)
The pressure P in the granulation section was measured by changing the supply pressure of the compressed gas and the length Lg from the tip of the granulation section to the tip (injection port) of the small diameter section. The pressure was measured using a compound pressure gauge connected to the primary side of the needle valve.

図６は、圧縮ガスの各供給圧力における、長さＬｇと圧力Ｐとの関係を示す図である。
図６に示すように、造粒部の先端が噴射ノズルの小径部内に開口することで、造粒部内の圧力Ｐは、大気圧（０．１０１３ＭＰａ）以下となることが確認できた。
すなわち、長さＬと長さＬｇとが、以下の式（１）の関係を満たすことで、造粒部内の圧力Ｐは、大気圧（０．１０１３ＭＰａ）以下となることが確認できた。
１／８・Ｌ≦Ｌｇ＜Ｌ ・・・（１） FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the length Lg and the pressure P for each supply pressure of compressed gas.
As shown in FIG. 6, it was confirmed that the pressure P in the granulation part was equal to or lower than atmospheric pressure (0.1013 MPa) by opening the tip of the granulation part into the small diameter part of the injection nozzle.
That is, it was confirmed that when the length L and the length Lg satisfy the relationship of the following formula (1), the pressure P in the granulation section becomes equal to or lower than atmospheric pressure (0.1013 MPa).
1/8·L≦Lg<L (1)

さらに、長さＬと長さＬｇとが、以下の式（２）の関係を満たすことで、造粒部内の圧力Ｐは、より減圧されることが確認できた。
１／２・Ｌ≦Ｌｇ≦７／８・Ｌ ・・・（２） Furthermore, it was confirmed that the pressure P in the granulation section can be further reduced by the length L and the length Lg satisfying the relationship of the following formula (2).
1/2·L≦Lg≦7/8·L ... (2)

圧縮ガスの各供給圧力において、造粒部内の圧力Ｐが大気圧（０．１０１３ＭＰａ）以下となる条件では、８時間連続運転した際、造粒部がドライアイスによって閉塞しないことが確認できた。 At each supply pressure of compressed gas, it was confirmed that when the pressure P inside the granulation section was equal to or less than atmospheric pressure (0.1013 MPa), the granulation section was not clogged with dry ice after eight hours of continuous operation.

１ ドライアイス噴射装置
２ 噴射ノズル
２Ａ 噴射ノズル本体
２Ｂ 噴射口
２ａ 大径部
２ｂ 小径部
２ｃ 連結部
３ 造粒部
３Ａ 先端
３Ｂ 基端
４ ニードル弁
４ａ 第１流路（オリフィス）
４Ａ 内部空間
４ｂ 第２流路
４Ｂ 軸部
４Ｃ 先端部
５ 電磁弁
２４ オリフィス部材
２４ａ オリフィス（絞り部）
Ｌ１ 液化炭酸ガス供給経路
Ｌ２ 圧縮ガス供給経路 Reference Signs List 1 Dry ice spraying device 2 Spray nozzle 2A Spray nozzle body 2B Spray port 2a Large diameter section 2b Small diameter section 2c Connection section 3 Granulation section 3A Tip 3B Base end 4 Needle valve 4a First flow path (orifice)
4A: Internal space 4b: Second flow path 4B: Shaft portion 4C: Tip portion 5: Solenoid valve 24: Orifice member 24a: Orifice (throttling portion)
L1: liquefied carbon dioxide gas supply line L2: compressed gas supply line

Claims (4)

液化炭酸ガスを供給する液化炭酸ガス供給経路と、
圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給経路と、
前記液化炭酸ガス供給経路に位置し、液化炭酸ガスの流路を規制するオリフィスと、
前記オリフィスの二次側に位置し、前記液化炭酸ガスが断熱膨張してドライアイスを生成する造粒部と、
前記ドライアイスを噴射する噴射ノズルと、を備え、
前記噴射ノズルの内側の空間は、基端に位置する大径部と、先端に位置し、前記大径部と連通するとともに、前記噴射ノズルの軸方向と垂直な方向の断面積が前記大径部よりも小さい小径部と、を有し、
前記小径部の先端が、前記ドライアイスの噴射口であり、
前記造粒部の先端が、前記小径部に開口し、
前記圧縮ガス供給経路が、前記大径部と連通するように前記噴射ノズルと接続され、前記圧縮ガスとともに、前記ドライアイスが前記噴射口から噴射されるものであり、
前記大径部と前記小径部との間に、断面積が前記大径部から前記小径部に向かって連続して小さくなる連結部が位置し、
前記噴射ノズルの軸方向における前記小径部の長さをＬとし、
前記造粒部の先端から前記小径部の先端までの長さをＬｇとした場合、下式（１）の関係を満たす、
ドライアイス噴射装置。
１／２・Ｌ≦Ｌｇ≦７／８・Ｌ ・・・（１） a liquefied carbon dioxide gas supply path for supplying liquefied carbon dioxide gas;
a compressed gas supply path for supplying compressed gas;
an orifice located in the liquefied carbon dioxide gas supply path and regulating a flow path of the liquefied carbon dioxide gas;
a granulating section located on the secondary side of the orifice, in which the liquefied carbon dioxide gas undergoes adiabatic expansion to generate dry ice;
A spray nozzle for spraying the dry ice,
the space inside the injection nozzle has a large diameter portion located at a base end, and a small diameter portion located at a tip end, communicating with the large diameter portion and having a cross-sectional area in a direction perpendicular to an axial direction of the injection nozzle smaller than that of the large diameter portion,
The tip of the small diameter portion is an injection port for the dry ice,
The tip of the granulation portion opens into the small diameter portion,
the compressed gas supply path is connected to the injection nozzle so as to communicate with the large diameter portion, and the dry ice is injected from the injection port together with the compressed gas ;
a connecting portion is located between the large diameter portion and the small diameter portion, the cross-sectional area of which decreases continuously from the large diameter portion toward the small diameter portion;
The length of the small diameter portion in the axial direction of the injection nozzle is L,
When the length from the tip of the granulation portion to the tip of the small diameter portion is Lg, the relationship of the following formula (1) is satisfied:
Dry ice blower.
1/2·L≦Lg≦7/8·L ... (1) 前記造粒部が、前記噴射ノズルの軸方向に延在する配管であり、
前記オリフィスの流路面積よりも、前記噴射ノズルの軸方向と垂直な方向における前記造粒部の断面積が大きく、
前記造粒部の断面積よりも、前記小径部の断面積が大きい、請求項１に記載のドライアイス噴射装置。 The granulation unit is a pipe extending in an axial direction of the injection nozzle,
a cross-sectional area of the granulation section in a direction perpendicular to an axial direction of the injection nozzle is larger than a flow path area of the orifice;
The dry ice spraying device according to claim 1 , wherein a cross-sectional area of the small diameter portion is larger than a cross-sectional area of the granulating portion. 前記圧縮ガスとともに、前記噴射ノズルの内側の空間に薬剤が供給される、請求項１又は２に記載のドライアイス噴射装置。 The dry ice spraying device according to claim 1 or 2, wherein a chemical is supplied to the space inside the spray nozzle together with the compressed gas. 前記オリフィスとして、ニードル弁を用いる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のドライアイス噴射装置。 4. The dry ice spraying device according to claim 1 , wherein the orifice is a needle valve.
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