JPH06298512A - 粒状ドライアイスの製造装置 - Google Patents

粒状ドライアイスの製造装置

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JPH06298512A
JPH06298512A JP5087700A JP8770093A JPH06298512A JP H06298512 A JPH06298512 A JP H06298512A JP 5087700 A JP5087700 A JP 5087700A JP 8770093 A JP8770093 A JP 8770093A JP H06298512 A JPH06298512 A JP H06298512A
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JP
Japan
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cyclone
dry ice
carbon dioxide
gas flow
cylinder
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Pending
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JP5087700A
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English (en)
Inventor
Toyotaro Kawabe
豊太郎 河辺
Yukio Tamagawa
幸夫 玉川
Fumio Itakura
文夫 板倉
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MITSUI TOUATSU LIQUID KAABONIT
MITSUI TOUATSU LIQUID KAABONITSUKU KK
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MITSUI TOUATSU LIQUID KAABONIT
MITSUI TOUATSU LIQUID KAABONITSUKU KK
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50Carbon dioxide
    • C01B32/55Solidifying

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 多段サイクロンを採用し、吹込み吹出し角度
の工夫された複数の第1サイクロンを第2サイクロン上
部に付設し、第2サイクロン内筒表面に複数個の案内板
と底部に衝突板を設け、二重構造の下部放出管を設け
た。 【効果】 造粒効率を向上させかつシッパー等からの跳
ね返りによる製品損失を防止した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はサイクロンを用いた粒状
ドライアイスの製造装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】サイクロン内上部の正反対の方向に液化
二酸化炭素を放出させて造粒し、サイクロン下部に取付
けられた扇形通路を通して粒状ドライアイスを分離する
粒状ドライアイスの製造装置は米国特許第432572
0号として知られている。しかしながら、この方法では
コーン内部に生成ドライアイスが堆積し、下部開口部を
閉塞するために、金属コーンを採用しこの内面に四弗化
エチレン樹脂をコーティングし、更にコーンに衝撃付与
機構を付したものが特公平第3−218913号により
知られており、更に、サイクロンを囲む容器内に排気ダ
クトを設けた装置も特開平第3−228815号により
知られている。
【0003】しかしながら、上記した従来の製造装置で
は、造粒効率が充分でなく、通常の目的においては上部
より容易にガス抜きすることも可能であるが、多量のド
ライアイスの造粒を目的とする場合は不可能であり、上
記のように金属コーン下部の開口部より抜く場合は、多
量のガスが粒状ドライアイスと共に放出され、シッパー
からの跳ね返りによる生成粒状ドライアイスの損失の問
題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
従来技術における解決課題について鋭意検討した結果、
造粒収率の向上には、サイクロン内における螺旋回転を
できるだけ円回転となるように整流することが必要であ
り、そのためには、複数個の第1サイクロンの採用によ
りドライアイスと炭酸ガスに分離し水平流を第2サイク
ロン内に生成させ、第2サイクロンの円錐状内筒に複数
個の案内板を設けることが有効であり、更にシッパーか
らの跳ね返りに関しては隔壁付の二重壁とすることが有
効であることを見出して本発明に到達した。
【0005】すなわち、本発明の第1の発明は、サイク
ロンを利用して液化炭酸ガスからドライアイスを製造す
る装置において、2段サイクロンとしたことを特徴とす
る粒状ドライアイスの製造装置であり、第2の発明は、
金属製円筒の上部に液化炭酸ガスの吹込口を内周接線方
向に吹込むように取付け、金属製円筒の下部にほぼ水平
方向に吹出すように開口部を設けた複数個の第1サイク
ロンを、開口部からドライアイスと炭酸ガスに分離し流
出したガス流が第2サイクロンの上部に形成するように
したことを特徴とする前記1記載の製造装置であり、第
3の発明は、金属円筒内の液化炭酸ガス流の螺旋回転お
よび第2サイクロン上部の炭酸ガス水平流の効率的形成
のために第1サイクロン開口部の底板を吹出側に5〜1
0°傾斜させ第2サイクロン内壁の接線方向に対して入
射角を30〜45°にしたことを特徴とする前記2記載
の製造装置であり、第4の発明は、第2サイクロンの円
錐状内筒に案内板を取付けガス流を螺旋回転から強制的
に円回転に変換させて造粒効果を増大するようにしたこ
とを特徴とする前記2および3の何れかに記載の製造装
置であり、第5の発明は、案内板を数段、数十度位相の
状態で取付けるかまたは螺旋状に取付けたことを特徴と
する前記4記載の製造装置であり、第6の発明は、円形
通路の4ケ所に開口部を有する内筒と内筒上部より高く
した角形外筒の内部を4等分するように隔壁を設け、内
筒開口部より50%以上の炭酸ガスガス量を円筒の半径
方向に放出し、外筒内壁に粒状ドライアイスを衝突さ
せ、上方にガス、下方に粒状ドライアイスを落下させる
ようにした下部放出管を有する前記1ないし5のいずれ
かの製造装置である。
【0006】本発明の粒状ドライアイスの好ましい製造
装置の1例を図1により説明する。
【0007】図1において、電磁弁1および吹込ノズル
2を有する第1サイクロン3は、第2サイクロン7の上
部に1ケだけ取付けられた姿で示されている。第2サイ
クロン7において、円筒4には複数の案内板5が取付け
られ、底部には衝突板6が取付けられている。第2サイ
クロン内において造粒され炭酸ガスを同伴した生成粒状
ドライアイスは、下部放出管8に誘導され、下部放出管
8内の開放空間で粒状ドライアイスは、炭酸ガス流から
分離され、下部放出管8から放出されて図示されてはい
ないシッパー等の容器に落下充填される。サイクロンケ
ース9は、第1サイクロン3、第2サイクロン7および
下部放出管8を収容するものであり、排出口10は炭酸
ガス排出のためのものである。
【0008】以下、上記した本発明の粒状ドライアイス
の製造装置の主要な構成について順次説明する。
【0009】第1サイクロンは、第2サイクロン上部に
おいて液化炭酸ガス流の円回転を効率良く生成させるた
めのもので、複数個、好ましくは4個程度をセットする
ことにより目的が達成される。図2は好ましい第1サイ
クロンの1例を示すもので、吹込みノズル2は好ましく
は図示したように10°、更に好ましくは5〜10°の
範囲の傾斜角を付けて金属製円筒の内周接線方向に吹込
むように取付けられる。第1サイクロン3の上部には上
蓋11が、下部には好ましくは図示したように5°、あ
るいは10°までの範囲の傾斜角を付けた底板13が取
付けられている。第1サイクロン3の金属製円筒内で螺
旋回転を生じた液化炭酸ガス流は金属製円筒下部周方向
に噴出するように開口部14が設けられている。第1サ
イクロン3の下部にはセットリング12を取付けること
が好ましい。
【0010】金属円筒サイクロンの噴き出しノズルの傾
斜角、内径、開口部の幅及び高さ、底板の傾斜角の選定
によって装置の機能は左右される。噴き出しノズルの傾
斜角は、噴き込んだ液化炭酸ガスが円筒内面を螺旋回転
して噴き込み口に戻らないようにしたものである。内径
は、流量により25〜80Aのパイプ径の範囲とし、1
00g/sec程度であれば40Aでよい。開口部は、
ドライアイスが螺旋回転し底板で抵抗を受けながら放出
されるので、ドライアイスが堆積しないように円筒の1
/4周の切り吹き幅で、高さ5〜20mmとすることで
充分な機能が発揮される。底板の傾斜角は、金属円筒サ
イクロンの軸に対して直角にすると開口部の反対側にド
ライアイスが堆積するのでこれを防止するためのもので
ある。
【0011】第1サイクロンの開口部から流出した炭酸
ガス流による第2サイクロン上部の炭酸ガス水平流を効
率的に形成するためには、ガス流と第2サイクロンの内
壁の接線方向に対して入射角30〜45°の方向に流出
させることが好ましい。この場合の入射角θとは、第5
図に示す如く第1サイクロンの金属製円筒の中心点20
と第2サイクロン内壁側の開口開始部21とを結ぶ線が
第2サイクロン内壁接線方向と交わる角度θである。こ
こでの接線とは、第1サイクロン中心点20と第2サイ
クロン中心点24を結ぶ直線を外側に延長し、第2サイ
クロン内壁との交点での垂直線を言う。図において粒状
ドライアイスは主として流出ゾーン22にまた炭酸ガス
は流出ゾーン23に流出する。第1サイクロン3内部の
矢印は液化炭酸ガス流の流れ方向である。
【0012】第2サイクロンにおける造粒効果の増大の
ためには円錐状内筒に案内板5を取付けるのが有効であ
る。また、第2サイクロンの傾斜角、内筒の径、案内板
の取付方法は、ドライアイスの堆積防止に効果がある。
粒状ドライアイスの安息角は60°であるが静電気が帯
電して付着力が強いので、実際には70〜80°になり
軸芯(垂直線)に対して15〜20°の傾斜にすること
が好ましい。また、ガス流速を増加させる目的で第2サ
イクロンのコーン最大径の1/2を円錐状内筒の外径と
することが好ましい。更に、流れを均一にする目的で案
内板を円周4箇所数段を互い違いに90°ずらして取り
付けることが好ましい。また、内筒下部に水平板を取付
けることによりガスの流れを強制的に滞留させ、造粒効
果を更に向上させることができる。
【0013】生成粒状ドライアイスのシッパー等からの
跳ね返り飛び散りの問題を解決するためには、従来、公
知の扇形の放出管でも、単に図1に示したような8角形
にした下部放出管8であっても差支えない。
【0014】しかしながら、生産規模が大きく、排出炭
酸ガス量が大きい場合は、二重壁構造とすることが好ま
しい。図3は、このような好ましい下部放出管の1例を
示すもので、開口16を有する円筒15は、仕切板18
によって外筒17に支持され、下部放出管8の内部空間
を4つの空間部に区画されている。更に、下部放出管8
は、吊り下げ穴19によって、第2サイクロン7の下部
等に支持される。
【0015】第2サイクロン7で生成した粒状ドライア
イスは、内筒15内に誘導され、開口16から区画され
た空間内に炭酸ガスと共に誘導され、開放されて、ガス
流速の低下と共に粒状ドライアイスは降下し、炭酸ガス
流から分離される。外筒17は、シッパー形状等に合せ
て定められても良く、通常4角形である。
【0016】1つの好ましい下部放出管の例は、2重壁
構造の内筒が150〜200mmの長さの円筒で、円周
4箇所に幅を円周の1/8、高さを20〜50mmとす
る開口部を設け、外筒は正4角形の角型で内筒上部より
50〜100mm長くし2重壁内部を4等分に軸方向に
区切り、内筒開口部より約1/2以上のガス量を円筒の
半径方向に放出し、外筒内壁にガスと共に粒状ドライア
イスを衝突させ上方にガス、下方に粒状ドライアイスを
落とし跳ね返りを防止するものである。この場合、粒状
ドライアイスは、外筒の4角い部分と内筒中央部分より
落ち、シッパー全体に供給できる。
【0017】図4は上記した第1サイクロン3、第2サ
イクロン7、下部放出管8およびサイクロンケースを組
込んだ本発明の粒状ドライアイス製造装置の1例であ
る。
【0018】このような製造装置による粒状ドライアイ
スの製造能力の1例は、例えば内容140〜500ml
の第1サイクロン、内容10〜20lの第2サイクロン
の規模で、最大0.5T/Hr程度の0.5〜2mm径
の粒状ドライアイスを製造することが可能であり、液化
炭酸ガスからの粒状ドライアイスの生成率は35%程度
である。
【0019】
【実施例】以下図面によって本発明を説明する。
【0020】液化炭酸ガスを図1の電磁弁2より第1サ
イクロン3に吹込み、内部で断熱膨張させながら螺旋回
転させる。5°の傾斜をつけた底板13で抵抗を与え第
1サイクロン円筒下部周方向に開口部を設け液化炭酸ガ
スを粉状ドライアイスとガスに分離し、第2サイクロン
7に吹き込む。
【0021】この時分離された粉状ドライアイスとガス
は、比重差による遠心力の違いから噴き出し方向が異な
る。第1サイクロン3の半径方向に粉状ドライアイスと
接線方向にガスが噴き出す。この為第1サイクロン3の
取付位置は、粉状ドライアイスが第2サイクロン7の内
壁の接線に対して30〜45°の入射角で内壁に衝突さ
せた。ガスは、案内板5で流れが均一になり粉状ドライ
アイスを内壁に押しつけながら螺旋回転し造粒された。
衝突板6で最終的にガス流を螺旋回転より円回転に変換
しガス流速を増加させ造粒工程を完了させた。第2サイ
クロン7の下部より放出される粒状ドライアイスとガス
は、下部放出管8より放出された。この放出管は、2重
壁構造のもので内筒15は円周4箇所の開口16から粒
状ドライアイスと炭酸ガスを外筒17に衝突させガスは
上方に、粒状ドライアイスは下方に放出した。
【0022】この実験におけるドライアイスの生成率は
35%であった。また、上記の実験において案内板を取
付けなかった場合のドライアイスの生成率は取付けた場
合に対して30〜60%程度であった。
【0023】
【発明の効果】本発明により、サイクロン構造を多段に
し、特に第1サイクロンへの液化炭酸ガス吹込み角度、
第1サイクロン底板の傾斜角度、複数個の第1サイクロ
ンの採用、第2サイクロン内筒への案内板および衝突
板、分画された空間を有する下部放出管等の採用によっ
てガス流を螺旋回転から極力円回転にして造粒収率を高
めると共に、下部放出管の構造を二重壁とすることによ
って分離効率の改善とシッパー等からの跳ね返り損失を
なくすことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粒状ドライアイスの製造装置の主要部
材の組合せ状態を示す図の1例である。
【図2】第1サイクロンの詳細図の1例である。
【図3】下部放出管の詳細図の1例である。
【図4】主要部材を組込んだ装置の1例である。
【図5】入射角を示すための図である。
【符号の説明】
1 電磁弁 2 吹込みノズル 3 第1サイクロン 4 内筒 5 案内板 6 衝突板 7 第2サイクロン 8 下部放出管 9 サイクロンケース 10 排気口 11 上蓋 12 セットリング 13 底板 14 噴出し口 15 内筒 16 開口 17 外筒 18 仕切板 19 吊り下げ穴 20 円筒の中心点 21 開口開始部 22 粒状ドライアイス流出ゾーン 23 炭酸ガス流出ゾーン 24 第2サイクロン中心点

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サイクロンを利用して液化炭酸ガスから
    ドライアイスを製造する装置において、2段サイクロン
    としたことを特徴とする粒状ドライアイスの製造装置。
  2. 【請求項2】 金属製円筒の上部に液化炭酸ガスの吹込
    口を内周接線方向に吹込むように取付け、金属製円筒の
    下部にほぼ水平方向に吹出すように開口部を設けた複数
    個の第1サイクロンを、開口部から流出したガス流が第
    2サイクロンの上部に形成するようにしたことを特徴と
    する請求項1記載の製造装置。
  3. 【請求項3】 金属円筒内の液化炭酸ガス流の螺旋回転
    および第2サイクロン上部の炭酸ガス水平流の効率的形
    成のために第1サイクロン開口部の底板を吹出側に5〜
    10°傾斜させ第2サイクロンの内壁の接線方向に対し
    て入射角を30〜45°にしたことを特徴とする請求項
    2記載の製造装置。
  4. 【請求項4】 第2サイクロンの円錐状内筒に案内板を
    取付けガス流を螺旋回転から強制的に円回転に変換させ
    て造粒効果を増大するようにしたことを特徴とする請求
    項2および3の何れかに記載の製造装置。
  5. 【請求項5】 案内板を数段、数十度位相の状態で取付
    けるかまたは螺旋状に取付け衝突板を組合せたことを特
    徴とする請求項4記載の製造装置。
  6. 【請求項6】 円形通路の4ケ所に開口部を有する内筒
    と内筒上部より高くした角形外筒の内部を4等分するよ
    うに隔壁を設け、内筒開口部より50%以上の炭酸ガス
    ガス量を円筒の半径方向に放出し、外筒内壁に粒状ドラ
    イアイスを衝突させ、上方にガス、下方に粒状ドライア
    イスを落下させるようにした下部放出管を有する請求項
    1ないし5のいずれかの請求項記載の製造装置。
JP5087700A 1993-04-15 1993-04-15 粒状ドライアイスの製造装置 Pending JPH06298512A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1188715A1 (de) * 2000-09-14 2002-03-20 TV Kohlensäure, Technik und Vertrieb GmbH + Co. Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Kohlendioxidschnee
JP2005103481A (ja) * 2003-10-01 2005-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 微細水滴の発生装置

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