KR100582841B1

KR100582841B1 - 고체 이산화 탄소 팰릿의 순간적인 대량생산장치

Info

Publication number: KR100582841B1
Application number: KR1020047006652A
Authority: KR
Inventors: 오스카 프로니; 막씨 엘리아스
Original assignee: 엘리아스, 엘버트 에스
Priority date: 2001-10-30
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2006-05-23
Also published as: CN1582381A; US6442968B1; JP4426296B2; CN100360885C; IL161424A; KR20050032518A; EP1448940A1; CA2464652A1; WO2003038357A1; BR0213927A; CA2464652C; EP1448940A4; JP2005507848A; RU2004114837A; RU2262049C2; IL161424A0

Abstract

본 발명은 가볍고, 고도의 이동성과 효율성이 좋은 순간적인 대량의 CO₂ 생산장치에 관한 것으로, 본 장치는 하나의 노즐이나 다수의 노즐들을 통해서 배출 및 확산되고 액체, 가스 및 고체상들이 공존하여 공지기술의 공정에서 가스상태의 CO₂와 눈입자들의 혼합물로 변환하는 3점 상태에 도달가능한 액체 CO₂ 를 이용한다.

개스 CO₂ (80)는 대기로 배출되거나 다시 액체 CO₂ 로 회수된다. 눈입자들은 눈조각으로 뭉쳐져서 로터(82)에 의해 압축구조체 내에서 펠릿으로 압축되는데, 이 로터(82)는 하우징의 내측면과 연결된 가변용적포켓(92)들을 형성하는 방사상 이동가능한 날들을 구비하여 눈조각을 펠릿으로 만든다. 이 펠릿들은 하우징으로부터 에어록으로 배출되는데, 에어록은 로터를 구비하여 펠릿들을 압축구조체와 분리된 공기배출부(142)까지 운반하여 불이난 장소와 같은 사용지점까지 펠릿의 운반을 용이하도록 한다.

고체 이산화 탄소, 로터, 3중점

Description

고체 이산화 탄소 팰릿의 순간적인 대량생산장치{Appratus For Rapid, High Volume Production Of Solid CO2 Pellets}

본 발명은 단단한 고체의 이산화탄소(이하 CO₂라 통칭함) 팰릿을 순간적으로 대량으로 생산하는 가볍고, 고도의 이동성과 효율성을 갖는 고체CO₂ 생산장치에 관한 것이다.

본 장치는 노즐들을 통해서 배출되어 3점 상태에 도달하도록 팽창되는 액체상의 CO₂를 이용하며, 여기서 3점 상태란 액체, 가스 및 고체상들로 존재하면서 종래에 잘 알려진 공정에서 가스상의 CO₂와 눈입자와 같이 반짝(flash)이는 상태이다.

가스상의 CO₂는 대기로 배출되거나 진공 복구 시스템에 의해 액체로 변환되거나 소화용으로 사용되기 위해 회수된다.

눈입자들은 방사상 방향으로 이동하는 날개(vane)들을 가진 편심지지된 로터 또는 이 로터의 방사상 방향으로 형성한 슬롯에 장착된 날(blade)에 의해 펠릿들과 결합되어 더 큰 눈조각으로 된다.

로터와 날들은 로터 일부 하우징의 내측표면과 연동하여 원주상을 이동하는 포켓들을 형성한다. 이때 로터와 날들이 회전하여 펠릿의 배출지점에 가까이 감에 따라 그 포켓들의 용적이 감소하여 눈조각들을 알갱이로 압축하게 된다.

날들은 하우징의 일정 부분에 견고하게 장착된 분할기를 수용하는 그들의 외측 변부까지 확장된 슬롯들을 구비하여 로터, 하우징, 인접날들의 길이를 따라 세장된 포켓들을 비교적 작은 포켓으로 구획하여 더 작은 펠릿들을 형성시키도록 한다.

이 더 작아진 펠릿들은 로터 하우징의 일부분으로부터 에어록(lock)으로 배출되고, 이 에어록은 하우징과 로터 날들을 구비하여 펠릿들을 펠릿 압축구조체부터 격리된 배출구로 운반한다. 이 에어록은 불을 끄기위해 화재가 발생한 지역과 같은 사용지점까지 용이하게 펠릿을 운반하는 공기배출구를 구비한다.

CO₂눈으로부터 CO₂펠릿의 형성은 잘 알려져 있다. 이같은 펠릿들은 사출물 표면에 대해 투사될 때 사용되는 연마제 분사, 물질 이송, 주변 대기 내의 유해물질의 중화, 고속 음식냉각 또는 다른 물질들과 같은 여러 목적을 위해 사용되어 왔다.

다음 미국 특허들은 액체상의 CO₂로부터 CO₂펠릿을 제조하는 장치들을 포함하여 액체상의 CO₂의 여러가지 사용법을 개시하고 있다.

4,033,736 5,355,962

4,389,820 5,419,138

4,977,910

종래특허들 어느 것은 CO₂펠릿을 제조하는 장치를 개시하고 있는데, 그의 동작 특성은 느리게 시동되고 생산성이 낮고, 상세한 구조적 특성은 크고 무거운 구성요소(부품)들을 구비하고, 동작전력 조건이 다용도 CO₂펠릿의 사용을 제한하고 있다.

실예를들면, 미국특허 제4,033,736호에서는 임펠러(80)가 하우징(30)에 대해 편심되어 설치된다. 눈은 임펠러와 하우징 사이에서 액체상의 CO₂로부터 형성된다. 임펠러가 회전할 때 눈은 압출통로(52)를 통해 방사상 방향으로 변위되고 스프링(76)의 작용에 의해 단단하게 된다.

본 발명에서는 포켓이 원주를 따라 회전하고 로터와 하우징의 편심때문에 그 체적이 감소됨에 따라 눈은 하우징, 로터 및 이 로터상에서 방사상 방향으로 회전하는 날에 의해 형성되는 포켓 내에있는 로터와 하우징 사이에서 원주방향으로 회전하면서 압축된다.

미국특허 제5,419,138호에서는 CO₂눈을 펠릿으로 단단하게 형성하는 수압 램(RAM)의 사용을 개시하고 있으며, CO₂펠릿과 눈을 생산하는 종래 장치의 발전, 이 CO₂펠릿과 눈의 용도 및 종래기술의 동작 매개변수에 대해 논하고 있다. 이 장치는 생산량이 낮고 시동시간이 길다. 또한 그 구조는 무겁고 동작을 위하여 상당한 동력을 필요로 한다.

이와 대비하여, 본 발명에 의한 장치는 순간적으로 동작하고 고농도 고체 CO₂펠릿을 대량 생산하고 현장에서 펠릿을 생산한느데 요구되는 동력은 비교적 적다. 이 CO₂펠릿들은 화재진압하는데 바람직하고, 오염을 감소시키고 다른 여러가지 용도로 사용될 수 있다.

눈입자들을 갖거나 갖지않은 가스 CO₂는 화재를 진압하는데 특히 어떤 위험한 조건에서도 수년간 사용되어 왔다. 할론(halon)시스템이 개발되기까지 CO₂는 활성 금속을 제거한 물질과 그 자신의 산소원을 포함하는 물질들의 화재를 효율적으로 진압을 할 수 있는 유일한 가스 화재진압물질이었다.

가스 이산화탄소는 연소성이 아니므로, 바람직한 화재진압물질이고, 스스로 분해생성물을 발생시키지 않으며, 저장용기로부터 배출시키기 위한 자체압축력을 가져 추가적인 압력을 필요로 하지 않으며, 어떤 잔여물도 남기지 않음으로써 세제로 닦을 필요도 없고, 다른 물질과 비교적 작용하지 않으며, 일상적인 대기상태에서 개스상태이기 때문에 3차원적 방어를 제공하고, 전기적으로 비전도성이며, 활성화된 전기장치가 있는 데에서도 사용될 수 있다.

그러나, 가스의 CO₂ 사용은 10내지 15 피트 이상 떨어져 있는 화재지점까지 가스 CO₂를 운반할 수 없기 때문에 화재 진압제 또는 소화제로서 어느 정도 제한적 이었다. 또한, 종래기술의 장치는 화재와 오염원을 효과적으로 진압할 정도로 먼거리까지 운반될 수 있는 충분한 양의 펠릿을 생산하지 못하였다.

할론 기반 시스템은 오존 고갈물질의 단계적 제거를 시행하는 환경청 (EPA)의 규정때문에 사용금지 되었다. 이산화탄소는 대체기술로 고려되어진다. 본 발명은 여러 발포제와 같이 환경을 해롭게 할 수 있는 할론과 다른 오존 고갈물질의 대체물질로서 CO₂의 사용을 제공한다.

본 발명의 목적은 비교적 작고 가벼워 이동성이 좋은 구조체를 이용하여 압축된 액체 이산화탄소로부터 고밀도 고체 이산화탄소 펠릿을 대량으로 순식간에 생산하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일실시예는 총 무게가 대략 100파운드(lb)보다 작고, 높이가 대략 30인치(in)이며, 깊이와 폭이 대략 6 내지 12인치(in)이고, 작은 마력의 전기모터에 의해 동력을 제공받는다. 이 칫수들은 원하는 생산량에 따라 변경이 가능하다. 또한 이 장치는 작은 마력의 개솔린이나 디젤의 동력엔진에 의해 동력을 공급받을 수도 있다.

이 실시예는 부품의 크기와 로터의 회전속도에 따라 시간당 600 내지 800 파운드의 CO₂ 펠릿들을 생산할 수 있다. 본 실시예의 장치는 시동시간이 대략 3초 걸림으로써 매우 효율이 좋고 값이 싸고 화재 진압시스템을 빠르게 동작시킬 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 액체 이산화탄소가 다수의 노즐들을 통해 개스 이 산화탄소와 이산화탄소 눈입자들의 혼합체로 변환되게 하는 정사각형 팽창 튜브들 속으로 배출되는 압축된 액체 이산화탄소를 공급받는 분기관을 구비한 이산화탄소 펠릿을 생산하는 장치를 제공하는 것이다.

개스 이산화탄소는 대기로 방출되거나 기체회수 시스템 내로 배출된다. 팽창 CO₂ 에 의해 튜브에 생성된 눈입자들은 로터 시스템의 포켓에 모여지고 고체 이산화탄소 펠릿들로 압축된다.

본 발명의 또 다른 목적은 모아진 CO₂ 눈입자들을 CO₂ 펠릿들로 압축하는 구조체가 부분적으로는 원통 하우징으로 되고, 그 내부에 원통형 로터가 축수지지되는데 로터의 회전축이 원통 하우징의 곡률의 중심에 대하여 편심되게 한 고체 이산화탄소 펠릿을 생산하는 장치를 제공하는 것이다.

로터는 원통 하우징의 내부와 밀접하게 접촉하여 지지되므로 다수의 밀폐된 포켓들을 형성하는 외측변부를 가진 방사상 이동가능한 날개 또는 날을 수용하는 방사상 슬롯을 구비하며, 하우징 상에서 아치형 분할기를 수용하는 슬롯들이 형성되지 않는다.

날들은 로터에 대하여 방사상으로 이동하고 날들은 원통형 하우징의 내면을 따라 날를 회전시키고 이동시켜 주변의 CO₂ 눈입자들과 조각들을 고체 이산화탄소 펠릿들을 생산하게 되는데, 이때 하우징, 로터와 날개들로 형성된 밀폐된 포켓들이 대용량의 유입구로부터 소용량의 배출구로 이동한다. 하우징 상에 분할기들은 각 포켓에서 만들어지는 펠릿을 다수의 작은 펠릿으로 잘라서 로터로부터 배출한다.

본 발명의 또 다른 목적은 CO₂가 오리피스를 구비하고 일측벽이거나 양측벽에 구비된 노즐을 통해 압축기로 유입되게 하여 액체 CO₂를 3점 상태로 팽창시킬 수 있는 CO₂펠릿을 생산하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 전면벽이 부분적으로 원통형상으로 된 하우징에 대하여 반대편에 설치되고 브레이드 슬롯들에 수용되는 돌출핀들을 구비하여 눈입자들을 로터와 전면벽을 지나 아래로 낙하시키지 않도록 한 CO₂펠릿을 생산하는 장치를 제공한다. 이 장치는 또한 포켓들과 연결되는 압축공기원을 구비하여, 포켓들이 압축된 전체 펠릿들이 그로부터 제거를 보장하도록 분할기 단부를 지나도록 이동한다.

본 발명의 또다른 목적은 작은 펠릿들이 로터로부터 고체펠릿을 수납하는 에어록 내로 배출되게 한 CO₂펠릿을 생산하는 장치를 제공한다. 에어록은 펠릿 유입구와 로터를 구비한 원통하우징으로 구성되며, 로터는 그로부터 연장하여 하우징의 내측표면과 지속적으로 결합되는 방사상 날을 구비한다. 이 로터와 날들은 원통 하우징의 축과 동심인 축 둘레를 회전하며 일정한 용적을 가진 다수의 포켓들을 형성한다. 하우징은 펠릿 입구로부터 떨어져있는 펠릿 출구를 구비하며, 또한 에어록 하우징의 반대단부나 연통한 공기유동입구와 출구를 구비한다. 하우징을 경유하는 공기흐름은 고체 CO₂펠릿을 반출시키고 펠릿을 에어록으로부터 사용 또는 저장지점까지 운반한다.

본 발명의 또 다른 목적은 펠릿들이 펠릿 압축기로부터 중력에 의하여 배출 되고 액체 CO₂가 연속사용을 위하여 수징되는 CO₂개스를 가진 압축기에서 눈을 포켓 내로 배출하는 튜브내에서 팽창되게 한 CO₂펠릿을 제조하는 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 압축기로터가 중심축둘레로 회전하고 압축기가 로터와 날들을 협동하는 편심 내측부를 구비하여 CO₂눈을 펠릿으로 압축하게 한 CO₂펠릿을 생산하는 장치를 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 무게가 가볍고, 전체 크기가 적으며 용이하게 운반될 수 있으며 제작 및 작동비용이 경제적이고, 용이하고 신속한 시동 및 작동이 가능하며, 효과적인 사용이 가능하면서 화재진압이거나 다른 목적을 위한 대량의 CO₂펠릿을 생산할 수 있게 한 장치를 제공한다.

이하에 분명해지는 다른 목적과 장점들과 함께 이러한 목적들은 이하에 완전하게 기술되고 청구되는 구조와 작동의 상세한 설명에 기재되어 있고 참조번호들은 그의 부품을 형성하는 첨부도면에 병기되고, 동일번호들은 전체적으로 동일부품에 적용된다.

도1은 본 발명에 따라 CO₂펠릿을 생산하는 장치를 로터의 축을 따라 부분적으로 절취한 수직단면도,

도2는 본 발명에 따른 팽창 및 펠릿 압축 부품들을 보여주는 도1의 단면선 2-2를 따라 절취한 부분적인 수직단면도,

도3은 로터의 회전 축을 따라 절취한 로터, 날들 및 하우징의 상세한 수평 단면도,

도4는 펠릿 압축 구조체에 사용되는 이동가능한 로터 날의 확대 평면도,

도5는 팽창 노즐들의 구조를 보여주는 액체 CO₂ 분기관의 종방향 단면도,

도6은 팽창 노즐들의 위치를 나타내고 있는 분기관의 저면도,

도7은 정사각형 팽창튜브 상단의 부분적인 측면사시도,

도8은 로터와 면하여 있는 전면벽의 표면에 형성된 핀들을 나타내고 있는 로터를 위한 지지하우징의 전면벽의 부분적인 사시도,

도8A는 핀들의 구조를 나타내고 있는 지지하우징의 전면벽의 측면사시도,

도9는 로터 날들과 핀들간의 관계를 나타내고 있는 부분 상세도,

도10은 CO₂ 눈입자들과 개스 CO₂ 를 공급받는 포켓들 중 어느 하나의 개략도,

도11은 부분원통 하우징에 장착되는 분할기들 중 하나의 상세도,

도12는 부피가 감소되는 포켓속에 형성된 CO₂펠릿을 더 작은 펠릿들로 분할하는 분할기의 경사진 상단부를 나타내는 도면,

도13은 CO₂펠릿들을 로터로부터 제거하기 위해 로터와 포켓들의 공기입구와 연결을 나타내는 부분적인 단면도,

도14는 로터 포켓들로부터 배출되는 고체압축 CO₂펠릿들을 공급받아 본 발명의 장치로부터 CO₂펠릿들의 배출을 제어하는 에어록의 수직단면도,

도15는 공기유입구와 배출구를 나타내고 있는 에어록의 수평단면도,

도16은 CO₂ 를 압축기로 유입하도록 노즐을 사용하는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도1과 유사한 종방향 수직단면도,

도17은 도16에 도시된 본 발명의 다른 실시예의 횡단면도,

도18은 본 발명의 실시예에 사용되는 펠릿 컷터바의 상세도,

도19는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내고 있는 종방향 수직단면도,

도20은 로터가 중심축 둘레를 회전하고 하우징이 편심된 내부를 구비하는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내고 있는 수직단면도이다.

본 발명의 두 가지 실시예만이 상세히 설명되었지만, 그 실시예들은 단지 발명을 설명하기 위한 방법으로 주어졌다고 이해되어질 수 있다. 본 발명이 다음의 설명이나 도면에서 보여진대로 설명되는 구성요소들의 구조와 배열의 상세한 사항의 범위에 한정되는 것은 아니다.

또한, 더 좋은 실시예를 설명할 때 특정 어구들은 발명의 명확한 설명을 위해 사용되어졌다. 각 특정어구는 유사한 목적을 달성하기 위해 유사한 방식으로 동작하는 모든 기술적 등가물들을 포함한다는 것이 이해될 수 있다.

본 발명에 따른 대량의 CO₂ 펠릿들을 빠르게 생산하기 위한 장치는 도면에 도시되어지고 참조부호 10으로 지정된다. 이 장치는 입구부에서 액체 CO₂를 공급하고 팽창시키는 공급및 팽창조립부(16)와 연결된 로터리형 CO₂ 압축기(14)를 지지하는 하우징(12)을 구비하며 배출부에 있는 에어록(18)과 통해 있어서 압축기(14)에 의해 형성된 단단한 고체 CO₂펠릿의 배출을 제어한다.

하우징(12)은 수평으로 위치하는 바닥판(19)에 대하여 상향으로 연장되며, 일정간격을 가지고 평행하게 된 한쌍의 측면벽(20)을 구비하는데, 이 측면벽(20) 각각은 일반적인 직사각형 형상을 가지며 바닥판(19)과 단단히 연결된다.

직립된 전면벽(22)은 바닥판(19)과 견고하게 연결되고 측면벽(20)들 사이에서 상향으로 연장되고 도2에 도시된 바와 같이 측면벽(20)들의 실질적인 상단 아래에 있는 상단변부(24)에서 끝난다.

전면벽(22)과 일정간격을 가지며 평행한 배면벽(26)은 바닥판(19)로부터 수직으로 연장되고, 측면벽(20)들 사이에서 연장되어 측면벽(20)들의 후방 변부에 대하여 일정한 간격을 두고 측면벽(20)들에 견고하게 연결된다.

배면벽(26)의 상단은 전면벽(22)들의 상단 변부(24) 바로 아래에서 실질적으로 끝나고 배면벽(26)의 전면면과 일열로 된 하단 변부(30)를 가지며 배면벽(26)의 상단 변부에 견고하게 연결된 아치형의 부분적으로 원통형상으로 된 로터 하우징(28)과 연결된다.

이 하우징(28)은 측면벽(20)들 사이에 연장되고, 측면벽(20)들과 견고하게 연결되며 도2에 도시된 바와 같이 하우징(28)의 하단 변부(30)에 대해 측면벽들의 배면 변부까지 측방향으로 오프셋된 상단 변부(32)를 구비한다.

밀봉 수집챔버(34)는 전면벽(22)으로부터 전방으로 연장되고 이하에 설명된 방법으로 개스 CO₂ 를 수집한다. 수집챔버(34)는 내부 전면벽(22)으로부터 일정간격 떨어져 있는 외부 전면벽(36), 바닥벽(38), 측면벽(40)과 상향으로 기울어진 상부벽(42)을 구비하며, 여기서 상부벽(42)은 도2에 도시와 같이 전면벽(22)의 상단변부(24)에 대하여 일정한 간격을 두고 떨어져서 전면벽(36)의 상부 변부로부터 측면벽(20)들의 상단 변부사이에 어느 한 지점까지 연장된다. 수집쳄버(34)의 전면벽(36)은 저부벽(38)에 인접하나 그에 대하여 일정 간격을 두고 연장된 관상부재(44)를 구비하여 개스 CO₂를 수집쳄버(34)로부터 대기거나 진공회수시스템으로 배기시키도록 한다.

액체CO₂를 공급하고 팽창시키는 공급및 팽창부(16)는 공급파이프 또는 호스(46)를 구비하며, 이 공급파이프(46)는 그를 통해서 횡으로 연장된 분기관(48)에 액체 CO₂를 공급할 수 있는 밸브를 가진 압력탱크(도시않됨)와 연통되어 있다.

도5와 도6에 도시된 것처럼, 분기관(48)은 공급파이프(46)와 연통해 있는 개구부(52)를 갖는 상부벽(50)을 구비한다. 분기관(48)에는 저부벽(56)과 상부벽(50)으로 형성되는 중앙의 종방향통로(54)가 형성된다. 수평통로(54)는 분기관의 일단부에 대해 일정한 거리 이격되게 끝나고 그 반대편 단부에 플러그 밀봉부(58)를 구비한다. 저부벽(56)에는 다수의 종방향으로 일정 간격을 두고 형성된 나선구멍(60) 들이 형성되며, 이 구멍(60)들은 통로(54)로부터 저부벽(56)의 밑면까지 연장되어 있다. 노즐(61)은 액체 CO₂ 의 흐름을 제어하기 위하여 각각의 구멍(60)에 장치된다. 분기관의 각 측면변부는 연장 플랜지(depending flange; 62)를 구비한다. 다수의 사각 팽창튜브(64)들은 플랜지(62)들 사이에서 지지되며, 각 튜브(64)는 도7에 도시와 같이 그의 외측면 상에서 감소되는 단면을 가진 상단부(66)를 구비하는데, 이 상단부(66)가 분기관 위에 있는 플랜지(62)들 사이에서 신축되고 사각 팽창튜브(64)들이 분기관(48)에 견고하게 고정되게 한다.

팽창튜브(64)는 노즐들(61)로부터 CO₂ 를 받고 팽창영역을 형성하는데, 여기서 액체 CO₂가 각 노즐(61)에서 제한적인 유동경로를 경유하여 팽창되게 하여 3점 상태에 도달시키게 되며 CO₂의 눈과 개스 CO₂들은 사각 팽창튜브(64)들을 통과하여 배출되는 동안 형성된다.

사각 팽창튜브(64)들의 하단부는 아래로 기울어지고 서로 일정 간격을 두고 이격된 평행벽(68, 70)들 사이에서 신축되고, 하우징(12)의 측면벽(20)들 사이에 연장되고 측면벽(20)들에 견고하게 부착된다.

평행벽(68, 70)들은 팽창튜브벽(64)의 양측면 하부를 따라 상향으로 연장되고, 팽창튜브(64)들은 평행벽(68, 70)들에 견고하게 고정된다. 도2에 도시된 바와 같이, 평행벽(68, 70)들은 평행벽(70)의 하단변부가 전면벽(22)의 상단변부(24)와 일렬로 정렬되나 수직으로는 일정간격을 두고 떨어져 있는 상태로 그들의 상단 모서리에 인접한 측면벽(20)들 사이에 연장하여 있다. 수집챔버(34)의 상부벽(42)은 평행벽(70)의 바닥 변부에 연결된다. 다른 평행벽(68)은 평행벽(70)보다 더 먼거리에 있는 측면벽(20)들 사이에서 하부내측으로 연장되고, 그의 하단변부에 고정된 직립변부(74)를 구비한 플레이트 형태의 측방향 연장플랜지(72)와 부분적으로 원통형상으로 된 로터하우징(28)의 상단변부에 중첩하여 결합되는 종단변부(76)들로 구성된다.

공급및 팽창조립부(16)는 하우징(12)으로부터 수직상향으로 보다는 관련된 위치에서 상향으로 연장되어서 장치의 전체 높이를 감소시키고 팽창CO₂의 하향이동으로 사각 팽창튜브(64)의 아래 벽면을 따라 충돌을 발생시키므로 눈입자들은 더 큰 입자들로 형성하는 것을 용이하게 한다. 눈과 개스 CO₂ 는 일정각도의 하향으로 화살표(78)로 표시한 것처럼 압축기(14) 위 일정거리 떨어진 하우징(12) 영역내로 들어간다. 개스 CO₂는 눈입자들로부터 분리되고 전면벽(22)의 상단변부(24)와 평행벽(70)의 하단변부 사이의 공간을 통과하여 수집챔버(34) 속으로 배출되어서, 개스 CO₂는 수집챔버(34)속으로 투입되어 화살표 (80)에 의해 표시된 것처럼 관상출구(44)를 통해 배출된다.

압축기(14)는 하우징(12)의 측벽(20)들 사이에 연장되는 원통로터(82)를 구비하며 그의 각 단부에는 스터브축(84)를 구비한다. 이 스터브축(84)은 지지베어링이나 부싱(86)에 의해 측벽(20)들 사이에 연장되고 축수지지된다.

다른쪽 스터브 축보다 더 긴 스터브 축(84)은 공지된 방법으로 구동모터(도시않됨)에 연결된다. 구동모터는 작은 동력의 전기모터 또는 작은 동력의 가솔린 이나 디젤 모터 또는 다른동력원을 사용하여 다양한 속도로 로터를 회전시킨다.

로터(82)는 다수의 방사상 슬롯(88)들을 구비하며, 이 슬롯(88)들은 로터의 주변에 등간격으로 배열되고 외측면으로부터 동일한 거리로 내부로 연장된다. 사각구조의 날(90)이 각각의 슬롯(88)들에 끼워지고, 이 날(90)은 슬롯(88)들 내에서 방사상으로 이동가능하다. 날(90)은 측벽(20)들 사이의 거리보다 더 길고 각 날들의 단부는 도1 및 도3에 도시된 바와 같이 측벽(20)들의 양 내측면에 공동부(92)들에 끼워진다. 도2에 도시된 바와 같이 각 공동부(92)의 외주(外周)는 전면벽(22)의 상단부의 내면에 접하고 있으며, 공동부(92)의 외주는 부분반원통 로터 하우징(28)의 내면과 일치한다.

따라서, 날(90)들의 단부가 원형 경로를 이동하기 때문에, 날들의 외측 변부들은 부분원통로터하우징(28)의 내측면 및 공동부(92)들의 내측 상단면과 밀착된다. 로터(82)는 원형 공동부(92)의 중심과 로터 하우징(28)의 부분적으로 원통으로 형성되는 내측면의 중심에 대해 편심된 축에 의해 저널된다. 이것은 날(90)들이 로터(82)를 향하여 팽창튜브(64)와 플랜지(72)에 대향하고 있을때 연장된 위치로부터 방사상 내부로 이동하게 하는데, 이 날들이 부분적으로 원통형상으로 된 하우징(28)의 내측면을 따라 단부변부(30)에 의해 형성된 배출지점까지 이동한다.

날(90)들은 로터(82)가 회전하는 동안 로터(82)의 회전중심으로부터 일정거리 떨어진 축을 가진 원형경로를 따라 이동한다. 인접 날(90)들의 외측변부와 로터(82)의 외측표면은 날(90)들의 외측변부가 하우징(28)과 접촉할 때 로터의 길이를 연장하는 포켓(94)들을 형성한다.

포켓(94)들은 다수의 분할기(96)들에 의해 분할되는데, 바람직하게는 9개이고, 이 분할기(96)들은 하우징(28)에 형성된 얕은 요홈(97)들에 견고하게 장착되고 하우징(28)의 부분적으로 원통형을 이룬 내측면으로부터 내부로 돌출한다.

도11에 도시된 바와 같이, 분할기(96)들 각각은 부분적으로 원통형상으로 된 하우징(28)의 내측면에 형성된 요홈(97)들에 대응하는 아치형 외측변부(98)와 이 변부(98)에 편심되고 로터(82)의 원통외측표면에 일치한 원형의 내측변부(100)를 구비한다. 로터(82)의 원형 표면의 중심은 공동부(92)들과 하우징(28)의 내측면으로 형성되는 원통면의 중심에 대해 편심되어 있다. 분할기(96) 각각은 하우징(28)의 단부 변부(30)와 대응되고 일열로 배열되는 배출단부(102)를 구비한다. 각 분할기(96)들은 각 측면으로부터 중심점까지 경사져 있는 상단변부(104)를 구비하며, 하우징(28)의 상단변부(32)와 일직선으로 정렬되어 각 포켓(94)에 있는 펠릿을 8개의 동일한 크기의 더 작은 펠릿으로 분할하여 각 포켓(94)으로부터 배출한다. 각 분할기(96)의 배출단 변부(102)는 도3에 도시된 바와 같이 하우징(28)에 형성된 요홈(97)들에 분할기(96)들을 수납되게 하는 스토퍼 스트립(103)에 의하여 결합된다.

각 날(90)들은 종방향으로 일정 간격을 두고 떨어져 있는 다수의 슬롯(106)들을 구비하고, 이 슬롯(106)들은 그 외측변부까지 연장되고 분할기(96)들은 수용한다.

날(90)들이 부분적으로 원통형상으로 된 하우징(28)의 상단 변부(32)와 일렬로 정렬되는 위치부터 하우징(28)의 하단 변부(30)와 일렬로 정렬되는 위치까지 통과하고 있기 때문에, 그 포켓(94)들은 인접한 날(90)들이 하우징(28)의 단부변부(32)를 통과하자마자 밀폐된다.

밀폐포켓들은 날들이 하우징(28)의 단부변부(30)와 스토퍼 스트립(103)을 지날때까지 점차로 그의 부피가 감소되며, 포켓(94) 내의 CO₂눈 입자들은 포켓(94)의 부피가 감소됨에 따라 단단하게 고형화된다. 단단해진 CO₂눈 펠릿들은 전면벽(22)과 배면벽(26)에 의해 형성되는 표면을 따라 포켓(94)으로부터 아래로 배출되어 바닥판(19)에 형성된 개구부(108)를 통해 에어록(18) 내로 배출된다.

전면벽(22)의 내측 표면에는 도2, 도8, 도8A 및 도9에 도시된 바와 같이 평행하게 일정한 간격으로 된 다수의 핀(110)들이 형성되어 있으며, 이 핀(110)들은 날(90)들에 슬롯(106) 내측으로 연장되므로 날(90)들이 핀(110)들을 지나서 상향으로 이동되게 한다. 슬롯(106) 내에 핀(110)들은 비교적 넓은 점유되지 않은 슬롯(106)들을 통해서 측면벽(20), 배면벽(26) 및 전면벽(22)에 의해 형성되는 펠릿 챔버내로 CO₂눈이 떨어져서 로터(82)로부터 배출되는 펠릿(95)들과 혼합이 되지 않게 한다.

눈 입자들과 개스 CO₂는 사각팽창튜브(64)들로부터 배출되면, 팽창튜브들의 사각 구조는 로터(82)의 외측 표면을 넘어 연장되는 날(90)들의 외측변부에 의해 형성되는 포켓(94)들이 인접 날들에 의해 형성되는 평행표면들과 로터의 외측표면에 의해 형성된 종방향 직선표면으로 이루어져 있기 때문에 중요하다.

따라서 눈입자들과 개스 물질이 포켓(94)에 유입될 때, 개스 물질은 자체 흐 름경로를 역전하고, 부분적으로 날들에 형성된 슬롯(106)들을 통해 배출됨으로써, 포켓(94)들의 직사각 구조가 더욱 눈으로 고르게 채워지게된다. 팽창튜브들(64)의 하단변부 사이를 통과하고 포켓(94)들 내로 유입된 후 라도 눈과 함께 반출되는 개스 CO₂는 도10에 도시된 바와 같이 역전 흐름에 의해 슬롯(106)들을 통해 이주하여 눈으로 완전히 채워진 포켓들로 남아있게 된다.

도13에 도시된 바와 같이 단단하게 고형화된 CO₂펠릿들은 마지막으로 압축한 후에 포켓(94)들로부터 제거하기 위하여 일측면벽 또는 양측면벽(20)들을 제거하기 위해, 눈이 부분적으로 원통형상으로 된 하우징(28)의 배출단 변부(30)와 스토퍼 스트립(103)을 통과한 후 바로, 각 포켓(94)과 일직선으로 배열되는 공기 유입구(114)를 구비한다. 공기 유입구(114)는 압축 공기원과 연통되어 있어서 포켓(94)의 선단 날(90)이 하우징(28)의 단부 변부(30)와 스토퍼 스트립(103)을 통과할 때, 공기압이 모든 CO₂펠릿들을 배출시키도록 하여 하우징(28)의 단부변부(30), 분할기(96)의 단부변부(102)와 스토퍼스트립(103)들 위로 통과하도록 하므로, 모든 CO₂펠릿들이 포켓(94)으로부터 펠릿 쳄버 내에서 제거되고 배출개구(108)를 통하여 에어록(18)에서 제거되도록 보장한다. 도14및 도15에 도시된 바와 같이 에어록(18)은 그 내부에 로터(118)가 축수지지 된 원통하우징(116)을 구비하며 이 원통하우징(116)과 중심을 이룬 축 둘레에 회전 가능하게 구성된다.

로터(118)는 다수의 방사상 날(120)들은 구비하는데, 이 날(120)들은 로터(118) 내에서 방사상 이동가능하고 로터(118)에 형성된 요홈(122)들로부터 연 장되어 하우징(116)의 내측표면(124)과 접촉한다. 로터(118), 날(120)들 및 하우징(116)의 내측표면(124)은 원주를 따라 연장되는 다수의 포켓(126)들을 형성한다. 원통하우징(116)은 그의 상부 4분의 일 부분에 아치형으로 연장되는 유입구(128)을 구비하고, 이 유입구(128)는 CO₂펠릿(136)들을 수납하는 바닥판(19)에 형성된 배출구(108)와 일렬로 배열된다.

현수가이드 또는 현수판(130)은 바닥판(19)으로부터 유입구(128)의 하단 변부에 있는 하우징(116)에 접하는 위치까지 연장되어 화살표(132)에 의해 표시되는 바와같이 로터(118)의 반시계방향 회전 동안 펠릿(136)들을 포켓(126)내에 보관토록 한다. 도시된 바와 같이 로터(118)는 6개의 슬롯(122)들과 6개의 날(120)들을 구비하며 각 날(120)들은 슬롯(122)들의 바닥과 날(120)들의 내측변부 사이에 장착된 아치형 또는 지그재그형 평판 스프링(134)들에 의해 하우징(116)의 내측 표면(124)과 결합하여 외측으로 편기된다. 따라서 로터(118)의 외측표면과 하우징(116)의 내측 표면(124)와 결합되는 인접한 날(120)들은 원주상으로 배향된 다수의 포켓(126)들을 형성한다. 로터(118)는 작은 모터에 의해 구동될 수 있거나 압축기(14)의 로터(82)를 구동하는 것과 동일한 모터에 의하여 구동될 수 있다.

로터(118)가 회전할 때, 압축기(14)부터 배출되어지는 단단한 펠릿(136)들은 연속 이어져 있는 포켓(126)들이 개구(108)와 개구(128)들과 일렬로 배열되었을 때, 중력에 의해 하향으로 떨어져서 포켓(126)들을 채운다. 포켓(126)들은 그들이 개구(128)와 일렬로 배치되는 위치로부터 하우징(116)의 하부를 향하여 이동할 때 분리된다. 도15에 도시된 바와 같이, 하우징(116)의 하부에, 일측단부의 벽부에는 공기 유입구(138)가 형성되어 공기의 압축원과 연결되고, 하우징(116)의 반대편 단부에는 공기와 펠릿 배출구(140)가 유입구(138)보다 약간 더 크게 형성된다. 유입구(138)로부터 하우징(116)을 통과하여 배출구(140)를 통하여 나가는 공기흐름은 펠릿들을 배출하여 사용지점까지 또는 저장영역과 같은 장소까지 운반한다.

포켓(126)들이 유입구(138)와 배출구(140)들과 일렬로 배열될 때, 일정 압력하의 공기가 포켓(126) 속에 유입되어 있는 경우, 하우징(116)에 공기배출구(142)를 통하여 배기되는데, 이때 포켓들은 CO₂펠릿(136)들로 다시 충진되는 동안 개구(142)와 일렬로 배열되기 전에 공기배출구(142)와 일렬로 정렬된다.

도16 내지 18은 본 발명의 제2실시예이며, 액체 CO₂는 일측 측면벽(216) 또는 양쪽 측면벽(216)에 형성된 팽창노즐(214)을 통과하여 하우징(212)을 구비하는 회전 압축기(210) 내로 유입된다. 노즐(214)은 측면벽(216)에 형성된 구멍(220)에 장착되는 사출수단(218)을 구비하며, 액체 CO₂가 통과 하면서 팽창하여 3점에 도달되게 하는 작은 직경의 구멍(222)을 구비하는데 눈입자들과 개스 CO₂이 도1 내지 도12에서 설명한 포켓(94)과 유사한 쳄버 또는 포켓(224)내로 배출된다.

압축기(210)는 편심 로터(226)를 구비하며, 이 로터(226)에는 하우징(212)의 내측면과 결합되는 방사상 이동가능한 날(228)들을 구비하여 도1 내지 도12에서 설명한 방법과 유사한 방법으로 로터가 회전할 때 눈입자들을 CO₂의 긴 블록들로 압 축되게 하는 밀폐된 챔버(224)들을 형성한다.

날(228)들은 그의 외측 변부에 슬롯(230)들이 형성되어 아치형 블록커(232)들을 수용한다. 블록커(232)들은 인접하는 날(228)들 사이의 거리보다 더 큰 아치형 길이로 연장되어 슬롯(230)의 밀봉부로 형성되므로, 개스 CO₂가 빠르게 대기로 배출되는 것을 방지한다. 한 셋트의 블록커(232)들은 노즐(214)의 양측면상에 위치하는데 따라 노즐(214)에 근접하는 날(228)들과 결합된 블록커(232)들은 노즐(214)로부터 멀어지는 날(228)들과 결합한 블록커(232)들보다 길이가 길고 하우징(212)에 형성된 이 대형 펠릿 배출영역(234)를 향하여 이동하여 대기에 대한 개스 흐름을 제한하는 동안 눈입자를 보유한다.

배출영역(234)은 노즐(214)에 대해 직경방향의 반대 위치부터 하우징(212)의 주부 둘레의 대략 135°까지 연장되어 펠릿들이 중력에 의해 로터, 날들 및 하우징으로부터 떨어지게 한다. 펠릿 커터(236)는 배출영역(234)에 도18에 도시된 바와 같이 돌출부(240)를 구비한 바(238) 형태로 위치 고정되며, 돌출부(240)는 날(228)들에 형성된 노치(230)들 내로 연장되어 압축된 블록들을 여러 펠릿들로 절단한다. 또한, 도13에 도시된 바와 같이 공기 지원되는 배출은 배출영역(234)에 형성된 챔버(224)들로부터 압축펠릿들의 배출을 조력하도록 한다.

도19에 설명된 본 발명에 따른 CO₂펠릿을 대량으로 빠르게 생산하는 장치는 참조부호 310이 지정된다. 이 장치는 로타리형 CO₂압축기 로터(314)를 지지하는 하우징(312)을 구비하며, 이 로터(314)는 도2와 유사한 법으로 입구영역에서 액체 CO₂ 를 공급하는 공급및 팽창조립부(316)와 에어록까지 배출가능하게 하는 배출구(318)들로 구성된다.

하우징(312)은 수평으로 배치된 바닥판(319)과 바닥판(319)에 견고하게 연결되고 그 각각의 형상이 사각형상이고 한쌍으로되고 상향으로 연장되어 일정간격으로 평행한 측면벽(320)들을 구비한다.

직립 전면벽(322)은 도19에 도시된 바와 같이 바닥판(319)과 견고하게 연결되며 측면벽(320)들 사이에서 상향으로 연장되고, 측면벽(320)들의 상단 변부 아래에 있는 상단 변부(324)에서 종료한다. 전면벽(322)에 대해 평행이고 일정간격 떨어진 부분 배면벽(326)은 바닥판(319)으로부터 수직으로 연장되고 측면벽(320) 사이에서 연장되고 측면벽(320)들 배면단부들에 대해 일정간격으로 떨어져 견고하게 연결된다. 배면벽(326)의 상단부는 전면벽(322)의 상단변부(324)와 동일한 높이에서 종료하고 아치형의 부분원통 로터 하우징(328)에 견고하게 연결된다. 부분적으로 원통형상으로 된 로터 하우징(328)은 배면벽(326)에 일렬로 배열되는 단부 변부(330)를 구비하고 후면벽(326)의 상단 변부에 견고하게 연결된다. 로터 하우징(328)은 측면벽(320)들 사이에서 연장되고 측면벽(320)에 견고하게 연결된다. 로터 하우징(328)은 단부변부(332)를 구비하여 도19에 도시된 바와 같이 로터 하우징(328)의 단부변부(330)에 대해 단차되어 있다.

전면벽(322)으로부터 전방으로 연장되는 밀봉 수집챔버(334)는 개스CO₂를 수집하기 위한 것이고, 전면벽(322)으로부터 일정간격 떨어진 전면벽(336)과, 바닥 벽(319)의 일부로 되는 바닥벽과, 전면벽(336)의 상단 변부로부터 단부변부(332)에 인접한 하우징(328)까지 연장되는 상단(342)을 구비하고, 전면벽(322)의 상단 변부(324)에 대해 일정간격 떨어진 측면벽(320)들 사이에서 연장된다. 수집챔버(334)의 전면벽(336)은 관상부재(344)를 구비하며, 이는 바닥벽(319)에 인접하여 그의 전장을 통하여 연장되나 바닥벽(319)에 대해 일정 간격 떨어져 개스 CO₂를 수집챔버(334)로부터 대기, 진공복구 시스템 또는 불을 끄기 위해 개스CO₂를 사용하는 장치로 배출되게 한다.

액체 CO₂의 공급 및 팽창조립부(316)는 공급 파이프 또는 호스장치(346)를 구비하고, 공급 파이프 또는 호스장치(346)는 밸브를 구비한 압력탱크(도시되지 않음)와 연통하여 있고, 이 압력탱크는 액체 CO₂의 공급부를 구비하며, 이 공급부는 액체 CO₂가 연장된 분기관(348) 내부로 통과하여 바닥판(319)으로부터 지지되는 브라켓(352)에 의해 지지되는 팽창 튜브 또는 튜브(350)들 내로 통과되게 한다. 분기관(348)은 도5와 도6에 도시된 것들과 유사한 구멍 또는 오리피스들을 구비한다.

팽창 튜브 또는 튜브(350)들은 팽창영역을 형성하여 CO₂를 팽창시키고 CO₂눈입자들과 개스 CO₂가 수집챔버(334)를 통하여 로터 하우징(328)의 변부(332)로 배출되도록 형성되는 3중 지점에 이르게 한다. 개스 CO₂는 눈입자로부터 분리되고 수집챔버(334) 내로 배출되어서 개스가수집챔버(334) 내로 하향유입되어 관상배출구(344)를 통하여 배출된다.

압축 로터(314)는 원통형이고 측면벽(320)들 사이에서 연장되고 다수의 방사상 슬롯(354)들을 구비한다. 슬롯(354)들은 로터의 원주를 따라 방사상으로 등간격으로 배치되고 외측 표면으로부터 동일한 거리로 내부로 연장된다.

사각구조의 이동 날(356)은 슬롯(354)들 각각에 위치하고 슬롯(354) 내에서 방사상으로 이동가능하게 끼워진다. 날(356)들은 측면벽(320)들 사이의 거리보다 약간 더 길게 되고 그들의 단부들은 도1 및 3과 유사한 방법으로 측면벽(320)들의 양 내측 표면에 내측으로 향한 공동부(358)들 내에 설치된다. 각 공동부(358)의 외측 원주는 부분원통 로터 하우징(328)의 내측 표면과 일치한다. 그리하여, 날(356)의 단부들이 원형 경로를 이동함에 따라, 날의 외측변부들은 부분원통 로터 하우징(328)의 내측 표면과 공동부(358)들의 내측 상부면과 밀접하게 접촉한다. 로터(314)는 로터하우징(328)의 부분원통 표면의 중심축에 대해 편심되어 있는 축에 저널된다. 이는 날(356)들과 공동부(358)들이 팽창영역과 하우징(328)의 변부(332)와 전면벽(322)의 변부(324)에 의해 형성되는 유입구와 마주하였을 때, 연장된 위치로부터 방사상으로 이동하게 하고, 또 날(356)들과 공동부(358)들이 부분원통 하우징(328)의 단부 변부(330)에 의해 형성되는 배출영역으로 부분원통 하우징의 내측 표면을 따라 이동할 때 날 들이 로터(314)를 향하여 내부로 이동하게 한다. 날(356)들은 로터(314)와 날(356)들이 회전운동하는 동안 로터(314)의 회전 중심으로부터 일정거리 떨어진 축을 가진 원형 경로를 따라 이동하게 된다.

부분적으로 원통형상으로 된 하우징(328)의 내측 표면과, 인접 날(356)들과, 로터(314)의 외측 표면들은 포켓(359)들을 형성하는데, 이 포켓(359)들은 날(356)들의 외측 변부가 하우징(328)에 접촉할 때, 로터(314)와 날(356)들의 길이를 연장한다. 포켓(359)의 공동부들은 다수의 분할기(360)들에 의해 분할된다. 분할기(360)들은 하우징(328)에 형성된 얕은 요홈에 견고하게 장착되고 도1-12에 도시된 바와 같이 로터 하우징(328)의 부분적으로 원통형상으로 된 내측 표면으로부터 내부를 향하여 돌출해 있다. 본 실시예에서 로터, 날들과 하우징은 도1-18에 설명된 것과 유사한 방법으로 기능하고 배출구(318)를 향하여 하향으로 펠릿들을 배출하는 것과 동일한 구조를 갖는다.

도20에 설명된 본 발명의 실시예는 참조부호 410으로 지정된 CO₂펠릿을 형성하는 압축기를 구비하고, 그 압축기(410)는 원통형상의 로터 하우징(412)을 구비하지만, 이 하우징(412)은 그의 주요부분을 따라 연장되는 원통 내측표면(416)의 중심에 대해 맞은편에 위치하는 평판 또는 직선부(414)를 구비한다. 로터(418)는 하우징(412)의 단부벽(420)에 축수지지되고 하우징 (412)의 원통부(416)의 중심과 일치하는 중심축에서 회전한다. 하우징(412)은 CO₂공급조립부(424)와 통해 있는 유입구(422)를 구비하며, CO₂공급조립부(424)는 액체 CO₂가 통과하여 팽창하면서 눈입자들과 개스 CO₂를 형성하는 노즐 또는 구멍(428)을 구비하는 플레이트(426)로 구성된다. 개스 CO₂는 플레이트(426)와 하우징(412)과 연결된 일 변부를 구비한 플레이트(432) 사이에서 유입구(422)의 한 변부를 형성하는 제1부위(430)에서 새어나갈 수 있다. 또한, 개스 CO₂는 노즐플레이트(424)의 변부와 흡입구(422)에 인접한 하우징(412)의 외측면 사이에 형성되는 제2부위(434)에서 새어나갈 수 있다.

액체 CO₂가 팽창함으로써 형성되는 눈입자들은 유입구(422)를 통과하여 로터(418)에 형성된 슬롯(440)들에 장착된 방사상 날(438)들에 의해 형성되는 포켓(436)들 내에 유입될 수 있다.

하우징(412)의 단부벽들은 하우징(412)의 내측면(416)과 평탄 플레이트 (414)의 내측 표면과 유사한 형상을 갖는 환형 공동부(414)를 구비하여 슬롯(440)들에 끼워져 있는 날(438)들의 이동을 제어한다.

방사상 슬롯(440)들은 도1-19에 설명된 단부 공동부와 유사한 방법으로 날(438)들의 방사상 이동을 가능하게 하여 날(438)들의 외측 변부들이 하우징(412)의 원통부 내측 표면과 평판 플레이트(414)의 직선 내측 표면(442)들과도 밀폐된 관계로 있게 된다.

하우징(412)은 유입구(422)와 직경으로 반대편에 배출구(444)를 구비한다. 이 배출구(444)는 그것에 연결되어 외부로 벌어진 상단부 (448)를 가진 배출튜브(446)를 구비하여 날들이 구멍(444)위를 통과할 때 로터 포켓(436)들로부터 CO₂펠릿들을 중력에 의해 용이하게 배출되도록 한다. 이러한 구조는 방사상 날(438)들의 외측 변부들이 내측표면(416, 442)들과 결합되고 날(438)들의 위치와 포켓(436)들의 크기를 제어할 때, 단순화되어진다. 포켓(436)들은 날(438)들이 하우징(412)부분의 반원통 표면(416)과 결합될 때 동일한 크기를 유지한다. 그러나, 로터(418)의 회전축에 대해 편심되어 있는 평판 플레이트(414)의 직선상의 내측표면 때문에, 포켓(436)들은 날들이 플레이트(414)의 중심을 통과할 때까지 부피가 감소되어 포켓(436)들 내에 있는 눈입자들을 압축한다. 로터의 회전이 시계 방향으로 계속됨에 따라, 배출구(444)를 향하여 플레이트(414)의 중심을 통과하는 날(438)들은 포켓(436)들의 부피가 증가되게 하여 압축 펠릿들을 방출시켜 배출구(444)을 통하여 배출튜브(446) 내로 떨어뜨린다. 원통 표면(416)과 편심 표면(443) 사이의 접속부는 곡선으로 된 천이표면(443)을 구비하여 더 부드러운 이동이 이루어지게 하고 날(438)들과 플레이트 표면(442)과의 마모를 줄인다.

본 발명은 환경을 해치는 할론계 소화제 또는 다른 오존고갈 화학물질의 대체재로서 이산화탄소 펠릿들의 사용을 위하여 제공된다. 본 발명은 종래의 장치들이 이산화탄소 발생원으로부터 거리가 멀리 떨어진 불에 도달할 수 없어서 사용할 수 없었던 이산화탄소 용도의 제한을 제거하였다. 본 발명은 이산화탄소 눈을 압축하여 고체이산화탄소 펠릿으로 만드므로써 수력 양수기나 다른 크고 무거운 장비의 사용없이 압축 액체 이산화탄소로부터 순간적으로 대량의 고체 이산화탄소 펠릿을 생산할 수 있으며 이산화탄소 눈을 이산화탄소 펠릿으로 압출하는 압출기를 사용하지 않을 수 있다. 본 발명의 구조는 가볍고 휴대할 수 있으며 효율적인 동작을 위해 작은 마력의 모터가 장착되어 있다. 또한, 양산능력은 압축기의 길이, 로터 및 관련된 구조들을 증가시킴으로써 두배로 되거나 3배로 될 수 있으며, 이산화탄소 펠릿들의 밀도는 로터의 회전속도를 변화시킴으로써 변화시킬 수 있다.

잘 알려진 바와 같이, 화재는 3개의 요소들, 연료, 산소 및 열을 가지고 있 다. 이산화탄소 펠릿들은 온도를 낮추고 산소를 제거함으로써 불이 유지될 수 있는 중대한 3요소 중 2요소를 제거한다. 거품에 의해 형성되는 얇은 막은 산소를 제거하지만 이산화탄소 펠릿들처럼 발화점을 낮추지 못한다. 다른 화학 약품들은 발화점을 감소시키는 것없이 불로부터 산소를 분리시키며, 화학제품들은 고온의 불속에서 유독성 상태를 만들고 오존층을 고갈시킨다.

어느 종래기술의 장치는 비교적 무겁고 대략 3000 파운드의 무게가 나가고 10내지 15분의 시동시간 후에 시간당 대략 200 파운드의 이산화탄소 펠릿들을 생산한다. 8000 파운드의 무게가 나가는 또 다른 종래의 장치는 시동기간이 지난 후에 시간당 500 내지 600 파운드의 이산화탄소 펠릿들을 생산한다. 이러한 부피가 큰 종래기술의 기계들은 20 마력 이상의 모터를 필요로 하거나 더 많이 생산하려면 더 큰 마력의 모터를 필요로 한다. 이같은 종래기술의 장치들은 무겁고, 이동이 어려운 고정장치이며 화재를 진압하고 오염을 줄이기 위해서는 경제적으로 이용할 수 없고 충분한 효율성이 없다.

본 발명의 구조는 대략 60-100 파운드 가량의 무게이고, 높이가 3피트보다 작고, 폭이 12인치, 깊이가 6인치이어서 1마력보다 작은 마력의 모터를 사용할 수 있으며, 대략 3초의 시동시간으로 시간당 800 파운드의 이산화탄소 펠릿들을 생산할 수 있다. 이러한 특징은 본 발명이 매우 중요하고 값 싼 화재 진압장비가 되게 한다. 고체형태의 이산화탄소는 냉동조건하에서도 매우 한정된 저장수명을 갖는다. 그리하여, 고체형태의 이산화탄소는 손쉽게 생산할 수 없고 미래의 불이나 오염 제어 또는 다른용도로 고려되어졌다.

그러나, 본 발명으로 상기 결점을 제거하여 매우 짧은 기동시간에 대량의 이산화탄소 알갱이들을 생산하는 것이 가능하다. 예를들면, 본 발명에 의한 장치가 작은 크기이고 무게가 작기 때문에, 본 발명 또는 그것에 의한 몇몇 장치는 압축된 이산화탄소 액체를 저장한 탱크를 헬리콥터에 장치할 수 있어서 CO₂펠릿으로 산불을 진압하기 위한 효율적인 운반 시스템을 만들 수 있다.

또한, 큰장치는 화재가 발생한 위치로부터 멀리 떨어진 곳에 고정적으로 설치할 수 있고 CO₂펠릿은 큰 버켓이거나 또는 헬리콥터에 의하여 이동될 수 있는 유사한 저장용기에 의해 화재가 발생한 곳에 운반되어 사용될 수 있다. 본 발명에 의한 장치는 화학약품에 의한 큰 화재, 고층빌딩의 화재 그리고 다른 전통적인 장치에 의해 도달할 수 없는 화재에 사용될 수 있다. 본 발명에 의한 장치는 여러가지 용도를 가지며 화학공장에 발생한 치명적인 화학 약품의 누출을 빠르게 진압할 수 있고 암모니아 증기 같은 해로운 증기를 중화시키기 위해서도 사용될 수 있다.

본 발명에 의한 장치는 그 크기가 작고 무게가 작은 특성 때문에 작은 트레일러에 장착될 수 있거나 픽업 트럭 또는 다른 트럭 또는 인간의 등에 짊어질 수도 있어서 휴대용 화재 및 오염 진압용으로 사용될 수 있다. 화재가 기름가 같이 물 표면 위 또는 물에 떠 있는 액체연료 화재일지라도, 본발명에 의한 장치는 CO₂펠릿들이 물위에 뜨고 그불을 진압할 수 있기 때문에 문제를 해결할 수 있다.

더하여, 본 발명에 의한 장치는 여러가지 잘알려진 문제들이 액체들을 순간적으로 냉각 또는 얼게하여 고체 덩어리로 만들고 심각한 해가 인간이나 환경에 발 생하기 전에 빠르게 원상회복되거나 원래의상태로 되돌아오기 때문에 화재진압에 한정되어 사용되지 않는다.

본 발명에 의한 장치는 특히 오일탱커, 화물선, 해양석유 굴착 플랫폼, 석유화학공장, 석유정련공장과 화재, 해로운 물질을 저장한 탱크의 전복사고가 발생한 많은 다른 다양한 장소들에 대하여 유용하게 사용될 수 있다.

앞서의 설명은 본 발명의 주제를 설명하기 위해서만 고려된 것이다. 더구나, 많은 수정과 변경이 본발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 자명하기 때문에 본 발명을 정확한 구조에 한정하고 보여지고 설명된 동작에 한정하는 것은 바라직하지 않으며, 따라서, 모든 적당한 변경과 균등물들은 본 발명의 범위내에서 있으며 벗어나지 못한다.

Claims

부분적으로 원통형상으로 된 내측 표면을 갖는 하우징과, 상기 하우징의 부분적으로 원통형상으로 된 내측표면의 중심축에 대해 편심된 축 주위를 회전하도록 상기 하우징에 인접하여 축수지지되는 원통 로터와, 상기 하우징과 로터와 연통되어 있고 액체 CO₂를 압축 액체 CO₂저장원으로부터 공급받아서 액체 CO₂를 개스와 눈상태로 변환하여 눈이 상기 로터내로 배출되고 상기 개스 CO₂를 배출하는 공급및 팽창조립부로 구성되는 고체 CO₂ 펠릿을 생산하는 장치에 있어서,

상기 로터가 그와 상기 하우징의 부분적으로 원통형상으로 된 내측표면 사이에서 연장되는 방사상으로 이동 가능한 다수의 날들을 구비하여, 상기 액체 CO₂공급및 팽창조립부로부터 눈을 공급받는 다수의 포켓들을 형성되게 하므로 상기 로터의 편심축 회전으로 상기 포켓들과 눈들을 로터의 원주를 따라 이동시키고 상기 포켓의 부피를 줄어들게 하여 눈을 펠릿으로 압축하도록 하며, 상기 하우징이 상기 포켓들을 최소 부피로 하여 단단해진 고체 CO₂펠릿들을 상기 하우징으로부터 배출할 때 상기 포켓과 연결된 배출영역을 구비하게 한 것을 특징으로 하는 단단한 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제1항에 있어서,

상기 공급및 팽창조립부는 액체 CO₂를 공급하기 위한 공급파이프, 액체 CO₂를 받는 세장된 분기관, CO₂를 배출하고 팽창시키는 분기관에 형성된 다수의 노즐들, 상기 노즐들로부터 팽창된 액체 CO₂를 공급받아 개스 CO₂와 CO₂눈입자들의 혼합체를 형성하는 다수의 정사각 팽창튜브들을 구비하며, 상기 정사각 팽창튜브들이 상기 로터에 인접한 배출단부들을 구비하여 눈입자들을 상기 로터에 끼워져 있는 날들에 형성되는 포켓들의 영역을 통하여 균일하게 유입시키고 개스 CO₂를 탈출하게 하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제1항에 있어서,

상기 로터 하우징으로부터 CO₂펠릿을 공급받는 에어록과 결합되어 있으며, 상기 에어록은 부분적으로 원통형상으로 된 하우징과 상기 하우징의 중심축과 일치하는 축주위를 회전하고 상기 하우징 내에 조립되는 로터들로 구성되며, 상기 에어록 내의 로터는 방사상으로 연장되고 스프링에 의해 치우쳐져서 상기 부분적으로 원통형상으로 된 하우징과 결합되어서 고체 CO₂ 펠릿을 수용하는 상방향으로 개구된 포켓들을 형성하고, 분리된 포켓 내에 고체 CO₂ 펠릿들을 공급받아 그들을 배출영역까지 운반하는 다수의 날들과 그 배출영역에 있는 분리된 포켓들과 통해 있는 에어록 원통 하우징의 양단부에 펠릿들을 상기 분리된 포켓들로부터 배출하도록 형성된 공기유입구와 배출구로 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제3항에 있어서,

상기 원통 하우징은 상기 펠릿 배출영역에서 일정 거리 이격이 되는 공기 배출부를 구비하여, 상기 포켓들이 펠릿 형성로터로부터 상기 고체 배출영역과 일렬로 배열되기 전에 원통 하우징의 로터에 형성된 포켓들로부터 여분의 공기를 배출하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제1항에 있어서,

상기 하우징은 양 측면벽들을 구비하고 있으며, 각 측면벽은 상기 부분적으로 원통형상으로 된 내측표면의 중심에 대해 동심을 이루고 상기 로터의 회전축에 대해서 편심된 중심을 갖는 원형 공동부를 구비하며, 상기 날들을 로터의 회전중에 포켓을 공급 및 팽창조립부와 일렬로 정렬시키는 상태의 위치로 부터 로터를 이동시킴에 따라 부분적으로 원통형상으로 된 내측표면에 인접한 날들의 외축변부를 지지하도록 하여 포켓의 용적을 줄이고 포켓내에 눈을 압축하도록 공동부내에 수납되는 단부를 구비하며, 여기서 포켓은 배출영역과 일렬로 정렬되는 위치까지 최소용적을 가지며, 각 포켓 내에 눈들이 펠릿으로 단단하게 생산되게 한 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제5항에 있어서,

상기 각 날은 종으로 이격되고 그의 외측변부까지 연장되는 평행한 다수의 슬롯들을 구비하고, 상기 부분적으로 원통형상으로 된 하우징은 그 내부측 표면상에 소정거리 이격된 평행한 다수의 분할기들을 구비하며, 상기 분할기들은 상기 날들, 포켓들 및 눈들이 상기 부분적으로 원통형상으로 된 하우징의 내부표면을 따라 회전할 때 각 포켓에 펠릿들을 동일한 크기의 다수 펠릿으로 절단하게 한 고체 CO₂ 펠릿 생산장치.
제6항에 있어서,

상기 각 분할기는 아치형 형상이고 상기 부분적으로 원통형상으로 된 하우징의 내측표면과 일치하는 요홈들에 끼워지는 외측변부와 상기 로터의 외측표면과 일치하는 내측변부를 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제7항에 있어서,

상기 하우징은 전면벽과 배면벽을 구비하고, 상기 분할기들 각각은 상기 배면벽의 상단 내측표면과 일렬로 배열되는 하단부를 구비하고, 상기 부분적으로 원통형상으로 된 하우징은 상기 배면벽의 상단 내측표면과 일렬로 배열되고 연결되는 하단부를 구비하며, 상기 부분적으로 원통형상으로 된 하우징은 그 하단부로부터 180°보다 작은 각도로 상단변부에서 끝나서 상기 로터의 상부를 노출시키고 상기 로터 날부와 함께 작용하여 상방향으로 개구된 포켓들을 형성하여 상기 공급 및 팽창 조립부로부터 눈입자들을 공급받는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제8항에 있어서,

상기 전면벽은 상기 날들이 공급 및 팽창 조립부에 향하여 이동했을 때 상기 날들의 외측 변부의 이동경로에 매우 가깝게 인접하도록 방향을 갖는 내측 표면을 구비하고, 상기 전면벽은 그 내측 표면에 다수의 이격된 평행 핀들을 구비하여 그들이 날에 형성된 슬롯들 내로 연장되어서 상기 공급 및 팽창 조립부에서 공급되는 눈들의 운동이 상기 로터를 지나서 배출영역으로 들어가는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제9항에 있어서,

상기 측면벽들 중 적어도 하나는 상기 밀폐된 포켓이 부분적으로 원통형상으로 된 하우징의 하단부를 통과할 때, 고체 CO₂ 펠릿을 담아두고 있는 밀폐된 포켓과 일렬로 배열되는 공기유입구를 구비하고, 상기 공기유입구는 상기 포켓들이 상기 분할기들의 하단부와 부분적으로 원통형상으로 된 하우징을 통과하여 에어록으로 상기 CO₂ 펠릿을 배출할 때 상기 포켓들로부터 고체 CO₂ 펠릿들을 배출하는 속도로 압축공기를 공급받도록 한 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제10항에 있어서,

상기 하우징의 전면벽은 그 전면에 개스수집챔버를 구비하고, 상기 개스수집챔버는 맬폐된 공간을 형성하여 상기 하우징 벽들의 상단부가 상기 공급 및 팽창 조립부로부터 배출되는 모든 개스CO₂를 수집하고, 상기 개스수집챔버는 상기 개스 수집챔버의 벽을 통하여 위치하는 통기공을 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 제조장치.
제11항에 있어서,

상기 공급 및 팽창조립부는 상기 로터와 하우징에 대해 상부방향의 협각으로 연장되어 장치의 크기를 감소시키고 더 작은 눈입자들을 더 큰 눈조각들로 만들어 상기 로터에 끼워진 인접하는 날들 사이에서 상방향으로 개구된 포켓들 내로 중력에 의해 배출하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제12항에 있어서,

상기 상방향으로 개구된 포켓들은 상기 로터로부터 상방향으로 연장되는 날들이 연속된 벽표면과 연속된 포켓들을 형성할 때 인접한 날들에 의해 형성되고, 상기 정사각 튜브들은 하단부에 배열되어 눈을 각 상부방향으로 개구된 포켓의 모든 영역내로 배출하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제13항에 있어서,

상기 로터 하우징으로부터 CO₂ 펠릿들을 공급받는 에어록과 결합되고, 상기 에어록은 원통 하우징, 상기 원통 하우징의 중심축과 일치하는 축둘레를 회전하고 상기 원통 하우징 내에 조립되는 로터와, 상기 에어록 내의 로터는 방사상으로 연장되고 스프링에 의해 치우쳐져서 상기 원통 하우징과 결합되어서 상방향으로 개구된 포켓들을 형성하고, 상기 포켓들은 고체 CO₂펠릿을 공급받아 그들을 배출영역까지 운반하여 그 배출영역에 있는 밀폐된 포켓들과 연결되 있는 에어록 원통 하우징의 양 단부에 형성된 공기 유입구 및 배출구를 통해 펠릿들을 상기 밀폐된 포켓들로부터 배출하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제14항에 있어서,

상기 원통 하우징은 상기 CO₂ 펠릿 배출영역에서 일정 거리 떨어져 있는 공기 배출구를 구비하여 상기 포켓들이 상기 고체 펠릿 배출영역과 일렬로 배열되기 전에 원통 하우징의 로터에 형성된 포켓들로부터 잔류 공기를 배출하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제8항에 있어서,

상기 부분적으로 원통형상으로 된 하우징은 상기 요홈들의 하단부를 밀폐하고 그들을 가로질러 연장되고 상기 요홈들에 끼워지는 각 분할기의 하단부에 인접하는 스토퍼 스트립을 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제6항에 있어서,

상기 각 분할기는 각 날에 형성된 각 슬롯의 전체 깊이를 통하여 방사상으로 연장되는 경사지 단부를 구비하여 각 포켓에 있는 펠릿을 더 작은 펠릿으로 자르는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제1항에 있어서,

상기 공급 및 팽창조립부는 상기 하우징의 측면벽을 통해 연장되는 노즐을 구비하고, 상기 노즐은 압축된 CO₂ 공급원과 연결되어서 팽창에 의해 생성된 눈을 상기 포켓들 내로 공급하고 상기 눈을 압축하여 펠릿으로 만들어 하우징으로 배출하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
압축가능한 물질이 원주상을 회전할 때 그 물질을 압축하기 위하여 중심축을 갖는 적어도 하나의 부분적으로 원통형상으로 된 내측표면을 구비하는 하우징과, 상기 부분적으로 원통형상으로 된 내측표면의 중심축으로부터 이격된 축을 중심으로 회전하도록 구동되는 원통 로터로 구성되고, 상기 로터가 다수의 방사상 슬롯들과, 상기 로터와 부분적으로 원통형상으로 된 표면과 협력하는 각 슬롯에 끼워지는 방사상으로 이동하는 날들를 구비하여 방사상 포켓들을 형성하고, 상기 포켓들이 유입구 영역과 일렬로 배열될 때 유입구 영역에서 상기 압축물질을 공급받아 상기 포켓들 내에 있는 압축물질이 원주상을 이동할 때 그물질을 압축하고 상기 포켓들의 부피가 감소할 때 압축됨에 따라 유입구 영역에 근접하여 있는 포켓들의 단부보다 상기 로터의 회전축에 더 가까운 상기 부분적으로 원통형상으로 된 하우징의 단부에 있는 배출영역으로 이동하여 압축된 물질을 오리피스를 통하여 방사상으로 밀어내어 배출하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제19항에 있어서,

상기 각 날은 그의 외측 변부로 연장되는 다수의 슬롯들을 구비하고, 상기 부분적으로 원통형상으로 된 표면은 상기 슬롯들 중 하나에 끼워지는 내측 변부를 구비하는 다수의 아치형 블록커들을 구비하여 CO₂ 개스가 상기 날 슬롯들을 통해 탈출하지 못하게 하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제20항에 있어서,

상기 하우징은 측면벽들을 구비하고, 상기 각 측면벽은 그 내측표면에 원형 공동부를 구비하고, 상기 공동부들은 상기 부분적으로 원통형상으로 된 표면의 중심축과 일치하는 중심축을 가져서 상기 로터가 상기 공동부들과 상기 하우징의 부분적으로 원통형상으로 된 내측표면의 중심축으로부터 이격된 축 주위를 회전할 때 상기 로터에 대해 방사상으로 이동하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제19항에 있어서,

상기 하우징은 상기 포켓들로부터 압축된 물질을 배출하는 배출영역에서 상기 로터를 향하여 연장되는 커터 날을 구비하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
압축가능한 물질이 원주상을 회전할 때 그 물질을 압축하기 위하여 중심축을 갖는 적어도 하나의 부분적으로 원통형상의 내측표면을 구비하는 하우징과, 상기 부분적으로 원통형상의 내측표면의 중심축으로부터 이격된 축을 중심으로 회전하도록 구동되는 원통 로터로 구성되고, 상기 로터가 다수의 방사상 슬롯들과, 상기 로터와 부분적으로 원통형상의 표면과 협력하는 각 슬롯에 끼워지는 방사상으로 이동하는 날을 구비하여 방사상 포켓들을 형성하고, 상기 포켓들이 유입구 영역과 일렬로 배열될 때 유입구 영역에서 상기 압축물질을 공급받고, 상기 하우징은 상기 로터의 회전축에 대해 편심되고 상기 원통표면보다 상기 로터의 회전축에 더 가까운 표면을 구비하여, 상기 포켓에 들어있는 물질과 포켓들이 그 부피가 감소할 때 상기 물질을 압축하여 펠릿으로 만들고 상기 포켓들은 편심된 표면을 따라 상기 유입구로부터 이격된 거리에 형성되는 배출영역으로 이동하여 중력에 의해 압축된 펠릿들을 배출하는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.
제23항에 있어서,

상기 유입구 영역은 노즐을 구비하고, 상기 날들이 상기 하우징의 부분적으로 원통형상의 표면과 결합되어 있을 때 상기 노즐을 통하여 액체CO₂가 통과하면서 팽창하여 눈입자들을 형성하고 상기 포켓들 내에 모아지는 것을 특징으로 하는 고체 CO₂ 펠릿의 생산장치.