KR101533708B1 - 드라이아이스 제조장치 - Google Patents

Abstract

이산화탄소를 압축하여 드라이아이스를 제조하고 압축시 드라이아이스화 되지 못한 잔여의 이산화탄소를 회수하여 재사용할 수 있도록 한 드라이아이스 제조장치에 관한 것이다.

Description

드라이아이스 제조장치{A apparatus for manufacturing a dryice}

본 발명은 드라이아이스 제조장치에 관한 것으로써, 특히 이산화탄소를 압축하여 드라이아이스를 제조하고 압축시 드라이아이스화 되지 못한 잔여의 이산화탄소를 회수하여 재사용할 수 있도록 한 드라이아이스 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 드라이 아이스는 기체인 이산화탄소를 저온에서 압축하여 고체 이산화탄소로 만든 냉각제로서, 식료품을 비롯하여 여러 가지 물건을 냉각시키거나, 탄산나트륨, 요소 등의 제조에도 대량으로 사용되고, 청량 음료, 정당, 소화제, 주물, 장식효과 등에도 사용된다.

이산화탄소 얼음, 이른바 드라이 아이스(dry ice)는 상온에서 녹을 때 기화하고 어떠한 잔류물도 남기지 않기 때문에 음식물을 냉각시키는 것과 관련하여 사용된다.

또한 드라이 아이스는 유해하지 않는 특징을 가지고 있는데 이는 드라이 아이스의 매우 중요한 특징 중 하나이다.

드라이 아이스 조각 제조는 통상적으로 이산화탄소가 압축챔버(pressing chamber)에 유입되어 그 일부, 통상적으로는 그 절반이 드라이아이스로 제조된다.

드라이 아이스를 제조하기 위한 장치의 일 예가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

이는 프레임 하부의 하부다이(2)에 설치된 하부 유압실린더(3)가 상승하여 그 상단의 받침 부재(4)가 챔버(5)의 하단을 폐쇄시킨다.

이에 따라 도 2와 같은 상태에서와 같이, 상기 챔버(5)에 형성된 주입구(6)를 통해 이산화탄소가 챔버(5)의 내부로 주입되면, 상부다이(7)에 설치된 유압 실린더(8)가 작동함에 따라 실린더로드(9)가 하강하게 되고, 또한 실린더로드(9) 단부의 압착부재(11)가 하강하여 상기 챔버(5) 내의 이산화탄소가 챔버(5)의 내부에서 고체상태의 드라이아이스로 제조되게 된다.

그런데 상기와 같은 장치는 받침부재(4) 위에 생성된 드라이 아이스를 작업자가 수작업으로 꺼내야 하는 불편함이 있다.

또한, 주입구(6)를 통하여 주입된 이산화탄소의 일부는 압착부재(11)와 받침부재(4) 사이에서 압축된 후에도 드라이아이스로 되지 않게 되는데, 드라이아이스화 되지 못한 이산화탄소는 도 2에서와 같이 드라이아이스의 취출시 외부로 방출되어 손실되게 되는 문제점이 있다.

미국특허 제3,708,993호 한국실용신안등록 제20-0284364호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 제조된 드라이아이스의 취출을 간편하게 할 수 있도록 한 드라이아이스 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 이산화탄소를 챔버내에 주입하여 압축시켜서 드라이아이스를 제조한 후 챔버내에 잔류하는 이산화탄소를 회수하여서 드라이아이스의 제조에 재사용할 수 있도록 한 드라이아이스 제조장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 이산화탄소를 압축하여 드라이아이스를 제조하는 장치에 있어서,

상하로 관통되어 토출공이 형성된 고정베이스와,

상기 고정베이스의 하면에 고정되고 상기 토출공과 연통되며 상기 이산화탄소가 공급되는 주입실을 형성하는 실린더와,

상기 주입실에 이산화탄소를 공급하는 주입관과,

상기 실린더에 왕복이동가능하게 결합되어 상기 공급된 이산화탄소를 압축시키는 피스톤과,

상기 피스톤을 왕복이동시키는 압축실린더와,

상기 고정베이스의 상부측에 위치되어 상하로 왕복이동되며 상기 고정베이스의 상면과 밀착될때 상기 토출공을 통하여 토출된 이산화탄소가 충전되는 챔버를 형성하는 챔버블럭과,

상기 챔버블럭을 상하로 이동시키는 챔버실린더와,

상기 주입관과 상기 고정베이스 사이에서 상기 실린더와 연결되어서 상기 피스톤이 이산화탄소를 압축할때 상기 챔버내에서 이산화탄소가 드라이아이스로 상변화되고 잔여의 이산화탄소가 배출되는 회수관과,

상기 회수관으로 회수되는 이산화탄소를 저장하는 회수조와,

상기 챔버내에 생성된 드라이아이스를 취출시키도록 왕복이동되는 이젝터와,

상기 이젝터를 왕복이동시키는 이젝트실린더를 구비하여서,

상기 피스톤이 전진하여 이산화탄소를 압축시킬때 이산화탄소의 일부가 상기 회수조로 회수되고, 상기 피스톤이 후퇴할때 상기 회수조의 이산화탄소 일부가 상기 주입실내로 유입되도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 장치는 상기 회수조와 연결되는 저장조와, 상기 저장조와 회수조 사이에 연결되며 일방향으로 개방되는 체크밸브를 구비하여서,

상기 회수조내의 이산화탄소 압력이 설정된 압력이상으로 될때 상기 회수조내의 이산화탄소가 상기 체크밸브를 개방시키면서 상기 저장조에 저장되도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 장치는 상기 챔버를 복수의 공간으로 분할하는 분할벽이 상기 챔버블럭에 고정되고,

상기 각 분할된 공간에 이동가능하게 결합되는 밀판과, 상기 각 밀판의 상면에 일단이 고정되고 타단이 상기 챔버블럭에 고정되는 스프링을 구비하여서,

상기 제조된 드라이아이스 상기 스프링의 복원력에 의해서 각 분할된 공간으로부터 취출될 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

첫째, 회수관(61) 및 회수조(60)를 구비함으로써, 이산화탄소를 압축하여 드라이아이스(200)를 제조하고 압축시 드라이아이스화 되지 못한 잔여의 이산화탄소를 회수하여 재사용할 수 있도록 하여서 이산화탄소의 손실을 줄일 수 있게 한다.

둘째, 이젝터(81)에 의해서 제조된 드라이아이스(200)의 취출할 수 있게 하여서, 종래 수작업 취출에 따른 불편함을 해소한다.

세째, 챔버블럭(30)에 분할벽(30b), 밀판(31) 및 스프링(32)을 구비함으로써, 제조된 드라이아이스(200)를 일정한 크기로 분할하여 제조할 수 있으며, 스프링(32)의 복원력에 의해서 드라이아이스(200)가 챔버블럭(30)으로부터 용이하게 분리될 수 있도록 하여 장치의 동작 연속성을 가능하게 한다.

도 1 및 도 2는 종래 장치의 작동 설명도,
도 3 내지 도 7은 발명 제조장치의 동작 설명도,
도 8은 도 3의 측면도,
도 9 및 도 10은 챔버블럭의 다른 실시예를 나타낸 개략도이다.

본 발명 실시예의 제조장치는 이산화탄소를 압축하여 드라이아이스를 제조하고, 압축시 드라이아이스화 되지 못한 잔여의 이산화탄소를 회수하여 재사용할 수 있도록 한다.

본 발명 실시예의 드라이아이스 제조장치를 나타낸 도 3 및 도 8을 참조하면, 이 장치는 상하로 관통되어 토출공(101)이 형성된 고정베이스(100)와, 상기 고정베이스(100)의 하면에 고정되고 상기 토출공(101)과 연통되며 상기 이산화탄소가 공급되는 주입실(130a)을 형성하는 실린더(130)와, 상기 주입실(130a)에 이산화탄소를 공급하는 주입관(50)과, 상기 실린더(130)에 왕복이동가능하게 결합되어 상기 공급된 이산화탄소를 압축시키는 피스톤(41)과, 상기 피스톤(41)을 왕복이동시키는 압축실린더(40)와, 상기 고정베이스(100)의 상부측에 위치되어 상하로 왕복이동되며 상기 고정베이스(100)의 상면과 밀착될때 상기 토출공(101)을 통하여 토출된 이산화탄소가 충전되는 챔버(30a)를 형성하는 챔버블럭(30)과, 상기 챔버블럭(30)을 상하로 이동시키는 챔버실린더(20)와, 상기 주입관(50)과 상기 고정베이스(100) 사이에서 상기 실린더(130)와 연결되어서 상기 피스톤(41)이 이산화탄소를 압축할때 상기 챔버(30a)내에서 이산화탄소가 드라이아이스로 상변화되고 잔여의 이산화탄소가 배출되는 회수관(61)과, 상기 회수관(61)으로 회수되는 이산화탄소를 저장하는 회수조(60)와, 상기 챔버(30a)내에 생성된 드라이아이스(200)를 취출시키도록 왕복이동되는 이젝터(81)와, 상기 이젝터(81)를 왕복이동시키는 이젝트실린더(80)를 구비한다.

이와 같은 장치는 상기 피스톤(41)이 전진하여 이산화탄소를 압축시킬때 이산화탄소의 일부가 상기 회수조(60)로 회수되고, 상기 피스톤(41)이 후퇴할때 상기 회수조(60)의 이산화탄소 일부가 상기 주입실(130a)내로 유입되도록 한다.

또한, 상기 회수조(60)에는 저장조(70)가 연결되고, 상기 저장조(70)와 회수조(60) 사이에는 일방향으로 개방되는 체크밸브(65)가 연결되어서, 상기 회수조(60)내에 회수되는 이산화탄소 압력이 설정된 압력이상으로 될때 상기 회수조(60)내의 이산화탄소가 상기 체크밸브(65)를 개방시키면서 상기 저장조(70)에 저장되도록 한다.

한편, 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 챔버블럭(30)은 분할벽(30b) 예컨대, 격자형태의 분할벽(30b)에 의해서 상기 챔버(30a)가 복수의 공간으로 분할되게 구성하였다.

또한, 상기 각 분할된 공간에는 이동가능하게 밀판(31)을 결합시키고, 상기 각 밀판(31)의 상면과 상기 챔버블럭(30) 사이를 스프링(32)으로 연결하여서, 상기 제조된 드라이아이스(200)가 상기 스프링(32)의 복원력에 의해서 각 분할된 공간으로부터 취출될 수 있도록 하였다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 설명된 제조장치를 병렬로 구성하여서 동시에 다량의 드라이아이스를 생산할 수 있도록 하였다.

상기와 같은 구성의 제조장치는 다음과 같이 작동된다.

도 3을 참조하면, 챔버블럭(30)이 하강되어 고정베이스(100) 상면과의 사이에 챔버(30a)를 형성한 상태에서 주입관(50)을 통하여 공급통(미도시)으로부터 이산화탄소가 주입실(130a) 및 챔버(30a)내로 주입이 된다.

이어서 도 4에 도시된 바와 같이 피스톤(41)이 상승되어 주입실(130a) 및 챔버(30a)에 충전된 이산화탄소를 압축하여 드라이아이스(200)를 제조한다.

이어서 도 5에 도시된 바와 같이 챔버실린더(20)가 작동되어 챔버블럭(30)을 상승시키고, 도 6에 도시된 바와 같이 이젝트실린더(80)가 작동되어 이젝터(81)로 드라이아이스(200)를 취출시킨다.

여기서 도 9 및 도 10에서와 같이, 챔버블럭(30)에 분할벽(30b), 밀판(31) 및 스프링(32)이 구비된 경우, 제조된 드라이아이스(200)를 일정한 크기로 분할하여 제조할 수 있으며, 스프링(32)의 복원력에 의해서 드라이아이스(200)가 챔버블럭(30)으로부터 용이하게 분리될 수 있도록 하여 장치의 동작 연속성을 가능하게 한다.

이어서 도 7에 도시된 바와 같이 챔버실린더(20)에 의해서 챔버블럭(30)이 고정베이스(100)에 밀착되도록 하여 챔버(30a)를 형성시키고, 피스톤(41)을 하강시키면서 주입실(130a) 및 챔버(30a)에 이산화탄소를 공급시킨다.

한편, 피스톤(41)이 상부로 이동되면서 이산화탄소를 압축시킬때 주입실(130a) 및 챔버(30a)에 주입된 이산화탄소 모두가 드라이아이스로 변화되지 않게되고 일부가 남아있게 되는데, 잔여 이산화탄소는 피스톤(41)의 압축시 회수관(61)을 통하여 회수조(60)로 저장된다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 피스톤(41)이 하부로 이동될때 회수되었던 이산화탄소가 회수조(60)로부터 주입실(130a)로 다시 유입되게 되고, 피스톤(41)이 주입관(50)을 지나면서부터는 주입관(50)을 통하여 새로운 이산화탄소가 설정된 압력으로 공급된다.

즉, 이산화탄소가 상기 주입관(50)을 통하여 주입실(130a) 및 챔버(30a)에 주입될때 설정된 압력 이상으로 주입되게 되면 상기 체크밸브(65)가 개방되면서 저장조(70)로 이산화탄소가 이동되어서, 주입실(130a) 및 챔버(30a)에는 설정된 압력으로 유지되게 된다.

상기에서와 같이 본 발명 제조장치는 이산화탄소를 압축하여 드라이아이스(200)를 제조하고 압축시 드라이아이스화 되지 못한 잔여의 이산화탄소를 회수하여 재사용할 수 있도록 하여서 이산화탄소의 손실을 줄일 수 있게 한다.

또한, 이젝터(81)에 의해서 제조된 드라이아이스(200)의 취출할 수 있게 하여서, 종래 수작업 취출에 따른 불편함을 해소한다.

또한, 챔버블럭(30)에 분할벽(30b), 밀판(31) 및 스프링(32)을 구비함으로써, 제조된 드라이아이스(200)를 일정한 크기로 분할하여 제조할 수 있으며, 스프링(32)의 복원력에 의해서 드라이아이스(200)가 챔버블럭(30)으로부터 용이하게 분리될 수 있도록 하여 장치의 동작 연속성을 가능하게 한다.

20...챔버실린더 30...챔버블럭
40...압축실린더 41...피스톤
50...주입관 60...회수조
70...저장조 81...이젝터
100...고정베이스 130...실린더

Claims (3)

1. 이산화탄소를 압축하여 드라이아이스를 제조하는 장치에 있어서,
   상하로 관통되어 토출공(101)이 형성된 고정베이스(100)와,
   상기 고정베이스(100)의 하면에 고정되고 상기 토출공(101)과 연통되며 상기 이산화탄소가 공급되는 주입실(130a)을 형성하는 실린더(130)와,
   상기 주입실(130a)에 이산화탄소를 공급하는 주입관(50)과,
   상기 실린더(130)에 왕복이동가능하게 결합되어 상기 공급된 이산화탄소를 압축시키는 피스톤(41)과,
   상기 피스톤(41)을 왕복이동시키는 압축실린더(40)와,
   상기 고정베이스(100)의 상부측에 위치되어 상하로 왕복이동되며 상기 고정베이스(100)의 상면과 밀착될때 상기 토출공(101)을 통하여 토출된 이산화탄소가 충전되는 챔버(30a)를 형성하는 챔버블럭(30)과,
   상기 챔버블럭(30)을 상하로 이동시키는 챔버실린더(20)와,
   상기 주입관(50)과 상기 고정베이스(100) 사이에서 상기 실린더(130)와 연결되어서 상기 피스톤(41)이 이산화탄소를 압축할때 상기 챔버(30a)내에서 이산화탄소가 드라이아이스로 상변화되고 잔여의 이산화탄소가 배출되는 회수관(61)과,
   상기 회수관(61)으로 회수되는 이산화탄소를 저장하는 회수조(60)와,
   상기 챔버(30a)내에 생성된 드라이아이스(200)를 취출시키도록 왕복이동되는 이젝터(81)와,
   상기 이젝터(81)를 왕복이동시키는 이젝트실린더(80)를 구비하여서,
   상기 피스톤(41)이 전진하여 이산화탄소를 압축시킬때 이산화탄소의 일부가 상기 회수조(60)로 회수되고, 상기 피스톤(41)이 후퇴할때 상기 회수조(60)의 이산화탄소 일부가 상기 주입실(130a)내로 유입되도록 된 것을 특징으로 하는 드라이아이스 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회수조(60)와 연결되는 저장조(70)와, 상기 저장조(70)와 회수조(60) 사이에 연결되며 일방향으로 개방되는 체크밸브(65)를 구비하여서,
   상기 회수조(60)내의 이산화탄소 압력이 설정된 압력이상으로 될때 상기 회수조(60)내의 이산화탄소가 상기 체크밸브(65)를 개방시키면서 상기 저장조(70)에 저장되도록 된 것을 특징으로 하는 드라이아이스 제조장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 챔버(30a)를 복수의 공간으로 분할하는 분할벽(30b)이 상기 챔버블럭(30)에 고정되고,
   상기 각 분할된 공간에 이동가능하게 결합되는 밀판(31)과, 상기 각 밀판(31)의 상면에 일단이 고정되고 타단이 상기 챔버블럭(30)에 고정되는 스프링(32)을 구비하여서,
   상기 제조된 드라이아이스(200)가 상기 스프링(32)의 복원력에 의해서 각 분할된 공간으로부터 취출될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 드라이아이스 제조장치.

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