ドライアイス製造装置及びドライアイス製造方法
【課題】本発明は、液化二酸化炭素を大気圧まで膨張させてスノー状ドライアイスを製造する装置及び製造する方法に係り、特に、液化二酸化炭素を供給する流路の途中に、構成の簡単な過冷却熱交換器を設けるようにしたものである。
【解決手段】本発明は、液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルに供給する流路の途中に、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうドライアイス製造装置及びドライアイス製造方法とすることができるのである。
【解決手段】本発明は、液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルに供給する流路の途中に、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうドライアイス製造装置及びドライアイス製造方法とすることができるのである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化二酸化炭素を大気圧まで膨張させてスノー状ドライアイスを製造する装置及び製造する方法に係り、特に、液化二酸化炭素を供給する流路の途中に、構成の簡単な過冷却熱交換器を設けたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スノー状ドライアイスを製造する装置又は製造する方法であって、スノー状ドライアイスの歩留まりを向上させたり、安定よく良好に生成させるために、ノズルに供給する液化二酸化炭素を過冷却することが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
そして、従来の液化二酸化炭素を過冷却するための冷却源は、いずれも冷凍機を用いるものであり、一例として特許文献１に記載されたものを図３に示す。
【０００３】
図３において、５１は、ドライアイス製造装置であって、導管が、液化二酸化炭素の貯蔵タンク５２から安全弁５３、開閉弁５４、ドライアイスの製造効率を高める効率向上装置６０、安全弁５５、圧力計５６、開閉弁５７ａ，５７ｂ，５７ｃを順に介して、ドライアイス製造装置本体５８ａ，５８ｂ，５８ｃへと通じている。
効率向上装置６０は冷凍機６１と導管６２，６３で連絡されており、一次冷媒は導管６２を介して冷凍機６１から効率向上装置６０へ流れ、導管６３を介して効率向上装置６０から冷凍機６１へ戻る。
【０００４】
効率向上装置６０は、第一の熱交換器７１と、第二の熱交換器７２と、二次冷媒の貯蔵された二次冷媒用タンク７３とを含んでおり、二次冷媒は不凍液（ブライン）を含んでいる。
導管７５は一方が開閉弁５４を介して貯蔵タンク５２に、他方が安全弁５５を介してドライアイス製造装置本体５８ａ，５８ｂ，５８ｃ等に連絡している。
【０００５】
ポンプ７６は、二次冷媒用タンク７３から導管７８を介して第一の熱交換器７１を通り二次冷媒用タンク７３に戻る二次冷媒に運動エネルギーを与え、ポンプ７７は、二次冷媒用タンク７３から導管７９を介して第二の熱交換器７２を通り二次冷媒用タンク７３に戻る二次冷媒に運動エネルギーを与える。
二次冷媒用タンク７３内部の二次冷媒液面の変動を吸収するために、乾燥窒素ガスが導管８０を介して二次冷媒用タンク７３に送り込まれ、膨張タンク８１が二次冷媒用タンク７３内の乾燥窒素ガスの量の変動を吸収する。
【０００６】
二次冷媒用タンク７３に貯蔵された二次冷媒は、導管７８を介して第一の熱交換器７１に達し、第一の熱交換器７１で、冷凍機６１から導管６２を通り一次冷媒を介して輸送された冷熱を受け取り、さらに導管７８により二次冷媒用タンク７３へと戻る。
次いで、二次冷媒は導管７９を介して第二の熱交換器７２に達し、第二の熱交換器７２で、貯蔵タンク５２から導管７５を介して供給された液化二酸化炭素へと冷熱を渡し、さらに導管７９により二次冷媒用タンク７３に戻り、二次冷媒のこのような循環により、冷凍機６１から液化二酸化炭素へと冷熱が輸送される。
【特許文献１】特開２００６−１９３３７７号 公報
【特許文献２】特開２００３−２０６１２２号 公報
【特許文献３】特開２００７−１６０２４４号 公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１等に記載された従来のドライアイス製造装置は、ドライアイスの製造効率（歩留まり)を高めるために液化二酸化炭素の過冷却装置を備えているが、冷却源が冷凍機であり、過冷却のための設備が大掛かりとなるという問題があった。
さらに、特許文献１に記載された従来のドライアイス製造装置５１は、ブライン貯蔵タンク７３、２基のブライン循環ポンプ７６，７７、２基の熱交換器７１，７２なども必要となるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、スノー状ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうことができるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器と、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズルと、貯留容器からの液化二酸化炭素を生成ノズルに供給する供給管とを備えたドライアイス製造装置において、
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造装置である。
【００１０】
請求項２に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器と、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズルと、貯留容器からの液化二酸化炭素を生成ノズルに供給する供給管とを備えたドライアイス製造装置において、
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、ブラインを収納した熱交換槽を設けて、熱交換槽内のブライン中に過冷却熱交換器を浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造装置である。
【００１１】
請求項３に係る本発明は、請求項１又は請求項２に係る本発明の構成に加え、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する供給路に電磁開閉弁を設け、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたドライアイス製造装置である。
【００１２】
請求項４に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器からの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルにより噴出してドライアイスを製造するドライアイス製造方法において、
ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器に、液化二酸化炭素を噴出ノズルにより噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
【００１３】
請求項５に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器からの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルにより噴出してドライアイスを製造するドライアイス製造方法において、
液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルに供給する通路の途中に、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成してブラインを収納した熱交換槽内のブライン中に浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
【００１４】
請求項６に係る本発明は、請求項４又は請求項５に係る本発明の構成に加え、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する供給路に設けた電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたドライアイス製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る本発明は、ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうドライアイス製造装置とすることができるのである。
【００１６】
請求項２に係る本発明は、ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、ブラインを収納した熱交換槽を設けて、熱交換槽内のブライン中に過冷却熱交換器を浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうことができると共に、ブライン中に冷却源の液化二酸化炭素を噴出させるのでブラインの攪拌が良好となり過冷却熱交換器との熱交換が良好なドライアイス製造装置とすることができるのである。
【００１７】
請求項３に係る本発明は、請求項１又は請求項２に係る本発明の効果に加え、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたから、過冷却度を制御可能なドライアイス製造装置とすることができるのである。
【００１８】
請求項４に係る本発明は、ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器に、液化二酸化炭素を噴出ノズルにより噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうドライアイス製造方法とすることができるのである。
【００１９】
請求項５に係る本発明は、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成してブラインを収納した熱交換槽内のブライン中に浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうことができると共に、ブライン中に冷却源の液化二酸化炭素を噴出させるのでブラインの攪拌が良好となり過冷却熱交換器との熱交換が良好なドライアイス製造方法とすることができるのである。
【００２０】
請求項６に係る本発明は、請求項４又は請求項５に係る本発明の効果に加え、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する通路に設けた電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたから、過冷却度を制御可能なドライアイス製造方法とすることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付した図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の第一の実施の形態に係るドライアイス製造装置の概略図であり、洗浄用途に適用した実施の形態である。
【００２２】
第一の実施の形態に係るドライアイス製造装置１は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器２ａ，２ｂと、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズル３ａを内蔵すると共に生成したドライアイスを圧縮空気により被洗浄物に噴出する洗浄ノズル３と、貯留容器２ａ，２ｂからの液化二酸化炭素を洗浄ノズル３のドライアイス生成ノズル３ａに供給する供給管４とを備えている。
供給管４の途中に、供給管４からの液化二酸化炭素を冷却して過冷却状態にする冷却管５ａを備えた過冷却熱交換器５を形成して、断熱した熱交換チャンバー６内に収納している。
【００２３】
また、熱交換チャンバー６内には、供給管４の途中から分岐した分岐供給路４ａからの液化二酸化炭素を噴出する噴出ノズル７を設けて、過冷却熱交換器５に噴出ノズル７により液化二酸化炭素を噴出させてその蒸発潜熱により冷却管５ａを流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしている。
過冷却熱交換器５における液化二酸化炭素の過冷却度の制御は、分岐供給路４ａに電磁開閉弁８を設け、過冷却熱交換器５の入口と出口の液化二酸化炭素の温度を温度センサー９ｉ，９ｏで検出し、温度制御装置１０により入口温度と出口温度との温度差が所定範囲となるように電磁開閉弁８を開閉するようにしている。
【００２４】
また、過冷却熱交換器５の出口側であって、分岐供給路４ａの分岐点の上流側における供給管４には質量流量計１１を設け、質量流量計１１による計測流量を貯留容器切換装置１２に入力し、貯留容器２ａ，２ｂの切換を行なうようにしている。
質量流量計１１を過冷却熱交換器５の出口側であって、分岐供給路４ａの分岐点の上流側における供給管４に設けているから、質量流量計１１を流通する液化二酸化炭素は液相のみであり、気液２相での測定精度不良を改善すると共に、ドライアイス生成ノズル３ａ及び噴出ノズル７に供給する液化二酸化炭素の流量を併せて計測するようにしている。
【００２５】
なお、６ａは熱交換チャンバー６内で行なう熱交換により発生した炭酸ガスの大気への排出口であり、１３ａ，１３ｂは切換電磁弁、１４は停止用電磁弁、１５は空気圧縮機、１５ａは空気圧縮機５で圧縮した圧縮空気を洗浄ノズル３に供給する空気管、１６は安全弁、１７は圧力計である。
次に、図１に示すドライアイス製造装置１を用いてドライアイスを製造する方法について説明する。
【００２６】
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器２ａ，２ｂからの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズル３ａを内蔵した洗浄ノズル３により噴出してドライアイスを製造すると共に、被洗浄物に対して製造したドライアイスを圧縮空気により安定して噴出するのである。
そして、ドライアイスを製造する際に、洗浄ノズル３に内蔵したドライアイス生成ノズル３ａに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管５ａを備えた過冷却熱交換器５に、液化二酸化炭素を噴出ノズル７により噴出させて冷却管５ａ内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにして、ドライアイス生成ノズル３ａに供給する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
【００２７】
過冷却熱交換器５における過冷却度の制御は、過冷却熱交換器５の入口と出口に設けた温度センサー９ｉ，９ｏで検出して温度制御装置１０により入口温度と出口温度との温度差が所定範囲となるように電磁開閉弁８を開閉するのである。
また、貯留容器２ａ，２ｂの切換は、質量流量計１１の流量計側値が貯留容器切換装置１２により予め定めた貯留容器２ａ，２ｂの液化二酸化炭素の貯留量に達すると、一方から他方に切換電磁弁１３ａ，１３ｂにより行なうのである。
【００２８】
以上の第一の実施の形態では、過冷却熱交換器５における過冷却度の制御を、過冷却熱交換器５の入口温度と出口温度を検出することにより行なったが、使用する液化二酸化炭素の飽和液温度は使用する貯留容器２ａ，２ｂにより予め分っているので、過冷却熱交換器５の出口温度の検出だけで行なってもよい。
また、ドライアイス生成ノズル３ａの噴出量から、噴出ノズル７からの過冷却用に噴出する液化二酸化炭素の必要噴出量を決めて、必要噴出量となるように供給管４、分岐供給路４ａ、噴出ノズル７などの流通抵抗を定めることにより、過冷却熱交換器５の入口温度及び出口温度のいずれも検出しないようにしてもよい。
【００２９】
次に、本発明の第二の実施の形態に係るドライアイス製造装置を図２に基いて説明する。
図２は、ドライアイス製造装置の概略図であり、本発明の第一の実施の形態と同様に、洗浄用途に適用した実施の形態である。
【００３０】
第二の実施の形態は、第一の実施の形態における過冷却熱交換器をブライン浸漬タイプとしたものである。
以下、第一の実施の形態と同様な構成については、同一の符号を付して説明する。
【００３１】
第二の実施の形態に係るドライアイス製造装置２１は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器２ａ，２ｂと、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズル３ａを内蔵すると共に生成したドライアイスを圧縮空気により被洗浄物に噴出する洗浄ノズル３と、貯留容器２ａ，２ｂからの液化二酸化炭素を洗浄ノズル３のドライアイス生成ノズル３ａに供給する供給管４とを備えている。
供給管４の途中に、供給管４からの液化二酸化炭素を冷却して過冷却状態にする冷却管５ａを備えた過冷却熱交換器５を形成して、断熱したブライン槽２２内に収納したブライン２２ａ中に浸漬している。
【００３２】
また、ブライン槽２２内のブライン２２ａ中には、過冷却熱交換器５の入口側における供給管４の途中から分岐した分岐供給路４ａからの液化二酸化炭素を噴出する噴出ノズル７を設けて、噴出ノズル７から液化二酸化炭素を噴出させてブライン２２ａを冷却するようにしている。
そして、液化二酸化炭素の蒸発潜熱により冷却されたブライン２２ａを冷却媒体として、過冷却熱交換器５の冷却管５ａを流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしている。
【００３３】
過冷却熱交換器５における液化二酸化炭素の過冷却度の制御は、分岐供給路４ａにおけるブライン槽２２の槽外上方に電磁開閉弁８を設け、過冷却熱交換器５の入口に設けた温度センサー２３及びブライン２２ａ中に設けた温度センサー２４でそれぞれの温度を検出し、温度制御装置１０によりブライン２２ａ温度が過冷却熱交換器５の入口温度に対して所定の温度範囲に収まるように電磁開閉弁８を開閉するようにしている。
また、過冷却熱交換器５の出口側における供給管４には質量流量計１１を設け、質量流量計１１による計測流量を貯留容器切換装置１２に入力するようにしている。
【００３４】
質量流量計１１を過冷却熱交換器５の出口側における供給管４に設けているから、質量流量計１１を流通する液化二酸化炭素は液相のみであり、気液２相での測定精度不良を改善するようにしている。
温度制御装置１０は、電磁開閉弁８の開時間を計測すると共に、単位時間当たりの液化二酸化炭素の使用量を予め把握しておき、計測した電磁開閉弁８の開時間により噴出ノズル７からの液化二酸化炭素の消費量を算出している。
【００３５】
そして、貯留容器切換装置１２において、質量流量計１１による流量計測値と、電磁開閉弁８の開時間から算出した噴出ノズル７での算定噴出量値とを合計することで、液化二酸化炭素の合計消費量を算出し、算出した消費量が予め定めた貯留容器２ａ或いは２ｂの液化二酸化炭素の貯留量に達した際に切換電磁弁１３ａ，１３ｂに対して切換信号を発信することにより、使用する貯留容器２ａ，２ｂの切換を行なっている。
なお、１４は停止用電磁弁、１５は空気圧縮機、１５ａは空気圧縮機５で圧縮した圧縮空気を洗浄ノズル３に供給する空気管、１６は安全弁、１７は圧力計、２２ｂはブライン槽２２内で行なう熱交換により発生した炭酸ガスの大気への排出口、２２ｃはブライン液面、２２ｄは気相である。
【００３６】
次に、図２に示すドライアイス製造装置２１を用いてドライアイスを製造する方法について説明する。
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器２ａ，２ｂからの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズル３ａを内蔵した洗浄ノズル３により噴出してドライアイスを製造すると共に、圧縮空気により被洗浄物に製造したドライアイスを噴出するのである。
【００３７】
そして、ドライアイスを製造する際に、洗浄ノズル３に内蔵したドライアイス生成ノズル３ａに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管５ａを備えた過冷却熱交換器５を、ブライン槽２２内のブライン２２ａ中に浸漬しており、ブライン２２ａ中に液化二酸化炭素を噴出ノズル７により噴出させてブライン２２ａを冷却し、冷却されたブライン２２ａを冷却媒体として、冷却管５ａ内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにし、ドライアイス生成ノズル３ａに供給する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
過冷却熱交換器５における過冷却度の制御は、過冷却熱交換器５の入口に設けた温度センサー２３及びブライン２２ａ中に設けた温度センサー２４で検出して温度制御装置１０により入口温度とブライン２２ａの温度との差が所定範囲となるように電磁開閉弁８を開閉するのである。
【００３８】
また、貯留容器２ａ，２ｂの切換は、質量流量計１１の流量計側値と、電磁開閉弁８の開時間から算出した噴出ノズル７からの算定噴出量値とを合計して液化二酸化炭素の消費量を求め、この液化二酸化炭素の消費量が貯留容器切換装置１２により予め定めた貯留容器２ａ或いは２ｂの液化二酸化炭素の貯留量に達した際に、切換電磁弁１３ａ，１３ｂの開閉を切換えることにより行なうのである。
以上の第二の実施の形態では、過冷却熱交換器５における過冷却度の制御を、過冷却熱交換器５の入口温度とブライン２２ａの温度とを検出することにより行なったが、第一の実施の形態と同様に過冷却熱交換器５における液化二酸化炭素の入口温度と出口温度とを検出してその温度差が所定範囲となるように制御してもよい。
【００３９】
しかしながら、過冷却熱交換器５を流通する液化二酸化炭素はブライン２２ａにより過冷却されるのであり、ブライン２２ａの温度を検出する方が過冷却熱交換器５の出口温度を検出するよりも応答性がよく、過冷却度の制御性が良好である。
また、使用する液化二酸化炭素の飽和液温度は使用する貯留容器２ａ，２ｂにより予め分っているので、ブライン２２ａの温度の検出だけで過冷却度の制御を行なってもよい。
【００４０】
また、ドライアイス生成ノズル３ａの噴出量から、噴出ノズル７からの過冷却用に噴出する液化二酸化炭素の必要噴出量を決めて、必要噴出量となるように供給管４、分岐供給路４ａ、噴出ノズル７などの流通抵抗を定めることにより、過冷却熱交換器５の入口温度及びブライン２２ａの温度のいずれも検出しないようにしてもよい。
さらに、第二の実施の形態では、供給管４における過冷却熱交換器５の入口側から分岐供給路４ａを分岐させているが、第一の実施の形態と同様に、分岐位置を過冷却熱交換器５の出口側から分岐させてもよい。
【００４１】
このように分岐位置を過冷却熱交換器５の出口側とするのは、ドライアイス製造装置２１の稼働が連続しており、休止が短時間でブライン槽２２に収納しているブライン２２ａの温度が周囲温度近くまで上昇しないときに、好ましい。
ドライアイス製造装置２１の休止時間が長くてブライン２２ａの温度が周囲温度近くまで上昇している場合には、ドライアイス製造装置２１を稼働する準備として、噴出ノズル７からの液化二酸化炭素の噴出によりブライン２２ａを所定温度まで冷却する必要があるが、過冷却熱交換器５の出口側では噴出ノズル７に供給する液化二酸化炭素がブライン２２ａと熱交換してその一部が炭酸ガスとなり、噴出ノズル７からの噴出量が大幅に減少し、ブライン２２ａを所定温度まで冷却するのに長時間を要するという問題が生ずるからである。
【００４２】
第二の実施の形態で使用するブライン２２ａとしては塩化カルシウム水溶液、フッ化炭化水素、アルコール系溶剤等が適宜選定され、使用範囲に適合する状態にしてブライン槽２２に収納すると共に、ドライアイス製造装置２１の所定稼働時間毎に適宜調整するのである。
以上の第一及び第二の実施の形態では、過冷却熱交換器５を過冷却する液化二酸化炭素を、ドライアイスを製造するための液化二酸化炭素の供給管４から分岐して噴出ノズル７に供給するようにしたが、別の液化二酸化炭素を貯留する貯留容器から、噴出ノズル７への専用の供給路としてもよい。
【００４３】
噴出ノズル７への専用の供給路とする場合は、ドライアイス生成ノズル３ａから噴出する液化二酸化炭素と、噴出ノズル７から噴出する液化二酸化炭素とを貯留する貯留容器の仕様、例えば圧力（温度）、貯留量などをそれぞれに好適なものとすることができる。
また、第一及び第二の実施の形態では、過冷却熱交換器５での過冷却度を電磁開閉弁８の開閉により行なったが、電磁開閉弁８に換えて開度を連続的に制御できる電動弁としてもよい。
【００４４】
電動弁とする場合、電動弁の開度が小さい制御において、液化二酸化炭素の圧力低下による噴出ノズル７におけるドライアイスの生成によるノズル詰まりが生じないよう注意することが必要である。
さらに、第一及び第二の実施の形態では、貯留容器の仕様について説明を省略したが、ＬＧＣ（可搬式液化二酸化炭素容器）、ＣＥ（コールドエバポレーター）、シリンダー（液化二酸化炭素容器）のいずれを使用してもよい。
【００４５】
また、第一及び第二の実施の形態では、ドライアイス製造装置及びドライアイス製造方法を洗浄用途に適用したが、最終商品としてペレット状又は粒状のドライアイスの製造用途に適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係るドライアイス製造装置の概略図。
【図２】本発明の第二の実施の形態に係るドライアイス製造装置の概略図。
【図３】従来のドライアイス製造装置の概略図。
【符号の説明】
【００４７】
１ ドライアイス製造装置
２ａ，２ｂ 貯留容器
３ａ ドライアイス生成ノズル
４ 供給管
４ａ 分岐供給路
５ 過冷却熱交換器
５ａ 冷却管
７ 噴出ノズル
８ 電磁開閉弁
２１ ドライアイス製造装置
２２ ブライン槽
２２ａ ブライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化二酸化炭素を大気圧まで膨張させてスノー状ドライアイスを製造する装置及び製造する方法に係り、特に、液化二酸化炭素を供給する流路の途中に、構成の簡単な過冷却熱交換器を設けたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スノー状ドライアイスを製造する装置又は製造する方法であって、スノー状ドライアイスの歩留まりを向上させたり、安定よく良好に生成させるために、ノズルに供給する液化二酸化炭素を過冷却することが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
そして、従来の液化二酸化炭素を過冷却するための冷却源は、いずれも冷凍機を用いるものであり、一例として特許文献１に記載されたものを図３に示す。
【０００３】
図３において、５１は、ドライアイス製造装置であって、導管が、液化二酸化炭素の貯蔵タンク５２から安全弁５３、開閉弁５４、ドライアイスの製造効率を高める効率向上装置６０、安全弁５５、圧力計５６、開閉弁５７ａ，５７ｂ，５７ｃを順に介して、ドライアイス製造装置本体５８ａ，５８ｂ，５８ｃへと通じている。
効率向上装置６０は冷凍機６１と導管６２，６３で連絡されており、一次冷媒は導管６２を介して冷凍機６１から効率向上装置６０へ流れ、導管６３を介して効率向上装置６０から冷凍機６１へ戻る。
【０００４】
効率向上装置６０は、第一の熱交換器７１と、第二の熱交換器７２と、二次冷媒の貯蔵された二次冷媒用タンク７３とを含んでおり、二次冷媒は不凍液（ブライン）を含んでいる。
導管７５は一方が開閉弁５４を介して貯蔵タンク５２に、他方が安全弁５５を介してドライアイス製造装置本体５８ａ，５８ｂ，５８ｃ等に連絡している。
【０００５】
ポンプ７６は、二次冷媒用タンク７３から導管７８を介して第一の熱交換器７１を通り二次冷媒用タンク７３に戻る二次冷媒に運動エネルギーを与え、ポンプ７７は、二次冷媒用タンク７３から導管７９を介して第二の熱交換器７２を通り二次冷媒用タンク７３に戻る二次冷媒に運動エネルギーを与える。
二次冷媒用タンク７３内部の二次冷媒液面の変動を吸収するために、乾燥窒素ガスが導管８０を介して二次冷媒用タンク７３に送り込まれ、膨張タンク８１が二次冷媒用タンク７３内の乾燥窒素ガスの量の変動を吸収する。
【０００６】
二次冷媒用タンク７３に貯蔵された二次冷媒は、導管７８を介して第一の熱交換器７１に達し、第一の熱交換器７１で、冷凍機６１から導管６２を通り一次冷媒を介して輸送された冷熱を受け取り、さらに導管７８により二次冷媒用タンク７３へと戻る。
次いで、二次冷媒は導管７９を介して第二の熱交換器７２に達し、第二の熱交換器７２で、貯蔵タンク５２から導管７５を介して供給された液化二酸化炭素へと冷熱を渡し、さらに導管７９により二次冷媒用タンク７３に戻り、二次冷媒のこのような循環により、冷凍機６１から液化二酸化炭素へと冷熱が輸送される。
【特許文献１】特開２００６−１９３３７７号 公報
【特許文献２】特開２００３−２０６１２２号 公報
【特許文献３】特開２００７−１６０２４４号 公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１等に記載された従来のドライアイス製造装置は、ドライアイスの製造効率（歩留まり)を高めるために液化二酸化炭素の過冷却装置を備えているが、冷却源が冷凍機であり、過冷却のための設備が大掛かりとなるという問題があった。
さらに、特許文献１に記載された従来のドライアイス製造装置５１は、ブライン貯蔵タンク７３、２基のブライン循環ポンプ７６，７７、２基の熱交換器７１，７２なども必要となるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、スノー状ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうことができるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器と、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズルと、貯留容器からの液化二酸化炭素を生成ノズルに供給する供給管とを備えたドライアイス製造装置において、
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造装置である。
【００１０】
請求項２に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器と、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズルと、貯留容器からの液化二酸化炭素を生成ノズルに供給する供給管とを備えたドライアイス製造装置において、
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、ブラインを収納した熱交換槽を設けて、熱交換槽内のブライン中に過冷却熱交換器を浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造装置である。
【００１１】
請求項３に係る本発明は、請求項１又は請求項２に係る本発明の構成に加え、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する供給路に電磁開閉弁を設け、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたドライアイス製造装置である。
【００１２】
請求項４に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器からの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルにより噴出してドライアイスを製造するドライアイス製造方法において、
ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器に、液化二酸化炭素を噴出ノズルにより噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
【００１３】
請求項５に係る本発明は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器からの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルにより噴出してドライアイスを製造するドライアイス製造方法において、
液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルに供給する通路の途中に、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成してブラインを収納した熱交換槽内のブライン中に浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
【００１４】
請求項６に係る本発明は、請求項４又は請求項５に係る本発明の構成に加え、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する供給路に設けた電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたドライアイス製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る本発明は、ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうドライアイス製造装置とすることができるのである。
【００１６】
請求項２に係る本発明は、ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、ブラインを収納した熱交換槽を設けて、熱交換槽内のブライン中に過冷却熱交換器を浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうことができると共に、ブライン中に冷却源の液化二酸化炭素を噴出させるのでブラインの攪拌が良好となり過冷却熱交換器との熱交換が良好なドライアイス製造装置とすることができるのである。
【００１７】
請求項３に係る本発明は、請求項１又は請求項２に係る本発明の効果に加え、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたから、過冷却度を制御可能なドライアイス製造装置とすることができるのである。
【００１８】
請求項４に係る本発明は、ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器に、液化二酸化炭素を噴出ノズルにより噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうドライアイス製造方法とすることができるのである。
【００１９】
請求項５に係る本発明は、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成してブラインを収納した熱交換槽内のブライン中に浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたから、ドライアイスの原料と同じ液化二酸化炭素を過冷却の冷却源として、液化二酸化炭素の過冷却を簡単な構成で行なうことができると共に、ブライン中に冷却源の液化二酸化炭素を噴出させるのでブラインの攪拌が良好となり過冷却熱交換器との熱交換が良好なドライアイス製造方法とすることができるのである。
【００２０】
請求項６に係る本発明は、請求項４又は請求項５に係る本発明の効果に加え、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する通路に設けた電磁開閉弁の開閉により制御するようにしたから、過冷却度を制御可能なドライアイス製造方法とすることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付した図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の第一の実施の形態に係るドライアイス製造装置の概略図であり、洗浄用途に適用した実施の形態である。
【００２２】
第一の実施の形態に係るドライアイス製造装置１は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器２ａ，２ｂと、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズル３ａを内蔵すると共に生成したドライアイスを圧縮空気により被洗浄物に噴出する洗浄ノズル３と、貯留容器２ａ，２ｂからの液化二酸化炭素を洗浄ノズル３のドライアイス生成ノズル３ａに供給する供給管４とを備えている。
供給管４の途中に、供給管４からの液化二酸化炭素を冷却して過冷却状態にする冷却管５ａを備えた過冷却熱交換器５を形成して、断熱した熱交換チャンバー６内に収納している。
【００２３】
また、熱交換チャンバー６内には、供給管４の途中から分岐した分岐供給路４ａからの液化二酸化炭素を噴出する噴出ノズル７を設けて、過冷却熱交換器５に噴出ノズル７により液化二酸化炭素を噴出させてその蒸発潜熱により冷却管５ａを流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしている。
過冷却熱交換器５における液化二酸化炭素の過冷却度の制御は、分岐供給路４ａに電磁開閉弁８を設け、過冷却熱交換器５の入口と出口の液化二酸化炭素の温度を温度センサー９ｉ，９ｏで検出し、温度制御装置１０により入口温度と出口温度との温度差が所定範囲となるように電磁開閉弁８を開閉するようにしている。
【００２４】
また、過冷却熱交換器５の出口側であって、分岐供給路４ａの分岐点の上流側における供給管４には質量流量計１１を設け、質量流量計１１による計測流量を貯留容器切換装置１２に入力し、貯留容器２ａ，２ｂの切換を行なうようにしている。
質量流量計１１を過冷却熱交換器５の出口側であって、分岐供給路４ａの分岐点の上流側における供給管４に設けているから、質量流量計１１を流通する液化二酸化炭素は液相のみであり、気液２相での測定精度不良を改善すると共に、ドライアイス生成ノズル３ａ及び噴出ノズル７に供給する液化二酸化炭素の流量を併せて計測するようにしている。
【００２５】
なお、６ａは熱交換チャンバー６内で行なう熱交換により発生した炭酸ガスの大気への排出口であり、１３ａ，１３ｂは切換電磁弁、１４は停止用電磁弁、１５は空気圧縮機、１５ａは空気圧縮機５で圧縮した圧縮空気を洗浄ノズル３に供給する空気管、１６は安全弁、１７は圧力計である。
次に、図１に示すドライアイス製造装置１を用いてドライアイスを製造する方法について説明する。
【００２６】
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器２ａ，２ｂからの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズル３ａを内蔵した洗浄ノズル３により噴出してドライアイスを製造すると共に、被洗浄物に対して製造したドライアイスを圧縮空気により安定して噴出するのである。
そして、ドライアイスを製造する際に、洗浄ノズル３に内蔵したドライアイス生成ノズル３ａに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管５ａを備えた過冷却熱交換器５に、液化二酸化炭素を噴出ノズル７により噴出させて冷却管５ａ内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにして、ドライアイス生成ノズル３ａに供給する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
【００２７】
過冷却熱交換器５における過冷却度の制御は、過冷却熱交換器５の入口と出口に設けた温度センサー９ｉ，９ｏで検出して温度制御装置１０により入口温度と出口温度との温度差が所定範囲となるように電磁開閉弁８を開閉するのである。
また、貯留容器２ａ，２ｂの切換は、質量流量計１１の流量計側値が貯留容器切換装置１２により予め定めた貯留容器２ａ，２ｂの液化二酸化炭素の貯留量に達すると、一方から他方に切換電磁弁１３ａ，１３ｂにより行なうのである。
【００２８】
以上の第一の実施の形態では、過冷却熱交換器５における過冷却度の制御を、過冷却熱交換器５の入口温度と出口温度を検出することにより行なったが、使用する液化二酸化炭素の飽和液温度は使用する貯留容器２ａ，２ｂにより予め分っているので、過冷却熱交換器５の出口温度の検出だけで行なってもよい。
また、ドライアイス生成ノズル３ａの噴出量から、噴出ノズル７からの過冷却用に噴出する液化二酸化炭素の必要噴出量を決めて、必要噴出量となるように供給管４、分岐供給路４ａ、噴出ノズル７などの流通抵抗を定めることにより、過冷却熱交換器５の入口温度及び出口温度のいずれも検出しないようにしてもよい。
【００２９】
次に、本発明の第二の実施の形態に係るドライアイス製造装置を図２に基いて説明する。
図２は、ドライアイス製造装置の概略図であり、本発明の第一の実施の形態と同様に、洗浄用途に適用した実施の形態である。
【００３０】
第二の実施の形態は、第一の実施の形態における過冷却熱交換器をブライン浸漬タイプとしたものである。
以下、第一の実施の形態と同様な構成については、同一の符号を付して説明する。
【００３１】
第二の実施の形態に係るドライアイス製造装置２１は、液化二酸化炭素を貯留する貯留容器２ａ，２ｂと、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズル３ａを内蔵すると共に生成したドライアイスを圧縮空気により被洗浄物に噴出する洗浄ノズル３と、貯留容器２ａ，２ｂからの液化二酸化炭素を洗浄ノズル３のドライアイス生成ノズル３ａに供給する供給管４とを備えている。
供給管４の途中に、供給管４からの液化二酸化炭素を冷却して過冷却状態にする冷却管５ａを備えた過冷却熱交換器５を形成して、断熱したブライン槽２２内に収納したブライン２２ａ中に浸漬している。
【００３２】
また、ブライン槽２２内のブライン２２ａ中には、過冷却熱交換器５の入口側における供給管４の途中から分岐した分岐供給路４ａからの液化二酸化炭素を噴出する噴出ノズル７を設けて、噴出ノズル７から液化二酸化炭素を噴出させてブライン２２ａを冷却するようにしている。
そして、液化二酸化炭素の蒸発潜熱により冷却されたブライン２２ａを冷却媒体として、過冷却熱交換器５の冷却管５ａを流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにしている。
【００３３】
過冷却熱交換器５における液化二酸化炭素の過冷却度の制御は、分岐供給路４ａにおけるブライン槽２２の槽外上方に電磁開閉弁８を設け、過冷却熱交換器５の入口に設けた温度センサー２３及びブライン２２ａ中に設けた温度センサー２４でそれぞれの温度を検出し、温度制御装置１０によりブライン２２ａ温度が過冷却熱交換器５の入口温度に対して所定の温度範囲に収まるように電磁開閉弁８を開閉するようにしている。
また、過冷却熱交換器５の出口側における供給管４には質量流量計１１を設け、質量流量計１１による計測流量を貯留容器切換装置１２に入力するようにしている。
【００３４】
質量流量計１１を過冷却熱交換器５の出口側における供給管４に設けているから、質量流量計１１を流通する液化二酸化炭素は液相のみであり、気液２相での測定精度不良を改善するようにしている。
温度制御装置１０は、電磁開閉弁８の開時間を計測すると共に、単位時間当たりの液化二酸化炭素の使用量を予め把握しておき、計測した電磁開閉弁８の開時間により噴出ノズル７からの液化二酸化炭素の消費量を算出している。
【００３５】
そして、貯留容器切換装置１２において、質量流量計１１による流量計測値と、電磁開閉弁８の開時間から算出した噴出ノズル７での算定噴出量値とを合計することで、液化二酸化炭素の合計消費量を算出し、算出した消費量が予め定めた貯留容器２ａ或いは２ｂの液化二酸化炭素の貯留量に達した際に切換電磁弁１３ａ，１３ｂに対して切換信号を発信することにより、使用する貯留容器２ａ，２ｂの切換を行なっている。
なお、１４は停止用電磁弁、１５は空気圧縮機、１５ａは空気圧縮機５で圧縮した圧縮空気を洗浄ノズル３に供給する空気管、１６は安全弁、１７は圧力計、２２ｂはブライン槽２２内で行なう熱交換により発生した炭酸ガスの大気への排出口、２２ｃはブライン液面、２２ｄは気相である。
【００３６】
次に、図２に示すドライアイス製造装置２１を用いてドライアイスを製造する方法について説明する。
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器２ａ，２ｂからの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズル３ａを内蔵した洗浄ノズル３により噴出してドライアイスを製造すると共に、圧縮空気により被洗浄物に製造したドライアイスを噴出するのである。
【００３７】
そして、ドライアイスを製造する際に、洗浄ノズル３に内蔵したドライアイス生成ノズル３ａに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管５ａを備えた過冷却熱交換器５を、ブライン槽２２内のブライン２２ａ中に浸漬しており、ブライン２２ａ中に液化二酸化炭素を噴出ノズル７により噴出させてブライン２２ａを冷却し、冷却されたブライン２２ａを冷却媒体として、冷却管５ａ内を流通する液化二酸化炭素を過冷却するようにし、ドライアイス生成ノズル３ａに供給する液化二酸化炭素を過冷却するようにしたドライアイス製造方法である。
過冷却熱交換器５における過冷却度の制御は、過冷却熱交換器５の入口に設けた温度センサー２３及びブライン２２ａ中に設けた温度センサー２４で検出して温度制御装置１０により入口温度とブライン２２ａの温度との差が所定範囲となるように電磁開閉弁８を開閉するのである。
【００３８】
また、貯留容器２ａ，２ｂの切換は、質量流量計１１の流量計側値と、電磁開閉弁８の開時間から算出した噴出ノズル７からの算定噴出量値とを合計して液化二酸化炭素の消費量を求め、この液化二酸化炭素の消費量が貯留容器切換装置１２により予め定めた貯留容器２ａ或いは２ｂの液化二酸化炭素の貯留量に達した際に、切換電磁弁１３ａ，１３ｂの開閉を切換えることにより行なうのである。
以上の第二の実施の形態では、過冷却熱交換器５における過冷却度の制御を、過冷却熱交換器５の入口温度とブライン２２ａの温度とを検出することにより行なったが、第一の実施の形態と同様に過冷却熱交換器５における液化二酸化炭素の入口温度と出口温度とを検出してその温度差が所定範囲となるように制御してもよい。
【００３９】
しかしながら、過冷却熱交換器５を流通する液化二酸化炭素はブライン２２ａにより過冷却されるのであり、ブライン２２ａの温度を検出する方が過冷却熱交換器５の出口温度を検出するよりも応答性がよく、過冷却度の制御性が良好である。
また、使用する液化二酸化炭素の飽和液温度は使用する貯留容器２ａ，２ｂにより予め分っているので、ブライン２２ａの温度の検出だけで過冷却度の制御を行なってもよい。
【００４０】
また、ドライアイス生成ノズル３ａの噴出量から、噴出ノズル７からの過冷却用に噴出する液化二酸化炭素の必要噴出量を決めて、必要噴出量となるように供給管４、分岐供給路４ａ、噴出ノズル７などの流通抵抗を定めることにより、過冷却熱交換器５の入口温度及びブライン２２ａの温度のいずれも検出しないようにしてもよい。
さらに、第二の実施の形態では、供給管４における過冷却熱交換器５の入口側から分岐供給路４ａを分岐させているが、第一の実施の形態と同様に、分岐位置を過冷却熱交換器５の出口側から分岐させてもよい。
【００４１】
このように分岐位置を過冷却熱交換器５の出口側とするのは、ドライアイス製造装置２１の稼働が連続しており、休止が短時間でブライン槽２２に収納しているブライン２２ａの温度が周囲温度近くまで上昇しないときに、好ましい。
ドライアイス製造装置２１の休止時間が長くてブライン２２ａの温度が周囲温度近くまで上昇している場合には、ドライアイス製造装置２１を稼働する準備として、噴出ノズル７からの液化二酸化炭素の噴出によりブライン２２ａを所定温度まで冷却する必要があるが、過冷却熱交換器５の出口側では噴出ノズル７に供給する液化二酸化炭素がブライン２２ａと熱交換してその一部が炭酸ガスとなり、噴出ノズル７からの噴出量が大幅に減少し、ブライン２２ａを所定温度まで冷却するのに長時間を要するという問題が生ずるからである。
【００４２】
第二の実施の形態で使用するブライン２２ａとしては塩化カルシウム水溶液、フッ化炭化水素、アルコール系溶剤等が適宜選定され、使用範囲に適合する状態にしてブライン槽２２に収納すると共に、ドライアイス製造装置２１の所定稼働時間毎に適宜調整するのである。
以上の第一及び第二の実施の形態では、過冷却熱交換器５を過冷却する液化二酸化炭素を、ドライアイスを製造するための液化二酸化炭素の供給管４から分岐して噴出ノズル７に供給するようにしたが、別の液化二酸化炭素を貯留する貯留容器から、噴出ノズル７への専用の供給路としてもよい。
【００４３】
噴出ノズル７への専用の供給路とする場合は、ドライアイス生成ノズル３ａから噴出する液化二酸化炭素と、噴出ノズル７から噴出する液化二酸化炭素とを貯留する貯留容器の仕様、例えば圧力（温度）、貯留量などをそれぞれに好適なものとすることができる。
また、第一及び第二の実施の形態では、過冷却熱交換器５での過冷却度を電磁開閉弁８の開閉により行なったが、電磁開閉弁８に換えて開度を連続的に制御できる電動弁としてもよい。
【００４４】
電動弁とする場合、電動弁の開度が小さい制御において、液化二酸化炭素の圧力低下による噴出ノズル７におけるドライアイスの生成によるノズル詰まりが生じないよう注意することが必要である。
さらに、第一及び第二の実施の形態では、貯留容器の仕様について説明を省略したが、ＬＧＣ（可搬式液化二酸化炭素容器）、ＣＥ（コールドエバポレーター）、シリンダー（液化二酸化炭素容器）のいずれを使用してもよい。
【００４５】
また、第一及び第二の実施の形態では、ドライアイス製造装置及びドライアイス製造方法を洗浄用途に適用したが、最終商品としてペレット状又は粒状のドライアイスの製造用途に適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係るドライアイス製造装置の概略図。
【図２】本発明の第二の実施の形態に係るドライアイス製造装置の概略図。
【図３】従来のドライアイス製造装置の概略図。
【符号の説明】
【００４７】
１ ドライアイス製造装置
２ａ，２ｂ 貯留容器
３ａ ドライアイス生成ノズル
４ 供給管
４ａ 分岐供給路
５ 過冷却熱交換器
５ａ 冷却管
７ 噴出ノズル
８ 電磁開閉弁
２１ ドライアイス製造装置
２２ ブライン槽
２２ａ ブライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器と、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズルと、貯留容器からの液化二酸化炭素を生成ノズルに供給する供給管とを備えたドライアイス製造装置において、
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造装置。
【請求項２】
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器と、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズルと、貯留容器からの液化二酸化炭素を生成ノズルに供給する供給管とを備えたドライアイス製造装置において、
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、ブラインを収納した熱交換槽を設けて、熱交換槽内のブライン中に過冷却熱交換器を浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造装置。
【請求項３】
噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する供給路に電磁開閉弁を設け、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を電磁開閉弁の開閉により制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドライアイス製造装置。
【請求項４】
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器からの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルにより噴出してドライアイスを製造するドライアイス製造方法において、
ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器に、液化二酸化炭素を噴出ノズルにより噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造方法。
【請求項５】
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器からの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルにより噴出してドライアイスを製造するドライアイス製造方法において、
液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルに供給する通路の途中に、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成してブラインを収納した熱交換槽内のブライン中に浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造方法。
【請求項６】
過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する供給路に設けた電磁開閉弁の開閉により制御することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のドライアイス製造方法。
【請求項１】
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器と、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズルと、貯留容器からの液化二酸化炭素を生成ノズルに供給する供給管とを備えたドライアイス製造装置において、
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、過冷却熱交換器に噴出ノズルにより液化二酸化炭素を噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造装置。
【請求項２】
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器と、液化二酸化炭素を噴出してドライアイスを生成するドライアイス生成ノズルと、貯留容器からの液化二酸化炭素を生成ノズルに供給する供給管とを備えたドライアイス製造装置において、
供給管の途中に、供給管からの液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成し、ブラインを収納した熱交換槽を設けて、熱交換槽内のブライン中に過冷却熱交換器を浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造装置。
【請求項３】
噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する供給路に電磁開閉弁を設け、過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を電磁開閉弁の開閉により制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のドライアイス製造装置。
【請求項４】
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器からの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルにより噴出してドライアイスを製造するドライアイス製造方法において、
ドライアイス生成ノズルに供給する液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器に、液化二酸化炭素を噴出ノズルにより噴出させて冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造方法。
【請求項５】
液化二酸化炭素を貯留する貯留容器からの液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルにより噴出してドライアイスを製造するドライアイス製造方法において、
液化二酸化炭素をドライアイス生成ノズルに供給する通路の途中に、液化二酸化炭素を冷却し過冷却状態にする冷却管を備えた過冷却熱交換器を形成してブラインを収納した熱交換槽内のブライン中に浸漬すると共に、ブライン中に設けた噴出ノズルから液化二酸化炭素を噴出させてブラインを冷却媒体として、冷却管内を流通する液化二酸化炭素を過冷却することを特徴とするドライアイス製造方法。
【請求項６】
過冷却熱交換器による液化二酸化炭素の過冷却度を、噴出ノズルに液化二酸化炭素を供給する供給路に設けた電磁開閉弁の開閉により制御することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のドライアイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１０５８３７（Ｐ２０１０−１０５８３７Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７７７４０（Ｐ２００８−２７７７４０）
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００１５８３１２）岩谷産業株式会社 (137)
【出願人】（５０６２１９８８９）有限会社クールテクノス (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００１５８３１２）岩谷産業株式会社 (137)
【出願人】（５０６２１９８８９）有限会社クールテクノス (10)
【Ｆターム（参考）】
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