JPH07502247A - 固体ｃｏ↓２のブロックを低圧で自動的に製造する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 固体ＣＯ７のブロックを低圧で自動的に製造する方法及び装置Ｒ唱Ω立野 本発明は一般に、二酸化炭素（Ｃｏｗ）を固体化させるための方法及び装置に関 し、特に、１．１乃至１．５０ｇ／ｃｍ”あるいはそれ以上の密度を有する固体 二酸化炭素のブロックを低圧で自動的に製造するための方法及び装置に関する発 明の背景 液体ＣＯ２を固体化して一般に「ドライアイス」と呼ばれる固体ＣＯ２を形成す るプロセスは広く知られたプロセスであり、その製品は、医薬、既に冷凍された あるいは新鮮な食品を運搬及び貯蔵するために、人工用を生じさせるために、消 火のために、あるいは金属を収縮させるために商業的に使用されている。

固体ＣＯ２を製造するための通常のプロセスは一般に、最初に大気圧付近の圧力 でＣ０２のスノー（雪）を形成する工程と、次に、その雪を圧縮して一定の形態 及び特定の密度にする工程とを含む。標準的な寸法（２５，４ｃｍＸ２５．４Ｃ ｍＸ２５．４ｃｍ）を有する固体ＣＯ□のキューブ（立方体）を製造する通常の 装置の平均的な能力は、５−６分間当たりに約１つ又はそれ以上のキューブを製 造する程度の能力であり、そのような装置は基本的に、（ａ）二酸化炭素のスノ ーを形成するための特有の条件を保つようになされた閉鎖型のチャンバと、（ｂ ）ガス回収装置と、（Ｃ）油圧作動型の圧縮装置と、（ｄ）ガスが戻るＣＯ８貯 蔵タンクと、（ｅ）凝縮装置とを備えている。

上記装置は基本的に、液体ＣＯ２を５ｋｇ／ｃｍ”付近の圧力まで膨張させ、そ こから圧縮要素を介してガスが抽出される二酸化炭素のスノーの塊を形成し、こ れにより、大気圧近くの圧力に到達できるようにし、その後、上記塊をモールド の中で油圧装置によって１２５ｋｇ／ｃｍ”で圧縮し、その結果、最大１．５５ ｇ／ｃｍ”の最大密度を有する圧縮されたドライアイスの塊を排出する。二酸化 炭素のスノーを圧縮して比較的高い密度のブロックを形成するためには比較的高 い圧力が必要とされるので、必要とされる装置の建造及び運転には高い緑黄がか かる。

上述のプロセスとは異なる既に伝統的に使用されている別のプロセスが多くの特 許明細書に開示されており、そのようなプロセスは一般に、ＣＯ７の熱力学的な 性質に基づくものである。

周知のプロセス及び装置の概念及び詳細は、本明細書で参照する米国特許第１． ９２５，０４１号、第１，９２５，６１９号、第１．８７０，６９１号、第１． ９５０，１８０号、第１．７９５，７２２号、第２，７３８，６５８号、第４． ０３３，７３６号、第３，８１７，０４５号及び第４，７８０，１１９号に開示 されている。

米国特許第１．９２５．０４１号（発明者：Ａｕｅｒｂａｃｈ）は二段階式のプ ロセスを記載しており、このプロセスにおいては、気体Ｃｏ２の通過を阻止する に十分な密度を有していてシール及びサポートの役割を果たす固体Ｃｏ２の層が 最初にモールドの底部に形成され、その後、液体ＣＯ２が２０気圧（２１，９ｋ ｇ／ｃｍ”）の高圧で注入される。液体Ｃｏ２はゆっくりと蒸発し、１．４より も高い比重を有する密度の高いＣＯ，ブロックを形成する。

一方、米国特許第２，９２５．６１９号（発明者：Ｚｕｍｂｒａ）においては、 円筒形のチャンバを大気圧のＣＯ２スノーで充填し、次に、液体Ｃｏｔを上記ス ノーの中に注入してＣ０２スノーの塊を形成する。その塊は、例えば５．　４７ ｋｇ／ｃｍ２の高圧（三重点よりも高い）の下で冷たい液体ＣＯ２によって飽和 されており、環状の包囲チャンバーに７７．２’ＣのＣＯ２スノーを充填して冷 凍させることにより、その形態で固体化する。

米国特許第１．８７０，６９１号（発明者：Ｒｕ５ｔ　ｅｔ　ａｌ、）は、固体 Ｃ０２を製造するように改造された押し出し装置を開示しており、この装置は中 間ゾーンを用いており、該中間ゾーンの中でＣＯ２スノーの塊が２１．９ｋｇ／ ｃｍ２の液体ＣＯ２で飽和されゆっくりと蒸発させられる。一般的に言って、こ の米国特許第１，８７０．６９１号の装置は、上記米国特許第１．　９２５．　 ０４１号に開示される装置に類似している。

米国特許第１，９５０．１８０号（発明者：Ｊｏｎｅｓ　ｅｔ　ａｌ、）は、１ ．５ｇ／ｃｍ”よりも高く概ね均一な密度を有する固体ＣＯ２のブロックを製造 するための幾つかの装置を開示している。この米国特許は、チャンバに大気圧付 近の圧力のスノーを充填し、次に、上記チャンバに三重点よりも高い圧力の液体 Ｃ０２を満たして、上記スノーを上記液体の中で飽和させて浸漬させ、その後、 上記液体を三重点に極めて近い圧力でゆっくりと蒸発させ、これにより、大きな 平均寸法のＣＯ２結晶を形成し、次に該結晶を圧縮して高密度の固体ＣＯ１を形 成する概念を開示している。

米国特許第１．７９５，７７２号（発明者：Ｇｏｏｓｍａｎ）は、圧縮及び押し 出しプロセスに全体的に関係するものであり、米国特許第２．７３８．６５８号 （発明者：Ｂｒｏｎｓｏｎ）は、通常のドライアイス圧力に供給されるスノーの 製造を開示している。

米国特許第４，０３３．７３６号（発明者：Ｃａｎｎ）は、圧縮／押し出しチャ ンバを用いて、バネにより与えられる圧力に回転力を付与することによって棒状 体すなわちバー又は球状体を形成する方法及び装置に関するものである。

上述の米国特許の開示によると、従来技術のプロセスの幾つかは、１．　４−１ ．５ｇ／ａｍ’の製品密度まで圧縮することにより、固体ＣＯ８の立方体を製造 するように設計されており、また、他の装置は、０．６−０．８ｇ／ｃｍ’より も小さな平均密度を有する固体ＣＯ２の立方体を製造することが明らかである。

より小さい密度の形態の二酸化炭素は、ドライアイスについての産業的な必要性 を満足することができず、その使用は、要求の低い用途に限定される。

上述の米国特許から、米国特許第１，９２５，０４１号に開示される発明が特に 利点を有しているものと総括することができ、その理由は、その発明は、圧縮な しに液体ＣＯ２の三重点よりも高い圧力で作動するプロセスを含んでおり、上記 液体ＣＯ２は瞬時にチャンバに入ってシールを目的とするスノーの層を形成し、 次にチャンバには液体ＣＯ２が充填されるからである。上記米国特許第１，９２ ５．０４１号は、本発明のプロセスにおける圧力よりも十分に高い圧力で液体Ｃ Ｏ２を導入する。上記米国特許第１，９２５，０４１号におけるＣＯ２の固体化 速度は、固体化の間にモールドから効果的なＣｏ２ガスを何等通気させないので 、非常に遅いものとなろう。米国特許第１，９２５，０４１号は、本発明の方法 及び装置で採用するようなＣＯ２ガス回収装置、あるいは、二段階で液体ＣＯ２ を供給する考えを採用していない。上述の他の総ての米国特許は、固体の二酸化 炭素を製造する種々の方法を記載しており、本発明の方法及び装置に対する関連 性は殆どない。

発明の摘要 本発明は、第１の低い圧力である時間にわたってモールドの中に導入され、次に 、中間の圧力で第２の時間にわたってモールドの中に導入される液体ＣＯ！を用 いて、高密度の二酸化炭素ブロックを製造する方法及び装置を含む。

９．８ｋｇ／ａｍ”乃至１０．９ｋｇ／ｃｍ”程度の中間の圧力、並びに、−４ ０°Ｃ程度の低い温度で、液体Ｃ０２をモールドへ供給するための調整槽が設け られる。約５ｋｇ／ｃｍ”の圧力で低圧ＣＯ！を導入する第１の導入期間の間に 、モールドにＣＯ！スノーを部分的に充填し、第２の期間の間に、中間の圧力の ＣＯ２が上記スノーを飽和させて部分的に蒸発し、これにより、液体ＣＯ７を連 続的に冷凍して高密度のＣＯ，ブロックを形成する。

調整槽及びモールドからＣｏｎ蒸気を回収し、その回収したＣ　Ｏを蒸気を圧縮 して循環させるコンプレッサへ上記蒸気を循環させるための手段も設けられる。

従って、本発明の目的は、改善された二段階式の方法、並びに、１．１乃至１． ５ｇ／Ｃｍ”あるいはそれ以上の密度を有する固体ＣＯ２のブロックを低圧で自 動的に製造するためのモジュール装置を提供することである。

本発明の別の目的は、Ｃｏｔガスを回収及び圧縮する装置によって約９０％の排 気ＣＯ２蒸気を回収し、高密度の固体ＣＯ！のブロックを製造するための改善さ れた方法及び装置を提供することである。

本発明の他の目的は、小さな容積の固体Ｃｏｔの立方体を製造するという市場の 要求を満足するために、１２−１４分間当たり約１立法フイー）（２，５４ｃｍ ｘ２．５４ｃｍｘ２．５４ｃｍ）の公称生産能力で固体ＣＯ２のブロックを低圧 で製造するための改善された低コストの装置を提供することである。

本発明の上記及び他の目的は、以下の記載から明らかとなろう。

図面の簡単な説明 図１は、本発明に従って固体ＣＯ２のブロックを低圧で自動的に製造するための 装置の概略的なブロック図であり、 図２は、本発明の装置に含まれるモールドウェッジの斜視図であり、図３は、図 １の装置に含まれるモールドの斜視図であり、図４は、図２のモールドウェッジ の部分における一部プラグを詳細に示す分解断面図である。

好ましい実施例の詳細な説明 図１に示すように、本発明は、低圧下で固体の二酸化炭素のブロックを製造する 装置１１に関するものである。本装置１１は、一対のモールド１３．１５を備え ており、これらモールドは交互に作動して固体ＧＯ，のブロックを製造する。

このブロックは、製作した実施例においては、各辺が２４．５ｃｍの立方体であ った。本装置は、１つだけのモールドで作動することができることは明らかであ るが、他方のモールドが休止している時に一方のモールドにおいて製造を継続す ることができるので、２つのモールドを使用することにより効率が改善される。

装置１１はまた、ＣＯ□供給装置１７及びＣＯ２蒸気回収装置１９を備えている 。

モールド１３．１５の構造は同一であるので、一方のモールド１３だけを図２乃 至図４を参照して詳細に説明する。モールド１３は、頂壁部２１と、隔置された 側壁部２３と、前方及び後方の壁部２５を備えており、これら壁部は、３８゜１ ｍｍの肉厚を有する低温用アルミニウム合金から形成されて互いに溶接され、下 方を向いた器すなわち容器２７を形成している。下方を向いた開口は、運動可能 な底壁部２９によって閉鎖されており、上記底壁部は、高分子量ポリエチレンで 被覆された炭素鋼によって形成され、図３に示すように、閉位置と開位置との間 で摺動するように設けられている。底壁部２９は概ねクサビ形状を有しており、 側部プレート３３に支持されたレール３１によって摺動するように担持されてお り、これにより、壁部２９は、側方へ移動すると同時に下方へ移動し、従って、 形成された固体Ｃｏｔのブロックの底部から壁部２９が離れ易くなっている。

図１に示すように、モールド１３．１５の各々の底壁部２９は、ＣＯ２ガスによ って作動されるピストン３５によって制御され、上記ピストンは、開位置と閉位 置との間で底壁部２９を動かす。モールド１３．１５の開放は、後に詳述するよ うに、各々の固体ＣＯ２のブロックに関する生産サイクルの終了時に自動的に行 われる。

ＣＯ２供給装置１７が図１に示されており、該ＣＯ２供給装置は、代表的には２ １．０ｋｇ／ａｍ”及び−１７，７’Ｃの液体Ｃｏｎを保有するタンクかう成ル 液体ＣＯ２供給源３７を備えている。供給源３７は、導管３９によってＣＯ４調 整槽４１に接続されている。調整槽４１は、周囲環境から液体ＣＯ２を絶縁する ための真空ジャケットで絶縁されたステンレス鋼製の圧力容器であるのが好まし い。

調整槽４１は、液体レベル制御装Ｗ１４３と、導管３９の中の流量制御装置４５ とを備えている。流量制御装置４５はソレノイド弁を備えており、このソレノイ ド弁は、該ソレノイド弁又はバイパス構造を通る種々の流量を自動的に選定する 。

調整槽４１が作動して供給源３７からの液体ＣＯ２の第１の膨張をもたらし、そ の圧力を９．５ｋｇ／ｃｍ２及び１２．４ｋｇ／ｃｍ”の間の中間のレベルまで 下げる。

調整槽４１からＣＯ２蒸気を通気するために、上記調整槽４１とパルスタンク４ ９との間に接続されている導管４７が設けられている。代表的にはタンク３７の 中の液体ＣＯ２の上にあるガスであるＣｏｔガス供給源５１が設けられており、 このＣｏｔガス供給源は、導管５３を介して圧力制御装置５７に接続され、弁を 作動させるに必要な圧力を供給する。圧力制御弁５５が導管５３の中に位置して おり、圧力制御装置５７は、導管４７を通るパルスタンク４９への流れを制御し て、調整槽４１の中の圧力を調節する。調整槽４１の中で高圧の液体ＣＯ２が中 間の圧力まで膨張すると、その結果生ずる液体のガスに対する比は８：２程度で ある。上記膨張により生ずるＣＯ２ガスはかなりの量であり、そのＣＯ２ガスは 、導管を介してパルスタンク４９へ循環される時に完全に回収される。

モールド１３．１５は、調整槽４１からモールド１３．１５へ液体を供給するそ れぞれの導管５９．６１によって、調整槽４１に接続されている。時間及びサイ クル制御装置６３が設けられ、この時間及びサイクル制御装置は、時間基準で、 又は、ある場合には圧力に応じて、装置１１の弁を開閉する。各々の導管５９． ６１には代用の流路６５．６７が設けられており、これら流路は、低圧又は中間 の圧力の液体ＣＯ２をそれぞれのモールドに供給する。各々の流路６５．６７は ソレノイド弁を備えており、流路６５はニードル弁を備え、該ニードル弁は、３ ．６及び５．１ｋｇ／ｃｍ２の圧力の低流量の液体ＣＯ２をある時間にわたって 供給し、それぞれのモールドにＣＯ２スノーを充填すると同時に、モールド１３ ．１５と蒸気回収装置１９との間に伸長する導管７２．７４にＣ０２蒸気を排出 する。導管の中の背圧は、回収装置１９によってもたらされる３、７ｋｇ／ｃｍ ２程度である。

サイクルの低圧部分が完了し、モールドに低密度のＣＯ２スノーが約３分間かけ て供給された後に、コントローラ６３が、低流量の流路６５を閉止し、また、高 流量の流路６７用のソレノイド弁を開放する。上記流路６７は、９．８乃至１０ ．９ｋｇ／ｃｍ”の中間の圧力及び−４０°Ｃの温度の液体Ｃｏｔをそれぞれの モールドに供給する。上記圧力は三重点よりも高いので、モールドに入るＣＯ３ の流れは液体及び蒸気を含んでいる。液体ＣＣｈが凍り始め、液体ＣＯ１の一部 の蒸発によって冷凍すなわち冷却が生ずる。

２つのモールド１３．１５の各々の底壁部２９には通気量ロア３が設けられてお り、これら通気開口は、向かい合う高密度ポリエチレンの層２９ａと、低温用ア ルミニウムの部分２９ｂと、スチールのウェッジ（クサビ形状）部分２９ｃとを 貫通する。層２９ａと部分２９ｂとの間には、ウールのフィルタ７５が設けられ ており、このフィルタは、液体ＣＯ２が、開ロア３を通って、モールド１３．１ ５の底部にそれぞれ接続された蒸気比ロア２．７４へ流れるのを阻止する役割を 果たす。サイクルの初期の低圧部分の間に、モールド及び開ロア３の中にスノー が形成される。液体ＣＯ２が中間の圧力の部分においてモールドに入ると、その 液体ＣＯ２が固体化してＣＯ２スノーによってプラグ７５が形成され、液体ＣＯ ２がモールド１３．１５の底部から出るのを阻止する。

サイクルのの第２のすなわち中間圧力部分において、液体ＣＯ２は、モールドが 高密度のＣＯ２の固体ブロックで満たされるまで、固体化し続ける。液体ＣＯ２ を固体化するプロセスを商業的に使用するに十分な速度で生じさせるために、モ ールド１３．１５には十分な量のＣＯ２蒸気を排気する手段を設ける必要がある 。ＣＯ２液体の固体化は、液体ＣＯ２を冷凍すなわち冷却することにより行われ なければならない。装置のコストを極力低減するために、本発明は、液体ＣＯ１ の気化すなわち蒸発を用いて冷却し、−４０°Ｃの低い温度でモールドに入るＣ Ｏ、を固体化させる。この気化のプロセスにおいて、１／２キログラムの固体Ｃ Ｏ８及び１／２キログラムのＣＯ７蒸気を形成するために、約１キログラムの液 体ＣＯ２が必要である。本プロセスにおいては極めて大量のＣＯ３蒸気が発生す るので、そのような蒸気を回収して再使用することが重要である。

ＣＯ１蒸気の回収は、モールド１３．１５の頂部にそれぞれ接続された導管６９ ．７１によって行われる。これらの導管は、蒸気回収装置１９伸長し、後に説明 するように、最終的には、パルスタンク４９へ導かれる。導管６９．７１は回収 されるＣＯ２蒸気だけを搬送すべきであるが、総ての液体ＣＯ！がモールドに入 る際に固体化するように最適な速度でモールド１３．１５を充填することは、経 済的な観点から許容することのできない高度の計装装置を用いなければ不可能で ある。従って、サイクルの中間圧力部分においては、ＣＯ１液体がモールドの頂 部まで上昇し、回収されたＣＯ１蒸気と共に排出される可能性がある。その理由 としては、パルスタンク４９に直接接続されていない導管６９．７１の中に液体 ＣＯ７が存在することが挙げられる。導管６９．７７の中の液体ＣＯ１を気化す るために、そのような導管を熱交換器８３．８５に接続するが、その機能に関し ては後に詳細に説明する。

サイクルの第２の部分は、時間基準で、あるいは、ブロックがモールドを充満す る際のモールドの中の圧力降下を基準として終了させることができる。モールド １３．１５の頂部にそれぞれ設けられる圧力スイッチがコントローラ６３に接続 され、上記圧力降下を検知した時に、モールド１３．１５の中へ入る液体ＣＯ８ の流れを止める。

次にモールドをライン７０を介して通気し、底壁部２９をシリンダ３５の１つに よって移動させ、完成したＣＯ２ブロックを取り除けるようにする。供給源５１ からのＣＯを蒸気は、導管９３によって、両方のシリンダ３５に接続され、適切 なソレノイド弁を設けまたコントローラ６３の制御により、ガスをシリンダ３５ の適正な側へ供給し、いずれかのモールドを開放又は閉止させる。

装置１１の効率を向上させるために、ＣＯ７蒸気回収装置１９を含む手段を設け てＣｏｔ蒸気のロスすなわち損失を極力少なくする。このようにして効率を向上 させることにより、液体ＣＯ２の使用量は減少し、装置１１によって形成される 固体Ｃ０２のブロックの製造コストが低減する。上述のように、導管４７．６９ ．７１．７２．７４は、調整槽４１並びにモールド１３．１５からｃｏ、蒸気を 回収し、そのような蒸気を蒸気回収装置１９のパルスタンク４９へ循環させる。

また、導管７８は、ＣＯ，蒸気供給源５１をパルスタンク４９に接続する。

パルスタンク４９は、炭素鋼製のタンク４９ａと、衝撃スクリーン４９ｂとを備 えている。導管８０によってパルスタンク４９に接続されているのはコンプレッ サ８１である。コンプレッサ８１がらの圧縮された蒸気は、導管８２を介して、 モールド１３．１５から回収された液体ｃｏ！を気化させて導管８７．８９を介 してパルスタンク４９へ循環させることができる。熱交換器８３．８５は、これ ら熱交換器のチューブを通るコンプレッサ８１からの圧縮された熱いｃｏ、ガス と、熱交換器のシェル部分の液体ｃｏ、及び低温のｃｏ！ガスとによって作動す るのが好ましい。コンプレッサ８１からの圧縮ガスは、熱交換器８３．８５を通 過した後に、導管９１によって循環されてｃｏ２ガス供給源５１へ戻る。冷却コ イル３７ａが、供給源すなわちタンク３７に設けられ、循環されたｃｏ、蒸気を 凝縮させる。そのようなコイルは、通常の如く冷却手段（図示せず）によって与 えられる。パルスタンク４９は、コンプレッサ８１の負荷を均等化すると共に、 コンプレッサの吸引側に一定の圧力のＣｏｆスを供給するという重要な機能を果 たす。モールド１３．１５の運転サイクルのある期間の間に、蒸気回収導管４７ ．６９．７２．７４を介してパルスタンク４９へ入るＣＯ２蒸気は殆どない。

そのような期間の間には、導管７８を介して蒸気供給源から来るｃｏ、蒸気が、 パルスタンク４９を通ってコンプレッサ８１へ流れる流れを維持し、これにより 、制御された圧力源を提供すると共に、そのような期間の間にコンプレッサ８１ を停止する必要性を排除する。

詳細には説明しないが、コントローラ６３を装置全体を通じて設けられるの種々 の弁に接続し、供給源３７から調整槽４１への流れを維持すると共に、調整槽４ １の中に９．５ｋｇ／ｃｍ”及び１２．４ｋｇ／ｃｍ”の間の所望の中間の圧力 及び約−４０°Ｃの温度を維持し、更に、パルスタンクの中に適正な圧力レベル 及びモールド１３への背圧１３．１５を維持するようにすることができる。本発 明の方法及び装置をより良（理解するために、以下に表Ｉが与えられており、こ の表は、図１に示す配置を有する本発明の建造した実施例の代表的な運転に関す るマテリアルバランスを示している。

１２乃至１４分間当たり１．３ｇ／ｃｍ３程度の密度の２４．５ｃｍの固体ＣＯ ２の立方体を製造することのできる好ましい実施例に関して、本発明の方法及び 装置を上に説明した。本装置は製造するのに比較的廉価であり、その理由は、高 密度のドライアイスを得るために大きな圧縮力を全く必要としないからである。

液体ＣＯ２の固体化の速度は、モールド１３．１５からＣＯ１蒸気を回収してこ れを再使用する効率的な通気装置によって達成される。二段階式のプロセスを含 み、第２の段階において中間の圧力及び低温度のＣＯ２液体を使用する本方法は 新規であり、どのような従来技術のプロセスによっても示唆されていない。

本発明の方法及び装置の好ましい実施例を以上に説明したが、より広い特徴の本 発明の真の範囲から逸脱することな（、添付の請求の範囲の範囲内で種々の変形 及び変更を行うことができることを理解する必要がある。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＳＮ、　ＴＤ。

ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ。

Ｃ５，ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、 　ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎ。

、ＮＺ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、５Ｅ（７２）発明者　イズキエルド、ホセ・ マルコ・アントニオ・アナヤ メキシコ合衆国０２０８０．　メキシコ・シティ。

コロニア・クラブエリア、パレスティナナンバー１８５ （７２）発明者　フエルナンデス、エミリオ・アヴエディッメキシコ合衆国０１ ７１０．メキシコ・シティ。

コロニア・ラス・アギラス、トレンチ　ナンバー５０

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．高密度の固体ＣＯ２ブロック低圧で製造する方法において、９．５ｋｇ／ｃ ｍ２と１２．４ｋｇ／ｃｍ２との間の圧力の程度の中間圧力、及び、−４０°Ｃ 程度の低い温度に調節された液体ＣＯ２の供給源を準備する工程と、 低圧の液体ＣＯ２をある時間にわたってある流量でモールドの中へ導入し、該モ ールドをＣＯ２スノーで部分的に充填する工程と、前記供給源からある流量、中 間圧力及び低い温度で前記モールドの中へ液体ＣＯ２を導入し、該液体ＣＯ２で 前記モールドの中のＣＯ２スノーを飽和させ、そのような液体ＣＯ２の導入の間 に、該液体ＣＯ２の気化によって残りの液体ＣＯ２を連続的に冷却し、これによ り、高密度の固体ＣＯ２ブロックを形成する工程と、前記中間圧力の液体ＣＯ２ を前記モールドの中へ導入する間に前記液体ＣＯ２の一部が冷却されて固体化す る際の気化によって生ずる蒸気を前記モールドから連続的に排出する工程とを備 える高密度の固体ＣＯ２ブロックを製造する方法。
2. ２．請求項１の高密度の固体ＣＯ２ブロックを製造する方法において、前記モー ルドの中へ導入される前記液体ＣＯ２の前記中間圧力が、−４０°Ｃ程度の温度 において、９．８ｋｇ／ｃｍ２乃至１０．９ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力であること を特徴とする高密度の固体ＣＯ２ブロックを製造する方法。
3. ３．請求項２の高密度の固体ＣＯ２ブロックを製造する方法において、２１ｋｇ ／ｃｍ２程度の高圧、及び、−１７．７°Ｃ程度の温度にある液体ＣＯ２の供給 源を準備する工程と、 前記液体ＣＯ２を高圧で圧力低下手段を介して前記父調節された液体ＣＯ２の供 給源へ循環する工程と、 前記モールドからＣＯ２ガスを回収して該ＣＯ２ガスを圧縮するコンプレッサ手 段を準備する工程と、 前記コンプレッサ手段によって圧縮されたＣＯ２を前記高圧の液体ＣＯ２供給源 へ循環させ、該液体ＣＯ２供給源において液体に再凝縮させる工程とを備えるこ とを特徴とする高密度の固体ＣＯ２ブロックを製造する方法。
4. ４．請求項１の高密度の固体ＣＯ２ブロックを製造する方法において、前記ブロ ックが前記モールドを充満した時に、前記モールドヘの中間圧力の液体ＣＯ２の 導入を自動的に終了させる工程を更に備えることを特徴とする高密度の固体ＣＯ ２ブロックを製造する方法。
5. ５．固体ＣＯ２ブロックを加圧下で自動的に製造する方法において、加圧された 容器の内側で、２１．９ｋｇ／ｃｍ２及び−１７．７°Ｃの液体ＣＯ２のジェッ トに第１の膨張を行わせ、その圧力を９．５ｋｇ／ｃｍ２及び１２．４ｋｇ／ｃ ｍ２の間の圧力まで減少させる工程と、少なくとも１つの閉鎖されたモードの中 で、前記膨張した液体ＣＯ２を二段階の第２の膨張を行わせ、第１の段階は、３ ．６及び５．１ｋｇ／ｃｍ２の間の適正な圧力の下で一定の時間の間に実行され 、第２の段階は、９．８ｋｇ／ｃｍ２乃至１０．９ｋｇ／ｃｍ２の適正な圧力範 囲で一定の時間実行され、これにより、前記モールドの内側にＣＯ２スノーのプ ラグを形成し、該プラグの上及びその中に１．２８ｇ／ｃｍ３乃至１．５ｇ／ｃ ｍ３の適正な密度のドライアイスの塊を形成する工程と、 前記第１及び第２の膨張において発生したＣＯ２ガスを圧縮し、該圧縮されたＣ Ｏ２ガスを前記ジェットへ再循環したり及び／又は本方法の工程を自動化するた めの燃料として使用する工程とを備える固体ＣＯ２ブロックを加圧下で自動的に 製造する方法。
6. ６．高密度の固体ＣＯ２を低圧で製造する装置において、液体入口及び蒸気出口 手段を有すると共に、固体ＣＯ２ブロックを取り出すために接近可能なチャンバ を有する閉鎖型モールドと、中間圧力及び低い温度の液体ＣＯ２を前記モールド に供給するための液体ＣＯ２調整装置と、 低圧の液体ＣＯ２を前記調整装置から前記液体入口へある時間にわたって供給し 、前記モールドにＣＯ２スノーを供給する第１の流量制御装置と、中間圧力の液 体ＣＯ２を前記地装置から前記入口へ前記ＣＯ２スノーを飽和させる速度で供給 し、液体ＣＯ２の気化により液体ＣＯ２を連続的に冷却して高密度の固体ＣＯ２ を形成する第２の流量制御装置とを備える高密度の固体ＣＯ２を低圧で製造する 装置。
7. ７．請求項６の高密度の固体ＣＯ２を低圧で製造する装置において、ＣＯ２蒸気 用の回収装置を備え、該回収装置が、前記モールドの出口と、ＣＯ２蒸気を前記 モールドから前記ＣＯ２調整装置へ再循環させるコンプレッサとを備えることを 特徴とする高密度の固体ＣＯ２を低圧で製造する装置。
8. ８．請求項６の高密度の固体ＣＯ２を低圧で製造する装置において、液体ＣＯ２ を膨張手段を介して前記液体ＣＯ２調整装置へ供給するように接続された液体Ｃ Ｏ２供給源と、前記モールド及び前記ＣＯ２調整装置からＣＯ２ガスを回収して 該ＣＯ２ガスを圧縮するように接続されたコンプレッサと、前記コンプレッサ及 び前記液体ＣＯ２供給源に接続され、前記コンプレッサから前記液体ＣＯ２供給 源へ圧縮されたＣＯ２ガスを供給する導管とを備えることを特徴とする高密度の 固体ＣＯ２を低圧で製造する装置。
9. ９．請求項７の高密度の固体ＣＯ２を低圧で製造する装置において、前記第１の 流量制御装置は、３．６ｋｇ／ｃｍ２及び５．１ｋｇ／ｃｍ２の間の圧力、及び 、約９．８ｋｇ／ｃｍ２から１０．９ｋｇ／ｃｍ２の圧力、並びに、約−４０° Ｃの温度にある液体ＣＯ２を供給することを特徴とする高密度の固体ＣＯ２を低 圧で製造する装置。
10. １０．固体ＣＯ２ブロックを低圧下で自動的に製造する装置において、液体ＣＯ ２調整装置に接続され、第１の低圧で選択された時間にわたって液体ＣＯ２を供 給すると共に、第２の中間圧力で選択された時間にわたって液体ＣＯ２を供給す る閉鎖型モールドと、 前記モールド及び前記調整装置から液体ＣＯ２及び蒸気を受け取るように接続さ れたコンプレッサを含むＣＯ２ガス回収装置と、前記コンプレッサから前記液体 ＣＯ２調整装置へＣＯ２を再循環させる手段とを備える固体ＣＯ２ブロックを低 圧下で自動的に製造する装置。
11. １１．請求項１０の固体ＣＯ２ブロックを低圧下で自動的に製造する装置におい て、前記ＣＯ２ガス回収装置及び前記コンプレッサに接続された熱交換器手段を 備え、これにより、前記コンプレッサからの圧縮されたＣＯ２が前記モールドか ら回収された液体ＣＯ２を気化させることを特徴とする固体ＣＯ２ブロックを低 圧下で自動的に製造する装置。
12. １２．請求項１１の固体ＣＯ２ブロックを低圧下で自動的に製造する装置におい て、前記ＣＯ２ガス回収装置が、前記コンプレッサ及び調整装置と前記モールド との間に設けられたパルスタンクを備え、これにより、前記コンプレッサへ循環 される総てのＣＯ２蒸気が前記パルスタンクを通過することを特徴とする固体Ｃ Ｏ２ブロックを低圧下で自動的に製造する装置。
13. １３．請求項１０の固体ＣＯ２ブロックを低圧下で自動的に製造する装置におい て、前記モールドは立方体の形状を有し、該立方体は、固体ＣＯ２の立方体を取 り出すための開位置と前記液体ＣＯ２を受け入れて前記固体ＣＯ２の立方体を形 成する包囲体を画定する閉位置との間で移動可能な１つの壁部を有しており、ま た、前記１つの壁部に接続されて該壁部を開位置と閉位置との間で動かす気体作 動型のシリンダと、回収されたＣＯ２ガスを前記シリンダに供給して前記シリン ダを作動させる手段とを備えることを特徴とする固体ＣＯ２ブロックを低圧下で 自動的に製造する装置。
14. １４．請求項１０の固体ＣＯ２ブロックを低圧下で自動的に製造する装置におい て、前記液体ＣＯ２を供給する前記第１の低圧が、前記モールドをＣＯ２スノー で部分的に充満させ、液体ＣＯ２を供給する第２の中間圧力が、前記ＣＯ２スノ ーを飽和させると共に、気化の結果として連続てな固体化を行うことを特徴とす る固体ＣＯ２ブロックを低圧下で自動的に製造する装置。
15. １５．請求項１４の固体ＣＯ２ブロックを低圧下で自動的に製造する装置におい て、前記中間圧力の液体ＣＯ２が、９．８ｋｇ／ｃｍ２乃至１０．９ｋｇ／ｃｍ ２程度の圧力、及び、−４０°Ｃ程度の温度で前記モールドに供給されることを 特徴とする固体ＣＯ２ブロックを低圧下で自動的に製造する装置。
16. １６．固体ＣＯ２ブロックを加圧下で自動的に製造する装置において、液体ＣＯ ２調整装置に接続された少なくとも１つの閉鎖型そールドを備え、第１の低圧に おいて液体ＣＯ２を供給して前記モールドをＣＯ２スノーで部分的に充満させ、 第２の中間圧力において液体ＣＯ２を供給して該液体ＣＯ２によって前記スノー を飽和させると共に、該液体ＣＯ２の気化により連続的に固体化させて固体ＣＯ ２ブロックを形成し、また、当該装置は、前記モールド及び前記調整装置と共に 閉回路を形成するＣＯ２ガス回収装置と、前記調整装置及び前記圧力を制御して 当該装置の運転を自動化する自動制御装置とを備えることを特徴とする固体ＣＯ ２ブロックを加圧下で自動的に製造する装置。
17. １７．請求項１６の固体ＣＯ２ブロックを加圧下で自動的に製造する装置におい て、前記モールドは、各辺が２５．４ｃｍである立方体の形態を有していると共 に、３８．１ｍｍの肉厚を有する低温用アルミニウム合金から形成されることを 特徴とする固体ＣＯ２ブロックを加圧下で自動的に製造する装置。
18. １８．請求項１７の装置において、前記モールドはクサビ形状のベースを有する 取り外し可能な壁部を備えており、前記ベースは、該ベースを側方へ動かして前 記立方体の取り出しを可能とするピストンに接続されていることを特徴とする装 置。
19. １９．請求項１８の装置において、前記クサビは炭素鋼から形成され、該炭素鋼 は、モールドの気密性を確実にするために、高分子量ポリエチレンで被覆されて いることを特徴とする装置。
20. ２０．請求項１９の装置において、前記取り外し可能なクサビはウールのフィル タを備えており、該フィルタは、ガスの出口通路を阻害して一次プラグを形成す ると共に、排気ガスの排出を許容するようになされており、前記フィルタは、高 密度ポリエチレンの層の下に保持されていることを特徴とする装置。