JPS5911527B2 - 定形ドライアイス製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液状炭酸ガスを原料として定形ドライアイスを
製造する装置に関する。

即ち、ドライアイスメーカがレストラン・アイスクリー
ム工場・菓子屋等を対称に定形ドライアイスを量産する
のに使用する定形ドライアイス製造装置に関するもので
ある。

定形ドライアイス製造装置のうち、本願発明に係る装置
に近似している従来装置は、英国特許慮４３３０１８号
公報（「固形ドライアイス製造プレスにおける改良」）
に記載されており、その概要を第７図と第８図に示す。

チャージングシリンダ５０の頂部のノズル５１から液状
炭酸ガスを噴出させて断熱膨張により雪状ドライアイス
を発生させてチャージングシリンダ５０内に充満し、シ
ャッタ５２を開いてこの雪状ドライアイスをプレスシリ
ンダ５３内に重力落下させた後、再びシャッタ５２を閉
じて、プレスプランジャ５５で圧縮してドライアイスブ
ロック５７に成形する。

この時プレスシリンダ５３内での圧縮と並行してチャー
ジングシリンダ５０内へは次のサイクルの雪状ドライア
イスを充填する。

その後プレスシリンダ５３をその下部の円筒状ピストン
５８で下降させることにより、プレスプランジャ５５上
のドライアイスブロック５７をプレスシリンダ５３外に
露出させて外部へ取出すようにしたものである。

しかしながら、この従来装置には次のような諸欠点が残
っている。

（１）プレスシリンダ５３内からドライアイスブロック
５７を取り出す為に、プレスシリンダ５３内体を昇降さ
せるので、円筒状ピストン５８の駆動手段が不可欠とな
るから、構造が複雑化し、耐久性も低下し、高価になる
。

（２）自動運転する場合、プレスプランジャ５５上に残
ったドライアイスブロック５７を取り出す為の移送手段
を付設する必要があるから、装置の構造が更に複雑化す
る。

（３）プレスシリンダ５３内に供給した雪状ドライアイ
スを圧縮固結するので、大形のドライアイスブロック５
７を製造しようとすれば、プレスシリンダ５３め高さを
高くするとともに、大出力のプレス駆動装置５６を大ス
トローク化する必要があるから、装置が大形化して、極
めて高価になる。

（４）プレスシリンダ５３内で雪状ドライアイスを圧縮
する際に雪状ドライアイス中の炭酸ガスがドライアイス
内に封じ込められてしまうので、この炭酸ガスで圧縮が
妨げられるため、圧縮の密度が小さくなるうえ、圧縮作
業速度が遅くなる。

ドライアイスブロック５７がその内部に封じ込んだ炭酸
ガスの高い圧力で割れたり欠けたりし易いものとなる。

（５）二枚のシャッター５２を設けることにより、ドラ
イアイスブロック５７を定量化する場合にも、雪状ドラ
イアイスの一部がチャージングシリンダ５０の内壁に付
着して残留するので、ドライアイスブロック５７を定量
化することが難しい。

本発明は、上記の諸欠点を解消する為に、雪状ドライア
イス生成筒を定形ドライアイス成形筒とをシャッタ空間
を空けて上下に配設し、生成筒の下端の送出口の成形筒
の上端の受入口とを同時に開閉するシャッタをシャッタ
空間に前後移動可能に配設し、生成筒内に予圧抑具を上
下動可能に内装し、生成筒内の雪状ドライアイスを予圧
搾してから成形筒内へ供給するようにするとともに、シ
ャッタの上部より前方へ補助シャッタを連出させること
により、送出口を閉じたまま受入口のみを開放可能にし
、生成筒内では雪状ドライアイスの生成を続けながら成
形筒内では定形ドライアイスを成形し、成形後の定形ド
ライアイスを圧搾具でシャッタ空間へ押出し、これをシ
ャッタの前面の製品押出面で押すことにより定形ドライ
アイスを取出すようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。

第１図に示すように、雪状ドライアイス生成筒１ど定型
ドライアイス成形筒２とがシャッター空間３を空けて上
下に直列状に配置さ札生成筒１の下端の送出口４及び成
形筒２の上端の受入口５とはシャッタ空間３に開放され
、この送出口４と受入口５とを同時に開閉するシャッタ
６がシャッター空間３内を前後移動可能に配設される。

上記生成筒１内には予圧神具８が油圧シリンダからなる
予圧搾駆動装置９を介して上下動可能に内装され、成形
筒２内に圧搾具１０が油圧シリンダからなる成形駆動装
置１１を介して上下動可能に内装される。

生成筒１の上部に斜上向きに対称に付設された１対の雪
状ドライアイス吹込筒１２の頂部には液状炭酸ガス噴出
用ノズル１３が付設され、このノズル１３で発生された
雪状ドライアイスを生成筒１内へ吹き込んで充満させて
から、予圧神具８で予圧搾して雪状ドライアイスを低密
度に圧搾し、これを成形筒２内に重力落下させ、成形筒
２内で圧搾具１０で高密度に圧縮固結して定型ドライア
イスを成形するものであり、生成筒１内での雪状ドライ
アイスの生成と予圧搾の工程期間中に成形筒２内での圧
縮及び定形ドライアイスの成形筒２外への取出しの工程
を並行して行なわせることにより、高能率で高品質の定
形ドライアイスを製造するものである。

ここで、第２図及び第３図に基き、定形ドライアイス製
造装置の詳細構造について説明する。

雪状ドライアイス生成筒１及び定形ドライアイス成形筒
２とは各々金属製角筒から形成さ札前後１対の鋼板から
なる支持枠１７間に支持される。

生成筒１はステンレス鋼板製であって、その上端寄部に
は雪状ドライアイスから昇華した炭酸ガスを放出する為
の全網製のガス逃し口１８が開口され、ガス逃し口１８
の外側を囲繞するダクト１９で炭酸ガスを集めて、ダク
トのガス放出口２０から外部へ放出するようになってい
る。

ま外液状炭酸ガス噴出用ノズル１３は、断熱膨張の原理
で液状炭酸ガスから雪状ドライアイスを発生させるもの
であって、雪状ドライアイス吹込筒１２の奥端部に装着
され、液状炭酸ガス供給路２２を介して液状炭酸ガスボ
ンベ２１に接続されている。

雪状ドライアイス吹込筒１２は斜下向きの末広がり状の
角筒で形成され、ガス逃し穴１８の下側で雪状ドライア
イス吹込口１４が生成筒に開口している。

定形ドライアイス成形筒２はステンレス鋼板製であって
、その上部の外側には補強リブ兼吸熱フィン２４が形成
される。

即ち、成形筒２内で雪状ドライアイスを圧縮する工程の
終り項には、雪状ドライアイスを高圧で圧縮するので、
成形筒２の上部の強度を大きく形成する必要がある。

また、定形ドライアイス１６をシャッター空間３へ押出
す際に、成形筒２の内周壁面と定形ドライアイス１６の
外周面との間が融解して剥離し易くなるように、上記補
強リブ２４の表面積を極力大きくして吸熱性能を太きく
し、補強リブ兼吸熱フィン２４に形成する。

また、上記定形ドライアイス１６の剥離をよくする為に
、成形筒２の内周面を平滑面に形成することが必要であ
る。

シャッター６は生成筒１と生形筒２との間のシャッター
空間３に油圧シリンダからなるシャッター駆動装置２５
を介して水平に前後移動可能に付設され、このシャッタ
ー６で生成筒１の下端の送出口４と成形筒２の上端の受
入口５とが同時に開閉可能である。

また、シャッタ６の前面上部から前方へ連出された補助
シャッター７で送出口４を閉じるとともに受入口５を開
放可能であり、またシャッター６を後方に引き寄せると
送出口４及び受入口５とが共に開放される。

つまり、シャッター６及び補助シャッター７とは、シャ
ッター６で送出口４及び受入口５とを閉じる全閉位置と
、シャッター６が後退して受入口５を開けるとともに補
助シャッター７で送出口４を閉じる下開き上閉じ位置と
、シャッター６も補助シャッター７も後退して送出口４
も受入口５も開放する全開位置との３位置にシャッター
駆動装置２５を介して切換可能に構成する。

ここで、第４図に基き、定形ドライアイス製造工程につ
いて説明する。

初期の始動時には、（Ｉ）に示すように、シャッター６
を全閉位置にするとともに、予圧抑具８を雪状ドライア
イス吹込口１４より上方の待機位置に切換えて生成筒１
内に雪状ドライアイスが生成され、次に（ＩＩ）に於い
て予圧抑具８を待機位置から雪状ドライアイス吹込口よ
り下方の予圧搾位置に下降駆動させて雪状ドライアイス
を予圧押抜、（１）に於いてシャッター６及び補助シャ
ッター７を全開位置に切換えてから、予圧抑具８を予圧
搾位置からこれよりも低い突き落し位置に下降させて、
予圧搾された雪状ドライアイス１５を成形筒２内に落下
させ、次に■に於いて再びシャッター６を全閉位置にし
て成形筒２内では予圧押抜の雪状ドライアイス１５を例
えば約１５０ｋｇ／ｆｆｌの面圧で圧搾して定形ドライ
アイス１６を成形しながら、これと並行して生成筒１内
には雪状ドライアイスを充満させる。

その後（■に於いては下開き上閉じ位置にして定形ドラ
イアイス１６を成形筒２内からシャッター空間３に押出
してから、シャッター６を全閉位置へ移行させる際にこ
の定形ドライアイス１６をシャッター６の前面の製品押
出面２８で前方へ押出して製品取出台２９上を滑らせて
シャッター空間３の前側へ移送する。

また、上記と並行して生成筒１内では継続して雪状ドラ
イアイスを発生させて所定量の雪状ドライアイスを生成
筒１内に充満させる。

その後、（■（ＩＩＨＩ）−４）の工程を周期的に繰り
返していって、高能率でドライアイスを製造するのであ
る。

ここで、再び第２図及び第３図に基く説明を続行する。

生成筒１内で雪状ドライアイスを予圧搾する際に、雪状
ドライアイス中の炭酸ガスが逃げ易くするとともに、成
形筒２内で定形ドライアイス１６に成形する際にドライ
アイス中の炭酸ガスが逃げ易くする為に、シャッター６
は通気性の多孔質材料である焼結金属で形成され、その
内部には外部に開放しているガス抜き空間３０が形成さ
れる。

このようにして、炭酸ガスのガス圧に妨げられることな
く能率よく定形ドライアイスを成形でき、製品の定形ド
ライアイス１６も高密度化し、割れにくい高品質のもの
となる。

上記の観点から、第５図に示すように、生成筒１の下部
３１を上記焼結金属で形成することも出来る。

更に、成形筒２の上部をも焼結金属でつくるのが望まし
い。

次に、成形駆動装置１１と圧搾具１０、予圧搾駆動装置
９と予圧抑具８との間の断熱構造について説明する。

圧搾具１０と予圧抑具８とは殆んど常時−７０℃程度の
両極低温のドライアイスに接触しているので、油圧シリ
ンダの作動油が冷却され、その粘性が増すので、油圧供
給装置３１の出力低下を招くばかりでなく、′油圧シリ
ンダから圧搾具１０及び予圧抑具８を経て吸熱して、ド
ライアイスの昇華が促進され歩留が低下する。

これを防ぐ為に、予圧抑具８及び圧搾具１０のステンレ
ス鋼製受圧板８ｃ、１０ｃと基板８ａ。

１０ａとの間に断熱性に優れるＦＲＰ製の断熱材からな
る断熱板８ｂ、１０ｂを介在させた構造とする。

また、シャッター駆動装置２５の油圧シリンダも補助シ
ャッター７、ピストンロッドを介して冷却されるので、
補助シャッター７とピストンロッドとの間に断熱材（図
示路）を介装するのが望ましい。

上記に於いて、各油圧シリンダへ圧油を供給する油圧供
給装置３１は、油タンク、油圧ポンプ、電動機、その他
方向切換電磁弁、圧力スイッチ等から構成される。

また、制御装置３２にはシーケンス制御回路が内装され
ており、リミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ８の検出信号に
基いて圧油供給油路３３の方向切換電磁弁及び液状炭酸
ガス供給路２２の開閉電磁弁２３を開閉制御することに
より、定形ドライアイス製造装置が自動運転される。

但し、必要に応じて手動運転も可能である。

ここで、上記制御系統の詳細については、説明を省略す
るが、予圧抑具８、圧搾具１０、シャッター６及び補助
シャッター７の各作動シーケンスの１サイクルについて
、第２図及び第６図面の簡単な説明する。

成形筒２内を上下動する圧搾具１０の上限位置、加圧限
位置及び下限位置は各々リミットスイッチＬＳＩ、リミ
ットスイッチＬＳ２と圧力スイッチ（図示路）及びリミ
ットスイッチＬＳ３で検出される。

生成筒１内の予圧神具８の待機位置、予圧搾位置及び突
落し位置は、各々リミットスイッチＬＳ７、圧力スイッ
チ（図示路）及びリミットスイッチＬＳ８で検出される
。

また、シャッター６と補助シャッター７の全開位置、下
開き上閉じ位置及び全閉位置は各々リミットスイッチＬ
Ｓ４゜ＬＳ５及びＬＳ６で検出されるようになっている
。

自動スタート押釦を押すと、液状炭酸ガス供給路の開閉
電磁弁２２が開いて、生成筒１内に雪状ドライアイスが
充填され、各リミットスイッチＬＳ１〜ＬＳ８と圧力ス
イッチからの検出信号及びシーケンス制御回路中のタイ
マーやリレーからの信号に基き、次のように作動制御さ
れる。

即ち、予圧神具８が下降して雪状ドライアイスが予圧搾
され（符号ａで図示）、シャッター６及び補助シャッタ
ー７が全開位置（符号すで図示）に開かれた後、上記予
圧搾された雪状ドライアイス１５は生成筒１内から成形
筒２内へ重力落下される（符号Ｃで図示）。

次にシャッター６が全開位置に切換えられ（符号ｄで図
示）、成形筒２内で圧搾具１０を上昇駆動させて上記予
圧押抜雪状ドライアイス１５が定形ドライアイス１６に
圧縮成形される（符号ｅで図示）。

そして、この圧縮成形後待機しく符号ｆで図示）、シャ
ッター６及び補助シャッター７が下開き上閉じ位置に切
換えられてから（符号ｇで図示）圧搾具１０を上限位置
に上昇させることにより定形ドライアイス１６がシャッ
ター空間３に移され（符号りで図示）、シャッター６を
前進させて全閉位置に切換える際に、シャッター６の前
面の製品押出面２８で定形ドライアイス１６が押されて
製品取出台２９上の製品取出位置に移される（符号ｉで
図示）。

同符号Ｊで図示するように、上記符号ｅ＝ｉの工程と並
行して、液状炭酸ガス供給路２２の開閉電磁弁２３が開
くことにより生成筒１内に次の工程サイクルの為の雪状
ドライアイスが供給される。

本発明は、上記のように構成され作用するので、次の効
果を奏する。

１）成形後の定形ドライアイスを成形筒外へ取り出すに
当り、圧搾具を利用してシャッター空間に押し上げ、シ
ャッターを利用して製品数出合上へ移送するようになっ
ている。

これにより、成形筒を固設できるため、成形筒の駆動装
置を省略することができる。

そして、定形ドライアイス取出し専用の装置を省略し、
シャッターで押出すことができるので、装置の全体構造
が簡素化・小形化して安価に製作できる。

２）生成筒内で雪状ドライアイスを予圧搾してから、成
形筒内に供給するので、生成筒内の雪状ドライアイスは
、予圧搾されてその高さが縮少されるので成形筒の全高
を低くでき、これに伴って大出力の成形駆動装置のスト
ロークをも短縮して小形化することができる。

従って、装置の全高を低くするとともに軽量化し、安価
に製作できる。

３）そして、生成筒内に生成した定重量の雪状ドライア
イスを、予圧神具で予圧搾してから突落すことにより、
成形筒へ全部供給することができ、定重量の定形ドライ
アイスを安定的に製造することができる。

４）シかも、雪状ドライアイスを予圧押抜、生成筒から
成形筒に移して圧搾開始するまでの間に、予圧搾ドライ
アイス中に封じ込められかけた炭酸ガスの一部が容易に
逃げ出すので、定形ドライアイス中に封じ込められる炭
酸ガスの量が大幅に減少する。

これにより、圧搾成形の際にドライアイス中に封じ込め
られた炭酸ガスで圧搾成形が妨げられることが殆んどな
くなるので、成形駆動装置の出力を小形化し成形能率を
高め、定形ドライアイスの品質を高めることができる。

５）シャッターを通気性のある多孔質材料で形成する場
合には、雪状ドライアイス圧搾時に雪状ドライアイス中
の炭酸ガスがシャッターを通って外部へ逃げるので、炭
酸ガスのガス圧で圧搾が妨げられなくなるから、成形駆
動装置を小形化でき、かつ成形能率を高めることができ
るばかりでなく、定形ドライアイスの品質を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図は基本
構成の概略斜視図、第２図は縦断側面図、第３図は正面
図、第４図は定形ドライアイス製造工程の説明図、第５
図は変形例の第２図Ｖ部相当部分図、第６図は各リミツ
、トスイツチ等の検出信号に基いて駆動制御される圧搾
具、予圧抑具、シャッターと補助シャッターの作動シー
ケンスの線図、第７図、第８図は従来装置の縦断正面図
である。 １・・・・・・雪状ドライアイス生成筒、２・・−・・
・定形ドライアイス成形筒、３・・・・・・シャッター
空間、４・・・・・・送出口、５・・・・・・受入口、
６・・・・・・シャッター、７ユ；Ｊ”“７９−．８
“７１°°゛ ）、９・・・・・・予圧搾駆動装置、１０・・・・・・
圧搾具、（１ｏｂ・・・・・・断熱材）、１１・・・・
・・成形駆動装置、１３・・・・・・ノズル、１４・・
・・・・雪状ドライアイス吹込口、１６・・・・・・定
形ドライアイス、２４・・・・・・補強兼吸熱フィン、
２５・・・・・・シャッター駆動装置、２８・・・・・
・押出面、２９・・・・・・取出台。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 雪状ドライアイス生成筒１の下側に定形ドライアイ
   ス成形筒２をシャッター空間３を空けて配置し、生成筒
   １の下面に雪状ドライアイスの送出口４を開放し、生成
   筒２の上面に雪状ドライアイスの受入口５を開放し、送
   出口４と受入口５とを同時に開閉するシャッター６を前
   記シャッター空間３に配置し、生成筒１の上部に液状炭
   酸ガス噴出用ノズル１３を臨ませ、シャッター６をシャ
   ッター駆動装置２５で前後に開閉駆動可能にし、成形筒
   ２に圧搾具１０を上下に摺動自在に挿入し、圧搾具１０
   を成形駆動装置１１で上下駆動可能にし、ノズル１３か
   ら液体炭酸ガスを噴出させて、生成筒１内に雪状ドライ
   アイスを生成し、シャッター６をシャッター駆動装置２
   ５で開いて、生成筒１内の雪状ドライアイスを送出口４
   、シャッター空間３及び受入口５から成形筒２゛に注入
   し、シャッター６をシャッター駆動装置２５で閉じ、圧
   搾具１０を成形駆動装置１１で上向きに圧搾駆動して、
   成形筒２内で雪状ドライアイスを圧搾して定形ドライア
   イス１６に成形するように構成した定形ドライアイスの
   製造装置において、生成筒１内に予圧抑具８を上下に摺
   動自在に挿入し、予圧抑具８を予圧搾駆動装置９でノズ
   ル１３が臨んでいる雪状ドライアイス吹込口１４より高
   い待機位置、該吸込口１４よりも低い予圧搾位置及び予
   圧搾位置よりも低い突落し位置とに切換可能に構成し、
   シャッター６の上部から補助シャッター７を前向きに突
   設し、シャッター６の前面を定形ドライアイス１６の押
   出面２８として形成し、この押出面２８の高さを定形ド
   ライアイス１６の高さよりも高く設定し、シャッター空
   間３の前側の下面に定形ドライアイス１６の取出台２９
   を配置し、シャッター６が送出口４及び受入口５を閉じ
   る全閉位置と、シャッター６が後退して受入口５を開け
   るとともに、補助シャッターＴが送出口４を閉じる下開
   き上閉じ位置と、シャッター６も補助シャッター７も後
   退して送出口４も受入口５も開放する全開位置との３位
   置に、シャッター６と補助シャッター７とをシャッター
   駆動装置２５で切換駆動可能に構成した事を特徴とする
   定形ドライアイスの製造装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載した定形ドライアイス
   製造装置において、上記駆動装置９，１１゜２５が各々
   油圧シリンダからなり、成形駆動装置１１を成形筒２の
   真下に、予圧搾駆動装置９を生成筒１の真上に、シャッ
   タ駆動装置２５をシャッタ空間３の後側に配設したもの
   。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載した定形ドライアイス
   製造装置において、圧搾具１０及び予圧抑具８を各々成
   形駆動装置１１及び予圧搾駆動装置９ノ各油圧シリンダ
   のピストンロッドに断熱材１０ｂ 、８ｂを介して接続
   したもの。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のうちのどれか１
   項に記載した定形ドライアイス製造装置において、定形
   ドライアイス成形筒２と雪状ドライアイス生成筒１とを
   各々角筒で形成したもの。 ５ 特許請求の範囲第１項乃至第４項のうちのどれか１
   項に記載した定形ドライアイス製造装置において、定形
   ドライアイス成形筒２の上部の外側に補強リブ兼吸熱フ
   ィン２４を付設したもの。 ６ 特許請求の範囲第１項記載乃至第５項のうちのどれ
   か１項に記載した定形ドライアイス製造装置において、
   定形ドライアイス成形筒２の少なくとも内周面の上部を
   ステンレス鋼で平滑面に形成したもの。 ７ 特許請求の範囲第１項乃至第６項のうちのどれか１
   項に記載した定形ドライアイス製造装置において、シャ
   ッター６を通気性の多孔質材料で形成したもの。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載した定形ドライアイス
   製造装置において、多孔質材料が焼結金属であるもの。 ９ 特許請求の範囲第１項乃至第８項のうちのどれか１
   項に記載した定形ドライアイス製造装置において、雪状
   ドライアイス生成筒１の一部に２個の液状炭酸ガス噴出
   用ノズル１３を対称に臨ませたもの。 １０特許請求の範囲第１項乃至第９項のうちのどれか１
   項に記載した定形ドライアイス製造装置において、雪状
   ドライアイス生成筒１の少なくとも下周壁部を通気性の
   多孔質材料で形成したもの。