JPH0124986B2 - - Google Patents
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- JPH0124986B2 JPH0124986B2 JP55023078A JP2307880A JPH0124986B2 JP H0124986 B2 JPH0124986 B2 JP H0124986B2 JP 55023078 A JP55023078 A JP 55023078A JP 2307880 A JP2307880 A JP 2307880A JP H0124986 B2 JPH0124986 B2 JP H0124986B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はドライアイスを寒剤として低温空気を
発生せしめる装置に関するものである。
発生せしめる装置に関するものである。
近年、金属の機械加工や、医療分野において患
部冷却用に低温ガスの需要が増大している。即ち
金属の機械加工において加工時加工部に発生する
熱を緩和して、加工機械の劣化の防止と加工材料
の精密さを保障するため加工部を冷却しながら加
工したり、又医療分野に於ては、リウマチの治療
において患部を低温度に冷却して、痛みを低減せ
しめて患部の屈伸運動を容易にするために冷却す
るものである。そしてこれらの冷却に使用する冷
却用ガスは、低温度である程、好都合であること
から、従来液体窒素の如き低温液化ガスを使用す
る方法が採用されているが、これを直接噴射する
ことは、該気化ガスが室内に充満して環境衛生上
好ましくない。このため従来は空気を該空気中に
含まれる水分を除去した後、機械冷凍機で冷却し
たり、前記液体窒素と間接的に熱交換して、所望
の低温度の空気を発生せしめている。しかしなが
ら前記した機械式冷凍機を用いる方法では、低温
度を得るには高い圧力に圧縮したり、多段にして
その寒冷を得たりし、又高性能の熱交換器が必要
不可欠となり、設備費が高価となる。又前記液体
窒素の如き低温液化ガスを冷媒としてこれと間接
熱交換して低温空気を得る方法では、液体窒素の
沸点は常圧で−196℃と低く、その取扱いが繁雑
であると共に一般的に手に入るのが困難で汎用性
に乏しいばかりでなく、前記沸点に近い低温度を
得るには好都合であるが、−100℃程度の温度を得
るためには熱力学的に不経済であつてランニング
コストを高める不都合があつた。
部冷却用に低温ガスの需要が増大している。即ち
金属の機械加工において加工時加工部に発生する
熱を緩和して、加工機械の劣化の防止と加工材料
の精密さを保障するため加工部を冷却しながら加
工したり、又医療分野に於ては、リウマチの治療
において患部を低温度に冷却して、痛みを低減せ
しめて患部の屈伸運動を容易にするために冷却す
るものである。そしてこれらの冷却に使用する冷
却用ガスは、低温度である程、好都合であること
から、従来液体窒素の如き低温液化ガスを使用す
る方法が採用されているが、これを直接噴射する
ことは、該気化ガスが室内に充満して環境衛生上
好ましくない。このため従来は空気を該空気中に
含まれる水分を除去した後、機械冷凍機で冷却し
たり、前記液体窒素と間接的に熱交換して、所望
の低温度の空気を発生せしめている。しかしなが
ら前記した機械式冷凍機を用いる方法では、低温
度を得るには高い圧力に圧縮したり、多段にして
その寒冷を得たりし、又高性能の熱交換器が必要
不可欠となり、設備費が高価となる。又前記液体
窒素の如き低温液化ガスを冷媒としてこれと間接
熱交換して低温空気を得る方法では、液体窒素の
沸点は常圧で−196℃と低く、その取扱いが繁雑
であると共に一般的に手に入るのが困難で汎用性
に乏しいばかりでなく、前記沸点に近い低温度を
得るには好都合であるが、−100℃程度の温度を得
るためには熱力学的に不経済であつてランニング
コストを高める不都合があつた。
本発明は上述の如き現状に鑑み、極めて汎用性
のあるドライアイスを寒剤として使用して、熱効
率よく低温空気を得ると共に、ときにはドライア
イスの常圧での昇華温度−78.5℃以下の低温空気
を得ることを可能とした極めて簡便な低温空気発
生方法を提供するものである。そしてその特徴は
ドライアイス片を充填した筒に、その一端より空
気等の炭酸ガス以外の気体を送給して、筒内で該
筒に充填したドライアイス片と接触せしめて、こ
れを強制昇華せしめると、筒の他端より導出され
る冷気はドライアイスの昇華温度−78.5℃以下の
温度で炭酸ガスを混合して得られることを知見
し、該知見にもとづいて、前記筒より導出した−
78.5℃以下の温度の冷気と別途に供給される空気
とを熱交換することによつて低温空気を得る方法
である。
のあるドライアイスを寒剤として使用して、熱効
率よく低温空気を得ると共に、ときにはドライア
イスの常圧での昇華温度−78.5℃以下の低温空気
を得ることを可能とした極めて簡便な低温空気発
生方法を提供するものである。そしてその特徴は
ドライアイス片を充填した筒に、その一端より空
気等の炭酸ガス以外の気体を送給して、筒内で該
筒に充填したドライアイス片と接触せしめて、こ
れを強制昇華せしめると、筒の他端より導出され
る冷気はドライアイスの昇華温度−78.5℃以下の
温度で炭酸ガスを混合して得られることを知見
し、該知見にもとづいて、前記筒より導出した−
78.5℃以下の温度の冷気と別途に供給される空気
とを熱交換することによつて低温空気を得る方法
である。
第１図は筒体にドライアイス片Ｗ〔Kg〕を空隙
率（ｅ）0.1〜0.6で充填し、この筒に空気を流量
Ｆ〔Ｎm3／ｈ〕（但し「Ｎ」は圧力１気圧、温度０
℃の基準状態を示すNormal conditionの略であ
る。）で流した場合について、ドライアイス片の
量Ｗ〔Kg〕と空気の流量Ｆ〔Ｎm3／ｈ〕を変化さ
せ、筒体出口における冷気の温度〔℃〕を測定
し、この測定温度と、次式により求めた空間速度
Ｆ／Ｍとの関係を示したものである。
率（ｅ）0.1〜0.6で充填し、この筒に空気を流量
Ｆ〔Ｎm3／ｈ〕（但し「Ｎ」は圧力１気圧、温度０
℃の基準状態を示すNormal conditionの略であ
る。）で流した場合について、ドライアイス片の
量Ｗ〔Kg〕と空気の流量Ｆ〔Ｎm3／ｈ〕を変化さ
せ、筒体出口における冷気の温度〔℃〕を測定
し、この測定温度と、次式により求めた空間速度
Ｆ／Ｍとの関係を示したものである。
Ｆ／Ｍ＝Ｆ／Ｗ／｛ρ（１−ｅ）｝〔１／ｈ〕
但しここでρはドライアイスの密度1.5Kg／
ｅは空隙率0.1〜0.6
第１図に示されている如く、空間速度Ｆ／Ｍが
700〜18000の範囲では筒より導出される冷気の温
度は、常圧でのドライアイスの昇華温度−78.5℃
より低い温度が得られることが明らかであり、従
つてＦ／Ｍ比をこのような値になるようドライア
イス充填量Ｗ〔Kg〕、空隙率ｅ及び供給空気量Ｆを
選択することによつて、−78.5℃以下の冷気が得
られることとなる。
700〜18000の範囲では筒より導出される冷気の温
度は、常圧でのドライアイスの昇華温度−78.5℃
より低い温度が得られることが明らかであり、従
つてＦ／Ｍ比をこのような値になるようドライア
イス充填量Ｗ〔Kg〕、空隙率ｅ及び供給空気量Ｆを
選択することによつて、−78.5℃以下の冷気が得
られることとなる。
上述の如き現象はドライアイス片を充填した筒
に供給する空気等の炭酸ガス以外の気体が、筒内
を通過する過程で、筒内に昇華している炭酸ガス
を同伴して排出されることにより、筒内の炭酸ガ
スの分圧が降下しこの分圧降下により昇華温度が
常圧の−78.5℃以下に降下するものである。そし
てその昇華温度の降下が、これを通過する気体に
与えられて冷却するものと考えられる。そして空
間速度Ｆ／Ｍが小さくなると筒内を通過する際に
筒内に昇華している炭酸ガスを充分排除すること
が出来ず、それ故分圧降下が不充分となり、ドラ
イアイスの昇華温度降下が望めない。又一方空間
速度Ｆ／Ｍが大きいと、筒内に昇華している炭酸
ガスの排除が行なわれて、ドライアイスの昇華温
度降下は生ずるが、ドライアイスと気体との接触
が不充分となつて、その降下した昇華温度を充分
気体に伝えることが出来ないものと考えられる。
に供給する空気等の炭酸ガス以外の気体が、筒内
を通過する過程で、筒内に昇華している炭酸ガス
を同伴して排出されることにより、筒内の炭酸ガ
スの分圧が降下しこの分圧降下により昇華温度が
常圧の−78.5℃以下に降下するものである。そし
てその昇華温度の降下が、これを通過する気体に
与えられて冷却するものと考えられる。そして空
間速度Ｆ／Ｍが小さくなると筒内を通過する際に
筒内に昇華している炭酸ガスを充分排除すること
が出来ず、それ故分圧降下が不充分となり、ドラ
イアイスの昇華温度降下が望めない。又一方空間
速度Ｆ／Ｍが大きいと、筒内に昇華している炭酸
ガスの排除が行なわれて、ドライアイスの昇華温
度降下は生ずるが、ドライアイスと気体との接触
が不充分となつて、その降下した昇華温度を充分
気体に伝えることが出来ないものと考えられる。
この結果前記空間速度Ｆ／Ｍを700〜18000の範
囲で選択することによつてドライアイスの常圧で
の昇華温度−78.5℃以下の冷気が得られることと
なる。
囲で選択することによつてドライアイスの常圧で
の昇華温度−78.5℃以下の冷気が得られることと
なる。
本発明は上述の如き現象の知見にもとづき、更
に該現象によつて得られる冷気が必然的に炭酸ガ
スを含有することにより、このまま室内で使用す
ることは、該冷気を使用した後、室内に充満して
環境衛生上好ましくなく、従つて前記冷気を冷媒
として使用し、別途に供給する空気を、この冷気
冷媒により冷却することにより、所望する低温空
気を得るようにした方法である。以下本発明の方
法を第２図により一実施態様を例示して説明す
る。
に該現象によつて得られる冷気が必然的に炭酸ガ
スを含有することにより、このまま室内で使用す
ることは、該冷気を使用した後、室内に充満して
環境衛生上好ましくなく、従つて前記冷気を冷媒
として使用し、別途に供給する空気を、この冷気
冷媒により冷却することにより、所望する低温空
気を得るようにした方法である。以下本発明の方
法を第２図により一実施態様を例示して説明す
る。
まずブロワー１により20℃の空気35Nm3／ｈが
約300mmAq（水柱）に昇圧されて管２を介して除
湿器３に導入する。該除湿器３はシリカゲル等の
脱湿剤を用いたり、又冷却凝縮等による従来公知
の手段で行なわれる。ついで35Nm3／ｈ、の空気
は管４を介して三方弁５に至り、該三方弁５で管
６及び管７に適宜な流量たとえば管６に20Nm3／
ｈ、又管７に15Nm3／ｈそれぞれ流れるよう二分
する。ついで前記管６に流れる20Nm3／ｈの空気
は筒８に該筒８の一端より導入される。筒８に
は、ドライアイス片９が充填されているが、該ド
ライアイス片９は、前記現象を惹起するため、空
間速度Ｆ／Ｍが700〜18000の値の範囲に保つよ
う、前記空気量と関連して、たとえば空隙率0.4
で4.5Kgの量のペレツト状ドライアイス（８mmφ、
長さ20mm）として充填されている（この結果空間
速度Ｆ／Ｍは4000〔１／ｈ〕となる。）。そして上
述の如きドライアイス片９を充填した筒８に導入
された20Nm3／ｈの空気は、該筒８内でドライア
イス片９と接触して筒８内を流通するが、この間
前記した如く、昇華している炭酸ガスを同伴して
排除し分圧降下を惹起させて、ドライアイスの昇
華温度の降下現象をもたらすと共に、該降下温度
により冷却され、かつ昇華した炭酸ガス約3N
m3／ｈ、を同伴して筒８の他端に設けた導出管１
０より約−90℃の冷気で導出される。ついで該約
−90℃の冷気約23Nm3／ｈ、は熱交換器１１の管
１２に導入し、該器１１で前記三方弁５で管７に
分岐した20℃、15Nm3／ｈ、の空気と熱交換して
これを冷却してほぼ０℃となつて管１３より熱交
換器１１を出る。一方前記三方弁５で管７に分岐
された20℃、15Nm3／ｈ、の空気は熱交換器１１
内の管１４に、前記管１２を流れる炭酸ガスを含
む約−90℃の温度の冷気約23Nm3／ｈ、と向流方
向となるよう導入される。そして前記−90℃の冷
気と向流熱交換して冷却されてほぼ−90℃の低温
空気として管１５より導出され適宜使用先に供給
される。
約300mmAq（水柱）に昇圧されて管２を介して除
湿器３に導入する。該除湿器３はシリカゲル等の
脱湿剤を用いたり、又冷却凝縮等による従来公知
の手段で行なわれる。ついで35Nm3／ｈ、の空気
は管４を介して三方弁５に至り、該三方弁５で管
６及び管７に適宜な流量たとえば管６に20Nm3／
ｈ、又管７に15Nm3／ｈそれぞれ流れるよう二分
する。ついで前記管６に流れる20Nm3／ｈの空気
は筒８に該筒８の一端より導入される。筒８に
は、ドライアイス片９が充填されているが、該ド
ライアイス片９は、前記現象を惹起するため、空
間速度Ｆ／Ｍが700〜18000の値の範囲に保つよ
う、前記空気量と関連して、たとえば空隙率0.4
で4.5Kgの量のペレツト状ドライアイス（８mmφ、
長さ20mm）として充填されている（この結果空間
速度Ｆ／Ｍは4000〔１／ｈ〕となる。）。そして上
述の如きドライアイス片９を充填した筒８に導入
された20Nm3／ｈの空気は、該筒８内でドライア
イス片９と接触して筒８内を流通するが、この間
前記した如く、昇華している炭酸ガスを同伴して
排除し分圧降下を惹起させて、ドライアイスの昇
華温度の降下現象をもたらすと共に、該降下温度
により冷却され、かつ昇華した炭酸ガス約3N
m3／ｈ、を同伴して筒８の他端に設けた導出管１
０より約−90℃の冷気で導出される。ついで該約
−90℃の冷気約23Nm3／ｈ、は熱交換器１１の管
１２に導入し、該器１１で前記三方弁５で管７に
分岐した20℃、15Nm3／ｈ、の空気と熱交換して
これを冷却してほぼ０℃となつて管１３より熱交
換器１１を出る。一方前記三方弁５で管７に分岐
された20℃、15Nm3／ｈ、の空気は熱交換器１１
内の管１４に、前記管１２を流れる炭酸ガスを含
む約−90℃の温度の冷気約23Nm3／ｈ、と向流方
向となるよう導入される。そして前記−90℃の冷
気と向流熱交換して冷却されてほぼ−90℃の低温
空気として管１５より導出され適宜使用先に供給
される。
なお上記実施例ではドライアイスと接触して冷
気を発生せしめて冷媒として使用する空気と、前
記冷気冷媒と熱交換して所望の低温空気として使
用先に供給する空気とを、供給源を同一として三
方弁にて分岐して送給する場合を例示したが、そ
れぞれ供給源を別個にしてそれぞれの流路で送給
することも又勿論可能である。又前記ドライアイ
スと接触して冷気を発生する気体は上記実施例で
の空気に限定されるものでなく、ドライアイスと
接触して流通する過程でドライアイスの昇華ガス
を排除してその領域でドライアイスの分圧降下を
惹起する気体、即ち炭酸ガス以外の如何なるガス
でも実施可能であることは勿論である。
気を発生せしめて冷媒として使用する空気と、前
記冷気冷媒と熱交換して所望の低温空気として使
用先に供給する空気とを、供給源を同一として三
方弁にて分岐して送給する場合を例示したが、そ
れぞれ供給源を別個にしてそれぞれの流路で送給
することも又勿論可能である。又前記ドライアイ
スと接触して冷気を発生する気体は上記実施例で
の空気に限定されるものでなく、ドライアイスと
接触して流通する過程でドライアイスの昇華ガス
を排除してその領域でドライアイスの分圧降下を
惹起する気体、即ち炭酸ガス以外の如何なるガス
でも実施可能であることは勿論である。
本発明は以上のように、本来大気圧で−78.5℃
の昇華温度であるドライアイスを寒剤として使用
し、前記昇華温度−78.5℃以下の冷気を極めて容
易に得られる現象を知見したことにもとづくもの
であり、極めて手軽に入手し得るドライアイスに
よつて前記ドライアイスの昇華温度以下の低温空
気が容易に得られるばかりでなく、ドライアイス
でドライアイスの昇華温度より低い温度の冷気を
得てこれとの熱交換により低温空気を得ることに
より、単なるドライアイスとの間接熱交換で得る
より極めて熱効率よく低温空気を生成し得る。し
かもドライアイスが入手が容易であるばかりか、
取り扱いが容易であること等により、運転操作、
設備が簡単であり、かつ運転費用、設備費等も安
価となり、極めて汎用性ある低温空気発生方法で
ある。
の昇華温度であるドライアイスを寒剤として使用
し、前記昇華温度−78.5℃以下の冷気を極めて容
易に得られる現象を知見したことにもとづくもの
であり、極めて手軽に入手し得るドライアイスに
よつて前記ドライアイスの昇華温度以下の低温空
気が容易に得られるばかりでなく、ドライアイス
でドライアイスの昇華温度より低い温度の冷気を
得てこれとの熱交換により低温空気を得ることに
より、単なるドライアイスとの間接熱交換で得る
より極めて熱効率よく低温空気を生成し得る。し
かもドライアイスが入手が容易であるばかりか、
取り扱いが容易であること等により、運転操作、
設備が簡単であり、かつ運転費用、設備費等も安
価となり、極めて汎用性ある低温空気発生方法で
ある。
第１図はドライアイス片に空気を吹きつけた場
合の空間速度Ｆ／Ｍと得られる冷気の温度との関
係を示した図、第２図は本発明の方法の一実施態
様を説明する系統略図である。 １はブロワー、８は筒、９はドライアイス片、
１１は熱交換器である。
合の空間速度Ｆ／Ｍと得られる冷気の温度との関
係を示した図、第２図は本発明の方法の一実施態
様を説明する系統略図である。 １はブロワー、８は筒、９はドライアイス片、
１１は熱交換器である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ドライアイス片を充填してなる筒内に、空間
速度、即ち気体の流量〔Ｎm3／ｈ〕と筒に充填し
たドライアイス片が筒を占める容積〔m3〕との比
が、700〜18000の条件下で炭酸ガス以外の気体を
流通せしめ、ドライアイスとの直接接触により冷
却し、得られた冷気を冷媒として、別途供給され
る空気と熱交換することにより該空気を冷却して
低温空気を得るようにしたことを特徴とする低温
空気発生方法。 ２ 炭酸ガス以外の気体が空気であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の低温空気発生
方法。 ３ 前記冷気冷媒と空気との熱交換が向流熱交換
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
は第２項記載の低温空気発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2307880A JPS56119467A (en) | 1980-02-26 | 1980-02-26 | Low temperature air producing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2307880A JPS56119467A (en) | 1980-02-26 | 1980-02-26 | Low temperature air producing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56119467A JPS56119467A (en) | 1981-09-19 |
| JPH0124986B2 true JPH0124986B2 (ja) | 1989-05-15 |
Family
ID=12100372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2307880A Granted JPS56119467A (en) | 1980-02-26 | 1980-02-26 | Low temperature air producing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56119467A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5052748U (ja) * | 1973-09-10 | 1975-05-21 |
-
1980
- 1980-02-26 JP JP2307880A patent/JPS56119467A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56119467A (en) | 1981-09-19 |
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