DE102004018133B3

DE102004018133B3 - Dry ice beam arrangement e.g. for cleaning of surfaces, has source for liquid CO2, nozzle jet with nozzle exit opening for dry ice particle jet as well as line for transfer of CO2 of source to nozzle jet

Info

Publication number: DE102004018133B3
Application number: DE200410018133
Authority: DE
Inventors: Thilo Dr. Rießner; Patric Seifert
Original assignee: Frenzel Bau & Co KG GmbH; Frenzel-Bau & Co KG GmbH
Current assignee: Frenzel Bau & Co KG GmbH; Frenzel-Bau & Co KG GmbH
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2024-04-09

Abstract

The arrangement has a source (1) for liquid CO2, a nozzle jet (3) with a nozzle exit opening for the dry ice particle jet (5) as well as line (2) for the transfer of CO2 of the source (1) to the nozzle jet. The arrangement has a heat exchanger (10), for cooling of the CO2 transferred into nozzle jet. The dry ice particle jet can be distributed after withdrawing from the nozzle exit opening and be transferred over a second line (9) into the heat exchanger. The nozzle exit opening is arranged opposite the housing opening (7). An independent claim is included for the use of the arrangement.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung eines Trockeneispartikel und CO₂-Gas enthaltenden Trockeneispartikel-Strahls zur Reinigung von Oberflächen sowie deren Verwendung. Sie geht von einer Anordnung aus, die eine Quelle von flüssigem CO₂, eine Strahldüse mit einer Düsenaustrittsöffnung für den Trockeneispartikel-Strahl und eine erste Leitung zur Überführung von CO₂ von der Quelle zur Strahldüse aufweist.The present invention relates to an arrangement for producing a dry ice particle and CO ₂ gas-containing dry ice particle beam for cleaning surfaces and their use. It is based on an arrangement which has a source of liquid CO ₂ , a jet nozzle with a nozzle for the dry ice particle jet and a first conduit for the transfer of CO ₂ from the source to the jet nozzle.

Trockeneis ist Kohlendioxid in fester Form. Unter Normaldruck sublimiert Trockeneis bei etwa –78°C direkt zu gasförmigem CO₂. Um flüssiges CO₂ herzustellen, muss das CO₂ unter einem Druck von mindestens etwa 5 bar (= 5·10⁵ Pa) stehen. Der Zustand, bei dem sowohl festes CO₂ als auch flüssiges CO₂ und gasförmiges CO₂ miteinander im Gleichgewicht stehen, wird als Tripelpunkt bezeichnet. Der Tripelpunkt ist durch einen Druck von etwa 5 bar (= 5·10⁵ Pa) und eine Temperatur von etwa –57°C gekennzeichnet. Flüssiges CO₂ wird in Druckbehältern unter einem Druck im Bereich von 14 bis 20 bar (= 14 – 20·10⁵ Pa) aufbewahrt. Bei diesem Druck steht flüssiges CO₂ bei einer Temperatur im Bereich von etwa –20 bis etwa –30°C im Gleichgewicht. Oberhalb von 31°C und 74 bar (= 74·10⁵ Pa) liegt überkritisches CO₂ als fluide Phase vor.Dry ice is carbon dioxide in solid form. At normal pressure, dry ice sublimes directly to gaseous CO ₂ at about -78 ° C. To produce liquid CO ₂ , the CO ₂ must be under a pressure of at least about 5 bar (= 5 × 10 ⁵ Pa). The state in which both solid CO ₂ and liquid CO ₂ and gaseous CO ₂ are in equilibrium with each other is referred to as a triple point. The triple point is characterized by a pressure of about 5 bar (= 5 × 10 ⁵ Pa) and a temperature of about -57 ° C. Liquid CO ₂ is stored in pressure vessels under a pressure in the range of 14 to 20 bar (= 14 - 20 · 10 ⁵ Pa). At this pressure, liquid CO _{2 is} in equilibrium at a temperature in the range of about -20 to about -30 ° C. Above 31 ° C and 74 bar (= 74 · 10 ⁵ Pa) supercritical CO _{2 is present} as a fluid phase.

Die Reinigung von Oberflächen mit einem Strahl aus Trockeneispartikeln ist seit einiger Zeit bekannt. So können beispielsweise Verunreinigungen, z.B. Fettfilme und fest anhaftende Staubpartikel, von Oberflächen entfernt werden. In gleicher Weise können aber auch Oberflächenschichten, wie z.B. Rost, Farben oder Metallschichten, mittels Trockeneis-Strahlverfahren abgetragen und beseitigt wer den. Typische Anwendungsgebiete für die Reinigung mit Trockeneis bestehen insbesondere im Bereich der Entfernung von Graffiti an Gebäudefassaden, der Reinigung von Formen von Kunststoff- und Gummiprodukten, der Reinigung von Druckmaschinen, von U-Bahnschächten sowie Motoren, elektrischen Bauelementen und Rolltreppen. Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber herkömmlichen Reinigungsverfahren liegt insbesondere darin, dass keine Reinigungsmittelrückstände auf den Oberflächen verbleiben, da das Trockeneis vollständig sublimiert. Die Verunreinigungen werden bei der Sublimation des CO₂ von den gereinigten Oberflächen explosionsartig mitgerissen. Diese Verfahrensweise ist besonders vorteilhaft bei der Reinigung von Oberflächen, welche mit elektrischen oder elektronischen Baugruppen versehen sind, beispielsweise Leiterplatten, oder bei der Reinigung von elektrischen oder elektronischen Baugruppen enthaltenden Räumen, wie z.B. Schaltschränken.The cleaning of surfaces with a jet of dry ice particles has been known for some time. For example, impurities, such as grease films and firmly adhering dust particles, can be removed from surfaces. In the same way but also surface layers, such as rust, colors or metal layers, removed by dry ice blasting and eliminated who the. Typical areas of application for dry ice cleaning include in particular the removal of graffiti on building facades, the cleaning of molds of plastic and rubber products, the cleaning of printing presses, subway shafts as well as motors, electrical components and escalators. The advantage of this method compared to conventional cleaning methods lies in the fact that no detergent residues remain on the surfaces, since the dry ice completely sublimated. The impurities are entrained in the sublimation of CO ₂ from the cleaned surfaces explosively. This procedure is particularly advantageous in the cleaning of surfaces which are provided with electrical or electronic assemblies, such as printed circuit boards, or in the cleaning of electrical or electronic assemblies containing spaces, such as cabinets.

Die Reinigungswirkung beruht dabei auf verschiedenen Mechanismen, welche einander positiv ergänzen. So schrumpfen und verspröden die auf einer Oberfläche befindlichen Anhaftungen infolge der Behandlung der Oberfläche mit den Trockeneispartikeln, da sich die Anhaftungen zusammen mit der Oberfläche stark abkühlen. Diese Schrumpfung führt zu mechanischen Spannungen zwischen der Oberfläche und den Anhaftungen. Dabei lässt die Haftfestigkeit der Anhaftungen zur Oberfläche nach. Daneben führt das Aufprallen der Trockeneispartikel auf die zu reinigende Oberfläche zu einer weiteren Verringerung der Haftfestigkeit, so dass sich die Anhaftungen von der Oberfläche ablösen und von dieser abgetragen werden. Das Ablösen der Anhaftungen sowie deren Abtransport von der Oberfläche werden durch die Sublimation der Trockeneispartikel schließlich weiter unterstützt.The Cleaning action is based on various mechanisms, which complement each other positively. So shrink and embrittle those on a surface located adhesions due to the treatment of the surface with The dry ice particles, as the adhesions together with the surface strong cooling down. This shrinkage leads to mechanical stresses between the surface and the adhesions. there lets the Adhesive strength of the adhesions to the surface after. In addition, that leads Impact of the dry ice particles on the surface to be cleaned to one further reduce the adhesive strength, so that the adhesions from the surface supersede and be removed from this. The detachment of the adhesions as well as their Removal from the surface eventually become further due to the sublimation of the dry ice particles supported.

Bei der Verwendung von Trockeneispartikeln wird grundsätzlich zwischen der Reinigung mit Trockeneispellets und der Reinigung mit Trockeneisschnee unterschieden. Die Unterschiede zwischen beiden Verfahren bestehen einerseits im Hinblick auf die Strahlvorrichtung zur Generierung eines Strahls von Trockeneispartikeln und andererseits im Hinblick auf die Intensität der Reinigungswirkung.at The use of dry ice particles is basically between cleaning with dry ice pellets and cleaning with dry ice snow distinguished. The differences between both methods exist on the one hand with regard to the jet device for generating a jet of dry ice particles and on the other hand with regard to the intensity the cleaning effect.

Strahlvorrichtungen auf Basis von Trockeneispellets sind zumeist große, stationäre Anlagen. Zur Erzeugung eines Strahls aus Trockeneispellets muss zunächst Trockeneis aus unter Druck verflüssigtem Kohlendioxid hergestellt werden. Dazu wird das verflüssigte Kohlendioxid im Allgemeinen durch Entspannen in Trockeneisschnee überführt und dann verdichtet. Für die nachfolgende Verwendung wird das verdichtete Trockeneis dann beispielsweise in Form von Blöcken oder Platten portioniert bereitgestellt. Das verdichtete Trockeneis kann entweder in einem Teil der Reinigungsvorrichtung hergestellt oder der Vorrichtung aus einem Vorratsbehälter in Form von Platten oder Blöcken zugeführt werden. Die Platten werden in einem Teil der Vorrichtung durch Mahlwerke zu den entsprechenden Pellets mit bestimmter Korngrößenverteilung zerkleinert. Die Pellets werden dann angesaugt, beschleunigt und mittels einer Düse auf die Oberfläche abgestrahlt.ray devices on the basis of dry ice pellets are mostly large, stationary plants. To generate a Jet of dry ice pellets must first dry ice out under pressure liquefied carbon dioxide getting produced. This is done by liquefied carbon dioxide in general transferred by relaxing in dry ice snow and then compacted. For the following The compacted dry ice is then used, for example, in the form of blocks or plates portioned provided. The compacted dry ice can either be made in a part of the cleaning device or the device from a reservoir in the form of plates or blocks supplied become. The plates are grinded in part of the device to the corresponding pellets with a certain particle size distribution crushed. The pellets are then sucked in, accelerated and by means of a nozzle on the surface radiated.

Die Trockeneispellets sind um ein Vielfaches größer als die im Trockeneisschnee enthaltenen kristallinen Trockeneispartikel. Dadurch ist die Reinigungswirkung der Trockeneispellets infolge eines größeren Impulses beim Auftreffen auf die Oberfläche zumeist größer als die der Trockeneispartikel. Die Verwendung von Pellets eignet sich besonders bei der abrasiven Reinigung von großen Flächen, beispielsweise bei der Lackentfernung von Eisenbahnwaggons oder auch bei der Reinigung von Hausfassaden. Nachteilig bei diesem Verfahren sind unter anderem der hohe Anschaffungspreis der zur Reinigung erforderlichen Anlagen sowie der hohe Kostenaufwand, welcher durch den starken Verlust an Trockeneis während der Erzeugung und Lagerung der Trockeneisplatten sowie während der Zerkleinerung der Platten vor der eigentlichen Reinigung durch Verdampfen entsteht.The dry ice pellets are many times larger than the crystalline dry ice particles contained in dry ice snow. As a result, the cleaning effect of the dry ice pellets due to a larger momentum when hitting the surface is usually greater than that of the dry ice particles. The use of pellets is particularly suitable for the abrasive cleaning of large areas, for example in the removal of paint from railway wagons or even when cleaning house facades. Disadvantages of this method include the high purchase price of the Cleaning required facilities and the high cost, which results from the strong loss of dry ice during the production and storage of the dry ice plates and during the crushing of the plates before the actual cleaning by evaporation.

Alternativ wird daher die Reinigung mit Trockeneisschnee praktiziert, wobei dieser unmittelbar nach der Erzeugung eingesetzt wird, wodurch die oben genannten Verluste und Kosten reduziert werden.alternative Therefore, the cleaning is practiced with dry ice snow, wherein this is used immediately after the production, whereby the above reduced losses and costs.

Beispielsweise sind in EP 0 288 263 B1 ein Apparat und ein Verfahren zum Entfernen von kleinen Teilchen von der Oberfläche eines Halbleitersubstrats beschrieben, wobei zur Reinigung ein Kohlendioxidstrom verwendet wird, welcher im Wesentlichen aus festem und gasförmigem Kohlendioxid besteht. In dem Apparat wird der Druck des flüssigen Kohlendioxids über mehrere hintereineinander geschaltete Kammern in einer Düse bis auf Atmosphärendruck abgesenkt. Dabei entsteht zunächst ein Gemisch aus feinen Tröpfchen aus flüssigem Kohlendioxid und gasförmigem Kohlendioxid, welches letztendlich in ein Gemisch aus festen Kohlendioxidteilchen und Kohlendioxidgas überführt wird. Dieses Gemisch wird dann der Substratoberfläche zugeführt.For example, in EP 0 288 263 B1 describes an apparatus and a method for removing small particles from the surface of a semiconductor substrate, wherein for cleaning a carbon dioxide stream is used, which consists essentially of solid and gaseous carbon dioxide. In the apparatus, the pressure of the liquid carbon dioxide is lowered down to atmospheric pressure via a plurality of chambers connected in series in a nozzle. This first results in a mixture of fine droplets of liquid carbon dioxide and gaseous carbon dioxide, which is ultimately converted into a mixture of solid carbon dioxide particles and carbon dioxide gas. This mixture is then fed to the substrate surface.

Der Impuls der kleineren Trockeneiskristalle kann durch geeignete konstruktive Maßnahmen erhöht werden. Hierzu werden die gebildeten Trockeneispartikel beispielsweise durch einen Gasstrahl, welcher zusätzlich in die Vorrichtung eingespeist wird, beschleunigt. Dieser Gasstrahl kann gleichzeitig auch als Stützstrahl zum Fokussieren des Trockeneisstrahls benutzt werden.Of the Pulse of the smaller dry ice crystals can by suitable constructive activities elevated become. For this purpose, the dry ice particles formed, for example by a gas jet, which is additionally fed into the device, accelerated. This gas jet can also act as a support jet at the same time be used to focus the dry ice jet.

Eine derartige Vorrichtung wird in DE 199 26 119 A1 vorgeschlagen. Hierin wird ein Strahlwerkzeug zur Erzeugung eines Strahls aus Kohlendioxidschnee mit einer Düse zur Erzeugung eines Kohlendioxidschnee-Strahls und einer zweiten Düse, beispielsweise einer Laval-Düse, zur Erzeugung eines Stütz- bzw. Druckstrahls beschrieben. Die zweite Düse umgibt die erste Düse. Mit der zweiten Düse wird ein Überschall-Strahl erzeugt. Mit dem Verfahren können verschiedene Teile aus der Halbleitertechnik gereinigt, aber auch dünne Lackschichten entfernt werden. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, dass die Düsen an der Düsenausgangsöffnung auf Grund von Kondensationsvorgängen sehr schnell vereisen. Dadurch sind zufrieden stellende Reinigungsergebnisse nur bei kurzen Behandlungszeiten erreichbar. Kurze Behandlungszeiten führen aber zu Einbußen bei der Arbeitsproduktivität.Such a device is in DE 199 26 119 A1 proposed. Disclosed herein is a jet tool for generating a jet of carbon dioxide snow with a nozzle for generating a carbon dioxide snow jet and a second nozzle, for example a Laval nozzle, for generating a jet of pressurized air. The second nozzle surrounds the first nozzle. With the second nozzle, a supersonic jet is generated. The process can be used to clean various parts from semiconductor technology, but also to remove thin layers of paint. A disadvantage of this device is that the nozzles at the nozzle outlet opening freeze very quickly due to condensation processes. As a result, satisfactory cleaning results can only be achieved with short treatment times. Short treatment times, however, lead to losses in labor productivity.

Die Nachteile bei der Verwendung von Reinigungsvorrichtungen auf Basis des Trockeneisschnee-Strahlens liegen darüber hinaus in einem relativ großen apparativen Aufwand. Ein weiterer Nachteil besteht bei diesen Trockeneis-Reini gungssystemen darin, dass sie, bezogen auf die Menge des benötigten verflüssigten Kohlendioxids zur Bereitstellung des Trockeneisstrahls, nur einen geringen Wirkungsgrad haben. Insbesondere auch die Verwendung eines Stützgasstrahls führt zu einer verstärkten Verminderung des Wirkungsgrades, da das Gas des Stützstrahls den Trockeneisstrahl erwärmt, so dass eine größere Menge an flüssigem Kohlendioxid zur Erzeugung von Trockeneiskristallen benötigt wird.The Disadvantages of using cleaning devices based on the dry ice blasting are also in a relative huge equipment expense. Another disadvantage is these dry ice cleaning systems in that they, based on the amount of liquefied needed Carbon dioxide to provide the dry ice jet, only one have low efficiency. In particular, the use of a Supporting gas jet leads to a reinforced Reduction of efficiency, as the gas of the support beam heated the dry ice jet, so that a larger amount on liquid Carbon dioxide is needed to produce dry ice crystals.

In DE 101 60 902 A1 ist eine Vorrichtung für das Reinigen von Objekten mit einem Hochdruckflüssigkeitsstrahl beschrieben. Danach wird flüssiger, auf –180°C abgekühlter und unter leichtem Überdruck stehender Stickstoff aus einem Speicherbehälter als Flüssiggasquelle abgenommen und in einen Unterkühler überführt, der in Form eines Wärmeaustauschers ausgebildet ist. Der flüssige Stickstoff wird dort zum einen mit flüssigem Stickstoff gekühlt und auf –196°C entspannt. Danach wird er zu einer Hochdruckpumpe und von dort in eine Strahldüse geleitet. Die Hochdruckpumpe, Rohrleitung oder Reinigungsdüse werden vorteilhaft gekühlt. Als besonders günstig wird die Kühlung des Düsenkopfes mit der Reinigungsdüse beschrieben, wodurch die Bildung von Gas durch verdampfendes Flüssiggas im Düsenkanal wirkungsvoll vermieden werden soll. Als Kühleinrichtung hat sich ein Doppelmantel am Düsenkopf bewährt, durch den ein flüssiges Kühlmedium, wie tiefkalt verflüssigter Stickstoff, geleitet wird.In DE 101 60 902 A1 An apparatus for cleaning objects with a high pressure liquid jet is described. Thereafter, liquid, cooled to -180 ° C and under slight pressure nitrogen is removed from a storage tank as a liquid gas source and transferred to a subcooler, which is designed in the form of a heat exchanger. The liquid nitrogen is cooled there on the one hand with liquid nitrogen and expanded to -196 ° C. Then it is directed to a high-pressure pump and from there into a blasting nozzle. The high-pressure pump, pipeline or cleaning nozzle are advantageously cooled. The cooling of the nozzle head with the cleaning nozzle is described as being particularly favorable, whereby the formation of gas by evaporating liquefied gas in the nozzle channel should be effectively avoided. As a cooling device, a double jacket on the nozzle head has been proven, through which a liquid cooling medium, such as cryogenic liquefied nitrogen, is passed.

Auch dieses Verfahren leidet darunter, dass die Verluste an verdampfendem Strahlmittel erheblich sind, da dieses ungenutzt verdampft. Diese Verluste treten nun zwar nicht im Düsenkanal selbst auf, da dieser durch den Doppelmantel, durch den flüssiger Stickstoff mit einer Temperatur von –196°C strömt, geschützt ist. Durch die Kühlung mit dem flüssigen Stickstoff verdampft dieser jedoch, so dass zumindest dort erhebliche Verluste an Kühlmittel zu verzeichnen sind.Also this process suffers from the fact that the losses of vaporizing Blasting agents are significant, since this evaporates unused. These Although losses do not occur in the nozzle channel itself, since this through the double jacket, through the liquid nitrogen with a Temperature of -196 ° C flows, is protected. By the cooling with the liquid However, nitrogen vaporizes this, so at least there is considerable Losses of coolant to be recorded.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem besteht von daher darin, dass der Strahlmittelverlust mit den bekannten Reinigungseinrichtungen, bei denen Trockeneis verwendet wird, erheblich ist, so dass die Kosten des Verfahrens zu hoch sind. Von daher ist mit der vorliegenden Erfindung eine Anordnung zur Reinigung von Oberflächen mittels Trockeneispartikeln zu finden, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können. Dabei sollen die Anordnung insbesondere mit geringem apparativem Aufwand und deren Verwendung zu Reinigungszwecken bei sparsamem Verbrauch an flüssigem Kohlendioxid realisierbar sein. Insbesondere soll ein hoher Wirkungsgrad erreicht und ein schnelles Vereisen der Düsen verhindert werden. Dadurch soll auch die mögliche Behandlungsdauer beider Reinigung erhöht werden können.Therefore, the problem underlying the present invention is that the blasting agent loss is considerable with the known cleaning equipment using dry ice, so that the cost of the process is too high. Therefore, the present invention provides an arrangement for cleaning surfaces by means of dry ice particles, with which the disadvantages of the prior art can be avoided. In this case, the arrangement, in particular with little expenditure on equipment and their use for cleaning purposes with economical Consumption of liquid carbon dioxide to be realized. In particular, a high efficiency is to be achieved and a quick freezing of the nozzles to be prevented. This should also be able to increase the possible treatment time of both cleaning.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Anordnung nach Anspruch 1 und deren Verwendung zur Entfernung von Anhaftungen auf verunreinigten Oberflächen nach Anspruch 15. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The Task is solved by the arrangement according to claim 1 and its use for removal of adhesions on contaminated surfaces according to claim 15. Preferred embodiments The invention are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Anordnung dient zur Erzeugung eines Trockeneispartikel-Strahls, der im Wesentlichen aus Trockeneispartikeln und CO₂-Gas besteht. Mit der Anordnung können vorteilhaft Oberflächen gereinigt werden. Die Anordnung umfasst eine Quelle für flüssiges CO₂, eine Strahldüse mit einer Düsenaustrittsöffnung für einen Trockeneispartikel-Strahl, der durch Expansion des unter Druck stehenden füssigen CO₂ unter Abkühlung entsteht, ferner eine erste Leitung zur Überführung von CO₂ von der Quelle zur Strahldüse sowie weiterhin einen Wärmeaustauscher, der zur Kühlung des in der ersten Leitung überführten CO₂ dient.The arrangement according to the invention serves to produce a dry ice particle jet which consists essentially of dry ice particles and CO ₂ gas. With the arrangement can advantageously be cleaned surfaces. The assembly comprises a liquid CO ₂ source, a jet nozzle having a dry ice particle jet nozzle exit formed by expansion of the pressurized liquid CO ₂ under cooling, a first conduit for transferring CO ₂ from the source to the jet nozzle, and furthermore a heat exchanger, which serves to cool the CO ₂ transferred in the first line.

In erfindungsgemäßer Weise weist die Anordnung weiterhin ein die Strahldüse umgebendes Gehäuse auf. Aus diesem Gehäuse kann der Trockeneispartikel-Strahl durch eine erste Gehäuseöffnung, die Strahlöffnung, heraus austreten. In erfindungsgemäßer Weise gelangt ein Teil des CO₂-Gases des Trockeneispartikel-Strahls nach dem Austreten aus der Düsenaustrittsöffnung in den Gehäuseinnenraum. Zumindest ein Teil des CO₂ verdampft nämlich durch die adiabatische Expansion in der Strahldüse, so dass sich ein Trockeneisschnee-/CO₂-Gas-Gemisch bildet, das aus der Austrittsöffnung der Strahldüse austritt. Die ses CO₂-Gas reichert sich beim Betrieb der Anordnung in dem Gehäuseinnenraum an, da ein Teil dieses Gases durch Verwirbelung in der unmittelbaren Umgebung der Düsenaustrittsöffnung in dem Gehäuse zurückgehalten wird. Dadurch ist der Gehäuseraum vollständig mit CO₂-Gas angefüllt. Der Strahl wird von dort aus durch eine zweite Gehäuseöffnung abgesaugt und nach dem Austritt aus dem Gehäuse über eine zweite Leitung in den Wärmeaustauscher überführt. Durch geeignete Mittel kann zusätzlich noch eine Strömung aus dem Gehäuseinnenraum durch die zweite Öffnung, die von der Strahlöffnung verschieden ist, heraus erzeugt werden, so dass immer neues CO₂-Gas im Gehäuseinnenraum gesammelt wird.In accordance with the invention, the arrangement further comprises a housing surrounding the jet nozzle. From this housing, the dry ice particle beam through a first housing opening, the jet opening, emerge out. In accordance with the invention, a portion of the CO ₂ gas of the dry ice particle jet passes into the housing interior after it leaves the nozzle outlet opening. Namely, at least a part of the CO ₂ evaporates by the adiabatic expansion in the jet nozzle, so that a dry ice snow / CO ₂ gas mixture is formed, which emerges from the outlet opening of the jet nozzle. The ses CO ₂ gas accumulates during operation of the arrangement in the housing interior, since a part of this gas is retained in the housing by turbulence in the immediate vicinity of the nozzle exit opening. As a result, the housing space is completely filled with CO ₂ gas. The jet is sucked from there through a second housing opening and transferred after exiting the housing via a second line in the heat exchanger. By suitable means, in addition, a flow from the housing interior through the second opening, which is different from the jet opening, out, so that more and more CO ₂ gas is collected in the housing interior.

Das CO₂-Gas aus dem Trockeneisschnee-/Gasgemisch wird durch die adiabatische Expansion auf Atmosphärendruck auf etwa –78°C abgekühlt und ist somit hervorragend zur Vorkühlung der Zuleitungen des flüssigen CO₂ zur Strahldüse geeignet. Das Gas selbst trägt kaum zur Reinigungswirkung bei, so dass der Impuls des Reinigungsstrahls aus Trockeneispartikeln und CO₂-Gas durch die Ausschleusung von Gas in die zweite Leitung nicht ins Gewicht fällt, selbst wenn davon abgesehen wird, dass auch der Impuls des Gases in untergeordnetem Umfange geeignet sein könnte, Anhaftungen von Oberflächen zu entfernen.The CO ₂ gas from the dry ice snow / gas mixture is cooled by the adiabatic expansion to atmospheric pressure to about -78 ° C and is thus ideal for pre-cooling the supply lines of the liquid CO ₂ to the jet nozzle. The gas itself hardly contributes to the cleaning effect, so that the impulse of the cleaning jet of dry ice particles and CO ₂ gas by the discharge of gas in the second line is not significant, even if it is apart from that also the momentum of the gas in secondary Extent could be appropriate to remove buildup from surfaces.

Durch die Vorkühlung des flüssigen CO₂ mit dem bereits auf etwa –78°C abgekühlten CO₂-Gas wird eine übermäßige Verdampfung von CO₂ bei der Expansion in der Strahldüse vermieden, denn das flüssige CO₂ tritt bereits mit sehr niedriger Temperatur in die Strahldüse ein. Dadurch werden die Verluste minimiert und folglich erhebliche Kosten eingespart.By pre-cooling the liquid CO ₂ with the already cooled to about -78 ° C CO ₂ gas, excessive evaporation of CO _{2 is} avoided during expansion in the jet nozzle, because the liquid CO ₂ occurs already at very low temperature in the jet nozzle one. This minimizes losses and consequently saves considerable costs.

Die erfindungsgemäße Anordnung dient insbesondere zur Entfernung von Anhaftungen auf verunreinigten Oberflächen, beispielsweise zur Reinigung von elektrischen Bauelementen und Schaltungsträgern, wie Halbleiterbauelementen und Leiterplatten, sowie von Räumen, in denen sich solche Baugruppen und Bauelemente befinden, ferner zur Reinigung von Motoren, Eisenbahnwaggons und Rolltreppen sowie von Druckmaschinen und des Weiteren zur Entfernung von Graffiti an Gebäudefassaden und in U-Bahnschächten.The inventive arrangement is used in particular for removing buildup on contaminated Surfaces, For example, for cleaning electrical components and circuit carriers, such as Semiconductor devices and printed circuit boards, as well as of rooms, in which are such assemblies and components, also for cleaning engines, railway cars, escalators and printing presses and to remove graffiti from building facades and in subway shafts.

Um eine möglichst wirkungsvolle Überführung von CO₂-Gas in den Gehäuseinnenraum zu erreichen, ist die Düsenaustrittsöffnung der Strahldüse gegenüber der Gehäuseöffnung, aus der der Trockeneispartikel-Strahl austreten kann (Strahlöffnung), so zurückstehend angeordnet, dass ausschließlich das sich im Inneren des Gehäuses ansammelnde CO₂-Gas abgesaugt wird und nicht Luft, die sich außerhalb des Gehäuses befindet, in den Gehäuseinnenraum hineingesaugt werden kann. Durch die aus dem Gehäuseinnenraum heraus führende Strömung des Trockeneispartikel-Strahls wird eine derartige Rückwärtsströmung ohnehin nicht begünstigt. Eine Ansaugung von Luft wird insbesondere dann vermieden, wenn sich die Düsenaustrittsöffnung der Strahldüse noch innerhalb des Innenraums des Gehäuses befindet und die Öffnung nicht bis zur Strahlöffnung des Gehäuses heranreicht.In order to achieve the most effective transfer of CO ₂ gas in the housing interior, the nozzle outlet opening of the jet nozzle with respect to the housing opening from which the dry ice particle beam can exit (jet opening), so arranged backward that exclusively accumulating in the interior of the housing CO ₂ gas is sucked and not air, which is located outside the housing, can be sucked into the housing interior. By leading out of the housing interior flow of the dry ice particle beam such a backward flow is not favored anyway. A suction of air is avoided in particular when the nozzle outlet opening of the jet nozzle is still within the interior of the housing and the opening does not reach up to the jet opening of the housing.

Die von der Quelle für flüssiges CO₂ zur Strahldüse führende erste Leitung, in der das flüssige CO₂ unter Druck geführt wird, muss zur Kühlung mit Hilfe des Wärmeaustauschers zwar nicht zwingend durch diesen hindurchgeführt werden. Indem die erste Leitung durch den Wärmeaustauscher hindurch geführt und im Wärmeaustauscher wiederum von dem aus dem Gehäuse abgesaugten CO₂-Gas umspült wird, wird eine sehr wirkungsvolle Kühlung des flüssigen CO₂ erreicht. Alternativ könnte der Wärmeaustauscher mit der ersten Leitung auch lediglich in engen thermischen Kontakt gebracht werden, um das flüssige CO₂ in der ersten Leitung zu kühlen. Hierzu könnte die erste Leistung beispielsweise in Form eines Rohres ausgebildet sein, das mit der ersten Leitung verschweißt ist.Although the first line leading from the source of liquid CO ₂ to the jet nozzle, in which the liquid CO _{2 is passed} under pressure, does not necessarily have to be passed through it for cooling by means of the heat exchanger. By the first line passed through the heat exchanger and in the heat exchanger in turn is washed by the aspirated from the housing CO ₂ gas, a very effective cooling of the liquid CO _{2 is} achieved. Alternatively, the heat could be Exchangers are also brought into close thermal contact with the first conduit only to cool the liquid CO ₂ in the first conduit. For this purpose, the first power could be formed for example in the form of a tube which is welded to the first line.

Eine sehr wirkungsvolle Kühlung des flüssigen CO₂ wird dann erreicht, wenn die erste Leitung im Wärmeaustauscher wendelförmig, mäanderförmig oder in einem Parallelrohrbündel geführt ist, das von dem CO₂-Gas umspült wird. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsarten denkbar, etwa dass das flüssige CO₂ den Wärmeaustauscher-Innenraum vollständig ausfüllt und das CO₂-Gas wendel-, mäanderförmig oder in einem Parallelrohrbündel im Wärmeaustauscher geführt wird. Wendel- oder mäanderförmig geführte Rohre oder auch Parallelrohrbündel können weiterhin mit Wärmeleitrippen versehen sein, um einen möglichst großen Wärmeübergangskoeffizienten zu erzielen.A very effective cooling of the liquid CO ₂ is achieved when the first conduit is guided in the heat exchanger helical, meandering or in a parallel tube bundle, which is surrounded by the CO ₂ gas. Of course, other embodiments are conceivable, such as that the liquid CO ₂ completely fills the heat exchanger interior and the CO ₂ gas helical, meandering or is performed in a parallel tube bundle in the heat exchanger. Spirally or meandering guided tubes or parallel tube bundles can continue to be provided with heat conducting ribs in order to achieve the largest possible heat transfer coefficient.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann der Wärmeaustauscher zur Abführung von Wärme aus dem flüssigen CO₂ auch dadurch gebildet werden, dass die erste Leitung von einer Umhüllung mantelartig umgeben wird. Der die erste Leitung umgebende Hüllraum wird in diesem Fall von dem aus dem Gehäuse abgesaugten CO₂-Gas im Gegenstrom durchströmt, so dass dieser Mantelraum die zweite Leitung bildet. Selbstverständlich sind in diesem Fall auch weitere Fallvariationen denkbar, etwa dass die beiden konzentrischen Rohre, die das flüssige CO₂ unter Druck bzw. das gekühlte gasförmige CO₂ enthalten, nicht geradlinig verlaufend ausgebildet sind, sondern ebenfalls wendelartig oder mäandernd oder in einer anderen Form, in der eine große Rohrlänge auf geringem Bauvolumen angeordnet werden kann.In a further alternative embodiment, the heat exchanger for removing heat from the liquid CO _{2 can} also be formed in such a way that the first line is surrounded by a jacket like a jacket. The enveloping space surrounding the first conduit is in this case flowed through in countercurrent by the CO ₂ gas extracted from the housing, so that this jacket space forms the second conduit. Of course, in this case, further case variations are conceivable, such as that the two concentric tubes containing the liquid CO ₂ under pressure or the cooled gaseous CO ₂ are not rectilinear, but also helical or meandering or in another form, in which a large pipe length can be arranged on a small construction volume.

Um das aus der Strahldüse ausgetretene abgekühlte und in den Innenraum des die Strahldüse umgebenden Gehäuses eingetretene CO₂-Gas in den Wärmeaustauscher zu überführen, können vorzugsweise Mittel zum Absaugen des CO₂-Gases aus dem Inneren des Gehäuses vorgesehen sein. Derartige Mittel können beispielsweise durch einen Ventilator gebildet werden. Dieser Ventilator kann insbesondere an der zweiten Öffnung in dem Gehäuse angeordnet sein oder in einer Ableitung stromabwärts zu dieser Öffnung, die etwa in die rückwärtige Gehäusewand eingebracht worden sein kann. Durch Einstellung einer geeigneten Gebläseleistung des Ventilators wird eine Strömung aus dem Gehäuseinnenraum heraus erzeugt, während CO₂-Gas aus dem Trockeneispartikel-Strahl immer wieder in das Gehäuse nachgeliefert wird. Die Gebläseleistung des Ventilators sollte nicht zu groß werden, damit verhindert wird, dass Luft durch die Strahlöffnung für den Trockeneispartikel-Strahl in den Gehäuseinnenraum hineingesaugt wird. Die maximal einstellbare Absaugleistung hängt auch von der Größe der Strahlöffnung für den Trockeneispartikel-Strahl ab und kann umso größer sein je kleiner diese ist, da in diesem Falle das Risiko einer Rückströmung von Luft in den Gehäuseinnenraum verringert ist.In order to transfer the cooled CO ₂ gas which has entered the interior of the housing surrounding the jet nozzle into the heat exchanger, means may preferably be provided for drawing off the CO ₂ gas from the interior of the housing. Such means can be formed for example by a fan. This fan may in particular be arranged at the second opening in the housing or in a discharge downstream of this opening, which may have been introduced approximately in the rear housing wall. By setting a suitable fan output of the fan, a flow is generated from the interior of the housing, while CO ₂ gas from the dry ice particle jet is repeatedly supplied to the housing. Fan fan output should not be too high to prevent air from being drawn into the interior of the housing through the jet of dry ice particle jet. The maximum adjustable suction power also depends on the size of the jet opening for the dry ice particle jet and can be greater the smaller it is, since in this case the risk of backflow of air into the housing interior is reduced.

Die Düse für den Trockeneispartikel-Strahl kann in üblicher Weise ausgebildet sein, etwa mit Vorkammern zur Vor-Entspannung des flüssigen CO₂. Derartige Düsenformen sind bekannt und beispielsweise in EP 0 288 263 B1 und DE 199 26 119 A1 beschrieben.The nozzle for the dry ice particle jet can be formed in a conventional manner, for example with prechambers for pre-expansion of the liquid CO ₂ . Such nozzle shapes are known and, for example, in EP 0 288 263 B1 and DE 199 26 119 A1 described.

Demnach kann die Düse gemäß EP 0 288 263 B1 aufgebaut sein und eine erste Vorkammer aufweisen, um einen Teil des flüssigen Kohlendioxids zu einem ersten Gemisch zu expandieren, welches gasförmiges CO₂ und feine Tröpfchen aus flüssigem CO₂ enthält. Weiterhin kann diese Düse auch eine zweite Vorkammer aufweisen, die mit der ersten Vorkammer über einen sehr engen Verbindungskanal verbunden ist. Zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer kann insbesondere ein Nadelventil zur Steuerung der Durchflussrate vorgesehen sein. In der zweiten Kammer wird das erste Gemisch aus dem gasförmigen CO₂ und den feinen Tröpfchen aus flüssigem CO₂ in ein zweites Gemisch umgewandelt, welches gasförmiges CO₂ und größere Flüssigkeitströpfchen enthält. Anschließend wird das Gemisch in einen Expansionskanal geleitet, der in Form eines weiteren sehr engen Kanals ausgebildet ist. In diesem Kanal wird das zweite Gemisch in ein drittes Gemisch umgewandelt, welches feste Kohlendioxid-Teilchen und gasförmiges CO₂ enthält. Dieses Gemisch tritt dann gegen Atmosphärendruck aus der Düse aus, wobei die Düsenaustrittsöffnung ein sich mit geringem Winkel konzentrisch erweiternder Austrittskegel ist. In dieser Ausführungsform können zusätzlich ein einen Stickstoffgas-Strom führender ringförmiger Kanal und eine entsprechende Ausgangsöffnung vorgesehen sein. Dadurch wird beispielsweise eine Kondensation von Wasser auf der gekühlten Oberfläche vermieden, indem dieser den eigentlichen Reinigungsstrahl umgibt und dadurch den Zutritt von Wasser in den Kernbereich des Strahles – auch dort wo der Strahl auf die zu reinigende Oberfläche auftrifft – verhindert.Accordingly, the nozzle according to EP 0 288 263 B1 be constructed and have a first pre-chamber to expand a portion of the liquid carbon dioxide to a first mixture containing gaseous CO ₂ and fine droplets of liquid CO ₂ . Furthermore, this nozzle may also have a second prechamber, which is connected to the first prechamber via a very narrow connection channel. In particular, a needle valve for controlling the flow rate can be provided between the first chamber and the second chamber. In the second chamber, the first mixture of the gaseous CO ₂ and the fine droplets of liquid CO _{2 is converted} into a second mixture containing gaseous CO ₂ and larger liquid droplets. Subsequently, the mixture is passed into an expansion channel, which is in the form of another very narrow channel. In this channel, the second mixture is converted to a third mixture containing solid carbon dioxide particles and gaseous CO ₂ . This mixture then exits the nozzle against atmospheric pressure, wherein the nozzle outlet opening is an outlet cone concentrically expanding at a low angle. In addition, in this embodiment, a nitrogen gas flow conducting annular passage and a corresponding exit port may be provided. As a result, for example, a condensation of water on the cooled surface is avoided by this surrounds the actual cleaning jet and thereby prevents the ingress of water into the core region of the beam - even where the beam impinges on the surface to be cleaned - prevented.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch mit dem in DE 199 26 119 A1 beschriebenen Strahlwerkzeug ausgebildet sein. Demnach wäre die Strahldüse mit einer ersten und einer zweiten Düse ausgestattet, wobei die zweite Düse die erste umgibt und die zweite Düse eine Düse zur Erzeugung eines Überschall-Strahles ist. Die zweite Düse kann hierzu insbesondere eine Laval-Düse sein. Die zweite Düse dient insbesondere zur Bündelung, insbesondere zur Parallelbündelung, und/oder zur Beschleunigung des Trockeneispartikel-Strahls. Die erste Düse kann vorzugsweise eine Kapillare als Zuleitung aufweisen. Die Düsenaustrittsöffnung kann insbesondere als konische Erweiterung der Kapillare ausgebildet sein. Die zweite Düse umschließt die erste in dieser Ausführungsform vorzugsweise konzentrisch.The inventive arrangement can also with the in DE 199 26 119 A1 be designed jet tool described. Accordingly, the jet nozzle would be equipped with a first and a second nozzle, wherein the second nozzle surrounds the first and the second nozzle is a nozzle for generating a supersonic jet. The second nozzle may in particular be a Laval nozzle for this purpose. The second nozzle serves in particular for bundling, in particular for parallel bundling, and / or for accelerating the dry ice particle jet. The first nozzle can be before preferably have a capillary as a supply line. The nozzle outlet opening may be formed in particular as a conical extension of the capillary. The second nozzle preferably encloses the first concentric in this embodiment.

Demgemäß kann die erfindungsgemäße Anordnung nicht nur die Strahldüse zur Erzeugung des Trockeneispartikel-Strahls aufweisen, sondern zusätzlich auch eine Düse für ein Stütz- oder Beschleunigungsgas (Stützgasdüse). In diesem Falle umgibt die Düsenaustrittsöffnung der Stützgasdüse die Düsenaustrittsöffnung für den Trockeneispartikel-Strahl. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Düsenaustrittsöffnung für das Stützgas die Düsenaustrittsöffnung für den Trockeneispartikelstrahl ringförmig umgibt, so dass ein Ringspalt für den Austritt des Stützgases gebildet wird. Dadurch wird der Trockeneispartikel-Strahl in den Stützgasstrahl „eingebettet". Um dies zu erreichen, wird die Stützgasdüse vorzugsweise so ausgebildet, dass sie den Trockeneispartikel-Strahl bündelt und/oder beschleunigt.Accordingly, the inventive arrangement not just the jet nozzle to produce the dry ice particle beam, but additionally also a nozzle for a supporting or accelerating gas (supporting gas nozzle). In In this case, the nozzle outlet opening surrounds the Support gas nozzle the nozzle exit opening for the dry ice particle jet. It has proved to be advantageous that the nozzle outlet opening for the supporting gas the Nozzle outlet for the dry ice particle jet annular surrounds, leaving an annular gap for the exit of the supporting gas is formed. As a result, the dry ice particle beam in the Support gas jet "embedded." To achieve this, the support gas nozzle is preferably is designed to concentrate and / or to concentrate the dry ice particle jet accelerated.

Als ganz besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, als Stützgas das aus der Quelle für flüssiges CO₂ stammende CO₂ einzusetzen. Hierzu wird eine Zuführung von CO₂-Gas zur Stützgasdüse vorgesehen. In der Quelle für das flüssige CO₂ kann insbesondere ein CO₂-Gaspolster vorgesehen sein, das über diese Zuführung zur Stützgasdüse angezapft werden kann. Steht das flüssige CO₂ in der Quelle unter Druck, so kann dieses gasförmige CO₂ in geeigneter Weise als Stütz- oder Beschleunigungsgas eingesetzt werden, um die Reinigungswirkung des Trockeneispartikel-Strahls zu intensivieren. Daher ist als Quelle für das flüssige CO₂ ein Druckbehälter zu bevorzugen.As a particularly advantageous it has been found to use as a supporting gas derived from the source of liquid CO ₂ CO ₂ . For this purpose, a supply of CO ₂ gas is provided for Stützgasdüse. In particular, a CO ₂ gas cushion can be provided in the source for the liquid CO ₂ , which can be tapped via this feed to the support gas nozzle. If the liquid CO ₂ in the source is under pressure, then this gaseous CO _{2 can be used} in a suitable manner as a support or accelerating gas in order to intensify the cleaning action of the dry ice particle jet. Therefore, as the source of the liquid CO _2, a pressure vessel is preferable.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der vorgenannte Druckbehälter tragbar. Dadurch wird eine mobile Reinigungsanordnung ermöglicht. Insbesondere kann der Druckbehälter in diesem Falle an einem transportablen Tragrahmen befestigt sein, so dass eine Bedienperson den Druckbehälter auf dem Tragrahmen tragen kann. Auf diese Weise wird die Reinigung ohne lange Zuleitungen auch an entlegenen Stellen möglich, die mit schwerem Gerät nicht leicht oder überhaupt nicht erreichbar sind. Hierzu kann der Tragrahmen insbesondere Halteelemente aufweisen, wodurch der Tragrahmen auf den Schultern der Bedienperson befestigt werden kann.In a most preferred embodiment of the present invention Invention, the aforementioned pressure vessel is portable. This will allows a mobile cleaning arrangement. In particular, the pressure vessel in this case be attached to a transportable support frame, so that an operator carry the pressure vessel on the support frame can. In this way, the cleaning is done without long supply lines also possible in remote locations, those with heavy equipment not easy or at all are unreachable. For this purpose, the support frame may in particular have holding elements, whereby the support frame is fastened on the shoulders of the operator can be.

Der Druckbehälter kann insbesondere ein Thermobehälter sein, d.h. der Behälter ist gegen Wärmeübertragung ins Innere isoliert. Dadurch kann das flüssige CO₂ über einen längeren Zeitraum gekühlt gehalten werden, beispielsweise auf einer Temperatur von –20 bis –30°C. Im Druckbehälter herrscht unter diesen Bedingungen ein Druck im Bereich von 14 – 20 bar (= 14 – 20·10⁵ Pa).The pressure vessel may in particular be a thermal container, ie the container is insulated against heat transfer to the interior. As a result, the liquid CO ₂ can be kept cooled over a longer period, for example at a temperature of -20 to -30 ° C. In the pressure vessel prevails under these conditions, a pressure in the range of 14 - 20 bar (= 14 - 20 · 10 ⁵ Pa).

Da sich das flüssige CO₂ bei der Entnahme von gasförmigem CO₂ aus dem Thermobehälter abkühlt, weil dadurch flüssiges CO₂ adiabatisch verdampft, kühlt sich der Inhalt des Thermobehälters bei der Entnahme des gasförmigen CO₂ allmählich ab. Um die Temperatur des flüssigen CO₂ im Behälter konstant zu halten, können Heizelemente vorgesehen sein, mit denen das CO₂ aufheizbar ist und dadurch verdampft werden kann. Durch geeignete Steuerung der Heizelemente und Regelung der Temperatur im Druckbehälter kann ein geeigneter Druck für das gasförmige und für das flüssige CO₂ eingestellt werden.Since the liquid CO ₂ cools when removing gaseous CO ₂ from the thermal container, because this liquid CO ₂ evaporates adiabatically, the contents of the thermo container gradually cools when removing the gaseous CO ₂ . In order to keep the temperature of the liquid CO ₂ in the container constant, heating elements can be provided with which the CO _{2 can be} heated and thereby evaporated. By suitable control of the heating elements and regulation of the temperature in the pressure vessel, a suitable pressure for the gaseous and for the liquid CO _{2 can be} adjusted.

Um den Druck des flüssigen CO₂ weiter zu erhöhen, kann auch eine Hochdruckflüssigkeitspumpe vorgesehen sein, mit der das flüssige CO₂ durch die erste Leitung in die Strahldüse gefördert wird.In order to further increase the pressure of the liquid CO ₂ , a high-pressure liquid pump can also be provided, with which the liquid CO ₂ is conveyed through the first line into the jet nozzle.

Um eine weitere Verbesserung der Reinigung zu erreichen, können geeignete Chemikalien vor der Behandlung mit dem Trockeneispartikel-Strahl auf eine zu reinigende Oberfläche aufgetragen werden. Nach kurzer Einwirkungszeit kann die Oberfläche dann mit dem Trockeneispartikel-Strahl behandelt werden. Dadurch wird eine noch effektivere Reinigungswirkung erreicht. Als Vorbehandlungschemikalien können insbesondere organische Lösemittel enthaltende Reinigungsmittel eingesetzt werden, beispielsweise Reinigungsmittel, die Glykolether und/oder Alkohole enthalten. Alternativ zu dieser weiteren Variante können geeignete Chemikalien mittels einer Sprühpistole auch parallel zum Trockeneispartikel-Strahl auf eine zu reinigende Oberfläche aufgespritzt werden. Um hierbei eine möglichst einfache Handhabung zu erreichen, wird die Strahldüse, die gegebenenfalls mit der Stützgasdüse kombiniert ist, weiterhin mit einer Reinigungsmitteldüse kombiniert. Hierzu ist die Reinigungsmitteldüse mit der Strahldüse starr verbunden. Beide Düsen sind vorzugsweise in einer einzigen Pistoleneinheit integriert. Der Sprühstrahl aus der Reinigungsmitteldüse wird so auf die zu reinigende Oberfläche gelenkt, dass der Reinigungsmittelstrahl nicht an derselben Stelle auf die Oberfläche auftrifft wie der Trockeneispartikel-Strahl. Durch geeignete Führung der Düsen durch eine Bedienperson oder einen Reinigungsroboter eilt der Reinigungsmittelstrahl dem Trockeneispartikel-Strahl voraus, so dass das Reinigungsmittel bereits innerhalb kurzer Zeit auf die Oberfläche und die darauf befindlichen Anhaftungen einwirken kann, bevor diese von dem Trockeneispartikel-Strahl getroffen werden.Around To achieve a further improvement of the cleaning, suitable Chemicals before treatment with the dry ice particle jet on a surface to be cleaned be applied. After a short exposure time, the surface can then be treated with the dry ice particle beam. This will achieved an even more effective cleaning effect. As pretreatment chemicals can in particular organic solvents containing cleaning agents are used, for example, cleaning agents, containing glycol ethers and / or alcohols. Alternatively to this further Variant can suitable chemicals by means of a spray gun also parallel to Dry ice particle jet sprayed onto a surface to be cleaned become. In order to be as possible To achieve easy handling, the jet nozzle, the optionally combined with the support gas nozzle, further combined with a detergent jet. For this is the Reinigungsmitteldüse with the jet nozzle rigidly connected. Both nozzles are preferably integrated in a single gun unit. Of the spray from the detergent nozzle is directed to the surface to be cleaned so that the detergent jet does not hit the surface at the same location as the dry ice particle jet. By appropriate leadership through the nozzles an operator or a cleaning robot rushes the cleaning agent jet ahead of the dry ice particle jet so that the cleanser already within a short time on the surface and on it Adhesions can act before these from the dry ice particle beam to be hit.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das beim Auftreffen des Trockeneispartikel-Strahls auf die zu reinigende Oberfläche entstehende Trockeneis/Staub-Gemisch abgesaugt. Hierzu kann eine Absaugdüse in unmittelbarer Nähe zum Auftreffpunkt des Trockeneispartikel-Strahls auf die Oberfläche angeordnet werden, über die das Gemisch abgesaugt wird. Beispielsweise kann die Düse in Form einer ringförmig um den Auftreffpunkt angeordneten Schlitzdüse (Panoramadüse) ausgebildet sein, die mit der Strahldüse mitgefahren wird, um das Staubgemisch möglichst vollständig erfassen zu können. Hierzu kann ein geeignetes Gestell verwendet werden, mit dem die Strahldüse und die Absaugdüse starr miteinander verbunden sind. Die Absaugdüse wird auf der zu reinigenden Oberfläche entlang gefahren.In a further preferred embodiment of the invention, the dry ice / dust mixture formed when the dry ice particle jet impinges on the surface to be cleaned is removed sucks. For this purpose, a suction nozzle in the immediate vicinity of the point of impingement of the dry ice particle jet can be arranged on the surface, via which the mixture is sucked off. For example, the nozzle in the form of a ring around the impact point arranged slot (panoramic) may be formed, which is carried along with the jet nozzle in order to capture the dust mixture as completely as possible. For this purpose, a suitable frame can be used with which the jet nozzle and the suction nozzle are rigidly interconnected. The suction nozzle is moved along the surface to be cleaned.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient nachfolgende Figur:to closer explanation the invention serves the following figure:

1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung in schematischer Darstellung. 1 shows an inventive arrangement in a schematic representation.

Flüssiges CO₂ wird in einem Druckbehälter 1 unter Druck und gekühlt, beispielsweise bei einer Temperatur von etwa –20°C, aufbewahrt. Eine erste Leitung 2 verbindet den Druckbehälter 1 mit der Strahldüse 3. Die Leitung 2 kann über ein Absperrventil 4 abgesperrt werden. Die Düse 3 ist beispielsweise entsprechend der in EP 0 288 263 B1 beschriebenen Düse ausgebildet. In der Düse 3 wird das dorthin unter Druck gelangende flüssige CO₂ entspannt, wobei es zu einem Gemisch aus Trockeneispartikeln und gasförmigem CO₂ umgewandelt wird. Dieses Gemisch tritt an der Düsenaustrittsöffnung der Strahldüse 3 in einem Trockeneispartikel-Strahl 5 mit großer Geschwindigkeit aus. Das Gemisch nimmt durch die Expansion eine Temperatur von etwa –78°C an, die Sublimationstemperatur von CO₂ unter Normaldruck.Liquid CO ₂ is stored in a pressure vessel 1 under pressure and cooled, for example at a temperature of about -20 ° C, stored. A first line 2 connects the pressure vessel 1 with the jet nozzle 3 , The administration 2 can via a shut-off valve 4 be shut off. The nozzle 3 is, for example, according to the in EP 0 288 263 B1 formed nozzle described. In the nozzle 3 the liquid CO ₂ pressurized thereon is depressurized, becoming a mixture of dry ice particles and gaseous CO ₂ . This mixture occurs at the nozzle outlet opening of the jet nozzle 3 in a dry ice particle beam 5 out at great speed. The mixture assumes by the expansion of a temperature of about -78 ° C, the sublimation temperature of CO ₂ under atmospheric pressure.

Die Strahldüse 3 ist in einem Gehäuse 6 untergebracht, das insbesondere die Strahldüse 3 mantelförmig umgeben kann. Dessen Austrittsöffnung (Strahlöffnung) 7 ist so groß, dass der Partikel-Strahl 5 hindurch treten kann. Die Austrittsöffnung der Strahldüse 3 ist gegenüber der Strahlöffnung 7 des Gehäuses 6 so zurückgesetzt, dass sich in dem Gehäuse 6 gasförmiges CO₂ ansammeln kann. Zur Ableitung dieses CO₂ aus dem Gehäuseinnenraum dient ein Ventilator 8, der an einer seitlichen oder rückwärtigen Öffnung des Gehäuses 6 angesetzt ist und das CO₂ aus dem Gehäuse 6 absaugt.The jet nozzle 3 is in a housing 6 accommodated, in particular the jet nozzle 3 surrounded shell-shaped. Its outlet opening (jet opening) 7 is so big that the particle beam 5 can pass through. The outlet opening of the jet nozzle 3 is opposite the jet opening 7 of the housing 6 reset so that in the case 6 gaseous CO ₂ can accumulate. To divert this CO ₂ from the housing interior is a fan 8th attached to a side or rear opening of the housing 6 is attached and the CO ₂ from the housing 6 sucks.

Das aus dem Innenraum des Gehäuses 6 abgesaugte gasförmige CO₂ hat durch die Expansion des flüssigen CO₂ eine Temperatur von etwa –78°C angenommen. Dieses abgekühlte Gas wird mit Hilfe des Ventilators 8 über die zweite Leitung 9 dem Wärmeaustauscher 10 zugeführt. Im Wärmeaustauscher 10 wird die erste Leitung 2 gewendelt geführt. Das durch die zweite Leitung 9 zugeführte gekühlte CO₂-Gas umströmt die Wendeln der ersten Leitung 2 im Wärmeaustauscher 10, so dass das darin befindliche flüssige CO₂ abgekühlt wird. Das durch den Wärmeaustausch erwärmte CO₂-Gas in der zweiten Lei tung wird über die Leitung 11 aus dem Wärmeaustauscher herausgeführt und an die Atmosphäre abgegeben.That from the interior of the housing 6 extracted gaseous CO ₂ has assumed a temperature of about -78 ° C due to the expansion of the liquid CO ₂ . This cooled gas is using the fan 8th over the second line 9 the heat exchanger 10 fed. In the heat exchanger 10 becomes the first line 2 coiled led. That through the second line 9 supplied cooled CO ₂ gas flows around the helices of the first line 2 in the heat exchanger 10 so that the liquid CO _{2 contained} therein is cooled. The heated by the heat exchange CO ₂ gas in the second Lei device is via the line 11 led out of the heat exchanger and released to the atmosphere.

Das im Wärmeaustauscher abgekühlte flüssige CO₂ neigt bei der Expansion in der Düse 3 nicht in so starkem Maße zur Verdampfung wie zuvor nicht abgekühltes flüssiges CO₂. Dadurch wird ein wesentlich größerer Teil des flüssigen CO₂ in Trockeneispartikel umgewandelt als ohne Kühlung. Durch diese Kühlung kann der Verlust an flüssigem CO₂, das in gasförmiges CO₂ umgewandelt wird, minimiert werden, so dass der Wirkungsgrad an erzeugten Trockeneispartikeln, bezogen auf die Menge des eingesetzten flüssigen CO₂, verbessert wird.The cooled in the heat exchanger liquid CO ₂ tends to expand in the nozzle 3 not so much to vaporize as previously unheated liquid CO ₂ . As a result, a much larger part of the liquid CO _{2 is converted} into dry ice particles than without cooling. By this cooling, the loss of liquid CO ₂ , which is converted into gaseous CO ₂ , can be minimized, so that the efficiency of dry ice particles produced, based on the amount of liquid CO _{2 used} , is improved.

Um unnötige Verluste durch Verdampfung von flüssigem CO₂ zu vermeiden, werden die erste und die zweite Leitung thermisch isoliert.To avoid unnecessary losses by evaporation of liquid CO ₂ , the first and the second line are thermally insulated.

Wird der Druckbehälter als tragbares Gerät ausgeführt, etwa in Form von Druckflaschen, so kann die erfindungsgemäße Anordnung mobil eingesetzt werden, etwa an schwer zugänglichen Stellen, wie auf Baustellen. Dadurch wird auch vermieden, dass durch lange Zuleitungen von einem immobilen Druckbehälter zu der Strahldüse Verluste durch unnötige Erzeugung von gasförmigem CO₂ entstehen.If the pressure vessel is designed as a portable device, for example in the form of pressure bottles, then the arrangement according to the invention can be used on a mobile basis, for example in hard-to-reach places, such as on construction sites. This also avoids that caused by long supply lines from an immobile pressure vessel to the jet nozzle losses due to unnecessary generation of gaseous CO ₂ .

Die Strahldüse mit dem Gehäuse und dem Ventilator sind in diesem Falle vorzugsweise in einer kompakten Einheit aufgebaut, so dass die Bedienperson lediglich ein einziges Strahlwerkzeug mit diesen drei zusammengebauten Komponenten handhaben muss. Der Wärmeaustauscher ist unmittelbar am Druckbehälter befestigt, um die Handhabbarkeit nicht zu erschweren. Allerdings muss die zweite Leitung in diesem Falle zu dem vorzugsweise auf dem Rücken der Bedienperson befestigten Druckbehälter geführt werden. Hierzu werden die erste Leitung und die zweite Leitung parallel und gebündelt geführt.The jet with the housing and the fan are in this case preferably in a compact Unit constructed so that the operator only a single Handle blasting tool with these three assembled components got to. The heat exchanger is directly on the pressure vessel attached, so as not to complicate the handling. Indeed In this case, the second line must preferably to the back of the Operator attached pressure vessel to be performed. For this purpose, the first line and the second line parallel and bundled out.

Falls ferner ein Stützstrahl verwendet wird, der aus dem im Druckbehälter enthaltenen CO₂-Gas getrieben wird, wird eine weitere Leitung vom Kopf des Druckbehälters abgeführt, um von dort das CO₂-Gas abzuzweigen. Die zur Stützgasdüse führende Leitung wird vorzugsweise parallel mit der zweiten Leitung, in der das flüssige CO enthalten ist, geführt. Um einen thermischen Verlust zu vermeiden, wird die das Stützgas führende Leitung zusammen mit der zweiten Leitung isoliert geführt.Further, if a support beam is used, which is driven from the CO ₂ gas contained in the pressure vessel, a further line is discharged from the top of the pressure vessel to divert the CO ₂ gas from there. The line leading to the Stützgasdüse is preferably performed in parallel with the second conduit in which the liquid CO is contained. In order to avoid a thermal loss, the support gas leading line is performed in isolation with the second line.

11: Druckbehälterpressure vessel
22: Erste LeitungFirst management
33: Strahldüsejet
44: Absperrventilshut-off valve
55: Trockeneispartikel-StrahlDry particle beam
66: Gehäusecasing
77: Austrittsöffnung am Gehäuse 6 Outlet opening on the housing 6
88th: Ventilatorfan
99: Zweite LeitungSecond management
1010: Wärmeaustauscherheat exchangers
1111: Ableitungderivation

Claims

Arrangement for producing a dry ice particle and CO ₂ gas-containing dry ice particle jet ( 5 ) for cleaning surfaces comprising a source ( 1 ) for liquid CO ₂ , a jet nozzle ( 3 ) with a nozzle exit opening for the dry ice particle jet ( 5 ) and also a first line ( 2 ) for the transfer of CO ₂ from the source ( 1 ) to the jet nozzle ( 3 ), characterized in that the arrangement further comprises a heat exchanger ( 10 ), which is used for cooling the in the first line ( 2 ) transferred CO ₂ , as well as a jet nozzle ( 3 ) surrounding housing ( 6 ), from which the dry ice particle beam ( 5 ) through a housing opening ( 7 ) and from which part of the CO ₂ gas of the dry ice particle jet ( 5 ) sucked out after the exit from the nozzle outlet opening and via a second line ( 9 ) in the heat exchanger ( 10 ) can be transferred.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the nozzle outlet opening with respect to the housing opening ( 7 ) is arranged so that only the inside of the housing ( 6 ) is sucked up CO ₂ gas.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first line ( 2 ) for the transfer of CO ₂ to the jet nozzle ( 3 ) through the heat exchanger ( 10 ), the first line ( 2 ) in the heat exchanger ( 10 ) from the housing ( 6 ) sucked CO ₂ gas is umspülbar.

Arrangement according to claim 3, characterized in that the first line ( 2 ) in the heat exchanger ( 10 ) is helically, meandering or guided in a parallel tube bundle, which is umspülbar of the CO ₂ gas.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger ( 10 ) through the first line ( 2 ) and a jacket-like covering of the first line ( 2 ) is formed, whose first line ( 2 ) surrounding the envelope from the housing ( 6 ) sucked CO ₂ gas can be flowed through in countercurrent.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in addition a nozzle for a supporting gas is provided, wherein the nozzle outlet opening of the Stützgasdüse the nozzle outlet opening for the dry ice particle beam ( 5 ) surrounds.

Arrangement according to claim 6, characterized in that the nozzle outlet opening for the supporting gas, the nozzle outlet opening for the dry ice particle ( 5 ) surrounds annular, so that an annular gap for the exit of the supporting gas is formed.

Arrangement according to one of claims 6 and 7, characterized in that the Stützgasdüse is formed so that the dry ice particle beam ( 5 ) bundles and / or accelerates.

Arrangement according to one of claims 6 - 8, characterized in that a supply of CO ₂ gas from the source ( 1 ) is provided for liquid CO ₂ to Stützgasdüse.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the source of liquid CO _{2 is} a portable pressure vessel ( 1 ).

Arrangement according to claim 10, characterized in that the pressure vessel ( 1 ) is attached to a transportable support frame.

Arrangement according to one of claims 10 and 11, characterized in that the pressure vessel ( 1 ) is a thermal container.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the source ( 1 ) of liquid CO ₂ heating elements are provided, with which the CO ₂ contained therein is vaporizable.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one additional storage container for Inclusion of other cleaning agents and third lines for feed this further cleaning agent provided to a detergent jet are.

Use of the arrangement according to one of claims 1 - 14 for Removal of buildup on contaminated surfaces.