DE19925967A1

DE19925967A1 - Verfahren zum Reinigen eines einem Fremdstoff enthaltenden Gases

Info

Publication number: DE19925967A1
Application number: DE1999125967
Authority: DE
Inventors: Hartmut Meier; Bernd Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Rehm Thermal Systems GmbH
Priority date: 1999-05-31
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2000-12-07
Anticipated expiration: 2019-06-01
Also published as: WO2000072933A3; DE19925967C2; WO2000072933A2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen eines einen Fremdstoff enthaltenden Gases (G), bei dem das Gas (G) an mindestens einer eine tiefere Temperatur als das Gas aufweisenden Wand (32) derart vorbeigeleitet wird, daß der Fremdstoff an der Wand kondensiert. DOLLAR A Um bei einem solchen Verfahren die Wand von dem kondensierten Fremdstoff besonders einfach reinigen zu können, wird das Gas zum Reinigen an einer mit einer Schutzschicht versehenen Wand vorbeigeleitet, wobei das Schutzschichtmaterial ein Material mit einer Schmelztemperatur ist, die größer ist als die Temperatur der Wand.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen eines einen Fremdstoff enthaltenden Gases, bei dem das Gas an mindestens einer eine tiefere Temperatur als das Gas aufwei senden Wand derart vorbeigeleitet wird, daß der Fremdstoff an der Wand kondensiert.

Ein derartiges Reinigungsverfahren ist aus der technischen Beschreibung zum Vollkonvektions-Reflowlötsystem Typ SMS- V4/SMS-N2-V4 der Fa. Rehm Anlagenbau in Blaubeuren-Seißen be kannt. Bei diesem vorbekannten Verfahren wird ein in dem ge nannten Reflowlötsystem eingesetztes Prozeßgas gereinigt, das mit beim Löten entstehenden Flußmitteldämpfen als Fremdstoff verunreinigt ist. Zum Reinigen wird das Gas durch eine Kon densatfalle geleitet, an deren inneren Wandteilen bzw. Wänden die Flußmitteldämpfe kondensieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art derart weiter zu entwickeln, daß nach dem Reinigen des Gases der nach dem Kondensieren an der Wand abgelagerte Fremdstoff besonders einfach von der Wand entfernt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschrie benen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gas zum Reinigen an einer mit einer Schutzschicht versehenen Wand vorbeigeleitet wird, wobei das Schutzschichtmaterial ein Ma terial mit einer Schmelztemperatur ist, die größer ist als die Temperatur der Wand beim Reinigen des Gases und die kleiner ist als die Schmelztemperatur der Wand.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Wand nach dem Reinigen des Gases sehr einfach von den abgelagerten Fremdstoffverunreinigungen gereinigt werden kann, da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kondensieren der Fremdstoffe eine Wand eingesetzt wird, die mit einer Schutzschicht versehen ist. Schlägt sich nämlich beim Reini gen des Gases der Fremdstoff auf der mit der Schutzschicht versehenen Wand nieder, so kommt er nicht direkt mit der Wand in Kontakt, da zwischen der Wand und dem Fremdstoff die Schutzschicht angeordnet ist, so daß der Fremdstoff nicht auf der Wand haften kann. Soll nun die Wand von dem abgelagerten Fremdstoff gereinigt werden, beispielsweise deshalb, weil die Schutzschicht mit dem Fremdstoff derart verunreinigt ist, daß sich kein Fremdstoffmaterial mehr niederschlägt, so kann die Schutzschicht in sehr einfacher Weise durch Erwärmen entfernt und die Wand gesäubert werden; übersteigt nämlich die Wandtemperatur die Schmelztemperatur des Schutzschichtmate rials, so wird die Schutzschicht bzw. das Schutzschichtmate rial flüssig und fließt von der Wand ab. Dabei wäscht es gleichzeitig die Fremdstoffteilchen von der Wand ab, so daß diese, sozusagen nach dem "Abtauen" der Schutzschicht, sauber und frei von Fremdstoffteilchen ist.

Besonders einfach läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen, wenn als Schutzschicht eine Eisschicht und als Wand eine Metallwand verwendet wird. Eine Eisschicht als Schutzschicht ist nämlich nicht nur billig, sondern darüber hinaus auch einfach handhabbar, da Wasser ungiftig ist. Eine Metallwand als Wand weist den Vorteil auf, daß diese aufgrund der hohen thermischen Leitfähigkeit des Metalls sehr einfach aufgeheizt und wieder abgekühlt werden kann, wodurch das Rei nigen der Wand sehr einfach und schnell möglich ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise Luft bzw. Prozeßgas, das von Lötpaste-Ausdünstungen als Fremdstoff verunreinigt ist, in einfacher Weise gereinigt werden.

Wie bereits erläutert, läßt sich die bei dem erfindungsge mäßen Verfahren eingesetzte Wand in sehr einfacher Weise von dem auf dieser abgelagerten Fremdstoff reinigen, indem die Wand bis auf eine Temperatur erwärmt wird, die größer ist als die Schmelztemperatur der Schutzschicht. Um nach einem Reini gen der Wand bzw. nach einem "Abtauen" der Schutzschicht in einfacher Weise die erfindungsgemäß vorgesehene Schutzschicht erneut auf die Wand aufzubringen, ist gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß die Schutzschicht aufgebracht wird, indem ein das Schutz schichtmaterial enthaltendes Hilfsgas mit der zum Reinigen des Gases entsprechend temperierten Wand in Kontakt gebracht wird.

Besonders einfach und damit vorteilhaft läßt sich das erfin dungsgemäße Verfahren durchführen, wenn das Gas zum Reinigen durch ein Rohr geleitet wird, dessen Innenwand die mindestens eine Wand bildet.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 eine Einzelheit des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Die Fig. 1 zeigt eine als Kondensatfalle ausgestaltete Ein richtung 5 zum Reinigen eines einen Fremdstoff enthaltenden Gases G, das an einem Einlaß 10 in die Einrichtung 5 einge speist wird. Mit dem Einlaß 10 ist ein mäanderförmig geform tes Rohr 15 - nachfolgend Gasrohr 15 genannt - verbunden, das mit einem Auslaß 20 der Einrichtung 5 in Verbindung steht. Mit dem Gasrohr 15 stehen Kühl-/Heizspiralen 25 in thermi schen Kontakt, die auf das Gasrohr 15 einwirken.

Die Einrichtung 5 wird wie folgt betrieben. Zunächst wird über ein Ventil 29 Luft hoher Luftfeuchtigkeit als Hilfsgas in die Einrichtung 5 eingespeist. Diese Luft durchfließt das Gasrohr 15 und tritt an dem Auslaß 20 aus der Einrichtung 5 aus. Mit den Kühl-/Heizspiralen 25 wird die Luft im Gasrohr 15 derart abgekühlt, daß das in der Luft enthaltene Wasser kondensiert und sich eine Eisschicht 30 an der Innenwand 32 des Gasrohres 15 bildet; dies zeigt in einer vergrößerten Darstellung die Fig. 2. Das Gasrohr 15 wird innenwandseitig also vollständig mit der Eisschicht 30 als Schutzschicht ver sehen.

Anschließend wird mit dem Ventil 29 die Zufuhr der feuchten Luft in die Einrichtung 5 abgeschaltet, und es wird statt dessen das fremdstoffhaltige Gas G - beispielsweise ein Pro zeßgas für ein Reflowlötsystem mit Lötpasteausdünstungen bzw. Flußmitteldämpfen als Fremdstoff - in die Einrichtung 5 mit einer Temperatur eingespeist, die höher ist als die Tempera tur des Gasrohres 25 bzw. der Eisschicht 30. Aufgrund der niedrigen Temperatur des Gasrohres 15 bzw. der Eisschicht 30 auf der Innenwand 32 des Gasrohres 15 schlagen sich die Fremdstoffatome bzw. Fremdstoffmoleküle, die in dem Gas G als Fremdstoff enthalten sind, auf der Eisschicht 30 durch Kondensation nieder, was zu einer Reinigung des Gases G führt. Am Auslaß 20 der Einrichtung 5 verläßt das Gas G die Einrichtung 5 quasi ohne Fremdstoffverunreinigungen. Die Tem peratur des Gasrohres 15 bzw. der Schutzschicht ist dabei mit den Kühl-/Heizspiralen 25 unter Berücksichtigung der physika lischen bzw. chemischen Eigenschaften des Fremdstoffs derart einzustellen, daß der Fremdstoff an der Wand 32 bzw. Schutz schicht 30 kondensiert; zum Reinigen des Gases G von Löt pasteausdünstungen ist ein Temperaturbereich von ca. -10° bis -60° besonders geeignet.

Soll nach Abschluß des Reinigungsverfahrens das Gasrohr 15 von den an der Innenwand 32 des Gasrohres 15 abgelagerten Fremdstoffteilchen des Gases G gereinigt werden, so wird mit Hilfe der Kühl-/Heizspiralen 25 das Gasrohr 15 erwärmt, so daß die Eisschicht 30 schmilzt. Bei diesem Schmelzen werden die auf der Eisschicht 30 niedergeschlagenen Fremdstoffteil chen des Gases G vom Wasser der Eisschicht 30 gebunden und von dem Gasrohr 15 abgewaschen.

In der Fig. 1 erkennt man schematisch Wasser 35, das sich nach dem Abtauen der Eisschicht 30 im Gasrohr 15 bildet. Wer den dann anschließend Ablaß-Ventile 40 geöffnet, so kann das mit dem Fremdstoff verunreinigte Wasser 35 die Einrichtung 5 über ein Ablaßrohr 45 verlassen und in einen Ablaßbehälter 50 hineinfließen.

Zur Erläuterung des Verfahrens ist ein Längsschnitt durch das Gasrohr 15 in der Fig. 2 genauer dargestellt. Man erkennt die Kühl- und Heizspiralen 25, die beiderseits des Rohres 15 angeordnet sind. Die Innenwand 32 des Rohres 15 ist mit der Eisschicht 30 versehen. Strömt nun das fremdstoffverunrei nigte Gas G durch das Rohr, so schlagen sich auf der Eis schicht 30 Fremdstoffteilchen unter Bildung einer Fremdstoff schicht 70 nieder, was zur Reinigung des Gases G führt. Nach Abschluß der Reinigung des Gases G wird das Gasrohr 15 mit Hilfe der Kühl-/Heizspiralen 25 erwärmt, was zum Abtauen der Eisschicht 30 führt, wodurch die Fremdstoffschicht 70 von der Innenwand 32 des Gasrohres 15 abgelöst wird.

Das Gas G kann mit dem beschriebenen Verfahren nicht nur von Lötpasteausdünstungen bzw. Flußmitteldämpfen gereinigt werden, sondern darüber hinaus auch von anderen Ausdünstun gen, die aus Leiterplatten bzw. Elektronikbaugruppen und de ren Einzelkomponenten stammen. Üblicherweise enthalten derar tige Ausdünstungen Hexahydrophthalsäure-Verbindungen, Dime thyltetrahydrophthalsäure, Phenonthrencarboxylsäure, Octahydrocarboxylsäure und Glykolether-Verbindungen.

Claims

1. Verfahren zum Reinigen eines einen Fremdstoff enthaltenden Gases (G), bei dem

- das Gas (G) an mindestens einer eine tiefere Temperatur als das Gas (G) aufweisenden Wand (32) derart vorbeigelei tet wird, daß
- der Fremdstoff an der Wand (32) kondensiert,
- dadurch gekennzeichnet, daß
- das Gas (G) zum Reinigen an einer mit einer Schutzschicht (30) versehenen Wand (32) vorbeigeleitet wird, wobei das Schutzschichtmaterial ein Material mit einer Schmelztempe ratur ist
- die größer ist als die Temperatur der Wand (32) beim Reinigen des Gases (G) und
- die kleiner ist als die Schmelztemperatur der Wand (32).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- als Schutzschicht eine Eisschicht (30) verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- als Wand (32) eine Metallwand verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- als Gas (G) Luft gereinigt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Gas (G) von Lotpaste-Ausdünstungen als Fremdstoff ge reinigt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- nach dem Reinigen des Gases (G) die Wand (32) von dem Fremdstoff gereinigt wird, indem die Wand (32) bis auf eine Temperatur erwärmt wird, die größer ist als die Schmelztemperatur der Schutzschicht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

- vor dem Reinigen des Gases (G) die Wand (32) mit der Schutzschicht (30) versehen wird, indem ein das Schutz schichtmaterial enthaltendes Hilfsgas mit der entsprechend temperierten Wand in Kontakt gebracht wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Gas (G) zum Reinigen durch ein Rohr (15) geleitet wird, dessen Innenwand (32) die mindestens eine Wand bil det.