DE202004005802U1

DE202004005802U1 - Dry ice producer for cleaning surfaces has spray nozzle surrounded by housing and after emerging from nozzle outlet part of carbon dioxide is sucked off and transferred to heat exchanger

Info

Publication number: DE202004005802U1
Application number: DE200420005802
Authority: DE
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: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2014-04-09

Abstract

The dry ice producer comprises a heat exchanger (10) for cooling the carbon dioxide which is supplied in a first pipe (2). A spray nozzle (3) is surrounded by a housing (6) from which the jet (5) of dry ice particles can exit through an opening (7). After emerging from the nozzle outlet opening part of the carbon dioxide gas of the jet is sucked off and transferred through a second pipe (9) into the heat exchanger. The nozzle outlet opening is set back from the housing opening so that the carbon dioxide accumulating inside the housing is drawn off.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung eines Trockeneispartikel und CO₂-Gas enthaltenden Trockeneispartikel-Strahls zur Reinigung von Oberflächen. 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 generating a dry ice particle and CO ₂ gas-containing dry ice particle jet for cleaning surfaces. It is based on an arrangement which has a source of liquid CO ₂ , a jet nozzle with a nozzle outlet opening for the dry ice particle jet and a first line for transferring 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 solid carbon dioxide. Under normal pressure, dry ice sublimates directly to gaseous CO ₂ at around -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 one another is called the triple point. The triple point is characterized by a pressure of approximately 5 bar (= 5 · 10 ⁵ Pa) and a temperature of approximately -57 ° C. Liquid CO ₂ is stored in pressure vessels under a pressure in the range from 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. Supercritical CO _{2 is present} as a fluid phase above 31 ° C and 74 bar (= 74 · 10 ⁵ Pa).

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 werden. 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, contaminants, such as grease films and firmly adhering dust particles, can be removed from surfaces. In the same way, however, surface layers, such as rust, paints or metal layers, can also be removed and removed by means of dry ice blasting processes. Typical areas of application for cleaning with dry ice are in particular the removal of graffiti on building facades, the cleaning of molds of plastic and rubber products, the cleaning of printing machines, 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 cleaning agent residues remain on the surfaces, since the dry ice sublimes completely. When the CO _{2 is} sublimated, the contaminants are carried away explosively by the cleaned surfaces. This procedure is particularly advantageous when cleaning surfaces which are provided with electrical or electronic assemblies, for example printed circuit boards, or when cleaning rooms containing electrical or electronic assemblies, such as control 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 effect is based on different mechanisms that complement each other positively. So shrink and become brittle the one on a surface buildup due to the treatment of the surface the dry ice particles, since the build-up increases strongly with the surface cooling down. This shrinkage leads to mechanical tensions between the surface and the buildup. there leaves the Adhesion strength of the attachments to the surface. That also leads Impact of the dry ice particles on the surface to be cleaned into one further reduce the adhesive strength, so that the buildup from the surface supersede and be removed from it. The removal of the attachments and their Removal from the surface finally sublimate 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.When using dry ice particles in principle between cleaning with dry ice pellets and cleaning with Distinguished dry ice snow. The differences between the two On the one hand, methods exist with regard to the blasting device to generate a jet of dry ice particles and on the other hand in terms of 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.Blasting devices based on 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. To do this, the liquefied carbon dioxide in general transferred into dry ice snow by relaxing and then compacted. For the following The compressed dry ice is then used, for example, in the form of blocks or plates provided in portions. The compressed dry ice can either be made in part of the cleaning device or the device from a storage container 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 grain size distribution crushed. The pellets are then sucked in, accelerated and by means of a nozzle to 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 around one Many times larger than the crystalline dry ice particles contained in the dry ice snow. This results in the cleaning effect of the dry ice pellets of a bigger impulse when hitting the surface mostly larger than that of the dry ice particles. The use of pellets is suitable especially for the abrasive cleaning of large areas, for example in the Paint removal from railway wagons or during cleaning of house facades. Disadvantages of this method include: the high purchase price of the systems required for cleaning as well as the high cost involved in the large loss Dry ice during the production and storage of dry ice sheets and during the Shredding of the plates before the actual cleaning by evaporation arises.

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.Alternatively, cleaning with Tro practiced ice cube snow, which is used immediately after generation, thereby reducing the above-mentioned 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 a carbon dioxide stream is used for cleaning, which essentially consists of solid and gaseous carbon dioxide. In the apparatus, the pressure of the liquid carbon dioxide is reduced to atmospheric pressure in a nozzle via several chambers connected in series. This initially creates 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.The impulse of the smaller dry ice crystals can through suitable design measures elevated become. For this purpose, the dry ice particles formed are, for example by a gas jet, which is additionally fed into the device, accelerated. This gas jet can also serve as a support jet 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. This describes a blasting 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 supporting or pressure jet. The second nozzle surrounds the first nozzle. A supersonic jet is generated with the second nozzle. The process can be used to clean various parts from semiconductor technology, but also to remove thin layers of lacquer. 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-Reinigungssystemen darin, dass sie, bezogen auf die Menge des benötigten verflüssigten Kohlendioxids zur Bereitstellung des Trockeneisstrahls, nur einen gerin gen 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 it of cleaning devices based on dry ice blasting lie above it out in a relatively large apparatus expenditure. Another disadvantage of these dry ice cleaning systems in that they were liquefied based on the amount of liquor 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 one Reduction in efficiency because the gas of the support jet warmed 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 describes a device for cleaning objects with a high pressure liquid jet. Thereafter, liquid nitrogen, cooled to −180 ° C. and under a slight positive pressure, is removed from a storage container as a liquid gas source and transferred to a subcooler which is in the form of a heat exchanger. The liquid nitrogen is cooled there with liquid nitrogen and expanded to –196 ° C. Then it is directed to a high-pressure pump and from there into a jet 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 particularly favorable, as a result of which the formation of gas by evaporating liquid gas in the nozzle channel is to be effectively avoided. A double jacket on the nozzle head, through which a liquid cooling medium, such as cryogenic liquefied nitrogen, is passed, has proven itself as a cooling device.

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.This process also suffers from that the losses of evaporating abrasive are considerable because this evaporates unused. These losses do not occur now in the nozzle channel itself, because of this through the double jacket, through the liquid nitrogen flows at a temperature of –196 ° C, is protected. By cooling with the liquid However, nitrogen evaporates, so that at least there considerable Coolant losses are 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 An- ordnung 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 bei der Reinigung erhöht werden können.The basis of the present invention The problem is therefore that the loss of abrasive with the known cleaning devices in which dry ice is used is significant, so the cost of the process is too high. Therefore, with the present invention there is an arrangement for cleaning of surfaces using dry ice particles to find the disadvantages of State of the art can be avoided. The arrangement should in particular with little expenditure on equipment and their use for cleaning purposes with economical consumption of liquid carbon dioxide be feasible. In particular, a high degree of efficiency should be achieved and a quick icing of the nozzles be prevented. This should also contribute to the possible duration of treatment cleaning increased can be.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Anordnung zur Erzeugung eines Trockeneispartikel-Strahls nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The task is solved by the arrangement for generating a dry ice particle beam after Claim 1. Preferred embodiments of the Invention are in the subclaims specified.

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 flüssigen 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 is used to generate a dry ice particle jet, which essentially consists of dry ice particles and CO ₂ gas. Surfaces can advantageously be cleaned with the arrangement. The arrangement comprises a source of liquid CO ₂ , a jet nozzle with egg ner nozzle outlet opening for a dry ice particle jet, which is formed by expansion of the pressurized liquid CO ₂ under cooling, further a first line for transferring CO ₂ from the source to the jet nozzle and further a heat exchanger, which is used to cool the transferred in the first line CO ₂ serves.

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. Dieses 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.In the manner according to the invention, the arrangement also has a housing surrounding the jet nozzle. The dry ice particle jet can emerge from this housing through a first housing opening, the jet opening. In a manner according to the invention, part of the CO ₂ gas of the dry ice particle jet arrives in the interior of the housing after it has emerged from the nozzle outlet opening. At least some of the CO ₂ vaporizes because of the adiabatic expansion in the jet nozzle, so that a dry ice snow / CO ₂ gas mixture forms which emerges from the outlet opening of the jet nozzle. This CO ₂ gas accumulates during operation of the arrangement in the interior of the housing, since part of this gas is retained in the housing by swirling in the immediate vicinity of the nozzle outlet opening.

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.As a result, the housing space is completely filled with CO ₂ gas. From there, the jet is sucked out through a second housing opening and, after emerging from the housing, transferred to the heat exchanger via a second line. Suitable means can additionally be used to generate a flow out of the interior of the housing through the second opening, which is different from the jet opening, so that new CO ₂ gas is always collected in the interior of the housing.

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 to about -78 ° C by the adiabatic expansion to atmospheric pressure and is therefore excellently suited 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 is not significant due to the discharge of gas into the second line, even if it is disregarded that the impulse of the gas is also subordinate It could be suitable 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.Pre-cooling the liquid CO ₂ with the CO ₂ gas, which has already cooled to around -78 ° C, prevents excessive evaporation of CO ₂ during expansion in the jet nozzle, because the liquid CO ₂ enters the jet nozzle at a very low temperature on. 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 arrangement according to the invention serves in particular to remove buildup on contaminated surfaces, for example for cleaning electrical components and circuit boards, such as Semiconductor components and printed circuit boards, as well as rooms, in which are such assemblies and components, also for cleaning of motors, railway wagons and escalators as well as printing machines and also for removing graffiti on 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 into the interior of the housing, the nozzle outlet opening of the jet nozzle opposite the housing opening, from which the dry ice particle jet can exit (jet opening), is arranged so that it is only that which accumulates inside the housing CO ₂ gas is extracted and air outside the housing cannot be sucked into the interior of the housing. Such a backward flow is not favored anyway by the flow of the dry ice particle jet leading out of the housing interior. A suction of air is avoided in particular when the nozzle outlet opening of the jet nozzle is still inside the interior of the housing and the opening does not reach 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.The first line leading from the source of liquid CO ₂ to the jet nozzle, in which the liquid CO _{2 is} led under pressure, does not necessarily have to be passed through the heat exchanger for cooling. A very effective cooling of the liquid CO _{2 is} achieved by passing the first line through the heat exchanger and in turn flushing the CO ₂ gas sucked out of the housing in the heat exchanger. Alternatively, the heat exchanger could only be brought into close thermal contact with the first line in order to cool the liquid CO ₂ in the first line. For this purpose, the first power could be designed, 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 if the first line in the heat exchanger is helical, meandering or in a parallel tube bundle which is flushed by the CO ₂ gas. Of course, other types of embodiment are also conceivable, for example that the liquid CO ₂ completely fills the interior of the heat exchanger and the CO ₂ gas is guided in a spiral, meandering shape or in a parallel tube bundle in the heat exchanger. Helical or meandering tubes or parallel tube bundles can also be provided with heat-conducting fins in order to achieve the highest 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 dissipating heat from the liquid CO _{2 can} also be formed in that the first line is surrounded by a jacket. The envelope surrounding the first line is in this case by the CO ₂ gas extracted from the housing flows in countercurrent, so that this jacket space forms the second line. Of course, further case variations are also conceivable in this case, for example that the two concentric tubes; which contain the liquid CO ₂ under pressure or the cooled gaseous CO ₂ are not straight, but are also helical or meandering or in another form in which a large length of pipe can be arranged in a small space.

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 emerging from the jet nozzle and into the interior of the housing surrounding the jet nozzle into the heat exchanger, means for extracting the CO ₂ gas from the interior of the housing can preferably be provided. Such means can be formed, for example, by a fan. This fan can in particular be arranged at the second opening in the housing or in a discharge line downstream of this opening, which may have been introduced into the rear housing wall. By setting a suitable fan power of the fan, a flow is generated out of the interior of the housing, while CO ₂ gas is repeatedly supplied from the dry ice particle jet into the housing. The fan power should not be too high to prevent air from being sucked into the interior of the housing through the jet opening for the dry ice particle jet. The maximum suction power that can be set also depends on the size of the jet opening for the dry ice particle jet and can be larger the smaller it is, since in this case the risk of air flowing back into the interior of the housing 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 designed in the usual way, for example with antechambers for pre-expanding 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 Reinigungsstrahlumgibt 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 can according to EP 0 288 263 B1 be constructed and have a first prechamber to expand part of the liquid carbon dioxide into a first mixture which contains gaseous CO ₂ and fine droplets of liquid CO ₂ . Furthermore, this nozzle can also have a second prechamber which is connected to the first prechamber via a very narrow connecting 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 which contains gaseous CO ₂ and larger liquid droplets. The mixture is then passed into an expansion channel which is in the form of another very narrow channel. In this channel, the second mixture is converted into a third mixture, which contains solid carbon dioxide particles and gaseous CO ₂ . This mixture then emerges from the nozzle against atmospheric pressure, the nozzle outlet opening being an outlet cone which widens concentrically at a small angle. In this embodiment, an annular channel carrying a nitrogen gas flow and a corresponding outlet opening can additionally be provided. This prevents, for example, condensation of water on the cooled surface by surrounding the actual cleaning jet and thereby preventing water from entering the core area of the jet, even where the jet hits the surface to be cleaned.

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 Über schall-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 arrangement according to the invention can also be used in DE 199 26 119 A1 be described blasting tool. Accordingly, the jet nozzle would be equipped with a first and a second nozzle, the second nozzle surrounding the first and the second nozzle being a nozzle for generating a supersonic jet. For this purpose, the second nozzle can in particular be a Laval nozzle. The second nozzle is used in particular for bundling, in particular for parallel bundling, and / or for accelerating the dry ice particle jet. The first nozzle can preferably have a capillary as a feed line. The nozzle outlet opening can in particular be designed as a conical widening of the capillary. The second nozzle preferably concentrically surrounds the first 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 Düsenaustrittsöftnung 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 arrangement according to the invention not just the jet nozzle have to generate the dry ice particle beam, but additionally also a nozzle for a supporting or accelerating gas (support gas nozzle). In this. Trap surrounds the nozzle outlet of the Support gas nozzle the nozzle outlet opening for the dry ice particle jet. It has proven to be advantageous that the nozzle outlet opening for the supporting gas Nozzle outlet opening for the dry ice particle jet annular surrounds so that an annular gap for the exit of the support gas is formed. This will cause the dry ice particle jet to flow into the Support gas jet "embedded". To achieve this, the support gas nozzle is preferred formed so that it bundles the dry ice particle beam and / or 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.Very particularly advantageous has been found to use as a supporting gas originating from the source of liquid CO ₂ CO _2. For this purpose, a supply of CO ₂ gas to the support gas nozzle is provided. In the source for the liquid CO ₂ , in particular a CO ₂ gas cushion can be provided, which can be tapped into the support gas nozzle via this feed. If the liquid CO _{2 is} under pressure in the source, this gaseous CO _{2 can be used} in a suitable manner as a supporting or accelerating gas to clean the intensification of the dry ice particle jet. A pressure vessel is therefore preferred as the source of the liquid CO ₂ .

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 very particularly preferred embodiment In the present invention, the aforementioned pressure vessel is portable. This enables a mobile cleaning arrangement. In particular, the pressure vessel in this case be attached to a portable support frame, so that an operator can carry the pressure vessel on the support frame can. In this way, cleaning is done without long supply lines also possible in remote places those with heavy equipment not easy or at all are not reachable. For this purpose, the support frame can in particular have holding elements, whereby the support frame is attached to 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 van 14 – 20 bar (= 14 – 20 · 10⁵ Pa).The pressure container can in particular be a thermal container, ie the container is insulated against heat transfer inside. As a result, the liquid CO ₂ can be kept chilled over a longer period of time, for example at a temperature of -20 to -30 ° C. There is pressure in the pressure vessel under these conditions. 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.As the liquid CO ₂ is cooled during removal of gaseous CO ₂ from the thermal reservoir, as this liquid _CO2 evaporates adiabatically, the content of the thermal reservoir during the removal of the gaseous CO ₂ gradually cools down. 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 can thereby be 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 set.

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 Glykol ether 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.To further improve the Can achieve 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 jet. This will achieved an even more effective cleaning effect. As pretreatment chemicals can especially organic solvents containing cleaning agents are used, for example cleaning agents, which contain glycol ethers and / or alcohols. As an alternative to this further Variant can suitable chemicals using a spray gun parallel to Dry ice particle jet sprayed onto a surface to be cleaned become. To do this as possible To achieve easy handling, the jet nozzle will optionally combined with the support gas nozzle, still combined with a detergent nozzle. For this is the Reinigungsmitteldüse with the jet nozzle rigidly connected. Both nozzles are preferably integrated in a single gun unit. The spray from the detergent nozzle is directed onto the surface to be cleaned so that the cleaning agent jet does not hit the surface in the same place as the dry ice particle jet. With suitable guidance of the nozzles an operator or a cleaning robot hurries the cleaning agent jet ahead of the dry ice particle jet so that the detergent is already within a short time on the surface and on it Adhesions can act before this from the dry ice particle jet 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 the invention becomes that when the dry ice particle jet strikes on the surface to be cleaned the resulting dry ice / dust mixture is suctioned off. For this, a suction nozzle close to the point of impact of the dry ice particle beam on the surface be about which the mixture is sucked off. For example, the nozzle can be in shape one ring-shaped formed around the point of impact slotted nozzle (panorama nozzle) be the one with the jet nozzle is driven to capture the dust mixture as completely as possible to be able to. A suitable frame can be used for this, with which the jet and the suction nozzle are rigidly connected. The suction nozzle is on the one to be cleaned surface drove along.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient nachfolgende Figur:The following serves to explain the invention in more detail Figure:

1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung in schematischer Darstellung. 1 shows an arrangement according to the invention 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 in a pressure vessel 1 stored under pressure and refrigerated, for example at a temperature of about -20 ° C. A first line 2 connects the pressure vessel 1 with the jet nozzle 3 , The administration 2 can have a shut-off valve 4 be cordoned off. The nozzle 3 is, for example, corresponding to that in EP 0 288 263 B1 described nozzle formed. In the nozzle 3 the liquid CO ₂ coming under pressure is expanded, whereby it is converted into 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 jet 5 out at great speed. As a result of the expansion, the mixture takes on a temperature of approximately -78 ° C., the sublimation temperature of CO ₂ under normal 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 one case 6 housed, in particular the jet nozzle 3 can surround a jacket. Its outlet opening (jet opening) 7 is so big that the particle beam 5 can step through. The outlet opening of the jet nozzle 3 is opposite the jet opening 7 of housing 6 so reset that in the housing 6 can accumulate gaseous CO ₂ . A fan is used to discharge this CO ₂ from the interior of the housing 8th that is on 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 Leitung wird über die Leitung 11 aus dem Wärmeaustauscher herausgeführt und an die Atmosphäre abgegeben.That from the interior of the case 6 Aspirated gaseous CO ₂ has reached a temperature of approximately -78 ° C due to the expansion of the liquid CO ₂ . This cooled gas is generated using the fan 8th over the second line 9 the heat exchanger 10 fed. In the heat exchanger 10 becomes the first line 2 spiral led. That through the second line 9 Cooled CO ₂ gas supplied flows around the coils of the first line 2 in the heat exchanger 10 , so that the liquid CO _{2 contained} therein is cooled. The CO ₂ gas heated by the heat exchange in the second line is via the line 11 led out of the heat exchanger and released into 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 liquid CO ₂ cooled in the heat exchanger tends to expand in the nozzle 3 not as much for evaporation as liquid CO ₂ not cooled before. As a result, a much larger proportion of the liquid CO _{2 is converted} into dry ice particles than without cooling. Through 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 generated, 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 due to the evaporation of liquid CO ₂ , the first and second lines 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, the arrangement according to the invention can be used in a mobile manner, for example in places which are difficult to access, such as on construction sites. This also prevents long supply lines from an immobile pressure vessel to the jet nozzle from causing 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 nozzle with the housing and the fan in this case are preferably compact Unit constructed so that the operator only one Handle the blasting tool with these three assembled components got to. The heat exchanger is directly on the pressure vessel attached so as not to make handling more difficult. Indeed In this case, the second line must preferably be on the back of the Operator attached pressure vessel are guided. For this, the first line and the second line run parallel and bundled.

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 CO₂ enthalten ist, geführt. Um einen thermischen Ver lust zu vermeiden, wird die das Stützgas führende Leitung zusammen mit der zweiten Leitung isoliert geführt.If a support jet is also used which is driven from the CO ₂ gas contained in the pressure vessel, a further line is led away from the head of the pressure vessel in order to branch off the CO ₂ gas from there. The line leading to the support gas nozzle is preferably routed in parallel with the second line, in which the liquid CO _{2 is} contained. In order to avoid thermal loss, the line carrying the supporting gas is guided in isolation together 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 generating a dry ice particle jet and CO ₂ gas containing dry ice particle jet ( 5 ) for cleaning surfaces, including a source ( 1 ) for liquid CO ₂ , a jet nozzle ( 3 ) with a nozzle outlet opening for the dry ice particle jet ( 5 ) as well as 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 to cool the in the first line ( 2 ) transferred CO ₂ , as well as a the jet nozzle ( 3 ) surrounding housing ( 6 ) from which the dry ice particle jet ( 5 ) through a housing opening ( 7 ) can escape and from which part of the CO ₂ gas of the dry ice particle jet ( 5 ) suctioned off after exiting 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 opposite the housing opening ( 7 ) is arranged in such a way that only the inside of the housing ( 6 ) collecting CO ₂ gas is suctioned off.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the first line ( 2 ) for transferring CO ₂ to the jet nozzle ( 3 ) through the heat exchanger ( 10 ) is passed through, the first line ( 2 ) in the heat exchanger ( 10 ) from which from the housing ( 6 ) extracted CO ₂ gas can be flushed.

Arrangement according to claim 3, characterized in that the first line ( 2 ) in the heat exchanger ( 10 ) is helical, meandering or in a parallel tube bundle which is guided by the CO ₂ gas can be flushed.

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, the first line ( 2 ) surrounding envelope from which out of the housing ( 6 ) suctioned CO ₂ gas can be flowed through in countercurrent.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that means for extracting the CO ₂ gas from the interior of the housing ( 6 ) are provided.

Arrangement according to claim 6, characterized in that the means is a fan ( 8th ) is.

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

Arrangement according to claim 8, characterized in that the nozzle outlet opening for the support gas, the nozzle outlet opening for the dry ice particle jet ( 5 ) surrounds in a ring, so that an annular gap is formed for the exit of the support gas.

Arrangement according to one of claims 8 and 9, characterized in that the support gas nozzle is designed so that it the dry ice particle jet ( 5 ) bundles and / or accelerates.

Arrangement according to one of claims 8-10, characterized in that a supply of CO ₂ gas from the source ( 1 ) is provided for liquid CO ₂ to the support gas nozzle.

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

Arrangement according to claim 12, characterized in that the pressure vessel ( 1 ) is portable.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure container ( 1 ) is attached to a portable support frame.

Arrangement according to one of claims 12 - 14, 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 can be evaporated.

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