JP2011167822A - Injection nozzle for dry ice snow washing device - Google Patents

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Yoshiyuki Wada
嘉之 和田
Yoshifumi Wada
好史 和田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide improved generating efficiency and washing efficiency of dry ice snow used for a dry ice snow washing device. <P>SOLUTION: A mixture chamber 22 for mixing the dry ice snow W and compressed air Y is provided in the inside, and a nozzle body 21 is formed by respectively communicating an ice supply passage 23, an air supply passage 24, and an injection passage 25 with the mixture chamber. On the ice supply passage 23 side of the nozzle body 21, a generating tube 28 in which the dry ice snow W is generated by injecting liquefied carbon dioxide X, and an orifice tube 30 having an injection hole 31 through which the liquefied carbon dioxide X is injected into the generating tube and a plurality of gas holes 32 provided on the injection hole periphery having the same axial center are continuously provided. An acceleration tube 35 that synchronously injects the dry ice snow W and the compressed air Y that are mixed in the mixture chamber 22 of the nozzle body 21 from a discharge port 38 is attached to the injection passage 25 side of the nozzle body 21. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ドライアイススノーと圧縮空気を使用して洗浄する洗浄装置において、ドライアイススノーを効率的に生成して噴射させる噴射ノズルの改良に関する。   The present invention relates to an improvement in an injection nozzle that efficiently generates and injects dry ice snow in a cleaning apparatus that uses dry ice snow and compressed air.

従来、ドライアイスを使用した洗浄装置は、予め固体化させたドライアイスを粉砕してペレット化したものを噴射する洗浄装置と、液化二酸化炭素を粉末状に形成したドライアイススノーを使用して洗浄する装置とが知られている。ドライアイスは、被洗浄物に衝突すると同時に昇華してなくなる特性を有するため被洗浄物を傷つけにくいこと、また、ドライアイスは毒性がなく不燃性であること、さらには、ドライアイスは被洗浄物に摩耗などによるダメージを与え難いことなどから、電子部品、OA機器の洗浄、成膜装置の蒸着物の除去などに広く使用されている。   Conventionally, a cleaning device using dry ice is cleaned using a cleaning device that pulverizes and pelletizes dry ice that has been solidified in advance, and dry ice snow in which liquefied carbon dioxide is formed into powder. Devices are known. Dry ice has the property of not sublimating at the same time as it collides with the object to be cleaned, so it is difficult to damage the object to be cleaned, and dry ice is non-toxic and non-flammable. Since it is difficult to cause damage due to wear or the like, it is widely used for cleaning electronic parts and OA equipment, removing deposits from a film forming apparatus, and the like.

特開2009−248236号公報JP 2009-248236 A 特開2001−259555号公報JP 2001-259555 A

前記ドライアイスを粉砕してペレット化しながら洗浄するドライアイス洗浄装置は、固形化したドライアイスを使用するため、長時間の洗浄を行うことができず、また、ドライアイスを供給するための人員を必要とするため、作業効率が悪いという問題点があった。   The dry ice cleaning apparatus for pulverizing and cleaning the dry ice uses solidified dry ice, so it cannot be washed for a long time, and has a personnel for supplying dry ice. Since it is necessary, there is a problem that work efficiency is poor.

後者のドライアイススノーを使用した洗浄装置は、ドライアイススノーは粒子が非常に細かいことから熱に触れると昇華しやすいため、生成効率が悪く大変不経済ある。そこで、液化二酸化炭素と噴射材料である圧縮空気をそれぞれ別回路で備え、両者を噴射ノズル付近で混合させガス化させて噴射させることにより生成効率の向上を図っている。   The latter type of cleaning apparatus using dry ice snow is very uneconomical because of its low generation efficiency because dry ice snow has very fine particles and is likely to sublime when exposed to heat. Therefore, liquefied carbon dioxide and compressed air, which is an injection material, are provided in separate circuits, and both are mixed in the vicinity of the injection nozzle, gasified, and injected to improve production efficiency.

しかし、前記ドライアイススノー洗浄装置は、送液された液化二酸化炭素を絞り部で断熱膨張させて生成させたドライアイススノーを噴射ノズルまで圧送するのに距離があるため、途中でドライアイススノーが気化してしまうため洗浄効率が悪く、多くの液化二酸化炭素を使用しなければならず、コストが高くなって不経済的あるなど多くの問題点を有している。   However, the dry ice snow cleaning device has a distance to pump the dry ice snow generated by adiabatic expansion of the fed liquefied carbon dioxide to the injection nozzle. Since it evaporates, the cleaning efficiency is poor, a lot of liquefied carbon dioxide must be used, and there are many problems such as high cost and uneconomical.

本発明は、小粒で硬いドライアイススノーを噴射ノズル内で生成してドライアイスの生成効率を向上させることにより、液化二酸化炭素の使用量を少なくして経済効果を向上させると共に、小粒で硬いドライアイススノーを被洗浄物に噴射することにより洗浄効果を上げるとることを目的とする。   The present invention produces small and hard dry ice snow in an injection nozzle to improve the production efficiency of dry ice, thereby reducing the amount of liquefied carbon dioxide used and improving the economic effect. The purpose is to increase the cleaning effect by spraying ice snow onto the object to be cleaned.

本発明は上記課題を解決するため、内部にドライアイススノーWと圧縮エアYとを混合する混合室22を設け、該混合室に供給路23とエア供給路24と噴射路25をそれぞれ連通して形成したノズル本体21の供給路23に、管内に液化二酸化炭素Xを噴射してドライアイススノーWを生成する生成管28を取付け、該生成管の上流に、中央軸心方向に液化二酸化炭素Xを噴射させる噴射孔31を設け、該噴射孔の周縁で同一円周上に複数のガス孔32を設けたオリフィス管30を連結し、前記ノズル本体21の噴射路25側に、前記ドライアイススノーWと圧縮エアYを同時に噴射させる射出口38を先端に設けた加速管35を連結してなり、前記ノズル本体21のエア供給路24に、コンプレッサ15に一端を連結したエアホース16を連結し、前記オリフィス管30の上流側に液化二酸化炭素Xを収容した容器12に一端を連結したガスホース13の他端を連結してなることを特徴とする。また、前記生成管28の内径Dが、1.0〜30.0mmで、該生成管の長さLが15〜500mmであること特徴とする。さらには、前記オリフィス管30は、中央軸心方向に液化二酸化炭素Xを前記生成管28内に噴射させる噴射孔31を設け、該噴射孔の周縁で同一円周上に複数のガス孔を1重または二重の輪状に配列して形成したことを特徴とする。さらにはまた、前記オリフィス管30の中央に設けた噴射孔31の内径dが、0.1〜1.5mmであり、該噴射孔の周縁に複数設けたガス孔32の内径が、それぞれ0.1〜0.3mmに形成してなることを特徴とする。    In order to solve the above problems, the present invention is provided with a mixing chamber 22 for mixing dry ice snow W and compressed air Y therein, and a supply path 23, an air supply path 24, and an injection path 25 are communicated with the mixing chamber. A production pipe 28 for injecting liquefied carbon dioxide X into the pipe to generate dry ice snow W is attached to the supply passage 23 of the nozzle body 21 formed in this way, and the liquefied carbon dioxide in the central axis direction is upstream of the production pipe. An injection hole 31 for injecting X is provided, an orifice pipe 30 provided with a plurality of gas holes 32 on the same circumference at the periphery of the injection hole is connected, and the dry ice is provided on the injection path 25 side of the nozzle body 21. An air hose 16 in which an acceleration pipe 35 provided with an injection port 38 for simultaneously injecting snow W and compressed air Y is connected, and one end of the nozzle body 21 is connected to the compressor 15 is connected to the air supply path 24 of the nozzle body 21. Ligated, characterized by comprising connecting the other end of the hose 13 on the upstream side was connected at one end to the liquefied carbon dioxide container 12 X was housed in the orifice tube 30. Further, the inner diameter D of the generation tube 28 is 1.0 to 30.0 mm, and the length L of the generation tube is 15 to 500 mm. Further, the orifice pipe 30 is provided with an injection hole 31 for injecting the liquefied carbon dioxide X into the generation pipe 28 in the direction of the central axis, and a plurality of gas holes are formed on the same circumference at the periphery of the injection hole. It is characterized by being arranged in a heavy or double ring shape. Furthermore, the inner diameter d of the injection hole 31 provided at the center of the orifice pipe 30 is 0.1 to 1.5 mm, and the inner diameters of the plurality of gas holes 32 provided at the periphery of the injection hole are each about 0.1 mm. It is formed to be 1 to 0.3 mm.

以上のごとく、本発明にかかる噴射ノズル20は、液化二酸化炭素Xをオリフィス管30のガス孔32から生成管28内に噴射して拡散抑制筒膜部Sを形成し、該拡散抑制筒膜部内に同じくオリフィス管30の噴射孔31から液化ガスXを噴射することにより小粒で硬いドライアイススノーを効率よく生成させることができるので液化二酸化炭素の使用量を軽減でき大変経済的である。また、ドライアイススノーWをノズル本体21の混合室21で圧縮エアYと混合させて加速管35で加速させて射出口38から被洗浄物に噴射することにより、被洗浄物の表面にサーマルショックによるマイクロクラックを発生させ、該クラック内にドライアイススノーが侵入したときの膨張エネルギーで効率よく洗浄することができるので洗浄コストを抑えることができて経済的である。   As described above, the spray nozzle 20 according to the present invention sprays the liquefied carbon dioxide X from the gas hole 32 of the orifice pipe 30 into the production pipe 28 to form the diffusion suppression cylindrical film portion S, and the inside of the diffusion suppression cylindrical film portion. Similarly, by injecting the liquefied gas X from the injection hole 31 of the orifice pipe 30, it is possible to efficiently generate small and hard dry ice snow, so that the amount of liquefied carbon dioxide used can be reduced, which is very economical. Further, the dry ice snow W is mixed with the compressed air Y in the mixing chamber 21 of the nozzle body 21 and accelerated by the accelerating pipe 35 and sprayed from the injection port 38 onto the object to be cleaned, thereby causing a thermal shock on the surface of the object to be cleaned. Therefore, it is possible to efficiently clean with the expansion energy when dry ice snow enters into the crack, so that the cleaning cost can be suppressed and it is economical.

本発明のドライアイススノー洗浄装置の一実施例を示す概略図である。It is the schematic which shows one Example of the dry ice snow washing | cleaning apparatus of this invention. 噴射ノズルの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of an injection nozzle. ドライアイススノーを生成するオリフィス管と生成管の要部拡大断面図である。It is the principal part expanded sectional view of the orifice pipe | tube which produces | generates dry ice snow, and a production | generation pipe | tube. 図3のA―A線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3. オリフィス管と生成管の断面積D/dと生成管の長さLとの関係を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the relationship between the cross-sectional area D / d of an orifice pipe and a production | generation pipe | tube, and the length L of a production | generation pipe | tube. 従来の噴射ノズルを構成するオリフィス管と生成管の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the orifice pipe | tube and production | generation pipe | tube which comprise the conventional injection nozzle. 図6のB―B線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line BB in FIG. 6.

本発明の一実施形態を図面により説明すると、図1はドライアイススノー洗浄装置の一実施例を示す概略図、図2は噴射ノズルの要部拡大断面図、図3はドライアイススノーを生成するオリフィス管と生成管の要部拡大断面図、図4は図3のA―A線断面図である。洗浄装置10は、ノズル本体21に設けた混合室22内に、液化二酸化炭素を収容した容器12から送液された液化二酸化炭素X(以下液化ガスという)をノズル本体21の後部側に設けた生成管28内に噴射させてドライアイススノーWを生成し、該ドライアイススノーとコンプレッサ15から送気された圧縮エアYとをノズル本体21内で混合させ、該ノズル本体の前部側に設けた加速管35の先端に設けた射出口38から噴射させて被洗浄物の表面に付着した皮膜などの汚れの洗浄を行うものである。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of a dry ice snow cleaning apparatus, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of an injection nozzle, and FIG. 3 generates dry ice snow. FIG. 4 is an AA line cross-sectional view of FIG. The cleaning device 10 is provided with a liquefied carbon dioxide X (hereinafter referred to as liquefied gas) fed from a container 12 containing liquefied carbon dioxide in the mixing chamber 22 provided in the nozzle body 21 on the rear side of the nozzle body 21. The dry ice snow W is generated by being injected into the generating pipe 28, and the dry ice snow and the compressed air Y sent from the compressor 15 are mixed in the nozzle body 21 and provided on the front side of the nozzle body. In addition, cleaning is performed for dirt such as a film sprayed from the injection port 38 provided at the tip of the acceleration tube 35 and adhered to the surface of the object to be cleaned.

前記容器12内は、2.0MPaに加圧された液化二酸化炭素Xが貯留されており、該液化ガスはガスホース13を介して噴射ノズル20に送液され、前記ガスホース13の中間部分に開閉バルブ14を取付けてある。一方、圧縮エアYは、コンプレッサ15により0.6〜0.8MPa程度に加圧され、一端をコンプレッサ15に連結したエアホース16の他端を前記噴射ノズル20に連結し、該エアホースの中間部分に開閉バルブ17を取付けてある。   The container 12 stores liquefied carbon dioxide X pressurized to 2.0 MPa. The liquefied gas is fed to the injection nozzle 20 through the gas hose 13, and an open / close valve is provided in the middle of the gas hose 13. 14 is attached. On the other hand, the compressed air Y is pressurized to about 0.6 to 0.8 MPa by the compressor 15, and the other end of the air hose 16 having one end connected to the compressor 15 is connected to the injection nozzle 20. An open / close valve 17 is attached.

図2、3に示すように、前記噴射ノズル20の中間部分に位置したノズル本体21の内部中央には、ドライアイススノーWと圧縮エアYとが混合する混合室22を設けてあり、該混合室に連通する後部側の供給路23と、前部側の噴射路25とを直線状に形成し、両者の間に位置してエア供給路24を垂直方向に連通してT字形に形成してある。前記混合室22に連通させたエア供給路24は、噴射ノズル20の先端部側の噴射方向に対して90度より鋭角に形成しても良い。   As shown in FIGS. 2 and 3, a mixing chamber 22 in which dry ice snow W and compressed air Y are mixed is provided in the center of the nozzle body 21 located at an intermediate portion of the injection nozzle 20. A rear-side supply path 23 communicating with the chamber and a front-side injection path 25 are formed in a straight line, and the air supply path 24 is positioned between the two to form a T-shape. It is. The air supply path 24 communicated with the mixing chamber 22 may be formed at an acute angle of more than 90 degrees with respect to the injection direction on the tip end side of the injection nozzle 20.

前記ノズル本体21は、混合室22の一方である後部側に設けた供給路23側に、液化ガスXを断熱膨張させてドライアイススノーWを生成する生成管28と、液化ガスXを前記生成管28内に噴射させるオリフィス管30を連結してあり、また、前記混合室22の前側に位置する噴射路25側に、ドライアイススノーWと圧縮エアYとを同時に噴射させて表面洗浄を行うための加速管35を取付けて形成してある。   The nozzle body 21 has a generation pipe 28 that adiabatically expands the liquefied gas X to generate dry ice snow W on the supply path 23 provided on the rear side that is one side of the mixing chamber 22, and generates the liquefied gas X. An orifice tube 30 to be injected into the tube 28 is connected, and the surface is cleaned by simultaneously spraying dry ice snow W and compressed air Y to the injection path 25 side located on the front side of the mixing chamber 22. For this purpose, an acceleration tube 35 is attached.

前記生成管28は、図2、3に示すごとく、前記ノズル本体21の後部側に位置するアイス供給路23側に螺合または固着して連結し、内径を円形に形成してある。この生成管28の内径D及び長さLは、該生成管の上流側に連結したオリフィス管30に設けた噴射孔31の内径dと相対関係に形成してある。   As shown in FIGS. 2 and 3, the generating pipe 28 is screwed or fixedly connected to the ice supply path 23 located on the rear side of the nozzle body 21 and has a circular inner diameter. The inner diameter D and the length L of the generation pipe 28 are formed in a relative relationship with the inner diameter d of the injection hole 31 provided in the orifice pipe 30 connected to the upstream side of the generation pipe.

前記オリフィス管30は、図3、4に示すごとく、前記生成管28の後部側に連結すると共に、上流側に液化ガスXを貯留した容器12に後端を連結したガスホース13の先端を連結してある。このオリフィス管30の中央軸心方向に液化ガスXを前記生成管28内に噴射させる噴射孔31と、該噴射孔の周縁であって同一円周上に複数、好ましくは8個のガス孔32をそれぞれ等間隔で輪状に配列した輪を二重に設けてある。各ガス孔32から生成管28内に液化ガスXが噴射されると、生成管28の内周面の下流方向に筒状のガス膜(以下、拡散抑制筒膜部という)Sが形成される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the orifice pipe 30 is connected to the rear side of the generation pipe 28, and connects the front end of the gas hose 13 having the rear end connected to the container 12 storing the liquefied gas X on the upstream side. It is. An injection hole 31 for injecting the liquefied gas X into the production pipe 28 in the central axis direction of the orifice pipe 30 and a plurality of, preferably eight gas holes 32 on the same circumference at the periphery of the injection hole. Are arranged in a ring shape at equal intervals. When the liquefied gas X is injected into the production pipe 28 from each gas hole 32, a cylindrical gas film (hereinafter referred to as a diffusion suppressing cylinder film portion) S is formed in the downstream direction of the inner peripheral surface of the production pipe 28. .

前記オリフィス管30の中心に位置させて設けた噴射孔31の内径を、0.1〜1.5mm、該噴射孔31の周囲に環状に設けた各ガス孔32の内径を、0.1〜0.3mmとした場合、生成管28の内径は、1.0〜30.0mmで、長さが15〜500mmの範囲内に形成してある。   The inner diameter of the injection hole 31 provided at the center of the orifice pipe 30 is 0.1 to 1.5 mm, and the inner diameter of each gas hole 32 provided annularly around the injection hole 31 is 0.1 to 1.5 mm. When 0.3 mm, the inner diameter of the production tube 28 is 1.0 to 30.0 mm, and the length is formed in the range of 15 to 500 mm.

上記の関係は、発明者が種々テストを重ねた結果、図5に示すごとく、粒径が小さくて硬いドライアイススノーW(0.2〜0.5mm)が得られる範囲を示したもので、生成管28の内径をD、噴射孔31の内径をdとした場合に、内径の断面積/噴射孔の合計断面積比、D/dが25〜35の範囲になるように噴射孔dの内径を設定するのが好ましい。 The above relationship shows the range in which dry ice snow W (0.2 to 0.5 mm) having a small particle size and hard as shown in FIG. Assuming that the inner diameter of the generating tube 28 is D and the inner diameter of the injection hole 31 is d, the injection hole so that the cross-sectional area of the inner diameter / the total cross-sectional area ratio of the injection holes, D 2 / d 2 is in the range of 25 to 35 It is preferable to set the inner diameter of d.

これは生成管28の内径Dが、噴射孔31の内径dに比べ大きすぎると液化ガスが膨張過ぎて気化する割合が多くなるため、生成してできたドライアイススノーの硬度が足らずすぐに昇華する。また、内径Dが小さすぎると膨張が足らずに液化ガスは液状のまま射出されるので目詰まりが生じやすい。   This is because if the inner diameter D of the production tube 28 is too large compared to the inner diameter d of the injection hole 31, the liquefied gas is excessively expanded and the rate of vaporization increases. To do. On the other hand, if the inner diameter D is too small, the liquefied gas is injected in a liquid state due to insufficient expansion, and clogging is likely to occur.

例えば、生成管28の内径Dを2mmとし、仮に、D/dを上記の中央の値である30%に設定すれば、D/d=30であるから、d=D/30、d=D/√30=2/√30≒2/5、5≒0.36、即ち、噴射孔31の内径dは0.36mmが適することになる。 For example, if the inner diameter D of the production tube 28 is 2 mm and D 2 / d 2 is set to 30%, which is the above-mentioned central value, D 2 / d 2 = 30, so d 2 = D 2 / 30, d = D 2 / √30 = 2 / √30≈2 / 5, 5≈0.36, that is, the inner diameter d of the injection hole 31 is suitably 0.36 mm.

反対に噴射孔31の内径dを決め、生成管28の内径Dを求めることもできる(ただし、D/dは25〜35の幅があって、さらに、その下限、上限ともに5の程度の広がりは許される)。 Conversely, the inner diameter d of the injection hole 31 can be determined to determine the inner diameter D of the production tube 28 (however, D 2 / d 2 has a width of 25 to 35, and the lower limit and the upper limit thereof are both about 5). Is allowed).

図5に示す特性線図は、前記D/dの関係を図示したもので、縦軸にD/d、横軸にDをとってdを変数とした場合、噴射孔31の内径dと生成管28の内径Dを求めるもので、いずれの内径Dであっても、D/dが25〜35の範囲にあるようにdを容易に定めることができる。 Characteristic diagram shown in FIG. 5, the an illustration of the relationship of D 2 / d 2, D 2 / d 2 on the vertical axis, when the variable d taking D on the horizontal axis, the injection hole 31 The inner diameter d and the inner diameter D of the production tube 28 are obtained. For any inner diameter D, d can be easily determined so that D 2 / d 2 is in the range of 25 to 35.

そこで、図5から噴射孔31の内径dと生成管28の内径をDとの関係を求めてみると、前記したごとく、Dを2mmに設定すると、dが0.5mmでは大径太すぎるし、0.3mmでは小径すぎることが判る。   Therefore, when the relationship between the inner diameter d of the injection hole 31 and the inner diameter of the generating tube 28 is determined from FIG. 5 as described above, if D is set to 2 mm, the large diameter is too large when d is 0.5 mm. It can be seen that 0.3 mm is too small.

一方、生成管28の長さLは、前記したごとく、15〜500mm、好ましくは、20〜200mmの範囲内とし、この長さが下限値未満であると、いきなり大気中に液化ガスXが放出されて生成管28による必要な圧力が付与されず、生成されたドライアイスが硬くならない。また、噴出したガスが散乱して方向性が定まらない。一方、上限値を越えると、生成管28が長すぎて実用的ではなく管内で目詰まりを起こし易い。   On the other hand, the length L of the production tube 28 is 15 to 500 mm, preferably 20 to 200 mm, as described above. If this length is less than the lower limit value, the liquefied gas X is suddenly released into the atmosphere. Thus, the necessary pressure by the production tube 28 is not applied, and the produced dry ice does not become hard. Moreover, the jetted gas is scattered and the directionality is not determined. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the production tube 28 is too long and is not practical and is likely to be clogged in the tube.

前記加速管35は、図2に示すごとく、前記ノズル本体21の噴射通路25の下流側に螺合または固着して連結し、先端側にテーパー状に拡径させて設けた内部通路36の後部側に狭径部37を設けて流速を加速させて、該加速管の先端に設けた射出口38からドライアイススノーWと圧縮エアYとを混合させて噴射させることができる。   As shown in FIG. 2, the accelerating tube 35 is connected to the downstream side of the injection passage 25 of the nozzle body 21 by screwing or fixing, and the rear portion of the internal passage 36 is provided with a taper-shaped diameter expansion at the tip side. The narrow diameter portion 37 is provided on the side to accelerate the flow velocity, and the dry ice snow W and the compressed air Y can be mixed and injected from the injection port 38 provided at the tip of the acceleration tube.

以下、本発明のドライアイススノー洗浄装置10の実施形態の作用について説明すると、液化ガスXは約2MPaの圧力で、容器12からガスホース13に取付けたガス開閉弁14を介してオリフィス管30に送液され、該オリフィス管30の噴射孔31から生成管28内に噴射され、該生成管内で断熱膨張してドライアイススノーWが生成される。   Hereinafter, the operation of the embodiment of the dry ice snow cleaning device 10 of the present invention will be described. The liquefied gas X is sent from the container 12 to the orifice pipe 30 through the gas on-off valve 14 attached to the gas hose 13 at a pressure of about 2 MPa. Liquid is injected from the injection hole 31 of the orifice pipe 30 into the production pipe 28, and adiabatic expansion occurs in the production pipe to generate dry ice snow W.

容器12から送液される液化ガスXは、図3に示すごとく、オリフィス管30の噴射孔31から生成管28内に噴射されると共に、該生成管内には前記噴射孔31と同心円周上で二重に設けた複数のガス孔32からも液化ガスXが噴出して生成管28の内周面には下流方向に拡散抑制筒膜部Sが形成される。   As shown in FIG. 3, the liquefied gas X fed from the container 12 is injected into the production pipe 28 from the injection hole 31 of the orifice pipe 30, and is concentrically surrounded with the injection hole 31 in the production pipe. The liquefied gas X is also ejected from the plurality of gas holes 32 provided in a double manner, and a diffusion suppression cylindrical film portion S is formed on the inner peripheral surface of the generation tube 28 in the downstream direction.

この生成管28内に形成された拡散抑制筒膜部S内は、−78℃の低温雰囲気に形成されるため、該低温雰囲気内に噴射孔31から噴射された液化ガスXは気化することなくそのまま3重点を通過して結晶化し、小粒で硬い0.2〜0.5mmのドライアイススノーWを生成することができる。   Since the inside of the diffusion suppression cylindrical film portion S formed in the generation pipe 28 is formed in a low temperature atmosphere of −78 ° C., the liquefied gas X injected from the injection holes 31 in the low temperature atmosphere does not vaporize. As it passes through the triple point as it is, it can be crystallized to produce 0.2 to 0.5 mm dry ice snow W that is small and hard.

この小粒で硬いドライアイススノーWは、ノズル本体21の混合室22で圧縮エアYと混合したとき、圧縮エアの熱でドライアイススノーが気化する昇華ロスを減少させることができるので、加速管35の射出口38から被洗浄物に噴射させるドライアイススノーWの混合比率を向上させることができる。したがって、被洗浄物の表面にサーマルショックによるマイクロクラックを発生させやすく、また、できたクラック内にドライアイススノーを侵入させ膨張エネルギーで効率よく洗浄することができる。   When the small and hard dry ice snow W is mixed with the compressed air Y in the mixing chamber 22 of the nozzle body 21, the sublimation loss that the dry ice snow vaporizes due to the heat of the compressed air can be reduced. It is possible to improve the mixing ratio of the dry ice snow W that is sprayed from the injection port 38 to the object to be cleaned. Therefore, it is easy to generate micro cracks due to thermal shock on the surface of the object to be cleaned, and dry ice snow can penetrate into the generated cracks and can be efficiently cleaned with expansion energy.

前記オリフィス管30は、中央噴射孔31と周縁ガス孔32との内径をそれぞれ相違して噴射圧力を相違させることにより、周縁ガス孔32から噴射させる液化ガスXをガス化させて拡散抑制筒膜部Sを形成し、噴射孔31から拡散抑制筒膜部S内に液化ガスXを噴射させてドライアイススノーWを効率よく形成させることができる。   The orifice tube 30 gasifies the liquefied gas X injected from the peripheral gas hole 32 by making the inner injection holes 31 and the peripheral gas holes 32 have different inner diameters and different injection pressures, thereby causing a diffusion suppression cylinder film. The portion S is formed, and the liquefied gas X is injected into the diffusion suppression cylindrical membrane portion S from the injection hole 31 so that the dry ice snow W can be efficiently formed.

前記ドライアイススノーWは、粒径があまりに小さいと昇華が早くドライアイススノーの生成効率が悪く、また、硬度が不足すると外部からの熱(圧縮エア)により昇華するためロスが多いため生成効率が悪くて不経済であり、その上、粒径が大き過ぎると発生させたマイクロクラックの隙間にドライアイススノーが侵入しにくくなって洗浄効率が低下することになる。   If the particle size is too small, the dry ice snow W has a high sublimation rate and the generation efficiency of the dry ice snow is poor. Also, if the hardness is insufficient, the dry ice snow W is sublimated by external heat (compressed air), resulting in a large loss. It is bad and uneconomical. Moreover, if the particle size is too large, dry ice snow will not easily enter the gaps between the generated microcracks, and the cleaning efficiency will decrease.

そのため、前記オリフィス管30に設けた噴射孔31の内径を、0.1〜1.5mm、ガス孔32の内径を、0.1〜0.3mmとした場合に、生成管28の内径を、1.0〜30.0mm、長さを15〜500mmの範囲内に形成してある。   Therefore, when the inner diameter of the injection hole 31 provided in the orifice pipe 30 is 0.1 to 1.5 mm and the inner diameter of the gas hole 32 is 0.1 to 0.3 mm, the inner diameter of the generation pipe 28 is It is formed within a range of 1.0 to 30.0 mm and a length of 15 to 500 mm.

このオリフィス管30の噴射孔31の口径を、例えば0.1〜1.5程度に小さくしたことにより、噴射時に発生する静電気の発生を極力少なくすることができるので、噴射ノズル20に静電気防止策を設ける必要がなく経済的である。   Since the diameter of the injection hole 31 of the orifice pipe 30 is reduced to, for example, about 0.1 to 1.5, the generation of static electricity generated at the time of injection can be reduced as much as possible. Economical.

前記オリフィス管30の周縁に環状に設けた複数のガス孔32で形成した輪は、実施例では二重でそれぞれ8個ずつ設けて形成してあるが、この輪を形成するガス孔の数及び輪の数の一重、二重は本実施例に限定されるものではない。   In the embodiment, the ring formed by a plurality of gas holes 32 provided annularly on the peripheral edge of the orifice pipe 30 is formed by double each, but the number of gas holes forming this ring and The single or double number of rings is not limited to the present embodiment.

次いで、前記生成管28内で生成されたドライアイススノーWは、ノズル本体21の混合室22方向に流下し、混合室22でコンプレッサー15から圧送された圧縮エアYと攪拌混合されて均一化され、加速管35の射出口38から被洗浄物に噴射させることにより洗浄効率を上げることができる。   Next, the dry ice snow W generated in the generating pipe 28 flows down in the direction of the mixing chamber 22 of the nozzle body 21, and is agitated and mixed with the compressed air Y pumped from the compressor 15 in the mixing chamber 22 to be uniformized. The cleaning efficiency can be increased by spraying the object to be cleaned from the injection port 38 of the acceleration tube 35.

図6、7に示す従来の生成管65は、筒内に拡散抑制筒膜部Sを形成することができないので外周から伝わる熱を遮断することができず、筒内の温度を−78℃の低温雰囲気にするのに時間がかかり、その間、無駄に液化ガスXを放出しなければならず、生成コストが高くなって不経済であったが、オリフィス管30の周面部分に環状に設けたガス孔32から生成管28内に素早く拡散抑制筒膜部Sを形成することができ、外界から伝わる熱を遮断して筒内に−78℃の低温雰囲気を素早く形成することができる。したがって、生成管28内の低温雰囲気内に射出された液化ガスXは、外界から伝わる影響が少ないため効率よくドライアイススノーWを生成することができる利点を有する。   The conventional production tube 65 shown in FIGS. 6 and 7 cannot form the diffusion suppressing cylindrical membrane portion S in the cylinder, and therefore cannot block the heat transmitted from the outer periphery, and the temperature in the cylinder is −78 ° C. It took time to create a low-temperature atmosphere, and during that time, the liquefied gas X had to be discharged unnecessarily, which was uneconomical because the production cost was high. The diffusion suppressing cylindrical membrane portion S can be quickly formed from the gas hole 32 in the production tube 28, and the low temperature atmosphere of -78 ° C. can be quickly formed in the cylinder by blocking the heat transmitted from the outside. Therefore, the liquefied gas X injected into the low-temperature atmosphere in the generation pipe 28 has an advantage that the dry ice snow W can be generated efficiently because there is little influence transmitted from the outside.

図6に示したごとく、従来のオリフィス管60は、ガス孔がないため、中央に位置した噴射孔61の周囲にガス孔を有していないため、外界の熱が生成管65に影響し、該噴射孔から内径が広い生成管65内の液化ガスが射出されると管内に渦巻流が発生して、管内で生成されたドライアイススノーWがこの渦巻流によって生成管の内壁面と接触して昇華するため、ドライアイススノーWの生成ロスが大きくて効率が悪くなるおそれがあった。しかし、本発明は生成管28の内面に素早く拡散抑制筒膜部Sを形成することができるので、渦巻流の発生を防止し、内壁面と接触して昇華するロスを防止して生成効率の向上を図ることができる。   As shown in FIG. 6, the conventional orifice pipe 60 has no gas holes, and therefore has no gas holes around the injection hole 61 located in the center. Therefore, external heat affects the generation pipe 65, When the liquefied gas in the generating pipe 65 having a large inner diameter is ejected from the injection hole, a swirl flow is generated in the pipe, and the dry ice snow W generated in the pipe comes into contact with the inner wall surface of the generating pipe by the swirl flow. As a result, the production loss of the dry ice snow W is large and the efficiency may be deteriorated. However, since the present invention can quickly form the diffusion suppressing cylindrical membrane portion S on the inner surface of the production tube 28, the generation of the spiral flow is prevented, the loss of sublimation in contact with the inner wall surface is prevented, and the production efficiency is improved. Improvements can be made.

加圧流体としての圧縮エアYは、コンプレッサーにより0.6〜0.8MPa程度に加圧されており、加速管35内のテーパー状に形成した狭径路37を通過させることにより流速度を増して射出口38から被洗浄物の表面に噴射する。射出口38から噴射したドライアイススノーはサーマルショックによるマイクロクラックを被洗浄物の表面に発生させ、該クラック内にドライアイススノーが侵入したときの膨張エネルギーにより効率よく表面洗浄を行うことができるものである。   Compressed air Y as a pressurized fluid is pressurized to about 0.6 to 0.8 MPa by a compressor and increases the flow velocity by passing through a narrow path 37 formed in a tapered shape in the acceleration pipe 35. It sprays on the surface of a to-be-cleaned object from the injection port 38. The dry ice snow sprayed from the injection port 38 generates micro cracks due to thermal shock on the surface of the object to be cleaned, and the surface can be cleaned efficiently by the expansion energy when the dry ice snow enters the crack. It is.

10 洗浄装置
12 液化炭酸ガス容器
13 ガスホース
14 開閉弁
15 コンプレッサー
16 エアホース
17 開閉弁
20 噴射ノズル
21 ノズル本体
22 混合室
23 供給路
24 エア供給路
25 噴射路
28 生成管
30 オリフィス管
31 噴射孔
32 ガス孔
35 加速管
36 流路
38 射出口
S 拡散制御筒膜部
W ドライアイススノー
X 液化二酸化炭素
Y 圧縮エア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cleaning apparatus 12 Liquefied carbon dioxide container 13 Gas hose 14 On-off valve 15 Compressor 16 Air hose 17 On-off valve 20 Injection nozzle 21 Nozzle body 22 Mixing chamber 23 Supply path 24 Air supply path 25 Injection path 28 Generation pipe 30 Orifice pipe 31 Injection hole 32 Gas Hole 35 Accelerating tube 36 Flow path 38 Injection port S Diffusion control cylindrical membrane part W Dry ice snow X Liquefied carbon dioxide Y Compressed air

Claims (4)

内部にドライアイススノー(W)と圧縮エア(Y)とを混合する混合室(22)を設け、該混合室に供給路(23)とエア供給路(24)と噴射路(25)をそれぞれ連通して形成したノズル本体(21)の前記供給路(23)側に、管内に液化二酸化炭素(X)を噴射してドライアイススノー(W)を生成する生成管(28)を取付け、該生成管の上流に中央軸心方向に液化二酸化炭素(X)を噴射させる噴射孔(31)を設け、該噴射孔の周縁の同一円周上に同じく液化二酸化炭素(X)を噴射させる複数のガス孔(32)を設けたオリフィス管(30)を連結し、前記ノズル本体(21)の噴射路(25)側に、前記ドライアイススノー(W)と圧縮エア(Y)を同時に噴射させる射出口(38)を先端に設けた加速管(35)を連結してなり、
前記ノズル本体(21)のエア供給路(24)に、コンプレッサ(15)に一端を連結したエアホース(16)を連結し、前記オリフィス管(30)の上流側に液化二酸化炭素(X)を収容した容器12に一端を連結したガスホース(13)の他端を連結してなることを特徴とするドライアイススノー洗浄装置用噴射ノズル。
A mixing chamber (22) for mixing dry ice snow (W) and compressed air (Y) is provided inside, and a supply path (23), an air supply path (24), and an injection path (25) are respectively provided in the mixing chamber. A production pipe (28) for injecting liquefied carbon dioxide (X) into the pipe to generate dry ice snow (W) is attached to the supply passage (23) side of the nozzle body (21) formed in communication. An injection hole (31) for injecting liquefied carbon dioxide (X) in the central axis direction is provided upstream of the production pipe, and a plurality of the same is used to inject liquefied carbon dioxide (X) on the same circumference of the periphery of the injection hole. An orifice pipe (30) provided with a gas hole (32) is connected, and the dry ice snow (W) and the compressed air (Y) are jetted simultaneously onto the jet passage (25) side of the nozzle body (21). Acceleration tube (35) with outlet (38) at the tip is connected Becomes Te,
An air hose (16) having one end connected to a compressor (15) is connected to the air supply path (24) of the nozzle body (21), and liquefied carbon dioxide (X) is accommodated upstream of the orifice pipe (30). A spray nozzle for a dry ice snow cleaning apparatus, wherein the other end of a gas hose (13) having one end connected to the container 12 is connected.
前記生成管(28)の内径Dが、1.0mmから30.0mmで、該生成管の長さLが15から500mmであること特徴とする請求項1記載のドライアイススノー洗浄装置用噴射ノズル。   The spray nozzle for a dry ice snow cleaning device according to claim 1, wherein the inner diameter D of the production pipe (28) is 1.0 to 30.0 mm, and the length L of the production pipe is 15 to 500 mm. . 前記オリフィス管(30)は、中央軸心方向に設けた噴射孔(31)の周縁の同一円周上に複数のガス孔(32)を1重または二重の輪状に配列して形成してなることを特徴とする請求項1記載のドライアイススノー洗浄装置用噴射ノズル。   The orifice pipe (30) is formed by arranging a plurality of gas holes (32) in a single or double ring shape on the same circumference of the peripheral edge of the injection hole (31) provided in the central axial direction. The spray nozzle for a dry ice snow cleaning device according to claim 1. 前記オリフィス管(30)は、中央に設けた噴射孔(31)の内径dが、0.1から1.5mmであり、該噴射孔の周縁に設けた複数のガス孔(32)の内径がそれぞれ0.1から0.3mmに形成してなることを特徴とする請求項1または3記載のドライアイススノー洗浄装置用噴射ノズル。   The orifice pipe (30) has an inner diameter d of an injection hole (31) provided at the center of 0.1 to 1.5 mm, and an inner diameter of a plurality of gas holes (32) provided at the periphery of the injection hole. 4. The spray nozzle for a dry ice snow cleaning apparatus according to claim 1, wherein the spray nozzle is formed to have a thickness of 0.1 to 0.3 mm.
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