JP2021122805A

JP2021122805A - Dry ice injection device

Info

Publication number: JP2021122805A
Application number: JP2020019488A
Authority: JP
Inventors: 嘉之和田; Yoshiyuki Wada; 好史和田; Yoshifumi Wada
Original assignee: Cool Technos Co Ltd
Current assignee: Cool Technos Co Ltd
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2021-08-30

Abstract

To provide a dry ice injection device capable of injecting dry ice particles continuously and stably by preventing clogging of a dry ice generation pipe.SOLUTION: A dry ice injection device includes a liquified carbon dioxide supply passage 31, an exhaust nozzle 6, a dry ice generation pipe 7, a carrier gas supply passage 91, and an injection member 10 connected to the downstream side of the dry ice generation pipe 7, for merging and injecting dry ice particles flowing out from the downstream side of the dry ice generation pipe 7, and carrier gas supplied from the carrier gas supply passage 91, and further includes heating means 20 for heating the dry ice generation pipe 7.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ドライアイス粒子を対象物に向けて噴射することで対象物の表面の洗浄等を行うドライアイス噴射装置に関する。 The present invention relates to a dry ice injection device that cleans the surface of an object by injecting dry ice particles toward the object.

従来、液化二酸化炭素から生成したドライアイス粒子をキャリアガスの流れに導入して噴射する装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。 Conventionally, a device has been known in which dry ice particles generated from liquefied carbon dioxide are introduced into a flow of a carrier gas and injected (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１に開示されているドライアイス噴射装置では、液化炭酸ガス容器からドライアイス噴射用ノズルに供給される液化二酸化炭素をドライアイス生成管内で断熱膨張させてドライアイスを生成し、生成したドライアイスを液体窒素貯槽側からドライアイス噴射用ノズルに供給されるキャリアガスの流れに導入して噴射する。 In the dry ice injection device disclosed in Patent Document 1, the liquefied carbon dioxide supplied from the liquefied carbon dioxide gas container to the dry ice injection nozzle is adiabatically expanded in the dry ice generation pipe to generate dry ice, and the generated dry Ice is introduced into the flow of carrier gas supplied from the liquid nitrogen storage tank side to the dry ice injection nozzle and injected.

特開２００３−１４５４２９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-145429

ところで、ドライアイス粒子を対象物に向けて噴射させて対象物の表面の処理（洗浄等）を行うこの種の装置では、通常、対象物の表面を効率よく処理（洗浄等）するため、噴射するドライアイス粒子の流量は一定であることが要求される。 By the way, in this type of device that injects dry ice particles toward an object to treat the surface of the object (cleaning, etc.), usually, in order to efficiently treat the surface of the object (cleaning, etc.), the injection is performed. The flow rate of dry ice particles is required to be constant.

しかしながら、液化二酸化炭素を供給する際の圧力が低い場合、ドライアイス粒子が配管の内部を閉塞し、ドライアイス粒子の噴射が間欠的となる場合がある。すなわち、ドライアイス粒子を液化二酸化炭素の断熱膨張によって生成する場合、粒子を生成する過程において大きなドライアイスの塊が生成されることがある。そして、大きなドライアイスの塊が、ドライアイス生成管を一時的に閉塞することがある。その結果、噴射口からドライアイス粒子が噴射される場合と噴射されない場合とがある間欠噴射が発生し、対象物の表面を効率よく処理（洗浄等）することができない場合がある。 However, when the pressure for supplying liquefied carbon dioxide is low, the dry ice particles may block the inside of the pipe, and the injection of the dry ice particles may be intermittent. That is, when dry ice particles are generated by adiabatic expansion of liquefied carbon dioxide, large lumps of dry ice may be generated in the process of forming the particles. Then, a large mass of dry ice may temporarily block the dry ice production tube. As a result, intermittent injection may occur in which dry ice particles may or may not be injected from the injection port, and the surface of the object may not be efficiently treated (cleaned or the like).

本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであり、ドライアイスの塊がドライアイス生成管を閉塞することを防止して、ドライアイス粒子を安定して連続噴射できるドライアイス噴射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of the above problems, and provides a dry ice injection device capable of stably and continuously injecting dry ice particles by preventing a lump of dry ice from blocking the dry ice generation tube. The purpose is to do.

本発明の第１態様に係るドライアイス噴射装置は、液化二酸化炭素を供給する液化二酸化炭素供給路と、前記液化二酸化炭素供給路から供給される液化二酸化炭素を噴出する噴出孔と、前記噴出孔から噴出された液化二酸化炭素を膨張させてドライアイス粒子を生成する膨張空間が内部に形成されたドライアイス生成管と、キャリアガスを供給するキャリアガス供給路と、前記ドライアイス生成管の下流側に接続され、前記ドライアイス生成管の下流側から流出するドライアイス粒子と前記キャリアガス供給路から供給されるキャリアガスとを合流させて噴射口から噴射する噴射部材とを備え、前記ドライアイス生成管を加熱する加熱手段を備える。 The dry ice injection device according to the first aspect of the present invention has a liquefied carbon dioxide supply path for supplying liquefied carbon dioxide, an ejection hole for ejecting liquefied carbon dioxide supplied from the liquefied carbon dioxide supply path, and the ejection hole. A dry ice generation tube in which an expansion space is formed to expand the liquefied carbon dioxide ejected from the surface to generate dry ice particles, a carrier gas supply path for supplying carrier gas, and a downstream side of the dry ice generation tube. The dry ice generation is provided with an injection member which is connected to and injects from the injection port by merging the dry ice particles flowing out from the downstream side of the dry ice generation pipe and the carrier gas supplied from the carrier gas supply path. A heating means for heating the tube is provided.

かかる構成を備えるドライアイス噴射装置によれば、ドライアイス粒子を安定して連続噴射できるドライアイス噴射装置を提供することができる。 According to the dry ice injection device having such a configuration, it is possible to provide a dry ice injection device capable of stably and continuously injecting dry ice particles.

本発明の第２態様に係るドライアイス噴射装置は、第１態様に係るドライアイス噴射装置において、前記ドライアイス生成管の下流側と前記噴射部材とが可撓性のチューブを介して接続されており、前記噴射部材は、前記可撓性のチューブの下流側に接続され、前記可撓性のチューブの下流側から流出するドライアイス粒子と前記キャリアガス供給路から供給されるキャリアガスとを合流させて噴射口から噴射する。 In the dry ice injection device according to the second aspect of the present invention, in the dry ice injection device according to the first aspect, the downstream side of the dry ice generation pipe and the injection member are connected via a flexible tube. The injection member is connected to the downstream side of the flexible tube, and the dry ice particles flowing out from the downstream side of the flexible tube merge with the carrier gas supplied from the carrier gas supply path. Let it inject from the injection port.

本発明の第３態様に係るドライアイス噴射装置は、第１態様又は第２態様に係るドライアイス噴射装置において、前記液化二酸化炭素供給路は、２ＭＰａ±０．３ＭＰａ以内の圧力で前記噴出孔に前記液化二酸化炭素を供給する。 The dry ice injection device according to the third aspect of the present invention is the dry ice injection device according to the first or second aspect, in which the liquefied carbon dioxide supply path is inserted into the ejection hole at a pressure within 2 MPa ± 0.3 MPa. The liquefied carbon dioxide is supplied.

本発明の第４態様に係るドライアイス噴射装置は、第１〜第３の何れか１つの態様に係るドライアイス噴射装置において、前記ドライアイス生成管が所定の温度となるよう、前記加熱手段における加熱温度を制御する温度制御部を備える。 The dry ice injection device according to the fourth aspect of the present invention is the dry ice injection device according to any one of the first to third aspects, in the heating means so that the dry ice generation tube has a predetermined temperature. It is provided with a temperature control unit that controls the heating temperature.

本発明の第５態様に係るドライアイス噴射装置は、第１〜第４の何れか１つの態様に係るドライアイス噴射装置において、前記加熱手段は、発熱体と熱伝導性を有する伝熱部材とを有し、前記発熱体が発する熱を前記伝熱部材を介して前記ドライアイス生成管に伝達させる。 The dry ice injection device according to the fifth aspect of the present invention is the dry ice injection device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the heating means includes a heating element and a heat transfer member having thermal conductivity. The heat generated by the heating element is transferred to the dry ice generation tube via the heat transfer member.

本発明の第６態様に係るドライアイス噴射装置は、第１〜第５の何れか１つの態様に係るドライアイス噴射装置において、前記加熱手段は、前記ドライアイス生成管に直接接触することにより伝熱している。 The dry ice injection device according to the sixth aspect of the present invention is the dry ice injection device according to any one of the first to fifth aspects, and the heating means is transmitted by directly contacting the dry ice generation tube. I'm hot.

本発明の第７態様に係るドライアイス噴射装置は、第６の態様に係るドライアイス噴射装置において、前記加熱手段は、前記ドライアイス生成管の上流側に直接接触することにより伝熱している。 The dry ice injection device according to the seventh aspect of the present invention is the dry ice injection device according to the sixth aspect, in which the heating means transfers heat by directly contacting the upstream side of the dry ice generation pipe.

本発明によれば、ドライアイス粒子を安定して連続噴射できるドライアイス噴射装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a dry ice injection device capable of stably and continuously injecting dry ice particles.

第１の実施形態に係るドライアイス噴射装置の要部を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the main part of the dry ice injection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係るドライアイス噴射装置の全体を示す図である。It is a figure which shows the whole of the dry ice injection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る加熱手段の拡大斜視図であって、加熱手段の製造工程を示す図である。It is an enlarged perspective view of the heating means which concerns on 1st Embodiment, and is the figure which shows the manufacturing process of the heating means. 第２の実施形態に係るドライアイス噴射の要部を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the main part of the dry ice injection which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係るドライアイス噴射装置の要部を示す図である。It is a figure which shows the main part of the dry ice injection apparatus which concerns on 3rd Embodiment.

以下、本発明の実施の形態に係るドライアイス噴射装置について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、ドライアイス噴射装置１００は、液化二酸化炭素供給部３、噴出孔６、ドライアイス生成管７、可撓性のチューブ８、キャリアガス供給部９、噴射部材１０、加熱手段２０、温度制御部５０等を備えている。 Hereinafter, the dry ice injection device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the dry ice injection device 100 includes a liquefied carbon dioxide supply unit 3, an ejection hole 6, a dry ice generation tube 7, a flexible tube 8, a carrier gas supply unit 9, an injection member 10, and a heating means. 20 and a temperature control unit 50 and the like are provided.

液化二酸化炭素供給部３は、図２に示すように、液化二酸化炭素供給路３１、液化二酸化炭素貯留部３２、開閉弁ＳＶ１、気液分離器３３等を備え、ドライアイス生成管７に液化二酸化炭素を供給する。 As shown in FIG. 2, the liquefied carbon dioxide supply unit 3 includes a liquefied carbon dioxide supply path 31, a liquefied carbon dioxide storage unit 32, an on-off valve SV1, a gas-liquid separator 33, and the like. Supply carbon.

液化二酸化炭素貯留部３２は、冷却された液化二酸化炭素を約２ＭＰａ（例えば２ＭＰａ±０．５ＭＰａ）の低圧にて貯留する低圧貯留部である。液化二酸化炭素貯留部３２として、例えば、極低温容器（ＬＧＣ）、貯槽タンク（ＣＥ：コールドエバポレーター）などが使用される。液化二酸化炭素貯留部３２は、大きな対象物Ｘを洗浄する場合に多量の液化二酸化炭素を使用するため、容量の大きな容器が用いられることが多い。液化二酸化炭素は、液化二酸化炭素貯留部３２から液化二酸化炭素供給路３１へ、約２ＭＰａ（例えば２ＭＰａ±０．３ＭＰａ）の圧力で供給される。 The liquefied carbon dioxide storage unit 32 is a low-pressure storage unit that stores cooled liquefied carbon dioxide at a low pressure of about 2 MPa (for example, 2 MPa ± 0.5 MPa). As the liquefied carbon dioxide storage unit 32, for example, a cryogenic container (LGC), a storage tank (CE: cold evaporator), or the like is used. Since the liquefied carbon dioxide storage unit 32 uses a large amount of liquefied carbon dioxide when cleaning a large object X, a container having a large capacity is often used. The liquefied carbon dioxide is supplied from the liquefied carbon dioxide storage unit 32 to the liquefied carbon dioxide supply path 31 at a pressure of about 2 MPa (for example, 2 MPa ± 0.3 MPa).

液化二酸化炭素供給路３１は、液化二酸化炭素貯留部３２からオリフィス板４に形成された噴出孔６に至るまで配管等により形成されており、液化二酸化炭素をオリフィス板４の噴出孔６を介してドライアイス生成管７内の膨張空間７１に供給する。この液化二酸化炭素供給路３１上には、液化二酸化炭素貯留部３２に付設された開閉弁ＳＶ１、気液分離器３３等が設けられている。 The liquefied carbon dioxide supply path 31 is formed by a pipe or the like from the liquefied carbon dioxide storage portion 32 to the ejection hole 6 formed in the orifice plate 4, and the liquefied carbon dioxide is discharged through the ejection hole 6 of the orifice plate 4. It is supplied to the expansion space 71 in the dry ice generation pipe 7. On the liquefied carbon dioxide supply path 31, an on-off valve SV1 attached to the liquefied carbon dioxide storage unit 32, a gas-liquid separator 33, and the like are provided.

気液分離器３３は、液化二酸化炭素中に発生した炭酸ガスを分離して液化二酸化炭素供給路３１から排出する。気液分離器３３は、噴出孔６の上流側であって噴出孔６から近い位置（例えば噴出孔６から１００ｍｍ〜５００ｍｍ上流側の位置）に設けられている。 The gas-liquid separator 33 separates the carbon dioxide gas generated in the liquefied carbon dioxide and discharges it from the liquefied carbon dioxide supply path 31. The gas-liquid separator 33 is provided on the upstream side of the ejection hole 6 and at a position close to the ejection hole 6 (for example, a position 100 mm to 500 mm upstream from the ejection hole 6).

オリフィス板４は、１又は複数の噴出孔６が形成された薄板（例えば板厚１ｍｍの円板）で形成されている。このオリフィス板４は、液化二酸化炭素供給路３１の下流側端部３１ｂとドライアイス生成管７の上流側端部７ａとの境界に設けられている。 The orifice plate 4 is formed of a thin plate (for example, a disk having a plate thickness of 1 mm) in which one or a plurality of ejection holes 6 are formed. The orifice plate 4 is provided at the boundary between the downstream end 31b of the liquefied carbon dioxide supply path 31 and the upstream end 7a of the dry ice generation pipe 7.

噴出孔６は、オリフィス板４に形成されていて、液化二酸化炭素供給路３１から供給される液化二酸化炭素をドライアイス生成管７内部の膨張空間７１に噴出する。噴出孔６は、内径が例えば０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであって、本実施形態では、内径０．１８ｍｍの噴出孔６が１カ所形成されている。 The ejection hole 6 is formed in the orifice plate 4, and ejects the liquefied carbon dioxide supplied from the liquefied carbon dioxide supply path 31 into the expansion space 71 inside the dry ice generation pipe 7. The ejection hole 6 has an inner diameter of, for example, 0.1 mm to 0.2 mm, and in the present embodiment, one ejection hole 6 having an inner diameter of 0.18 mm is formed.

ドライアイス生成管７は、図１に示すように、上流側端部７ａがオリフィス板４を介して液化二酸化炭素供給路３１の下流側端部３１ｂに接続されており、その内部に、オリフィス板４の噴出孔６から噴出された液化二酸化炭素を膨張させてドライアイス粒子を生成する膨張空間７１が形成されている。また、ドライアイス生成管７の下流側端部７ｂは、可撓性のチューブ８の上流側端部８ａと接続されているところ、ドライアイス生成管７の下流側端部７ｂの外径が、可撓性のチューブ８と嵌合接続するために、所定の大きさに設定されている。ドライアイス生成管７の内径は、噴出孔６から膨張空間７１に噴出された液化二酸化炭素が断熱膨張してドライアイス粒子を形成するように、所定の内径に設定されている。すなわち、ドライアイス生成管７の内部の断面積とオリフィス板４に形成された噴出孔６の断面積とが、所定の比率の大きさとなるよう設定されている。膨張空間７１は、ドライアイス生成管７の管内部においてドライアイス生成管７の上流側端部７ａから下流側端部７ｂにかけて形成された空間である。 As shown in FIG. 1, in the dry ice generation pipe 7, the upstream side end portion 7a is connected to the downstream side end portion 31b of the liquefied carbon dioxide supply path 31 via the orifice plate 4, and the orifice plate is inside the dry ice generation pipe 7. An expansion space 71 is formed in which the liquefied carbon dioxide ejected from the ejection hole 6 of No. 4 is expanded to generate dry ice particles. Further, when the downstream end portion 7b of the dry ice generation pipe 7 is connected to the upstream end portion 8a of the flexible tube 8, the outer diameter of the downstream end portion 7b of the dry ice generation pipe 7 is increased. It is set to a predetermined size for mating connection with the flexible tube 8. The inner diameter of the dry ice generation pipe 7 is set to a predetermined inner diameter so that the liquefied carbon dioxide ejected from the ejection hole 6 into the expansion space 71 adiabatically expands to form dry ice particles. That is, the cross-sectional area inside the dry ice generation pipe 7 and the cross-sectional area of the ejection hole 6 formed in the orifice plate 4 are set to have a predetermined ratio. The expansion space 71 is a space formed inside the dry ice generation pipe 7 from the upstream end 7a to the downstream end 7b of the dry ice generation pipe 7.

可撓性のチューブ８は、上流側端部８ａがドライアイス生成管７の下流側端部７ｂに接続され、下流側に噴射部材１０が接続されている。この可撓性のチューブ８は、ドライアイス生成管７で生成されたドライアイス粒子を噴射部材１０へ送給する。可撓性のチューブ８には、下流側に接続された噴射部材１０が対象物Ｘに対して自由に移動できるように、所定の可撓性を有する素材が用いられる。可撓性のチューブ８の素材としては、例えばテフロン（登録商標）を使用することができる。本実施形態では、可撓性のチューブ８の長さを１ｍ〜２ｍ程度としている。また、可撓性のチューブ８とドライアイス生成管７との接続には、密閉性を確保するためにカシメ式のフェルールロック継ぎ手等を用いてもよい。また、可撓性のチューブ８の下流側においては、噴射部材１０と接続される部分よりも下流側に可撓性の無い直管を用いてもよい。 In the flexible tube 8, the upstream end 8a is connected to the downstream end 7b of the dry ice generation pipe 7, and the injection member 10 is connected to the downstream end. The flexible tube 8 feeds the dry ice particles generated by the dry ice generation tube 7 to the injection member 10. For the flexible tube 8, a material having a predetermined flexibility is used so that the injection member 10 connected to the downstream side can move freely with respect to the object X. As the material of the flexible tube 8, for example, Teflon (registered trademark) can be used. In the present embodiment, the length of the flexible tube 8 is about 1 m to 2 m. Further, a caulking type ferrule lock joint or the like may be used for connecting the flexible tube 8 and the dry ice generating tube 7 in order to ensure airtightness. Further, on the downstream side of the flexible tube 8, a straight pipe having no flexibility may be used on the downstream side of the portion connected to the injection member 10.

噴射部材１０は、可撓性のチューブ８の下流側に接続されている。噴射部材１０の内部には、合流空間１０１が形成され、さらに、可撓性のチューブ８の下流側端部８ｂから噴射口１０３に向かう流路１０２が形成される。噴射部材１０は、ドライアイス粒子を噴射口１０３から洗浄の対象物Ｘに噴射する。具体的には、噴射部材１０は、可撓性のチューブ８から供給されるドライアイス粒子と、キャリアガス供給路９１から供給されるキャリアガスとを合流空間１０１において合流させ、キャリアガスとともにドライアイス粒子を流路１０２を通じて洗浄の対象物Ｘ（図２参照）に噴射する。噴射部材１０は、ドライアイス生成管７に可撓性のチューブ８を介して接続されていることから、対象物Ｘに対して自由に移動することができる。噴射部材１０は、例えば、対象物Ｘの表面に対して移動する噴射部材移動装置に取付けて使用される。噴射部材移動装置として、ロボットアームおよびＸＹステージ（不図示）を例示することができる。 The injection member 10 is connected to the downstream side of the flexible tube 8. A confluence space 101 is formed inside the injection member 10, and a flow path 102 from the downstream end 8b of the flexible tube 8 to the injection port 103 is further formed. The injection member 10 injects dry ice particles from the injection port 103 onto the object X to be cleaned. Specifically, the injection member 10 merges the dry ice particles supplied from the flexible tube 8 and the carrier gas supplied from the carrier gas supply path 91 in the confluence space 101, and the dry ice together with the carrier gas. The particles are ejected through the flow path 102 onto the object X to be cleaned (see FIG. 2). Since the injection member 10 is connected to the dry ice generation tube 7 via the flexible tube 8, it can move freely with respect to the object X. The injection member 10 is used by being attached to, for example, an injection member moving device that moves with respect to the surface of the object X. As the injection member moving device, a robot arm and an XY stage (not shown) can be exemplified.

キャリアガス供給部９は、図２に示すように、空気圧源９２、キャリアガス供給路９１、開閉弁ＳＶ２を有する。キャリアガス供給路９１は、上流側端部９１ａが空気圧源９２に接続され、下流側端部９１ｂが、噴射部材１０内部の合流空間１０１に接続されており、空気圧源９２から送られてくるキャリアガスを噴射部材１０にまで供給する。キャリアガス供給路９１に用いられる管は特に限定されない。ただし、噴射部材１０を対象物Ｘに対して移動可能とするために、キャリアガス供給路９１の下流側の少なくとも一部には可撓性を有する管９３が用いられる。キャリアガス供給路９１は、噴射部材１０内の合流空間１０１において、可撓性のチューブ８の側面に向かってキャリアガスを供給するように形成されている。この構成によって、図１に示すように、合流空間１０１において、可撓性のチューブ８から流出するドライアイス粒子の流れと同じ方向にキャリアガスの流れが形成される。なお、本実施形態ではキャリアガスとしてドライエアが使用されているが、キャリアガスには、露点温度の低いガスを使用することができ、上記ドライエアの他、窒素ガス、炭酸ガスなどを使用してもよい。 As shown in FIG. 2, the carrier gas supply unit 9 has an air pressure source 92, a carrier gas supply path 91, and an on-off valve SV2. In the carrier gas supply path 91, the upstream end 91a is connected to the air pressure source 92, the downstream end 91b is connected to the merging space 101 inside the injection member 10, and the carrier sent from the air pressure source 92. The gas is supplied to the injection member 10. The pipe used for the carrier gas supply path 91 is not particularly limited. However, in order to make the injection member 10 movable with respect to the object X, a flexible pipe 93 is used in at least a part of the downstream side of the carrier gas supply path 91. The carrier gas supply path 91 is formed so as to supply the carrier gas toward the side surface of the flexible tube 8 in the confluence space 101 in the injection member 10. With this configuration, as shown in FIG. 1, a flow of carrier gas is formed in the confluence space 101 in the same direction as the flow of dry ice particles flowing out of the flexible tube 8. Although dry air is used as the carrier gas in the present embodiment, a gas having a low dew point temperature can be used as the carrier gas, and nitrogen gas, carbon dioxide gas, or the like may be used in addition to the above dry air. good.

合流空間１０１では、キャリアガス供給路９１から供給されるキャリアガスと、ドライアイス生成管７内で生成されたドライアイス粒子とが合流する。具体的には、この合流空間１０１において、可撓性のチューブ８の下流側端部８ｂから流出されたドライアイス粒子が、可撓性のチューブ８の下流側端部８ｂよりも上流側から流れてくるキャリアガスの流れに乗るように合流する。合流空間１０１でキャリアガスと合流したドライアイス粒子は、流路１０２を通り、噴射口１０３から洗浄の対象物Ｘに向かって噴射される。 In the merging space 101, the carrier gas supplied from the carrier gas supply path 91 and the dry ice particles generated in the dry ice generation pipe 7 merge. Specifically, in the confluence space 101, the dry ice particles flowing out from the downstream end 8b of the flexible tube 8 flow from the upstream side of the downstream end 8b of the flexible tube 8. It joins so as to ride on the flow of the incoming carrier gas. The dry ice particles that have merged with the carrier gas in the merging space 101 pass through the flow path 102 and are injected from the injection port 103 toward the object X to be cleaned.

以下、加熱手段２０について説明する。加熱手段２０は、ドライアイス生成管７を加熱するために設けられている。図３（ａ）に示すように、加熱手段２０は、発熱体２０１と、熱伝導性を有する伝熱部材２０２とを有する。加熱手段２０がドライアイス生成管７を加熱することによって、ドライアイス生成管７内で詰まりの原因となる過度に大きなドライアイスの塊が生成されることを防止する。 Hereinafter, the heating means 20 will be described. The heating means 20 is provided for heating the dry ice generation tube 7. As shown in FIG. 3A, the heating means 20 includes a heating element 201 and a heat transfer member 202 having thermal conductivity. The heating means 20 heats the dry ice producing tube 7 to prevent the formation of excessively large dry ice lumps that cause clogging in the dry ice producing tube 7.

発熱体２０１には、例えば通電により発熱する電熱ヒータ等を用いる。発熱体２０１としての電熱ヒータの形状は、例えば真直な棒状とされ、ドライアイス生成管７の軸中心と平行に配置される。 As the heating element 201, for example, an electric heater or the like that generates heat when energized is used. The shape of the electric heater as the heating element 201 is, for example, a straight rod shape, and is arranged parallel to the axis center of the dry ice generation pipe 7.

また、伝熱部材２０２は、例えば第１伝熱部材２０２１と第２伝熱部材２０２２との２つに分かれた直方体形状のブロックで構成される。第１伝熱部材２０２１と第２伝熱部材２０２２とは、図３（ｂ）に示すように、それぞれにおける接続面を互いに向かい合わせて面接触させた状態で接続される。発熱体２０１と、ドライアイス生成管７とは、互いに並行に並んだ状態で、第１伝熱部材２０２１と第２伝熱部材２０２２との間に挟まれる構造となっている。第１伝熱部材２０２１と第２伝熱部材２０２２とにおけるそれぞれの接続面の一方又は双方には、発熱体２０１とドライアイス生成管７との側面部の形状に合わせて、凹部が形成されている。このような形状とすることによって、伝熱部材２０２が発熱体２０１およびドライアイス生成管７と接触する面積を大きくすることができ、発熱体２０１からドライアイス生成管７に効率よく熱伝達することが可能となる。なお、第１伝熱部材２０２１と第２伝熱部材２０２２とは、ボルト（不図示）を用いて固定されるが、固定手段は特に限定されない。 Further, the heat transfer member 202 is composed of, for example, a rectangular parallelepiped-shaped block divided into two, a first heat transfer member 2021 and a second heat transfer member 2022. As shown in FIG. 3B, the first heat transfer member 2021 and the second heat transfer member 2022 are connected with their connecting surfaces facing each other and in surface contact with each other. The heating element 201 and the dry ice generation tube 7 are arranged in parallel with each other and are sandwiched between the first heat transfer member 2021 and the second heat transfer member 2022. A recess is formed on one or both of the connecting surfaces of the first heat transfer member 2021 and the second heat transfer member 2022 in accordance with the shape of the side surface portion of the heating element 201 and the dry ice generation tube 7. There is. With such a shape, the area where the heat transfer member 202 comes into contact with the heating element 201 and the dry ice generation tube 7 can be increased, and heat can be efficiently transferred from the heating element 201 to the dry ice generation tube 7. Is possible. The first heat transfer member 2021 and the second heat transfer member 2022 are fixed by using bolts (not shown), but the fixing means is not particularly limited.

加熱手段２０の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、ドライアイス生成管７に温風を当てる構成や、発熱体２０１を直接ドライアイス生成管７に接触させる構成などであってもよい。すなわち、ドライアイス生成管７の内部において過度に大きなドライアイスの塊が生成されることを防止するよう、ドライアイス生成管７を加熱する構成であればよい。 The configuration of the heating means 20 is not limited to the above configuration. For example, a configuration in which warm air is blown to the dry ice generation pipe 7 or a configuration in which the heating element 201 is brought into direct contact with the dry ice generation pipe 7 may be used. That is, the structure may be such that the dry ice generation tube 7 is heated so as to prevent the formation of excessively large lumps of dry ice inside the dry ice generation tube 7.

加熱手段２０は、ドライアイス生成管７の一部（例えば、長さ方向中間位置より上流側、又は、上流側端部７ａ）のみを加熱する構成であってもよい。 The heating means 20 may be configured to heat only a part of the dry ice generation pipe 7 (for example, the upstream side or the upstream side end portion 7a from the intermediate position in the length direction).

温度制御部５０（図１、図２参照）は、ドライアイス生成管７の外表面の温度が所定の温度となるよう、加熱手段２０における加熱温度を制御する。具体的には、温度制御部５０は、発熱体２０１が電熱ヒータの場合、発熱体２０１に供給する電力を制御する。電力を制御することによって発熱体２０１の温度を制御し、ドライアイス生成管７の加熱温度を制御する。二酸化炭素は沸騰線、溶融線及び昇華線の交点である三重点の温度が−５６℃であることから、過度に大きなドライアイスの塊ができないように、ドライアイス生成管７の内部の温度が−５６℃以下にならないようにすることが望ましい。ドライアイス生成管７の内部を当該温度とするためには、ドライアイス生成管７の外表面の温度を一定の温度、例えば−２０℃から−３０℃程度にすることが望ましい。そうすることで、温度制御部５０は、電熱ヒータに通電する電力を制御し、加熱手段２０の加熱温度を制御することによって、ドライアイス生成管７の外表面の温度、ひいてはドライアイス生成管７の内部の温度を好ましい温度に制御することができる。 The temperature control unit 50 (see FIGS. 1 and 2) controls the heating temperature in the heating means 20 so that the temperature of the outer surface of the dry ice generation tube 7 becomes a predetermined temperature. Specifically, the temperature control unit 50 controls the electric power supplied to the heating element 201 when the heating element 201 is an electric heater. By controlling the electric power, the temperature of the heating element 201 is controlled, and the heating temperature of the dry ice generation pipe 7 is controlled. Since the temperature of the triple point, which is the intersection of the boiling line, the melting line, and the sublimation line, is -56 ° C, the temperature inside the dry ice generation tube 7 is set so that an excessively large mass of dry ice cannot be formed. It is desirable that the temperature does not drop below −56 ° C. In order to set the inside of the dry ice generation tube 7 to the temperature, it is desirable to set the temperature of the outer surface of the dry ice generation tube 7 to a constant temperature, for example, about −20 ° C. to −30 ° C. By doing so, the temperature control unit 50 controls the electric power to be applied to the electric heating heater, and by controlling the heating temperature of the heating means 20, the temperature of the outer surface of the dry ice generation tube 7, and eventually the dry ice generation tube 7 The internal temperature of the can be controlled to a preferable temperature.

本件の変形例を以下に挙げる。 An example of modification of this case is given below.

第２の実施形態に係るドライアイス噴射装置１００Ａは、図４に示すように、可撓性のチューブ８を用いず、噴射部材１０の上流側端部１０ａがドライアイス生成管７の下流側に直接に接続されている。 As shown in FIG. 4, the dry ice injection device 100A according to the second embodiment does not use the flexible tube 8, and the upstream end portion 10a of the injection member 10 is located on the downstream side of the dry ice generation pipe 7. It is directly connected.

また、第２の実施形態に係るドライアイス噴射装置１００Ａにおける加熱手段２０は、ドライアイス生成管７の噴射部材１０から露出した部分を加熱する。図４に示す例では、加熱手段２０は、ドライアイス生成管７の噴射部材１０から露出した部分であって、ドライアイス生成管７の下流側端部７ｂから所定距離（例えばドライアイス生成管７の１／２長さと同じ長さ）上流側に離れた部分を加熱している。 Further, the heating means 20 in the dry ice injection device 100A according to the second embodiment heats a portion of the dry ice generation pipe 7 exposed from the injection member 10. In the example shown in FIG. 4, the heating means 20 is a portion exposed from the injection member 10 of the dry ice generation pipe 7, and is a predetermined distance from the downstream end portion 7b of the dry ice generation pipe 7 (for example, the dry ice generation pipe 7). (Same length as 1/2 length of) The part separated to the upstream side is heated.

第２の実施形態に係るドライアイス噴射装置１００Ａにおける加熱手段２０は、ドライアイス生成管７の表面部に直接接触している。具体的には、伝熱部材２０２が直接ドライアイス生成管７の表面部に接触している。 The heating means 20 in the dry ice injection device 100A according to the second embodiment is in direct contact with the surface portion of the dry ice generation pipe 7. Specifically, the heat transfer member 202 is in direct contact with the surface portion of the dry ice generation tube 7.

第３の実施形態に係るドライアイス噴射装置１００Ｂは、図５に示すように、ドライアイス生成管７を複数備えている。複数のドライアイス生成管７は、それぞれの上流側端部７ａと下流側端部７ｂとの向きをそろえて互いに平行に配置される。 As shown in FIG. 5, the dry ice injection device 100B according to the third embodiment includes a plurality of dry ice generation pipes 7. The plurality of dry ice generation pipes 7 are arranged in parallel with each other so that the upstream side end portions 7a and the downstream side end portions 7b are aligned with each other.

第３の実施形態に係るドライアイス噴射装置１００Ｂにおいては、複数のドライアイス生成管７に対して、ドライアイス生成管７の数よりも少ない数の加熱手段２０Ｂを用いることが好ましい。例えば、発熱体２０１Ｂと伝熱部材２０２Ｂとをそれぞれ１つずつとし、伝熱部材２０２Ｂが、複数のドライアイス生成管７のすべてに接触する構成としてもよい。このようにすれば、複数のドライアイス生成管７のすべてを、１つの加熱手段２０Ｂで加熱することができる。そして、加熱手段２０Ｂの数を少なくすることによって、加熱手段２０Ｂの設置に必要なスペースの増加を防止することができる。 In the dry ice injection device 100B according to the third embodiment, it is preferable to use a number of heating means 20B smaller than the number of the dry ice generation pipes 7 for the plurality of dry ice generation pipes 7. For example, the heating element 201B and the heat transfer member 202B may be provided one by one, and the heat transfer member 202B may be in contact with all of the plurality of dry ice generation pipes 7. In this way, all of the plurality of dry ice generation tubes 7 can be heated by one heating means 20B. Then, by reducing the number of the heating means 20B, it is possible to prevent an increase in the space required for installing the heating means 20B.

なお、複数のドライアイス生成管７と、それぞれを加熱する加熱手段２０Ｂの構成は、上記の構成に限定されない。すなわち、対象物Ｘに対してドライアイス粒子を効率よく噴射できる構成であれば、他の構成としてもよい。 The configuration of the plurality of dry ice generation tubes 7 and the heating means 20B for heating each of them is not limited to the above configuration. That is, any other configuration may be used as long as it can efficiently inject dry ice particles onto the object X.

本発明は、例えば、ドライアイス噴射装置に適用することができる。 The present invention can be applied to, for example, a dry ice injection device.

１００、１００Ａ、１００Ｂドライアイス噴射装置
３１液化二酸化炭素供給路
６噴出孔
７ドライアイス生成管
７ａ（ドライアイス生成管の）下流側端部
７１膨張空間
８可撓性のチューブ
８ｂ（可撓性のチューブの）下流側端部
９１キャリアガス供給路
１０噴射部材
１０１合流空間
１０２流路
１０３噴射口
２０加熱手段
２０１発熱体
２０２伝熱部材
５０温度制御部

100, 100A, 100B Dry ice injection device 31 Liquefied carbon dioxide supply path 6 Ejection hole 7 Dry ice production tube 7a Downstream end (of dry ice production tube) 71 Expansion space 8 Flexible tube 8b (Flexible) Downstream end (of tube) 91 Carrier gas supply path 10 Injection member 101 Confluence space 102 Flow path 103 Injection port 20 Heating means 201 Heat generator 202 Heat transfer member 50 Temperature control unit

Claims

The liquefied carbon dioxide supply path that supplies liquefied carbon dioxide and
An ejection hole for ejecting liquefied carbon dioxide supplied from the liquefied carbon dioxide supply path, and
A dry ice generation tube having an expansion space formed inside to generate dry ice particles by expanding the liquefied carbon dioxide ejected from the ejection hole.
The carrier gas supply path that supplies the carrier gas and
An injection member connected to the downstream side of the dry ice generation pipe and merging the dry ice particles flowing out from the downstream side of the dry ice generation pipe and the carrier gas supplied from the carrier gas supply path and injecting from the injection port. When,
With
A heating means for heating the dry ice generation tube is provided.
A dry ice injection device characterized by this.

In the dry ice injection device according to claim 1,
The downstream side of the dry ice generation tube and the injection member are connected via a flexible tube.
The injection member is connected to the downstream side of the flexible tube, and the dry ice particles flowing out from the downstream side of the flexible tube and the carrier gas supplied from the carrier gas supply path are merged with each other. Inject from the injection port,
A dry ice injection device characterized by this.

In the dry ice injection device according to claim 1 or 2.
The liquefied carbon dioxide supply path supplies the liquefied carbon dioxide to the ejection hole at a pressure within 2 MPa ± 0.3 MPa.
A dry ice injection device characterized by this.

In the dry ice injection device according to any one of claims 1 to 3.
A temperature control unit for controlling the heating temperature in the heating means is provided so that the dry ice generation tube has a predetermined temperature.
A dry ice injection device characterized by this.

In the dry ice injection device according to any one of claims 1 to 4.
The heating means has a heating element and a heat transfer member having thermal conductivity, and transfers the heat generated by the heating element to the dry ice generation tube via the heat transfer member.
A dry ice injection device characterized by this.

In the dry ice injection device according to any one of claims 1 to 5.
The heating means transfers heat by directly contacting the dry ice generation tube.
A dry ice injection device characterized by this.

In the dry ice injection device according to claim 6,
The heating means transfers heat by directly contacting the upstream side of the dry ice generation tube.
A dry ice injection device characterized by this.