JP3223560U - Dry ice cleaning equipment - Google Patents

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裕正 金山
裕正 金山
耕一 平野
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Abstract

【課題】噴射ガス圧を低くしつつ洗浄能力が維持できる構造とすることで、壊れ易い洗浄対象物への対応が可能なドライアイス洗浄装置を提供する。【解決手段】炭酸ガス用水平孔部11に液化炭酸ガスを供給する液化炭酸ガスボンベ2と、噴射ガス用水平孔部12に噴射用ガスを供給する噴射用ガスボンベ3とを接続し、ハウジング本体10内に、各ガスを混合して混合ガスを生成する混合部20と、混合部と接続して混合ガスを噴射するノズル30と、を備えたドライアイス洗浄装置において、ノズルをラバールノズル形状とするとともに、混合部は、炭酸ガス用水平孔部に連通する調整室21と、調整室の下面と噴射ガス用水平孔部の上面とを連結する連通部22と、連通部の開口を調整する調整弁23を備え、炭酸ガス用水平孔部内が液化炭酸ガスで充填されるように液化状態で供給される。【選択図】図1Provided is a dry ice cleaning apparatus capable of dealing with a fragile object to be cleaned by adopting a structure capable of maintaining a cleaning ability while lowering an injection gas pressure. A liquefied carbon dioxide gas cylinder 2 for supplying liquefied carbon dioxide gas to a horizontal hole portion 11 for carbon dioxide and an injection gas cylinder 3 for supplying injection gas to a horizontal hole portion 12 for injection gas are connected, and a housing body 10 is connected. In a dry ice cleaning apparatus comprising a mixing unit 20 that mixes each gas to produce a mixed gas, and a nozzle 30 that is connected to the mixing unit and injects the mixed gas, the nozzle has a Laval nozzle shape The mixing unit includes an adjustment chamber 21 that communicates with the carbon dioxide horizontal hole portion, a communication portion 22 that connects the lower surface of the adjustment chamber and the upper surface of the injection gas horizontal hole portion, and an adjustment valve that adjusts the opening of the communication portion. 23 and is supplied in a liquefied state so that the carbon dioxide horizontal hole is filled with liquefied carbon dioxide. [Selection] Figure 1

Description

本考案は、液化炭酸ガスを原料としたドライアイスを洗浄物に衝突させて汚染を除去するドライアイス洗浄装置に関し、特に、薄くて壊れ易い洗浄対象物に対しても使用可能とするとともに、ドライアイス洗浄装置に対して液化炭酸ガスが充填されたガスボンベを使用する場合に、ガスボンベ内の液化炭酸ガスを有効に消費させるための構造に関する。   The present invention relates to a dry ice cleaning apparatus that removes contamination by colliding dry ice using liquefied carbon dioxide as a raw material with a cleaning object. In particular, the present invention can be used for a thin and fragile object to be cleaned. The present invention relates to a structure for effectively consuming liquefied carbon dioxide gas in a gas cylinder when a gas bomb filled with liquefied carbon dioxide gas is used for an ice cleaning device.

近年、社会環境問題に配慮するに従い、工業製品で使用されていた洗浄剤、例えば、炭化水素系洗浄剤や、強酸性、強アルカリ性等の工業用洗浄剤の使用が禁止、或いは厳しい管理が要求されるようになってきている。
このような状況下において、環境負荷が少ない液化炭酸ガスを原料としたドライアイスを洗浄物に衝突させて汚染を除去する洗浄装置が注目されている。
In recent years, in consideration of social and environmental issues, the use of cleaning agents used in industrial products, such as hydrocarbon cleaners and industrial cleaners such as strongly acidic and strongly alkaline, is prohibited or requires strict management. It has come to be.
Under such circumstances, a cleaning apparatus that removes contamination by causing dry ice made of liquefied carbon dioxide gas, which has a low environmental load, to collide with a cleaning object has been attracting attention.

従来、この種の装置では、固形化したドライアイスをペレット状にしたものを、乾燥空気や窒素ガスを0.5MPa以上の高圧力の流路に放出し、洗浄物に衝突させることで汚染物を削り取る方法と、液化炭酸ガスをその状態のままノズルの先端から放出することで微細なドライアイスを形成し、キャリアガスで洗浄物に衝突させることで汚染物を削り取る方法とが存在する。後者の方法は、前者と同様に、0.5MPa以上の高圧力のキャリアガスを用いたり、炭酸ガス流量を大量(例えば、9kg/h以上の量)に使用する場合が多い。   Conventionally, in this type of equipment, solidified dry ice in the form of pellets is discharged with dry air or nitrogen gas into a high-pressure flow path of 0.5 MPa or more and made to collide with the cleaning object. There is a method of scraping off contaminants, and a method of scraping contaminants by forming fine dry ice by discharging liquefied carbon dioxide gas from the tip of the nozzle in that state and causing it to collide with a cleaning object with a carrier gas. As in the former, the latter method often uses a high-pressure carrier gas of 0.5 MPa or more, or uses a large amount of carbon dioxide gas (for example, an amount of 9 kg / h or more).

上述したドライアイス洗浄装置は、0.5MPa以上の高圧力のキャリアガスを使用するので、洗浄対象物が薄くて壊れ易いもの、例えば半導体で使用するウエハー等へ使用する場合は、洗浄対象物を破損する可能性が高いという課題が存在した。   Since the dry ice cleaning apparatus described above uses a high-pressure carrier gas of 0.5 MPa or more, when the object to be cleaned is thin and easily broken, such as a wafer used in a semiconductor, the object to be cleaned is used. There was a problem of high possibility of breakage.

また、炭酸ガスの使用量が多い場合は、ノズル先端からのドライアイスの放出状態を良好に保つため、多くの残量が残った状態で液化炭酸ガスを供給するガスボンベの交換が必要となり、大幅なコスト高を招くという課題があった。   In addition, if the amount of carbon dioxide used is large, it is necessary to replace the gas cylinder that supplies liquefied carbon dioxide with a large remaining amount remaining in order to maintain a good dry ice discharge state from the nozzle tip. There was a problem of incurring high costs.

特許文献1には、液化炭酸ガス供給系と、噴射用ガス(キャリアガス)供給系と、絞り部を通過して生成されたドライアイススノーを含む炭酸ガスと噴射用ガスとを混合して混合ガスを生成する混合部と、混合ガスを噴射するノズルとを備え、前記ノズルの構造を工夫することで安定した洗浄能力を発揮できるドライアイススノー洗浄装置が開示されている。   In Patent Document 1, a liquefied carbon dioxide supply system, an injection gas (carrier gas) supply system, and a carbon dioxide gas containing dry ice snow generated through a throttling portion and an injection gas are mixed and mixed. There is disclosed a dry ice snow cleaning apparatus that includes a mixing unit that generates gas and a nozzle that injects a mixed gas, and that can exhibit stable cleaning performance by devising the structure of the nozzle.

特許第6338515号公報Japanese Patent No. 6338515

しかしながら、特許文献1に開示されたドライアイススノー洗浄装置によれば、液化炭酸ガスの流量が7kg/h、噴射ガス圧が0.5MPaと記載され、壊れ易い洗浄対象物に適した洗浄装置ではなかった。   However, according to the dry ice snow cleaning device disclosed in Patent Document 1, the flow rate of the liquefied carbon dioxide gas is described as 7 kg / h and the injection gas pressure is 0.5 MPa. There wasn't.

本考案は上記実情に鑑みて提案されたもので、噴射ガス圧を低くしつつ洗浄能力が維持できる構造とすることで、壊れ易い洗浄対象物への対応が可能なドライアイス洗浄装置を提供することを目的としている。   The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and provides a dry ice cleaning apparatus capable of dealing with a fragile cleaning object by adopting a structure capable of maintaining the cleaning ability while reducing the injection gas pressure. The purpose is that.

上記目的を達成するため本考案は、本体(ハウジング本体10)に設けた炭酸ガス用水平孔部(11)に液化炭酸ガスを供給する液化炭酸ガス供給手段(液化炭酸ガスボンベ2)と、本体(ハウジング本体10)に設けた噴射ガス用水平孔部(12)に噴射用ガスを供給する噴射用ガス供給手段(噴射用ガスボンベ3)とを接続し、前記本体(ハウジング本体10)内に、前記各ガスを混合して混合ガスを生成する混合部(20)と、前記混合部(20)と接続して前記混合ガスを噴射するノズル(30)を備えたドライアイス洗浄装置において、次の構成を含むことを特徴としている。
前記ノズル(30)をラバールノズル形状とする。
前記混合部(20)は、前記炭酸ガス用水平孔部(11)に連通する調整室(21)と、前記調整室(21)下面と噴射ガス用水平孔部(12)上面とを連結する連通部(22)と、前記連通部(22)の開口を調整する調整弁(23)とを備えるとともに、前記炭酸ガス用水平孔部(11)内が液化炭酸ガスで充填されるように液化状態で供給される。
In order to achieve the above object, the present invention provides a liquefied carbon dioxide supply means (liquefied carbon dioxide cylinder 2) for supplying liquefied carbon dioxide to a carbon dioxide horizontal hole (11) provided in the main body (housing main body 10), The injection gas supply means (injection gas cylinder 3) for supplying the injection gas to the injection gas horizontal hole (12) provided in the housing main body 10) is connected, and the main body (housing main body 10) has the above-mentioned In a dry ice cleaning apparatus including a mixing unit (20) that mixes each gas to generate a mixed gas, and a nozzle (30) that is connected to the mixing unit (20) and injects the mixed gas, the following configuration It is characterized by including.
The nozzle (30) has a Laval nozzle shape.
The mixing unit (20) connects the adjustment chamber (21) communicating with the carbon dioxide horizontal hole (11), the lower surface of the adjustment chamber (21), and the upper surface of the horizontal hole for injection gas (12). It is provided with a communication part (22) and an adjusting valve (23) for adjusting the opening of the communication part (22), and liquefied so that the carbon dioxide horizontal hole part (11) is filled with liquefied carbon dioxide gas. Supplied in state.

請求項2は、請求項1のドライアイス洗浄装置において、
前記炭酸ガス用水平孔部(11)への液化状態での供給は、前記液化炭酸ガス供給手段(液化炭酸ガスボンベ2)から段階的に細径となる複数の配管(4)を接続することで実現することを特徴としている。
Claim 2 is the dry ice cleaning apparatus of claim 1,
The supply in the liquefied state to the horizontal hole for carbon dioxide (11) is made by connecting a plurality of pipes (4) having a diameter gradually reduced from the liquefied carbon dioxide supply means (liquefied carbon dioxide cylinder 2). It is characterized by realizing.

請求項3は、請求項1のドライアイス洗浄装置において、
前記ノズル(30)のラバールノズル形状は、
前記混合部(20)に連通してテーパー状に内径が徐々に小さくなる絞り部(31)と、
前記絞り部(31)に連通する同一径で形成された噴射部(32)と、
前記噴射部(32)に連通してテーパー状に内径が徐々に大きくなる拡大部(33)と、
を備えたことを特徴としている。
Claim 3 is the dry ice cleaning apparatus of claim 1,
The Laval nozzle shape of the nozzle (30) is:
A throttle portion (31) communicating with the mixing portion (20) and having a tapered inner diameter that gradually decreases,
An injection part (32) formed with the same diameter communicating with the throttle part (31);
An enlarged portion (33) communicating with the injection portion (32) and having a tapered inner diameter that gradually increases;
It is characterized by having.

請求項4は、請求項3のドライアイス洗浄装置において、
前記絞り部(31)より前記拡大部(33)のテーパー状が急峻であることを特徴としている。
Claim 4 is the dry ice cleaning apparatus of claim 3,
A taper shape of the enlarged portion (33) is steeper than the narrowed portion (31).

請求項5は、請求項1のドライアイス洗浄装置において、
前記ノズル(30)の内面を電解研磨処理することを特徴としている。
Claim 5 is the dry ice cleaning apparatus of claim 1,
The inner surface of the nozzle (30) is subjected to electrolytic polishing.

請求項6は、請求項1のドライアイス洗浄装置において、
前記噴射用ガス供給手段(噴射用ガスボンベ3)から前記噴射ガス用水平孔部(12)に導く配管(5)の途中に加温手段(加熱器6)を設けたことを特徴としている。
Claim 6 is the dry ice cleaning apparatus of claim 1,
A heating means (heater 6) is provided in the middle of the pipe (5) leading from the injection gas supply means (injection gas cylinder 3) to the injection gas horizontal hole (12).

請求項7は、請求項1のドライアイス洗浄装置において、
前記液化炭酸ガスの供給流量が7kg/h以下であることを特徴としている。
Claim 7 is the dry ice cleaning apparatus of claim 1,
The supply flow rate of the liquefied carbon dioxide gas is 7 kg / h or less.

請求項8は、請求項1のドライアイス洗浄装置において、
前記ノズル(30)からの噴射圧が0.18〜0.22MPaであることを特徴としている。
Claim 8 is the dry ice cleaning apparatus of claim 1,
The injection pressure from the nozzle (30) is 0.18 to 0.22 MPa.

請求項1のドライアイス洗浄装置によれば、ノズル(30)をラバールノズル形状とすることで、噴射用ガスの流速を音速以上にすることができ、噴射圧が低圧(例えば0.2MPa)の状態での大気放出が可能となり、壊れ易い洗浄対象物に適したドライアイス洗浄装置とすることができる。
また、液化状態の液化炭酸ガスが調整室(21)から噴射ガス用水平孔部(12)へほぼ液化状態で放出されるので、0.2MPa程度の低圧であってもドライアイスは液化状態から変化した直後の粒子が小さい状態でノズル(30)から噴射させることができる。
According to the dry ice cleaning apparatus of claim 1, by making the nozzle (30) into a Laval nozzle shape, the flow velocity of the injection gas can be made higher than the sonic velocity, and the injection pressure is low (for example, 0.2 MPa). Can be released into the atmosphere, and a dry ice cleaning device suitable for a fragile object to be cleaned can be obtained.
In addition, since the liquefied liquefied carbon dioxide gas is released from the adjustment chamber (21) to the injection gas horizontal hole (12) in a substantially liquefied state, the dry ice can be removed from the liquefied state even at a low pressure of about 0.2 MPa. The particles immediately after the change can be ejected from the nozzle (30) in a small state.

請求項2のドライアイス洗浄装置によれば、液化炭酸ガス供給手段(液化炭酸ガスボンベ2)から段階的に細径となる複数配管を接続して液化炭酸ガスを炭酸ガス用水平孔部(11)に供給することで、調整室(21)内の液化炭酸ガスを液化状態で維持することができる。   According to the dry ice cleaning apparatus of the second aspect, a plurality of pipes, which are gradually reduced in diameter, are connected from the liquefied carbon dioxide supply means (liquefied carbon dioxide cylinder 2) to allow the liquefied carbon dioxide to flow into the carbon dioxide horizontal holes (11). The liquefied carbon dioxide gas in the adjustment chamber (21) can be maintained in a liquefied state.

請求項3のドライアイス洗浄装置によれば、絞り部(31)と噴射部(32)と拡大部(33)を形成することで、ノズル(30)をラバールノズル形状とすることができる。   According to the dry ice cleaning apparatus of the third aspect, the nozzle (30) can be formed into a Laval nozzle shape by forming the throttle portion (31), the injection portion (32), and the enlarged portion (33).

請求項4のドライアイス洗浄装置によれば、絞り部(31)より拡大部(33)のテーパー状を急峻にすることで、ノズル(30)から大気放出される噴射用ガスの流速を音速以上にすることができる。   According to the dry ice cleaning apparatus of the fourth aspect, the flow velocity of the jetting gas discharged from the nozzle (30) to the atmosphere is higher than the sonic velocity by making the taper shape of the enlarged portion (33) sharper than the throttle portion (31). Can be.

請求項5のドライアイス洗浄装置によれば、ノズル(30)の内面を電解研磨処理することで、表面が平準となり、液化炭酸ガス内の水分や、雰囲気に存在する水分が付着するのを防止し、ノズル(30)先端が塞がれることを防止することができる。   According to the dry ice cleaning apparatus of claim 5, the inner surface of the nozzle (30) is subjected to an electropolishing treatment so that the surface is leveled and moisture in the liquefied carbon dioxide gas or moisture present in the atmosphere is prevented from adhering. Thus, the tip of the nozzle (30) can be prevented from being blocked.

請求項6のドライアイス洗浄装置によれば、噴射用ガスが供給される配管(5)に加温手段(6)を設けて噴射用ガスを加温することで、洗浄物の表面が結露するのを防ぎ、洗浄効果を向上させることができる。   According to the dry ice cleaning apparatus of the sixth aspect, the surface of the cleaning object is condensed by providing the heating means (6) in the pipe (5) to which the injection gas is supplied to heat the injection gas. Can be prevented and the cleaning effect can be improved.

請求項7のドライアイス洗浄装置によれば、液化炭酸ガスの供給流量を7kg/h以下とすることで、壊れ易い洗浄対象物に対して良好な洗浄効果を発揮させることができる。   According to the dry ice cleaning apparatus of the seventh aspect, by setting the supply flow rate of the liquefied carbon dioxide gas to 7 kg / h or less, it is possible to exert a good cleaning effect on a fragile cleaning object.

請求項8のドライアイス洗浄装置によれば、ノズル(30)からの噴射圧を0.18〜0.22MPaとすることで、壊れやすいものでも洗浄対象物とすることができる。   According to the dry ice cleaning apparatus of the eighth aspect, by setting the injection pressure from the nozzle (30) to 0.18 to 0.22 MPa, even a fragile object can be a cleaning object.

本発明の実施形態に係るドライアイス洗浄装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the dry ice cleaning apparatus which concerns on embodiment of this invention. ドライアイス洗浄装置の調整室部分の拡大断面説明図である。It is expansion sectional explanatory drawing of the adjustment chamber part of a dry ice cleaning apparatus.

本考案のドライアイス洗浄装置の実施形態の一例について、図1を参照しながら説明する。
ドライアイス洗浄装置1は、ハウジング本体10に設けた炭酸ガス用水平孔部11に液化炭酸ガスを供給する液化炭酸ガスボンベ(液化炭酸ガス供給手段)2と、ハウジング本体10に設けた噴射ガス用水平孔部12に噴射用ガスを供給する噴射用ガスボンベ(噴射用ガス供給手段)3とを備えて構成されている。炭酸ガス用水平孔部11及び噴射ガス用水平孔部12は、ハウジング本体10内において、水平方向にそれぞれ円筒状に形成されている。
噴射用ガス(キャリアガス)としては、例えば、ドライエアー、窒素ガス、アルゴンガスまたは炭酸ガスなど、炭酸ガスに対して不活性なガスを用いることができる。
ハウジング本体10内には、各ガスを混合して混合ガスを生成する混合部20と、混合部20と接続して混合ガスを噴射するノズル30とを備えている。
An example of an embodiment of the dry ice cleaning apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
The dry ice cleaning apparatus 1 includes a liquefied carbon dioxide cylinder (liquefied carbon dioxide supply means) 2 that supplies liquefied carbon dioxide gas to a carbon dioxide horizontal hole portion 11 provided in the housing body 10, and a jet gas horizontal position provided in the housing body 10. An injection gas cylinder (injection gas supply means) 3 for supplying the injection gas to the hole 12 is provided. The carbon dioxide gas horizontal hole portion 11 and the injection gas horizontal hole portion 12 are each formed in a cylindrical shape in the horizontal direction in the housing body 10.
As the injection gas (carrier gas), for example, a gas inert to carbon dioxide such as dry air, nitrogen gas, argon gas or carbon dioxide can be used.
The housing body 10 includes a mixing unit 20 that mixes each gas to generate a mixed gas, and a nozzle 30 that is connected to the mixing unit 20 and injects the mixed gas.

混合部20は、炭酸ガス用水平孔部11に連通する調整室21と、調整室21下面と噴射ガス用水平孔部12上面とを連結する連通部22と、連通部22の開口を調整する調整弁23とを備えている。調整弁23は、下端を円錐状に構成し手動(又は自動)操作で連通部22の上部開口に対して進退させることで、開度を調整して開閉可能なバルブを構成している。
また、炭酸ガス用水平孔部11内は、液化炭酸ガスで充填されるように液化炭酸ガスボンベ2から液化状態を維持して供給されるようになっている。
The mixing unit 20 adjusts the adjustment chamber 21 communicating with the carbon dioxide horizontal hole portion 11, the communication portion 22 connecting the lower surface of the adjustment chamber 21 and the upper surface of the injection gas horizontal hole portion 12, and the opening of the communication portion 22. And a regulating valve 23. The adjusting valve 23 is configured to be a valve that can be opened and closed by adjusting the opening degree by configuring the lower end in a conical shape and moving it forward and backward with respect to the upper opening of the communicating portion 22 by manual (or automatic) operation.
Further, the carbon dioxide gas horizontal hole 11 is supplied from the liquefied carbon dioxide cylinder 2 while maintaining the liquefied state so as to be filled with the liquefied carbon dioxide gas.

すなわち、図2に示すように、調整室21に対して炭酸ガス用水平孔部11の開口が臨む最上位置11aより少しだけ高い位置まで液状化が維持された液化炭酸ガスが充填されるようになっている。炭酸ガス用水平孔部11内を液状化が維持された液化炭酸ガスで充填するためには、液化炭酸ガスボンベ2から配管4を介して炭酸ガス用水平孔部11に液化炭酸ガスを導く場合に、液化炭酸ガスボンベ2から段階的に細径となる複数の配管を接続することで、配管先での圧力の低下を防いで供給される液化炭酸ガスの液状化維持を実現することができる。   That is, as shown in FIG. 2, the adjustment chamber 21 is filled with liquefied carbon dioxide gas that has been kept liquefied up to a position slightly higher than the uppermost position 11a where the opening of the horizontal hole portion 11 for carbon dioxide gas faces. It has become. In order to fill the carbon dioxide gas horizontal hole portion 11 with the liquefied carbon dioxide gas maintained to be liquefied, the liquefied carbon dioxide gas is led from the liquefied carbon dioxide gas cylinder 2 to the carbon dioxide gas horizontal hole portion 11 through the pipe 4. By connecting a plurality of pipes that are gradually reduced in diameter from the liquefied carbon dioxide cylinder 2, it is possible to maintain liquefaction of the liquefied carbon dioxide gas that is supplied while preventing a pressure drop at the pipe tip.

液化炭酸ガスボンベ2から供給されたガスは、配管の先に行くほど圧力が低下し気化(ミスト状の気液混合状態)する性質を有しているが、段階的に配管を細く(体積を小さく)していくことで配管内の圧力を高い状態で維持し、雰囲気温度に影響されることなく液体の状態のままの炭酸ガスを噴射口となる連通部22付近まで流すことが可能となる。   The gas supplied from the liquefied carbon dioxide cylinder 2 has the property that the pressure drops and vaporizes (mist-like gas-liquid mixed state) as it goes to the end of the pipe, but the pipe is made narrower (the volume is reduced). ), The pressure in the pipe is maintained at a high level, and the carbon dioxide gas in a liquid state can be flowed to the vicinity of the communication portion 22 serving as the injection port without being affected by the ambient temperature.

混合部20では、調整弁23により開度を調整することで、調整室21から連通部22を介してほぼ液化状態で液化炭酸ガスが混合部(チャンバー)20に放出され、チャンバー内で微細なドライアイスが形成される。   In the mixing unit 20, the opening degree is adjusted by the adjusting valve 23, so that the liquefied carbon dioxide gas is released from the adjusting chamber 21 through the communication unit 22 in a substantially liquefied state to the mixing unit (chamber) 20. Dry ice is formed.

ノズル30は、テーパー状に内径が徐々に小さくなる絞り部31と、絞り部31に連通する噴射部32と、噴射部32に連通してテーパー状に内径が徐々に大きくなる拡大部33を備えることでラバールノズル形状を形成している。混合部20の先端側の内面は、ノズル30の絞り部31の内面と連続している。
すなわち、ノズル30は、混合部20に連通してテーパー状に内径が徐々に小さくなる絞り部31と、絞り部31に連通する同一径で形成された噴射部32と、噴射部32に連通してテーパー状に内径が徐々に大きくなる拡大部33を備えたラバールノズル形状を形成している。そして、このラバールノズル形状は、絞り部31より拡大部33のテーパー状が急峻となるように形成されている。より具体的には、絞り部31の断面の頂角より、拡大部33の頂角の方が小さい角度に形成され、噴射部32に対して絞り部31より拡大部33の方が急な斜面となっている。
したがって、噴射ガス用水平孔部12内における混合部20より先の部分において、流体の流れに垂直な流路面積が流れにしたがって小さくなった後(絞り部31)、噴射部32を通過した後に、流路面積が次第に大きくなることで、キャリアガスを音速にして運動エネルギーをドライアイスに与えることができる。また、拡大部33の最小面積となるスロートでの速度が音速になると、それ以上流量は流れない。
The nozzle 30 includes a narrowed portion 31 that gradually decreases in inner diameter in a tapered shape, an injection portion 32 that communicates with the narrowed portion 31, and an enlarged portion 33 that communicates with the ejection portion 32 and gradually increases in inner diameter in a tapered shape. Thus, a Laval nozzle shape is formed. The inner surface on the tip side of the mixing unit 20 is continuous with the inner surface of the throttle unit 31 of the nozzle 30.
In other words, the nozzle 30 communicates with the mixing unit 20, a throttle part 31 having a tapered inner diameter that gradually decreases, an injection part 32 formed with the same diameter communicating with the throttle part 31, and the injection part 32. Thus, a Laval nozzle shape having an enlarged portion 33 whose inner diameter gradually increases in a tapered shape is formed. The Laval nozzle shape is formed such that the taper shape of the enlarged portion 33 is steeper than the throttle portion 31. More specifically, the apex angle of the enlarged portion 33 is smaller than the apex angle of the section of the throttle portion 31, and the enlarged portion 33 is steeper than the throttle portion 31 relative to the injection portion 32. It has become.
Therefore, after the flow passage area perpendicular to the flow of the fluid decreases in the portion ahead of the mixing portion 20 in the horizontal hole portion 12 for the jet gas (throttle portion 31) and after passing through the jet portion 32. The channel area is gradually increased, so that the kinetic energy can be given to the dry ice by making the carrier gas sound velocity. Further, when the speed at the throat, which is the minimum area of the enlarged portion 33, becomes the sound speed, the flow rate does not flow any further.

ノズル30の絞り部31,噴射部32,拡大部33の内面は、電解研磨処理させることで表面が平準化され、噴射時において、液化炭酸ガス内の水分や、雰囲気に存在する水分がノズル30に付着するのを防ぐことで、ノズル30の絞り部31,噴射部32,拡大部33が塞がれることを防止する。   The inner surfaces of the throttle part 31, the injection part 32, and the enlargement part 33 of the nozzle 30 are leveled by electrolytic polishing, and the moisture in the liquefied carbon dioxide gas and the moisture present in the atmosphere are discharged from the nozzle 30 during the injection. By preventing it from adhering to the nozzle 30, the throttle part 31, the injection part 32, and the enlargement part 33 of the nozzle 30 are prevented from being blocked.

また、噴射用ガスボンベ3から噴射ガス用水平孔部12に導く配管5の途中にヒータ等の加熱器6による加温手段を設けることで、供給されるキャリアガスを加温することができ、ノズル30から噴射したガスが洗浄物に衝突するに際して、洗浄物の表面が結露するのを防止して洗浄効果を向上させる。   Also, by providing a heating means by a heater 6 such as a heater in the middle of the pipe 5 leading from the injection gas cylinder 3 to the injection gas horizontal hole portion 12, the supplied carrier gas can be heated, and the nozzle When the gas jetted from 30 collides with the cleaning object, the surface of the cleaning object is prevented from condensing and the cleaning effect is improved.

上述したドライアイス洗浄装置では、炭酸ガス用水平孔部11に供給される液化炭酸ガスの流量を3〜7kg/hとし、ノズル30から噴射される噴射圧を0.18〜0.22MPaとしている。0.2MPa程度の低圧の噴射用ガスを使用して流量が少ない状態且つ洗浄効果が発揮できる流量でノズル30から噴射させることができるので、壊れ易い洗浄対象物(例えば、半導体)の洗浄に使用することができる。   In the dry ice cleaning apparatus described above, the flow rate of the liquefied carbon dioxide gas supplied to the carbon dioxide horizontal hole 11 is 3 to 7 kg / h, and the injection pressure injected from the nozzle 30 is 0.18 to 0.22 MPa. . Since low pressure injection gas of about 0.2 MPa can be injected from the nozzle 30 with a low flow rate and a flow rate that can exert a cleaning effect, it is used for cleaning fragile cleaning objects (for example, semiconductors). can do.

上述したドライアイス洗浄装置の構成によれば、その流路は、炭酸ガス用水平孔部11から調整室21まで液化炭酸ガスの状態変化を引き起こす部品を無くすことで、調整室21から調整弁23を介してほぼ液化炭酸ガス状態で混合部(チャンバー)20に放出され、チャンバー内で微細なドライアイスに形成されたものが、0.18〜0.22PMaの低圧力の噴射用ガス(キャリアガス)の流れとともにノズル30の先端の噴射部33から噴射される。   According to the configuration of the dry ice cleaning device described above, the flow path is adjusted from the adjustment chamber 21 to the adjustment valve 23 by eliminating the components that cause a change in the state of liquefied carbon dioxide from the carbon dioxide horizontal hole 11 to the adjustment chamber 21. Is discharged into the mixing section (chamber) 20 in a substantially liquefied carbon dioxide state, and formed into fine dry ice in the chamber is a low-pressure jet gas (carrier gas) of 0.18 to 0.22 PMa. ) And is injected from the injection portion 33 at the tip of the nozzle 30.

ノズル30の先端側がラバールノズル形状に形成されて音速での噴流が得られるので、0.2PMaの低圧な噴射用ガス(キャリアガス)を使用した場合においても、連通部22から噴射する液体炭酸ガスに十分な運動エネルギーを与えることができる。その結果、微細なドライアイスが洗浄物に衝突した際の衝撃で液化炭酸ガスに再度戻り、洗浄物の汚染物に付着、或いは洗浄物と汚染物との間に入り込むことで、液体炭酸ガスが気化する際に汚染物を同時に剥離させることができる。   Since the tip side of the nozzle 30 is formed in a Laval nozzle shape and a jet at a sonic speed is obtained, even when a low pressure injection gas (carrier gas) of 0.2 PMa is used, the liquid carbon dioxide injected from the communicating portion 22 Sufficient kinetic energy can be given. As a result, when the fine dry ice collides with the cleaning object, it returns to the liquefied carbon dioxide gas again, and adheres to the contaminants of the cleaning object or enters between the cleaning object and the contaminants, so that the liquid carbon dioxide gas Contaminants can be peeled off simultaneously when vaporizing.

1…ドライアイス洗浄装置
2…液化炭酸ガスボンベ(液化炭酸ガス供給手段)
3…噴射用ガスボンベ(噴射用ガス供給手段)
4…配管
5…配管
6…加温器(加熱手段)
10…ハウジング本体(本体)
11…炭酸ガス用水平孔部
12…噴射ガス用水平孔部
20…混合部
21…調整室
22…連通部
23…調整弁
30…ノズル
31…絞り部
32…噴射部
33…拡大部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dry ice washing apparatus 2 ... Liquefied carbon dioxide cylinder (liquefied carbon dioxide supply means)
3 ... Gas cylinder for injection (gas supply means for injection)
4 ... Piping 5 ... Piping 6 ... Heater (heating means)
10 ... Housing body (main body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Horizontal hole part for carbon dioxide gas 12 ... Horizontal hole part for injection gas 20 ... Mixing part 21 ... Adjustment chamber 22 ... Communication part 23 ... Adjustment valve 30 ... Nozzle 31 ... Restriction part 32 ... Injection part 33 ... Expansion part

Claims (8)

本体に設けた炭酸ガス用水平孔部に液化炭酸ガスを供給する液化炭酸ガス供給手段と、本体に設けた噴射ガス用水平孔部に噴射用ガスを供給する噴射用ガス供給手段とを接続し、前記ハウジング内に、前記各ガスを混合して混合ガスを生成する混合部と、前記混合部と接続して前記混合ガスを噴射するノズルと、を備えたドライアイス洗浄装置において、
前記ノズルをラバールノズル形状とするとともに、
前記混合部は、前記炭酸ガス用水平孔部に連通する調整室と、前記調整室下面と噴射ガス用水平孔部上面とを連結する連通部と、前記連通部の開口を調整する調整弁とを備え、
前記炭酸ガス用水平孔部内が液化炭酸ガスで充填されるように液化状態で供給される
ことを特徴とするドライアイス洗浄装置。
A liquefied carbon dioxide supply means for supplying liquefied carbon dioxide gas to a horizontal hole portion for carbon dioxide gas provided in the main body and an injection gas supply means for supplying injection gas to a horizontal hole portion for injection gas provided in the main body are connected. In the dry ice cleaning apparatus comprising: a mixing unit that mixes each gas in the housing to generate a mixed gas; and a nozzle that is connected to the mixing unit and injects the mixed gas.
While making the nozzle into a Laval nozzle shape,
The mixing section includes an adjustment chamber communicating with the carbon dioxide horizontal hole portion, a communication portion connecting the lower surface of the adjustment chamber and the upper surface of the horizontal hole portion for injection gas, and an adjustment valve for adjusting the opening of the communication portion. With
A dry ice cleaning apparatus, wherein the carbon dioxide gas horizontal hole is supplied in a liquefied state so as to be filled with liquefied carbon dioxide gas.
前記炭酸ガス用水平孔部への液化状態での供給は、前記液化炭酸ガス供給手段から段階的に細径となる複数配管を接続することで実現する請求項1に記載のドライアイス洗浄装置。   The dry ice cleaning apparatus according to claim 1, wherein the supply in the liquefied state to the carbon dioxide horizontal hole portion is realized by connecting a plurality of pipes that are gradually reduced in diameter from the liquefied carbon dioxide supply means. 前記ノズルのラバールノズル形状は、
前記混合部に連通してテーパー状に内径が徐々に小さくなる絞り部と、
前記絞り部に連通する同一径で形成された噴射部と、
前記噴射部に連通してテーパー状に内径が徐々に大きくなる拡大部と、
を備えた請求項1に記載のドライアイス洗浄装置。
The Laval nozzle shape of the nozzle is
A throttle portion communicating with the mixing portion and having a tapered inner diameter that gradually decreases;
An injection part formed with the same diameter communicating with the throttle part;
An enlarged portion that gradually communicates with the injection portion and has an inner diameter that gradually increases in a tapered shape;
The dry ice cleaning apparatus according to claim 1, comprising:
前記絞り部より前記拡大部のテーパー状が急峻である請求項3に記載のドライアイス洗浄装置。   The dry ice cleaning apparatus according to claim 3, wherein the taper of the enlarged portion is steeper than the throttle portion. 前記ノズルの内面を電解研磨処理する請求項1に記載のドライアイス洗浄装置。   The dry ice cleaning apparatus according to claim 1, wherein an inner surface of the nozzle is subjected to an electrolytic polishing process. 前記噴射用ガス供給手段から前記噴射ガス用水平孔部に導く配管途中に加温手段を設けた請求項1に記載のドライアイス洗浄装置。   The dry ice cleaning apparatus according to claim 1, wherein a heating means is provided in the middle of a pipe leading from the injection gas supply means to the injection gas horizontal hole. 前記液化炭酸ガスの供給流量が7kg/h以下である請求項1に記載のドライアイス洗浄装置。   The dry ice cleaning apparatus according to claim 1, wherein a supply flow rate of the liquefied carbon dioxide gas is 7 kg / h or less. 前記ノズルからの噴射圧が0.18〜0.22MPaである請求項1に記載のドライアイス洗浄装置。   The dry ice cleaning apparatus according to claim 1, wherein an injection pressure from the nozzle is 0.18 to 0.22 MPa.
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