JP4414522B2 - Dry ice snow generating and supplying apparatus and generating and supplying method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液化炭酸ガスを常に一定圧力の液状を保持して膨張せしめてスノー状（雪状）ドライアイス（以下「ドライアイススノー」という。）を生成せしめて、効率よく使用先にドライアイススノーを安定供給し、半導体ウエハー、ＭＲヘッド（ディスク読み取り装置）、コネクター等の電気部品、プラスチック成形のバリ、金属薄膜、及び精密部品等に付着した有機物、酸、炭化水素、更にはパーティクル等を除去するための、ドライアイススノー生成供給装置と供給方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハー、電気基板、ＭＲヘッド、プラスチック成形のバリ及び精密部品等に付着した有機物、酸、炭化水素及びパーティクル等の除去するために、処理面に向けてドライアイススノーを噴射せしめるドライアイススノー噴射式洗浄方法や、更にドライアイスノーを圧縮成形してペレット状あるいは球状のドライアイス（以下「ドライアイスペレット」という。）とし、これをショット材として用いるドライアイス式ショットブラスト方法が広く利用されている。
又、上記したドライアイススノーやドライアイスペレットは寒剤としても有効に活用されてきている。
【０００３】
然るに、従来、ドライアイススノーＴSの生成にあたっては、図３に図示する如く液化炭酸ガス貯蔵容器５１に加圧充填してある液化炭酸ガスＴLを管５２で導出して、元弁Ｖ1及び適時に開閉可能な電磁弁の如き開閉弁Ｖ2を介して、ニードル弁の如き絞りノズル部５３に供給し、該絞りノズル部５３で液化炭酸ガスＴLを断熱膨張することによってドライアイススノーＴSを形成せしめられ、管５４より導出されて使用先に供給される。この時、前記絞りノズル部５３には液化状態の炭酸ガスＴLが供給され、しかもこの絞りノズル部５３での断熱膨張によりドライアイススノーＴSを生成せしめ得る圧力降下をし得るような高い圧力を保持した状態で供給するようにして、ドライアイススノーＴSを生成せしめ得るものである。
【０００４】
例えば２ＭＰaの圧力の液化炭酸ガスＴLを０.１ＭＰa（大気圧）の圧力に絞りノズル部５３で断熱膨張するとドライアイス生成率は、約４０％である。又６ＭＰaの圧力の液化炭酸ガスＴLを０.１ＭＰa（大気圧）の圧力に断熱膨張するとドライアイス生成率は、３０％となる。 一方、上記した圧力で液化炭酸ガスＴLとして液化状態を保つには、２ＭＰaでは約ー２０℃の温度に冷却する必要がある。更に６ＭＰaの圧力では約２０℃以下の温度を保つことが、液化炭酸ガスＴLを液化状態に保持するのに必要である。
【０００５】
このようなことより、被洗浄物の洗浄効率を高めるためには、例えば約６ＭＰaの圧力と約２０℃の保持温度が採用されている。しかし、この圧力、温度状態は液化炭酸ガスが液化状態を保持し得る範囲において適宜選択して採用することができるものである。そして、約２０℃の温度は常温に近い値なので好適である。
このようにして、ドライアイススノーＴSは、絞りノズル部５３での高い圧力の液化炭酸ガスＴLをほぼ大気圧（約０.１ＭＰa）まで断熱膨張することにより生成される。然るにこのドライアイススノーＴSの生成供給を継続して行く間に、液化炭酸ガス貯蔵容器５１内の圧力は逐次低下してくる。そして圧力の低下とともに、管５２を介して絞りノズル部５３に供給される圧力が低下し、被洗浄物に噴射されるドライアイススノーの噴射力が低下し、洗浄効果が低下する不都合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の問題点や不都合を解決し、常にドライアイススノーを安定した状態で生成して供給し、効率よく被洗浄物を洗浄することを目的とし、絞りノズル部で断熱膨張せしめる液化炭酸ガスの圧力を常に一定した状態に保持し、かつ液化炭酸ガス貯蔵容器内での貯蔵される液化炭酸ガスが常に液化状態を保持する圧力ー温度に保持されて、安定した状態でドライアイススノーを生成し供給することを可能としたドライアイススノー生成供給装置及び生成供給方法の提供を本発明の課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した従来技術の問題点、不都合を解消し、課題を解決するため、
請求項１に係わる発明は、液化炭酸ガスを貯蔵する液化炭酸ガス貯蔵容器と、該容器に連結された導出管に、液化炭酸ガス貯蔵容器よりの液化炭酸ガスを断熱膨張せしめる絞りノズル部を設けたドライアイススノー生成供給装置であって、前記液化炭酸ガス貯蔵容器内の液化炭酸ガスの温度を制御する温度制御手段と温度検出手段を設けてなることを特徴とするドライアイススノー生成供給装置としたものである。
請求項２に係わる発明は、液化炭酸ガス貯蔵容器がその導出管にサイフォン管を用いたサイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器であることを特徴とする請求項１記載のドライアイススノ−生成供給装置としたものである。
請求項３に係わる発明は、液化炭酸ガス貯蔵容器が２口の貯蔵容器であって、該貯蔵容器の一方の口に連設して昇圧用ガス源が設けられてい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生成供給装置としたものである。
請求項４に係わる発明は、請求項３記載のドライアイス生成供給装置で、液化炭酸ガス貯蔵容器と昇圧用ガス源を連結する管に分岐して液化炭酸ガス補給用容器が連設されてなることを特徴とするドライアイススノー生成供給装置としたものである。
請求項５に係わる発明は、昇圧用ガス源が炭酸ガスであることを特徴とする請求項３又は４記載のドライアイススノー生成供給装置としたものである。
【０００８】
又、請求項６に係わる発明は、液化炭酸ガス貯蔵容器の温度を制御して該容器内の圧力を一定圧力して液化炭酸ガスを保持し、一定圧力の液化炭酸ガスを絞りノズル部に供給して断熱膨張せしめてドライアイススノーを生成供給することを特徴とするドライアイススノー生成供給方法としたものである。
請求項７に係わる発明は、液化炭酸ガス貯蔵容器内の一定圧力は、該液化炭酸ガス貯蔵容器に別途用意する昇圧用ガス源より供給されるガスで圧力を補充して、一定圧力にすることを特徴とする請求項６記載のドライアイススノー生成供給方法としたものである。
請求項８に係わる発明は、昇圧用ガス源のガスは昇圧手段により昇圧されて供給することを特徴とする請求項７記載のドライアイススノー生成供給方法としたものである。
請求項９に係わる発明は、昇圧用ガス源が炭酸ガスであることを特徴とする請求項７又は８記載のドライアイススノー生成供給方法としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、液化炭酸ガスを貯蔵する液化炭酸ガス貯蔵容器と導出管を介して液化炭酸ガスを断熱膨張するための絞りノズル部を連結したドライアイススノー生成供給装置で、前記液化炭酸ガス貯蔵容器内の液化炭酸ガスの温度を制御する温度制御手段と温度検出手段を設けて、液化炭酸ガス貯蔵容器内を一定圧力、一定温度に保持するようにしたものである。
そして、上記した液化炭酸ガス貯蔵容器は、導出管にサイフォン管を用いたサイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器を使用することもできる。
【００１０】
又、液化炭酸ガス貯蔵容器は２口の連通口が備えられてなる液化炭酸ガス貯蔵容器を使用することもでき、該液化炭酸ガス貯蔵容器の一方の連通口には、該容器内を所定の圧力に昇圧させるための昇圧用ガス源を配設するようにしてもよい。
前記した液化炭酸ガス貯蔵容器と昇圧用ガス源を連結する管に分岐して、更に炭酸ガス補給用容器を連結せしめることもできる。
前記昇圧用ガス源として同じ炭酸ガスを使用してもよい。
【００１１】
又、本発明のドライアイス生成供給方法は、液化炭酸ガス貯蔵容器の圧力ー温度を制御して、液化炭酸ガスを液化状態に保持し、そして、常に一定圧力の液化炭酸ガスを絞りノズル部に供給して断熱膨張せしめてドライアイススノーを生成供給するようにしたものである。
【００１２】
前記液化炭酸ガス貯蔵容器内の一定圧力は、該液化炭酸ガス貯蔵容器に別途用意する昇圧用ガス源より供給されるガスで圧力を補充して、一定圧力にすることもできる。そして、前記昇圧用ガス源のガスは昇圧手段により昇圧して供給することもできる。
更に昇圧用ガス源として、炭酸ガスを使用するとよい。
【００１３】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
［ 実施例１ ］
図１は、本発明の実施例１のドライアイススノー生成供給装置の一例を説明する系統略図である。なお、図１において図３で図示した機器と共通する機器については、図３と同一符号を付し、詳細な説明は省略する。この実施例１の装置では、液化炭酸ガス貯蔵容器１は容器内に導出用にサイフォン管２を設けてなるサイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１よりなり、図１に示すように切り替えて使用可能なように、サイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１を複数備え、例えば図１では１Ａ、１Ｂの２基が備えられている。そしてこれらに備えられたサイフォン管２，２の頂部管端はそれぞれ導出管３及び４に連結され、これらそれぞれの導出管３、及び４は元弁Ｖ1A、Ｖ1Bを介して管５に集合されている。そして該管５は電磁弁の如き開閉弁Ｖ2を経て絞り部ノズル部５３に連結されている。
【００１４】
更に、前記サイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａ及び１Ｂには、これらの容器を所望する一定温度に保持するため、加熱手段を備えた温度制御手段６が設けられている。なお、この温度制御手段は前記サイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａ、又は１Ｂ内の液化炭酸ガスＴLの温度を制御して、炭酸ガスが液化状態を保持するようにしている。
又、これらの液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａ、１Ｂのそれぞれの前記導出管３、４には、炭酸ガスや窒素ガスの如き不活性で低露点であるパーティクルの少ない気体よりなるパージ用ガスＰが充填されているガス容器７が、所望する供給圧力に保持するための圧力調整器８を介して管９連通し、そして弁Ｖ3，Ｖ4を介して連結されている。なお、前記導出管３及び４それぞれにはパージ及びパーティクル除去の際に使用する排出弁Ｖ5、Ｖ6が設けられている。
【００１５】
以上のように構成された実施例１のドライアイススノー生成供給装置は次のように運転操作される。２基のサイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａと１Ｂは、一方の容器がドライアイススノー生成供給工程にある間、他方の容器は容器内に液化炭酸ガスを補給充填工程にあって、次工程の生成供給工程の準備を行うようにしている。ここで、サイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａが生成供給工程にあって、サイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１Ｂが補給充填工程にある場合について説明する。
【００１６】
サイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａには、前工程の補給充填工程で液化炭酸ガスＴLが充填され、パージ及びパーティクル除去作業完了後、パージ用ガスＰが炭酸ガスの場合には、容器内圧力をあらかじめガス容器７に充填されているパージ用ガスＰにより、例えば６ＭＰaの圧力に昇圧せしめておくとともに、温度を温度制御手段６により、６ＭＰa以上の圧力に対応する液化炭酸ガスの液化状態維持温度約２０℃以上の温度に制御するようにしておく。そして弁Ｖ3、Ｖ5及びＶ1Bを閉状態にして、元弁Ｖ1Aを開き液化炭酸ガスＴLをサイフォン管２を介して導出管３に導出する。次いで開閉弁Ｖ2を適宜必要に応じて開閉操作して６ＭＰa以上の圧力で約２０℃以上の温度の液化炭酸ガスＴLを絞りノズル部５３に供給する。該絞りノズル部５３に供給されてきた液化炭酸ガスＴLは、ここでほぼ大気圧まで断熱膨張してドライアイススノーＴSとなり管５４により採取される。
【００１７】
この間、液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａ内の圧力は減少してくるが、温度制御手段６による加熱により、該液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａの圧力を６ＭＰa以上に保持する。このようにして、液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａの圧力を６ＭＰa以上に常時保持され、一定圧力を保って絞りノズル部５３に液化炭酸ガスＴLが供給され安定した状態でドライアイススノーＴSが生成供給される。しかも前記温度制御手段６により、当該圧力での液化炭酸ガスの液化状態保持温度に制御されているので、液化炭酸ガスを無駄なく液化状態として絞りノズル部５３に供給され、ドライアイススノーＴSを生成し、被洗浄物を効率よく洗浄することができる。
【００１８】
他方のサイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１Ｂは液化炭酸ガスＴLが充填補給されていて、弁Ｖ4及び排出弁Ｖ6を開状態にし、元弁Ｖ1Bを閉状態にしてガス容器７よりパージ用ガスＰを圧力調整器８で、所望の圧力、例えば０.３ＭＰaに圧力調整して、管９を介して導出管４に供給し、排出弁Ｖ6よりを排出し、導出管４内に存在するパーティクルや水分等の異物を排出せしめて該管４をパージする。パージ用ガスＰが炭酸ガスの場合には、パージ後は排出管Ｖ6を閉じて、液化炭酸ガス貯蔵容器１Ｂ内を該パージ用ガスにより運転圧力６ＭＰa以上に予め昇圧しておいてもよい。そしてその後弁Ｖ4を閉じて、次工程のドライアイス生成供給工程の到来を待機する。この間同様に、６ＭＰa以上の圧力下での炭酸ガスの液化状態保持温度約２０℃以上の温度に温度制御手段６により制御しておくことは勿論である。
【００１９】
このようにして、液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａ内の液化炭酸ガスＴLが消費され終了される前に、次いで前記補給充填状態で待機している他方の液化炭酸ガス貯蔵容器１Ｂの元弁Ｖ1Bを開状態にすると同時に、液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａの元弁Ｖ1Aを閉止して、液化炭酸ガス貯蔵容器１Ｂをドライアイススノー生成供給工程にし液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａを補給充填工程とする。そして開閉弁Ｖ2を適宜開閉操作して液化炭酸ガス貯蔵容器１Ｂに貯液されている６ＭＰa以上の圧力で約２０℃以上の温度の液化炭酸ガスＴLを絞りノズル部５３へ供給し、該部５３で断熱膨張してドライアイススノーＴSを生成し管５４により採取する。この間勿論温度制御手段６が容器内の圧力を検知して作動し、該液化炭酸ガス貯蔵容器１Ｂの圧力を６ＭＰa以上に保持するとともに、炭酸ガスのこの圧力下での液態状態保持温度約２０℃以上に制御する。この結果一定圧力を保って絞りノズル部５３に液化炭酸ガスＴLが供給され安定した状態でドライアイススノーＴSが生成供給される。しかも前記温度制御手段６により、当該圧力での液化炭酸ガスの液化状態保持温度に制御されているので、液化炭酸ガスを無駄なく液化状態として絞りノズル部５３に供給され、ドライアイススノーＴSを生成し、被洗浄物を安定的に洗浄することができる。
【００２０】
一方、補給充填工程に入ったサイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａは液化炭酸ガスＴLが充填補給され、弁Ｖ3及び排出弁Ｖ5を開状態にし、元弁Ｖ1Aを閉状態にしてガス容器７よりパージ用ガスＰを圧力調整器８で０.３ＭＰaに圧力調整して管９を介して導出管３に供給し、排出弁Ｖ5よりを排出し、導出管３内に存在するパーティクルや水分等の異物を排出せしめて該管３をパージする。パージ用ガスＰが炭酸ガスの場合には、パージ後は排出管Ｖ5を閉じて、液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａ内を該パージ用ガスにより運転圧力６ＭＰa以上に予め昇圧しておいてもよい。そしてその後弁Ｖ3を閉じて、次工程のドライアイス生成供給工程の到来を待機する。この間同様に、６ＭＰa以上の圧力下での炭酸ガスの液化状態保持温度約２０℃以上に温度制御手段６により制御しておくことは勿論である。
【００２１】
このようにして、実施例１のドライアイススノー生成供給装置は、２基のサイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１Ａ、１Ｂをドライアイススノー生成供給工程と補給充填工程との工程を順次繰り返して切り替えて運転するもので、そしてこれらの液化炭酸ガス貯蔵容器に温度制御手段を設けて、液化炭酸ガスが液体状態を維持する圧力と温度に制御するようにしたので、効率よく安定した状態でドライアイススノーを生成供給し、安定した状態で洗浄を行うことができるものである。
【００２２】
なお、上記実施例ではサイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器１を２基設けて、これらを切り替えて運転操作する方法について説明したが、必要に応じて３基以上の複数基にしたり、又は１基のみ設けて行うこともできることは勿論である。又、パージ用ガスＰは主として導出管３又は４を洗浄するものである。
【００２３】
［ 実施例２ ］
実施例２として、図２に第２のドライアイススノー生成供給装置を例示して説明する。図中、実施例１の図１で図示した機器と共通する機器については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
この実施例２のドライアイススノー生成供給装置の特徴は、液化炭酸ガス貯蔵容器として、上部と下部の２個所に容器内に連通する連通口２１ａと２１ｂを設けた２口の液化炭酸ガス貯蔵容器２１を使用したものである。そして上部の連通口２１ａには、昇圧用ガスＧとして例えば窒素ガス、アルゴンガス、炭酸ガス等の不活性ガスが充填されたガス容器２２が、弁Ｖ21、圧力調整器２３、及び弁Ｖ22を介して管２４により連結されている。一方下部の連通口２１ｂは、弁Ｖ23を経て管２５により適宜開閉操作可能な電磁弁の如き開閉弁Ｖ2を介して絞りノズル部５３に連結されている。なお、この液化炭酸ガス貯蔵容器２１にも、容器内圧力に応じて液化炭酸ガスがその圧力で液化状態を維持するための温度にするための温度制御手段６が設備されている。
【００２４】
このようにして構成されている実施例２のドライアイススノー生成供給装置は次のようにして運転操作される。先ず、弁Ｖ23を閉状態にし、弁Ｖ21、弁Ｖ22を開状態にして、ガス容器２２より昇圧用ガスＧを弁Ｖ21を介して導出し、圧力調整器２３により所望する圧力、例えば６ＭＰa以上の圧力に圧力調整して弁Ｖ22を経て管２４により、液化炭酸ガスＴLが充填されている液化炭酸ガス貯蔵容器２１内に供給する。そして、液化炭酸ガス貯蔵容器２１内を６ＭＰa以上の圧力に保持する。それとともに温度制御手段６を作動せしめて、前記６ＭＰa以上の圧力下での液化炭酸ガスＴLが液化状態を維持するための温度約２０℃以上に保持するよう容器２１内を温度制御する。次いで弁Ｖ23を開いて、液化炭酸ガスＴLを管２５に導出し、そして、適宜開閉弁Ｖ2を開閉操作することにより６ＭＰa以上の圧力の液化炭酸ガスＴLを絞りノズル部５３に供給する。該絞りノズル部５３に供給された６ＭＰa以上の圧力の液化炭酸ガスはＴLは、この絞りノズル部５３でほぼ大気圧まで断熱膨張してドライアイススノーＴSを生成し管５４より採取される。
【００２５】
かくして、電磁弁の如き開閉弁Ｖ2の開閉操作により絞りノズル部５３で、液化炭酸ガスＴLの断熱膨張によりドライアイススノーＴSが生成されるが、この間液化炭酸ガス貯蔵容器２１内は昇圧用ガスＧにより常に６ＭＰa以上の圧力に調圧されているので、絞りノズル部５３で生成されるドライアイススノーＴSは極めて安定した状態で供給され、被洗浄物を安定的に洗浄することができる。
【００２６】
以上本発明の上記各実施例１及び実施例２のドライアイススノー生成供給方法では、液化炭酸ガス貯蔵容器内の圧力を６ＭＰa以上とし、そしてそれに対応する保持温度を約２０℃以上に制御した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、炭酸ガスの液化状態を保つ圧力とそれに対応する温度であれば如何なる圧力と温度でもよいが、洗浄効率の点から、好ましくは圧力はより高い方が良く、少なくとも６ＭＰa又はそれ以上の圧力が好ましく、制御温度はこれらの圧力で炭酸ガスが液化状態を保つ温度であれば良い。
【００２７】
なお又、液化炭酸ガスの温度を加熱制御する温度制御手段は、それぞれの貯蔵容器に設備することに限定されるものでなく、これらの貯蔵容器やガス容器を、シリンダーキャビネットの如く排気手段と温度制御手段を備えた密閉室内に収納して、該密閉室内を前記した如き適宜な温度に制御して液化炭酸ガスを所望する温度に加温することも勿論できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のドライアイススノ−生成供給装置と生成供給方法は、上記した如き形態で実施され、以下の如き効果を奏する。
液化炭酸ガス貯蔵容器内を液化炭酸ガスが液化状態に保持する圧力と温度にするよう制御しているので、常に安定した圧力で液化炭酸ガスを断熱膨張する絞りノズル部に供給し得るので、該絞りノズル部で安定した状態でドライアイススノーを生成供給することができ、この結果、ドライアイススノーの供給を安定して供給し得て、洗浄作業をむら無く的確に行うことができて、被洗浄物の洗浄歩留まりが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１のドライアイススノー生成供給装置の系統概略図。
【図２】 本発明の実施例２のドライアイススノー生成供給装置の系統概略図。
【図３】 従来のドライアイススノー生成供給装置の系統概略図。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ…サイフォン管式液化炭酸ガス貯蔵容器、 ２…サイフォン管、
３、４導出管、 ５、９、２４、２５、５４…管、
６…温度制御手段、 ７、２２…ガス容器、 ８、２３…圧力調整器、
２１…２口液化炭酸ガス貯蔵容器、 ２１ａ、２１ｂ…連通口、
５３…絞りノズル部、 Ｖ1…元弁、 Ｖ2…開閉弁、 Ｖ5、Ｖ6…排出弁、
Ｖ3、Ｖ4、Ｖ21、Ｖ22…弁、 ＴG…炭酸ガス、 ＴL…液化炭酸ガス、
ＴS…ドライアイススノー、 ＴC…温度コントローラ、 Ｐ…パージ用ガス、
Ｇ…昇圧用ガス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention constantly expands liquefied carbon dioxide gas while maintaining a liquid at a constant pressure to generate snow-like (snowy) dry ice (hereinafter referred to as “dry ice snow”), and efficiently uses the dry ice at the point of use. Provides a stable supply of snow, organic materials, acids, hydrocarbons, and particles attached to electrical components such as semiconductor wafers, MR heads (disc readers), connectors, plastic molding burrs, metal thin films, and precision components The present invention relates to a dry ice snow generation and supply device and a supply method for removing the dry ice snow.
[0002]
[Prior art]
Dry ice snow injection that sprays dry ice snow toward the processing surface to remove organic substances, acids, hydrocarbons, particles, etc. adhering to semiconductor wafers, electrical substrates, MR heads, plastic molding burrs and precision parts, etc. A dry ice shot blasting method in which dry ice no is compression-molded into pellet-shaped or spherical dry ice (hereinafter referred to as “dry ice pellets”) and used as a shot material is widely used. Yes.
Moreover, the above-mentioned dry ice snow and dry ice pellets have been effectively used as cryogens.
[0003]
However, conventionally, when the dry ice snow T S is generated, the liquefied carbon dioxide gas T L filled in the liquefied carbon dioxide gas storage container 51 as shown in FIG. The dry ice snow T S is supplied by supplying the liquefied carbon dioxide gas T L adiabatically by supplying to the throttle nozzle portion 53 such as a needle valve through an on-off valve V 2 such as an electromagnetic valve that can be opened and closed at appropriate times. And is led out from the pipe 54 and supplied to the user. At this time, liquefied carbon dioxide gas T L is supplied to the throttle nozzle portion 53, and the pressure is high enough to cause a pressure drop that can generate dry ice snow T S due to adiabatic expansion in the throttle nozzle portion 53. The dry ice snow T S can be generated by supplying it in a state where it is held.
[0004]
For example, when the liquefied carbon dioxide gas TL at a pressure of 2 MPa is adiabatically expanded to a pressure of 0.1 MPa (atmospheric pressure) by the throttle nozzle 53, the dry ice production rate is about 40%. When the liquefied carbon dioxide gas T L at a pressure of 6 MPa is adiabatically expanded to a pressure of 0.1 MPa (atmospheric pressure), the dry ice production rate becomes 30%. On the other hand, in order to maintain a liquefied state as liquefied carbon dioxide gas T L at the pressure described above, it is necessary to cool to a temperature of about −20 ° C. at 2 MPa. Furthermore, it is necessary to keep the temperature of about 20 ° C. or less at a pressure of 6 MPa in order to keep the liquefied carbon dioxide gas TL in a liquefied state.
[0005]
For this reason, for example, a pressure of about 6 MPa and a holding temperature of about 20 ° C. are employed in order to increase the cleaning efficiency of the object to be cleaned. However, these pressure and temperature conditions can be appropriately selected and employed as long as the liquefied carbon dioxide gas can maintain the liquefied state. A temperature of about 20 ° C. is suitable because it is close to room temperature.
In this way, the dry ice snow T S is generated by adiabatic expansion of the high pressure liquefied carbon dioxide gas T L at the throttle nozzle portion 53 to almost atmospheric pressure (about 0.1 MPa). However while the generation and supply of the dry ice snow T S to continue, the pressure in the liquefied carbon dioxide storage vessel 51 comes to decrease sequentially. As the pressure decreases, the pressure supplied to the throttle nozzle unit 53 via the pipe 52 decreases, the spraying force of dry ice snow sprayed on the object to be cleaned decreases, and the cleaning effect decreases. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention aims to solve the above-mentioned conventional problems and inconveniences, to always generate and supply dry ice snow in a stable state, and to efficiently wash an object to be cleaned. The pressure of the liquefied carbon dioxide gas is always kept constant, and the liquefied carbon dioxide gas stored in the liquefied carbon dioxide gas storage container is kept at a pressure-temperature at which the liquefied carbon dioxide gas state is always kept, so that it can be stably dried. It is an object of the present invention to provide a dry ice snow generation and supply device and a generation and supply method that can generate and supply ice snow.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the problems and inconveniences of the above prior art and solve the problems,
The invention according to claim 1 is provided with a liquefied carbon dioxide gas storage container for storing liquefied carbon dioxide gas, and a squeezing nozzle portion for adiabatically expanding the liquefied carbon dioxide gas from the liquefied carbon dioxide gas storage container in the outlet pipe connected to the container. A dry ice snow production and supply device comprising a temperature control means for controlling the temperature of the liquefied carbon dioxide gas in the liquefied carbon dioxide gas storage container and a temperature detection means, It is a thing.
The invention according to claim 2 is characterized in that the liquefied carbon dioxide storage container is a siphon tube type liquefied carbon dioxide storage container using a siphon pipe as its outlet pipe. It is what.
The invention according to claim 3 is characterized in that the liquefied carbon dioxide storage container is a two-port storage container, and is provided with a pressurization gas source connected to one of the ports of the storage container. The dry ice snow production and supply device according to Item 1 is provided.
According to a fourth aspect of the present invention, in the dry ice production and supply device according to the third aspect, the liquefied carbon dioxide replenishing container is connected to the pipe connecting the liquefied carbon dioxide storage container and the gas source for pressurization. This is a dry ice snow production and supply device characterized by the above.
The invention according to claim 5 is the dry ice snow generation and supply device according to claim 3 or 4, characterized in that the gas source for pressurization is carbon dioxide.
[0008]
The invention according to claim 6 controls the temperature of the liquefied carbon dioxide storage container to maintain the liquefied carbon dioxide gas at a constant pressure in the container, and supplies the liquefied carbon dioxide gas at a constant pressure to the throttle nozzle section. Then, the dry ice snow generation and supply method is characterized in that the dry ice snow is generated and supplied by adiabatic expansion.
In the invention according to claim 7, the constant pressure in the liquefied carbon dioxide storage container is made constant by replenishing the pressure with a gas supplied from a gas source for pressurization separately prepared in the liquefied carbon dioxide storage container. The dry ice snow production and supply method according to claim 6.
The invention according to claim 8 is the dry ice snow generation and supply method according to claim 7, wherein the gas of the gas source for pressurization is boosted and supplied by the pressurizing means.
The invention according to claim 9 is the dry ice snow generation and supply method according to claim 7 or 8, wherein the gas source for pressurization is carbon dioxide.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquefied carbon dioxide gas storage container in which a liquefied carbon dioxide gas storage container for storing liquefied carbon dioxide gas and a throttle nozzle unit for adiabatic expansion of the liquefied carbon dioxide gas through an outlet pipe are connected. A temperature control means and a temperature detection means for controlling the temperature of the liquefied carbon dioxide gas are provided so that the inside of the liquefied carbon dioxide gas storage container is maintained at a constant pressure and a constant temperature.
And the above-mentioned liquefied carbon dioxide storage container can also use a siphon tube type liquefied carbon dioxide storage container using a siphon tube as a lead-out tube.
[0010]
Further, the liquefied carbon dioxide storage container may be a liquefied carbon dioxide storage container provided with two communication ports. One communication port of the liquefied carbon dioxide gas storage container has a predetermined interior of the container. A boosting gas source for increasing the pressure may be provided.
The above-mentioned liquefied carbon dioxide storage container and a gas source for pressurization can be branched to a pipe, and a carbon dioxide replenishment container can be further connected.
The same carbon dioxide may be used as the pressurizing gas source.
[0011]
In the dry ice production and supply method of the present invention, the pressure-temperature of the liquefied carbon dioxide storage container is controlled to maintain the liquefied carbon dioxide gas in a liquefied state, and the liquefied carbon dioxide gas at a constant pressure is always applied to the throttle nozzle portion. It is supplied and adiabatically expanded to produce and supply dry ice snow.
[0012]
The constant pressure in the liquefied carbon dioxide storage container can be made constant by replenishing the pressure with a gas supplied from a pressurizing gas source separately prepared in the liquefied carbon dioxide storage container. The gas of the gas source for pressurization can be boosted and supplied by the boosting means.
Further, carbon dioxide gas may be used as a gas source for pressurization.
[0013]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic system diagram illustrating an example of a dry ice snow production and supply device according to a first embodiment of the present invention. 1 that are the same as those illustrated in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 3, and detailed description thereof is omitted. In the apparatus of the first embodiment, the liquefied carbon dioxide storage container 1 is composed of a siphon tube type liquefied carbon dioxide storage container 1 in which a siphon pipe 2 is provided for lead-out in the container, and can be switched and used as shown in FIG. In this manner, a plurality of siphon tube type liquefied carbon dioxide storage containers 1 are provided. For example, two units 1A and 1B are provided in FIG. The top pipe ends of the siphon pipes 2 and 2 provided in these are connected to the lead-out pipes 3 and 4, respectively. These lead-out pipes 3 and 4 are assembled to the pipe 5 via the main valves V 1A and V 1B. Has been. The pipe 5 is connected to the throttle part nozzle part 53 via an on-off valve V 2 such as an electromagnetic valve.
[0014]
Further, the siphon tube type liquefied carbon dioxide storage containers 1A and 1B are provided with temperature control means 6 provided with heating means in order to maintain these containers at a desired constant temperature. The temperature control means controls the temperature of the liquefied carbon dioxide gas TL in the siphon tube type liquefied carbon dioxide storage container 1A or 1B so that the carbon dioxide gas maintains the liquefied state.
In addition, the lead-out pipes 3 and 4 of the liquefied carbon dioxide storage containers 1A and 1B are filled with a purge gas P made of an inert and low dew point gas such as carbon dioxide or nitrogen gas. The gas container 7 is connected to a pipe 9 through a pressure regulator 8 for maintaining a desired supply pressure, and is connected through valves V 3 and V 4 . The outlet pipes 3 and 4 are respectively provided with discharge valves V 5 and V 6 used for purging and particle removal.
[0015]
The dry ice snow production and supply apparatus of the first embodiment configured as described above is operated as follows. The two siphon tube type liquefied carbon dioxide storage containers 1A and 1B are in the process of supplying and supplying the liquefied carbon dioxide gas in the container while the other container is in the dry ice snow generating and supplying process, and the next process The production and supply process is prepared. Here, a case where the siphon tube type liquefied carbon dioxide storage container 1A is in the production and supply process and the siphon tube type liquefied carbon dioxide gas storage container 1B is in the replenishment filling step will be described.
[0016]
The siphon tube type liquefied carbon dioxide storage container 1A is filled with liquefied carbon dioxide gas TL in the replenishment filling process of the previous process, and after purging and particle removal work, the purge gas P is carbon dioxide gas. The pressure is increased to, for example, a pressure of 6 MPa by the purge gas P preliminarily charged in the gas container 7 and the temperature is maintained by the temperature control means 6 to maintain the liquefied carbon dioxide gas corresponding to the pressure of 6 MPa or more. The temperature is controlled to about 20 ° C. or higher. Then, the valves V 3 , V 5 and V 1B are closed, the main valve V 1A is opened, and the liquefied carbon dioxide gas T L is led out to the outlet pipe 3 through the siphon pipe 2. Next, the on-off valve V 2 is appropriately opened and closed as necessary to supply liquefied carbon dioxide gas T L having a pressure of 6 MPa or more and a temperature of about 20 ° C. or more to the throttle nozzle unit 53. The liquefied carbon dioxide gas T L supplied to the throttle nozzle portion 53 is adiabatically expanded to almost atmospheric pressure here, becomes dry ice snow T S , and is collected by the pipe 54.
[0017]
During this time, the pressure in the liquefied carbon dioxide storage container 1A decreases, but the pressure of the liquefied carbon dioxide storage container 1A is maintained at 6 MPa or more by heating by the temperature control means 6. In this way, a constantly maintained pressure of the liquefied carbon dioxide storage vessel 1A above 6 MPa, generation of dry ice snow T S in a state in which liquefied carbon dioxide T L is stabilized is supplied to the nozzle portion 53 squeezed maintains a constant pressure Supplied. Moreover by the temperature control means 6, since it is controlled in a liquefied state holding temperature of the liquefied carbon dioxide in the pressure supplied to the nozzle section 53 stop as liquefied without waste liquefied carbon dioxide, dry ice snow T S The object to be cleaned can be efficiently cleaned.
[0018]
The other siphon tube type liquefied carbon dioxide storage container 1B is filled with liquefied carbon dioxide gas T L , the valve V 4 and the discharge valve V 6 are opened, the main valve V 1B is closed, and the gas container 7 is used. The purge gas P is adjusted to a desired pressure, for example, 0.3 MPa by the pressure regulator 8, supplied to the outlet pipe 4 through the pipe 9, and discharged from the discharge valve V 6 . The tube 4 is purged by discharging foreign particles such as particles and moisture. When the purge gas P is carbon dioxide, the purge pipe V 6 may be closed after the purge, and the inside of the liquefied carbon dioxide storage container 1B may be preliminarily pressurized to an operating pressure of 6 MPa or more with the purge gas. Thereafter, the valve V 4 is closed, and the next dry ice production and supply process is awaited. Similarly, during this time, the temperature control means 6 naturally controls the temperature of the carbon dioxide gas in a liquefied state holding temperature of about 20 ° C. or higher under a pressure of 6 MPa or higher.
[0019]
In this way, before the liquefied carbon dioxide gas T L in the liquefied carbon dioxide gas storage container 1A is consumed and terminated, the main valve V 1B of the other liquefied carbon dioxide gas storage container 1B waiting in the replenishment filling state is then received. At the same time, the main valve V 1A of the liquefied carbon dioxide storage container 1A is closed, and the liquefied carbon dioxide storage container 1B is used as a dry ice snow production and supply process, and the liquefied carbon dioxide storage container 1A is used as a replenishment filling process. The on-off valve V 2 is appropriately opened and closed to supply liquefied carbon dioxide TL having a temperature of about 20 ° C. or higher at a pressure of 6 MPa or more stored in the liquefied carbon dioxide storage container 1B to the throttle nozzle portion 53. and adiabatic expansion in parts 53 collected by generating a dry ice snow T S tube 54. During this time, of course, the temperature control means 6 operates by detecting the pressure in the container, and maintains the pressure of the liquefied carbon dioxide storage container 1B at 6 MPa or more, and the liquid state holding temperature of carbon dioxide under this pressure is about 20 ° C. Control above. As a result, the liquefied carbon dioxide gas T L is supplied to the throttle nozzle portion 53 while maintaining a constant pressure, and the dry ice snow T S is generated and supplied in a stable state. Moreover by the temperature control means 6, since it is controlled in a liquefied state holding temperature of the liquefied carbon dioxide in the pressure supplied to the nozzle section 53 stop as liquefied without waste liquefied carbon dioxide, dry ice snow T S The object to be cleaned can be stably cleaned.
[0020]
On the other hand, the siphon tube type liquefied carbon dioxide storage container 1A that has entered the replenishment and filling process is filled with liquefied carbon dioxide gas T L , the valve V 3 and the discharge valve V 5 are opened, and the original valve V 1A is closed. The pressure of the purge gas P from the gas container 7 is adjusted to 0.3 MPa by the pressure regulator 8 and is supplied to the outlet pipe 3 through the pipe 9, which is discharged from the discharge valve V 5 and exists in the outlet pipe 3. The tube 3 is purged by discharging foreign matters such as particles and moisture. When the purge gas P is carbon dioxide, after the purge, the discharge pipe V 5 may be closed, and the inside of the liquefied carbon dioxide storage container 1A may be preliminarily pressurized to an operating pressure of 6 MPa or more with the purge gas. Thereafter, the valve V3 is closed, and the next dry ice production and supply process is awaited. Similarly, during this time, the temperature control means 6 naturally controls the liquefied state holding temperature of carbon dioxide under a pressure of 6 MPa or more to about 20 ° C. or more.
[0021]
In this way, the dry ice snow production and supply apparatus of the first embodiment sequentially switches the two siphon tube type liquefied carbon dioxide storage containers 1A and 1B between the dry ice snow production and supply process and the replenishment filling process in order. These liquefied carbon dioxide storage containers are provided with temperature control means so that the liquefied carbon dioxide gas is controlled to a pressure and temperature that maintain the liquid state. Snow can be generated and supplied, and can be washed in a stable state.
[0022]
In the above embodiment, the method of operating by switching two of the siphon tube type liquefied carbon dioxide storage containers 1 and operating them has been described. However, if necessary, the number of units may be three or more or one. Of course, it can also be performed by providing only. The purge gas P mainly cleans the outlet pipe 3 or 4.
[0023]
[Example 2]
As a second embodiment, a second dry ice snow generation and supply device will be described with reference to FIG. In the figure, the same reference numerals are given to the devices common to the devices illustrated in FIG. 1 of the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.
The feature of the dry ice snow production and supply apparatus of the second embodiment is that a liquefied carbon dioxide gas storage container is provided with two liquefied carbon dioxide gas storage containers provided with communication ports 21a and 21b communicating with the inside of the container at two locations, an upper part and a lower part. 21 is used. And the upper part of the communication port 21a, pressurizing gas G and to for example, nitrogen gas, argon gas, the gas container 22 that inert gas is filled such carbon dioxide, the valve V 21, pressure regulator 23 and valve V 22, It is connected by a pipe 24 via. While the lower of the communication port 21b is connected to the nozzle portion 53 squeezed through such on-off valve V 2 of the appropriate closing operable solenoid valve by a pipe 25 via a valve V 23. The liquefied carbon dioxide storage container 21 is also provided with temperature control means 6 for setting the liquefied carbon dioxide gas to a temperature for maintaining the liquefied state at that pressure in accordance with the pressure in the container.
[0024]
The dry ice snow production and supply apparatus of Example 2 configured as described above is operated as follows. First, the valve V 23 in the closed state, the valve V 21, the valve V 22 to the open state, the pressurizing gas G from the gas container 22 and derived through the valve V 21, desired by the pressure regulator 23 pressure, For example, the pressure is adjusted to 6 MPa or more, and supplied to the liquefied carbon dioxide storage container 21 filled with the liquefied carbon dioxide gas T L through the valve V 22 and the pipe 24. And the inside of the liquefied carbon dioxide storage container 21 is maintained at a pressure of 6 MPa or more. At the same time, the temperature control means 6 is operated to control the temperature inside the container 21 so that the liquefied carbon dioxide gas T L under the pressure of 6 MPa or more is maintained at a temperature of about 20 ° C. or higher for maintaining the liquefied state. Then open the valve V 23, the liquefied carbon dioxide T L diverted to the tube 25, and supply an appropriate on-off valve V 2 to the nozzle portion 53 narrows the liquefied carbon dioxide T L above the pressure 6MPa by opening and closing operation To do. The narrowed liquefied carbon dioxide over a pressure 6MPa supplied to the nozzle portion 53 is T L is taken from the produced tube 54 dry ice snow T S adiabatically expanded to about atmospheric pressure in the diaphragm nozzle portion 53 .
[0025]
Thus, the nozzle portion 53 squeezed by the opening and closing operation of such on-off valve V 2 of the solenoid valve, although dry ice snow T S is generated by adiabatic expansion of liquefied carbon dioxide T L, during this period the liquefied carbon dioxide storage container 21 booster Since the pressure is always adjusted to 6 MPa or more by the working gas G, the dry ice snow T S generated by the throttle nozzle 53 is supplied in an extremely stable state, and the object to be cleaned can be washed stably. it can.
[0026]
As described above, in the dry ice snow production and supply method of the first and second embodiments of the present invention, the pressure in the liquefied carbon dioxide storage container is set to 6 MPa or more, and the corresponding holding temperature is controlled to about 20 ° C. or more. However, the present invention is not limited to this, and any pressure and temperature may be used as long as the pressure maintains the liquefied state of carbon dioxide gas and the temperature corresponding thereto. Is preferably higher, and a pressure of at least 6 MPa or more is preferable, and the control temperature may be a temperature at which the carbon dioxide gas maintains a liquefied state at these pressures.
[0027]
The temperature control means for controlling the temperature of the liquefied carbon dioxide gas is not limited to being installed in each storage container, and these storage containers and gas containers are connected to the exhaust means and the temperature like a cylinder cabinet. Of course, it is possible to store in a sealed chamber provided with a control means, and control the interior of the sealed chamber to an appropriate temperature as described above to heat the liquefied carbon dioxide gas to a desired temperature.
[0028]
【The invention's effect】
The dry ice snow production and supply apparatus and production and supply method of the present invention are implemented in the form as described above, and have the following effects.
Since the inside of the liquefied carbon dioxide storage container is controlled to have a pressure and temperature at which the liquefied carbon dioxide gas is maintained in a liquefied state, the liquefied carbon dioxide gas can always be supplied to the throttle nozzle portion that adiabatically expands at a stable pressure. Dry ice snow can be generated and supplied in a stable state at the throttle nozzle part.As a result, the supply of dry ice snow can be stably supplied, and the cleaning operation can be performed evenly and accurately. The cleaning yield of the cleaning object is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system schematic diagram of a dry ice snow production and supply device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a system schematic diagram of a dry ice snow production and supply device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a system schematic diagram of a conventional dry ice snow generation and supply device.
[Explanation of symbols]
1A, 1B ... Siphon tube type liquefied carbon dioxide storage container, 2 ... Siphon tube,
3, 4, lead-out pipe, 5, 9, 24, 25, 54 ... pipe,
6 ... temperature control means, 7, 22 ... gas container, 8, 23 ... pressure regulator,
21 ... Two-neck liquefied carbon dioxide storage container, 21a, 21b ... Communication port,
53: Throttle nozzle part, V 1 ... Main valve, V 2 ... Open / close valve, V 5 , V 6 ... Discharge valve,
V 3 , V 4 , V 21 , V 22 ... valve, TG ... carbon dioxide, TL ... liquefied carbon dioxide,
T S ... dry ice snow, TC ... temperature controller, P ... purge gas,
G: Gas for boosting
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