特開 2022-61177 ドライアイススノー洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022061177

(43)【公開日】2022-04-18

(54)【発明の名称】ドライアイススノー洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   B24C 1/00 20060101AFI20220411BHJP

   B24C 5/04 20060101ALI20220411BHJP

   B24C 11/00 20060101ALI20220411BHJP

   B05B 7/26 20060101ALI20220411BHJP

   B08B 7/02 20060101ALI20220411BHJP

【ＦＩ】

B24C1/00 A

B24C5/04 A

B24C11/00 E

B05B7/26

B08B7/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020169010

(22)【出願日】2020-10-06

(71)【出願人】

【識別番号】000126115

【氏名又は名称】エア・ウォーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】和田 彩香

(72)【発明者】

【氏名】西井 菜々子

【テーマコード（参考）】

3B116

4F033

【Ｆターム（参考）】

3B116AA46

3B116BA06

3B116BA23

3B116BB32

3B116BB90

4F033QA10

4F033QB02X

4F033QB02Y

4F033QB11X

4F033QB12Y

4F033QB13Y

4F033QD02

4F033QD15

4F033QE06

4F033QF02X

4F033QF17X

4F033QK04X

4F033QK04Y

(57)【要約】

【課題】ドライアイススノーを広角に強く噴き付ける。
【解決手段】混合部１５０は、絞り部１２０を通過した液化炭酸を含む炭酸ガス１０と噴射用ガス２０とを混合して混合ガス３０を生成する。ノズル１６０は、混合部１５０と接続され、混合ガス３０を噴射する。ノズル１６０は、大径部１７０、縮径部１８０およびスリット部１９０をこの順で含む。大径部１７０は、混合部１５０と接続されて一定の内径１７１Ｄを有する第１内周面１７１を有する。縮径部１８０は、大径部１７０と接続され、大径部１７０から離れるにしたがって縮径する第２内周面１８１を有する。スリット部１９０は、ノズル１６０の軸方向と直交する方向に延在してノズル１６０を貫通しつつ、ノズル１６０の軸方向におけるノズル１６０の先端から第２内周面１８１と連続する位置まで設けられる。スリット部１９０の内側の空間は、第２内周面１８１の内側の空間と連通している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液化炭酸ガスを供給する液化炭酸ガス供給系と、
噴射用ガスを供給する噴射用ガス供給系と、
前記液化炭酸ガス供給系における下流側に設けられた絞り部と、
前記液化炭酸ガス供給系と前記噴射用ガス供給系とを接続し、前記絞り部を通過した液化炭酸を含む炭酸ガスと前記噴射用ガスとを混合して混合ガスを生成する混合部と、
前記混合部と接続され、前記混合ガスを噴射するノズルとを備え、
前記ノズルは、前記ノズルの軸方向の先端に向かって、大径部、縮径部およびスリット部をこの順で含み、
前記大径部は、前記混合部と接続されて一定の内径を有する第１内周面を有し、
前記縮径部は、前記大径部と接続され、前記軸方向において前記大径部から離れるにしたがって縮径する第２内周面を有し、
前記スリット部は、前記軸方向と直交する方向に延在して前記ノズルを貫通しつつ、前記軸方向における前記ノズルの先端から前記第２内周面と連続する位置まで設けられており、
前記スリット部の内側の空間は、前記第２内周面の内側の空間と連通している、ドライアイススノー洗浄装置。

【請求項2】

前記混合部から前記軸方向における前記ノズルの先端までの長さは、前記絞り部から前記軸方向における前記ノズルの先端までの長さに対して、０．０９倍以上０．８倍以下である、請求項１に記載のドライアイススノー洗浄装置。

【請求項3】

前記噴射用ガス供給系における前記噴射用ガスの圧力は、０．６ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下である、請求項１または請求項２に記載のドライアイススノー洗浄装置。

【請求項4】

前記混合部から前記軸方向における前記ノズルの先端までの長さは、２０ｍｍ以上１４１ｍｍ以下である、請求項２に記載のドライアイススノー洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドライアイススノー洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ドライアイススノー洗浄装置の構成を開示した先行文献として、特開２０１６－１０１６２５号公報(特許文献１)および特開２００１－１７９６３４号公報(特許文献２)がある。

【0003】

特許文献１に記載されたドライアイススノー洗浄装置は、液化炭酸ガス供給系と、噴射用ガス供給系と、絞り部と、混合部と、ノズルとを備える。液化炭酸ガス供給系から供給される液化炭酸ガスは、絞り部を通過することにより生成されるドライアイススノーを含む炭酸ガスとなる。混合部において、ドライアイススノーを含む炭酸ガスと、噴射用ガス供給系から供給される噴射用ガスとが、混合されて混合ガスとなる。混合ガスは、混合部と接続されるノズルの噴射口から噴射される。

【0004】

特許文献２に記載された洗浄用ドライアイススノー噴射装置は、内管と、外筒と、ドライアイススノー噴射ノズルとを備える。内管には、液化炭酸ガスが流れる。外筒は、内管を囲繞する。噴射ガスは、外筒と内管との間を流れて噴射用ガス噴射口から噴出する。ドライアイススノー噴射ノズルは、内管との接続側近傍に絞り部を有して内管と接続されて、先端を偏平形状とした噴射口に向かって広がるテーパ形状を有している。液化炭酸ガスが絞り部を通過して生成されたドライアイススノーは、噴射口から一定の噴射幅を有して広角に噴射される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－１０１６２５号公報

【特許文献2】特開２００１－１７９６３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１においては、ドライアイススノーを広角に噴射できるようにする余地がある。

【0007】

特許文献２においては、ドライアイススノー噴射ノズルの外周に位置する噴射用ガス噴射口から噴射用ガスをドライアイススノーとは別に噴射しており、噴射用ガスの噴射によってドライアイススノーの噴射速度はほとんど上がらないため、ドライアイススノーを強く噴き付けることが難しい。

【0008】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、ドライアイススノーを広角に強く噴き付けることができる、ドライアイススノー洗浄装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に基づくドライアイススノー洗浄装置は、液化炭酸ガス供給系と、噴射用ガス供給系と、絞り部と、混合部と、ノズルとを備える。液化炭酸ガス供給系は、液化炭酸ガスを供給する。噴射用ガス供給系は、噴射用ガスを供給する。絞り部は、液化炭酸ガス供給系における下流側に設けられている。混合部は、液化炭酸ガス供給系と噴射用ガス供給系とを接続し、絞り部を通過した液化炭酸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。ノズルは、混合部と接続され、混合ガスを噴射する。ノズルは、ノズルの軸方向の先端に向かって、大径部、縮径部およびスリット部をこの順で含む。大径部は、混合部と接続されて一定の内径を有する第１内周面を有する。縮径部は、大径部と接続され、上記軸方向において大径部から離れるにしたがって縮径する第２内周面を有する。スリット部は、上記軸方向と直交する方向に延在してノズルを貫通しつつ、上記軸方向におけるノズルの先端から第２内周面と連続する位置まで設けられている。スリット部の内側の空間は、第２内周面の内側の空間と連通している。

【0010】

本発明の一形態においては、混合部から上記軸方向におけるノズルの先端までの長さは、絞り部から上記軸方向におけるノズルの先端までの長さに対して、０．０９倍以上０．８倍以下である。

【0011】

本発明の一形態においては、噴射用ガス供給系における噴射用ガスの圧力は、０．６ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下である。

【0012】

本発明の一形態においては、混合部から上記軸方向におけるノズルの先端までの長さは、２０ｍｍ以上１４１ｍｍ以下である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ドライアイススノーを広角に強く噴き付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置の構成を示す模式図である。

【図2】本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置が備える液化炭酸ガス供給系、混合部およびノズルの構成を示す斜視図である。

【図3】図２の液化炭酸ガス供給系、混合部およびノズルをＩＩＩ－ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。

【図4】図２の液化炭酸ガス供給系、混合部およびノズルをＩＶ－ＩＶ線矢印方向から見た断面図である。

【図5】図３のＶ部を拡大してドライアイススノーが生成される状態を示す断面図である。

【図6】本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置において、スリット部の延在する方向に直交する方向から見てドライアイススノーが生成される状態を示す断面図である。

【図7】本発明の一実施の形態の変形例に係るドライアイススノー洗浄装置のノズルを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置について図面を参照して説明する。以下の実施の形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

【0016】

図１は、本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置の構成を示す模式図である。図２は、本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置が備える液化炭酸ガス供給系、混合部およびノズルの構成を示す斜視図である。図３は、図２の液化炭酸ガス供給系、混合部およびノズルをＩＩＩ－ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図４は、図２の液化炭酸ガス供給系、混合部およびノズルをＩＶ－ＩＶ線矢印方向から見た断面図である。

【0017】

以下の説明においては、ノズルの軸方向をＸ軸方向、ノズルの軸方向に直交かつスリット部の延在方向に平行な方向をＹ軸方向、ノズルの軸方向およびスリット部の延在方向に直交する方向をＺ軸方向とする。なお、図４においては、ノズルを拡大して示している。

【0018】

図１～図４に示すように、本実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置１は、液化炭酸ガスを供給する液化炭酸ガス供給系と、噴射用ガスを供給する噴射用ガス供給系と、混合部１５０と、ノズル１６０とを備える。

【0019】

図１に示すように、液化炭酸ガス供給系は、液化炭酸ガス貯蔵容器１００と、炭酸ガス管１０１と、第１開閉部１１０と、絞り部１２０とを含む。液化炭酸ガス供給系は、炭酸ガス管１０１の内部の圧力を測定する圧力計、および、圧力計の下流側に設けられ、液化炭酸ガス中の不純物を取り除くフィルタをさらに含む。

【0020】

液化炭酸ガス貯蔵容器１００は、液化炭酸ガスを貯蔵している。炭酸ガス管１０１は、液化炭酸ガス貯蔵容器１００に接続されて液化炭酸ガスまたは炭酸ガスの流路を構成している。

【0021】

第１開閉部１１０は、炭酸ガス管１０１の途中に設けられている。第１開閉部１１０は、手動で開閉可能なバルブにて構成されている。なお、第１開閉部１１０は、自動で開閉可能なバルブにて構成されていてもよい。

【0022】

図１～図３に示すように、絞り部１２０は、液化炭酸ガス供給系における第１開閉部１１０より下流側に設けられている。絞り部１２０は、本発明の一実施の形態においては、オリフィス板により構成されている。液化炭酸ガス１０Ｌの流量は、絞り部１２０により調整される。なお、絞り部１２０は、オリフィス板による構成に限られず、たとえば、ニードル弁などにより構成されていてもよい。

【0023】

図３に示すように、本発明の一実施の形態における絞り部１２０の内径１２０Ｄは、たとえば、０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である。内径１２０Ｄは、オリフィス板を変更することにより調整することができる。後述するドライアイススノーの粒子径を大きくする場合、内径１２０Ｄは大きい方が好ましいが、内径１２０Ｄを大きくしすぎると液化炭酸ガス１０Ｌの消費量が多くなるため、ドライアイススノーの粒子径および液化炭酸ガス１０Ｌの消費量の双方を考慮して内径１２０Ｄを設定することが好ましい。

【0024】

図１に示すように、噴射用ガス供給系は、噴射用ガス供給源１３０と、噴射用ガス管１３１と、第２開閉部１４０とを含む。噴射用ガス供給系は、噴射用ガス管１３１の内部の圧力を測定する圧力計、および、圧力計の下流側に設けられて噴射用ガス中の不純物を取り除くフィルタをさらに含む。

【0025】

噴射用ガス供給源１３０は、噴射用ガスを供給する。噴射用ガス管１３１は、噴射用ガス供給源１３０に接続されて噴射用ガスの流路を構成している。

【0026】

噴射用ガス供給源１３０または噴射用ガス管１３１は、必要に応じてヒータなどの加熱器により加熱される。噴射用ガス供給源１３０または噴射用ガス管１３１を加熱することにより、被洗浄物の汚れの種類および状態に応じて洗浄効果が高まるように噴射用ガスの温度を調整できるとともに被洗浄物が結露することを抑制できる。

【0027】

第２開閉部１４０は、噴射用ガス管１３１の途中に設けられ、手動で開閉可能なバルブにて構成されている。なお、第２開閉部１４０が、自動で開閉可能なバルブにて構成されていてもよい。噴射用ガスは、たとえば、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である。

【0028】

図１～図３に示すように、混合部１５０は、液化炭酸ガス供給系と噴射用ガス供給系とを接続し、絞り部１２０を通過した液化炭酸を含む炭酸ガス１０と噴射用ガス２０とを混合して混合ガス３０を生成する。具体的には、混合部１５０を構成する混合部配管１５１が、炭酸ガス管１０１の先端、噴射用ガス管１３１の先端およびノズル１６０の後端の各々と、気密に接続されている。混合ガス３０は、液化炭酸を含む炭酸ガス１０と噴射用ガス２０とが混合された気液混相状態となる。

【0029】

図２および図３に示すように、混合部配管１５１は、２本の円筒管が互いに直交してＴ字状に接続されている。混合部配管１５１の２本の円筒管の各々の仮想中心軸は、混合部基準位置１５０ｄにおいて互いに直交している。なお、本発明の一実施の形態における混合部１５０は、２本の円筒管が互いに直交しているが、これに限定されず、２本の円筒管が互いに斜めに交差していてもよい。

【0030】

混合部配管１５１のＸ軸方向の一方側の内周面は、ノズル１６０の後端側の第１内周面と連続している。すなわち、混合部配管１５１の先端側の内径は、後述するノズル１６０の大径部１７０の内径と略同じである。

【0031】

図２～図４に示すように、ノズル１６０は、Ｘ軸方向の一方側にテーパ状の外形を有している。ノズル１６０は、混合部１５０と接続され、液化炭酸を含む炭酸ガス１０と噴射用ガス２０との混合ガス３０を噴射する。ノズル１６０は、ノズル１６０の軸方向(Ｘ軸方向)の先端に向かって、大径部１７０、縮径部１８０およびスリット部１９０をこの順で含んでいる。

【0032】

図３および図４に示すように、大径部１７０は、混合部１５０と接続されて一定の内径を有する第１内周面１７１を有している。本実施の形態における第１内周面１７１は、混合部配管１５１の内周面に連続して、Ｘ軸方向に沿って一定の内径１７１Ｄを有している。本発明の一実施の形態における大径部１７０の内径１７１Ｄは、たとえば、１５ｍｍである。

【0033】

縮径部１８０は、第２内周面１８１と、開口部１８２とを含んでいる。第２内周面１８１は、大径部１７０と接続され、ノズル１６０の軸方向(Ｘ軸方向)において大径部１７０から離れるにしたがって縮径している。第２内周面１８１は、円錐面状である。本実施の形態における第２内周面１８１は、Ｘ軸方向の他端側において、第１内周面１７１に連続している。

【0034】

開口部１８２は、第２内周面１８１のＸ軸方向の一端側と接続されている。開口部１８２は、Ｚ軸方向において縦幅１８２Ｗを有し、Ｙ軸方向において横幅１８２Ｌを有している。縦幅１８２Ｗは、たとえば、０．５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であり、０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下がより好ましい。横幅１８２Ｌは、たとえば、２ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下がより好ましい。横幅１８２Ｌは、縦幅１８２Ｗの１０倍以上４０倍以下であることが好ましい。

【0035】

スリット部１９０は、ノズル１６０の軸方向と直交する方向(Ｙ軸方向)に延在してノズル１６０を貫通しつつ、ノズル１６０の軸方向(Ｘ軸方向)におけるノズル１６０の先端から縮径部１８０の第２内周面１８１と連続する位置まで設けられている。具体的には、スリット部１９０と第２内周面１８１との境界に、開口部１８２が位置している。スリット部１９０は、大径部１７０とは離間している。すなわち、スリット部１９０は、大径部１７０の第１内周面１７１とは連続していない。

【0036】

スリット部１９０の内側の空間は、第２内周面１８１の内側の空間と連通している。すなわち、スリット部１９０の内側の空間は、開口部１８２を通じて第２内周面１８１の内側の空間と連通している。これにより、混合ガス３０は、大径部１７０、縮径部１８０およびスリット部１９０をこの順で流れる。

【0037】

スリット部１９０は、正面噴射口１９１と、側面噴射口１９２とを含んでいる。正面噴射口１９１は、ノズル１６０のＸ軸方向の一端側の先端に設けられている。正面噴射口１９１は、Ｚ軸方向において縦幅１９１Ｗを有し、Ｙ軸方向において横幅１９１Ｌを有している。縦幅１９１Ｗは、たとえば、０．５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であり、０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下がより好ましい。横幅１９１Ｌは、たとえば、２０．０ｍｍ以上２１．０ｍｍ以下であり、２０．５ｍｍ以上２０．９ｍｍ以下がより好ましい。なお、縦幅１９１Ｗは、開口部１８２の縦幅１８２Ｗと同じ寸法であることが好ましい。

【0038】

図２および図４に示すように、側面噴射口１９２は、スリット部１９０のＹ軸方向の両端に設けられている。側面噴射口１９２は、Ｚ軸方向において縦幅１９２Ｗを有し、Ｙ軸方向において横幅１９２Ｌを有している。

【0039】

図２に示すように、縦幅１９２Ｗは、たとえば、０．５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であり、０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下がより好ましい。なお、縦幅１９２Ｗは、縦幅１８２Ｗ，１９１Ｗと同じ寸法であることが好ましい。

【0040】

図４に示すように、横幅１９２Ｌは、たとえば、４．００ｍｍ以上１０．３５ｍｍ以下であり、６．０ｍｍ以上６．５ｍｍ以下がより好ましい。開口部１８２の横幅１８２Ｌは、側面噴射口１９２の横幅１９２Ｌの寸法に対応して変化する。すなわち、横幅１８２Ｌは、横幅１９２Ｌが広くなるにつれて広くなり、横幅１９２Ｌが狭くなるにつれて狭くなる。

【0041】

開口部１８２から放射状に噴射されたドライアイススノーは、正面噴射口１９１および側面噴射口１９２から、Ｙ軸方向に広がりつつＸ軸方向に向けて噴射される。

【0042】

図３に示すように、混合部１５０からノズル１６０の軸方向(Ｘ軸方向)におけるノズル１６０の先端までの長さは、絞り部１２０からノズル１６０の軸方向(Ｘ軸方向)におけるノズル１６０の先端までの長さに対して、０．０９倍以上０．８倍以下である。具体的には、Ｘ軸方向における混合部基準位置１５０ｄから正面噴射口１９１までの長さＬ１が、Ｘ軸方向における絞り部１２０の中心から正面噴射口１９１までの長さＬ２に対して、０．０９倍以上０．８倍以下である。

【0043】

本発明の一実施の形態においては、混合部１５０からノズル１６０の軸方向(Ｘ軸方向)におけるノズル１６０の先端までの長さは、２０ｍｍ以上１４１ｍｍ以下である。具体的には、混合部基準位置１５０ｄからＸ軸方向における正面噴射口１９１までの長さＬ１が、２０ｍｍ以上１４１ｍｍ以下である。

【0044】

ドライアイススノー洗浄装置１は、生成されるドライアイススノーの粒子の数を増やすことにより洗浄加工能力を高めることができる。ドライアイススノーの粒子の数を増やすためには、ノズル１６０の長さを短くして外部から混合ガス３０に対する入熱を低減し、混合ガス３０中に含まれる液化炭酸の気化を抑制することが必要となる。本実施の形態に示すように、混合部基準位置１５０ｄからＸ軸方向における正面噴射口１９１までの長さＬ１を、絞り部１２０からＸ軸方向における正面噴射口１９１までの長さＬ２に対する比率として規定する、または、混合部基準位置１５０ｄからＸ軸方向における正面噴射口１９１までの長さＬ１を定量的に規定することにより、外部から混合ガス３０に対する入熱を低減させることによって、ノズル１６０の内部における混合ガス３０中に含まれる液化炭酸の気化を抑制することができるため、スリット部１９０まで導入された混合ガス３０からドライアイススノーが生成されやすくすることができる。

【0045】

以下、本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置１の動作について説明する。

【0046】

まず、図１および図３に示すように、液化炭酸ガス供給系においては、液化炭酸ガス貯蔵容器１００から液化炭酸ガス管１０１内に液化炭酸ガス１０Ｌを流入させる。炭酸ガス管１０１に設けられる圧力計によって、液化炭酸ガス管１０１内の液化炭酸ガス圧力が測定される。液化炭酸ガス１０Ｌの圧力は、たとえば、６．２ＭＰａ以上７．６ＭＰａ以下である。本発明の一実施の形態における液化炭酸ガス１０Ｌの圧力は、７．０ＭＰａである。

【0047】

次に、第１開閉部１１０が開いて、液化炭酸ガス管１０１内の液化炭酸ガス１０Ｌは、絞り部１２０を通過する。液化炭酸ガス１０Ｌは、絞り部１２０を通過すると、絞り部１２０を通過した液化炭酸ガス１０Ｌは、混合部１５０およびノズル１６０の内部の圧力と均圧される。その結果、液化炭酸ガス１０Ｌは、断熱膨張により温度が約－４９℃まで低下して、液化炭酸を含む炭酸ガス１０となる。液化炭酸を含む炭酸ガス１０は、混合部１５０の内部に流入する。

【0048】

噴射用ガス供給系においては、噴射用ガス供給源１３０から噴射用ガス管１３１内に噴射用ガス２０を流入させる。噴射用ガス管１３１に設けられた圧力計によって、噴射用ガス管１３１内の噴射用ガスの圧力が測定される。次に、第２開閉部１４０が開いて、噴射用ガス管１３１内の噴射用ガスは、混合部１５０の内部に流入する。噴射用ガス供給系における噴射用ガス２０の圧力は、０．６ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下である。噴射用ガス２０の圧力は、第２開閉部１４０により調整される。

【0049】

混合部１５０において、炭酸ガス１０と噴射用ガス２０とが混合されて、混合ガス３０が生成する。混合部１５０にて生成された混合ガス３０は、ノズル１６０の大径部１７０の内部に流入する。混合ガス３０の圧力は、炭酸ガス１０に比べて噴射用ガス２０の圧力が支配的であり、噴射用ガス２０の圧力に追従して変動する。

【0050】

図５は、図３のＶ部を拡大してドライアイススノーが生成される状態を示す断面図である。図６は、本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置において、スリット部の延在する方向に直交する方向から見てドライアイススノーが生成される状態を示す断面図である。図６においては、図４と同一の断面視にて示している。

【0051】

図５および図６に示すように、ノズル１６０の大径部１７０に流入した混合ガス３０は、縮径部１８０に流入する。混合ガス３０は、縮径部１８０を通過する際に加速され、開口部１８２を通過する時にはその流速が音速となる。スリット部１９０の内部において、混合ガス３０は、圧力がノズル１６０の内部の圧力から低下しつつ低温になる。その結果、スリット部１９０の内部において、ドライアイススノー３１が生成される。

【0052】

Ｘ軸方向におけるドライアイススノー３１の生成される位置は、開口部１８２のＹＺ平面における断面積の大きさによって変位する。ノズル１６０の内部の混合ガス３０の圧力は、開口部１８２の断面積の大きさによって変化する。開口部１８２の断面積が大きくなると、ノズル１６０の内部の混合ガス３０の圧力が低下する。そのため、ドライアイススノー３１がノズル１６０の内部で生成する圧力まで、混合ガス３０の圧力が低下する場合がある。この場合、大径部１７０および縮径部１８０の内部においてドライアイススノー３１が生成し、開口部１８２においてドライアイススノー３１の詰まりが引き起こされることがある。

【0053】

上記のように大径部１７０および縮径部１８０の内部においてドライアイススノー３１が生成しないようにするために、噴射用ガス２０の圧力および開口部１８２のＹＺ平面における断面積の大きさが調整される。開口部１８２のＹＺ平面における断面積は、縦幅１８２Ｗおよび横幅１８２Ｌによって決定される。

【0054】

ドライアイススノー３１を含む混合ガス３０は、スリット部１９０においてさらに加速され、正面噴射口１９１から噴射される時には流速が超音速になっている。ドライアイススノー３１を含む混合ガス３０は、スリット部１９０の内側形状に沿って、Ｙ軸方向に放射状に広がりながらＸ軸方向へと流れる。

【0055】

スリット部１９０から噴射されたドライアイススノー３１を含む混合ガス３０は、圧力が低下しつつ低温になり、ドライアイススノー３１の粒子がさらに大きく成長する。大きく成長したドライアイススノー３１を含む混合ガス３０は、Ｙ軸方向に放射状に広がりながら広角に噴射される。

【0056】

正面噴射口１９１から被洗浄物までの距離を２０ｍｍとした場合、本発明の一実施の形態におけるドライアイススノー洗浄装置１による被洗浄物が洗浄されるＹ軸方向の幅は、２０ｍｍ以上４５ｍｍ以下である。被洗浄物に対するドライアイススノー３１を含む混合ガス３０の最大衝突圧力は、３０ＭＰａ以上４０ＭＰａ以下であり、少なくとも３０ＭＰａ以上の最大衝突圧力が確保されていればよい。このように、Ｙ軸方向に広角にドライアイススノー３１を被洗浄物に強く噴き付けることにより、被洗浄物の広い範囲を一度に強力に洗浄することができる。

【0057】

本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置１においては、スリット部１９０は、ノズル１６０の軸方向と直交する方向に延在してノズル１６０を貫通しつつ、ノズル１６０の軸方向におけるノズル１６０の先端から縮径部１８０の第２内周面１８１と連続するまで設けられている。これにより、炭酸ガス１０および噴射用ガス２０が混合されてスリット部１９０に流入する混合ガス３０は、縮径部１８０の内部において加速しつつスリット部１９０の内部においてドライアイススノー３１が生成され、ノズル１６０の軸方向と直交する方向に放射状に広がって流れるとともに、スリット部１９０の内部および正面噴射口１９１の付近においてドライアイススノー３１の粒子を大きく成長させることができるため、ドライアイススノー３１を広角に強く噴き付けることができる。

【0058】

本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置１においては、混合部基準位置１５０ｄからＸ軸方向における正面噴射口１９１までの長さを、絞り部１２０からＸ軸方向における正面噴射口１９１までの長さノズル長さに対して０．０９倍以上０．８倍以下であることにより、混合ガス３０に対する外部からの入熱を減らしてノズル１９０内部での混合ガス３０の温度上昇を抑制できるため、スリット部１９０まで導入された混合ガス３０からドライアイススノー３１を生成しやすくして、洗浄能力を向上させることができる。

【0059】

本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置１においては、噴射用ガス２０の圧力を０．６ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下とすることにより、ノズル１６０の内部の混合ガス３０の圧力を０．６ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下に維持して、Ｘ軸方向におけるドライアイススノー３１が生成される位置をスリット部１９０の内部にすることができるため、開口部１８２でのドライアイススノー３１の詰まりを抑制して、安定的にドライアイススノー３１を噴射することができる。

【0060】

本発明の一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置１においては、混合部基準位置１５０ｄからＸ軸方向における正面噴射口１９１までの長さを、２０ｍｍ以上１４１ｍｍ以下に規定することにより、混合ガス３０に対する外部からの入熱を減らしてノズル１６０の内部での混合ガス３０の温度上昇を抑制できるため、スリット部１９０まで導入された混合ガス３０からドライアイススノー３１を生成しやすくして、洗浄能力を向上させることができる。

【0061】

以下、本発明の一実施の形態の変形例に係るドライアイススノー洗浄装置について説明する。本発明の一実施の形態の変形例に係るドライアイススノー洗浄装置のノズル２６０は、縮径部、開口部およびスリット部の構成が一実施の形態に係るドライアイススノー洗浄装置１のノズル１６０と異なるため、本発明の一実施の形態に係るノズル１６０と同様である構成については説明を繰り返さない。

【0062】

図７は、本発明の一実施の形態の変形例に係るドライアイススノー洗浄装置のノズルを示す断面図である。図７においては、図５と同一の断面視にて図示している。

【0063】

図７に示すように、本発明の一実施の形態の変形例に係るドライアイススノー洗浄装置のノズル２６０においては、スリット部２９０は、ノズル２６０の軸方向(Ｘ軸方向)におけるノズル２６０の先端から縮径部２８０の途中の位置まで設けられている。

【0064】

本発明の一実施の形態の変形例に係るドライアイススノー洗浄装置においても、炭酸ガスおよび噴射用ガスが混合されてスリット部２９０に流入する混合ガス３０は、縮径部２８０の内部において加速しつつスリット部２９０の内部においてドライアイススノーが生成され、ノズル２６０の軸方向と直交する方向に放射状に広がって流れるとともに、スリット部２９０の内部および正面噴射口１９１の付近においてドライアイススノーの粒子を大きく成長させることができるため、ドライアイススノーを広角に強く噴き付けることができる。

【0065】

上記のドライアイススノー洗浄装置は、樹脂加工製品、ゴム製品、電子機器、ガラス製品、印刷機器、プリンテッドエレクトロニクス分野の部品または装置などに付着した、バリ、油(有機物)、パーティクル(粉)、スケール、錆(酸化膜)、離型剤、接着剤などの除去、および、グラファイト(炭素)製品などの研磨加工に対して、有効な洗浄加工能力を有し、特に、機械加工時に付着する油(有機物)に対して高い洗浄加工能力を有している。

【0066】

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではない。また、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。上述した実施の形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１ ドライアイススノー洗浄装置、１０ 炭酸ガス、１０Ｌ 液化炭酸ガス、２０ 噴射用ガス、３０ 混合ガス、３１ ドライアイススノー、１００ 液化炭酸ガス貯蔵容器、１０１ 炭酸ガス管、１１０ 第１開閉部、１２０ 絞り部、１２０Ｄ，１７１Ｄ 内径、１３０ 噴射用ガス供給源、１３１ 噴射用ガス管、１４０ 第２開閉部、１５０ 混合部、１５０ｄ 混合部基準位置、１５１ 混合部配管、１６０，２６０ ノズル、１７０ 大径部、１７１ 第１内周面、１８０，２８０ 縮径部、１８１ 第２内周面、１８２ 開口部、１８２Ｌ，１９１Ｌ，１９２Ｌ 横幅、１８２Ｗ，１９１Ｗ，１９２Ｗ 縦幅、１９０，２９０ スリット部、１９１ 正面噴射口、１９２ 側面噴射口。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】