[发明专利]干冰喷射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷射装置，该喷射装置包括：载气的流道，在该流道的下游端形成有喷射嘴；以及液态CO₂的供应管路，该供应管路通入到同轴地形成在流道中的膨胀室中。

背景技术

EP 1 501 655披露了一种喷射装置，其中膨胀室横向地穿入流道中。作为另一种选择，提及了可以在流道中同轴地容纳膨胀室的可能性。

膨胀室中的一部分液态CO₂的膨胀和蒸发产生蒸发制冷作用(evaporation chill)，从而使另一部分CO₂凝结为固态干冰，该固态干冰随后用作与载气一同运送并在喷射嘴中加速的喷射介质。这种装置适合用于高效但轻柔地除去表面上的积垢。清洁效果主要取决于CO₂颗粒的数量、粒度和速度。

发明内容

本发明利用在独立权利要求中说明的特征，通过利用紧凑的装置并在减少载气消耗的情况下使固态CO₂高效地凝结并加速而解决了如何实现固态CO₂的高产量和高清洁效果的问题。

在从属权利要求中说明了本发明的有用细节。

附图说明

下面将结合附图说明实施例，其中：

图1是根据本发明的喷射装置的轴向剖视图；

图2示出了沿图1中的线II-II截取的剖视图；以及

图3示出了根据变型实施例的喷射装置的局部放大轴向剖视图。

具体实施方式

喷射管10在下游端(即，图1中的上端)支撑例如收敛/扩张喷嘴(优选为拉瓦尔喷嘴)等喷射嘴12。喷射管10和喷射嘴12一同形成载气(例如，压缩空气)的流道14从而与常规装置相比以相对较低的压强(例如，仅为0.05MPa的压强)供应载气。压缩空气在喷射嘴12中被加速至大致音速或超音速。

喷射管10内部的笔直流道14的一部分增大而形成环形空间16，该环形空间16容纳有用于支承管子20的支架18，管子20同轴地设置在流道14中。在支架18的附近或优选地在支架18的内部形成液态CO₂的供应管路22，并且供应管路22在流道14的横向上延伸。供应管路22经由与流道14的轴线平行延伸的注射通道24通入到形成于管子20内部的膨胀室26中。优选地在1MPa或更高的压强下供应的液态CO₂在膨胀室中膨胀并蒸发，从而使占CO₂总量的大约40％-60％的部分CO₂可以凝结为固态干冰。在流道14中同轴地延伸的注射通道24和膨胀室26顺着载气的流向将干冰导入初始速度已经较高的载气流中，从而干冰将被载气进一步加速至高速并且还将被均匀地分布在流道14中。

在所示的实例中，仅仅设置了一个居中设置在流道14的轴线上的注射通道24。

注射通道24的横截面积A和膨胀室26的体积V满足V^1/3/A^1/2＞3的关系，优选地满足V^1/3/A^1/2＞10的关系。

在管子20的下游，流道14内容纳有呈双锥体形状的挤压体28。通常，挤压体应当具有流线型构造，即，应当向前后两端呈渐缩的。

在所示的实例中，挤压体28的上游尖端略微伸入到膨胀室26中，从而由该挤压体28与管子20的壁部形成环形间隙。此外，挤压体28的下游尖端在快要进入到喷射嘴12中之前略微伸入到流道14的锥形部分中。

挤压体28的用途在于将膨胀室26内的压强保持为合适的值，从而帮助在膨胀室26中凝固形成干冰。与此同时，挤压体28确保干冰在流道14内的压缩空气中更好地分布和加速并且确保CO₂颗粒进一步增长，同时另一方面避免管子20与挤压体28之间的狭窄部分和/或挤压体28与流道14的壁部之间的狭窄部分被形成的干冰阻塞。

如图2所示，支架18具有允许载气通过的构造。在所示的实例中，该构造通过在顶部围绕管子20的横截面设置孔32来实现。然而，也可以将支架18构成为具有臂部呈流线型的十字形形状或星形形状。