ノズル装置および噴射装置
【課題】粉状ドライアイスを効率よく発生させて、優れた噴射効率を確保することのできる、ノズル装置および噴射装置を提供すること。
【解決手段】キャリアガス供給管１０と、それに接続されるＣＯ２供給管１１とを備え、キャリアガス供給管１０は、キャリアガスが導入されるキャリア側導入部２３と、その第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、キャリア側導入部２３の開口断面積より小さいキャリア側絞り部２４と、その第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、キャリア側絞り部２４から第１流れ方向下流側に向かって次第に大きくなる第１拡大部２５と、その第１流れ方向下流側に接続される噴射部２６であって、開口断面積が、第１流れ方向において略同一である第１ストレート部２７を含む噴射部２６とを備える噴射装置１において、ＣＯ２供給管１１を、噴射部２６に接続する。
【解決手段】キャリアガス供給管１０と、それに接続されるＣＯ２供給管１１とを備え、キャリアガス供給管１０は、キャリアガスが導入されるキャリア側導入部２３と、その第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、キャリア側導入部２３の開口断面積より小さいキャリア側絞り部２４と、その第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、キャリア側絞り部２４から第１流れ方向下流側に向かって次第に大きくなる第１拡大部２５と、その第１流れ方向下流側に接続される噴射部２６であって、開口断面積が、第１流れ方向において略同一である第１ストレート部２７を含む噴射部２６とを備える噴射装置１において、ＣＯ２供給管１１を、噴射部２６に接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル装置および噴射装置、詳しくは、粉状ドライアイスを噴射するノズル装置および噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、粉状（スノー状）ドライアイスを噴射して、対象物の表面を洗浄またはブラスト加工するための装置が知られている。
【０００３】
例えば、スロート（中細部）を備えるラバルノズルからなる噴射ノズルと、噴射ノズルの噴流方向上流側に接続されるＹ字状のパイプとを備える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１の装置では、圧縮空気が、パイプの噴流方向上流側一端部（噴射路）から供給される一方、粉状ドライアイス（ドライアイス粒子）がパイプの噴流方向上流側他端部（膨張空間）から供給されている。そして、膨張空間において、噴射路との分岐（交差）点から、粉状ドライアイスが圧縮空気によって吸い出され、それらがともに、噴射ノズル内を通過した後、噴射ノズルの噴射口（噴流方向下流側端部）から噴射される。
【０００５】
また、膨張空間の噴流方向上流側には、それより縮径された供給路が接続されており、液体ＣＯ２を、供給路から膨張空間に流入させて断熱膨張させ、粉状ドライアイスを生成させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５０５７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、特許文献１に記載の装置では、膨張空間が、噴射ノズルの噴流方向上流側に設けられており、かかる膨張空間に連通する噴射路は圧縮空気によって高圧となっている。そのため、液体ＣＯ２の膨張効率が低下して、粉状ドライアイスの生成効率が低下する。その結果、粉状ドライアイスを効率よく噴射できないという不具合がある。
【０００８】
本発明の目的は、粉状ドライアイスを効率よく発生させて、優れた噴射効率を確保することのできる、ノズル装置および噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、粉状ドライアイスを供給するために前記キャリアガス供給管に接続されるＣＯ２供給管とを備えるノズル装置であって、前記キャリアガス供給管は、前記キャリアガスが導入されるキャリア側導入部と、前記キャリア側導入部における前記キャリアガスの流れ方向である第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記キャリア側導入部の開口断面積より小さいキャリア側絞り部と、前記キャリア側絞り部の前記第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記キャリア側絞り部から前記第１流れ方向下流側に向かって次第に大きくなる拡大部と、前記拡大部の前記第１流れ方向下流側に接続される噴射部であって、開口断面積が、前記第１流れ方向において略同一である同一開口部を含む前記噴射部とを備え、前記ＣＯ２供給管は、前記噴射部に接続されていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、キャリアガス供給管では、キャリアガスが、キャリア側導入部に導入された後、キャリア側絞り部において、加速され、次いで、拡大部でさらに加速されながら、その後、同一開口部を含む噴射部を高速で通過する。
【００１１】
そして、噴射部に、ＣＯ２供給管から粉状ドライアイスが供給されるので、高速のキャリアガスによって、ドライアイスを粉状に維持しながら、噴射部から効率よく噴射することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ＣＯ２供給管は、液体ＣＯ２が導入されるＣＯ２側導入部と、前記ＣＯ２側導入部におけるＣＯ２の流れ方向である第２流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記ＣＯ２側導入部の開口断面積より小さいＣＯ２側絞り部と、前記ＣＯ２側絞り部の前記第２流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記ＣＯ２側絞り部の断面積より大きく形成されており、前記ＣＯ２側絞り部から供給される前記液体ＣＯ２から前記粉状ドライアイスを生成して、前記粉状ドライアイスを前記噴射部に供給するＣＯ２供給チャンバ部とを備えていることが好適である。
【００１３】
この構成によれば、ノズル装置のＣＯ２供給管では、液体ＣＯ２が、ＣＯ２側導入部に導入された後、ＣＯ２側絞り部において、減圧され、その後、ＣＯ２供給チャンバ部において、断熱膨張する。
【００１４】
そのため、ＣＯ２供給チャンバ部において、液体ＣＯ２から粉状ドライアイスを効率よく生成し、そのまま噴射部に供給することができる。
【００１５】
その結果、粉状ドライアイスを噴射部からより一層効率よく噴射することができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記キャリアガス供給管は、互いに間隔を隔てて対向配置される２つの第１壁と、前記第１壁の対向方向と前記第１流れ方向との両方向に直交する直交方向において、前記第１壁の両端部を連結する２つの第２壁とを備え、前記第１壁間の対向方向長さが、一定であることが好適である。
【００１７】
この構成によれば、第１流れ方向において、第１壁間の対向方向長さを一定にしながら、第１壁の直交方向長さのみ、つまり、第２壁間の対向方向長さのみを変化させることによって、キャリア側導入部、キャリア側絞り部、拡大部および噴射部を備えるキャリアガス供給管を構成することができる。
【００１８】
そのため、キャリアガス供給管を簡易かつ低コストで形成しながら、粉状ドライアイスを効率よく噴射することができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記ＣＯ２供給管が、前記噴射部の前記第１流れ方向上流側端部またはその近傍に接続されていることが好適である。
【００２０】
この構成によれば、拡大部においてキャリアガスが加速され、続いて、噴射部の第１流れ方向上流側端部またはその近傍において、最も加速された高速のキャリアガスに、粉状ドライアイスを乗せて加速させることができる。
【００２１】
さらに、粉状ドライアイスを、噴射部の第１流れ方向上流側端部またはその近傍から第１流れ方向下流側端部にわたって十分な距離を確保しながら、高速のキャリアガスに乗せて十分に加速させることができる。
【００２２】
そのため、粉状ドライアイスを噴射部から高速で噴射することができる。
【００２３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ＣＯ２側絞り部および前記ＣＯ２供給チャンバ部が、前記ＣＯ２供給管において、それぞれ、複数設けられていることが好適である。
【００２４】
この構成によれば、各ＣＯ２供給管において、ＣＯ２側絞り部から供給され、ＣＯ２供給チャンバで断熱膨張させて発生させる粉状ドライアイスの供給量を、噴射部に供給されるキャリアガスの供給量に応じて、調整することができる。
【００２５】
そのため、粉状ドライアイスをより一層効率よく噴射することができる。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、さらに、前記噴射部における前記ＣＯ２供給管の接続部またはその近傍に加熱手段が設けられていることが好適である。
【００２７】
キャリアガスが、液体ＣＯ２の断熱膨張に伴って低温となった粉状ドライアイスによって過度に冷却されると、収縮により速度が低下し、粉状ドライアイスを十分に加速することができない場合がある。
【００２８】
しかし、この構成によれば、加熱手段によって、噴射部におけるＣＯ２供給管の接続部またはその近傍を通過するキャリアガスを加熱できるので、上記したキャリアガスの収縮を防止しながら、粉状ドライアイスを噴射部から効率よく加速することができる。
【００２９】
また、ＣＯ２供給管において、粉状ドライアイスによる目詰まりが発生する場合がある。
【００３０】
しかし、このノズル装置では、加熱手段によって、上記した粉状ドライアイスによる目詰まりを解消でき、粉状ドライアイスを噴射部からより一層効率よく噴射することができる。
【００３１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載のノズル装置と、前記キャリアガスを発生させるキャリアガス発生手段と、前記キャリアガス発生手段と前記キャリアガス供給管とを接続するキャリアガスラインと、前記キャリアガスラインに設けられるキャリア側フィルタと、液体ＣＯ２を貯蔵する液体ＣＯ２貯蔵手段と、前記液体ＣＯ２貯蔵手段と前記ＣＯ２供給管とを接続するＣＯ２ラインと、前記ＣＯ２ラインに設けられるＣＯ２側フィルタとを備えることを特徴としている。
【００３２】
この構成によれば、キャリアガスが、キャリアガス発生手段からキャリアガスラインを介してキャリアガス供給管に供給される。また、液体ＣＯ２が、液体ＣＯ２貯蔵手段からＣＯ２ラインを介してＣＯ２供給管に供給されて、ＣＯ２供給管において粉状ドライアイスが生成されてキャリアガス供給管の噴射部に供給される。そのため、ノズル装置において、キャリアガスによって、粉状ドライアイスを粉状に維持して、噴射部から効率よく噴射することができる。
【００３３】
また、キャリア側フィルタによって、キャリアガス発生手段からキャリアガスラインを介してＣＯ２供給管に供給されるキャリアガスに混入する異物を除去することができる。さらに、ＣＯ２側フィルタによって、液体ＣＯ２貯蔵手段からＣＯ２ラインを介してＣＯ２供給管に供給される液体ＣＯ２に混入する異物を除去することができる。
【００３４】
そのため、クリーンな粉状ドライアイスを、クリーンなキャリアガスとともに噴射することができる。
【発明の効果】
【００３５】
請求項１に記載の発明によれば、高速のキャリアガスによって、ドライアイスを粉状に維持しながら、噴射部から効率よく噴射することができる。
【００３６】
また、請求項２に記載の発明によれば、粉状ドライアイスを噴射部からより一層効率よく噴射することができる。
【００３７】
また、請求項３に記載の発明によれば、キャリアガス供給管を簡易かつ低コストで形成しながら、粉状ドライアイスを効率よく噴射することができる。
【００３８】
また、請求項４に記載の発明によれば、粉状ドライアイスを噴射部から高速で噴射することができる。
【００３９】
また、請求項５に記載の発明によれば、粉状ドライアイスをより一層効率よく噴射することができる。
【００４０】
また、請求項６に記載の発明によれば、キャリアガスの収縮を防止しながら、粉状ドライアイスを噴射部から効率よく加速することができる。
【００４１】
また、請求項７に記載の発明によれば、ノズル装置において、キャリアガスによって、粉状ドライアイスを粉状に維持して、噴射部から効率よく噴射することができる。また、クリーンな粉状ドライアイスを、クリーンなキャリアガスとともに噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の噴射装置の一実施形態の概略図を示す。
【図２】図２は、図１に示す噴射装置の、本発明のノズル装置の一実施形態の側断面図を示す。
【図３】図３は、図２に示すノズル装置の平断面図を示す。
【図４】図４は、図３に示すノズル装置の正断面図であって、（ａ）は、Ａ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は、Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、Ｃ−Ｃ線に沿う断面図、（ｄ）は、Ｄ−Ｄ線に沿う断面図、（ｅ）は、Ｅ−Ｅ線に沿う断面図を示す。
【図５】図５は、図２に示すノズル装置のＣＯ２供給管の拡大正面図を示す。
【図６】図６は、図５に示すＣＯ２供給管の拡大平断面図を示す。
【図７】図７は、本発明のノズル装置の他の実施形態（キャリアガス供給管が略円筒である態様）の、図４に対応する正断面図であって、（ａ）は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｄ）は、図３のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｅ）は、図３のＥ−Ｅ線に沿う断面図を示す。
【図８】図８は、本発明のノズル装置の他の実施形態（実線：ＣＯ２供給管が第２拡大部の第１流れ方向上流側端部に接続される態様、破線：ＣＯ２供給管が第１ストレート部の第１流れ方向中央に接続される態様、および、１点鎖線：ＣＯ２供給管が第１ストレート部の第１流れ方向下流側端部に接続される態様）の拡大平面図を示す。
【図９】図９は、本発明のノズル装置の他の実施形態のＣＯ２供給管（複数のＣＯ２側絞り部およびＣＯ２供給チャンバ部がそれぞれ左右方向および上下方向に整列配置される態様）の拡大正面図を示す。
【図１０】図１０は、本発明のノズル装置の他の実施形態のＣＯ２供給管（ＣＯ２側絞り部およびＣＯ２供給チャンバ部がそれぞれ１つ設けられる態様）の拡大正面図を示す。
【図１１】図１１は、本発明のノズル装置の他の実施形態（噴射部が第１ストレート部からなる態様）の平断面図を示す。
【図１２】図１２は、本発明のノズル装置の他の実施形態（噴射部が湾曲する態様）の正断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、本発明の噴射装置の一実施形態の概略図、図２は、図１に示す噴射装置の、本発明のノズル装置の一実施形態の側断面図、図３は、図２に示すノズル装置の平断面図、図４は、図３に示すノズル装置の正断面図、図５は、図２に示すノズル装置のＣＯ２供給管の拡大正面図、図６は、図５に示すＣＯ２供給管の拡大平断面図を示す。
【００４４】
なお、図２において、紙面右側を「前側」、紙面左側を「後側」、紙面手前側を「左側」、紙面奥側を「右側」、紙面上側を「上側」、紙面下側を「下側」とする。また、図２以外の各図面の方向について、上記した図２の方向に準じる。
【００４５】
図１において、この噴射装置１は、粉状ドライアイスを、噴射対象物９の表面にキャリアガスとともに噴射する装置である。噴射装置１は、ノズル装置２と、キャリアガス発生手段としてのコンプレッサ３と、キャリアガスライン４と、キャリア側フィルタ５と、ＣＯ２貯蔵手段としての液体ＣＯ２ボンベ６と、ＣＯ２ライン７と、ＣＯ２側フィルタ８とを備えている。
【００４６】
ノズル装置２は、後で詳述するが、キャリアガス供給管１０と、ＣＯ２供給管１１とを備えている。
【００４７】
コンプレッサ３は、キャリアガスを圧縮可能に構成されており、所定圧力のキャリアガスを発生させている。キャリアガスとしては、例えば、空気、例えば、窒素などの不活性ガスが挙げられる。
【００４８】
また、コンプレッサ３は、噴射装置１の使用時には、駆動され、噴射装置１の未使用時に、駆動が停止される。
【００４９】
キャリアガスライン４は、キャリアガスの流れ方向（以下、第１流れ方向という。）の上流側端部がコンプレッサ３に接続され、第１流れ方向下流側端部がキャリアガス供給管１０に接続されている。これにより、キャリアガスライン４は、コンプレッサ３とキャリアガス供給管１０とを接続している。
【００５０】
また、キャリアガスライン４の第１流れ方向途中には、第１キャリア開閉弁１２と、キャリア減圧弁（レギュレータ）１３と、キャリア逆止弁（チェック弁）１４と、キャリア側フィルタ５（後述）と、キャリア圧力計１６とが、第１流れ方向上流側から下流側に向かって、順次介装されている。
【００５１】
このキャリアガスライン４では、第１キャリア開閉弁１２およびキャリア減圧弁１３が、噴射装置１の使用時に開状態とされ、噴射装置１の未使用時に閉状態とされる。
【００５２】
キャリア側フィルタ５は、例えば、多孔質材料からなり、その孔径は、例えば、１μｍ以下、好ましくは、０．０１〜１μｍである。キャリア側フィルタ５は、キャリアガスライン４を通過するキャリアガス中に含まれる異物を除去する。
【００５３】
液体ＣＯ２ボンベ６は、液体ＣＯ２を貯蔵している。
【００５４】
ＣＯ２ライン７は、ＣＯ２（液体ＣＯ２および粉状ドライアイスを含むＣＯ２）の流れ方向（以下、第２流れ方向という。）の上流側端部が液体ＣＯ２ボンベ６に接続され、第２流れ方向下流側端部がＣＯ２供給管１１に接続されている。これにより、ＣＯ２ライン７は、液体ＣＯ２ボンベ６とＣＯ２供給管１１とを接続している。
【００５５】
また、ＣＯ２ライン７の第２流れ方向途中には、ＣＯ２減圧弁（レギュレータ）１７と、第１ＣＯ２開閉弁１８と、ＣＯ２逆止弁（チェック弁）１９と、リリーフ弁２０と、ＣＯ２側フィルタ８と、ＣＯ２圧力計２２とが、第２流れ方向上流側から下流側に向かって、順次介装されている。
【００５６】
なお、ＣＯ２ライン７は、ＣＯ２圧力計２２の第２流れ方向下流側において、２本に分岐し、分岐後の各第２流れ方向下流側端部が、ＣＯ２供給管１１に接続されている。
【００５７】
ＣＯ２ライン７では、ＣＯ２減圧弁１７および第１ＣＯ２開閉弁１８が、噴射装置１の使用時に開状態とされ、噴射装置１の未使用時に閉状態とされる。
【００５８】
ＣＯ２側フィルタ８は、例えば、多孔質材料からなり、その孔径は、例えば、１μｍ以下、好ましくは、０．０１〜１μｍである。ＣＯ２側フィルタ８は、ＣＯ２ライン７を通過するＣＯ２中に含まれる異物を除去する。
【００５９】
そして、図２に示すように、ノズル装置２は、ガン形状（側面視略Ｌ字状）をなし、例えば、鉄、ステンレスなどの金属、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）などの樹脂などの材料から形成されている。
【００６０】
キャリアガス供給管１０は、ノズル装置２内にキャリアガスを供給するために設けられており、図２および図３に示すように、キャリア側導入部２３と、キャリア側絞り部２４と、拡大部としての第２拡大部２５と、噴射部２６とを備えている。また、キャリアガス供給管１０は、上下方向に互いに間隔を隔てて対向配置される２つの第１壁２９と、第１壁２９の左右方向両端部を連結する２つの第２壁３０とを備えている。
【００６１】
第１壁２９および第２壁３０は、上記したキャリア側導入部２３（後述する屈曲部３１の第１流れ方向上流側のキャリア側導入部２３を除く）と、キャリア側絞り部２４と、第２拡大部２５と、噴射部２６とに連続的に設けられている。第１壁２９は、左右方向および前後方向に沿う平板状に形成されている。
【００６２】
キャリア側導入部２３は、キャリアガス供給管１０の第１流れ方向上流側端部に設けられている。また、キャリア側導入部２３の第１流れ方向上流側端部は、キャリアガスライン４に接続されている。
【００６３】
また、キャリア側導入部２３は、側面視略Ｌ字状に形成され、ノズル装置２の後端部において、第１流れ方向上流側端部から上方に向かって延び、その後、屈曲部３１において、前側に屈曲している。
【００６４】
また、屈曲部３１より第１流れ方向上流側のキャリア側導入部２３は、上下方向に延び、前後方向および左右方向における開口断面が、略円形状または略楕円形状に形成されている。
【００６５】
一方、図４（ａ）に示すように、屈曲部３１より第１流れ方向下流側のキャリア側導入部２３は、前後方向に延びる略直管であり、略角管に形成されている。つまり、屈曲部３１より第１流れ方向下流側のキャリア側導入部２３は、開口断面（左右方向および上下方向に沿って切断された開口断面、つまり、正面開口断面、以下キャリアガス供給管１０において単に開口断面という。）が、左右方向に長い略矩形状に形成されており、その開口断面積が、図２および図３に示すように、第１流れ方向において同一である。
【００６６】
詳しくは、屈曲部３１より第１流れ方向下流側のキャリア側導入部２３では、第１壁２９間の対向方向長さＤ、および、第２壁３０間の対向方向長さＷ１（図４（ａ）参照）は、第１流れ方向においてともに一定である。
【００６７】
なお、キャリア側導入部２３の第１流れ方向上流側端部には、図示しない第２キャリアガス開閉弁が設けられている。図示しない第２キャリアガス開閉弁は、ノズル装置２に設けられるスイッチ３９と電気的またはニューマチック的に接続されている。
【００６８】
キャリア側絞り部２４は、キャリア側導入部２３の第１流れ方向下流側に接続されており、第１縮小部３２と、第１縮小部３２の第１流れ方向下流側に接続されるスロート部３３とを備えている。
【００６９】
第１縮小部３２は、キャリア側導入部２３の第１流れ方向下流側端縁に連続して接続されており、開口断面略矩形状に形成され、その開口断面積が、キャリア側導入部２３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に小さくなるように形成されている。具体的には、第１縮小部３２において、第１壁２９の対向方向（上下方向）の距離Ｄを一定に維持しつつ、第２壁３０の内面は、第１流れ方向下流側に向かって、互いに次第に近接する平面視テーパ形状に形成されている。
【００７０】
詳しくは、第１縮小部３２における第１壁２９間の対向方向長さＤは、キャリア側導入部２３の第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ａ）参照）と同一であり、かつ、第１流れ方向において一定である。一方、第１縮小部３２における第２壁３０間の対向方向長さＷ１’は、キャリア側導入部２３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に短くなる。
【００７１】
スロート部３３は、前後方向に延びる略直管であり、略角管に形成にされており、第１縮小部３２の第１流れ方向下流側端縁に連続して接続されている。
【００７２】
また、スロート部３３は、図４（ｂ）に示すように、開口断面略矩形状に形成されており、その開口断面積は、キャリア側導入部２３の開口断面積より小さく形成されている。
【００７３】
詳しくは、図２および図３に示すように、スロート部３３における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｂ）参照）は、第１縮小部３２における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ａ）参照）と同一であり、かつ、第１流れ方向において一定である。一方、スロート部３３における第２壁３０間の対向方向長さＷ２（図４（ｂ）参照）は、キャリア側導入部２３における第２壁３０間の対向方向長さＷ１（図４（ａ）参照）より小さく、かつ、第１流れ方向において一定である。
【００７４】
第１拡大部２５は、キャリア側絞り部２４の第１流れ方向下流側に接続されている。具体的には、第１拡大部２５は、スロート部３３の第１流れ方向下流側端縁に連続して接続されている。
【００７５】
また、第１拡大部２５の開口断面は、図４（ｃ）に示すように、左右方向に長い略矩形状に形成されている。また、第１拡大部２５の開口断面積は、図２および図３に示すように、スロート部３３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に大きくなるように形成されている。具体的には、第１拡大部２５において、第１壁２９の対向方向（上下方向）の距離Ｄを一定に維持しつつ、第２壁３０の内面は、第１流れ方向下流側に向かって、互いに次第に離間する平面視テーパ形状に形成されている。
【００７６】
詳しくは、第１拡大部２５における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｃ）参照）は、スロート部３３における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｂ）参照）と同一であり、かつ、第１流れ方向において一定である。一方、第１拡大部２５における第２壁３０間の対向方向長さＷ３（図４（ｃ）参照）は、スロート部３３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に長くなる。
【００７７】
噴射部２６は、第１拡大部２５の第１流れ方向下流側に接続されている。また、噴射部２６は、同一開口部としての第１ストレート部２７と、第１ストレート部２７の第１流れ方向下流側に設けられる第２拡大部２８とを備えている。
【００７８】
第１ストレート部２７は、前後方向に延びる略直管であり、略角管に形成にされており、第１拡大部２５の第１流れ方向下流側端縁に連続して接続されている。また、第１ストレート部２７の開口断面は、図４（ｄ）に示すように、左右方向に長い略矩形状に形成されている。また、図２および図３に示すように、第１ストレート部２７の開口断面積は、スロート部３３の開口断面積より大きく、かつ、第１流れ方向において略同一に形成されている。
【００７９】
詳しくは、第１ストレート部２７における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｄ）参照）は、第１拡大部２５における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｃ）参照）と同一であり、かつ、第１流れ方向において一定である。一方、第１ストレート部２７における第２壁３０間の対向方向長さＷ４（図４（ｄ）参照）は、スロート部３３における第２壁３０間の対向方向長さＷ２（図４（ｂ）参照）より長く、かつ、第１流れ方向において一定である。
【００８０】
第２拡大部２８は、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端縁に連続して接続されている。
【００８１】
また、図４（ｅ）に示すように、第２拡大部２８の開口断面は、左右方向に長い略矩形状に形成されている。また、第２拡大部２８は、図２および図３に示すように、第１ストレート部２７の開口断面積が、第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に、左右方向に大きくなるように形成されている。具体的には、第２拡大部２８において、第１壁２９の対向方向（上下方向）の距離Ｄを一定に維持しつつ、第２壁３０の内面は、第１流れ方向下流側に向かって、互いに次第に離間する平面視テーパ形状に形成されている。
【００８２】
詳しくは、第２拡大部２８における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｅ）参照）は、第１ストレート部２７における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｄ）参照）と同一であり、かつ、第１流れ方向において一定である。一方、第２拡大部２８における第２壁３０間の対向方向長さＷ５（図４（ｅ）参照）は、第１ストレート部２７の下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に長くなる。
【００８３】
また、キャリアガス供給管１０では、第２キャリアガス開閉弁（図示せず）が、ノズル装置２の使用時（つまり、粉状ドライアイスの噴射時）には、スイッチ３９のオンによって開状態とされ、ノズル装置２の未使用時には、スイッチ３９のオフによって開状態とされる。
【００８４】
ＣＯ２供給管１１は、キャリアガス供給管１０に粉状ドライアイスを供給するために、キャリアガス供給管１０の噴射部２６の第１ストレート部２７に接続されている。また、各ＣＯ２供給管１１は、第１ストレート部２７において、第１流れ方向で（つまり、左右方向に投影したときに）同一位置に設けられ、左右方向に互いに間隔を隔てて対向配置されている。
【００８５】
また、ＣＯ２供給管１１は、ＣＯ２供給管１１における第２流れ方向と、第１ストレート部２７における第１流れ方向とが直交（交差）するように、第１ストレート部２７の２つの第２壁３０に、連続して形成されている。より具体的には、各ＣＯ２供給管１１は、左右方向に沿って延びるように設けられている。
【００８６】
ＣＯ２供給管１１は、図５および図６に示すように、ＣＯ２側導入部３４と、ＣＯ２側絞り部３５と、ＣＯ２供給チャンバ部３６とを備えている。
【００８７】
ＣＯ２側導入部３４は、図３に示すように、ＣＯ２ライン７の第２流れ方向下流側端部にそれぞれ接続されており、各ＣＯ２側導入部３４は、外側導入部３７と、外側導入部３７の第２流れ方向下流側に接続される内側導入部３８とを備えている。
【００８８】
外側導入部３７は、平面視略Ｌ字パイプ状をなし、ＣＯ２ライン７の各第１流れ方向下流側端部に対応して、２つ設けられている。
【００８９】
なお、外側導入部３７の第２流れ方向上流側端部には、図示しない第２ＣＯ２開閉弁がそれぞれ設けられている。図示しない各第２ＣＯ２開閉弁は、スイッチ３９（図２）と電気的またはニューマチック的に接続されている。
【００９０】
内側導入部３８は、左右方向に延びる略直管であり、開口断面（前後方向および上下方向に沿って切断された開口断面、つまり、側面開口断面、ＣＯ２供給管１１において単に開口断面という。）が、略円形状に形成されており、各外側導入部３７の第２流れ方向下流側端部から第２流れ方向下流側に、３本に分岐するように設けられている。各内側導入部３８は、図５および図６に示すように、前後方向に間隔を隔てて整列配置されている。
【００９１】
各内側導入部３８の開口断面積は、第２流れ方向において一定である。また、内側導入部３８の内径（最大長さ）Ｄ１は、例えば、１〜８ｍｍ、好ましくは、２〜５ｍｍである。
【００９２】
ＣＯ２側絞り部３５は、各内側導入部３８に対応して設けられ、具体的には、各ＣＯ２供給管１１において複数（３つ）設けられている。また、ＣＯ２側絞り部３５は、内側導入部３８の第２流れ方向下流側に接続されている。また、各内側導入部３８は、左右方向に延びており、第２縮小部４２と、第２ストレート部４３と、第３拡大部４４とを一体的に備えている。
【００９３】
第２縮小部４２は、内側導入部３８の第２流れ方向下流側端縁に連続して接続されており、開口断面略円形状に形成されている。また、第２縮小部４２の開口断面積は、内側導入部３８の第２流れ方向下流側端縁から第２流れ方向下流側に向かって次第に小さくなるように形成されている。つまり、第２縮小部４２の内面は、第２流れ方向下流側に向かって、互いに近接するテーパ形状に形成されている。
【００９４】
第２ストレート部４３は、第２縮小部４２の第２流れ方向下流側端縁に連続して接続されており、開口断面略円形状に形成されている。また、第２ストレート部４３の開口断面積は、内側導入部３８の開口断面積より小さく形成されており、第２流れ方向において一定である。
【００９５】
具体的には、各第２ストレート部４３の内径（最小長さ）Ｄ２は、例えば、０．３〜１．５ｍｍ、好ましくは、０．３〜０．８ｍｍである。
【００９６】
第３拡大部４４は、第２ストレート部４３の第２流れ方向下流側端縁に連続して接続されており、開口断面略円形状に形成されている。また、第３拡大部４４の開口断面積は、第２ストレート部４３の第２流れ方向下流側端縁から第２流れ方向下流側に向かって次第に大きくなるように形成されている。つまり、第３拡大部４４の内面は、第２流れ方向下流側に向かって、互いに離間するテーパ形状に形成されている。
【００９７】
ＣＯ２供給チャンバ部３６は、各ＣＯ２側絞り部３５に対応して設けられ、具体的には、各ＣＯ２供給管１１において複数（３つ）設けられている。また、ＣＯ２供給チャンバ部３６は、第３拡大部４４の第２流れ方向下流側に接続されている。また、ＣＯ２供給チャンバ部３６は、左右方向に延びる略直管であり、開口断面円形状に形成されている。
【００９８】
また、ＣＯ２供給チャンバ部３６の第２方向下流側端部は、第１ストレート部２７内に臨んでいる。つまり、ＣＯ２供給チャンバ部３６は、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部に連続するように接続されている。
【００９９】
また、ＣＯ２供給チャンバ部３６の開口断面積は、第２流れ方向において一定であり、第２ストレート部４３の開口断面積より大きく、例えば、内側導入部３８の開口断面積と同一である。また、ＣＯ２供給チャンバ部３６の内径（最大長さ）Ｄ３は、内側導入部３８の内径Ｄ１と同一である。
【０１００】
ＣＯ２供給管１１では、第２ＣＯ２開閉弁（図示せず）が、ノズル装置２の使用時（つまり、粉状ドライアイスの噴射時）には、スイッチ３９のオンによって開状態とされ、ノズル装置２の未使用時には、スイッチ３９のオフによって閉状態とされる。
【０１０１】
次に、この噴射装置１を用いる粉状ドライアイスの噴射動作について、説明する。
【０１０２】
図１において、まず、この噴射装置１では、未使用時には、コンプレッサ３の駆動が停止され、キャリアガスライン４における第１キャリア開閉弁１２およびキャリア減圧弁１３と、ＣＯ２ライン７におけるＣＯ２減圧弁１７および第１ＣＯ２開閉弁１８と、キャリアガス供給管１０における第２キャリアガス開閉弁（図示せず）と、ＣＯ２供給管１１における第２ＣＯ２開閉弁（図示せず）とが、閉状態とされている。
【０１０３】
そして、この噴射装置１を使用するには、まず、コンプレッサ３の駆動を開始するとともに、第１キャリア開閉弁１２およびキャリア減圧弁１３を順次開状態にするとともに、ＣＯ２減圧弁１７および第１ＣＯ２開閉弁１８を順次開状態にする。
【０１０４】
これにより、コンプレッサ３の駆動の開始によって発生されるキャリアガスが、キャリアガスライン４を通過する。具体的には、キャリアガスライン４において、第１キャリア開閉弁１２を通過し、キャリア減圧弁１３により所定の圧力に調整されたキャリアガスが、キャリアガスライン４内を流れる。また、キャリアガスは、キャリア逆止弁１４において逆流が防止されながら、キャリア側フィルタ５によってキャリアガス中に含まれる異物が除去されて、キャリア圧力計１６によってキャリアガスライン４内におけるキャリアガスの圧力が測定されつつ、図示しない第２キャリアガス開閉弁に到達する。
【０１０５】
また、液体ＣＯ２ボンベ６に貯蔵され、ＣＯ２減圧弁１７により所定の圧力に調整された液体ＣＯ２は、第１ＣＯ２開閉弁１８を通過し、ＣＯ２逆止弁１９において逆流が防止される。さらに、液体ＣＯ２は、ＣＯ２側フィルタ８によって液体ＣＯ２中に含まれる異物が除去されて、ＣＯ２圧力計２２によってＣＯ２ライン７内の液体ＣＯ２の圧力が測定されつつ、図示しない第２ＣＯ２開閉弁に到達する。なお、ＣＯ２ライン７において、ＣＯ２の圧力が異常に上昇した場合には、ＣＯ２（液体ＣＯ２および気体ＣＯ２を含む）がリリーフ弁２０から大気開放される。
【０１０６】
続いて、ノズル装置２を使用、つまり、粉状ドライアイスを噴射するには、図２に示すスイッチ３９のオンによって、図示しない第２キャリアガス開閉弁および第２ＣＯ２開閉弁を開状態とする。
【０１０７】
これにより、キャリアガスがキャリアガス供給管１０に供給されるとともに、液体ＣＯ２がＣＯ２供給管１１に供給される。
【０１０８】
キャリアガス供給管１０におけるキャリアガスの供給量は、例えば、５０〜５０００Ｌ／分、好ましくは、５００〜２０００Ｌ／分である。
【０１０９】
また、ＣＯ２供給管１１における液体ＣＯ２の供給量は、キャリアガスの供給量に対して、例えば、１〜５００％、好ましくは、１〜２０％であり、具体的には、０．００１〜４２Ｌ／分、好ましくは、０．０１〜１７Ｌ／分である。
【０１１０】
すなわち、図２および図３において、キャリアガスは、キャリアガス供給管１０におけるキャリア側導入部２３と、キャリア側絞り部２４と、第２拡大部２５と、噴射部２６とを順次通過する。具体的には、キャリアガスは、キャリア側導入部２３に導入され、その後、キャリア側絞り部２４において、音速程度（具体的には、３００〜３４０ｍ／秒）まで加速され、次いで、第１拡大部２５で超音速程度（具体的には、４００〜８５０ｍ／秒）までさらに加速されながら、減圧され、その後、噴射部２６を、高速（超音速状態）で通過する。そして、キャリアガスは、第２拡大部２８の第１流れ方向下流側端縁（噴射口）から、左右方向に拡散されながら、噴射される。
【０１１１】
なお、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部におけるキャリアガスの速度は、キャリアガスが第１拡大部２５の第１流れ方向上流側端部から第１流れ方向下流側端部にわたって継続して加速されるので、最高の速度（上記した超音速程度）となっている。
【０１１２】
また、第１ストレート部２７の上流側端部におけるキャリアガスの圧力は、キャリアガスが第１拡大部２５の第１流れ方向上流側端部から第１流れ方向下流側端部にわたって継続して減圧されるので、第１拡大部２５におけるキャリアガスの圧力よりも低くなっている。具体的には、第１ストレート部２７の上流側端部におけるキャリアガスの圧力は、例えば、０．１〜０．１５ＭＰａである。
【０１１３】
一方、液体ＣＯ２は、図６が参照されるように、ＣＯ２側導入部３４の外側導入部３７に導入され、内側導入部３８で分岐された後、ＣＯ２側絞り部３５において、加速されながら、減圧される。次いで、ＣＯ２側絞り部３５から供給される液体ＣＯ２は、ＣＯ２供給チャンバ部３６において、断熱膨張する。このＣＯ２供給チャンバ部３６において、液体ＣＯ２が断熱膨張することによって、粉状ドライアイスが生成される。
【０１１４】
粉状ドライアイスは、スノー状ドライアイスを含む概念のものであって、その平均粒子径は、例えば、０．１〜２００μｍである。
【０１１５】
そして、粉状ドライアイスは、ＣＯ２供給チャンバ部３６から第１ストレート部２７の上流側端部に供給されて、高速（超音速）のキャリアガスによって加速され、かつ、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部から第１流れ方向下流側端部にわたって、十分に加速される。
【０１１６】
しかも、図３が参照されるように、第１ストレート部２７の上流側端部を通過するキャリアガスは、第１拡大部２５を通過するキャリアガスを通過するキャリアガスよりも、低圧である。そのため、第１ストレート部２７の上流側端部に連通するＣＯ２供給チャンバ部３６において、粉状ドライアイスを効率よく発生させることができ、かかる粉状ドライアイスを、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部に供給することができる。
【０１１７】
そして、粉状ドライアイスは、第２拡大部２８の第１流れ方向下流側端縁（噴射口）から、左右方向に拡散されながら、キャリアガスとともに、噴射対象物９（図１）に向けて噴射される。
【０１１８】
その後、スイッチ３９のオフによって、図示しない第２キャリアガス開閉弁および第２ＣＯ２開閉弁を閉状態として、粉状ドライアイスの噴射を停止させ、続いて、上記の逆の操作によって、噴射装置１の使用を停止させる。
【０１１９】
そして、上記したノズル装置２によれば、キャリアガス供給管１０では、キャリアガスが、キャリア側導入部２３に導入された後、キャリア側絞り部２４において、加速され、次いで、第１拡大部２５でさらに加速されながら、その後、第１ストレート部２７を含む噴射部２６を高速で通過する。
【０１２０】
そして、噴射部２６の第１ストレート部２７に、ＣＯ２供給管１１から粉状ドライアイスが供給されるので、高速のキャリアガスによって、ドライアイスを粉状に維持しながら、噴射部２６の噴射口から効率よく噴射することができる。
【０１２１】
また、上記したノズル装置２によれば、ＣＯ２供給管１１では、液体ＣＯ２が、ＣＯ２側導入部３４に導入された後、ＣＯ２側絞り部３５において、減圧され、その後、ＣＯ２供給チャンバ部３６において、断熱膨張する。
【０１２２】
そのため、ＣＯ２供給チャンバ部３６において、液体ＣＯ２から粉状ドライアイスを効率よく生成し、そのまま噴射部２６に供給することができる。
【０１２３】
その結果、粉状ドライアイスを噴射部２６の噴射口からより一層効率よく噴射することができる。
【０１２４】
図７は、本発明のノズル装置の他の実施形態（キャリアガス供給管が略円筒である態様）の、図４に対応する正断面図、図８は、本発明のノズル装置の他の実施形態（実線：ＣＯ２供給管が第２拡大部の第１流れ方向上流側端部に接続される態様、破線：ＣＯ２供給管が第１ストレート部の第１流れ方向中央に接続される態様、および、１点鎖線：ＣＯ２供給管が第１ストレート部の第１流れ方向下流側端部に接続される態様）の拡大平面図、図９は、本発明のノズル装置の他の実施形態のＣＯ２供給管（複数のＣＯ２側絞り部およびＣＯ２供給チャンバ部がそれぞれ左右方向および上下方向に整列配置される態様）の拡大正面図、図１０は、本発明のノズル装置の他の実施形態のＣＯ２供給管（ＣＯ２側絞り部およびＣＯ２供給チャンバ部がそれぞれ１つ設けられる態様）の拡大正面図、図１１は、本発明のノズル装置の他の実施形態（噴射部が第１ストレート部からなる態様）の平断面図、図１２は、本発明のノズル装置の他の実施形態（噴射部が湾曲する態様）の正断面図を示す。
【０１２５】
なお、以降の各図面において、上記した各部に対応する部材については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２６】
上記した説明では、キャリアガス供給管１０を、略角筒に形成しているが、例えば、図７に示すように、略円筒に形成することもできる。
【０１２７】
図７において、キャリアガス供給管１０は、円管であり、正断面略円環の周壁４０を備えている。
【０１２８】
屈曲部３１より第１流れ方向下流側のキャリア側導入部２３、キャリア側絞り部２４、第１拡大部２５および噴射部２６は、開口断面略円形状に形成されている。
【０１２９】
具体的には、図３が参照されるように、屈曲部３１より第１流れ方向下流側のキャリア側導入部２３の周壁４０の内径Ｂ１（図７（ａ））、スロート部３３の周壁４０の内径Ｂ２（図７（ｂ））、および、第１ストレート部２７の周壁４０の内径Ｂ４（図７（ｄ））は、それぞれ、第１流れ方向において一定である。
【０１３０】
一方、キャリア側絞り部２４の第１縮小部３２の周壁４０の内径は、キャリア側導入部２３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に短くなる。
【０１３１】
また、第１拡大部２５の周壁４０の内径Ｂ３（図７（ｃ））は、スロート部３３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に長くなる。
【０１３２】
また、第２拡大部２８の周壁４０の内径Ｂ５（図７（ｅ））は、第１ストレート部２７の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に長くなる。
【０１３３】
図４および図７に示すキャリアガス供給管１０のうち、好ましくは、図４に示すキャリアガス供給管１０が用いられる。
【０１３４】
図４に示すキャリアガス供給管１０であれば、第１流れ方向において、第１壁２９間の対向方向長さＤを一定にしながら、第１壁２９の左右方向長さ（直交方向長さ）のみ、つまり、第２壁３０間の対向方向長さ（Ｗ１〜Ｗ５）のみを変化させることによって、キャリア側導入部２３、キャリア側絞り部２４、第１拡大部２５および噴射部２６を備えるキャリアガス供給管１０を構成することができる。
【０１３５】
そのため、キャリアガス供給管１０を簡易かつ低コストで形成しながら、粉状ドライアイスを効率よく噴射することができる。
【０１３６】
なお、上記した図４の説明では、キャリアガス供給管１０を、上記した形状のキャリア側導入部２３、キャリア側絞り部２４、第１拡大部２５および噴射部２６を備えるように構成しているが、例えば、ラバルノズルとして構成することもできる。
【０１３７】
また、上記した図３の説明では、ＣＯ２供給管１１を、噴射部２６の第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部に接続しているが、例えば、図示しないが、第１ストレート部２７の上流側端部の近傍に接続することができる。
【０１３８】
なお、第１ストレート部２７の上流側端部の近傍は、第１ストレート部２７の前後方向長さに対して、第１ストレート部２７の上流側端縁から第１流れ方向下流側１０％以内（さらには、５％以内）の位置として定義される。
【０１３９】
あるいは、図８に示すように、ＣＯ２供給管１１を、第１ストレート部２７の第１流れ方向中央（破線）または第１流れ方向下流側端部（１点鎖線）に接続することができ、さらに、第２拡大部２８の第１流れ方向上流側端部（実線）（またはその近傍）、さらには、図示しないが、第２拡大部２８の第１流れ方向中央または第１流れ方向下流側端部に接続することもできる。
【０１４０】
なお、第２拡大部２８の第１流れ方向上流側端部の近傍は、第２拡大部２８の前後方向長さに対して、第２拡大部２８の上流側端縁から第１流れ方向下流側１０％以内（さらには、５％以内）の位置として定義される。
【０１４１】
好ましくは、図３に示すように、ＣＯ２供給管１１を、噴射部２６の第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部またはその近傍に接続する。
【０１４２】
このように、第１拡大部２５においてキャリアガスが加速され、続いて、噴射部２６の第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部またはその近傍において、最も加速された高速のキャリアガスに、粉状ドライアイスを乗せて加速させることができる。
【０１４３】
さらに、粉状ドライアイスを、噴射部２６の第１流れ方向上流側端部またはその近傍から、第１流れ方向下流側端部にわたって、より具体的には、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部またはその近傍から、第１ストレート部２７の第１流れ方向下流側端部、さらには、第２拡大部２８の第１流れ方向下流側端部にわたって十分な距離（加速距離）を確保しながら、高速のキャリアガスに乗せて十分に加速させることができる。
【０１４４】
そのため、粉状ドライアイスを噴射部２６の噴射口から高速で噴射することができる。
【０１４５】
また、上記した図５の説明では、ＣＯ２側絞り部３５およびＣＯ２供給チャンバ部３６を、それぞれ、前後方向に整列配置しているが、その配置は特に限定されず、例えば、図９に示すように、前後方向および上下方向の両方向に整列配置することもできる。
【０１４６】
図９において、各ＣＯ２側絞り部３５および各ＣＯ２供給チャンバ部３６は、前後方向および上下方向において、それぞれ、間隔を隔てて対向配置されている。
【０１４７】
さらに、上記した図５および図９の説明では、ＣＯ２側絞り部３５およびＣＯ２供給チャンバ部３６を、ＣＯ２供給管１１において、それぞれ、複数設けているが、その数は特に限定されず、例えば、図１０に示すように、ＣＯ２供給管１１において、それぞれ、１つ設けることもできる。
【０１４８】
図５、図９および図１０のうち、好ましくは、図５および図９に示すように、ＣＯ２側絞り部３５およびＣＯ２供給チャンバ部３６を、ＣＯ２供給管１１において、それぞれ、複数設ける。
【０１４９】
これにより、各ＣＯ２供給管１１において、ＣＯ２絞り部３５から供給され、ＣＯ２供給チャンバ部３６で断熱膨張させて発生させる粉状ドライアイスの供給量を、ＣＯ２絞り部３５およびＣＯ２供給チャンバ部３６の数を調整することにより、噴射部２６に供給されるキャリアガスの供給量に応じて、調整することができる。
【０１５０】
そのため、粉状ドライアイスをより一層効率よく噴射することができる。
【０１５１】
また、図２の仮想線で示すように、さらに、加熱手段としてのヒータ４１を、噴射部２６におけるＣＯ２供給管１１の接続部に設けることもできる。
【０１５２】
キャリアガスが、液体ＣＯ２の断熱膨張に伴って低温となった粉状ドライアイスによって過度に冷却されると、収縮により速度が低下し、粉状ドライアイスを十分に加速することができない場合がある。
【０１５３】
しかし、このノズル装置２によれば、ヒータ４１によって、上記したキャリアガスの収縮を防止しながら、粉状ドライアイスを噴射部２６から効率よく加速することができる。
【０１５４】
また、このノズル装置２では、ヒータ４１によって、ＣＯ２供給管１１における粉状ドライアイスを加熱することができる。そのため、上記した粉状ドライアイスによる目詰まりを解消でき、粉状ドライアイスを噴射部２６からより一層効率よく噴射することができる。
【０１５５】
なお、ヒータ４１は、噴射部２６におけるＣＯ２供給管１１の接続部の近傍、具体的には、接続部の第１流れ方向下流側部分に設けることもできる。
【０１５６】
また、上記した図３の説明では、噴射部２６を第１ストレート部２７および第２拡大部２８から形成しているが、例えば、図１１に示すように、第１ストレート部２７のみから形成することもできる。
【０１５７】
なお、図示しないが、本発明の効果を阻害しない範囲で、噴射部２６を第１ストレート部２７および第３縮小部から形成することもできる。
【０１５８】
第３縮小部は、第１ストレート部２７の第１流れ方向下流側端縁に連続して接続され、開口断面積が第１流れ方向下流側に向かって次第に小さくなる開口断面略矩形状に形成されている。具体的には、第３縮小部において、第１壁２９の対向方向（上下方向）の距離Ｄを一定に維持しつつ、第２壁３０の内面は、第１流れ方向下流側に向かって、互いに次第に近接する平面視テーパ形状に形成されている。
【０１５９】
好ましくは、図３に示すように、噴射部２６を第１ストレート部２７および第２拡大部２８から形成するか、あるいは、図１１に示すように、第１ストレート部２７のみから形成する。
【０１６０】
さらに好ましくは、図３に示すように、噴射部２６を第１ストレート部２７および第２拡大部２８から形成する。
【０１６１】
図３のノズル装置２では、粉状ドライアイスは、第２拡大部２８の噴射口から噴射対象物９の表面に向かって、左右方向に拡散して噴射されるので、大きな噴射面積を確保することができる。そのため、効率のよい粉状ドライアイスの噴射作業を実施することができる。
【０１６２】
また、図２の説明では、側面視において、噴射部２６を直線状に形成しているが、例えば、図１２に示すように、上下方向一方（下側）に湾曲する湾曲状に形成することもできる。
【０１６３】
図１２において、噴射部２６は、前側に向かうに従って下方に湾曲するように形成されている。噴射部２６を、例えば、可撓性材料から形成することもできる。
【０１６４】
このように噴射部２６を湾曲状に形成すれば、噴射部２６の前後方向長さが短くなるので、噴射対象物９が、狭いスペースに配置されている場合に、噴射部２６を上記した狭いスペースに差し込んで、粉状ドライアイスの噴射作業を確実に実施することができる。
【０１６５】
そして、上記した図１に示す噴射装置１によれば、キャリアガスが、コンプレッサ３からキャリアガスライン４を介してキャリアガス供給管１０に供給される。また、液体ＣＯ２が、液体ＣＯ２ボンベ６からＣＯ２ライン７を介してＣＯ２供給管１１に供給されて、ＣＯ２供給管１１において粉状ドライアイスが生成されてキャリアガス供給管１０に供給される。そのため、ノズル装置２において、キャリアガスによって、粉状ドライアイスを粉状に維持して、噴射部２６の噴射口から効率よく噴射することができる。
【０１６６】
また、キャリア側フィルタ５によって、コンプレッサ３からキャリアガスライン４を介してキャリアガス供給管１０に供給されるキャリアガスに混入する異物を除去することができる。さらに、ＣＯ２側フィルタ８によって、液体ＣＯ２ボンベ６からＣＯ２ライン７を介してＣＯ２供給管１１に供給される液体ＣＯ２に混入する異物を除去することができる。
【０１６７】
そのため、クリーンな粉状ドライアイスを、クリーンなキャリアガスとともに噴射することができる。
【０１６８】
このような噴射装置１およびノズル装置２は、例えば、粉状ドライアイスの噴射によって、噴射対象物９を洗浄する洗浄装置および洗浄ノズルとして用いることができる。噴射対象物９である洗浄対象物９としては、例えば、半導体デバイス、精密金型などが挙げられる。
【０１６９】
このような洗浄装置および洗浄ノズルでは、粉状ドライアイスを効率よく洗浄対象物９に噴射して、優れた洗浄力を確保しながら、洗浄後、洗浄対象物９の表面に、粉状ドライアイスが残存しても、粉状ドライアイスが揮発し易く、そのため、洗浄対象物９の表面をクリーンな状態に維持することができる。
【０１７０】
また、上記した噴射装置１およびノズル装置２は、例えば、粉状ドライアイスの噴射によって、噴射対象物９をブラスト加工するブラスト加工装置およびブラスト加工ノズルとして用いることもできる。噴射対象物９であるブラスト加工対象物９としては、例えば、ガラス板などが挙げられる。
【符号の説明】
【０１７１】
１ 噴射装置
２ ノズル装置
３ コンプレッサ
４ キャリアガスライン
５ キャリア側フィルタ
６ 液体ＣＯ２ボンベ
７ ＣＯ２ライン
８ ＣＯ２側フィルタ
１０ キャリアガス供給管
１１ ＣＯ２供給管
２３ キャリア側導入部
２４ キャリア側絞り部
２５ 第１拡大部
２６ 噴射部
２７ 第１ストレート部
２９ 第１壁
３０ 第２壁
３４ ＣＯ２側導入部
３５ ＣＯ２側絞り部
３６ ＣＯ２供給チャンバ部
４１ ヒータ
Ｄ 第１壁間の対向方向長さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル装置および噴射装置、詳しくは、粉状ドライアイスを噴射するノズル装置および噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、粉状（スノー状）ドライアイスを噴射して、対象物の表面を洗浄またはブラスト加工するための装置が知られている。
【０００３】
例えば、スロート（中細部）を備えるラバルノズルからなる噴射ノズルと、噴射ノズルの噴流方向上流側に接続されるＹ字状のパイプとを備える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１の装置では、圧縮空気が、パイプの噴流方向上流側一端部（噴射路）から供給される一方、粉状ドライアイス（ドライアイス粒子）がパイプの噴流方向上流側他端部（膨張空間）から供給されている。そして、膨張空間において、噴射路との分岐（交差）点から、粉状ドライアイスが圧縮空気によって吸い出され、それらがともに、噴射ノズル内を通過した後、噴射ノズルの噴射口（噴流方向下流側端部）から噴射される。
【０００５】
また、膨張空間の噴流方向上流側には、それより縮径された供給路が接続されており、液体ＣＯ２を、供給路から膨張空間に流入させて断熱膨張させ、粉状ドライアイスを生成させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５０５７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、特許文献１に記載の装置では、膨張空間が、噴射ノズルの噴流方向上流側に設けられており、かかる膨張空間に連通する噴射路は圧縮空気によって高圧となっている。そのため、液体ＣＯ２の膨張効率が低下して、粉状ドライアイスの生成効率が低下する。その結果、粉状ドライアイスを効率よく噴射できないという不具合がある。
【０００８】
本発明の目的は、粉状ドライアイスを効率よく発生させて、優れた噴射効率を確保することのできる、ノズル装置および噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、粉状ドライアイスを供給するために前記キャリアガス供給管に接続されるＣＯ２供給管とを備えるノズル装置であって、前記キャリアガス供給管は、前記キャリアガスが導入されるキャリア側導入部と、前記キャリア側導入部における前記キャリアガスの流れ方向である第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記キャリア側導入部の開口断面積より小さいキャリア側絞り部と、前記キャリア側絞り部の前記第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記キャリア側絞り部から前記第１流れ方向下流側に向かって次第に大きくなる拡大部と、前記拡大部の前記第１流れ方向下流側に接続される噴射部であって、開口断面積が、前記第１流れ方向において略同一である同一開口部を含む前記噴射部とを備え、前記ＣＯ２供給管は、前記噴射部に接続されていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、キャリアガス供給管では、キャリアガスが、キャリア側導入部に導入された後、キャリア側絞り部において、加速され、次いで、拡大部でさらに加速されながら、その後、同一開口部を含む噴射部を高速で通過する。
【００１１】
そして、噴射部に、ＣＯ２供給管から粉状ドライアイスが供給されるので、高速のキャリアガスによって、ドライアイスを粉状に維持しながら、噴射部から効率よく噴射することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ＣＯ２供給管は、液体ＣＯ２が導入されるＣＯ２側導入部と、前記ＣＯ２側導入部におけるＣＯ２の流れ方向である第２流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記ＣＯ２側導入部の開口断面積より小さいＣＯ２側絞り部と、前記ＣＯ２側絞り部の前記第２流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記ＣＯ２側絞り部の断面積より大きく形成されており、前記ＣＯ２側絞り部から供給される前記液体ＣＯ２から前記粉状ドライアイスを生成して、前記粉状ドライアイスを前記噴射部に供給するＣＯ２供給チャンバ部とを備えていることが好適である。
【００１３】
この構成によれば、ノズル装置のＣＯ２供給管では、液体ＣＯ２が、ＣＯ２側導入部に導入された後、ＣＯ２側絞り部において、減圧され、その後、ＣＯ２供給チャンバ部において、断熱膨張する。
【００１４】
そのため、ＣＯ２供給チャンバ部において、液体ＣＯ２から粉状ドライアイスを効率よく生成し、そのまま噴射部に供給することができる。
【００１５】
その結果、粉状ドライアイスを噴射部からより一層効率よく噴射することができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記キャリアガス供給管は、互いに間隔を隔てて対向配置される２つの第１壁と、前記第１壁の対向方向と前記第１流れ方向との両方向に直交する直交方向において、前記第１壁の両端部を連結する２つの第２壁とを備え、前記第１壁間の対向方向長さが、一定であることが好適である。
【００１７】
この構成によれば、第１流れ方向において、第１壁間の対向方向長さを一定にしながら、第１壁の直交方向長さのみ、つまり、第２壁間の対向方向長さのみを変化させることによって、キャリア側導入部、キャリア側絞り部、拡大部および噴射部を備えるキャリアガス供給管を構成することができる。
【００１８】
そのため、キャリアガス供給管を簡易かつ低コストで形成しながら、粉状ドライアイスを効率よく噴射することができる。
【００１９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記ＣＯ２供給管が、前記噴射部の前記第１流れ方向上流側端部またはその近傍に接続されていることが好適である。
【００２０】
この構成によれば、拡大部においてキャリアガスが加速され、続いて、噴射部の第１流れ方向上流側端部またはその近傍において、最も加速された高速のキャリアガスに、粉状ドライアイスを乗せて加速させることができる。
【００２１】
さらに、粉状ドライアイスを、噴射部の第１流れ方向上流側端部またはその近傍から第１流れ方向下流側端部にわたって十分な距離を確保しながら、高速のキャリアガスに乗せて十分に加速させることができる。
【００２２】
そのため、粉状ドライアイスを噴射部から高速で噴射することができる。
【００２３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ＣＯ２側絞り部および前記ＣＯ２供給チャンバ部が、前記ＣＯ２供給管において、それぞれ、複数設けられていることが好適である。
【００２４】
この構成によれば、各ＣＯ２供給管において、ＣＯ２側絞り部から供給され、ＣＯ２供給チャンバで断熱膨張させて発生させる粉状ドライアイスの供給量を、噴射部に供給されるキャリアガスの供給量に応じて、調整することができる。
【００２５】
そのため、粉状ドライアイスをより一層効率よく噴射することができる。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、さらに、前記噴射部における前記ＣＯ２供給管の接続部またはその近傍に加熱手段が設けられていることが好適である。
【００２７】
キャリアガスが、液体ＣＯ２の断熱膨張に伴って低温となった粉状ドライアイスによって過度に冷却されると、収縮により速度が低下し、粉状ドライアイスを十分に加速することができない場合がある。
【００２８】
しかし、この構成によれば、加熱手段によって、噴射部におけるＣＯ２供給管の接続部またはその近傍を通過するキャリアガスを加熱できるので、上記したキャリアガスの収縮を防止しながら、粉状ドライアイスを噴射部から効率よく加速することができる。
【００２９】
また、ＣＯ２供給管において、粉状ドライアイスによる目詰まりが発生する場合がある。
【００３０】
しかし、このノズル装置では、加熱手段によって、上記した粉状ドライアイスによる目詰まりを解消でき、粉状ドライアイスを噴射部からより一層効率よく噴射することができる。
【００３１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載のノズル装置と、前記キャリアガスを発生させるキャリアガス発生手段と、前記キャリアガス発生手段と前記キャリアガス供給管とを接続するキャリアガスラインと、前記キャリアガスラインに設けられるキャリア側フィルタと、液体ＣＯ２を貯蔵する液体ＣＯ２貯蔵手段と、前記液体ＣＯ２貯蔵手段と前記ＣＯ２供給管とを接続するＣＯ２ラインと、前記ＣＯ２ラインに設けられるＣＯ２側フィルタとを備えることを特徴としている。
【００３２】
この構成によれば、キャリアガスが、キャリアガス発生手段からキャリアガスラインを介してキャリアガス供給管に供給される。また、液体ＣＯ２が、液体ＣＯ２貯蔵手段からＣＯ２ラインを介してＣＯ２供給管に供給されて、ＣＯ２供給管において粉状ドライアイスが生成されてキャリアガス供給管の噴射部に供給される。そのため、ノズル装置において、キャリアガスによって、粉状ドライアイスを粉状に維持して、噴射部から効率よく噴射することができる。
【００３３】
また、キャリア側フィルタによって、キャリアガス発生手段からキャリアガスラインを介してＣＯ２供給管に供給されるキャリアガスに混入する異物を除去することができる。さらに、ＣＯ２側フィルタによって、液体ＣＯ２貯蔵手段からＣＯ２ラインを介してＣＯ２供給管に供給される液体ＣＯ２に混入する異物を除去することができる。
【００３４】
そのため、クリーンな粉状ドライアイスを、クリーンなキャリアガスとともに噴射することができる。
【発明の効果】
【００３５】
請求項１に記載の発明によれば、高速のキャリアガスによって、ドライアイスを粉状に維持しながら、噴射部から効率よく噴射することができる。
【００３６】
また、請求項２に記載の発明によれば、粉状ドライアイスを噴射部からより一層効率よく噴射することができる。
【００３７】
また、請求項３に記載の発明によれば、キャリアガス供給管を簡易かつ低コストで形成しながら、粉状ドライアイスを効率よく噴射することができる。
【００３８】
また、請求項４に記載の発明によれば、粉状ドライアイスを噴射部から高速で噴射することができる。
【００３９】
また、請求項５に記載の発明によれば、粉状ドライアイスをより一層効率よく噴射することができる。
【００４０】
また、請求項６に記載の発明によれば、キャリアガスの収縮を防止しながら、粉状ドライアイスを噴射部から効率よく加速することができる。
【００４１】
また、請求項７に記載の発明によれば、ノズル装置において、キャリアガスによって、粉状ドライアイスを粉状に維持して、噴射部から効率よく噴射することができる。また、クリーンな粉状ドライアイスを、クリーンなキャリアガスとともに噴射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の噴射装置の一実施形態の概略図を示す。
【図２】図２は、図１に示す噴射装置の、本発明のノズル装置の一実施形態の側断面図を示す。
【図３】図３は、図２に示すノズル装置の平断面図を示す。
【図４】図４は、図３に示すノズル装置の正断面図であって、（ａ）は、Ａ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は、Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、Ｃ−Ｃ線に沿う断面図、（ｄ）は、Ｄ−Ｄ線に沿う断面図、（ｅ）は、Ｅ−Ｅ線に沿う断面図を示す。
【図５】図５は、図２に示すノズル装置のＣＯ２供給管の拡大正面図を示す。
【図６】図６は、図５に示すＣＯ２供給管の拡大平断面図を示す。
【図７】図７は、本発明のノズル装置の他の実施形態（キャリアガス供給管が略円筒である態様）の、図４に対応する正断面図であって、（ａ）は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｄ）は、図３のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｅ）は、図３のＥ−Ｅ線に沿う断面図を示す。
【図８】図８は、本発明のノズル装置の他の実施形態（実線：ＣＯ２供給管が第２拡大部の第１流れ方向上流側端部に接続される態様、破線：ＣＯ２供給管が第１ストレート部の第１流れ方向中央に接続される態様、および、１点鎖線：ＣＯ２供給管が第１ストレート部の第１流れ方向下流側端部に接続される態様）の拡大平面図を示す。
【図９】図９は、本発明のノズル装置の他の実施形態のＣＯ２供給管（複数のＣＯ２側絞り部およびＣＯ２供給チャンバ部がそれぞれ左右方向および上下方向に整列配置される態様）の拡大正面図を示す。
【図１０】図１０は、本発明のノズル装置の他の実施形態のＣＯ２供給管（ＣＯ２側絞り部およびＣＯ２供給チャンバ部がそれぞれ１つ設けられる態様）の拡大正面図を示す。
【図１１】図１１は、本発明のノズル装置の他の実施形態（噴射部が第１ストレート部からなる態様）の平断面図を示す。
【図１２】図１２は、本発明のノズル装置の他の実施形態（噴射部が湾曲する態様）の正断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、本発明の噴射装置の一実施形態の概略図、図２は、図１に示す噴射装置の、本発明のノズル装置の一実施形態の側断面図、図３は、図２に示すノズル装置の平断面図、図４は、図３に示すノズル装置の正断面図、図５は、図２に示すノズル装置のＣＯ２供給管の拡大正面図、図６は、図５に示すＣＯ２供給管の拡大平断面図を示す。
【００４４】
なお、図２において、紙面右側を「前側」、紙面左側を「後側」、紙面手前側を「左側」、紙面奥側を「右側」、紙面上側を「上側」、紙面下側を「下側」とする。また、図２以外の各図面の方向について、上記した図２の方向に準じる。
【００４５】
図１において、この噴射装置１は、粉状ドライアイスを、噴射対象物９の表面にキャリアガスとともに噴射する装置である。噴射装置１は、ノズル装置２と、キャリアガス発生手段としてのコンプレッサ３と、キャリアガスライン４と、キャリア側フィルタ５と、ＣＯ２貯蔵手段としての液体ＣＯ２ボンベ６と、ＣＯ２ライン７と、ＣＯ２側フィルタ８とを備えている。
【００４６】
ノズル装置２は、後で詳述するが、キャリアガス供給管１０と、ＣＯ２供給管１１とを備えている。
【００４７】
コンプレッサ３は、キャリアガスを圧縮可能に構成されており、所定圧力のキャリアガスを発生させている。キャリアガスとしては、例えば、空気、例えば、窒素などの不活性ガスが挙げられる。
【００４８】
また、コンプレッサ３は、噴射装置１の使用時には、駆動され、噴射装置１の未使用時に、駆動が停止される。
【００４９】
キャリアガスライン４は、キャリアガスの流れ方向（以下、第１流れ方向という。）の上流側端部がコンプレッサ３に接続され、第１流れ方向下流側端部がキャリアガス供給管１０に接続されている。これにより、キャリアガスライン４は、コンプレッサ３とキャリアガス供給管１０とを接続している。
【００５０】
また、キャリアガスライン４の第１流れ方向途中には、第１キャリア開閉弁１２と、キャリア減圧弁（レギュレータ）１３と、キャリア逆止弁（チェック弁）１４と、キャリア側フィルタ５（後述）と、キャリア圧力計１６とが、第１流れ方向上流側から下流側に向かって、順次介装されている。
【００５１】
このキャリアガスライン４では、第１キャリア開閉弁１２およびキャリア減圧弁１３が、噴射装置１の使用時に開状態とされ、噴射装置１の未使用時に閉状態とされる。
【００５２】
キャリア側フィルタ５は、例えば、多孔質材料からなり、その孔径は、例えば、１μｍ以下、好ましくは、０．０１〜１μｍである。キャリア側フィルタ５は、キャリアガスライン４を通過するキャリアガス中に含まれる異物を除去する。
【００５３】
液体ＣＯ２ボンベ６は、液体ＣＯ２を貯蔵している。
【００５４】
ＣＯ２ライン７は、ＣＯ２（液体ＣＯ２および粉状ドライアイスを含むＣＯ２）の流れ方向（以下、第２流れ方向という。）の上流側端部が液体ＣＯ２ボンベ６に接続され、第２流れ方向下流側端部がＣＯ２供給管１１に接続されている。これにより、ＣＯ２ライン７は、液体ＣＯ２ボンベ６とＣＯ２供給管１１とを接続している。
【００５５】
また、ＣＯ２ライン７の第２流れ方向途中には、ＣＯ２減圧弁（レギュレータ）１７と、第１ＣＯ２開閉弁１８と、ＣＯ２逆止弁（チェック弁）１９と、リリーフ弁２０と、ＣＯ２側フィルタ８と、ＣＯ２圧力計２２とが、第２流れ方向上流側から下流側に向かって、順次介装されている。
【００５６】
なお、ＣＯ２ライン７は、ＣＯ２圧力計２２の第２流れ方向下流側において、２本に分岐し、分岐後の各第２流れ方向下流側端部が、ＣＯ２供給管１１に接続されている。
【００５７】
ＣＯ２ライン７では、ＣＯ２減圧弁１７および第１ＣＯ２開閉弁１８が、噴射装置１の使用時に開状態とされ、噴射装置１の未使用時に閉状態とされる。
【００５８】
ＣＯ２側フィルタ８は、例えば、多孔質材料からなり、その孔径は、例えば、１μｍ以下、好ましくは、０．０１〜１μｍである。ＣＯ２側フィルタ８は、ＣＯ２ライン７を通過するＣＯ２中に含まれる異物を除去する。
【００５９】
そして、図２に示すように、ノズル装置２は、ガン形状（側面視略Ｌ字状）をなし、例えば、鉄、ステンレスなどの金属、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）などの樹脂などの材料から形成されている。
【００６０】
キャリアガス供給管１０は、ノズル装置２内にキャリアガスを供給するために設けられており、図２および図３に示すように、キャリア側導入部２３と、キャリア側絞り部２４と、拡大部としての第２拡大部２５と、噴射部２６とを備えている。また、キャリアガス供給管１０は、上下方向に互いに間隔を隔てて対向配置される２つの第１壁２９と、第１壁２９の左右方向両端部を連結する２つの第２壁３０とを備えている。
【００６１】
第１壁２９および第２壁３０は、上記したキャリア側導入部２３（後述する屈曲部３１の第１流れ方向上流側のキャリア側導入部２３を除く）と、キャリア側絞り部２４と、第２拡大部２５と、噴射部２６とに連続的に設けられている。第１壁２９は、左右方向および前後方向に沿う平板状に形成されている。
【００６２】
キャリア側導入部２３は、キャリアガス供給管１０の第１流れ方向上流側端部に設けられている。また、キャリア側導入部２３の第１流れ方向上流側端部は、キャリアガスライン４に接続されている。
【００６３】
また、キャリア側導入部２３は、側面視略Ｌ字状に形成され、ノズル装置２の後端部において、第１流れ方向上流側端部から上方に向かって延び、その後、屈曲部３１において、前側に屈曲している。
【００６４】
また、屈曲部３１より第１流れ方向上流側のキャリア側導入部２３は、上下方向に延び、前後方向および左右方向における開口断面が、略円形状または略楕円形状に形成されている。
【００６５】
一方、図４（ａ）に示すように、屈曲部３１より第１流れ方向下流側のキャリア側導入部２３は、前後方向に延びる略直管であり、略角管に形成されている。つまり、屈曲部３１より第１流れ方向下流側のキャリア側導入部２３は、開口断面（左右方向および上下方向に沿って切断された開口断面、つまり、正面開口断面、以下キャリアガス供給管１０において単に開口断面という。）が、左右方向に長い略矩形状に形成されており、その開口断面積が、図２および図３に示すように、第１流れ方向において同一である。
【００６６】
詳しくは、屈曲部３１より第１流れ方向下流側のキャリア側導入部２３では、第１壁２９間の対向方向長さＤ、および、第２壁３０間の対向方向長さＷ１（図４（ａ）参照）は、第１流れ方向においてともに一定である。
【００６７】
なお、キャリア側導入部２３の第１流れ方向上流側端部には、図示しない第２キャリアガス開閉弁が設けられている。図示しない第２キャリアガス開閉弁は、ノズル装置２に設けられるスイッチ３９と電気的またはニューマチック的に接続されている。
【００６８】
キャリア側絞り部２４は、キャリア側導入部２３の第１流れ方向下流側に接続されており、第１縮小部３２と、第１縮小部３２の第１流れ方向下流側に接続されるスロート部３３とを備えている。
【００６９】
第１縮小部３２は、キャリア側導入部２３の第１流れ方向下流側端縁に連続して接続されており、開口断面略矩形状に形成され、その開口断面積が、キャリア側導入部２３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に小さくなるように形成されている。具体的には、第１縮小部３２において、第１壁２９の対向方向（上下方向）の距離Ｄを一定に維持しつつ、第２壁３０の内面は、第１流れ方向下流側に向かって、互いに次第に近接する平面視テーパ形状に形成されている。
【００７０】
詳しくは、第１縮小部３２における第１壁２９間の対向方向長さＤは、キャリア側導入部２３の第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ａ）参照）と同一であり、かつ、第１流れ方向において一定である。一方、第１縮小部３２における第２壁３０間の対向方向長さＷ１’は、キャリア側導入部２３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に短くなる。
【００７１】
スロート部３３は、前後方向に延びる略直管であり、略角管に形成にされており、第１縮小部３２の第１流れ方向下流側端縁に連続して接続されている。
【００７２】
また、スロート部３３は、図４（ｂ）に示すように、開口断面略矩形状に形成されており、その開口断面積は、キャリア側導入部２３の開口断面積より小さく形成されている。
【００７３】
詳しくは、図２および図３に示すように、スロート部３３における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｂ）参照）は、第１縮小部３２における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ａ）参照）と同一であり、かつ、第１流れ方向において一定である。一方、スロート部３３における第２壁３０間の対向方向長さＷ２（図４（ｂ）参照）は、キャリア側導入部２３における第２壁３０間の対向方向長さＷ１（図４（ａ）参照）より小さく、かつ、第１流れ方向において一定である。
【００７４】
第１拡大部２５は、キャリア側絞り部２４の第１流れ方向下流側に接続されている。具体的には、第１拡大部２５は、スロート部３３の第１流れ方向下流側端縁に連続して接続されている。
【００７５】
また、第１拡大部２５の開口断面は、図４（ｃ）に示すように、左右方向に長い略矩形状に形成されている。また、第１拡大部２５の開口断面積は、図２および図３に示すように、スロート部３３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に大きくなるように形成されている。具体的には、第１拡大部２５において、第１壁２９の対向方向（上下方向）の距離Ｄを一定に維持しつつ、第２壁３０の内面は、第１流れ方向下流側に向かって、互いに次第に離間する平面視テーパ形状に形成されている。
【００７６】
詳しくは、第１拡大部２５における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｃ）参照）は、スロート部３３における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｂ）参照）と同一であり、かつ、第１流れ方向において一定である。一方、第１拡大部２５における第２壁３０間の対向方向長さＷ３（図４（ｃ）参照）は、スロート部３３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に長くなる。
【００７７】
噴射部２６は、第１拡大部２５の第１流れ方向下流側に接続されている。また、噴射部２６は、同一開口部としての第１ストレート部２７と、第１ストレート部２７の第１流れ方向下流側に設けられる第２拡大部２８とを備えている。
【００７８】
第１ストレート部２７は、前後方向に延びる略直管であり、略角管に形成にされており、第１拡大部２５の第１流れ方向下流側端縁に連続して接続されている。また、第１ストレート部２７の開口断面は、図４（ｄ）に示すように、左右方向に長い略矩形状に形成されている。また、図２および図３に示すように、第１ストレート部２７の開口断面積は、スロート部３３の開口断面積より大きく、かつ、第１流れ方向において略同一に形成されている。
【００７９】
詳しくは、第１ストレート部２７における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｄ）参照）は、第１拡大部２５における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｃ）参照）と同一であり、かつ、第１流れ方向において一定である。一方、第１ストレート部２７における第２壁３０間の対向方向長さＷ４（図４（ｄ）参照）は、スロート部３３における第２壁３０間の対向方向長さＷ２（図４（ｂ）参照）より長く、かつ、第１流れ方向において一定である。
【００８０】
第２拡大部２８は、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端縁に連続して接続されている。
【００８１】
また、図４（ｅ）に示すように、第２拡大部２８の開口断面は、左右方向に長い略矩形状に形成されている。また、第２拡大部２８は、図２および図３に示すように、第１ストレート部２７の開口断面積が、第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に、左右方向に大きくなるように形成されている。具体的には、第２拡大部２８において、第１壁２９の対向方向（上下方向）の距離Ｄを一定に維持しつつ、第２壁３０の内面は、第１流れ方向下流側に向かって、互いに次第に離間する平面視テーパ形状に形成されている。
【００８２】
詳しくは、第２拡大部２８における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｅ）参照）は、第１ストレート部２７における第１壁２９間の対向方向長さＤ（図４（ｄ）参照）と同一であり、かつ、第１流れ方向において一定である。一方、第２拡大部２８における第２壁３０間の対向方向長さＷ５（図４（ｅ）参照）は、第１ストレート部２７の下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に長くなる。
【００８３】
また、キャリアガス供給管１０では、第２キャリアガス開閉弁（図示せず）が、ノズル装置２の使用時（つまり、粉状ドライアイスの噴射時）には、スイッチ３９のオンによって開状態とされ、ノズル装置２の未使用時には、スイッチ３９のオフによって開状態とされる。
【００８４】
ＣＯ２供給管１１は、キャリアガス供給管１０に粉状ドライアイスを供給するために、キャリアガス供給管１０の噴射部２６の第１ストレート部２７に接続されている。また、各ＣＯ２供給管１１は、第１ストレート部２７において、第１流れ方向で（つまり、左右方向に投影したときに）同一位置に設けられ、左右方向に互いに間隔を隔てて対向配置されている。
【００８５】
また、ＣＯ２供給管１１は、ＣＯ２供給管１１における第２流れ方向と、第１ストレート部２７における第１流れ方向とが直交（交差）するように、第１ストレート部２７の２つの第２壁３０に、連続して形成されている。より具体的には、各ＣＯ２供給管１１は、左右方向に沿って延びるように設けられている。
【００８６】
ＣＯ２供給管１１は、図５および図６に示すように、ＣＯ２側導入部３４と、ＣＯ２側絞り部３５と、ＣＯ２供給チャンバ部３６とを備えている。
【００８７】
ＣＯ２側導入部３４は、図３に示すように、ＣＯ２ライン７の第２流れ方向下流側端部にそれぞれ接続されており、各ＣＯ２側導入部３４は、外側導入部３７と、外側導入部３７の第２流れ方向下流側に接続される内側導入部３８とを備えている。
【００８８】
外側導入部３７は、平面視略Ｌ字パイプ状をなし、ＣＯ２ライン７の各第１流れ方向下流側端部に対応して、２つ設けられている。
【００８９】
なお、外側導入部３７の第２流れ方向上流側端部には、図示しない第２ＣＯ２開閉弁がそれぞれ設けられている。図示しない各第２ＣＯ２開閉弁は、スイッチ３９（図２）と電気的またはニューマチック的に接続されている。
【００９０】
内側導入部３８は、左右方向に延びる略直管であり、開口断面（前後方向および上下方向に沿って切断された開口断面、つまり、側面開口断面、ＣＯ２供給管１１において単に開口断面という。）が、略円形状に形成されており、各外側導入部３７の第２流れ方向下流側端部から第２流れ方向下流側に、３本に分岐するように設けられている。各内側導入部３８は、図５および図６に示すように、前後方向に間隔を隔てて整列配置されている。
【００９１】
各内側導入部３８の開口断面積は、第２流れ方向において一定である。また、内側導入部３８の内径（最大長さ）Ｄ１は、例えば、１〜８ｍｍ、好ましくは、２〜５ｍｍである。
【００９２】
ＣＯ２側絞り部３５は、各内側導入部３８に対応して設けられ、具体的には、各ＣＯ２供給管１１において複数（３つ）設けられている。また、ＣＯ２側絞り部３５は、内側導入部３８の第２流れ方向下流側に接続されている。また、各内側導入部３８は、左右方向に延びており、第２縮小部４２と、第２ストレート部４３と、第３拡大部４４とを一体的に備えている。
【００９３】
第２縮小部４２は、内側導入部３８の第２流れ方向下流側端縁に連続して接続されており、開口断面略円形状に形成されている。また、第２縮小部４２の開口断面積は、内側導入部３８の第２流れ方向下流側端縁から第２流れ方向下流側に向かって次第に小さくなるように形成されている。つまり、第２縮小部４２の内面は、第２流れ方向下流側に向かって、互いに近接するテーパ形状に形成されている。
【００９４】
第２ストレート部４３は、第２縮小部４２の第２流れ方向下流側端縁に連続して接続されており、開口断面略円形状に形成されている。また、第２ストレート部４３の開口断面積は、内側導入部３８の開口断面積より小さく形成されており、第２流れ方向において一定である。
【００９５】
具体的には、各第２ストレート部４３の内径（最小長さ）Ｄ２は、例えば、０．３〜１．５ｍｍ、好ましくは、０．３〜０．８ｍｍである。
【００９６】
第３拡大部４４は、第２ストレート部４３の第２流れ方向下流側端縁に連続して接続されており、開口断面略円形状に形成されている。また、第３拡大部４４の開口断面積は、第２ストレート部４３の第２流れ方向下流側端縁から第２流れ方向下流側に向かって次第に大きくなるように形成されている。つまり、第３拡大部４４の内面は、第２流れ方向下流側に向かって、互いに離間するテーパ形状に形成されている。
【００９７】
ＣＯ２供給チャンバ部３６は、各ＣＯ２側絞り部３５に対応して設けられ、具体的には、各ＣＯ２供給管１１において複数（３つ）設けられている。また、ＣＯ２供給チャンバ部３６は、第３拡大部４４の第２流れ方向下流側に接続されている。また、ＣＯ２供給チャンバ部３６は、左右方向に延びる略直管であり、開口断面円形状に形成されている。
【００９８】
また、ＣＯ２供給チャンバ部３６の第２方向下流側端部は、第１ストレート部２７内に臨んでいる。つまり、ＣＯ２供給チャンバ部３６は、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部に連続するように接続されている。
【００９９】
また、ＣＯ２供給チャンバ部３６の開口断面積は、第２流れ方向において一定であり、第２ストレート部４３の開口断面積より大きく、例えば、内側導入部３８の開口断面積と同一である。また、ＣＯ２供給チャンバ部３６の内径（最大長さ）Ｄ３は、内側導入部３８の内径Ｄ１と同一である。
【０１００】
ＣＯ２供給管１１では、第２ＣＯ２開閉弁（図示せず）が、ノズル装置２の使用時（つまり、粉状ドライアイスの噴射時）には、スイッチ３９のオンによって開状態とされ、ノズル装置２の未使用時には、スイッチ３９のオフによって閉状態とされる。
【０１０１】
次に、この噴射装置１を用いる粉状ドライアイスの噴射動作について、説明する。
【０１０２】
図１において、まず、この噴射装置１では、未使用時には、コンプレッサ３の駆動が停止され、キャリアガスライン４における第１キャリア開閉弁１２およびキャリア減圧弁１３と、ＣＯ２ライン７におけるＣＯ２減圧弁１７および第１ＣＯ２開閉弁１８と、キャリアガス供給管１０における第２キャリアガス開閉弁（図示せず）と、ＣＯ２供給管１１における第２ＣＯ２開閉弁（図示せず）とが、閉状態とされている。
【０１０３】
そして、この噴射装置１を使用するには、まず、コンプレッサ３の駆動を開始するとともに、第１キャリア開閉弁１２およびキャリア減圧弁１３を順次開状態にするとともに、ＣＯ２減圧弁１７および第１ＣＯ２開閉弁１８を順次開状態にする。
【０１０４】
これにより、コンプレッサ３の駆動の開始によって発生されるキャリアガスが、キャリアガスライン４を通過する。具体的には、キャリアガスライン４において、第１キャリア開閉弁１２を通過し、キャリア減圧弁１３により所定の圧力に調整されたキャリアガスが、キャリアガスライン４内を流れる。また、キャリアガスは、キャリア逆止弁１４において逆流が防止されながら、キャリア側フィルタ５によってキャリアガス中に含まれる異物が除去されて、キャリア圧力計１６によってキャリアガスライン４内におけるキャリアガスの圧力が測定されつつ、図示しない第２キャリアガス開閉弁に到達する。
【０１０５】
また、液体ＣＯ２ボンベ６に貯蔵され、ＣＯ２減圧弁１７により所定の圧力に調整された液体ＣＯ２は、第１ＣＯ２開閉弁１８を通過し、ＣＯ２逆止弁１９において逆流が防止される。さらに、液体ＣＯ２は、ＣＯ２側フィルタ８によって液体ＣＯ２中に含まれる異物が除去されて、ＣＯ２圧力計２２によってＣＯ２ライン７内の液体ＣＯ２の圧力が測定されつつ、図示しない第２ＣＯ２開閉弁に到達する。なお、ＣＯ２ライン７において、ＣＯ２の圧力が異常に上昇した場合には、ＣＯ２（液体ＣＯ２および気体ＣＯ２を含む）がリリーフ弁２０から大気開放される。
【０１０６】
続いて、ノズル装置２を使用、つまり、粉状ドライアイスを噴射するには、図２に示すスイッチ３９のオンによって、図示しない第２キャリアガス開閉弁および第２ＣＯ２開閉弁を開状態とする。
【０１０７】
これにより、キャリアガスがキャリアガス供給管１０に供給されるとともに、液体ＣＯ２がＣＯ２供給管１１に供給される。
【０１０８】
キャリアガス供給管１０におけるキャリアガスの供給量は、例えば、５０〜５０００Ｌ／分、好ましくは、５００〜２０００Ｌ／分である。
【０１０９】
また、ＣＯ２供給管１１における液体ＣＯ２の供給量は、キャリアガスの供給量に対して、例えば、１〜５００％、好ましくは、１〜２０％であり、具体的には、０．００１〜４２Ｌ／分、好ましくは、０．０１〜１７Ｌ／分である。
【０１１０】
すなわち、図２および図３において、キャリアガスは、キャリアガス供給管１０におけるキャリア側導入部２３と、キャリア側絞り部２４と、第２拡大部２５と、噴射部２６とを順次通過する。具体的には、キャリアガスは、キャリア側導入部２３に導入され、その後、キャリア側絞り部２４において、音速程度（具体的には、３００〜３４０ｍ／秒）まで加速され、次いで、第１拡大部２５で超音速程度（具体的には、４００〜８５０ｍ／秒）までさらに加速されながら、減圧され、その後、噴射部２６を、高速（超音速状態）で通過する。そして、キャリアガスは、第２拡大部２８の第１流れ方向下流側端縁（噴射口）から、左右方向に拡散されながら、噴射される。
【０１１１】
なお、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部におけるキャリアガスの速度は、キャリアガスが第１拡大部２５の第１流れ方向上流側端部から第１流れ方向下流側端部にわたって継続して加速されるので、最高の速度（上記した超音速程度）となっている。
【０１１２】
また、第１ストレート部２７の上流側端部におけるキャリアガスの圧力は、キャリアガスが第１拡大部２５の第１流れ方向上流側端部から第１流れ方向下流側端部にわたって継続して減圧されるので、第１拡大部２５におけるキャリアガスの圧力よりも低くなっている。具体的には、第１ストレート部２７の上流側端部におけるキャリアガスの圧力は、例えば、０．１〜０．１５ＭＰａである。
【０１１３】
一方、液体ＣＯ２は、図６が参照されるように、ＣＯ２側導入部３４の外側導入部３７に導入され、内側導入部３８で分岐された後、ＣＯ２側絞り部３５において、加速されながら、減圧される。次いで、ＣＯ２側絞り部３５から供給される液体ＣＯ２は、ＣＯ２供給チャンバ部３６において、断熱膨張する。このＣＯ２供給チャンバ部３６において、液体ＣＯ２が断熱膨張することによって、粉状ドライアイスが生成される。
【０１１４】
粉状ドライアイスは、スノー状ドライアイスを含む概念のものであって、その平均粒子径は、例えば、０．１〜２００μｍである。
【０１１５】
そして、粉状ドライアイスは、ＣＯ２供給チャンバ部３６から第１ストレート部２７の上流側端部に供給されて、高速（超音速）のキャリアガスによって加速され、かつ、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部から第１流れ方向下流側端部にわたって、十分に加速される。
【０１１６】
しかも、図３が参照されるように、第１ストレート部２７の上流側端部を通過するキャリアガスは、第１拡大部２５を通過するキャリアガスを通過するキャリアガスよりも、低圧である。そのため、第１ストレート部２７の上流側端部に連通するＣＯ２供給チャンバ部３６において、粉状ドライアイスを効率よく発生させることができ、かかる粉状ドライアイスを、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部に供給することができる。
【０１１７】
そして、粉状ドライアイスは、第２拡大部２８の第１流れ方向下流側端縁（噴射口）から、左右方向に拡散されながら、キャリアガスとともに、噴射対象物９（図１）に向けて噴射される。
【０１１８】
その後、スイッチ３９のオフによって、図示しない第２キャリアガス開閉弁および第２ＣＯ２開閉弁を閉状態として、粉状ドライアイスの噴射を停止させ、続いて、上記の逆の操作によって、噴射装置１の使用を停止させる。
【０１１９】
そして、上記したノズル装置２によれば、キャリアガス供給管１０では、キャリアガスが、キャリア側導入部２３に導入された後、キャリア側絞り部２４において、加速され、次いで、第１拡大部２５でさらに加速されながら、その後、第１ストレート部２７を含む噴射部２６を高速で通過する。
【０１２０】
そして、噴射部２６の第１ストレート部２７に、ＣＯ２供給管１１から粉状ドライアイスが供給されるので、高速のキャリアガスによって、ドライアイスを粉状に維持しながら、噴射部２６の噴射口から効率よく噴射することができる。
【０１２１】
また、上記したノズル装置２によれば、ＣＯ２供給管１１では、液体ＣＯ２が、ＣＯ２側導入部３４に導入された後、ＣＯ２側絞り部３５において、減圧され、その後、ＣＯ２供給チャンバ部３６において、断熱膨張する。
【０１２２】
そのため、ＣＯ２供給チャンバ部３６において、液体ＣＯ２から粉状ドライアイスを効率よく生成し、そのまま噴射部２６に供給することができる。
【０１２３】
その結果、粉状ドライアイスを噴射部２６の噴射口からより一層効率よく噴射することができる。
【０１２４】
図７は、本発明のノズル装置の他の実施形態（キャリアガス供給管が略円筒である態様）の、図４に対応する正断面図、図８は、本発明のノズル装置の他の実施形態（実線：ＣＯ２供給管が第２拡大部の第１流れ方向上流側端部に接続される態様、破線：ＣＯ２供給管が第１ストレート部の第１流れ方向中央に接続される態様、および、１点鎖線：ＣＯ２供給管が第１ストレート部の第１流れ方向下流側端部に接続される態様）の拡大平面図、図９は、本発明のノズル装置の他の実施形態のＣＯ２供給管（複数のＣＯ２側絞り部およびＣＯ２供給チャンバ部がそれぞれ左右方向および上下方向に整列配置される態様）の拡大正面図、図１０は、本発明のノズル装置の他の実施形態のＣＯ２供給管（ＣＯ２側絞り部およびＣＯ２供給チャンバ部がそれぞれ１つ設けられる態様）の拡大正面図、図１１は、本発明のノズル装置の他の実施形態（噴射部が第１ストレート部からなる態様）の平断面図、図１２は、本発明のノズル装置の他の実施形態（噴射部が湾曲する態様）の正断面図を示す。
【０１２５】
なお、以降の各図面において、上記した各部に対応する部材については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２６】
上記した説明では、キャリアガス供給管１０を、略角筒に形成しているが、例えば、図７に示すように、略円筒に形成することもできる。
【０１２７】
図７において、キャリアガス供給管１０は、円管であり、正断面略円環の周壁４０を備えている。
【０１２８】
屈曲部３１より第１流れ方向下流側のキャリア側導入部２３、キャリア側絞り部２４、第１拡大部２５および噴射部２６は、開口断面略円形状に形成されている。
【０１２９】
具体的には、図３が参照されるように、屈曲部３１より第１流れ方向下流側のキャリア側導入部２３の周壁４０の内径Ｂ１（図７（ａ））、スロート部３３の周壁４０の内径Ｂ２（図７（ｂ））、および、第１ストレート部２７の周壁４０の内径Ｂ４（図７（ｄ））は、それぞれ、第１流れ方向において一定である。
【０１３０】
一方、キャリア側絞り部２４の第１縮小部３２の周壁４０の内径は、キャリア側導入部２３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に短くなる。
【０１３１】
また、第１拡大部２５の周壁４０の内径Ｂ３（図７（ｃ））は、スロート部３３の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に長くなる。
【０１３２】
また、第２拡大部２８の周壁４０の内径Ｂ５（図７（ｅ））は、第１ストレート部２７の第１流れ方向下流側端縁から第１流れ方向下流側に向かって次第に長くなる。
【０１３３】
図４および図７に示すキャリアガス供給管１０のうち、好ましくは、図４に示すキャリアガス供給管１０が用いられる。
【０１３４】
図４に示すキャリアガス供給管１０であれば、第１流れ方向において、第１壁２９間の対向方向長さＤを一定にしながら、第１壁２９の左右方向長さ（直交方向長さ）のみ、つまり、第２壁３０間の対向方向長さ（Ｗ１〜Ｗ５）のみを変化させることによって、キャリア側導入部２３、キャリア側絞り部２４、第１拡大部２５および噴射部２６を備えるキャリアガス供給管１０を構成することができる。
【０１３５】
そのため、キャリアガス供給管１０を簡易かつ低コストで形成しながら、粉状ドライアイスを効率よく噴射することができる。
【０１３６】
なお、上記した図４の説明では、キャリアガス供給管１０を、上記した形状のキャリア側導入部２３、キャリア側絞り部２４、第１拡大部２５および噴射部２６を備えるように構成しているが、例えば、ラバルノズルとして構成することもできる。
【０１３７】
また、上記した図３の説明では、ＣＯ２供給管１１を、噴射部２６の第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部に接続しているが、例えば、図示しないが、第１ストレート部２７の上流側端部の近傍に接続することができる。
【０１３８】
なお、第１ストレート部２７の上流側端部の近傍は、第１ストレート部２７の前後方向長さに対して、第１ストレート部２７の上流側端縁から第１流れ方向下流側１０％以内（さらには、５％以内）の位置として定義される。
【０１３９】
あるいは、図８に示すように、ＣＯ２供給管１１を、第１ストレート部２７の第１流れ方向中央（破線）または第１流れ方向下流側端部（１点鎖線）に接続することができ、さらに、第２拡大部２８の第１流れ方向上流側端部（実線）（またはその近傍）、さらには、図示しないが、第２拡大部２８の第１流れ方向中央または第１流れ方向下流側端部に接続することもできる。
【０１４０】
なお、第２拡大部２８の第１流れ方向上流側端部の近傍は、第２拡大部２８の前後方向長さに対して、第２拡大部２８の上流側端縁から第１流れ方向下流側１０％以内（さらには、５％以内）の位置として定義される。
【０１４１】
好ましくは、図３に示すように、ＣＯ２供給管１１を、噴射部２６の第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部またはその近傍に接続する。
【０１４２】
このように、第１拡大部２５においてキャリアガスが加速され、続いて、噴射部２６の第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部またはその近傍において、最も加速された高速のキャリアガスに、粉状ドライアイスを乗せて加速させることができる。
【０１４３】
さらに、粉状ドライアイスを、噴射部２６の第１流れ方向上流側端部またはその近傍から、第１流れ方向下流側端部にわたって、より具体的には、第１ストレート部２７の第１流れ方向上流側端部またはその近傍から、第１ストレート部２７の第１流れ方向下流側端部、さらには、第２拡大部２８の第１流れ方向下流側端部にわたって十分な距離（加速距離）を確保しながら、高速のキャリアガスに乗せて十分に加速させることができる。
【０１４４】
そのため、粉状ドライアイスを噴射部２６の噴射口から高速で噴射することができる。
【０１４５】
また、上記した図５の説明では、ＣＯ２側絞り部３５およびＣＯ２供給チャンバ部３６を、それぞれ、前後方向に整列配置しているが、その配置は特に限定されず、例えば、図９に示すように、前後方向および上下方向の両方向に整列配置することもできる。
【０１４６】
図９において、各ＣＯ２側絞り部３５および各ＣＯ２供給チャンバ部３６は、前後方向および上下方向において、それぞれ、間隔を隔てて対向配置されている。
【０１４７】
さらに、上記した図５および図９の説明では、ＣＯ２側絞り部３５およびＣＯ２供給チャンバ部３６を、ＣＯ２供給管１１において、それぞれ、複数設けているが、その数は特に限定されず、例えば、図１０に示すように、ＣＯ２供給管１１において、それぞれ、１つ設けることもできる。
【０１４８】
図５、図９および図１０のうち、好ましくは、図５および図９に示すように、ＣＯ２側絞り部３５およびＣＯ２供給チャンバ部３６を、ＣＯ２供給管１１において、それぞれ、複数設ける。
【０１４９】
これにより、各ＣＯ２供給管１１において、ＣＯ２絞り部３５から供給され、ＣＯ２供給チャンバ部３６で断熱膨張させて発生させる粉状ドライアイスの供給量を、ＣＯ２絞り部３５およびＣＯ２供給チャンバ部３６の数を調整することにより、噴射部２６に供給されるキャリアガスの供給量に応じて、調整することができる。
【０１５０】
そのため、粉状ドライアイスをより一層効率よく噴射することができる。
【０１５１】
また、図２の仮想線で示すように、さらに、加熱手段としてのヒータ４１を、噴射部２６におけるＣＯ２供給管１１の接続部に設けることもできる。
【０１５２】
キャリアガスが、液体ＣＯ２の断熱膨張に伴って低温となった粉状ドライアイスによって過度に冷却されると、収縮により速度が低下し、粉状ドライアイスを十分に加速することができない場合がある。
【０１５３】
しかし、このノズル装置２によれば、ヒータ４１によって、上記したキャリアガスの収縮を防止しながら、粉状ドライアイスを噴射部２６から効率よく加速することができる。
【０１５４】
また、このノズル装置２では、ヒータ４１によって、ＣＯ２供給管１１における粉状ドライアイスを加熱することができる。そのため、上記した粉状ドライアイスによる目詰まりを解消でき、粉状ドライアイスを噴射部２６からより一層効率よく噴射することができる。
【０１５５】
なお、ヒータ４１は、噴射部２６におけるＣＯ２供給管１１の接続部の近傍、具体的には、接続部の第１流れ方向下流側部分に設けることもできる。
【０１５６】
また、上記した図３の説明では、噴射部２６を第１ストレート部２７および第２拡大部２８から形成しているが、例えば、図１１に示すように、第１ストレート部２７のみから形成することもできる。
【０１５７】
なお、図示しないが、本発明の効果を阻害しない範囲で、噴射部２６を第１ストレート部２７および第３縮小部から形成することもできる。
【０１５８】
第３縮小部は、第１ストレート部２７の第１流れ方向下流側端縁に連続して接続され、開口断面積が第１流れ方向下流側に向かって次第に小さくなる開口断面略矩形状に形成されている。具体的には、第３縮小部において、第１壁２９の対向方向（上下方向）の距離Ｄを一定に維持しつつ、第２壁３０の内面は、第１流れ方向下流側に向かって、互いに次第に近接する平面視テーパ形状に形成されている。
【０１５９】
好ましくは、図３に示すように、噴射部２６を第１ストレート部２７および第２拡大部２８から形成するか、あるいは、図１１に示すように、第１ストレート部２７のみから形成する。
【０１６０】
さらに好ましくは、図３に示すように、噴射部２６を第１ストレート部２７および第２拡大部２８から形成する。
【０１６１】
図３のノズル装置２では、粉状ドライアイスは、第２拡大部２８の噴射口から噴射対象物９の表面に向かって、左右方向に拡散して噴射されるので、大きな噴射面積を確保することができる。そのため、効率のよい粉状ドライアイスの噴射作業を実施することができる。
【０１６２】
また、図２の説明では、側面視において、噴射部２６を直線状に形成しているが、例えば、図１２に示すように、上下方向一方（下側）に湾曲する湾曲状に形成することもできる。
【０１６３】
図１２において、噴射部２６は、前側に向かうに従って下方に湾曲するように形成されている。噴射部２６を、例えば、可撓性材料から形成することもできる。
【０１６４】
このように噴射部２６を湾曲状に形成すれば、噴射部２６の前後方向長さが短くなるので、噴射対象物９が、狭いスペースに配置されている場合に、噴射部２６を上記した狭いスペースに差し込んで、粉状ドライアイスの噴射作業を確実に実施することができる。
【０１６５】
そして、上記した図１に示す噴射装置１によれば、キャリアガスが、コンプレッサ３からキャリアガスライン４を介してキャリアガス供給管１０に供給される。また、液体ＣＯ２が、液体ＣＯ２ボンベ６からＣＯ２ライン７を介してＣＯ２供給管１１に供給されて、ＣＯ２供給管１１において粉状ドライアイスが生成されてキャリアガス供給管１０に供給される。そのため、ノズル装置２において、キャリアガスによって、粉状ドライアイスを粉状に維持して、噴射部２６の噴射口から効率よく噴射することができる。
【０１６６】
また、キャリア側フィルタ５によって、コンプレッサ３からキャリアガスライン４を介してキャリアガス供給管１０に供給されるキャリアガスに混入する異物を除去することができる。さらに、ＣＯ２側フィルタ８によって、液体ＣＯ２ボンベ６からＣＯ２ライン７を介してＣＯ２供給管１１に供給される液体ＣＯ２に混入する異物を除去することができる。
【０１６７】
そのため、クリーンな粉状ドライアイスを、クリーンなキャリアガスとともに噴射することができる。
【０１６８】
このような噴射装置１およびノズル装置２は、例えば、粉状ドライアイスの噴射によって、噴射対象物９を洗浄する洗浄装置および洗浄ノズルとして用いることができる。噴射対象物９である洗浄対象物９としては、例えば、半導体デバイス、精密金型などが挙げられる。
【０１６９】
このような洗浄装置および洗浄ノズルでは、粉状ドライアイスを効率よく洗浄対象物９に噴射して、優れた洗浄力を確保しながら、洗浄後、洗浄対象物９の表面に、粉状ドライアイスが残存しても、粉状ドライアイスが揮発し易く、そのため、洗浄対象物９の表面をクリーンな状態に維持することができる。
【０１７０】
また、上記した噴射装置１およびノズル装置２は、例えば、粉状ドライアイスの噴射によって、噴射対象物９をブラスト加工するブラスト加工装置およびブラスト加工ノズルとして用いることもできる。噴射対象物９であるブラスト加工対象物９としては、例えば、ガラス板などが挙げられる。
【符号の説明】
【０１７１】
１ 噴射装置
２ ノズル装置
３ コンプレッサ
４ キャリアガスライン
５ キャリア側フィルタ
６ 液体ＣＯ２ボンベ
７ ＣＯ２ライン
８ ＣＯ２側フィルタ
１０ キャリアガス供給管
１１ ＣＯ２供給管
２３ キャリア側導入部
２４ キャリア側絞り部
２５ 第１拡大部
２６ 噴射部
２７ 第１ストレート部
２９ 第１壁
３０ 第２壁
３４ ＣＯ２側導入部
３５ ＣＯ２側絞り部
３６ ＣＯ２供給チャンバ部
４１ ヒータ
Ｄ 第１壁間の対向方向長さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、粉状ドライアイスを供給するために前記キャリアガス供給管に接続されるＣＯ２供給管とを備えるノズル装置であって、
前記キャリアガス供給管は、
前記キャリアガスが導入されるキャリア側導入部と、
前記キャリア側導入部における前記キャリアガスの流れ方向である第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記キャリア側導入部の開口断面積より小さいキャリア側絞り部と、
前記キャリア側絞り部の前記第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記キャリア側絞り部から前記第１流れ方向下流側に向かって次第に大きくなる拡大部と、
前記拡大部の前記第１流れ方向下流側に接続される噴射部であって、開口断面積が、前記第１流れ方向において略同一である同一開口部を含む前記噴射部とを備え、
前記ＣＯ２供給管は、前記噴射部に接続されていることを特徴とする、ノズル装置。
【請求項２】
前記ＣＯ２供給管は、
液体ＣＯ２が導入されるＣＯ２側導入部と、
前記ＣＯ２側導入部におけるＣＯ２の流れ方向である第２流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記ＣＯ２側導入部の開口断面積より小さいＣＯ２側絞り部と、
前記ＣＯ２側絞り部の前記第２流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記ＣＯ２側絞り部の断面積より大きく形成されており、前記ＣＯ２側絞り部から供給される前記液体ＣＯ２から前記粉状ドライアイスを生成して、前記粉状ドライアイスを前記噴射部に供給するＣＯ２供給チャンバ部と
を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のノズル装置。
【請求項３】
前記キャリアガス供給管は、互いに間隔を隔てて対向配置される２つの第１壁と、前記第１壁の対向方向と前記第１流れ方向との両方向に直交する直交方向において、前記第１壁の両端部を連結する２つの第２壁とを備え、
前記第１壁間の対向方向長さが、一定であることを特徴とする、請求項１または２に記載のノズル装置。
【請求項４】
前記ＣＯ２供給管が、前記噴射部の前記第１流れ方向上流側端部またはその近傍に接続されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のノズル装置。
【請求項５】
前記ＣＯ２側絞り部および前記ＣＯ２供給チャンバ部が、前記ＣＯ２供給管において、それぞれ、複数設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のノズル装置。
【請求項６】
さらに、前記噴射部における前記ＣＯ２供給管の接続部またはその近傍に加熱手段が設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のノズル装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のノズル装置と、
前記キャリアガスを発生させるキャリアガス発生手段と、
前記キャリアガス発生手段と前記キャリアガス供給管とを接続するキャリアガスラインと、
前記キャリアガスラインに設けられるキャリア側フィルタと、
液体ＣＯ２を貯蔵する液体ＣＯ２貯蔵手段と、
前記液体ＣＯ２貯蔵手段と前記ＣＯ２供給管とを接続するＣＯ２ラインと、
前記ＣＯ２ラインに設けられるＣＯ２側フィルタと
を備えることを特徴とする、噴射装置。
【請求項１】
キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、粉状ドライアイスを供給するために前記キャリアガス供給管に接続されるＣＯ２供給管とを備えるノズル装置であって、
前記キャリアガス供給管は、
前記キャリアガスが導入されるキャリア側導入部と、
前記キャリア側導入部における前記キャリアガスの流れ方向である第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記キャリア側導入部の開口断面積より小さいキャリア側絞り部と、
前記キャリア側絞り部の前記第１流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記キャリア側絞り部から前記第１流れ方向下流側に向かって次第に大きくなる拡大部と、
前記拡大部の前記第１流れ方向下流側に接続される噴射部であって、開口断面積が、前記第１流れ方向において略同一である同一開口部を含む前記噴射部とを備え、
前記ＣＯ２供給管は、前記噴射部に接続されていることを特徴とする、ノズル装置。
【請求項２】
前記ＣＯ２供給管は、
液体ＣＯ２が導入されるＣＯ２側導入部と、
前記ＣＯ２側導入部におけるＣＯ２の流れ方向である第２流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記ＣＯ２側導入部の開口断面積より小さいＣＯ２側絞り部と、
前記ＣＯ２側絞り部の前記第２流れ方向下流側に接続され、開口断面積が、前記ＣＯ２側絞り部の断面積より大きく形成されており、前記ＣＯ２側絞り部から供給される前記液体ＣＯ２から前記粉状ドライアイスを生成して、前記粉状ドライアイスを前記噴射部に供給するＣＯ２供給チャンバ部と
を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のノズル装置。
【請求項３】
前記キャリアガス供給管は、互いに間隔を隔てて対向配置される２つの第１壁と、前記第１壁の対向方向と前記第１流れ方向との両方向に直交する直交方向において、前記第１壁の両端部を連結する２つの第２壁とを備え、
前記第１壁間の対向方向長さが、一定であることを特徴とする、請求項１または２に記載のノズル装置。
【請求項４】
前記ＣＯ２供給管が、前記噴射部の前記第１流れ方向上流側端部またはその近傍に接続されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のノズル装置。
【請求項５】
前記ＣＯ２側絞り部および前記ＣＯ２供給チャンバ部が、前記ＣＯ２供給管において、それぞれ、複数設けられていることを特徴とする、請求項２に記載のノズル装置。
【請求項６】
さらに、前記噴射部における前記ＣＯ２供給管の接続部またはその近傍に加熱手段が設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のノズル装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のノズル装置と、
前記キャリアガスを発生させるキャリアガス発生手段と、
前記キャリアガス発生手段と前記キャリアガス供給管とを接続するキャリアガスラインと、
前記キャリアガスラインに設けられるキャリア側フィルタと、
液体ＣＯ２を貯蔵する液体ＣＯ２貯蔵手段と、
前記液体ＣＯ２貯蔵手段と前記ＣＯ２供給管とを接続するＣＯ２ラインと、
前記ＣＯ２ラインに設けられるＣＯ２側フィルタと
を備えることを特徴とする、噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１８３５３８（Ｐ２０１１−１８３５３８Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４０３０（Ｐ２０１０−５４０３０）
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（０００１２９１８３）株式会社カワタ (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（０００１２９１８３）株式会社カワタ (120)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]