eines Reinigungsgutes

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Reinigungsgutes, welche ein Bad einer Reinigungsflüssigkeit, in welchem das Reinigungsgut während eines Reinigungsvorgangs zumindest teilweise angeordnet ist, umfasst.

Die in der industriellen Reinigungstechnik eingesetzte Reinigungsvorrichtungen dieser Art weisen eine Waschmechanik auf, mit welcher mehr oder weniger zielgerichtet mechanische Energie über die Reinigungsflüssigkeit auf das Reinigungsgut übertragen wird, um die Entfernung von Schmutzpartikeln vom Reinigungsgut zu erzielen. Eine Rückverschmutzung durch die Reinigungsflüssigkeit (auch Waschflotte genannt) wird hierbei in aller Regel nicht wirkungsvoll unterdrückt.

Hierbei ist von Nachteil, dass manche Verschmutzungen auf diese bekannte Art und Weise nicht ausreichend abgereinigt werden können, insbesondere wenn die Abmessungen der Schmutzpartikel sehr klein sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine zuverlässige und gründliche Partikelabreinigung insbesondere auch bei kleinen Partikelabmessungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Reinigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Reinigungsvorrichtung eine Aufladungsvorrichtung zur elektrostatischen Aufladung des Reinigungsgutes umfasst. Der vorliegenden Erfindung liegt das Konzept zugrunde, eine gute Reinigungswirkung dadurch zu erzielen, dass das Reinigungsgut und die daran anhaftenden Schmutzpartikel gleichsinnig elektrostatisch aufgeladen werden. Durch diese gleichsinnige Ladung (beispielsweise ein Elektronenüberschuss am Reinigungsgut und an den Schmutzpartikeln oder aber ein Elektronenmangel am Reinigungsgut und an den Schmutzpartikeln) wird eine Coulombkraft erzeugt, die zu einer gegenseitigen Abstoßung aller geladenen Teilchen führt.

Da das Reinigungsgut eine deutlich höhere Masse aufweist als die Schmutzpartikel und außerdem üblicherweise auf oder in einem Reinigungsgut-Träger immobilisiert ist, führt diese elektrostatische Abstoßungskraft zu einer Entfernung der anhaftenden Schmutzpartikel von der Oberfläche des Reinigungsgutes.

Eine Rückverschmutzung des Reinigungsgutes ist durch die gleichsinnige Ladung von Reinigungsgut und Schmutzpartikeln praktisch nicht mehr möglich oder zumindest sehr stark erschwert.

Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung mit Aufladungsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Abreinigung von Schmutzpartikeln mit sehr kleinen Abmessungen, vorzugsweise von Schmutzpartikeln mit einer größten Abmessung von 20 pm oder weniger, insbesondere von 15 pm oder weniger, besonders bevorzugt von 5 pm oder weniger.

Bei solch kleinen Schmutzpartikeln spielt die Rückverschmutzung aus der Reinigungsflüssigkeit eine immer größere Rolle, und die bisher eingesetzten Waschmechaniken greifen hier oft nicht mehr, da die Abmessungen solcher Schmutzpartikel zu klein sind. Da die Restschmutzanforderungen immer höher und die betrachteten

Schmutzpartikelgrößen immer kleiner werden, bietet die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung ganz erhebliche Vorteile, da bei dem elektrostatischen Reinigungsprinzip gerade mit abnehmender Partikelgröße bessere Reinigungsergebnisse zu erwarten sind.

Insbesondere ermöglicht es die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung mit elektrostatischer Aufladungsvorrichtung, eine Rückverschmutzung des Reinigungsguts aus der Reinigungsflüssigkeit insbesondere ohne Fließspülen zu verhindern, so dass ein aus umwelttechnischer Sicht problematisches

Fließspülen vermieden werden kann.

Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass mittels der Aufladungsvorrichtung ein Elektronenüberschuss oder, alternativ hierzu, ein Elektronenunterschuss oder Elektronenmangel an dem Reinigungsgut (und damit auch an den daran anhaftenden Schmutzpartikeln) erzeugbar ist.

Um das Reinigungsgut elektrostatisch aufladen zu können, muss eine elektrisch nicht leitende Reinigungsflüssigkeit verwendet werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Reinigungsflüssigkeit ein Dielektrikum ist.

Die Reinigungsflüssigkeit kann aus einem einzigen chemischen Stoff bestehen oder ein Gemisch verschiedener chemischer Stoffe darstellen.

Da die zwischen den Schmutzpartikeln und dem Reinigungsgut als Abstoßungskraft wirkende elektrische Coulombkraft reziprok zur elektrischen Permittivität der zwischen den Schmutzpartikeln und dem Reinigungsgut angeordneten Reinigungsflüssigkeit ist, ist es günstig, wenn die Reinigungsflüssigkeit eine niedrige Permittivität von 10 oder weniger, vorzugsweise von 5 oder weniger, insbesondere von 3 oder weniger, aufweist. Besonderes günstig ist es, wenn die elektrische Permittivität nur geringfügig über dem unteren Grenzwert von 1 (entsprechend der Permittivität des Vakuums) liegt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Reinigungsflüssigkeit ein organisches Lösemittel, insbesondere eine Kohlenwasserstoffverbindung .

Vorzugsweise ist die Reinigungsflüssigkeit ganz aus einem organischen Lösemittel, insbesondere aus einer Kohlenwasserstoffverbindung, oder aus einem Gemisch von organischen Lösemitteln, insbesondere von Kohlenwasserstoffverbindungen, gebildet.

Die Reinigungsflüssigkeit umfasst vorzugsweise ein unpolares Lösemittel und ist besonders bevorzugt im Wesentlichen vollständig aus einem unpolaren Lösemittel oder aus einem Gemisch von unpolaren Lösemittel gebildet.

Die Bewegung der geladenen Schmutzpartikel von der Oberfläche des Reinigungsgutes weg wird durch die Reibung zwischen den Schmutzpartikeln und der Reinigungsflüssigkeit gebremst. Diese Bremswirkung ist umso stärker, je höher die Viskosität der Reinigungsflüssigkeit ist.

Besonders günstig ist es daher, wenn die Reinigungsflüssigkeit eine niedrige (dynamische) Viskosität η aufweist.

Besonders günstig ist es, wenn die Reinigungsflüssigkeit bei der Reinigungstemperatur der Reinigungsflüssigkeit während des Reinigungsvorgangs eine niedrigere Viskosität (η) als Wasser bei einer Temperatur von 20° C aufweist.

Die dynamische Viskosität von Wasser bei einer Temperatur von 20° C beträgt ungefähr 1 mPa ^■ s. Es kann auch eine Reinigungsflüssigkeit eingesetzt werden, deren Viskosität (η) bei 20° C höher ist als die Viskosität von Wasser bei derselben

Temperatur, und durch Erhöhung der Reinigungstemperatur, welche die Reinigungsflüssigkeit während des Reinigungsvorgangs aufweist, die Viskosität der Reinigungsflüssigkeit bei der Reinigungstemperatur niedriger als die Viskosität von Wasser bei 20° C gemacht werden.

Vorzugsweise weist die Reinigungsflüssigkeit bei der Reinigungstemperatur der Reinigungsflüssigkeit während des Reinigungsvorgangs also eine niedrigere Viskosität als 1 mPa ^■ s auf.

Die Reinigungstemperatur der Reinigungsflüssigkeit während des

Reinigungsvorgangs beträgt vorzugsweise mehr als 20° C und vorzugsweise weniger als 80° C.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reinigungsvorrichtung einen Reinigungsgut-Träger und einen Reinigungsbehälter zur Aufnahme des Bades der Reinigungsflüssigkeit umfasst, wobei der Reinigungsgut-Träger von dem Reinigungsbehälter elektrisch isoliert ist.

Die mittels der Aufladungsvorrichtung zwischen dem Reinigungsgut und dem Reinigungsbehälter erzeugte elektrische Potentialdifferenz kann im

Hochspannungsbereich liegen und vorzugsweise mehr als ungefähr 10 kV betragen.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsbehälter geerdet ist.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Reinigungsvorrichtung eine Drehvorrichtung zum Drehen des Reinigungsgutes und/oder zum Drehen eines Reinigungsgut-Trägers, an dem das Reinigungsgut angeordnet ist, umfasst. Durch eine Drehung des Reinigungsgutes und/oder des Reinigungsgut-Trägers, welche insbesondere eine fortlaufende Drehbewegung oder aber eine Schwenkbewegung unter Änderung der Drehrichtung sein kann, kann das Ablösen der Schmutzpartikel durch Erzeugen einer Strömung in dem Bad der Reinigungsflüssigkeit unterstützt werden, und/oder der Abtransport der vom Reinigungsgut gelösten Schmutzpartikel von dem Reinigungsgut weg kann gefördert werden.

Um eine Drehbewegung des Reinigungsgutes und/oder des Reinigungsgut- Trägers um beliebige Drehwinkel zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass die Aufladungsvorrichtung eine elektrische Anschlussleitung umfasst, die durch eine Drehwelle der Drehvorrichtung hindurch geführt ist.

Das Reinigungsgut kann ein einzelnes Reinigungsgut-Teil oder mehrere, separat voneinander ausgebildete Reinigungsgut-Teile umfassen.

Um eine Rückverschmutzung des Reinigungsgutes auch bei mehreren aufeinander folgenden Reinigungsvorgängen zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn die Reinigungsvorrichtung einen Partikelabscheider zum Abscheiden von Schmutzpartikeln aus der Reinigungsflüssigkeit umfasst.

Ein solcher Partikelabscheider kann grundsätzlich ein beliebiges Filterelement umfassen.

Um die den Schmutzpartikeln aufgeprägte elektrische Ladung auch zu deren Abscheidung aus der Reinigungsflüssigkeit nutzen zu können, ist es jedoch besonders günstig, wenn der Partikelabscheider ein entgegengesetzt zum Reinigungsgut (und damit auch entgegengesetzt zu den Schmutzpartikeln) aufgeladenes Abscheideelement umfasst. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Partikelabscheider durch einen entgegengesetzt zum Reinigungsgut (und damit auch zu den Schmutzpartikeln) aufgeladenen Bereich eines Reinigungsbehälters, welcher das Bad der Reinigungsflüssigkeit enthält, gebildet ist.

Der entgegengesetzt zum Reinigungsgut geladene Bereich des Reinigungsbehälters umfasst vorzugsweise einen Bodenbereich des Reinigungsbehälters. Geladene Schmutzpartikel bewegen sich auf den Boden zu, werden dort entladen und verbleiben dort aufgrund der Schwerkraft.

Der als Partikelabscheider dienende Bereich des Reinigungsbehälters kann auch den gesamten Reinigungsbehälter umfassen.

Zur Unterstützung des elektrostatischen Reinigungsprozesses können an sich bekannte mechanische Reinigungsprozesse unterstützend eingesetzt werden.

So kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Reinigungsvorrichtung eine Strömungserzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Strömung der Reinigungsflüssigkeit in dem Bad der Reinigungsflüssigkeit umfasst.

Eine solche Strömung der Reinigungsflüssigkeit kann insbesondere dazu dienen, die vom Reinigungsgut abgelösten Schmutzpartikel zu einem Partikelabscheider der Reinigungsvorrichtung hin zu bewegen.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Strömung der Reinigungsflüssigkeit aber auch dazu verwendet werden, eine zusätzliche Ablösekraft auf die Schmutzpartikel, die an der Oberfläche des Reinigungsgutes anhaften, auszuüben. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass mittels der Strömungserzeugungsvorrichtung eine das Reinigungsgut umflutende Strömung der Reinigungsflüssigkeit erzeugt wird und/oder dass ein das Reinigungsgut beaufschlagender Strahl der Reinigungsflüssigkeit erzeugt wird.

Die Strömungserzeugungsvorrichtung kann insbesondere eine Pumpe zum Fördern der Reinigungsflüssigkeit umfassen.

Ferner kann die Strömungserzeugungsvorrichtung mindestens eine Düse zum Erzeugen eines, vorzugsweise auf das Reinigungsgut gerichteten, Reinigungs- flüssigkeitsstrahls umfassen.

Zur Unterstützung des elektrostatischen Reinigungsvorgangs kann die Reinigungsvorrichtung ferner einen Ultraschallerzeuger umfassen.

Dadurch, dass ein solcher Ultraschallerzeuger das Reinigungsgut während der elektrostatischen Aufladung mit Ultraschall beaufschlagt, kann die Ablösung der Schmutzpartikel erleichtert werden.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass mindestens ein Ultraschallerzeuger innerhalb des Bades der Reinigungsflüssigkeit angeordnet ist.

Die Reinigungsvorrichtung kann eine mit der Reinigungsflüssigkeit flutbare Reinigungskammer umfassen.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann die Reinigungsvorrichtung eine Bewegungsvorrichtung zum Einbringen des Reinigungsgutes in das Bad der Reinigungsflüssigkeit (und zum Ausbringen des Reinigungsgutes aus dem Bad der Reinigungsflüssigkeit) umfassen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Reinigen eines Reinigungsgutes. Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zum Reinigen eines Reinigungsgutes zu schaffen, mittels welchem eine zuverlässige und gründliche Reinigung des Reinigungsgutes insbesondere auch im Falle einer Verschmutzung mit Schmutzpartikeln von kleinen Abmessungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Reinigen eines Reinigungsguts gelöst, welches folgende Verfahrensschritte umfasst:

- zumindest teilweises Einbringen des Reinigungsgutes in ein Bad einer Reinigungsflüssigkeit;

- elektrostatisches Aufladen des Reinigungsgutes zur Erzeugung einer Abstoßungskraft zwischen dem Reinigungsgut und an dem Reinigungsgut anhaftenden Schmutzpartikeln.

Das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren und die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung basieren auf dem Prinzip, dass sich gleichsinnige elektrische Ladungen abstoßen.

Dabei wird eine elektrische Ladung auf ein Reinigungsgut aufgebracht, das unter dem Badspiegel einer Reinigungsflüssigkeit liegt.

Bei der Reinigungsflüssigkeit kann es sich um eine brennbare Flüssigkeit handeln.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsflüssigkeit während des elektrostatischen Reinigungsvorgangs eine Temperatur aufweist, die höher ist als der Flammpunkt der Reinigungsflüssigkeit. Das elektrostatische Aufladen des Reinigungsgutes kann mit einem Flutwaschen, einem Ultraschallreinigen und/oder einem Vibrationsreinigen kombiniert werden.

Die Reinigungsflüssigkeit wird vorzugsweise gefiltert, um eine Rückver- schmutzung des Reinigungsguts aus der Reinigungsflüssigkeit zu verhindern.

Eine Rekontamination des Reinigungsguts aus der Reinigungsflüssigkeit wird durch die abstoßende Coulombkraft zwischen dem aufgeladenen Reinigungsgut und den gleichsinnig aufgeladenen Schmutzpartikeln verhindert.

Ein Reinigungsbehälter oder eine Reinigungskammer, in welchem bzw. in welcher das Bad der Reinigungsflüssigkeit angeordnet ist, kann einen entgegengesetzt zum Reinigungsgut geladenen Gegenpol bilden.

Vorzugsweise wird das Reinigungsgut negativ und die Arbeitskammer positiv geladen.

Aus Explosionsschutzgründen, insbesondere bei Verwendung einer brennbaren Reinigungsflüssigkeit, wird der Reinigungsbehälter oder die Reinigungskammer, welcher bzw. welche das Bad der Reinigungsflüssigkeit enthält, vorzugsweise geerdet.

Die Reinigungsflüssigkeit dient als Isolator zwischen dem Reinigungsgut einerseits und dem Gegenpol andererseits.

Vorzugsweise wird als Reinigungsflüssigkeit eine organische Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise eine Kohlenwasserstoffverbindung, eingesetzt.

Solche Kohlenwasserstoffverbindungen sind kostengünstig erhältlich. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In den Zeichnungen zeigen :

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Reinigungsgutes mit einem Reinigungsbehälter, der mit einem Bad einer Reinigungsflüssigkeit befüllt ist, und einem drehbaren Reinigungsgut-Träger sowie einer Aufladungsvorrichtung zur elektrostatischen Aufladung des Reinigungsgut-Trägers und des Reinigungsgutes.

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines in das Bad der Reinigungsflüssigkeit eingetauchten Reinigungsgutes mit daran anhaftenden Schmutzpartikeln;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Reinigungsgutes mit den daran anhaftenden Schmutzpartikeln aus Fig. 2, nachdem das Reinigungsgut und die daran anhaftenden Schmutzpartikel elektrostatisch aufgeladen worden sind;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Reinigungsgutes und der Schmutzpartikel aus den Fig. 2 und 3, nachdem sich die Schmutzpartikel aufgrund der elektrostatischen Abstoßungskraft von dem Reinigungsgut gelöst haben; Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung, bei welcher eine elektrische Anschlussleitung zum elektrostatischen Aufladen des Reinigungsgut-Trägers und des Reinigungsgutes durch eine Wand des Reinigungsbehälters hindurch geführt ist;

Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung durch eine dritte Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung, welche eine Strömungserzeugungs- vorrichtung zur Erzeugung einer Strömung der Reinigungsflüssigkeit durch den Reinigungsbehälter und einen Ultraschallerzeuger zum Beaufschlagen des Reinigungsguts mit Ultraschall umfasst.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte Reinigungsvorrichtung 100 umfasst einen Reinigungsbehälter 102, der zumindest teilweise mit einem Bad 104 einer Reinigungsflüssigkeit bis zu einem Badspiegel 106 befüllt ist.

Zur Aufnahme eines Reinigungsgutes 108, das aus mehreren separaten Reinigungsgutteilen 110 bestehen kann, umfasst die Reinigungsvorrichtung 100 einen Reinigungsgut-Träger 112, der insbesondere einen Waschkorb 114 umfassen kann, welcher ein für die Reinigungsflüssigkeit und für die vom

Reinigungsgut 108 abzureinigenden Schmutzpartikel durchlässiges Rückhaltegitter 116 aufweist.

Ferner umfasst die Reinigungsvorrichtung 100 eine Drehvorrichtung 118, mittels welcher der Reinigungsgut-Träger 112 um eine, beispielsweise im Wesentlichen horizontal ausgerichtete, Drehachse 120 drehbar ist. Die Drehvorrichtung 118 umfasst eine als Ganzes mit 122 bezeichnete Drehwelle, die mittels eines (nicht dargestellten) Drehantriebsmotors zu einer Drehbewegung antreibbar ist.

Ein reinigungsgutträgerseitiger Abschnitt 124 der Drehwelle 122 ist drehfest mit dem Reinigungsgut-Träger 112 verbunden und innerhalb des Bades 104 angeordnet.

Der reinigungsgutträgerseitige Abschnitt 124 der Drehwelle 122 ist über einen elektrisch isolierenden Isolationsabschnitt 126 mit einem antriebsseitigen Abschnitt 128 der Drehwelle 122 verbunden, an welchem der Drehantriebsmotor angreift und welcher im Außenraum des Reinigungsbehälters 102 angeordnet ist.

Der Isolationsabschnitt 126 ist drehbar an einer Wand 130 des Reinigungsbehälters 102 gelagert und bildet einen Teil einer Drehdurchführung durch die Wand 130, welche durch eine (nicht dargestellte) Radialwellendichtung so abgedichtet ist, dass keine Reinigungsflüssigkeit aus dem Bad 104 in den Außenraum des Reinigungsbehälters 102 gelangen kann.

Die Drehbewegung, zu welcher der Reinigungsgut-Träger 112 mittels der Drehvorrichtung 118 antreibbar ist, kann eine Schwenkbewegung mit periodischem Wechsel der Drehrichtung oder auch eine fortlaufende Drehbewegung, unter Beibehaltung der Drehrichtung, sein.

Ferner umfasst die Reinigungsvorrichtung 100 eine Aufladungsvorrichtung 132, welche ihrerseits eine Spannungsquelle 134, insbesondere eine Gleichspannungsquelle mit einem positiven Pol 136 und einem negativen Pol 138, umfasst sowie eine elektrische Anschlussleitung 140, mittels welcher einer der Pole 136 oder 138, beispielsweise der negative Pol 138, der Spannungsquelle 134 mit dem Reinigungsgut-Träger 112 elektrisch leitend verbunden ist. Um eine vollständige Drehung des Reinigungsgut-Trägers 112 um 360° oder mehr zu ermöglichen, ist die elektrische Anschlussleitung 140 durch einen Innenraum 142 der Drehwelle 122 hindurchgeführt.

Dabei kann die elektrische Anschlussleitung 140 durch einen oder mehrere im Innenraum 142 der Drehwelle 122 angeordnete Isolatoren 144, welche eine elektrische Isolationswirkung aufweisen, im Abstand von der Außenwand der Drehwelle 122 gehalten sein.

Der jeweils nicht mit dem Reinigungsgut-Träger 112 verbundene Pol 138 bzw. 136, beispielsweise der positive Pol 136, der Spannungsquelle 134 ist über eine weitere elektrische Anschlussleitung 146 mit einer beispielsweise an der Innenwand des Reinigungsbehälters 102 angeordneten Elektrode 148 verbunden, welche bei dieser Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung 100 als Abscheideelement 149 eines Partikelabscheiders 150 dient.

Die Elektrode 148 ist über die weitere elektrische Anschlussleitung 146 oder über eine separate Erdungsleitung geerdet.

Die Elektrode 148 kann elektrisch leitend mit der Wand 130 des Reinigungsbehälters 102 verbunden sein, so dass auch der Reinigungsbehälter 102 geerdet ist.

Der Reinigungsgut-Träger 112 kann dadurch in das Bad 104 eingebracht werden, dass der zunächst leere Reinigungsbehälter 102 mit dem Bad 104 der Reinigungsflüssigkeit befüllt wird, bis im Wesentlichen der gesamte Reinigungsgut-Träger 112 mit dem darin aufgenommenen Reinigungsgut 108 unter dem Badspiegel 106 liegt.

In diesem Fall ist die Reinigungsvorrichtung 100 als eine sogenannte Kammeranlage ausgebildet, bei welcher die Reinigungsflüssigkeit bewegt wird, während das Reinigungsgut im Wesentlichen ortsfest bleibt. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, dass das Bad 104 der Reinigungsflüssigkeit im Wesentlichen ortsfest bleibt und der Reinigungsgut-Träger 112 mit dem darin angeordneten Reinigungsgut 108 in das Bad 104 der Reinigungsflüssigkeit eingetaucht und nach abgeschlossenem Reinigungsvorgang wieder aus dem Bad 104 entnommen wird .

In diesem Fall ist die Reinigungsvorrichtung 100 als eine sogenannte Tauchanlage ausgebildet, bei welcher das Reinigungsgut bewegt wird, während das Bad 104 der Reinigungsflüssigkeit im Wesentlichen ortsfest bleibt.

Es sind auch Mischformen zwischen Kammeranlage und Tauchanlage denkbar, bei welcher sich sowohl der Reinigungsgut-Träger 112 in das Bad 104 hinein bewegt als auch das Niveau des Badspiegels 106 durch Fluten des Reinigungsbehälters 102 bzw. durch Ablassen von Reinigungsflüssigkeit aus dem Reinigungsbehälter 102 variiert.

Als Reinigungsflüssigkeit wird vorzugsweise ein Dielektrikum, insbesondere in Form eines unpolaren organischen Lösemittels, verwendet.

Vorzugsweise wird eine Reinigungsflüssigkeit verwendet, deren Permittivität ε geringer ist als die Permittivität von Wasser (ε = 80).

Besonders günstig ist es, wenn die Permittivität der Reinigungsflüssigkeit 10 oder weniger, besonders bevorzugt 5 oder weniger, insbesondere 3 oder weniger, beträgt.

Wird beispielsweise Petroleum als Reinigungsflüssigkeit verwendet, so liegt die Permittivität ε ungefähr bei 2.

Die geringste mögliche Permittivität ist die Permittivität des Vakuums (ε = 1). Ferner wird vorzugsweise eine Reinigungsflüssigkeit mit niedriger (dynamischer) Viskosität verwendet.

Insbesondere ist es günstig, eine Reinigungsflüssigkeit zu verwenden, deren Viskosität η bei der Reinigungstemperatur der Reinigungsflüssigkeit während des Reinigungsvorgangs kleiner ist als die Viskosität von Wasser bei einer Temperatur von 20° C (nasser (20° C) = 1 mPa ^■ s).

Die vorliegende beschriebene Reinigungsvorrichtung 100 funktioniert wie folgt:

Nachdem das Reinigungsgut 108, welches zumindest teilweise aus elektrisch leitfähigem Material besteht, in den Reinigungsgut-Träger 112 und in das Bad 104 der Reinigungsflüssigkeit eingebracht worden ist, wird das den Reinigungsgut-Träger 112 kontaktierende Reinigungsgut 108, das somit in elektrisch leitfähiger Verbindung mit dem Reinigungsgut-Träger 112 steht, elektrostatisch aufgeladen, indem das Reinigungsgut 108 über die elektrische Anschlussleitung 140 mit einem der beiden Pole 136, 138, beispielsweise mit dem negativen Pol 138, der Spannungsquelle 134 verbunden wird.

Die Spannungsquelle stellt eine elektrische Spannung von vorzugsweise 1 kV oder mehr, insbesondere von 10 kV oder mehr, bereit.

Vor dem elektrostatischen Aufladen des Reinigungsgutes 108 haften an der Oberfläche 154 des Reinigungsgutes 108 Schmutzpartikel 152 an, welche von dem Reinigungsgut 108 entfernt werden sollen, aber durch eine in Fig . 2 mit A bezeichnete Adhäsionskraft an der Oberfläche 154 des Reinigungsgutes 108 zurückgehalten werden.

Die Adhäsionskraft A kann aus verschiedenen Komponenten zusammengesetzt sein. Mögliche Komponenten dieser Adhäsionskraft können beispielsweise Kapillarkräfte, magnetische Kräfte, elektrostatische Anziehungskräfte zwischen ungleichen Ladungen (bei elektrisch nicht leitenden Schmutzpartikeln 152) und Anziehungskräfte aufgrund von im Zwischenraum zwischen den Schmutzpartikeln 152 und der Oberfläche 154 des Reinigungsgutes 108 angeordneten Ölen oder Fetten sein.

Das Reinigungsgut 108 mit den daran anhaftenden Schmutzpartikeln 152 ist in die dielektrische Reinigungsflüssigkeit eingetaucht, und/oder der Reinigungsbehälter 102 wurde mit der dielelektrischen Reinigungsflüssigkeit gefüllt.

Durch das Lösen von Ölen, Fetten und anderen in der dielektrischen Reinigungsflüssigkeit löslichen Substanzen wird bereits ein Teil der Adhäsionskräfte A zwischen den Schmutzpartikeln 152 und dem Reinigungsgut 108 verringert.

Wird nun mittels der Aufladungsvorrichtung 132 eine elektrische Ladung auf das Reinigungsgut 108 und die daran anhaftenden Schmutzpartikel 152 aufgebracht (siehe Fig . 3), so wird der verbleibenden Adhäsionskraft A eine Coulombkraft B überlagert, welche aufgrund der Gleichnamigkeit der Ladung auf den Schmutzpartikeln 152 einerseits und auf dem Reinigungsgut 108 andererseits als eine Abstoßungskraft wirkt, welche der Adhäsionskraft A entgegenwirkt.

Bei dem hier zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel wird an dem Reinigungsgut 108 und den Schmutzpartikeln 152 eine negative Ladung, also ein Elektronenüberschuss oder ein Elektronendruck, erzeugt.

Grundsätzlich könnte aber auch vorgesehen sein, dass (durch elektrisch leitendes Verbinden des Reinigungsguts 108 mit dem positiven Pol 136 der Spannungsquelle 134) mittels der Aufladungsvorrichtung 132 eine positive Ladung an dem Reinigungsgut 108 und den darin anhaftenden Schmutzpartikeln 152 erzeugt wird, also ein Elektronenmangel oder ein Elektronenunter- schuss.

Der Betrag der Coulombkraft F _c berechnet sich wie folgt:

F _c = 1/(4 ^■ π ^■ ε) ^■ (qi ^■ q ₂ )/r ² , wobei ε die Permittivität der Reinigungsflüssigkeit, qi die elektrische Ladung des Reinigungsgutes 108 und q ₂ die elektrische Ladung des Schmutzpartikels 152 bezeichnet.

Die Permittivität der Reinigungsflüssigkeit beträgt mindestens 1 (unterer Grenzwert, entsprechend der Permittivität des Vakuums). Für Wasser beträgt die Permittivität ε ungefähr 80.

Für organische unpolare Lösemittel kommt die Permittivität ε dem unteren Grenzwert, entsprechend der Permittivität des Vakuums (ε = 1), recht nahe; beispielsweise beträgt sie für Petroleum ungefähr 2.

Da die Coulombkraft zur Ladung des Reinigungsgutes 108 und zur Ladung des Schmutzpartikels 152 proportional ist, führen hohe elektrische Ladungsdichten zu hohen Coulombkräften. Dabei geht die Ladungsdichte quadratisch in die Coulombkraft ein, da eine hohe elektrische Ladungsdichte zu einer hohen elektrischen Ladung des Reinigungsgutes 108 und zu einer hohen elektrischen Ladung des zu entfernenden Schmutzpartikels 152 führt. r bezeichnet den Abstand zwischen den geladenen Körpern (Reinigungsgut 108 und Schmutzpartikel 152). Da die Coulombkraft umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes der geladenen Körper ansteigt, ergeben sich für r gegen null sehr hohe

Coulombkräfte, die in diesem Fall den verbleibenden Adhäsionskräften A entgegenwirken.

Die von der Spannungsquelle 134 bereitgestellte elektrische Spannung, die an das Reinigungsgut 108 angelegt wird, wird so gewählt, dass die sich

einstellende Ladungsdichte zu einer Coulombkraft führt, welche die

verbleibenden Adhäsionskräfte A überwiegt, so dass sich die geladenen Schmutzpartikel 152 von der Oberfläche 154 des Reinigungsgutes 108 lösen, wie dies in Fig . 4 schematisch dargestellt ist.

Nach der Ablösung der Schmutzpartikel 152 von der Oberfläche 154 des Reinigungsgutes 108 ist die Adhäsionskraft A nicht mehr wirksam.

Aus der allein verbleibenden Coulombkraft, welche in Fig. 4 mit C bezeichnet ist, resultiert eine Beschleunigung, die in die gleiche Richtung wie die

Coulombkraft zeigt, und daher auch eine Bewegung der Schmutzpartikel 152, die von der Oberfläche 154 des Reinigungsgutes 108 weg gerichtet ist.

Mit zunehmendem Abstand vom Reinigungsgut 108 wird die auf die Schmutzpartikel 152 wirkende Coulombkraft immer geringer.

Wenn im Bad 104 der Reinigungsflüssigkeit eine Strömung vorhanden ist, so wirkt auf die Schmutzpartikel 152 zusätzlich zu der Coulombkraft die in Fig . 4 mit D bezeichnete Fließkraft der Reinigungsflüssigkeit (auch als "Waschflotte" bezeichnet).

Die aus der Coulombkraft C und der Fließkraft D resultierende, auf ein

Schmutzpartikel 152 wirkende Gesamtkraft ist in Fig. 4 mit E bezeichnet. Diese resultierende Gesamtkraft E ist vorzugsweise in Richtung des Partikelabscheiders 150 der Reinigungsvorrichtung 100 gerichtet.

Mit zunehmendem Abstand von dem Reinigungsgut 108 überwiegt die Fließkraft D die Coulombkraft C immer mehr.

Durch die resultierende Gesamtkraft E und die durch diese verursachte Beschleunigung wird das Schmutzpartikel 152 daher mit zunehmendem Abstand vom Reinigungsgut 108 immer mehr in Richtung des Partikelabscheiders 150 verschoben.

Insbesondere bei komplexen Geometrien des Reinigungsguts 108 oder engen Schüttungen der Reinigungsgutteile 110 überlagern sich die Coulombkräfte aufgrund der elektrischen Ladungen einander benachbarter geladener Körper zu einer resultierenden Coulombkraft.

Dies wird am Beispiel einer Sacklochbohrung im Reinigungsgut 108 mit einem kleinen Durchmesser deutlich : Der resultierende Beschleunigungsvektor ist in diesem Fall immer längs der Bohrungsachse zum offenen Ende der Bohrung hin gerichtet, so dass die Schmutzpartikel 152 durch die resultierende

Coulombkraft aus der Bohrung heraus bewegt werden.

Die Coulombkräfte verhindern auch die Rekontamination des Reinigungsguts 108 nach Entfernung der Schmutzpartikel 152.

Aus der abstoßenden Coulombkraft resultieren insbesondere bei Partikeln sehr kleiner Masse m hohe Beschleunigungswerte (a = F _c /m), die vom Reinigungsgut 108 weg gerichtet sind. Aus dieser Beschleunigung aufgrund der Coulombkraft resultiert eine Bewegung des Schmutzpartikels 152 mit der wesentlich geringeren Masse m weg von allen gleichsinnig geladenen Körpern, die eine wesentlich höhere Masse aufweisen und/oder unbeweglich gehalten sind, das heißt weg von dem Reinigungsgut 108.

Die auf ein Schmutzpartikel 152 wirkende Beschleunigung ist längs der Resultierenden der auf das Schmutzpartikel 152 jeweils einwirkenden Kräfte gerichtet; die Bewegungsgeschwindigkeit des Schmutzpartikels 152 kann jedoch eine hiervon abweichende Richtung aufweisen.

Mit zunehmendem Abstand von dem Reinigungsgut 108 verringert sich die Coulombkraft stark (reziprok zum Quadrat des Abstandes).

Die durch die Coulombkraft zunächst beschleunigten Schmutzpartikel 152 werden in der Reinigungsflüssigkeit durch Reibung abgebremst.

Reinigungsflüssigkeiten, die bei der Temperatur der Reinigungsflüssigkeit während des Reinigungsvorgangs eine niedrige Viskosität aufweisen, sind daher besonders gut geeignet.

Besonders günstig ist es, wenn die Viskosität η der Reinigungsflüssigkeit bei der Reinigungstemperatur der Reinigungsflüssigkeit während des

Reinigungsvorgangs geringer ist als 1 mPa ^■ s (was der Viskosität von Wasser bei einer Temperatur von 20°C entspricht).

So liegt beispielsweise die (dynamische) Viskosität von Petroleum bei 20°C bei ungefähr 0,65 mPa ^■ s. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 ist der Partikelabscheider 150 als ein elektrostatischer Abscheider mit einer gegensinnig zur Ladung der Schmutzpartikel 154 geladenen Elektrode 148 ausgebildet.

Sobald die Schmutzpartikel 154 in die Nähe der Elektrode 148 gelangen, werden sie daher durch anziehend wirkende Coulombkräfte zum Partikelabscheider 150 beschleunigt und dort abgeschieden.

Durch Überlagerung einer Strömung in der Reinigungsflüssigkeit, welche vom Reinigungsgut 108 zum Partikelabscheider 150 hin gerichtet ist, kann die Ab- scheidung der Schmutzpartikel am Partikelabscheider 150 erleichtert und beschleunigt werden.

Während des gesamten Reinigungsvorgangs wird eine Rekontamination des Reinigungsgutes 108 mit den Schmutzpartikeln 152 wirksam verringert, da bei zu großer Annäherung der geladenen Schmutzpartikel 152 an die gleichsinnig geladenen Reinigungsgutteile 110 die zwischen gleichsinnig geladenen Teilen abstoßende Coulombkraft dieser Annäherung wieder entgegenwirkt.

Eine Wiederanlagerung von Schmutzpartikeln 152 mit kleiner Masse an das Reinigungsgut 108 ist daher praktisch nicht möglich.

Vorzugsweise wird als Reinigungsflüssigkeit ein unpolares organisches Lösemittel oder eine Mischung aus unpolaren organischen Lösemitteln eingesetzt.

Unter den Betriebsbedingungen der Reinigungsvorrichtung 100 flüssige Gase, wie beispielsweise Kohlendioxid oder Methan, können ebenfalls verwendet werden. Wesentlich für die Eignung einer Reinigungsflüssigkeit ist, dass dieselbe sich bei den Betriebsbedingungen der Reinigungsvorrichtung 100 während des Reinigungsvorgangs im flüssigen Aggregatzustand befindet und unter diesen Bedingungen eine möglichst niedrige elektrische Permittivitätskonstante ε aufweist.

Bei vielen der geeigneten Reinigungsflüssigkeiten handelt es sich um brennbare Flüssigkeiten und/oder um Flüssigkeiten, die mit Luftsauerstoff zündfähige Gemische bilden können.

Die Reinigungsvorrichtung 100 muss in diesem Fall den hieraus resultierenden Anforderungen an den Explosionsschutz genügen.

Insbesondere durch das Aufbringen höherer Ladungsdichten auf das Reinigungsgut 108 kann es nämlich zu Entladevorgängen kommen, die Zündquellen darstellen.

Nachdem die Schmutzpartikel 152 durch elektrostatisches Aufladen des Reinigungsgutes 108 von den Oberflächen 154 des Reinigungsgutes 108 entfernt und vorzugsweise an dem Partikelabscheider 150 abgeschieden worden sind, ist der Reinigungsvorgang beendet, und das Reinigungsgut 108 wird mit dem Reinigungsgut-Träger 112 aus dem Bad 104 der Reinigungsflüssigkeit entnommen, durch Herausheben des Reinigungsgut-Trägers 112 aus dem Bad 104 und/oder durch Absenken des Badspiegels 106.

Nach Entnahme des Reinigungsguts aus dem Reinigungsgut-Träger 112 kann dann ein weiterer Reinigungsvorgang mit noch kontaminiertem Reinigungsgut 108 durchgeführt werden. Eine in Fig. 5 dargestellte zweite Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in Fig . 1 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass die elektrische Anschlussleitung 140, mittels welcher ein elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Reinigungsgut-Träger 112 und einem der Pole 134, 136 der Spannungsquelle 134 der Aufladungsvorrichtung 132 hergestellt wird, nicht durch die Drehwelle 122 der Drehvorrichtung 118 hindurch verläuft, sondern durch eine Stelle 156 der Wand 130 des Reinigungsbehälters 102 hindurchgeführt ist.

Dabei liegt die Stelle 156 der Wand 130, an welcher die elektrische Anschlussleitung 140 durch die Wand 130 des Reinigungsbehälters 102 hindurchgeführt ist, vorzugsweise oberhalb des Badspiegels 106 des Bades 104 der Reinigungsflüssigkeit.

Diese Art der Kabeldurchführung durch die Wand 130 des Reinigungsbehälters 102 ist weniger aufwendig als bei der ersten Ausführungsform; allerdings ist bei der zweiten Ausführungsform der Reinigungsgut-Träger 112 nicht um beliebige Winkel um die Drehachse 120 drehbar, sondern nur innerhalb eines begrenzten Drehwinkelbereichs, welcher durch die Länge des innerhalb des Reinigungsbehälters 102 liegenden Abschnitts 158 der elektrischen

Anschlussleitung 140 vorgegeben ist.

Im Übrigen stimmt die in Fig . 5 dargestellte zweite Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig . 1 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.

Eine in Fig. 6 dargestellte dritte Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in Fig . 1 dargestellten ersten Ausführungsform dadurch, dass zur Erzeugung einer Strömung in dem Bad 104 der Reinigungsflüssigkeit eine Strömungserzeugungsvorrichtung 160 vorgesehen ist, welche insbesondere eine Pumpe 162 umfasst, die saugseitig über eine Saugleitung 164 und druckseitig über eine Druckleitung 166 mit dem Reinigungsbehälter 102 verbunden ist.

Der Partikelabscheider 150 ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise in der Saugleitung 164 der Strömungserzeugungsvorrichtung 160 angeordnet.

Der Partikelabscheider 150 kann insbesondere als ein elektrostatischer Abscheider 168 ausgebildet sein, dessen Abscheideflächen, die von der angesaugten Reinigungsflüssigkeit angeströmt werden, durch eine elektrische Anschlussleitung 146' mit demjenigen Pol 136 der Spannungsquelle 134 verbunden sind, welcher dem Pol 138 entgegengesetzt ist, der mit dem Reinigungsgut 108 verbunden ist, so dass die Abscheideflächen des elektrostatischen Abscheiders 168 entgegengesetzt zu dem Reinigungsgut 108 und damit entgegengesetzt zu den vom Reinigungsgut 108 abgelösten Schmutzpartikeln 152 geladen sind.

Hierdurch werden die geladenen Schmutzpartikel 152 durch anziehend wirkende Coulombkräfte zu den entgegengesetzt geladenen Abscheideflächen des elektrostatischen Abscheiders 168 hin beschleunigt und dort abgeschieden und somit aus dem Strom der Reinigungsflüssigkeit durch die Strömungserzeugungsvorrichtung 160 abgetrennt.

Statt eines elektrostatischen Abscheiders 168 kann grundsätzlich auch ein beliebiges anderes Filterelement, insbesondere ein elektrisch nicht geladenes Filterelement, zur Abtrennung der Schmutzpartikel 152 aus der Reinigungsflüssigkeit verwendet werden. Die durch Abtrennen der Schmutzpartikel 152 gereinigte Reinigungsflüssigkeit wird mittels der Pumpe 162 in das Bad 104 zurückgeführt.

Grundsätzlich kann diese Rückführung der Reinigungsflüssigkeit in das Bad 104 mittels einer (nicht dargestellten) Umflut- und/oder Spritzmechanik erfolgen, durch welche ein auf das Reinigungsgut 108 gerichteter Strom der Reinigungsflüssigkeit erzeugt wird, welcher dazu beiträgt, die Schmutzpartikel 152 vom Reinigungsgut 108 abzulösen.

Zugleich wird durch eine Umflutung oder ein Abspritzen des Reinigungsguts 108 auch der Transport der Schmutzpartikel 152 zum Partikelabscheider 150 hin verbessert.

Zugleich ermöglicht eine Umflutung oder ein Abspritzen des Reinigungsgutes 108 auch die Abreinigung von sehr großen und massereichen Schmutzpartikeln, bei denen die Adhäsionskraft A die abstossende Coulombkraft F _c überwiegt.

Nach Ablösung dieser großen Schmutzpartikel von der Oberfläche 154 des Reinigungsguts 108 verhindert die abstoßende Coulombkraft eine Wiederanlagerung der Schmutzpartikel an das Reinigungsgut 108.

In jedem Fall wird mittels der Strömungserzeugungsvorrichtung 160 eine vom Reinigungsgut 108 zum Partikelabscheider 150 hin gerichtete Strömung im Bad 104 der Reinigungsflüssigkeit erzeugt.

Ferner ist die dritte Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 vorzugsweise mit einem Ultraschallerzeuger 170 versehen, welcher in dem Reinigungsbehälter 102 derart angeordnet ist, dass er das Reinigungsgut 108 mit Ultraschall 172 beaufschlagt. Durch die mittels des Ultraschalls 172 erzeugten Schwingungen oder

Vibrationen des Reinigungsgutes 108 können besonders hohe mechanisch begründete Adhäsionskräfte A (beispielsweise aufgrund von hohen

Oberflächenrauhigkeiten des Reinigungsguts 108 und/oder im Falle von eingeklemmten Schmutzpartikeln 152) überwunden werden, um so die

Schmutzpartikel 152 von der Oberfläche 154 des Reinigungsgutes 108 abzulösen.

Nach erfolgter Ablösung der Schmutzpartikel 152 vom Reinigungsgut 108 verhindert dann deren zur Aufladung des Reinigungsgutes 108 gleichsinnige Aufladung eine Wiederanlagerung an der Oberfläche 154 des Reinigungsguts 108 und somit eine Rekontamination des Reinigungsgutes 108.

Bei einer Variante der in Fig . 6 dargestellten Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 kann der Ultraschallerzeuger 170 auch entfallen, so dass die Reinigungsvorrichtung 100 dann im Unterschied zur ersten Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung gemäß Fig . 1 zusätzlich nur die Strö- mungserzeugungsvorrichtung 160 umfasst.

Umgekehrt kann bei einer Variante der in Fig . 6 dargestellten Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 auch die Strömungserzeugungsvorrich- tung 160 entfallen, so dass die Reinigungsvorrichtung 100 in diesem Fall gegenüber der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform zusätzlich nur den Ultraschallerzeuger 170 umfasst.

Im Übrigen stimmt die in Fig . 6 dargestellte dritte Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform überein, auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.