CN103415356A - 干冰雪喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种干冰雪喷射装置，其抑制二氧化碳气体的消耗损失、并且宽度较宽地喷射干冰雪，从而实现高效清洗。所述干冰雪喷射装置具备：用于生成干冰雪的二氧化碳气体供给源；用于供给用于推进干冰雪的整流气体的整流气体供给源；干冰雪喷射口(1)；以及夹着上述干冰雪喷射口(1)而倾斜对置的第一整流气体喷出口(3)，由此使喷射的干冰雪在整流气体的作用下变得扁平，因此不产生以往那样的干冰雪与喷嘴内表面发生碰撞所带来的损失、颗粒，从而能够防止产生二氧化碳气体的损失、清洗不合格这样的情况。如此，能够抑制二氧化碳气体的消耗损失并且实现高效且高品质的清洗。

Description

干冰雪喷射装置
技术领域
本发明涉及能够向宽度较宽的喷射对象高效地喷射干冰雪的干冰雪喷射装置。
背景技术
一直以来，进行如下操作：将利用节流孔、针阀等节流机构使液化二氧化碳气体隔热膨胀而生成的微小干冰一边在细管内凝结一边在使用点喷射，从而对被清洗物进行清洗。上述干冰雪清洗使用高纯度的液化二氧化碳气体作为原料气体，因此能够在电子学领域中使用。
在上述的干冰雪清洗中，为了对宽度较宽的被清洗物进行清洗，研究出与被清洗物配合而宽度较宽地喷射干冰雪的技术方案(例如，下述的专利文献1～3)。
专利文献1中，将喷射喷嘴的前端设为偏平形状，设为朝向喷出口来扩展的锥形状，并且在偏平形状的喷嘴前端且在喷出口部的短边部设置侧向开缝的切口部。
专利文献2与专利文献1相同地，设置将开口部形状设为偏平状的中空的控制罩，在开口部的长边方向的两侧部形成向前端侧开口的切入部。
专利文献3公开有将多个喷射喷嘴并排连结的技术方案。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-179634号公报
专利文献2：日本特开2001-340816号公报
专利文献3：日本特开2004-322007号公报
发明概要
发明要解决的课题
然而，对于上述专利文献1、2的喷射喷嘴，当喷射干冰雪时，干冰雪的一部分与喷嘴内表面发生碰撞，存在产生因干冰雪升华而导致的损失这样的问题。当干冰产生损失时，相对于二氧化碳气体的消耗量的清洗效率降低，存在不必要地消耗二氧化碳气体这样的问题。另外，由于干冰雪的一部分与喷嘴发生碰撞而产生颗粒，该颗粒混入干冰雪而被喷射，因此还存在无法实现良好的清洗这样的问题。另一方面，在专利文献3的方法中，虽然可能在短时间内清洗宽度较宽的被清洗物，但随着增加喷射喷嘴的数量而二氧化碳气体的消耗量增加，存在相对于二氧化碳气体的消耗量的清洗效率不佳这样的问题。另外，在使用标准的双重管构造的喷嘴的装置中，清洗宽度为2～10mm左右，难以实现相对于宽度较宽的被清洗物的高效清洗。
发明内容
本发明是鉴于上述那样的情况而完成的，其目的在于提供一种干冰雪喷射装置，其抑制二氧化碳气体的消耗损失、并且宽度较宽地喷射干冰雪，从而实现高效喷射。
解决方案
为了实现上述目的，本发明的干冰雪喷射装置的主旨在于，所述干冰雪喷射装置具备：二氧化碳气体供给源，其用于生成干冰雪；整流气体供给源，其用于供给使干冰雪推进的整流气体；干冰雪喷射口，其与上述二氧化碳气体源连通而喷射干冰雪；以及第一整流气体喷出口，其与上述整流气体供给源连通且夹着上述干冰雪喷射口而倾斜对置。
发明效果
即，本发明具备干冰雪喷射口和夹着上述干冰雪喷射口而倾斜对置的第一整流气体喷出口。
因此，从干冰雪喷射口喷射的干冰雪在从对置的第一整流气体喷出口喷出的整流气体的作用下扁平地扩展，从而与被清洗物发生碰撞。如此，使喷射的干冰雪在整流气体的作用下变得扁平，因此不会产生以往那样的干冰雪与喷嘴内表面发生碰撞所导致的损失、颗粒，从而能够防止产生二氧化碳气体的损失、清洗不合格这样的情况。如此，能够抑制二氧化碳气体的消耗损失，并且实现高效且高品质的清洗。
在本发明中，上述干冰雪喷射口配置于从对置的第一整流气体喷出口喷出的整流气体的合流点或比合流点靠上游侧的位置，在该情况下，干冰雪被宽度较宽且均匀地喷射。即，干冰雪混有固体，因此当喷射方向较大程度上取决于喷射之后的喷射流方向时，根据上述结构，刚从干冰雪喷射口喷射之后的干冰的喷射方向追随于从对置的第一整流气体喷出口喷出的整流气体合流而形成的气体流，干冰雪被宽度较宽且均匀地喷射。如此，当干冰雪从干冰雪喷射口喷射时或喷射之后，在从对置的第一整流气体喷出口喷出的整流气体的作用下扁平地扩展。因此，能够使干冰雪有效地扁平化，能够利用较小的整流气体的喷出压力来实现与更大宽度的被清洗物对应的清洗。
在本发明的基础上，在上述干冰雪喷射口的周围处，喷出用于防止干冰雪喷射口的堵塞的整流气体的第二整流气体喷出口设置为环状，干冰雪喷射口配置为比上述第二整流气体喷出口突出，在该情况下，能够抑制在干冰雪喷射口、流通路处的干冰雪的堵塞，稳定地持续喷射干冰雪，从而能够防范清洗故障的产生。另外，能够防止从第一整流气体喷出口喷出的整流气体的合流点附近的气体流因第二整流气体喷出口自身或自其喷出的整流气体而扰乱从第一整流气体喷出口喷出的整流气体。尤其是在夹着干冰雪喷射口而对置的第一整流气体喷出口的倾斜平缓的情况下，防止因第二整流气体喷出口自身或自其喷出的整流气体而更加显著地扰乱从第一整流气体喷出口喷出的整流气体。另外，在使第二整流气体喷出口突出时，需要使夹着干冰雪喷射口而倾斜对置的第一整流气体喷出口之间扩大，到达与第一整流气体喷出口的合流点的距离变长，整流气体的流速减慢而无法避免对宽度较宽且均匀的干冰雪造成影响。如此，通过使干冰雪喷射口以比第二整流气体喷出口突出的方式配置于合流点附近，能够不对气体流造成阻碍，从而能够实现宽度较宽且均匀的干冰雪的喷射。
附图说明
图1是表示本发明的干冰雪喷射喷嘴的一实施方式的剖视图。
图2是从喷射口侧观察到的本发明的干冰雪喷射喷嘴的图。
图3是用于说明清洗试验中的尺寸关系的图。
图4是表示清洗试验的结果的线图。
具体实施方式
接着，对用于实施本发明的最优方式进行说明。
本实施方式的干冰雪喷射装置构成为包括：用于生成干冰雪的未图示的二氧化碳气体供给源；用于供给用于推进干冰雪的整流气体的未图示的整流气体供给源；以及与上述二氧化碳气体供给源及整流气体供给源连通而喷射干冰雪的干冰雪喷射喷嘴。
作为上述二氧化碳气体供给源，具体而言能够使用液化二氧化碳气体瓶等。作为上述整流气体，能够使用例如氮气，作为整流气体供给源，能够使用液化氮气罐。
图1是表示应用本发明的干冰雪喷射喷嘴的一实施方式的剖视图，图2是从喷射口侧观察到的图。
该干冰雪喷射喷嘴呈现大致圆筒状，在前端中央开口有与上述二氧化碳气体源连通而喷射干冰雪的干冰雪喷射口1。另外，形成有与上述整流气体供给源连通且夹着上述干冰雪喷射口1而倾斜对置的第一整流气体喷出口3。
更详细来说，上述干冰雪喷射喷嘴构成为具备喷嘴主体6和干冰雪流通管5。上述干冰雪流通管5具体而言能够使用树脂管、不锈钢管。
上述干冰雪喷射口1形成为供干冰雪流通的干冰雪流通管5的前端开口。上述干冰雪流通管5配置为呈同轴状贯穿中空且筒状的喷嘴主体6的内部通路8。由此，被干冰雪流通管5贯穿的喷嘴主体6的内部通路8形成为供第二整流气体流通的第二流通路12。另外，在上述干冰雪喷射口1的周围处，喷出用于防止干冰雪喷射口1的堵塞的整流气体的第二整流气体喷出口4形成为环状。为了进一步防止干冰雪喷射口1的堵塞、或防止喷嘴的结露，也可以借助未图示的气体加热器等加热机构对该第二整流气体进行加热。
另外，上述喷嘴主体6的内部通路8在该例中被设定为前端的开口直径变小，在上述第二整流气体喷出口4的附近对整流气体的流通的面积进行节流，从而加快整流气体的流速。需要说明的是，也可以不将内部通路8的前端开口径节流得较小。另外，干冰雪流通管5比喷嘴主体6的前端面、即第二整流气体喷出口4的开口部靠前端侧突出。由此，干冰雪喷射口1配置为比上述第二整流气体喷出口4突出。
在上述喷嘴主体6形成有使第一整流气体流通的第一流通路11。在上述喷嘴主体6的前端面，在夹着干冰雪喷射口1的位置形成两个突出部13，两突出部13的内侧面形成为朝向干冰雪喷射口1并且朝向喷射方向扩展的倾斜面14。在该倾斜面14上开口有与第一流通路11连通的第一整流气体喷出口3。由此，第一整流气体喷出口3以夹持干冰雪喷射口1而朝向干冰雪喷射口1且朝向喷射方向的方式倾斜地对置。从上述第一整流气体喷出口3喷出的整流气体朝向干冰雪喷射口1及喷射方向而倾斜地喷出。为了防止因被清洗物变冷而导致的结露，也可以利用未图示的气体加热器等加温机构对该第一整流气体进行加热。
上述倾斜面14与干冰雪的喷出方向形成的角度θ优选为20°≤θ≤45°左右。另外，作为第一整流气体喷出口3的形状，优选为长孔形状或圆形状。
然后，如上述那样，干冰雪流通管5比喷嘴主体6的前端面突出，由此干冰雪喷射口1配置于从对置的第一整流气体喷出口3喷出的整流气体的合流点或比合流点靠上游侧的位置。
本实施方式的干冰雪喷射喷嘴具备干冰雪喷射口1、夹着上述干冰雪喷射口1而倾斜对置的第一整流气体喷出口3。
因此，从干冰雪喷射口1喷射出的干冰雪在从对置的第一整流气体喷出口3喷出的整流气体的作用下扁平地扩展，从而与被清洗物发生碰撞。如此，使喷射的干冰雪在整流气体的作用下变得扁平，因此不会产生以往那样的干冰雪与喷嘴内表面发生碰撞所带来的损失、颗粒，从而能够防止产生二氧化碳气体的损失、清洗不合格这样的情况。如此，能够抑制二氧化碳气体的消耗损失，并且实现高效且高品质的清洗。
另外，上述干冰雪喷射口1配置于从对置的第一整流气体喷出口3喷出的整流气体的合流点或比合流点靠上游侧的位置，因此干冰雪被宽度较宽且均匀地喷射。即，干冰雪混有固体，因此在喷射方向较大程度上取决于喷射之后的喷射流方向时，根据上述结构，刚从干冰雪喷射口1喷射之后的干冰的喷射方向追随于从对置的第一整流气体喷出口1喷出的整流气体合流而形成的气体流，干冰雪被宽度较宽且均匀地喷射。如此，当干冰雪从干冰雪喷射口1喷射时或喷射之后，在从对置的第一整流气体喷出口3喷出的整流气体的作用下扁平地扩展。因此，能够使干冰雪有效地扁平化，能够利用较小的整流气体的喷出压力来实现与更大宽度的被清洗物对应的清洗。
另外，在上述干冰雪喷射口1的周围处，喷出用于防止干冰雪喷射口1的堵塞的整流气体的第二整流气体喷出口4设置为环状，干冰雪喷射口1配置为比上述第二整流气体喷出口4突出，因此能够抑制在干冰雪喷射口1、流通路处的干冰雪的堵塞，稳定地持续喷射干冰雪，从而防范清洗故障的产生。另外，能够防止从第一整流气体喷出口3喷出的整流气体的合流点附近的气体流因第二整流气体喷出口4自身或从其喷出的整流气体而扰乱从第一整流气体喷出口3喷出的整流气体。
尤其是在夹着干冰雪喷射口1而对置的第一整流气体喷出口3的倾斜平缓的情况下，防止因第二整流气体喷出口4自身或自其喷出的整流气体而更显著地扰乱从第一整流气体喷出口3喷出的整流气体。另外，在第二整流气体喷出口4突出时，需要将夹着干冰雪喷射口1而倾斜对置的第一整流气体喷出口3之间扩宽，从而到达与第一整流气体喷出口3的合流点的距离增大，整流气体的流速减慢而无法避免对宽度较宽且均匀的干冰雪造成影响。如此，将干冰雪喷射口1以比第二整流气体喷出口4突出的方式配置于合流点附近，能够不对气体流造成障碍，从而能够实现宽度较宽且均匀的干冰雪的喷射。
另外，在本实施方式中，二氧化碳气体消耗量为1～5kg/h，从而能够有效且宽度较宽地喷射干冰雪。
实施例1
使用在上述实施方式中说明的干冰雪喷射喷嘴来进行清洗试验。
作为清洗对象物而准备玻璃基板，利用干冰雪清洗来去除在油性笔附着的墨，并测定去除的清洗宽度。
·试验条件
第一整流气体喷出口的倾斜面角度θ：25°
第一整流气体喷出口的形状：φ1.6mm长孔构造
干冰雪流通管外径：φ1.6mm
第二整流气体喷出口的内径：φ2.8mm
整流气体供给压力：0.45MPaG
液化二氧化碳气体供给压力：7.0MPaG
清洗时间：120sec
图3是说明清洗试验中的尺寸关系的图。
将形成有第一整流气体喷出口3的倾斜面14与喷射方向(在该例中，为喷嘴的长边方向)形成的角度θ设为25°。
将从第二整流气体喷出口4到被清洗物的距离设为25mm。
第二整流气体喷出口4通过距离X＝-3.5mm来固定。
在该清洗试验中，以4.5kg/h供给液化二氧化碳气体。
使从第一整流气体喷出口3喷出的第一整流气体的合流点与干冰雪喷射口1之间的距离X(mm)发生变化，实际上实施干冰雪清洗，并测定该时刻的清洗宽度(mm)。对于上述距离X，利用-X表示比合流点靠上游，利用+X表示比合流点靠下游。
图4是表示上述清洗试验的结果的线图。
由图4可知，距离X的范围优选为-2.5mm≤X≤0mm，进一步优选为-2.0mm≤X≤-0.5mm。
实施例2
使实施例1中实施的干冰雪喷射喷嘴的第二整流气体喷出口4与干冰雪流通管5一并突出而实施清洗试验。
第二整流气体喷出口4与干冰雪喷射口1的位置通过X＝0mm来固定。另外，将从第二整流气体喷出口4到被清洗物的距离设为21.5mm。
与实施例1相同，作为清洗对象物而准备玻璃基板，利用干冰雪清洗来去除在油性笔附着的墨水，并对去除的清洗宽度进行测定。
·试验条件
第一整流气体喷出口的倾斜面角度θ：25°
第一整流气体喷出口的形状：φ1.6mm长孔构造
干冰雪流通管外径：φ1.6mm
第二整流气体喷出口的内径：φ2.8mm
第二整流气体喷出口的外径：φ4.0mm
整流气体供给压力：0.45MPaG
液化二氧化碳气体供给压力：7.0MPaG
清洗时间：120sec
进行上述清洗试验的结果是，清洗宽度为15mm。
在实施例1中，将第二整流气体喷出口通过距离X＝-3.5mm来固定，若干冰雪喷出口1为X＝0mm，则处于干冰雪喷射口1比第二整流气体喷出口4突出的状态。此时的清洗宽度为47mm。
在实施例2中，由于使第二整流气体喷出口4与干冰雪流通管5一并突出，因此干冰雪喷射口1处于没有比第二整流气体喷出口4突出的状态。此时的清洗宽度为15mm。
如此可知，越使干冰雪喷射口1比第二整流气体喷出口4突出，越能够更宽地喷射干冰雪。在干冰雪流通管5、第二整流气体喷出口4的口径变大的情况下，第一整流气体的紊乱变得更严重。
需要说明的是，在上述实施方式中，虽将第一整流气体喷出口3设为夹着干冰雪喷射口1分别设置一个，但并不局限于此，也能够设为夹着干冰雪喷射口1分别设置多个。在该情况下，也起到与上述实施方式相同的作用效果。
作为本发明的对象，例如能够举出：电子基板、电子零件、传感器元件、平板显示器基板、触摸面板、半导体基板、半导体元件、MEMS、光学零件、光学薄膜相关品、印刷相关品、磁零件、半导体相关品、金属零件、换热器、成形模具、玻璃、食品等各种对象。在本发明中，能够去除附着于上述对象物的异物、颗粒、无机物、有机物等各种污染物。另外，还能够用于去除在塑料成形零件上存在的毛边等。本发明意图在将上述方式包含于本发明的清洗之中。
附图标记说明如下：
1：干冰雪喷射口
3：第一整流气体喷出口
4：第二整流气体喷出口
5：干冰雪流通管
6：喷嘴主体
8：内部通路
11：第一流通路
12：第二流通路
13：突出部
14：倾斜面

Claims (3)

1.一种干冰雪喷射装置，其特征在于，
所述干冰雪喷射装置具备：
二氧化碳气体供给源，其用于生成干冰雪；
整流气体供给源，其用于供给使干冰雪推进的整流气体；
干冰雪喷射口，其与所述二氧化碳气体源连通而喷射干冰雪；以及
第一整流气体喷出口，其与所述整流气体供给源连通且夹着所述干冰雪喷射口而倾斜对置。
2.根据权利要求1所述的干冰雪喷射装置，其特征在于，
所述干冰雪喷射口配置于从对置的第一整流气体喷出口喷出的整流气体的合流点或者比合流点靠上游侧的位置。
3.根据权利要求1或2所述的干冰雪喷射装置，其特征在于，
在所述干冰雪喷射口的周围处，呈环状设有喷出用于防止干冰雪喷射口堵塞的整流气体的第二整流气体喷出口，干冰雪喷射口配置为比所述第二整流气体喷出口突出。
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