CN203002556U - 应用于提升超临界流体技术效能的雾化结构 - Google Patents

Abstract

一种应用于提升超临界流体技术效能的雾化结构，是在流体管路上增设加压泵及升温喷头，据此将流体管路的压力及温度，提升达到超临界状态，利用超临界流体所具有高渗透力、低黏性等特性，并配合喷嘴加强流体的动力，提高超临界流体技术于组件清洗、分离萃取及增进反应等应用的效能。

Description

应用于提升超临界流体技术效能的雾化结构

技术领域

本实用新型涉及一种提升超临界流体效能的结构，特别指一种应用于提升超临界流体技术效能的雾化结构，具有缩短反应时间，降低操作成本的功效，且能确实提高效能的新型设计。

背景技术

「超临界流体」是指物质的操作温度及压力超过该物质临界温度及临界压力时的流体。由于临界接近室温，在分离或反应后可藉由减压而轻易地与其它物质分离，不会产生残留而造成环保及安全上的问题，且容易回收再使用，用以取代传统的有机溶剂，产业应用层面广阔，符合现代永续发展的原则，因此逐渐成为未来工业与民生应用的主流。

由于超临界流体具有如气体般几无表面张力的性质，因此很容易渗入细缝或多孔组织中，又密度接近于液体，可输送较气体为多的超临界液体，加上黏度接近于气体，所以在质量传递上阻力小，所需功率低，因此将超临界流体应用在清洁技术或物质的分离与纯化方面，实际是一项相当实用的应用。

请参阅图1所示，为一种利用超临界流体技术应用于清洗半导体芯片的方法所使用的清洁结构，包含有清除室10，提供放置待清洗的芯片组件；流体单元11，为供应液态物质的储存装置，以管线12连通至清除室10；该清除室10，另包括加热装置13，可为电热式加热器，用以使清除室10内的温度达到流体的临界温度，及加压装置14，可为一泵，用以使流体压力达到临界压力；泄压阀15，用以调节清除室10的压力，同时也可作为排放脏污之用。根据上述超临界流体清洗装置的结构，加压装置14将管线12中的流体传送至清除室10，由于清除室10内的压力与温度都略高于流体的临界压力及临界温度，使该流体以气体与液体同时存在的超临界状态下，然后以浸泡方式，清除芯片上的脏污或残渣。因此降低了相当程度的清洁效果，所以清洁程序的时间通常设定较长，相对的也增加了清洗的成本，不甚理想。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种应用于提升超临界流体技术效能的雾化结构，其可以提升反应效果、缩短作用时程及降低操作成本，进而提高效能。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种应用于提升超临界流体技术效能的雾化结构，包含反应空间、流体供应容器、低温装置、加压装置及气体回收装置，该反应空间为封闭空间，可置放组件或原料，并维持一流体的临界压力及临界温度；该流体供应容器提供一液态保存的流体，由一管路连通至该反应空间；该低温装置为制造低温源的冷冻机件，用以将流体降温至一预设温度；其特点是：该结构还包括升温喷头，该加压装置包括用以将流体加压达临界压力的加压泵，该升温喷头包括用以将流体加热至临界温度的加热线圈、及将流体以雾状冲击于待处理组件的喷嘴，该加热线圈圈绕于该升温喷头主体外围，该喷嘴设置于该反应空间内；该气体回收装置包括回收回路、过滤器与泄压阀，设于该反应空间与该加压泵前段的管路间；当该反应空间内压力过高，令流体经过该泄压阀及过滤器回流到加压泵前段的管路。

所述反应空间包括用以释放液体及空间压力的排放阀。

所述加压装置包括安全阀及回流管，当管路压力超过安全值时，流体通过安全阀经回流管回流至加压泵的前段管路间。

如此，藉由加压泵及升温喷头的功能，将管路的压力及温度，提升达到流体的超临界状态，利用超临界流体所具有高渗透力、低黏性等特性，并配合喷嘴加强流体的动力，提升超临界流体技术于组件清洗、分离萃取及增进反应等应用的效能。

附图说明

图1为已知超临界流体清洗方法的装置结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

标号说明

10.清除室         11.流体单元

12.管线           13.加热装置

14.加压装置          15.泄压阀

20.流体供应容器   21.流体

22.管路           30.低温装置

40.加压装置          41.加压泵

42.安全阀         43.回流管

50.升温喷头          51.加热线圈

52.喷嘴           60.反应空间

61.排放阀         70.气体回收装置

71.回收回路          72.过滤器

73.泄压阀

具体实施方式

为使本实用新型的结构特征、功效及其它优点能进一步被了解，兹以较佳实施例并配合图式详细说明如后。

首先，请参考图2所示，为本实用新型的应用于提升超临界流体技术效能的雾化结构的较佳实施例，其包含：流体供应容器20、低温装置30、加压装置40、升温喷头50、反应空间60及气体回收装置70。

该流体供应容器20提供将一气体保存的液化流体，流体种类常见者有乙烯、二氧化碳、氟氯碳气体、笑气等，但不以此为限，该流体21由该流体供应容器20经由一管路22连通往反应空间60；该低温装置30为产生低温源的冷冻机件，设于该管路22的前段，可因应流体的种类调变设定一出口温度t，通过该低温装置30的流体21会被降温至该出口温度t，然后进入加压装置40；该加压装置40包括加压泵41及安全阀42，管路22经由加压泵41连接往升温喷头50，流体21在该段会被加压到至少超过该流体的临界压力，于该段管路间更设有安全阀42，当该段管路的压力超过安全值时会开启安全阀42，令压力过高的流体经由安全阀42出口端所设的回流管43，回流至低温装置30前的管路间，以确保人员安全；该升温喷头50包括加热线圈51及喷嘴52，该加热线圈51圈绕于升温喷头50主体外围，喷嘴52设置于反应空间60内，该加热线圈51会将流经的流体加热，令进入反应空间60的流体温度达到临界温度，喷嘴52的孔径小于管路22管径，可使流体以具较高动能的喷雾对着组件或原料进行冲击，该喷嘴52可进一步具有调整流体冲力、颗粒大小、冲洗面积等功能，提供不同的需求作调变；该反应空间60为封闭的空间，提供置放待清洗组件或待萃取的原料，并确保该反应空间60内的压力及温度条件，于运作过程系维持在流体的临界压力及临界温度；该气体回收装置70包括回收回路71、过滤器72及泄压阀73，该回收回路71设于反应空间60与加压泵41的前段管路间，该过滤器72及泄压阀73设置于该回收回路71间，当反应空间60内压力过高时，开启泄压阀73让反应空间60内的流体经过过滤器72过滤后再回收使用；该反应空间60另外设有一排放阀61，当清洗程序完成后，打开排放阀61泄压并让流体排出空间外。

因为二氧化碳（CO₂）的临界温度及临界压力比其它物质低，且二氧化碳无毒、不会自燃，具有纯度高、价格便宜，及生产量高等优点，以之作为清洗用途也不会对工件造成伤害，在实用上十分方便，因此，本实用新型据上述结构加以组立后，是利用二氧化碳作为流体实施清洗程序说明；清洗程序开始后，二氧化碳流体先经过低温装置30，降温至预设的出口温度，随后加压泵41将管路压力控制维持建压在至少高于72.9atm的压力，升温喷头50则控制维持至少在32℃的温度，据此，当达到二氧化碳超临界状态的条件后，始开始从喷嘴52以雾化的流体冲洗置于反应空间60内的待清洗工件；经实施清洗程序后发现，本实用新型的结构利用二氧化碳超临界流体的特性，并配合喷嘴所构成的喷雾形式，加强了流体的动力，实际提高了清洗的效果，进而有效缩短清洗程序的循环时间及降低清洗成本。

当然，本实用新型的上述结构，也可应用于食品、药品的萃取制程，例如去除咖啡豆中致癌的因子咖啡因，或萃取糙米、白米中的杂质，使米饭变的更香甜可口，或萃取药物中的精华成份，以制造出更具疗效的药品等。由于本实用新型的雾化结构所设喷嘴可以形成带有动能的喷雾微粒，以之撞击原料并使之滚动、翻转可以加速原料全体的作用效率，实际可比已知浸泡式的形式更具较高的作用效果，因此本实用新型同样也可提升超临界流体技术于该等范畴应用的效能。

经由上述说明可知，本实用新型确实可达到预设提升超临界流体技术效能的目的，完全符合产业利用性及专利要件，依法提出专利申请，但是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型，因此本实用新型的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。

Claims (3)

1.一种应用于提升超临界流体技术效能的雾化结构，包含反应空间、流体供应容器、低温装置、加压装置及气体回收装置，该反应空间为封闭空间，可置放组件或原料，并维持一流体的临界压力及临界温度；该流体供应容器提供一液态保存的流体，由一管路连通至该反应空间；该低温装置为制造低温源的冷冻机件，用以将流体降温至一预设温度；其特征在于：该结构还包括升温喷头，该加压装置包括用以将流体加压达临界压力的加压泵，该升温喷头包括用以将流体加热至临界温度的加热线圈、及将流体以雾状冲击于待处理组件的喷嘴，该加热线圈圈绕于该升温喷头主体外围，该喷嘴设置于该反应空间内；该气体回收装置包括回收回路、过滤器与泄压阀，设于该反应空间与该加压泵前段的管路间；当该反应空间内压力过高，令流体经过该泄压阀及过滤器回流到加压泵前段的管路。

2.如权利要求1所述的应用于提升超临界流体技术效能的雾化结构，其特征在于：所述反应空间包括用以释放液体及空间压力的排放阀。

3.如权利要求1所述的应用于提升超临界流体技术效能的雾化结构，其特征在于：所述加压装置包括安全阀及回流管，当管路压力超过安全值时，流体通过安全阀经回流管回流至加压泵的前段管路间。

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