[发明专利]形成及调节CO2

说明书

本发明涉及形成及调节CO₂复合喷雾的方法和装置。具体地，公开了一种用于产生、输送及控制具有均匀密度和分布的微固体二氧化碳(CO₂)粒子的微观量的方法及装置，供使用在CO₂复合喷雾过程，其使用液体二氧化碳的压缩，以形成过饱和液体，其然后经由微毛细管冷凝成微小且高能的固体二氧化碳粒子，其被注入到推进剂气体流中。

本申请是申请日为2014年6月18日的题为“形成及调节CO₂复合喷 雾的方法和装置”的中国专利申请号201480045866.2的分案申请。

相互引用

本申请要求美国临时专利申请第61/836,635号(2013年6月18日提交) 与第61/836,636号(2013年6月18日提交)的优先权，其在此并入本文供 参考。

技术领域

本发明涉及一种用于产生、控制、与投射(射出，喷射，projecting)浓 密流体喷雾的方法和装置，且更具体地，涉及二氧化碳(CO₂)固态-气态复 合喷雾，诸如CleanLogixLLC公司商标的CO₂Composite Spray^TM，用于 精确清洁、冷却和切削(加工，machining)应用。更具体地，本发明为一种 改善的CO₂复合喷雾清洁方法和装置。

背景技术

何尼克(S.A.Hoenig)首先提议使用具有由气态二氧化碳推进的次微 米大小固态二氧化碳粒子所组成的强喷雾流以清洗细粒表面(参阅1985年 9月的“The applicationof dry ice to the removal of particulates from optical apparatus,spacecraft,semiconductor wafers and equipment used in contaminant free manufacturingprocesses”)。描述固态/气态二氧化碳喷雾的 理论导致其归类为喷雾流形式的表面制备与清洁技术的种类。喷雾流中每 种固态成分的动能的总和能够最佳地描述任何喷雾流中可用的能量，如下 列公式的定义(KE＝1/2MV²)，其中：KE＝喷雾流中可用的动能；M＝喷雾流中每单位固体的质量；且V＝喷雾流中的固体速度。

有益的固态/气态二氧化碳喷雾优于气喷(气态喷雾，gaseous spray)， 优势在于公式中的质量项明显随着引入固体二氧化碳粒子而增加，这进而 增加流中可用的动能。固态/气态二氧化碳喷雾流(具有远低于气喷流的喷 嘴出口速度)将可达成气喷流无法做到的污染物去除。事实上，固态/气态 二氧化碳喷雾流将可以达成气体喷雾流无法以任何喷嘴出口速度去除的 污染物。

在(参考上述)何尼克的最初努力之后，各种努力指向发展能够产生冻 结粒子与输送气体的混合的喷雾流、以及固态/气态二氧化碳的喷雾流的方 法和装置。无需特别努力，大部分只能在二氧化碳气喷中产生二氧化碳固 态已达成系统清洁能力的优化。早期系统只达成略纯气喷清洁的稍微改 善。同时，在那时后可用的二氧化碳不是非常纯；或者，如果是，其相当 昂贵。不纯的二氧化碳应无法获得自然(原始，pristine)表面清洁度，而没有留下不想要的残渣，而纯且昂贵的二氧化碳成本高昂，需要发展浓密流 体净化与输送系统。

在1980后期，休斯飞机公司(Hughes Aircraft Company)的研究人员开 始调查及发展用于光学表面的新清洁技术。这些研究人员从先前的经验知 道，临界光学表面(诸如气相沉积金涂层与自然抛光硅)在发生任何实体接 触之时，将导致不利变化。休斯的研究人员能够借由设计远较佳于早期设 计的设备以改善固态/气态二氧化碳喷雾清洁技术；不过，休斯飞机设备非 常昂贵。