液體霧化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及液體霧化裝置，為了提供一種不需要對液體進行實質性的加壓而能夠以低氣體能量使液體霧化的液體霧化裝置，本發(fā)明的液體霧化裝置具備噴嘴主體，所述噴嘴主體包括：用于噴射2個氣體流的第一氣體噴射部(1)和第二氣體噴射部(2)；具有液體流動的通路的液體通路部(6)，所述液體因基于所述第一氣體噴射部(1)和第二氣體噴射部(2)的2個氣體流的形成而在所述通路內流動；氣液混合區(qū)域部(120)，該氣液混合區(qū)域部是使從所述第一氣體噴射部(1)噴射的氣體流和從所述第二氣體噴射部(2)噴射的氣體流與從所述液體通路部(6)流出來的液體碰撞而使該液體霧化的區(qū)域；和用于使在所述氣液混合區(qū)域部(120)霧化的霧向外部噴霧的噴霧出口部(30)。
【專利說明】液體霧化裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于將液體霧化的液體霧化裝置。
【背景技術】
[0002]作為現有的霧化技術，包括有氣液混合式(雙流體式)、超聲波式、超高壓式(IOOMPa?300MPa)、蒸發(fā)式等。一般的雙流體噴嘴使氣體和液體以相同噴射方向噴射而通過基于氣液的伴隨流產生的剪切效應來使液體微細化。但是，在針對半導體晶片等的蒸鍍涂層、醫(yī)療設備(例如吸入器)、美容用藥液噴霧器、保濕用藥液噴霧器等的領域中，要求以低能量使液體霧化。
[0003]此外，作為氣液混合式雙流體噴嘴的一個例子，已知有用于生成微粒薄霧的噴霧噴嘴裝置(專利文獻I)。該噴霧噴嘴裝置具有第一噴嘴部和第二噴嘴部，使來自第一噴嘴部的噴霧液和來自第二噴嘴部的噴霧液碰撞，從而能夠形成微粒薄霧。然而，由于具備兩個雙流體噴嘴部，所以成本高，并且也不是低能量型的噴霧。
[0004]專利文獻1:日本專利特開2002-126587號公報

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種液體霧化裝置，其利用與上述現有技術的微細化原理不同的新原理，實質上不對液體施加壓力就能夠以低氣體能量使液體霧化。
[0006]本發(fā)明的液體霧化裝置具備噴嘴主體，該噴嘴主體包括:用于噴射2個氣體流的第一氣體噴射部和第二氣體噴射部；具有由基于上述第一氣體噴射部和第二氣體噴射部的2個氣體流的形成而使液體流動的通路的液體通路部；氣液混合區(qū)域部，該氣液混合區(qū)域部是使從上述第一氣體噴射部噴射的氣體流和從上述第二氣體噴射部噴射的氣體流與從上述液體通路部流出來的液體碰撞而使該液體霧化的區(qū)域；和用于使在上述氣液混合區(qū)域部霧化的霧向外部噴出的噴霧出口部。
[0007]根據該結構，不需要用于使液體噴射的能量源(例如液體泵)，僅通過低氣體能量源(例如氣泵)，就能夠吸取液體而使該液體霧化。即，只要向噴嘴主體輸送氣體就能夠通過虹吸效果吸取液體而生成低速噴霧的霧。另外，越提高氣體壓力(氣體流量)則液體的吸引力也變得越高，由此噴霧量(產生的霧的噴霧量)增加，能夠促進微細化。
[0008]首先，參照圖1A?IC對本發(fā)明的原理進行說明。圖1A是從正面觀察噴嘴主體的噴霧出口部的圖。第一、第二氣體噴射部1、2從相對的左右朝中心的氣液混合區(qū)域部120延伸。氣液混合區(qū)域部120設置在噴霧出口部30的內部，形成有凹部。本發(fā)明是在凹形狀的氣液混合區(qū)域部120內的內部混合。在該氣液混合區(qū)域部120中氣體流彼此(11、21)碰撞以后，氣體從噴霧出口部30的前端部向作為開放空間的外部流出。由于該氣體流的流動使得氣液混合區(qū)域部120成為負壓狀態(tài)，液體61從液體源(例如液體收容部)經由液體通路部6 (液體噴孔)被吸出。符號6a表示液體通路部6的出口前端部。符號30a表示噴霧出口部30的外側表面部。[0009]圖1B是圖1A的A-A截面的放大圖。圖1C是圖1A的B-B截面的放大圖。噴射的氣體流11、21彼此碰撞，形成碰撞部100。將包含該碰撞部100的部分稱為碰撞壁。經由液體通路部6,液體61被吸向該碰撞壁(碰撞部100)。液體61與該碰撞壁碰撞,液體61被粉碎(霧化)而成為霧62。將產生霧62的區(qū)域作為氣液混合區(qū)域部120并以虛線表示。霧62從噴霧出口部30的前端呈廣角擴散地(扇狀擴散)噴霧。作為霧的噴霧圖案，例如形成為寬度廣的扇狀，其截面形狀呈橢圓形或者長圓形。與氣體流彼此碰撞的碰撞面平行地(碰撞面擴大的方向)，碰撞過的(碰撞后的)氣體擴散，沿該方向，霧62呈扇狀擴散地噴出。利用現有的雙流體噴嘴的虹吸力，噴霧角為20°?30°，但是利用本發(fā)明的虹吸力，能夠得到噴霧圖案中長徑方向的角Y為70。?90°的廣角噴霧。另外，不僅是70°?90°的廣角噴霧圖案，70°以下的噴霧角Y也有可能，例如也能夠為20°?40°。
[0010]另外，氣體流的壓力Pa(MPa)例示了例如0.005?0.80的范圍。作為低能量的氣體壓力Pa(MPa)，優(yōu)選0.01?0.15，更優(yōu)選0.03?0.1。在本發(fā)明中，像這樣僅以低氣體能量就能夠使液體霧化。另外，在本發(fā)明中，也能夠使氣體流的壓力在例如0.1?0.8(MPa)的范圍中使用，優(yōu)選0.15?0.7，更優(yōu)選0.2?0.6，進一步優(yōu)選0.25?0.5。
[0011]2條氣體流的壓力優(yōu)選設定為相同或者大致相同，其流量也優(yōu)選設定為相同或者大致相同。另外，從氣體噴射部噴射的氣體流的截面形狀沒有特別限制，能夠舉出例如圓形、橢圓形、矩形、多邊形。氣體流的截面形狀依賴于氣體噴射部的噴孔截面。
[0012]液體通路部的截面形狀沒有特別限制。
[0013]另外，霧62由包圍其周圍的噴霧出口部30而限制噴霧方向。噴霧出口部30可以與用于形成氣體噴孔的部件(氣體噴射部1、2) —體地形成，也可以作為單獨的部件形成。
[0014]作為上述發(fā)明的一實施方式，優(yōu)選上述第一氣體噴射部的噴射方向軸與上述第二氣體噴射部的噴射方向軸的交叉角度為90°?180°的范圍。第一氣體噴射部I和第二氣體噴射部2各自的噴射方向軸交叉的角度范圍相當于從第一氣體噴射部I噴射的氣體與從第二氣體噴射部2噴射的氣體的碰撞角。圖2表碰撞角α。例如碰撞角α”為90°?220°，優(yōu)選90°?180°，更優(yōu)選90°?120°。
[0015]作為上述發(fā)明的一實施方式，上述液體通路部具有2個或者2個以上的上述通路。根據該結構，通過虹吸效果能夠從2個通路吸取液體，能夠使液體的吸取量變?yōu)?倍，因此能夠提高噴霧量。另外，如果設置3個通路則成為3倍。另一方面，在形成3個、4個通路的情況下，噴嘴主體的尺寸變大。另外，通過設置2個或者多個通路，能夠使噴霧圖案為噴霧角20°?30°的噴霧截面呈圓形圖案。圖3Α表示通路為一個時的例子，圖3Β表示通路為2個時的例子。
[0016]作為上述發(fā)明的一實施方式，具備用于沿上述噴霧出口部的噴霧軸方向，對從上述噴霧出口部噴出來的霧進行誘導并使其微細化的殼件主體，上述殼件主體具有:使殼件主體內外的空氣能夠流通的吸氣部；將上述霧導向上方的霧通路部；將通過上述霧通路部的霧導向外部的出口部；和收容上述液體的液體收容部，上述液體收容部與上述液體通路部相通，上述液體流向該液體通路部。
[0017]在該結構中，利用殼件主體，能夠使從噴嘴主體的噴霧出口部噴出來的霧進一步微細化并且向裝置外部低速噴射。由于能夠實現低速噴霧，所以霧附著在殼件部內部的壁面上而液滴化的情況也減少。另外，由于構成為使液體收容部的液體向噴嘴主體的液體通路部流動，所以能夠使液體處于殼件主體內部。霧在該殼件主體內部液化了的情況下,通過殼件主體內部的壁面又流回到液體收容部，因此能夠簡單地實現液體的再利用。另外，由于在殼件主體內壁面上的霧的附著量減少，所以優(yōu)選霧的噴霧角Y為20。?40°。
[0018]作為上述發(fā)明的一實施方式，能夠例舉從外部的液體罐經由管道等向液體通路部流通液體的構造。
[0019]作為上述發(fā)明的一實施方式，在上述殼件主體內部還具有沿上述噴霧出口部的噴霧軸方向，引導上述霧的阻擋部。霧被引導至該阻擋部內促進微細化。
[0020]作為上述實施方式，上述阻擋部具有:長圓形、橢圓形或者長方形的引導口 ；內部空洞的中空部；和至少形成有2個開口的開口出口部。噴霧截面呈橢圓形或者長圓形的霧(Y =20°?40° )進入到與該噴霧截面形狀相應的截面形狀的阻擋部的引導口，接著通過中空部后從具有2個開口的開口出口部出來。利用該阻擋部，霧被進一步微細化。
[0021]作為上述發(fā)明的一實施方式，上述殼件主體具有:與上述噴嘴主體連接并且具有上述液體收容部的基底部；與上述基底部連接的第一殼件部；與上述第一殼件部連接的第二殼件部；與上述第二殼件部連接并且具有上述吸氣部的吸氣筒部；和與上述吸氣筒部連接并且形成有上述出口部的第三殼件部。
[0022]由此，能夠以小型且可量產的簡單部件，并且以較少部件數量來構成殼件主體。作為該實施方式，可以由單一部件構成基底部、第一殼件部和第二殼件部，也可以由不同部件構成并連接?？梢杂蓡我徊考嫵傻谝粴ぜ亢偷诙ぜ?也可以由不同部件構成并連接?？梢杂蓡我徊考嫵傻诙ぜ亢偷谌龤ぜ?，也可以由不同部件構成并連接。也可以由單一部件構成基底部、第一殼件部、第二殼件部和第三殼件部。
[0023]作為上述發(fā)明的一實施方式，上述出口部相對于上述噴霧出口部的噴霧軸方向以規(guī)定的角度傾斜地形成。上述“規(guī)定的角度”是例如30°?150°，例如圖4A表示90°的情況。能夠根據使用目的來設定出口部的角度。
[0024]作為上述發(fā)明的一實施方式，在上述基底部形成有用于流通上述氣體流的氣體通路。氣體通路部與氣體壓力源(例如氣泵)連接。
[0025]作為上述氣體，沒有特別限制，例如能夠例舉出空氣、干凈空氣(cleanair)、氮氣、不活潑氣體、燃料混合氣、氧氣等，能夠根據使用目的而適當設定。
[0026]作為上述液體，沒有特別限制，但是優(yōu)選低粘度的液體，例如能夠例舉出水、離子化水、保濕液、美容水、化妝水等化妝藥液、醫(yī)藥液、殺菌液、除菌液等藥液、涂料、燃料油、涂敷劑、溶劑、樹脂等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1A是從正面觀察噴嘴主體的噴霧出口部的圖。
[0028]圖1B是圖1A的A-A截面的放大圖。
[0029]圖1C是圖1A的B-B截面的放大圖。
[0030]圖2是用于說明兩個氣體噴射軸形成的交叉角度的示意圖。
[0031]圖3A是液體通路為一個時的示例的示意圖。
[0032]圖3B是液體通路為兩個時的示例的示意圖。
[0033]圖4A是實施方式I的液體霧化裝置的整體的截面示意圖。[0034]圖4B是從上面觀察實施方式I的液體霧化裝置的外觀示意圖。
[0035]圖4C是噴嘴主體的截面示意圖。
[0036]圖5A是用于說明噴嘴主體的氣液噴孔部的圖。
[0037]圖5B是用于說明噴嘴主體的蓋部的圖。
[0038]圖6是實施方式2的液體霧化裝置的整體的截面示意圖。
[0039]圖7A是阻擋部的主視圖(上半部分為截面)。
[0040]圖7B是阻擋部的側視圖(上半部分為截面)。
[0041]圖7C是阻擋部的仰視圖。
[0042]圖7D是阻擋部的俯視圖。
[0043]圖8A是實施方式3的液體霧化裝置的整體示意圖(局部截面圖)。
[0044]圖8B是圖8A的主視圖。
[0045]圖8C是圖8A的A部放大圖。
[0046]圖8D是圖8C的B-B截面圖。
[0047]圖9A是氣液噴孔部的側面截面圖。
[0048]圖9B是圖9A的Y-Y截面圖。
[0049]圖9C是從正面觀察圖9A的噴霧出口部的圖。
[0050]圖1OA是實施方式4的液體霧化裝置的整體示意圖(局部截面圖)。
[0051]圖1OB是圖1OA的主視圖。
[0052]圖1OC是圖1OA的A部放大圖。
[0053]圖1OD是圖1OC的B-B截面圖。
[0054]圖1lA是氣液噴孔部的側視圖(上半部分截面圖)。
[0055]圖1lB是圖1lA的X-X截面圖。
[0056]圖1lC是從正面觀察圖1lA的噴霧出口部的圖。
[0057]符號說明:1第一氣體噴射部(氣體噴孔)；2第二氣體噴射部(氣體噴孔)；6液體通路部(液體噴孔)；10噴嘴主體；30噴霧出口部；50殼件主體；70阻擋部；120氣液混合區(qū)域部。
【具體實施方式】
[0058](實施方式I)
[0059]參照附圖對本實施方式的具有噴嘴主體和殼件主體的液體霧化裝置I進行說明。圖4A是液體霧化裝置I整體的截面示意圖。液體霧化裝置I具有進行一次霧化的噴嘴主體10和促進從噴嘴主體10噴霧出來的霧進一步微細化從而進行二次霧化的殼件主體50。
[0060]圖4C是表示噴嘴主體10的截面示意圖。噴嘴主體10具備氣液噴孔部11和蓋部
15。在氣液噴孔部11的軸方向中心部形成有液體通路部110。液體通路部111在噴嘴主體出口方向具備液體噴孔111。在液體噴孔111的出口形成有直徑比液體噴孔111的直徑大的凹陷部(凹部)111a。并且，作為其他實施方式，也可以是沒有設置凹陷部Illa的構造，但是設置有凹陷部Illa的結構具有虹吸能力強的傾向。液體通路部110與后述的液體收容部58相通。
[0061]圖5A表不氣液噴孔部11的截面圖。在氣液噴孔部11沿軸方向形成有2條氣體通路部131，氣體通路部131的各個分別與外壁表面上形成的槽部132的各個連通。這2條氣體通路部131和槽部132就相當于第一、第二氣體噴射部。利用蓋部15的內壁面蓋住槽部132就形成氣體噴孔。第一、第二氣體噴射部131經由在后述的基底部51上形成的氣體通路511與外部的氣泵(未圖示)連接。在噴嘴主體的前端形成有噴霧出口部30。通過從2條槽部132使氣體流流動，則液體通過液體噴孔111被吸出，被吸出的液體與氣體流碰撞，液體霧化，霧從噴霧出口部30進行噴霧(低速噴霧)。像這樣液體霧化的區(qū)域是氣液混合區(qū)域部，具有朝向噴霧出口部30的出口、截面呈逐漸擴展形狀的內部空間(由內部壁33包圍的空間)以及凹陷部Illa的出口前方部而構成。在本實施方式中，通過在氣液混合區(qū)域部進行氣液的內部混合實現霧化。在本實施方式I中，2條槽部132的氣體流彼此形成的交叉角度為110°。槽部132的截面形狀呈V字狀(三角形)。
[0062]圖5B表示蓋部15的截面圖。在蓋部15形成有4個與液體收容部58相通且用于將液體送至液體通路部Iio的貫通部151。在與該貫通部151的位置相對應的位置，在氣液噴孔部11形成有將液體向液體通路部110導通的通路114，該通路114與孔部115 (形成有2個)相通，液體從該孔部115流向液體通路部110。
[0063]殼件主體50具有沿著噴霧出口部30的噴霧軸方向，對從噴霧出口部30噴出來的霧進行誘導并使其微細化的功能。殼件主體50具有:與噴嘴主體10的下部連接并且具有液體收容部58的基底部51 ;與基底部51連接的第一殼件部52 ;與第一殼件部52連接的第二殼件部53 ;與第二殼件部53連接并且具有吸氣部541的吸氣筒部54 ；以及與吸氣筒部54連接并且形成有出口部56的第三殼件部55。通過第一殼件部52、吸氣筒部54和第三殼件部55，從噴嘴主體10噴出來的霧被導向上方(相當于霧通路部)。殼件主體50不限定于圖4A所示的形狀，前端側也可以不呈L字狀彎曲，可以相對于噴霧方向呈鈍角或者銳角傾斜，也可以是直線形。
[0064]圖4B表示從上方觀察液體霧化裝置I的外觀示意圖。在吸氣筒部54形成有多個吸氣部541，通過該吸氣部541能夠實現殼件主體內外的空氣的流通。出口部56相對于噴霧出口部30的噴霧軸方向以90°的角度傾斜地形成，將霧導向外部，放出霧。在基底部51形成的液體收容部58呈凹陷形狀，形成在基底部51和第一殼件部51的內壁面與噴嘴主體10的外壁面之間。該液體收容部58與液體通路部110相通。另外，在基底部51形成有用于使氣體流流通的氣體通路511。在噴嘴主體10的底部隔著襯墊(packing) 16將噴嘴主體10裝入基底部51中。各殼件部、吸氣筒部彼此的連接方法沒有特別限制，可以裝卸自如地構成，也可以采用例如螺絲結合、嵌合結合。另外，各部件彼此的連接時也可以隔著襯墊等密封部件。
[0065](實施方式2)
[0066]圖6所示的實施方式2是在實施方式I的液體霧化裝置I中設置有阻擋部(baffle) 70的構造。阻擋部70在殼件主體50內部沿噴霧出口部30的噴霧軸方向，配置成從第一殼件部52的內部過渡到吸氣筒部54的內部。由該阻擋部70噴出來的霧被進一步微細化。
[0067]圖7A?7D表示阻擋部70的正面、側面、底面、項面的各圖。阻擋部70具有形成在底部的凸緣部71、長圓形的引導口 71、內部為空洞的中空部72、形成有2個開口 74a、74b的開口出口部74、和項面部75。在圖7A?7D中，開口 74a、74b、頂面部75各自的長度方向與引導口 71的長度方向平行地構成，但是并不特別限定于此。開口出口部74的開口 74a、74b的形狀、位置、個數不被附圖所限定。另外，頂面部75的形狀、位置也不被附圖所限定。
[0068]<實施方式1、2的實驗例>
[0069]使用實施方式1、2所示結構的液體霧化裝置對噴霧特性進行評價。液體噴孔111
的截面直徑為φθ.28，凹陷部Illa的截面直徑為cp0.5mm，槽部132呈V字狀截面，其寬
度為0.18mm，切入深度為0.3mm。氣體流的截面比液體的截面小。氣體使用空氣，液體使用水。從噴嘴主體的噴霧出口部噴霧的噴霧角被設定為30°。實施例1、2是在沒有阻擋部的條件下，對將氣體噴射的空氣壓Pa改變?yōu)?.05,0.07 (MPa)時的、氣體噴射的空氣量Qa (NL/min)、有效噴霧量Qf (來自殼件出口部的霧的噴霧量)、從出口部噴霧出來的霧的平均粒徑(SMD)進行的評價。評價結果如表1所示。平均粒徑(SMD)利用激光衍射法的測量裝置進行了測定。測定位置為距離出口部20mm的位置。
[0070][表 I]
[0071]
【權利要求】
1.一種液體霧化裝置，其特征在于， 具備噴嘴主體,所述噴嘴主體包括: 用于噴射2個氣體流的第一氣體噴射部和第二氣體噴射部； 具有液體流動的通路的液體通路部，所述液體因基于所述第一氣體噴射部和第二氣體噴射部的2個氣體流的形成而在所述通路內流動； 氣液混合區(qū)域部，該氣液混合區(qū)域部是使從所述第一氣體噴射部噴射的氣體流和從所述第二氣體噴射部噴射的氣體流與從所述液體通路部流出來的液體碰撞而使該液體霧化的區(qū)域；和 用于使在所述氣液混合區(qū)域部霧化的霧向外部噴出的噴霧出口部。
2.根據權利要求1所述的液體霧化裝置，其特征在于: 所述第一氣體噴射部的噴射方向軸與所述第二氣體噴射部的噴射方向軸的交叉角度為90。?180°的范圍。
3.根據權利要求1或2所述的液體霧化裝置，其特征在于: 所述液體通路部具有2個或者2個以上的所述通路。
4.根據權利要求1?3中任一項所述的液體霧化裝置，其特征在于: 具備用于沿所述噴霧出口部的噴霧軸方向，對從所述噴霧出口部噴出的霧進行誘導并使該霧微細化的殼件主體， 所述殼件主體具有: 使殼件主體內外的空氣能夠流通的吸氣部； 將所述霧導向上方的霧通路部； 將通過所述霧通路部的霧導向外部的出口部；和 收容所述液體的液體收容部， 所述液體收容部與所述液體通路部相通，所述液體流向該液體通路部。
5.根據權利要求4所述的液體霧化裝置，其特征在于: 在所述殼件主體內部還具有沿所述噴霧出口部的噴霧軸方向，引導所述霧的阻擋部。
6.根據權利要求5所述的液體霧化裝置，其特征在于: 所述阻擋部具有:長圓形、橢圓形或者長方形的引導口 ；內部為空洞的中空部；和至少形成有2個開口的開口出口部。
7.根據權利要求4?5中任一項所述的液體霧化裝置，其特征在于: 所述殼件主體具有: 與所述噴嘴主體連接并且具有所述液體收容部的基底部； 與所述基底部連接的第一殼件部； 與所述第一殼件部連接的第二殼件部； 與所述第二殼件部連接并且具有所述吸氣部的吸氣筒部；和 與所述吸氣筒部連接并且形成有所述出口部的第三殼件部。
8.根據權利要求4所述的液體霧化裝置，其特征在于: 所述出口部相對于所述噴霧出口部的噴霧軸方向以規(guī)定的角度傾斜地形成。
9.根據權利要求7或8所述的液體霧化裝置，其特征在于: 在所述基底部形成有用于流通所述氣體流的氣體通路。
【文檔編號】B05B1/26GK104039460SQ201280063153
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月13日 優(yōu)先權日:2011年12月19日
【發(fā)明者】麻川博良, 久下良太 申請人:噴嘴網絡株式會社