[发明专利]用于产生荷电液滴的装置和方法

权利要求书

1.一种用于制备极小荷电液滴的设备，所述设备包括：

a.可荷电流体；

b.与所述可荷电流体流体连通的电流体充电器，优选包括与所述可荷电流体相容的材料的高压电极，所述材料选自由下列组成的组：金属、碳、导电塑料、含碳导电塑料以及它们的组合；

c.与所述可荷电流体流体连通的流体发射极，所述流体发射极包括基质，所述基质具有附连到其上的具有大约相等长度的均匀间隔的长丝；和

d.反电极；

其中当所述可荷电流体到达时，所述长丝的顶点被荷电，其中所述长丝顶点和所述反电极之间的距离足以产生电场强度，使得所述荷电流体自然地转换成很细小的和荷电的液滴流，从所述长丝的顶点沿着长丝的顶点和反电极之间形成的静电场的力线在反电极的方向上移动。

2.如权利要求1所述的可荷电流体，所述可荷电流体或者为基于油的流体，其选自在水中不混溶的和在水中不溶解的流体，或者为基于水的流体，其选自在水中可混溶和在水中溶解的流体，所述可荷电流体具有小于1000厘沲的粘度；优选地具有kΩ/cm至1000MΩ/cm，或者100kΩ/cm至500MΩ/cm的电阻率；选自由下列组成的组的与包括所述流体发射极的材料相容的基于水的流体或基于油的流体，其中随着所述流体被电吸引朝向反电极，在从所述流体发射极基质的层离开的流体和长丝顶点之间产生足够水平的流体通量以在所述长丝的顶点处形成供应充足很细小的和荷电的液滴流。

3.如权利要求1和2所述的长丝，所述长丝由从所述基质在垂直于所述基质的X-Y平面的方向上移位的材料形成，优选地长丝选自由下列组成的组：自由端头纤维、环状纤维、流体传输材料的模塑突出、刺绣毛簇、开孔聚合物薄膜、缝纫毛簇以及它们的组合。

4.如权利要求1至3所述的流体发射极，其中所述长丝包括平均1至50个不同的纤维，优选地平均5至20个不同的纤维。

5.如权利要求1至4所述的流体发射极，其中所述长丝具有长度(L)以在所述反电极的存在下形成荷电液滴，所述液滴具有1.0nm至5000nm，优选地5.0nm至500nm，更优选地10.0nm至50.0nm的平均直径。

6.如权利要求1至5所述的流体发射极，其在所述基质的表面处具有在长丝之间的距离(D)，所述距离等于所述长丝平均长度(L)，优选一倍半所述平均长度(L)，以及更优选地两倍所述平均长度(L)。

7.如权利要求1至6所述的基质，还包括顶部片材，所述顶部片材具有在所述反电极的方向上穿过顶部片材突出的长丝阵列。

8.如权利要求1至7所述的设备，其中所述可荷电流体被保持在流体贮存器内，并且以足以使浸透所述发射极的基质的流体荷电的接近度与所述电流体充电器器流体连通，优选地在所述荷电电极和所述发射极基质的相邻表面之间直接接触，具有能够将所述电荷转移到所述可荷电流体的电场强度电压梯度用于产生在500伏每厘米(V/cm)至5000V/cm、优选地在1000V/cm至3000V/cm范围内的电场强度。

9.如权利要求1至8所述的电流体充电器，其包括多个电极，一个处在所述流体贮存器中的一点以保持与所述贮存器中的流体流体连通。

10.一种用于使用如权利要求1至9所述的设备产生荷电流体颗粒液滴的方法，所述方法包括以下步骤：

a.保持电荷给所述可荷电流体；和

b.放置与所述可荷电流体流体连通的流体传输长丝，其中当进行荷电时，所述流体在其相对于所述长丝顶点和所述反电极的最大电位点产生供应充足的很小的荷电液滴流，所述液滴具有1.0nm至1000nm，优选地1.0nm至5000nm，更优选地5.0nm至500nm以及最优选地10.0nm至50.0nm的液滴直径。