[发明专利]液体雾化装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于将液体雾化的液体雾化装置。

背景技术

作为现有的雾化技术，包括有气液混合式(双流体式)、超声波式、超高压式(100MPa～300MPa)、蒸发式等。一般的双流体喷嘴使气体和液体以相同喷射方向喷射而通过基于气液的伴随流产生的剪切效应来使液体微细化。但是，在针对半导体晶片等的蒸镀涂层、医疗设备(例如吸入器)、美容用药液喷雾器、保湿用药液喷雾器等的领域中，要求以低能量使液体雾化。

此外，作为气液混合式双流体喷嘴的一个例子，已知有用于生成微粒薄雾的喷雾喷嘴装置(专利文献1)。该喷雾喷嘴装置具有第一喷嘴部和第二喷嘴部，使来自第一喷嘴部的喷雾液和来自第二喷嘴部的喷雾液碰撞，从而能够形成微粒薄雾。然而，由于具备两个双流体喷嘴部，所以成本高，并且也不是低能量型的喷雾。

专利文献1：日本专利特开2002-126587号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种液体雾化装置，其利用与上述现有技术的微细化原理不同的新原理，实质上不对液体施加压力就能够以低气体能量使液体雾化。

本发明的液体雾化装置具备喷嘴主体，该喷嘴主体包括：用于喷射2个气体流的第一气体喷射部和第二气体喷射部；具有由基于上述第一气体喷射部和第二气体喷射部的2个气体流的形成而使液体流动的通路的液体通路部；气液混合区域部，该气液混合区域部是使从上述第一气体喷射部喷射的气体流和从上述第二气体喷射部喷射的气体流与从上述液体通路部流出来的液体碰撞而使该液体雾化的区域；和用于使在上述气液混合区域部雾化的雾向外部喷出的喷雾出口部。

根据该结构，不需要用于使液体喷射的能量源(例如液体泵)，仅通过低气体能量源(例如气泵)，就能够吸取液体而使该液体雾化。即，只要向喷嘴主体输送气体就能够通过虹吸效果吸取液体而生成低速喷雾的雾。另外，越提高气体压力(气体流量)则液体的吸引力也变得越高，由此喷雾量(产生的雾的喷雾量)增加，能够促进微细化。

首先，参照图1A～1C对本发明的原理进行说明。图1A是从正面观察喷嘴主体的喷雾出口部的图。第一、第二气体喷射部1、2从相对的左右朝中心的气液混合区域部120延伸。气液混合区域部120设置在喷雾出口部30的内部，形成有凹部。本发明是在凹形状的气液混合区域部120内的内部混合。在该气液混合区域部120中气体流彼此(11、21)碰撞以后，气体从喷雾出口部30的前端部向作为开放空间的外部流出。由于该气体流的流动使得气液混合区域部120成为负压状态，液体61从液体源(例如液体收容部)经由液体通路部6(液体喷孔)被吸出。符号6a表示液体通路部6的出口前端部。符号30a表示喷雾出口部30的外侧表面部。

图1B是图1A的A-A截面的放大图。图1C是图1A的B-B截面的放大图。喷射的气体流11、21彼此碰撞，形成碰撞部100。将包含该碰撞部100的部分称为碰撞壁。经由液体通路部6，液体61被吸向该碰撞壁(碰撞部100)。液体61与该碰撞壁碰撞，液体61被粉碎(雾化)而成为雾62。将产生雾62的区域作为气液混合区域部120并以虚线表示。雾62从喷雾出口部30的前端呈广角扩散地(扇状扩散)喷雾。作为雾的喷雾图案，例如形成为宽度广的扇状，其截面形状呈椭圆形或者长圆形。与气体流彼此碰撞的碰撞面平行地(碰撞面扩大的方向)，碰撞过的(碰撞后的)气体扩散，沿该方向，雾62呈扇状扩散地喷出。利用现有的双流体喷嘴的虹吸力，喷雾角为20°～30°，但是利用本发明的虹吸力，能够得到喷雾图案中长径方向的角γ为70°～90°的广角喷雾。另外，不仅是70°～90°的广角喷雾图案，70°以下的喷雾角γ也有可能，例如也能够为20°～40°。

另外，气体流的压力Pa(MPa)例示了例如0.005～0.80的范围。作为低能量的气体压力Pa(MPa)，优选0.01～0.15，更优选0.03～0.1。在本发明中，像这样仅以低气体能量就能够使液体雾化。另外，在本发明中，也能够使气体流的压力在例如0.1～0.8(MPa)的范围中使用，优选0.15～0.7，更优选0.2～0.6，进一步优选0.25～0.5。

2条气体流的压力优选设定为相同或者大致相同，其流量也优选设定为相同或者大致相同。另外，从气体喷射部喷射的气体流的截面形状没有特别限制，能够举出例如圆形、椭圆形、矩形、多边形。气体流的截面形状依赖于气体喷射部的喷孔截面。

液体通路部的截面形状没有特别限制。