[发明专利]气体助推式雾化装置

说明书

                       发明背景

本申请要求美国临时申请60/021,306、60/021,308、60/021,309和60/021,310的优先权。

                       发明领域

本发明涉及雾化装置和制造该雾化装置的方法，具体地，涉及可产生小液滴的气体助推的、微加工的雾化装置以及制造这种雾化装置的方法。

                     相关技术的描述

液体雾化装置可用于多种机械装置中，如药物喷雾器和用于燃烧室的燃料喷射器。如果雾化装置可提供带有液滴的喷雾，则可提高许多此类机械装置的性能。例如，液滴可提高药物喷雾器的效果，因为液滴(例如在2和5微米之间)可被深深吸入肺内。另外，液滴(例如小于20微米)可通过使燃料快速气化而提高燃烧装置的效率。

传统雾化装置一般可提供尺寸范围较大的液滴的喷雾，其中较小百分率的液滴的Sauter平均直径小于10微米。不采用附加机械装置、如超声波动力或高压静电充电，传统的雾化装置很少能够提供较小尺寸范围的液滴且Sauter平均直径小于10微米的喷雾。

传统雾化装置难以提供小尺寸范围的液滴的问题在于这些装置执行喷雾的方式。传统雾化装置将大量液体分成较粗的细流，将细流通过雾化分成较大的液滴，再将较大的的液滴通过第二次雾化分成较小的液滴。当液滴直径小于100微米时，就难于将其分裂，并且第二次雾化一般中断，从而阻止大多数液滴直径变得如10微米那样小。而且，由于大量液体比所需的液滴尺寸大得多，所以必须分几次才得变得较小，最终由传统装置所产生的液滴的尺寸范围较大。

已经努力通过增加强制经过雾化装置的气体量来使液滴尺寸减小。然而，这会产生较大的气体-液体质量比，由于这要求有一较大的气体泵、大量气体和较大气体体积，所以在许多情况下这是不希望有的现象。

传统雾化装置存在的另一个问题是即使是相同类型的两个装置经常也将具有不同的喷雾特性。这些不同的喷雾特性是由雾化装置结构中的非常微小的差异造成的。采用目前的制造方法，出现这些差异比预料的要频繁得多。

                     发明概述

本发明的一个目的在于提供一种可解决前述问题的雾化装置。

本发明的另一个目的在于提供一种雾化装置，其可产生带有的Sauter平均直径为10微米或更小的液滴的喷雾。

本发明的再一个目的在于提供一种雾化装置，其可产生较小尺寸范围内的液滴的喷雾。

本发明的又一个目的在于提供一种具有较小气体-液体质量比例的雾化装置。

本发明还有一个目的在于提供一种尺寸非常小的雾化装置。

本发明的再有一个目的在于提供一种雾化装置，其可批量生产，并且无论何种情况下，装置与装置之间的喷雾特性可保持一致。

通过下文可进一步了解本发明的其它目的和优点。通过本发明的实施还可了解其它优点。

大体上来说，本发明提供了一种雾化液体的方法，包括以下步骤：使液体流过一喷口的雾化边缘，使气体推着液体流动而使液体雾化成液滴，其Sauter平均直径小于35微米，气体-液体质量比小于或等于0.2。

另一方面，本发明提供了一种雾化液体的方法，包括以下步骤：使液体流过一喷口的雾化边缘，使气体撞击液体流动而使液体初级雾化成液滴，其Sauter平均直径小于液滴的临界直径D_max，其中：

D_max=8σ/(C_Dρ_AU_R²)

式中：

σ：液体的表面张力；

C_D：直径等于临界直径的液滴牵引系数；

ρ_A：气体密度；以及

U_R：液滴和气体之间的相对速度。

另一方面，本发明提供了一种雾化装置，它包括一其中有第一通孔的基本上平面的第一层，和其中有第二通孔的基本上平面的第二层，所述第二层叠置到第一层上，并且第一和第二通孔对齐以形成一主气体喷口，该喷口可沿流动方向引导主气体，第二通孔由至少一个内表面包围并且具有至少一个雾化边，其中，第一和第二层构成至少一个液体喷口，该喷口可将要被雾化的液体输送到第二层的至少一个内表面上，在该处液体形成一薄膜。