JPH09503159A - スプレイノズル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 噴霧用スプレイノズル（４２）の形成方法は、薄板の材料（４６）における渦流室（５６）及びスプレイノズル（４４）のエッチングを含む。渦流室（５６）は円盤（４６）の第１の側面にエッチングされ、スプレイオリフィス（４４）は渦流室（５６）の中心まで第２の側面を通してエッチングされる。円盤（４６）の第１の側面には、渦巻き運動を作りかつこれを保持するために液体を渦流室（５６）に送り得るように、非半径方向で渦流室（５６）に伸びている供給スロット（５８−６４）がエッチングされる。内部に入口通路（８８−９０）を有する入口ピース（４０）が円盤（４６）の第１の側面に連結され、円盤（４６）の供給スロット（５８−６４）に液体を送り、かつ供給スロット（５８−６４）と渦流室（５６）とを取り囲む。説明された方法に加えて、説明された形状を有する霧化用スプレイノズル（４２）はそのノズル特性が大きく改良された。本発明は、１回の製造工程で多数のスプレイノズルを同時に形成する方法も提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 スプレイノズル及びその製造方法発明の背景 発明の分野 本発明は、一般に圧力渦流ノズル又は単純スプレイノズル及びその製造方法に 関する。従来技術の説明 圧力渦流によるスプレイ生成の技法は多種ある。一般に、これらノズルは、出 口又はスプレイオリフィスに隣接した渦流室内において、スプレイすべき液体内 に渦巻きを創る。かかるノズルを示している特許には、米国特許第４６１３０７ ９号及び第４１３４６０６号がある。しかし、比較的大きな液滴を作るための比 較的大きなノズルの設計及び製造は、比較的微細な小滴のスプレイを作るための 比較的小さなノズルの設計及び製造よりもかなり容易である。このことは、小さ なノズルにおける入口スロット、渦流室、及び出口オリフィスを製造する場合に ついて特に真実である。 ノズル寸法を特徴付ける１方法は出口オリフィスの寸法である。小型ノズルの 先端は直径が約０.１２７mm（０.００５インチ）から約２.５４mm（０.１インチ ）の出口オリフィスを持つ。大型ノズルは、より大きなオリフィス寸法を持つ。 別の方法は、「フローナンバー」の使用であり、これは次式による入口付与圧力 に対する液体流出量を指す。 フローナンバー＝液体流量／（付与圧力）^1/2 工業において使用される単位は、通常は、流量はkg/hr（ポンド／時間）そして 付与圧力はkg/cm²（ポンド／平方インチ）である。従って、７. ０３１kg/cm²（１００psi）において流量が４.５３５９kg/hr（１０lb/hr）のス プレイノズルはフローナンバーが１.７１０６（フートポンド単位では１.０）で ある。航空機用灯油燃料のような所与の液体では、フローナンバーは広範囲の流 量に対して実質的に一定である。 フローナンバー１.７１０６を有するスプレイノズルは、典型的には、渦流室 の直径１.９０５mm（０.０７５インチ）、及び出口オリフィスの直径０.３０４ ８mm（０.０１２インチ）と１２.９mm²（０.０２０in²）のスロット２個又は９. ０３mm²（０.０１４in²）のスロット４個を必要とする。これは、通常の機械加 工法により作り得る寸法の最小限を表す。更に小さな寸法を必要とする１.７１ ０６以下０.１７１１までのフローナンバーのスプレイノズルに対する要求があ る。 小さなノズルの開口部及び表面の製造においては、精密な宝石工具及び顕微鏡 の使用が必要なことがしばしばである。これら多くの機能を作るために、これま では、大倍率の操作と検査技術とに関連する比較的小型の機械工具と手工具作業 が使えるだけであった。従って、これは廃棄又は廃品の率の高い労務集約的な方 法である。フローナンバー１.７１０６のノズル寸法を作り得る精度が、同様と 推定されるノズルの性能の一致性を限定する。例えば、出口オリフィスが、呼び 直径０.２５４mm（０.０１０インチ）である場合、僅か０.０１２７mm（０.００ ０５インチ）の誤差（これは典型的な製造技術により達成可能なほぼ最良の値で ある）が、基準値から１０％の流量変動をもたらすであろう。スプレイノズルの ある種の用途（例えば、航空機用ガスタービンエンジン）では、流量が±２％以 内に保たれることが必要である。より高精度の得られる改良された製造方法に対 する要求は明らかである。 考え得る別の重要な要因は、出口オリフィスと渦流室との同心を得ること、並 びに入口スロットを渦流室の軸線に関して対称的に置くことの必要性である。こ れは、工具と加工物との不変の位置決めを維持する問題を含み、これが別の許容 差又は有り得る誤差を導く。更に、従来技術を表している図１及び２に示された ノズル形状においては、入口スロットを渦流室の外側の縁に対して真の接線であ るように機械加工することは不可能である点に注意すべきである。 出口オリフィスからスプレイされる液体における渦巻き又は渦流の生成が、単 純なジェットから得られるであろうよりも小さな液滴寸法を作ることはよく知ら れている。これは、液体がノズル出口から出るときのその渦流運動により液体の 薄膜内にある乱流と接線方向の剪断力とに起因する。一般に、渦流が早くなると 液滴はより細かくなる。 広範囲のスプレイの用途において、より小さな液滴寸法が望ましい。例えば、 燃料の燃焼に使用されるスプレイにおいては、微細な液滴寸法は燃焼効率を改善 し、望ましくない空気汚染物の発生を減少させる。 小滴形成における改良された効率の別の利点は、液体のより低い加圧で希望寸 法の小滴を作り得ることである。これにより、燃焼エンジンにおいて、燃料のよ り低圧の加圧により燃焼可能なスプレイを得ることができる。これは、例えば、 航空機用灯油の燃焼のためにスプレイノズルを使用し、かつできるだけ簡単でか つ軽量であることが要求される航空機用ガスタービンエンジンにおいて多くの利 点を提供する。 さて、図１及び２を参照すれば、従来技術により構成されたスプレイノズル１ １が示される。ノズル１１は、ほぼ０.５０８mm（０.０２０インチ）の出口又は スプレイオリフィス直径を有する比較的小さなノズル である。スプレイオリフィス１３とノズル１１とは航空機用ガスタービンエンジ ンでの使用に適した形式のものである。このノズルからスプレイされる液体は、 典型的には航空機用灯油であろう。 スプレイオリフィス１３は、ノズルハウジング１７の円錐状端部１５に形成さ れる。ハウジング１７の内部１９は一般に円筒状であり、そしてスプレイオリフ ィス１３で終わる円錐状の開口２１を持つ。円錐状開口２１内に渦流ピース２５ がばね２３により保持される。 渦流ピース２５は、円筒状渦流室２９を定めるその上方端部に渦流壁２７を持 つ。環状の壁２７が円錐状開口２１の表面と接触し、渦流室空洞部２９とスプレ イオリフィス１３と間に出口コーン３１を形成する。環状壁２７における４個の スロット３３、３４、３５及び３６により渦流室２９への入口が示される。ただ しスロット数の増減は可能である。これらのスロット３３、３４、３５及び３６ は、渦流室空洞部２９に流入する液体が図２に矢印３７、３８、３９及び４０に より示されたような渦流運動で動くように方向を決められる。流体は出口コーン ３１を通り、従ってスプレイオリフィス１３を通って渦流室から出る。 図１及び２に示された従来技術のノズルを製造するためには、非常に小型の切 削工具及び形成用工具の使用が必要である。非常に小さな工具であっても、ノズ ル及びそのピースを正確に形成することは非常に困難である。例えば、オリフィ スの寸法が小さいこと、及び円錐状開口２１の先端にオリフィスを精密に芯合わ せする必要があることの双方の理由でスプレイオリフィス１３を切削加工するこ とは非常に困難である。 渦流ピース２５、特にその環状の壁２７とスロット３３、３４、３５，３６の 製造もまた困難である。環状の壁２７は、円錐状開口２１と接触 するその縁と正確に一致しかつここに座らなければならない。このため、両面の 組み合わせられたラップ仕上げが要求される。スロット３３、３４、３５、３６ は極めて微妙な工具を要求し、そしてこれを正確な寸法で正確な位置に形成する ため及び流れを乱し得る返りを除去するためにも顕微鏡下での手作業が必要なこ とがしばしばある。 従って、性能が更に効率的であり、製造が容易であり、しかもフローナンバー の小さな圧力渦流スプレイノズルに対する工業上の要求があると確信する。 発明の概要 本発明は、金属のような硬くて強く、エッチングが可能な構造材料の比較的薄 い部分を有する噴霧用スプレイノズルを提供する。渦流室と出口オリフィスとが 材料のこの薄い部分に形成される。渦流室はボウル状であり、かつ材料の薄い部 分の第１の側に形成される。材料の薄い部分の第２の側は、これを通って渦流室 の中心に伸びる出口オリフィスを持つ。渦流室及び出口オリフィスの形状は、ノ ズルからスプレイすべき液体が渦流室内で自由渦巻き運動をし、次いで出口オリ フィスを通って出て霧化されたスプレイを形成するような形である。材料の薄い 部分の第１の側は、渦流室内に非半径方向に伸びている少なくも１個の供給スロ ットを持つ。これらスロットは渦流室への液体入口として作用し、渦流室におけ る液体の渦巻き運動を作る。 オリフィス、渦流室、及び供給スロットの各は、エッチングによる丸みの付け られた形状という特徴を持つ。この滑らかな流体の形は液体の輸送に理想的であ り、ボウル状の渦流室内で効果的に渦巻きを作り、かつ液体が出口オリフィスか ら出たときに霧化されたスプレイを作る。エッ チングにより作られた出口オリフィスの形状は、望ましい小さな長さ対直径比を 持つことができる。これもまた改良された噴霧を提供する。 材料の薄い部分の第１の側は、これに形成された供給用環状帯も持つことがで き、この供給用環状帯は渦流室を回って伸びかつ供給スロットの各及び供給導管 に連通している。こうして、供給用環状帯は供給スロットの各に流れをより一様 に分配することができ、霧化されたスプレイの均一性を改良する。 ノズルは、更に、材料の薄い部分と組み合って供給用環状帯、供給スロット及 び渦流室を閉鎖通路内に覆う部材を備える。この部材は、支持体を経て供給スロ ットに液体を送るために供給ダクトを内部に持ち得る支持体としても機能するこ とができる。 材料の薄い部分は、ステンレス鋼で作られた円盤を備えることが好ましい。こ の材料は望ましい小さな円盤に形成できかつ希望の形式にエッチングされること が適切である。長寿命を提供するに十分に硬くかつ燃焼環境における腐食に対す る抵抗力がある。 本発明は、噴霧用スプレイノズルの改良された製造方法も提供する。この方法 は、ノズルの一部分に渦流室をエッチングする段階を含む。エッチングされた渦 流室は、スプレイすべき液体が渦流室の中心に向かう渦巻き運動で動き得るよう な形状を持つ。この方法は、スプレイすべき液体が渦流室からスプレイオリフィ スに動き次いで円錐状の薄膜でスプレイオリフィスから出て直ちに微滴スプレイ に霧化するように、渦流室の中心を通って伸びるスプレイオリフィスをエッチン グすることも含む。 この方法は、また渦流室内に非半径方向で伸びる１個又は複数個の供給スロッ トをエッチングする段階も含む。スロットは渦巻き運動を作る ような方法で液体を渦流室内に供給する通路を規制するようにエッチングされる 。 エッチング段階は、エッチング可能で硬くて強い材料の薄い部分に行われるこ とが好ましい。ノズルのエッチングされる部分の形状は、第１の側と第２の側と を有する薄い円盤であることが好ましい。渦流室及び供給スロットのエッチング の段階は、これらを第１の側にエッチングすることを含み、更にスプレイオリフ ィスのエッチングの段階は、第２の側を通って渦流室に至るオリフィスのエッチ ングを含む。これら二つの段階は同時に行われることが好ましい。 この方法は、円盤と一致し得る入口及び／又は支持体の形成も含む。スプレイ すべき液体を円盤の供給スロットに送るために支持体に供給ダクトが形成される 。円盤の第１の側は入口又は支持体に気密に連結され、供給スロットと渦流室と を囲み、かつ供給導管を供給スロットに連結する。 この方法は、円盤の周囲に隣接して円盤の第１の側に供給用環状帯を形成する ことも含む。この環状帯は渦流室を囲みかつ供給スロットと支持体の供給導管と の間で液体を送るためにこの両者間を連結する形状を持つ。 本発明は、多数の噴霧用渦流ノズルの形成方法も提供する。この方法は、材料 の薄い部分に上述のようなエッチングされた渦流室とスプレイオリフィスとを有 する多数のエッチングされたノズルをエッチングし、次いでこの材料の薄い部分 を、各が１個の渦流室とスプレイオリフィスとを有する個別のスプレイノズルに 分割することをを含む。この方法は、個別のスプレイノズルを容易に分割するた めに、この部分に分離用スロッ トをエッチングすることを含み得る。分離用スロットは１個又は複数個の比較的 薄いブリッジを除いて各スプレイノズルを囲んで材料の薄い部分を通して伸びる 。 供給スロット、供給用環状帯、及びその他の供給用通路のエッチング段階は、 材料の薄い部分における複数のスプレイノズルの形成方法においてこれを同時に 行うことができる。 本発明はその性能及び製造においてより効果的であり、更にフローナンバーの 小さな圧力渦流ノズルに特に適している。 図面の説明 図１は従来技術のノズルの断面図である。 図２は図１に示された従来技術のノズルの１部品の平面図である。 図３は本発明により構成されたノズルの一部分の斜視図である。 図４は本発明により構成されたノズルの平面図である。 図５は図４に示された線に沿って得られた図４に示されたノズルの断面図であ る。 図６は図５と同じ線に沿って得られた図５に示されたノズルの一部分の拡大断 面図である。 図７は本発明の方法により材料の薄板に形成された１個のノズルの詳細な平面 図である。 図８は本発明の方法により材料の薄板に形成された多数のノズルの平面図であ る。 好ましい実施例の説明 さて、図３ないし６を参照すれば、本発明により形成されたノズル４２が示さ れる。図１及び２に示された従来技術のノズル１１と同様に、 ノズル４２は比較的小さなノズルである。かかる小さなノズルの使用例は航空機 用ガスタービンエンジンにおけるスプレイノズルである。このノズルに特に適し たその他の用途には液体炭化水素バーナーが含まれる。ノズル４２は直径が約０ .４３１８mm（０.０１７インチ）のスプレイオリフィス４４を持つ。 ノズル４２は、円盤４６、入口ピース４０、及び円盤支持体４８を備える。円 盤４６は上側平面５０と下側平面５２とを持つ。支持体４８は通常は円形である が、円盤４６の平面５０と組み合う平面５４のある適宜の形状のものとすること ができる。円盤４６の直径は支持体４８の内径とほぼ同じである。入口ピース４ ０及び支持体４８は円盤４６と共に、円筒状ノズル組立体の上方中心にスプレイ オリフィス４４のある円筒状ノズルを形成する。 円盤４６の下側５２には、渦流室５６、入口スロット５８−６４及び供給用環 状帯６６が形成される。以下更に詳細に説明されるように、これらの凹所又は空 洞部は、これらをスプレイオリフィス４４と共にエッチングにより円盤に形成す ることができる。エッチングにより、これら凹所又は空洞部に、返りのない均一 な丸みを付けることができ、これが有効な液体の流れを誘導する。 渦流室５６はボウル状であり、円盤４６の中心に形成される。ボウル状である ことは、室が丸く、そして室の側部はほぼ垂直な外側壁６８とほぼ水平の内側壁 ７０とを有して緩やかに湾曲していることを意味する。スプレイオリフィス４４ は円盤４６の上側平面５０を通って渦流室５６の中央に伸びる。 渦流室５６は、その最も広い点における直径が約１.５２４mm（０.０ ６０インチ）である。また、その最も深い点における深さは約０.３３mm（０.０ １３インチ）である。渦流室の寸法と形状とは、部分的には、スプレイノズルの 寸法と形状とにより決定される。スプレイオリフィスに直径に対する渦流室の直 径の比は、ほぼ２／１からほぼ１０／１の範囲にあることが好ましい。この比は 、液体がスプレイオリフィス４４に向かって動くときの液体の加速度を決定する 。しかし、摩擦を低く維持するためには、この比はほぼ２／１から５／１の範囲 内にあることが好ましい。 スプレイオリフィス４４の寸法もまたスプレイ効率に対して重要である。スプ レイオリフィス４４の長さ（オリフィスの内側壁７０からオリフィスの表面５０ までの距離）は約０.１５２４mm（０.００６インチ）である。従って、オリフィ ス４４の直径に対するこの長さの比はほぼ１／３である。より小さな直径対長さ の比は摩擦損失の低減によりスプレイの効率を改善する。本発明の渦流室及びス プレイオリフィスの形状により、長さ対オリフィス直径の小さな比率が達成でき る。 スプレイオリフィス４４の直径は、ほぼ０.０５０８mm（０.００２インチ）か らほぼ２.５４mm（０.１００インチ）の範囲内にある。この寸法範囲は、本発明 のノズル形状及びエッチング技術に適している。 渦流室５６内で渦流を開始させるために、入口スロット５８、６０、６２及び ６４が渦流室から半径方向でない方向に伸びるように円盤に形成される。渦流室 内で同じ方向の渦流が始まるようにスロットの各が同じ回転方向に伸びることは 勿論である。ある用途においては、渦流室５６内において液体のより小さな渦流 運動を作るように、接線方向でなくかつなお半径方向でもない方向に伸びる入口 スロット５８、６０、６２ 及び６４を有することが望ましいこともある。例えば、スプレイ角度を小さくす るために渦流速度を減らすことが望ましいことがある。 スロット５８−６４はエッチングによっても形成され、従って丸みの付けられ た壁を有するトラフ状である。この丸みの付けられた形は、流体を渦流室５６に 送る際の流体の流れ効率にとって好ましい。加えて、この形は渦流室の丸みの付 けられた壁と調和してスロット５８−６４と渦流室５６との間の遷移部における 効率のよい液体の流れを提供する。 供給用環状帯６６が渦流室５６とスロット５８−６４とを囲んでいる。供給用 環状帯６６は円形の外壁７２及びスロット５８−６４により分断された円形の内 壁７４を持つ。円形壁７２と７４の各及び供給用環状帯６６は、オリフィス４４ 及び渦流室５６と同じ中心又は軸線を有することが好ましい。 スロット５８−６４のため、環状帯６６は丸みの付けられた壁を有するトラフ 状の形を持つ。これは、スロット５８−６４とほぼ同じ深さを有し、かつ渦流室 ５６の部分がスロットに隣接する。環状帯が全円周を伸びることはその機能に対 しては不必要であることは言うまでもない。これは、中断された環状帯又はその 他の適宜の形状の供給路とすることができる。 円盤４６は、エッチングの前は平坦な下面５２を有し、その諸部分はエッチン グ後にそのまま残る。これら部分には、周囲の環状の壁７６及び４個の島の面７ ８、８０、８２及び８４が含まれる。環状の壁７６は環状帯６６を囲む。島の面 ７８−８４は渦流室５６、スロット５８−６４、及び供給用環状帯６６の間にあ る。これらの面は入口ピース４０と気密に連結され、液体が環状帯６６から渦流 室５６内にスロット５８− ６４を流れるときの液体の流れを気密に収容する。 入口ピース４０は平らな円盤であり、これを通って伸びる１個又は複数個の入 口通路８６及び８８を持つ。入口通路８６と８８とは供給用環状帯６６に連なる 。これにより、液体の流れは入口ピース４０を経て環状帯６６内に流れ、更にス ロット５８−６４に流れることができる。 支持体４８は入口ピース４０に至る内部通路４５を持つ。この内部通路４５は 入口通路８６及び８８に連なる。この内部通路４５を通って液体をノズル４２に 供給できる。 支持体４８を円筒形以外の多くの形状に形成することは、勿論、可能である。 支持体に要求されるただ一つの機能は液体を入口４０及び円盤４６に送ることと これを気密に連結することであるため、ノズルのその他の機能又は別の目的を達 成する形状が可能である。 支持体４８は、高温鑞付けによりこれを円盤４６に連結することができる。こ れにより、ノズル４２内の流体通路をシールするように平面５０と平面５４とを 連結できる。この連結を作るために、ペースト又は箔鑞又はニッケル板鑞のよう な通常の鑞付け材料及び技法を使用できる。機械的連結法又は溶接その他の手段 により円盤４６を支持体４８に連結することもまた可能である。 円盤４６は、強くて硬く、耐食性がありエッチングのできる材料で形成される ことが好ましい。かかる材料には、金属、セラミックス、ポリマー、及び複合物 が含まれる。好ましい金属はステンレス鋼である。ステンレス鋼は耐食性があり かつ容易にエッチングできる。４４０Ｃステンレス鋼は、円盤４６及び入口ピー ス４０に適した非常に硬いステンレス鋼である。 本発明は、上述の改良されたノズル性能に加えてノズル４２の大きく改良され た製造方法を提供する。この改良された方法は、通常の機械加工工具又は切削工 具の代わりにエッチングによるノズルの製造を含む。この方法はノズルの特殊な 形状のため可能であり、ノズルの特殊な形状はこの製造方法のため可能である。 ノズル４２の改良された製造方法は、ノズルの一部分に渦流室５６及び供給オ リフィス４４の各をエッチングすることによりこれらを作ることを含む。渦流室 ５６及びオリフィス４４の形状と位置とは上述された。更に、この方法はスロッ ト５８−６４及び供給用環状帯６６、並びにその他の希望する適宜の通路のエッ チングを含む。 上述の形状は、円盤の一方の側の渦流室及び円盤の他方の側を通って伸びる出 口オリフィスを示すが、第１のピースに渦流室をエッチングし、他方のピースに オリフィスをエッチングすることも可能である。このノズル形状は噴霧用スプレ イの形成には幾分か効率が落ちると考えられるが、ノズルの形成方法は、従来の 金属切削による製造技術に対してなお多く改良された。 化学的方法又は電気化学的方法又はその他の方法によるエッチング工程はよく 知られている。ステンレス鋼に対する適切なエッチング工程の例は、感光性レジ スト及び塩化第２鉄エッチ剤の手段による化学的エッチングである。以下の例は かかるエッチング工程を説明する。 最終製品の両側に望まれる２次元形状の２個の薄い不透明なステンシルが作ら れる。エッチングをすべき場所の輪郭が作られる。これらステンシルは、非常に 微細な詳細と高精度とをその形状に組み入れ得るように、始めに何倍にも拡大し た寸法に形成される。これらの切抜きは、エッ チングする形相のより大きな寸法をマスクしかつ作っているレジストを、エッチ 剤がアンダーカッティングできるような寸法にされる。 次いで、このステンシルを写真的手法により部品の実際寸法に縮小しこれをマ スク上の希望する多くの場所で写真的に複写することにより、ポリマー（又はガ ラス）の生産用マスクが作られる。これは所望形状の「ネガ」を作る。即ちエッ チングすべき場所は不透明である。この方法は、設計形状を正確に複写しかつこ れをマスクシート上の正確な位置に置く。前と後のマスクが極めて注意深く光学 的に整列されかつ一つの縁に沿って一緒に固定される。これらマスクの別の作成 方法はコンピューター援助製図及び精密レーザー作図である。 極めて平らでかつ極めて平滑な金属板が注意深く洗浄される。時には、この洗 浄の一部として「プレエッチ」される。即ち、金属板の表面を少量だけ腐食させ 取り去ることにより表面からいかなる汚染物も清掃するために、金属板をエッチ ング室内に置きその両面にごく短時間だけエッチ剤をスプレイする。これは、二 つの方法でホトレジストの接着性を改良する。一つは清浄な表面を提供すること であり、他の一つは鋭い結晶とアンダーカットされた結晶境界との「付着し易い 」面を提供することである。こうして、ロール掛けされたシートの表面の「汚れ た」金属が除去される。 次に、金属板の両面にホトレジスト材料の薄層が塗布される。これは、通常は 二つの方法のどちらかで行われる。金属は、ホトレジスト液体の中に浸漬され、 次いで注意深く乾燥される。或いは、金属板の両面に薄い感光プラスチックフィ ルムをロールで接着させる。液体は、非常に薄い利点を有し、フィルムは極めて 均一という利点を持つ。 両面にホトレジストが付けられたこの金属板は、注意深く整列された２個のマ スクのシート間に置かれ、このサンドイッチ体全体が真空フレームの使用により 極めて緊密に一緒に保持される。この真空フレームは透明なシートをこのサンド イッチ体の一番上に吸い付けてサンドイッチ体を適正位置に非常に強固に保持す る。次に、サンドイッチ体の頂部と底部に強い光が向けられる。この光は、マス クの透明部分を通過してサンドイッチ体に当たった場所でホトレジストを活性化 （固化）させる。マスクの不透明部分（エッチングの生ずべき部分）は光の透過 を阻止し、従ってホトレジストは活性化しない。 次いで、金属板がマスクから外され、適切な溶剤内に浸漬され、光により固化 されなかったホトレジストの全てを取り除く。これにより、エッチングすべき領 域の金属自体の表面が露出される。エッチングすべきでない領域は固化したホト レジスト材料により覆われたままで残る。 次いで、金属板はエッチング室内に置かれ、エッチ剤が両面（頂部と底部）に 同時に均等にスプレイされる。金属板は周期的に取り出され、エッチングがどの くらい進行したかを見るために検査される。これは、通常は、金属板を貫通する 穴の直径の測定により行われる。これらの穴が所望の直径に達したときエッチン グが停止される。或いは、希望するならば、諸部分は、これらが出来上がったと きに親シートから抜け出すように設計することができる。金属板を室から取り出 すたびに、金属板の全面にわたってエッチング工程ができるだけ一様になるよう にこれが僅かに裏返しにされる。４００シリーズステンレス鋼のような通常の材 料に普通使用されるエッチ剤は主に塩化第二鉄である。これは、露出し皮膚に対 しても比較的無害である。 エッチングが完了すると、別の溶剤で洗浄することにより固化ホトレジストが 金属表面から取り除かれる。製造工程の以上の説明は、１枚の金属板から同時に 作られる１個のノズル又は複数のノズルに適用できることを理解すべきである。 金属板は、生産および取扱いの容易さから典型的に長方形のものであり、かつ言 うまでもなく図７に示されたノズル寸法より大きい。金属板９０からの円盤４６ の除去を助けるために、容易に壊し得る小さなブリッジ９３と９４とを除いて完 全な円形を形成するように分離用のスロット９１と９２とが金属板を通してエッ チングされる。 図８は１枚の金属板から同時にエッチングされる多数のノズルを示す。エッチ ング工程のマスクを作る写真的な方法は、ノズルが、寸法、縁の切断（ｅｄｇｅ ｂｒｅａｋｓ）、及び表面仕上げの点で同じことが確保されることが理解され たであろう。前記方法により１００個以上のノズルを同時に製造できることが見 いだされた。 説明された数字は、個々に使用するノズルをいかに多く同時に作り得るかを示 す。これら多数のノズルは、金属板の適正位置にこれらを残しかつ金属板或いは 入口又は支持体のいずれにおいても各ノズルに通路を与えることにより、ノズル アレーとして同時に使用できることは勿論である。 本発明は、その性能及び製造においてより有効でありかつフローナンバーの小 さな圧力渦流ノズルに特に適したノズルを提供する。本明細書は説明のためのも のであり限定するものではないこと、及び本発明の精神及び範囲から離れること なく種々の変化及び変更をなし得ることが認められるであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．材料の比較的薄い部分（４６）に渦流室（５６）をエッチングし、前記渦流 室はスプレイすべき液体が渦流室の中心に向かう渦巻き運動でこの中で動き得る ような形状を有し、 スプレイすべき液体が前記渦流室から前記スプレイオリフィスに動き次いです ぐに微滴ミストに霧化できる円錐状の薄膜でスプレイオリフィスから出るように 渦流室の中心において材料の薄い部分を通って伸びるスプレイオリフィス（４４ ）をエッチングする ことを特徴とする噴霧用スプレイノズルの形成方法。 ２．前記渦流室に非半径方向に伸びる少なくも１個の供給スロット（５８）を前 記材料の薄い部分にエッチングする ことを更に特徴とする請求項１の方法。 ３．前記金属の薄い部分が第１の側面（５２）と第２の側面（５０）とを有し、 更に前記渦流室をエッチングする前記段階が材料の前記薄い部分の前記第１の側 面にボウル状の渦流室空洞部をエッチングすることを含む請求項２の方法。 ４．前記スプレイオリフィスをエッチングする前記段階が材料の前記薄い部分の 前記第２の側面を通って前記渦流室に至るオリフィスをエッチングすることを含 む請求項３の方法。 ５．前記材料の薄い部分と一致し得る入口ピース（４０）を形成し、 スプレイすべき液体を前記供給スロットに送るために前記ノズルに入口通路（ ８６）を形成し、そして 前記材料の薄い部分の前記第１の側面を前記入口ピースに気密に連結し更に前 記入口通路を前記供給スロットに連結する ことを更に特徴とする請求項４の方法。 ６．前記材料の薄い部分が円盤を備え、そして更に前記円盤の前記供給スロット と前記入口ピースの前記入口通路との間で液体を送るためこれら両者に連結され るような形状の前記円盤の周囲に隣接して前記円盤の前記第１の側面に供給用環 状帯（６６）をエッチングする段階を含んだ請求項５の方法。 ７．金属（９０）の比較的薄い部分に間隔を明けられた複数の渦流室（５６）を エッチングし、前記渦流室はスプレイすべき液体が渦流室の中心に向かう渦巻き 運動で動き得るような形状を有し、 スプレイすべき液体が前記渦流室から前記スプレイオリフィスに動き次いで活 性のある薄膜でスプレイオリフィスから出ることができるように前記複数の渦流 室の各の中心において材料の薄い部分を通って伸びるスプレイオリフィス（４４ ）をエッチングし、 前記金属の薄い部分を、各が１個の前記渦流室とオリフィスとを内部に有する 個別のスプレイノズル（４６）に分割する ことを特徴とする複数の噴霧用スプレイノズルの形成方法。 ８．前記金属の薄い部分を個別スプレイノズルに分割する前記段階が、 前記金属の薄い部分を通りかつ１個又は複数個の比較的薄い支持ブリッジ（９ ３、９４）を除いて各スプレイノズルを囲んでいる分離用スロット（９１、９２ ）をエッチングする ことを含む請求項７の方法。 ９．各渦流室から非半径方向に伸びる１個又は複数個の供給スロット（５８−６ ４）を前記金属の薄い部分にエッチングする ことを更に特徴とする請求項７の方法。 １０．第１の側面（５２）と第２の側面（５０）とを有する金属（４６）の比較 的薄い部分を備え、 前記金属の薄い部分の前記第１の側面は、ノズルからスプレイすべき液体が渦 流室の中心に向かう渦巻き運動で内部で動くことができるような形状にされたボ ウル状の空洞部（５６）をその中に有し、そして 前記金属の薄い部分の前記第２の側面は、ノズルからスプレイすべき液体が渦 流室から前記スプレイオリフィスに動き次いで活性化された薄膜でスプレイオリ フィスから出ることができるように、これを通って前記渦流室の中心に伸びるス プレイオリフィス（４４）を有する ことを特徴とする噴霧用スプレイノズル。 １１．前記金属の薄い部分の前記第１の側面は、前記液体が前記渦流室に入った とき前記液体内でいずれかの方向の渦流運動を作るように前記渦流室に液体を送 るために前記渦流室内に非半径方向に伸びている１個又は複数個の供給スロット （５８−６４）を有する ことを更に特徴とする請求項１０のノズル。 １２．前記渦流室、前記オリフィス、及び前記供給スロットの各がエッチングに よることを特徴とする形状を有する請求項１１のノズル。 １３．前記金属の薄い部分を支持しかつこれに液体を送るための支持体（４８） 、 前記金属の薄い部分の前記第１の側面が気密に連結される一致部分を有する前 記入口ピース（４０）、及び 前記供給スロットに液体を送るように貫通して伸びている入口通路を有する前 記入口ピース を更に特徴とする請求項１１のノズル。 １４．前記金属の薄い部分の前記第１の側面に形成された供給用環状帯（６６） であって前記渦流室を回って伸びていてかつこれらの間で液体を一様に送るため に前記供給スロットと前記入口通路の各と連絡している前記供給用環状帯 を更に特徴とする請求項１３のノズル。 １５．前記金属の薄い部分が円盤を備える請求項１４のノズル。 １６．前記金属がステンレス鋼を含む請求項１０のノズル。