TW201410331A - 液體噴射裝置以及液體噴射方法 - Google Patents

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Tomohisa Shimada
Sadaki Takai
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Fujisaki Electric Co Ltd
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Abstract

[課題]要使所得到的微粒子的粒徑均一，且減低噴嘴部的磨耗。[解決手段]為以加壓過的氣體將液體微粒子化而將其噴射的液體噴射裝置，具備有：在內部供給加壓氣體的氣體流路(3)、以及使噴射液體的液體噴射口(12)開口成狹縫狀的噴嘴部(10)；噴嘴部(10)，在以液體噴射口為中心的側面具備有噴嘴傾斜面；在噴嘴傾斜面與主體部(1)之間，區劃出用來噴射加壓氣體的氣體噴射口(13)，液體噴射口(12)與液體流路(2)連通，氣體噴射口(13)與氣體流路(3)連通，噴嘴傾斜面，形成為從剖面觀察在液體噴射口(12)的延長線上交叉，使加壓氣體沿著噴嘴傾斜面傾斜噴射，使其交叉將液體夾入，藉此使液體微粒化而將其噴射。

Description

液體噴射裝置以及液體噴射方法
本發明是關於讓液體成為微粒子狀將其噴射的液體噴射裝置、以及讓液體成為微粒子狀將其噴射的液體噴射方法。
讓液體成為微粒子的噴嘴使用於各種用途。例如有噴霧乾燥方法，將包含固體成分的溶液、或加入水、添加劑等的超微粒子懸濁液，在熱風中使用噴嘴將其噴霧，使其瞬間乾燥、固化。
本案申請人，鑒於上述狀況，開發出用來將液體噴射成微粒子的噴嘴80(專利文獻1)。該噴嘴80，如第14圖的剖面圖所示，從供給口85將液體供給到傾斜面87。供給到傾斜面87的液體，以沿著傾斜面87高速流動的空氣流成為薄狀伸展的薄膜流88。薄膜流88被空氣流加速從傾斜面87的前端噴射到氣體中而成為微粒子的液滴89。藉由該噴嘴80，能將液體噴射成極小的微粒子。
可是，在該噴嘴80，從噴嘴80噴射到外部的液體，在沿著傾斜面87伸展成為薄膜流88之後，是藉由 空氣流將其粉碎的方式，所以薄膜流的膜厚度不一定的話，則會有微粒子的粒徑不均一的問題。也就是說，傾斜面的行程越長，或寬度越寬，則薄膜流的膜厚度不均一的可能性越高。膜厚度變厚的話，將薄膜流粉碎所得到的微粒子的粒徑也變大，結果所得到的微粒子的粒徑變得不均一，而必須進行粒徑篩選等的多餘步驟，而較不適合。
在上述方法由於將所供給的液體，以高速流動的空氣流，緊壓於平滑面將其伸展成薄膜流，所以需要將壓縮空氣隨時對傾斜面吹噴，而連續暴露在高壓的結果，會有讓傾斜面磨耗的問題。磨耗持續進行的話，傾斜面逐漸消失，最後會成為無法形成噴霧的狀態。
在上述方法，將從液體流路供給的液體沿著平滑的傾斜面薄狀伸展，除了成為薄膜流之外還從平滑的傾斜面前端噴射。可是，在使用附著性較強的液體或具有黏性的液體的情況，局部成為非常薄的薄膜流的液體在平滑的傾斜面上乾燥凝固，而會有逐漸堆積堵塞的問題。尤其是液體噴射口的狹縫寬度越薄則越容易堵塞。產生堵塞的話，需要將噴嘴拆開清潔，則不得已將作業中斷而損失節拍時間。
並且以加壓氣體在斜面上使液體成為薄膜流噴射的圓環狀噴嘴，在構造上很難小型化，會有製造困難的問題。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第2797080號公報
本發明是用來解決習知的這種問題所進行的。本發明的主要目的，是要提供一種液體噴射裝置及液體噴射方法，抑制堵塞，並且使所得到的微粒子的粒徑均一化。
為了解決上述課題，藉由本發明的第1觀點的液體噴射裝置，為以加壓過的氣體將液體微粒子化而將其噴射的液體噴射裝置，具備有：主體部、及噴嘴部；該主體部，在內部設置有用來供給加壓氣體的氣體流路、及用來供給液體的液體流路；該噴嘴部，在上述主體部使噴射液體的液體噴射口開口成狹縫狀；上述噴嘴部，在以上述液體噴射口為中心的側面具備有噴嘴傾斜面；在上述噴嘴傾斜面與上述主體部之間，區劃出用來噴射加壓氣體的氣體噴射口，上述液體噴射口與上述液體流路連通，上述氣體噴射口與上述氣體流路連通，上述噴嘴傾斜面，形成為從剖面觀察在液體噴射口的延長線上交叉，使上述加壓氣體沿著噴嘴傾斜面傾斜噴射，使其交叉將液體夾入，藉此使液體粉碎而微粒化而將其噴射。
藉由上述構造，在放出液體後未伸展成薄膜流，以所區劃的液體噴射口放出之後，能以加壓氣體從兩側粉碎成微粒子，能產生粒徑整齊的微粒子。與對傾斜面吹噴壓縮氣體的習知方式相比，也能減低噴嘴傾斜面的磨耗，具有讓可靠度提升的優點。
藉由第2觀點的液體噴射裝置，上述噴嘴傾斜面，以液體噴射口為中心，以第一噴嘴傾斜面與第二噴嘴傾斜面所構成，上述氣體流路是以：與面向上述第一噴嘴傾斜面的第一氣體噴射口連通的第一氣體流路、以及與面向上述第二噴嘴傾斜面的第二氣體噴射口連通的第二氣體流路所構成。
藉由上述構造，將第一氣體流路與第二氣體流路與液體流路三條連通，供給液體與加壓氣體而可微粒子化，尤其液體流路一條則可完成，所以相較如習知四流體噴嘴的使用兩條以上液體流路的噴射裝置其構造較簡單，能達到降低成本。
藉由第3觀點的液體噴射裝置，將上述液體噴射口形成為：讓從該液體噴射口所噴射的微粒子以相對上述主體部的延長方向正交的方向為中心進行。
藉由上述構造，可得到當液體噴射裝置設置時容易進行設計。
藉由第4觀點的液體噴射裝置，上述噴嘴傾斜面的傾斜角度形成為20°~70°。
藉由上述構造，則不需要將噴嘴部的前端銳 利地加工，具有容易進行製造的優點。
藉由第5觀點的液體噴射裝置，將上述主體部作成圓筒狀，將上述液體噴射口開口成圓周狀，則能將微粒子環狀地放出。
藉由上述構造，由於能以主體部為中心朝周圍放出微粒子，所以能達成有效率地散佈微粒子的液體噴射裝置。
藉由第6觀點的液體噴射裝置，上述第一氣體流路，於上述主體部內延長，並且通過與上述液體噴射口對應的區域之後則折返，能與上述第一氣體噴射口連通。
藉由第7觀點的液體噴射裝置，上述第一氣體流路具備有：沿著上述主體部內的中心軸，延長超過與上述液體噴射口對應的區域的主流路、以及與在超過與上述液體噴射口對應的區域的部位開口的開口部連通的緩衝室；將供給到上述主流路而通過上述開口部而送出到上述緩衝室的第一氣體，以該緩衝室進行整流。
藉由上述構造，在將經由開口部而曲折的第一氣體流以緩衝室進行整流之後，能將其送出到第一氣體噴射口，所以能容易維持第一氣體流與第二氣體流的平衡性。
藉由第8觀點的液體噴射裝置，將上述液體噴射口開口成直線狀的狹縫，形成為讓從該液體噴射口噴射的微粒子，朝與在上述主體內延長的液體流路的延長方 向平行的方向進行。
藉由上述構造，藉由從液體噴射口放出成膜狀且在噴嘴傾斜面交叉的加壓氣體，能將其粉碎而微粒子化，能將微粒子放出成膜狀。
藉由第9觀點的液體噴射裝置，上述液體流路分歧成複數的副液體流路，將從各副液體流路所供給的液體，在上述液體噴射口的前端使其整合。
藉由第10觀點的液體噴射裝置，使上述液體噴射口的狹縫寬度d3更寬於上述第一氣體噴射口的狹縫寬度d1或第二氣體噴射口的狹縫寬度d2。
藉由第11觀點的液體噴射裝置，使上述液體噴射口的狹縫寬度d3，相對於上述第一氣體噴射口的狹縫寬度d1或第二氣體噴射口的狹縫寬度d2，成為d3≧1.5d1、或d3≧1.5d2。
藉由第12觀點的液體噴射方法，為以加壓過的氣體將液體微粒子化而將其噴射的液體噴射方法，包含有：通過液體流路供給液體，通過將該液體流路的端緣區劃成平面狀的液體噴射口，將該液體形成為液膜流的步驟、以及經過加壓的氣體包含第一氣體與第二氣體，將第一氣體通過與上述液體流路平行地延長的第一氣體流路來供給，將第二氣體通過與上述液體流路平行地延長的第二氣體流路來供給，將上述液體噴射口的平面作為中心而配置在左右，並且通過將上述第一氣體流路的端緣區劃成平面狀的第一氣體噴射口、及將上述第二氣體流路的端緣區 劃成平面狀的第二氣體噴射口，將第一氣體及第二氣體分別形成為第一高速氣體流及第二高速氣體流，並且將上述第一高速氣體流與第二高速氣體流的平面噴射成在上述液膜流的平面上交叉，藉此使上述液膜流成為液體的微粒子狀之步驟。
藉此，在放出液體後未伸展成薄膜流，以所區劃的液體噴射口放出之後，能以加壓氣體從兩側粉碎成微粒子，能產生粒徑整齊的微粒子。與對傾斜面吹噴壓縮氣體的習知方式相比，也能減低噴嘴傾斜面的磨耗，具有讓可靠度提升的優點。
藉由其他液體噴射方法，將上述液體噴射口12開口成圓周狀，則能將微粒子環狀地放出。藉此，由於能朝周圍放出微粒子，所以能達成有效率地散佈微粒子的液體噴射裝置。
藉由其他液體噴射方法，上述第一氣體流路4，於上述液體流路2平行地延長，並且通過與上述液體噴射口12對應的區域之後則折返，能與上述第一氣體噴射口14連通。藉此，能將從第一氣體流路朝第一氣體噴射口側彎折而導入到氣體噴射口為止的壓力損失減少，能以與第二氣體流路大致相等的壓力噴射。
藉由其他液體噴射方法，將上述液體噴射口12開口成直線狀的狹縫，形成為讓從該液體噴射口12噴射的微粒子，朝與在上述延長的液體流路2的延長方向平行的方向進行。藉此，藉由從液體噴射口放出成膜狀且在 噴嘴傾斜面交叉的加壓氣體，能將其粉碎而微粒子化，能將微粒子放出成膜狀。
1、1B‧‧‧主體部
2、2B、2C‧‧‧液體流路
3‧‧‧氣體流路
4‧‧‧第一氣體流路
4a‧‧‧主流路
4b‧‧‧設置有液體噴射口的區域
4c‧‧‧開口部
5‧‧‧第二氣體流路
6‧‧‧液體供給口
7‧‧‧第一氣體供給口
8‧‧‧第二氣體供給口
9‧‧‧緩衝室
10、10B‧‧‧噴嘴部
12、12B‧‧‧液體噴射口
13‧‧‧氣體噴射口
14‧‧‧第一氣體噴射口
15‧‧‧第二氣體噴射口
16‧‧‧第一噴嘴傾斜面
17‧‧‧第二噴嘴傾斜面
21‧‧‧第一主體傾斜面
22‧‧‧第二主體傾斜面
30、30B‧‧‧液體混合室
32、32B、33、33B‧‧‧副液體流路
40‧‧‧緩衝構造
80‧‧‧噴嘴
85‧‧‧供給口
87‧‧‧傾斜面
88‧‧‧薄膜流
89‧‧‧液滴
100、200、300、400、700‧‧‧液體噴射裝置
第1圖為顯示實施例1的液體噴射裝置的俯視圖。
第2圖為第1圖的液體噴射裝置的垂直剖面圖。
第3圖是顯示第2圖的液體噴射裝置的噴嘴部附近的放大剖面圖。
第4圖是顯示第3圖的噴嘴部附近的進一步放大剖面圖。
第5圖是第4圖的更放大的模式剖面圖。
第6圖為顯示變形例的液體噴射裝置的剖面圖。
第7圖(a)為顯示實施例2的液體噴射裝置的剖面圖，第7圖(b)為側視圖。
第8圖是顯示第7圖(a)的噴嘴部附近的進一步放大剖面圖。
第9圖是顯示比較例的四流體型的液體噴射裝置的噴嘴的俯視圖及側視圖。
第10圖是顯示以實施例2的液體噴射裝置所得到的粒度分布的曲線圖。
第11圖是顯示以比較例的液體噴射裝置所得到的粒度分布的曲線圖。
第12圖(a)為顯示實施例3的液體噴射裝置的剖面 圖，第12圖(b)為側視圖，第12圖(c)是第12圖(a)的主要部份放大剖面圖。
第13圖(a)為顯示實施例4的液體噴射裝置的剖面圖，第13圖(b)為主要部份放大剖面圖。
第14圖是顯示習知的液體噴射裝置的噴嘴部的剖面圖。
以下根據圖面來說明本發明的實施方式。以下顯示的實施方式，是舉例將本發明的技術思想具體化的液體噴射裝置及液體噴射方法，本發明的液體噴射裝置及液體噴射方法並不限定於以下的方式。實施方式記載的構成構件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等，沒有特定的記載，並非將本發明範圍限定於此，只是說明的例子。各圖面所示的構件的大小或位置關係等，為了使說明明確而誇大化。在以下的說明，針對同一名稱、圖號表示同一或同質的構件，適當省略詳細的說明。構成本發明的各元件，也可將複數的元件以同一構件構成，也能用一個構件兼用為複數的元件，相反地也可以複數的構件分擔達成一個構件的機能。在一部分的實施例、實施方式所說明的內容，也可利用於其他實施例、實施方式等。
(實施例1)
第1圖~第3圖顯示本發明的實施例1的液 體噴射裝置100。這些圖中，第1圖為顯示實施例1的液體噴射裝置100的俯視圖，第2圖為第1圖的液體噴射裝置100的垂直剖面圖。第3圖是顯示第2圖的液體噴射裝置100的噴嘴部10附近的放大剖面圖。圖中所示的液體噴射裝置100，是將主體部1的外觀形成為圓柱的棒狀，在前端附近的收縮部分，設置有噴嘴部10。噴嘴部10，在圓周上開口成狹縫狀，從此處圓環狀地放出細微化的液體的微粒子。在主體部1的後端側設置有兩個：供給液體的液體供給口6、及供給氣體的氣體供給口。氣體供給口，是由第一氣體供給口7與第二氣體供給口8所構成，分別供給經過加壓的第一氣體、第二氣體。各加壓氣體個別連接於壓縮機，而獨立控制其流量。第一氣體與第二氣體，使用同種類的加壓氣體。作為加壓氣體，適合利用壓縮空氣。而當然也可取代空氣，適當利用非活性氣體等其他種類的氣體。這些加壓氣體從共通的氣體源供給，而在中間分歧，並且在分歧的第一氣體流路4、第二氣體流路5設置有分別可調整流量也就是壓力的機構，來調整噴霧的形狀或微粒子的產生狀態的平衡性。
這些氣體及液體供給口6，設置成相對於主體部1的延長方向垂直地突出。在各供給口氣密且液密地連接著管部，分別連接著氣體壓縮機P、流體泵浦F。在第1圖及第2圖的例子，從左邊起依序配置有第二氣體供給口8、液體供給口6、第一氣體供給口7。
該主體部1及噴嘴部10，這裡是作成不鏽鋼 等的金屬製。而也能以其他材質例如陶瓷製等。
(主體部1)
在主體部1的內部，如第2圖及第3圖所示，設置有：用來供給加壓氣體的氣體流路3、以及用來供給液體的液體流路2。液體流路2連通於液體供給口6。氣體流路3具備有：第一氣體流路4、及第二氣體流路5，分別與第一氣體供給口7、第二氣體供給口8連通。該第一氣體流路4、第二氣體流路5、液體流路2，是以互相平行的姿勢在主體部1的內部延長。在該例子中，各流路是配置成與主體部1的長邊方向的中心軸對準的同心圓狀，在中心配置有第一氣體流路4，在其外側配置液體流路2，在更外側配置第二氣體流路5。藉由該配置方式，如後述，從噴嘴的中心將液體從其左右供給第一氣體、第二液體，來生成微粒子。
液體流路2的前端，在主體部1的中間彎折約90°，而與液體噴射口12連通。第一氣體流路4，如第3圖所示，是將沿著主體部1的中心軸延長的主流路4a，通過設置有液體噴射口12的區域4b而延長。並且設置有：從超過區域4b的部位的側面放射狀地開口的開口部4c，通過該開口部4c而使第一氣體流彎折約90°。開口部4c連通於緩衝室9。第一氣體流路4作成，在使第一氣體從主流路4a通過開口部4c流入到緩衝室9之後，進一步逆向折返的U字型的路線。第一氣體流路4經過緩衝室 9，延長至液體噴射口12的側面(在第3圖左側)之後，與沿著後述噴嘴傾斜面開口的第一氣體噴射口14連通。
另一方面第二氣體流路5，在液體噴射口12的前側與沿著噴嘴傾斜面開口的第二氣體噴射口15連通。藉由該配置，則能穩定地將第一氣體與第二氣體以加壓狀態供給到液體噴射口12的兩側。第一氣體流路4在彎折後並未立刻噴射，暫時通過區域4b且使第一氣體流折返後，使其在緩衝室9整流而均一化。之後從緩衝室9放出的第一氣體流，經過直線區間而以第一氣體噴射口14的狹縫使流速上升將其噴射。藉由在將第一氣體流路彎折的部位設置緩衝室9，來防止第一氣體流的流速相較於第二氣體流極度降低，讓第一氣體與第二氣體的平衡性不會大幅損失而將其噴射。緩衝室9，為了能將從主流路4a彎折的第一氣體流整流，作成較開口部4c的口徑更寬的容積。這裡將開口部4c與主流路4a的軸方向錯開設置兩處，能使與該兩處的開口部4c連通的緩衝室9充分增大而進行整流，且送出到朝向第一氣體噴射口14的流路。
另一方面，第一氣體流路與第二氣體流路，由於能個別調整壓力，所以藉由調整流量的平衡性，能使噴霧模式變化。也就是說，將從噴嘴噴射的液體微粒子的噴霧模式，從以將與主體部1的中心軸正交的平面做為中心而噴射成扇狀的模式，調整成使噴霧模式的中心平面相對於主體部1的中心軸傾斜的模式。
(噴嘴部10)
噴嘴部10，如第3圖的剖面圖及第4圖的放大剖面圖所示，將中心作為狹縫狀的液體噴射口12，在其兩側側面設置有噴嘴傾斜面。這裡所謂的狹縫狀，是代表將端緣區劃成平面狀的狀態。而且各噴嘴傾斜面作成平滑面。沿著該噴嘴傾斜面設置有第一氣體噴射口14與第二氣體噴射口15。噴嘴部10，設置在：於主體部1的中間形成的收縮的谷底部分。換言之在噴嘴部10的兩側，設置有傾斜成變寬狀的主體部1的主體傾斜面。藉由使主體傾斜部的端緣，未抵接於噴嘴傾斜面，在其與噴嘴傾斜面之間設置間隙，藉此區劃出用來噴射氣體的氣體噴射口13。
第4圖是顯示第3圖的噴嘴部10附近的進一步放大剖面圖。在該例子中，將噴嘴部10的左側作為第一噴嘴傾斜面16，將右側作為第二噴嘴傾斜面17。使主體部1的第一主體傾斜面21的端緣接近第一噴嘴傾斜部，區劃出第一氣體噴射口14，另一方面使第二主體傾斜面22的端緣接近第二噴嘴傾斜部，區劃出第二氣體噴射口15。從第一氣體路供給第一氣體，從狹縫狀的第一氣體噴射口14將第一氣體供給為第一高速氣體流，另一方面從第二氣體路供給第二氣體，從第二氣體噴射口15將第二氣體供給為第二高速氣體流，並且相對於從狹縫狀的液體噴射口12噴射的層狀的液體，衝撞成從斜向交 叉。第一氣體噴射口14、第二氣體噴射口15，分別作成寬度相較於第一氣體流路4、第二氣體流路5更窄的狹縫狀，成為使第一氣體、第二氣體的流速上升並且形成為層狀的高速流體。這裡藉由配置成讓高速流動的第一高速氣體流與第二高速氣體流的平面，在液膜流的平面上交叉，則能將層狀的液膜流有效率地粉碎，而得到細微的微粒子。
藉由該構造，由於將液體流路2的兩面區劃成平面狀，所以以該寬度限定液膜流的厚度，能避免膜厚度不均一，因此可得到微粒子的粒徑為一定的高品質的噴射。並且由於從液膜流的兩側施加氣體流，所以能確實將液膜流粉碎，可得到極細微的微粒子。
將第一氣體流路4與第二氣體流路5與液體流路2三條連通，供給液體與加壓氣體而可微粒子化，尤其液體流路2一條則可完成，所以相較如習知四流體噴嘴的使用兩條以上液體流路的噴射裝置其構造較簡單。尤其能將液體供給用的泵浦或測量機器刪減一路線的份量，維修也容易所以有助於減低成本。藉由使液體噴射口12的狹縫寬度大於氣體噴射口13，則能增加液體供給量，也能讓每單位時間的液體微粒子的生成量增大。而藉由使液體流路2增粗能使阻抗減低，而且也有能抑制懸濁液的堵塞的優點。
尤其作為液體，在使用附著性強的液體或具有黏性的液體的情況，斜面上的液體的薄膜流局部會變得 非常薄而容易乾燥，讓懸濁液蒸發而液體中的細微固體粒子析出，會有逐漸堆積而讓噴嘴堵塞的問題。相對地藉由本實施例的噴嘴，如第5圖所示，將液體不是從斜面側而是從寬闊的噴嘴的中心供給，藉此不會成為超過需要的薄膜流，結果能減低蒸發的可能性而避免堵塞。結果，能提高噴嘴噴射的穩定性及可靠度，能減少用來防止堵塞的噴嘴清潔作業的頻率，具有能簡化維修作業的優點。
較習知方式更厚膜化的液體流，當如第5圖所示從液體噴射口12噴射時，在左右的第一噴嘴傾斜面16、第二噴嘴傾斜面17的介面，分別以第一高速氣體流、第二高速氣體流，從液膜流的端緣削過使其粉碎，在兩側被粉碎的液體粒子，沿著左右傾斜面傾斜噴射，結果在液體噴射口12的上方讓左右飛翔的液體粒子彼此衝撞，進行進一步的粉碎，促進粒子的微細化，結果也有能促進粒子的微細化與擴散的優點。
液體噴射口12的狹縫寬度d3，大於第一氣體噴射口14的狹縫寬度d1或第二氣體噴射口15的狹縫寬度d2。較佳為d3≧1.5d1、d3≧1.5d2、更好為d3≧d1+d2。d1與d2，雖然相等較佳，而也可以d2≧d1。顯示具體數值的話，第一氣體噴射口14的狹縫寬度d1或第二氣體噴射口15的狹縫寬度d2為0.15mm~0.35mm。液體噴射口12的狹縫寬度例如為0.3mm~1.3mm。
並不像習知方式將液體放出後伸展成薄膜流，在本實施方式不設置用來將液體伸展的斜面本體，以 預先區劃的液體噴射口12放出之後，用加壓氣體從兩側粉碎成微粒子。藉由該構造，能將從液體噴射口12到與氣體流的衝撞為止的距離縮短，而能更將效率提升。藉由在使加壓氣體交叉的區域配置液膜流，能更有效率地微粒子化，能產生粒徑一致的微粒子。與對傾斜面吹噴壓縮氣體的習知方式相比，也能減低噴嘴傾斜面的磨耗，具有讓可靠度提升的優點。
第一噴嘴傾斜面16與第二噴嘴傾斜面17，較佳以液體噴射口12為中心作成大致左右對稱的形狀。各噴嘴傾斜面的傾斜角度為20°~70°。藉此，則不需要將噴嘴部10的前端銳利地加工，具有容易進行製造的優點。噴嘴傾斜面的端緣進行倒角加工也可以。藉由本發明者們進行的試驗，藉由實驗確認了即使液體流路2的供給口部前端不尖銳，所得到的粒子徑也未見變化。並且藉由將平滑的噴嘴傾斜面的前端角度加大讓強度也提升。而且藉由使緣部的前端未銳利化則能保護緣部不會損壞，並且也能避免因銳利的部分損傷其他構件。藉由將在第2圖以A所示的部分大徑化，則當對主體部1插入或維修時能保護緣部前端。
在以上的例子，雖然第一噴嘴傾斜面與第二噴嘴傾斜面為左右對稱，而本發明不限於該構造，也可作成非對稱的形狀。例如第6圖所示的例子，第一噴嘴傾斜面的傾斜角度α1大於第二噴嘴傾斜面的傾斜角度α2。據此使氣體的進入角不同，能將噴霧模式調整成讓成為噴霧 的中心軸的平面較液體噴射口上的延長線更朝圖的左方傾斜。在調整氣體流量的方法，改變噴霧模式的話粒度分布也會改變，所以會有讓各氣體流量成為同條件的優點。在搭載於噴霧乾燥機的情況，能配合乾燥機或乾燥爐的形狀、尺寸來調整。
(實施例2)
在以上的例子，是針對使液體流路在噴嘴部的附近彎折而從圓柱狀的側面環狀地放出的圓環噴霧型的圓環狀噴嘴來說明。而本發明不限於該方式，也適用於使液體流路與主體部的延長方向平行而與噴嘴部連接的直線型的液體噴射裝置。將該例子作為實施例2的液體噴射裝置200，根據第7圖(a)、(b)、第8圖來說明。在該圖所示的液體噴射裝置200，將主體部1B的外型作成塊狀，在其上面設置噴嘴部10B。在其內部，如第7圖(a)的剖面圖所示，分別配置有：用來供給液體的液體流路2B、用來供給第一氣體的第一氣體流路4、以及用來供給第二氣體的第二氣體流路5。是經由壓縮機等來與各氣體、液體的供給源連接。
噴嘴部10B，如第8圖的放大剖面圖所示，將與液體流路2B連通的液體噴射口12B為中心，開口成較液體流路2B的內徑更窄的狹縫狀，使流速上升並且形成為液膜流。在液體噴射口12B的左右，分別設置有：與第一氣體流路4連通的第一氣體噴射口14、及與第二氣 體流路5連通的第二氣體噴射口15。與實施例1同樣地，在液體噴射口12B的左右在噴嘴部10B設置噴嘴傾斜面，以第一噴嘴傾斜面16形成第一氣體噴射口14，以第二噴嘴傾斜面17區劃出第二氣體噴射口15。該噴嘴部10B，也使從第一氣體噴射口14噴射的第一高速氣體流、與從第二氣體噴射口15噴射出的第二高速氣體流，在從液體噴射口12B噴射的液膜流的出口區域交叉，將其微粒子化。藉此，如第7圖(b)的側視圖所示，將微粒子生成為膜狀，而可得到粒徑整齊的粒度分布的明確的微粒子。
這裡為了比較，如第9圖(a)所示試作將液體流路2C作為2路線的四流體型的液體噴射裝置700的噴嘴，來測定粒度分布。該液體噴射裝置700，在噴嘴前端的斜面上使液體伸展成薄膜流來噴射。在該構造，如第9圖(b)所示，確認了在膜狀的液體層的端緣，粒徑變大，成為粒度分布不均一的狀態。其原因預料是因為在將液體的薄膜流在傾斜面伸展的階段產生膜厚度的不均一，尤其在液膜流的端部其膜厚度變厚，所以該部分的粒徑變多。相對地藉由上述實施例2，沒有將液體在傾斜面伸展成液膜流的步驟，藉由作成使液體在噴射後迅速粉碎的構造，則能達成有效率且細微的微粒子化。
三流體型的直線型的液體噴射裝置，能得到小型化且粒徑一致的微粒子。在習知如實施例1的圓環型或圓環噴霧型的液體噴射裝置，當要小型化時將生成液膜流的噴嘴的斜面製作成圓環狀很困難，所以能利用製造容 易的直線型，可是直線型如上述，尤其在端緣特別難使液膜流成為均一的厚度，結果會有很多粗粒子的缺點。相對地藉由實施例2的三流體型的液體噴射裝置，由於不需要將液膜流如習知在斜面上薄狀地伸展，所以可得到既為直線型且粒度分布尖銳的高品質的微粒子化的優點。
這裡以第7圖所示的實施例2的三流體噴嘴型液體噴射裝置200、與第9圖所示的比較例的四流體噴嘴型液體噴射裝置700，分別以預定條件進行噴霧，在表1顯示測定所得到的微粒子的粒徑分布的結果，在第10圖與第11圖顯示實施例2與比較例的粒度分布的曲線圖。第10圖與第11圖，顯示在表1內、實施例2與比較例的各最上段的條件所得到的噴霧結果。如該圖所示，確認了實施例2得到粒度分布狹窄的尖銳的換言之粒徑一致的微粒子。如表1所示確認了，實施例2雖然氣體量較少，而可得到相較於比較例其平均粒徑較小的微粒子。並且分別使液體的流量增加的話，最大粒徑的變化其差異顯著，實施例2的分布變得更尖銳。
(實施例3)
在上述實施例2的直線型的液體噴射裝置，雖然為一條液體流路，而例如也可以將兩種以上的液體混合來供給。在該情況，在最後噴射液體微粒子的噴嘴的前段，液體流路整合為一條，代表三流體噴嘴為同一。作為一例子，在作為實施例3的第12圖(a)~(c)顯示將液體流路作為兩條而將其在噴嘴之前整合的三流體噴嘴。該圖所示的液體噴射裝置300，將液體流路分歧為兩條副液體流路32、33，在各副液體流路32、33的終端側將其整合而與用來使液體混合的液體混合室30連通。在各副液體流路32、33，分別供給混合對象不同的液體。各副液體流路32、33，藉由使與液體混合室30連通的部位作成寬度較窄來使流速提升。在導入到液體混合室30之前將各液 體的流速提高，在液體混合室30內將液體彼此有效率地混合。
其他構件例如第一氣體流路等的構造，與第7圖等所示的實施例2大致相同。在該構造，與上述實施例2或1相同，相較習知方式能更將厚膜化的液膜流有效率地粉碎而微粒子化。將液體混合的液體混合室30，在該例子配置於噴嘴的正前方。藉此，在液體混合後能迅速微粒子化而噴射，所以液體彼此的反應性較高，適合在混合狀態難以長時間維持的液體的微粒子化。而也可因應反應性或其他條件，作成在噴嘴更前段將兩液體混合的噴嘴。液體的混合數量不限於兩種，三種以上也可以。不僅為不同液體的混合，也可適用將同一種類的氣體混合的構造。
(實施例4)
使液體流路分歧的構造，不限於直線型，當然也可適用如上述實施例1的圓環型的液體噴射裝置。將該例子作為實施例4顯示於第13圖。該圖所示的液體噴射裝置400，設置有：用來將從兩個副液體流路32B、33B分別供給的兩液體混合的液體混合室30B，並且設置有將液體的流動進行整流的緩衝構造40。藉此將混合的液體順暢排出而能微粒子化。
如以上藉由將使用將流體流動整流的緩衝構造的混合構造、將使用複數的副液體流路的多重管液體通過的路線的出口孔及狹縫出口，配置在適當的位置，則能 將液體不會浪費地混合。
如以上，從噴嘴的中心將液體噴射，從其兩側將加壓器體噴射成交叉，藉此可達成使所得到的微粒子的粒度分布接近均一的高品質的微粒子的噴射。
[產業上的可利用性]
本發明的液體噴射裝置及液體噴射方法，適合利用於精密化學領域的微粒子的生成等。
1‧‧‧主體部
2‧‧‧液體流路
3‧‧‧氣體流路
4‧‧‧第一氣體流路
4a‧‧‧主流路
4b‧‧‧設置有液體噴射口的區域
4c‧‧‧開口部
5‧‧‧第二氣體流路
9‧‧‧緩衝室
10‧‧‧噴嘴部
12‧‧‧液體噴射口
14‧‧‧第一氣體噴射口
15‧‧‧第二氣體噴射口
100‧‧‧液體噴射裝置

Claims (12)

  1. 一種液體噴射裝置，為以加壓過的氣體將液體微粒子化而將其噴射的液體噴射裝置，其特徵為：具備有：主體部、及噴嘴部；該主體部，在內部設置有用來供給加壓氣體的氣體流路、及用來供給液體的液體流路；該噴嘴部，在上述主體部使噴射液體的液體噴射口開口成狹縫狀，上述噴嘴部，在以上述液體噴射口為中心的側面具備有噴嘴傾斜面；在上述噴嘴傾斜面與上述主體部之間，區劃出用來噴射加壓氣體的氣體噴射口，上述液體噴射口與上述液體流路連通，上述氣體噴射口與上述氣體流路連通，上述噴嘴傾斜面，形成為從剖面觀察在液體噴射口的延長線上交叉，使上述加壓氣體沿著噴嘴傾斜面傾斜噴射，使其交叉將液體夾入，藉此使液體粉碎而微粒化而將其噴射。
  2. 如申請專利範圍第1項的液體噴射裝置，其中上述噴嘴傾斜面，以液體噴射口為中心，以第一噴嘴傾斜面與第二噴嘴傾斜面所構成，上述氣體流路是以：與面向上述第一噴嘴傾斜面的第一氣體噴射口連通的第一氣體流路、以及與面向上述第二噴嘴傾斜面的第二氣體噴射口連通的第二氣體流路所構 成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的液體噴射裝置，其中將上述液體噴射口形成為：讓從該液體噴射口所噴射的微粒子以相對上述主體部的延長方向正交的方向為中心進行。
  4. 如申請專利範圍第1至3項其中任一項的液體噴射裝置，其中上述噴嘴傾斜面的傾斜角度形成為20°~70°。
  5. 如申請專利範圍第1至4項其中任一項的液體噴射裝置，其中將上述主體部作成圓筒狀，將上述液體噴射口開口成圓周狀，將微粒子環狀地放出。
  6. 如申請專利範圍第5項的液體噴射裝置，其中上述第一氣體流路，於上述主體部內延長，並且通過與上述液體噴射口對應的區域之後則折返，與上述第一氣體噴射口連通。
  7. 如申請專利範圍第5或6項的液體噴射裝置，其中上述第一氣體流路具備有：沿著上述主體部內的中心軸，延長超過與上述液體噴射口對應的區域的主流路、以及與在超過與上述液體噴射口對應的區域的部位開口的開口部連通的緩衝室；將供給到上述主流路而通過上述開口部而送出到上述緩衝室的第一氣體，以該緩衝室進行整流。
  8. 如申請專利範圍第1或2項的液體噴射裝置，其中將上述液體噴射口開口成直線狀的狹縫，形成為讓從該液體噴射口噴射的微粒子，朝與在上述主體內延長的液體流 路的延長方向平行的方向進行。
  9. 如申請專利範圍第1至8項其中任一項的液體噴射裝置，其中上述液體流路分歧成複數的副液體流路，將從各副液體流路所供給的液體，在上述液體噴射口的前端使其整合。
  10. 如申請專利範圍第1至9項其中任一項的液體噴射裝置，其中使上述液體噴射口的狹縫寬度d3更寬於上述第一氣體噴射口的狹縫寬度d1或第二氣體噴射口的狹縫寬度d2。
  11. 如申請專利範圍第1至10項其中任一項的液體噴射裝置，其中使上述液體噴射口的狹縫寬度d3，相對於上述第一氣體噴射口的狹縫寬度d1或第二氣體噴射口的狹縫寬度d2，成為d3≧1.5d1、或d3≧1.5d2。
  12. 一種液體噴射方法，為以加壓過的氣體將液體微粒子化而將其噴射的液體噴射方法，其特徵為：包含有：通過液體流路供給液體，通過將該液體流路的端緣區劃成平面狀的液體噴射口，將該液體形成為液膜流的步驟、以及經過加壓的氣體包含第一氣體與第二氣體，將第一氣體通過與上述液體流路平行地延長的第一氣體流路來供給，將第二氣體通過與上述液體流路平行地延長的第二氣體流路來供給，將上述液體噴射口的平面作為中心而配置在左右，並且通過將上述第一氣體流路的端緣區劃成平 面狀的第一氣體噴射口、及將上述第二氣體流路的端緣區劃成平面狀的第二氣體噴射口，將第一氣體及第二氣體分別形成為第一高速氣體流及第二高速氣體流，並且將上述第一高速氣體流與第二高速氣體流的平面噴射成在上述液膜流的平面上交叉，藉此使上述液膜流成為液體的微粒子狀之步驟。
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