CN101066539B - 双流体喷嘴和采用该喷嘴的喷雾方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种以简单的结构能够提高喷雾分布的均等性,并能够提高冲击力和清洗力的双流体喷嘴和采用该喷嘴的喷雾方法。双流体喷嘴备有收容于一对长条状的块体(1、2)间的收容空间内的混合块体(6),面对混合块体的混合空间(12)的气体喷射口(8)和液体喷射口(11),形成在一对块体之间、且用来喷出混合雾沫的窄缝状喷出口(14),形成在邻接于喷射口(8、11)的上游侧的腔室(7、9、10),连到各腔室的气体供给路(3)和液体供给路(4),用来密封块体(1、2、6)之间的密封机构(15、16、17),以及用来固定块体(1、2、6)的固定机构。
Description
技术领域
本发明涉及在混合气体与液体的双流体而喷射或喷雾中有用的双流体喷嘴,以及前述喷嘴进行的混合雾沫的喷雾或喷射方法,例如,在清洗半导体晶片或液晶基板等被清洗体中有用的双流体喷嘴,以及混合雾沫的喷雾方法。
背景技术
作为混合空气与水的双流体而雾状地喷射或喷雾的方法,分别把空气与水引入喷嘴,使混合雾沫从喷嘴的喷射口喷射的方法是公知的。
例如,在实用新型登记第2510286号公报(专利文献1)中,公开了包括空气供给管,***配置于该空气供给管的内部的供水管,在空气供给管和供水管的双方上在轴向上留出间隔、且对置地贯穿设置的喷嘴安装孔,贯通对置的喷嘴安装孔***固定地安装的一个喷嘴,以及在该喷嘴上形成、且与空气供给管和供水管的内部连通地开口的各流体的引入口的双流体喷嘴。在这种喷嘴中,通过空气供给管和供水管的引入口,把空气和水引入喷嘴内,在喷嘴内的混合室中混合,从喷出口喷雾。在特开2002-96003号公报(专利文献2)中,公开了包括具有连接于压缩空气供给源上的空气通路、连接于液体供给源上的液体通路的喷嘴主体,和配置于该喷嘴主体的下游端的空气帽的喷雾喷嘴,前述空气帽由来自液体通路的液体与其冲击而在半径方向上送出用的接触面,为了靠压缩空气流细化在半径方向上送出的液体而在前述接触面的周围形成的扩张室,以及在前述接触面的周围对置设置、且通过前述扩张室和带有角度的排出节流口并且在圆周方向上留出间隔地形成的多个轴线方向流路构成。此外,在该文献中,还记载了把圆筒状液体供给源路收容于圆筒状空气供给源路内,把来自液体供给源路的液体供给到喷嘴主体的液体通路中,把来自空气供给源路的压缩空气供给到喷嘴主体的空气通路中。在这种喷雾喷嘴中,使通过液体通路的液体冲击空气帽的接触面,在接触面周围的扩张室中,靠通过空气通路所引入的压缩空气细化和雾化,能够以向外侧扩大的圆锥状喷雾图形从排出节流口排出雾化液流。
但是,在这些喷雾喷嘴中,有必要在喷嘴主体(喷头)内形成空气供给路和供水路,使空气与水混合。因此,结构复杂化,并且喷嘴的零件数也增多,成本提高。进而,因为喷嘴主体相对供水管和空气供给管通过焊接等固定,故即使发生异物混入而堵塞等也无法分解,维修(供给管或喷嘴主体的清洗等)变得困难。
为了解决这些课题,在特开2004-237282号公报(专利文献3)中公开了包括具有气体喷射口的气体供给块体,具有液体喷射口的液体供给块体,具有用来收容这些块体、且喷出气体与液体的混合雾沫的喷出口的喷嘴主体,以及在该喷嘴主体内形成、用来混合来自前述块体的气体与液体的混合空间的双流体喷嘴。在该专利文献中,示出喷嘴管装设于喷出口上的例子。但是,如果在喷嘴主体的纵长方向上装设多个喷嘴管,则喷雾图形中的厚度方向和喷嘴主体的纵长方向中的混合雾沫的喷雾分布(冲击力分布或水量分布)容易变得不均一化,有时冲击力降低。此外,在上述双流体喷嘴中也是,进一步要求结构的简化。
在专利第3544650号公报(专利文献4)中,公开了在叠层的至少三片板状体的间隙中形成在纵长方向上延伸的多个窄缝,把这些窄缝之一作为气体喷出口,把其他窄缝作为液体喷出口的气体-液体喷出窄缝喷嘴,使中央部的板状体的前端部延伸到喷出口的前方,作为向另一方的喷出口侧倾斜的倾斜面,利用流体具有的黏性沿着倾斜面使流体偏向,可以与来自另一方的喷出口的流体冲击而喷雾的窄缝喷嘴。在这种窄缝喷嘴中,可以在喷嘴的外部使沿着倾斜面偏向于另一方的喷出口方向的流体,与来自另一方的喷出口的流体冲击而混合。但是因为在喷嘴的外部混合气体与液体,故喷雾图形宽,并且混合雾沫的喷射厚度加大,冲击力和清洗力降低。
专利文献1实用新型登记第2510286号公报(授权权利要求书)
专利文献2特开2002-96003号公报(专利权利要求书)
专利文献3特开2004-237282号公报(专利权利要求书)
专利文献4专利第3544650号公报(专利权利要求书)
发明内容
因而,本发明的目的在于提供一种既提高喷雾分布的均等性,又可以提高冲击力和清洗力的双流体喷嘴和采用该喷嘴的喷雾(或喷射)方法。
本发明的另一个目的在于提供一种可以均一化喷雾分布,并且可以简化结构,可以减少零件数的双流体喷嘴和混合雾沫的喷雾(或喷射)方法。
本发明的另一个目的在于提供一种以简单的结构,也可以均一化喷嘴的纵长方向上的雾沫的喷雾分布(或流量分布)的双流体喷嘴和混合雾沫的喷雾(或喷射)方法。
本发明者们为实现前述课题锐意研究的结果,发现在长条状的相互对置的一对板状(例如,厚壁板状)的块体之间形成混合块体的收容空间,和位于前述混合块体的混合空间的下游侧的窄缝状喷出口,如果从面对前述混合空间的气体喷射口和液体喷射口把气体与液体喷射到前述混合空间,则不使喷嘴的结构复杂化即可以在混合空间中高效地冲击混合气体与液体,并且能够以均等的分布(例如,纵长方向上的均等的流量分布)、而且高的冲击力从窄缝状喷出口喷出混合雾沫,从而完成本发明。
也就是说,本发明的双流体喷嘴(喷射喷嘴或喷雾喷嘴)包括用来混合来自气体喷射口的气体(空气等)与来自液体喷射口的液体(水等)的混合空间,和用来喷出在该混合空间中所混合的混合雾沫的喷出口(窄缝状喷出口等)。在这种双流体喷嘴中,通过多个块体的组合(或对接),能够形成能够收容备有前述混合空间的混合块体和喷出口(窄缝状喷出口等)。多个块体具有能够分别把气体和液体供给到前述气体喷射口和液体喷射口的供给路。
此外,本发明的制造方法是制造包括用来混合来自气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体的混合空间,与用来喷出来自该混合空间的混合雾沫的喷出口(窄缝状喷出口等)的双流体喷嘴的方法,把备有前述混合空间的混合块体,与通过组合能够形成能够收容该混合块体的收容空间和前述喷出口、而且具有能够把气体和液体分别供给到前述气体喷射口和液体喷射口的供给路的多个块体组合起来,制造双流体喷嘴。进而,本发明的方法是在混合空间中混合来自气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体,从喷出口(窄缝状喷出口等)喷雾所生成的混合雾沫的方法,相对于气体喷射口和液体喷射口分别供给气体和液体,在由多个块体形成的收容空间内的混合块体的混合空间中混合气体与液体,从由多个块体形成的喷出口喷雾(或喷射)混合雾沫。
多个块体即可以由分别具有气体供给口与液体供给口的多个块体构成,也可以由至少一个块体具有气体供给口和液体供给口双方的多个块体构成。例如,多个块体可以由形成收容空间(或收容凹部)和喷出口(或喷出凹部)的一对块体构成。可以在这些一对块体当中的一方的块体上形成分别连通于气体喷射口和液体喷射口的气体供给路和液体供给路,也可以在一方的块体上形成连通于气体喷射口的气体供给路,在另一方的块体上形成连通于液体喷射口的液体供给路。更具体地说,组合块体(多个块体)可以由(1)具有连通于气体喷射口(例如,面对混合空间的气体喷射口或能够把气体喷射到混合空间的喷射口)的气体供给路(或供给口)的第1块体(气体供给块体),和具有连通于液体喷射口(例如,面对混合空间的液体喷射口或能够把液体喷射到混合空间的喷射口)的液体供给路(或供给口)的第2块体(液体供给块体)构成,也可以由(2)具有分别连通于气体喷射口和液体喷射口的气体供给路和液体供给路的第1块体(流体供给块体),和与该第1块体对置(或对峙)的第2块体(对置或对峙块体)构成。此外,气体喷射口可以形成在混合块体和气体供给块体当中的某一方的块体上,液体喷射口可以形成在混合块体和液体供给块体当中的某一方的块体上。进而,还可以在第1块体(气体供给块体或流体供给块体)与第2块体(液体供给块体或流体供给块体)之间形成用来收容混合块体的收容空间,和用来喷出在混合空间所混合的混合雾沫的喷出口(窄缝状喷出口等)。在本发明中,也包括前述多个块体由具有分别连通于气体喷射口和液体喷射口的气体供给路和液体供给路、能够收容前述混合块体的收容空间,以及能够形成前述喷出口的喷出空间的第1块体(液体供给块体),和与该第1块体对置配置的平板状的第2块体(对置块体)构成的双流体喷嘴。在这种情况下,也可以是第1块体(流体供给块体)的最大厚度与第2块体(对置块体)的厚度的比率为前者/后者=20/1~2/1。
也可以是前述混合块体包括与一对块体当中的至少一方的块体的气体供给路相通、而且面对混合空间的气体喷射口(或气体喷射路),与一对块体当中的至少一方的块体的液体供给路相通的第1液体流路(液体储存部或液体腔室),以及在该第1液体流路的下游侧流路狭窄、且面对混合空间的液体喷射口(或液体喷射路)。
在本发明中,由于把来自气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体喷射到喷嘴内的混合空间,可以在混合空间中高效地冲击混合两者,所以能够以小的喷射厚度而且均一的分布喷雾或喷射来自喷出口的混合雾沫。因此,可以提高冲击力或清洗力,并且可以提高喷雾雾沫的均一性或均等性(冲击力分布、水量分布等)。而且,由于通过多个块体(例如,一对块体)与混合块体的组合可以构筑双流体喷嘴,所以不仅用来形成各块体的流路的加工处理是容易的,而且可以大大减少零件数并且简化结构。进而,即使双流体喷嘴为长条的形状,也能够以简单的结构均一化喷嘴的纵长方向上的雾沫的喷雾分布(流量分布)。
为了把流体均一地喷射到混合空间,也可以在邻接于前述气体喷射口和/或液体喷射口的上游侧形成腔室(流体储存部),这种腔室只要连通于气体喷射口和液体喷射口当中的至少一方的喷射口就可以了,例如,也可以至少在液体喷射口的上游侧,腔室(一个或多个腔室)经由连通部(例如,孔状连通部)与其连通。为了从喷射口以高的均等性把流体喷射到混合空间,故腔室也可以由多个腔室,例如第1腔室与第2腔室构成。
气体喷射口与液体喷射口相对于喷出口(窄缝状喷出口等)的位置关系不特别限制,气体喷射口相对于窄缝状喷出口形成在与液体喷射口对置的位置或液体喷射口的下游侧即可,但是往往形成在液体喷射口的上游侧。进而,为了提高纵长方向上的混合雾沫的均一性,在从混合空间的下游端到喷出口的喷出流路上,形成每单位体积的容积大于该喷出流路的扩散室(用来使来自混合空间的混合雾沫扩散的扩散室等)。也可以从混合空间的下游端到喷出口的流路连续地或分阶段地变窄。扩散室也可以是由在断面形状上从上游侧向下游方向宽度相同的空间、前粗状或尖细状(连续地或分阶段地变窄的尖细状)的空间或者把这些组合起来的空间。此外,从混合空间的轴心错开地形成前述喷出口,也可以在前述喷出流路上形成来自混合空间的混合雾沫冲击的台阶部或倾斜部。在这种情况下,可以进一步提高雾沫的喷雾量(特别是纵长方向的喷雾量)的均一性或均等性。
也可以多个块体与混合块体至少相对于混合空间及其下游侧处的流体的流路不交叉,靠固定机构或紧固机构(螺纹机构等)固定或紧固。通常,多个块体的各块体与混合块体分别靠紧固机构或固定机构紧固或固定。这种固定机构或紧固机构也可以构成用来调整窄缝状喷出口的窄缝宽度的窄缝宽度调整机构。在这种构成中,固定或紧固机构伸出或突出到流路内,跨过而不阻挡流路,至少不打扰混合空间及其下游区域处的流动。因此,可以提高来自喷出口的混合雾沫的均一性。
更具体地说,双流体喷嘴包括相互对置(或至少除了喷出口之外的周缘部处面接触)的一对长条状的块体(块体),形成在该一对块体(块体)之间的收容空间,收容于该收容空间中,且形成有混合空间的混合块体(块体),形成在该混合块体(块体)上、且面对前述混合空间、用来喷射气体的气体喷射口和用来把液体喷射到前述混合空间的液体喷射口,在前述混合空间的下游侧形成在一对块体(块体)之间、且用来喷出在前述混合空间中所混合的混合雾沫的窄缝状喷出口,分别形成在邻接于气体喷射口和液体喷射口的上游侧的腔室,形成在一对块体当中的至少一方的块体上、且连到各腔室的气体供给口和液体供给口,用来密封前述一对块体与混合块体之间的密封机构,以及用来固定一对块体与混合块体的固定机构。在这种喷嘴中,也可以在一方的块体上形成由气体供给口和液体供给口,腔室,收容空间,和喷出空间所构成的流路形成凹部,另一方的块体的对置面为平面状。此外,也可以混合块体收容于在长条状的块体(例如,一对块体)的纵长方向上延伸的空间中。进而,混合空间的形状不特别限定,只要是纵长的空间即可。也可以气体喷射口面对该纵长的混合空间的上部,液体喷射口面对纵长的混合空间的侧部。由气体喷射口液体喷射口,和混合空间所构成的混合流路在混合块体(长条状的混合块体)的纵长方向上每隔规定间隔地形成。
再者,在本说明书中,也可以一对块体间所形成的空间由至少一方的块体(例如,一方的块体或双方的块体)的对置壁的凹部构成,此外,有时与“喷射路”或“喷射流路”同义地使用“喷射口”。进而,所谓“气密”“液密”意味着在流体不侵入的部位或区域中在多个块体与混合块体之间也可以有空间或间隙。
在本发明中,由于在喷嘴主体内的混合空间中冲击混合气体与液体而从喷出口喷雾混合雾沫,所以可以既提高喷雾分布的均等性,又提高冲击力和清洗力。此外,可以均一化雾沫的喷雾分布,并且可以简化结构,降低零件数。进而,即使是简单的结构,也可以均一化喷嘴的纵长方向上的雾沫的喷雾分布。
附图说明
图1是表示本发明的双流体喷嘴(喷射喷嘴)之一例的局部分解透视图,图1(A)是表示收容混合块体的一方的块体的概略透视图,图1(B)是表示在水平方向上使另一方的块体翻转的状态的概略透视图。
图2是图1中所示的双流体喷嘴的概略主视图。
图3是图2的III-III线剖视图。
图4是图2的IV-IV线剖视图。
图5是表示图1的混合块体的概略透视图。
图6是图5的VI-VI线剖视图。
图7是表示本发明的双流体喷嘴的另一个例子的概略剖视透视图。
图8是表示本发明的双流体喷嘴的又一个例子的概略剖视透视图。
图9是表示本发明的双流体喷嘴的再一个例子的概略剖视透视图。
图10是表示本发明的双流体喷嘴的还有一个例子的概略剖视透视图。
图11是表示本发明的双流体喷嘴的另一个例子的概略剖视透视图。
图12是表示本发明的双流体喷嘴的又一个例子的概略剖视透视图。
图13是表示本发明的双流体喷嘴的再一个例子的概略剖视透视图。
图14是表示本发明的双流体喷嘴的还有一个例子的概略剖视透视图。
图15是表示本发明的双流体喷嘴的另一个例子的概略剖视透视图。
图16是表示本发明的双流体喷嘴的又一个例子的概略剖视透视图。
图17是表示本发明的双流体喷嘴的再一个例子的概略剖视透视图。
图18是表示本发明的双流体喷嘴的还有一个例子的概略剖视透视图。
图19是表示在实施例1中所得到的结果的曲线图。
图20是表示在实施例1中所得到的结果的曲线图。
图21是表示在比较例1中所得到的结果的曲线图。
图22是表示在比较例2中所得到的结果的曲线图。
附图标记的说明
1、2、1a、2a...一对块体
3、33a、33b、73、103...气体供给路
4、74...液体供给路
5、7、37a、37b、75、77、107a、107b...腔室(气体储存部)
6、36a、36b、76、106a、106b...混合块体
8、38a、38b、78、108...气体喷射口
9、10、39、40、79、80、109、110...腔室(液体储存部)
11、41a、81...液体喷射口
12、42a、42b、42c、82、112a、112b、112c...混合空间
13、83、93...喷出流路
14、84...喷出口
15、16、85、86...密封件(填料)
17、87...密封件(填料)
18c...螺栓·螺母
19b、20、21b...螺纹构件
35...流路(连通路或腔室)
43a...第1流路(流体储存部)
43b...第2流路(节流流路)
48a、98a...流体喷射流路
53a、63a...第1喷出流路
53b、63b、63c...扩散室
具体实施方式
下面,根据需要,参照附图详细说明本发明。
图1是表示本发明的双流体喷嘴(喷射喷嘴)之一例的局部分解透视图,图1(A)是表示收容混合块体的一方的块体的概略透视图,图1(B)是表示在水平方向上使另一方的块体翻转的状态的概略透视图,图2是图1中所示的双流体喷嘴的概略主视图,图3是图2的III-III线剖视图,图4是图2的IV-IV线剖视图,图5是表示图1的混合块体(示出了图1的混合块体的相反面)的概略透视图,图6是图5的VI-VI线剖视图。再者,在以下的例子中,采用水(高压水等加压水)作为液体,利用空气(压缩空气)作为气体。
这种双流体喷嘴由相互对置的长条状的一对块体(一对非腐蚀性金属制板)1、2构成,一对长条状的块体1、2相互至少能够在除了喷出口14之外的周缘部处面接触或密封。在前述一对长条状的块体1、2当中的一方的块体2(流体供给块体)的侧壁上,形成有与气体供给口相通的气体供给路3,和在纵向上位于该气体供给路3的下方、与液体供给口相通的液体供给路4。此外,在一对长条状的块体1、2的对置面处,在对应于前述气体供给路3的部位的纵长方向上,分别形成用来形成气体停留用的腔室5的长槽状凹部,在一对长条状的块体1、2的对置面处,在前述腔室5的下游侧,在对应于前述液体供给路4的部位的纵长方向上,形成用来收容断面为四方形的长形的混合块体6的规定宽度(纵向的长度)的收容凹部(或收容空间)6a,为了在这些收容凹部6a的下游侧形成喷出流路13而形成深度比前述收容凹部6a浅的喷出凹部(或喷出空间)13a,该喷出流路13直到窄缝状喷出口14。再者,用来收容混合块体6的收容凹部6a的深度大于用来形成腔室5的凹部地形成。也就是说,如图所示,在一对长条状的块体1、2之间,在纵向上邻接并在纵长方向上延伸地形成有由长槽状凹部所形成的气体停留用的第1腔室(气体储存部)5,和由前述收容凹部6a所形成的收容空间,在长条状的块体1、2的纵长方向上延伸的前述收容空间内气密和液密地收容着长条状的混合块体6。
在前述混合块体6中,备有与前述第1腔室(气体储存部)5相通、且流路直径小于前述腔室(气体储存部)5的第2腔室(第1气体流路或气体储存部)7,位于该第2腔室(第1气体流路)7的下游侧、流路比第1气体流路窄、且面对混合空间(在此例子中,在纵向上延伸的混合空间)12的气体喷射口(孔状气体喷射口)8,与液体供给用块体的液体供给路4相通的液体停留用的第1腔室(第1液体流路或液体储存部)9,位于该第1腔室(第1液体流路)9的下游侧、流路直径小于第1液体流路9的液体停留用的第2腔室(第2液体流路或液体储存部)10,以及在该第2腔室的下游侧处流路狭窄、且面对混合空间12的液体喷射口(孔状液体喷射口)11。也就是说,如图所示,气体喷射口8面对纵长的混合空间12的上部,液体喷射口11面对纵长的混合空间12的侧部,气体喷射口8相对于窄缝状喷出口14形成在液体喷射口11的上游侧。此外,在邻接于气体喷射口8和液体喷射口11的上游侧分别形成腔室5、7、9、10。再者,混合块体6的混合流路(由作为气体储存部的第2腔室7,气体喷射口8,作为液体储存部的第1腔室9和第2腔室10,液体喷射口11,以及混合空间所构成的流路)在混合块体6的纵长方向上每隔规定间隔通过钻孔加工等圆筒状地形成。
再者,在本例子中,由第2腔室(第1气体流路或气体储存部)7,气体喷射口(孔状气体喷射口)8,混合空间12,第1腔室(第1液体流路或液体储存部)9,第2腔室(第2液体流路或液体储存部)10,以及液体喷射口(孔状液体喷射口)11构成一个混合流路,这种混合流路在混合块体的纵长方向上每隔规定间隔形成。
进而,在用来喷出在前述混合空间中所混合的混合雾沫的一对块体1、2的对置面上,形成有在前述混合空间12的下游方向上与前述混合空间相通、且对应于喷出流路13的第1凹部13a,和在该喷出流路的下游侧处狭窄、且对应于窄缝状喷出口14而深度浅的第2凹部14a。第1凹部13a和第2凹部14a在一对块体1、2的下游侧在纵长方向上延伸地形成,形成在纵长方向上延伸的喷出流路13和窄缝状喷出口14。喷出流路13和窄缝状喷出口14与混合空间12同轴地形成。
为了在前述一对长条状的块体1、2的收容空间内气密和液密地装设混合单元6,故在混合单元6的两侧面的外周部所形成的环形槽中配置着环形密封件(填料)15、16,并且在一对长条状的块体1、2的对置面当中的除了喷出口14之外的外周部(周缘部)上所形成的凹槽中还配置密封件(填料)17,靠密封机构密封前述一对块体1、2与混合块体6之间。
而且,一对块体1、2与混合块体6由至少不打扰混合空间12及其下游区域处的流体的流动的固定机构(螺纹机构)固定而一体化。也就是说,一对块体1、2与混合块体6在下部的纵长方向上留出规定间隔的规定部(环形密封件15、16的内方区域,在纵长方向上未形成混合空间12和喷出流路13的区域)处,利用经由一对块体1、2的贯通孔18a在混合块体6的两侧部内延伸的螺纹接合孔18b、19a,靠螺栓·螺母18c,螺纹构件19b紧固,一对块体1、2在上部靠贯通第1腔室(气体储存部)5的螺纹构件20紧固。再者,螺栓·螺母18c由贯通块体1的贯通孔18a,并螺纹接合于混合块体6的螺纹孔18b中的螺栓构件,和从块体1的侧面突出的能够螺纹接合于前述螺栓构件的螺母构件构成。在本例子中,在环形密封件15·16的内方区域,未形成混合空间12和喷出流路13的区域中,由于靠螺栓·螺母18c、螺纹构件19b紧固一对块体1、2与混合块体6,所以螺栓不会伸出到流路中或跨过而遮挡流路,不扰乱混合空间12及其下游区域处的流体的流动。因此,可以从喷出口14以均一的分布喷雾或喷出混合雾沫。
进而,在一对块体1、2当中的一方的块体1的下部,在对应于前述混合块体6的螺纹接合孔18a的前述多个贯通孔之间形成螺纹接合孔21a,在这些螺纹接合孔21a中,螺纹接合着通过螺纹接合能够相对混合块体6的规定部21c进退,而且前端部平坦的螺纹构件(窄缝宽度调整螺钉)21b。因此,靠螺纹构件21b能够推压混合块体19b的下部侧面,通过与前述螺栓·螺母18c、螺纹构件19b引起的紧固度建立关联地调整螺纹构件21b引起的推压度,可以调整窄缝状喷出口14的窄缝宽度。
再者,一对块体1、2的两侧部在纵向的多个部位处靠螺纹接合于螺纹接合孔22a中的螺纹构件22b紧固。
在这种结构的双流体喷嘴中,从一方的块体2的气体供给路3所供给的气体经由第1腔室(气体储存部)5和第2腔室(气体储存部)7从孔状气体喷射口8喷射到混合空间12,从前述一方的块体2的液体供给路4所供给的液体经由第1腔室(液体储存部)9和第2腔室(液体储存部)10从孔状喷射口11喷射到混合空间12。因为来自孔状喷射口8的气体与来自孔状喷射口11的液体在交叉的方向(正交)上喷射,故还包括与形成混合空间12的一对块体1、2的内壁的冲击,可以提高在混合空间12中气体与液体的冲击混合效率,可以既微细化又均一化液滴。特别是,因为经由腔室(气体储存部)5、7从气体喷射口8喷射气体,经由腔室(液体储存部)9、10从液体喷射口11喷射液体,故能够通过在邻接于气体喷射口8和液体喷射口11的上游侧分别形成的各腔室(流体储存部)5、7、9、10的缓冲作用使气液的压力和流量使均等地喷射。因此,能够抑制混合空间12的气液的压力和流量变动,可以提高气液混合效率。进而,因为气体喷射口8位于液体喷射口11的纵向的上部(上游侧),故可以大大提高混合空间12中的气体与液体的混合效率。
进而,在混合空间12中冲击混合的混合雾沫经由在混合空间12的下游侧沿着前述一对块体1、2之间在纵长方向上直线状地形成的喷出流路13从窄缝状喷出口14喷出。特别是,如前所述因为可以既抑制压力和流量的变动又从喷出口14喷出均质化的混合雾沫,故可以既抑制来自窄缝状喷出口14的喷雾角度扩宽,又可以喷射尖锐的喷雾图形液滴细微而均质化的混合雾沫,可以提高冲击力或清洗力,并且可以提高雾沫的喷雾分布的均等性或均一性。也就是说,可以既赋予高的冲击力和清洗力,又均一化喷嘴的厚度方向和纵长方向上的雾沫的喷雾分布。而且,除了前述窄缝状喷出口14的区域,一对块体1、2与混合块体6相互对置的外周区域(外周部)靠密封构件15、16、17密封,而且由于一对块体1、2与混合块体6在与流体的流动性无关的部位处靠螺钉等固定机构紧密地固定或紧固,所以不会因固定机构损害混合雾沫的喷雾特性。再者,因为一对块体1、2和混合块体6的流路可以通过槽加工或孔加工来形成,通过组合一对块体1、2与组合块体6可以形成双流体喷嘴,故可以简化结构,可以减少零件数,所以可以大幅度地降低成本,并且分解、清洗等维修也是容易的。
再者,在本发明的双流体喷嘴中,喷嘴主体可以由备有混合空间的混合块体(或单元),可形成能够收容该混合块体的收容空间(收容凹部)和喷出口(喷出凹部)的多个块体(或单元)构成,多个块体(或单元)的数量未特别限制,例如双流体喷嘴不限于相互对置或邻接的一对块体与混合块体等三个块体,可以由3~6个左右的块体,最好是由3~5个左右的块体构成。只要通过多个块体与混合块体组合(或对接)能够形成组合块体的收容空间(收容凹部)和喷出口(喷出凹部)就可以了,双流体喷嘴的喷嘴主体例如也可以由在断面形状上以接触面为Y字形、T字形或十字形的形态面接触的多个块体,和配置于这些多个块体的接触面的交点区域的混合块体构成。此外,如果需要,也可以在能够收容或装设混合块体的一对块体的两侧部上,配置用来密封双流体喷嘴的两侧部的密封块体。为了简化块体结构并且消减零件数,通常,往往用相互对置或对峙的一对块体(或者具有相互对置的对置面的一对块体)与混合块体。虽然也可以各块体通过线接触等相互接触而构成双流体喷嘴,但是通常,往往具有能够相互面接触或对接的部位(特别是位于周缘部的面接触部),通过至少除了喷出口之外的周缘部的面接触构成双流体喷嘴。各块体(或单元)根据双流体喷嘴的用途可以是板状、棒状等长条状(细长状)块体,也可以是多角面体(立方体、长方体等)等短状块体等的形态。
多个块体具有能够分别把气体和液体供给到气体喷射口和液体喷射口的供给路,气体供给路和液体供给路像前述的例子那样,可以在一个块体上形成,也可以在不同的多个块体上分别地形成。在由一对块体构成多个块体的情况下,可以在一对块体当中的一方的块体上形成分别连通于气体喷射口和液体喷射口的气体供给路和液体供给路,也可以在一对块体当中的一方的块体上形成连通于气体喷射口的气体供给路,在另一方的块体上形成连通于液体喷射口的液体供给路。更具体地说,多个块体也可以由具有连通于气体喷射口(能够把气体喷射到混合空间的气体喷射口或面对混合空间的气体喷射口)的气体供给路(或供给口)的第1块体(气体供给块体),和具有连通于液体喷射口(能够把液体喷射到混合空间的液体喷射口或面对混合空间的液体喷射口)的液体供给路(或供给口)的第2块体(液体供给用块体)构成(1)。此外,多个块体也可以由具有分别连通于气体喷射口和液体喷射口的气体供给路和液体供给路的第1块体(流体供给块体),和与该供给块体的第2对置的第2块体(对置块体)构成(2)。在一对块体当中的一方的块体上形成气体供给路和液体供给路的情况下(也就是前述(2)的情况下),另一方的块体(对置块体)也可以是平板状。
再者,一对块体的厚度可以相同,也可以不同。特别是,在一对块体当中的一方的块体上形成气体供给路和液体供给路的情况下,也可以另一方的块体(第2块体或对置块体)的厚度小于该一方的块体(第1块体或流体供给块体)的厚度。此外,气体和液体可以对多个块体从种种的方向供给,可以从各块体的纵长方向的端部供给,也可以在纵长方向上留出规定间隔地供给。
用来收容混合块体的收容空间(收容凹部)可以在多个块体当中的适当部位,例如多个块体当中的来自气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体合流的合流区中形成,根据多个块体的形态,可以形成收容空间或收容凹部(沿着多个块体的对置面形成的收容空间或收容凹部等)。例如,在一对块体中,收容混合块体的收容空间通常形成在相互对置的一对块体的对置面或对置部位上。在一对块体中,收容混合块体的收容空间,能够以种种的形态形成,可以由双方的内面或对置面的凹部来形成,也可以由一方的块体的凹部来形成。在后者的情况下,也可以对应于凹部的另一方的块体的对置面是共面。用来收容混合块体的收容空间通常形成在前述第1块体(气体供给块体或流体供给块体)与第2块体(液体供给块体或对置块体)之间。收容空间或收容凹部的两端可以通过在一对块体的两端部的内方区域形成收容空间或收容凹部而由一对块体的侧部壁封闭,只要一对块体和混合块体的两侧部能够靠密封块体等密封,也可以开放。
前述收容空间或收容凹部通常能够利用填料或密封构件等封固构件气密和液密地收容混合块体。再者,收容空间的形状或尺寸可以根据混合块体选择,也可以在液体不侵入的部位或区域中多个块体与混合块体之间有空间或间隙。
混合块体只要备有能够混合来自气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体的混合空间就可以了,混合块体也可以由一个或多个混合块体构成,多个混合块体也可以从上游方向朝下游方向并设。例如,在混合空间中,没有必要个别地喷雾气体与液体,也可以把混合了气体与液体的混合雾沫喷射到混合空间。在这种情况下,也可以在第1混合块体的混合空间的上游侧,设置用来混合来自气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体的第2混合块体(混合单元或混合空间)。此外,混合块体可以是能够收容或装设于长块体的在纵长方向上延伸的收容空间的一个长条状的混合块体或短的混合块体,也可以是在纵长方向上延伸的收容空间中,能够相互邻接地收容或装设的多个混合块体。从经济性的观点来说,通常多由一个混合块体构成。
气体喷射口(或气体喷射路)和液体喷射口(或液体喷射路)只要与混合空间连通就可以了,可以在前述多个块体(例如,前述一对块体)上延伸地形成,也可以是气体喷射口在混合块体和气体供给块体当中的某一方的块体上形成,液体喷射口在混合块体和气体供给块体当中的某一方的块体上形成。也就是说,可以在喷射口与混合空间之间夹着流路(例如,短的流路)。往往气体喷射口和液体喷射口当中的至少一方的喷射口形成在混合块体上,往往气体喷射口和液体喷射口的双方形成在混合块体上。此外,气体喷射口和液体喷射口通常分别面对(或面向)混合空间。再者,气体喷射口与气体供给路相通,液体喷射口与液体供给路相通。
喷射口(气体喷射口和液体喷射口)只要能够气体与液体混合,则可以形成在混合空间的任意的部位(例如混合空间的最上游部或顶部,混合空间的侧部壁等)。气体喷射口相对于喷出口(窄缝状喷出口等)可以形成在与液体喷射口同一高度位置或不同的高度位置上,可以在液体喷射口的下游侧形成也可以在上游侧形成,也可以气体喷射口与液体喷射口相互对置或对峙。为了靠来自气体喷射口的喷射气体有效地微细化来自液体喷射口的液体,在液体喷射口的上游侧形成气体喷射口是有利的。此外,在混合空间中在上游侧形成气体喷射口是有利的。
此外,各喷射口可以由单一的喷射口构成,也可以由多个喷射口(例如,并列或非并列的多个开口部)构成。多个喷射口也可以每隔规定间隔规则地或非规则地形成。各喷射口通常也可以在混合块体的轴向(或纵长方向)上留出规定间隔地由面对混合空间的喷射口构成。多个喷射口的排列形态未特别限制,在块体为长条状的情况下,气体喷射口和液体喷射口可以在块体的纵长方向上每隔规定间隔地形成,气体喷射口的间隔与液体喷射口的间隔可以相同也可以不同。例如,也可以使气体喷射口的间隔小于液体喷射口的间隔。气体喷射口与液体喷射口可以分别在纵长方向的对应的位置上相互对置(例如,在同一面或同一线上对置)地形成,也能够以相互非对置状态形成。此外,气体喷射口和液体喷射口也可以在混合块体的纵长方向上相互位置不同地开口。例如,气体喷射口可以位于邻接于混合块体的纵长方向的液体喷射口之间,液体喷射口可以位于邻接的气体喷射口之间。气体喷射口和液体喷射口可以在混合空间的一方的内壁上形成也可以在相互对向的双方的内壁上形成。
气体喷射口和液体喷射口的形状未特别限制,可以是孔状〔圆形孔状(圆状、椭圆状等)、多边孔状(四边孔状等)等〕、放射状(十字状等)等非窄缝状,也可以是窄缝状(或细长状)。气体喷射口(或气体喷射路)和液体喷射口(或液体喷射路)的至少一方的喷射口可以是窄缝状或孔状,通常,分别是孔状(圆筒状等)。喷射口能够以相同的内径或宽度来形成,也可以在断面形状上,下游侧的内径或宽度与上游侧相比连续或分阶段地扩大,但是也可以连续或分阶段地收窄而形成尖细状。
再者,虽然向喷出口喷射来自液体喷射口的液体流的情况很少,但是根据混合空间的形态等,如果需要,则也可以使液体喷射口朝向喷出口开口。
前述混合空间例如可以形成于来自气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体合流的合流区。也就是说,混合空间只要包括来自前述气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体的合流部或合流区就可以了,也可以从合流部或合流区在喷嘴的至少纵向(例如,纵向和/或横向)或斜向上形成。混合空间的形状未特别限制,例如,虽然可以是在轴向或纵长方向上延伸的空间,但是也可以是在纵长方向上留出间隔独立地形成的空间,例如柱状〔圆柱状、椭圆柱状、棱柱状(四棱柱状等多棱柱状)等〕,球状、椭圆体状等,混合空间的上部和/或下部也可以是窄缝状(或窄状)。再者,圆柱状等混合空间可以通过开孔加工等来形成,球状、椭圆体状等混合空间可以通过凹面加工出能够相互紧密紧固混合块体的多个块体构件(例如,一对块体构件)的对置部来形成。混合空间通常是圆筒状等筒状。虽然混合空间只要具有沿着流体(气体、液体)的喷射方向延伸的空间(鼓出状空间等)就可以了,但是往往在前述气体喷射口与液体喷射口的合流部(气体与液体的合流部)或从该合流部至少在下游方向(喷出口的方向)上形成。混合空间多为在断面形状上为纵长形状(例如纵长的圆柱状等)纵长的空间。进而,混合空间也可以是随着在下游方向上行进连续或分阶段地减小流路直径(内径)的尖细状。
混合空间通常由在混合块体的轴向(或纵长方向)上留出规定间隔独立的多个混合空间构成。多个混合空间的排列形态未特别限制,在混合空间为长条状的情况下,可以在块体的纵长方向上每隔规定间隔在同一线上形成,也可以交叉地形成。此外,混合空间的间隔可以相同也可以不同。
进而,在混合块体中,从上游方向朝下游方向(流体的流动方向)可以形成多个混合空间,也可以在多个混合空间之间夹着连通流路(孔状连通流路或喷射流路)。在流体的流动方向上形成多个混合空间的情况下,可以把来自气体供给路的气体与来自液体供给路的液体喷射到单一的混合空间(上游侧或下游侧的混合空间),也可以把气体与液体喷射到相互不同的混合空间。进而,利用多个混合空间而把气体与液体喷射到单一的混合空间(特别是上游侧的混合空间)的情况下,气体喷射口与液体喷射口的开口位置未特别限制,可以是相同的高度位置,气体喷射口可以在液体喷射口的上游部开口,也可以在液体喷射口的下游侧开口。
气体喷射口与液体喷射口相对于混合空间的朝向未特别限制,也可以在混合空间中,在纵向和/或横向(在上述例子中,混合空间的延伸方向和/或纵长方向)上留出间隔地平行地喷射气体与液体而混合。此外,也可以使气体喷射口和液体喷射口当中的至少一方的喷射口(特别是双方的喷射口)朝向形成混合空间的壁面冲击的方向(相对于壁面交叉或正交的方向)开口,喷射气体与液体。也就是说,混合空间或其内壁在对流体的喷射方向交叉或正交的方向上延伸地形成,也可以提高合流的流体的冲击频度或混合效率。例如,气体喷射口和液体喷射口相对于混合空间的朝向通常可以是流体能够对混合空间的内壁冲击的方向,例如,相对于混合空间的内壁正交的方向或倾斜方向。进而,也可以在混合空间中在相互交叉的方向(例如,倾斜方向)或对置的方向上喷射并混合气体与液体。例如,也可以在混合空间中,沿着对置面的方向(或形成混合空间的侧部内壁),与来自气体喷射口和液体喷射口的气体和液体的喷射方向交叉(或正交)。再者,在混合空间内使气体与液体直接冲击的情况下,气体喷射口和液体喷射口以气体流与液体流能够相互冲击的角度开口即可。也就是说,只要气体喷射口在相对于液体流交叉的方向上开口,液体喷射口在相对于气体流交叉的方向上开口就可以了。
在这种形态中,如果从喷射口对混合空间的内壁喷射液体,则使气体与液体冲击形成混合空间的内壁,可以靠气体高效率地细化液体,并且在混合雾沫朝混合空间的延伸方向(喷出口的方向)流动的过程中也反复进行与内壁的冲击与液滴与空气的冲击,可以效率更高地形成均质化的混合雾沫。
前述腔室(通到气体供给路和/或液体供给路的流体储存部)不一定需要,也可以在混合空间内使来自通到气体供给口的气体喷射口的气体与来自通到液体供给口的液体喷射口的液体直接喷射。为了更有效地混合气体与液体而生成均质的混合雾沫,也可以在喷射口与该喷射口的上游侧的流体的流路之间形成腔室(液体储存部)。特别是至少在气体喷射口和/或液体喷射口的上游侧(邻接于气体喷射口和/或液体喷射口的上游侧)形成腔室(流体储存部)是有利的。这种腔室具有相对于流体的压力和流量的变动的缓和作用(缓冲作用),在生成均一的混合雾沫上是有用的。腔室没有必要一定形成在气体流路,至少形成在液体流路上是有利的。特别是,最好是至少在液体喷射口的上游侧形成腔室,如果在气体流路上形成腔室则是更加有利的。腔室(流体储存部)也可以在具有通到喷射口的流路的块体,例如,多个块体和/或混合块体上形成。
腔室不限于单一的腔室,也可以由多个腔室构成。在利用多个腔室的情况下,腔室的数量可以是2~5个,最好是2~3个,通常多为两个(第1腔室和第2腔室)。多个腔室(流体储存部)的容积往往是从上游侧朝下游方向连续或分阶段地减小。此外,在形成多个腔室的情况下,下游侧的腔室也可以是流体的储存能力小,例如,流路受节制的节流流路。
再者,在形成多个腔室的情况下,也可以在腔室间的隔壁上形成连通部(例如,窄缝状、十字状或孔状连通部)。连通部多为孔状连通部。例如,也可以至少在液体喷射口的上游侧,至少多个腔室经由连通部(流路)与之连通。在隔壁上所形成的连通部可以是单一的连通部,也可以是规则地或非规则地形成的多个连通部。在形成多个腔室的情况下,为了防止流体走捷径(流体的流动不受限制,在流动方向上径直通过),连通面对混合空间的流体的喷射口与腔室间的连通部(孔状连通部、孔状流路等)在纵向和/或横向,特别是至少纵向上的位置不同。
腔室的纵断面形状可以为圆形、椭圆形、多边形(四边形等)等,腔室可以沿着流体(气体、液体)的流动方向(或供给方向)形成,也可以在相对于流体的流动方向(或供给方向)交叉或正交的方向上延伸地形成。
在最佳形态中,混合块体通常包括:与一对块体当中的至少一方的块体的气体供给路相通、而且直到面对混合空间的气体喷射口的气体流路(气体喷射路),位于该气体流路的下游侧、容积或流路大于气体流路的混合空间,与一对块体当中的至少一方的块体的液体供给路相通的第1液体流路(液体储存部或液体腔室),以及位于该第1液体流路的下游侧、流路比第1液体流路窄、而且直到面对混合空间的液体喷射口的第2液体流路(液体喷射路)。在混合块体中,也可以在一对块体当中的至少一方的块体的气体供给路与气体喷射口之间夹着第1气体流路(气体储存部或气体腔室),在该第1气体流路(气体储存部或气体腔室)的下游侧,也可以形成流路比第1气体流路窄、而且喷射口面对混合空间的气体喷射路。
进而,混合块体往往包括:纵长的混合空间,在该纵长的混合空间的侧部或上部(上游端)处面对(或开口)的气体喷射口,以及在纵长的混合空间的侧部处面对(或开口)的液体喷射口。此外,由气体喷射口、液体喷射口、以及混合空间所构成的混合流部大多在混合块体(长的混合块体)的纵长方向上每隔规定间隔独立地形成。
进而,多个块体能够形成连通于混合块体的混合空间的下游端的喷出口(喷出流路、喷出凹部或喷出空间)。喷出口(或喷出流路)可以形成在多个块体当中的适当部位,例如位于最下游侧的对置部处,在一对块体中,大多形成在相互对置的一对块体的最下游区的对置面或对置部位上。喷出口可以与前述混合空间同轴地形成,也可以从混合空间的轴线错开地形成。在一对块体中,喷出口既可以由隔离件或密封件来形成,也可以由一对块体当中的至少一方的块体(例如一方的块体或双方的块体)的端部内面或对置面的缺口来形成。
喷出口不限于直线状,也可以是一对块体当中的一方的块体与另一方的块体相互不同(或交互地)地形成。此外,喷出口没有必要连续地形成,可以每隔规定间隔离开地形成。例如,可以每隔规定间隔在直线上形成一列,也可以留出规定间隔在一列上交互地形成多个喷出口。喷出口的形状未特别限制,可以是孔状(圆孔、椭圆孔、方孔状等),窄四边形或窄缝状,但通常多是窄缝状,特别是直线状地延伸的窄缝状喷出口。
喷出口的间隔可以利用配置于块体间(对置的块体的对接部或对接面)的隔离件或密封件,例如夹在块体间的氟树脂片、可以是片状的硅树脂等的密封件或隔离件等进行调整,如前所述,也可以靠窄缝调整机构进行调整。
通常,在一对块体中,在第1块体(气体供给块体或流体供给块体)与第2块体(液体供给块体或对置块体)之间,形成用来喷出在混合空间中所混合的混合雾沫的窄缝状喷出口。喷出口(喷出流路)的流路宽度(或间隔)在从上游向下游的方向上既可以是等间隔,也可以加大,还可以减小。此外,在从混合空间的下游端到喷出口的喷出流路中,也可以形成来自混合空间的混合雾沫冲击的阶梯部或倾斜部。阶梯部(阶梯壁)既可以在相对于喷嘴的倾斜方向垂直的方向(或宽度方向)上形成,也可以在上游(斜上方)方向上倾斜地形成,还可以在下游(斜下方)方向上倾斜地形成。阶梯部的数量(阶梯数)未特别限制,例如,可以为1~7个,最好是1~5个(特别是2~4个)左右。倾斜部(倾斜壁)通常在从上游到下游的方向上倾斜(或尖细状地)形成。冲击于这种阶梯部(阶梯壁)或倾斜部(倾斜壁)的混合雾沫在喷嘴的纵长方向上扩散,从喷出口以均一的喷雾量(特别是,纵长方向的喷雾量)喷雾或喷射。前述喷出流路的流路宽度通常是下游端的流路比上游端窄,流路宽度连续地或分阶段地节流收窄。特别是,喷出流路可以急剧地收窄下游端的流路,例如,也能够以断面Y字形的形态收窄喷出口前端部的流路。进而,喷出口(喷出流路)也可以由流路宽度不同的多个流路来形成。例如,也可以在喷出流路中,从混合空间的下游端向下游方向形成腔室(例如,小于混合空间的宽度的流体储存部),也可以在从混合空间的下游端到喷出口间的流路中形成流路宽度窄的节流流路(或狭窄流路)。
此外,在前述喷出流路上,可以使来自混合空间的混合雾沫扩散,为了进一步均一化来自喷出口的喷雾量(特别是,纵长方向的喷雾量),也可以形成每单位体积的容积大的扩散室。扩散室由在相对于混合雾沫的喷出方向交叉或正交的方向上扩大的空间来形成,扩散室可以由在断面形状(纵断面形状)上为三角形、四边形、五边形、六边形等多边形的空间,圆形或椭圆形等具有弯曲面的空间等来形成,也可以把这些空间组合起来。扩散室通常可以由在断面形状(纵断面形状)上为从上游侧向下游侧宽度相同的空间、连续或分阶段地变窄的尖细状的空间(上游侧鼓出而下游侧收窄的空间)、或者把这些组合起来的空间来形成。尖细状的空间例如由多个直线部构成,可以是直线地收窄的多边形的空间,也可以是弯曲地下游侧收窄的弯曲形状的空间(液滴形状、纺锤形状、心形形状的空间等)。尖细状的空间(扩散室)最好形成在喷出流路的下游区。进而,如果把在喷出流路的上游区形成的扩散室与在喷出流路的下游区形成的尖细状的扩散室组合起来,则可以进一步均一化喷嘴的轴向(纵长方向)上的混合雾沫的喷雾量分布。
再者,在由分别具有连通于气体喷射口和液体喷射口的气体供给路和液体供给路的第1块体(流体供给块体),和与该第1块体对置配置的平板状的第2块体(对置块体)构成多个块体(前述一对块体等)的情况下,可以使前述第2块体的厚度非常薄,可以减小前述第2块体(对置块体)相对于前述第1块体(流体供给块体)的最大厚度(或最大宽度)的厚度。特别是,由气体供给路和液体供给路,能够收容前述混合块体的收容空间(或收容凹部),以及对应于喷出口(或喷出流路)的喷出空间(喷出凹部)构成多个块体(前述一对块体)的情况下,对减小第2块体的厚度是有利的。第1块体(流体供给块体)的最大厚度(或最大宽度)与第2块体(对置块体)的厚度的比率(前者/后者)例如可以是20/1~2/1,最好是15/1~2.5/1,更好是10/1~3/1。如果用这种平板状(特别是对置面为平面状)块体,则可以减少双流体喷嘴的零件数,可以轻量化,并且可以缩短加工时间,消减加工成本。
虽然多个块体(前述一对块体等)与混合块体可以相互固定,但是为了提高维修性,也可以取为能够相互装拆自如地装设或组装。装设或组装机构未特别限制,例如,可以采用包括螺纹接合机构的紧固机构、配合机构、卡固或钩挂机构等。多个块体(前述一对块体等)与混合块体通常在多个块体与混合块体之间夹着密封机构,通过靠紧固机构或固定机构来固定而一体化,形成双流体喷嘴。紧固机构或固定机构的种类未特别限制,可以举出紧固机构,例如螺钉、螺栓·螺母等螺纹接合机构(螺纹构件)、带等紧固机构,强压机构等。
再者,因为在多个块体间夹着混合块体,故通过利用该混合块体,至少不扰乱混合空间及其下游区中的流体的流动,可以通过紧固机构或固定机构在适当部位紧密地紧固或固定多个块体的各块体与混合块体。也就是说,如果通过紧固机构(螺钉等螺纹接合机构或螺纹机构等)紧固各块体与混合块体,则紧固机构至少相对于混合空间及其下游区中的流体的流路不交叉。更具体地说,例如,可以通过紧固机构(螺纹机构等)紧固一对块体当中的另一方的块体与混合块体,也可以通过紧固机构(螺纹机构等紧固另一方的块体与混合块体)在这种形态中,螺纹机构等紧固机构不侵入混合空间及其下游区域的流路,紧固机构不会延伸到流路中而突出到流路内,或跨过流路面阻断。因此,不会对在混合空间及其下游区域的流路中流体的流动产生不良影响。能够以均一的分布喷雾混合雾沫。因此,对于紧固机构或固定机构引起的多个块体与混合块体的固定或紧固部位,只要可以均一地喷雾,则未特别限制,例如,可以在混合空间或混合空间的上游区(或上游部)处固定或紧固,也可以在流体的喷射口的下游侧(对应于从喷射口到喷出口的流路的部位)处固定或紧固。再者,在喷出口的宽度(窄缝状喷出口的窄缝宽度等)因加压流体而变动的情况下,往往在混合块体的下游区(下部侧面)处与邻接的块体紧固或固定。
再者,为了抑制流体的流动被扰乱,多个块体(例如,一对块体)彼此的固定或紧固往往在混合空间或混合空间的上游区(或上游部)处固定或紧固。虽然在前述例子中,螺纹机构(螺纹构件)贯通形成在多个块体之间的腔室而紧固多个块体(例如,一对块体),但是也可以在多个块体(例如,一对块体)的上部的面接触部等处紧固。
进而,紧固机构也可以构成调整喷出口宽度(例如,窄缝状喷出口的窄缝宽度)用的喷出宽度调整机构(例如,窄缝宽度调整机构)。也就是说,如前所述,紧固机构也可以由能够相互拉近而紧固多个块体(例如,一对块体)与混合块体的螺纹机构(宽度狭窄机构,例如,窄缝宽度狭窄机构),和以多个块体(例如,一对块体)为支点而能够推压混合块体的螺纹机构(宽度扩大机构,例如,窄缝宽度扩大机构)构成。此外,也可以根据块体的轴向(或纵长方向)的长度(或喷出口的长度)等设置多个宽度调整机构,这种宽度狭窄机构与宽度扩大机构可以相互邻接地沿着轴向或纵长方向形成。再者,密封件(环状填料等)只要能够气密或液密地密封(或封固)多个块体与混合块体之间就可以了,并不像前述的例子那样限于混合块体的两侧部,也可以在混合块体的侧面和/或上下面处气密或液密地密封(或封固)。换句话说,用来配置密封件(环状填料等)的环形槽像前述的例子那样,往往至少形成在混合块体上,也可以形成在多个块体(例如,一对块体)上。此外,如果必要,也可以在多个块体(例如,一对块体)与混合块体之间的对置部处,在各螺纹机构的周围配置环形密封件(环状填料)。
在本发明中,像以下举例表示所示,也可以把前述种种的形态组合起构成双流体喷嘴。图7是表示本发明的双流体喷嘴的另一个例子的概略剖视透视图。再者,针对实现与前述图1中所示的喷嘴同样的功能的要素,赋予与图1同样的附图标记进行说明(以下相同)。在该例子中,除了在一对块体1、2当中的一方的块体1上形成气体供给路33a,在另一方的块体2上形成液体供给路4这一点外,与图1中所示的双流体喷嘴同样地构成。
图8是表示本发明的双流体喷嘴的又一个例子的概略剖视透视图。在该例子中,与图1中所示的例子不同,除了在一对块体1、2的上部不形成气体储存用的第1腔室(气体储存部)5这一点,在一对块体1、2当中的一方的块体1上形成气体供给路33b,这种气体供给路经由在混合块体36a的侧壁上所形成的流路(连通路)35与第2腔室(第1气体流路或气体储存部)7相通这一点外,与图1中所示的双流体喷嘴同样地构成。在该例子中,代替图4中在一对块体1、2的上部所形成的气体储存用的第1腔室(气体储存部)5,以流路35作为气体储存部发挥功能也是可能的。
图9是表示本发明的双流体喷嘴的再一个例子的概略剖视透视图。在该例子中,在混合块体36b上,形成从上游朝下游方向贯通地延伸的一个混合空间42a,在一对块体1、2当中的一方的块体1上形成有气体供给路33b,该气体供给路经由朝下游方向依次容积较小的多个腔室(气体储存部)37a、37b与喷出口面对混合空间42a的喷射流路38a相通。此外,在另一方的块体2上形成液体供给路4,该液体供给路经由朝下游方向依次容积较小的多个腔室(液体储存部)39、40与喷出口面对混合空间42a的喷射流路11相通。再者,在混合空间42a中,喷射流路38a的气体喷射口在喷射流路11的液体喷射口的上游的位置处开口。此外,与图1的例子不同,在一对块体1、2的上部不形成气体储存用的第1腔室(气体储存部)5。
进而,喷出流路由从混合空间42a向同轴线地形成的喷出口14依次流路宽度变窄的多个流路构成。在该例子中,由从混合空间42a的下游端在下游方向上所形成的第1流路(流体储存部)43a,与从该第1流路(流体储存部)在下游方向上所形成、且流路宽度比第1流路(流体储存部)窄的第2流路(节流部)43b构成,该第2流路(节流部)以窄缝状直到喷出口14。
图10是表示本发明的双流体喷嘴的还有一个例子的概略剖视透视图。在该例子中,与图1中所示的例子不同,在一对块体1、2的上部不形成气体储存用的第1腔室(气体储存部)5,在一对块体1、2当中的一方的块体2上,气体供给路3与液体供给路4在纵长方向的不同部位形成。此外,在混合块体6上,从上游方向朝下游方向,形成有第1混合空间42b与第2混合空间42c,这些混合空间42b、42c经由喷射口面对第2混合空间42c的喷射流路(流体喷射流路)48a相互连通。前述气体供给路3经由朝下游方向依次容积较小的多个腔室(气体储存部)37a、37b与喷射口面对混合块体6的第1混合空间42b的喷射流路38a相通,液体供给路4经由朝下游方向依次容积较小的多个腔室(液体储存部)39、40与喷射口面对第1混合空间42b的喷射流路11相通。在第1混合空间42b中,气体喷射流路38a的开口部(气体喷射口)位于液体喷射流路11的开口部(液体喷射口)的上游侧。
图11是表示本发明的双流体喷嘴的另一个例子的概略剖视透视图。在该例子中,在混合块体6上,与前述图10同样,从上游方向朝下游方向,形成有第1混合空间42b与第2混合空间42c,这些混合空间42b、42c经由喷射流路48a相互连通。此外,在一对块体1、2当中的一方的块体1上形成气体供给路3,该气体供给路3经由朝下游方向依次容积较小的多个腔室(气体储存部)37a、37b,与喷射口相对于第1混合空间42b朝向斜上方开口的喷射流路38b相通。另一方面,在另一方的块体2上所形成的液体供给路4经由朝下游方向依次容积较小的多个腔室(液体储存部)39、40,与喷射口相对于第1混合空间42b朝向斜上方开口的喷射流路41a相通。此外,喷射流路38b的开口部(喷射口)与喷射流路41a的开口部(喷射口)相互对峙。
图12是表示本发明的双流体喷嘴的又一个例子的概略剖视透视图。在该例子中,喷出流路由与混合空间12连通的规定流路宽度的第1喷出流路53a,和形成在该第1喷出流路的下游侧、断面形状为液滴状或纺锤状的扩散室53b构成,该扩散室的下游端直到喷出口14。
图13是表示本发明的双流体喷嘴的另一个例子的概略剖视透视图。在该例子中,喷出流路由与混合空间12连通的规定流路宽度的第1喷出流路63a,形成在该第1喷出流路的中途部的断面为四边形的第1扩散室63b,以及形成在前述第1喷出流路的下游区、断面形状为液滴状或纺锤状的第2扩散室63c构成,该第2扩散室的下游端延伸到喷出口14。
在这种双流体喷嘴中也可以高效地混合气体与液体而生成液滴微细化和均一化的混合雾沫,可以从窄缝状喷出口以尖锐的喷雾图形均一地喷雾在混合空间中所混合的混合雾沫,可以既提高冲击力和清洗力又均等或均一化雾沫的喷雾分布。进而,因为只要把各块体组合起来就可以了,故可以提高双流体喷嘴的生产率。
图14是表示本发明的双流体喷嘴的又一个例子的概略分解透视图。这种双流体喷嘴,除了纵长方向的两侧部靠由填料与紧固块体所构成的密封块体来封固这一点,代替环形密封件(环状填料)使用线形密封件(线状填料)这一点,在喷出流路上形成断面为四边形的多个第1扩散室这一点外,与图13中所示的双流体喷嘴同样地构成。
也就是说,双流体喷嘴备有相互对峙的一对块体1、2,和收容或装设于这些块体的收容空间(沿着一对块体1、2的纵长方向延伸、两端部开放的收容凹部)的混合块体6,在装设或收容于前述收容空间或收容凹部的状态下,混合块体6的纵长方向的两端面与一对块体1、2的两端面几乎共面地形成。在一对块体1、2的两端面上形成有螺纹接合孔70,在这些块体1、2、6的两端面上配置对应于端面形状的片或板状密封件68,和板状密封块体69,螺钉(未画出)可利用片或板状密封件68的孔71与板状密封块体69的孔72而相对于一对块体1、2的两端面的螺纹接合孔70螺纹接合。因此,块体1、2、6的两端面能够通过经由片或板状密封件68紧固板状密封块体69而紧密地密封。
此外,为了密封混合块体6与一对块体1、2之间,在混合块体6与一对块体1、2的两侧面的上下部上形成用来配置线形密封件(未画出)的在纵长方向上延伸的槽部65,在一对块体1、2的上部的对置面上形成用来配置线形密封件(未画出)的在纵长方向上延伸的槽部67。进而,喷出流路自上游侧至下游侧由与混合空间12连通的规定流路宽度的第1喷出流路63a,断面为四边形的两个第扩散室63b、63b,以及断面形状为液滴状或纺锤状的第2扩散室63c构成,该第2扩散室的下游端延伸到喷出口14上。
即使这种由五个块体所构成的双流体喷嘴也与前述同样从窄缝状喷出口以尖锐的喷雾图形均一地喷雾,可以既提高冲击力和清洗力又均等或均一化雾沫的喷雾分布。此外,因为只要把各块体组合起来就可以了,故可以提高双流体喷嘴的生产率。进而,即使在因一对块体的翘曲或变形等两侧部处的密封性降低的情况下,也可以在两侧部处气密和液密地密封,可以既防止流体的泄漏又可靠地均等化或均一化雾沫的喷雾分布。
再者,虽然在图14中所示的结构的双流体喷嘴中,混合块体的收容空间(或收容凹部)在纵长方向的两侧部处敞开,但是混合块体也可以如前所述,收容于一对块体的两端部的内方区域中形成的收容空间内,收容空间(或收容凹部)在纵长方向的两侧部处封闭。此外,也可以在密封块体上形成混合块体的收容空间,形成收容混合块体的两侧部的凹部。此外,用来密封双流体喷嘴的纵长方向的两侧部的密封件和密封块体没有必要一定是片状或板状,只要能够密封,也可以是环状等中空状(环状密封件或环状密封块体),U字形等。
图15是表示本发明的双流体喷嘴的另一个例子的概略剖视透视图。这种双流体喷嘴除了在相互对置的一对块体当中的一方的块体的对置壁上形成用于形成各流路的流路凹部,用来收容混合块体的收容凹部,以及用来形成喷出口(窄缝状喷出口)的喷出凹部,另一方的块体对应于一方的块体的对置面平面状地形成这一点,以及喷出流路的形态不同这一点外,与图4的双流体喷嘴具有同样的形态。
也就是说,这种双流体喷嘴由相互对置的长条状的一对块体1a、2a构成,在一对块体1a、2a当中的块体2a(流体供给块体)的外壁(或非对置壁)上,形成经由多个腔室(气体储存部)75、77与气体喷射口78相通的气体供给路(或供给口)73,和在纵向上位于该气体供给路(或供给口)73的下方、经由多个腔室(液体储存部)79、80与液体喷射口81相通的液体供给路(或供给口)74。此外,在块体2a(流体供给块体)的对置壁上,前述气体供给路73的下游侧,形成有用来形成在纵长方向上延伸的气体储存用的腔室75的长槽状凹部,在纵向上邻接于前述长槽状凹部的下游侧、且在对应于前述液体供给路74的部位的纵长方向上,形成有用来收容断面为四边形的长形的混合块体76的规定宽度(规定的纵向长度)的收容凹部。在该收容凹部的下游侧,分别对应于第1至第4流路93a、93b、93c、93d的第1至第4凹部以深度与前述收容凹部相比从上游方向朝下游方向分阶段地减小的方式形成,下游侧的第4流路93d达到窄缝状喷出口84。再者,用来收容混合块体76的收容凹部的深度大于用来形成腔室75的长槽状凹部的深度地形成。
前述混合块体76具有与图4的双流体喷嘴的混合块体6同样的形态。也就是说,前述混合块体76备有与前述第1腔室(气体储存部)75相通、且位于流路直径小于前述腔室(气体储存部)75的第2腔室(第1气体流路)77,位于该第2腔室(第1气体流路)77的下游侧、流路比第1气体流路77要窄、且面对混合空间82的气体喷射口(孔状气体喷射口)78,与液体供给路(或供给口)74相通的液体储存用的第1腔室(第1液体流路或液体储存部)79,位于该第1腔室(第1液体流路)79的下游侧、流路直径小于第1液体流路79的液体储存用的第2腔室(第2液体流路或液体储存部)80,以及在该第2腔室80的下游侧处流路狭窄、且面对混合空间82的液体喷射口(孔状液体喷射口)81。再者,在本例子中也是,由作为气体储存部的第2腔室77、气体喷射口78、作为液体储存部的第1腔室79和第2腔室80、液体喷射口81、以及混合空间82构成一个混合流路,这种混合流路在混合块体76的纵长方向上每隔规定间隔圆筒状地形成。进而,在混合块体76的下游侧,在相互对置的块体(第1块体,与对置面为平面状的对置块体)之间,形成用来喷出在混合空间82中所混合的混合雾沫的、连通于喷出口(窄缝状喷出口)84并从上游朝下游方向流路宽度分阶段地减小的多个喷出流路93(或第1至第4流路93a、93b、93c、93d)。再者,在此例子中,喷出口84从混合空间82的轴线错开地形成。
此外,在该例子中也是,为了在前述一对长块体1a、2a的收容空间内气密和液密地装设混合单元76,故在混合单元76的块体2a侧的侧壁的外周部所形成的环形槽中配置环状密封件(填料)85,对应于前述混合块体76的外周部,在块体1a上所形成的环形槽中配置环状密封件(填料)86,并且在一对长块体1a、2a的对置面当中的除了喷出口84之外的外周部(周缘部)上所形成的凹槽中也配置密封件(填料)87,靠密封机构密封一对块体1a、2a与混合块体76之间。而且,一对块体1a、2a与混合块体76在与图4中所示的双流体喷嘴同样的形态下至少不扰乱混合空间82及其下游区处的流体的流动,靠螺栓·螺母、螺纹构件(未画出)等固定机构(螺纹机构)固定而一体化。
图16是表示本发明的双流体喷嘴的又一个例子的概略剖视透视图。在该例子中,除了喷出流路的流路宽度从上游朝下游方向不是分阶段地而是连续地减小这一点外,具有与图15中所示的例子同样的结构。也就是说,喷出流路83形成在相互对置的块体(第1块体、对置面为平面状的第2块体)之间,与混合空间82相通,且从上游方向朝下游方向流路宽度连续地收窄,倾斜地(尖细状地)形成。下游侧的喷出流路83达到喷出口(窄缝状喷出口)84。
图17是表示本发明的双流体喷嘴的另一个例子的概略剖视透视图。在该例子中,除了一对块体1a、2a当中的块体1a没有用来收容混合块体的收容空间(收容凹部)和对应于喷出口(喷出流路)的喷出空间(喷出凹部)这一点,混合空间的形态和喷出流路的形态不同这一点外,具有与图10中所示的双流体喷嘴同样的形态。
也就是说,在该例子中,一对块体1a、2a由在对置壁上形成有前述收容空间(收容凹部)和对应于喷出口(喷出流路)的喷出空间的块体2a(第1块体),和对置面为平面状的块体1a(第2块体)构成。
在混合块体106a上,形成从上游朝下游方向贯通延伸的一个混合空间112a,在块体2a上形成气体供给路103,该气体供给路经由朝下游方向依次容积较小的多个腔室(气体储存部)107a、107b与喷射口面对混合空间112a的喷射流路108相通。进而,在块体2a上,纵向上前述气体供给路103的下方形成液体供给路74,该液体供给路经由朝下游方向依次容积较小的多个腔室(液体储存部)109、110与喷射口面对混合空间112a的喷射流路81相通。另外,在混合空间112a中,喷射流路108的气体喷射口在喷射流路81的液体喷射口的上游的位置处开口。
喷出流路93具有与图15同样的形态。也就是说,喷出流路93连通于喷出口(窄缝状喷出口)84而由从上游朝下游方向流路宽度分阶段地减小的多个流路(或第1至第4流路93a、93b、93c、93d)构成。再者,在该例子中也是,喷出口84从混合空间112a的轴线错开地形成。
图18是表示本发明的双流体喷嘴的又一个例子的概略剖视透视图。在该例子中,与图17中所示的例子不同,在混合块体106b上,从上游方向朝下游方向,形成第1混合空间112b与第2混合空间112c,这些混合空间112b、112c经由喷射流路(流体喷射流路)98a相互连通。经由多个腔室(气体储存部)107a、107b通到前述气体供给路103的喷射流路108和经由多个腔室(液体储存部)109、110通到液体供给路74的喷射流路81朝向第1混合空间112b开口,气体喷射流路108的开口部(气体喷射口)位于液体喷射流路81的开口部(液体喷射口)的上游侧。
再者,在一方的块体为平板状(或对置面为平面状)的双流体喷嘴中也是,混合块体收容于一对块体的两端部的内方区域中所形成的收容空间内,收容空间(或收容凹部)也可以在纵长方向的两侧部处封闭。此外,混合块体在收容于收容空间(或收容凹部)的状态下,在混合块体的纵长方向上延伸的两侧面与一对块体的内面几乎共面地形成,纵长方向的两侧部与前述同样,也可以靠由填料与紧固块体构成的密封块体来密封。
即使这种一方的块体为平板状(或对置面为平面状)的双流体喷嘴,也与前述同样可以从窄缝状喷出口以尖锐的喷雾图形均一地喷雾,可以既提高冲击力和清洗力,又均等或均一化雾沫的喷雾分布。进而,因为一对块体当中的一方的块体为平板状,故可以减少零件数(轻量化),具有良好的维修性,并且可以缩短加工时间,还削减成本,所以可以提高双流体喷嘴的生产率。例如,在一方的块体为平板状(或对置面为平面状)的双流体喷嘴中,与纵向的长度几乎相同(例如,50~70mm左右),而且一方的块体不是平板状(或对置面为平面状)的双流体喷嘴相比,可以把重量(长度方向与单位长度的重量)减轻10~50%,最好是减轻20~40%,更好是减轻25~35%左右。此外,平板状块体(或对置块体)的加工时间也可以缩短10~80%,最好是缩短20~75%,更好是缩短30~70%,特别是缩短40~65%(例如,50~65%)左右。
在本发明的方法中,在混合空间中混合气体与液体,从喷出口喷雾或喷射所生成的混合雾沫。在这种方法中,相对于气体喷射口和液体喷射口分别供给气体和液体,在收容于由多个块体(一对块体等)所形成的收容空间内的混合块体的混合空间中混合,从由多个块体所形成的喷出口(窄缝状喷出口等)喷雾(或喷射)混合雾沫。在这种方法中,因为在混合空间中,液体流与气体流一起冲击混合空间的内壁而细分化,并且前述冲击反复进行,或可以微粒子化液滴,并且可以均一化液滴直径。
本发明的双流体喷嘴即使以低的气压使气体流通,也可以高效地喷射混合雾沫。气体的压力通常为0.01~1MPa(例如0.05~0.8MPa),最好是0.1~0.7MPa,更好是0.2~0.6MPa左右。此外,也可以是液体作为加压液体(或高压液体)供给,压力是0.01MPa以上(例如0.05~2MPa,最好是0.1~1MPa)左右。进而,在本发明中,也可以加大气体相对于液体的流量,形成微细的液滴。也可以是气体与液体的流量比(体积比率)例如为气体/液体(气液体积比)=30以上(例如30~400,最好是40~250,更好是45~200,特别是50~150左右)。
在本发明的双流体喷嘴中,即使是简单的结构,也可以生成与历来的喷嘴同等尺寸地微粒子化的混合雾沫。虽然雾颗粒的颗粒直径因气体和液体的流量等而变动,但也可以是例如平均颗粒直径(平均液滴直径)是10~100μm,最好是15~80μm(例如,20~60μm),更好是30~55μm(例如,30~50μm)左右。
另外,混合雾沫既可以从喷嘴向下方喷射或喷雾,也可以根据被喷雾对象的位置向斜向或上方喷射或喷雾。
本发明的双流体喷嘴可以利用于种种的用途,例如,被处理体的清洗(半导体晶片或液晶基板等精密机器零件的清洗)、被冷却体的冷却等。
实施例
下面,基于实施例更详细地说明本发明,但是本发明不限于这些实施例。
实施例1
用图13中所示的双流体喷嘴进行了水的喷雾试验。再者,在双流体喷嘴中,由长条状的第1块体与长条状的第2块体形成具有窄缝状喷出口的长度(窄缝长度)1300mm,窄缝厚度(窄缝间隔)0.06mm的一对块体。此外,在一对块体之间所形成的收容空间中,收容着混合块体(长度1300mm,高度30mm,厚度20mm)。在混合块体上,沿着纵长方向以10mm的间隔形成混合流路。也就是说,在混合块体的纵长方向上形成气体储存用腔室(内径4mmφ,长度5mm)与气体喷射流路(内径1.0mmφ,长度1.5mm)和混合空间(内径4mmφ,长度16mm)的流路,并且在混合块体的厚度方向上形成第1液体储存用腔室(内径10mmφ,深度6mm)和液体喷射流路(内径1.0mmφ,长度1.0mm)。进而,在一对块体的下游区的喷出流路中,形成断面为四边形的第1扩散室(宽度3mm,高度1.5mm),在该第1扩散室的下游区,形成断面为液滴状的第2扩散室(最大宽度3mm,高度4mm)。
然后,以空气的流量150m3/h,水的流量1m3/h,气水体积比150,喷射距离10mm的条件测定冲击力时,得到图19和图20中所示的结果。再者,纵长方向的冲击力分布(或喷雾分布)用感压宽度20mm的冲击力测定用传感器沿着纵长方向测定,厚度方向的冲击力分布(或喷雾分布)用感压直径3mmφ的冲击力测定用传感器测定。
从图19和图20可以看出,纵长方向的冲击力是均等的,并且在厚度方向上喷雾厚度小而表现出尖锐的分布,可以得到高的冲击力(最大冲击力=2.4g)。
实施例2
除了用图12中所示的结构的双流体喷嘴(除了在喷出流路上形成第1扩散室这一点外,与图13同样的结构的双流体喷嘴)以外,与实施例1同样测定冲击力分布。其结果,与实施例1相同,纵长方向的冲击力是均等的,并且在厚度方向上喷雾厚度小而表现出尖锐的分布,可以得到高的冲击力(最大冲击力=2.4g)。
实施例3
除了用图1中所示的结构的双流体喷嘴(除了在喷出流路上形成扩散室这一点外,与图13同样的结构的双流体喷嘴)以外,与实施例1同样测定冲击力分布。其结果,虽然在纵长方向的喷雾分布中可以看到轻微的浓淡,但是可以得到与实施例1几乎相同的结果,也就是说,纵长方向的冲击力是均等的,在厚度方向上喷雾厚度小而表现出尖锐的分布,可以得到高的冲击力(最大冲击力=2.4g)。
实施例4
除了用图14中所示的结构的双流体喷嘴以外,与实施例1同样地测定冲击力分布。其结果可以得到与实施例1相同的结果,也就是说,纵长方向的冲击力是均等的,在厚度方向上喷雾厚度小而表现出尖锐的分布,可以得到高的冲击力(最大冲击力=2.4g)。
实施例5
除了用图15中所示的结构的双流体喷嘴(也就是说,除了是在一对块体当中的一方的块体上形成流路形成凹部,另一方的块体为平板状(或对置面为平板状的块体)这一点,喷出流路由从上游方向朝下游方向分阶段地流路宽度变窄的多个流路构成这一点外,与图1同样的结构的双流体喷嘴)以外,与实施例1同样地测定冲击力分布。其结果,可以得到与实施例1同样的冲击力分布,纵长方向的冲击力是均等的,并且在厚度方向上喷雾厚度小而表现出尖锐的分布,可以得到高的冲击力(最大冲击力=2.4g)。此外,在纵长方向的喷雾分布中所看到的轻微的浓淡降低,表示了均匀的喷雾分布。另外,在纵长方向的喷雾分布中所看到的浓淡是在冲击力分布的测定中难以评价。
实施例6
除了用图16中所示的结构的双流体喷嘴(除了喷出流路从上游方向朝下游方向连续地流路宽度变窄这一点外,与图15同样的结构的双流体喷嘴)以外,与实施例1同样地测定冲击力分布。其结果,可以得到与实施例1同样的冲击力分布,纵长方向的冲击力是均等的,并且在厚度方向上喷雾厚度小而表现出尖锐的分布,可以得到高的冲击力(最大冲击力=2.4g)。此外,在纵长方向的喷雾分布中,表现出与实施例5同样的喷雾特性。
比较例1
用特开2004-237282号公报的实施例(参照该公报的图1~图3)中所述的双流体喷嘴进行了喷雾试验。再者,在双流体喷嘴中,断面为方形筒状的喷嘴主体高度50mm,宽度30mm,喷嘴主体的壁厚2mm,在高度方向上,中空圆筒状的供水块体的轴线位于离喷出孔13mm的位置,中空圆筒状的空气供给块体的轴线位于35mm的位置上布置。中空圆筒状的空气供给块体和供水块体的端部从喷嘴主体的端部向侧方伸出。在喷嘴主体的装设孔中,沿着喷嘴主体的纵长方向每隔间隔50mm装设喷嘴管(两端的喷嘴管的间隔=1300mm)。此外,喷嘴管的雾沫喷射孔(小直径的喷射流路)的轴线相对于喷嘴主体的纵长方向的轴线倾斜15°的角度地形成。而且,与实施例1同样地,在空气的流量150m3/h,水的流量1m3/h,气水体积比150,喷射距离60mm的条件下测定纵长方向的冲击力分布时,得到图21中所示的结果。
从图21可以看出,在比较例1中产生对应于喷嘴管数的冲击力变动。
比较例2
用专利第3544650号公报中记载的外部混合方式的喷嘴,使喷嘴的全长、窄缝长度、窄缝厚度、空气流量、水流量、喷雾距离的条件与实施例1同样,进行水的喷雾试验,测定厚度方向的冲击力分布。结果如图22中所示,喷雾厚度比实施例1宽,仅得到低的冲击力(最大冲击力1.3g)。
Claims (12)
1.一种双流体喷嘴,包括用来混合来自气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体的混合空间,和用来喷出来自该混合空间的混合雾沫的喷出口,其特征是,由备有前述混合空间的混合块体,和通过组合能够形成收容该混合块体的收容空间以及前述喷出口、且具有能够分别把气体和液体供给到前述气体喷射口和液体喷射口的供给路的多个块体构成,前述气体为空气,前述液体为水,前述多个块体由具有分别连通于气体喷射口和液体喷射口的气体供给路和液体供给路、能够收容前述混合块体的收容空间、以及能够形成前述喷出口的喷出空间的第1块体,和与该第1块体对置配置的平板状的第2块体构成。
2.权利要求1所述的双流体喷嘴,其特征是,第1块体的最大厚度与第2块体的厚度的比率为前者/后者=20/1~2/1。
3.权利要求1或2所述的双流体喷嘴,其特征是,在邻接于气体喷射口和/或液体喷射口的上游侧形成有腔室。
4.权利要求1或2所述的双流体喷嘴,其特征是,在气体喷射口和液体喷射口的上游形成有容积从上游侧朝下游侧连续或分阶段地减小的多个腔室。
5.权利要求1或2所述的双流体喷嘴,其特征是,气体喷射口相对于喷出口形成在液体喷射口的上游侧。
6.权利要求1或2所述的双流体喷嘴,其特征是,在从混合空间的下游端到喷出口的喷出流路上,形成有每单位体积的容积大于该喷出流路的扩散室。
7.权利要求6所述的双流体喷嘴,其特征是,扩散室由在断面形状上为从上游侧朝向下游方向宽度相同的空间、尖细状的空间或者将其组合起来的空间形成。
8.权利要求1或2所述的双流体喷嘴,其特征是,喷出口从混合空间的轴心错开地形成,在从混合空间的下游端到喷出口的喷出流路上,形成有来自混合空间的混合雾沫冲击的台阶部或倾斜部。
9.权利要求1或2所述的双流体喷嘴,其特征是,多个块体的各块体与混合块体分别由紧固机构或固定机构紧固或固定。
10.一种双流体喷嘴,包括用来混合来自气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体的混合空间,和用来喷出来自该混合空间的混合雾沫的喷出口,其特征是,由备有前述混合空间的混合块体,和通过组合能够形成收容该混合块体的收容空间以及前述喷出口、且具有能够分别把气体和液体供给到前述气体喷射口和液体喷射口的供给路的多个块体构成,前述气体为空气,前述液体为水,
还包括相互对置的一对长条状块体,形成在该一对长条状块体之间的收容空间,收容于该收容空间中、且形成有混合空间的混合块体,形成在该混合块体上、且面对前述混合空间的气体喷射口和液体喷射口,在前述混合空间的下游侧形成在一对长条状块体之间、且用来喷出在前述混合空间中所混合的混合雾沫的窄缝状喷出口,分别形成在邻接于气体喷射口和液体喷射口的上游侧的腔室,形成在一对长条状块体当中的至少一方的块体上、且连到各腔室的气体供给口和液体供给口,用来密封前述一对长条状块体与混合块体之间的密封机构,以及用来固定一对长条状块体与混合块体的固定机构,在一方的块体上,形成有由气体供给口和液体供给口,腔室,收容空间,和喷出空间构成的流路形成凹部,另一方的块体的对置面为平面状。
11.权利要求10所述的双流体喷嘴,其特征是,混合空间是纵长的空间,气体喷射口面对该纵长的空间的上部,液体喷射口面对纵长的空间的侧部,由气体喷射口、液体喷射口、和混合空间所构成的混合流路在混合块体的纵长方向上每隔规定间隔地形成。
12.一种喷雾方法,在混合空间中混合来自气体喷射口的气体与来自液体喷射口的液体,从喷出口喷雾所生成的混合雾沫,其特征是,相对于气体喷射口和液体喷射口分别供给气体和液体,在由多个块体形成的收容空间内的混合块体的混合空间中混合气体与液体,从由多个块体形成的喷出口喷雾混合雾沫,前述气体为空气,前述液体为水,前述多个块体由具有分别连通于气体喷射口和液体喷射口的气体供给路和液体供给路、能够收容前述混合块体的收容空间、以及能够形成前述喷出口的喷出空间的第1块体,和与该第1块体对置配置的平板状的第2块体构成。
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