專利名稱：具有錐形噴霧特征的超聲霧化噴嘴的制作方法
具有錐形噴霧特征的超聲霧化噴嘴
背景技術(shù)：
已知使用噴霧噴嘴來為許多各種各樣的工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)生噴霧，包括例如用液體涂覆 表面。通常，在噴霧噴嘴涂覆應(yīng)用中，液體被噴霧噴嘴霧化成薄霧或液滴噴霧，薄霧或液滴 噴霧被引導(dǎo)和沉積在待涂覆的表面或基底上。可取決于各種各樣的因素選擇霧化液體的實 際的液滴大小和從噴嘴中排出的噴霧的形狀或型式，(這些因素)包括被涂覆的物體的大 小和被霧化的液體。噴嘴的其它應(yīng)用可包括氣體的冷卻應(yīng)用或混合。用于將液體霧化成液滴的一種已知技術(shù)是將諸如空氣的加壓氣體引導(dǎo)到液體中， 且由此以機械的方式將液體分解成液滴。在這種氣體霧化技術(shù)中，可能難以控制和/或最 小化液滴的大小和稠度(consistency)。另一種已知類型的噴霧噴嘴是超聲霧化噴嘴組件， 其使用超聲能將液體霧化成在稠度上幾乎類似煙的小的、精細(xì)的液滴云。但是，因為液滴的 精細(xì)的大小和霧化的液滴的薄霧狀的稠度的原因，可能難以作為噴霧來控制它們以及將它 們引導(dǎo)向待涂覆的表面。另外，因為精細(xì)的液滴具有很小的質(zhì)量，所以液滴可漂移，或者在 從噴霧噴嘴中排出后不久就變得稀疏地散布開。液滴在一定型式內(nèi)的均勻性和/或分布可 能難以控制，且可在從噴嘴組件中排出之后迅速退化，從而使得難以均勻地涂覆表面。因為 由這種精細(xì)的液滴構(gòu)成的以超聲的方式產(chǎn)生的噴霧型式難以成形和控制，所以它們在許多 工業(yè)應(yīng)用中的使用受到不利的影響。發(fā)明目標(biāo)和概述本發(fā)明的一個目標(biāo)是產(chǎn)生小的、精細(xì)的以超聲的方式霧化的液滴的液體噴霧，且 將該噴霧向前推動到待涂覆的表面或基底上。本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供一種可操作以使以超聲的方式霧化的液滴云成形為 可用于各種工業(yè)應(yīng)用中的錐形風(fēng)扇噴霧型式的噴霧噴嘴組件。本發(fā)明的又一個目標(biāo)是提供一種能夠控制和調(diào)節(jié)錐形噴霧型式的角寬和/或霧 化液滴在錐形噴霧型式內(nèi)的分布的噴霧噴嘴。前述目標(biāo)可由這樣的有創(chuàng)造性的噴霧噴嘴組件實現(xiàn)該噴霧噴嘴組件使用超聲 霧化來將液體霧化成精細(xì)的液滴云，且還使用空氣或氣體來以基本錐形的型式向前推動液 滴?？赏ㄟ^操縱用來成形和推動霧化液滴的氣體流來進(jìn)一步選擇性地調(diào)節(jié)錐形噴霧型式的 確切形狀和液滴在該型式內(nèi)的分布。附圖簡述結(jié)合在說明書中且形成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的幾個方面，且與描 述一起用來闡述本發(fā)明的原理。在圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計以用于產(chǎn)生液滴的錐形噴霧型式的噴嘴組件的側(cè)面正視 圖。圖2是所示噴嘴組件的沿著圖1的線2-2得到的且示出了用于引導(dǎo)和導(dǎo)引加壓氣 體的噴嘴組件內(nèi)部的氣體入口端口、隔室和腔體的截面圖。圖3是由圖2的圓形3-3指示的區(qū)域的詳細(xì)視圖，其顯示了噴嘴組件內(nèi)部的入口 端口、隔室和腔體中的一些的放大細(xì)節(jié)。
圖4是所得的由圖1的圓形4-4指示的區(qū)域的截面圖，其顯示了成角度地設(shè)置成 通過可被包括為噴嘴組件的一部分的旋轉(zhuǎn)盤的槽道。圖5是類似于圖3所顯示的視圖的、噴嘴組件的另一個實施例的詳細(xì)視圖，其顯示 了用于產(chǎn)生液滴的錐形噴霧型式的噴嘴組件內(nèi)部的入口端口、隔室和腔體的不同的布置。圖6是類似于圖4所顯示的截面圖的、圖5的噴嘴組件的實施例的截面圖，其顯示 了設(shè)置成通過可被包括為噴嘴組件的一部分的翅片盤的槽道。雖然將結(jié)合某些優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行描述，但是不存在將本發(fā)明限于那些實 施例的意圖。相反，意圖是覆蓋包括在由所附的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi) 的所有備選方案、修改和等效方案。實施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在參照附圖，其中，同樣的參考標(biāo)號指示同樣的特征，圖1中示出了可以以超聲 的方式將液體霧化成精細(xì)液滴且以錐形噴霧型式向前推動液滴的噴嘴組件100。噴嘴組件 100包括噴嘴主體102，噴嘴主體102可具有階梯形圓柱形形狀，且液體入口管104從噴嘴 主體102沿向后的方向延伸，液體可由液體入口管104帶入噴嘴組件中。為了參照目的，噴 嘴主體102的階梯形圓柱形形狀和液體入口管104可沿著居中定位的軸線106延伸，且大 體勾劃出了該居中定位的軸線106。安裝到噴嘴主體102的前部上的可為空氣蓋110，可以 以精細(xì)的液滴或微粒的錐形霧化噴霧的形式將液體從空氣蓋110向前排出。在所示實施例 中，空氣蓋110具有在最前面的平面頂端111處終止的截頭圓錐形或棱錐形狀，該平面頂端 111沿軸向垂直于軸線106。但是在其它實施例中，空氣蓋110可具有其它形狀。還應(yīng)當(dāng)注 意，諸如“前”和“后”的方向用語僅是為了參照目的，且不以任何方式另外意圖限制噴嘴組 件。為了將空氣蓋110安裝到噴嘴主體102上，在所示實施例中，環(huán)形的帶螺紋的保持螺母 108旋到噴嘴主體上，以便以保持的方式將空氣蓋夾持到噴嘴主體上。為了以超聲的方式霧化液體，如圖2所顯示，噴嘴組件100還包括接收在設(shè)置到噴 嘴主體102的后部中的中心膛孔114內(nèi)的超聲霧化器112。超聲霧化器112包括超聲驅(qū)動 器116，棒狀的管狀霧化器桿118自超聲驅(qū)動器116沿向前的方向延伸。在所示實施例中， 超聲驅(qū)動器和霧化器桿兩者的形狀可為圓柱形，其中超聲驅(qū)動器比霧化器桿具有大得多的 直徑。也可大體沿著居中定位的軸線106來布置圓柱形超聲驅(qū)動器116和管狀霧化器桿 118。在其軸向前部尖端或端部處，霧化器桿118在霧化表面122中終止。為了將待霧化的 液體引導(dǎo)到霧化表面122，管狀霧化器桿118形成液體供給通道124，液體供給通道124設(shè) 置成通過霧化表面，以提供液體出口孔126。液體供給通道124沿著軸線106延伸，且與噴 嘴主體102的液體入口管104流體連通。超聲霧化器可由適當(dāng)?shù)牟牧?諸如鈦)構(gòu)成。為了產(chǎn)生超聲振動來使霧化表面122振動，超聲驅(qū)動器116可包括多個鄰近地堆 疊的壓電換能器板或盤128。換能器盤128通過自噴嘴主體102的后部延伸的電連通端口 130電聯(lián)接到電子振蕩器上。此外，換能器盤128可電聯(lián)接成使得各個盤具有與緊鄰的盤相 對的或相反的極性。當(dāng)電荷聯(lián)接到壓電盤128堆上時，這些盤抵靠彼此而膨脹和收縮，從而 導(dǎo)致超聲驅(qū)動器116振動。高頻振動通過霧化器桿118傳遞到霧化表面122，使得將存在于 霧化表面處的任何液體排放成非常精細(xì)的液滴或微粒的云。根據(jù)本發(fā)明的一方面，噴嘴組件100構(gòu)造有相互連通的氣體通道，其接收和引導(dǎo) 加壓氣體，以將霧化液滴云推動到該噴嘴組件的前面，以沖擊待涂覆的表面。氣體通道也可布置成使得加壓氣體使霧化液滴云成形成可使用的錐形噴霧型式。為了控制和調(diào)節(jié)液滴在 錐形型式內(nèi)的分布，且改變錐形型式的角寬，可反復(fù)不定地調(diào)節(jié)進(jìn)入氣體的壓力和/或速度。參照圖2和3，為了接收加壓氣體，噴嘴主體102包括徑向地設(shè)置到噴嘴主體的圓 柱形側(cè)壁中且可與加壓氣體源連通的至少一個入口端口 132。在各種實施例中，入口端口 132可為帶螺紋的，或者可包括其它連接特征，以便以不漏的方式牢固地連接到加壓氣體源 上。進(jìn)入的加壓氣體可由設(shè)置成從入口端口 132朝向噴嘴主體的軸向前面的氣體通路134 以沿軸向向前的方向朝向噴嘴主體102和空氣蓋110之間的接口重定向。為了有利于錐形噴霧型式的形成，為被向前引導(dǎo)的加壓氣體流賦予旋轉(zhuǎn)速度，從 而使得該氣體流繞著噴嘴組件100的軸線106旋轉(zhuǎn)或旋動。在所示實施例中，為了使氣體 旋轉(zhuǎn)，噴嘴組件可包括位于噴嘴主體102和空氣蓋110之間的旋轉(zhuǎn)盤140形式的旋轉(zhuǎn)重定 向部件。特別地，噴嘴主體102的軸向前面是凹陷的，以提供圓形腔體或凹部138，當(dāng)空氣 蓋110安裝到噴嘴主體上時，圓形腔體或凹部138可接收和容納旋轉(zhuǎn)盤140。當(dāng)這樣組裝好 時，旋轉(zhuǎn)盤140大體垂直于軸線106。旋轉(zhuǎn)盤140是具有設(shè)置成穿過其中的中心孔或孔口 142的環(huán)形結(jié)構(gòu)。當(dāng)設(shè)置在噴 嘴主體102和空氣蓋110之間時，環(huán)形旋轉(zhuǎn)盤140以關(guān)于軸線106沿徑向偏置的方式延伸， 且超聲霧化器112的霧化器桿118延伸通過中心孔口 142。此外，旋轉(zhuǎn)盤140大小設(shè)置成 使其外部圓形表面144具有比噴嘴主體102的圓形凹部138的直徑更小的直徑，而其內(nèi)部 圓形表面146比霧化器桿118具有更大的直徑。因此，當(dāng)放置在圓形凹部138中時，旋轉(zhuǎn)盤 140將凹部138分成外環(huán)形隔室150和內(nèi)環(huán)形隔室152，外環(huán)形隔室150形成于外部圓形表 面144與噴嘴主體102之間，內(nèi)環(huán)形隔室152形成于內(nèi)部圓形表面146與霧化器桿118之 間。外環(huán)形隔室150和內(nèi)環(huán)形隔室152可關(guān)于軸線106對準(zhǔn)，其中外隔室包圍內(nèi)隔室，使得 兩個隔室大體在同一軸向平面中。雖然將內(nèi)環(huán)形隔室和外環(huán)形隔室顯示為形成于圓形側(cè)壁 之間，但是應(yīng)當(dāng)理解，在其它實施例中，壁和/或隔室可具有任何其它適當(dāng)?shù)男螤?。參照圖2和3，當(dāng)噴嘴組件組裝好時，自入口端口 132起的通路134布置成使其與 外環(huán)形隔室150連通。參照圖4，為了以使得對氣體賦予旋轉(zhuǎn)或旋動的方式將加壓氣體從外 環(huán)形隔室150引導(dǎo)到內(nèi)環(huán)形隔室152，穿過旋轉(zhuǎn)盤140可設(shè)置有在外部圓形表面144和內(nèi)部 圓形表面146之間延伸的一個或多個槽道148?？上鄬τ谳S線106成角度地布置槽道148， 使得它們與內(nèi)環(huán)形隔室152大致相切地相交。換句話說，槽道148可與軸線106垂直，且自 軸線106徑向地偏置。因此，當(dāng)以切向角度將進(jìn)入的加壓氣體引導(dǎo)到內(nèi)環(huán)形隔室152時，內(nèi) 隔室的環(huán)形形狀將使進(jìn)入氣體繞著霧化器桿118和軸線106旋轉(zhuǎn)。因此，加壓氣體流具有 賦予其的旋轉(zhuǎn)或旋動。在圖4所示的實施例中，旋轉(zhuǎn)盤140包括彼此垂直地布置的四個直 的槽道148。在其它實施例中，可采用不同數(shù)量和定向的槽道，包括例如彎曲的槽道。返回來參照圖2和3，內(nèi)環(huán)形隔室152繼而與設(shè)置到空氣蓋110的后軸向面中的漸 縮空隙160連通?？障?60沿軸向向前的方向漸縮，且可設(shè)置成通過空氣蓋110的平面頂端 111。漸縮空隙160和平面頂端111的相交處可形成關(guān)于軸線106對準(zhǔn)的圓形排放孔162。 當(dāng)安裝到噴嘴組件100中時，超聲霧化器112的霧化器桿118可通過漸縮空隙160和排放 孔162接收。為了容納圓柱形霧化器桿118，排放孔162可比桿具有略微更大的直徑。優(yōu)選 地，霧化器桿118的尖端突出通過排放孔162，使得霧化表面122在軸向上略微位于空氣蓋110的平面頂端111的前面。因為通過更大的圓形排放孔162接收圓柱形霧化器桿118，所 以排放孔呈環(huán)形形狀。在操作中，待噴霧的液體被供給到通過管狀霧化器桿118到達(dá)霧化表面122的液 體供給通道124中。為了協(xié)助迫使液體到達(dá)霧化表面122，可用低壓泵對液體進(jìn)行重力供給 或加壓。來自液體供給通道124的液體離開液體出口孔126，且可通過類似毛細(xì)作用或類似 芯吸的傳遞作用聚集在霧化表面122的周圍。超聲驅(qū)動器116可以以電的方式啟動，使得 壓電盤128膨脹和收縮，以產(chǎn)生霧化器桿118和霧化表面122的橫向或徑向振動。在霧化 表面122處經(jīng)歷的振動可為在約60千赫(kHz)的頻率處，但是可取決于待霧化的液體、期 望的液滴大小或其它因素來調(diào)節(jié)頻率。橫向或徑向振動攪動液體供給通道124內(nèi)的液體和 聚集在霧化表面122上的液體，從而使得液體從霧化表面震動出小的、精細(xì)的液滴，或者從 霧化表面分離出小的、精細(xì)的液滴。液滴的大小可為大約5-60微米左右，且可優(yōu)選地在約 8-20微米之間的范圍內(nèi)。液滴大體在霧化表面122的附近形成無方向的云或煙流。為了以錐形噴霧的方式將霧化液滴推動到霧化表面的前面，將加壓空氣或其它氣 體引導(dǎo)到入口端口 132，且引導(dǎo)到外環(huán)形隔室150。取決于應(yīng)用，氣體可為空氣或任何其它 適當(dāng)?shù)臍怏w，且可以大約1-3PSI的壓力來供應(yīng)氣體。通過成角度的槽道148引導(dǎo)來自外環(huán) 形隔室150的加壓氣體，且以大致切向方式將該加壓氣體引入內(nèi)環(huán)形隔室152中，在此處使 氣體繞著霧化器桿118旋轉(zhuǎn)。通過空氣蓋110中的漸縮空隙160將旋動的氣體進(jìn)一步沿軸 向向前引導(dǎo)到排放孔162。如可理解的，由于空隙160的漸縮形狀，流過該空隙的旋動的加 壓氣體流可被進(jìn)一步壓縮和加速。通過排放孔162離開的加壓氣體將夾帶存在于霧化表面122附近的液滴云。從而 排出的氣體朝向待涂覆的表面向前運送液滴。由于排放孔162的環(huán)形形狀，加壓氣體-液 滴混合物的噴霧型式通常將呈現(xiàn)圓柱形形狀或可能是窄錐形狀。但是，由于排出的加壓氣 體在旋轉(zhuǎn)或旋動，所以周向動量被賦予所夾帶的液滴，從而導(dǎo)致被向前推動的液滴中的至 少一些還相對于軸線106沿徑向向外運動。因此，液滴趨向于向外張開，且噴嘴組件由此產(chǎn) 生可比在沒有使氣體旋動或旋轉(zhuǎn)的情況下不同地可能產(chǎn)生的型式更寬的錐形噴霧型式。不意圖受限于特定實例，與在沒有使推動氣體自旋或旋轉(zhuǎn)的情況下可能可行的大 約15°的排放角相對，相信前述噴嘴組件可產(chǎn)生具有大約30°的錐形排放角的錐形噴霧 型式。更寬的錐形噴霧型式的一個優(yōu)點是噴嘴組件可在給定的時間內(nèi)覆蓋待涂覆的表面上 的更大的面積。在噴霧噴嘴組件100的一個有利的實施例中，可操縱被輸送以提供向前推動的錐 形噴霧型式的氣體的壓力，以調(diào)節(jié)錐形噴霧型式的形狀，以及改變錐形噴霧型式內(nèi)的液滴 分布。例如，提高被傳送到入口端口 132的氣體的壓力可提高伴隨內(nèi)環(huán)形隔室152中的旋 轉(zhuǎn)氣體的周向力。當(dāng)氣體通過出口孔162排出且聚集液滴云時，加壓氣體內(nèi)的提高的周向 力將從軸線106沿徑向向外推出更大量的液滴。這可對錐形噴霧型式產(chǎn)生更寬的角，且朝 向錐形噴霧型式的外徑產(chǎn)生液滴的更大的分布。降低氣體的壓力相應(yīng)地產(chǎn)生更窄的錐形噴 霧型式，且使更大量的液滴分布得朝向軸線106更加靠近。為了調(diào)節(jié)氣體的壓力，噴嘴組件 可連接到壓力調(diào)節(jié)器上。參照圖5和6，示出了噴嘴組件200的另一個實施例，其中使用翅片盤240形式的 旋轉(zhuǎn)重定向部件來協(xié)助產(chǎn)生錐形噴霧型式。如圖5所示，翅片盤240可位于噴嘴主體202
7和空氣蓋210之間。為了容納翅片盤240，圓形凹部238可設(shè)置到噴嘴主體202的前面中。 翅片盤240可為勾劃出了中心孔口 242的環(huán)形結(jié)構(gòu)，且可具有外部圓形周邊244和內(nèi)部圓 形周邊246。當(dāng)組裝在噴嘴主體202和空氣蓋210之間時，環(huán)形翅片盤240關(guān)于軸線206軸 向地居中，使得霧化桿218穿過中心孔口 242。此外，外部圓形周邊244可具有比圓形凹部 238的直徑更小的直徑，而內(nèi)部圓形周邊246則可具有比圓柱形霧化桿218的直徑更大的直 徑。因此，設(shè)置到噴嘴主體202中的圓形凹部238被分成在外部圓形周邊244與該凹部之 間的外環(huán)形隔室250和在內(nèi)部圓形周邊246與霧化桿218之間的內(nèi)環(huán)形隔室252。如圖5和6所示，翅片盤240可包括由結(jié)構(gòu)材料制成的多個周向地布置的翅片 249。在各個翅片249之間勾劃了在外環(huán)形隔室250和內(nèi)環(huán)形隔室252之間建立連通的槽 道248。此外，翅片249可為大體弓形的，使得它們在翅片盤240的外部圓形周邊244和內(nèi) 部圓形周邊246之間彎曲。因此，槽道248至少相對于霧化器桿218和軸線206大致沿切 向與內(nèi)環(huán)形隔室252相交。在各實施例中，該多個翅片249可以按彼此會聚的方式成形和 布置，使得當(dāng)槽道248在外部圓形周邊244和內(nèi)部圓形周邊246之間延伸時，槽道248具有 減小的截面積。在操作中，從入口端口引導(dǎo)到外環(huán)形隔室250中的加壓氣體可通過外部圓形周邊 244進(jìn)入翅片盤240的槽道248。然后槽道248將該加壓氣體引導(dǎo)到內(nèi)環(huán)形隔室252，同時 還由于翅片249的彎曲形狀而為該氣體賦予旋轉(zhuǎn)或自旋。因此，當(dāng)氣體以大致切向的方式 進(jìn)入內(nèi)環(huán)形槽道時，該氣體將繞著軸線206和霧化桿218旋轉(zhuǎn)。如將理解的，當(dāng)氣體進(jìn)入設(shè) 置到空氣蓋210中的漸縮空隙260時，且當(dāng)其從噴嘴組件200中排出時，該氣體將繼續(xù)自旋 或旋轉(zhuǎn)，從而協(xié)助形成錐形的噴霧型式，如上所述。在其中槽道248成形成具有遞減的截面 積的那些實施例中，面積的減小將在氣體穿過槽道從外環(huán)形隔室前進(jìn)到內(nèi)環(huán)形隔室時使加 壓氣體加速。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，能夠執(zhí)行前述特征和過程的有創(chuàng)造性的噴嘴組件的 實施例可在結(jié)構(gòu)上與目前描述的實施例不同。例如，可去除旋轉(zhuǎn)重定向部件，且成角度的槽 道、環(huán)形隔室和/或翅片可設(shè)置在噴嘴組件的噴嘴主體、空氣蓋或其它構(gòu)件中。在其它實施 例中，可去除環(huán)形隔室，且可將加壓氣體直接排放通過旋轉(zhuǎn)重定向部件，且排入空氣蓋中。 另外，構(gòu)想了槽道、隔室和通道的其它布置和定向，且它們落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。特此通過引用將本文引述的所有參考文獻(xiàn)(包括公開、專利申請和專利)結(jié)合進(jìn) 來，結(jié)合程度等同于仿佛單獨地和特別地指明各個參考文獻(xiàn)通過引用而被結(jié)合且在本文中 在其整體上被闡述。使用用語“一個”、“一種”和“該”以及在描述本發(fā)明的上下文(特別是在所附的權(quán) 利要求書的上下文中)中的類似的所指對象應(yīng)理解為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，除非在本文中 另有說明或清楚地與上下文相抵觸。用語“包括”、“具有”、“包含”和“含有”應(yīng)理解為無限 制的用語(即意思是“包括但不限于”)，除非另有說明。對本文的值的范圍的陳述僅意圖起 單獨地引用落在該范圍內(nèi)的各個單獨的值的簡略方法的作用，除非本文另有說明，且各個 單獨的值以仿佛其在本文中單獨地陳述的方式結(jié)合在說明書中?？砂慈魏芜m當(dāng)?shù)捻樞騺韴?zhí) 行本文所描述的所有方法，除非本文另有說明或以別的方式清楚地與上下文相抵觸。使用 任何實例及所有實例或本文提供的示例性語言(例如“諸如”)僅意圖更好地闡明本發(fā)明， 且不對本發(fā)明的范圍施加限制，除非另外聲明。說明書中任何語言都不應(yīng)被理解為表明任何未要求保護(hù)的元件對于實踐本發(fā)明是必需的。 本文描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，包括發(fā)明人已知的用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模 式。在閱讀了前述描述之后，那些優(yōu)選實施例的變型對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可變得顯而易 見。發(fā)明人期望熟練技術(shù)人員以恰當(dāng)?shù)姆绞讲捎眠@樣的變型，且發(fā)明人意圖以與本文所具 體描述的不同的方式實踐本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括如由可適用的法律容許的、附于本文的 權(quán)利要求書中陳述的主題的所有修改和等效方案。此外，本發(fā)明包括上述元件(采用其所 有可能的變型)的任何組合，除非本文另有說明或以別的方式清楚地與上下文相抵觸。
權(quán)利要求
一種噴嘴組件，包括包括氣體入口端口的噴嘴主體安裝到所述噴嘴主體上的空氣蓋，所述空氣蓋包括通過大體位于所述噴嘴主體和所述空氣蓋之間的隔室與所述入口端口流體連通的排放孔；以及包括延伸穿過所述隔室且在鄰近所述排放孔的霧化表面處終止的霧化桿的超聲霧化器；其中，從所述氣體入口端口傳送到所述隔室的氣體繞著所述霧化桿旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴嘴組件，其特征在于，所述霧化桿大體延伸通過所述隔室 的中心，使得所述隔室在所述霧化桿的周圍環(huán)形地延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴嘴組件，其特征在于，來自所述氣體入口端口的氣體以約 30°的錐形型式離開所述排放孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴嘴組件，其特征在于，所述噴嘴組件進(jìn)一步包括環(huán)形地包 圍所述第一隔室的第二隔室，所述第二隔室與所述入口端口連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的噴嘴組件，其特征在于，所述噴嘴組件進(jìn)一步包括在所述內(nèi) 部第一隔室和所述外部第二隔室之間且大體使所述內(nèi)部第一隔室與所述外部第二隔室分 開的環(huán)狀盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴嘴組件，其特征在于，所述盤包括設(shè)置在該盤中的至少一 個槽道，所述槽道在所述外部第二隔室與所述內(nèi)部第一隔室之間建立連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴嘴組件，其特征在于，所述槽道以大致切向的方式與所述 內(nèi)部第一隔室相交。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴嘴組件，其特征在于，所述盤包括彼此垂直地布置的四個槽道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴嘴組件，其特征在于，所述盤包括多個翅片，所述至少一個 槽道在兩個翅片之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴嘴組件，其特征在于，所述翅片中的各個以會聚的方式形 成，使得當(dāng)所述至少一個槽道從所述外部第二隔室前進(jìn)到所述內(nèi)部第一槽道時，所述至少 一個槽道具有減小的截面積。
11.一種空氣輔助的超聲霧化噴嘴組件，包括包括超聲驅(qū)動器和自所述超聲驅(qū)動器起沿著軸線延伸的管狀霧化桿的超聲霧化器，所 述霧化桿在霧化表面中終止，且所述管狀霧化桿提供液體通道，以便于將液體引導(dǎo)到所述 霧化表面；包括膛孔的噴嘴主體，該膛孔接收所述超聲霧化器，使得所述霧化桿從所述噴嘴主體 向前延伸，所述噴嘴主體進(jìn)一步包括氣體入口端口；安裝在所述噴嘴主體的前面的空氣蓋，所述空氣蓋包括排放孔，通過所述排放孔接收 所述霧化桿，所述排放孔和所述霧化桿形成與所述第一氣體入口端口連通的環(huán)形間隙；以 及具有中心孔口的旋轉(zhuǎn)重定向部件，所述旋轉(zhuǎn)重定向部件位于所述噴嘴主體和所述空氣 蓋之間，使得所述霧化桿延伸通過所述中心孔口，以提供環(huán)形隔室，所述旋轉(zhuǎn)重定向部件進(jìn) 一步包括從所述旋轉(zhuǎn)重定向部件的外周表面到所述旋轉(zhuǎn)重定向部件的內(nèi)周表面的、相對于所述軸線成角度地設(shè)置的至少一個槽道；由此，引入所述氣體入口端口的加壓氣體被所述至少一個槽道引導(dǎo)到所述環(huán)形隔室， 所述環(huán)形隔室使所述加壓氣體繞著所述霧化桿旋轉(zhuǎn)，且所述旋轉(zhuǎn)的加壓氣體由所述排放孔 進(jìn)一步引導(dǎo)到所述霧化表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噴嘴組件，其特征在于，來自所述入口端口的氣體以約 30°的錐形型式離開所述排放孔。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的噴嘴組件，其特征在于，所述噴嘴組件進(jìn)一步包括第二環(huán) 形隔室，該第二環(huán)形隔室包圍所述第一環(huán)形隔室，且所述旋轉(zhuǎn)重定向部件使所述第二環(huán)形 隔室與所述第一環(huán)形隔室分開，所述第二環(huán)形隔室與所述入口端口和所述至少一個槽道流 體連通。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的噴嘴組件，其特征在于，所述第一環(huán)形隔室和所述第二環(huán) 形隔室關(guān)于所述軸線在徑向上對準(zhǔn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的噴嘴組件，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)重定向部件包括多個翅 片，所述至少一個槽道在所述翅片中的兩個之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的噴嘴組件，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)重定向部件包括相對于 彼此垂直地布置的四個槽道。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的噴嘴組件，其特征在于，所述超聲驅(qū)動器包括堆疊在一起 的多個壓電換能器盤。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的噴嘴組件，其特征在于，所述空氣蓋包括平的表面，所述排 放孔設(shè)置成通過所述平的表面，所述霧化表面突出到所述平的表面的前面。
19.一種霧化和噴灑液體的方法，包括提供包括在霧化表面處終止的管狀霧化桿的超聲霧化器；通過由所述管狀霧化桿形成的液體通道將液體引導(dǎo)到所述霧化表面；在所述霧化表面處以超聲的方式使液體霧化；通過大體在所述管狀霧化桿的周圍延伸的環(huán)形隔室將氣體引導(dǎo)到旋轉(zhuǎn)的旋流中；以及通過鄰近所述霧化表面的排放孔將所述旋轉(zhuǎn)氣體引導(dǎo)到所述霧化表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括在離開所述排放孔的所述旋轉(zhuǎn)氣體中夾帶霧化液滴。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)氣體和夾帶的液滴形成約 30°的錐形噴霧型式。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，以超聲的方式霧化所述液體的所述步 驟進(jìn)一步包括使以堆疊的方式相鄰地布置的多個壓電換能器盤膨脹和收縮。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述氣體被加壓。
全文摘要
公開了一種產(chǎn)生夾帶的液滴的錐形噴霧型式的噴嘴組件。該噴嘴包括用于使位于霧化桿的端部處的霧化表面上的液體霧化的超聲霧化器。對噴嘴組件供應(yīng)加壓空氣，相互連通的端口、隔室和/或槽道將加壓空氣引導(dǎo)到霧化表面。為了提供錐形噴霧型式，端口、隔室和/或槽道使得或引導(dǎo)加壓氣體繞著霧化桿旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的加壓氣體通過鄰近霧化表面離開噴嘴組件時，霧化液滴被夾帶在氣體中。旋轉(zhuǎn)的加壓氣體向前推動液滴，且使至少一些液滴以錐形噴霧型式沿周向向外運動。在各實施例中，可調(diào)節(jié)氣體的壓力，以控制錐形型式的大小和形狀以及液滴的分布。
文檔編號F23D11/32GK101932877SQ200880125586
公開日2010年12月29日 申請日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者D·C·赫夫曼, D·J·菲利西恰, M·R·塞寧 申請人:噴霧系統(tǒng)公司