Распылитель и корпус распылительной форсунки - RU2018123757A

1. Распылитель для распыления микростуйного аэрозоля текучей среды, содержащий узел распылительной форсунки, при этом указанный узел распылительной форсунки содержит по меньшей мере одну распылительную форсунку, имеющую камеру для размещения в ней сжатой текучей среды и имеющую перфорированную стенку форсунки для выпуска микроструйного аэрозоля указанной текучей среды, отличающийся тем, что указанная распылительная форсунка образована корпусом форсунки, содержащим несущий корпус с по меньшей мере одной полостью, которая открывается на основной поверхности указанного несущего корпуса, при этом указанный несущий корпус покрыт мембранным слоем на указанной основной поверхности, и указанный мембранный слой снабжен по меньшей мере одним отверстием форсунки, проходящим через толщину указанного мембранного слоя в области указанной полости с формированием мембраны форсунки на каждой из указанной по меньшей мере одной полости, которая находится в связи по текучей среде с соответствующей полостью, при этом указанное по меньшей мере одно отверстие форсунки содержит по меньшей мере одно отклоняющее отверстие форсунки, выпускающее указанную микрострую под отклоненным углом вдоль линии струи, которая направлена от воображаемой центральной линии указанного отверстия, и при этом указанное по меньшей мере одно отклоняющее отверстие форсунки находится в свободной связи с каналом потока текучей среды, имеющим асимметричный поперечный профиль потока в плане сопротивления потока текучей среды из указанной полости в направлении к указанному отверстию форсунки.

2. Распылитель по п. 1, отличающийся тем, что указанное отверстие имеет диаметр, более чем вдвое превышающий толщину мембраны, в частности, более чем вчетверо превышающий толщину мембраны.

3. Распылитель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что указанная мембрана форсунки содержит центральную область в области указанной полости и периферическую область между указанной центральной областью и краем указанной полости, и при этом по меньшей мере одно отклоняющее отверстие форсунки расположено в пределах указанной периферической области.

4. Распылитель по любому из пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что по меньшей мере одно отклоняющее отверстие форсунки расположено возле периферической стенки указанной полости, в частности, на расстоянии между центром указанного отклоняющего отверстия форсунки и указанной периферической стенкой, которое менее чем втрое превышает диаметр указанного отверстия форсунки, и предпочтительно меньше указанного диаметра указанного отверстия форсунки.

5. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно отклоняющее отверстие форсунки имеет диаметр, превышающий 10% диаметра указанной полости, и в частности имеет диаметр, превышающий 25% диаметра указанной полости.

6. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная полость выполнена с возможностью придавать поперечный импульс указанной текучей среде в указанном канале потока текучей среды, который передается жидкости при формировании микроструи.

7. Распылитель по п. 6, отличающийся тем, что указанная полость содержит по меньшей мере одно относительно неглубокое поперечное расширение на указанной основной поверхности, при этом указанная мембрана содержит по меньшей мере одно отклоняющее отверстие в области указанного расширения.

8. Распылитель по п. 7, отличающийся тем, что указанное расширение в целом имеет ширину от 0,3 до 3 диаметров указанного отклоняющего отверстия и длину от 0,5 до 5 диаметров указанного отверстия.

9. Распылитель по п. 7 или 8, отличающийся тем, что указанное расширение в целом имеет глубину от 0,3 до 3 диаметров указанного отверстия.

10. Распылитель по любому из пп. 7–9, отличающийся тем, что указанный несущий корпус имеет локальное травление с образованием по меньшей мере одного поперечного расширения указанной полости.

11. Распылитель по любому из пп. 7–10, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно поперечное расширение указанной полости содержит по сути кольцеобразное расширение вдоль периферии указанной полости в связи по текучей среде со множеством распределенных в радиальном направлении отклоняющих отверстий форсунки.

12. Распылитель по любому из пп. 7–10, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно поперечное расширение указанной полости содержит множество распределенных в радиальном направлении локальных расширений указанной полости, каждое из которых находится в связи по текучей среде с по меньшей мере одним отклоняющим отверстием форсунки.

13. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно отклоняющее отверстие имеет несимметричную относительно оси форму с более широкой частью и более узкой частью, в частности, в форме овала, слезы, месяца, V-образную или U-образную форму, и при этом указанная более широкая часть указанного отверстия форсунки обращена от крайней стенки указанной полости.

14. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере один барьер для текучей среды возле указанного по меньшей мере одного отклоняющего отверстия, который по меньшей мере частично расположен в указанном канале потока текучей среды в направлении к указанному отверстию форсунки, при этом по меньшей мере один барьер выполнен асимметрично относительно указанного отверстия форсунки.

15. Распылитель по п. 14, отличающийся тем, что указанный барьер содержит по меньшей мере один бортик, проходящий от указанной мембраны внутрь указанного канала потока.

16. Распылитель по п. 14 или 15, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один барьер оставляет промежуток для прохождения текучей среды от 50 нанометров до 5 микрометров.

17. Распылитель по любому из пп. 14–16, отличающийся тем, что по меньшей мере один указанный барьер проходит вдоль линейного, полилинейного или изогнутого контура вокруг указанной отклоняющей форсунки, при этом указанный контур открыт на стороне указанного отверстия, направленного к центру указанной полости.

18. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная полость в целом имеет кольцеобразную форму, и при этом указанное по меньшей мере одно отклоняющее отверстие форсунки включает группу отверстий, которые распределены вдоль внешней периферии указанной в целом кольцеобразной полости.

19. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная распылительная форсунка снабжена средством фильтрации, содержащим фильтровальную пластину, находящуюся в связи по текучей среде с указанной полостью и предусмотренную на расположенной выше по потоку поверхности указанного несущего корпуса.

20. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанное по меньшей мере одно отклоняющее отверстие форсунки имеет диаметр от 0,4 до 20 микронов.

21. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что средство рассеяния воздуха предусмотрено ниже по потоку относительно указанной форсунки, при этом указанное средство рассеяния воздуха приспособлено для снижения скорости микроструи текучей среды, выходящей из указанной форсунки, при этом указанное средство рассеяния воздуха имеет коническую или воронкообразную форму и содержит по меньшей мере одно впускное отверстие для воздуха.

22. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что жидкость представляет собой косметическую жидкость или жидкость для очистки полупроводниковых пластин, при этом указанная распылительная форсунка имеет угол расхождения микроструи, превышающий 10°.

23. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная полость имеет в целом круглое или многоугольное поперечное сечение на указанной основной поверхности, и при этом указанное по меньшей мере одно отклоняющее отверстие форсунки содержит группу из нескольких отклоняющих отверстий форсунки, распределенных в радиальном направлении вдоль по меньшей мере части периферического края указанной полости, в частности, на расстоянии от указанного края, которое меньше, чем диаметр отверстия.

24. Распылитель по п. 23, отличающийся тем, что по меньшей мере еще одна группа отклоняющих отверстий распылительной форсунки распределена в радиальном направлении вдоль по меньшей мере части указанного периферического края указанной полости, в частности, на расстоянии от указанного края, составляющем от одного до трех указанных диаметров отверстия.

25. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная мембрана форсунки выполнена с возможностью изгибания в процессе работы из по сути плоского начального состояния до по меньшей мере частично изогнутого профиля под давлением при выходе указанного микроструйного аэрозоля, и при этом указанное по меньшей мере одно отверстие форсунки расположено вблизи точки перегиба в указанном изогнутом профиле указанной мембраны форсунки.

26. Распылитель по п. 25, отличающийся тем, что указанная мембрана форсунки выполнена с возможностью изгибания, и при этом указанная мембрана является гофрированной, содержащей по меньшей мере один гофр вдоль периферии указанной полости.

27. Распылитель по п. 26, отличающийся тем, что указанная мембрана содержит по меньшей мере два отстоящих в поперечном направлении гофра вдоль периферии указанной полости, и при этом по меньшей мере одно отклоняющее отверстие расположено между смежными гофрами.

28. Распылитель по п. 25, отличающийся тем, что указанная мембрана форсунки выполнена с возможностью изгибания, и при этом указанная мембрана снабжена по меньшей мере одним отклоняющим отверстием форсунки, которое является продолговатым и позволяет указанной мембране отклоняться вдоль края указанного продолговатого отверстия форсунки.

29. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что открытая поверхность указанной распылительной форсунки является гидрофобной по меньшей мере в области, смежной с указанным по меньшей мере одним отверстием форсунки.

30. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанный несущий корпус содержит множество полостей, распределенных по указанной основной поверхности, в частности, распределенных в радиальном направлении по указанной поверхности, при этом каждая из указанных полостей покрыта мембраной форсунки, имеющей по меньшей мере одно отклоняющее отверстие форсунки.

31. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанный несущий корпус содержит полупроводниковый корпус, предпочтительно кремниевый корпус.

32. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанный мембранный слой содержит керамический слой, в частности, толщиной в целом менее 2 микронов, более конкретно, слой нитрида кремния.

33. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанное отклоняющее отверстие частично проходит за пределы края указанной полости и частично над указанной полостью.

34. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно содержит систему подачи жидкости для подачи сжатой жидкости в указанную полость по меньшей мере одной распылительной форсунки.

35. Распылитель по п. 16, отличающийся тем, что указанный по меньшей мере один барьер окружает указанное отверстие по сути вдоль полукруглой дуги, описывающей угол от 120 до 330 градусов, в частности от 180 до 260 градусов, вокруг указанного отверстия.

36. Распылитель по п. 16, отличающийся тем, что указанный барьер отстоит от указанного отверстия на расстоянии менее 25% диаметра указанного отверстия, в частности менее 10% указанного диаметра указанного отверстия.

37. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что узел распылительной форсунки содержит по меньшей мере одно отверстие форсунки с периметром, слегка приподнятым над окружающей поверхностью мембраны, позволяющей выпускать струи, при этом указанный периметр, в частности, имеет высоту, составляющую от 10% до 50% диаметра отверстия форсунки.

38. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная мембрана содержит по меньшей мере два отклоняющих отверстия форсунки, выпускающих указанную микрострую под отклоненным углом вдоль линии струи, направленной от воображаемой центральной линии соответствующего отверстия, и при этом линии струи указанных по меньшей мере двух отверстий форсунки пересекаются друг с другом, приводя к столкновению указанных выпускаемых микроструй во время работы.

39. Распылитель по п. 38, отличающийся тем, что указанная мембрана содержит по меньшей мере одно третье отверстие форсунки, выпускающее указанную микрострую по сути под углом без отклонения вдоль линии струи, направленной вдоль воображаемой центральной линии указанного третьего отверстия, и при этом линии струи указанных по меньшей мере двух отверстий форсунки пересекаются с указанной линией струи указанного третьего отверстия, приводя к столкновению указанных выпускаемых микроструй во время работы.

40. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что выше по потоку относительно указанного отклоняющего отверстия форсунки представлено устройство микроклапана, причем указанное устройство клапана содержит тарелку микроклапана в непосредственной близости от седла микроклапана, при этом указанная тарелка микроклапана опирается на указанное седло микроклапана в обычно закрытом положении и поднимается с указанного седла, когда пороговое давление выше по потоку превышается, с открытием прохода для текучей среды между указанной тарелкой микроклапана и указанным седлом микроклапана в направлении указанного канала потока текучей среды.

41. Распылитель по п. 40, отличающийся тем, что указанная мембрана форсунки образует одно из указанного седла микроклапана и указанной тарелки микроклапана.

42. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная мембрана содержит по меньшей мере два отклоняющих отверстия форсунки, выпускающих указанную микрострую под отклоненным углом вдоль линии струи, направленной от воображаемой центральной линии соответствующего отверстия, и при этом указанные по меньшей мере два отверстия форсунки имеют взаимно отличающееся поперечное сечение.

43. Распылитель по п. 42, отличающийся тем, что указанная мембрана содержит по меньшей мере две группы отклоняющих отверстий форсунки, выпускающих указанную микрострую под одинаковым отклоненным углом вдоль линии струи, направленной от воображаемой центральной линии соответствующего отверстия, и при этом отверстия в каждой из указанных по меньшей мере двух групп отверстий форсунки имеют по сути идентичное поперечное сечение, которое отличается от поперечного сечения отверстий в другой из указанных по меньшей мере двух групп отклоняющих отверстий форсунки.

44. Распылитель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одно из указанных отклоняющих отверстий имеет треугольное поперечное сечение.

45. Корпус распылительной форсунки типа, применяемого в распылителе по любому из предыдущих пунктов.