DE4236037A1 - Düsenkörper für Zerstäuber und ihre Herstellung - Google Patents
Düsenkörper für Zerstäuber und ihre HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Düsenkörper für Geräte, mit
denen Flüssigkeiten unter relativ hohem Druck (im
allgemeinen über 50 bar) zerstäubt werden, sowie die
Herstellung solcher Düsenkörper.
Es ist bekannt, daß Flüssigkeiten zu sehr feinen
Tröpfchen zerstäubt werden können, indem man sie unter
hohem Druck durch enge Düsen preßt (vgl. z. B.
WO 91/14468). In dieser Schrift wird vorgeschlagen, die
benötigten Düsen nach Methoden herzustellen, wie sie
von der Herstellung von Spinndüsen bekannt sind. Solche
Düsen werden beispielsweise erhalten, indem man eine
dünne Metallplatte mit einer Wolframcarbid-Nadel
durchbohrt.
Ein wichtiges Anwendungsgebiet für die Geräte nach WO
91/14468 ist die Erzeugung von Aerosolen für die
Inhalationstherapie. Dabei werden an die Geräte hohe
Anforderungen u. a. hinsichtlich der Tröpfchenfeinheit
gestellt; wie in zahlreichen Untersuchungen ermittelt
wurde, muß ein wesentlicher Anteil der Tröpfchen eine
Größe unter 6 µm haben, damit eine ausreichende Menge
des Arzneimittels tief genug in die Lunge gelangen kann.
Eine sichere Therapie erfordert außerdem, daß die
einzelnen Geräte untereinander gleiche
Tröpfchenspektren erzeugen, weil nur dann gewährleistet
ist, daß die vorgesehene Dosis des Medikaments in der
gewünschten weise der Lunge zugeführt wird.
Bei der mechanischen Herstellung von Düsen zeigen sich
z. T. störende Abweichungen von Düse zu Düse, etwa, weil
die Düsenwandungen unterschiedliche Rauhigkeit
aufweisen. Auch ist es u. a. schwierig, Doppeldüsen, wie
sie in der Fig. 8 der oben genannten WO 91/14468
abgebildet wurden, mit dem notwendigen Präzision
herzustellen. Zudem ist es nicht einfach, nach
bekannten Verfahren Düsen mit wechselndem Querschnitt
zu erhalten, etwa um den Flüssigkeitsstrom in der Düse
zu beschleunigen oder auch zu verlangsamen, oder
Prallelemente oder Vorverwirbelungseinrichtungen
vorzusehen.
Der vorliegenden Erfindung geht es nun um die
Aufgabe, neue hochwirksame Düsenkörper vorzuschlagen
sowie Verfahren, mit denen sich solche Düsenkörper in
gleichbleibend hoher Qualität in großer Stückzahl
herstellen lassen; darüberhinaus soll möglichst in den
Düsenkörper ein - gewünschtenfalls mehrstufiges -
Filter integriert sein.
Der Lösung dieser Aufgabe dient ein Düsenkörper aus
zwei oder mehr Platten; mindestens eine davon, die
Bodenplatte, weist eine grabenartige Struktur auf,
wobei die Gräben die Einlaßseite und die an der
gegenüberliegenden Seite als Auslaß vorgesehene(n)
Zerstäuberdüse(n) verbinden, während eine andere, im
allgemeinen unstrukturierte Platte (Deckelplatte) auf
die strukturierte Seite der Bodenplatte aufgesetzt und
fest mit ihr verbunden ist. Ein Düsenkörper aus drei
Schichten kann beispielsweise aus einer strukturierten
Siliciumplatte, einer planen Siliciumdeckelplatte und
dazwischen einer dünnen Glasplatte bestehen.
Selbstverständlich können Boden- und Deckelplatte ihre
Funktion tauschen, d.H. im einfachsten Fall, daß eine
unstrukturierte Bodenplatte und eine strukturierte
Deckelplatte verwendet werden.
Die Hohlräume in dem Düsenkörper haben in der Regel
rechteckige Querschnitte. Jedoch bietet die Herstellung
der Düsenkörper nach dem unten beschriebenen Verfahren
und verwandten, dem Fachmann zur Verfügung stehenden
Verfahren große Variationsmöglichkeiten.
Durch Verwendung anderer Ätzverfahren lassen sich z. B.
gewünschtenfalls in der Bodenplatte auch Gräben mit
anderen Querschnitten erzeugen.
Wird nicht nur die Bodenplatte, sondern auch die
Deckelplatte strukturiert, so lassen sich Querschnitte
erhalten, die sonst nicht zur Verfügung ständen, z. B.
nahezu runde.
Bei der Strukturierung von Boden- und Deckelplatte
werden beide im allgemeinen mit gleichartigen
Strukturen versehen. Zusätzliche
Variationsmöglichkeiten ergeben sich, wenn Boden- und
Deckelplatte aufeinander abgestimmte unterschiedliche
Strukturen aufweisen.
Die Herstellung von Düsenkörpern gemäß der Erfindung
besteht im einfachsten Fall aus den
Fertigungsabschnitten
- - Strukturierung der Bodenplatte mit Gräben
- - Verbindung von Boden- und Deckelplatte
- - Vereinzelung der Düsenkörper.
Statt die Düsenkörper einzeln herzustellen, werden die
Grabenstrukturen zweckmäßig in einem parallelen
Fertigungsprozeß gleichzeitig auf einer großen Fläche
hergestellt und in einem Schritt mit der Deckelplatte
verbunden (Batchprozeß). Danach wird dieser Verbund in
einzelne Quader zerteilt und dabei die Einlaß- und
Auslaßöffnungen der Düsenkörper freigelegt.
Diese Art der Herstellung weist einige spezifische
Vorteile auf. Die Batchherstellung bietet einerseits
die Möglichkeit, besonders kostengünstige Einzelteile
zu fertigen, die in einem seriellen
Bearbeitungsverfahren nur wesentlich aufwendiger zu
realisieren wären, und garantiert andererseits eine
gleichbleibende, definierte Qualität über alle Teile,
die bei gleichen Prozeßbedingungen reproduzierbar immer
wieder erreicht wird und sich nicht etwa langsam
ändert, wie dies beispielsweise in seriellen
Bearbeitungsverfahren durch Werkzeugverschleiß der Fall
ist.
Ferner ist die Position und Lage der Teile im Prozeß
gleichfalls durch das Design bestimmt und muß daher
nicht durch aufwendige Sortier- oder
Handhabungsmechanismen eingestellt werden.
Die Strukturierung der Bodenplatte erfolgt in an sich
bekannter weise mit einem lichtoptischen
Lithographieverfahren in Verbindung mit einem
ionenunterstützten reaktiven Trockenätzverfahren. Die
Strukturhöhen liegen zwischen 2 und 40 µm, im
allgemeinen zwischen etwa 3 und 20 µm, vorzugsweise
zwischen etwa 4 und 14 µm, insbesondere zwischen etwa
5 und 7 µm. Als Material für die Bodenplatte wird
vorzugsweise einkristallines Silicium verwendet, weil
dieses Material kostengünstig und in ausreichender
Ebenheit und Parallelität sowie geringer
Oberflächenrauhigkeit verfügbar ist, sowie in dem
folgenden Verbindungsprozeß ohne zusätzlichen Auftrag
von Klebern oder anderen Materialien leicht mit der
Deckelplatte verbunden werden kann.
Es sind jedoch noch andere Materialien als Silicium
strukturierbar, die auch in dem späteren
Verbindungsprozeß mit der Deckelplatte fest verbunden
werden können. Solche Materialien sind beispielsweise
Gallium-Arsenid oder Metalle wie Aluminium oder
Nickel-Kobalt-Legierungen, die sich ebenfalls mit einer
Glasplatte gut verbinden lassen.
Auf der zu strukturierenden Oberfläche wird eine dünne
Schicht aus Silicium thermisch oxidiert. Die
Oxidschicht dient später als Maskierung zum Ätzen der
Grabenstrukturen. Auf diese Schicht wird im
Schleuderverfahren eine lichtsensitive
Kunststoffschicht aufgetragen und verfestigt. Die
Strukturen werden lichtoptisch mittels Kontaktkopie
über eine Maske im Maßstab 1 : 1 in diese
Kunststoffschicht übertragen und entwickelt.
Die Kunststoffstrukturen dienen im nächsten
Prozeßschritt als Maskierung für die Strukturierung der
Siliciumdioxidschicht. Diese Strukturierung erfolgt
durch reaktives Ätzen mit Ionenstrahlen. Bei der
Strukturierung der Oxidschicht wird der Kunststoff
vollständig abgetragen.
Die so strukturierte Oxidschicht dient nun als
Maskierung für das Ätzen der z. B. 5-7 µm tiefen
Grabenstrukturen im Silicium. Dabei wird auch die
Oxidschicht langsam abgetragen.
Am Ende dieses Strukturierungsvorganges befinden sich
auf der Siliciumplatte U-förmige bzw. rechtwinklige,
kastenförmige Grabenstrukturen, die jedoch in der
Draufsicht nahezu beliebige Flächengeometrien aufweisen
können.
In der Strukturierung der Bodenplatte bieten sich durch
andere Ätzverfahren vielfältige Varianten zur Erzielung
weiterer Grabengeometrien an, die im Endprodukt zu
unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten der Düse
führen. So können beispielsweise durch eine gezielte
Über- bzw. Unterätzung trapezförmige Grabenformen
erzeugt werden. Diese Ätzformen lassen sich sowohl mit
isotropen Trockenätzverfahren als auch mit isotropen
Naßätzverfahren erzeugen. Mit anisotrop wirkenden
Ätzverfahren (sowohl mit reaktivem Ionenplasma als auch
mit naßchemischen Mitteln) sind dreieckförmige
Düsenquerschnitte aus V-förmigen Grabenstrukturen von
einkristallinen Bodenplatten erzielbar. Die
Geometrieform der Gräben kann außerdem über eine
Kombination von Ätztechniken und Beschichtungstechniken
verändert werden. Hier ergeben sich nahezu beliebige
Geometrieformen.
Nach der Strukturierung wird die Siliciumplatte
gereinigt und das restliche Siliciumdioxid naßchemisch
entfernt. Anschließend wird die Siliciumplatte mit
einer Glasplatte durch anodisches Bonden (vgl.
US. Patent 3,397,278 v. 13.8.1968, Pomerantz, D.I. et
al.) verbunden.
Zum anodischen Bonden von Silicium und Glas eignet sich
ein Alkaliborosilikatglas wie z. B. Pyrex (#7740
Corning) oder Tempax (Schott). Die Glasplatte wird
dabei auf die strukturierte Siliciumscheibe aufgelegt
und mit einer Elektrode kontaktiert. Der gesamte
Verbund wird auf Temperaturen zwischen 200 und 500°C
erwärmt (vorzugsweise etwa auf 450°C, da bis zu dieser
Temperatur die thermischen Ausdehnungskoeffizienten
noch nahe beieinanderliegen und gleichzeitig die
Beweglichkeit der Alkaliionen für einen schnellen
Bondprozeß ausreicht) und zwischen Siliciumplatte und
Glasplatte eine negative Spannung von etwa 1000 V
angelegt. Durch diese Spannung wandern die positiv
geladenen Alkaliionen durch das Glas zur Kathode, wo
sie neutralisiert werden. An der Übergangsstelle
zwischen Glas und Silicium bildet sich im Glas eine
negative Raumladung aus, die eine elektrostatische
Anziehung der beiden Oberflächen bewirkt und außerdem
über Sauerstoffbrückenbindungen zu einer dauerhaften
chemischen Bindung zwischen der Glasoberfläche und der
Siliciumoberfläche führt.
Glas als Deckelmaterial ist in diesem Zusammenhang auch
für die Qualitätskontrolle besonders vorteilhaft, weil
zum einen die Güte der Bondverbindung aber auch Defekte
oder eingeschlossene Partikel, die zu einer
Fehlfunktion des Bauteils führen, durch optische
Inspektion leicht erkannt werden können.
Es sind jedoch auch andere Deckelmaterialien als Glas
einsetzbar. Bei hohen Temperaturbelastungen kann man
den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Verbundes
optimieren, indem man sowohl für die Bodenplatte als
auch für die Deckelplatte Silicium verwendet. Für den
Verbindungsprozeß wird auf eine der beiden Platten,
z. B. im Aufdampf- oder Sputterverfahren eine dünne
Glasschicht aufgetragen, mit der dann der Bondprozeß
durchgeführt werden kann. Eine optische Sichtkontrolle
kann in diesem Fall mit Infrarot-Sichtgeräten erfolgen.
Nach dem Bondprozeß wird der Verbund mit einer
hochdrehenden Diamantkreissäge in einzelne Quader
zerteilt, wobei die Einlaßöffnungen und die
Auslaßöffnungen freigelegt werden. Wenn sich die
Querschnittsfläche im Auslaß stark ändert (wie dies
beispielsweise bei düsenförmigen Auslaßöffnungen der
Fall ist), dann muß der Trennschnitt auf wenige
Mikrometer genau positioniert werden, um einen
definierten Düsenauslaß zu erhalten. Durch diese
Positionierung wird außerdem die Auslaufstrecke am
Auslaß minimiert.
Beim Trennen werden besonders hohe Drehzahlen (in der
Regel über 30000 U/min) benötigt, um Ausbrüche an den
Seitenwänden und Kanten der Düsenkörper zu vermeiden.
Diese Ausbrüche könnten an der Auslaßgeometrie zu
ungewollten Querschnittsveränderungen führen.
Nach dem Zerteilen werden die Düsenkörper gereinigt und
in die vorgesehene Halterung eingebaut.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Materialien und
Verfahren ergeben Düsenkörper, die sich durch eine
Reihe von Vorteilen auszeichnen:
- - hohe mechanische Stabilität;
- - weitgehende Resistenz gegen chemische Einflüsse (z. B. wäßrige Arzneimittellösungen, Säuren);
- - geringe Rauhigkeit der Oberflächen der Grabenstrukturen;
- - geringe Einflüsse von größeren Druck- und Temperaturunterschieden;
- - Ventilfunktion des flüssigkeitsgefüllten Düsenkörpers im Bereich niederer Drucke.
Die erfindungsgemäßen Düsenkörper lassen sich sehr
klein ausführen, so daß das Totvolumen sehr gering ist
und deshalb bei der Anwendung der Düsenkörper im
therapeutischen Bereich (Erzeugung von
Inhalationsaerosolen) nur einen kleinen Bruchteil der
zu erstäubenden Flüssigkeitsmenge ausmacht.
Überraschenderweise ergeben sich aus der geringen Tiefe
der Grabenstrukturen keine Schwierigkeiten für den
Flüssigkeitstransport, obwohl die kleinen
Strömungsquerschnitte Grenzschichtprobleme erwarten
ließen.
In den Fig. 1 bis 8 sind Beispiele für
erfindungsgemäße Düsenkörper und Details davon
dargestellt.
Fig. 1 bietet einen Blick schräg von oben auf die
Bodenplatte 1 und auf die zur Verdeutlichung abgehobene
Deckelplatte 2. Die Flüssigkeit wird durch das Filter 3
auf der Einlaßseite, das aus zahlreichen parallel
angeordneten schmalen Gräben besteht, wobei deren
Querschnitt kleiner sein sollte als der Querschnitt der
Düse 4, in die Kanäle 5 gedrückt und von dort durch die
Düse 4 freigesetzt.
In Fig. 1a ist eine Variante der Grabenplatte 1
dargestellt, wobei die Düse 4 geknickt ist, und statt
der beiden in Fig. 1 in stumpfem Winkel
aufeinanderzulaufenden Kanäle 5 ist eine Reihe parallel
angeordneter Kanäle 5 vorgesehen.
In Fig. 2 ist eine andere Version der Düsenkörper
dargestellt. Diese Figur zeigt den Blick von oben auf
die Grabenplatte 1, bei der - von der Einlaßseite her
gesehen - auf ein gröberes Filter 3 mit den Gräben 3a
ein feineres Filter 6 folgt, von dem Fig. 2a einen
vergrößerten Ausschnitt zeigt. Durch die Kanäle 5 ist
das Filter 6 mit der Düse 4 verbunden. Die zwischen den
Kanälen liegenden Rechtecke stützen die Deckelplatte 2
und verstärken ihre Verbindung mit der Grabenplatte 1.
Es hat sich gezeigt, daß im Fall von Einzeldüsen
entsprechend Fig. 1 und 2 günstigere Tröpfchenspektren
erzielt werden, wenn die Düsen 4 in Strömungsrichtung
kurz sind. Werden Doppeldüsen wie 7a/7b vorgesehen,
führen auch längere, z. B. keilförmig sich verengende
Düsen zu einem guten Zerstäubungsresultat, weil die
Flüssigkeitsstrahlen beim Zusammenprall in feinste
Tröpfchen zerlegt werden.
Fig. 3 zeigt einen Düsenkörper, in dem das zweistufige
Filter sowie die fünf parallelen Kanäle weitgehend mit
der Ausführungsform nach Fig. 2/2a übereinstimmen. Die
Düse 5 nach Fig. 2 ist hier jedoch durch die
Doppeldüse 7a/7b ersetzt. Sie lenkt, wie der
vergrößerte Ausschnitt gemäß Fig. 3b erkennen läßt,
zwei Strahlen unter einem Winkel von 90° gegeneinander.
Durch den Zusammenprall wird eine besonders gute
Zerstäubung erreicht. Die Doppeldüse kann in
verschiedener Hinsicht modifiziert werden. So können
die beiden Strahlen gewünschtenfalls unter spitzerem
oder stumpferem Winkel (z. B. etwa 20 bis 160°C,
vorzugsweise 20 bis 120°) aufeinander gerichtet werden.
Auch der Querschnitt kann anders gewählt werden, etwa
indem auf seine starke Verringerung (wie in den Fig.
3/3b) verzichtet wird. Wünschenswert ist, daß die
Strahlen in geringer Entfernung von den Düsenmündungen
aufeinandertreffen. Kleinere Richtungsabweichungen
führen dann nicht dazu, daß die Strahlen nur
unvollständig aufeinanderprallen. Die Kante 8 wird
gewünschtenfalls abgerundet, weil sich bei längerem
Gebrauch der Kanalplatte gelegentlich Bruchstücke von
der Kante 8 lösen, die zum Verstopfen des Filters bzw.
der Düse führen können.
Fig. 4 zeigt den Düsenbereich eines erfindungsgemäßen
Düsenkörpers, bei dem sechs Düsen 9a bis 9f so
ausgerichtet sind, daß die austretenden Strahlen sich
in einem Punkt treffen. Auf diese weise kann verhindert
werden, daß es nicht mehr zum Zusammenprall der
Strahlen kommt, wenn eine der Düsen verstopft. Gemäß
Fig. 5 ist ein Prallelement 10 im Mündungsbereich
einer Düse dargestellt, die sich nach außen erweitert.
Ähnlich ist in Fig. 6 eine wirbelverursachende
Struktur 11 in die Düse eingebaut, die zu einer
stärkeren Verwirbelung der ausströmenden Flüssigkeit
beiträgt. Auch Fig. 7a bis 7c zeigen einen Ausschnitt
aus dem Düsenkörper im Bereich der Düse, wobei die
unterschiedlichen Düsengeometrien gemäß 12a, 12b und
12c zu erkennen sind.
Fig. 8 zeigt die Bodenplatte eines Düsenkörpers, bei
der der Einlaß 13 senkrecht zu den Verbindungsflächen
zwischen Bodenplatte und Deckelplatte angeordnet ist
und in eine Vertiefung 14 der Bodenplatte mündet.
Für die Verbesserung der Zerstäubung kann die Düse auch
so gestaltet werden, daß sie eine etwas größere Länge
erhält und mit einer Verengung versehen ist, in die ein
Luftkanal oder Luftkanäle münden, so daß - wie bei
einer Wasserstrahlpumpe - Luft in den Flüssigkeitsstrom
gerissen wird.
Wie sich gezeigt hat, wird eine günstige Partikelgröße
in der Regel dann erreicht, wenn die engste Querschnitts
fläche der Düse oder der Düsen zwischen etwa 25 und 500
µm2 liegt. Bei einer Tiefe der Grabenstrukturen in
der Bodenplatte 1 von z. B. 5 µm können die Düsen
demnach verhältnismäßig breit sein und liegen
typischerweise im Tiefe-/Breiteverhältnis zwischen etwa
1 : 1 und 1 : 20. Auch Verhältnisse außerhalb dieses
Bereichs sind möglich. Der Fachmann wird die geeigneten
Düsenabmessungen nötigenfalls durch einige Versuche
optimieren, da in gewissem Umfang auch die
Eigenschaften der zu versprühenden Flüssigkeit, etwa
die Oberflächenspannung und die Viskosität, eine Rolle
spielen. Die spezifischen Eigenschaften sind besonders
zu berücksichtigen, wenn statt wäßriger Flüssigkeiten,
die hier in erster Linie in Betracht gezogen wurden,
organische Lösungsmittel oder Öle zu versprühen sind.
Um ein Verstopfen der Filter auch bei längerer
Benutzung auszuschließen, kann das Filter (6) auch z. B.
zickzack-, mäander- oder bogenförmig gestaltet sein, so
daß eine größere Zahl von Durchlässen (bei
unveränderter Größe derselben) zur Verfügung steht.
Auch können gewünschtenfalls statt der ein- oder
zweistufigen Filter auch z. B. dreistufige mit jeweils
engeren Durchlässen vorgesehen werden. In jedem Fall
muß jedoch gewährleistet sein, daß trotz des
Druckabfalls im Filtersystem an der Düse noch ein
ausreichend hoher Druck verfügbar ist.
Der Querschnitt der Düsenöffnung bzw. die Summe der
Querschnitte der Düsenöffnungen kann innerhalb weiterer
Grenzen variiert werden. Bei gegebenem Druck kann der
Querschnitt einer schlitzförmigen Düse erheblich größer
gewählt werden als der Querschnitt einer quadratischen
oder runden Düse, ohne daß eine Verschlechterung des
Tröpfchenspektrums bewirkt wird. Der Querschnitt der
Düsen bzw. die Summe der Querschnitte liegt im
allgemeinen zwischen 5 und 2000 µm2, vorzugsweise
zwischen 20 und 1000 µm2, insbesondere zwischen 25
und 500 µm2. Dies gilt auch, wenn zwei oder mehr
parallel gerichtete Düsen vorgesehen sind.
Wenn auch - besonders bei sehr schmalen bzw. sehr
flachen Düsen Grenzflächenphänomene eine große Rolle
spielen, so wird der Fachmann doch auch bei der
Gestaltung der Düsen und der Wahl der Abmessungen die
Erkenntnisse der Physik über den hydraulischen
Querschnitt in seine Überlegungen einbeziehen.
Claims (20)
1. Düsenkörper mit einer oder mehreren Düsen für die
Zerstäubung von Flüssigkeiten, bestehend aus
mindestens zwei miteinander, ggf. über eine
Zwischenschicht, verbundenen Platten, wobei
mindestens die Bodenplatte (1) eine grabenartige
Strukturierung aufweist, welche die Einlaßseite
des Düsenkörpers mit der bzw. den als Auslaß
wirkenden Düse(n) (4; 7a, 7b; 9a bis 9f; 12a, 12b,
12c) verbindet.
2. Düsenkörper nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein oder mehr Filter (3; 6)
vorgesehen sind, wobei, wenn zwei oder mehr Filter
(3; 6) vorhanden sind, die Filter in
Strömungsrichtung jeweils feiner werden.
3. Düsenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die grabenartigen Strukturen
näherungsweise rechteckigen Querschnitt haben.
4. Düsenkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Düsen (7a, 7b;
9a-9f) vorgesehen sind, die so ausgerichtet
sind, daß die aus ihnen austretenden Strahlen in
der Nähe der Düsenmündung aufeinandertreffen.
5. Düsenkörper nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Düsen (7a;
7b, 9a-9f) zu ihrer Öffnung hin kleiner wird.
6. Düsenkörper nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die aus den Düsen (7a; 7b)
austretenden Strahlen unter einem Winkel von etwa
20 bis 160°, vorzugsweise 20 bis 120°,
aufeinandertreffen.
7. Düsenkörper nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Doppeldüse vorgesehen
ist, wobei die beiden Strahlen unter einem Winkel
von etwa 90° aufeinandertreffen.
8. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Querschnitt an der Einlaßseite und im Inneren des
Düsenkörpers deutlich größer ist als der
Querschnitt der Düsenöffnung bzw. der Summe der
Düsenöffnungen.
9. Düsenkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Düse (4) ein
Prallelement (10) oder eine wirbelverursachende
Struktur (11) vorgesehen ist.
10. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
Silicium/Glas, Silicium/Glas/Silicium,
Silicium/Silicium, Galliumarsenid/Glas oder
Metall/Glas bestehen.
11. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse
nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe eine
Verengung aufweist, in die ein oder mehr Kanälchen
einmünden, durch die Luft in den Flüssigkeitsstrahl
gesaugt werden kann.
12. Düsenkörper nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß
(13) senkrecht zu der Verbindungsfläche zwischen
Boden- und Deckelplatte angeordnet ist und in eine
Vertiefung (14) mündet, die in Strömungsrichtung
gesehen vor dem oder den Filter(n) liegt.
13. Verfahren zur Herstellung von Düsenkörpern nach
Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
grabenartigen Strukturen durch Kombination eines
optischen Lithographieverfahrens mit einem
ionenunterstützten Ätzverfahren hergestellt werden.
14. Verfahren zur Herstellung von Düsenkörpern nach
Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
grabenartigen Strukturen durch Kombination eines
optischen Lithographieverfahrens mit einem
naßchemischen Ätzverfahren hergestellt werden.
15. Verfahren zur Herstellung von Düsenkörpern nach
Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
grabenartigen Strukturen durch Kombination eines
optischen Lithiographieverfahrens mit einem
additiven Beschichtungsverfahren hergestellt werden.
16. Verfahren zur Herstellung von Düsenkörpern nach
Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Platten durch feldunterstütztes Bonden
(Anlegen eines elektrostatischen Feldes)
miteinander verbunden werden.
17. Verfahren zur Herstellung von Düsenkörpern nach
Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine
größere Anzahl miteinander verbundener Düsenkörper
in einem Nutzen aus entsprechend großen Platten
nach Ansprüchen 12 bis 15 hergestellt und
anschließend vereinzelt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vereinzelung durch Sägen mit einer
hochdrehenden Diamantkreissäge erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vereinzelung durch Ritzen und Brechen des
Nutzens erfolgt.
20. Verfahren zur Herstellung von Düsenkörpern nach
Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Bodenplatte (1) aus kristallinem Silicium mit
einem lichtoptischen Lithographieverfahren in
Verbindung mit einem ionenunterstützen reaktiven
Trockenätzverfahren Grabenstrukturen mit
näherungsweise rechtwinkligem Querschnitt erzeugt
werden, worauf die Bodenplatte mit einer
unstrukturierten Glasplatte aus
Alkaliborosilikatglas bedeckt und mit ihr durch
anodisches Bonden fest verbunden wird.
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