JP2003181330A - 液体微粒子発生用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴射方向の周辺領域への液体微粒子の飛散を
防止し、所定領域に均一な液体微粒子の噴霧を可能とす
る液体微粒子発生用ノズルを提供する。 【解決手段】 ノズル本体部２に高圧気体と液体とを導
入し、高速流の気体によって破砕された液体微粒子及び
気体の混合気体を噴出する混合気体噴出口５５を先端部
に備えた液体微粒子発生用ノズルにおいて、上記ノズル
本体部２の先端部に混合気体噴出方向に突出させて筒状
の飛散液体捕捉カバー３を設け、該飛散液体捕捉カバー
３は、内部が中空３１とされた２重壁構造をなし、その
内周壁面３２には前記中空部（３１）に連通した液体捕
捉孔３３を形成したものである。これにより、周辺領域
への液体の飛散が防止しでき、所定領域に均一な液体噴
霧が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微粒子の液体を噴
射する液体微粒子発生用ノズルに関し、詳しくは、噴射
方向の周辺領域への液体微粒子の飛散を防止し、所定領
域に均一な液体微粒子の噴霧を可能とする液体微粒子発
生用ノズルに係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の液体微粒子発生用ノズルは、例え
ば、特開平４−３２２７３１号公報に開示のものがあ
る。このノズルは図６にその構成を示すように、ノズル
基体６０と旋回流発生部７０とからなる。ノズル基体６
０は、液体送入口６１と加圧気体吸入口６２とを備え、
それぞれ対応する液体吸入口６３と気体噴出口６４とに
よってノズル基体６０の中心部に備えられた第１次液体
破砕室６５に連通されている。さらに、ノズル基体６０
は、上記第１次液体破砕室６５に並行して気体挿通孔６
６を備え、当該気体挿通孔６６の一端が上記加圧気体吸
入口６２に連通され、他端が旋回流発生部７０が備える
円環気体室７１に連通されている。

【０００３】上記旋回流発生部７０とは、中央部に旋回
流噴出口７２を形成したキャップ形のケーシング７３
を、ナット８０でノズル基体６０に締結一体化して形成
したケーシング内部をいう。当該旋回流発生部７０は、
その中心部に上記ノズル基体６０の第１次液体破砕室６
５から延長して形成された両端開放の円筒状の混合気体
通路７４を備え、その先端部を上記ケーシング７３の旋
回流噴出口７２に位置させて混合気体噴出口７５を形成
している。

【０００４】上記円筒状の混合気体通路７４の外周面に
は中央部が膨らんだ略円筒状の固定中子７６を嵌合して
装着し、さらに当該固定中子７６の混合気体噴出口７５
側には旋回導孔形成部材７７を装着し、またノズル基体
６０側には圧縮コイルスプリング７８を装着して、当該
圧縮コイルスプリング７８によって旋回導孔形成部材７
７をケーシング７３の内壁に付勢圧接させている。この
場合、上記固定中子７６とケーシング７３とによって形
成された空間部が円環気体室７１となる。

【０００５】上記旋回導孔形成部材７７は、中央貫通口
を形成した略円錐台形状をなし、その中央部には旋回流
室７９を形成する円形凹部を備えている。さらに、旋回
導孔形成部材７７は、円環気体室７１と旋回流室７９と
を連通させる図示省略の渦巻状に配設された旋回導孔を
備えている。

【０００６】このように、従来の液体微粒子発生用ノズ
ルは、ノズル基体６０の加圧気体吸入口６２より導入し
た高圧気体を気体噴出口６４より第１次液体破砕室６５
に噴出させて高速気流を形成するとともに、液体吸入口
６３に負圧を発生させて液体を吸入し、当該液体を第１
次破砕して霧状の液体と気体との混合気体を形成する。
該形成された混合気体は、混合気体通路７４を通って混
合気体噴出口７５より噴出される。このとき混合気体
は、気体挿通孔６６及び円環気体室７１を経て導入され
旋回導孔形成部材７７に備えた旋回導孔によって生成さ
れた高速の旋回流気体によって第２次破砕されて超微粒
子の液体となり放射状に噴射される（図６の矢印参
照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の液体微粒子発生用ノズルにおいては、微粒子化され
た液体が放射状に噴出されるため、所定の領域外に飛散
する液体微粒子が発生することがあった。この傾向は、
上記旋回流気体によって液体粒子を第２次破砕して超微
粒子の液体を生成させる液体微粒子発生用ノズルにおい
て顕著である。即ち、第２次破砕段階で十分に破砕され
なかった粒子径の比較的大きい液体粒子は、旋回流気体
によって遠心力を受けて遠くまで飛散するからである。
その後、飛散した液体粒子が凝集し、大きな粒となって
垂れ落ちて均一な塗布膜の形成を困難にするおそれがあ
った。

【０００８】そこで、本発明は、このような問題点に対
処すべく、噴射方向の周辺領域への液体微粒子の飛散を
防止し、所定領域に均一な液体微粒子の噴霧を可能とす
る液体微粒子発生用ノズルを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による液体微粒子発生用ノズルは、ノズル本
体部に高圧気体と液体とを導入し、高速流の気体によっ
て破砕された液体微粒子及び気体の混合気体を噴出する
混合気体噴出口を先端部に備えた液体微粒子発生用ノズ
ルにおいて、上記ノズル本体部の先端部に混合気体噴出
方向に突出させて筒状の飛散液体捕捉カバーを設け、該
飛散液体捕捉カバーは、内部が中空とされた２重壁構造
をなし、その内周壁面には前記中空部に連通した液体捕
捉孔を形成したものである。

【００１０】このような構成により、大きな放射角度で
放射された液体微粒子は、飛散液体捕捉カバーの内周壁
面に設けられた液体捕捉孔によって捕捉され、２重壁構
造の内部の中空部に貯留される。これにより、所定領域
外への液体微粒子の噴霧が防止できる。

【００１１】また、前記飛散液体捕捉カバーの外周壁面
に、捕捉した液体を吸引排出する排出口を前記中空部に
連通させて設けたものである。これにより、上記中空部
に貯留した液体を外部に吸引排出させる。

【００１２】さらに、前記飛散液体捕捉カバーまたは前
記ノズル本体部の少なくとも一方に、前記飛散液体捕捉
カバーの前記ノズル本体部からの突出量を調節する突出
量調節手段を備えたものである。これにより、飛散液体
捕捉カバーのノズル本体部からの突出量を調整して液体
噴霧範囲の調整を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による液
体微粒子発生用ノズルの実施の形態を示す側断面図であ
る。この液体微粒子発生用ノズル１は、ノズル本体部２
と飛散液体捕捉カバー３とで構成されている。そして、
上記ノズル本体部２は、ノズル基体４と、旋回流発生部
５とから成る。ノズル基体４は、液体送入口４１と加圧
気体吸入口４２とを備え、それぞれ対応する液体吸入口
４３と気体噴出口４４とによって該ノズル基体４の中心
部に備えた第１次液体破砕室４５に連通している。さら
に、ノズル基体４は、上記第１次液体破砕室４５に並行
して気体挿通孔４６を備え、当該気体挿通孔４６の一端
が上記加圧気体吸入口４２に連通され、他端が旋回流発
生部５が備える円環気体室５１に連通されている。

【００１４】上記旋回流発生部５とは、中央部に旋回流
噴出口５２を形成したキャップ形のケーシング５３を、
ナットでノズル基体４に締結一体化して形成したケーシ
ング内部をいう。この実施の形態においては、ナットは
飛散液体捕捉カバー３のノズル本体部２側の後部開放部
に備えたナット部３６であるが、飛散液体補足カバー３
とナットとは別部品として構成してもよい。当該旋回流
発生部５は、その中心部に上記ノズル基体４の第１次液
体破砕室４５から延長して形成された両端開放の円筒状
の混合気体通路５４を備え、その先端部を上記ケーシン
グ５３の旋回流噴出口５２に位置させて混合気体噴出口
５５を形成している。

【００１５】上記円筒状の混合気体通路５４の外周面に
は中央部が膨らんだ略円筒状の固定中子５６を嵌合して
装着し、さらに当該固定中子５６の混合気体噴出口５５
側には旋回導孔形成部材５７を装着し、またノズル基体
４側には圧縮コイルスプリング５８を装着して、当該圧
縮コイルスプリング５８によって旋回導孔形成部材５７
をケーシング５３の内壁に付勢圧接させている。この場
合、上記固定中子５６とケーシング５３とによって形成
された空間部が円環気体室５１となる。

【００１６】上記旋回導孔形成部材５７は、図２に示す
ように、中央貫通口５７１を形成した略円錐台形状をな
し、その中央部には中央貫通口５７１よりも大きい形状
の円形凹部５７２を備え、上記したケーシング５３の内
壁に付勢圧接されたときに当該円形凹部５７２が旋回流
室５９を形成するようになっている。さらに、円形凹部
５７２から外部に向かって渦巻状に旋回導孔５７３が形
成され、円環気体室５１と旋回流室５９とを連通させて
いる。

【００１７】また、前記飛散液体捕捉カバー３は、内部
が中空３１とされた２重壁構造の略円筒状のカバーであ
り、内周壁面３２には上記中空３１に連通した液体捕捉
孔３３を設けている。この実施の形態においては、図３
に示すように、当該液体捕捉孔３３は、飛散液体捕捉カ
バー３の液体噴射側３ａの内周壁面３２（図１参照）に
形成された円環状の孔である。なお、液体捕捉孔３３
は、上記の形状に限定されるものでなく、例えば図４に
示すように円形状の孔３３ａを複数備えたものでもよ
く、また、図５に示すようにスリット状の孔３３ｂを複
数備えたものでもよい。さらに、液体捕捉孔３３の形状
及び大きさ並びにその形成位置は、液体の捕捉効率また
は吸引時の騒音等との関係から適宜決定される。

【００１８】さらに、飛散液体捕捉カバー３の外周壁面
３４には、捕捉した液体を吸引排出する排出口３５が上
記中空３１に連通して設けられている。そして、上記飛
散液体捕捉カバー３は、ノズル本体部２側の後部開放端
に前述したナット部３６を形成し、ノズル基体４に備え
たボルト部４７と締結一体化できるようになっている。
また、その際、同時にケーシング５３をもノズル基体４
と締結一体化させる作用も為している。

【００１９】上記飛散液体捕捉カバー３のナット部３６
とノズル基体４のボルト部４７は、その締結深度を調節
することにより、飛散液体捕捉カバー３のノズル本体部
２からの突出量を調節する突出量調節手段としての機能
も果たしている。

【００２０】次に、このように構成された液体微粒子発
生用ノズルの動作について説明する。図１において、ノ
ズル基体４が備える加圧気体吸入口４２に空気、アルゴ
ンまたは窒素等の高圧気体が導入され、同時に液体送入
口４１に所定の液体が供給される。液体は、半導体基
板、ディスプレイ基板、ガラス基板あるいはこれに類し
た工業用薄膜形成対象物の表面を処理する表面処理剤や
薄膜形成用薬剤等の用途に応じて適宜選択された薬剤で
ある。

【００２１】高圧気体は、気体噴出口４４より第１次液
体破砕室４５に噴出する。第１次液体破砕室４５を気体
が高速で流出するため液体吸入口４３には負圧が発生
し、液体が液体吸入口４３から第１次液体破砕室４５に
吸入される。このとき、吸入された液体は、高速気流に
よって第１次破砕され微粒子化されて気体と混合し、混
合気体を形成する。そして、当該混合気体は、混合気体
通路５４を通って混合気体噴出口５５より前方側に噴出
する。

【００２２】他方、加圧気体吸入口４２に導入された高
圧気体の一部は、気体挿通孔４６を通して旋回流発生部
５の円環気体室５１に流れ、さらに旋回導孔形成部材５
７の旋回導孔５７３（図２参照）より旋回流室５９に流
入する。そして、当該旋回流室５９において高速の旋回
流気体を発生させ、混合気体噴出口５５より噴出した混
合気体に旋回流を生じさせる。このとき、混合気体中の
微粒子の液体はさらに第２次破砕され超微粒子化されて
放射状に放出する（図１の矢印参照）。

【００２３】ここで、第２次破砕が不十分で超微粒子化
され得なかった液体粒子は重いため、高速の旋回流気体
によって遠心力を受けて大きな放射角で放出する（図１
の破線矢印参照）。このような液体微粒子は、飛散液体
捕捉カバー３の内周壁面３２に形成された液体捕捉孔３
３によって捕捉され、中空３１に一時貯留されまたは排
出口３５を経て図示外の外部に備えたポンプにより吸引
排出される。

【００２４】こうして、液体微粒子発生用ノズル１から
は所定の放射角度で放出された液体微粒子のみが放射さ
れ（図１の実線矢印参照）、所定の領域に均一な液体微
粒子の噴霧を行う。なお、飛散液体捕捉カバー３に備え
たナット部３６によってノズル本体部２と締結一体化す
るとき、その締結深度を調節することによりノズル本体
部２からの飛散液体捕捉カバー３の突出量を調節して、
液体微粒子の放射角度に制限を与えることができる。こ
の場合、液体微粒子発生用ノズル１と液体微粒子の噴霧
対象物との距離を調節することなく、飛散液体捕捉カバ
ー３の突出量を調節するだけで液体微粒子の噴霧範囲を
調整することが可能となる。なお、飛散液体捕捉カバー
３またはノズル本体部２の少なくとも一方に個別の突出
量調節手段を設けてもよい。

【００２５】以上のような動作により、大きな角度で放
射された液体微粒子は、飛散液体捕捉カバー３によって
捕捉され、当該飛散液体捕捉カバー３の内周壁面３２に
形成された液体捕捉孔３３により吸引されて外部に排出
されるため、液体微粒子発生用ノズル１より放射される
液体微粒子は所定の放射角度を有するもののみとなり、
液体微粒子の噴霧対象物の所定の領域のみに均一な液体
噴霧が可能となる。

【００２６】また、飛散液体捕捉カバー３の内周壁面３
２に付着した液体微粒子は、上記液体捕捉孔３３により
吸引して排出されるため、当該液体微粒子が凝集して垂
れ落ちて塗布膜厚にむらを生じさせるおそれがない。

【００２７】なお、本発明は、高圧気体と液体とを導入
し、高速流の気体によって破砕された液体微粒子と気体
の混合気体を噴出する混合気体噴出口５５を先端部に備
えるとともに、さらに上記混合気体噴出口５５を中央部
に配設した円形凹状の旋回流室５９と、当該旋回流室５
９から外部に向かって渦巻き状に形成した旋回導孔５７
３とを備え、分岐して導入した高圧気体を当該旋回導孔
５７３より上記旋回流室５９に導入して高速の旋回気流
を発生させ、超微粒子の液体噴射を行わせるようにした
液体微粒子発生用ノズル１に対して適用した場合により
効果的である。ただし、これに限定されるものではな
く、通常の直線流形式の液体微粒子発生用ノズルに対し
ても適用できることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
請求項１に係る発明によれば、大きな放射角度で放射さ
れた液体微粒子は、飛散液体捕捉カバーの内周壁面に設
けられた液体捕捉孔によって捕捉され、２重壁構造の内
部の中空部に貯留させることができる。従って、所定領
域外への液体微粒子の噴霧が防止できる。

【００２９】また、請求項２に係る発明によれば、飛散
液体捕捉カバーの内周壁面に形成された排出口により、
中空に貯留した液体を外部に吸引排出することができ
る。従って、不要な液体微粒子をより効果的に捕捉して
排出することができる。

【００３０】さらに、請求項３に係る発明によれば、突
出量調節手段により、飛散液体捕捉カバーのノズル本体
部からの突出量の調節を行うことができる。従って、液
体微粒子の放射角度を制限して液体噴霧範囲を調整する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による液体微粒子発生用ノズルの実施
の形態を示す側断面図である。

【図２】 旋回導孔形成部材の構成を示す斜視図であ
る。

【図３】 本発明による液体微粒子発生用ノズルの外観
を示す斜視図である。

【図４】 飛散液体捕捉カバーに形成される液体捕捉孔
の他の例を示す平面図である。

【図５】 飛散液体捕捉カバーに形成される液体捕捉孔
の更に他の例を示す平面図である。

【図６】 従来の液体微粒子発生用ノズルを示す側断面
図である。

【符号の説明】

１…液体微粒子発生用ノズル ２…ノズル本体部 ３…飛散液体捕捉カバー ３１…中空 ３２…内周壁面 ３３，３３ａ，３３ｂ…液体捕捉孔 ３４…外周壁面 ３５…排出口 ３６…ナット部（突出量調節手段） ４７…ボルト部（突出量調節手段） ５５…混合気体噴出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 間 藤 英 利 東京都品川区東五反田１丁目10番７号ＡＩ ＯＳ五 反田ビル 株式会社藤森技術研究 所内 Ｆターム(参考） 4D073 BB01 BB03 CA15 DC02 DC25 4D075 AA02 AA24 AA71 DB13 DC22 DC24 EA05 4F033 BA01 BA02 BA03 DA01 EA01 LA11 NA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノズル本体部に高圧気体と液体とを導入
   し、高速流の気体によって破砕された液体微粒子及び気
   体の混合気体を噴出する混合気体噴出口を先端部に備え
   た液体微粒子発生用ノズルにおいて、 上記ノズル本体部の先端部に混合気体噴出方向に突出さ
   せて筒状の飛散液体捕捉カバーを設け、該飛散液体捕捉
   カバーは、内部が中空とされた２重壁構造をなし、その
   内周壁面には前記中空部に連通した液体捕捉孔を形成し
   たことを特徴とする液体微粒子発生用ノズル。
2. 【請求項２】前記飛散液体捕捉カバーの外周壁面に、捕
   捉した液体を吸引排出する排出口を前記中空部に連通さ
   せて設けたことを特徴とする請求項１に記載の液体微粒
   子発生用ノズル。
3. 【請求項３】前記飛散液体捕捉カバーまたは前記ノズル
   本体部の少なくとも一方に、前記飛散液体捕捉カバーの
   前記ノズル本体部からの突出量を調節する突出量調節手
   段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の
   液体微粒子発生用ノズル。