JP2016163034A - 二流体ノズル - Google Patents
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Abstract
Description
噴射側端の前記内筒の内周面と前記整流ピンの外周面の間に環状液体噴射口を設けると共に、該内筒の外周面と前記外筒の内周面の間に前記環状液体噴射口を囲む環状気体噴射口を設け、
前記整流ピンは液噴射側を小径部とすると共に反対側を大径部とし、前記小径部の外周と前記内筒の内周面との間に噴射側環状液体流路を設ける一方、前記大径部の外周面を前記内筒の内周面と当接させると共に該外周面に周方向に間隔を空けて軸線方向の凹部を設けて複数の整流用液体流路を設け、該整流用液体流路を前記整流ピンを配置していない前記内筒の中空部からなる液体流路を介して液体供給口に連通させる一方、
前記環状気体噴射口に気体供給口を連通する気体流路の途中に、前記内筒の外周面および/または前記外筒の内周面に周方向に間隔をあけて複数の傾斜溝を設けて旋回気体流路を設け、前記傾斜溝の流出口を前記環状気体噴射口より外周方向に位置させ、該傾斜溝の流出口と前記環状気体噴射口との間に傾斜環状気体流路を設け、
前記環状液体噴射口の内周と外周間の径方向寸法を0.1mm〜0.5mm、前記環状気体噴射口の内周と外周間の径方向寸法を前記環状液体噴射口の1.5倍〜4倍に設定していることを特徴とする二流体ノズルを提供している。
かつ、環状液体噴射口に流入させる液体を整流用液体流路を通しているため、噴射する液体の噴霧範囲を安定化させることができる。
さらに、環状気体噴射口に対して前記傾斜溝の流出口を外方に位置させ、その間の気体旋回流路を通して気体を旋回した状態で安定させながら環状気体噴射口より噴射するため、液滴の均等な微細化および噴霧の安定化を図ることができる。
前記内部混合とする場合は、外筒を内筒より0.5mm以下の寸法で突出させることが好ましい。0.5mmを越えると、低気水比での噴霧の時に中心に粗大粒子が発生する問題がある。
噴射側端の前記内筒の内周面と前記旋回用ピンの外周面の間に環状液体噴射口を設けると共に、該内筒の外周面と前記外筒の内周面の間に前記環状液体噴射口を囲む環状気体噴射口を設け、
前記旋回用ピンは噴射側を小径棒状部とすると共に反対側を大径棒状部とし、前記小径棒状部の外周と前記内筒の内周面との間に噴射側環状液体流路を設ける一方、前記大径棒状部の外周面を前記内筒の内周面に密着させると共に、該大径棒状部の外周面に軸線に対して傾斜する傾斜溝を周方向に間隔をあけて複数設け、該傾斜溝を通る液体を旋回させ、かつ、
前記環状気体噴射口に気体供給口を連通する気体流路の途中に、前記内筒外周面および/または前記外筒内周面に周方向に間隔をあけて複数の傾斜溝を設けて旋回気体流路を設けていることを特徴とする二流体ノズルを提供している。
かつ、環状液体噴射口に流入させる液体を整流用液体流路を通しているため、液体を安定した直進流として噴射でき、液体の噴霧を安定化させることができると共に、流速を低下させない利点がある。また、環状気体噴射口に対して前記傾斜溝の流出口を外方に位置させ、その間の傾斜環状気体流路を通して気体を旋回した状態で安定させながら環状気体噴射口より噴射するため、液滴の均等な微細化および噴霧範囲の安定化を図ることができる。さらに、前記傾斜溝の傾斜角度を調整することで噴霧時の広がり寸法を変えることができる。
第1実施形態の二流体ノズルを図1乃至図4に示す。
二流体ノズル1は、内筒2と、内筒2の噴射側の中空部3に配置する整流ピン4と、内筒2の外周に配置する外筒5を備え、これら内筒2、整流ピン4および外筒5は同心としている。内筒2、整流ピン4および外筒5の噴射側(X)の先端は同一平面上に位置させている。前記内筒2の内周面と整流ピン4の外周面の間を環状の液体流路とし、噴射側先端に環状液体噴射口6を設けている。また、内筒2の外周面と外筒5の内周面の間を気体流路とし、噴射側先端に環状気体噴射口7を設けている。
前記環状液体噴射口6および連続する噴射側環状液体流路8は薄幅かつ大径の断面円環形状としており、内周6iと外周6o間の径方向寸法L1を0.1mm〜0.5mmとし、外径を1.5mm〜3.5mmとしている。
前記図5〜図7に示す第1実施形態の変形例の二流体ノズルは、いずれも、環状液体噴射口6、その外周に環状気体噴射口7を備え、環状液体噴射口6の幅寸法L1は第1実施形態と同様な0.1mm〜0.5mmとし、外径を1.5〜3.5mmと従来品より大きくして液量を増加している。また、環状気体噴射口7の幅寸法L2も第1実施形態と同様として、L1の1.5〜4倍としている。
前記構成として、複数の傾斜溝20−1から旋回する気体を前記流路70に流入して円環状に旋回させ、この旋回状態を保持しながら、噴射側環状気体流路19に気体を旋回させながら流通している。
他の作用効果は第1実施形態と同様であるため、説明を省略する。
第2変形例では内筒2の噴射端面2sを外筒5の噴射端面5sより0.1mm〜0.5mm内側とし、気体と液体の一部を内部混合している。また、環状液体噴射口6を囲む外周の環状気体噴射口7は、環状液体噴射口6より軸線方向で外方へ突出する内周面5iを角度θ1で外広がりとしている。該角度θ1は10〜30°の範囲としている。
このように、気体噴射口を外広がりとすると、気体圧を低減出来ると共に噴霧範囲を若干広げることができる。
他の構成は第1変形例と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
第3変形例では、整流ピン4の小径部4aの噴射側先端を外周に傾斜させて拡径し、該傾斜部4kに沿わせる外周側の内筒2の内周面2kも平行に傾斜させている。これにより、直線状としていた噴射側環状液体流路8−1を噴射側に向けて同一幅で外向きに傾斜する傾斜流路としている。このように、噴射側環状液体流路8−1を噴射端に向けて拡径すると、環状液体噴射口6の径を増大させて、液量を増加させることができる。
他の構成および作用効果は第1変形例と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
第2実施形態は図7に示す第3変形例と同様な構成としているが、図8(B)(C)に示すように、整流ピン4の小径部4aの外周と内筒2の内周面の間に環状のワーラ80を取り付け、噴射側環状液体流路8を通過する直進流を旋回させている。これにより、環状液体噴射口6に連続する傾斜した噴射側環状液体流路8−1に液体を旋回して流しこみ、環状液体噴射口6から液体を旋回させながら噴射している。
外周の環状気体噴射口7からは、第1実施形態および第1〜第3変形例と同様に気体を旋回しながら噴射し、旋回しながら噴射する液体と外周の気体とを外部混合している。
他の構成および作用効果は第3変形例と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
二流体ノズルは整流ピンの代わりに旋回用ピン40を用いて液体を旋回させている点でワーラを用いて液体を旋回させている第2実施形態と相違する。
旋回用ピン40は小径棒状部40aと大径棒状部40bからなり、大径棒状部40bの外周面に整流用の凹部を軸線方向に設ける代わりに、図9(B)に示すように、軸線方向で傾斜させた傾斜溝45を設けている。大径棒状部40bの外周面を内筒2の内周面と接触させることで、周方向に等間隔をあけて設ける複数の傾斜溝45の外面が内筒2で閉鎖されて旋回液体流路46となる。
他の構成は前記第1変形例と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
また、本発明の二流体ノズルは基板洗浄用に限定されず、二流体を混合して噴射する用途に好適に用いることができる。
2 内筒
3 中空部
4 整流ピン
4d 凹部
5 外筒
6 環状液体噴射口
7 環状気体噴射口
8 噴射側環状液体流路
9 整流用液体流路
17 旋回気体流路
19 噴射側環状気体流路
20−1 傾斜溝
Claims (7)
- 内筒と、該内筒の噴射側の中空部に配置する整流ピンと、前記内筒の外周に配置する外筒を備え、
噴射側端の前記内筒の内周面と前記整流ピンの外周面の間に環状液体噴射口を設けると共に、該内筒の外周面と前記外筒の内周面の間に前記環状液体噴射口を囲む環状気体噴射口を設け、
前記整流ピンは液噴射側を小径部とすると共に反対側を大径部とし、前記小径部の外周と前記内筒の内周面との間に噴射側環状液体流路を設ける一方、前記大径部の外周面を前記内筒の内周面と当接させると共に該外周面に周方向に間隔を空けて軸線方向の凹部を設けて複数の整流用液体流路を設け、該整流用液体流路を前記整流ピンを配置していない前記内筒の中空部からなる液体流路を介して液体供給口に連通させる一方、
前記環状気体噴射口に気体供給口を連通する気体流路の途中に、前記内筒の外周面および/または前記外筒の内周面に周方向に間隔をあけて複数の傾斜溝を設けて旋回気体流路を設け、前記傾斜溝の流出口を前記環状気体噴射口より外周方向に位置させ、該傾斜溝の流出口と前記環状気体噴射口との間に傾斜環状気体流路を設け、
前記環状液体噴射口の内周と外周間の径方向寸法を0.1mm〜0.5mm、前記環状気体噴射口の内周と外周間の径方向寸法を前記環状液体噴射口の1.5倍〜4倍に設定していることを特徴とする二流体ノズル。 - 前記内筒、前記整流ピンおよび前記外筒の噴射側端面を同一平面に位置させて外部混合とし、あるいは前記外筒を前記内筒および前記整流ピンの噴射側端面より突出させて内部混合としている請求項1に記載の二流体ノズル。
- 前記環状液体噴射口に連続する噴射側環状液体流路は環状液体噴射口と同一形状の筒形状とし、液体を軸線方向と平行な直流として前記環状液体噴射口から噴射し、かつ、前記環状気体噴射口に連続する噴射側環状気体流路を環状気体噴射口と同一形状の筒形状とし、気体を軸線方向と平行に旋回させながら環状気体噴射口から噴射する請求項1または請求項2に記載の二流体ノズル。
- 前記外筒の前記環状気体噴射口に連続する内周面を中心軸線と平行な直線面、またはラッパ状に広がる傾斜面としている請求項1または請求項2に記載の二流体ノズル。
- 前記噴射側環状気体流路を軸線方向に平行な筒形状の流路とし、該噴射側環状気体流路に外径側へ傾斜する傾斜気体流路を設け、該傾斜気体流路に前記傾斜溝からなる旋回気体流路を連続させている請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の二流体ノズル。
- 前記整流ピンの小径部の外周と前記内筒の内周面の間に旋回用ワーラを配置し、前記噴射側環状液体流路を流れる液体を旋回流とし、前記環状液体噴射口から液体を旋回させながら噴射させる請求項1または請求項5のいずれか1項に記載の二流体ノズル。
- 内筒と、該内筒の噴射側の中空部に配置する旋回用ピンと、前記内筒の外周に配置する外筒を備え、
噴射側端の前記内筒の内周面と前記旋回用ピンの外周面の間に環状液体噴射口を設けると共に、該内筒の外周面と前記外筒の内周面の間に前記環状液体噴射口を囲む環状気体噴射口を設け、
前記旋回用ピンは噴射側を小径棒状部とすると共に反対側を大径棒状部とし、前記小径棒状部の外周と前記内筒の内周面との間に噴射側環状液体流路を設ける一方、前記大径棒状部の外周面を前記内筒の内周面に密着させると共に、該大径棒状部の外周面に軸線に対して傾斜する傾斜溝を周方向に間隔をあけて複数設け、該傾斜溝を通る液体を旋回させ、かつ、
前記環状気体噴射口に気体供給口を連通する気体流路の途中に、前記内筒外周面および/または前記外筒内周面に周方向に間隔をあけて複数の傾斜溝を設けて旋回気体流路を設けていることを特徴とする二流体ノズル。
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