JPH1147641A - ノズル組立体の製造方法 - Google Patents
ノズル組立体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えば吸入による薬剤の投与に適した細かい
液滴の噴霧を生じさせる噴霧ノズル組立体及びフィルタ
ー付の斯かるノズル組立体の製造方法 【解決手段】 概ね平らな第一の面と該第一の面内に形
成された複数の溝とを備えた第一の部材をステップと、
概ね平らな第二の面を備えた第二の部材を形成するステ
ップと、前記第一の面と第二の面に沿って前記第一の部
材と第二の部材を接合して合成構造を形成するステップ
と、前記合成構造を個々の部分に分離して個々のノズル
組立体を形成ステップであって、ノズル組立体の各々が
ノズル入口、ノズル噴射口、及び前記複数の溝から形成
され前記ノズル入口及びノズル噴射口を流体連結するチ
ャンネル有する複数のノズル組立体を製造するための方
法
液滴の噴霧を生じさせる噴霧ノズル組立体及びフィルタ
ー付の斯かるノズル組立体の製造方法 【解決手段】 概ね平らな第一の面と該第一の面内に形
成された複数の溝とを備えた第一の部材をステップと、
概ね平らな第二の面を備えた第二の部材を形成するステ
ップと、前記第一の面と第二の面に沿って前記第一の部
材と第二の部材を接合して合成構造を形成するステップ
と、前記合成構造を個々の部分に分離して個々のノズル
組立体を形成ステップであって、ノズル組立体の各々が
ノズル入口、ノズル噴射口、及び前記複数の溝から形成
され前記ノズル入口及びノズル噴射口を流体連結するチ
ャンネル有する複数のノズル組立体を製造するための方
法
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル組立体の製
造方法、特に、例えば吸入による薬剤の投与に適した細
かい液滴の噴霧を生じさせる噴霧ノズル組立体及びフィ
ルター付の斯かるノズル組立体の製造方法に関する。
造方法、特に、例えば吸入による薬剤の投与に適した細
かい液滴の噴霧を生じさせる噴霧ノズル組立体及びフィ
ルター付の斯かるノズル組立体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】流体に、高圧で狭いノズ
ルを通過させると、非常に細かい液滴を形成させること
ができることが（例えば、WO91/14468から）公知であ
る。WO91/14468は、紡糸ノズルの製造において公知の方
法等の方法を用いて必要なノズルを製造することを提案
している。これらのノズルは、例えば、炭化タングステ
ンの針を用いて薄い金属プレートに穿孔することにより
製造されている。WO91/14468による装置の用途の重要な
領域は、吸入療法用のエアゾールの製造である。厳しい
要求が、特に、液滴の細かさに課されている。充分な量
の薬剤が、肺に充分深く到達することができるには、か
なりの数の液滴が、６μm 未満のサイズを有していなけ
ればならないことが、夥しい研究の間に、分っている。
安全な治療のためには、装置の個々のノズル片(pieces)
が、各々同じ液滴スペクトルを生じさせることができな
くてはならない。そうなってはじめて、所定服用量の薬
剤が、所望の態様で肺に送られることが確実になるため
である。
ルを通過させると、非常に細かい液滴を形成させること
ができることが（例えば、WO91/14468から）公知であ
る。WO91/14468は、紡糸ノズルの製造において公知の方
法等の方法を用いて必要なノズルを製造することを提案
している。これらのノズルは、例えば、炭化タングステ
ンの針を用いて薄い金属プレートに穿孔することにより
製造されている。WO91/14468による装置の用途の重要な
領域は、吸入療法用のエアゾールの製造である。厳しい
要求が、特に、液滴の細かさに課されている。充分な量
の薬剤が、肺に充分深く到達することができるには、か
なりの数の液滴が、６μm 未満のサイズを有していなけ
ればならないことが、夥しい研究の間に、分っている。
安全な治療のためには、装置の個々のノズル片(pieces)
が、各々同じ液滴スペクトルを生じさせることができな
くてはならない。そうなってはじめて、所定服用量の薬
剤が、所望の態様で肺に送られることが確実になるため
である。
【０００３】ノズルの機械的製造に関しては、おそらく
ノズルの壁がさまざまな程度の粗さのものであることに
起因して、ノズルごとの障害になる偏差が、時としてあ
る。なかでも、上記のWO91/14468の図８に示すような二
頭ノズルを、必要な精度を以て、製造するのは困難なこ
とである。加えて、ノズル内の流体の流れを加速又は減
速する目的等で公知の方法を用いて断面の変化するノズ
ルを得ること、或いは衝撃要素又は渦発生装置を備える
ことは、容易なことではない。PCT出願第GB91/00433号
には、加圧噴射ガスを用いることなしに、流体から細か
い液滴の噴霧を形成するため、特に、薬剤の液滴が肺の
下部に入り込むことができるよう、使用者による吸入用
に、10μm 未満の平均液滴サイズを有する流体薬剤の噴
霧を形成するための方法及び装置が記載されている。 P
CT出願第GB91/02145号には、流体がノズルの孔を通過す
る際に、流体の流れに二次流れを誘発することにより、
斯かる噴霧の形成を最適化することのできる方法及び装
置が記載されている。
ノズルの壁がさまざまな程度の粗さのものであることに
起因して、ノズルごとの障害になる偏差が、時としてあ
る。なかでも、上記のWO91/14468の図８に示すような二
頭ノズルを、必要な精度を以て、製造するのは困難なこ
とである。加えて、ノズル内の流体の流れを加速又は減
速する目的等で公知の方法を用いて断面の変化するノズ
ルを得ること、或いは衝撃要素又は渦発生装置を備える
ことは、容易なことではない。PCT出願第GB91/00433号
には、加圧噴射ガスを用いることなしに、流体から細か
い液滴の噴霧を形成するため、特に、薬剤の液滴が肺の
下部に入り込むことができるよう、使用者による吸入用
に、10μm 未満の平均液滴サイズを有する流体薬剤の噴
霧を形成するための方法及び装置が記載されている。 P
CT出願第GB91/02145号には、流体がノズルの孔を通過す
る際に、流体の流れに二次流れを誘発することにより、
斯かる噴霧の形成を最適化することのできる方法及び装
置が記載されている。
【０００４】斯かる方法及び装置の好ましい実施態様で
は、計量した投与量の流体薬剤を、駆動バネの作用に抗
してポンプ機構のシリンダ内のピストンを引っ込めるこ
とにより、貯蔵容器から圧力チャンバーに汲み込む。ピ
ストン又はバネを、計量した投与量の薬剤が、排出され
るまで、ポンプの圧力チャンバー内の周囲圧力に保持さ
れるよう、係止され、そうでなければ、引っ込んだ又は
待機(cocked)位置に保持する。排出が必要な時には、ピ
ストン又はバネを開放すると、バネがピストンを前方に
駆動し、それにより、流体に急激な圧力の上昇を与え、
流体をノズルの孔を通して排出させて液滴の噴霧を発生
させる。肺の下部に薬剤を施すのに必要な非常に細かい
液滴は、細い孔サイズのノズル及び高圧を用いることに
より、典型的には、20μm 未満のノズル孔及び300 ヘク
トパスカルを越える圧力を用いて得られる。
は、計量した投与量の流体薬剤を、駆動バネの作用に抗
してポンプ機構のシリンダ内のピストンを引っ込めるこ
とにより、貯蔵容器から圧力チャンバーに汲み込む。ピ
ストン又はバネを、計量した投与量の薬剤が、排出され
るまで、ポンプの圧力チャンバー内の周囲圧力に保持さ
れるよう、係止され、そうでなければ、引っ込んだ又は
待機(cocked)位置に保持する。排出が必要な時には、ピ
ストン又はバネを開放すると、バネがピストンを前方に
駆動し、それにより、流体に急激な圧力の上昇を与え、
流体をノズルの孔を通して排出させて液滴の噴霧を発生
させる。肺の下部に薬剤を施すのに必要な非常に細かい
液滴は、細い孔サイズのノズル及び高圧を用いることに
より、典型的には、20μm 未満のノズル孔及び300 ヘク
トパスカルを越える圧力を用いて得られる。
【０００５】斯かる細かい液滴を得るのに必要なノズル
の孔は、多くの方法で形成することができ、例えば、金
属プレートに穴を穿ってその穴を部分的に塞ぎ、流体が
ノズルの孔を通過する際に流体の流れに二次流れを生じ
させる粗いリムを有する細い孔を得ることによって形成
することができる。しかしながら、ノズルの孔を形成す
るのに用いるこれらの技術は、費用が高く、時間がかか
り、しかも一定した結果をもたらさず、使用に先立つ品
質管理評価の間の構成要素の不合格につながる顕微鏡の
尺度での構成要素の精密な機械加工を必要とするか、又
は装置の一貫しない操作を必要とするかの何れかであ
る。更に、装置が作動する時に、場合によっては600 ヘ
クトパスカルもの高さの、非常に高い圧力のサージに耐
えることのできる必要性が、機械的に強い構成要素の使
用を必要とする。やはり、このことも装置のコストを嵩
ませるものである。
の孔は、多くの方法で形成することができ、例えば、金
属プレートに穴を穿ってその穴を部分的に塞ぎ、流体が
ノズルの孔を通過する際に流体の流れに二次流れを生じ
させる粗いリムを有する細い孔を得ることによって形成
することができる。しかしながら、ノズルの孔を形成す
るのに用いるこれらの技術は、費用が高く、時間がかか
り、しかも一定した結果をもたらさず、使用に先立つ品
質管理評価の間の構成要素の不合格につながる顕微鏡の
尺度での構成要素の精密な機械加工を必要とするか、又
は装置の一貫しない操作を必要とするかの何れかであ
る。更に、装置が作動する時に、場合によっては600 ヘ
クトパスカルもの高さの、非常に高い圧力のサージに耐
えることのできる必要性が、機械的に強い構成要素の使
用を必要とする。やはり、このことも装置のコストを嵩
ませるものである。
【０００６】PCT出願第GB91/02147には、一体の逆止め
弁及びフィルターをノズル組立体に組み込み、計量した
投与量の流体を貯蔵容器から汲むためピストンが引っ込
められた時に、排出ノズルを通って装置内に空気が吸引
されるのを防止し、流体に連行された固体粒子による細
いノズル孔の閉塞を防止する構成の態様が説明されてい
る。斯かる構成の好ましい態様では、円筒状のプラグ
が、ノズルのオリフィスのすぐ上流のチャンバーに押込
嵌めされ、チャンバーの内壁とプラグの半径方向に外側
に向かう壁との間に環状の通路を提供している。この環
状の通路は、ノズルの孔と等しいか又はそれよりも小さ
い半径寸法を有しており、そのため、細かいフィルター
を提供し、そうでなければノズルの孔を閉塞することの
ある固体粒子を除去する。この細い環状の通路は、ま
た、流体の運動に抑制を加え、この抑制は、ピストンが
その前方への、即ち排出、ストロークに駆動され、流体
をノズル孔を通じて外側に流す際に生じる高圧によって
凌駕される。しかしながら、この流れの抑制は、ピスト
ンが引っ込められた時に、流体が装置に逆流するのを防
止する。これは、貯蔵容器から圧力チャンバーに汲み入
れられた新しい流体が、空気又はプラグの下流のノズル
組立体からの流体で汚染されるおそれを減少させる。や
はり、斯かる装置は、装置が作動する際の圧力サージに
耐えることができるよう、金属で製造しなければなら
ず、そのため、構成要素の費用のかかる高精度の機械加
工を必要とする。
弁及びフィルターをノズル組立体に組み込み、計量した
投与量の流体を貯蔵容器から汲むためピストンが引っ込
められた時に、排出ノズルを通って装置内に空気が吸引
されるのを防止し、流体に連行された固体粒子による細
いノズル孔の閉塞を防止する構成の態様が説明されてい
る。斯かる構成の好ましい態様では、円筒状のプラグ
が、ノズルのオリフィスのすぐ上流のチャンバーに押込
嵌めされ、チャンバーの内壁とプラグの半径方向に外側
に向かう壁との間に環状の通路を提供している。この環
状の通路は、ノズルの孔と等しいか又はそれよりも小さ
い半径寸法を有しており、そのため、細かいフィルター
を提供し、そうでなければノズルの孔を閉塞することの
ある固体粒子を除去する。この細い環状の通路は、ま
た、流体の運動に抑制を加え、この抑制は、ピストンが
その前方への、即ち排出、ストロークに駆動され、流体
をノズル孔を通じて外側に流す際に生じる高圧によって
凌駕される。しかしながら、この流れの抑制は、ピスト
ンが引っ込められた時に、流体が装置に逆流するのを防
止する。これは、貯蔵容器から圧力チャンバーに汲み入
れられた新しい流体が、空気又はプラグの下流のノズル
組立体からの流体で汚染されるおそれを減少させる。や
はり、斯かる装置は、装置が作動する際の圧力サージに
耐えることができるよう、金属で製造しなければなら
ず、そのため、構成要素の費用のかかる高精度の機械加
工を必要とする。
【０００７】
【発明の目的】従って、本発明の目的は、上記の問題を
減少させ、高精度、低コストで製造することのできるノ
ズル組立体の製造方法を提供することである。
減少させ、高精度、低コストで製造することのできるノ
ズル組立体の製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決する手段】本発明の一つの観点によれば、
複数のノズル組立体を製造する方法であって、第１の概
ね平らな面と該第１の概ね平らな面内に形成した複数の
溝とを有する第１の部材を形成するステップ、第２の概
ね平らな面を有する第２の部材を形成するステップ、前
記第１の概ね平らな面と前記第２の概ね平らな面とを結
合させて合成構造を形成するステップ、及び前記合成構
造を各合成部分に分離して各ノズル組立体を形成するス
テップを有し、ノズル組立体の各々が、ノズル入口と、
ノズル出口と、上記複数の溝から形成された流体流れ連
通内で上記ノズル入口及びノズル出口を連通する溝とを
包含することを特徴とする複数のノズル組立体を製造す
る方法が提供される。
複数のノズル組立体を製造する方法であって、第１の概
ね平らな面と該第１の概ね平らな面内に形成した複数の
溝とを有する第１の部材を形成するステップ、第２の概
ね平らな面を有する第２の部材を形成するステップ、前
記第１の概ね平らな面と前記第２の概ね平らな面とを結
合させて合成構造を形成するステップ、及び前記合成構
造を各合成部分に分離して各ノズル組立体を形成するス
テップを有し、ノズル組立体の各々が、ノズル入口と、
ノズル出口と、上記複数の溝から形成された流体流れ連
通内で上記ノズル入口及びノズル出口を連通する溝とを
包含することを特徴とする複数のノズル組立体を製造す
る方法が提供される。
【０００９】そのため、本発明の実施態様が、二以上の
プレートからなるノズル（本明細書においてノズル組立
体とも称する)であって、それらのプレートのうちの少
なくとも一つであるベースプレートには、取り入れ口側
と、反対に配置された側に設けられた噴霧器ノズル噴出
口とをつなげる溝が形成されており、一方、通常は構造
化されていない他のプレート（カバープレート）が、ベ
ースプレートの構造化した面上に配置され、ベースプレ
ートにしっかりと接合されるノズルを提供することがで
きる。三つの層からなるノズル組立体が、例えば、構造
化したシリコンプレート、平坦なシリコンカバープレー
ト及びそれらの間の薄いガラスプレートからなるのがよ
い。もちろん、構造化したカバープレートを構造化して
いないベースプレートの上に配置してベースプレートと
カバープレートの機能を逆にすることもできる。
プレートからなるノズル（本明細書においてノズル組立
体とも称する)であって、それらのプレートのうちの少
なくとも一つであるベースプレートには、取り入れ口側
と、反対に配置された側に設けられた噴霧器ノズル噴出
口とをつなげる溝が形成されており、一方、通常は構造
化されていない他のプレート（カバープレート）が、ベ
ースプレートの構造化した面上に配置され、ベースプレ
ートにしっかりと接合されるノズルを提供することがで
きる。三つの層からなるノズル組立体が、例えば、構造
化したシリコンプレート、平坦なシリコンカバープレー
ト及びそれらの間の薄いガラスプレートからなるのがよ
い。もちろん、構造化したカバープレートを構造化して
いないベースプレートの上に配置してベースプレートと
カバープレートの機能を逆にすることもできる。
【００１０】ノズル組立体の凹みは、通常、長方形断面
のものである。しかしながら、ノズル組立体を、本明細
書で以下に説明する方法及び当業者に公知の関連する方
法によって製造する場合には、多数の変更態様が可能で
ある。所望であれば、いろいろなエッチング方法を用い
ることにより、別の断面の溝を備えたベースプレートを
製造することもできる。ベースプレートに加えてカバー
プレートを構造化すると、他の断面、例えば、ほぼ円形
の断面を得ることができる。ベースプレート及びカバー
プレートの両方を構造化する場合には、両方のプレート
に同じ構造を与えるのが通常である。ベースプレート及
びカバープレートを、異なる態様で構造化するが、互い
に協働するようすれば、他の変更態様が可能である。
のものである。しかしながら、ノズル組立体を、本明細
書で以下に説明する方法及び当業者に公知の関連する方
法によって製造する場合には、多数の変更態様が可能で
ある。所望であれば、いろいろなエッチング方法を用い
ることにより、別の断面の溝を備えたベースプレートを
製造することもできる。ベースプレートに加えてカバー
プレートを構造化すると、他の断面、例えば、ほぼ円形
の断面を得ることができる。ベースプレート及びカバー
プレートの両方を構造化する場合には、両方のプレート
に同じ構造を与えるのが通常である。ベースプレート及
びカバープレートを、異なる態様で構造化するが、互い
に協働するようすれば、他の変更態様が可能である。
【００１１】以下、第一の面に形成された全深さの流入
口、噴出口及び流路を有する第一の部材、及び流入口、
噴出口及び溝を完成するための壁を提供するほぼ平坦な
面を有する第二の部材に関して、本発明を説明する。流
体噴出口は、ノズル組立体の噴霧発生手段として作用す
る。したがって、これらの流体噴出口は、噴出口の孔を
通過する流体の流れから液滴の噴霧を形成するために
は、 PCT出願第GB91/02145号に記載されているような、
粗な多角形又は他の断面又は縁を有することのできる単
純な細孔オリフィスであるのがよい。そのため、孔は、
三角、四角、或いは他の規則的又は不規則な多角形の形
状を有することができ、1:1 〜10:1の孔の最大寸法対最
小寸法比を有するのが好ましい。孔のリップは粗いのが
よく、このような場合には、孔は、部材と電極との間に
アークを点弧することにより第一の部材から材料を除去
する電気スパッタ浸蝕技術によって形成される。しかし
ながら、孔は、鋭いリップを有し、このリップによって
流体の流れが急激に方向を変えて流体の流れの本流に二
次流れを生じさせることが好ましい。方向の変化は、90
度にわたる総流体変化方向の少なくとも５％、好ましく
は10〜30％と等価であるのが典型的である。方向の変化
は、急激に生じることが好ましく、特に、流れの巾の直
径の５倍未満、好ましくは１倍未満、の軸方向距離内で
生じることが好ましい。斯かる方向の変化、又は二次流
れは、外側に向いたリップとは反対に軸方向に内側に向
いたリップ、を有する孔、例えば、孔が流れの進路に沿
って分岐し、孔を通る流体の流れの意図する進路に対し
て頂点が向けられている等辺三角形の平面形状を有する
孔を形成することによっても得ることができる。その
他、２本の流路を、第一の部材の平面領域内で交差さ
せ、第一の部材の縁に位置する流体噴出口の孔に通じる
単一の流路に乱流を形成することもできる。
口、噴出口及び流路を有する第一の部材、及び流入口、
噴出口及び溝を完成するための壁を提供するほぼ平坦な
面を有する第二の部材に関して、本発明を説明する。流
体噴出口は、ノズル組立体の噴霧発生手段として作用す
る。したがって、これらの流体噴出口は、噴出口の孔を
通過する流体の流れから液滴の噴霧を形成するために
は、 PCT出願第GB91/02145号に記載されているような、
粗な多角形又は他の断面又は縁を有することのできる単
純な細孔オリフィスであるのがよい。そのため、孔は、
三角、四角、或いは他の規則的又は不規則な多角形の形
状を有することができ、1:1 〜10:1の孔の最大寸法対最
小寸法比を有するのが好ましい。孔のリップは粗いのが
よく、このような場合には、孔は、部材と電極との間に
アークを点弧することにより第一の部材から材料を除去
する電気スパッタ浸蝕技術によって形成される。しかし
ながら、孔は、鋭いリップを有し、このリップによって
流体の流れが急激に方向を変えて流体の流れの本流に二
次流れを生じさせることが好ましい。方向の変化は、90
度にわたる総流体変化方向の少なくとも５％、好ましく
は10〜30％と等価であるのが典型的である。方向の変化
は、急激に生じることが好ましく、特に、流れの巾の直
径の５倍未満、好ましくは１倍未満、の軸方向距離内で
生じることが好ましい。斯かる方向の変化、又は二次流
れは、外側に向いたリップとは反対に軸方向に内側に向
いたリップ、を有する孔、例えば、孔が流れの進路に沿
って分岐し、孔を通る流体の流れの意図する進路に対し
て頂点が向けられている等辺三角形の平面形状を有する
孔を形成することによっても得ることができる。その
他、２本の流路を、第一の部材の平面領域内で交差さ
せ、第一の部材の縁に位置する流体噴出口の孔に通じる
単一の流路に乱流を形成することもできる。
【００１２】その他、方向の変化は、孔に対してフラッ
プ又は部分的な閉塞要素を形成することによって生じさ
せることができ、それにより、孔を通る流体の流れの少
なくとも一部が、フラップ又は閉塞要素によって方向の
急激な変化を受ける。斯かるフラップ又は閉塞要素は、
流れの有効断面の10〜80％に作用する。二次流れ発生要
素の他の形態が、 PCT出願第GB91/02145号に記載されて
おり、その出願の主題事項は、この参照により本明細書
に組み込まれている。流体噴出口が、噴出口の形状及び
形態によって生じた二次流れにより噴霧を発生させるよ
うに形成されている場合には、比較的大きな液滴、例え
ば30〜150μm の質量中央値液滴サイズが要求されてい
る場合、25ヘクトパスカルのような低い圧力を発生させ
る流れ発生装置を用いて満足な噴霧を発生させることが
できることが分っている。しかしながら、約20μm 未満
の質量中央値サイズの液滴が必要な場合には、通常、少
なくとも50ヘクトパスカル、典型的には100〜400ヘクト
パスカルの圧力を発生させる流れ発生装置を用いること
が必要である。
プ又は部分的な閉塞要素を形成することによって生じさ
せることができ、それにより、孔を通る流体の流れの少
なくとも一部が、フラップ又は閉塞要素によって方向の
急激な変化を受ける。斯かるフラップ又は閉塞要素は、
流れの有効断面の10〜80％に作用する。二次流れ発生要
素の他の形態が、 PCT出願第GB91/02145号に記載されて
おり、その出願の主題事項は、この参照により本明細書
に組み込まれている。流体噴出口が、噴出口の形状及び
形態によって生じた二次流れにより噴霧を発生させるよ
うに形成されている場合には、比較的大きな液滴、例え
ば30〜150μm の質量中央値液滴サイズが要求されてい
る場合、25ヘクトパスカルのような低い圧力を発生させ
る流れ発生装置を用いて満足な噴霧を発生させることが
できることが分っている。しかしながら、約20μm 未満
の質量中央値サイズの液滴が必要な場合には、通常、少
なくとも50ヘクトパスカル、典型的には100〜400ヘクト
パスカルの圧力を発生させる流れ発生装置を用いること
が必要である。
【００１３】液滴のサイズは、ノズル孔のサイズにも影
響される。そのため、一般に、500μm未満、例えば50μ
m以下の最大横断方向寸法の孔を用いることが望ましい
ことが分っている。細かい液滴サイズの噴霧が必要な場
合には、最大横断方向孔寸法は、30μm未満であるのが
好ましい。斯かる寸法は、５〜2500、例えば10〜500平
方ミクロンの断面積に相当する。粗大な噴霧が必要な場
合には、孔サイズを、100μmの最大横断方向寸法にまで
することができる。先に示したように、所望の噴霧を、
二以上の流体の噴流を互いに衝突させることによって、
又は単一の噴流に関しては、噴流を固定衝突要素に衝突
させることによっても形成することができる。この場合
には、ノズル孔は、何等大量の二次流れを生じさせる必
要がなく、滑らかなリップのほぼ円形、正方形又は長方
形の孔を用いることができる。許容できる噴流を発生さ
せるためには、50〜400 ヘクトパスカルの流体圧を発生
させる流れ発生装置、及び5〜100μmの最大横断方向寸
法を有する孔を用いることが好ましい。二つの衝突する
噴流を用いる場合には、噴流の飛行の経路は、衝突の箇
所で60〜150度、好ましくは約90〜120度の角度を挟んで
いるのが好ましく、衝突は、流体噴出口の位置する第一
の部材の縁の平面から25〜500、例えば30〜100 、μmで
起こるのが好ましい。流体の噴流が、固定衝突要素にぶ
つかる場合には、この衝突要素は、噴流の飛行の経路の
噴流が個々の液滴に分裂し始める手前の位置、典型的に
は、流体噴出口の1000μm未満下流の位置に配置されて
いるのが好ましく、衝突要素が、自己清浄的でかなりの
量の流体をとどめないよう、衝突要素の表面は、噴流の
飛行の経路に対して角をなしているのが好ましい。斯か
る自己清浄的衝突要素の好適な態様が、 PCT出願第GB92
/0688号に記載されている。
響される。そのため、一般に、500μm未満、例えば50μ
m以下の最大横断方向寸法の孔を用いることが望ましい
ことが分っている。細かい液滴サイズの噴霧が必要な場
合には、最大横断方向孔寸法は、30μm未満であるのが
好ましい。斯かる寸法は、５〜2500、例えば10〜500平
方ミクロンの断面積に相当する。粗大な噴霧が必要な場
合には、孔サイズを、100μmの最大横断方向寸法にまで
することができる。先に示したように、所望の噴霧を、
二以上の流体の噴流を互いに衝突させることによって、
又は単一の噴流に関しては、噴流を固定衝突要素に衝突
させることによっても形成することができる。この場合
には、ノズル孔は、何等大量の二次流れを生じさせる必
要がなく、滑らかなリップのほぼ円形、正方形又は長方
形の孔を用いることができる。許容できる噴流を発生さ
せるためには、50〜400 ヘクトパスカルの流体圧を発生
させる流れ発生装置、及び5〜100μmの最大横断方向寸
法を有する孔を用いることが好ましい。二つの衝突する
噴流を用いる場合には、噴流の飛行の経路は、衝突の箇
所で60〜150度、好ましくは約90〜120度の角度を挟んで
いるのが好ましく、衝突は、流体噴出口の位置する第一
の部材の縁の平面から25〜500、例えば30〜100 、μmで
起こるのが好ましい。流体の噴流が、固定衝突要素にぶ
つかる場合には、この衝突要素は、噴流の飛行の経路の
噴流が個々の液滴に分裂し始める手前の位置、典型的に
は、流体噴出口の1000μm未満下流の位置に配置されて
いるのが好ましく、衝突要素が、自己清浄的でかなりの
量の流体をとどめないよう、衝突要素の表面は、噴流の
飛行の経路に対して角をなしているのが好ましい。斯か
る自己清浄的衝突要素の好適な態様が、 PCT出願第GB92
/0688号に記載されている。
【００１４】互いに衝突して液滴の噴霧を形成する双つ
の流体の噴流を形成するための二つの流体噴出口の使用
に関して、本発明の実施態様を以下に説明する。流体噴
出口は、第一の部材に形成された流体入口及び流路を経
て、流体の流れ発生装置から圧力下の流体を供給され
る。流体入口は、第一の部材の縁にある流入口を介して
又はノズル組立体を流れ発生装置に取り付ける差し口を
介して流れ発生装置と直接流体が流れるように連通した
第一の部材にある単純な円形又は他の形状のチャンバー
によってもたらされるのが好都合である。先に示したよ
うに、この差し口は、流れ発生装置のポンプ機構の一部
を形成することができ、第一の部材の第二の部材を保持
している面と反対側の面に取り付けられた第三の平面状
部材によって保持されているのがよい。しかしながら、
第一の部材には、第一の部材と一体に形成した差し口
を、例えば、この部材の第二の面からの金属又は他の管
状の突出物として備えることもできる。
の流体の噴流を形成するための二つの流体噴出口の使用
に関して、本発明の実施態様を以下に説明する。流体噴
出口は、第一の部材に形成された流体入口及び流路を経
て、流体の流れ発生装置から圧力下の流体を供給され
る。流体入口は、第一の部材の縁にある流入口を介して
又はノズル組立体を流れ発生装置に取り付ける差し口を
介して流れ発生装置と直接流体が流れるように連通した
第一の部材にある単純な円形又は他の形状のチャンバー
によってもたらされるのが好都合である。先に示したよ
うに、この差し口は、流れ発生装置のポンプ機構の一部
を形成することができ、第一の部材の第二の部材を保持
している面と反対側の面に取り付けられた第三の平面状
部材によって保持されているのがよい。しかしながら、
第一の部材には、第一の部材と一体に形成した差し口
を、例えば、この部材の第二の面からの金属又は他の管
状の突出物として備えることもできる。
【００１５】第三の部材が、それから延びる差し口を保
持している本発明の実施態様も、以下に説明する。第一
の部材の単一の流体入口チャンバーが、ノズル組立体に
供給される流体の全てを受け、流体を流体噴出口に送る
（分配する）のが典型的である。所望であれば、流体の
流体噴出口への流れを一様にするのを補助するため、流
体流入口を、一以上の方向に長くすることができる。便
宜上、単一のほぼ円形の入口チャンバーに関して、本発
明を以下に説明する。流入口は、一以上の溝を介して、
流体を流体噴出口に供給する。先に述べたように、これ
らの溝は、エッチング、彫刻することによって又は適当
な流路を第一の部材の面に、例えば第一及び第二の部材
の間の界面に、これらの部材の向かい合う面に凹みを形
成するよう、細いワイヤ又は入手可能な材料のフィラメ
ントを挿入し、次いで、ワイヤ又はフィラメントを取り
去って又は焼き取って流路及び噴出口を形成することに
よって形成される。流路は、一般に流路の巾全体にわた
って一様な材料の除去によって形成されるので、ほぼ方
形の断面を有しているのが典型的である。
持している本発明の実施態様も、以下に説明する。第一
の部材の単一の流体入口チャンバーが、ノズル組立体に
供給される流体の全てを受け、流体を流体噴出口に送る
（分配する）のが典型的である。所望であれば、流体の
流体噴出口への流れを一様にするのを補助するため、流
体流入口を、一以上の方向に長くすることができる。便
宜上、単一のほぼ円形の入口チャンバーに関して、本発
明を以下に説明する。流入口は、一以上の溝を介して、
流体を流体噴出口に供給する。先に述べたように、これ
らの溝は、エッチング、彫刻することによって又は適当
な流路を第一の部材の面に、例えば第一及び第二の部材
の間の界面に、これらの部材の向かい合う面に凹みを形
成するよう、細いワイヤ又は入手可能な材料のフィラメ
ントを挿入し、次いで、ワイヤ又はフィラメントを取り
去って又は焼き取って流路及び噴出口を形成することに
よって形成される。流路は、一般に流路の巾全体にわた
って一様な材料の除去によって形成されるので、ほぼ方
形の断面を有しているのが典型的である。
【００１６】先に述べたように、流路は、流体噴出口の
孔よりも狭い一以上の部分を有し、PCT出願第GB91/0214
7号に記載の細孔通路と同様な態様で、それらの部分が
フィルターとして作用し、流体噴出口を閉塞することの
ある固体粒子が噴出口に到達するのを防止するのが好ま
しい。流路の斯かる細孔部分は、流体噴出口の断面寸法
の10〜80％の断面寸法を有しているのが好ましい。更
に、流路の細孔部分は、流路のその部分を通過する流体
の流れに少なくとも0.5 ヘクトパスカルの圧力低下を生
じさせ、ノズル組立体を通過する流体の流れを発生させ
るのに用いられる任意のポンプ機構が引っ込む間に、狭
い孔部分が流路から流体を引き戻すのを阻止するのが好
ましい。圧力低下は、ノズルから流れ発生装置への流体
及び空気の逆流を防止するのに必要な最小限であり、し
かも、流路及び流体噴出口を通る加圧流体の自由な流れ
に悪影響を与えないことが好ましい。最適な流れの制限
は、あらゆる所定の場合に関し、容易に決定することが
できるが、１〜３ヘクトパスカル以上の圧力低下を行な
うのが通常である。
孔よりも狭い一以上の部分を有し、PCT出願第GB91/0214
7号に記載の細孔通路と同様な態様で、それらの部分が
フィルターとして作用し、流体噴出口を閉塞することの
ある固体粒子が噴出口に到達するのを防止するのが好ま
しい。流路の斯かる細孔部分は、流体噴出口の断面寸法
の10〜80％の断面寸法を有しているのが好ましい。更
に、流路の細孔部分は、流路のその部分を通過する流体
の流れに少なくとも0.5 ヘクトパスカルの圧力低下を生
じさせ、ノズル組立体を通過する流体の流れを発生させ
るのに用いられる任意のポンプ機構が引っ込む間に、狭
い孔部分が流路から流体を引き戻すのを阻止するのが好
ましい。圧力低下は、ノズルから流れ発生装置への流体
及び空気の逆流を防止するのに必要な最小限であり、し
かも、流路及び流体噴出口を通る加圧流体の自由な流れ
に悪影響を与えないことが好ましい。最適な流れの制限
は、あらゆる所定の場合に関し、容易に決定することが
できるが、１〜３ヘクトパスカル以上の圧力低下を行な
うのが通常である。
【００１７】流路は、流体噴出口と直接連通していても
よいが、流路の狭い孔部分は、流体流入口と、流体噴出
口に流体を供給する充気チャンバーとの間に配置される
のが好ましい。斯かる充気チャンバーは、一つを越える
噴出口を用いる場合、例えば、二つの噴出口を用いて互
いに衝突する流体の二つの噴流を形成する場合に、流体
の流れの一様な配分を助ける。充気チャンバーは、例え
ば、流体の流れに渦を発生させるための湾曲部又は他の
壁形態を取り入れることにより、流体が噴出口へと流れ
る際に流体に二次流れを形成するのを助けるような形態
になっていてもよい。本ノズル組立体には、噴射ガスの
膨張によって流体を容器から流出させる加圧ガス又はエ
アゾール式のディスペンサー等の広範な流体の流れ発生
装置に関する用途がある。しかしながら、本ノズル組立
体は、手動ポンプ機構によって生じた流体の流れから噴
霧を形成し、それにより噴射ガスの使用を回避すること
に、独特の応用性のあるものである。ポンプ機構は、 P
CT出願第GB91/00433号に記載の種類のものでよい。ノズ
ル組立体は、任意の適当な手段、例えば、ネジ、差し込
み、押込み取付要素又は他の取付要素によってポンプの
圧力チャンバーからの流出口に取り付けられ、バネ又は
他のエネルギー源が開放されて圧力チャンバー内の圧力
が上昇した時に、計量された投与量の流体を受ける。他
の形態の流体の流れ発生装置も、それらの装置が、流体
噴出口を通じて流体を所望の質量中央値液滴サイズの噴
霧として排出するのに要する圧力上昇を得ることができ
るのであれば、用いることができる。
よいが、流路の狭い孔部分は、流体流入口と、流体噴出
口に流体を供給する充気チャンバーとの間に配置される
のが好ましい。斯かる充気チャンバーは、一つを越える
噴出口を用いる場合、例えば、二つの噴出口を用いて互
いに衝突する流体の二つの噴流を形成する場合に、流体
の流れの一様な配分を助ける。充気チャンバーは、例え
ば、流体の流れに渦を発生させるための湾曲部又は他の
壁形態を取り入れることにより、流体が噴出口へと流れ
る際に流体に二次流れを形成するのを助けるような形態
になっていてもよい。本ノズル組立体には、噴射ガスの
膨張によって流体を容器から流出させる加圧ガス又はエ
アゾール式のディスペンサー等の広範な流体の流れ発生
装置に関する用途がある。しかしながら、本ノズル組立
体は、手動ポンプ機構によって生じた流体の流れから噴
霧を形成し、それにより噴射ガスの使用を回避すること
に、独特の応用性のあるものである。ポンプ機構は、 P
CT出願第GB91/00433号に記載の種類のものでよい。ノズ
ル組立体は、任意の適当な手段、例えば、ネジ、差し込
み、押込み取付要素又は他の取付要素によってポンプの
圧力チャンバーからの流出口に取り付けられ、バネ又は
他のエネルギー源が開放されて圧力チャンバー内の圧力
が上昇した時に、計量された投与量の流体を受ける。他
の形態の流体の流れ発生装置も、それらの装置が、流体
噴出口を通じて流体を所望の質量中央値液滴サイズの噴
霧として排出するのに要する圧力上昇を得ることができ
るのであれば、用いることができる。
【００１８】先に示したように、流体流入口は、第一の
部材の厚みを貫いて延び、流体の流れ発生装置と連通し
ていてもよいが、流路、流体流入口、充気チャンバー及
び流体噴出口は、全て第一の部材の一方の面に形成され
ている。斯かる設計は、本発明に要求される非常に精細
な特徴を形成するよう正確に制御することのできるエッ
チング又は彫刻技術によって第一の部材の表面の要求さ
れる領域から必要な材料を選択的に除去することにより
製造するのに向いている。斯かる技術は、インクジェッ
ト式プリンターヘッドの製造における流路及びノズル噴
出口の形成に用いられ、公知であり（例えば、米国特許
第4915718 号及びヨーロッパ特許出願第0397441号参
照)、一般に、マスクをフォトレシスト又は化学的にエ
ッチングのできる材料に付すことと、材料を増感し、適
当なエッチング材料を作用させることによって要求され
る領域の材料を除去することを含んでいる。その他、レ
ーザーを用いて材料を焼き取ることにより、又は部材と
電極との間にアークを点弧することにより、流路を形成
することができる。第一の部材の表面に特徴を形成する
ための他の方法、例えば、シリコン、セラミック又は金
属プレートのフライス削り又は細かい彫刻を用いてもよ
い。
部材の厚みを貫いて延び、流体の流れ発生装置と連通し
ていてもよいが、流路、流体流入口、充気チャンバー及
び流体噴出口は、全て第一の部材の一方の面に形成され
ている。斯かる設計は、本発明に要求される非常に精細
な特徴を形成するよう正確に制御することのできるエッ
チング又は彫刻技術によって第一の部材の表面の要求さ
れる領域から必要な材料を選択的に除去することにより
製造するのに向いている。斯かる技術は、インクジェッ
ト式プリンターヘッドの製造における流路及びノズル噴
出口の形成に用いられ、公知であり（例えば、米国特許
第4915718 号及びヨーロッパ特許出願第0397441号参
照)、一般に、マスクをフォトレシスト又は化学的にエ
ッチングのできる材料に付すことと、材料を増感し、適
当なエッチング材料を作用させることによって要求され
る領域の材料を除去することを含んでいる。その他、レ
ーザーを用いて材料を焼き取ることにより、又は部材と
電極との間にアークを点弧することにより、流路を形成
することができる。第一の部材の表面に特徴を形成する
ための他の方法、例えば、シリコン、セラミック又は金
属プレートのフライス削り又は細かい彫刻を用いてもよ
い。
【００１９】斯かる技術は、第一の部材の表面の正確に
規定された選択領域から正確に制御された量の材料を除
去して、無理なく、任意の所望形状の流路、流体噴出口
又は他の特徴を形成するのに用いることができる。斯か
る技術は、平面状の表面に対して特に好適であり、よっ
て、特徴を形成する第一の部材の表面は、ほぼ平坦であ
ることが好ましい。しかしながら、それらの技術は、湾
曲した又は凹凸のある表面にも適用することができるた
め、所望であれば、第一の部材の表面は、平坦である必
要はない。そのため、本発明に用いるためのノズル組立
体は、斯かる技術に従来使用されている広範な材料、例
えば、フォトレジストプラスチック、シリコン、セラミ
ック、金属等から、斯かる技術によって製造するのに向
いている。斯かる材料は、かなりの精度で製造すること
ができ、しばしば、支持枠構造又は他の構造体の必要な
しに、ノズル組立体に負荷される激しい圧力上昇に起因
する応力に耐えるのに充分な強さがある。更に、ほぼ平
坦な部材であれば、第一、第二及び第三の部材を、容易
に、互いに封止係合状態に固定することができる。その
ため、金属、シリコン又はセラミックプレートを、圧接
により、又は適当な金属、例えば金、のインターフェイ
スが部材の向かい合う面の間に配置され結合が熱及び圧
力をかけることによって生じる拡散結合により容易に、
互いに結合することができる。斯かる拡散結合は、第一
の部材の面における流路及び他の特徴の形状の歪がほと
んど生じないため、ひとたび形成した特徴の精度が保た
れるという利点を有する。
規定された選択領域から正確に制御された量の材料を除
去して、無理なく、任意の所望形状の流路、流体噴出口
又は他の特徴を形成するのに用いることができる。斯か
る技術は、平面状の表面に対して特に好適であり、よっ
て、特徴を形成する第一の部材の表面は、ほぼ平坦であ
ることが好ましい。しかしながら、それらの技術は、湾
曲した又は凹凸のある表面にも適用することができるた
め、所望であれば、第一の部材の表面は、平坦である必
要はない。そのため、本発明に用いるためのノズル組立
体は、斯かる技術に従来使用されている広範な材料、例
えば、フォトレジストプラスチック、シリコン、セラミ
ック、金属等から、斯かる技術によって製造するのに向
いている。斯かる材料は、かなりの精度で製造すること
ができ、しばしば、支持枠構造又は他の構造体の必要な
しに、ノズル組立体に負荷される激しい圧力上昇に起因
する応力に耐えるのに充分な強さがある。更に、ほぼ平
坦な部材であれば、第一、第二及び第三の部材を、容易
に、互いに封止係合状態に固定することができる。その
ため、金属、シリコン又はセラミックプレートを、圧接
により、又は適当な金属、例えば金、のインターフェイ
スが部材の向かい合う面の間に配置され結合が熱及び圧
力をかけることによって生じる拡散結合により容易に、
互いに結合することができる。斯かる拡散結合は、第一
の部材の面における流路及び他の特徴の形状の歪がほと
んど生じないため、ひとたび形成した特徴の精度が保た
れるという利点を有する。
【００２０】その他、ノズル組立体の第一及び第二の部
材を、接着剤、従来の超音波又は他の溶接技術の使用に
より、或いはそれらの構成要素を一緒に機械的に緊締す
ることにより、所定の位置に固定することができる。所
望であれば、封止リング又はガスケットを向かい合う面
の間に配置し、流体の密封を確実なものとすることがで
きる。しかしながら、部材の面がほぼ平坦な場合には、
これは通常必要でなく、向かい合う面の間の接着剤又は
金属拡散インターフェイスが充分な封止を保証する。所
望であれば、組み立てたノズル組立体を、支持ハウジン
グ等の内部に配置し、本願出願人のPCT出願第GB91/0043
3号の装置によって生じる高圧に耐えるよう、組立体に
必要な強度を付与することができる。
材を、接着剤、従来の超音波又は他の溶接技術の使用に
より、或いはそれらの構成要素を一緒に機械的に緊締す
ることにより、所定の位置に固定することができる。所
望であれば、封止リング又はガスケットを向かい合う面
の間に配置し、流体の密封を確実なものとすることがで
きる。しかしながら、部材の面がほぼ平坦な場合には、
これは通常必要でなく、向かい合う面の間の接着剤又は
金属拡散インターフェイスが充分な封止を保証する。所
望であれば、組み立てたノズル組立体を、支持ハウジン
グ等の内部に配置し、本願出願人のPCT出願第GB91/0043
3号の装置によって生じる高圧に耐えるよう、組立体に
必要な強度を付与することができる。
【００２１】特に、本発明によるノズル組立体は、以下
の工程: - 一バッチのベースプレートを溝を付して構造化する工
程; - ベースプレートとカバープレートを接合する工程;及
び - 個々のノズル組立体を分離する工程; をにより製造されるのが好ましい。溝付仕上品は、並行
製造法で大きな表面積にわたって複数のノズル組立体に
関して同時に製造し、次いでベース及びカバープレート
を一工程(即ち、バッチ法）で接合するのが好ましい。
しかる後、複合構造体を、個々のタイル又はチップに分
割し、ノズル組立体の流入開口及び噴出開口が開けられ
る。この種の製造法には、特別の利点がある。バッチ式
製造法は、何よりも先ず、連続式加工法を用いるとはる
かに大きな支出を費やしてはじめて製造することのでき
る個々の構成要素部品を、特に安価に製造することを可
能にするものである。バッチ式製造法は、第二に、同じ
加工条件下で繰り返して再生産することのできる全ての
部品に関し、特定の一定した品質を保証するものであ
り、加工工具の摩耗に起因して連続式加工法における場
合におけいては受けるであろうような、徐々の変化を受
けることがないという品質を保証するものである。
の工程: - 一バッチのベースプレートを溝を付して構造化する工
程; - ベースプレートとカバープレートを接合する工程;及
び - 個々のノズル組立体を分離する工程; をにより製造されるのが好ましい。溝付仕上品は、並行
製造法で大きな表面積にわたって複数のノズル組立体に
関して同時に製造し、次いでベース及びカバープレート
を一工程(即ち、バッチ法）で接合するのが好ましい。
しかる後、複合構造体を、個々のタイル又はチップに分
割し、ノズル組立体の流入開口及び噴出開口が開けられ
る。この種の製造法には、特別の利点がある。バッチ式
製造法は、何よりも先ず、連続式加工法を用いるとはる
かに大きな支出を費やしてはじめて製造することのでき
る個々の構成要素部品を、特に安価に製造することを可
能にするものである。バッチ式製造法は、第二に、同じ
加工条件下で繰り返して再生産することのできる全ての
部品に関し、特定の一定した品質を保証するものであ
り、加工工具の摩耗に起因して連続式加工法における場
合におけいては受けるであろうような、徐々の変化を受
けることがないという品質を保証するものである。
【００２２】更に、本方法における部品の位置及び設置
は、同様に全体の設計によって決定されるため、時間の
かかる仕分け又は加工機械によって変更する必要がな
い。そのため、本発明は、新しく非常に有効なノズル組
立体、及び多数のこれらのノズル組立体を製造するのに
使用することができるため、それらのノズル組立体は一
定した高品質のものである方法に関するものである。加
えて、フィルター、場合によっては多段フィルターを、
ノズル組立体に一体的に組み込むことができる。
は、同様に全体の設計によって決定されるため、時間の
かかる仕分け又は加工機械によって変更する必要がな
い。そのため、本発明は、新しく非常に有効なノズル組
立体、及び多数のこれらのノズル組立体を製造するのに
使用することができるため、それらのノズル組立体は一
定した高品質のものである方法に関するものである。加
えて、フィルター、場合によっては多段フィルターを、
ノズル組立体に一体的に組み込むことができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明に従って用いることのできる材料
及び方法は、多くの利点: - 高い機械的安定性、 - 化学的影響（例えば、水性薬剤溶液、酸）に対する高
度の抵抗性、 - 溝の表面の凹凸が少ないこと、 - より大きな圧力及び温度差の影響が少ないこと、 - より低い圧力の流体で充たされたノズル部材の弁機
能、 によって秀でたノズルを製造するものである。本発明に
係るノズル組立体は、サイズを非常に小さくすることが
できるため、無駄な容積が非常に少なく、従って、ノズ
ル部材を治療分野（吸入エアゾールの製造）で用いる場
合には、無駄な容積は、拡散させる流体の量のほんの少
ない部分を占めるにすぎない。
及び方法は、多くの利点: - 高い機械的安定性、 - 化学的影響（例えば、水性薬剤溶液、酸）に対する高
度の抵抗性、 - 溝の表面の凹凸が少ないこと、 - より大きな圧力及び温度差の影響が少ないこと、 - より低い圧力の流体で充たされたノズル部材の弁機
能、 によって秀でたノズルを製造するものである。本発明に
係るノズル組立体は、サイズを非常に小さくすることが
できるため、無駄な容積が非常に少なく、従って、ノズ
ル部材を治療分野（吸入エアゾールの製造）で用いる場
合には、無駄な容積は、拡散させる流体の量のほんの少
ない部分を占めるにすぎない。
【００２４】驚くべきことに、浅い溝を付与すること
は、小さな流れ断面が境界層に関する問題を招きやすい
にもかかわらず、流体の搬送に関して問題がないという
結果を生じさせる。そのため、本発明のノズル組立体
は、構成要素の費用及び時間のかかる機械加工を必要と
せず、構成要素を高精度で再生産可能にすることがで
き、容易に組み立ててノズル組立体を形成することので
きる単純化した設計を提供するものである。
は、小さな流れ断面が境界層に関する問題を招きやすい
にもかかわらず、流体の搬送に関して問題がないという
結果を生じさせる。そのため、本発明のノズル組立体
は、構成要素の費用及び時間のかかる機械加工を必要と
せず、構成要素を高精度で再生産可能にすることがで
き、容易に組み立ててノズル組立体を形成することので
きる単純化した設計を提供するものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明を、添付図面を参照して、
多くの例示の実施態様に関して、単なる例示として、以
下により詳細に説明する。図１は、本発明に係るノズル
組立体１０、又はその一部、の実施例の上方からの模式
分解斜視図である。図１は、ベースプレート１１及びカ
バープレート１２を示しており、カバープレートは、説
明の目的で、ベースプレートから持ち上げられている。
使用にあっては、カバーがベースプレート１１に取り付
けられた状態で、流体が、圧力下に、ノズル組立体１０
の取入れ口側１６にあるフィルター１３を通過する。フ
ィルターは、互いに平行な多数の狭い溝１７からなり、
フィルターの各溝１７の断面積は、ノズル噴出口１４の
断面積よりも小さくなくてはならない。フィルター１３
から、流体は、圧力下、流路１５に進入し、流路からノ
ズル噴出口１４を経て噴出される。
多くの例示の実施態様に関して、単なる例示として、以
下により詳細に説明する。図１は、本発明に係るノズル
組立体１０、又はその一部、の実施例の上方からの模式
分解斜視図である。図１は、ベースプレート１１及びカ
バープレート１２を示しており、カバープレートは、説
明の目的で、ベースプレートから持ち上げられている。
使用にあっては、カバーがベースプレート１１に取り付
けられた状態で、流体が、圧力下に、ノズル組立体１０
の取入れ口側１６にあるフィルター１３を通過する。フ
ィルターは、互いに平行な多数の狭い溝１７からなり、
フィルターの各溝１７の断面積は、ノズル噴出口１４の
断面積よりも小さくなくてはならない。フィルター１３
から、流体は、圧力下、流路１５に進入し、流路からノ
ズル噴出口１４を経て噴出される。
【００２６】図１ａは、溝付プレート１１の別態様を示
しており、この態様では、ノズル１４’は曲っており、
図１に示すような互いに対して鈍角に延びる２本の流路
１５の代わりに、一連の平行な流路１５’が設けられて
いる。図２は、本発明に係るノズル組立体２０の別の変
更態様を示している。この図は、溝付プレート２１を上
方から眺めたところを示しており、このプレートでは、
取入れ口側１６から眺めると、溝２７を有する粗い方の
フィルター２３に細かい方のフィルター２８が続いてい
る。このフィルター２８は、により大きな尺度の切り出
し断面図で図２ａに示されている。フィルター２８は、
流路２５を介してノズル噴出口１４と連通している。流
路間に配置された直角部(right angle)が、カバープレ
ート（図示せず）を支持し、カバープレートの溝付プレ
ート２１への連結を補強している。
しており、この態様では、ノズル１４’は曲っており、
図１に示すような互いに対して鈍角に延びる２本の流路
１５の代わりに、一連の平行な流路１５’が設けられて
いる。図２は、本発明に係るノズル組立体２０の別の変
更態様を示している。この図は、溝付プレート２１を上
方から眺めたところを示しており、このプレートでは、
取入れ口側１６から眺めると、溝２７を有する粗い方の
フィルター２３に細かい方のフィルター２８が続いてい
る。このフィルター２８は、により大きな尺度の切り出
し断面図で図２ａに示されている。フィルター２８は、
流路２５を介してノズル噴出口１４と連通している。流
路間に配置された直角部(right angle)が、カバープレ
ート（図示せず）を支持し、カバープレートの溝付プレ
ート２１への連結を補強している。
【００２７】図１及び図２のような単一のノズル噴出口
の場合には、ノズル４が流れの方向に短かければ、より
好ましい液滴スペクトルが得られることが分っている。
双つのノズル噴出口（例えば、図３を参照）が備わって
いる場合には、流体の噴流が衝突すると、噴流は非常に
細かい液滴に分割されるため、より長い（例えば、円錐
状の又は先細りの）ノズルが、好適な噴霧結果をもたら
す。図３は、二段フィルター３７、３８及び５本の流路
３５が、図２及び図２Ａに示す実施態様のフィルター２
７、２８及び流路２５に対応するノズル組立体３０の一
部を示している。しかしながら、図２によるノズル噴出
口２５は、この実施態様では、双つのノズル噴出口３９
ａ及び３９ｂに置き換えられている。図３ｂの拡大図か
ら分るように、双つのノズル噴出口３９ａ及び３９ｂ
は、互いに関して90度の角度で二つの噴流を送る。噴流
の衝突により、特に好ましい噴霧が得られる。双つのノ
ズル噴出口は、種々の態様で変更することができる。そ
のため、双方の噴流を、所望であれば、より鋭角又はよ
り鈍角( 約20度〜160 度、好ましくは、60度〜150 度、
より好ましくは、90度〜120 度）で互いに向けて方向付
けすることができる。加えて、ノズル噴出口の断面は、
別の選択をすることができる。例えば、図３の噴出口３
９ａ、３９ｂのきつい先細りは、省くことができる。図
３Ｂに示すように、噴流は、ノズル噴出口からわずかに
離れて衝突することが望ましい。方向付けの偏りが少な
方が、噴流相互の不完全な衝突に帰着しないのである。
流路プレートの長期の使用が、フィルター又はノズルを
閉塞させることのある縁の破損を生じさせることのあり
得る場合には、構造体の縁を面取りするのがよい。
の場合には、ノズル４が流れの方向に短かければ、より
好ましい液滴スペクトルが得られることが分っている。
双つのノズル噴出口（例えば、図３を参照）が備わって
いる場合には、流体の噴流が衝突すると、噴流は非常に
細かい液滴に分割されるため、より長い（例えば、円錐
状の又は先細りの）ノズルが、好適な噴霧結果をもたら
す。図３は、二段フィルター３７、３８及び５本の流路
３５が、図２及び図２Ａに示す実施態様のフィルター２
７、２８及び流路２５に対応するノズル組立体３０の一
部を示している。しかしながら、図２によるノズル噴出
口２５は、この実施態様では、双つのノズル噴出口３９
ａ及び３９ｂに置き換えられている。図３ｂの拡大図か
ら分るように、双つのノズル噴出口３９ａ及び３９ｂ
は、互いに関して90度の角度で二つの噴流を送る。噴流
の衝突により、特に好ましい噴霧が得られる。双つのノ
ズル噴出口は、種々の態様で変更することができる。そ
のため、双方の噴流を、所望であれば、より鋭角又はよ
り鈍角( 約20度〜160 度、好ましくは、60度〜150 度、
より好ましくは、90度〜120 度）で互いに向けて方向付
けすることができる。加えて、ノズル噴出口の断面は、
別の選択をすることができる。例えば、図３の噴出口３
９ａ、３９ｂのきつい先細りは、省くことができる。図
３Ｂに示すように、噴流は、ノズル噴出口からわずかに
離れて衝突することが望ましい。方向付けの偏りが少な
方が、噴流相互の不完全な衝突に帰着しないのである。
流路プレートの長期の使用が、フィルター又はノズルを
閉塞させることのある縁の破損を生じさせることのあり
得る場合には、構造体の縁を面取りするのがよい。
【００２８】図４、図５、図６及び図７は、双つのノズ
ル噴出口の別の形態の平面図を示している。これらの図
面各々は、ノズル組立体の一プレートのノズル噴出口領
域のみを示している。説明の目的で、フィルター構成及
びフィルター構成からの流体を通すための流路が、図４
〜図７には示されていない。フィルター構成及び流路
は、図１又は図２及び図３に示すように、或いは他の適
当な態様に構成することができる。陰影を付した領域
は、溝付プレート２１の高くなった部分を表わし、陰影
を付していない部分は、溝を切った又は凹みをつけた領
域を表わしている。図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ及び図７Ａ
は、それぞれ図４、図５、図６及び図７に示す溝付プレ
ート３１４、３１５、３１６及び３１７のノズル噴出口
領域の拡大図を示している。図４／４Ａ、図５／５Ａ、
図６／６Ａ及び図７／７Ａに示す寸法は、ミリメートル
単位である。溝を切った( 即ち、陰影を付していない)
部分の高さは、それらの図面の陰影を付した領域の高さ
より0.005mm 低い。
ル噴出口の別の形態の平面図を示している。これらの図
面各々は、ノズル組立体の一プレートのノズル噴出口領
域のみを示している。説明の目的で、フィルター構成及
びフィルター構成からの流体を通すための流路が、図４
〜図７には示されていない。フィルター構成及び流路
は、図１又は図２及び図３に示すように、或いは他の適
当な態様に構成することができる。陰影を付した領域
は、溝付プレート２１の高くなった部分を表わし、陰影
を付していない部分は、溝を切った又は凹みをつけた領
域を表わしている。図４Ａ、図５Ａ、図６Ａ及び図７Ａ
は、それぞれ図４、図５、図６及び図７に示す溝付プレ
ート３１４、３１５、３１６及び３１７のノズル噴出口
領域の拡大図を示している。図４／４Ａ、図５／５Ａ、
図６／６Ａ及び図７／７Ａに示す寸法は、ミリメートル
単位である。溝を切った( 即ち、陰影を付していない)
部分の高さは、それらの図面の陰影を付した領域の高さ
より0.005mm 低い。
【００２９】図４Ａでは、各ノズル噴出口部分は、0.04
mmの長さ及び0.008mm の一定した巾を有している。先に
述べたように、ノズル噴出口の深さは、0.005mm であ
る。中央の島部３９１は、0.1122mmの半径を有してい
る。ノズル噴出口は、流体の噴流が、互いに関して90度
でノズル噴出口を出て、ノズル組立体の噴出口面３９８
から0.025mm で衝突するよう構成されている。図５Ａで
は、ノズル噴出口は、0.08mmの長さ、0.008mm の一定の
巾、及び、先のような、0.005mm の巾を有するように示
されている。ノズル噴出口は、流体の噴流が、互いに関
して90度で出て、ノズル組立体の噴出口面３９８から0.
0025mmで衝突するような形態になっている。図６Ａで
は、ノズルは、図５Ａのものと同様の形態を有してい
る。しかしながら、図６Ａでは、島部３９２は、島部３
９１とは異なる形態になっている。島部３９１の内面、
更に外壁領域３９３の内面は、0.2mm の曲率の凹の半径
を有する形態になっていることが分る。
mmの長さ及び0.008mm の一定した巾を有している。先に
述べたように、ノズル噴出口の深さは、0.005mm であ
る。中央の島部３９１は、0.1122mmの半径を有してい
る。ノズル噴出口は、流体の噴流が、互いに関して90度
でノズル噴出口を出て、ノズル組立体の噴出口面３９８
から0.025mm で衝突するよう構成されている。図５Ａで
は、ノズル噴出口は、0.08mmの長さ、0.008mm の一定の
巾、及び、先のような、0.005mm の巾を有するように示
されている。ノズル噴出口は、流体の噴流が、互いに関
して90度で出て、ノズル組立体の噴出口面３９８から0.
0025mmで衝突するような形態になっている。図６Ａで
は、ノズルは、図５Ａのものと同様の形態を有してい
る。しかしながら、図６Ａでは、島部３９２は、島部３
９１とは異なる形態になっている。島部３９１の内面、
更に外壁領域３９３の内面は、0.2mm の曲率の凹の半径
を有する形態になっていることが分る。
【００３０】図７Ａに示す構成では、外壁及び島部は、
図６Ａに示すものと同様の形態になっている。更に、ノ
ズル噴出口が、わずかにテーパー付になっており、内端
において0.007mm の巾及び外端において0.008mm の巾を
有する構成になっていることを除いて、ノズル噴出口全
体の形態は、図６Ａのものと同様である。この形態は、
万一粒子が図２及び図３に示すフィルターを通過してノ
ズル噴出口部分３９７ａ／３９７ｂに到着し、進入した
場合に、ノズルを通じて斯かる粒子の除去を容易にする
ことを意図するものである。図８は、６個のノズル噴出
口４２ａ〜４２ｆが、それらから発射される噴流が、一
点でぶつかるように方向付けされた本発明に係るノズル
組立体のノズル噴出口領域４１を示している。この構成
は、ノズルのうちの一つが閉塞するようになった場合
に、他の噴流が最早衝突しない状況を回避することがで
きる。図９では、外側に向かって広がるノズル噴出口４
５の口４４に、衝撃要素４３が設けられている。同様
に、図１０では、噴出する流体のより大きな渦の形成を
促進する渦発生構造体４６が、ノズル噴出口内に備わっ
ている。図１１Ａ〜図１１Ｃも、ノズル噴出口の領域に
おけるノズル組立体の断面を示しており、これらの図に
は、４８ａ、４８ｂ及び４８ｃにノズル噴出口に関する
種々の幾何学的形状が示されている。
図６Ａに示すものと同様の形態になっている。更に、ノ
ズル噴出口が、わずかにテーパー付になっており、内端
において0.007mm の巾及び外端において0.008mm の巾を
有する構成になっていることを除いて、ノズル噴出口全
体の形態は、図６Ａのものと同様である。この形態は、
万一粒子が図２及び図３に示すフィルターを通過してノ
ズル噴出口部分３９７ａ／３９７ｂに到着し、進入した
場合に、ノズルを通じて斯かる粒子の除去を容易にする
ことを意図するものである。図８は、６個のノズル噴出
口４２ａ〜４２ｆが、それらから発射される噴流が、一
点でぶつかるように方向付けされた本発明に係るノズル
組立体のノズル噴出口領域４１を示している。この構成
は、ノズルのうちの一つが閉塞するようになった場合
に、他の噴流が最早衝突しない状況を回避することがで
きる。図９では、外側に向かって広がるノズル噴出口４
５の口４４に、衝撃要素４３が設けられている。同様
に、図１０では、噴出する流体のより大きな渦の形成を
促進する渦発生構造体４６が、ノズル噴出口内に備わっ
ている。図１１Ａ〜図１１Ｃも、ノズル噴出口の領域に
おけるノズル組立体の断面を示しており、これらの図に
は、４８ａ、４８ｂ及び４８ｃにノズル噴出口に関する
種々の幾何学的形状が示されている。
【００３１】噴霧を改善するため、ノズル噴出口が、更
に幾分か長くなっており、水流ポンプの場合のように、
空気が流体の噴流に送り込まれるよう、単数又は複数の
空気流路が開口した厚みの少ない領域を備えた態様に設
計するのがよい。ノズル噴出口（又は複数の噴出口) の
最も狭い断面の面積が約25〜500 μm2である場合に、好
ましい液滴、即ち好ましい粒子サイズ、が得られるのが
典型的であることが分っている。ベースプレートの溝の
深さが、例えば、５μm である場合には、ノズルを匹敵
する巾に維持することができ、ノズルの深さ／巾(width
-/breadth)の比は、約1:1 〜1:20が典型的である。この
ような範囲外の関係も可能である。当業者は、必要であ
れば、表面張力及び粘度等の噴霧する流体の特性もある
程度関連があるため、試験を実施することにより、適当
なノズル噴出口の寸法を最適化することができる。噴霧
する流体の特性は、その流体が、水性の流体ではなく、
本発明の装置が、専らというわけではないが、主として
意図する種類のものである有機溶剤又は油を含む流体で
ある場合に、特に考慮する必要がある。
に幾分か長くなっており、水流ポンプの場合のように、
空気が流体の噴流に送り込まれるよう、単数又は複数の
空気流路が開口した厚みの少ない領域を備えた態様に設
計するのがよい。ノズル噴出口（又は複数の噴出口) の
最も狭い断面の面積が約25〜500 μm2である場合に、好
ましい液滴、即ち好ましい粒子サイズ、が得られるのが
典型的であることが分っている。ベースプレートの溝の
深さが、例えば、５μm である場合には、ノズルを匹敵
する巾に維持することができ、ノズルの深さ／巾(width
-/breadth)の比は、約1:1 〜1:20が典型的である。この
ような範囲外の関係も可能である。当業者は、必要であ
れば、表面張力及び粘度等の噴霧する流体の特性もある
程度関連があるため、試験を実施することにより、適当
なノズル噴出口の寸法を最適化することができる。噴霧
する流体の特性は、その流体が、水性の流体ではなく、
本発明の装置が、専らというわけではないが、主として
意図する種類のものである有機溶剤又は油を含む流体で
ある場合に、特に考慮する必要がある。
【００３２】たとえ長期にわたる使用でも、フィルター
の閉塞の可能性を排除するため、フィルター（６）を、
ジグザグな雷紋状又は弧状の形態のものであるように設
計することもできる。このようにして、より多数の（一
定サイズの）通路が形成される。加えて、所望であれ
ば、一段又は二段フィルターの代りに、三段フィルター
が、より狭い通路をそれぞれ備えていることも可能であ
る。しかしながら、何れの場合にも、フィルターシステ
ムにおける圧力の減少にもかかわらず、ノズルにおいて
十分に高い圧力が確実に得られなくてはならない。ノズ
ル噴出口の断面形状又はノズル噴出口の断面積の合計
は、別の限度内で変化させることができる。所定の圧力
で、液滴スペクトルが損われることなしに、スリットの
はいったノズル噴出口の断面積を、角形又は丸形のノズ
ル噴出口の断面積よりもかなり大きくすることができ
る。ノズル噴出口の断面積、即ち、断面積の合計は、通
常５〜2000μm2、好ましくは20〜1000μm2、特に好まし
くは25〜500μm2である。これは、二以上の平行に方向
付けされたノズル噴出口が備わっている場合にも当ては
まる。
の閉塞の可能性を排除するため、フィルター（６）を、
ジグザグな雷紋状又は弧状の形態のものであるように設
計することもできる。このようにして、より多数の（一
定サイズの）通路が形成される。加えて、所望であれ
ば、一段又は二段フィルターの代りに、三段フィルター
が、より狭い通路をそれぞれ備えていることも可能であ
る。しかしながら、何れの場合にも、フィルターシステ
ムにおける圧力の減少にもかかわらず、ノズルにおいて
十分に高い圧力が確実に得られなくてはならない。ノズ
ル噴出口の断面形状又はノズル噴出口の断面積の合計
は、別の限度内で変化させることができる。所定の圧力
で、液滴スペクトルが損われることなしに、スリットの
はいったノズル噴出口の断面積を、角形又は丸形のノズ
ル噴出口の断面積よりもかなり大きくすることができ
る。ノズル噴出口の断面積、即ち、断面積の合計は、通
常５〜2000μm2、好ましくは20〜1000μm2、特に好まし
くは25〜500μm2である。これは、二以上の平行に方向
付けされたノズル噴出口が備わっている場合にも当ては
まる。
【００３３】更に、特に非常に狭い又は非常に偏平なノ
ズル開口の場合において、表面エッジ効果(surface edg
e effects)が大きな役割を果たす場合には、当業者は、
ノズル噴出口の構成の決定及びノズル噴出口の寸法の選
択において、液圧面積(hydrauric cross-section）に関
する物理学の知識を考慮に入れる必要がある。図１２
は、本発明に係る他のノズル組立体の一部の模式図であ
る。図１２は、流路が形成されたベースプレート５０の
平面図を示している。流入口５２が、ベースプレート５
０の平面に対して垂直に延び、チャンバー５４に開口し
ている。チャンバーは、一以上のフィルターステージ５
６を介して双つのノズル噴出口５８ａ及び５８ｂと連絡
している。垂直に延びる開口を備えることが、ノズル及
び／又はノズル組立体のコンパクトな構成を可能にして
いる。
ズル開口の場合において、表面エッジ効果(surface edg
e effects)が大きな役割を果たす場合には、当業者は、
ノズル噴出口の構成の決定及びノズル噴出口の寸法の選
択において、液圧面積(hydrauric cross-section）に関
する物理学の知識を考慮に入れる必要がある。図１２
は、本発明に係る他のノズル組立体の一部の模式図であ
る。図１２は、流路が形成されたベースプレート５０の
平面図を示している。流入口５２が、ベースプレート５
０の平面に対して垂直に延び、チャンバー５４に開口し
ている。チャンバーは、一以上のフィルターステージ５
６を介して双つのノズル噴出口５８ａ及び５８ｂと連絡
している。垂直に延びる開口を備えることが、ノズル及
び／又はノズル組立体のコンパクトな構成を可能にして
いる。
【００３４】図１３は、図１２と同様に結合面に垂直に
配置された流入口を有するノズル組立体６０の実施例を
示している。図１３のノズル組立体では、第一のプレー
ト部材６１が、プレートの一縁に出る第一の２本の流路
の組を、その上面に有している。その結果としてプレー
トの一縁に形成された孔は、二つの流体噴出口を形成
し、この流体噴出口は、この実施例では、流体を供給し
た時に、互いに約100 〜120 度の角度をなす流体の二つ
の衝突する噴流を形成する。プレート６１の前記縁は、
ノズル組立体の前面に凹みを与え、この凹み内で、流体
の二つの噴流が衝突して液滴の噴霧を形成することがで
きるよう、この箇所において切れ込みがついているのが
好ましい。凹み６２がプレート６１の縁と交差する凹み
の口部のリップは、鋭く形成されており、丸みがついて
いない。プレート６１の上面は、更に、第二の流路６３
の組を有しており、これらの流路６３は、第一の流路６
２よりも断面寸法の小さいものである。これらの流路６
３は、プレート６１を切り抜いた流体入口６４と第一の
流路６２の組とをつなぐ狭い孔として作用し、そうでな
ければ第一の流路及び流体噴出口を閉塞することのある
固体粒子を瀘取する役割をする。第二の流路６３は、第
二の流路を隔てて、流れ発生装置から加えられた圧力の
約10％、例えば0.2 〜25バール（ヘクトパスカル）、の
圧力低下をもたらすため、第一の流路６２の各々の断面
積の約10％以下の断面積を各々有しているのが典型的で
ある。第二の流路６３は、第一の流路の対応する寸法の
約50％の少なくとも一つの断面寸法を有するのが典型的
である。流路は、第一のプレート部材の表面から一様な
深さの材料を除去することにより形成されるのが通常で
あるため、流路は、一定の深さを有するのが典型的であ
り、流路の寸法又は面積の変化は、流路の巾を変化させ
ることによって得られる。
配置された流入口を有するノズル組立体６０の実施例を
示している。図１３のノズル組立体では、第一のプレー
ト部材６１が、プレートの一縁に出る第一の２本の流路
の組を、その上面に有している。その結果としてプレー
トの一縁に形成された孔は、二つの流体噴出口を形成
し、この流体噴出口は、この実施例では、流体を供給し
た時に、互いに約100 〜120 度の角度をなす流体の二つ
の衝突する噴流を形成する。プレート６１の前記縁は、
ノズル組立体の前面に凹みを与え、この凹み内で、流体
の二つの噴流が衝突して液滴の噴霧を形成することがで
きるよう、この箇所において切れ込みがついているのが
好ましい。凹み６２がプレート６１の縁と交差する凹み
の口部のリップは、鋭く形成されており、丸みがついて
いない。プレート６１の上面は、更に、第二の流路６３
の組を有しており、これらの流路６３は、第一の流路６
２よりも断面寸法の小さいものである。これらの流路６
３は、プレート６１を切り抜いた流体入口６４と第一の
流路６２の組とをつなぐ狭い孔として作用し、そうでな
ければ第一の流路及び流体噴出口を閉塞することのある
固体粒子を瀘取する役割をする。第二の流路６３は、第
二の流路を隔てて、流れ発生装置から加えられた圧力の
約10％、例えば0.2 〜25バール（ヘクトパスカル）、の
圧力低下をもたらすため、第一の流路６２の各々の断面
積の約10％以下の断面積を各々有しているのが典型的で
ある。第二の流路６３は、第一の流路の対応する寸法の
約50％の少なくとも一つの断面寸法を有するのが典型的
である。流路は、第一のプレート部材の表面から一様な
深さの材料を除去することにより形成されるのが通常で
あるため、流路は、一定の深さを有するのが典型的であ
り、流路の寸法又は面積の変化は、流路の巾を変化させ
ることによって得られる。
【００３５】第二の流路６３の組は、プレート６１の上
面に切り込んだ充気チャンバー６５に出る。所望であれ
ば、チャンバー６５は、プレート６１の厚さを切り抜い
たものにすることもできるが、図示のように、プレート
６１の厚さの範囲内でチャンバー６５を形成することが
好ましい。チャンバー６５は、第一の流路６２がチャン
バー６５の反対側の角から出て、プレート６１の表面の
材料の隔壁６６を流路６２の間に保持し、チャンバー６
５内の流体の流れの方向の変化を助け、流れを第一の流
路６２内に向けるような形態になっていることが好まし
い。第二のプレート部材７０が、第一のプレート部材６
１の上方にあるが、第一のプレート部材６１から取り外
した状態で示されている。この第二のプレート７０をプ
レート６１の上面に固定すると、第二のプレートは、流
路６２及び６３に上面を提供するため、それらの流路
は、ノズル噴出口６２及びフィルター孔６３を形成する
二群の溝を形成する。
面に切り込んだ充気チャンバー６５に出る。所望であれ
ば、チャンバー６５は、プレート６１の厚さを切り抜い
たものにすることもできるが、図示のように、プレート
６１の厚さの範囲内でチャンバー６５を形成することが
好ましい。チャンバー６５は、第一の流路６２がチャン
バー６５の反対側の角から出て、プレート６１の表面の
材料の隔壁６６を流路６２の間に保持し、チャンバー６
５内の流体の流れの方向の変化を助け、流れを第一の流
路６２内に向けるような形態になっていることが好まし
い。第二のプレート部材７０が、第一のプレート部材６
１の上方にあるが、第一のプレート部材６１から取り外
した状態で示されている。この第二のプレート７０をプ
レート６１の上面に固定すると、第二のプレートは、流
路６２及び６３に上面を提供するため、それらの流路
は、ノズル噴出口６２及びフィルター孔６３を形成する
二群の溝を形成する。
【００３６】更に、第三のプレート部材８０が、プレー
ト６１から取り外され、プレート６１の下方にある状態
で示されている。プレート８０は、流体入口の差し口８
１を有しており、この差し口により、ノズル組立体を、
ポンプ又は他の流体流発生装置（図示せず）の流出口に
取り付けることができる。差し口８１は、プレート６１
の流入口６４と位置の合った内孔８２を有してており、
先に示したように流れ発生装置のポンプ機構の一部を形
成することができる。差し口８０の外側は、ネジ山又は
他の手段（図示せず）を有しているのがよく、それによ
り、差し口は、ポンプ又は他の流れ発生装置に固定され
る。プレート６１、７０及び８０は、任意の適当な材
料、例えば、フォトレジストガラス、セラミック又はプ
ラスチック或いは金属から形成することができ、プレー
ト６１の特徴は、従来の化学的エッチング方法によって
所望の位置においてプレート６１から材料を除去するこ
とにより形成することができる。その他、これらの特徴
は、レーザーを用いた材料の除去によっても形成するこ
とができる。これらの特徴は、ほぼ平坦な部材の外面に
形成するので、構成要素又は副構成要素の組立体の複雑
な機械加工の必要がない。
ト６１から取り外され、プレート６１の下方にある状態
で示されている。プレート８０は、流体入口の差し口８
１を有しており、この差し口により、ノズル組立体を、
ポンプ又は他の流体流発生装置（図示せず）の流出口に
取り付けることができる。差し口８１は、プレート６１
の流入口６４と位置の合った内孔８２を有してており、
先に示したように流れ発生装置のポンプ機構の一部を形
成することができる。差し口８０の外側は、ネジ山又は
他の手段（図示せず）を有しているのがよく、それによ
り、差し口は、ポンプ又は他の流れ発生装置に固定され
る。プレート６１、７０及び８０は、任意の適当な材
料、例えば、フォトレジストガラス、セラミック又はプ
ラスチック或いは金属から形成することができ、プレー
ト６１の特徴は、従来の化学的エッチング方法によって
所望の位置においてプレート６１から材料を除去するこ
とにより形成することができる。その他、これらの特徴
は、レーザーを用いた材料の除去によっても形成するこ
とができる。これらの特徴は、ほぼ平坦な部材の外面に
形成するので、構成要素又は副構成要素の組立体の複雑
な機械加工の必要がない。
【００３７】これらのプレートは、互いに対向するほぼ
平坦な面を提供するので、任意の適当な技術、例えば、
超音波溶接により、接着により、又は所定の位置にクリ
ンプされる金属包囲要素を用いてそれらを一緒に締付る
ことにより、互いに結合又は固定することができる。作
動にあっては、加圧流体が、差し口８１の孔８２に送ら
れ、そこから、流体は、プレート６１の入口チャンバー
６４を通り、フィルター流路６３を通って充気チャンバ
ー６５へと流れ、そこから、ノズル流路６２へと流れ
る。流体は、互いに衝突して細かい液滴の噴霧を形成す
る流体の噴流として２本のノズル流路から出る。少なく
とも40ヘクトパスカルの圧力の流体を、約10μｍの平均
直径を有するノズル流路に送ることにより、10μｍ未満
の平均液滴サイズの液滴が生じた。
平坦な面を提供するので、任意の適当な技術、例えば、
超音波溶接により、接着により、又は所定の位置にクリ
ンプされる金属包囲要素を用いてそれらを一緒に締付る
ことにより、互いに結合又は固定することができる。作
動にあっては、加圧流体が、差し口８１の孔８２に送ら
れ、そこから、流体は、プレート６１の入口チャンバー
６４を通り、フィルター流路６３を通って充気チャンバ
ー６５へと流れ、そこから、ノズル流路６２へと流れ
る。流体は、互いに衝突して細かい液滴の噴霧を形成す
る流体の噴流として２本のノズル流路から出る。少なく
とも40ヘクトパスカルの圧力の流体を、約10μｍの平均
直径を有するノズル流路に送ることにより、10μｍ未満
の平均液滴サイズの液滴が生じた。
【００３８】ノズル組立体は、同程度の許容度で繰返し
て製造することができ、ノズル組立体のサンプルが、同
様の液滴サイズの噴霧を繰返して提供することができ
た。したがって、更に別の特徴によれば、本発明は、 a.第一のプレートであって、 1:一端がプレートの境界に位置する第一の流路の組、及
び 2:前記第一の組と等しい又はそれよりも小さいサイズの
第二の流路の組、が形成された第一のプレートと、 b.第二のプレートであって、前記第二のプレートの表面
が、前記第一のプレートの第一の流路の組と協働して第
一の一連の流体出口を形成し、前記第一のプレートの前
記第二の流路の組と協働して前記流体出口と等しい又は
それよりも小さい断面サイズを有する第二の流体溝の組
を形成し、それにより、流体が、前記第二の流路の組を
通過する時に、第二の流路がフィルターとして作用し、
噴霧形成流体噴出口として作用する第一の流路の組を保
護するよう、前記第一のプレートと封止係合する第二の
プレートと、 c.前記二組の流路を連絡するための手段とを、備えてい
ることを特徴とするノズル及びフィルター組立体を提供
するものである。 ノズル組立体は、第一の流路の組に
流体を供給するための手段に連結されていることが好ま
しい。
て製造することができ、ノズル組立体のサンプルが、同
様の液滴サイズの噴霧を繰返して提供することができ
た。したがって、更に別の特徴によれば、本発明は、 a.第一のプレートであって、 1:一端がプレートの境界に位置する第一の流路の組、及
び 2:前記第一の組と等しい又はそれよりも小さいサイズの
第二の流路の組、が形成された第一のプレートと、 b.第二のプレートであって、前記第二のプレートの表面
が、前記第一のプレートの第一の流路の組と協働して第
一の一連の流体出口を形成し、前記第一のプレートの前
記第二の流路の組と協働して前記流体出口と等しい又は
それよりも小さい断面サイズを有する第二の流体溝の組
を形成し、それにより、流体が、前記第二の流路の組を
通過する時に、第二の流路がフィルターとして作用し、
噴霧形成流体噴出口として作用する第一の流路の組を保
護するよう、前記第一のプレートと封止係合する第二の
プレートと、 c.前記二組の流路を連絡するための手段とを、備えてい
ることを特徴とするノズル及びフィルター組立体を提供
するものである。 ノズル組立体は、第一の流路の組に
流体を供給するための手段に連結されていることが好ま
しい。
【００３９】図１４〜図１９に示す別態様のプレート６
１では、流体の二つの噴流が衝突する必要なしに、流体
が、噴出口から噴霧として噴出するよう、流路６２の噴
出口が変更されている。そのため、図１４では、流路６
２の噴出口７４は、流体が流路６２を出る際に、二次流
れを誘発するよう、曲ったベンドとして形成されてい
る。約５μｍの質量中央値液滴サイズの液滴の噴霧を得
るためには、流路６２の流体噴出口は、断面積が２〜15
μ平方、好ましくは３〜８μ平方である。図１５に示す
別態様では、フラップ８５が流路６２の口部に形成さ
れ、プレート６１の縁は、フラップの下流側の領域８６
が切り取られている。図１６に示す別態様では、流路６
２には、４〜30μｍの間隙９３を有するナイフ刃状入口
９１が備わっており、流路６２は、そのナイフ刃状入口
から、60〜150 度、好ましくは90〜120 度の挟角９４で
広がっている。
１では、流体の二つの噴流が衝突する必要なしに、流体
が、噴出口から噴霧として噴出するよう、流路６２の噴
出口が変更されている。そのため、図１４では、流路６
２の噴出口７４は、流体が流路６２を出る際に、二次流
れを誘発するよう、曲ったベンドとして形成されてい
る。約５μｍの質量中央値液滴サイズの液滴の噴霧を得
るためには、流路６２の流体噴出口は、断面積が２〜15
μ平方、好ましくは３〜８μ平方である。図１５に示す
別態様では、フラップ８５が流路６２の口部に形成さ
れ、プレート６１の縁は、フラップの下流側の領域８６
が切り取られている。図１６に示す別態様では、流路６
２には、４〜30μｍの間隙９３を有するナイフ刃状入口
９１が備わっており、流路６２は、そのナイフ刃状入口
から、60〜150 度、好ましくは90〜120 度の挟角９４で
広がっている。
【００４０】図１７に示す変更態様では、ナイフ刃状部
１０１は、プレート６１の縁における流路６２の出口に
形成されており、プレートの縁と充気チャンバー６５と
の間には、充分な壁厚が保たれ、ナイフ刃状部の剛性及
び強度を確保している。図１８に示す別態様では、流路
２の側壁は、半径方向に凹みが切ってあり、流路を通る
流体の流れ内に一連の突起１１１、１１２をもたらし、
これらの突起は、流体が流路の口部１１３を通過する際
に、流体に二次流れを誘発する。５〜20μｍの最大口部
断面寸法を有する流路に関しては、突起５１、５２は、
３〜８μｍが典型的である。図１９に示す図１３の装置
の変更態様では、充気チャンバー内に、このチャンバー
の壁から離れた隔壁１２０が形成されて二つの通路１２
１及び１２２をもたらし、これらの通路は、単一の噴出
口流路６２に出る渦チャンバー１２３内に二つの衝突す
る流体の流れを形成して二次流れをもたらし、流体が流
路６２の口部１２４を出る際に噴霧を形成する。
１０１は、プレート６１の縁における流路６２の出口に
形成されており、プレートの縁と充気チャンバー６５と
の間には、充分な壁厚が保たれ、ナイフ刃状部の剛性及
び強度を確保している。図１８に示す別態様では、流路
２の側壁は、半径方向に凹みが切ってあり、流路を通る
流体の流れ内に一連の突起１１１、１１２をもたらし、
これらの突起は、流体が流路の口部１１３を通過する際
に、流体に二次流れを誘発する。５〜20μｍの最大口部
断面寸法を有する流路に関しては、突起５１、５２は、
３〜８μｍが典型的である。図１９に示す図１３の装置
の変更態様では、充気チャンバー内に、このチャンバー
の壁から離れた隔壁１２０が形成されて二つの通路１２
１及び１２２をもたらし、これらの通路は、単一の噴出
口流路６２に出る渦チャンバー１２３内に二つの衝突す
る流体の流れを形成して二次流れをもたらし、流体が流
路６２の口部１２４を出る際に噴霧を形成する。
【００４１】先に示したように、第一のプレートに形成
される流路の深さ及び巾は、ノズル組立体の用途による
ものである。例えば、ノズル組立体を、ヘアスプレーを
噴霧するのに用いる場合には、流体噴出口流路の総断面
積は、1500平方ミクロンが典型的である。単一の流路を
用いる場合には、この流路は、深さ40μmx巾40μｍが典
型的である。斯かるノズル組立体を用いて、40μｍの質
量平均直径が典型的である所要の粒子サイズを得るため
には、30〜150 ヘクトパスカルの圧力の流体を用いる。
ノズル組立体を、吸入による投与のため、肺付着薬(lun
g deposited drugs)を噴霧するのに用いる場合には、噴
出口流路（例えば、６２）の総断面積は、30〜200 平方
ミクロンが典型的である。単一の噴出口流路（例えば、
６２）を用いる場合には、この流路は、深さ10μmx巾10
μｍが典型的である。６μｍ未満の質量中央値液滴サイ
ズを有する噴霧を得るのに要する作動圧力は、100 〜40
0 ヘクトパスカルである。
される流路の深さ及び巾は、ノズル組立体の用途による
ものである。例えば、ノズル組立体を、ヘアスプレーを
噴霧するのに用いる場合には、流体噴出口流路の総断面
積は、1500平方ミクロンが典型的である。単一の流路を
用いる場合には、この流路は、深さ40μmx巾40μｍが典
型的である。斯かるノズル組立体を用いて、40μｍの質
量平均直径が典型的である所要の粒子サイズを得るため
には、30〜150 ヘクトパスカルの圧力の流体を用いる。
ノズル組立体を、吸入による投与のため、肺付着薬(lun
g deposited drugs)を噴霧するのに用いる場合には、噴
出口流路（例えば、６２）の総断面積は、30〜200 平方
ミクロンが典型的である。単一の噴出口流路（例えば、
６２）を用いる場合には、この流路は、深さ10μmx巾10
μｍが典型的である。６μｍ未満の質量中央値液滴サイ
ズを有する噴霧を得るのに要する作動圧力は、100 〜40
0 ヘクトパスカルである。
【００４２】本発明のノズル組立体は、簡単で長期の使
用に耐える(rugged)装置が必要な他の用途、例えば、内
燃機関の燃料噴射装置にも用いることができ、この装置
では、一つのプレート組立体に形成された、又は複数の
プレート組立体を用いる一群の噴射ノズルを用いるのが
典型的である。本発明の実施態様に係る溝を付したベー
スプレートと構造化していないカバープレートを備えた
ノズル組立体の製造方法を説明する。説明する方法は、
ベースプレートの代りに又はベースプレートに加えてカ
バープレートを構造化するノズル組立体及び／又は中間
プレートを構造化するノズル組立体を製造するため、容
易に変更できることが認識されよう。特に、説明する発
明では、ノズル組立体は、以下の工程: - 一バッチのベースプレートを溝を付して構造化する工
程; - 前記バッチのベースプレートとカバープレートを互い
に接合する工程; 及び - 個々のノズル組立体を分離する工程; を用いて製造される。
用に耐える(rugged)装置が必要な他の用途、例えば、内
燃機関の燃料噴射装置にも用いることができ、この装置
では、一つのプレート組立体に形成された、又は複数の
プレート組立体を用いる一群の噴射ノズルを用いるのが
典型的である。本発明の実施態様に係る溝を付したベー
スプレートと構造化していないカバープレートを備えた
ノズル組立体の製造方法を説明する。説明する方法は、
ベースプレートの代りに又はベースプレートに加えてカ
バープレートを構造化するノズル組立体及び／又は中間
プレートを構造化するノズル組立体を製造するため、容
易に変更できることが認識されよう。特に、説明する発
明では、ノズル組立体は、以下の工程: - 一バッチのベースプレートを溝を付して構造化する工
程; - 前記バッチのベースプレートとカバープレートを互い
に接合する工程; 及び - 個々のノズル組立体を分離する工程; を用いて製造される。
【００４３】ベースプレートは、イオン補充反応性乾式
エッチング技術(ion-supplementedreactive dry etchin
g technique）と共に、光学リソグラフ技術(light opti
callithographic technique)を用いるそれ自体は公知の
方法で構造化することが好ましい。構造の高さは、２〜
40μm 、通常は約３〜20μm 、好ましくは約４〜14μm
、特に好ましくは５〜７μm である。ベースプレート
に用いる材料は、単結晶シリコン(mono-crystalline si
licon)が好ましい。単結晶シリコンは、安価であり、充
分に平坦で平行で表面の凹凸が少ないものである状態で
（即ち、ウェファーで）入手可能であり、後続の接合過
程の間、接着剤又は他の材料を追加して塗付することな
しに、カバープレートに接合することができるからであ
る。複数のノズル組立体を、同時に製造するためには、
一つのシリコンのウェファーに、複数の構造ベースプレ
ートが形成される。
エッチング技術(ion-supplementedreactive dry etchin
g technique）と共に、光学リソグラフ技術(light opti
callithographic technique)を用いるそれ自体は公知の
方法で構造化することが好ましい。構造の高さは、２〜
40μm 、通常は約３〜20μm 、好ましくは約４〜14μm
、特に好ましくは５〜７μm である。ベースプレート
に用いる材料は、単結晶シリコン(mono-crystalline si
licon)が好ましい。単結晶シリコンは、安価であり、充
分に平坦で平行で表面の凹凸が少ないものである状態で
（即ち、ウェファーで）入手可能であり、後続の接合過
程の間、接着剤又は他の材料を追加して塗付することな
しに、カバープレートに接合することができるからであ
る。複数のノズル組立体を、同時に製造するためには、
一つのシリコンのウェファーに、複数の構造ベースプレ
ートが形成される。
【００４４】シリコン以外の材料が、構造化を受けるこ
とができ、これらも、後続の接合過程で、カバープレー
トにしっかりと接合できることが認められよう。斯かる
材料には、ヒ化ガリウム又はアルミニウム若しくはニッ
ケル−コバルト合金等の金属があり、これらは、例え
ば、同様にガラスプレートに適当に接合することができ
る。シリコンの薄層を、構造化するウェファーＷ（図２
０Ａ）の表面上で熱酸化する。この酸化層は、後に、仕
上の溝をエッチングする際に、マスクとして作用する。
次いで、遠心過程において、感光性プラスチック層Ｌ２
を、層Ｌ１を覆うように付し、固化させる（図２０
Ｂ）。次いで、溝構造を、光を用いてマスクＭとの密着
プリントにより、1:1 の尺度で、プラスチック層に転写
し、プラスチック層において現像する（図２０Ｃ）。手
順の次の工程では、プラスチック構造は、酸化シリコン
層を構造化するためのマスクとして作用する。構造化
は、イオンビームを用いた反応性のエッチングによって
行なわれる。酸化層の構造化の間に、プラスチック材料
は、完全に除去される（図２０Ｄ）。
とができ、これらも、後続の接合過程で、カバープレー
トにしっかりと接合できることが認められよう。斯かる
材料には、ヒ化ガリウム又はアルミニウム若しくはニッ
ケル−コバルト合金等の金属があり、これらは、例え
ば、同様にガラスプレートに適当に接合することができ
る。シリコンの薄層を、構造化するウェファーＷ（図２
０Ａ）の表面上で熱酸化する。この酸化層は、後に、仕
上の溝をエッチングする際に、マスクとして作用する。
次いで、遠心過程において、感光性プラスチック層Ｌ２
を、層Ｌ１を覆うように付し、固化させる（図２０
Ｂ）。次いで、溝構造を、光を用いてマスクＭとの密着
プリントにより、1:1 の尺度で、プラスチック層に転写
し、プラスチック層において現像する（図２０Ｃ）。手
順の次の工程では、プラスチック構造は、酸化シリコン
層を構造化するためのマスクとして作用する。構造化
は、イオンビームを用いた反応性のエッチングによって
行なわれる。酸化層の構造化の間に、プラスチック材料
は、完全に除去される（図２０Ｄ）。
【００４５】このようにして構造化された酸化層は、次
いで、シリコンに深さが５〜７μmであるのがよい溝を
エッチングするためのマスクとして作用する。このエッ
チングを行なう時に、酸化層も、ゆっくりと除去される
（２０Ｅ）。構造化過程の最後には、Ｕ字形又は長方形
の箱形の溝が、シリコンプレートに形成されるが、これ
らの溝は、平面図では、如何なる幾何学的表面形状のも
のにもすることができる。ベースプレートの構造化に関
し、他のエッチング方法を用いて多くの変更態様を達成
し、さまざまな開口断面のノズルを有する最終製品をも
たらすことに帰着する他の形状の溝をもたらすことがで
きる。そのため、例えば、適当な態様でオーバーエッチ
ング(over-etching)又はアンダーエッチング(under-etc
hing）によって、台形の溝を形成することができる。こ
れらのエッチングを施した形態は、等方性乾式エッチン
グ法及び等方性湿式エッチング法の何れによっても形成
することができる。異方性に作用するエッチング法( 反
応性イオンプラズマを用いる方法及び湿潤化学媒体を用
いる方法の何れでも) を用いる場合には、単結晶ベース
プレートのＶ字形の溝から三角形断面のノズルを製造す
ることができる。溝の幾何学的形状は、エッチング技術
と被覆技術を組み合せることによっても変化させること
ができる。実質的に、あらゆる幾何学的形状を形成する
ことができる。
いで、シリコンに深さが５〜７μmであるのがよい溝を
エッチングするためのマスクとして作用する。このエッ
チングを行なう時に、酸化層も、ゆっくりと除去される
（２０Ｅ）。構造化過程の最後には、Ｕ字形又は長方形
の箱形の溝が、シリコンプレートに形成されるが、これ
らの溝は、平面図では、如何なる幾何学的表面形状のも
のにもすることができる。ベースプレートの構造化に関
し、他のエッチング方法を用いて多くの変更態様を達成
し、さまざまな開口断面のノズルを有する最終製品をも
たらすことに帰着する他の形状の溝をもたらすことがで
きる。そのため、例えば、適当な態様でオーバーエッチ
ング(over-etching)又はアンダーエッチング(under-etc
hing）によって、台形の溝を形成することができる。こ
れらのエッチングを施した形態は、等方性乾式エッチン
グ法及び等方性湿式エッチング法の何れによっても形成
することができる。異方性に作用するエッチング法( 反
応性イオンプラズマを用いる方法及び湿潤化学媒体を用
いる方法の何れでも) を用いる場合には、単結晶ベース
プレートのＶ字形の溝から三角形断面のノズルを製造す
ることができる。溝の幾何学的形状は、エッチング技術
と被覆技術を組み合せることによっても変化させること
ができる。実質的に、あらゆる幾何学的形状を形成する
ことができる。
【００４６】構造化の後、湿式化学法によって、シリコ
ンプレートを洗浄して残りの酸化シリコンを除去する。
次いで、シリコンプレートを、陽極結合（1968年８月13
日の、Pomerantz 、 D.I.等の米国特許第3,397,278 号を
参照) によってガラスプレートに接合する（図２０
Ｆ）。Pyrex 、例えば、(Corning社、＃7740) 又はTemp
ex(Schott)等のアルカリ硼珪酸ガラスが、シリコンとガ
ラスの陽極結合に適している。ガラスプレートを、構造
化したシリコンプレート上に置き、電極と接触させる。
この複合構造体全体を、200 〜500 ℃( 好ましくは約45
0 ℃に、何故ならば、この温度までは、熱膨張率が互い
に近似しており、同時に、アルカリイオンは、速やかに
結合過程を行なうのに充分な可動性があるためである）
の温度に加熱し、約1000ボルトの負の電圧を、シリコン
プレートとガラスプレートの間に印加する。この電圧に
より、正に荷電したアルカリイオンが、ガラスを通って
カソードへと移動し、カソードで、それらのイオンは中
和される。ガラスとシリコンとの間の移動の時点で、ガ
ラスに負の空間電荷(spacial charge)が生じ、この電荷
が、二つの表面の互いの静電引力を発生させ、しかも、
ガラス表面とシリコン表面との間には、酸素架橋結合に
より、耐久性の化学結合が形成されることになる。
ンプレートを洗浄して残りの酸化シリコンを除去する。
次いで、シリコンプレートを、陽極結合（1968年８月13
日の、Pomerantz 、 D.I.等の米国特許第3,397,278 号を
参照) によってガラスプレートに接合する（図２０
Ｆ）。Pyrex 、例えば、(Corning社、＃7740) 又はTemp
ex(Schott)等のアルカリ硼珪酸ガラスが、シリコンとガ
ラスの陽極結合に適している。ガラスプレートを、構造
化したシリコンプレート上に置き、電極と接触させる。
この複合構造体全体を、200 〜500 ℃( 好ましくは約45
0 ℃に、何故ならば、この温度までは、熱膨張率が互い
に近似しており、同時に、アルカリイオンは、速やかに
結合過程を行なうのに充分な可動性があるためである）
の温度に加熱し、約1000ボルトの負の電圧を、シリコン
プレートとガラスプレートの間に印加する。この電圧に
より、正に荷電したアルカリイオンが、ガラスを通って
カソードへと移動し、カソードで、それらのイオンは中
和される。ガラスとシリコンとの間の移動の時点で、ガ
ラスに負の空間電荷(spacial charge)が生じ、この電荷
が、二つの表面の互いの静電引力を発生させ、しかも、
ガラス表面とシリコン表面との間には、酸素架橋結合に
より、耐久性の化学結合が形成されることになる。
【００４７】これに関連し、品質管理の理由で、ガラス
を被覆材料として用いることも、結合した接合部の有効
性、更には、この構成部品の機能障害につながる欠陥又
は異物粒子を視覚的に確認することが容易にできるた
め、特に好都合である。しかしながら、ガラス以外の被
覆材料を用いることができる。高温を負荷すると、シリ
コンをベースプレート及びカバープレートの何れにも使
用した場合には、複合部材の熱膨張率を最適化すること
ができる。接合過程を行なうため、二つのプレートに
は、例えば、蒸着法又はスパッタ法で、薄いガラスの層
が付され、これにより、結合過程を実施することができ
る。この場合には、赤外線視検装置を用いて目視検査を
行なうことができる。結合過程の後、複合構造体（図２
０Ｇ参照）を、高速回転ダイアモンド丸鋸によって、取
り入れ開口及び出口開口の開通した個々のユニット（例
えば、四角片）に分割する。出口開口において、（例え
ば、ノズル形の噴出開口の場合のように）断面積が非常
に異なる場合には、規定したノズル噴出口を得るため、
数ミクロンの精度で別の切断を位置決めしなければなら
ない。斯かる位置決めは、噴出口での外側に向かう流れ
の広がりを最小限にすることにもなる。
を被覆材料として用いることも、結合した接合部の有効
性、更には、この構成部品の機能障害につながる欠陥又
は異物粒子を視覚的に確認することが容易にできるた
め、特に好都合である。しかしながら、ガラス以外の被
覆材料を用いることができる。高温を負荷すると、シリ
コンをベースプレート及びカバープレートの何れにも使
用した場合には、複合部材の熱膨張率を最適化すること
ができる。接合過程を行なうため、二つのプレートに
は、例えば、蒸着法又はスパッタ法で、薄いガラスの層
が付され、これにより、結合過程を実施することができ
る。この場合には、赤外線視検装置を用いて目視検査を
行なうことができる。結合過程の後、複合構造体（図２
０Ｇ参照）を、高速回転ダイアモンド丸鋸によって、取
り入れ開口及び出口開口の開通した個々のユニット（例
えば、四角片）に分割する。出口開口において、（例え
ば、ノズル形の噴出開口の場合のように）断面積が非常
に異なる場合には、規定したノズル噴出口を得るため、
数ミクロンの精度で別の切断を位置決めしなければなら
ない。斯かる位置決めは、噴出口での外側に向かう流れ
の広がりを最小限にすることにもなる。
【００４８】分離工程の間、ノズル部材の側壁及び縁に
おける散りを回避するためには、特に高い回転速度( 通
常、30000rpm以上) が必要である。斯かる散りは、噴出
口の幾何学的形状の断面の望ましくない変化を生じさせ
ることがある。それらを分割した後、ノズル組立体を洗
浄し、適当なホルダー内部に取り付ける。本発明の例示
の実施態様を、添付図面を参照して本明細書において詳
細に説明したが、本発明は、それらと寸分違わぬ実施態
様に限定されず、請求の範囲によって定義される発明の
精神及び範囲から逸脱することなしに、当業者によれ
ば、種々の変化及び変更をそれらの実施態様に施すこと
ができることが理解さるべきである。
おける散りを回避するためには、特に高い回転速度( 通
常、30000rpm以上) が必要である。斯かる散りは、噴出
口の幾何学的形状の断面の望ましくない変化を生じさせ
ることがある。それらを分割した後、ノズル組立体を洗
浄し、適当なホルダー内部に取り付ける。本発明の例示
の実施態様を、添付図面を参照して本明細書において詳
細に説明したが、本発明は、それらと寸分違わぬ実施態
様に限定されず、請求の範囲によって定義される発明の
精神及び範囲から逸脱することなしに、当業者によれ
ば、種々の変化及び変更をそれらの実施態様に施すこと
ができることが理解さるべきである。
【００４９】例えば、本発明の種々の実施態様を、本明
細書では個別に説明しているが、種々の実施態様からの
特徴を適当に組み合せ、更に別の実施態様にできること
が認められよう。
細書では個別に説明しているが、種々の実施態様からの
特徴を適当に組み合せ、更に別の実施態様にできること
が認められよう。
【図１】図１は、本発明によるノズル組立体の好ましい
実施態様に関し、単なる例示として以下に詳細に説明す
る。
実施態様に関し、単なる例示として以下に詳細に説明す
る。
【図１Ａ】図１Ａは、図１の組立体のノズル噴出口のあ
り得る変更態様の詳細図である。
り得る変更態様の詳細図である。
【図２】図２は、本発明によるノズル組立体の第二の好
ましい実施態様の部分の概略平面図である。
ましい実施態様の部分の概略平面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明によるノズル組立体の第二
の好ましい実施態様の部分の詳細な図である。
の好ましい実施態様の部分の詳細な図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明によるノズル組立体の第二
の好ましい実施態様の部分の詳細な図である。
の好ましい実施態様の部分の詳細な図である。
【図３】図３は、双つのノズル噴出口を用いた本発明に
よるノズル組立体の第三の好ましい実施態様の部分の概
略平面図である。
よるノズル組立体の第三の好ましい実施態様の部分の概
略平面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、双つのノズル噴出口を用いた本発
明によるノズル組立体の第三の好ましい実施態様の部分
の詳細な図である。
明によるノズル組立体の第三の好ましい実施態様の部分
の詳細な図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、双つのノズル噴出口を用いた本発
明によるノズル組立体の第三の好ましい実施態様の部分
の詳細な図である。
明によるノズル組立体の第三の好ましい実施態様の部分
の詳細な図である。
【図４】図４、本発明によるノズル組立体の双つのノズ
ル噴出口の具体例に関する図である。
ル噴出口の具体例に関する図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明によるノズル組立体の双つ
のノズル噴出口の具体例に関する図である。
のノズル噴出口の具体例に関する図である。
【図５】図５は、本発明によるノズル組立体の双つのノ
ズル噴出口の具体例に関する図である。
ズル噴出口の具体例に関する図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明によるノズル組立体の双つ
のノズル噴出口の具体例に関する図である。
のノズル噴出口の具体例に関する図である。
【図６】図６、本発明によるノズル組立体の双つのノズ
ル噴出口の具体例に関する図である。
ル噴出口の具体例に関する図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明によるノズル組立体の双つ
のノズル噴出口の具体例に関する図である。
のノズル噴出口の具体例に関する図である。
【図７】図７は、本発明によるノズル組立体の双つのノ
ズル噴出口の具体例に関する図である。
ズル噴出口の具体例に関する図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明によるノズル組立体の双つ
のノズル噴出口の具体例に関する図である。
のノズル噴出口の具体例に関する図である。
【図８】図８は、複数のノズル噴出口を備えたノズル組
立体の詳細に関する図である。
立体の詳細に関する図である。
【図９】図９は、衝突要素を備えたノズル噴出口を用い
たノズル組立体の詳細に関する図である。
たノズル組立体の詳細に関する図である。
【図１０】図１０は、本発明によるノズル組立体に用い
るノズル噴出口の別の構成に関する図である。
るノズル噴出口の別の構成に関する図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明によるノズル組立体に
用いるノズル噴出口の別の構成に関する図である。
用いるノズル噴出口の別の構成に関する図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明によるノズル組立体に
用いるノズル噴出口の別の構成に関する図である。
用いるノズル噴出口の別の構成に関する図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本発明によるノズル組立体に
用いるノズル噴出口の別の構成に関する図である。
用いるノズル噴出口の別の構成に関する図である。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施態様によるノズ
ル組立体の部分の概略平面図である。
ル組立体の部分の概略平面図である。
【図１３】図１３は、本発明によるノズル組立体の更に
別の実施態様の概略平面図である。
別の実施態様の概略平面図である。
【図１４】図１４は、本発明によるノズル組立体のノズ
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
【図１５】図１５は、本発明によるノズル組立体のノズ
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
【図１６】図１６は、本発明によるノズル組立体のノズ
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
【図１７】図１７は、本発明によるノズル組立体のノズ
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
【図１８】図１８は、本発明によるノズル組立体のノズ
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
【図１９】図１９は、本発明によるノズル組立体のノズ
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
ル噴出口構成の更に別の実施態様に関する図である。
【図２０】図２０は、本発明によるノズル組立体の製造
における種々の段階を示す図である。
における種々の段階を示す図である。
１０ ノズル組立体 １１ ベースプレート １２ カバープレート １３ フィルター １４ ノズル噴出口 １５ 流路 １８ 取入れ口側 １７ 溝 ２１ 溝付プレート ４６ 渦発生構造体 ３１４、３１５ 溝付プレート ３９１ 島部
フロントページの続き (72)発明者 ダン スティーヴン テランス イギリス サフォーク イプスウィッチ ショートリー チャーチ ウォーク ショ ートリー ホール （番地なし) (72)発明者 アイヒャー ヨアヒム ドイツ連邦共和国 デー76185 カルルス ルーエ カイゼルアレ 117 (72)発明者 フロイント ベルンハルト ドイツ連邦共和国 デー55435 ガウ ア ルゲスハイム カルル ドムダイ シュト ラーセ 28 (72)発明者 ハート ウィリアム バーリー イギリス サフォーク アイピー４ ３ピ ービーイプスウィッチ ハンバー ドゥー シー レーン セント アンドリュー ホ ール （番地なし) (72)発明者 レッスモーエルマン クリストフ ドイツ連邦共和国 デー76137 カルルス ルーエ ヒルシュシュトラーセ 126
Claims (19)
- 【請求項１】 複数のノズル組立体を製造するための方
法であって、 概ね平らな第一の面と該第一の面内に形成された複数の
溝とを備えた第一の部材をステップと、 概ね平らな第二の面を備えた第二の部材を形成するステ
ップと、 前記第一の面と第二の面に沿って前記第一の部材と第二
の部材を接合して合成構造を形成するステップと、 前記合成構造を個々の部分に分離して個々のノズル組立
体を形成ステップであって、ノズル組立体の各々がノズ
ル入口、ノズル噴射口、及び前記複数の溝から形成され
前記ノズル入口及びノズル噴射口を流体連結するチャン
ネル有する複数のノズル組立体を製造するための方法。 - 【請求項２】 前記合成構造を形成するステップが、回
転鋸を使用して合成構造体を鋸切断することを包含する
請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記合成構造を形成するステップが、合
成構造体を薄く切断して破壊することを包含する請求項
１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記第一の部材を形成するステップが、
複数の部材を形成するために第一の部材の材料から材料
を選択的に除去するステップを包含することを包含する
請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記材料を選択的に除去するステップ
が、前記第一の部材から材料をエッチングすることを包
含する請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記第一の部材を形成するステップが、
光学式平版方法及びイオン補助エッチング方法の結合に
よって行われる請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 前記第一の部材を形成するステップが、
光学式平版方法及び湿式化学エッチング方法の結合によ
って行われる請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 前記第一の部材と第２の部材を接合する
ステップが、静電界をかけることによって行われる請求
項１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記第１の部材と第２の部材を接合する
ステップが、接着方法によって行われる請求項１に記載
の方法。 - 【請求項１０】 前記第１の部材と第二の部材を接合す
るステップが、溶接によって行われる請求項１に記載の
方法。 - 【請求項１１】 前記第一の部材を形成するステップ
が、シリコンウエハーをエッチングすることを包含する
請求項１に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記ウエハーにシリコン酸化物層を塗
布し、前記シリコン酸化物層の上にプラスチック層に塗
布する請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記第二の部材を形成するステップ
が、ガラス板を使用して行われる請求項１１に記載の方
法。 - 【請求項１４】 ノズル組立体を形成する方法であっ
て、 流体流入口、約２５ないし５００平方マイクロメータの
断面積を持った流体噴射口、及び前記第一の部材の第一
の面に形成したチャンネルを形成するステップであっ
て、前記チャンネルは前記流体入口及び前記流体噴射口
を流体連結し、前記流体入口、前記流体噴射口及び前記
チャンネルが前記第一の部材の第一の面から材料を選択
的に除去して形成してなっており、 第二の面を有する第二の部材を形成するステップと、 前記第二の部材を第一の部材に固着して、前記第二の面
が前記第一の面に形成した前記流体入口、前記流体噴射
口及び前記チャンネルと協働してノズル組立体の流体流
れ路を形成するステップとを包含するノズル組立体を形
成する方法。 - 【請求項１５】 材料がエッチング方法を使用して第一
の面から選択的に除去される請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記第一の部材を形成するステップが
さらに、前記第一の面から材料を選択的に除去して複数
のフィルター通路を形成するステップを包含する請求項
１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記第一の部材と第二の部材を接合す
るステップが、接着方法によって行われる請求項１４に
記載の方法。 - 【請求項１８】 前記第一の部材と第二の部材を接合す
るステップが、溶接によって行われる請求項１４に記載
の方法。 - 【請求項１９】 前記第一の部材と第二の部材を接合す
るステップが、拡散接着によって行われる請求項１４に
記載の方法。
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB929220505A GB9220505D0 (en) | 1992-09-29 | 1992-09-29 | Atomising nozzle and filter |
| DE4236037A DE4236037A1 (de) | 1992-10-24 | 1992-10-24 | Düsenkörper für Zerstäuber und ihre Herstellung |
| DE4236037:4 | 1992-10-24 | ||
| GB9314804A GB2271301B (en) | 1992-09-29 | 1993-07-19 | Atomising nozzle |
| GB4236037:4 | 1993-07-19 | ||
| GB9220505:3 | 1993-07-19 | ||
| GB9314804:7 | 1993-07-19 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6508832A Division JPH08501979A (ja) | 1992-09-29 | 1993-09-28 | 噴霧ノズル及びフィルター並びに噴霧発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1147641A true JPH1147641A (ja) | 1999-02-23 |
| JP3425522B2 JP3425522B2 (ja) | 2003-07-14 |
Family
ID=27204375
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6508832A Pending JPH08501979A (ja) | 1992-09-29 | 1993-09-28 | 噴霧ノズル及びフィルター並びに噴霧発生装置 |
| JP03565298A Expired - Lifetime JP3425522B2 (ja) | 1992-09-29 | 1998-02-18 | ノズル組立体の製造方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6508832A Pending JPH08501979A (ja) | 1992-09-29 | 1993-09-28 | 噴霧ノズル及びフィルター並びに噴霧発生装置 |
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|---|---|
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| EP (3) | EP1611958B1 (ja) |
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| CN (2) | CN1093006C (ja) |
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| AU (1) | AU4829993A (ja) |
| CA (3) | CA2445256C (ja) |
| DE (3) | DE69326158T2 (ja) |
| DK (3) | DK0860210T3 (ja) |
| ES (3) | ES2135489T3 (ja) |
| GR (1) | GR3031558T3 (ja) |
| IL (1) | IL107120A (ja) |
| SG (1) | SG45191A1 (ja) |
| WO (1) | WO1994007607A1 (ja) |
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