RU99102551A - Устройство для распыления с помощью газа - Google Patents

Claims (1)

1. Способ распыления жидкости, включающий травление материала, обладающего способностью к травлению, с образованием выпускного отверстия, имеющего распыляющую кромку, подачу жидкости за распыляющую кромку выпускного отверстия и подачу газа на эту жидкость для распыления ее на капли, имеющие средний диаметр по Саутеру меньше 35 мкм при отношении массы газа к массе жидкости не более 0,2.

2. Способ по п. 1, в котором подачу газа на жидкость осуществляют со скоростью не более 100 м/с.

3. Способ по п.1, в котором газ, подаваемый на жидкость, образует обособленные связки жидкости, средняя ширина которых меньше пятикратного критического диаметра D_mах капель, где
D_max = 8σ/(C_Dρ_AU $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{R}}$ )
где σ - поверхностное натяжение жидкости;
С_D - коэффициент лобового сопротивления капли, диаметр которой равен критическому диаметру;
ρ_A- плотность газа;
U_R - скорость газа по отношению к капле.

4. Способ по п.1, в котором отношение наименьшего распыляющего периметра выпускного отверстия к площади его поперечного сечения составляет по меньшей мере 8000 м^-1.

5. Способ распыления жидкости, включающий подачу жидкости за распыляющую кромку выпускного отверстия и подачу газа на эту жидкость для первичного распыления жидкости на капли, имеющие средний диаметр по Саутеру меньше критического диаметра D_max капель, где
D_max = 8σ/(C_Dρ_AU $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{R}}$ )
где σ - поверхностное натяжение жидкости;
С_D - коэффициент лобового сопротивления капли, диаметр которой равен критическому диаметру;
ρ_A - плотность газа;
U_R - скорость газа по отношению к капле.

6. Распыляющее устройство, содержащее по существу плоский первый слой, имеющий первое сквозное отверстие, и по существу плоский второй слой, прилегающий к первому, параллельный ему и имеющий второе сквозное отверстие и присоединенный к первому так, что первое и второе отверстия согласованы с образованием основного газового выпускного отверстия, направляющего основной газ в направлении потока, причем второе отверстие ограничено по меньшей мере одной внутренней поверхностью по меньшей мере с одной распыляющей кромкой, а первый и второй слои ограничивают по меньшей мере одно жидкостное выпускное отверстие, подающее жидкость, предназначенную для распыления, по меньшей мере на одну внутреннюю поверхность второго слоя, где эта жидкость образует тонкую пленку.

7. Распыляющее устройство по п.6, в котором второе отверстие ограничено по меньшей мере двумя внутренними поверхностями, сходящимися в направлении потока.

8. Распыляющее устройство по п.7, в котором первое отверстие ограничено по меньшей мере двумя внутренними поверхностями, сходящимися в направлении потока.

9. Распыляющее устройство по п.8, дополнительно содержащее по существу плоский третий слой, параллельный второму плоскому слою, прилегающий к нему, имеющий третье сквозное отверстие и присоединенный ко второму слою, причем третье отверстие ограничено по меньшей мере двумя внутренними поверхностями, расходящимися в направлении потока.

10. Распыляющее устройство по п.7, в котором первое отверстие ограничено по меньшей мере двумя внутренними поверхностями, проходящими по существу параллельно направлению потока.

11. Распыляющее устройство по п.10, дополнительно содержащее по существу плоский третий слой, параллельный второму слою, имеющий третье сквозное отверстие и присоединенный ко второму слою, причем третье отверстие ограничено по меньшей мере двумя внутренними поверхностями, расположенными по существу параллельно направлению потока.

12. Распыляющее устройство по п.6, дополнительно содержащее по существу плоский третий слой, параллельный второму слою, имеющий третье сквозное отверстие и присоединенный ко второму слою так, что третье отверстие согласовано с первым и вторым отверстиями с образованием основного выпускного отверстия, причем первое, второе и третье отверстия ограничены по меньшей мере двумя внутренними поверхностями, проходящими по существу параллельно направлению потока.

13. Распыляющее устройство по п.6, в котором первый и второй слои выполнены из элементарного полупроводникового материала.

14. Распыляющее устройство по п.13, в котором первый и второй слои содержат кремний.

15. Распыляющее устройство по п. 6, в котором отношение наименьшего распыляющего периметра второго отверстия к площади его поперечного сечения составляет по меньшей мере 8000 м^-1.

16. Распыляющее устройство по п.6, в котором второе отверстие имеет по меньшей мере две внутренние поверхности, расположенные напротив друг друга на расстоянии не более 250 микрон.

17. Распыляющее устройство по п.6, дополнительно содержащее по существу плоский третий слой, параллельный второму слою, имеющий третье сквозное отверстие и присоединенный ко второму слою так, что третье отверстие согласовано с первым и вторым отверстиями с образованием основного выпускного отверстия, причем второй и третий слои ограничивают по меньшей мере одно дополнительное газовое выпускное отверстие, которое подает дополнительный газ к распыляющей кромке по меньшей мере на одной внутренней поверхности второго отверстия.

18. Распыляющее устройство по п. 17, в котором третий слой содержит дополнительные отверстия, формирующие дополнительный газовый поток по меньшей мере с одной стороны от распыленной жидкости.

19. Распыляющее устройство по п.6, дополнительно содержащее систему каналов, включающую первый канал, подающий основной газ в основное газовое выпускное отверстие, и второй канал, подающий жидкость в жидкостное выпускное отверстие, причем первый и второй каналы сходятся по направлению друг к другу в направлении потока.

20. Способ выполнения распыляющего устройства, включающий вытравливание в первом, по существу плоском слое первого отверстия, вытравливание во втором, по существу плоском слое второго отверстия, имеющего по меньшей мере одну внутреннюю поверхность с распыляющей кромкой, вытравливание по меньшей мере одного жидкостного выпускного отверстия по меньшей мере в одном из двух указанных слоев и параллельное соединение первого и второго слоев с прилеганием друг к другу так, что первое и второе отверстия согласованы с образованием основного газового выпускного отверстия, направляющего основной газ в направлении потока, а также так, что жидкостное выпускное отверстие подает жидкость, предназначенную для распыления, по меньшей мере на одну внутреннюю поверхность второго отверстия.

21. Способ по п.20, дополнительно включающий вытравливание третьего отверстия в третьем, по существу плоском слое; вытравливание по меньшей мере одного дополнительного газового выпускного отверстия по меньшей мере в одном слое, втором или третьем, и соединение второго и третьего слоев так, что третье отверстие согласовано с первым и вторым отверстиями с образованием основного газового выпускного отверстия и так, что дополнительное газовое выпускное отверстие подает его к распыляющей кромке по меньшей мере одной внутренней поверхности второго отверстия.

22. Способ по п. 20, в котором первый и второй слои выполнены из кремния.

23. Способ по п.20, в котором на первом слое выполнены первые отверстия, на втором слое выполнены вторые отверстия а по меньшей мере в одном из двух слоев, первом или втором, выполнены жидкостные выпускные отверстия, причем первый и второй слои после их соединения разделены на несколько распыляющих устройств.

24. Устройство для распыления с помощью газа, содержащее по существу плоский первый слой и по существу плоский второй слой, параллельный первому, прилегающий к нему и имеющий выполненные в нем выпускные отверстия, причем первый и второй слой образуют сеть подачи газа, включающую газовые каналы, подающие газ по меньшей мере в некоторые из указанных выпускных отверстий, а также сеть подачи жидкости, включающую жидкостные каналы, подающие жидкость по меньшей мере в некоторые из указанных выпускных отверстий.

25. Устройство для распыления по п.24, в котором указанные выпускные отверстия включают газовые выпускные отверстия и жидкостные выпускные отверстия, причем газовые каналы подают газ в газовые выпускные отверстия, а жидкостные каналы подают жидкость в жидкостные выпускные отверстия.

26. Устройство для распыления по п.25, дополнительно содержащее по существу плоский третий слой, параллельный второму слою и прилегающий к нему с образованием проходов для направления текучей среды от одного жидкостного или газового выпускного отверстия к другому.

27. Устройство для распыления по п.25, дополнительно содержащее нагнетательный слой, образующий полость для подачи газа в газовые выпускные отверстия.

28. Устройство для распыления по п.25, в котором сеть подачи газа дополнительно содержит газовые проходы, которые несколько больше газовых каналов и подают в них газ, а сеть подачи жидкости дополнительно содержит жидкостные проходы, которые несколько больше жидкостных каналов и подают в них жидкость.

29. Устройство для распыления по п.28, в котором сеть подачи газа дополнительно содержит проток для газа, который несколько больше газовых проходов и подает в них газ, а сеть подачи жидкости дополнительно содержит жидкостной проток, который несколько больше жидкостных проходов и подает в них жидкость.

30. Устройство для распыления по п.29, дополнительно содержащее по существу плоский фильтрующий слой, содержащий фильтр для фильтрования жидкости, подаваемой в жидкостной проток.

31. Устройство для распыления по п.24, дополнительно содержащее фильтр для фильтрования жидкости, подаваемой в жидкостные каналы жидкости.

32. Устройство для распыления по п.24, в котором к каждому жидкостному каналу примыкает по меньшей мере один газовый канал.

33. Устройство для распыления по п.24, дополнительно содержащее нагнетательный слой, образующий газовую полость высокого давления, причем первый слой имеет жидкостные выпускные отверстия, которые дают возможность жидкости из каналов стекать в полость высокого давления, а выпускные отверстия, выполненные во втором слое, являются газовыми выпускными отверстиями, проходящими сквозь первый слой и сообщающимися с полостью высокого давления.

34. Устройство для распыления по п.25, в котором каждый из каналов для жидкости и каналов для газа имеет ширину меньше 200 микронов.

35. Устройство для распыления по п.25, в котором каждое из газовых выпускных отверстий имеет ширину меньше 75 микрон.

36. Устройство для распыления по п.25, в котором ширина жидкостного канала не превышает пятидесятикратной наименьшей ширины жидкостных выпускных отверстий, запитываемых жидкостным каналом.

37. Устройство для распыления по п.25, в котором жидкостные выпускные отверстия по существу имеют форму щели, а ширина жидкостных каналов не превышает десятикратной наименьшей ширины жидкостных выпускных отверстий, запитываемых жидкостным каналом.

38. Устройство для распыления по п.25, в котором глубина жидкостного выпускного отверстия не превышает его четырехкратной ширины.

39. Устройство для распыления по п.25, в котором ширина газового выпускного отверстия не превышает десятикратного среднего диаметра по Саутеру капель, находящихся на расстоянии от десяти- до стократной ширины газового выпускного отверстия от поверхности распыляющего устройства при средней скорости газа в газовом выпускном отверстии 100 метров в минуту.

40. Устройство для распыления по п.25, в котором для каждого из жидкостных выпускных отверстий отношение наименьшего распыляющего периметра жидкостного выпускного отверстия к площади поперечного сечения этого отверстия составляет по меньшей мере 8000 м^-1.

41. Устройство для распыления по п.24, в котором первый и второй слои содержат элементарный полупроводниковый материал.

42. Устройство для распыления по п.24, в котором первый и второй слои содержат кремний.

43. Устройство для распыления по п.24, в котором отношение масс газа и жидкости не превышает двух.

44. Способ выполнения пневматического распыляющего устройства, включающий выполнение сети подачи газа и сети подачи жидкости в первом, по существу плоском слое и во втором, по существу плоском слое, выполнение во втором слое выпускных отверстий для формирования аэрозоля и соединение первого и второго слоев параллельно и с прилеганием, так что сети подачи газа и жидкости подают газ и жидкость для создания аэрозоля у этих выпускных отверстий.

45. Способ по п.44, в котором первый и второй слои выполнены из кремния.

46. Способ по п.44, в котором сети для подача газа и сети для подачи жидкости выполнены в первом и втором слоях, выпускные отверстия выполнены во втором слое, а первый и второй слои после их соединения разделены на несколько распыляющих устройств.

47. Устройство для распыления с помощью газа, содержащее по существу плоский первый слой и по существу плоский второй слой, имеющий выполненные в нем жидкостные выпускные отверстия и газовые выпускные отверстия, причем первый и второй слои образуют сеть подачи жидкости, содержащую жидкостные каналы, подающие жидкость в жидкостные выпускные отверстия и нагнетающие ее через эти выпускные отверстия с образованием струй жидкости, а также сеть подачи газа, содержащую газовые каналы, подающие газ в газовые выпускные отверстия и нагнетающие его через эти выпускные отверстия для распыления струй жидкости.

48. Способ распыления жидкости, включающий подачу жидкости за распыляющую кромку выпускного отверстия и подачу газа на эту жидкость для распыления жидкости на капли и образования обособленных связок жидкости, средняя ширина которых меньше пятикратного критического диаметра D_max капель, где:
D_max = 8σ/(C_Dρ_AU $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{R}}$ )
где σ - поверхностное натяжение жидкости;
С_D - коэффициент лобового сопротивления капли, диаметр которой равен критическому диаметру;
ρ_A - плотность газа; и
U_R - скорость газа относительно капли.

49. Способ по п. 1, в котором травление обладающего способностью к травлению материала с образованием отверстия, имеющего распыляющую кромку, включает микрообработку указанного материала.

50. Способ по п. 1, в котором обладающий способностью к травлению материал состоит из кремния.

51. Способ по п.50, в котором обладающий способностью к травлению материал состоит из карбида кремния.

52. Способ по п.50, в котором обладающий способностью к травлению материал состоит из элементарного кремния.

53. Способ по п.50, в котором обладающий способностью к травлению материал состоит из кремния, ориентированного в кристаллографической плоскости (100).

54. Способ по п.50, в котором обладающий способностью к травлению материал состоит из поликристаллического кремния.

55. Способ по п. 1, в котором обладающий способностью к травлению материал состоит из полупроводникового материала.

56. Способ по п.55, в котором обладающий способностью к травлению материал состоит из кремния. '
57. Способ по п.55, в котором обладающий способностью к травлению материал состоит из германия.

58. Устройство для распыления по п.6, в котором первый слой состоит из материала, обладающего способностью к травлению.

59. Устройство для распыления по п.6, в котором первый слой состоит из кремния.

60. Устройство для распыления по п.6, в котором первый слой состоит из полупроводникового материала.

61. Устройство для распыления по п.6, которое подвергнуто микрообработке.

62. Способ по п.20, в котором первый слой состоит из кремния.

63. Способ по п.20, в котором первый слой состоит из полупроводникового материала.

64. Устройство для распыления по п.24, в котором первый слой состоит из материала, обладающего способностью к травлению.

65. Устройство для распыления по п.24, в котором первый слой состоит из кремния.

66. Устройство для распыления по п.24, в котором первый слой состоит из полупроводникового материала.

67. Способ по п.44, в котором первый слой и второй слой состоят из обладающего способностью к травлению материала, а формирование сети подачи газа и сети подачи жидкости осуществляют посредством травления этого материала.

68. Устройство для распыления по п.47, в котором первый слой состоит из обладающего способностью к травлению материала.

69. Устройство для распыления по п.47, в котором первый слой состоит из кремния.

70. Устройство для распыления по п.47. в котором первый слой состоит из полупроводникового материала.