TWI607143B - nozzle - Google Patents

Description

噴嘴

本發明係關於一種噴嘴。

噴嘴乃係一種常被用作來霧化並噴出液體之工具。常用的噴嘴依照液體霧化原理可分成單流體噴嘴和雙流體噴嘴。單流體噴嘴係利用幫浦對液體加壓，而使液體經過噴水口噴出，故又稱液體加壓式噴嘴。雙流體噴嘴係引入高壓氣體並以其動力衝擊液體，藉此破壞液體的表面張力而使液體霧化，然後再經過噴水口噴出，故又稱氣體輔助式噴嘴。

在電鍍領域當中，有一種電鍍的方式是，運用噴嘴將高濃度的電鍍液往被電鍍物表面運送。更詳細地說，電鍍是一種將陰極電極浸入含有陽離子的電鍍液中，藉由電子的流動讓電鍍液內的陽離子與陰極電極的陰離子結合，藉此在陰極電極上附著一層電鍍層。電路板上的電路即是利用電鍍的方式將銅電鍍其上。電鍍槽之中間處為陰極電極，電路板掛在該陰極電極並浸泡在電鍍液中，陽極電極則設在電鍍槽的兩側且面對該電路板，複數噴嘴設在陽極電極同側且出水口面對該電路板。該些噴嘴將電鍍液噴向該電路板。

然而，習知的單流體噴嘴在電鍍槽或是其他類型槽體中的液體噴出角度不大於30°，而且又因為電路板等目標物的面積相當地大，所 以必須在電鍍槽或是其他類型槽體中設置非常多的單流體噴嘴才能在電鍍槽或是其他類型槽體內將電鍍液等液體平均噴射到電路板等目標物上。唯，增加單流體噴嘴的數量則代表增加安裝成本，對業者而言，無非增加其負擔。

上述問題可藉由雙流體噴嘴來改善，因為雙流體噴嘴的液體噴出角度大於30°。然，雙流體噴嘴在使用上有以下諸多問題：

一、雙流體噴嘴為了讓高壓氣體在雙流體噴嘴內部衝擊液體，使高壓氣體與液體碰撞而霧化，故雙流體噴嘴的內部構造極其複雜，製造成本高。

二、雙流體噴嘴所噴出的電鍍液等工業用化學藥液因為氣化速度更快而比單流體噴嘴有更大量的電鍍液等工業用化學藥液進入外部空氣中，引發周遭環境的空氣瀰漫著氣化的電鍍液等工業用化學藥液。須知，電鍍液等工業用化學藥液具有一定的毒性，與電鍍液等工業用化學藥液混合的空氣宛如毒氣，現場操作的作業員若吸入，則必然危害其身體，嚴重者甚至中毒身亡，此種吸入性化學傷害是相當嚴重的工安問題。故使用雙流體噴嘴的業者，需要在電鍍槽或其他類型槽體附近加裝抽氣裝置減少廠房內部空氣污染問題，但此舉肯定增加業者在購買及安裝抽氣裝置之成本、抽氣裝置所耗去之電力成本等，此外，抽氣裝置還有佔據空間，以及將毒氣抽到廠房以外造成廠房外的空氣受到汙染，進而影響左鄰右舍的健康等種種問題。

三、高壓氣體會增加電鍍液等液體中的氣泡量，如此將影響到電鍍液等液體噴到電路板等目標物上的均勻度，嚴重影響電鍍等方面 的加工品質。

四、高壓氣體中的氧氣等成份會與電鍍液等工業用化學藥液中的部分化學成分產生反應，釀成電鍍液等工業用化學藥液加速劣化，降低電鍍液等工業用化學藥液的使用壽命，業者更換電鍍液等工業用化學藥液的頻率升高，增加電鍍液等工業用化學藥液的購置費用及處理廢液的費用。

本發明之主要目的在於提供一種噴嘴，其液體噴出角度大於30°，在作為單流體噴嘴時，同時具有習知單、雙流體噴嘴的所有優點外，並且改善習知單、雙流體噴嘴的所有缺點。

本發明之次要目的在於提供一種噴嘴，其液體總噴出量等於「本體之出水口的液體總量」加上「從二側入水孔引進之液體總量」，達到高液體噴出量之功效。

為了達成前述之目的，本發明將提供一種噴嘴，包含一本體及一罩體。

該本體包括一入水端及一出水端，該入水端形成一入水口，該出水端形成一出水口且具有一外周面，該本體內部圍構一水道，該水道連通於該入水口與該出水口之間。

該罩體包括一連結件及一增流件，該連結件設於該增流件與該本體之間，該連結件內部圍構一鏤空部，該本體之出水端位於該鏤空部，該增流件形成一穿槽及一出水開口，該穿槽連通於該出水開口與該鏤空部之間。

其中，該本體之水道、該本體之出水端之外周面、該罩體之連結件之鏤空部及該罩體之增流件之穿槽至少一者的壁面為一不平整表面。

在一實施例中，該不平整表面形成有複數凹陷部，各凹陷部之底部呈封閉狀。較佳者，各凹陷部呈內凹弧狀、不規則狀或多角狀。較佳者，該些凹陷部分成數排，每一排之中的複數凹陷部環繞排列於該穿槽之壁面且彼此之間的間距相等，不同排的複數凹陷部則彼此交錯排列。

在一實施例中，該不平整表面形成有複數凹陷部及複數凸塊，各凹陷部之底部呈封閉狀。較佳者，各凹陷部呈內凹弧狀、不規則狀或多角狀。較佳者，該些凹陷部分成數排，每一排之中的複數凹陷部環繞排列於該穿槽之壁面且彼此之間的間距相等，不同排的複數凹陷部則彼此交錯排列。

在一實施例中，該不平整表面形成有複數凸塊。較佳者，各凸塊呈半球狀、錐狀或柱狀。較佳者，該些凸塊分成數排，每一排之中的複數凸塊環繞排列於該穿槽之壁面且彼此之間的間距相等，不同排的複數凸塊則彼此交錯排列。

在一實施例中，該連結件開設至少一側入水孔，該側入水孔連通於該鏤空部。

本發明的功效在於，液體在流經該不平整表面時會產生湍流，使液體噴出角度大於30°。藉此，本發明之噴嘴作為單流體噴嘴時，同時具有習知單、雙流體噴嘴的所有優點外，並且改善習知單、雙流體噴嘴的所有缺點。其次，本發明之噴嘴的液體總噴出量等於「本體之出水口的 液體總量」加上「從二側入水孔引進外部液體總量」，達到高液體噴出量之功效。

10‧‧‧噴嘴

20‧‧‧本體

21‧‧‧入水端

211‧‧‧入水口

212‧‧‧外周面

22‧‧‧出水端

221‧‧‧出水口

222‧‧‧外周面

223、231、313、323‧‧‧凹陷部

23‧‧‧水道

30‧‧‧罩體

31‧‧‧連結件

311‧‧‧鏤空部

312‧‧‧側入水孔

32‧‧‧增流件

321‧‧‧穿槽

322‧‧‧出水開口

324‧‧‧凸塊

40‧‧‧電鍍設備

41‧‧‧電鍍槽

42‧‧‧掛架

43‧‧‧電路板

44‧‧‧陽極電極

45‧‧‧電鍍液管線

46‧‧‧電鍍液

47‧‧‧新鮮電鍍液

50‧‧‧湍流

第一圖係本發明第一實施例之立體圖。

第二圖係本發明第一實施例之罩體之剖視圖。

第三圖係本發明第一實施例用於電鍍一電路板之示意圖。

第四圖係本發明第二實施例之剖視圖。

第五圖係本發明第三實施例之剖視圖。

第六圖係本發明第四實施例之剖視圖。

第七圖係本發明第五實施例之剖視圖。

第八圖係本發明第六實施例之剖視圖。

第九圖係本發明第七實施例之剖視圖。

以下配合圖式及元件符號對本發明之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

請參考第一、二圖，本發明提供一種噴嘴10，包括一本體20及一罩體30。

該本體20包括一入水端21及一出水端22。該入水端21形成一入水口211且係供裝設於一液體來源。較佳者，該入水端21包括一外周面212，該入水端21之外周面212螺設於該液體來源，使該入水口211與該液體 來源之內部空間相通。該出水端22形成一出水口221且具有一外周面222。該本體20內部圍構一水道23，該水道23貫穿該入水端21與該出水端22並且連通於該入水口211與該出水口221之間。

該罩體30包括一連結件31及一增流件32。該連結件31設於該增流件32與該本體20之間。該連結件31內部圍構一鏤空部311且開設二側入水孔312，該本體20之出水端22位於伸入該鏤空部311。在其他實施例中，該本體20之出水端22也可不伸入該鏤空部311，且該連結件31是連接於該本體20之出水端22面向該罩體30的一側上。該二側入水孔312分別連通於該鏤空部311。較佳者，該二側入水孔312的位置對稱。該增流件32形成一穿槽321及一出水開口322。該穿槽321連通於該出水開口322與該鏤空部311之間。該出水開口322的內徑朝遠離該本體20的方向漸擴而成喇叭狀。該穿槽321的內徑也朝遠離該本體20的方向漸擴而成喇叭狀。

在本實施例中，該罩體30之增流件32之穿槽321的壁面為一不平整表面。更明確地說，該罩體30之增流件32之穿槽321的壁面上形成有複數凹陷部323，使得該罩體30之增流件32之穿槽321的壁面形成所述不平整表面。各凹陷部323之底部呈封閉狀。換言之，各凹陷部323僅有一開口而並未貫穿該增流件32，且該開口連通於穿槽321，如第二圖所示。其中各凹陷部323呈內凹弧狀。換言之，各凹陷部323的壁面呈弧形。其中，各凹陷部323之開口呈圓形。其中，該些凹陷部323互不相通而各為一獨立結構。在其他實施例中，該些凹陷部323互相連通亦無不可。其中，該些凹陷部323分成數排，每一排之中的複數凹陷部323環繞排列於該穿槽321之壁面且彼此之間的間距相等，不同排的複數凹陷部323則彼此交錯排列。在其他實施 例中，所有的凹陷部323可沒有規則性地隨意排列無妨。其中，該些凹陷部323的凹陷程度一致。在其他實施例中，該些凹陷部323的凹陷程度亦可不一致。

請參考第三圖並一併參考第一、二圖，為本發明之第一實 施例用於電鍍一電路板之示意圖，然並非用以限制本發明的用途，本發明之噴嘴可裝設於任何需要將液體霧化之裝置，合先敘明。其中，該噴嘴10是裝設於一電鍍設備40上，該電鍍設備40包括一電鍍槽41、一掛架42、至少一電路板43、至少二陽極電極44及多條電鍍液管線45。該電鍍槽41內含有一電鍍液46。該掛架42設於該電鍍槽41的中間上方。該電路板43設於該掛架42且浸泡於該電鍍液46而成為一被電鍍物。該二陽極電極44設於該電鍍槽41的兩旁且浸泡於該電鍍液46中。該些電鍍液管線45同樣設於該電鍍槽41的兩旁。本實施例中的電鍍設備40包括有複數本發明之噴嘴10，該些噴嘴10分別設於該些電鍍液管線45，該些電鍍液管線45即為所述液體來源，故本實施例中的液體為電鍍液46，該些噴嘴10的本體20的入水端21的外周面212螺設於該些電鍍液管線45，使該些噴嘴10的本體20的入水端21的入水口211連通於該些電鍍液管線45。在進行電鍍的過程中，該些電鍍液管線45從外部運輸新鮮電鍍液47進入各噴嘴10，該新鮮電鍍液47依序流過各噴嘴10的本體20的入水口211、水道23、出水口221、增流件32的穿槽321，最後從增流件321的出水開口322往該電路板43的方向射出。其中，新鮮電鍍液47流經該增流件32之穿槽321的壁面時，因為該穿槽321的壁面有該些凹陷部323而呈不平整的關係，部分新鮮電鍍液47會流入該些凹陷部323中，並且順著該些凹陷部323的壁面流動而產生多股渦漩狀的湍流 (turbulence)50，使新鮮電鍍液47從增流件32的出水開口322進入該電鍍槽41時，因為產生湍流50的因素影響下，使流場分離現象延後發生而具有大於30°的噴射角度，如第三圖所示。

承上述，新鮮電鍍液47從出水口221源源不絕地經過該增流 件32流至該電鍍槽41內時，原本在該連結件31之鏤空部311中的電鍍液也會受穿槽321內的電鍍液不斷地通過出水開口322進入該電鍍槽41影響之下，流入該穿槽321，並與從出水口221流出的新鮮電鍍液47混合，然後再一同從該出水開口322流入該電鍍槽41中。此時，該連結件31之鏤空部311的空間則由該電鍍槽41內的部份電鍍液46從該連結件31的二側入水孔312補充入該連結件31的鏤空部311。

請參考第四圖，為本發明之第二實施例之示意圖。本發明 之第二實施例與前述第一實施例大抵相同，差異在於，該罩體30之增流件32之穿槽321的壁面上形成有複數凸塊324，使得該罩體30之增流件32之穿槽321的壁面形成所述不平整表面。其中，該些凸塊324彼此互不相連而為一獨立結構。在其他實施例中，該些凸塊324彼此相連亦無不可。其中，該些凸塊324分成數排，每一排之中的複數凸塊324環繞排列於該穿槽321之壁面且彼此之間的間距相等，不同排的複數凸塊324則彼此交錯排列。在其他實施例中，所有的凸塊324可沒有規則性地隨意排列無妨。其中，該些凸塊324的凸出高度相等。在其他實施例中，該些凸塊324的凸出高度亦可不相等。其中，各凸塊324呈半球狀。在其他實施例中各凸塊324亦可呈錐狀、柱狀等任何幾何形狀。

當第二實施例的噴嘴10應用於電鍍時(圖未示)，新鮮電鍍液 從該出水口221流入該穿槽321後，部分新鮮電鍍液撞擊到該些凸塊324後改變其流動方向而形成多股渦漩狀的湍流，使新鮮電鍍液從該增流件32的出水開口322進入電鍍槽時，因為湍流的因素影響下，使流場分離現象延後發生而具有大於30°的噴射角度。

請參考第五圖，為本發明之第三實施例之示意圖。本發明 之第三實施例與前述第一實施例大抵相同，差異在於，該罩體30之增流件32之穿槽321的壁面上同時形成有複數凹陷部323與複數凸塊324。部分新鮮電鍍液撞擊到該些凹陷部323及該些凸塊324後改變其流動方向而形成多股渦漩狀的湍流，使新鮮電鍍液從該增流件32的出水開口322進入電鍍槽時，因為湍流的因素影響下，使流場分離現象延後發生而具有大於30°的噴射角度。

請參考第六圖，為本發明之第四實施例之示意圖。本發明 之第四實施例與前述第一實施例大抵相同，差異在於，該罩體30之連結件31之鏤空部311的壁面形成有複數凹陷部313，使得該罩體30之連結件31之鏤空部311的壁面形成所述不平整表面。藉此，部分電鍍液從電鍍槽內從該連結件31的二側入水孔312補充入該連結件31的鏤空部311時，會流入該鏤空部311的壁面上的該些凹陷部313中，並且順著該些凹陷部313的壁面流動而產生多股渦漩狀的湍流(turbulence)，然後再進入增流件32之穿槽321與新鮮電鍍液混合後，一同從增流件32的出水開口322進入電鍍槽，此時混合的電鍍液因為湍流的因素影響下，使流場分離現象延後發生而具有大於30°的噴射角度。

請參考第七圖，為本發明之第五實施例之示意圖。本發明 之第五實施例與前述第一實施例大抵相同，差異在於，該本體20之水道23的壁面形成有複數凹陷部231，使得該本體20之水道23的壁面形成所述不平整表面。藉此，新鮮電鍍液流經該本體20之水道23的壁面時，因為該水道23的壁面有該些凹陷部231而呈不平整的關係，部分新鮮電鍍液會流入該些凹陷部231中，並且順著該些凹陷部231的壁面流動而產生多股渦漩狀的湍流(turbulence)，使新鮮電鍍液從增流件32的出水開口322進入電鍍槽時，因為湍流的因素影響下，使流場分離現象延後發生而具有大於30°的噴射角度。

請參考第八圖，為本發明之第六實施例之示意圖。本發明 之第六實施例與前述第一實施例大抵相同，差異在於，該本體20之出水端22之外周面222的壁面形成有複數凹陷部223，使得該本體20之出水端22之外周面222的壁面形成所述不平整表面。藉此，部分電鍍液從電鍍槽內從該連結件31的二側入水孔312補充入該連結件31的鏤空部311時，會流入該本體20之出水端22之外周面222的壁面上的該些凹陷部223，並且順著該些凹陷部223的壁面流動而產生多股渦漩狀的湍流(turbulence)，然後再進入增流件32之穿槽321與新鮮電鍍液混合後，一同從增流件32的出水開口322進入電鍍槽，此時混合的電鍍液因為湍流的因素影響下，使流場分離現象延後發生而具有大於30°的噴射角度。

請參考第九圖，為本發明之第七實施例之示意圖。本發明 之第七實施例與前述第一實施例大抵相同，差異在於，除了該罩體30之增流件32之穿槽321的壁面上形成有複數凹陷部323外，該罩體30之連結件31之鏤空部311的壁面形成有複數凹陷部313、該本體20之水道23的壁面形成 有複數凹陷部231及該本體20之出水端22之外周面222形成有複數凹陷部223，使得該罩體30之增流件32之穿槽321、該罩體30之連結件31之鏤空部311、該本體20之水道23以及該本體20之出水端22之外周面223四者之壁面皆形成所述不平整表面。藉此，新鮮電鍍液流經該本體20之水道23的壁面及該罩體30之增流件32之穿槽321的壁面時，因為該水道23的壁面以及該罩體30之增流件32之穿槽321的壁面有該些凹陷部231、323而呈不平整的關係，部分新鮮電鍍液會流入該些凹陷部231、323中，並且順著該些凹陷部231、323的壁面流動而產生多股渦漩狀的湍流(turbulence)。其餘從二側入水孔312補充入該罩體30之連結件31之鏤空部311的電鍍液的一部分會流經該罩體30之連結件31之鏤空部311的壁面及該本體20之出水端22之外周面222的壁面，因為該鏤空部311的壁面以及該出水端22之外周面222的壁面有該些凹陷部223、313而呈不平整的關係，部分補充入的電鍍液會流入該些凹陷部223、313，並且順著該些凹陷部223、313的壁面流動而產生多股渦漩狀的湍流(turbulence)。藉此，新鮮電鍍液與補充入之電鍍液在該增流件之穿槽中混合後，一起從該增流件32的出水開口322進入電鍍槽時，因為湍流的因素影響下，使流場分離現象延後發生而具有大於30°的噴射角度。

本發明之噴嘴10因為該本體20之水道23、該本體20之出水 端22之外周面223、該罩體30之連結件31之鏤空部311及該罩體30之增流件32之穿槽321至少一者的壁面為一不平整表面。電鍍液流經該不平整表面時，因為產生湍流的因素影響下，使流場分離現象延後發生而具有大於30°的噴射角度。本發明之噴嘴10為單流體噴嘴時的噴射角度(大於30°)優於習知的單流體噴嘴的噴射角度(小於30°)，從另一角度來看，本發明之噴嘴10 為單流體噴嘴時的噴射效率優於習知的單流體噴嘴的噴射效率。藉此，該電鍍設備40只要裝配少量的本發明之噴嘴10即可達成將電鍍液平均噴射到電路板43上的功效，降低裝配噴嘴的成本。此外，本發明之噴嘴10之用途不侷限於電鍍領域，本發明之噴嘴10亦可用於其他領域所使用的其他類型的槽體的液體中，對一目標物噴灑液體。

其次，在該不平整表面上形成有複數凹陷部223、231、313、 323的實施例中，當各凹陷部223、231、313、323呈凹弧狀時，液體無阻礙地沿著各凹陷部223、231、313、323的凹弧狀壁面流動，所產生的湍流較強而使液體從出水開口流出時的噴射角度更大。

再者，本發明之噴嘴10作為單流體噴嘴時除了具有與雙流 體噴嘴一樣的優點：具有大於30°的噴射角度，另外還具有結構簡單、無空氣污染、無氣泡產生及不會使電鍍液等液體加速劣化等諸多雙流體噴嘴沒有的優點，所以本發明可取代雙流體噴嘴成為電鍍設備40或是其他類型槽體的噴嘴最佳選擇。

再來，本發明無論是在該不平整表面上形成有複數凹陷部 223、231、313、323的實施例中，或是在該不平整表面上形成有複數凸塊234的實施例中，或是在該不平整表面上同時形成複數凹陷部及複數凸塊的實施例中，該些凹陷部223、231、313、323或該些凸塊324的排列方式可確保每一道掠過該不平整表面的液體水流皆能至少進入其中一凹陷部223、231、313、323或撞擊到其中一凸塊324而產生一道湍流。藉此，從該出水開口322向目標物方向噴出的液體中最外圍的部分全部都以湍流的狀態平均地噴出。

當然，該些凹陷部223、231、313、323或是該些凸塊324的 數量愈多的情況下，所產生的湍流情況會愈劇烈，使本發明之噴嘴之噴射角度更大，甚至超過50°。

值得一提的是，因為該連結件31開設有二側入水孔312的關 係，當本發明之噴嘴10用於一槽體內對目標物噴灑液體時，流入該罩體30之增流件32之穿槽321的液體除了從該本體20之出水口221流出的新鮮液體外，還包括從該二側入水孔312引進的原槽體內的液體，因此，本發明之噴嘴的液體總噴出量等於「該本體20之出水口221流出的新鮮液體的總量」加上「二側入水孔312引進的原槽體內的液體的總量」，較習知噴嘴的液體總噴出量僅等於「本體之出水口流出的新鮮液體的總量」來說，本發明之噴嘴可達到在槽體內使用時具有高液體總噴出量之功效，若是使用於電鍍領域時，則可大幅提升電鍍效率。

以上所述者僅為用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖 據以對本發明做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之創作精神下所作有關本發明之任何修飾或變更，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇。

10‧‧‧噴嘴

20‧‧‧本體

21‧‧‧入水端

211‧‧‧入水口

212、222‧‧‧外周面

30‧‧‧罩體

31‧‧‧連結件

312‧‧‧側入水孔

32‧‧‧增流件

321‧‧‧穿槽

322‧‧‧出水開口

323‧‧‧凹陷部

Claims (9)

1. 一種噴嘴，包括：一本體，包括一入水端及一出水端，該入水端形成一入水口，該出水端形成一出水口且具有一外周面，該本體內部圍構一水道，該水道連通於該入水口與該出水口之間；一罩體，包括一連結件及一增流件，該連結件設於該增流件與該本體之間，該連結件內部圍構一鏤空部，該本體之出水端位於該鏤空部，該增流件形成一穿槽及一出水開口，該穿槽連通於該出水開口與該鏤空部之間；其中，該本體之水道、該本體之出水端之外周面、該罩體之連結件之鏤空部及該罩體之增流件之穿槽至少一者的壁面為一不平整表面，液體在流經該不平整表面時會產生湍流，使該液體於噴出該出水開口之噴射角度大於30°。
2. 如申請專利範圍第1項所述之噴嘴，其中該不平整表面形成有複數凹陷部，各凹陷部之底部呈封閉狀。
3. 如申請專利範圍第1項所述之噴嘴，其中該不平整表面形成有複數凹陷部及複數凸塊，各凹陷部之底部呈封閉狀。
4. 如申請專利範圍第2或3項所述之噴嘴，其中各凹陷部呈內凹弧狀、不規則狀或多角狀。
5. 如申請專利範圍第2或3項所述之噴嘴，其中該些凹陷部分成數排，每一排之中的複數凹陷部環繞排列於該穿槽之壁 面且彼此之間的間距相等，不同排的複數凹陷部則彼此交錯排列。
6. 如申請專利範圍第1項所述之噴嘴，其中該不平整表面形成有複數凸塊。
7. 如申請專利範圍第3或6項所述之噴嘴，其中各凸塊呈半球狀、錐狀或柱狀。
8. 如申請專利範圍第3或6項所述之噴嘴，其中該些凸塊分成數排，每一排之中的複數凸塊環繞排列於該穿槽之壁面且彼此之間的間距相等，不同排的複數凸塊則彼此交錯排列。
9. 如申請專利範圍第1項所述之噴嘴，其中該連結件開設至少一側入水孔，該側入水孔連通於該鏤空部。