TWI636826B - 產生氣溶膠的方法和系統 - Google Patents

Abstract

氣溶膠可藉由細絲拉伸以及經施加應變於與拉伸流體而將牛頓和非牛頓流體崩裂而生成。流體沿著應變路徑被拉伸而形成流體細絲。流體細絲被引起崩裂而形成液滴。液滴可以被收集形成霧氣或氣溶膠。這樣的氣溶膠生成系統可以包括一對反向旋轉的輥輪或一對活塞。輥輪被定位成彼此相鄰，用來伸展流體；活塞彼此靠攏和離開，用來伸展流體。

Description

產生氣溶膠的方法和系統

本發明係有關產生氣溶膠的方法和系統。

許多製造業和工業上的應用受益於流體的霧化以產生微細的氣霧或氣溶膠，如燃燒應用中所使用的燃料/空氣混合物，噴塗所用的霧化空氣-塗料的混合物，應用於醫藥品的塗層、粘合劑的應用等等。一旦組分溶液被製成氣溶膠，它就可以容易地被加工而塗在幾乎任何形狀的表面上。另外，在製藥工業中，氣溶膠通常被使用於稱為“噴霧-乾燥”的過程中，用來產生微細的粉末，作為上游的組分溶液來產生藥物的活性成分。

在所有已知的應用中，從組分溶液來產生氣溶膠是具有挑戰性的。當組分溶液的行為類似於牛頓流體時，蒸氣或氣溶膠的產生可以經由多種傳統的方法來完成。一種傳統的方法係使用高速的氣流來夾帶空氣和液體。一個典型的霧化器或氣溶膠器涉及大的雷諾數和韋伯數的空氣和組分溶液同軸的流動，即，慣性力支配著流體內的粘滯力和表面張力。這種流動通常是不穩定的，會導致流體由於開爾文-亥 姆霍茲和普雷托-瑞利不穩定性(Kelvin-Helmholtz and Plateau-Rayleigh instabilities)而崩裂。在許多實例中，流動是紊亂和混亂的，會在高應變和高應變率之下拆散和拉扯流體粒子，這會使流體夾帶大量的空氣，而產生懸浮在空氣中的液滴細霧。

當組分溶液具有牛頓流體特性且行為像牛頓流體時，高速度同軸流動是有效的。然而，許多組分溶液含有多種大分子且與固體成分相互作用，而導致非牛頓流體特性的產生，包括剪切稀化和粘彈性。傳統的霧化方法，如高速同軸流動和電噴射，對於具有非牛頓流體特性之組分溶液可能無效。例如，如果組分溶液是粘彈性的且強烈拉伸增厚，則當流體被拉伸時，其拉伸粘度在應變方向會增加好幾個數量級，即，對於一些高分子量聚合物組分溶液而言，其大於10⁵。

在噴射時，具有非牛頓流體特性之組分溶液的拉伸增厚會使粘性阻力壓倒慣性力和表面張力，這使得系統在崩裂之前，可以承受大的應變而防止小水滴的形成。噴射導致長的、粘的細絲、薄膜和卷鬚的形成，其永遠不會崩裂而懸浮於空氣中。本質上，液體會伸展，但永遠不會使水滴崩裂成為霧氣或蒸汽。

用來產生氣溶膠的同軸流動系統，其主要問題在於，應變方向與平移方向重合。細絲最終崩解成水滴，而形成霧氣，但要達到大的變形，從噴氣發出的細絲必需行進經過一段長距離。當細絲行進時，會失去動量，而反彈再重新形成大水滴。或者，想要不斷推動細絲繼續其軌跡時，則需 要長的噴射，來使細絲崩解並形式液滴，這是不切實際的。

因此，由具有牛頓和非牛頓流體特性之一或二者的流體來產生氣溶膠的方法和系統在本技藝領域中將是有益的。

【圖示簡單說明】

圖1是根據本發明各方面的流體的漸展的示意圖，顯示流體被抽拉通過兩個輥輪之夾縫，以及拉伸中的流體細絲。

圖2是一對活塞的例子，顯示活塞之間的流體被拉伸和崩裂。

圖3是根據本發明各方面的示意圖，顯示一對反向旋轉的輥輪，和形成在輥輪夾縫的下游側的細絲。

圖4是示例性的一對反向旋轉的輥輪的剖面圖，顯示其中之流體貯存槽。

圖5是氣溶膠生成系統的一個例子，顯示其具有用來產生氣溶膠的一對反向旋轉的輥輪。

圖6A和6B是流體塗敷技術的兩個例子，顯示其具有一對反向旋轉的輥輪。

圖7A-7E是流體塗敷技術的其他例子，顯示其具有一對反向旋轉的輥輪。

圖8是用來產生氣溶膠的系統的例子，顯示其具有用來 在一對反向旋轉的輥輪的上游側產生空氣流動的風扇。

圖9是圖8所示的用來產生氣溶膠的系統，顯示其另外具有位於一對反向旋轉的輥輪的下游側的擋板。

圖10是圖9所示的用來產生氣溶膠的系統，顯示其另外具有位於一對反向旋轉的輥輪與擋板下游側的霧氣收集器和真空。

圖11是用來產生氣溶膠的系統的例子，顯示其具有位於一對反向旋轉的輥輪的上游側的流體源，及位於一對反向旋轉的輥輪的下游側的擋板、霧氣收集器和真空。

圖12是用來產生氣溶膠的系統的另一個例子，顯示其具有位於一對反向旋轉的輥輪的下方的風扇、位於一對反向旋轉的輥輪的上方的擋板以及位於一對反向旋轉的輥輪的下游側的霧氣收集器與真空。

圖13是用來產生氣溶膠的系統的又另一個例子，顯示平行於反向旋轉的輥輪且沿著輥輪界定之夾縫間行進的氣流。

圖14是反向旋轉的輥輪的例子，顯示輥輪表面上的各個開口。

圖15A-15C是反向旋轉輥輪之一者或二者之紋理的例子。

圖16是反向旋轉的輥輪中之一者，顯示其具有不同紋理表面的兩個區域。

圖17是反向旋轉的輥輪的又另一個的表面紋理的例子，其中肋條以不同距離彼此間隔圍繞輥輪的周邊。

圖18仍是另一種紋理輥輪表面的例子，顯示其中多個刷毛由輥輪表面向外延伸。

圖19是輥輪的例子，顯示其表面的不同區域受到二種不同的表面處理。

用來產生氣溶膠之系統和方法被公開，其中流體細絲被拉伸且崩裂為液滴而產生氣溶膠、霧氣或其他蒸汽。氣溶膠、霧氣和蒸氣係可互換的術語，用來描述懸浮於空氣中的一個或多個液滴的流體。流體通常是液體，具有牛頓或非牛頓流體特性。一般情況下，具有非牛頓流體特性可以有很強的拉伸增厚，當其於應變方向被應變時，會顯著增加拉伸粘度，有時增加了幾個數量級。非牛頓流體的拉伸增厚會引起壓倒流體的慣性力和表面張力的粘性阻力，使得系統在崩裂之前，可以承受大應變，而防止小滴或小液滴的形成。

如果應變和拉伸足夠沿著適當長度的應變路徑，包括具有牛頓和非牛頓流體特性的所有液體，最終會崩裂成小液滴，而形成霧氣或氣溶膠。所有液體可以不斷地被拉伸而形成流體細絲(拉伸的流體)，直到流體細絲崩裂成數個小液滴，因而形成霧氣或氣溶膠。

應變和拉伸流體細絲的過程，可以以第一輪的液滴形成之後而殘留的流體或新的流體來重複進行。另外，多個流體細絲可平行於第一流體細絲的拉伸和應變而被拉伸，藉以增加了被形成的液滴的體積。拉伸第一流體細絲和任何額外多餘的流體細絲之間的時間可由可被調節或控制的時間來加以限定。多個拉伸和崩裂的流體細絲之間的時間是可變的或是恆定的。

圖1顯示流體的進展，該流體被一對反向旋轉的輥輪100、102所拉伸。輥輪夾縫104被定義為兩個輥輪100、102之間的空間，當輥輪100、102反向旋轉時，流體可被吸入到其中。輥輪夾縫104的上游側106有流體池，其中之流體可被抽拉通過輥輪夾縫104。在輥輪夾縫104的下游側108，兩個輥輪100、102的表面之間的流體被拉伸成流體細絲110。當輥輪100、102反向旋轉時，流體細絲110仍然粘附輥輪100、102之表面，但表面之間的空間變大。當輥輪100、102的表面彼此旋轉遠離時，流體細絲112變得更長和更薄。當流體細絲112來到一個液體橋的點時，會變得不穩定，流體細絲112的液體橋的點也是其毛細管崩裂點。流體細絲112會崩裂成幾個液滴114，且在每一個輥輪的表面上會殘留多餘的流體116。多餘的流體116會縮回到其相應的輥輪的表面，在輥輪下一次旋轉時，可以再形成流體池中流體的一部分而再被抽拉而通過輥輪之夾縫。該過程可以重複，以提供連續的霧氣。

圖2顯示流體204的進展，該流體被一對活塞200、202所拉伸，而形成流體細絲206，流體細絲206最終崩裂成多個液滴208。流體204被放置在活塞200、202之間。活塞200、202被拉開且被施加連續應變，使得流體204伸展於活塞200、202之間，而形成流體細絲206。當流體細絲206變得更長和更薄時，流體細絲206最終到達其毛細管崩裂點，流體細絲206會崩裂成多個液滴208，且在每一個活塞200、202的表面上會殘留多餘的流體210。圖2也顯示成串微珠的結構212，成串微珠是流體細絲206到達毛細血管崩裂 點的前驅體，在毛細血管崩裂點時會形成液滴208。多餘的液體210會積存在活塞200、202上，且活塞200、202再重新碰在一起而再次拉伸流體，藉由重複該過程，可以形成更多的霧滴。

圖3顯示一對反向旋轉的輥輪302、304的一個例子。輥輪302、304界定了輥輪夾縫306，其是輥輪之間的區域。在一些實例中，輥輪夾縫被定義為物理上隔開的輥輪之間的空間。在其它實例中，輥輪夾縫306被界定為物理上彼此接觸的輥輪之間的空間。在另外的其它實施例中，輥輪的具有柔性表面的材質，當輥輪相互接觸時其可被壓縮。

夾縫306具有上游側310和下游側312。塗敷輥輪的流體匯集在夾縫306的上游側310。流體被抽拉通過夾縫306而到下游側312，且被拉伸形成流體細絲308。流體細絲308具有在下游側連續的且不斷增加的應變。當應變增大且輥輪302、304的表面被分開得更遠時，將導致流體細絲308變得更長和更薄。在圖3所示的例子中，因為輥輪302、304的反向旋轉，施加於流體細絲308上的應變會增大。因為輥輪反向旋轉時，流體保持附著在輥輪表面的相同的位置上，且輥輪的反向旋轉會使得輥輪表面之間的距離更大，因此拉伸流體細絲直至其崩裂。

圖4顯示具有一對反向旋轉的輥輪402、404的氣溶膠生成系統400的更詳細的示意圖。類似於圖3，圖4的一對反向旋轉的輥輪402、404界定了在其間且相對於彼此反向旋轉時的夾縫406。輥輪402、404兩者分別被塗上流體412、414。流體412、414延伸環繞各輥輪402、404的整個 圓周周圍。在輥輪402、404之一或二者上的流體412、414可部分乾燥，而於輥輪表面留下沒有流體塗敷的區域。或者，在其它實施例中，流體可能只有塗在二個輥輪中之一個上，且其也可能會經過部分乾燥的區域。

在圖4中，下方輥輪404的一部分被浸沒在塗敷盤408中，塗敷盤408包含流體410，可以塗敷下方輥輪404。下方輥輪404也具有一個橡膠層416，其可在下方輥輪404與上方輥輪402之間形成反面夾縫。二個輥輪402、404之間的反面夾縫可以使流體可逆地被壓縮於輥輪402、404之間。橡膠層416也可助長流體410附著到輥輪404的表面上。在本實施例中，橡膠層416是橡膠，但也可以是由任何其它合適的材料製成，其可幫助流體附著到其它實例中的輥輪上。

在一對反向旋轉的輥輪402、404之間是輥輪夾縫406。在此例子中，輥輪夾縫以受控的流體厚度擠壓二個輥輪402、404之間的流體層412、414。在一些實例中，受控的流體厚度可以被調整，或在其它實例中，可以被固定。受控的流體厚度控制體積和方式，其中霧氣的液滴418被形成在輥輪夾縫406的下游側。如上面有關於圖1所討論的，流體在通過輥輪夾縫之前，可匯聚在輥輪夾縫406的上游側。在如圖4所示的實施例中，流體的匯聚可以結合來自兩個輥輪402、404的流體。

圖5顯示氣溶膠生成系統500的一個例子，其具有一對反向旋轉的輥輪502、504，輥輪用來作為拉伸流體的應變元件。驅動元件，如圖5所示的電動機506，則用來驅動一對反向旋轉的輥輪502、504，使它們相對於彼此反向旋轉， 如圖5中之箭頭508、510之所示。流體源511，如液體儲存其中的貯存槽，以流體塗敷輥輪502、504之一者或二者。流體膜形成在輥輪502、504之一者或二者的表面上。計量刮刀512或其他膜厚控制機制可被包含於細絲生成系統500而控制於輥輪502、504上之膜厚。如圖5之所示，計量刮刀512可以接觸，或者幾乎接觸輥輪502、504之一者或二者，以控制輥輪502、504上的流體膜的厚度。

如以上所討論的，當輥輪相對於彼此反向旋轉時，塗敷在輥輪502、504之一者或二者的流體被抽入界定於輥輪之間的夾縫。流體細絲被拉伸於輥輪夾縫的下游側且崩裂成液滴而在輥輪夾縫的下游側形成霧氣。崩裂成液滴的流體細絲以遠離輥輪本身的方向流動。收成元件可被定位，以收集霧氣，霧氣係流體塗層被抽拉通過輥輪夾縫時所形成。霧氣是由經過流體細絲斷裂而形成之液滴所組成的集合。

圖6A和6B顯示氣溶膠生成系統的兩種不同類型的流體塗敷技術，該氣溶膠生成系統具有一對用來拉伸流體的反向旋轉的輥輪。圖6A包括流體進料602，其被引導以使流體接觸該對反向旋轉的輥輪的上方的輥輪604。在本例中，流體進料602使流體接觸上方的輥輪604，其附近的計量刮刀606也接觸到上方的輥輪604。計量刮刀606控制附著在上方的輥輪604的表面上的流體的厚度。當上方的輥輪604以逆時針方向旋轉時，流體會在上方的輥輪604的周邊表面上形成流體膜。在本例子，計量刮刀606所設定的流體膜的最大厚度，取決於計量刮刀606接近上方的輥輪604的表面的距離。在其他例子，取決於計量刮刀606接近輥輪之一者 或二者的表面的距離。

輥輪604、610的反向旋轉，會抽拉流體通過形成於上方的輥輪604與下方的輥輪610之間的夾縫608。下方的輥輪610以順時針方向旋轉，藉此從夾縫608的上游端抽取流體膜。在夾縫608的下游端的空氣流動路徑612、614具有平行於各相應輥輪的旋轉運動的路徑，例如，對於上方的逆時針旋轉的輥輪604，空氣流動路徑612平行於上方的輥輪604的逆時針旋轉，而對於下方的順時針旋轉的輥輪610，空氣流動路徑614則平行於下方的輥輪610的順時針旋轉。

圖6B顯示圖6A所示的同一對反向旋轉的輥輪604、610的另一種的流體塗敷技術，其中流體源是液體儲存其中的盤或貯存器616。貯存器616如此被定位，使得下方的輥輪610的一部分浸沒在其中，且當輥輪旋轉時，可行經通過盤616中的流體，此可助長或使流體附著到下方的輥輪610的表面上。計量刮刀618藉由界定行經通過流體的最大厚度而被定位，用以接觸或幾乎接觸下方的輥輪610來控制附著在下方的輥輪610的表面的流體膜的厚度。空氣流動路徑612、614相同或類似於圖6A和6B所示的兩種塗敷技術的反向旋轉的輥輪。

圖6A和6B的例子所示的夾縫608，包括兩個輥輪604、610之間的間隙或空間，使得輥輪604、610彼此相鄰定位，而不直接接觸。夾縫608所形成的窄間隙還會引起流體細絲被拉伸於夾縫608的下游端，且崩裂成液滴，而形成霧氣或氣溶膠。

圖7A-7E顯示另外的塗覆技術，用來將流體施加 到具有一對反向旋轉的輥輪的應變元件的輥輪上。在這些例子中，為清楚起見，僅顯示一個輥輪700，雖然輥輪是一對反向旋轉的輥輪的一部分。圖7A顯示流體源702，其施加狹槽液珠塗敷到輥輪700上。流體源702被定位，用以將流體施加到輥輪700的表面上，其係在輥輸700的上游側且大約在沿著輥輪700之高度的中間位置。在本例中，流體源702接觸或幾乎接觸到輥輪700的表面。流體704被塗覆在輥輪700的圓周上。

圖7B中具有流體源706，流體源706具有第一流體708和第二流體710，流體源706施加多層挾槽液珠塗敷到輥輪700上。類似於圖7A中所討論的單層狹槽液珠塗敷技術，流體源706被定位，用以將流體施加到輥輪700的表面上，其係在輥輪700的上游側，且大約在沿著輥輪700的高度的中間位置，且接觸或幾乎接觸到輥輪700的表面。然而，在此例子中，流體源706包括第一流體708和第二流體710，它們彼此覆蓋在一起，被當作多層流體712，而被施加到輥輪700的表面上。多層流體712塗敷在輥輪700的圓周上。

圖7C顯示狹槽簾式塗敷技術，其中流體源714位於上方且大約在沿著輥輪700的寬度的中間位置。流體源714也與輥輪700相隔開，並且在施加流體到輥輪700時，與輥輪700的表面沒有物理上的接觸，這導致流體在接觸輥輪700之前，會經由空氣行進一段距離。流體路徑716延伸圍繞輥輪的圓周，其方式類似於在上面的圖7A和7B所討論的其他替代的塗覆技術。

圖7D顯示滑珠簾式塗敷技術，其中流體源718 包括第一流體720、第二流體722和第三流體724，它們一起形成要附著到輥輪700的表面的多層流體726。流體源718被定位在側面，且相對於輥輪700傾斜一個角度，使得當第一流體720、第二流體722和第三流體724被分配時，他們碰到了彼此而形成多層流體726。在本例子中，流體源718被定位，用以分配流體726，使其接觸或幾乎接觸到輥輪700。類似於上面所討論的其它例子，流體726的流體路徑延伸圍繞輥輪700的圓周。

圖7E顯示滑動簾式塗敷技術，其中流體源728包括第一流體730、第二流體732和第三流體734，它們一起形成要附著到輥輪700的表面的多層流體736。流體源728被定位於側面，且相對於輥輪700傾斜一個角度，使得當第一流體730、第二流體732和第三流體734被分配時，他們碰到了彼此而形成多層流體736。流體源728與輥輪700的表面相隔開，並且在施加流體736到輥輪700時，與輥輪700的表面沒有物理上的接觸，這導致流體736在接觸輥輪700之前，會經由空氣行進一段距離。流體路徑延伸的方向垂直於流體736與輥輪700之間的接觸點，且塗覆在輥輪700的圓周上。

任何合適的塗覆技術都可用來將流體施加到輥輪的表面，且上面所討論的塗覆技術不是用來以任何方式限制本發明。例如，流體可以以相對於輥輪的任何合適的角度與任何合適的位置上被施加。流體可以滴在輥輪之一者或兩者上，或是可以被直接施加到輥輪的表面。儘管在上述的例子中，流體可以在夾縫的上游側或下游側被施加，而輥輪是圓的，且在夾縫的下游側對流體的任何施加，流體會在下游 側塗敷到輥輪上，且輥輪的轉動會使流體在夾縫的上游側進入夾縫。

圖8-12是氣溶膠收成系統的配置例子，每一個都具有一些對於形成氣溶膠的液滴或引導氣溶膠的霧氣的助器。圖8-12之各圖都包括一對反向旋轉的輥輪800、輥輪802、流體源804和計量刮刀806。在另一個例子中，電場可被施加到或靠近到夾縫，用以促使流體細絲形成液滴。

在圖8中，氣溶膠生成系統還包括三個風扇808，其有各別的空氣流動路徑810，用來在輥輪之間的夾縫的下游側促使流體細絲被拉伸且崩裂成液滴，並促使已形成的霧氣或氣溶膠行進於空氣流810的方向。或者，風扇可以被替換為任何合適的壓縮空氣源或任何壓力源，其能夠促進流體細絲被拉伸且崩裂成液滴。

圖9顯示圖8所示的氣溶膠生成系統，其添加兩個設置在夾縫的下游側的擋板812，擋板相對於輥輪800、802傾斜一個角度。擋板812引導所形成的氣溶膠行進穿過形成於兩個擋板812之間的開口816的路徑814。圖10是圖9所示的氣溶膠生成系統，其添加氣溶膠收集器818和真空820。氣溶膠收集器818是一個用來將氣溶膠液滴收集到任何合適類型的容器的元件。真空820可被用來促進氣溶膠的液滴行進進入氣溶膠收集器818，或引導氣溶膠朝向期望的方向，或沿著期望的路徑。圖11是圖10所示的相同的氣溶膠生成系統，但風扇已被移去。

圖12又是另一個氣溶膠生成系統，其具有一對反向旋轉的輥輪800、輥輪802、流體源804和計量刮刀806。 在圖12所示的例子中，風扇822被定位在下游側，且在一對輥輪800、802的下方，用來產生空氣流動路徑824，空氣流動路徑的方向垂直於氣溶膠離開輥輪800、802的方向。空氣流動路徑824將氣溶膠導向擋板826，進而將氣溶膠導向氣溶膠收集器828。在一種配置中，真空830可被施加到氣溶膠收集器828，用以促進氣溶膠行進進入氣溶膠收集器828。在另一種配置中，氣流貫穿輥輪之一者或二者，並經由輥輪之一者或二者或其一部分而沿徑向排出。

圖13顯示又另一種氣溶膠生成系統，其包括一對反向旋轉的輥輪1300、1302。下方的輥輪1302被部分地浸沒與定位，使其可旋轉於貯存槽1304的液體中。氣流1308流向夾縫的下游側的液滴1306，液滴係流體崩裂所形成，氣流的方向大約平行於輥輪1300、1302的長度。

圖14顯示表面有多個開口1402的輥輪1400。洞孔吸取流體進入開口1402，並控制流體細絲形成的方式(即，流體細絲的尺寸，其也控制霧滴的尺寸)，其調節流體細絲崩裂的發生及霧氣形成結果的方式。開口1402還可以提高流體附著到輥輪1400的表面。此外，開口1402可以是貫穿輥輪的表面且延伸入空心輥輪的內部的孔，或者是有底的開口，如從輥輪表面向內延伸的空腔。開口1402增加了表面積，用以促使流體附著到輥輪的表面上。可以增加流體體積的區域，如圖14中所示的開口1402中的流體池的區域，其增加了流體的體積，當輥輪反向轉動時，流體可以被拉伸，進而又增加了液滴的量，液滴係流體細絲達到他們的毛細管崩裂點時所形成。輥輪的一者或兩者可包括圖14中所示的開 口。開口1402可以是任何合適的配置，並且可以是任何合適的形狀和尺寸。

圖15A-15C顯示可以應用到輥輪的一者或兩者表面的各種紋理。紋理可以與輥輪的表面整體地被形成，或者可以以一個層的方式而被施加在輥輪的表面的上面。圖15A顯示具有多個凹坑的紋理輥輪表面。圖15B和15C顯示具有圖案化凸起元件的紋理輥輪表面。輥輪的有紋理表面可以增加讓流體附著上去之輥輪表面區域，並可以成形，或以其它方式改變附著的厚度、形狀、流動、角度，或是流體和輥輪表面之間的類似參數。

圖16顯示具有紋理表面的輥輪1600，其中紋理表面的第一部分1602具有第一紋理，而紋理表面的第二部分1604具有不同於第一紋理的第二紋理。圖17顯示又另一個具有紋理表面的輥輪1700，其包括多個肋1702，這些肋延伸圍繞輥輪的圓周且彼此以不同的距離相互隔開。圖18仍然是另一個例子的輥輪1800，其具有多個由輥輪1800的表面向外延伸的刷毛1802。

圖19又是另一個輥輪1900，其具有第一區域1902及第二區域1904，第一區域1902經由第一表面處理進行處理，用以改變流體接觸輥輪1900的角度；第二區域1904經由不同於第一表面處理的第二表面處理進行處理，用以改變流體接觸輥輪1900的角度。在其他例子中，輥輪只受到單一的表面處理，用以改變流體接觸輥輪的角度。

施加到輥輪的紋理和/或處理的選擇，可以取決於被霧化之流體的特性，以制定各流體的氣溶膠生成的過 程，並提供於各種因素下最有效的霧化流體的方式。在一些例子中，輥輪中一者或兩者的紋理表面可以改變流體塗敷而粘附到輥輪表面的厚度。這樣的紋理化表面可以幫助改變流體膜的厚度的方法，其可以藉由改變流體在目標區域的濃度，用來增加流體細絲崩裂成液滴的效率。

輥輪可以包括任何合適的材料，例如鋼或其他金屬、塑料、橡膠或類似材料。輥輸或其中的任何部分也可以是單一的材料，也可以是任何數目的多種材料。例如，輥輪的芯材可以塗有或包含比芯材料更軟的表面層的材料。在一些例子中，表面層材料可以促進流體附著到輥輪上，或是，與無表面層的材料相比，可以促使流體以不同的角度或以不同的方式附著在輥輪上。

流體源相對於輥輪的定向可以是任何期望的位置。上面的一些例子討論了氣流源，氣流源以特定的方向導向形成霧氣或氣溶膠的液滴。氣流源可以是任何氣體源，而不限於空氣。例如，氣體源可以被定位，以使氣體流動於夾縫的上面或下面的任一側，用以促進或導致流體細絲的崩裂而形成液滴。或，氣體源可被定位，以使氣體流經輥輪中的一者或兩者，而使氣體從輥輪徑向地外排出。

被形成的霧氣可被引導以形成各種幾何形狀的氣溶膠。任何期望的幾何形狀可以被形成，其取決於霧氣如何被導向。幾何形狀可以是任何形狀，如矩形、錐形或圓錐形，且這些形狀的大小和輪廓可以經由改變霧化流體的體積和濃度來加以控制。

應當理解到，上面所公開的用來生成氣溶膠的系 統和方法和其他特徵和功能的改變或其替代物，可以根據需要而被組合成許多其它不同的系統，方法，或應用。另外，各種目前無法預見或無法預期的替換、修改、變化或改進，本領域技術人員也可以隨後製成。

100,102,302,304,402,404,502,504,604,610,700,800,802,1300,1302,1400,1600,1700,1800,1900‧‧‧輥輪

104,306,406,608‧‧‧夾縫

106‧‧‧流體池

108,312‧‧‧下游側

110,112,206,308‧‧‧流體細絲

114,208,418,1306‧‧‧液滴

116,210‧‧‧多餘的流體

200,202‧‧‧活塞

204,410,412,414,704‧‧‧流體

310‧‧‧上游測

404‧‧‧氣溶膠

408‧‧‧塗敷盤

416‧‧‧橡膠層

400,500‧‧‧氣溶膠生成系統

506‧‧‧電動機

508‧‧‧箭頭

511,702,706,714,718,728,804‧‧‧流體源

512,606,618,806‧‧‧計量刮刀

602‧‧‧流體進料

612,614,810,824‧‧‧空氣流動路徑

616‧‧‧貯存器

708,720,730‧‧‧第一流體

710,722,732‧‧‧第二流體

712,726,736‧‧‧多層流體

716‧‧‧流體路徑

724,734‧‧‧第三流體

808,822‧‧‧風扇

810‧‧‧空氣流

812,826‧‧‧擋板

814‧‧‧路徑

816,1402‧‧‧開口

818,828‧‧‧氣溶膠收集器

820,830‧‧‧真空

1304‧‧‧貯存槽

1308‧‧‧氣流

1602‧‧‧第一部分

1604‧‧‧第二部分

1702‧‧‧肋

1802‧‧‧刷毛

1902‧‧‧第一區域

1904‧‧‧第二區域

Claims (10)

1. 一種產生霧氣的方法，一霧氣係從一具有毛細管崩裂點的流體產生，該方法包括：沿著一應變路徑拉伸該流體，該應變路徑係延伸於兩個分叉的表面之間，經由施加一應變到該流體上，該流體可被拉伸形成一流體細絲；當該施加的應變超過該流體細絲的毛細管崩裂點時，使該流體細絲崩裂成複數個液滴；以及收成該複數個液滴而形成一霧氣。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中利用一對活塞來拉伸該流體，該流體置放於該一對活塞之間被拉伸，且該應變路徑延伸於該一對活塞之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包括：匯集多餘的流體，該多餘的流體係由在該一對活塞中之至少一者的該流體細絲形成該霧氣之後所殘留，該多餘的流體具有一多餘的流體毛細管崩裂點；沿著該應變路徑拉伸該多餘的流體，經由該施加的應變到該多餘的流體上，以形成一多餘的流體細絲；當該施加的應變超過該多餘的流體細絲的毛細管崩裂點時，使該多餘的流體細絲崩裂成複數個液滴；以及收成該複數個多餘的流體液滴而形成霧氣。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中利用一對反向旋轉的輥輪來拉伸流體。
5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該一對反向旋轉的輥輪界定出一個在其間的一夾縫，且其中該應變路徑延伸於該夾縫的下游側的該輥輪各自的表面之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包括：匯集多餘的流體，該多餘的流體係由該流體細絲形成該霧氣之後所殘留，該多餘的流體具有一多餘的流體的毛細管崩裂點；沿著該應變路徑拉伸該多餘的流體，經由施加該應變到該多餘的流體上，以形成一多餘的流體細絲；當該施加的應變超過該多餘的流體細絲的該多餘的流體的毛細管崩裂點時，使該多餘的流體細絲崩裂成複數個多餘的流體液滴；以及收成該複數個多餘的流體液滴以形成霧氣。
7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該流體具有非牛頓特性。
8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該流體具有牛頓特性。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包括：連續地增加該流體沿著該應變路徑的拉伸，當拉伸增加時，該流體細絲變得更長且更薄，直到該流體細絲到達其毛細管崩裂點。
10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，還包括：引導該霧氣以形成由幾何形狀界定的氣溶膠。