TWI867875B - 超音波霧化裝置 - Google Patents
超音波霧化裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI867875B TWI867875B TW112146621A TW112146621A TWI867875B TW I867875 B TWI867875 B TW I867875B TW 112146621 A TW112146621 A TW 112146621A TW 112146621 A TW112146621 A TW 112146621A TW I867875 B TWI867875 B TW I867875B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- aforementioned
- raw material
- material solution
- gas
- supply pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
- B05B17/0615—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced at the free surface of the liquid or other fluent material in a container and subjected to the vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
- B05B12/004—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area comprising sensors for monitoring the delivery, e.g. by displaying the sensed value or generating an alarm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
- B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
- B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
- B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
- B05B17/0653—Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/0012—Apparatus for achieving spraying before discharge from the apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/24—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device
- B05B7/2489—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device
- B05B7/2491—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas with means, e.g. a container, for supplying liquid or other fluent material to a discharge device an atomising fluid, e.g. a gas, being supplied to the discharge device characterised by the means for producing or supplying the atomising fluid, e.g. air hoses, air pumps, gas containers, compressors, fans, ventilators, their drives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Special Spraying Apparatus (AREA)
Abstract
本揭露的目的在於提供一種超音波霧化裝置,可響應性佳且正確地求取原料溶液霧滴的霧滴供給量。本揭露的超音波霧化裝置(101)係於霧化容器(1)的上方具有未與包含霧滴輸出用配管(1t)的霧化容器(1)接觸的非接觸型霧滴供給配管(20)。非接觸型霧滴供給配管(20)的連結用配管部(23)與霧滴輸出用配管(1t)的上部區域(A1t)之間設有配管重疊空間(SP12)。配管重疊空間(SP12)內設有未與霧滴輸出用配管(1t)及非接觸型霧滴供給配管(20)各者接觸的漏洩防止氣體供給管(25)。漏洩防止氣體供給管(25)係從設於上部的氣體輸出口(28)輸出霧滴漏洩防止用氣體(G2)。
Description
本揭露係有關使用超音波振盪器將原料溶液霧化而獲得原料溶液霧滴(mist)的超音波霧化裝置。
至今為止,就將原料溶液霧化(霧滴化)而得的原料溶液霧滴噴送至基板等基材上而獲得功能性薄膜的成膜裝置而言,採用對原料溶液施加超音波振盪使原料溶液霧滴產生的超音波霧化裝置。超音波霧化裝置中,原料溶液用容器內生成的原料溶液霧滴係藉由輸送氣體而從原料溶液用容器供給至噴嘴等霧滴噴射部,再從霧滴噴射部將原料溶液霧滴噴送至基材上而形成薄膜。就此種習知的超音波霧化裝置而言,例如有下述專利文獻1揭示的霧化裝置。
為了要在基材上形成穩定且均勻的薄膜,必須使超音波霧化裝置供給的原料溶液霧滴的量穩定化,因而必須正確地掌握超音波霧化裝置的每單位時間供給的霧滴量。
(第一霧滴供給量量測)
圖8係示意顯示習知的第一構成之超音波霧化裝置300的說明圖。圖8中標示有XYZ直角座標系。以下參照圖8說明習知超音波霧化裝置300
的構成。
超音波霧化裝置300中,藉由霧化容器1及隔離杯12構成原料溶液用容器。原料溶液用容器的底面係成為隔離杯12。如此,將原料溶液15收容於由霧化容器1及隔離杯12構成的原料溶液用容器內。
隔離杯12的上方設有與霧化容器1的上部連通的管部1A。管部1A的配管出口1X係經由未圖示的霧滴供給配管而連接至未圖示的噴嘴等霧滴噴射部。因此,超音波霧化裝置300的原料溶液用容器內生成的原料溶液霧滴MT係經由管部1A及霧滴供給配管而供給至霧滴噴射部。
超音波霧化裝置300係更具有水槽10,在水槽10內部收容作為超音波傳遞媒介的超音波傳遞水9。水槽10及隔離杯12係定位成為使隔離杯12的底面浸入超音波傳遞水9。
隔離杯12下方的水槽10的底面設有複數個超音波振盪器2。圖8中顯示二個超音波振盪器2。複數個超音波振盪器2係分別具有超音波振盪板2T,各超音波振盪器2係進行超音波振盪動作,從超音波振盪板2T產生尺寸與超音波振盪板2T的平面形狀一致的超音波W2。
霧化容器1的上部側面設有氣體供給管4作為輸送氣體用供給管,從氣體供給管4供給輸送氣體G4至霧化容器1內的內部空間1H。氣體供給管4係安裝有未圖示的氣體控制儀器,藉由氣體控制儀器控制供給至霧化容器1的輸送氣體G4的流量。
管部1A的側面設有氣體供給管3作為稀釋氣體用供給管,從氣體供給管3供給稀釋氣體G3。氣體供給管3係安裝有未圖示的氣體控制儀器,藉由氣體控制儀器控制供給至管部1A內的稀釋氣體G3的流
量。
如上所述,原料溶液15係收容於由霧化容器1與隔離杯12構成的原料溶液用容器內。原料溶液用容器的底面係成為隔離杯12。
此外,超音波霧化裝置300係設有獨立於包含霧化容器1及隔離杯12的原料溶液用容器的原料槽35。原料槽35係在內部收容有要供給至原料溶液用容器的原料溶液15。原料溶液用容器與原料槽35之間設有原料溶液供給管31。可經由原料溶液供給管31而從原料槽35將原料溶液15供給至原料溶液用容器。
原料溶液供給管31係設有包含抽吸用泵32及流量計33的原料溶液供給機構8。
此外,習知的第一構成之超音波霧化裝置300係具有以原料槽35及原料槽35內的原料溶液15作為量測對象物而量測重量的秤51。作為重量量測器的秤51可量測量測對象物的重量作為量測重量。
在此,原料溶液供給機構8及原料溶液供給管31係排除在秤51的量測對象物之外。例如,抽吸用泵32及流量計33係設置於別的設置台上以不影響秤51的重量量測。惟,原料溶液供給管31中,從流量計33到原料槽35為止的部分(以下,簡稱為「供給管量測對象部分」)係包含於秤51的量測對象物。
然而,上述供給管量測對象部分的重量為固定值,故即使量測對象物包含供給管量測對象部分,仍可正確地量測量測對象物的重量變化。因此,超音波霧化裝置300可從秤51所量測到的量測對象物的重量變化,推定供給至原料溶液用容器的原料溶液15的供給量,而不會有什麼
問題。
超音波霧化裝置300可根據秤51所量測到的量測重量,求取從原料槽35供給至原料溶液用容器的原料溶液15的供給量。
亦即,將時刻t1的量測對象物的量測重量設為量測重量P1,將時刻t1之後的時刻t2的量測對象物的量測重量設為量測重量P2時,可根據重量減少量△P12(=P1-P2)求取從原料槽35供給至原料溶液用容器的原料溶液15的供給量。
由於原料溶液15的供給量會與霧化容器1內的原料溶液15的消耗量一致,而可推測原料溶液15的消耗量即為原料溶液霧滴MT的產生量,故原料溶液15的供給量係成為間接表示原料溶液霧滴MT的霧滴供給量的值。
因此,超音波霧化裝置300可根據秤51所量測到的量測對象物的量測重量得知原料溶液15的供給量,而藉此求取原料溶液霧滴MT的霧滴供給量。
此種構成的習知超音波霧化裝置300中,執行超音波振盪動作而從分別具有超音波振盪板2T的複數個超音波振盪器2施加超音波振盪時,來自複數個超音波振盪器2的超音波W2的振盪能量經由超音波傳遞水9及隔離杯12傳遞至原料溶液用容器內的原料溶液15。
如此,如圖8所示,原料溶液15係從液面15A升起液柱6,轉變成液粒及霧滴,而可在霧化容器1的內部空間1H內獲得原料溶液霧滴MT。如此,藉由超音波振盪器2執行施加超音波W2的超音波振盪動作,將原料溶液15霧化而生成原料溶液霧滴MT。
執行超音波振盪動作時,在霧化容器1內生成的原料溶液霧滴MT係藉由氣體供給管4供給的輸送氣體G4在管部1A內沿著霧滴輸出方向DM流送後,從管部1A的配管出口1X供給至霧滴供給配管及霧滴噴射部。
與習知超音波霧化裝置300連接的氣體系統係具有輸送氣體G4與稀釋氣體G3之二個系統。稀釋氣體G3係用以使噴嘴等霧滴噴射部噴出的原料溶液霧滴MT的氣體總量固定化的氣體。
藉由複數個超音波振盪器2的超音波振盪動作而在霧化容器1的內部空間1H內產生的原料溶液霧滴MT係藉由稀釋氣體G3及輸送氣體G4而從霧化容器1外的管部1A的配管出口1X供給至未圖示的霧滴供給配管及霧滴噴射部。在霧化容器1的內部空間1H內產生的原料溶液霧滴MT保持在固定量時,從霧化容器1供給至霧滴噴射部的原料溶液霧滴MT的霧滴量可藉由氣體供給管4供給的輸送氣體G4的輸送氣體流量LC而增減。
另一方面,使用原料溶液霧滴MT進行薄膜的成膜時,除了穩定的霧滴量之外,還必須使霧滴噴射部輸出的原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT保持於一定。藉此,藉由使總氣體流量LT成為一定而可使霧滴噴射部噴出的原料溶液霧滴MT的噴出速度成為一定。在此,作為霧滴噴射部的噴嘴的開口部係例如設置成狹縫狀。
如上所述,原料溶液霧滴MT係藉由輸送氣體G4而供給至霧化容器1的外部。隨著如此的原料溶液霧滴MT向外部的輸送(搬送),原料溶液用容器內的原料溶液15將會減少。由於原料溶液霧滴MT的產
生量係相應於從複數個超音波振盪器2起算的原料溶液15的液面15A的高度而變動,故為了使霧滴產生量穩定化,必須將原料溶液用容器內的原料溶液15的量保持於一定。
因此,藉由液面檢測器19偵測原料溶液用容器內的原料溶液15的液面15A的高度,根據液面15A的高度求取原料溶液15的減少量,再相應於原料溶液15的減少量,適當地從原料槽35供給原料溶液15。亦即,從原料槽35經由原料溶液供給管31補充原料溶液15以彌補原料溶液用容器內的原料溶液15的減少量。
由於藉由來自原料槽35的原料溶液15的補充將會使原料溶液用容器內的原料溶液15的液面15A的高度保持於一定,故來自原料槽35的原料溶液15的供給量即等於原料溶液用容器的原料溶液15的減少量。對此,超音波霧化裝置300係根據來自原料槽35的原料溶液15的供給量來推定原料溶液霧滴MT的霧滴產生量。
如此,習知的第一構成之超音波霧化裝置300係根據來自原料槽35的原料溶液15的供給量,量測原料溶液霧滴MT的霧滴產生量亦即供給至霧滴噴射部的霧滴供給量,而謀求原料溶液霧滴MT的生成過程的穩定性。
另一方面,為了控制原料溶液霧滴MT的霧滴供給量而使輸送氣體流量LC增減時,伴隨於此,原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT亦跟著增減。
因此,為了將總氣體流量LT保持於一定,如圖9所示,必須將與輸送氣體G4為不同系統的稀釋氣體G3從氣體供給管3供給至霧化
容器1附近的管部1A。在此,將稀釋氣體G3的氣體流量設為稀釋氣體流量LD1時,輸送氣體流量LC、稀釋氣體流量LD1及總氣體流量LT的關係係如下式(1)定義。
LT=LC+LD1…(1)
式中,輸送氣體流量LC、稀釋氣體流量LD1及總氣體流量LT係表示為每單位時間的體積量,以「l(公升)/min」等單位表示。
例如,為了使原料溶液霧滴MT的霧滴供給量減少而使輸送氣體流量LC減少△LC的份量時,藉由使稀釋氣體流量LD1增加達△LC的份量而可將總氣體流量LT保持於一定。
如此,習知超音波霧化裝置300可藉由增設稀釋氣體G3用的稀釋氣體系統將原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT保持於一定而不受輸送氣體流量LC變化的影響。
(第二霧滴供給量量測)
圖9係示意顯示習知的第二構成之超音波霧化裝置301的說明圖。圖9中標示有XYZ直角座標系。以下參照圖9說明習知的第二構成之超音波霧化裝置301的構成。在此,超音波霧化裝置301的構成中,與圖8所示的超音波霧化裝置300相同的構成要素係標註相同的元件符號且適當地省略說明。
圖9中雖省略圖示,但超音波霧化裝置301中亦與超音波霧化裝置300同樣地,存在原料溶液供給管31、原料溶液供給機構8及收容原料溶液15的原料槽35。惟,超音波霧化裝置301中並未設置以原料槽35及原料溶液15作為量測對象物的秤51。
習知的第二構成之超音波霧化裝置301係具有以原料溶液用容器(霧化容器1+隔離杯12)、水槽10、複數個超音波振盪器2、霧化容器1內的原料溶液15、及水槽10內的超音波傳遞水9作為量測對象物而量測重量的秤52。重量量測器即秤52係量測量測對象物的重量作為量測重量。
在此,氣體供給管3、氣體供給管4及原料溶液供給管31係排除在秤52的量測對象物之外。例如,對於氣體供給管3、氣體供給管4及原料溶液供給管31設置複數個支持部位,藉由複數個支持部位以懸吊的態樣穩定性佳地分別支持氣體供給管3、氣體供給管4及原料溶液供給管31。結果,可將氣體供給管3、氣體供給管4及原料溶液供給管31排除在秤52的量測對象物之外。
另外,重量量測器即秤52係未與複數個超音波振盪器2接觸,而是藉由支持構件53從水槽10的底面支持水槽10,且量測包含原料溶液用容器(霧化容器1+隔離杯12)、複數個超音波振盪器2、水槽10、原料溶液15及超音波傳遞水9的量測對象物的重量。
如此,超音波霧化裝置301可根據秤52所量測到的量測重量,求取原料溶液用容器內消耗掉的原料溶液15的消耗量。
亦即,將時刻t1的量測對象物的量測重量設為量測重量P1將時刻t1之後的時刻t2的量測對象物的量測重量設為量測重量P2時,可從重量減少量△P12(=P1-P2)求取原料溶液用容器的原料溶液15的消耗量。此時,可推測產生了原料溶液15的消耗量的份量的原料溶液霧滴MT。
因此,習知的第二構成之超音波霧化裝置301可根據秤52所
量測到的量測對象物的量測重量量測到原料溶液15的消耗量,而藉此求取原料溶液霧滴MT的霧滴供給量。
(先前技術文獻)
(專利文獻)
專利文獻1:WO2015/019468
圖8所示習知的第一構成之超音波霧化裝置300進行的第一霧滴供給量量測方法係利用原料溶液供給特性。在此所謂的原料溶液供給特性係指霧化容器1的內部空間1H內產生的原料溶液霧滴MT供給至霧滴噴射部會導致原料溶液用容器內的原料溶液15減少,而在偵測到原料溶液15減少的時機,從原料槽35供給原料溶液15至原料溶液用容器之特性。
因此,超音波霧化裝置300中,從原料槽35供給的原料溶液15的供給量並非原料溶液霧滴MT產生而供給至外部當下的資訊,而是有時間延遲的資訊。因此,就用以將霧滴供給量控制於一定的資訊而言,超音波霧化裝置300所使用的原料溶液15的供給量係有響應性差的第一問題點。
另一方面,圖9所示習知的第二構成之超音波霧化裝置301中,第二霧滴供給量量測方法係量測包含原料溶液用容器內的原料溶液15
的量測對象物的重量,從其重量變化估算霧滴供給量的方法。因此,理解為第二霧滴供給量量測方法係謀求解決上述第一問題點。
然而,用以將霧滴供給至噴嘴等霧滴噴射部的霧滴供給配管係對於霧化容器1連接在管部1A的配管出口1X,此霧滴供給配管有耐藥品性、機械性強度等的需求,故通常使用高剛性的金屬製配管、氟樹脂製的配管等。如此,霧滴供給配管的至少一部分係包含於秤52的量測對象物。
因此,霧滴供給配管產生秤52的量測重量的重量分散效果,故習知超音波霧化裝置301係有無法正確量測量測對象物的重量的第二問題點。
在此,所謂的重量分散效果係指將霧滴供給配管安裝至管部1A時,會有使霧化容器1朝向圖9上方的力作用而成為將霧化容器1往上拉提的力,故無法正確地量測量測對象物的重量之特性。
如上所述,包含超音波霧化裝置300及超音波霧化裝置301的習知超音波霧化裝置係有無法響應性佳且正確地求取原料溶液霧滴MT的霧滴供給量的問題點。
本揭露的目的在於提供一種超音波霧化裝置,可解決如上述的問題點,響應性佳且正確地求取原料溶液霧滴的霧滴供給量。
本揭露的超音波霧化裝置係具備:原料溶液用容器,係具有收容原料溶液的內部空間,在頂面設有霧滴輸出用配管;超音波振盪器,係設在前述原料溶液用容器的下方;非接觸型霧滴供給配管,係在前述原
料溶液用容器的上方配置成不與包含前述霧滴輸出用配管的前述原料溶液用容器接觸;及重量量測器,係從下方支持前述原料溶液用容器,且量測包含前述原料溶液用容器、前述超音波振盪器、及前述原料溶液的量測對象物的重量;藉由前述超音波振盪器的超音波振盪動作將前述原料溶液霧滴化而在前述內部空間內生成原料溶液霧滴;前述非接觸型霧滴供給配管係具有重疊配管部及前述重疊配管部以外的非重疊配管部,前述重疊配管部係在其與前述霧滴輸出用配管的上部區域之間具有沿著霧滴輸出方向的配管重疊區域,且在前述重疊配管部與前述上部區域之間設置有配管重疊空間;前述原料溶液霧滴係在前述霧滴輸出用配管及前述非接觸型霧滴供給配管的內部沿著前述霧滴輸出方向流送,而從前述非接觸型霧滴供給配管輸出。
本揭露的超音波霧化裝置中的非接觸型霧滴供給配管係與包含霧滴輸出用配管的原料溶液用容器不具接觸關係,故可較容易將非接觸型霧滴供給配管從重量量測器的量測對象物排除。
另一方面,重量量測器的量測對象物包含原料溶液用容器內的原料溶液,且量測對象物中,原料溶液以外者的重量為固定值。因此,可從量測對象物的重量變化,精度佳地求取原料溶液的消耗量。除此之外,原料溶液的消耗量與原料溶液霧滴的產生量之間不發生延遲。
結果,本揭露的超音波霧化裝置可在超音波振盪動作的執行期間中,從量測對象物的重量變化求取原料溶液的消耗量,並根據原料溶液的消耗量,響應性佳且正確地求取原料溶液霧滴的供給量。
除此之外,非接觸型霧滴供給配管的重疊配管部與霧滴輸出用配管的上部區域之間設有配管重疊空間。因此,本揭露的超音波霧化裝置可抑制原料溶液霧滴經由配管重疊空間漏洩至非接觸型霧滴供給配管外的霧滴漏洩現象。
依據下述詳細的說明與添附圖式將可更加明瞭本揭露的目的、特徵、態樣及優點。
1:霧化容器
1t:霧滴輸出用配管
1A:管部
1H:內部空間
1X:配管出口
2:超音波振盪器
2T:超音波振盪板
3,4:氣體供給管
5:霧滴供給配管
6:液柱
8:原料溶液供給機構
9:超音波傳遞水
10:水槽
12:隔離杯
15:原料溶液
15A:液面
17:噴嘴
18:基板
19:液面檢測器
20:非接觸型霧滴供給配管
20X:配管出口
21:下游配管部
22:錐狀配管部
23:連結用配管部
25,25A,25B:漏洩防止氣體供給管
25d:流通路徑剖面區域
25m:供給管本體部
28:氣體輸出口
28A:部分氣體輸出口
28B:單一氣體輸出口
31:原料溶液供給管
32:抽吸用泵
33:流量計
35:原料槽
50,51,52:秤
53:支持構件
55:漏洩防止氣體控制儀器
56:外部配管
60:流量控制部
101,102,300,301:超音波霧化裝置
A1t:上部區域
DM:霧滴輸出方向
G2:霧滴漏洩防止用氣體
G3:稀釋氣體
G4:輸送氣體
MT:原料溶液霧滴
R12:配管重疊區域
S33:流量資訊
S50:量測重量資訊
SC32:控制信號
SP12:配管重疊空間
W2:超音波
圖1係示意顯示本揭露實施型態1之超音波霧化裝置的構成的說明圖。
圖2係示意顯示圖1所示漏洩防止氣體供給管的剖面構造的說明圖。
圖3係示意顯示圖1所示漏洩防止氣體供給管的第一構成例的頂面構造的說明圖。
圖4係示意顯示圖1所示漏洩防止氣體供給管的第二構成例的頂面構造的說明圖。
圖5係示意顯示包含圖1所示非接觸型霧滴供給配管的霧滴供給系統的說明圖。
圖6係示意顯示實施型態1的超音波霧化裝置中的原料溶液的流量控制系統的構成的說明圖。
圖7係示意顯示本揭露的實施型態2之超音波霧化裝置的構成的說明圖。
圖8係示意顯示習知的第一構成例之超音波霧化裝置的說明圖。
圖9係示意顯示習知的第二構成例之超音波霧化裝置的說明圖。
<實施型態1>
圖1係示意顯示本揭露實施型態1之超音波霧化裝置101的構成的說明圖。圖1中標示有XYZ直角座標系。以下參照圖1說明實施型態1的超音波霧化裝置101的構成。
超音波霧化裝置101中,藉由霧化容器1及隔離杯12構成原料溶液用容器。原料溶液用容器的底面係成為隔離杯12。如此,將原料溶液15收容於由霧化容器1及隔離杯12構成的原料溶液用容器的內部空間1H內。
隔離杯12的上方設有與霧化容器1的頂面連通的霧滴輸出用配管1t。亦即,霧化容器1係在頂面具有霧滴輸出用配管1t。
超音波霧化裝置101更具有水槽10,水槽10係在內部收容超音波傳遞水9作為超音波傳遞媒介。水槽10及隔離杯12係定位成為使隔離杯12的底面浸入超音波傳遞水9。將隔離杯12的端部夾置於霧化容器1與水槽10之間時,可將霧化容器1、水槽10及隔離杯12一體地構成。
隔離杯12下方的水槽10的底面設有複數個超音波振盪器2。圖1中顯示二個超音波振盪器2。複數個超音波振盪器2係分別具有超音波振盪板2T,各超音波振盪器2係進行超音波振盪動作,從超音波振盪板2T產生尺寸與超音波振盪板2T的平面形狀一致的超音波。
霧化容器1的上部側面設有氣體供給管4,從作為輸送氣體用供給管的氣體供給管4供給輸送氣體G4至霧化容器1內的內部空間1H。氣體供給管4係安裝有未圖示的氣體控制儀器,藉由氣體控制儀器控制供給至霧化容器1的輸送氣體G4的流量之輸送氣體流量LC。
霧滴輸出用配管1t的側面設有氣體供給管3,從作為稀釋氣體用供給管之氣體供給管3供給稀釋氣體G3。氣體供給管3係安裝有未圖示的氣體控制儀器,藉由氣體控制儀器控制供給至霧滴輸出用配管1t內的稀釋氣體G3的流量之稀釋氣體流量LD1。
霧化容器1的上方配置有非接觸型霧滴供給配管20,此非接觸型霧滴供給配管20係未接觸包含霧滴輸出用配管1t的霧化容器1。非接觸型霧滴供給配管20係具有下游配管部21、錐狀配管部22及連結用配管部23。
連結用配管部23係配置成包圍霧滴輸出用配管1t的上部區域A1t。因此,連結用配管部23與霧滴輸出用配管1t的上部區域A1t之間具有沿著霧滴輸出方向DM的配管重疊區域R12,連結用配管部23與上部區域A1t之間設有配管重疊空間SP12。如此,連結用配管部23係成為與上部區域A1t重疊的重疊配管部。
另一方面,錐狀配管部22及下游配管部21與上部區域A1t之間未具有沿著霧滴輸出方向DM的配管重疊區域R12。亦即,錐狀配管部22及下游配管部21係成為重疊配管部以外的非重疊配管部。
連結用配管部23係內徑一定且沿著圖中的Z方向延伸而形成的配管部。錐狀配管部22係內徑隨著圖中的+Z方向而縮減的配管部。
下游配管部21係內徑一定且沿著圖中的Z方向延伸而形成的配管部。錐狀配管部22的上端的內徑係與下游配管部21的內徑一致。錐狀配管部22的下端的內徑係與連結用配管部23的內徑一致。
如此,非接觸型霧滴供給配管20係具有沿著+Z方向連續設置的連結用配管部23、錐狀配管部22及下游配管部21。在此,下游配管部21係位於霧滴輸出用配管1t的上方,相對於霧滴輸出用配管1t設於+Z方向的延長線上。
連結用配管部23的內徑係充分大於霧滴輸出用配管1t的內徑,故連結用配管部23不會接觸霧滴輸出用配管1t的上部區域A1t,而在連結用配管部23與上部區域A1t之間設置有配管重疊空間SP12。另一方面,屬於非重疊配管部之錐狀配管部22及下游配管部21與霧滴輸出用配管1t之間未設置配管重疊空間SP12。
配管重疊空間SP12內設有漏洩防止氣體供給管25。漏洩防止氣體供給管25係與霧滴輸出用配管1t及非接觸型霧滴供給配管20各者不接觸。
圖2係示意顯示漏洩防止氣體供給管25的剖面構造及其周邊的說明圖。圖2中標示有XYZ直角座標系。漏洩防止氣體供給管25係呈圓環體構造而在內部具有漏洩防止氣體流通路徑,從漏洩防止氣體流通路徑的XZ剖面來觀察時,具有呈圓形的流通路徑剖面區域25d。
如圖2所示,漏洩防止氣體供給管25的主要構成要素係包含供給管本體部25m及氣體輸出口28,氣體輸出口28係設於供給管本體部25m的上部。
如圖2所示,霧滴漏洩防止用氣體G2係從漏洩防止氣體控制儀器55經由外部配管56供給至漏洩防止氣體供給管25的漏洩防止氣體流通路徑。外部配管56係例如與霧滴輸出用配管1t及非接觸型霧滴供給配管20各者未接觸地連結於漏洩防止氣體供給管25的下部。在此,要與外部配管56連結的漏洩防止氣體供給管25的下部設有可供霧滴漏洩防止用氣體G2流通的開口部。
此種構造的漏洩防止氣體供給管25中,漏洩防止氣體流通路徑中流通的霧滴漏洩防止用氣體G2係從氣體輸出口28朝+Z方向輸出。
此外,可從漏洩防止氣體供給管25下方以未圖示的支持構件等將漏洩防止氣體供給管25穩定性佳地支持成為不與霧滴輸出用配管1t、非接觸型霧滴供給配管20及外部配管56各者接觸。
圖3係示意顯示漏洩防止氣體供給管25的第一構成例之漏洩防止氣體供給管25A的頂面構造的說明圖。圖3中標示有XYZ直角座標系。
如圖3所示,漏洩防止氣體供給管25A係配置在配管重疊空間SP12內,漏洩防止氣體供給管25A的主要構成要素係具有供給管本體部25m及複數個部分氣體輸出口28A。
複數個部分氣體輸出口28A係以均等間隔分散設置在供給管本體部25m的上部。亦即,漏洩防止氣體供給管25A係具有複數個部分氣體輸出口28A作為氣體輸出口28。
漏洩防止氣體供給管25A係從漏洩防止氣體控制儀器55經由外部配管56將霧滴漏洩防止用氣體G2引入漏洩防止氣體流通路徑內,
使霧滴漏洩防止用氣體G2在漏洩防止氣體流通路徑內循環,且從設於供給管本體部25m的上部的複數個部分氣體輸出口28A朝+Z方向輸出。亦即,複數個部分氣體輸出口28A係與漏洩防止氣體流通路徑連通。
圖4係示意顯示漏洩防止氣體供給管25的第二構成例之漏洩防止氣體供給管25B的頂面構造的說明圖。圖4中標示有XYZ直角座標系。
如圖4所示,漏洩防止氣體供給管25B係配置在配管重疊空間SP12內,漏洩防止氣體供給管25B的主要構成要素係具有供給管本體部25m及單一氣體輸出口28B。狹縫狀的單一氣體輸出口28B係呈圓環構造。亦即,漏洩防止氣體供給管25B係具有單一氣體輸出口28B作為氣體輸出口28。
與漏洩防止氣體供給管25A同樣地,漏洩防止氣體供給管25B係從漏洩防止氣體控制儀器55經由外部配管56將霧滴漏洩防止用氣體G2引入漏洩防止氣體流通路徑內,使霧滴漏洩防止用氣體G2在漏洩防止氣體流通路徑內循環,且從設於供給管本體部25m的上部的單一氣體輸出口28B朝+Z方向輸出。亦即,單一氣體輸出口28B係與漏洩防止氣體流通路徑連通。
圖5係示意顯示包含非接觸型霧滴供給配管20的霧滴供給系統的說明圖。如圖5所示,非接觸型霧滴供給配管20的配管出口20X與霧滴供給配管5的一端連結,而霧滴供給配管5的另一端連結於作為霧滴噴射部的噴嘴17。
噴嘴17的下方配置作為基材的基板18。基板18係例如載置
於未圖示的載置台上。供給至作為霧滴噴射部的噴嘴17的原料溶液霧滴MT係從設在噴嘴17底面的未圖示的開口部噴出至基板18的表面,藉此,可在加熱狀態的基板18的表面形成薄膜。噴嘴17的開口部係例如設置成狹縫狀。
圖1雖省略了圖示,但實施型態1的超音波霧化裝置101係與圖8所示的超音波霧化裝置300同樣地,設有獨立於包含霧化容器1及隔離杯12的原料溶液用容器的原料槽35。如圖8所示,原料槽35係在內部收容有用以供給至原料溶液用容器的原料溶液15。此外,超音波霧化裝置101係與圖8所示的超音波霧化裝置300同樣地,具有原料溶液供給管31及原料溶液供給機構8,但未設置量測包含原料槽35的量測對象物的重量的秤51。
實施型態1的超音波霧化裝置101係具有量測重量的秤50,秤50係以原料溶液用容器(霧化容器1+隔離杯12)、水槽10、複數個超音波振盪器2、原料溶液用容器內的原料溶液15、及水槽10內的超音波傳遞水9作為量測對象物。作為重量量測器的秤50係量測量測對象物的重量作為量測重量。
實施型態1的超音波霧化裝置101中,例如,對於氣體供給管3、氣體供給管4及原料溶液供給管31設置複數個支持部位,藉由複數個支持部位,以懸吊的態樣穩定性佳地分別支持將氣體供給管3、氣體供給管4及原料溶液供給管31。結果,可將氣體供給管3、氣體供給管4及原料溶液供給管31排除在秤50的量測對象物之外。
在此,作為重量量測器的秤50不與複數個超音波振盪器2接
觸而藉由支持構件53從水槽10的底面支持水槽10,且量測包含原料溶液用容器(霧化容器1+隔離杯12)、複數個超音波振盪器2、水槽10、原料溶液15、及超音波傳遞水9的量測對象物的重量。如此,秤50係從下方支持原料溶液用容器,量測量測對象物的重量。
超音波霧化裝置101中,由於非接觸型霧滴供給配管20及圖5所示的霧滴供給系統係與包含霧滴輸出用配管1t的霧化容器1不具接觸關係,故可確實地從秤50的量測對象物排除。此外,漏洩防止氣體供給管25亦與霧化容器1不具接觸關係,故可確實地從秤50的量測對象物排除。
實施型態1的超音波霧化裝置101可根據秤50所量測到的量測重量,求取原料溶液用容器內消耗掉的原料溶液15的消耗量。
亦即,將時刻t1的量測對象物的量測重量設為量測重量P1,將時刻t1之後的時刻t2的量測對象物的量測重量設為量測重量P2時,實施型態1的超音波霧化裝置101可從重量減少量△P12(=P1-P2)求取原料溶液用容器的原料溶液15的消耗量。
因此,實施型態1的超音波霧化裝置101係與圖9所示的超音波霧化裝置301同樣地,可根據秤50所量測到的量測對象物的量測重量的重量變化得知原料溶液15的消耗量,而藉此求取原料溶液霧滴MT的霧滴供給量。
圖6係示意顯示實施型態1的超音波霧化裝置101中的原料溶液15的流量控制系統的構成的說明圖。如圖6所示,流量控制系統係以秤50、原料溶液供給機構8及流量控制部60作為主要構成要素。原料溶
液供給機構8係包含抽吸用泵32及流量計33。
流量計33係量測流通於原料溶液供給管31的流量而獲得表示所量測到的流量的流量資訊S33。秤50係量測量測對象物的重量並輸出表示重量的量測重量資訊S50。
流量控制部60係從流量計33接收流量資訊S33並從秤50接收量測重量資訊S50。因此,流量控制部60係藉由流量資訊S33表示的量測流量恆常地知悉流通在原料溶液供給管31的流量。
流量控制部60可恆常地從量測重量資訊S50表示的量測重量的重量變化求取原料溶液用容器內的原料溶液15的消耗量。在此,原料溶液15從原料槽35供給至原料溶液用容器的內部空間1H時,流量控制部60係從流量資訊S33表示的量測流量求取原料溶液15的供給量,一併考量原料溶液15的供給量而可正確地求取原料溶液15的消耗量。
因此,流量控制部60執行的原料供給控制處理可根據流量資訊S33及量測重量資訊S50輸出指示抽吸用泵32的驅動量的控制信號SC32來彌補內部空間1H內的原料溶液15的消耗量。
如此,流量控制部60係對於包含抽吸用泵32及流量計33的原料溶液供給機構8執行原料供給控制處理,控制將原料溶液15供給至原料溶液用容器的原料溶液供給動作。
原料溶液供給機構8執行原料溶液供給動作時,原料溶液15係供給至內部空間1H內。
此種構成的實施型態1的超音波霧化裝置101中,執行超音波振盪動作而從分別具有超音波振盪板2T的複數個超音波振盪器2施加超音波振盪時,來自複數個超音波振盪器2的超音波的振盪能量係經由超音波傳遞水9及隔離杯12傳遞至原料溶液用容器內的原料溶液15。
如此,如圖1所示,原料溶液15係從液面15A升起液柱6,轉變成液粒及霧滴,而可在霧化容器1的內部空間1H內獲得原料溶液霧滴MT。如此,藉由執行超音波振盪動作從超音波振盪器2施加超音波,可將原料溶液15霧化而生成原料溶液霧滴MT。
執行超音波振盪動作時,霧化容器1的內部空間1H內生成的原料溶液霧滴MT係藉由輸送氣體G4及稀釋氣體G3,在霧滴輸出用配管1t的內部沿著霧滴輸出方向DM流送。原料溶液霧滴MT從霧滴輸出用配管1t的配管出口1X輸出之後,繼續藉由輸送氣體G4、稀釋氣體G3及霧滴漏洩防止用氣體G2,在非接觸型霧滴供給配管20的內部沿著霧滴輸出方向DM流送。然後,原料溶液霧滴MT係從非接觸型霧滴供給配管20供給至包含霧滴供給配管5及噴嘴17的霧滴供給系統。
與實施型態1的超音波霧化裝置101連接的氣體系統係具有輸送氣體G4、稀釋氣體G3、及霧滴漏洩防止用氣體G2之三個系統。稀釋氣體G3係用以使噴嘴17等霧滴噴射部噴出的原料溶液霧滴MT的氣體總量固定化的氣體。霧滴漏洩防止用氣體G2係用以避免原料溶液霧滴MT經由配管重疊空間SP12漏洩至外部的霧滴漏洩現象發生的氣體。在此,霧滴漏洩防止用氣體G2係與稀釋氣體G3同樣地具有使原料溶液霧滴MT的氣體總量固定化的輔助功效。
藉由超音波振盪動作而在霧化容器1的內部空間1H內產生的原料溶液霧滴MT係藉由稀釋氣體G3、輸送氣體G4及霧滴漏洩防止用
氣體G2,在霧化容器1外的霧滴輸出用配管1t、非接觸型霧滴供給配管20及霧滴供給配管5流送而供給至噴嘴17(霧滴噴射部)。此時,原料溶液霧滴MT係在霧滴輸出用配管1t及非接觸型霧滴供給配管20的內部沿著霧滴輸出方向DM(+Z方向)流送。
霧化容器1的內部空間1H內產生的原料溶液霧滴MT保持於固定量時,從霧化容器1供給至霧滴噴射部的原料溶液霧滴MT的霧滴量可藉由輸送氣體G4的輸送氣體流量LC而增減。
另一方面,如上所述,使用原料溶液霧滴MT進行薄膜的成膜時,除了穩定的霧滴量之外,還必須將供給至霧滴噴射部的原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT保持於一定。將總氣體流量LT保持於一定時,可使霧滴噴射部噴出的原料溶液霧滴MT的噴出速度成為一定。
藉由複數個超音波振盪器2的超音波振盪動作而在內部空間1H內產生的原料溶液霧滴MT係藉由輸送氣體G4、稀釋氣體G3及霧滴漏洩防止用氣體G2供給至霧化容器1的外部。隨著如此的原料溶液霧滴MT向外部的輸送,原料溶液用容器內的原料溶液15的量將會減少。如上所述,為了使原料溶液霧滴MT的霧滴產生量穩定化,必須將原料溶液用容器內的原料溶液15的量保持於一定。
為了控制原料溶液霧滴MT的霧滴供給量而使輸送氣體G4的輸送氣體流量LC增減時,伴隨於此,原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT亦跟著增減。
因此,為了將總氣體流量LT保持於一定,如圖1所示,在霧化容器1附近的霧滴輸出用配管1t設置氣體供給管3,從作為稀釋氣體用
供給管的氣體供給管3供給與輸送氣體G4不同系統的稀釋氣體G3。在此,將稀釋氣體G3的氣體流量設為稀釋氣體流量LD1,將霧滴漏洩防止用氣體G2的氣體流量設為漏洩防止氣體流量LD2,將輸送氣體G4的氣體流量設為輸送氣體流量LC。此時,輸送氣體流量LC、稀釋氣體流量LD1、漏洩防止氣體流量LD2及總氣體流量LT的關係係如下式(2)定義。
LT=LC+LD1+LD2…(2)
式中,輸送氣體流量LC、稀釋氣體流量LD1、漏洩防止氣體流量LD2及總氣體流量LT係表示為每單位時間的體積量,以「l(公升)/min」等單位表示。
稀釋氣體總流量LD係稀釋氣體流量LD1與漏洩防止氣體流量LD2的和。例如,為了使原料溶液霧滴MT的霧滴供給量減少而使輸送氣體流量LC減少△LC的份量時,藉由使稀釋氣體流量LD1增加達△LC的份量而可將總氣體流量LT保持於一定。此時,漏洩防止氣體流量LD2係固定於固定值。因此,無需特別控制漏洩防止氣體流量LD2的增減。
如此,實施型態1的超音波霧化裝置101可使用稀釋氣體G3將總氣體流量LT保持於一定而不受輸送氣體流量LC變化的影響。
實施型態1的超音波霧化裝置101中的非接觸型霧滴供給配管20與包含霧滴輸出用配管1t的霧化容器1不具接觸關係,故可較容易將非接觸型霧滴供給配管20從作為重量量測器的秤50的量測對象物排除。
另一方面,作為重量量測器的秤50的量測對象物包含原料溶液用容器內的原料溶液15,且量測對象物中,原料溶液15以外者的重量
為固定值。
具體而言,霧化容器1、隔離杯12、水槽10、複數個超音波振盪器2及超音波傳遞水9的總重量為固定值。在此,超音波傳遞水9的重量不會因超音波振盪動作而增減。
因此,實施型態1的超音波霧化裝置101可從量測對象物的重量變化,精度佳地求取原料溶液用容器內的原料溶液15的消耗量。此時,原料溶液15的消耗量與原料溶液霧滴MT的產生量之間未發生延遲。
結果,實施型態1的超音波霧化裝置101可在複數個超音波振盪器2的超音波振盪動作的執行期間中,從量測對象物的重量變化求取原料溶液15的消耗量,並根據原料溶液15的消耗量,響應性佳且正確地求取原料溶液霧滴MT的供給量。
在此考量原料溶液15藉由原料溶液供給機構8的原料溶液供給動作而從原料槽35供給至原料溶液用容器的內部空間1H內的情形。
此時,流量控制部60可根據從原料溶液供給機構8的流量計33接收的流量資訊S33,求取從原料槽35供給至內部空間1H的原料溶液15的供給量,而可將原料溶液15的供給量的份量適當地從量測對象物的重量變化排除。
除此之外,作為重疊配管部的連結用配管部23與霧滴輸出用配管1t的上部區域A1t之間設有配管重疊空間SP12。因此,實施型態1的超音波霧化裝置101可抑制霧滴漏洩現象,抑制原料溶液霧滴MT在配管重疊空間SP12內朝向-Z方向(霧滴輸出方向DM的相反方向)流送而經由配管重疊空間SP12漏洩至非接觸型霧滴供給配管20外。
此外,實施型態1的超音波霧化裝置101係從漏洩防止氣體供給管25的氣體輸出口28沿著霧滴輸出方向DM輸出霧滴漏洩防止用氣體G2,藉此,可確實地避免上述霧滴漏洩現象發生。
在此,實施型態1的超音波霧化裝置101中,即使採用配管重疊空間SP12內未設置漏洩防止氣體供給管25的構成,仍可藉由配管重疊空間SP12的存在,發揮霧滴漏洩現象的抑制效果。
實施型態1的超音波霧化裝置101係具備作為輸送氣體用供給管的氣體供給管4及作為稀釋氣體用供給管的氣體供給管3。因此,輸送氣體G4的輸送氣體流量LC增減時,使稀釋氣體總流量LD增減以彌補輸送氣體流量LC的增減量,藉此,可恆常地將原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT保持於一定。實施型態1中,稀釋氣體流量LD1及漏洩防止氣體流量LD2的合計流量(LD1+LD2)成為稀釋氣體總流量LD。
此外,實施型態1的超音波霧化裝置101採用漏洩防止氣體供給管25A作為漏洩防止氣體供給管25時,具有以下的功效。
實施型態1的超音波霧化裝置101係從設置在圓環體構造的漏洩防止氣體供給管25A的上部的複數個部分氣體輸出口28A,分散輸出複數的部分漏洩防止氣體。此時,複數的部分漏洩防止氣體的集合體係成為霧滴漏洩防止用氣體G2。因此,實施型態1的超音波霧化裝置101可從圓環體構造的漏洩防止氣體供給管25A沿著霧滴輸出方向DM均等地輸出霧滴漏洩防止用氣體G2。
此外,實施型態1的超音波霧化裝置101採用漏洩防止氣體供給管25B作為漏洩防止氣體供給管25時,具有以下的功效。
實施型態1的超音波霧化裝置101可從圓環狀的單一氣體輸出口28B輸出霧滴漏洩防止用氣體G2,藉此沿著霧滴輸出方向DM輸出霧滴漏洩防止用氣體G2而不會在單一氣體輸出口28B內發生氣體偏向某處輸出之事態。
此外,實施型態1的超音波霧化裝置101係採用包含水槽10及原料溶液用容器(霧化容器1+隔離杯12)的雙腔式,秤50的量測對象物更包含隔離杯12、水槽10及超音波傳遞水9(超音波傳遞媒介)。因此,採用雙腔式的超音波霧化裝置101中,可響應性佳且正確地求取原料溶液霧滴MT的霧滴供給量。
<實施型態2>
圖7係示意顯示本揭露的實施型態2之超音波霧化裝置102的構成的說明圖。圖7中標示有XYZ直角座標系。以下參照圖7說明實施型態2的超音波霧化裝置102的構成。在此,與圖1中所示實施型態1的超音波霧化裝置101相同的部分係標註相同的元件符號且適當地省略說明。
實施型態2的超音波霧化裝置102中,設於霧化容器1的頂面的霧滴輸出用配管1t的側面未設置稀釋氣體用供給管。
另一方面,實施型態2的超音波霧化裝置102中,與實施型態1的超音波霧化裝置101同樣地,亦在配管重疊空間SP12設置漏洩防止氣體供給管25。
此外,實施型態2中,與實施型態1同樣地,亦從漏洩防止氣體控制儀器55經由外部配管56供給霧滴漏洩防止用氣體G2至漏洩防止氣體供給管25的漏洩防止氣體流通路徑。
此外,實施型態2的超音波霧化裝置102中,與實施型態1同樣地,亦具有圖5所示的霧滴供給系統。
圖7中雖省略了圖示,但實施型態2的超音波霧化裝置102係與圖8所示的超音波霧化裝置300同樣地,設有獨立於包含霧化容器1及隔離杯12的原料溶液用容器的原料槽35。此外,實施型態2的超音波霧化裝置102係與實施型態1同樣地,具有原料溶液供給管31及原料溶液供給機構8,但未設置量測包含原料槽35的量測對象物的重量的秤51。
實施型態2的超音波霧化裝置102係與實施型態1同樣地具有秤50,秤50係以原料溶液用容器(霧化容器1+隔離杯12)、水槽10、複數個超音波振盪器2、原料溶液用容器內的原料溶液15、及水槽10內的超音波傳遞水9作為量測對象物而量測重量。作為重量量測器的秤50係量測量測對象物的重量作為量測重量。
此外,實施型態2的超音波霧化裝置102係與實施型態1同樣地,將氣體供給管4及原料溶液供給管31從秤50的量測對象物排除。
另外,作為重量量測器的秤50係未與複數個超音波振盪器2接觸,而是藉由支持構件53從水槽10的底面支持水槽10,且量測包含原料溶液用容器(霧化容器1+隔離杯12)、複數個超音波振盪器2、水槽10、原料溶液15、及超音波傳遞水9的量測對象物的重量。
另一方面,非接觸型霧滴供給配管20及圖5所示的霧滴供給系統係與頂面具有霧滴輸出用配管1t的霧化容器1不具接觸關係,故可確實地從秤50的量測對象物排除。此外,漏洩防止氣體供給管25亦與霧化容器1不具接觸關係,故可確實地從秤50的量測對象物排除。
實施型態2的超音波霧化裝置102係與實施型態1同樣地,可從秤50所量測到的量測對象物的量測重量的重量變化,求取原料溶液用容器內消耗掉的原料溶液15的消耗量。
在此,實施型態2的超音波霧化裝置102中,與實施型態1同樣地,亦在流量控制部60的控制下,對原料溶液供給機構8執行原料供給控制處理,控制對原料溶液用容器供給原料溶液15的原料溶液供給動作。
此種構成的實施型態2的超音波霧化裝置102中,執行超音波振盪動作,從複數個超音波振盪器2施加超音波振盪時,來自複數個超音波振盪器2的超音波的振盪能量係經由超音波傳遞水9及隔離杯12傳遞至原料溶液用容器內的原料溶液15。
如此,如圖7所示,原料溶液15係從液面15A升起液柱6,轉變成液粒及霧滴,而可在霧化容器1的內部空間1H內獲得原料溶液霧滴MT。如此,藉由執行超音波振盪動作,從超音波振盪器2施加超音波,將原料溶液15霧化而生成原料溶液霧滴MT。
執行超音波振盪動作時,霧化容器1的內部空間1H內生成的原料溶液霧滴MT係藉由輸送氣體G4在霧滴輸出用配管1t的內部沿著霧滴輸出方向DM流送。原料溶液霧滴MT從霧滴輸出用配管1t的配管出口1X輸出之後,繼續藉由輸送氣體G4及霧滴漏洩防止用氣體G2,在非接觸型霧滴供給配管20的內部沿著霧滴輸出方向DM流送。然後,原料溶液霧滴MT係從非接觸型霧滴供給配管20的配管出口20X供給至包含霧滴供給配管5及噴嘴17的霧滴供給系統。
與實施型態2的超音波霧化裝置102連接的氣體系統係具有輸送氣體G4與霧滴漏洩防止用氣體G2之二個系統。霧滴漏洩防止用氣體G2係用以避免原料溶液霧滴MT經由配管重疊空間SP12漏洩至外部的霧滴漏洩現象發生的氣體。此外,實施型態2的超音波霧化裝置102中,霧滴漏洩防止用氣體G2亦作為使原料溶液霧滴MT的氣體總量固定化的唯一的稀釋氣體而發揮功能。
因此,實施型態2的超音波霧化裝置102中,漏洩防止氣體控制儀器55係必須具備漏洩防止氣體流量LD2的增減控制功能。
藉由超音波振盪動作在霧化容器1的內部空間1H內產生的原料溶液霧滴MT係藉由輸送氣體G4及霧滴漏洩防止用氣體G2在霧化容器1外的霧滴輸出用配管1t、非接觸型霧滴供給配管20及霧滴供給配管5流送,供給至噴嘴17(霧滴噴射部)。此時,原料溶液霧滴MT係在霧滴輸出用配管1t及非接觸型霧滴供給配管20的內部沿著霧滴輸出方向DM(+Z方向)流送。
霧化容器1的內部空間1H內產生的原料溶液霧滴MT保持於固定量時,從霧化容器1供給的原料溶液霧滴MT的霧滴量可藉由輸送氣體G4的輸送氣體流量LC而增減。
如上所述,使用原料溶液霧滴MT進行的薄膜的成膜時,除了穩定的霧滴量之外,還必須將原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT保持於一定。
藉由複數個超音波振盪器2的超音波振盪動作而在內部空間1H內產生的原料溶液霧滴MT係藉由輸送氣體G4供給至霧化容器1的外
部。隨著如此的原料溶液霧滴MT向外部的輸送,原料溶液用容器內的原料溶液15的量將會減少。如上所述,為了使霧滴產生量穩定化,必須將原料溶液用容器內的原料溶液15的量保持於一定。
為了控制原料溶液霧滴MT的霧滴供給量而使輸送氣體G4的輸送氣體流量LC增減時,伴隨於此,總氣體流量LT亦跟著增減。
因此,為了將總氣體流量LT保持於一定,實施型態2中,將漏洩防止氣體供給管25輸出的霧滴漏洩防止用氣體G2作為唯一的稀釋氣體利用。在此,將霧滴漏洩防止用氣體G2的氣體流量設為漏洩防止氣體流量LD2,將輸送氣體G4的氣體流量設為輸送氣體流量LC。此時,輸送氣體流量LC、漏洩防止氣體流量LD2及總氣體流量LT之關係係如下式(3)定義。
LT=LC+LD2…(3)
式中,輸送氣體流量LC、漏洩防止氣體流量LD2及總氣體流量LT係表示為每單位時間的體積量,以「l(公升)/min」等單位表示,式(3)中,漏洩防止氣體流量LD2成為稀釋氣體總流量LD。
例如,為了使原料溶液霧滴MT的霧滴供給量減少而使輸送氣體流量LC減少△LC的份量時,藉由使漏洩防止氣體流量LD2增加達△LC的份量,而可將總氣體流量LT保持於一定。
如此,實施型態2的超音波霧化裝置102係使用霧滴漏洩防止用氣體G2作為唯一的稀釋氣體將總氣體流量LT保持於一定而不受輸送氣體流量LC變化的影響。
實施型態2的超音波霧化裝置102中的非接觸型霧滴供給配
管20與具有霧滴輸出用配管1t的霧化容器1之間不具接觸關係,故可較容易將非接觸型霧滴供給配管20從作為重量量測器的秤50的量測對象物排除。
另一方面,作為重量量測器的秤50的量測對象物包含原料溶液用容器內的原料溶液15,且量測對象物中,原料溶液15以外者的重量為固定值。
結果,實施型態2的超音波霧化裝置102係與實施型態1同樣地,可在超音波振盪動作的執行期間中,從量測對象物的重量變化求取原料溶液15的消耗量,並根據原料溶液15的消耗量,響應性佳且正確地求取原料溶液霧滴MT的供給量。
除此之外,實施型態2的超音波霧化裝置102係設有配管重疊空間SP12,且從漏洩防止氣體供給管25的氣體輸出口28沿著霧滴輸出方向DM輸出霧滴漏洩防止用氣體G2,藉此,可確實地避免上述霧滴漏洩現象發生。
實施型態2的超音波霧化裝置102係具備作為輸送氣體用供給管的氣體供給管4及非接觸型霧滴供給配管20。因此,輸送氣體流量LC增減時,使稀釋氣體總流量LD增減以彌補輸送氣體流量LC的增減量,藉此,可恆常地將原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT保持於一定。實施型態2中,稀釋氣體總流量LD成為漏洩防止氣體流量LD2。
除此之外,實施型態2的超音波霧化裝置102不需要設置相當於實施型態1的氣體供給管3的專用的稀釋氣體用供給管,相較於實施型態1的超音波霧化裝置101,可相應地謀求超音波霧化裝置102的裝置
構成的簡化。
此外,實施型態2的超音波霧化裝置102係與實施型態1同樣地,可在採用雙腔式的裝置構造中,精度佳地求取原料溶液霧滴MT的霧滴供給量。
實施型態2的超音波霧化裝置102係與實施型態1同樣地,可採用圖3所示的漏洩防止氣體供給管25A作為漏洩防止氣體供給管25,達成與實施型態1相同的功效。
惟,由於實施型態2的超音波霧化裝置102中使用霧滴漏洩防止用氣體G2作為唯一的稀釋氣體,故必須精度佳地控制霧滴漏洩防止用氣體G2的漏洩防止氣體流量LD2。因此,對漏洩防止氣體供給管25A進行以下的尺寸設定。
漏洩防止氣體供給管25A中,漏洩防止氣體流通路徑的流通路徑剖面區域25d呈圓形,具有固定值的流通路徑剖面積S25。並且,複數個部分氣體輸出口28A分別設為圓形,且將直徑設為相同。亦即,將複數個部分氣體輸出口28A各者的面積S28A設為相同。在此,將複數個部分氣體輸出口28A的個數設為N個時,流通路徑剖面積S25及面積S28A滿足下式(4)。
S25>N×S28A…(4)
如式(4)所示,複數個部分氣體輸出口28A的總面積係小於流通路徑剖面積S25。
由於漏洩防止氣體供給管25A滿足式(4),複數個部分氣體輸出口28A全體皆承受壓力,故可藉由漏洩防止氣體控制儀器55(參照圖2)
精度佳地控制漏洩防止氣體流量LD2。
如此,實施型態2的超音波霧化裝置102中採用漏洩防止氣體供給管25A時,若使複數個部分氣體輸出口28A的總面積小於流通路徑剖面積S25,可藉此使霧滴漏洩防止用氣體G2從複數個部分氣體輸出口28A各者均勻地輸出。
因此,實施型態2的超音波霧化裝置102採用漏洩防止氣體供給管25A作為漏洩防止氣體供給管25時,藉由穩定性佳地控制漏洩防止氣體流量LD2而可精度佳地將原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT保持於一定。
結果,採用漏洩防止氣體供給管25A的實施型態2的超音波霧化裝置102即便使用霧滴漏洩防止用氣體G2作為唯一的稀釋氣體,仍可精度佳地將原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT保持於一定。
實施型態2的超音波霧化裝置102係與實施型態1同樣地,可採用圖4所示的漏洩防止氣體供給管25B作為漏洩防止氣體供給管25,達成與實施型態1相同的功效。
惟,實施型態2的超音波霧化裝置102係使用霧滴漏洩防止用氣體G2作為唯一的稀釋氣體,故必須精度佳地控制霧滴漏洩防止用氣體G2的漏洩防止氣體流量LD2。因此,對漏洩防止氣體供給管25B進行以下的尺寸設定。
漏洩防止氣體供給管25B中,漏洩防止氣體流通路徑的流通路徑剖面區域25d係具有固定值的流通路徑剖面積S25。並且,單一氣體輸出口28B係設為圓環狀,單一氣體輸出口28B係具有形成面積S28B。
流通路徑剖面積S25及形成面積S28B係滿足下式(5)。
S25>S28B…(5)
如式(5)所示,單一氣體輸出口28B的形成面積S28B係小於流通路徑剖面積S25。
由於漏洩防止氣體供給管25B滿足式(5),單一氣體輸出口28B整體承受壓力,故可藉由漏洩防止氣體控制儀器55(參照圖2)精度佳地控制漏洩防止氣體流量LD2。
如此,實施型態2的超音波霧化裝置102採用漏洩防止氣體供給管25B時,若使單一氣體輸出口28B的形成面積S28B小於流通路徑剖面積S25,可藉此從單一氣體輸出口28B整體均勻地輸出霧滴漏洩防止用氣體G2。
因此,實施型態2的超音波霧化裝置102採用漏洩防止氣體供給管25B作為漏洩防止氣體供給管25時,藉由穩定性佳地控制漏洩防止氣體流量LD2而可精度佳地將原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT保持於一定。
結果,採用漏洩防止氣體供給管25B的實施型態2的超音波霧化裝置102即便使用霧滴漏洩防止用氣體G2作為唯一的稀釋氣體,仍可精度佳地將原料溶液霧滴MT的總氣體流量LT保持於一定。
以上已詳細說明了本揭露,但上述說明的全部態樣皆僅為例示,本揭露並不以此為限,應理解為未例示的無數變形例係在未超出本揭露的範圍內可思及者。
1:霧化容器
1t:霧滴輸出用配管
1H:內部空間
1X:配管出口
2:超音波振盪器
2T:超音波振盪板
3,4:氣體供給管
6:液柱
9:超音波傳遞水
10:水槽
12:隔離杯
15:原料溶液
15A:液面
20:非接觸型霧滴供給配管
20X:配管出口
21:下游配管部
22:錐狀配管部
23:連結用配管部
25:漏洩防止氣體供給管
28:氣體輸出口
28A:部分氣體輸出口
28B:單一氣體輸出口
31:原料溶液供給管
35:原料槽
50:秤
53:支持構件
101:超音波霧化裝置
A1t:上部區域
DM:霧滴輸出方向
G2:霧滴漏洩防止用氣體
G3:稀釋氣體
G4:輸送氣體
MT:原料溶液霧滴
R12:配管重疊區域
SP12:配管重疊空間
Claims (9)
- 一種超音波霧化裝置,係具備:原料溶液用容器,係具有收容原料溶液的內部空間,在頂面設有霧滴輸出用配管;超音波振盪器,係設在前述原料溶液用容器的下方;非接觸型霧滴供給配管,係在前述原料溶液用容器的上方配置成不與包含前述霧滴輸出用配管的前述原料溶液用容器接觸;及重量量測器,係從下方支持前述原料溶液用容器,且量測包含前述原料溶液用容器、前述超音波振盪器、及前述原料溶液的量測對象物的重量;藉由前述超音波振盪器的超音波振盪動作將前述原料溶液霧滴化而在前述內部空間內生成原料溶液霧滴;前述非接觸型霧滴供給配管係具有重疊配管部及前述重疊配管部以外的非重疊配管部,前述重疊配管部係在其與前述霧滴輸出用配管的上部區域之間具有沿著霧滴輸出方向的配管重疊區域,且在前述重疊配管部與前述上部區域之間設置有配管重疊空間;前述原料溶液霧滴係在前述霧滴輸出用配管及前述非接觸型霧滴供給配管的內部沿著前述霧滴輸出方向流送,而從前述非接觸型霧滴供給配管輸出。
- 如請求項1所述之超音波霧化裝置,更具備:漏洩防止氣體供給管,係在前述配管重疊空間內設置成不與前述霧滴輸出用配管及前述非接觸型霧滴供給配管接觸,且具有用以沿著前述霧滴輸出方向輸出漏洩防止氣體的氣體輸出口。
- 如請求項2所述之超音波霧化裝置,更具備:輸送氣體用供給管,係設於前述原料溶液用容器,用以將輸送氣體供給至前述內部空間;及稀釋氣體用供給管,係設於前述霧滴輸出用配管,用以將稀釋氣體供給至前述霧滴輸出用配管內;前述原料溶液霧滴係藉由前述輸送氣體及前述稀釋氣體在前述霧滴輸出用配管及前述非接觸型霧滴供給配管的內部沿著前述霧滴輸出方向流送。
- 如請求項2所述之超音波霧化裝置,更具備輸送氣體用供給管,係設於前述原料溶液用容器,用以將輸送氣體供給至前述內部空間;前述輸送氣體的輸送氣體流量與前述漏洩防止氣體的漏洩防止氣體流量的和係定為原料溶液霧滴的總氣體流量。
- 如請求項2至4中任一項所述之超音波霧化裝置,其中,前述漏洩防止氣體供給管係呈圓環體構造,於內部具有漏洩防止氣體流通路徑;前述氣體輸出口係包含在前述漏洩防止氣體供給管的上部分散設置的複數個部分氣體輸出口。
- 如請求項5所述之超音波霧化裝置,其中,前述漏洩防止氣體流通路徑係具有成為固定值的流通路徑剖面積;前述複數個部分氣體輸出口的各者的面積係設定成相同;前述複數個部分氣體輸出口的總面積係小於前述流通路徑剖面積。
- 如請求項2至4中任一項所述之超音波霧化裝置,其中,前述漏洩防止氣體供給管係呈圓環體構造,於內部具有漏洩防止氣體流通路徑;前述氣體輸出口係包含在前述漏洩防止氣體供給管的上部設置成圓環狀的單一氣體輸出口。
- 如請求項7所述之超音波霧化裝置,其中,前述漏洩防止氣體流通路徑係具有成為固定值的流通路徑剖面積;前述單一氣體輸出口的面積係小於前述流通路徑剖面積。
- 如請求項1至4中任一項所述之超音波霧化裝置,其中,前述原料溶液用容器係在底面具有隔離杯;前述超音波霧化裝置更具備內部收容超音波傳遞媒介的水槽,前述水槽及前述隔離杯係定位成為使前述隔離杯的底面浸入前述超音波傳遞媒介;前述超音波振盪器係設於位在前述隔離杯下方的前述水槽的底面;前述重量量測器係從前述水槽的底面支持前述水槽而未與前述超音波振盪器接觸;前述量測對象物係更包含前述隔離杯、前述水槽及前述超音波傳遞媒介。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| WOPCT/JP2022/046883 | 2022-12-20 | ||
| PCT/JP2022/046883 WO2024134766A1 (ja) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 超音波霧化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202432255A TW202432255A (zh) | 2024-08-16 |
| TWI867875B true TWI867875B (zh) | 2024-12-21 |
Family
ID=90011436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112146621A TWI867875B (zh) | 2022-12-20 | 2023-11-30 | 超音波霧化裝置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20250161971A1 (zh) |
| JP (1) | JP7438649B1 (zh) |
| KR (1) | KR20240119125A (zh) |
| CN (1) | CN118647462A (zh) |
| DE (1) | DE112022005343T5 (zh) |
| TW (1) | TWI867875B (zh) |
| WO (1) | WO2024134766A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024134753A1 (ja) * | 2022-12-20 | 2024-06-27 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 超音波霧化装置 |
| CN117912931B (zh) * | 2024-03-19 | 2024-07-05 | 宁波华仪宁创智能科技有限公司 | 非接触样品雾化进样装置和方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004358457A (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Archimedes Technology Group Inc | 高温液体用高周波超音波霧化装置 |
| WO2006095816A1 (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-14 | Akira Tomono | 霧発生装置、および、霧放出演出装置 |
| WO2015019468A1 (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 霧化装置 |
| TW201817496A (zh) * | 2016-11-04 | 2018-05-16 | 國立屏東科技大學 | 霧化裝置 |
| TW202209502A (zh) * | 2020-02-27 | 2022-03-01 | 日商信越化學工業股份有限公司 | 成膜用霧化裝置及使用其之成膜裝置 |
-
2022
- 2022-12-20 JP JP2023546250A patent/JP7438649B1/ja active Active
- 2022-12-20 KR KR1020247023011A patent/KR20240119125A/ko active Pending
- 2022-12-20 WO PCT/JP2022/046883 patent/WO2024134766A1/ja not_active Ceased
- 2022-12-20 DE DE112022005343.7T patent/DE112022005343T5/de active Pending
- 2022-12-20 CN CN202280088450.3A patent/CN118647462A/zh active Pending
- 2022-12-20 US US18/730,314 patent/US20250161971A1/en active Pending
-
2023
- 2023-11-30 TW TW112146621A patent/TWI867875B/zh active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004358457A (ja) * | 2003-06-03 | 2004-12-24 | Archimedes Technology Group Inc | 高温液体用高周波超音波霧化装置 |
| WO2006095816A1 (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-14 | Akira Tomono | 霧発生装置、および、霧放出演出装置 |
| WO2015019468A1 (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 霧化装置 |
| TW201817496A (zh) * | 2016-11-04 | 2018-05-16 | 國立屏東科技大學 | 霧化裝置 |
| TW202209502A (zh) * | 2020-02-27 | 2022-03-01 | 日商信越化學工業股份有限公司 | 成膜用霧化裝置及使用其之成膜裝置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE112022005343T5 (de) | 2024-08-22 |
| JP7438649B1 (ja) | 2024-02-27 |
| TW202432255A (zh) | 2024-08-16 |
| US20250161971A1 (en) | 2025-05-22 |
| KR20240119125A (ko) | 2024-08-06 |
| JPWO2024134766A1 (zh) | 2024-06-27 |
| CN118647462A (zh) | 2024-09-13 |
| WO2024134766A1 (ja) | 2024-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI867875B (zh) | 超音波霧化裝置 | |
| TW466211B (en) | Method and device for dispensing fluid from a pressure tank | |
| JP2005196401A (ja) | 流量制御弁及び流量制御装置 | |
| KR20050044629A (ko) | 고유속 발포 시스템 및 방법 | |
| US10336088B2 (en) | Liquid ejection apparatus and liquid ejection head | |
| TWI877892B (zh) | 超音波霧化裝置 | |
| JP2016033884A (ja) | 電池用極板の製造装置 | |
| HK40109361A (zh) | 超声波雾化装置 | |
| KR20110082556A (ko) | 유체 전달 시스템을 위한 유동 제어 모듈 | |
| JP2016009818A (ja) | 洗浄ユニット | |
| HK40108357A (zh) | 超声波雾化装置 | |
| JP6425776B1 (ja) | 塗工装置及び塗工方法 | |
| JP3754348B2 (ja) | 潤滑冷却装置 | |
| US20160017489A1 (en) | Method For Supplying A Process With An Enriched Carrier Gas | |
| JP2003033687A (ja) | 塗料供給エアポンプの流量自動制御装置 | |
| JP4334968B2 (ja) | 成膜装置 | |
| JP4531485B2 (ja) | 液体の塗布装置 | |
| US6170512B1 (en) | Flow control device | |
| JP2016175003A (ja) | 塗布装置及び塗布方法 | |
| JPH05180685A (ja) | 過酸化水素水ノズルの噴霧量測定装置 | |
| KR20070113398A (ko) | 반도체 제조 장치 | |
| US12434257B2 (en) | Film-forming atomizer, film-forming apparatus, and film-forming method | |
| JPH07204481A (ja) | 原液希釈装置および方法 | |
| KR20100059458A (ko) | 약액 공급 장치 | |
| JPH06232541A (ja) | フラックスの塗布方法およびこれに使用するフラックス塗布装置 |