CN112297627B - 液体喷射装置 - Google Patents

Abstract

一种液体喷射装置，能够稳定地喷射液体。液体喷射装置的特征在于，具有：喷嘴，具备喷射液体的喷嘴开口部；液体输送管，将液体输送至所述喷嘴；以及第一管，在内部设置有所述喷嘴以及所述液体输送管，具有第一端以及第二端，并且所述第一管在所述第一端具备第一开口部，所述喷嘴开口部位于比所述第一管的所述第一开口部更靠所述第二端侧，在将所述喷嘴所喷射的液体成为液滴的位置设为液滴化位置、将从所述喷嘴开口部至所述液滴化位置的距离设为液滴化距离时，所述喷嘴开口部与所述第一开口部之间的距离在所述液滴化距离以上。

Description

液体喷射装置

技术领域

本发明涉及液体喷射装置。

背景技术

已知一种液体喷射装置：通过从喷嘴喷射加压后的液体来使其碰撞作业对象物，从而对作业对象物进行清洗、去毛刺、剥离、剪除、切除、切开以及破碎等的作业。

例如，在专利文献1中公开了一种水刀，其具有：微型泵；出口流路连接管，连接于微型泵；以及连接流路管，连接于出口流路连接管，该水刀能够切除患部的生体组织。在连接流路管的末端压入喷嘴，该喷嘴具有喷射流体的开口部。另外，该水刀具备设置于连接流路管的末端周围的水量调整单元。水量调整单元从内侧依次具有以围绕连接流路管以及喷嘴的周围的方式设置为同心圆状的给水管、吸引管以及外壁。给水管向外壁内供给水，在储水时使用。另外，吸引管在吸引外壁内的水并排出时使用。

连接流路管以及喷嘴能够与给水管以及吸引管独立地调整上下方向的位置，即在从喷嘴喷射水时的水的流路方向上的位置。

专利文献1：日本特开2013－31544号公报

如前所述，在专利文献1所记载的水刀中，连接流路管以及喷嘴的位置能够相对于以围绕它们周围的方式设置的给水管以及吸引管进行调整。因此，也能够相对于位于外侧的给水管以及吸引管的末端而使连接流路管以及喷嘴向基端侧后退。

然而，在使喷嘴的位置相对于其外侧的给水管以及吸引管的末端的位置向基端侧后退的情况下，由于该后退量，存在从喷嘴喷射的水的飞行变得不稳定的情况。具体而言，若从喷嘴喷射的水碰到作业对象物，则水飞散。而且，存在飞散的水阻碍从喷嘴新喷射的水的飞行的情况。若产生这样的现象，则由于不能使从喷嘴新喷射的水稳定地飞行，因此通过使水碰撞作业对象物而进行的各种作业的效率降低。

发明内容

本发明的应用例涉及的液体喷射装置的特征在于，具有：喷嘴，具备喷射液体的喷嘴开口部；液体输送管，将液体输送至所述喷嘴；以及第一管，在内部设置有所述喷嘴以及所述液体输送管，且具有第一端以及第二端，并且所述第一管在所述第一端具备第一开口部，所述喷嘴开口部位于比所述第一管的所述第一开口部更靠所述第二端侧，在将所述喷嘴所喷射的液体成为液滴的位置设为液滴化位置、将从所述喷嘴开口部至所述液滴化位置的距离设为液滴化距离时，所述喷嘴开口部与所述第一开口部之间的距离在所述液滴化距离以上。

附图说明

图1是示出第一实施方式涉及的液体喷射装置的概略图。

图2是示出图1所示的液体喷射装置的喷嘴单元的剖视图。

图3是示意性地示出从液体喷射装置喷射的液体的形状的剖视图。

图4是示意性地示出图3所示的喷嘴单元的末端部附近的图。

图5是从末端侧观察图4所示的喷嘴单元的图。

图6是示出第二实施方式涉及的液体喷射装置的剖视图。

图7是示出第三实施方式涉及的液体喷射装置的剖视图。

图8是从末端侧观察图7所示的喷嘴单元的图。

附图标记说明

1…液体喷射装置；2…喷嘴单元；2A…喷嘴单元；3…液体容器；4…液体供给管；5…送液泵；6…控制部；22…喷嘴；24…液体输送管；26…振动生成部；27…分离管；27a…第一开口部；28…吸引管；28a…第二开口部；51…止回阀；62…压电元件控制部；64…送液泵控制部；65…吸引泵控制部；66…分离泵控制部；67…存储部；72…回收容器；74…排液回收管；76…吸引泵；82…分离用配管；84…分离泵；86…气体存积部；220…喷嘴流路；220a…喷嘴开口部；240…液体流路；261…框体；261a…第一箱体；261b…第二箱体；261c…第三箱体；262…压电元件；263…加强板；264…隔膜；265…容纳室；266…液体室；267…出口流路；268…入口流路；270…分离流路；280…吸引流路；291…布线；292…布线；293…布线；294…布线；A1…箭头；A2…箭头；B1…箭头；D1…距离；DD…液滴化距离；Dm…最大距离；G…气体；GS…屏蔽；L…液体；L1…喷流；L2…液滴；L3…排液；PD…液滴化位置；R1…连续流区域；R2…液滴流区域；W…作业对象物。

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明本发明的液体喷射装置的优选的实施方式。

1.第一实施方式

首先，对第一实施方式涉及的液体喷射装置进行说明。

图1是示出第一实施方式涉及的液体喷射装置的概略图。图2是示出图1所示的液体喷射装置的喷嘴单元的剖视图。

图1所示的液体喷射装置1具备：喷嘴单元2、存积液体L的液体容器3、连结喷嘴单元2与液体容器3的液体供给管4、送液泵5、以及控制部6。这样的液体喷射装置1通过使液体L从喷嘴单元2喷射并使其碰撞作业对象物W而进行各种作业。各种作业可以列举例如清洗、去毛刺、剥离、剪除、切除、切开以及破碎等。

另外，图1所示的液体喷射装置1具备：回收容器72，存积由喷嘴单元2吸引的排液L3；排液回收管74，连结喷嘴单元2与回收容器72；以及吸引泵76。通过将作业后的液体L作为排液L3回收，能够抑制由排液L3滞留导致的作业性的降低、视野的恶化等。

而且，图1所示的液体喷射装置1具备：分离用配管82，连结喷嘴单元2与回收容器72；以及分离泵84。虽然在后面详述，但是在本实施方式中，通过对从喷嘴单元2喷射的液体L的附近进行减压，从而抑制阻碍液体L的飞行，能够进行稳定的飞行。

以下，对液体喷射装置1的各部进行详述。

1.1喷嘴单元

如图2所示，喷嘴单元2具备喷嘴22、液体输送管24、以及振动生成部26。其中，喷嘴22将液体L朝向图1所示的作业对象物W喷射。另外，液体输送管24是连接喷嘴22与振动生成部26的流路。该液体输送管24将液体L从振动生成部26输送至喷嘴22。而且，振动生成部26对经由液体供给管4而从液体容器3供给的液体L施加箭头B1所示那样的振动。通过这样对液体L施加振动，从喷嘴22喷射的液体L的压力周期性地变动。由此，在喷嘴22所喷射的液体L成为液滴L2时，成为更大直径的液滴L2。作为结果，能够提高利用由液滴L2引起的侵蚀作用进行的作业的作业效率。

此外，在本申请的各图中，为了便于说明，将接连喷嘴22与作业对象物W的轴设为X轴，将作为振动生成部26的连接部附近的液体供给管4的轴且与X轴正交的轴设为Z轴。另外，将与X轴以及Z轴的两者正交的轴设为Y轴。另外，在X轴中，将从喷嘴22朝向作业对象物W的方向设为X轴正侧或者末端侧，将其相反方向设为X轴负侧或者基端侧。而且，在Z轴中，将从液体供给管4朝向液体输送管24的方向设为Z轴正侧，将其相反方向设为Z轴负侧。

以下，对喷嘴单元2的各部进行详述。

喷嘴22装配于液体输送管24的末端部。喷嘴22在其内部具备供液体L通过的喷嘴流路220。喷嘴流路220的末端部的内径比其基端部的内径小。在液体输送管24内朝向喷嘴22输送的液体L经由喷嘴流路220形成为细流状并喷射。此外，图2所示的喷嘴22可以是与液体输送管24不同的部件，也可以是一体的。

液体输送管24是连结喷嘴22与振动生成部26的管体，在其内部具备输送液体L的液体流路240。前述的喷嘴流路220经由液体流路240连通于液体供给管4。液体输送管24可以是直管，也可以是弯管。

喷嘴22以及液体输送管24只要具有在喷射液体L时不变形的程度的刚性即可。作为喷嘴22的结构材料，例如列举金属材料、陶瓷材料、树脂材料等。作为液体输送管24的结构材料，例如列举金属材料、树脂材料等，特别优选使用金属材料。

喷嘴流路220的内径根据作业内容、作业对象物W的材质等而适当选择，但是作为一例，优选为在0.05mm以上且1.0mm以下，更优选为在0.10mm以上且0.30mm以下。

振动生成部26具备框体261、设置于框体261内的压电元件262及加强板263、以及隔膜264。

框体261呈箱状，包括第一箱体261a、第二箱体261b以及第三箱体261c的各部位。第一箱体261a以及第二箱体261b呈分别具备从基端朝向末端贯通的贯通孔的筒状。而且，在第一箱体261a的基端侧的开口与第二箱体261b的末端侧的开口之间夹着隔膜264。隔膜264例如是具有弹性或者挠性的膜状的部件。

第三箱体261c呈板状。而且，在第一箱体261a的基端侧的开口固定有第三箱体261c。由第二箱体261b、第三箱体261c以及隔膜264形成的空间是容纳室265。在容纳室265容纳有压电元件262以及加强板263。压电元件262的基端连接于第三箱体261c，压电元件262的末端经由加强板263连接于隔膜264。

另外，第一箱体261a具有的贯通孔从基端贯通至末端。这样的贯通孔包括内径相对较大的基端侧的区域和内径相对较小的末端侧的区域。其中，在内径小的区域，从末端侧的开口插入液体输送管24。另外，在内径大的区域，隔膜264成为从基端侧被覆盖的状态。而且，由内径大的区域与隔膜264形成的空间是液体室266。

而且，液体室266与液体输送管24之间的空间是出口流路267。另一方面，在液体室266连通有与出口流路267不同的入口流路268。入口流路268的一端连通于液体室266，在另一端从Z轴负侧插入前述的液体供给管4。由此，液体供给管4的内部流路与入口流路268、液体室266、出口流路267、液体流路240、以及喷嘴流路220连通。作为结果，经由液体供给管4供给至入口流路268的液体L依次经由液体室266、出口流路267、液体流路240以及喷嘴流路220而喷射。

从压电元件262经由框体261引出布线291。经由该布线291压电元件262与控制部6电连接。压电元件262通过从控制部6供给的驱动信号，基于逆压电效果，以沿着X轴伸长或者收缩的方式进行振动。若压电元件262伸长，则隔膜264被压向X轴正侧。因此，液体室266的容积减少，液体室266内的压力上升。这样，液体室266内的液体L被送入出口流路267，喷嘴流路220内的液体L喷射。另一方面，若压电元件262收缩，则隔膜264被拉向X轴负侧。因此，液体室266的容积扩大，液体室266内的压力降低。这样，出口流路267内的液体L被送入液体室266内。

压电元件262的振动模式只要是可以使隔膜264沿着X轴位移的振动模式即可，可以是周期模式，也可以是非周期模式。在周期模式的情况下，频率可以恒定，也可以变动。另外，压电元件262可以是沿着X轴进行伸缩振动的元件，也可以是进行弯曲振动的元件。

压电元件262例如具备压电体和设置于压电体的电极。作为压电体的结构材料，例如列举锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡、钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、钨酸钠、氧化锌、钛酸钡锶(BST)、钽酸锶铋(SBT)、偏铌酸铅、钪铌酸铅等的压电陶瓷等。

而且，压电元件262能够用可以使隔膜264位移的任意的元件或机械要素来代替。作为该元件或者机械要素，例如列举磁致伸缩元件、电磁致动器、电机与凸轮的组合等。

此外，框体261只要具有在液体室266内的压力上升或者降低时不变形程度的刚性即可。

另外，图2所示的振动生成部26设置于液体输送管24的基端部，但是其位置没有特别限定。例如，振动生成部26可以设置于液体输送管24的中途，也可以设置于液体输送管24的末端。

此外，压电元件262的驱动频率没有特别限定。另外，输入至压电元件262的驱动信号的波形例如除了是正弦波、矩形波、锯齿波这种周期性的波形以外，也可以是非周期性的波形。

此外，振动生成部26根据需要设置即可，也可以省略。

另外，如图2所示，喷嘴单元2具备作为第一管的分离管27和作为第二管的吸引管28。

分离管27在其内部具备能够减压的分离流路270。该分离流路270与设置于其基端侧的分离用配管82的内部流路连通。而且，在本实施方式中，该分离流路270经由分离用配管82通过分离泵84而被减压。

另外，该分离管27设置为围绕喷嘴22以及液体输送管24的外侧表面。换言之，在分离管27的分离流路270内插入喷嘴22以及液体输送管24。

在此，将喷嘴流路220的末端设为喷嘴开口部220a，将分离管27的末端设为第一开口部27a。喷嘴开口部220a位于比分离管27的第一开口部27a更靠基端侧。换言之，喷嘴开口部220a比分离管27的第一开口部27a更向X轴负侧后退。

另一方面，将从喷嘴22喷射的液体L成为液滴L2的位置设为液滴化位置PD。另外，将从喷嘴开口部220a至液滴化位置PD的距离设为液滴化距离DD。此时，如前所述，后退的喷嘴开口部220a与第一开口部27a的距离D1在液滴化距离DD以上。

通过以此实现距离D1的最优化，使喷嘴开口部220a的末端侧被分离管27覆盖，从而作为相对于大气压下被减压的空间的分离流路270，成为具有距离D1的长度。由于存在这样的空间，从喷嘴22喷射的液体L从反射液流、吸引液流等的排液L分离并被保护。作为结果，能够稳定地喷射液体L，从而能够抑制利用由液滴L2引起的侵蚀作用而进行的作业效率的降低。

此外，反射液流是指喷射的液体L碰撞作业对象物W并反射而产生的液流或液滴。另外，吸引液流是指随着前述的吸引管28的吸引来拉伸反射液流等而产生的液流或液滴。

分离管27只要具有在分离流路270被减压时不变形程度的刚性即可。作为分离管27的结构材料，例如列举金属材料、陶瓷材料、剥离材料、树脂材料等，特别优选使用金属材料。分离管27可以是直管，也可以是弯管。

此外，前述的喷嘴22以及液体输送管24的外径根据作业内容、作业对象物W的材质等适当设定，但是作为一例，优选为在1.0mm以上且10mm以下，更优选为在2.0mm以上且6.0mm以下。

在该情况下，分离流路270的内径优选为在喷嘴22以及液体输送管24的外径的1.1倍以上且10倍以下，更优选为在1.5倍以上且5.0倍以下。由此，在喷嘴22以及液体输送管24与分离管27之间产生适度的间隙。作为结果，能够必要且充分地确保减压速度。因此，即使排液L3进入喷嘴开口部220a的末端侧，也能够快速地引入分离流路270。作为结果，能够确保喷射液体L的路径的间隙，能够更稳定地喷射液体L。

另一方面，作为第一管的分离管27的分离流路270的内径优选为在喷嘴开口部220a的内径的1.88倍以上，更优选为在3.00倍以上。由此，从喷嘴22喷射的喷流L1变化为液滴L2，而且即使该液滴L2彼此结合而直径扩大，也能够降低扩大后的液滴L2与分离流路270的内表面接触的概率。即，可知液滴L2彼此自然地集合而大型化时的倍率平均为1.88倍左右，因此通过将分离流路270的内径设定为其以上，能够降低液滴L2与分离流路270的内表面接触的概率。

此外，本实施方式涉及的分离流路270是相对于大气压被减压的空间，但是分离流路270的压力可以是大气压，也可以如后所述比大气压高。即使在这样的情况下，也能够确保喷射液体L的路径的间隙，因此能够稳定地喷射液体L。但是，从得到充分的稳定性的观点出发，如本实施方式所示，优选为对分离流路270进行减压或者如后所述进行加压。

吸引管28位于该分离管27的外侧。吸引管28设置为围绕分离管27的外侧表面。由此，在吸引管28的吸引流路280内不仅插入有分离管27，还插入有已插入该分离管27内的喷嘴22以及液体输送管24。

如前所述，吸引管28在其内部具备能够吸引的吸引流路280。该吸引流路280与设置于其基端侧的排液回收管74的内部流路连通。而且，该吸引流路280经由排液回收管74而被吸引泵76吸引。

通过设置这样的吸引管28，能够抑制前述的反射液流、吸引液流等的排液L3滞留于作业对象物W的周边。假设，若排液L3滞留，则新飞行的液滴L2碰撞排液L3。这样，无法向作业对象物W施加液滴L2的冲击压，作业效率降低。因而，通过吸引排液L3，能够抑制作业效率的降低。另外，通过抑制随着排液L3的飞散的视野的恶化，也能够抑制作业效率的降低。

此外，吸引流路280的内径优选为在分离管27的外径的1.5倍以上且10倍以下，更优选为在2.0倍以上且8.0倍以下。由此，在分离管27与吸引管28之间产生适度的间隙。作为结果，即使在排液L3中包含作业后的残渣等，也能够抑制其卡在吸引流路280。另外，能够必要并且充分地确保减压速度。因此，能够将排液L3快速地吸引到吸引流路280内，能够更可靠地抑制排液L3滞留于作业对象物W的周边。

吸引管28只要具有在吸引流路280被减压时不变形程度的刚性即可。作为吸引管28的结构材料，例如列举金属材料、陶瓷材料、剥离材料、树脂材料等。吸引管28可以是直管，也可以是弯管。

另外，吸引管28可以是不透明的，也可以是半透明或者透明的。在后者的情况下，易于通过吸引管28目视确认从分离管27或分离管27飞出的液滴L2。作为结果，能够提高作业的位置精度。

而且，在吸引管28是半透明或者透明的情况下，分离管27也可以是半透明或者透明的。由此，能够直接目视确认喷嘴22，因此能够提高作业的位置精度。

1.2液体容器

液体容器3存积液体L。存积于液体容器3的液体L经由液体供给管4而供给至喷嘴单元2。

作为液体L例如优选使用水，但是也可以是有机溶剂等。另外，在水或有机溶剂中可以溶解任意的溶质，也可以分散任意的分散质。

液体容器3可以是密封的容器，也可以是开放的容器。

1.3送液泵

送液泵5设置于液体供给管4的中途或者端部。存积于液体容器3的液体L被送液泵5吸引，在预定的压力下供给至喷嘴单元2。

另外，在送液泵5中经由布线292电连接后述的控制部6。送液泵5具有基于从控制部6输出的驱动信号变更供给的液体L的压力的功能。

1.4回收容器

由前述的吸引管28吸引的排液L3经由排液回收管74被送至回收容器72。回收容器72存积排液L3。

另外，在本实施方式中，分离泵84也是用于对分离流路270进行减压的泵。因此，在排液L3被引入分离流路270的情况下，该排液L3也经由分离用配管82被送至回收容器72。此外，对于经由分离用配管82而被输送的排液L3，也可以存积于与回收容器72不同的容器。

1.5吸引泵以及分离泵

吸引泵76设置于排液回收管74的中途或者端部。通过吸引泵76对吸引流路280进行减压，从而吸引排液L3，能够送至回收容器72。另一方面，分离泵84设置于分离用配管82的中途或者端部。能够通过分离泵84对分离流路270进行减压，从而吸引排液L3，并输送至回收容器72。

因而，在减压这样的功能的观点中，吸引泵76与分离泵84是同等的。另一方面，在吸引流路280中，更强地吸引排液L3，起到液滴L2易于直接碰撞作业对象物W或者抑制随着排液L3飞散的视野的恶化的作用。相对于此，在分离流路270中，在被吸引至吸引流路280侧的排液L3的流动的一部分飞散时，起到除去该飞散的排液L3的作用。

因此，伴随吸引泵76的减压的极限压力优选为比伴随分离泵84的减压的极限压力低。由此，多数排液L3被吸引至吸引流路280，能够使排液L3进入分离流路270侧的概率降低。另外，假设即使飞散的一部分的排液L3进入分离流路270，也能够将其量抑制得较少。由此，抑制从喷嘴22喷射的液体L的飞行被排液L3阻碍，能够进行更稳定的飞行。

另外，随着吸引泵76的减压的极限压力优选为在随着分离泵84的减压的极限压力的90％以下，更优选为在1％以上且80％以下。由此，尤其能够使排液L3进入分离流路270侧的概率降低，并且能够抑制随着分离流路270被减压到必要以上而使喷流L1的飞行路径弯曲。

此外，上述的极限压力是指在各泵的运转时在吸气侧测定的最低压力。

1.6控制部

控制部6经由布线291而与喷嘴单元2电连接。另外，控制部6经由布线292、293、294而与送液泵5、吸引泵76以及分离泵84电连接。

图1所示的控制部6具有压电元件控制部62、送液泵控制部64、吸引泵控制部65、分离泵控制部66以及存储部67。

压电元件控制部62将驱动信号输出至压电元件262。通过该驱动信号控制压电元件262的驱动。由此，例如能够在预定的频率以及预定的位移量下使隔膜264位移。

送液泵控制部64将驱动信号输出至送液泵5。通过该驱动信号控制送液泵5的驱动。由此，例如能够在预定的压力以及预定的驱动时间将液体L供给至喷嘴单元2。

吸引泵控制部65将驱动信号输出至吸引泵76。通过该驱动信号控制吸引泵76的驱动。由此，例如在预定的压力以及预定的驱动时间下驱动吸引泵76，能够调整由吸引管28吸引的排液L3的吸引速度、吸引时间。

分离泵控制部66将驱动信号输出至分离泵84。通过该驱动信号控制分离泵84的驱动。由此，例如在预定的压力以及预定的驱动时间下驱动分离泵84，能够调整由分离管27吸引的排液L3的吸引速度、吸引时间。

此外，控制部6能够协调控制压电元件262的驱动、送液泵5的驱动、吸引泵76的驱动以及分离泵84的驱动中的两个以上。

这样的控制部6的功能通过运算装置、存储器、外部接口等的硬件实现。

其中，作为运算装置，例如列举CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)等。

另外，作为存储器列举ROM(Read Only Memory，只读存储器)、闪存ROM、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，硬盘等。

1.7液体喷射装置的动作

接着，对液体喷射装置1的动作进行说明。

存积于液体容器3的液体L被送液泵5吸引，经由液体供给管4在预定的压力下供给至振动生成部26。在振动生成部26中，使被供给至液体室266的液体L的压力变动。该压力变动使液体L产生脉动流。脉动流是指流量或者流速随时间变动的液体L的流动。变动模式可以是定期的模式，也可以是不定期模式。随着脉动流的液体L流经图2所示的液体流路240以及喷嘴流路220而喷射。

如上所述，从液体喷射装置1喷射的液体L例如边示出如图3所示那样的动作边在空气中飞行。图3是示意性地示出从液体喷射装置1喷射的液体L的形状的剖视图。

液体喷射装置1所喷射的液体L在喷射之后作为连续的柱状喷流L1飞行。这样的连续喷流L1在距喷嘴22的末端预定的距离的区域产生。将该区域称为“连续流区域R1”。另一方面，在比连续流区域R1更靠作业对象物W侧，连续喷流L1的形状紊乱，变化为液滴L2。将这样的液滴L2产生的区域称为“液滴流区域R2”。若使这样的液滴L2碰撞作业对象物W，则与碰撞喷流L1的情况相比，即使是相同流量也能够提高冲击压。作为结果，能够提高作业效率。

在此，前述的液滴化距离DD是从喷嘴开口部220a到液滴化位置PD的距离。如图3所示，液滴化位置PD是指柱状喷流L1开始变化为液滴L2的位置。

图4是示意性地示出图3所示的喷嘴单元2的末端部附近的图。图5是从末端侧观察图4所示的喷嘴单元2的图。

在本实施方式中，如前所述，喷嘴开口部220a与第一开口部27a的距离D1在液滴化距离DD以上。因此，从喷嘴开口部220a喷射的液体L在飞行液滴化距离DD期间作为连续的柱状喷流L1飞行。而且，若喷流L1到达液滴化位置PD，则产生液滴L2。因而，假设若喷流L1的飞行被某种障碍物等阻碍，则液滴L2的产生也被阻碍，从而导致液体喷射装置1的作业效率的降低。

相对于此，在本实施方式中，由于距离D1在液滴化距离DD以上，因此能够使喷流L1在分离管27的内部的分离流路270飞行。因此，能够通过分离管27来保护喷流L1，从而能够进行稳定的飞行。作为结果，能够使液滴L2稳定地产生，从而提高对作业对象物W的作业效率。

而且，通过目视分离管27的第一开口部27a的位置，能够得到液滴化位置PD的基准。即，由于液滴化位置PD位于分离流路270内，液滴流区域R2被保证为位于比第一开口部27a更靠末端侧。这样，作业者无需意识到液滴化位置PD，能够高效地进行充分地产生液滴L2的冲击压的益处的作业。

另外，即使在排液L3进入了分离流路270的情况下，也能够通过分离泵84如图4中箭头A1所示吸引、除去排液L3。作为结果，能够使喷流L1稳定地飞行，而且能够使液滴L2稳定地产生。

此外，距离D1只要在液滴化距离DD以上即可，但是优选为在液滴化距离DD的1.01倍以上且2.00倍以下，更优选为在液滴化距离DD的1.10倍以上且1.50倍以下。若距离D1在该范围内，则能够使喷流L1更稳定地飞行。此外，若距离D1超过所述上限值，则由于距离D1相比液滴化距离DD过长，存在液滴L2的飞行路径紊乱、飞行速度降低、对作业对象物W的侵蚀作用降低的可能。

此外，优选为第一开口部27a的位置以及喷嘴开口部220a的位置能够相对移动。由此，能够根据液滴化距离DD变更距离D1，因此也能够适当选择上述的倍率。

另外，如图5所示，喷嘴22优选为与分离管27配置为同心圆状。由此，能够对从喷嘴22喷射的喷流L1的周围进行均匀地减压。作为结果，能够使喷流L1更稳定地飞行，从而之后能够使液滴L2更可靠地产生。此外，喷嘴22与分离管27配置为同心圆状不是必须的，也可以是两者的轴偏离。

另一方面，通过液滴L2碰撞作业对象物W并反射而产生的排液L3被吸引管28吸引。在此，将吸引管28的末端设为第二开口部28a。若吸引流路280内通过吸引泵76被减压，则如图4中箭头A2所示，能够吸引并除去滞留于第二开口部28a的附近的排液L3。由此，能够抑制排液L3滞留于作业对象物W的周边，从而能够抑制新飞行的液滴L2与排液L3碰撞。作为结果，能够将液滴L2的冲击压充分地施加于作业对象物W，从而能够抑制作业效率的降低。

此外，在图4中，第一开口部27a的沿着X轴的位置与第二开口部28a的沿着X轴的位置相互一致，但是这些位置也可以相互偏离。

例如，在第一开口部27a的位置相比第二开口部28a的位置向X轴正侧偏离的情况下，在空间中，能够更容易地区分排液L3与喷流L1。另外，能够直接目视位于靠近喷流L1的位置的分离管27，因此作业者易于掌握喷流L1的位置。另一方面，在第一开口部27a的位置相对于第二开口部28a的位置向X轴负侧偏离的情况下，能够防止分离管27与作业对象物W接触，能够防止对分离管27造成损伤。

如上所述，本实施方式涉及的液体喷射装置1具有：喷嘴22，具备喷射液体L的喷嘴开口部220a；液体输送管24，将液体L输送至喷嘴22；以及分离管27，在内部设置有喷嘴22以及液体输送管24，且具有末端(第一端)以及基端(第二端)，并且所述分离管27作为在末端具备第一开口部27a的第一管。喷嘴开口部220a位于比分离管27的第一开口部27a更靠基端侧。而且，将从喷嘴22喷射的液体L形成液滴L2的位置设为液滴化位置PD、将从喷嘴开口部220a至液滴化位置PD的距离设为液滴化距离DD时，喷嘴开口部220a与第一开口部27a之间的距离D1在液滴化距离DD以上。

根据这样的液体喷射装置1，能够确保喷射液体L的路径的间隙，因此能够稳定地喷射液体L。作为结果，能够使液滴L2稳定地产生，能够使液滴L2碰撞作业对象物W而进行各种作业。

另外，如前所述，本实施方式涉及的液体喷射装置1的作为第一管的分离管27的内部的压力比大气压低。由此，即使在排液L3进入喷嘴开口部220a的末端侧的情况下，也能够快速地引入分离流路270。作为结果，能够确保喷射液体L的路径的间隙，从而更稳定地喷射液体L。

另外，液体喷射装置1还具有作为第二管的吸引管28，该吸引管28在内部设置有作为第一管的分离管27。而且，优选设定为：作为吸引管28的内部的吸引流路280的压力比大气压低并且比作为分离管27的内部的分离流路270的压力低。由此，多数排液L3被吸引流路280吸引，能够使排液L3进入分离流路270侧的概率降低。另外，假设即使飞散的部分的排液L3进入分离流路270，也能够将其量抑制得较少。由此，抑制从喷嘴22喷射的液体L的飞行被排液L3阻碍，能够进行更稳定的飞行。

另外，在图5中，分离管27与吸引管28配置为非同心圆状。具体而言，作为第一管的分离管27的外表面固定于作为第二管的吸引管28的吸引流路280的内表面。而且，分离管27配置为相对于吸引管28偏心。由此，易于在空间区分喷流L1飞行的路径和被吸引的排液L3通过的路径。作为结果，能够进一步降低排液L3阻碍喷流L1的飞行的概率。而且，根据这样的非同心圆状的配置，与将分离管27与吸引管28配置为同心圆状的情况相比，能够确保分离管27的外表面与吸引流路280的内表面的最大距离Dm更长。作为结果，即使在异物混入排液L3的情况下，异物也难以卡在吸引流路280。

2.第二实施方式

接着，对第二实施方式涉及的液体喷射装置进行说明。

图6是示出第二实施方式涉及的液体喷射装置的剖视图。

以下，对于第二实施方式进行说明，但是在以下的说明中，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于同样的事项省略其说明。此外，在图6中，对于与第一实施方式同样的结构标注相同的符号。

第二实施方式除了分离泵84的结构不同以外，其余与第一实施方式相同。

在前述的第一实施方式中，分离泵84具有对分离流路270进行减压的功能。相对于此，在本实施方式中，在分离泵84具有对分离流路270进行加压的功能这点上是不同的。

即，本实施方式涉及的液体喷射装置1的作为第一管的分离管27的内部的压力比大气压高。由此，能够从分离流路270朝向外部放出气体G。作为结果，能够沿着从喷嘴22喷射的液体L飞行的路径形成气体G的屏蔽GS。该屏蔽GS抑制排液L3进入喷嘴开口部220a的末端侧。作为结果，能够确保喷射液体L的路径的间隙，更稳定地喷射液体L。另外，屏蔽GS在液体L变化为液滴L2后也有助于提高液滴L2的飞行路径的位置精度，抑制飞行速度的降低。作为结果，尤其能够提高作业效率。

另外，本实施方式具备存积用于供给至分离流路270的气体G的气体存积部86。存积于气体存积部86的气体G通过分离泵84而被供给至分离流路270。

在该情况下，分离流路270的最大压力只要比大气压高即可，但是优选为在1.1大气压以上且10大气压以下，更优选为在1.2大气压以上且5.0大气压以下。通过将分离流路270的压力设定在所述范围内，能够充分地抑制排液L3进入喷嘴开口部220a的末端侧，并且能够抑制气体的屏蔽对液体L的喷射产生不良影响。

气体G能够使用任意的气体，但是例如列举空气、氮气、氩气等。

在以上那样的第二实施方式中也可以得到与第一实施方式同样的效果。

3.第三实施方式

接着，对第三实施方式涉及的液体喷射装置进行说明。

图7是示出第三实施方式涉及的液体喷射装置的剖视图。图8是从末端侧观察图7所示的喷嘴单元2的图。

以下，对第三实施方式进行说明，但是在以下的说明中，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明，对于同样的事项省略其说明。此外，在图6中，对与第一实施方式同样的结构标注同一的符号。

第三实施方式除了喷嘴单元2的结构不同以外，与第一实施方式是同样的。

在前述的第一实施方式涉及的喷嘴单元2中，分离管27插入吸引管28的内部的吸引流路280。相对于此，在本实施方式涉及的喷嘴单元2A中，分离管27设置于吸引流路280的外部。

即如图7以及图8所示，本实施方式涉及的液体喷射装置1还具有与作为第一管的分离管27并列设置的作为第二管的吸引管28。而且，吸引管28的内部的吸引流路280的压力与第一实施方式同样地，优选设定为比大气压低并且比分离管27的内部的分离流路270的压力低。由此，多数排液L3被吸引流路280吸引，能够降低排液L3进入分离流路270侧的概率。另外，假设即使飞散的一部分的排液L3进入分离流路270，也能够将其量抑制得较少。由此，抑制从喷嘴22喷射的液体L的飞行被排液L3阻碍，从而能够进行更稳定的飞行。

而且，如图8所示，在本实施方式中，与第一实施方式相比，能够更大地分离喷嘴22的位置与吸引流路280的位置的间距。由此，易于在空间上区分喷流L1飞行的路径和被吸引的排液L3通过的路径。作为结果，能够进一步降低排液L3阻碍喷流L1的飞行的概率。

另外，本实施方式涉及的送液泵5内置有止回阀51。通过具备这样的止回阀51，随着在图2所示的振动生成部26中对液体L施加的振动，能够防止液体L在液体供给管4中逆流。此外，止回阀51也可以与液体供给管4的中途独立地设置。另外，第一实施方式以及第二实施方式也可以具备与此相同的止回阀51。

此外，在图7中，分离管27的轴与吸引管28的轴大致平行，但是其位置关系没有特别限定，也可以是非平行。

另外，在图7中，第一开口部27a的沿着X轴的位置与第二开口部28a的沿着X轴的位置相互一致，但是这些位置也可以相互偏离。

而且，在图7以及图8中，分离管27与吸引管28相接，但是它们也可以相互分离。

另外，分离流路270的压力也可以比大气压高。

在以上那样的第三实施方式中，也可以得到与第一、第二实施方式同样的效果。

以上，基于图示的实施方式说明本发明的液体喷射装置，但是本发明不限定于这些实施方式。

例如，本发明的液体喷射装置的所述实施方式的各部的结构也可以置换为具有同样的功能的任意的结构，也可以在所述实施方式中追加任意的结构。

另外，振动生成部的配置不限定于所述各实施方式的位置，只要是可以对在液体输送管中被输送的液体施加振动的位置就可以是任何位置。而且，本发明的液体喷射装置也可以具备多个振动生成部。在该情况下，也可以从所述各实施方式中组合两个以上来使用。

而且，所述实施方式涉及的振动生成部采用使隔膜振动的方式，但是也可以采用使液体输送管振动的方式。

Claims (5)

1.一种液体喷射装置，其特征在于，具有：

喷嘴，具备喷射液体的喷嘴开口部；

液体输送管，将液体输送至所述喷嘴；

第一管，在内部设置有所述喷嘴以及所述液体输送管，且具有第一端以及第二端，并且所述第一管在所述第一端具备第一开口部；以及

第二管，所述第二管的内部的压力比大气压低并且比所述第一管的内部的压力低，

所述喷嘴开口部位于比所述第一管的所述第一开口部更靠所述第二端侧，

在将所述喷嘴所喷射的液体成为液滴的位置设为液滴化位置、将从所述喷嘴开口部至所述液滴化位置的距离设为液滴化距离时，所述喷嘴开口部与所述第一开口部之间的距离在所述液滴化距离以上，

所述第一管的内径是所述喷嘴开口部的内径的1.88倍以上。

2.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述第二管在内部设置有所述第一管。

3.根据权利要求2所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述第一管的外表面固定于所述第二管的内表面。

4.根据权利要求1所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述第二管与所述第一管并列设置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体喷射装置，其特征在于，

所述第一管的内部的压力比大气压低或者比大气压高。

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