静电喷雾装置、喷雾电极及其制造和清洁方法

摘要

一种静电喷雾装置，包括具有喷雾端的毛细管喷雾电极以及参考电极，以及与喷雾电极流体连通的容器。在使用时，所述电极跨发电机连接，以在电极之间建立电场，使得容器中的流体从喷雾电极中喷出。该喷雾电极具有一个焦点，该焦点在所述喷雾端上确定了一个点，所述电场集中于该点。

权利要求

1.一种静电喷雾装置，包括具有喷雾端的毛细管喷雾电极以及参考电极，这些电极在使用时跨发电机连接，以在电极之间建立电场，使得毛细管中的流体从喷雾电极中喷出，其中，该喷雾电极具有一个焦点，该焦点在所述喷雾端上确定了一个点，所述电场集中于该点，其特征在于该焦点是一个突出部，它从喷雾端的正面在平行于喷雾电极的纵轴的方向延伸出来，所述突出部被圆化，其曲率半径小于喷雾电极的曲率半径。

2.一种静电喷雾装置，包括具有喷雾端的毛细管喷雾电极以及参考电极，这些电极在使用时跨发电机连接，以在电极之间建立电场，使得毛细管中的流体从喷雾电极中喷出，其中，该喷雾电极具有一个焦点，该焦点在所述喷雾端上确定了一个点，所述电场集中于该点，其特征在于该焦点是邻近喷雾电极的杆，在平行于喷雾电极的纵轴的方向延伸而超过喷雾端的正面，该杆的末端被圆化，曲率半径小于喷雾电极的曲率半径。

3.一种静电喷雾装置，包括具有喷雾端的毛细管喷雾电极以及参考电极，这些电极在使用时跨发电机连接，以在电极之间建立电场，使得毛细管中的流体从喷雾电极中喷出，其中，该喷雾电极具有一个焦点，该焦点在所述喷雾端上确定了一个点，所述电场集中于该点，其特征在于该喷雾电极在喷雾端有一个正面，该正面具有被圆化的边缘，并被设置为相对于喷雾电极的纵轴成一个斜角，从而提供所述焦点。

4.如权利要求3所述的静电喷雾装置，其中，所述正面除了边缘外在一个平面内。

5.如权利要求1到4之任一所述的静电喷雾装置，其中，所述喷雾电极被涂覆一层电介质或者半导体材料。

6.如权利要求1到4之任一所述的静电喷雾装置，其中，所述焦点所确定的点是在喷雾电极上最靠近参考电极的点。

7.如权利要求1到4之任一所述的静电喷雾装置，其中，所述焦点所确定的点是在喷雾电极上最远离参考电极的点。

8.如权利要求1到4之任一所述的静电喷雾装置，其中，所述焦点所确定的点是在喷雾电极上在最远离参考电极的点和最靠近参考电极的点的中间的点。

9.如权利要求1到4之任一所述的静电喷雾装置，还包括与所述喷雾电极流体连通的容器。

10.如权利要求1到4之任一所述的静电喷雾装置，其中，该装置还包括在流体从喷雾电极喷出时向流体施加脉冲压力波以清洁喷雾电极的装置。

11.如权利要求10所述的静电喷雾装置，其中，所述向流体施加脉冲压力波以清洁喷雾电极的装置是压电振动膜。

12.如权利要求10所述的静电喷雾装置，其中，所述向流体施加脉冲压力波以清洁喷雾电极的装置是泵。

13.如权利要求12所述的静电喷雾装置，其中，所述泵是蠕动泵。

14.如权利要求10所述的静电喷雾装置，还包括与所述喷雾电极流体连通的容器。

15.如从属于权利要求12所述的静电喷雾装置，其中，该泵适合从容器向喷雾电极泵送流体。

16.用于如权利要求1到4之一所述的静电喷雾装置的喷雾电极。

17.一种制造如权利要求1到4之一所述的静电喷雾装置的喷雾电极的方法，包括：按照相对于毛细管的纵轴成斜角地切割或者磨削毛细管，以形成喷雾端，并侵蚀该喷雾端以使其边缘圆化。

18.如权利要求17所述的方法，其中，随后用电介质或者半导体材料层涂覆所述喷雾电极。

19.一种用于清洁如权利要求1到4之一所述的静电喷雾装置的毛细管喷雾电极的方法，包括：在使用时对通过电极喷出的液体施加脉冲压力波，从而清洁喷雾电极。

20.如权利要求19所述的方法，其中，所述压力波以超声波频率脉动。

说明书

静电喷雾装置、喷雾电极及其制造和清洁方法

技术领域

[0001] 本发明涉及静电喷雾装置，用于通过产生高比表面(表面系数)的液体来使化学制剂雾化和汽化。本发明还涉及用于这样的装置的喷雾电极。本发明还涉及制造这样的电极的方法、清洁这种电极的方法以及用于实现该方法的装置。

背景技术

[0002] WO 03/00431描述了这样一种装置，其能够用来产生经过放电了的雾化液滴，这样的雾化液滴不会淀积在该装置本身上面。这是一种极为有效的系统。

[0003] 精确地控制电场，包括由液滴和任何离子的空间电荷产生的电场，是很重要的。因此，同样重要的是要能够预测从喷雾电极发出的液体的方向和分布，并且这对一种液体和另一种液体来说必须是一致的。Cloupeau和Prunet-Foch在J Electrostatics，
22(1989)135-159中描述了被称为“多股喷流”的一些液体形式，其中，在喷雾电极处形成不止一个的液体喷流。这些喷流的形成对于单种液体来说非常难以预测，但是对于具有不同属性的多种不同的液体来说又几乎没有一致性。这意味着，必须针对每一种组分具体设立一种装置，这对于许多应用来说是不切实际的。

[0004] 在单一喷流不再能维持整体流速，并且对于要形成的额外喷流有足够的空间和电场强度时，就形成多股喷流。对于大多数普通的喷雾电极(由垂直于轴线切割的毛细管形成)，这意味着喷流从一个场最强的同轴位置移动到场较弱的毛细管边缘。如果这仍然不足以维持液体流速，则在毛细管边缘上径向相对的位置形成第二个喷流，如Jaworek & Krupa；J.Aerosol Sci.7(1996)：979-986所述。

[0005] 喷流的数目非常难以确定，除非装置内的电场的所有方面都是已知的。这意味着必须与液体的特性和液体到喷嘴的流速一起确定电气配置(electrical set-up)，比如几何形状和电压，因为这些都影响电场。在大多数商业应用中，这些限制使得多股喷流的形成并无帮助，阻碍或者防止多股喷流的形成的手段在商业上极有优势。

[0006] 这似乎就意味着，如果不需要多股喷流的话，毛细管并不是要使用的喷雾电极的最佳形式。但是我们已经发现，通过适当的改进，可以使之避免多股喷流的形成。

发明内容

[0007] 根据本发明的一个方面，提供了一种静电喷雾装置，其包括具有喷雾端的毛细管喷雾电极以及参考电极，这些电极在使用时跨发电机连接，以在电极之间建立电场，使得毛细管中的流体从喷雾电极中喷出，其中，该喷雾电极具有一个焦点，该焦点在所述喷雾端上确定了一个点，所述电场集中于该点。

[0008] 本发明使得电场被聚集于喷雾电极上的一点，使得该处的电场足以在突出部形成喷流，但是在电极上的别处较弱而不能形成另外的喷流。另外，电场必须充分集中，使得在焦点不能形成两个或者更多个喷流，因此重要的是其形状只产生一个电场最大的点。其它任何地方的电场都应当弱许多。

[0009] 这里所描述的装置显示了如何通过仔细地构建喷雾电极并选择其相对于装置的其余部分的取向以及材料组成，从而克服上述问题或者将问题削减到可以接受的水平。从而提供了许多适合原因和效果的切合实际的步骤，它们单独地或者更好的话组合起来，提供更为鲁棒的装置，对组分的改变更不敏感，并且性能在长期的使用中更为一贯。

[0010] 后面将对合适的几何形状加以描述。但是在一个实施例中，在喷雾电极的尖端，借助于少量的附加材料形成从喷雾端的正面在平行于喷雾电极的纵轴的方向延伸的突出部，提供一个局部突起或者焦点。所述突出部可以被圆化，其曲率半径小于喷雾电极本身的曲率半径。

[0011] 或者，所述焦点可以是邻近喷雾电极的杆，在平行于喷雾电极的纵轴的方向延伸而超过喷雾端的正面。该杆的末端可以被圆化，曲率半径小于喷雾电极的曲率半径。

[0012] 另一种建立焦点的手段是在毛细管的暴露端形成一个斜面。在该实施例中，喷雾电极在喷雾端有一个正面，该正面具有被圆化的边缘，并被设置为相对于喷雾电极的纵轴成一个斜角，从而提供所述焦点。一般，所述正面基本上在一个平面内。

[0013] 最好，所述喷雾电极被覆盖一层电介质或者半导体材料。这可以如后面所述的帮助减弱电晕。

[0014] 尽管例如在US5503335和US5927618中提供了一些“齿形”或者其它这样的特征的例子，但是不能使用它们，因为它们实际上会产生多个电场局部极大值。与之相反，通过设计，这里所述的喷雾电极只有一个电场最大点，并且其形状被设计为禁止在局部突起处形成多个喷流。

[0015] 所述焦点相对于参考电极的取向可以根据装置的用途和设计来规定。我们已经发现，在各种不同的环境中，可以用各种不同的取向，因为在喷雾电极产生的任何离子都应当有助于喷雾过程。

[0016] 在存在放电离子时，最好焦点在喷雾电极上确定的点最靠近参考电极。或者，所述焦点在喷雾电极上确定的点可以在最远离参考电极和最靠近参考电极的点的中间。在这些情况下，在喷雾电极产生的任何离子都有助于保持系统稳定。通过消除放电离子，在如WO03/00431所描述的装置的情况下，这些离子有助于使喷雾离开装置本身。但是，将焦点放在电场的最强部分有时也会产生过度的电晕，但是这可以通过如下所述对喷雾电极进行涂覆来加以减弱。

[0017] 离子的后果是，在某些情况下，导致喷雾电极本身逐步退化。如果被喷雾的液体有侵蚀性，则会加剧这种情况。这种侵蚀一般导致喷雾电极的形状的改变(由于电晕侵蚀它)。在这方面，焦点所确定的点最好不是最靠近参考电极的点，因为该点首先受到侵蚀，所发生的几何形状的改变对电场从而对喷雾行为有显著的影响。如果焦点在喷雾电极上确定的点在最远离参考电极和最靠近参考电极的点的中间，则可减弱这种效应，这常常就是优选的取向。

[0018] 在这些情况中，最不好的位置是焦点在喷雾电极上确定的点最远离参考电极，因为喷雾液滴在离子路径内部移动，必须穿过它以离开装置。这就导致不希望有的不稳定现象。

[0019] 但是，如果参考电极不产生离子，而只是用作反电极，则最好的情况是焦点在喷雾电极上确定的点最远离参考电极，因为在这种情况下希望液滴走喷雾电极和参考电极之间的较长的路径，这在除下述情况之外的情况下是优选的，这种除外的情况是要用喷雾来涂覆参考电极，例如用于喷涂。

[0020] 根据本发明的第二方面，提供了一种用于第一方面的静电喷雾装置的喷雾电极。

[0021] 根据本发明的第三方面，提供了一种制造喷雾电极的方法，该方法包括：按照相对于毛细管的纵轴成斜角地切割或者磨削毛细管，以形成喷雾端，并侵蚀该喷雾端以使其边缘圆化。

[0022] 所述角度和斜面的磨光(修整)很重要。例如，通过磨削端部而形成传统的斜面并不有效，因为这会形成象注射针头一样的边缘，太锐利而不能将电场集中到一点，而是沿着该“刀刃”一条线聚集。这对减少多股喷流的形成是无效的，因为多股喷流容易沿着“刀刃”形成。另外，这样形成的锐利边缘增加了过度电晕的可能性，导致电能利用的无效率。

[0023] 取而代之，需要将斜面化的毛细管喷雾电极的边缘磨圆，将其曲率半径限制到最小大约5微米，最好是10到30微米。

[0024] 我们发现，化学侵蚀提供了理想的手段用于产生所需的曲率，以及用于进行均匀的磨光。优选的化学腐蚀剂取决于喷雾电极的材料。实际上，喷雾电极本身的材料也很重要，因为，例如，粗粒的金属腐蚀形成粗糙的表面，而更为均一的材料形成更为平滑的表面，后者是有利的。

[0025] 本发明还提供了用于减弱电晕的手段。在静电喷雾装置的设计中，电晕也是不确定性的根源。这可以通过改进喷雾电极的表面来实现，例如通过在喷雾电极上形成共形的涂层，使所述共形涂层具有低电导率(例如电介质或者半导体材料)，使用化学、电化学或者蒸汽淀积方法淀积。或者，可以改进电极本身的表面层以降低其导电率。例如，使用铝喷雾电极，并通过阳极化来增加氧化层。

[0026] 在使用WO 03/00431中所描述的装置或者其它类似装置进行的试验过程中我们发现，在长期使用过程中某些化学制剂与喷雾电极反应，在某些情况下这会导致喷雾电极退化和喷雾电极堵塞。如果喷雾装置是要长期在没有维护或者检查的情况下使用，这就会尤其有问题。

[0027] 如果喷雾电极或者喷雾电极尖端在使用中位于强电场中，这样的问题对于所有的静电喷雾装置有一般性。其它的在这样的情况下会有同样问题的例子包括在W092/15339、US5337963和GB7814967中所描述的装置。对于这样的装置，以及其它类似的装置或者基于这些装置的装置，电场会催化化学降解(化学侵蚀)，或者是其直接原因，或者与喷雾电极结合起作用，或者单独作用。

[0028] 实际观测指出，某些有机分子，包括某些用于香料的有机分子，会发生反应而在喷雾电极的端部形成固体残留物，在某些情况下，随着时间的推移，这会部分地导致装置性能的逐步退化。即使分子的较小程度的降解都是不希望有的，因为，例如，香料的特性可能改变，或者由于健康原因而使用的活性分子会变得不那么有力，或者会变得无效。可以简单地从喷雾组分中剔除这样的有问题的化合物或者脆弱的分子，但是这是有限的。

[0029] 因为由于这样的装置的性能和效率的原因而希望使用电场产生液滴，重要的是要削减电场的任何有害效应，比如化学反应，并缓和或者消除这样的效应的后果。实际的观测显示，由于电晕的存在，加剧了这样的化学反应，因此，减少喷雾电极周围的空气的击穿可以限制这些反应及其影响。因此，为了控制电晕，或者至少为了试图将电晕的发生限制到装置的预定区域，根本地是要具有性能一贯的鲁棒的喷雾系统。

[0030] 根据本发明的第四方面，提供了一种静电喷雾装置，其包括具有喷雾端的毛细管喷雾电极以及参考电极，这些电极在使用时跨发电机连接，以在电极之间建立电场，使得毛细管中的流体从喷雾电极中喷出，其中，该装置还包括在流体从喷雾电极喷出时向流体施加脉冲压力波以清洁喷雾电极的装置。

[0031] 根据本发明的第五方面，提供了一种用于清洁毛细管喷雾电极的方法，该方法包括：在使用时对通过电极喷出的液体施加脉冲压力波，从而清洁喷雾电极。

[0032] 减少喷雾电极本身当中的沉淀物的积聚是有帮助的。尽管通过抑制多股喷流的形成可以提高流速，从而更好地清洁喷雾电极，可能还需要进行额外的清除。

[0033] 通过向流体施加脉冲压力波，降低了在电极内污垢积聚的可能性。这对于粘性不强(电极的内表面上的粘性附面层小)的液体尤其有用。

[0034] 在某些情况下，在需要单剂量的液体的情况下，其可以被容纳在毛细管中。但是，一般，该装置还包括与喷雾电极流体连通的容器。

[0035] 根据本发明，提供了一种静电喷雾装置，包括具有喷雾端的毛细管喷雾电极以及参考电极，这些电极在使用时跨发电机连接，以在电极之间建立电场，使得毛细管中的流体从喷雾电极中喷出，其中，该喷雾电极具有一个焦点，该焦点在所述喷雾端上确定了一个点，所述电场集中于该点，其特征在于该焦点是一个突出部，它从喷雾端的正面在平行于喷雾电极的纵轴的方向延伸出来，所述突出部被圆化，其曲率半径小于喷雾电极的曲率半径。

[0036] 根据本发明，提供了一种静电喷雾装置，包括具有喷雾端的毛细管喷雾电极以及参考电极，这些电极在使用时跨发电机连接，以在电极之间建立电场，使得毛细管中的流体从喷雾电极中喷出，其中，该喷雾电极具有一个焦点，该焦点在所述喷雾端上确定了一个点，所述电场集中于该点，其特征在于该焦点是邻近喷雾电极的杆，在平行于喷雾电极的纵轴的方向延伸而超过喷雾端的正面，该杆的末端被圆化，曲率半径小于喷雾电极的曲率半径。

[0037] 根据本发明，提供了一种静电喷雾装置，包括具有喷雾端的毛细管喷雾电极以及参考电极，这些电极在使用时跨发电机连接，以在电极之间建立电场，使得毛细管中的流体从喷雾电极中喷出，其中，该喷雾电极具有一个焦点，该焦点在所述喷雾端上确定了一个点，所述电场集中于该点，其特征在于该喷雾电极在喷雾端有一个正面，该正面具有被圆化的边缘，并被设置为相对于喷雾电极的纵轴成一个斜角，从而提供所述焦点。

[0038] 根据本发明，提供了一种制造喷雾电极的方法，包括：按照相对于毛细管的纵轴成斜角地切割或者磨削毛细管，以形成喷雾端，并侵蚀该喷雾端以使其边缘圆化。

[0039] 根据本发明，提供了一种静电喷雾装置，包括具有喷雾端的毛细管喷雾电极以及参考电极，这些电极在使用时跨发电机连接，以在电极之间建立电场，使得毛细管中的流体从喷雾电极中喷出，其中，该装置还包括在流体从喷雾电极喷出时向流体施加脉冲压力波的装置，以清洁喷雾电极。

[0040] 根据本发明，提供了一种用于清洁毛细管喷雾电极的方法，包括：在使用时对通过电极喷出的液体施加脉冲压力波，从而清洁喷雾电极。

附图说明

[0041] 下面结合附图举例描述本发明。附图中：

[0042] 图1(a)和1(b)图示了体现本发明的电极以及建立一个工作的装置所需的部件的结构举例；

[0043] 图2(a)到2(f)示意性地图解了各种不同的电极处理，同时给出了实施起来效果好和坏的例子；

[0044] 图3(a)到3(c)示意性地图解了三种电极的端部的剖面图，也是同时给出了实施效果好和不好的例子；

[0045] 图4(a)到4(c)示意性地图解了本发明中所述的喷雾电极的各种取向；

[0046] 图5示意性地图解了根据本发明用于清洁喷雾电极的一种装置的局部剖面图；

[0047] 图6图示了一种制造整体式的喷雾电极清洁系统的装置的剖面图。

具体实施方式

[0048] 图1(a)示意性地图解了本发明的一种可能的实施例，其中有一个喷雾电极1以及也可以用作放电电极的参考电极2。此例中的喷雾电极1包括一个27口径的导电毛细管，比如铝毛细管，所述参考电极是任何导电表面，比如不锈钢片或者不锈钢针。

[0049] 在所述电极和驱动电路5之间有电连接3和4，所述驱动电路5在激活时提供具有恒流或者规定电流的高压。同时，用泵8沿着喷雾电极1同时泵送被保存在柔性容器7中的液体6。所述柔性容器7由PET膜或者叠层制成，比如是位于美国特拉华州19898威尔明顿市市场街1007号杜邦大厦的杜邦公司制造的 叠层膜。合适的泵比如可以是US5961298中所描述的泵，但是可以使用任何用来泵送液体的装置。液体被电场打碎为液滴并被喷出，喷出时液体的充电或者放电与否取决于参考电极2的性质。

[0050] 在只需要单剂量的液体时，该剂量可以被完全保持在毛细管以及任何与之相连的管子中，可以省略泵和容器。这样的结构可以应用于药物等的具体剂量的配送。

[0051] 图1(b)示意性地图解了实现本发明的用于驱动图1(a)所示装置的可能的电路。电池或者其它低压电源9通过控制开关10连接到高压变流器11的输入端。变流器的输出端连接到图1(a)中的装置的电缆3和4。

[0052] 用于该装置的一种简单的变流器是由位于英国PO229RL西苏塞克斯Bognor Regis之Durban路的HiTek Power制造的PSM10-103P。注意，对于该装置来说，任何能够以大约10微安或者以下的电流送出1到30kV的电压的变流器都是适用的。也可以使用更高功率的变流器，但是这并不能带来额外的好处，并且通常会需要更多的安全管理。低功率装置，比如压电晶体或者变流器是理想的，并且具有显著的好处，比如尺寸小，固有安全度高。

[0053] 需要注意在图中没有图示地参考电位(earth reference)。这是有意为之，因为，为了操作的目的，地参考电位可以一起省略，或者可以作用于电路中的任何点。但是，在某些情况下，为了其它的目的，应用时可能需要一个地参考电位。高压输出的极性也是无关紧要的，尽管由于极性不同可能需要对电极作出某种重新安排，例如对于运行的装置，可以将PSM10-103P变流器代之以PSM10-103N变流器(前者的负极性对应产品)。

[0054] 图2(a)到2(f)图示了喷雾电极1的端部的六种变型。其中，图2(a)图示了现有技术中所述的标准导电毛细管20。在这些例子中毛细管的外经大约为400微米，内径约为200微米。也就是，毛细管为27口径。但是也可以用30口径或者更低口径的其它口径，其各部分特征则需相应缩放。

[0055] 如果通过毛细管20的液体的流速高并且围绕该端部的电场足够强，则图2(a)中的毛细管20产生多股喷流21a-21d。如果液体不能通过单股喷流充分快地流出，则在端部形成第二、第三或者多股喷流。

[0056] 尽管在某些情况下可能希望如此，但是如果需要对液滴的路径加以控制，则不可预期的多股喷流的形成会产生严重的问题。因此，阻碍或者防止多股喷流的形成的手段在商业上极有优势。

[0057] 所提出的一种手段，是形成一个焦点或者焦点突起，作为电场的聚焦点，使得尽管毛细管用作液体到喷雾电极端部的最后通道，但是液体并不在其端部周围喷洒开。所述焦点突起的目的是：通过提升在单一点的局部电场，降低产生喷雾所需的电位。这例如是通过如图2(b)所示在毛细管20的端部添加小突出部22，或者如图2(c)所示添加一个外径小于毛细管自身、基本上平行于毛细管而固定到毛细管20端部的附加杆23，而实现的。在后一种情况下，借助于液体的表面张力，液体通过毛细管20的端面而到达杆23。

[0058] 注意，图2(b)和2(c)中喷嘴的边缘必须具有些微半径而不是锐利的，否则可能在毛细管20的端部上与突起21或者杆23径向相对地形成第二、第三或者更多喷流。

[0059] 也可以如图2(d)所示，按照一定角度切割毛细管20而获得焦点突起。但是，仅仅这样是不够的。如图2(e)和2(f)所示，必须使边缘24也具有一个半径，该半径为从5微米到50微米。这样的半径是难以通过机械手段获得的。如果用机械手段形成，则不可避免地会导致不一致性，从而在电场中产生额外的局部焦点，这样就会形成产生多股喷流的电位点。因此，本发明的一个特征是不产生这样的额外的焦点突起。只应当有一个在最大电场点的焦点突起。

[0060] 应当注意，应用于喷雾电极1的正面的边缘的半径越大，则斜面的角度可以越锐。如果应用于喷雾电极1的正面的边缘的为最小半径5微米，例如，则所述角度可以高达60度或者70度。而如果是50微米，则该角度可以低至30度或者20度。也可以适用该范围之外的角度，但是在这些值之间益处最大。

[0061] 图3(a)是用斜面产生焦点的毛细管20的剖面图。该毛细管20大致是27口径，但是也可以适用其它口径，只不过需要相应调整其各部分特征。到这个水平的处理还不足以抑制多股喷流和电晕的形成。首先，由于边缘如此尖锐，象这样的喷嘴有时候会沿着该锐利的、突出的边缘25形成两个或者更多喷流。这是因为，在一个方向，围绕毛细管20端部的外围，曲率半径是在毛细管本身的数量级，而在垂直方向，可以是原子大小的数量级。这意味着象这样的毛细管就象锋利的刀刃那样作用，沿着它可能形成多股喷流。

[0062] 因此，需要对毛细管进一步改进，以减小最小曲率半径，如图3(b)所示。这里，利用合适的化学制剂，将正面的边缘25的最锋利部分腐蚀掉。例如，可以用例如氯化铁溶液、盐酸、硝酸或者柠檬酸，或者它们的组合，来腐蚀不锈钢电极。可以用氯化铁溶液或者铬酸硫酸混合物腐蚀黄铜或者紫铜基的毛细管。可以例如用热的氢氧化钠溶液或者盐酸腐蚀铝毛细管。

[0063] 注意，腐蚀剂的浓度和腐蚀时间取决于材料表面光洁度，比如表面粗糙度或者是否存在机械加工润滑剂，以及其组成、粒状结构和回火度。

[0064] 我们发现，即使对于规格明显一样的材料，也会有许多变化，因此推荐对批料取样极性测试，以确定每一种情况下的浓度和腐蚀时间。但是，为了说明的目的，可以用按体积50％的浓硝酸在水中的溶液将304不锈钢的27口径毛细管腐蚀5分钟。将腐蚀时间保持在大约5-10分钟是有帮助的，这样，首先添加工件然后在处理之后极性冲洗所需的时间就不关键。更长的时间是没有必要的，而可以使用更浓的溶液缩短时间；相反，可以通过降低腐蚀剂的浓度来使比较快的腐蚀时间变得更长。

[0065] 应当注意，通过这样消除锐利的边缘，也可以防止过度的电晕。尽管电晕不会总是一个问题，但电晕是电效率低的根源。只需要非常少量的离子就能使液滴放电——通常小于1微安。因此，电流远高于此的电晕只会增加喷雾装置所需的功率，而不会增强其功能。

[0066] 图3(c)图解了这样改进后的毛细管还被涂覆一个电介质或者半导体薄层26。这样的处理抑制了电晕的局部形成，可以将功耗压低。

[0067] 如果毛细管按照上面所述的方式进行了适当的改进，就可以用作单股喷流的源。将电场集中于一侧或者另一侧的改进意味着毛细管相对于第二或者参考电极的取向变得重要。

[0068] 图4(a)图解了如何通过将焦点或者焦点突起30设置于喷雾电极1上最远离第二电极31的一点，可以延长充电液滴32的路径。如果焦点30被置于喷雾电极1上最远离第二电极31的一点，则充电液滴32会更为直接地从一侧运动到另一侧。图4(c)的方案例如在用于充电配送芳香剂时有好处，其中，充电液滴32在空气中的时间越长，则它们在不可避免地落到第二电极31上之前就蒸发得更多。

[0069] 如果将充电液滴32放电，则会阻止它们运动到第二电极31。因此在这种情况下，就没有那么必要去延长喷雾路径。在这种情况下，通过将焦点30置于喷雾电极1上最靠近第二电极31的一点(该处电场更强，更接近第二电极31)，其减弱多股喷流的特性被增强了。

[0070] 在后一种取向有机会减少过度电晕的情况下，可以将焦点突起30置于喷雾电极1上的这样一点：介于最远离和最接近第二电极31的点之间，如图4(c)所示，或者说置于图4(a)和4(b)所示极端位置之间的某点。

[0071] 我们发现，尽管离子化程度很大程度上取决于喷雾电极的形状、是否存在放电电极以及液体的流速，但是这种毛细管周围的空气的击穿常常是不可避免的。例如，较低的流速(约1微升每秒或者更低)以及任何放电电极的存在都会提高气体放电或者电晕的可能性。

[0072] 这种离子化(电离作用)的效果或者离子化的产物，导致在喷雾电极1的端部发生化学反应。这对于本喷射的液体来说不是真正的问题，因为会定期更换，因此任何退化都不显著，常常检测不出来。但是，喷雾电极1本身并不更换，随着长期的使用，它会逐步改变。

[0073] 我们发现，有各种方式克服这种退化，或者在退化的结果妨害电极的正常工作之前就消除这种结果。一种方式是对喷雾电极1使用对这样的侵蚀不敏感的材料。例如可以使用铂电极或者钨电极，甚至是铝电极。与不锈钢相比，上述材料相对昂贵。对于许多医疗或者其它用途，都是用不锈钢制造合适的毛细管形状。

[0074] 另一种与喷嘴和液体退化产物的逐步积聚相抗衡的手段是在要喷射的液体中加入缓慢清洁喷雾电极1的化学制剂。一个这样的例子是柠檬酸，它可以用来在使用时慢慢地清洁黄铜或者不锈钢电极，或者是用硅酮油来保护表面。

[0075] 不幸的是，使用这样的化学制剂并不总是切合实际的，因为，例如，在大剂量吸入时，其它一些化合物可能是有毒的。取而代之，可以用一种整体超声波清洁方法来清除退化产物。图5图示了可以如何将一个清洁器单元51置于泵5和喷雾电极1之间的管路中。该清洁器应当包括对流向喷雾电极的整个流施加高频脉冲的装置。

[0076] 一种装置是使用压电振动膜61，如图6所示，与泵和电极(未图示)串联。该振动膜需要用由振荡器62产生的频率为1kHz到1MHz的交变电压使之脉动。这些数字只是一个指导，也可以使用该范围之外的频率。但是，较低的频率可能会导致出口处液滴直径的波动，较高的频率可能会对极度稠密和/或粘滞的液体有可以忽略的影响。

[0077] 一种合适的振动膜是MURATA ELECTRONICS(UK)LTD(地址：Oak House，Ancells Road，Ancells Business Park，Fleet，Hampshire，GU51 2QW，United Kingdom)制造的7BB-12-9。由于喷雾电极1的退化产物的积聚是在比较长的时间(数日或者数周)上发生的，只需要偶尔使清洁器脉动。通常一天一次就足够了，最好是在用喷雾电极1正在喷雾时使清洁器脉动。但是，如果清洁过程影响喷雾质量，则可以在启动喷雾之前使清洁器脉动，因此，在被清除的产物有时间稳定下来之前就被清除了。

[0078] 注意，可以使用这种作用来泵送US5630709中所述的液体。该文献中所述的泵具有往复式部件，会对整体液流施加一些高频脉冲，从而可以用来在装置喷雾时清洁喷雾电极1。在这种情况下，脉冲幅度可以较小，因为它们在装置喷雾时一直在起作用。这样的结构在实践中和商业上都有好处，因为它将两种作用组合到一个部件中，从而减少了部件数量，使得装置的制造更便宜。

[0079] 压电部件的一种替代方案是使用多头蠕动泵(multi-headed peristaltic pump)，比 如 ISMATEC SA( 地 址：Labortechnik-Analytik，Feldeggstrasse 6，8152 Glattbrugg，Switzerland)制造的REGLODigital MS-2/12，作为图5中的主泵5。在这种情况下，在主液流上已经叠加了脉冲，这就足以清洁喷雾电极1。在这种情况下，清洁器51和泵5被组合在单一部件中。但是，大的脉冲可能会影响喷雾的质量，因此其使用的场合最好是液滴直径的精确控制并不重要的场合。

[0080] 这些使喷雾装置具有一贯的性能的步骤适用于所有种类的在喷射液体的电极周围存在强电场的静电装置。例子包括下述物质的喷洒：芳香剂、杀虫剂或者其它化合物，比如保健品或者药物，或者其它希望或者要求吸入的应用。

[0081] 可以在喷雾时用来清洁喷雾电极1的化学制剂或者其混合物的例子包括含以下物质的液体混合物：酸，比如柠檬酸、硝酸、盐酸、铬酸、硫酸、辛酸、胆酸、癸烷磺酸(decanesulfonic acid)、脱氧胆酸、甘氨胆酸、甘氨脱氧胆酸(glycodeoxycholic acid)、月桂酸、月桂酰肌氨酸(lauroylsarcosine)、亚油酸、亚麻酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、牛磺鹅脱氧明酸(taurochenodeoxycholic acid)、牛磺胆酸、牛磺脱氢胆酸(taurodehydrocholic acid)、牛磺去氧胆酸、牛磺石胆酸、牛熊去氧胆酸(tauroursodeoxycholic acid)，以及这些酸的盐；碱，比如氢氧化钠；清洁剂，比如磷脂、聚氧乙烯醚比如ICI(地址：ICI 20Manchester Square，London，W1U 3AN，UK)生产的系列产品、ICI的 系列产品、ICI的 系列非离子型表面活性剂产品；以及其它化合物，比如丁羟基大茴香醚、氯化铁、乙醇、甲醇、醚和异十二烷(isododecane)；以及它们的相容混合物。

[0082] 可以用来保护喷雾电极1的化合物或者产品的例子有：表面活化剂，比如月桂酸、亚油酸、亚麻酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸；油，比如硅酮油、矿物油；醇，包括甲醇、乙醇；以及它们的相容混合物。

[0083] 其它的应用和改进对于本领域普通技术人员来说都是显然的。