本发明涉及用于喷洒流体微射流喷雾的喷雾装置，包括喷雾喷嘴单元，所述喷雾喷嘴单元包括至少一个喷雾喷嘴，该至少一个喷雾喷嘴具有用于在其中接收加压流体的腔室并且具有释放所述流体的微射流喷雾的穿孔的喷嘴壁。
背景技术：
微射流在此被定义为在瑞利破碎模式下运行的单个或多个射流。结果，连续的液滴可具有相同的尺寸并且沿相同的方向从喷嘴孔口传播。通常相应的喷嘴孔口设置在平面基底中，并且所产生的微射流将形成平行的单向液滴列，全部液滴列在相同喷雾方向取向。当喷雾喷嘴单元进一步小型化时，喷嘴孔口之间的距离将变小，并且以平行方式传播的微射流由于诱导的气流可容易地呈现无序的轨迹，导致不希望的合并和扩大的液滴尺寸分布。复杂机制，例如充电、超声波和加热，可用于操纵和偏转各个液体射流。为了防止平行液体射流的合并，也已经提出通过附加喷嘴(或多个喷嘴)的强制空气共流。
例如美国专利申请2008/0006719中公开了开头段落中所述的喷雾装置。这个专利申请描述了，特别是参照其附图中的图7，喷雾喷嘴主体，其具有支撑主体和形成为单件塑料材料的前壁。这个已知装置的前壁是相对薄的，以便弹性可变形，并且一旦暴露于所述加压流体的压力可采用总体弯曲轮廓。结果，这个已知装置产生的流体微射流将沿各自孔口的中心线释放，在其非加压状态下远离到所述前壁的表面的假想法线。若干这些微喷射一起将创造具有一定偏转角的各自射流的喷雾锥，其从所述前壁的中心改变并朝向其边缘增加。
对于特定应用，例如化妆品、香水、晶片清洁、燃油喷射、喷雾干燥器、医用喷雾，需要特征喷雾模式，且需要充分控制喷雾锥和喷雾倾斜角。对于制药应用，例如，提供具有窄尺寸分布的小水滴的喷雾可有效地针对肺的不同部分，条件是微射流喷雾可充分控制并在不同喷雾装置中重现。具体地，防止单独液滴合并和液滴尺寸分布扩大的措施特别是在这些特殊的喷雾装置中是重要的。
前述美国专利申请中已知的喷雾装置将不能提供精度和再现性，这往往是这些更复杂的喷雾装置所需的。特别地，已知装置释放的每个微射流的偏转角将在很大程度上取决于所应用的流体压力，这对某些应用是不实际的。
技术实现要素：
本发明为其目的特别提供了一种喷雾装置，其产生流体微射流喷雾并允许和保持以限定的偏转角通过瑞利破碎机制获得的液滴和微射流的相对窄的液滴尺寸分布。
为此目的，开头段落描述的类型的喷雾装置，根据本发明，其特征在于，所述喷雾喷嘴由喷嘴主体形成，其包括具有至少一个空洞的支撑主体，所述至少一个空洞在所述支撑主体的主表面处开口，所述支撑主体在所述主表面处被膜层覆盖，并且所述膜层具有在所述空洞的区域贯穿所述膜层的厚度的至少一个喷嘴孔口，以在所述至少一个空洞的每一个处形成与相应空洞流体连通的喷嘴膜，其中所述至少一个喷嘴孔口包括至少一个偏转喷嘴孔口，以远离所述孔口的中心线的偏转角释放所述微射流，并且其中所述至少一个偏转喷嘴孔口与流体流动通道开放连通，所述流体流动通道依照流体流动阻力从所述空洞朝向所述喷嘴孔口具有横向非对称流动轮廓。
依照流体流动阻力从所述空洞朝向所述喷嘴孔口具有横向非对称流动轮廓的所述流体流动通道能够有效地结合所述偏转孔口之上的主动或被动微阀流。为此，喷雾装置的特征在于，微阀装置存在于所述偏转喷嘴孔口的上游。所述阀装置包括紧邻微阀座的微阀盘，所述微阀盘在正常关闭状态下搁置在所述微阀座上，并且一旦超过上游压力阈值就从所述座提升，来打开朝向所述流体流动通道的所述微阀盘和所述微阀座之间的流体通路。因此，流体流动通道在加压(超过所述阈值)时打开，但没有压力时，它处于关闭状态，并且所述关闭通路有效地提供微生物障碍物。在特定实施方式中，偏转喷嘴孔口和这种阀装置(仅当加压时打开所述流体流动通道)的组合，可用于产生碰撞射流。
根据本发明的喷雾装置的喷嘴主体由支撑主体、特别是由半导体支撑主体形成，所述半导体支撑主体至少部分地由半导体材料和与当今半导体制造技术兼容的材料制成。因此，这种极其精确和可再生的半导体制造技术和微加工步骤可用于制造和配置喷嘴主体。因此，不仅可非常好的控制单独膜和喷嘴孔口的精确形式、尺寸和位置，并且可定制朝向这些孔口的流动通道的形式和局部大小，从而提供期望的流动轮廓。
通过创造和提供从空洞朝向孔口依照流体流动阻力非对称的流动轮廓，横向净冲量将施加在发出的射流上，其根据建立在所述流动通道中的不对称度提供特定偏转角。因此，通过使用根据本发明的装置，液滴尺寸和液滴尺寸分布以及喷雾(锥)轮廓可被精确地控制和定制。这使得这个装置特别适用于需要高度控制发出的微射流喷雾的复杂应用。
喷雾喷嘴特别地包括基本平面支撑主体(例如半导体基底)和布置在所述支撑主体的下游表面上(即在支撑的出口侧)的喷雾膜层。喷雾膜层可由基底(例如氮化硅)上的层组成。空洞提供在支撑主体中，特别是从支撑主体的上游表面延伸到所述喷雾膜层，从而允许加压液体从上游侧供应并通过所述空洞到达膜层。膜层形成包括一个或更多孔口的膜，其悬挂在所述空洞的下游面上。支撑主体的所述上游表面可理解为，作为加压液体的供应侧的支撑主体的表面。支撑的下游表面可理解为，作为喷雾排出侧的支撑表面。膜层特别地提供有多个喷嘴孔口，每一个配置为在瑞利领域中操作，其可通常意味着在1至25微米之间或更小范围的喷嘴孔口直径。
对于一些应用，需要高通量的喷雾液体。可通过选择尽可能小的喷嘴孔口的流动阻力和/或通过在喷洒过程中增加孔口上的压力差来实现喷洒的高剂量。实际上所需压力可选择为比典型的5至10巴之间相对较高。这种压力将对悬挂在空洞上的喷嘴膜施加大的力。因此，膜层和悬挂在空洞上的喷嘴膜可因此选择相当厚，以承受这种高压力。然而，厚喷嘴膜意味着长的孔口长度和因此高的流动阻力和减少的流率。缩小悬挂在空洞上的喷嘴膜的横向尺寸可为承受高喷雾压力的另一措施。然而，缺点在于，在这种情况下，相同数量的喷嘴孔口将更密集地堆积，导致从喷嘴孔口发出的微射流合并的风险加强。
令人惊讶地发现，根据本发明的薄而小的喷嘴膜不仅能够实现高喷雾流率，而且能够迫使偏转微射流关于膜层成一特定喷雾角。这些分散的喷雾射流，从具有多个孔口的单个薄而小的喷嘴膜发出，很大程度地有利防止了喷雾液滴的合并。令人惊讶地发现，对于放置在靠近空洞的边界的喷嘴膜的边界处的喷嘴孔口，喷雾角或喷雾锥偏离最多，其中喷嘴膜紧贴支撑主体。优选地，与孔口的直径相比，膜层相对较薄，因为，通常，随着作为膜层的厚度的孔口长度增加，偏转角显著减小。如图27可以看出，偏转角特别取决于膜的厚度，并且当孔口深度变得小于孔口直径的50％(小于约2.25μm)时而明显减小，并且更具体地如果膜的厚度小于孔口直径的25％(小于1.12μm)变得特别主要，在图27的情况下所述孔口直径为4.5μm。
已经发现的是，依照从下方空洞到孔口的流体流动阻力，通过修改和定制在喷嘴膜下方的液体的流动轮廓，可获得强烈分散的喷雾。因此，根据本发明的喷雾装置的一个特定实施方式的特征在于，所述空洞配置为在所述流体流动通道中的所述流体上施加横向冲量，其在形成微射流时传送到液体。
本发明的主要目的是控制喷雾角或射流倾斜角。为此目的，根据本发明的喷雾装置的一个具体实施方式的特征在于，所述喷嘴膜包括在所述空洞的范围处的中央区域和在所述中央区域和所述空洞的边缘之间的周边区域，并且至少一个偏转喷嘴孔口位于所述周边区域内，并且更具体地至少一个偏转喷嘴孔口定位在所述空洞的外周壁附近，特别是在所述偏转喷嘴孔口的中心和所述外周壁之间的距离小于所述喷嘴孔口直径的三倍，并且优选地小于所述喷嘴孔口的所述直径。
令人惊讶地发现，如果喷嘴孔口靠近空洞的外周(即边缘壁)定位，所产生的微射流相对于孔口的中心线并因此相对于基本平面的膜层以倾斜角发射。孔口定位越靠近支撑主体的空洞的边缘壁，这个倾斜角就越倾斜。
这个行为被认为是由于空洞和所述喷嘴孔口以某种方式形成几何非对称流体流动阻力而造成的。这创造了在喷嘴膜下方的液体的横向冲量，随后将其传送到形成微射流的液体。在这方面，表述“横向”表示平行于基本上平面的膜层，即平行于支撑的下游表面。在通过喷嘴孔口退出之前，流体平行于喷嘴膜流动时，它将具有特定横向冲量(质量密度乘以水平速度)，并且在流过喷嘴孔口时，它将至少在一定范围内保持这个横向冲量。当流体通过喷嘴时，它也将获得相对于膜层的垂直冲量(质量密度乘以垂直速度)。
如果膜层相对薄，横向冲量的很大一部分将转移到从喷嘴发出的射流中，导致射流偏转远离孔口的中心线。射流倾斜角将由转移的横向冲量和流体的纵向冲量的比例决定。一般和优选地，这个比例应当大于0.1，并最优选地大于0.2。孔口定位越靠近空洞边缘附近，微射流的剩余横向冲量越大，并且因此，倾斜角越倾斜。孔口附近的空洞的边缘壁的存在促进上述的非对称效果。
射流的横向冲量意味着喷嘴出口附近的流体的平均横向冲量，并且更具体地，实际横向通道上平均的横向冲量，所述横向通道的通道高度等于喷嘴孔口的直径，并在横向通道的总高度明显大于喷嘴孔口的直径的情况下具有带喷嘴膜的边界，。
在一个实施方式中，当喷嘴孔口定位成靠近空洞的边缘壁时，微射流关于基本平面的膜层被迫成倾斜角。当边缘壁和孔口的中心之间的距离小于喷嘴孔口直径的三倍，并特别小于所述孔口的所述直径时，这个效果将特别地发生。孔口的定位越靠近支撑主体的空洞的边缘附近，倾斜角越倾斜。根据本发明的喷雾装置的另一特定实施方式的特征在于，所述至少一个偏转喷嘴孔口具有大于所述空洞的直径的10％的直径，特别是具有大于所述空洞的直径的25％的直径。这个实施方式提供大于5°的倾斜角。特别地，所述喷嘴孔口可具有大于空洞的直径的25％的直径，其提供大于10°的倾斜角。
在特定实施方式中，当喷嘴孔口与所述垂直边缘壁具有直接边界时，倾斜角可实质(大于三度)增加，并且当空洞正向朝向喷嘴孔口逐渐减小时，倾斜角可以增大(大于四度)。逐渐减小有助于更多横向冲量传送到发出的射流。应当理解的是，提高与薄喷嘴膜结合的流体的横向冲量的措施将产生大倾斜角。
通过根据本发明的喷雾装置的另一特定实施方式，可获得非常大倾斜角，特别是超过10-20度，该特定实施方式的特征在于，在所述主要表面处，所述空洞包括至少一个相对较浅的横向延伸，在所述延伸的范围所述膜包括至少一个偏转孔口，且特别地，所述延伸通常具有所述偏转孔口的直径的0.3至3倍的宽度，并且具有所述孔口的直径的0.5至5倍的长度。在这些实施方式中，流体流动通道在高度相当或小于喷嘴孔口直径的喷嘴膜下方通过这种延伸的受限空间在特定长度上延伸。这在流体流动通道中创造几何非对称，将空洞连接到喷嘴孔口，其在随后传送到微射流的液体上施加横向净冲量。这又导致微射流从孔口中心线偏转。
通过在朝向表面的流动通道中创造更多几何非对称，后者的倾斜角可增大。在这个方面，根据本发明的喷雾装置的一特定实施方式的特征在于，所述延伸通常具有在所述孔口的直径的0.3至3倍的深度。在这种情况下，转移的横向冲量和发出射流的垂直冲量之间的比例可大于0.1，并优选地大于0.2。
这个横向延伸越浅，孔口长度越小；发出喷射的倾斜角就越大。在喷雾装置的特定实施方式中可实现非常小的尺寸，该特定实施方式的特征在于，所述支撑主体被局部蚀刻，来形成所述空洞的所述至少一个横向延伸。例如，半导体技术或微加工与允许使用这种技术的支撑主体结合，使空洞的横向延伸的创造具有大精度和大量细节。
同样地，根据本发明的喷雾装置的第一特定实施方式的特征在于，所述空洞的所述至少一个横向延伸包括与多个角度分布的偏转喷嘴孔口流体连通的沿所述空洞的外周的基本环形延伸。另一特定实施方式的特征在于，所述空洞的所述至少一个横向延伸包括所述空洞的多个角度分布的局部延伸，其每一个与至少一个偏转喷嘴孔口流体连通。
非对称流动阻力模式可提供给从空洞朝向孔口流动的流体的流动轮廓，通过提供局部限制，例如空洞的浅延伸，且通过在流动通道中提供局部阻塞。在这个方面，根据本发明的喷雾装置的另一特定实施方式的特征在于，包括在所述至少一个偏转孔口附近的至少一个流体障碍物，其至少部分地定位在朝向所述喷嘴孔口的所述流体的流动通道内，所述至少一个障碍物关于所述喷嘴孔口不对称地提供，并且更特别地，所述障碍物包括至少一个边沿或突起，其从所述膜延伸到所述流动通道内。
障碍物产生了阻力，并且因为其关于所述喷嘴孔口非对称地提供，将在其相对于所述孔口的一侧定位的侧面导致更多阻力，该侧没有(相似)阻塞或障碍物，是流体可到达的。结果，高净横向冲量将被传送到发出射流。特别地，在这个方面，喷雾装置的特征在于，至少所述障碍物在所述偏转喷嘴周围沿线性、多线性或曲线轮廓提供，所述轮廓在指向所述空洞的中心的所述孔口的一侧开口。在所述至少一个障碍物留下50纳米至5微米的用于流体通路的间隙的情况下，所产生的微射流的偏转证明是最卓越的。
使用紧密围绕圆形喷嘴孔口放置的半圆形障碍物，获得特别令人满意的结果，优选地障碍物高度为孔口直径的0.1-1倍。小的障碍物高度，例如孔口直径的0.1-0.3倍，在制造过程中容易实现，而在他们具有与孔口直径相当的高度时，障碍物高度最有效。紧密围绕孔口放置的半圆形障碍物被证明特别地有效；甚至两倍有效于例如直壁障碍物。
除在膜下方在流动通道中赋予一定量的非对称外，膜本身也可在流体的横向流动阻力上施加横向非对称。为了这个目的，根据本发明的喷雾装置的另一特定实施方式的特征在于，所述至少一个偏转孔口具有非轴对称形状，其具有较宽部分和较窄部分，特别地椭圆形、泪滴形、月亮形、v形或u形，并且所述喷嘴孔口的所述较宽部分背离所述空洞的边缘壁。由于它的特定形状，喷嘴孔口在喷雾膜层本身中产生几何非对称流体流动阻力。结果，孔口的一侧的流动阻力大于另一侧的流动阻力，导致来自喷嘴的微射流以一角度发射。
已经发现的是，通过喷嘴孔口面向空洞边缘的一部分的液体可具有一个速度，该速度比通过喷嘴孔口的背离边缘壁的一部分的液体的速度低至少百分之十。这迫使离开的微射流关于孔口的中心线以及因此膜层成一倾斜角。由于他们的非对称形状，若干这种喷嘴将发射关于彼此发散的微射流。
在另一特定实施方式中，根据本发明的喷雾装置的特征在于，所述空洞在所述主表面处具有通常圆形或多边形横截面，并且所述至少一个偏转喷嘴孔口包括一组多个偏转喷嘴孔口，其沿所述空洞的外周边缘的至少一部分角度分布，特别与所述边缘的距离小于孔口的直径。如上所述，每个喷嘴将关于主表面以倾斜角发射微射流。若干这些喷嘴以间隔关系沿空洞的外周布置，导致在操作期间发出微射流的发散喷雾模式。在这个方面，根据本发明的喷雾装置的另一特定实施方式的特征在于，至少又一组偏转喷雾喷嘴孔口沿所述空洞的所述外周边缘的至少一部分角度分布，特别是与所述边缘的距离是孔口的所述直径的一至三倍。从而，喷嘴的内环形成，其以小于第一外环的喷嘴的倾斜角发射，因为它们与空洞边缘间隔更远。这个进一步有助于发散的喷雾模式。一个对称形状的孔口可存在于空洞的中心，导致液滴的中心喷射流垂直于下游表面喷射，即没有倾斜。
在另一特定实施方式中，根据本发明的喷雾装置的特征在于，所述喷嘴膜配置为在操作期间在压力下弯曲，从基本平坦的初始状态到至少部分弯曲的轮廓，同时释放所述微射流喷雾，并且所述至少一个喷嘴孔口位于所述喷嘴膜的所述弯曲轮廓中的拐点附近。由于施加的压力，这种平坦的喷嘴膜的凸面弯曲将有助于喷雾射流的发散。在实践中，这可是实施方式中的增加措施，来进一步扩大微射流的偏转角。
在刚性、相对脆性的膜(例如陶瓷膜)的情况下，在这方面，根据本发明的喷雾装置的一个优选实施方式的特征在于，所述喷嘴膜配置为弯曲，所述膜是波纹的，包括沿所述空洞的外周的至少一个波纹。已经发现的是，悬浮膜中波纹区的存在，允许即使是刚性、相对脆性的膜弯曲。这可能有助于射流的增大发散，特别是如果喷嘴孔口靠近膜层支撑主体中空洞的边缘壁放置。因此，根据本发明的喷雾装置的另一特定实施方式的特征在于，所述膜包括沿所述空洞的外周的至少两个横向隔开的波纹，并且所述至少一个偏转孔口定位在相邻波纹之间。
喷嘴孔口本身的外周壁的局部弯曲本身也可有助于发出的微射流的偏转。在这个方面，根据本发明的喷雾装置的另一特定实施方式的特征在于，所述喷嘴膜配置为弯曲，所述膜具有至少一个偏转喷嘴孔口，其是细长的并允许所述膜沿所述细长的喷嘴孔口的边缘偏转。
为了降低破裂风险，在弯曲相对刚性、脆性的喷嘴膜(例如陶瓷，特别是氮化硅膜)的情况下，所施加的压力应远低于最大允许压力。在这方面，适当的指导可见journalofmems，c.j.m.vanrijn等，deflectionandmaximumloadofmicro-filtrationmembranesievesmadewithsiliconmicromachining，第48-54页(1997)，该文献在此通过引用并入。
(平均)倾斜角与施加压力的立方根成比例，并且喷嘴膜的最大倾斜角是在拐点处。由于当增加施加的压力时拐点向喷嘴膜的边缘移动，喷嘴膜优选地构造，使得当施加优选的喷雾压力时，喷嘴孔口位于拐点。这样做的操作窗口非常大，因为平均倾斜角度本身只与施加压力的立方根成比例。由于没有应力集中，圆形膜最强，即在主表面处具有圆形横截面的空洞上的膜。
根据本发明的喷雾装置的一个特别独特的实施方式的特征在于，所述偏转孔口延伸部分地延伸超过所述空洞的边缘，并部分地在所述空洞上延伸。在这种情况下，部分流体可直接从空洞到达孔口，而另一部分被迫在膜和支撑主体之间。因此，微射流在部分流体接触喷嘴膜之后离开，但也部分地与喷嘴膜基本上没有接触。有效地，这种配置形成具有相对于膜层倾斜的孔的喷嘴。倾斜角强烈地由孔口的尺寸、膜层的厚度，和支撑主体中的超出空洞的横向流体通道的深度决定。这个横向流体通道可通过局部蚀刻牺牲层或在所述喷嘴孔口下方的支撑主体来获得，其深度是孔口平均直径的0.3至3倍。为了蚀刻深度的更可控精度，可在支撑主体和膜层之间使用具有特定厚度的牺牲层，例如，氧化硅层具有与发射微射流的孔口的平均直径相当的厚度。
在另一实施方式中，喷雾装置的特征在于，所述喷雾喷嘴的裸露表面至少在与所述至少一个喷嘴孔口相邻的范围处是疏水的。结果，液体的任何残留将趋向于被排斥，这可增强孔口的自清洁性能。
根据本发明的喷雾装置的另一特定实施方式的特征在于，所述支撑主体包括多个空洞，其分布在所述主表面，特别是角度分布在所述表面，所述空洞的每一个被具有至少一个偏转喷嘴孔口的喷嘴膜跨越。每一个空洞具有至少一个喷嘴孔口。相应孔口关于相应空洞的中心的偏移，可倾向于呈现关于角度布置空洞的中心所见的离心模式，导致散开的喷雾束。
在另一实施方式中，根据本发明的喷雾装置的特征在于，所述空洞通常是环形的，并且所述至少一个偏转喷嘴孔口包括沿所述通常环形的空洞的外周边分布的孔口组。根据如上所述的机制，这种孔口组的角度分布也会导致散开的喷雾束。
可通过本发明的喷雾装置实现的微射流的偏转，导致了一个独特类别的装置。为此目的，根据本发明的喷雾装置的另一优选实施方式的特征在于，所述膜包括至少两个偏转喷嘴孔口，沿远离各自孔口的假想中心线的射流线以偏转角释放所述微射流，并且所述至少两个喷嘴孔口的射流线相互交叉，导致在操作期间，所述发出的微射流碰撞。在相交点，从这些孔口发出的两个射流将相互撞击，这导致液滴分裂成更小的液滴。因此，较大孔口可允许创造这些较小液滴，其允许通常不可喷洒、至少在瑞利领域中不可的液体用于喷雾。这是例如具有相对高速的液体的情况。较大孔口直径允许较低工作压力。此外，乳液和纳米悬浮液也可利用这些更容易阻塞的较大孔尺寸喷雾，而没有实质的不稳定。
根据本发明的喷雾装置的另一特定实施方式的特征在于，所述膜包括至少两个偏转喷嘴孔口，沿远离各自孔口的假想中心线的射流线以偏转角释放所述微射流，并且所述至少两个喷嘴孔口具有彼此不同的横向横截面。偏转角看起来取决于所涉及的孔口的横截面的尺寸和形状，并且可以这种方式针对所述至少两个孔口单独调整。
该特征可有利地用于产生例如用于香水和需要给人愉快感觉的其他化妆品的喷雾。在这方面，根据本发明的喷雾装置的另一实施方式的特征在于，所述膜包括至少两组偏转喷嘴孔口，沿背离各自孔口的假想中心线的射流线以共同偏转角释放所述微射流，并且所述至少两组喷嘴孔口的每一组内的孔口具有基本相同的横向横截面，其不同于所述至少两组偏转喷嘴孔口的另一组的孔口的横向横截面。这种孔口直径或形状的变化可用于获得喷雾射流的舒服、均匀的感觉，例如用于化妆品应用，例如香水。特别是对于具有变化射流角的锥形喷雾中的射流，外部射流(具有最大偏转)在接触皮肤之前行进的距离比内部射流长。较长射流比内部射流具有更多凝聚，导致较大液滴。通过限定外部射流的射流直径(改变孔口直径和/或尺寸)小于内部射流，可补偿这个凝聚并且获得更均匀的液滴尺寸和皮肤感觉。
取决于喷嘴的具体构造，外部射流可具有与内部射流不同的另一种凝聚行为，导致液滴尺寸分布变宽。通过相对于内部射流的孔口直径改变外部射流的孔口直径，可补偿这种凝聚效应并保持更多的单分散性，特别是提供具有窄尺寸分布的小液滴的喷雾能够有效地针对肺部的不同部分，例如在蒸发器中。
此外，以一个角度到达皮肤的液滴可比垂直到达皮肤的液滴具有更小的影响。然而，为了获得更均匀的皮肤感觉，可限定孔口(组)的尺寸和形状，使得内部射流发出的液滴将小于从外部射流发出的液滴。这至少在一定程度上补偿了由于冲击角不同造成的冲击的差异。此外，为了改善皮肤感觉，可以增加这些外部射流的总流量，因为外环上的射流量可以高于内环上的射流量。
如果喷嘴包含具有不同孔口尺寸的射流，在所有射流喷洒之前，喷嘴可会流淌。这是因为小孔尺寸需要比大孔尺寸更高的压力才能开始。为了创造大射流，同时仍然具有均匀的喷嘴开始，根据本发明的喷雾装置的一个特定实施方式的特征在于，这些较小孔口挨着较大、标称尺寸孔口放置，更特别地，这些小孔口具有至少三倍小于较大、标称尺寸的孔口的孔尺寸。在这个情况下，较小孔口可仍然流淌，但是流淌由从这样较大孔口发出的相邻射流获得，仅仅增加这个射流的直径。
根据本发明的喷雾装置的一个特别优选的实施方式的特征在于，至少一个所述偏转孔口具有三角横向横截面。令人意外地，与相同尺寸的圆形孔口相比，孔口的三角形状提供了更稳定和更大的射流偏转。同样在孔口周围的范围中，膜层可制作为局部更薄。看起来这个将增加射流偏转若干度。特别地，这对于一般具有小于3微米的直径的较小孔口是有利地。通过面内几何形状，因此它可以获得大于45度甚至大于50度的射流偏转，其对于两个或更多射流碰撞的实施方式是非常有益的。
在一个实施方式中，所述喷雾喷嘴提供有过滤设备，所述过滤设备包括与所述空洞流体连通并且提供在所述支撑主体的上游表面上的过滤板。这个预过滤器防止颗粒(例如流体中的污染物)到达喷嘴，并因此防止喷嘴(孔口)堵塞。
在一个实施方式中，所述支撑主体包括半导体主体，优选硅主体。在另一实施方式中，所述膜层包括陶瓷层，特别是厚度通常小于2微米的陶瓷层，更特别是氮化硅层。这些材料与传统的半导体和微加工技术兼容，其允许在装置中产生的特征和细节的极高精度和自由度。在另一个实施方式中，所述喷嘴孔口具有0.4至10微米的直径，允许在瑞利域中操作。
在又一特定实施方式中，根据本发明的喷射装置的特征在于，在所述喷嘴的下游提供空气扩散器设备，所述空气扩散器设备配置为减小从所述喷嘴发出的流体微射流的速度，其中所述空气扩散器设备是锥形或喇叭形的，并且包括至少一个空气入口开口。扩散器设备提供湍流气流，其将微射流的液滴散布在更大的区域上，从而进一步防止液滴堵塞并将液滴分布在更大的区域上。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于喷洒液体的喷雾装置，所述喷雾装置包括根据本发明的喷雾喷嘴单元和用于供应加压液体的液体供应系统，所述液体供应系统与喷雾喷嘴单元的空洞流体连通，用于向喷雾喷嘴供应加压液体。液体供应系统可包括泵、加压容器或任何其他合适的液体传播装置。
在一个实施方式中，液体是化妆品液体或晶片清洁液体，并且喷雾喷嘴具有大于10°的微射流发散角。化妆品液体可包括例如香水、面部保湿剂、身体喷雾剂、除臭剂或织物清洁剂。晶片清洁液体通常用于半导体技术中的半导体晶片的清洁。
本发明还涉及一种应用于根据本发明的喷雾装置中的喷雾喷嘴主体，将参照多个实施例和附图对其进行进一步阐述。
附图说明
图1是根据本发明的在其中心承载喷雾喷嘴主体的喷雾喷嘴单元的透视图；
图2是应用在图1的喷雾喷嘴单元中的喷雾喷嘴的喷雾喷嘴主体的第一实施方式的横截面；
图3示出了倾斜角与边缘壁和喷嘴之间的距离的关系；
图4是具有空洞阵列的喷雾喷嘴的实施方式；
图5是具有喷嘴孔口的喷雾喷嘴的实施方式，所述喷雾喷嘴具有与边缘壁的直接边界；
图6示出了倾斜角与喷嘴孔口尺寸之间的关系；
图7表示具有圆形膜的圆柱形空洞的流体模拟；
图8是具有流体通道的喷雾喷嘴的实施方式，流体通道直接在喷嘴膜的下方并平行于喷嘴膜；
图9是示出了发出的射流的大倾斜角的流体模拟；
图10是横向流体通道的宽度相对较小并且与喷嘴孔口直径相当的实施方式；
图11是具有多个角度分布的喷嘴孔口的实施方式；
图12示出了喷嘴膜的可能弯曲的效果；
图13是具有延伸到支撑主体上的喷嘴孔口的实施方式；
图14示出了根据本发明的喷嘴的另一个实施方式；
图15示出了根据本发明的喷嘴的另一个实施方式；
图16示出了根据本发明的喷嘴的另一个实施方式；
图17示出了邻近喷嘴孔口的单个矩形凸起或边沿形状的障碍物；
图18是图17所示的障碍物的替代实施方式；
图19示出了邻近喷嘴孔口的两矩形凸起或边沿形状的障碍物；
图20示出了根据本发明的喷嘴的另一个实施方式；
图21示出了根据本发明的喷嘴的另一个实施方式；
图22示出了放置在空洞壁附近的非圆形孔口；
图23示出了膜的局部弯曲；
图24示出了根据本发明的喷嘴的另一个实施方式；
图25是具有两个或更多碰撞的偏转射流的特殊实施方式；
图26是具有两个或更多碰撞的偏转射流的优选实施方式；
图27是示出了偏转角取决于膜厚度的曲线图；
图28是示出了偏转角取决于障碍物高度和障碍物形状的曲线图；
图29是示出了偏转角取决于圆形障碍物邻近孔口的程度的曲线图；和
图30是示出了偏转角取决于障碍物和孔口之间的距离的曲线图。
应该注意的是，这些图是示意性绘制的，而不是按比例绘制的。特别地，为了提高整体可理解性，某些尺寸可能被夸大到更高或更低的程度。在整个附图中相应的部分用相同的附图标记表示。
具体实施方式
图1和图2示出了喷雾喷嘴单元1的第一实施方式和应用在所述单元中的喷雾喷嘴的横截面。喷雾喷嘴和喷雾喷嘴单元旨在用于喷雾装置，其用于相对于喷嘴孔口的中心线以倾斜角α喷洒至少一个流体微射流2，。喷雾喷嘴包括基本平面的支撑主体11，其由硅、玻璃、塑料或光敏聚合物制成，厚度在50至675微米之间，所述喷雾喷嘴具有一般10–100微米的直径w、从其第一主(下游)表面7延伸到其第二主(上游)表明6的至少一个空洞5。一般由例如(聚)硅、氮化硅、氧化硅或碳化硅的薄膜陶瓷材料制成的薄膜层4形成喷嘴膜，其悬浮在空洞5上并且具有与所述空洞流体连通的直径一般在0.5至20微米之间的至少一个喷嘴孔口9。空洞5和所述喷嘴孔口9形成几何定义地不对称流体流动阻力，由于所述喷嘴孔口9定位在所述空洞的边缘壁10(即周界)附近，特别是在小于喷嘴孔口的直径的一至三倍的距离(d)。这导致微射流(2)关于基本平面的膜层(4)以倾斜角(α)发射。空洞的中心可理解为在横向方向上(即平行于膜层的下游表面的方向上)看到的中心。
孔口9沿下游表面中央定位，即其定位成关于空洞5的中心偏移。朝向所述孔口的流动路径依照流动阻力也具有中心的(即非对称)流动轮廓。这导致微射流2相对于所述孔口中心线以偏转角α从所述孔口发出。图3描绘了倾斜角α与边缘壁10和具有40微米的直径w的空洞5中直径为4微米的喷嘴9的边缘之间的距离d的关系(参见图2)。将喷嘴从边缘移动大于3微米，已经使倾斜角从8°急剧减小到小于2°。
在图4中，示出了具有空洞5阵列的喷雾喷嘴的实施方式，空洞5每一个直径一般在10至100微米之间，并且相邻空洞之间的距离在5至200微米之间，使得微射流2不同倾斜角α取决于孔口与流体空洞5的边缘壁10的距离d。每一个孔口相对于相应空洞具有不同偏移。由于偏移不同，微射流的喷射角度也不同。
用于喷洒的膜层可由已知微加工技术制造。提供厚度一般在100至675微米之间的单晶硅晶片来形成膜层支撑主体。使用低压化学气相沉积，在所述支撑主体上生长厚度为0.5至1.5微米的低应力氮化硅层，来形成膜层。利用适当的掩模，曝光和显影在晶片正面处具有4.5微米(一般在0.5至20微米之间)的孔口的光漆图案和在背面处具有40微米(一般在10至100微米之间)的直径开口的图案，后者对齐即对应于在所述正面处的所述至少一个开口。借助于各向异性反应离子蚀刻，具有4.5微米(一般在0.5至200微米之间)直径和1微米(一般在0.5至1.5微米之间)长度的至少一个开口在氮化硅层中蚀刻，来创造至少一个喷嘴孔口。随着深反应离子刻蚀的使用，直径为40微米(一般在10至100微米之间)和长度为200微米(一般在100至675微米之间)的空洞在硅晶片中制成，形成支撑主体。在空洞上延伸并且包括所述至少一个孔口的膜层形成喷嘴膜，其悬挂在空洞上。自由悬挂、悬吊的喷嘴膜具有直径为40微米的圆形横截面，并且由1微米厚的富含硅的氮化硅层制成，可以轻松承受100-150巴的喷雾压力。
在图5中，示出了喷雾喷嘴的另一实施方式，其具有喷嘴孔口9，所述喷嘴孔口9与直径为40微米的圆柱形空洞5中的边缘壁10具有直接边界28。发现观察到的倾斜角取决于喷嘴孔口9的尺寸，如图6所示。当喷嘴孔口9的直径大于空洞直径w的10％时，发现倾斜角大于5°。当喷嘴孔口9的直径大于空洞直径w的25％时，发现倾斜角大于10°。
在图7中，示出了具有圆形膜层的圆柱形空洞的流体模拟，所述圆形膜层具有40微米的直径和1微米的厚度。在膜层中，已经放置许多具有4微米直径的喷嘴孔口，示出了不同的喷雾倾斜角取决于相对于边缘壁的偏移和距离，也取决于相邻喷嘴孔口的相对位置。在图7中，识别出具有与喷嘴孔口的直径相当的高度的通道(实际横向且平行于膜层)，实现了穿过喷嘴孔口的流体的横向冲量贡献。当流体在通过喷嘴喷射之前平行于喷嘴膜流动时，一旦流过喷嘴孔口它将具有特定横向冲量(质量密度乘以横向速度)。当流体经过喷嘴时，它将也获得相对于膜层的垂直冲量(质量密度乘以垂直速度)。当膜层相对较薄时，横向冲量的主要部分将转移到从喷嘴发出的射流。然后，射流倾斜角将由转移的横向和纵向冲量的比例决定，该比例一般应大于0.1并且优选地大于0.2。孔口的位置越靠近空洞的边缘壁附近，微射流的剩余横向冲量越大，并且倾斜角越倾斜。横向冲量定义为喷嘴出口附近的流体的平均横向冲量，并且更确切地，在实际横向通道上平均的横向冲量，所述横向通道的通道高度等于喷嘴孔口的直径并且与喷嘴膜具有边界，针对其中横向通道的总高度远大于喷嘴孔口的直径的情况。
明显地，对于单膜层膜，有很多种不同布局可用于在喷嘴膜上放置喷嘴孔口。优选在圆形膜中，孔口角度分布并且可包括相邻于空洞壁的第一组角度分布喷嘴、到空洞壁的距离大约为喷嘴孔口直径两倍的第二组角度分布喷嘴和更靠近膜的另一组角度分布喷嘴。
在可选的情况下，当需要大量喷嘴孔口(例如大于十或二十)时，同样可以在喷嘴支撑主体中制造大于一个的自由悬挂膜(也如图4所示)。然后，这种自由悬挂膜本身可在膜层上角度分布，并且可以选择在每一个膜上的孔口的位置，来获得最大量的分散射流。也在可选的情况下，支撑主体的空洞是环形的，并且悬挂在空洞上的喷嘴膜也是环形的。当为了在高压下高通量喷洒而需要大量孔口时，这是有利的。环形膜的压力强度强烈地取决于环的内部宽度，其可选择例如40微米，而环的总外部直径可为数百微米。
在图8中，描述了喷雾喷嘴的另一实施方式，其包括在喷嘴膜(44)直接下方并平行于喷嘴膜(44)的流体通道32，其平均直径是孔口的平均直径的0.3至3倍，长度是孔口的平均直径的0.5至5倍。流体通道32实现了穿过喷嘴孔口的流体的横向冲量贡献。流体通道32的入口优选地具有70–100度的非常尖锐、明确的边缘。
在图9中，示出了流体模拟，其清楚地显示了利用根据本发明的措施可得到的发出的射流的大倾斜角。许多实施方式是可能的，例如选择朝向喷嘴孔口9正向减缩的空洞边缘壁10。明显地，增加横向冲量的许多措施与薄喷嘴膜结合可能产生大倾斜角。因此，当在喷嘴膜下方特定长度的横向通道具有相当或小于喷嘴孔口直径的高度时，可获得非常大倾斜角(α>10-20°)。
优选地，横向流体通道32的宽度也选择小且与喷嘴孔口直径相当，如图10所示。横向通道越小且喷嘴孔口长度越小，观察到倾斜角越大。例如，使用喷雾装置获得37°的射流倾斜角，该喷雾装置具有直径为4微米、长度为0.7微米的喷嘴孔口，其连接到高度为1微米、长度为8微米且宽度为5微米的横向流体通道(如图10)。在图11中，描绘了具有这种流体通道32的多个角度分布喷嘴孔口9。
在图12中描绘了喷嘴膜的可能弯曲的效果。可注意到是，角β的弯曲增加了射流倾斜角α，得到α+β角的总偏转。
在一些情况下，可能需要构造在与基本平坦的膜层偏移的第二主表面基本上具有横截面平面的喷嘴孔口，特别是当在一个喷雾喷嘴单元中需要大量的不同的倾斜角的情况下。然后，一些喷嘴可根据以上所述实施方式中的一个构造，并且一些根据后述的基本偏移条件。
一实施方式(见图13)的特征在于，喷嘴孔口9在支撑主体11上延伸，而支撑主体11在所述喷嘴孔口9的所述延伸37下方被局部蚀刻，蚀刻深度为孔口的平均直径的0.3至3倍，创造用于以倾斜角喷洒至少一个流体微射流2的孔口。
在根据本发明的喷嘴的另一实施方式(如图14)中，膜层包括多层夹层，厚度一般为0.5-1.5微米的第一氮化硅层40、厚度一般为0.5-5微米的氧化硅层42和厚度一般为0.5-5微米的第二氮化硅层43。膜层提供有孔口9，其部分地在支撑主体l1上延伸，部分地在所述支撑主体内设置的空洞5中延伸。孔口9包括形成于所述多层膜层中的空洞39，所述多层膜层具有第一氮化硅层40、氧化硅层42和第二氮化硅层43，第一氮化硅层40具有在空洞39(直径为10-100微米，长度为100-675微米)上的延伸41，空洞39延伸通过第一氮化硅层(40)(开口直径小于或等于空洞39的直径)，其中直径为0.5–20微米的孔口9通过在氧化硅层42中延伸而被蚀刻。
在图15中描绘了喷雾喷嘴膜的另一实施方式，其本身形成对于发出的射流的横向冲量的显著贡献。这里在喷嘴膜本身内创造了几何非对称的流体流动阻力，使得所述空洞的边缘壁附近的孔口中流过的液体具有比喷嘴膜中间附近的相同孔口中通过的液体更低的速度，使其能够相对于膜层以特定倾斜角发射。优选地，所述喷嘴孔口的横截面是椭圆形、泪滴形、月亮形、v形或u形。图15还描绘了一个喷嘴膜，喷嘴膜在其中间处具有一个对称形状的孔口，以允许没有任何倾斜的喷射。
在图16中示出了另一实施方式，邻近喷嘴孔口提供一个或更多突起或边沿形的障碍物50。障碍物一般具有1至10微米的边沿高度、一般喷嘴直径的边沿长度和一般0.2-5微米的宽度。这种障碍物看起来影响流动轮廓并显著改变冲量方向和发出的射流的偏转角。
喷嘴孔口的一侧可存在单个矩形突起或边沿形障碍物，如图17所示，但是相邻喷嘴孔口的更多侧可存在多于一个障碍物。在图18中示出了这种实施方式的实施例。障碍物50可为矩形，但是紧密配合在孔口9周围的形状(例如半圆形)也是可能的。
这些突起或边沿形障碍物的长度和高度将影响射流的偏转角。在图28中，示出了表示倾斜角和障碍物这些性质(例如形状和高度)之间的关系的一些结果，用于直径为50μm的喷嘴膜，直径为4.5μm的孔口，和具有变化形状和高度的放置在距离孔口的边缘约0.75μm处的边沿形的障碍物。流体是在压力为7巴、流速为1.33ml/hr的水，并且膜具有850微米的厚度。
偏转角与障碍物高度以及当高度变成等于孔口直径(在这个实施方式中是4.5微米)时的水平成比例(如图28)。笔直的障碍物和半圆形(180°)障碍物放置为尽可能紧密地靠近或围绕孔口边缘。笔直壁状障碍物的偏转是半圆形障碍物的大约一半，如果两个障碍物具有相同高度。最佳障碍物高度是孔口直径的10％至100％，特别是孔口直径的50％至80％。
如图29所示，偏转角看起来与障碍物的圆弧尺寸成比例。圆弧障碍物的高度是4μm，并且障碍物放置在直径为4.5μm的孔口的边缘。偏转角最佳的圆弧范围是120°至330°，或更特别是180°至260°。
如图30所示，偏转角随着半圆形障碍物和圆形孔口之间的距离的增加而减小。对于较大孔口，偏转角随着障碍物和孔口之间的距离的增加而较缓慢地减小(具有相同流速)。优选地孔口和半圆形障碍物之间的距离小于孔口直径的25％，特别是小于孔口直径的10％。
图19示出了另一优选实施方式，其中直径一般为10–90微米的空洞5小于直径一般为30–100微米的喷嘴膜44，留出高度范围一般为0.5-10微米和长度一般为0.5-20微米的凹陷范围55，在这里直径为0.5-15微米的喷嘴孔口9放置在空洞5的边缘和喷嘴膜的边缘之间的位置上，在凹陷范围55处围绕喷嘴孔口生成边沿形障碍物(50)，以从空洞引导液体，并导致从喷嘴孔口发出的倾斜射流。
如图16和图21所示的实施方式，边沿形障碍物可固定在喷嘴膜处，在障碍物50和喷嘴支撑主体11之间留出一般在50纳米至1.5微米之间变化的间隙60。如图20所示，这种障碍物50也可固定在支撑主体11处。间隙60从支撑主体11分离喷嘴膜44，并且大大地减少这些边沿形障碍物50附近到喷嘴膜44的应力点，导致喷嘴膜44的非常高的压力强度，使得对于直径为50微米的氮化硅膜，膜一般可承受150-200巴的压力。在任何情况下，优选具有无空隙和无障碍的圆形膜边缘。
具有边沿形障碍物的喷雾喷嘴单元的一个优选实施方式，可导致射流偏转角远大于没有边沿形障碍物。此外，边沿障碍物的存在导致喷雾喷嘴单元中的压力损失小于对于给定偏转角没有边沿形障碍物的实施方式。
在图22中，示出了喷雾喷嘴膜的另一个实施方式，其中非圆形孔口靠近空洞的壁放置。长度为孔口的宽度的至少两倍的长的细长孔口，具有比具有相同孔口表面面积的圆形孔口更不对称的流动图案，假使孔口放置成在喷嘴膜边缘和喷嘴孔口边缘之间具有相同距离，其一般小于3倍喷嘴孔口的直径，并且因此从细长的孔口发出的射流比圆孔具有更大的倾斜。在喷嘴膜中的长的细长孔口的另一优点是，膜的局部弯曲偏离膜的正常弯曲曲线，给发出的射流额外的倾斜，如图23所示。
在图24中，示出了喷雾喷嘴膜的另一优选实施方式，其中一个或更多喷嘴孔口9放置在两个相邻波纹区48，49之间。波纹区具有一般2.5-5微米的宽度和一般1-5微米的高度。外部波纹区放置在膜44的边缘10上或附近，一般在0-10微米的距离处。
在图25中，示出了根据本发明的喷嘴的特定实施方式。在这个实施方式中，两个或更多偏转喷嘴孔口9以这种方式定位，使得两个或更多偏转射流2将在喷嘴膜44上方在交叉点上碰撞。如果射流的速度和动能足够高，射流的碰撞将产生比喷嘴孔口9的直径小得多的液滴。这意味着，允许相对大的喷嘴孔口9产生具有特定液滴尺寸和尺寸分布的喷雾。相比较小孔口，较大喷嘴孔口对于堵塞较不敏感。
通过使用如图16所描绘的障碍物，两个或更多碰撞的偏转射流也可通过相同膜中的两个或更多孔口获得。在本发明的范围中还可以想到，两个或更多不同液体在喷嘴主体上方碰撞。为了那个目的，本实施方式可提供有两个或更多单独空洞，具有用于提供目标液体的单独设备。这个碰撞技术具有很多应用，特别是在具有低应力材料的液体的碰撞的领域，例如包含生物活性材料如多肽、囊泡和细胞的液体。因为孔口可制造成相对较大，而它的深度相对较小，易受攻击的液体的通路是在温和的低切变的条件下。应用是在快速3d打印技术、组织工程中和类似应用中。
图26示出了根据本发明的喷嘴的一个优选实施方式，其具有两个或更多偏转喷嘴孔口9，该偏转喷嘴孔口9如此定位，使得他们将以偏转角释放两个或更多偏转射流2，使得他们将在交叉点在喷嘴膜44上方碰撞。这个实施方式进一步包括中央喷嘴孔口9，该中央喷嘴孔口9发出微射流2，相对于所述孔口的中心线没有偏转，使得这个微射流2也将穿过其他微射流2的交叉点。这个中央微射流递送了在交叉点处从膜的主表面远离的动量，从而用它拖曳液滴。这抵消了投向膜表面的液滴。
又一实施方式，其特征在于，围绕所述喷嘴孔口的所述膜层的所述第二主表面的第一区是至少部分地疏水的。这个喷嘴孔口是自清洁的。
又一实施方式，其特征在于，喷雾喷嘴单元包括在所述膜层的主表面处的空气扩散器，其能够降低离开喷嘴孔口的射流的垂直速度，其中空气扩散器是锥形或喇叭形，在膜层附近的高度具有至少一个空气入口开口。
又一实施方式，其特征在于，喷雾喷嘴单元包括至少一个喷嘴孔口，具有略微高于膜的周围表面的周界，其实现喷射，其中特别地所述周界具有喷嘴孔口的直径的10％至50％之间的高度。
又一实施方式，其特征在于，喷雾喷嘴单元具有包括过滤板的过滤设备，所述过滤板在所述膜层支撑主体的所述第一主表面侧与所述空洞流体连通。
尽管上文已经参照一定数量的实施方式描述了本发明，但应该理解，本发明绝不限于这些实施方式。相反，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多实施方式和变化对于本领域技术人员是可行的。
具体地，本领域技术人员应当理解的是，从本发明的范围和精神出现以下特定实施方式：
本发明的特定实施方式
1.一种用于喷洒流体微射流喷雾的喷雾装置，其包括喷雾喷嘴单元，所述喷雾喷嘴单元包括至少一个喷雾喷嘴，所述至少一个喷雾喷嘴具有用于在其中接收加压流体的腔室并且具有用于释放所述流体的微射流喷雾的穿孔喷嘴壁，其特征在于，所述喷雾喷嘴由喷嘴主体形成，所述喷嘴主体包括具有至少一个空洞的支撑主体，所述至少一个空洞在所述支撑主体的主表面处开口，所述支撑主体在所述主表面处被膜层覆盖，并且所述膜层具有在所述空洞的范围处贯穿所述膜层的厚度的至少一个喷嘴孔口，以在所述至少一个空洞的每一个处形成喷嘴膜，所述喷嘴膜与各自空洞流体连通，所述至少一个喷嘴孔口包括至少一个偏转喷嘴孔口，以远离所述孔口的假想中心线的偏转角释放所述微射流，并且所述至少一个偏转喷嘴孔口与流体流动通道开放连通，所述流体流动通道依照流体流动阻力从所述空洞朝向所述喷嘴孔口具有横向非对称流动轮廓。
2.根据实施方式1的喷雾装置，其特征在于，所述喷嘴膜包括在所述空洞的范围处的中央区域和在所述中央区域和所述空洞的边缘之间的周边区域，并且至少一个偏转喷嘴孔口位于所述周边区域内。
3.根据实施方式1或2的喷雾装置，其特征在于，至少一个偏转喷嘴孔口定位在所述空洞的外周壁附近，特别是所述偏转喷嘴孔口的中心和所述外周壁之间的距离小于所述喷嘴孔口直径的三倍，并且优选地小于所述喷嘴孔口的所述直径。
4.根据实施方式1、2或3的喷雾装置，其特征在于，所述至少一个偏转喷嘴孔口具有大于所述空洞的直径的10％的直径，并且优选地具有大于所述空洞的直径的25％的直径。
5.根据前述任一实施方式的喷雾装置，其特征在于，所述空洞配置为在所述流体流动通道中的所述流体上施加横向冲量，其在形成微射流时传送到液体。
6.根据实施方式5的喷雾装置，其特征在于，在所述主表面处所述空洞包括至少一个相对较浅的横向延伸，在所述延伸的范围处所述膜包括至少一个偏转孔口。
7.根据实施方式6的喷雾装置，其特征在于，所述延伸通常具有所述偏转孔口的直径的0.3至3倍的宽度并且具有所述孔口的直径的0.5至5倍的长度。
8.根据实施方式6或7的喷雾装置，其特征在于，所述延伸通常具有所述孔口的直径的0.3至3倍的深度。
9.根据实施方式6、7或8中任一个的喷雾装置，其特征在于，所述支撑主体被局部蚀刻，来形成所述空洞的所述至少一个横向延伸。
10.根据实施方式6、7或8中任一个的喷雾装置，其特征在于，所述空洞的所述至少一个横向延伸包括与多个角度分布的偏转喷嘴孔口流体连通的沿所述空洞的外周的基本环形延伸。
11.根据实施方式6、7或8中任一个的喷雾装置，其特征在于，所述空洞的所述至少一个横向延伸包括所述空洞的多个角度分布的局部延伸，其每一个与至少一个偏转喷嘴孔口流体连通。
12.根据前述任意实施方式的喷雾装置，其特征在于，所述至少一个偏转孔口具有非轴对称形状，其具有较宽部分和较窄部分，特别地椭圆形、泪滴形、月亮形、v形或u形，并且所述喷嘴孔口的所述较宽部分背离所述空洞的边缘壁。
13.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，其包括在所述至少一个偏转孔口附近的至少一个流体障碍物，其至少部分地朝向所述喷嘴孔口定位在所述流体流动通道中，所述至少一个障碍物被提供为关于所述喷嘴孔口不对称。
14.根据实施方式13的喷雾装置，其特征在于，所述障碍物包括至少一个边沿，其从所述膜延伸到所述流动通道内。
15.根据实施方式13或14的喷雾装置，其特征在于，所述至少一个障碍物留下50纳米至5微米的用于流体通路的间隙。
16.根据实施方式13、14或15的喷雾装置，其特征在于，所述至少一个障碍物沿线性、多线性或曲线轮廓设置在所述偏转喷嘴周围，所述轮廓在指向所述空洞的中心的所述孔口一侧开口。
17.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述空洞通常是环形，并且所述至少一个偏转喷嘴孔口包括沿所述通常环形空洞的外周边分布的孔口组。
18.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述喷雾喷嘴提供有过滤设备，所述过滤设备包括与所述空洞流体连通并且提供在所述支撑主体的上游表面上的过滤板。
19.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述至少一个偏转喷嘴孔口具有0.4到20微米的直径。
20.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，在所述喷嘴的下游提供空气扩散器设备，所述空气扩散器设备配置为来减小从所述喷嘴发出的流体微射流的速度，其中所述空气扩散器设备是锥形或喇叭形，并且包括至少一个空气入口开口。
21.根据前述实施方式任一项的喷雾装置，其中液体是化妆品液体或晶片清洁液体，其特征在于，所述喷雾喷嘴具有大于10°的微射流发散角。
22.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述空洞在所述主表面处具有通常圆形或多边形的横截面，并且所述至少一个偏转喷嘴孔口包括一组多个偏转喷嘴孔口，其沿至少所述空洞的外周边缘的一部分角度分布，特别是与所述边缘的距离小于孔口的直径。
23.根据实施方式22的喷雾装置，其特征在于，至少又一组偏转喷雾喷嘴孔口沿至少所述空洞的所述外周边缘的一部分角度分布，特别是与所述边缘的距离是孔口的所述直径的一至三倍。
24.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述喷嘴膜配置为在操作期间在压力下从基本平坦初始状态弯曲到至少部分地弯曲轮廓，同时释放所述微射流喷雾，并且所述至少一个喷嘴孔口位于所述喷嘴膜的所述弯曲轮廓中的拐点附近。
25.根据实施方式24的喷雾装置，其特征在于，所述喷嘴膜配置为弯曲，所述膜是波纹的，其包括沿所述空洞的外周的至少一个波纹。
26.根据实施方式25的喷雾装置，其特征在于，所述膜包括沿所述空洞的外周的至少两个横向隔开的波纹，并且所述至少一个偏转孔口定位在相邻波纹之间。
27.根据实施方式24的喷雾装置，其特征在于，所述喷嘴膜配置为弯曲，所述膜提供有至少一个偏转喷嘴孔口，其是细长的并允许所述膜沿所述细长的喷嘴孔口的边缘偏转。
28.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述喷雾喷嘴的裸露表面至少在与所述至少一个喷嘴孔口相邻的区域处是疏水的。
29.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述支撑主体包括多个空洞，其分布在所述主表面处，特别是角度分布在所述表面处，所述空洞的每一个被具有至少一个偏转喷嘴孔口的喷嘴膜跨越。
30.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述支撑主体包括半导体主体，优选地硅主体。
31.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述膜层包括陶瓷层，特别是厚度通常小于2微米的陶瓷层，更特别是氮化硅层。
32.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述偏转孔口部分地延伸超过所述空洞的边缘并部分地在所述空洞上延伸。
33.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，进一步包括液体供应系统，用于向至少一个喷雾喷嘴的所述空洞供应加压液体。
34.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述膜具有的厚度小于所述孔口的直径的50％，特别是小于所述直径的25％。
35.根据实施方式16的喷雾装置，其特征在于，所述至少一个障碍物基本沿半圆形弧围绕所述孔口，该半圆形弧预定围绕所述孔口在120和330度之间的角度，特别是在180和260度之间。
36.根据实施方式16的喷雾装置，其特征在于，所述障碍物与所述孔口的距离小于所述孔口的直径的25％，特别是小于所述孔口的所述直径的10％。
37.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，喷雾喷嘴单元包括至少一个喷嘴孔口，具有略微高于膜的周围表面的周界，其实现喷射，其中所述周界特别地具有喷嘴孔口的直径的10％至50％之间的高度。
38.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述膜包括至少两个偏转喷嘴孔口，沿远离各自孔口的假想中心线的射流线以偏转角释放所述微射流，并且所述至少两个喷嘴孔口的射流线相互交叉来导致在操作期间所述发出的微射流碰撞。
39.根据实施方式38的喷雾装置，其特征在于，所述膜包括至少一个第三喷嘴孔口，沿沿着所述第三孔口的假想中心线的射流线以基本未偏转角释放所述微射流，并且所述至少两个喷嘴孔口的射流线与所述第三孔口的所述射流线交叉，导致所述发出的微射流在操作期间碰撞。
40.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述偏转喷嘴孔口的上游存在微阀装置，所述阀装置包括紧邻微阀座的微阀盘，所述微阀盘在正常关闭状态下搁置在所述微阀座上，一旦超过上游压力阈值从所述座提升所述微阀盘，来打开朝向所述流体流动通道的所述微阀盘和所述微阀座之间的流体通路。
41.根据实施方式40的喷雾装置，其特征在于，所述喷嘴膜构造所述微阀座和所述微阀盘中的一个。
42.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述膜包括至少两个偏转喷嘴孔口，沿远离各自孔口的假想中心线的射流线以偏转角释放所述微射流，并且所述至少两个喷嘴孔口具有彼此不同的横向横截面。
43.根据实施方式42的喷雾装置，其特征在于，所述膜包括至少两组偏转喷嘴孔口，沿远离各自孔口的假想中心线的射流线以共同偏转角释放所述微射流，并且所述至少两组喷嘴孔口的每一组内的孔口具有基本相同横向横截面，其区别于所述至少两组偏转喷嘴孔口的另一组的孔口的横向横截面。
44.根据前述实施方式任一个的喷雾装置，其特征在于，所述偏转孔口的至少一个具有三角横向横截面。
45.根据前述实施方式任一个的喷雾装置中所应用的喷雾喷嘴主体。