(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で、連続して液体のミストが得られる液体霧化装置、及び液体の霧化方法を提供する。【解決手段】液体霧化装置１は、三次元網目状に連結した微細気孔１１Ｐを有する多孔質体からなる霧化本体部材１１と、微細気孔内に染み込ませる液体ＬＱを霧化本体部材の液体被供給面１１ｃに連続的に供給する液体供給部３０と、霧化本体部材の気体圧入面１１ｂに気体ＡＲを供給して、微細気孔内に気体ＡＲを圧入し、気体放出面１１ａから、圧入された気体と共に、微細気孔内に染み込ませた液体のミストＬＱＭを放出させる気体供給部２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元網目状に連結した微細気孔を有する多孔質体からなる霧化本体部材であって、
表面の一部が気体圧入面であり、
上記表面の他の一部が気体放出面であり、
上記表面の更に他の一部が液体被供給面である、
霧化本体部材と、
上記微細気孔内に染み込ませる液体を上記霧化本体部材の上記液体被供給面に連続的に供給する液体供給部と、
上記霧化本体部材の上記気体圧入面に気体を供給して、
上記微細気孔内に上記気体を圧入し、
上記気体放出面から、圧入された上記気体と共に、上記微細気孔内に染み込ませた上記液体のミストを連続的に放出させる
気体供給部と、を備える
液体霧化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体霧化装置であって、
前記液体供給部は、
前記液体に接して上記液体を取り入れる取入部、
上記取入部で取り入れた上記液体を移送する移送部、及び、
前記液体被供給面に近在または接して、移送された上記液体を上記液体被供給面に連続的に供給する供給部を含む
液移送体を有する
液体霧化装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体霧化装置であって、
前記液移送体の前記移送部は、
前記取入部から前記供給部まで、毛細管現象によって前記液体を移送する毛細管移送部である
液体霧化装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液体霧化装置であって、
前記液体は、水であり、
前記霧化本体部材は、
平均細孔径が０．５〜１０μｍの前記多孔質体からなり、
前記気体供給部は、
上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．７Ｐｃ−４．９[kPa]〜 ２．２Ｐｃ＋４１．０[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する
液体霧化装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液体霧化装置であって、
前記液体は、水であり、
前記霧化本体部材は、
平均細孔径が０．５〜３．４μｍの前記多孔質体からなり、
前記気体供給部は、
上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．８Ｐｃ−５．２[kPa]〜 ２．２Ｐｃ＋２４．３[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する
液体霧化装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液体霧化装置であって、
前記液体は、水であり、
前記霧化本体部材は、
平均細孔径が０．５〜１．３μｍの前記多孔質体からなり、
前記気体供給部は、
上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．８Ｐｃ−２９．９[kPa]〜 ２．０Ｐｃ＋６５．８[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する
液体霧化装置。
【請求項７】
三次元網目状に連結した微細気孔を有する多孔質体からなり、
表面の一部が気体圧入面であり、
上記表面の他の一部が気体放出面であり、
上記表面の更に他の一部が液体被供給面である、
霧化本体部材の上記液体被供給面に、液体供給部から液体を連続的に供給して、上記微細気孔内に上記液体を染み込ませ、
気体供給部から上記霧化本体部材の上記気体圧入面に気体を供給して、上記微細気孔内に上記気体を圧入し、上記気体放出面から、圧入された上記気体と共に、上記微細気孔内に染み込ませた上記液体のミストを放出させる
液体の霧化方法。
【請求項８】
請求項７に記載の液体の霧化方法であって、
前記液体供給部は、
前記液体に接して上記液体を取り入れる取入部、
上記取入部で取り入れた上記液体を移送する移送部、及び、
前記液体被供給面に近在または接して、移送された上記液体を上記液体被供給面に連続的に供給する供給部を含む
液移送体を有する
液体の霧化方法。
【請求項９】
請求項８に記載の液体の霧化方法であって、
前記液移送体の前記移送部は、
前記取入部から前記供給部まで、毛細管現象によって前記液体を移送する毛細管移送部である
液体の霧化方法。
【請求項１０】
請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の液体の霧化方法であって、
前記液体は、水であり、
前記霧化本体部材は、
平均細孔径が０．５〜１０μｍの前記多孔質体からなり、
前記気体供給部から、上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．７Ｐｃ−４．９[kPa]〜 ２．２Ｐｃ＋４１．０[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する
液体の霧化方法。
【請求項１１】
請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の液体の霧化方法であって、
前記液体は、水であり、
前記霧化本体部材は、
平均細孔径が０．５〜３．４μｍの前記多孔質体からなり、
前記気体供給部から、上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．８Ｐｃ−５．２[kPa]〜 ２．２Ｐｃ＋２４．３[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する
液体の霧化方法。
【請求項１２】
請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の液体の霧化方法であって、
前記液体は、水であり、
前記霧化本体部材は、
平均細孔径が０．５〜１．３μｍの前記多孔質体からなり、
前記気体供給部から、上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．８Ｐｃ−２９．９[kPa]〜 ２．０Ｐｃ＋６５．８[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する
液体の霧化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水などの液体を霧化して放出する液体霧化装置及び液体の霧化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加湿器などの空調装置、美顔器やサウナなどの美容健康促進装置、農薬散布具など薬剤の散布装置、薬液吸入器などの医療装置、ミスト状の塗料を塗布するコーティング装置，半導体ウェハなどの洗浄装置など、液体を霧化して用いる装置が多数用いられている。
液体を霧化する手法としては、例えば、ノズルから加圧した液体を噴射させて霧化する手法や、回転体を用いて、この回転体に接した水を遠心力で飛散させる手法（特許文献１参照）、超音波振動子によって液中にキャビテーションを生じさせて液体を霧化する手法などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５０３２３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の手法では、回転体を回転させる機構など装置が複雑にならざるを得ない。また、超音波振動子を用いた手法も、超音波振動子を駆動する電気回路などを要する。ノズルを用いる場合には、霧化した液滴の粒径にばらつきが生じ易い。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成で、連続して液体のミストが得られる液体霧化装置、及び、連続して液体のミストを得ることができる液体の霧化方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の一態様は、三次元網目状に連結した微細気孔を有する多孔質体からなる霧化本体部材であって、表面の一部が気体圧入面であり、上記表面の他の一部が気体放出面であり、上記表面の更に他の一部が液体被供給面である、霧化本体部材と、上記微細気孔内に染み込ませる液体を上記霧化本体部材の上記液体被供給面に連続的に供給する液体供給部と、上記霧化本体部材の上記気体圧入面に気体を供給して、上記微細気孔内に上記気体を圧入し、上記気体放出面から、圧入された上記気体と共に、上記微細気孔内に染み込ませた上記液体のミストを連続的に放出させる気体供給部と、を備える液体霧化装置である。
【０００７】
本発明の液体霧化装置では、液体供給部から、多孔質体からなる霧化本体部材の液体被供給面に液体を連続的に供給して微細気孔内に連続的に染み込ませる。その一方、気体供給部から、霧化本体部材の気体圧入面に気体を供給することで、気体放出面から気体と共に、液体のミストを連続的に放出させることができる。かくして、液体のミストを簡易にかつ連続して得ることができる。
【０００８】
なお、霧化本体部材をなす多孔質体の材質としては、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ムライト、シリカなどの酸化物セラミックスや、窒化ケイ素などの窒化物セラミックス、炭化ケイ素などの炭化物セラミックスなどからなる多孔質セラミック、多孔質ガラスが挙げられる。また、ステンレス、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、アルミニウムなどからなる多孔質金属、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレートなどの樹脂からなる多孔質樹脂も挙げられる。
【０００９】
霧化本体部材は、その表面のうち、一部が気体圧入面であり、他の一部が気体放出面であり、更に他の一部が液体被供給面である。この霧化本体部材の形態としては、例えば、板状（平板状、凹板状、凸板状、半球殻状、球殻状）の霧化本体部材の表面のうち、一方の主面を気体圧入面とし、この一方の主面(気体圧入面)と厚み方向に対向する他方の主面の一部を気体放出面とし、この他方の主面の他の一部を液体被供給面とする形態が挙げられる。また、筒状（角筒状、円筒状）や、一方の端部が多孔質体あるいは緻密質の部材で閉じられた有底筒状（有底角筒状、有底円筒状）の形態の霧化本体部材も挙げられる。このような筒状、有底筒状の霧化本体部材では、例えば、内表面を気体圧入面とし、外表面の一部を気体放出面とし、外表面の他の一部を液体被供給面としても良い。また、逆に、外表面を気体圧入面とし、内表面の一部を気体放出面とし、内表面の他の一部を液体被供給面としても良い。
【００１０】
霧化本体部材の表面のうち、どこを液体被供給面として選択するかについては、気体圧入面から気体放出面まで、微細気孔を気体が流通する経路を考慮し、その経路中に、液体被供給面から染み込んで微細気孔内を拡がった液体が介在し、上述の経路を気体が移動すると共に液体が移動して気体放出面に届くように、液体被供給面とする部位を選択すると良い。例えば、霧化本体部材の表面のうち、気体放出面に隣接する部位や、気体圧入面に隣接する部位、あるいは、気体放出面と気体圧入面との間を結ぶ表面（上下面を結ぶ側面）などを、液体被供給面として選択することができる。
【００１１】
また、霧化本体部材の液体被供給面に液体を供給する液体供給部としては、例えば、液体を貯留する液体容器と、ガーゼや不織布などで構成し、貯留した液体に一端部を浸漬して液体を取り入れる一方、霧化本体部材の液体被供給面を他端部で覆い、一端部を他端部との間を結ぶ中間部では毛細管現象により、一端部から他端部まで液体を移送して、他端部から霧化本体部材の液体被供給面に液体を連続的に供給する移送体とからなるものが挙げられる。また、液体の貯留タンクや送液管（送水管など）の吐出口から、一定流量の液体を柱状にして霧化本体部材の液体被供給面に向けて落下させて、霧化本体部材の液体被供給面に液体を連続的に供給するものも挙げられる。あるいは、霧化本体部材の液体被供給面に近在して配置した吐出口から一定流量の液体を、液体被供給面に連続的に供給するものとしても良い。
【００１２】
液体霧化装置で霧化させる液体としては、例えば、水(飲料水、水道水、蒸留水、イオン交換水、純水など)のほか、メタノール、エタノール、ＩＰＡなどのアルコールが挙げられる。また、メタノールなどのアルコール、塩酸、酢酸などの酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム(重曹)、アンモニアなどのアルカリ、香料、各種の水溶成分を含む水溶液、各種の培養液なども挙げられる。また、トルエン、キシレンなどの有機溶媒や、ガソリン、灯油などの油類なども挙げられる。
【００１３】
気体圧入面から霧化本体部材に圧入する気体としては、例えば、空気、水素、窒素、酸素、二酸化炭素、一酸化炭素、メタン、プロパン、窒素と酸素の混合ガスなど各種の気体が挙げられる。
【００１４】
上述の液体霧化装置であって、前記液体供給部は、前記液体に接して上記液体を取り入れる取入部、上記取入部で取り入れた上記液体を移送する移送部、及び、前記液体被供給面に近在または接して、移送された上記液体を上記液体被供給面に連続的に供給する供給部を含む液移送体を有する液体霧化装置とすると良い。
【００１５】
この液体霧化装置では、液移送体を用い、その取入部で取り入れた液体を、移送部で供給部まで移送するので、液体を霧化本体部材の液体被供給面に容易に連続的に供給して、液体のミストを連続的に得ることができる。
【００１６】
さらに上述の液体霧化装置であって、前記液移送体の前記移送部は、前記取入部から前記供給部まで、毛細管現象によって前記液体を移送する毛細管移送部である液体霧化装置とすると良い。
【００１７】
この液体霧化装置では、液体供給部の液移送体の移送部における液体の移送に毛細管現象を用いるので、ポンプなどの動力を用いること無く、省エネルギーかつ簡単な構造で、液体を霧化本体部材の液体被供給面に容易に連続的に供給して、液体のミストを連続的に得ることができる。
【００１８】
なお、毛細管現象を用いて液体を移送する液移送体の毛細管移送部としては、例えば、液体に濡れる性質を有する（液体が水の場合には親水性の）、繊維（綿糸、ポリエステル繊維など）や樹脂（ＰＶＡ，セルロースなど）からなる、ガーゼ、不織布、フェルト、タオルなどの織布、繊維束、撚糸、スポンジなどを用いることができる。また、毛細管移送部のみならず、取入部をも、また、供給部をも、さらにはこれらを含む液移送体全体を、毛細管現象が生じるガーゼ、不織布等で構成しても良い。
【００１９】
さらに前述のいずれかに記載の液体霧化装置であって、前記液体は、水であり、前記霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜１０μｍの前記多孔質体からなり、前記気体供給部は、上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．７Ｐｃ−４．９[kPa]〜 ２．２Ｐｃ＋４１．０[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する液体霧化装置とすると良い。
【００２０】
この液体霧化装置では、霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜１０μｍの微細気孔を有する多孔質体からなり、気体供給部は、臨界圧力Ｐｃの大きさに応じた、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給する。これにより、気体放出面からＤ５０が６．０μｍ以下で、Ｄ１０が１．０μｍ以下の小粒径の水のミストを放出させることができる。
【００２１】
なお、多孔質体の臨界圧力Ｐｃとは、多孔質体からなる霧化本体部材において、微細気孔内に染み込んだ液体を、圧入した気体の圧力で押し出すことができる最低の圧力（気圧）を指す。臨界圧力Ｐｃは、Ｐｃ＝４γcosθ／ＡＤで与えられる。ここで、γは液体の表面張力、θは液体の接触角、ＡＤは霧化本体部材をなす多孔質体の平均細孔径である。
【００２２】
あるいは前述のいずれかに記載の液体霧化装置であって、前記液体は、水であり、前記霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜３．４μｍの前記多孔質体からなり、前記気体供給部は、上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．８Ｐｃ−５．２[kPa]〜 ２．２Ｐｃ＋２４．３[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する液体霧化装置とすると良い。
【００２３】
この液体霧化装置では、霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜３．４μｍの、より小さな微細気孔を有する多孔質体からなり、気体供給部は、臨界圧力Ｐｃの大きさに応じた、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給する。これにより、気体放出面からＤ５０が２．０μｍ以下で、Ｄ１０が１．０μｍ以下のさらに小粒径の水のミストを放出させることができる。
【００２４】
あるいは前述のいずれかに記載の液体霧化装置であって、前記液体は、水であり、前記霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜１．３μｍの前記多孔質体からなり、前記気体供給部は、上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．８Ｐc−２９．９[kPa]〜 ２．０Ｐｃ＋６５．８[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する液体霧化装置とすると良い。
【００２５】
この液体霧化装置では、霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜１．３μｍの、さらに小さな微細気孔を有する多孔質体からなり、気体供給部は、臨界圧力Ｐｃの大きさに応じた、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給する。これにより、気体放出面からＤ５０が１．０μｍ以下のさらに小粒径の水のミストを放出させることができる。
【００２６】
他の解決手段は、三次元網目状に連結した微細気孔を有する多孔質体からなり、表面の一部が気体圧入面であり、上記表面の他の一部が気体放出面であり、上記表面の更に他の一部が液体被供給面である、霧化本体部材の上記液体被供給面に、液体供給部から液体を連続的に供給して、上記微細気孔内に上記液体を染み込ませ、気体供給部から上記霧化本体部材の上記気体圧入面に気体を供給して、上記微細気孔内に上記気体を圧入し、上記気体放出面から、圧入された上記気体と共に、上記微細気孔内に染み込ませた上記液体のミストを放出させる液体の霧化方法である。
【００２７】
この霧化方法によれば、多孔質体からなる霧化本体部材の液体被供給面に液体を連続的に供給し、霧化本体部材の気体圧入面に気体を供給することで、気体放出面から、気体と共に微細気孔内に染み込ませた液体のミストを連続的に放出させることができる。かくして、液体のミストを簡易にかつ連続して得ることができる。
【００２８】
さらに上述の液体の霧化方法であって、前記液体供給部は、前記液体に接して上記液体を取り入れる取入部、上記取入部で取り入れた上記液体を移送する移送部、及び、前記液体被供給面に近在または接して、移送された上記液体を上記液体被供給面に連続的に供給する供給部を含む液移送体を有する液体の霧化方法とすると良い。
【００２９】
この液体の霧化方法では、液移送体を用い、その取入部で取り入れた液体を、移送部で供給部まで移送するので、液体を霧化本体部材の液体被供給面に容易に連続的に供給することができる。
【００３０】
さらに上述の液体の霧化方法であって、前記液移送体の前記移送部は、前記取入部から前記供給部まで、毛細管現象によって前記液体を移送する毛細管移送部である液体の霧化方法とすると良い。
【００３１】
この液体の霧化方法では、液体供給部の液移送体の移送部における液体の移送に毛細管現象を用いるので、ポンプなどの動力を用いること無く、省エネルギーかつ簡単な構造で、液体を霧化本体部材の液体被供給面に容易に連続的に供給することができる。
【００３２】
上述のいずれか１項に記載の液体の霧化方法であって、前記液体は、水であり、前記霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜１０μｍの前記多孔質体からなり、前記気体供給部から、上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．７Ｐｃ−４．９[kPa]〜 ２．２Ｐｃ＋４１．０[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する液体の霧化方法とすると良い。
【００３３】
この液体の霧化方法では、霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜１０μｍの微細気孔を有する多孔質体からなり、気体供給部は、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給する。これにより、気体放出面からＤ５０が６．０μｍ以下で、Ｄ１０が１．０μｍ以下の小粒径の水のミストを放出させることができる。
【００３４】
あるいは前述のいずれか１項に記載の液体の霧化方法であって、前記液体は、水であり、前記霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜３．４μｍの前記多孔質体からなり、前記気体供給部から、上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．８Ｐｃ−５．２[kPa]〜 ２．２Ｐｃ＋２４．３[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する液体の霧化方法である。
【００３５】
この液体の霧化方法では、霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜３．４μｍの、より小さな微細気孔を有する多孔質体からなり、気体供給部は、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給する。これにより、気体放出面からＤ５０が２．０μｍ以下で、Ｄ１０が１．０μｍ以下のさらに小粒径の水のミストを放出させることができる。
【００３６】
あるいは前述のいずれか１項に記載の液体の霧化方法であって、前記液体は、水であり、前記霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜１．３μｍの前記多孔質体からなり、前記気体供給部から、上記多孔質体の臨界圧力をＰｃとしたとき、１．８Ｐｃ−２９．９[kPa]〜 ２．０Ｐｃ＋６５．８[kPa]の圧力範囲内の気圧を有する前記気体を、前記気体圧入面に供給する液体の霧化方法である。
【００３７】
この液体の霧化方法では、霧化本体部材は、平均細孔径が０．５〜１．３μｍの、さらに小さな微細気孔を有する多孔質体からなり、気体供給部は、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給する。これにより、気体放出面からＤ５０が１．０μｍ以下のさらに小粒径の水のミストを放出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態１に係る液体霧化装置の構成を示す説明図である。
【図２】実施形態１に係る液体霧化装置の構成を示す説明図であり、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】実施形態１に係る液体霧化装置において、平均細孔径ＡＤ＝１０μｍ、臨界圧力Ｐｃ＝２０ｋＰａの多孔質体からなる実施例１の霧化本体部材を用いた場合の、印加ガス圧Ｐと生成されたミストにおけるφ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ）との関係を示すグラフである。
【図４】実施形態１に係る液体霧化装置において、平均細孔径ＡＤ＝１０μｍ、臨界圧力Ｐｃ＝２０ｋＰａの多孔質体からなる実施例１の霧化本体部材を用いた場合の、印加ガス圧Ｐと生成された平均体積ミスト径Ｄ５０〔μｍ〕及び１０％体積ミスト径Ｄ１０〔μｍ〕との関係を示すグラフである。
【図５】実施形態１に係る液体霧化装置において、平均細孔径ＡＤ＝３．４μｍ、臨界圧力Ｐｃ＝６０ｋＰａの多孔質体からなる実施例２の霧化本体部材を用いた場合の、印加ガス圧Ｐと生成されたミストにおけるφ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ）との関係を示すグラフである。
【図６】実施形態１に係る液体霧化装置において、平均細孔径ＡＤ＝３．４μｍ、臨界圧力Ｐｃ＝６０ｋＰａの多孔質体からなる実施例２の霧化本体部材を用いた場合の、印加ガス圧Ｐと生成された平均体積ミスト径Ｄ５０〔μｍ〕及び１０％体積ミスト径Ｄ１０〔μｍ〕との関係を示すグラフである。
【図７】実施形態１に係る液体霧化装置において、平均細孔径ＡＤ＝１．３μｍ、臨界圧力Ｐｃ＝１６０ｋＰａの多孔質体からなる実施例３の霧化本体部材を用いた場合の、印加ガス圧Ｐと生成されたミストにおけるφ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ）との関係を示すグラフである。
【図８】実施形態１に係る液体霧化装置において、平均細孔径ＡＤ＝１．３μｍ、臨界圧力Ｐｃ＝１６０ｋＰａの多孔質体からなる実施例３の霧化本体部材を用いた場合の、印加ガス圧Ｐと生成された平均体積ミスト径Ｄ５０〔μｍ〕及び１０％体積ミスト径Ｄ１０〔μｍ〕との関係を示すグラフである。
【図９】実施形態１に係る液体霧化装置において、平均細孔径ＡＤ＝０．８μｍ、臨界圧力Ｐｃ＝２８０ｋＰａの多孔質体からなる実施例４の霧化本体部材を用いた場合の、印加ガス圧Ｐと生成されたミストにおけるφ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ）との関係を示すグラフである。
【図１０】実施形態１に係る液体霧化装置において、平均細孔径ＡＤ＝０．８μｍ、臨界圧力Ｐｃ＝２８０ｋＰａの多孔質体からなる実施例４の霧化本体部材を用いた場合の、印加ガス圧Ｐと生成された平均体積ミスト径Ｄ５０〔μｍ〕及び１０％体積ミスト径Ｄ１０〔μｍ〕との関係を示すグラフである。
【図１１】実施形態１に係る液体霧化装置において、平均細孔径ＡＤ＝０．５μｍ、臨界圧力Ｐｃ＝３７０ｋＰａの多孔質体からなる実施例５の霧化本体部材を用いた場合の、印加ガス圧Ｐと生成されたミストにおけるφ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ）との関係を示すグラフである。
【図１２】実施形態１に係る液体霧化装置において、平均細孔径ＡＤ＝０．５μｍ、臨界圧力Ｐｃ＝３７０ｋＰａの多孔質体からなる実施例５の霧化本体部材を用いた場合の、印加ガス圧Ｐと生成された平均体積ミスト径Ｄ５０〔μｍ〕及び１０％体積ミスト径Ｄ１０〔μｍ〕との関係を示すグラフである。
【図１３】実施形態１に係る液体霧化装置において、霧化本体部材の臨界圧力Ｐｃと、ミストがＤ５０＝６．０μｍ以下かつＤ１０＝１．０μｍ以下となる印加ガス圧Ｐの範囲を示すグラフである。
【図１４】実施形態１に係る液体霧化装置において、霧化本体部材の臨界圧力Ｐｃと、ミストがＤ５０＝２．０μｍ以下かつＤ１０＝１．０μｍ以下となる印加ガス圧Ｐの範囲を示すグラフである。
【図１５】実施形態１に係る液体霧化装置において、霧化本体部材の臨界圧力Ｐｃと、ミストがＤ５０＝１．０μｍ以下となる印加ガス圧Ｐの範囲を示すグラフである。
【図１６】実施形態２に係る液体霧化装置の構成を示す説明図であり、図１７のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図１７】実施形態２に係る液体霧化装置の構成を示す説明図である。
【図１８】（ａ），（ｂ）は、実施形態２，３に係る液体霧化装置に用いる不織布帯体の形態例を示す説明図である。
【図１９】実施形態３に係る液体霧化装置の構成を示す説明図である。
【図２０】実施形態４に係る液体霧化装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
(実施形態１）
第１の実施形態に掛かる液体霧化装置１を、図１〜図１５を参照して説明する。図１のうち（ａ）は、本実施形態１に係る液体霧化装置１の構成を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【００４０】
本実施形態１の液体霧化装置１は、液体ＬＱのミストＬＱＭを発生する霧化部１０と、霧化部１０に気体ＡＲを供給する気体供給部２０と、霧化部１０の霧化本体部材１１に液体ＬＱを供給する液体供給部３０とを備える。
【００４１】
このうち、霧化部１０は、円筒状の霧化本体部材１１と、この霧化本体部材１１を保持する保持部材１２とからなる。霧化本体部材１１は、三次元網目状に連結した微細気孔１１Ｐを有するアルミナ系セラミックの多孔質体からなる。円筒状の霧化本体部材１１の表面１１ｓのうち、内側面１１ｓ１を気体圧入面１１ｂとする。一方、この気体圧入面１１ｂと径方向に対向する外側面１１ｓ２のうち、上方ＵＤの半円筒面を気体放出面１１ａとし、下方ＤＤの半円筒面を液体被供給面１１ｃとする。この霧化本体部材１１は、内径９ｍｍ、外径１２ｍｍ、肉厚１．５ｍｍで、長さ５０ｍｍ（ミスト有効発生長４０ｍｍ）の寸法である。
【００４２】
一方、保持部材１２は、一対の第１保持部材１２Ａ及び第２保持部材１２Ｂからなる。このうち、第１保持部材１２Ａは、円筒状の霧化本体部材１１の一方側（図１右側）の端部１１Ｆを収容する保持孔１２ＡＨを有し、霧化本体部材１１と連通する筒形状であり、気体ＡＲを霧化本体部材１１内に導入する気体導入部１２Ｉが設けられている。また、第２保持部材１２Ｂは、霧化本体部材１１の他方側（図１左側）の端部１１Ｇを収容する保持孔１２ＢＨを有し、霧化本体部材１１の端部１１Ｇを閉塞している。また、本実施形態１では、霧化部１０は、霧化本体部材１１が水平方向（図１において左右方向）に延びる形態に保持される。
【００４３】
気体供給部２０から気体導入部１２Ｉを通じて、霧化本体部材１１内に導入された気体ＡＲは、図１において矢印で示すように、霧化本体部材１１の気体圧入面１１ｂと気体放出面１１ａとの間に加えられる印加ガス圧Ｐ（気体放出面１１ａが大気に接している場合にはゲージ圧）により、霧化本体部材１１の気体圧入面１１ｂから、霧化本体部材１１の微細気孔１１Ｐに圧入され、この微細気孔１１Ｐを通じて、気体放出面１１ａから径方向外側に放出される。
なお、この霧化本体部材１１において、微細気孔１１Ｐ内にしみこんだ液体ＬＱを気体ＡＲの印加ガス圧Ｐで押し出す臨界圧力Ｐｃ（気圧差）は、Ｐｃ＝４γcosθ／ＡＤで与えられる。ここで、γは液体ＬＱの表面張力、θは液体ＬＱの接触角、ＡＤは多孔質体の平均細孔径である。例えば、本実施形態１のうち後述する実施例３では、平均細孔径ＡＤ＝１．３μｍの多孔質体を用いており、臨界圧力Ｐｃ＝１６０ｋＰａであった。本実施形態１では、液体ＬＱとして水を用いている。
【００４４】
気体供給部２０は、霧化部１０の気体導入部１２Ｉに向けて気体ＡＲを供給するものであり、気体ＡＲを貯留するボンベ２１と、ボンベ２１から気体ＡＲを配送する気体配管２２と、気体ＡＲの流通を開閉するバルブ２３と、バルブ２３の下流側に位置して霧化部１０に供給される気体ＡＲの圧力（印加ガス圧Ｐ）を検知する圧力計２４を有する。なお、バルブ２３は、手動でも良いが、電磁バルブなど電気的に制御可能なバルブを用いても良い。また、本実施形態１では、気体ＡＲとして圧縮空気を用いている。従って、ボンベ２１に代えて、コンプレッサ等によって圧縮空気を生成して、気体配管２２に送るようにしても良い。
【００４５】
液体供給部３０は、霧化部１０の霧化本体部材１１（液体被供給面１１ｃ）に液体ＬＱを供給するものであり、スポンジ体３２と、霧化本体部材１１の下方ＤＤに配置され、スポンジ体３２の下部（取入部３２ａ）及び収容液体ＬＱＳ（液体ＬＱ）を収容する液体容器３１と、を有する。スポンジ体３２は、吸水性が良好なＰＶＡからなり、概略直方体形状のスポンジで構成されており、下部の取入部３２ａは、液体容器３１内で、収容液体ＬＱＳに浸漬されている。このため、取入部３２ａの上部に位置する毛細管移送部３２ｂを通じて、上端部分の供給部３２ｃまで、毛細管現象によって、液体ＬＱを吸い上げることができる。さらに供給部３２ｃは半円柱溝状の形態とされており、霧化本体部材１１の下方ＤＤの半円筒状の液体被供給面１１ｃに密着している。このため、供給部３２ｃまで吸い上げられた液体ＬＱは、この供給部３２ｃを通じて、霧化本体部材１１の液体被供給面１１ｃに連続的に供給され、霧化本体部材１１の微細気孔１１Ｐ内に染み込む。
【００４６】
即ち、本実施形態１の液体霧化装置１では、液体容器３１からスポンジ体３２を通じて、霧化本体部材１１の液体被供給面１１ｃに液体ＬＱを供給する。すると、液体ＬＱは液体被供給面１１ｃから霧化本体部材１１の微細気孔１１Ｐ内に染み込む。この状態で、気体供給部２０のバルブ２３を開放して、圧力計２４の示す印加ガス圧Ｐが前述の臨界圧力Ｐｃ以上（Ｐ≧Ｐｃ）である気体ＡＲを霧化部１０に供給し、霧化本体部材１１の気体放出面１１ａから気体ＡＲが放出させる。
【００４７】
すると、微細気孔１１Ｐ内に染み込んだ液体ＬＱは、図１に破線の矢印で示す気体ＡＲと共に、ミストＬＱＭとして気体放出面１１ａから放出される。従って、液体容器３１からスポンジ体３２を通じて、霧化本体部材１１の液体被供給面１１ｃに連続的に液体ＬＱを供給することで、連続的に液体ＬＱのミストＬＱＭを発生させることができる。即ち、この液体霧化装置１では、多孔質体からなる霧化本体部材１１の液体被供給面１１ｃを通じて霧化本体部材(多孔質体)１１の微細気孔１１Ｐ内に連続的に染み込ませる。その一方、霧化本体部材１１の気体圧入面１１ｂから気体ＡＲを圧入し、気体放出面１１ａから気体ＡＲを放出させると共に、液体ＬＱのミストＬＱＭを連続して放出させる。かくして、連続して液体ＬＱのミストＬＱＭが得られる。
【００４８】
なお、図１には示していないが、ミストＬＱＭの発生により収容液体ＬＱＳの量が減少しても、液体容器３１に収容した収容液体ＬＱＳの液面高さ（収容量）が一定になるように、別途、液体容器３１への液体ＬＱの供給を制御すると良い。
【００４９】
この液体霧化装置１では、スポンジ体３２を用い、その取入部３２ａで取り入れた液体ＬＱを、毛細管移送部３２ｂで供給部３２ｃまで移送する。このため、霧化本体部材１１の液体被供給面１１ｃに、容易に連続的に液体ＬＱを供給することができる。
しかも、この液体霧化装置１では、液体供給部３０のスポンジ体３２の毛細管移送部３２ｂにおける液体ＬＱの移送に毛細管現象を用いるので、ポンプなどの動力を用いること無く、省エネルギーかつ簡単な構造で、霧化本体部材１１の液体被供給面１１ｃに、液体ＬＱを容易に供給することができる。
【００５０】
また本実施形態１の霧化方法によれば、多孔質体からなる霧化本体部材１１の液体被供給面１ｃに液体ＬＱを連続的に供給し、霧化本体部材１１の気体圧入面１１ｂに気体ＡＲを供給することで、気体放出面１１ａから、気体ＡＲと共に微細気孔１１Ｐ内に染み込ませた液体ＬＱのミストＬＱＭを連続的に放出させることができる。かくして、液体ＬＱのミストＬＱＭを簡易にかつ連続して得ることができる。
しかも、液移送体としてスポンジ体３２を用い、その取入部３２ａで取り入れた液体ＬＱを、毛細管移送部３２ｂで供給部３２ｃまで移送するので、液体ＬＱを霧化本体部材１１の液体被供給面１１ｃに容易に連続的に供給することができる。
特に本実施形態１では、スポンジ体３２の毛細管移送部３２ｂにおける液体ＬＱの移送に毛細管現象を用いるので、ポンプなどの動力を用いること無く、省エネルギーかつ簡単な構造で、液体ＬＱを霧化本体部材１１の液体被供給面１１ｃに容易に連続的に供給することができる。
【００５１】
(実施例１〜５）
次いで、実施形態１の液体霧化装置１のうち、霧化本体部材１１をなす多孔質体の平均細孔径ＡＤ[μｍ]の大きさを変化させた場合（実施例１〜５）において、圧力計２４で測定される霧化本体部材１１に加える気体ＡＲの印加ガス圧Ｐ[ｋＰａ]と、生成されるミストＬＱＭの粒径との関係を調査した。即ち、平均細孔径ＡＤが１０μｍ，３．４μｍ，１．３μｍ，０．８μｍ，０．５μｍである実施例１〜５の霧化本体部材１１を作製し、実施形態１の液体霧化装置１を製造した。そして、霧化本体部材１１に加える気体ＡＲの印加ガス圧Ｐ[ｋＰａ]を変化させ、各印加ガス圧Ｐにおいて生成されたミストＬＱＭについて、φ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ)[％]、及び、平均体積ミスト径（５０％体積ミスト径）Ｄ５０[μｍ]及び１０％体積ミスト径Ｄ１０〔μｍ〕を測定した。
【００５２】
なお、本実施例１〜５では、気体ＡＲとして空気を、液体ＬＱとして水（水道水）を用いた。霧化本体部材１１の平均細孔径ＡＤは、水銀ポロシメーター（マイクロメトリックス製AutoPore IV 9500）を用いた水銀圧入法によって測定した。
さらに、霧化本体部材１１の臨界圧力Ｐｃは、以下の測定方法で測定した。まず、円筒状の多孔質体である霧化本体部材１１のうち、一方の端部をステンレス製の治具で封止し、他方の端部には霧化本体部材１１内にガスを流通（吹き込み）可能とするノズル付きのステンレス製治具を取り付ける。この状態で液体ＬＱ中（例えば、水中）に浸漬して、霧化本体部材１１（多孔質体）の微細気孔１１Ｐ内が液体ＬＱで満たされるまで（例えば１０分間）放置する。他方側のステンレス製治具のノズルに気体供給配管を取り付け、霧化本体部材１１の内側に気体ＡＲを供給できるようにする。気体ＡＲの印加ガス圧Ｐを徐々に上昇させ、霧化本体部材１１の外側面から気体ＡＲの気泡が放出されるのが観察された最低圧力を臨界圧力Ｐｃとした。各実施例においては、臨界圧力Ｐｃが異なるので、印加ガス圧Ｐの範囲は、互いに異なった範囲となっている。
【００５３】
また、ミストＬＱＭの粒径やその分布を、マルバーン製レーザー回折式粒度分布測定装置スプレーテックにより測定した（測定範囲：φ０．１１７〜１０００μｍ）。解析条件としては、使用検出器として、低角度側に検出器「１０」を、高角度側に検出器「Ｌａｓｔ」を用いた。検出閾値は４とした（照明等の外光によるノイズの影響緩和のため）。測定サンプリング数は２０個（測定間隔１秒毎）とし、各実施例等では、２０個の測定値の平均値を記載した。
【００５４】
（実施例１）
平均細孔径ＡＤ＝１０μｍの多孔質体からなる霧化本体部材１１を製造した。なお、この平均細孔径ＡＤ＝１０μｍの霧化本体部材１１の臨界圧力Ｐｃは、Ｐｃ＝２０ｋＰａであった。この霧化本体部材１１を用いた実施形態１の液体霧化装置１について、印加ガス圧Ｐ＝３０〜３００ｋＰａの範囲で印加ガス圧Ｐを変化させてミストＬＱＭを発生させ、各印加ガス圧Ｐ[ｋＰａ]と生成されたミストＬＱＭのうちφ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ)[％]との関係、及び、各印加ガス圧Ｐ[ｋＰａ]と「平均体積ミスト径Ｄ５０」及び「１０％体積ミスト径Ｄ１０」との関係を調査した。それらの結果を、図３及び図４のグラフに示す。
【００５５】
図３及び図４から判るように、平均細孔径ＡＤ＝１０μｍの霧化本体部材１１を用いた本実施例１の液体霧化装置１では、臨界圧力Ｐｃ＝２０ｋＰａを越えた印加ガス圧Ｐ＝３０〜３００ｋＰａの全範囲で、ミストＬＱＭを発生させることができる。その上、印加ガス圧Ｐ＝３０〜２６０ｋＰａの範囲では、φ１μｍ以下の大きさのミスト（以下、「ナノミスト」と呼ぶ）を生成できることが判る。
【００５６】
なお、本実施例１では、印加ガス圧Ｐ＝１００ｋＰａ付近で、「ナノミスト」の割合を最も高く（約２１％に）できる。また、印加ガス圧Ｐ＝４０〜２００ｋＰａの範囲で、φ１μｍ以下のミストの割合Ｒを１０％以上にできる。即ち、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下にできる。一方、印加ガス圧Ｐを４０ｋＰａ以上で高くするほど、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が増加すること、つまり、径の大きいミストＬＱＭが増加することが判る。
【００５７】
また、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝３０〜７０ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。従って、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝４０〜７０ｋＰａの範囲とする必要があることになる。
但し、本実施例１の平均細孔径ＡＤ＝１０μｍの多孔質体（霧化本体部材１１）では、印加ガス圧Ｐを変化させても、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を２．０μｍ以下、さらには、１．０μｍ以下とすることはできないことも判る。
【００５８】
（実施例２）
次いで、平均細孔径ＡＤ＝３．４μｍの多孔質体からなる霧化本体部材１１を製造した。なお、この平均細孔径ＡＤ＝３．４μｍの霧化本体部材１１の臨界圧力ＰｃはＰｃ＝６０ｋＰａであった。この霧化本体部材１１を用いた実施形態１の液体霧化装置１について、印加ガス圧Ｐ＝８０〜２４０ｋＰａの範囲で印加ガス圧Ｐを変化させてミストＬＱＭを発生させ、実施例１と同様、各印加ガス圧Ｐと「φ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ)」との関係、及び、各印加ガス圧Ｐと「平均体積ミスト径Ｄ５０」及び「１０％体積ミスト径Ｄ１０」との関係を調査した。それらの結果を、図５及び図６のグラフに示す。
【００５９】
図５及び図６から判るように、平均細孔径ＡＤ＝３．４μｍの霧化本体部材１１を用いた本実施例２の液体霧化装置１では、臨界圧力Ｐｃ＝６０ｋＰａを越えた印加ガス圧Ｐ＝８０〜２４０ｋＰａの全範囲で、ミストＬＱＭを発生させることができる。中でも、印加ガス圧Ｐ＝８０〜１９０ｋＰａの範囲では、「ナノミスト」を生成できることも判る。
【００６０】
なお、本実施例２では、印加ガス圧Ｐ＝１４０ｋＰａ付近で、「ナノミスト」の割合を最も高く（約３４％に）できる。また、印加ガス圧Ｐ＝９０〜１９０ｋＰａの範囲で、φ１μｍ以下のミストの割合Ｒを１０％以上にできる。即ち、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下にできる。一方、印加ガス圧Ｐ＝２００ｋＰａ以上（２００〜２４０ｋＰａ）の範囲では、「ナノミスト」が発生されず、径の大きいミストＬＱＭが発生していることが判る。一方、印加ガス圧Ｐを１３０ｋＰａ以上で高くするほど、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が増加すること、つまり、径の大きいミストＬＱＭが増加することが判る。
【００６１】
また、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝８０〜１８０ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。従って、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝９０〜１８０ｋＰａの範囲とする必要があることになる。
加えて、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を２．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝１００〜１４０ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。従って、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を２．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝１００〜１４０ｋＰａの範囲とする必要があることになる。
但し、本実施例２の平均細孔径ＡＤ＝３．４μｍの多孔質体（霧化本体部材１１）では、印加ガス圧Ｐを変化させても、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を１．０μｍ以下とすることはできないことも判る。
【００６２】
（実施例３）
次いで、平均細孔径ＡＤ＝１．３μｍの多孔質体からなる霧化本体部材１１を製造した。なお、この平均細孔径ＡＤ＝１．３μｍの霧化本体部材１１の臨界圧力ＰｃはＰｃ＝１６０ｋＰａであった。この霧化本体部材１１を用いた実施形態１の液体霧化装置１について、印加ガス圧Ｐ＝２１０〜４３０ｋＰａの範囲で印加ガス圧Ｐを変化させてミストＬＱＭを発生させ、実施例１，２と同様、各印加ガス圧Ｐと「φ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ)」との関係、及び、各印加ガス圧Ｐと「平均体積ミスト径Ｄ５０」及び「１０％体積ミスト径Ｄ１０」との関係を調査した。それらの結果を、図７及び図８のグラフに示す。
【００６３】
図７及び図８から判るように、平均細孔径ＡＤ＝１．３μｍの霧化本体部材１１を用いた本実施例３の液体霧化装置１では、臨界圧力Ｐｃ＝１６０ｋＰａを越えた印加ガス圧Ｐ＝２１０〜４３０ｋＰａの全範囲で、ミストＬＱＭを発生させることができる。中でも、印加ガス圧Ｐ＝２４０〜４３０ｋＰａの範囲では、「ナノミスト」を生成できることが判る。
【００６４】
なお、本実施例３では、印加ガス圧Ｐ＝３５０ｋＰａ付近で、「ナノミスト」の割合を最も高く（約６０％に）できる。また、印加ガス圧Ｐ＝２７０〜４１０ｋＰａの範囲で、φ１μｍ以下のミストの割合Ｒを１０％以上にできる。即ち、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下にできる。一方、印加ガス圧Ｐ＝２３０ｋＰａ以下（２００〜２３０ｋＰａ）の範囲では、「ナノミスト」が発生されず、径の大きいミストＬＱＭが発生していることが判る。一方、印加ガス圧Ｐを３８０ｋＰａ以上で高くするほど、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が増加すること、つまり、径の大きいミストＬＱＭが増加することが判る。
【００６５】
また、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝２１０〜４００ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。従って、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝２７０〜４００ｋＰａの範囲とする必要があることになる。
加えて、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を２．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝２８０〜４００ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。従って、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を２．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝２８０〜４００ｋＰａの範囲とする必要があることになる。
さらに、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝３１０〜３９０ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。
【００６６】
（実施例４）
次いで、平均細孔径ＡＤ＝０．８μｍの多孔質体からなる霧化本体部材１１を製造した。なお、この平均細孔径ＡＤ＝０．８μｍの霧化本体部材１１の臨界圧力ＰｃはＰｃ＝２８０ｋＰａであった。この霧化本体部材１１を用いた実施形態１の液体霧化装置１について、印加ガス圧Ｐ＝３１０〜７００ｋＰａの範囲で印加ガス圧Ｐを変化させてミストＬＱＭを発生させ、実施例１〜３と同様、各印加ガス圧Ｐと「φ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ)」との関係、及び、各印加ガス圧Ｐと「平均体積ミスト径Ｄ５０」及び「１０％体積ミスト径Ｄ１０」との関係を調査した。それらの結果を、図９及び図１０のグラフに示す。
【００６７】
図９及び図１０から判るように、平均細孔径ＡＤ＝０．８μｍの霧化本体部材１１を用いた本実施例４の液体霧化装置１では、臨界圧力Ｐｃ＝２８０ｋＰａを越えた印加ガス圧Ｐ＝３１０〜７００ｋＰａの全範囲で、ミストＬＱＭを発生させることができる。中でも、印加ガス圧Ｐ＝４３０〜６９０ｋＰａ以上の範囲では、「ナノミスト」を生成できることも判る。
【００６８】
なお、本実施例４では、印加ガス圧Ｐ＝５８０ｋＰａ付近で、「ナノミスト」の割合を最も高く（約５８％に）できる。また、印加ガス圧Ｐ＝４９０〜６６０ｋＰａの範囲で、φ１μｍ以下のミストの割合Ｒを１０％以上にできる。即ち、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下にできる。一方、印加ガス圧Ｐ＝４２０ｋＰａ以下（３１０〜４２０ｋＰａ）及び７００ｋＰａ以上の範囲では、「ナノミスト」が発生されず、径の大きいミストＬＱＭが発生していることが判る。また、印加ガス圧Ｐを６００ｋＰａ以上で高くするほど、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が増加すること、つまり、径の大きいミストＬＱＭが増加することが判る。
【００６９】
また、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝３１０〜６４０ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。従って、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝４９０〜６４０ｋＰａの範囲とする必要があることになる。
加えて、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を２．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝５００〜６３０ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。従って、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を２．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝５００〜６３０ｋＰａの範囲とする必要があることになる。
さらに、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝５３０〜６１０ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。
【００７０】
（実施例５）
次いで、平均細孔径ＡＤ＝０．５μｍの多孔質体からなる霧化本体部材１１を製造した。なお、この平均細孔径ＡＤ＝０．５μｍの霧化本体部材１１の臨界圧力ＰｃはＰｃ＝３７０ｋＰａであった。この霧化本体部材１１を用いた実施形態１の液体霧化装置１について、印加ガス圧Ｐ＝４４０〜９５０ｋＰａの範囲で印加ガス圧Ｐを変化させてミストＬＱＭを発生させ、実施例１〜４と同様、各印加ガス圧Ｐと「φ１μｍ以下のミストの割合Ｒ(１μｍ)」との関係、及び、各印加ガス圧Ｐと「平均体積ミスト径Ｄ５０」及び「１０％体積ミスト径Ｄ１０」との関係を調査した。それらの結果を、図１１及び図１２のグラフに示す。
【００７１】
図１１及び図１２から判るように、平均細孔径ＡＤ＝０．５μｍの霧化本体部材１１を用いた本実施例５の液体霧化装置１では、臨界圧力Ｐｃ＝３７０ｋＰａを越えた印加ガス圧Ｐ＝４４０〜９５０ｋＰａの全範囲で、ミストＬＱＭを発生させることができる。中でも、印加ガス圧Ｐ＝５００ｋＰａ以上の範囲では、「ナノミスト」を生成できることも判る。特に、印加ガス圧Ｐ＝５２０〜９１０ｋＰａの範囲では、「ナノミスト」を生成できることも判る。
【００７２】
なお、本実施例５では、印加ガス圧Ｐ＝７３０ｋＰａ付近で、「ナノミスト」の割合を最も高く（約６３％に）できる。また、印加ガス圧Ｐ＝６４０〜８９０ｋＰａの範囲で、φ１μｍ以下のミストの割合Ｒを１０％以上にできる。即ち、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下にできる。一方、印加ガス圧Ｐ＝５１０ｋＰａ以下（４４０〜５１０ｋＰａ）及び９２０ｋＰａ以上（９２０〜９５０ｋＰａ）の範囲では、「ナノミスト」が発生されず、径の大きいミストＬＱＭが発生していることが判る。一方、印加ガス圧Ｐを８００ｋＰａ以上で高くするほど、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が増加すること、つまり、径の大きいミストＬＱＭが増加することが判る。
【００７３】
また、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝４４０〜８４０ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。従って、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝６４０〜８４０ｋＰａの範囲とする必要があることになる。
加えて、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を２．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝６５０〜８３０ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。従って、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を２．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝６５０〜８３０ｋＰａの範囲とする必要があることになる。
さらに、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を１．０μｍ以下とするには、印加ガス圧Ｐ＝６８０〜８１０ｋＰａの範囲とする必要があることが判る。
【００７４】
（実施例１〜５の検討）
以上のように、多孔質体からなる霧化本体部材１１を用いたので、印加ガス圧Ｐの気体ＡＲ（各実施例では空気）を気体圧入面１１ｂから圧入することで、気体放出面１１ａから気体ＡＲを放出させると共に、液体ＬＱ（各実施例では水）のミストＬＱＭを生成することができる。
【００７５】
更に、実施例１〜５の結果から、多孔質体からなる霧化本体部材１１の臨界圧力Ｐｃと、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を６．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下となる、印加ガス圧Ｐの範囲との関係を検討すると、極めて高い相関を示し、図１３に示す結果となる。即ち、霧化本体部材１１をなす多孔質体の微細気孔１１Ｐの平均細孔径ＡＤが、ＡＤ＝０．５〜１０μｍの範囲において、気体供給部２０から供給される気体ＡＲの印加ガス圧Ｐを、下限を示すＰ＝１．７Ｐｃ−４．９[ｋＰａ]の直線と、上限を示す２．２Ｐｃ＋４１．０[ｋＰａ]の直線で挟まれた圧力範囲内とすることで、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が６．０μｍ以下で、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」が１．０μｍ以下である水（液体）ＬＱのミストＬＱＭを発生させ得ることが判る。即ち、ミストＬＱＭの半数以上がφ６．０μｍ以下の粒径であり、しかも、ミストＬＱＭの１０％以上が、φ１．０μｍ以下の「ナノミスト」である水（液体）ＬＱのミストＬＱＭを発生させ得ることが判る。
【００７６】
従って、この液体ＬＱとして水を用い本実施形態の液体霧化装置（水霧化装置）１では、霧化本体部材１１は、平均細孔径ＡＤが０．５〜１０μｍの微細気孔１１Ｐを有する多孔質体からなり、気体供給部２０は、臨界圧力Ｐｃの大きさに応じた、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給することにより、気体放出面１１ａから「平均体積ミスト径Ｄ５０」が６．０μｍ以下で、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」が１．０μｍ以下の小粒径の水のミストを放出させることができる。
また本実施形態の水の霧化方法では、霧化本体部材１１は、平均細孔径ＡＤが０．５〜１０μｍの微細気孔１１Ｐな細孔を有する多孔質体からなり、気体供給部は、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給する。これにより、気体放出面から「平均体積ミスト径Ｄ５０」が６．０μｍ以下で、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」が１．０μｍ以下の小粒径の水のミストを放出させることができる。
【００７７】
また、多孔質体からなる霧化本体部材１１の臨界圧力Ｐｃと、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を２．０μｍ以下とし、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」を１．０μｍ以下となる、印加ガス圧Ｐの範囲との関係を検討した場合にも、極めて高い相関を示し、図１４に示す結果となる。即ち、霧化本体部材１１をなす多孔質体の微細気孔１１Ｐの平均細孔径ＡＤが、ＡＤ＝０．５〜３．４μｍの範囲において、気体供給部２０から供給される気体ＡＲの印加ガス圧Ｐを、下限を示すＰ＝１．８Ｐｃ−５．２[ｋＰａ]の直線と、上限を示す２．２Ｐｃ＋２４．３[ｋＰａ]の直線で挟まれた圧力範囲内とすることで、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が２．０μｍ以下で、かつ、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」が１．０μｍ以下である水（液体）ＬＱのミストＬＱＭを発生させ得ることが判る。即ち、ミストＬＱＭの半数以上がφ２．０μｍ以下の粒径であり、しかも、ミストＬＱＭの１０％以上が、φ１．０μｍ以下の「ナノミスト」である水（液体）ＬＱのミストＬＱＭを発生させ得ることが判る。
【００７８】
かくして、この液体ＬＱとして水を用い本実施形態の液体霧化装置（水霧化装置）１では、霧化本体部材１１は、平均細孔径ＡＤが０．５〜３．４μｍのより小さな微細気孔１１Ｐを有する多孔質体からなり、気体供給部２０は、臨界圧力Ｐｃの大きさに応じた、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給することにより、気体放出面１１ａから「平均体積ミスト径Ｄ５０」が２．０μｍ以下で、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」が１．０μｍ以下の小粒径の水のミストを放出させることができる。
また本実施形態の水の霧化方法では、霧化本体部材１１は、平均細孔径ＡＤが０．５〜３．４μｍのより小さな微細気孔１１Ｐな細孔を有する多孔質体からなり、気体供給部は、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給する。これにより、気体放出面から「平均体積ミスト径Ｄ５０」が２．０μｍ以下で、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」が１．０μｍ以下の小粒径の水のミストを放出させることができる。
【００７９】
さらに、多孔質体からなる霧化本体部材１１の臨界圧力Ｐｃと、「平均体積ミスト径Ｄ５０」を１．０μｍ以下となる、印加ガス圧Ｐの範囲との関係を検討した場合にも、極めて高い相関を示し、図１５に示す結果となる。即ち、霧化本体部材１１をなす多孔質体の微細気孔１１Ｐの平均細孔径ＡＤが、ＡＤ＝０．５〜１．３μｍの範囲において、気体供給部２０から供給される気体ＡＲの印加ガス圧Ｐを、下限を示すＰ＝１．８Ｐｃ−２９．９[ｋＰａ]の直線と、上限を示す２．０Ｐｃ＋６５．８[ｋＰａ]の直線で挟まれた圧力範囲内とすることで、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が１．０μｍ以下である水（液体）ＬＱのミストＬＱＭを発生させ得ることが判る。即ち、ミストＬＱＭの半数以上がφ１．０μｍ以下の「ナノミスト」である水（液体）ＬＱのミストＬＱＭを発生させ得ることが判る。
【００８０】
このように、この液体ＬＱとして水を用い本実施形態の液体霧化装置（水霧化装置）１では、霧化本体部材１１は、平均細孔径ＡＤが０．５〜１３μｍのさらに小さな微細気孔１１Ｐを有する多孔質体からなり、気体供給部２０は、臨界圧力Ｐｃの大きさに応じた、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給することにより、気体放出面１１ａから「平均体積ミスト径Ｄ５０」が１．０μｍ以下のさらに小粒径の水のミストを放出させることができる。
また本実施形態の水の霧化方法では、霧化本体部材１１は、平均細孔径ＡＤが０．５〜１０μｍのさらに小さな微細気孔１１Ｐな細孔を有する多孔質体からなり、気体供給部は、上述の圧力範囲内の気圧を有する気体を供給する。これにより、気体放出面から「平均体積ミスト径Ｄ５０」が１．０μｍ以下のさらに小粒径の水のミストを放出させることができる。
【００８１】
（実施形態２）
第２の実施形態に掛かる液体霧化装置１０１を、図１６〜図１８を参照して説明する。図１６及び図１７は、本実施形態２に係る液体霧化装置１０１の構成を模式的に示す説明図である。図１８（ａ），（ｂ）は、それぞれ、液体霧化装置１０１に用いる不織布帯体１３２の形態例を示す。前述の実施形態１の液体霧化装置１では、円筒状の霧化本体部材１１の下方ＤＤの半円筒状の液体被供給面１１ｃに、スポンジからなるスポンジ体３２（液移送体）を用いて、液体ＬＱを供給した。これに対し、本実施形態２の液体霧化装置１０１では、円筒状の霧化本体部材１１１の液体被供給面１１１ｃに不織布からなる不織布帯体１３２を用いて、液体ＬＱを供給する点で異なる。そこで以下では、異なる部分を中心に説明し、同様の部分は、同一の符号を付すほか、説明を省略あるいは簡略化する。
【００８２】
本実施形態２の液体霧化装置１０１は、液体ＬＱのミストＬＱＭを発生する霧化部１１０と、霧化部１１０に気体ＡＲを供給する気体供給部１２０と、霧化部１１０の霧化本体部材１１１に液体ＬＱを供給する液体供給部１３０とを備える。なお、気体供給部２０は実施形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００８３】
このうち、霧化部１１０は、円筒状の霧化本体部材１１１と、この霧化本体部材１１１を保持する保持部材１１２とからなる。霧化本体部材１１１は、実施形態１の霧化本体部材１１と同じく、三次元網目状に連結した微細気孔１１１Ｐを有するアルミナ系セラミックの多孔質体からなる。円筒状の霧化本体部材１１１の表面１１１ｓのうち、内側面１１１ｓ１を気体圧入面１１１ｂとする。一方、この気体圧入面１１１ｂと径方向に対向する外側面１１１ｓ２のうち、次述する不織布帯体１３２の供給部１３２ｃに覆われる部位を液体被供給面１１１ｃとし、供給部１３２ｃに覆われない部位を気体放出面１１１ａとする。この霧化本体部材１１１も実施形態１と同じく、内径９ｍｍ、外径１２ｍｍ、肉厚１．５ｍｍで、長さ５０ｍｍ（ミスト有効発生長４０ｍｍ）の寸法である。
【００８４】
一方、保持部材１１２は、実施形態１の保持部材１２と同様、一対の第１保持部材１１２Ａ及び第２保持部材１１２Ｂからなる。このうち、第１保持部材１１２Ａは、円筒状の霧化本体部材１１１の一方側（図１７の右側）の端部１１１Ｆを収容する保持孔１１２ＡＨを有し、霧化本体部材１１１と連通する円筒形状であり、気体ＡＲを導入する気体導入部１１２Ｉが設けられている。また、第２保持部材１１２Ｂは、霧化本体部材１１１の他方側（図１７の左側）の端部１１１Ｇを収容する保持孔１１２ＢＨを有し、霧化本体部材１１１を他方側から閉塞している。また、本実施形態２でも、霧化部１１０は、霧化本体部材１１１が水平（図１７において左右）に延びる形態に保持される。
【００８５】
気体供給部２０から気体導入部１１２Ｉを通じて、霧化本体部材１１１内に導入された気体ＡＲは、図１６において破線の矢印で示すように、霧化本体部材１１１の気体圧入面１１１ｂと気体放出面１１１ａとの間の気圧差により、霧化本体部材１１１の気体圧入面１１１ｂから、霧化本体部材１１１の微細気孔１１１Ｐに圧入される。そして、この微細気孔１１１Ｐを通じて、気体放出面１１１ａから径方向外側に放出される。この霧化本体部材１１１においても、霧化本体部材１１１内に導入される気体ＡＲの印加ガス圧Ｐ（気圧差）を、臨界圧力Ｐｃ以上とすることで、微細気孔１１１Ｐ内にしみこんだ液体ＬＱを気体ＡＲの圧力で押し出すことができる。
【００８６】
液体供給部１３０は、霧化部１１０の霧化本体部材１１１（液体被供給面１１１ｃ）に液体ＬＱ（本実施形態２では水）を供給するものであり、不織布帯体１３２と、霧化本体部材１１１の下方ＤＤに位置し、不織布帯体１３２の一方の端部（取入部１３２ａ）及び収容液体ＬＱＳ（液体ＬＱ）を収容する液体容器１３１と、を有する。不織布帯体１３２（図１８（ａ）参照）は、その全体が、親水性の繊維（ポリエステル繊維）からなる概略帯状の不織布で構成されている。この不織布帯体１３２のうち、一方の端部（図１８（ａ）の下端部）は取入部１３２ａであり、他方の端部（図１８（ａ）の上端部）は重ね部１３２ｄである。また、これらの間のうち、取入部１３２ａ側が毛細管移送部１３２ｂであり、重ね部１３２ｄ側が供給部１３２ｃである。不織布帯体１３２のうち、供給部１３２ｃを除く部位（取入部１３２ａ，毛細管移送部１３２ｂ，重ね部１３２ｄ）は帯状の不織布そのままで構成されている。一方、供給部１３２ｃは、千鳥状に並んだ多数の矩形状の孔部１３２ｈを設けた形態とされている。
【００８７】
なお、不織布帯体１３２としては、上述した図１８（ａ）に示すパターンのほか、供給部１３２ｃを構成する孔部１３２ｈの形態を他の形態とすることもできる。例えば、供給部１３２ｃに設ける多数の孔部１３２ｈの形状を、図１８（ｂ）に示すように、それぞれ円形状とすることもできる。また、供給部１３２ｃを構成する多数の孔部１３２ｈを、他の形態とすることもできる。
【００８８】
本実施形態２において、不織布帯体１３２のうち、供給部１３２ｃは、円筒状の霧化本体部材１１１に一周弱に亘り巻き付けられ、霧化本体部材１１１の下方ＤＤで、他方の端部である重ね部１３２ｄが毛細管移送部１３２ｂに重ねられている。このため、霧化本体部材１１１の外側面１１１ｓ２には、不織布帯体１３２の供給部１３２ｃが接する液体被供給面１１１ｃと、矩形状の孔部１３２ｈに重なって供給部１３２ｃに接しないで外部に露出している多数の気体放出面１１１ａとが存在することとなる。また、一方の端部である取入部１３２ａは、液体容器１３１内で、収容液体ＬＱＳに浸漬されている。
【００８９】
このため、取入部１３２ａに接した液体ＬＱは、毛細管現象によって、取入部１３２ａの上方ＵＤに位置する毛細管移送部１３２ｂを通じて、霧化本体部材１１１に巻き付けられた供給部１３２ｃまで吸い上げられる。なお、毛細管移送部１３２ｂの途中からは、毛細管移送部１３２ｂに重なる重ね部１３２ｄを経由しても、供給部１３２ｃにまで液体ＬＱが届けられる。供給部１３２ｃまで吸い上げられた液体ＬＱは、この供給部１３２ｃを通じて、霧化本体部材１１１の液体被供給面１１１ｃに連続的に供給され、霧化本体部材１１１の微細気孔１１１Ｐ内に染み込む。
【００９０】
微細気孔１１１Ｐ内に染み込んだ液体ＬＱは、図１６，図１７に破線の矢印で示す気体ＡＲと共に、ミストＬＱＭとして気体放出面１１１ａから放出される。従って、液体容器１３１から不織布帯体１３２を通じて、霧化本体部材１１１の液体被供給面１１１ｃに連続的に液体ＬＱを供給することで、連続的に液体ＬＱのミストＬＱＭを発生させることができる。即ち、この液体霧化装置１０１でも、多孔質体からなる霧化本体部材１１１の液体被供給面１１１ｃに液体ＬＱを連続的に供給して霧化本体部材(多孔質体)１１１の微細気孔１１１Ｐ内に連続的に染み込ませる。その一方、気体供給部２０から、霧化本体部材１１１の気体圧入面１１１ｂに気体ＡＲを供給することで、気体放出面１１１ａから気体ＡＲをと共に、液体ＬＱのミストＬＱＭを連続的に放出させることができる。かくして、液体ＬＱのミストＬＱＭを簡易にかつ連続的に得ることができる。
また、本実施形態２の霧化方法としても、液体被供給面１１１ｃに液体ＬＱを連続的に供給し、気体圧入面１１１ｂに気体ＡＲを供給することで、気体放出面１１１ａから、気体ＡＲと共に微細気孔１１１Ｐ内に染み込ませた液体ＬＱのミストＬＱＭを連続的に放出させることができる。かくして、液体ＬＱのミストＬＱＭを簡易にかつ連続して得ることができる。
【００９１】
この液体霧化装置１０１では、不織布帯体１３２を用い、その取入部１３２ａで取り入れた液体ＬＱを、毛細管移送部１３２ｂで供給部１３２ｃまで移送する。このため、霧化本体部材１１１の液体被供給面１１１ｃに、容易に連続的に液体ＬＱを供給して、液体ＬＱのミストＬＱＭを連続して得ることができる。
しかも、この液体霧化装置１０１でも、液体供給部１３０の不織布帯体１３２の毛細管移送部１３２ｂにおける液体ＬＱの移送に毛細管現象を用いるので、ポンプなどの動力を用いること無く、省エネルギーかつ簡単な構造で、霧化本体部材１１１の液体被供給面１１１ｃに、液体ＬＱを容易に連続的に供給することができる。
また、本実施形態２の液体の霧化方法としても、不織布帯体１３２を用い、その取入部１３２ａで取り入れた液体ＬＱを、毛細管移送部１３２ｂで供給部１３２ｃまで移送するので、液体ＬＱを液体被供給面１１１ｃに容易に連続的に供給することができる。しかも、毛細管移送部１３２ｂにおける液体ＬＱの移送に毛細管現象を用いるので、ポンプなどの動力を用いること無く、省エネルギーかつ簡単な構造で、液体ＬＱを液体被供給面１１１ｃに容易に連続的に供給することができる。
【００９２】
また、実施形態１の液体霧化装置１と同様、実施形態２の液体霧化装置１０１でも、平均細孔径ＡＤの大きさが異なる霧化本体部材１１１を用いる場合に、それぞれの臨界圧力Ｐｃ以上の印加ガス圧Ｐを霧化本体部材１１１に導入することで、液体ＬＱのミストＬＱＭを得ることができる。
【００９３】
（実施形態３）
次いで、第３の実施形態に掛かる液体霧化装置２０１を、図１９を参照して説明する。図１９は、実施形態２に係る液体霧化装置１０１の構成を模式的に示す説明図である。
前述の実施形態２の液体霧化装置１０１では、円筒状の霧化本体部材１１１の外側面１１１ｓ２に、供給部１３２ｃを巻き付けた不織布からなる不織布帯体１３２（液移送体）を用いて、液体被供給面１１１ｃに液体ＬＱを供給した。これに対し、本実施形態３の液体霧化装置２０１では、実施形態２と近似した形態の不織布帯体２３２を用いるが、平板状の霧化本体部材２１１の外側面２１１ｓ２に液体ＬＱを供給する点で異なる。そこで以下では、異なる部分を中心に説明し、同様の部分は、同一の符号を付すほか、説明を省略あるいは簡略化する。
【００９４】
本実施形態３の液体霧化装置２０１は、液体ＬＱのミストＬＱＭを発生する霧化部２１０と、霧化部２１０に気体ＡＲを供給する気体供給部２２０と、霧化部２１０の霧化本体部材２１１に液体ＬＱを供給する液体供給部２３０とを備える。なお、気体供給部２０は実施形態１，２と同様であるので、説明を省略する。また、本実施形態２に用いる不織布帯体２３２は、図１８（ａ），（ｂ）に破線で示すように、本実施形態１で用いた不織布帯体１３２のうち、重ね部１３２ｄを無くしたものであり、不織布帯体１３２の取入部１３２ａ、毛細管移送部１３２ｂ、供給部１３２ｃと同様の、取入部２３２ａ、毛細管移送部２３２ｂ、供給部２３２ｃを有する。
【００９５】
液体霧化装置２０１のうち、霧化部２１０は、矩形平板状の霧化本体部材２１１と、この霧化本体部材２１１を囲んで保持する保持部材２１２とからなる。霧化本体部材２１１も、実施形態１の霧化本体部材１１と同じく、三次元網目状に連結した微細気孔２１１Ｐを有するアルミナ系セラミックの多孔質体からなり、肉厚（板厚）１．５ｍｍである。矩形平板状の霧化本体部材２１１の表面２１１ｓのうち、下方ＤＤの主面である内側面２１１ｓ１を気体圧入面２１１ｂとする。一方、この気体圧入面２１１ｂと厚み方向に対向し、上方ＵＤの主面である外側面２１１ｓ２のうち、不織布帯体２３２の供給部２３２ｃに覆われる部位は液体被供給面２１１ｃとなり、供給部２３２ｃに覆われない部位は気体放出面２１１ａとなる。
【００９６】
一方、保持部材２１２は、角柱状の凹部２１２Ｈを有する上方ＵＤが開口した有底角筒形状であり、この凹部２１２Ｈの上部に位置する保持開口２１２Ｍで霧化本体部材２１１の表面２１１ｓのうち側面２１１ｅを保持している。また、保持部材２１２の側部には、気体ＡＲを導入する気体導入部２１２Ｉが設けられている。本実施形態３では、霧化部２１０は、霧化本体部材２１１の外側面２１１ｓ２が水平になる形態に保持される。
【００９７】
気体ＡＲは、気体供給部２０から気体導入部２１２Ｉを通じて、霧化本体部材２１１と保持部材２１２の凹部２１２Ｈに囲まれた包囲空間２１０Ｓに導入される。そして、図１９において破線の矢印で示すように、霧化本体部材２１１の気体圧入面２１１ｂと気体放出面２１１ａとの間の気圧差により、霧化本体部材２１１の気体圧入面２１１ｂから、霧化本体部材２１１の微細気孔２１１Ｐに圧入され、この微細気孔２１１Ｐを通じて、気体放出面２１１ａから外側（上方ＵＤ）に放出される。この霧化本体部材２１１においても、霧化本体部材２１１内に導入される気体ＡＲの印加ガス圧Ｐ（気圧差）を、臨界圧力Ｐｃ以上とすることで、微細気孔２１１Ｐ内にしみこんだ液体ＬＱを気体ＡＲの圧力で押し出すことができる。
【００９８】
液体供給部２３０は、霧化部２１０の霧化本体部材２１１（液体被供給面２１１ｃ）に液体ＬＱ（本実施形態３でも水道水）を供給するものであり、実施形態２と同様の不織布帯体２３２と、霧化本体部材２１１の下方ＤＤに位置し、不織布帯体２３２の一方の端部（取入部２３２ａ）及び収容液体ＬＱＳ（液体ＬＱ）を収容する液体容器２３１と、を有する。不織布帯体２３２（図１８（ａ）（ｂ）参照）は、実施形態２と同様であるので、説明を省略する。
【００９９】
本実施形態３では、不織布帯体２３２のうち供給部２３２ｃは、矩形平板状の霧化本体部材２１１の外側面２１１ｓ２を覆うように重ねられる。このため、霧化本体部材２１１の外側面２１１ｓ２には、不織布帯体２３２の供給部２３２ｃが接する液体被供給面２１１ｃと、矩形状の孔部２３２ｈが重なるために供給部２３２ｃに接しないで外部に露出している多数の気体放出面２１１ａとが存在することとなる。一方、図１９において供給部２３２ｃの左下方には、毛細管移送部２３２ｂが延びており、一方の端部である取入部２３２ａは、液体容器２３１内で、収容液体ＬＱＳに浸漬されている。
【０１００】
このため、取入部２３２ａに接した液体ＬＱは、毛細管現象によって毛細管移送部２３２ｂを通じて、霧化本体部材２１１上に重ねられた供給部２３２ｃまで吸い上げられる。供給部２３２ｃまで吸い上げられた液体ＬＱは、この供給部２３２ｃを通じて、霧化本体部材２１１の液体被供給面２１１ｃに連続的に供給され、霧化本体部材２１１の微細気孔２１１Ｐ内に染み込む。
【０１０１】
微細気孔２１１Ｐ内に染み込んだ液体ＬＱは、図１９に破線の矢印で示す気体ＡＲと共に、ミストＬＱＭとして気体放出面２１１ａから放出される。即ち、この液体霧化装置２０１でも、多孔質体からなる霧化本体部材２１１の気体圧入面２１１ｂから気体ＡＲを圧入し、気体放出面２１１ａから気体ＡＲを放出させると共に、液体供給部２３０から液体被供給面２１１ｃを通じて霧化本体部材（多孔質体）２１１の微細気孔２１１Ｐ内に連続的に染み込ませた液体ＬＱのミストＬＱＭを放出させることにより、液体ＬＱのミストＬＱＭを簡易にかつ連続的に得ることができる。
また、本実施形態３の霧化方法としても、液体被供給面２１１ｃに液体ＬＱを連続的に供給し、気体圧入面２１１ｂに気体を供給することで、気体放出面２１１ａから、気体ＡＲと共に微細気孔２１１Ｐ内に染み込ませた液体ＬＱのミストＬＱＭを簡易にかつ連続的に放出させることができる。
【０１０２】
この液体霧化装置２０１でも、不織布帯体２３２を用い、その取入部２３２ａで取り入れた液体ＬＱを、毛細管移送部２３２ｂで供給部２３２ｃまで移送するため、霧化本体部材２１１の液体被供給面２１１ｃに、液体ＬＱを容易に連続的に供給することができる。
しかも、この液体霧化装置２０１では、液体供給部２３０の不織布帯体２３２の毛細管移送部２３２ｂにおける液体ＬＱの移送に毛細管現象を用いるので、ポンプなどの動力を用いること無く、省エネルギーかつ簡単な構造で、霧化本体部材２１１の液体被供給面２１１ｃに、液体ＬＱを容易に供給することができる。
また、本実施形態３の液体の霧化方法としても、不織布帯体２３２を用いるので、液体ＬＱを液体被供給面１１１ｃに容易に連続的に供給することができる。しかも、毛細管移送部３３２ｂにおける液体の移送に毛細管現象を用いるので、ポンプなどの動力を用いること無く、省エネルギーかつ簡単な構造で、液体ＬＱを液体被供給面２１１ｃに容易に連続的に供給することができる。
【０１０３】
また、実施形態１，２の液体霧化装置１と同様、実施形態３の液体霧化装置２０１において平均細孔径ＡＤの大きさが異なる霧化本体部材２１１を用いる場合でも、それぞれの臨界圧力Ｐｃ以上の印加ガス圧Ｐを霧化本体部材２１１に導入することで、液体ＬＱのミストＬＱＭを得ることができる。
【０１０４】
(実施形態４）
第４の実施形態に掛かる液体霧化装置３０１を、図２０を参照して説明する。図２０は、本実施形態４に係る液体霧化装置３０１の構成を模式的に示す説明図である。
実施形態１〜３の液体霧化装置１，１０１，２０１では、スポンジ体３２あるいは不織布帯体１３２，２３２の液移送体を用いて、液体ＬＱを霧化本体部材１１等の液体被供給面１１ｃ等に供給した。これに対し、本実施形態４の液体霧化装置３０１では、平板状の霧化本体部材３１１を斜めに保持し、表面３１１ｓのうち液体被供給面３１１ｃに向けて、一定流量の液体ＬＱを柱状の液柱ＬＱＣとして落下させ、この液体被供給面３１１ｃに液体ＬＱが拡がった液膜ＬＱＦを形成すると共に、霧化本体部材３１１内に液体ＬＱを染み込ませる点で異なる。そこで以下では、異なる部分を中心に説明し、同様の部分は、同一の符号を付すほか、説明を省略あるいは簡略化する。
【０１０５】
本実施形態４の液体霧化装置３０１は、液体ＬＱのミストＬＱＭを発生する霧化部３１０と、霧化部３１０に気体ＡＲを供給する気体供給部２０と、霧化部３１０の霧化本体部材３１１に液体ＬＱを供給する液体供給部３３０とを備える。なお、気体供給部２０は実施形態１と同様であるので、説明を省略する。
【０１０６】
液体霧化装置３０１の霧化部３１０は、矩形平板状の霧化本体部材３１１と、この霧化本体部材３１１を保持する保持部材３１２とからなる。霧化本体部材３１１は、実施形態１の霧化本体部材１１と同じく、三次元網目状に連結した微細気孔３１１Ｐを有するアルミナ系セラミックの多孔質体からなる。矩形平板状の霧化本体部材３１１の表面３１１ｓのうち、内側(図中、斜め右下方向)を向く内側面３１１ｓ１を気体圧入面３１１ｂとする。一方、外側(図中、斜め左上方向)を向く外側面３１１ｓ２は、中央部分に略楕円形状に拡がる液体被供給面３１１ｃと、この液体被供給面３１１ｃの周囲に位置する気体放出面３１１ａとからなる。
【０１０７】
一方、保持部材３１２は、断面三角形状の凹部３１２Ｈを包囲する断面Ｌ字状であり、この凹部３１２Ｈの図中斜め左上側に位置する保持開口３１２Ｍで霧化本体部材３１１の表面３１１ｓのうち側面３１１ｅを保持している。また、保持部材３１２の側部には、気体供給部２０からの気体ＡＲを導入する気体導入部３１２Ｉが設けられている。本実施形態４では、霧化部３１０は、霧化本体部材３１１の外側面３１１ｓ２が図中、斜め左上向きになる形態に保持される。
【０１０８】
実施形態１〜３と同じく、本実施形態４の霧化部３１０でも、気体ＡＲは、気体供給部２０から気体導入部３１２Ｉを通じて、霧化本体部材３１１と保持部材３１２の凹部３１２Ｈに囲まれた包囲空間３１０Ｓに導入される。そして、図２０において矢印で示すように、霧化本体部材３１１の気体圧入面３１１ｂ（内側面３１１ｓ１）と気体放出面３１１ａ（外側面３１１ｓ２）との間の気圧差（印加ガス圧Ｐ）により、霧化本体部材３１１の気体圧入面３１１ｂから、霧化本体部材３１１の微細気孔３１１Ｐに圧入され、三次元網目状の微細気孔３１１Ｐを通じて、気体放出面３１１ａから外側に放出される。
【０１０９】
液体供給部３３０は、霧化部３１０の霧化本体部材３１１に液体ＬＱを供給するものであり、収容液体ＬＱＳ（液体ＬＱ）を収容する液体容器３３１と、液体ＬＱを配送する液配管３３２のほか、霧化本体部材３１１の液体被供給面３１１ｃの上方ＵＤに配置され、この霧化本体部材３１１の液体被供給面３１１ｃに向けて、一定流量の液体ＬＱを吐出し液柱ＬＱＣの形態として落下させる液柱生成部３３３（吐出口）と、を有する。
なお、本実施形態４でも、液体ＬＱとして水道水を用いている。
【０１１０】
気体供給部２０のバルブ２３を開放し、圧力計２４における気圧（印加ガス圧）Ｐの気体ＡＲを霧化部３１０に供給し、霧化本体部材３１１の気体放出面３１１ａから気体ＡＲが放出されている状態で、液柱生成部３３３から霧化本体部材３１１の液体被供給面３１１ｃに向けて、適切な一定流量の液体ＬＱを、液柱ＬＱＣの形態として供給する。すると、液体ＬＱは液体被供給面３１１ｃ上で一旦は液膜ＬＱＦとなって、この液体被供給面３１１ｃ上に拡がり、その後、霧化本体部材３１１の微細気孔３１１Ｐ内に染み込む。これと共に、液体被供給面３１１ｃの周囲の気体放出面３１１ａからは気体ＡＲと共に、液体ＬＱのミストＬＱＭが放出される。
【０１１１】
なお、本実施形態４では、特に外側面３１１ｓ２が、従って、液体被供給面３１１ｃが、図中、斜め左上方向を向いている。具体的には、液体被供給面３１１ｃの法線３１１ｃｎが、４５度以下の仰角θｇ、本実施形態４では３０度仰角（θｇ＝３０度）をなす、急傾斜の形態に、霧化本体部材３１１が配置されている。このため、気体放出面３１１ａに液柱ＬＱＣとして供給された液体ＬＱは、液体被供給面３１１ｃ上で下方に延びる楕円形状の液膜ＬＱＦとなって、液体被供給面を水平にした場合に比して、速やかに且つ広い範囲（液体被供給面３１１ｃ）に流れ拡がる。このため、本実施形態４では、霧化本体部材３１１の広い面積に亘って、微細気孔３１１Ｐ内に液体ＬＱを染み込ませることができる。
【０１１２】
液柱生成部３３３から液体被供給面３１１ｃに向けて供給する液体ＬＱの単位時間当たりの供給量（流量）としては、供給した液体ＬＱがミストＬＱＭとして気体放出面３１１ａから放出できる量とバランスする量を選択すると良い。これにより、供給された液体ＬＱの一部が、霧化本体部材３１１の微細気孔３１１Ｐ内に染み込むことができずに、霧化本体部材３１１外にこぼれ落ちるのを防止できる。
【０１１３】
本実施形態４の液体霧化装置３０１でも、多孔質体からなる霧化本体部材３１１の気体圧入面３１１ｂから気体ＡＲを圧入して、気体放出面３１１ａから気体ＡＲを放出させると共に、霧化本体部材３１１内に染み込ませた液体ＬＱのミストＬＱＭを放出させることにより、液体ＬＱを霧化することができる。即ち、簡単な構成で、気体ＡＲ中に液体ＬＱを連続的に霧化させることができる。
また、本実施形態４の霧化方法としても、液体被供給面３１１ｃに液体ＬＱを連続的に供給し、気体圧入面３１１ｂに気体ＡＲを供給することで、気体放出面３１１ａから、気体ＡＲと共に微細気孔３１１Ｐ内に染み込ませた液体ＬＱのミストＬＱＭを、簡易にかつ連続的に放出させることができる。
しかも、本実施形態４の液体霧化装置３０１では、液体供給部３３０（液柱生成部３３３）で、液体被供給面３１１ｃに液体ＬＱを供給する。つまり、霧化する液体ＬＱを、霧化本体部材３１１のうち、斜め上方を向く気体放出面３１１ａに流れ落としているだけであり、特に簡単な構造の液体霧化装置３０１となる。
【０１１４】
本実施形態４の液体霧化装置３０１では、気体放出面３１１ａ及び液体被供給面３１１ｃをなす外側面３１１ｓ２が、上向き斜面をなしている。このため、外側面３１１ｓ２を水平面にした場合に比して、供給された液体ＬＱの液膜ＬＱＦが液体被供給面３１１ｃ上を速やかに且つ広い範囲に拡がり、この液体被供給面３１１ｃから、霧化本体部材３１１の微細気孔３１１Ｐ内に液体ＬＱを速やかに染み込ませることができる。かくして、液体ＬＱが液体被供給面３１１ｃ上に溜まったり、外側面３１１ｓ２から霧化本体部材３１１外に流れ落ちて液体ＬＱが無駄になることを抑制し、適切に液体ＬＱのミストＬＱＭを発生させることができる。
【０１１５】
特にこの液体霧化装置３０１では、上向き斜面である液体被供給面３１１ｃの法線３１１ｃｎが４５度以下の仰角θｇ、具体的には仰角θｇ＝３０度をなしている。即ち、液体被供給面３１１ｃが急勾配の斜面をなしている。このため、液体供給部３０により供給された液体ＬＱが、特に広い液体被供給面３１１ｃに流れ拡がるので、この液体被供給面３１１ｃから、霧化本体部材３１１の微細気孔３１１Ｐ内に液体ＬＱを速やかに染み込ませることができ、確実に液体ＬＱをミスト化することができる。
【０１１６】
以上において、本発明を実施形態１〜４に即して説明したが、本発明は上記実施形態１〜４に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
実施形態２〜４の液体霧化装置１０１，２０１，３０１においても、実施形態１（実施例１〜５）の液体霧化装置１と同様、霧化本体部材をなす多孔質体の平均細孔径ＡＤ（臨界圧力Ｐｃ）に応じた印加ガス圧Ｐを選択することにより、気体放出面から、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が６．０μｍ以下で、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」が１．０μｍ以下の小粒径の水のミストを放出させることができる。あるいは、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が２．０μｍ以下で、「１０％体積ミスト径Ｄ１０」が１．０μｍ以下の小粒径の水のミストを放出させることができる。さらには、「平均体積ミスト径Ｄ５０」が１．０μｍ以下のさらに小粒径の水のミストを放出させることもできる。
【０１１７】
また、液移送体として、実施形態１では、スポンジからなるスポンジ体３２を用い、実施形態２，３では、不織布からなる不織布帯体１３２，２３２を用いた。しかし、液移送体としては、ガーゼや繊維束など、水などの液体ＬＱを毛細管現象などを用いて、取入部から供給部まで移送できるものを用いても良い。
また、実施形態４では、不織布等からなる液移送体を用いず、霧化本体部材３１１とは離間した液柱生成部３３３から液体ＬＱ（水）を液柱状に流下させて、直接、霧化本体部材３１１の液体被供給面３１１ｃに供給した例を示した。しかし、液柱生成部３３３を霧化本体部材３１１に十分近づけ、この液柱生成部３３３から液体ＬＱ（水）を霧化本体部材３１１の液体被供給面３１１ｃに直接供給しても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
１，１０１，２０１，３０１  液体霧化装置
１０，１１０，２１０，３１０  霧化部
１１，１１１，２１１，３１１  霧化本体部材
１１ｓ，１１１ｓ，２１１ｓ，３１１ｓ  （霧化本体部材の）表面
１１ｓ１，１１１ｓ１，２１１ｓ１，３１１ｓ１  内側面
１１ｓ２，１１１ｓ２，２１１ｓ２，３１１ｓ２  外側面
１１ａ，１１１ａ，２１１ａ，３１１ａ  気体放出面
１１ｂ，１１１ｂ，２１１ｂ，３１１ｂ  気体圧入面
１１ｃ，１１１ｃ，２１１ｃ，３１１ｃ  液体被供給面
３１１ｃｎ  （液体被供給面の）法線
θｇ  （液体被供給面の法線がなす）仰角
２１１ｅ，３１１ｅ  （霧化本体部材の）側面
１１Ｆ，１１Ｇ，１１１Ｆ，１１１Ｇ  （霧化本体部材の）端部
１１Ｐ，１１１Ｐ，２１１Ｐ，３１１Ｐ  微細気孔
２０  気体供給部
３０，１３０，２３０，３３０  液体供給部
３１，１３１，２３１，３３１  液体容器
３２  スポンジ体（液移送体）
１３２，２３２  不織布帯体（液移送体）
３２ａ，１３２ａ，２３２ａ  取入部
３２ｂ，１３２ｂ，２３２ｂ  毛細管移送部（移送部）
３２ｃ，１３２ｃ，２３２ｃ  供給部
１３２ｄ  重ね部
１３２ｈ，２３２ｈ  孔部
３３２  液配管
３３３  液柱生成部
ＵＤ  上方
ＤＤ  下方
ＡＲ  気体
ＬＱ  液体
ＬＱＣ  液柱
ＬＱＭ  （液体の）ミスト
ＡＤ  平均細孔径
Ｐｃ  臨界圧力
Ｐ  印加ガス圧（気圧）
Ｒ(１μｍ)    ミストにおけるφ１ｕｍ以下のミストの割合
Ｄ５０  平均体積ミスト径
Ｄ１０  １０％体積ミスト径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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