(57)【要約】【課題】【解決手段】気体により液体を霧化するノズルは、混合チャンバ１と、１つ又は複数の液体入口６ｃと、上記混合チャンバへの少なくとも１つの接線方向気体入口５を備えている。出口４は、上記混合チャンバ１の下流端に配置される。全体として収斂する形態を有する中央本体２は、流れ方向に見たとき、混合チャンバ２内に提供される。上記１つ又は複数の液体入口６ｃが上記混合チャンバ１の上流端３ａに又はその付近に且つ、上記１つ又は複数の気体入口５に対して上流方向に向けて配置されている。
2007523733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流端（３ａ）と下流端との間を伸びる混合チャンバ（１）と、少なくとも１つの液体入口（６ｃ）と、前記混合チャンバへの少なくとも１つの接線方向気体入口（５）と、前記混合チャンバ（１）の下流端に配置された出口（４）とを備える、気体により液体を霧化するノズルにおいて、流れ方向に見たとき、全体として収斂する形態を有する中央本体（２）が混合チャンバ（２）内に提供され、また、前記少なくとも１つの液体入口（６ｃ）が前記混合チャンバ（１）の上流端（３ａ）に又はその付近に且つ前記少なくとも１つの気体入口（５）に対して上流方向に向けて配置されることを特徴とする、気体により液体を霧化するノズル。
【請求項２】
請求項１に記載のノズルにおいて、中央本体（２）が、円筒状の基部分（２ａ）と、収斂部分（２ｂ）とを備える、ノズル。
【請求項３】
請求項１又は２の何れかの項に記載のノズルにおいて、前記中央本体（２）の下流端がノズルの出口（４）の外側に配置される、ノズル。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つの項に記載のノズルにおいて、混合チャンバ（１）は、円筒状部分と、収斂部分とを備え、前記少なくとも１つの気体入口（５）が円筒状部分に提供される、ノズル。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つの項に記載のノズルにおいて、前記混合チャンバはあるチャンバ部分（９）内に設けられる、ノズル。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１つの項に記載のノズルにおいて、中央本体（２）は、インサート（１０）の一体部分を形成する、ノズル。
【請求項７】
請求項６に記載のノズルにおいて、インサート（１０）は、中央本体（２）の上流端に配置された円板部分（２３）を備え、該円板部分（２３）は、その下流面（３）にて前記混合チャンバ（１）の上流端を形成する、ノズル。
【請求項８】
請求項６又は７の何れかに記載のノズルにおいて、その上流端における前記インサート（１０）は、底部分（７）と接続される一方、該底部分は、キャップ部分（８）と接続され、前記チャンバ部分（９）は、前記キャップ部分（８）内に配置され且つ、前記インサート（１０）と接続される、ノズル。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１つの項に記載のノズルにおいて、１つの気体入口（５）が混合チャンバ（１）の内周に対し接線方向に提供される、ノズル。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１つの項に記載のノズルにおいて、前記中央本体（２）は軸方向に調節可能である、ノズル。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか１つの項に記載のノズルにて気体によって液体を霧化する方法において、作動中、２つの音速の急上昇が生じ、第一の急上昇は気体が混合チャンバ（１）に入るときに生じ、第二の急上昇は気体−液体混合体が出口空隙（４）を通って出るときに生じるように、出口（４）の内周と中央本体（２）との間に画成された空隙の面積が設計され且つ、気体の圧力が選ばれる、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、吹付け乾燥、吹付け冷却、凝結又は吹付けコーティング用である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上流端と下流端との間を伸びる混合チャンバと、少なくとも１つの液体入口と、上記混合チャンバへの少なくとも１つの接線方向気体入口と、上記混合チャンバの下流端に配置された出口とを備える、気体により液体を霧化するノズルに関する。本発明は、気体により液体を霧化する方法に更に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、２流体ノズル（ＴＦＮ）と称される、かかるノズルは、特に、吹付け乾燥装置内にて液体を霧化するとき、及び流体床凝結の際に使用される。液体は、溶液、分散液又は純粋な物質の形態とすることができる。
【０００３】
特に、２流体ノズルは、微細な液滴とすることを目的とする場合、又は流体を液滴に分解するため霧化する気体の形態による追加的な霧化エネルギが必要とされる場合、流体を霧化するときに使用される。
【０００４】
液体と気体の混合は、いわゆる内部混合のような、ノズル自体内にて行うか、又は、いわゆる外部混合のような、ノズル出口の外側にて行われる。
【０００５】
外部混合型ＴＦＮの場合、気体の自由膨張は、液体を分解するためのエネルギを追加するのではなくて、そのエネルギの一部が周囲環境に失われるという不利益な点がある。
【０００６】
外部混合型ＴＦＮと比較して、内部混合型ＴＦＮは、２つの流体が出口から周囲の雰囲気中に入る前に、気体及び液体を混合させるという有利な効果を有する。
【０００７】
２流体ノズルの性能を評価する判定基準は、平均液滴寸法、液滴寸法の分布の広がり範囲、所定の量の液体を霧化するため使用される気体の量を意味する、かなりの比気体消費率（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｇａｓ  ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）（気体対供給分の比とも称される）である。
【０００８】
特定の２流体ノズルにて、より微細な液滴に霧化することは、全体として、比気体消費率がより大であることを意味する。比気体消費量は、２流体ノズルの型式及び寸法と共に変化する。一般に、１ないし２の範囲の比（２気体量単位対１供給分単位）が使用される。この量は、時間当たりの体積である。気体は、空気、窒素、二酸化炭素、又は任意の他の適宜な気体とすることができる。
【０００９】
広がり範囲は、液滴の分布寸法の幅を表わす。特定の液滴寸法を目的とするとき、狭い分布であることが望ましい。液滴寸法の分布が広いことは一般に、望ましくない。
【００１０】
（ｄ９０ないしｄ１０）／ｄ５０として評価される広がり範囲は、当該ノズルの型式及び供給分に依存して、通常、１ないし３の範囲に見られる。
【００１１】
気体と液体との接触及び混合は、ＴＦＮがその制限を受ける場合である。
【００１２】
気体が典型的に、リング形状の開口を通ってノズルから出た後に液体と混合する、外部混合型ＴＦＮは、気体出口の空隙が極めて大きくなり、気体の大部分が液体と反応するのではなくて、周囲の雰囲気に失われるとき、制限を受ける。
【００１３】
微細な液滴への霧化は、液体が膜として拡がり、相対速度が高い霧化気体と作用して液滴を形成するときに行われる。
【００１４】
内部混合型ノズルは、効率的な液体−気体の反応の可能性を生ずるが、内部の通路化及び通路の寸法のため能力が制限される。
【００１５】
気体−液体の混合を改良することを目的とするノズル内の内部部品もまた、流れを乱して、液滴寸法の分布の広がり範囲を拡大する。内部部品は、全体として、取り扱い、清浄化を煩雑にし且つ、磨耗を生じさせる。
【００１６】
霧化気体を追加することは、吹付け乾燥又は吹付け冷却過程に影響を与え、全体として、霧化後の反応に遅れを生じさせることになる。
【００１７】
内部混合型ノズルの例は、当該技術にて周知である。
【００１８】
米国特許第２，６１２，４０５号明細書には、気体がノズルの軸方向に供給されるノズルが開示されている。気体供給管内に乾燥空気管及び案内装置が設けられている。該案内装置は、気体を接線方向に偏向させる。液体は、気体供給管の外側にて半径方向に伸びる管により供給される。
【００１９】
商業的に入手可能なノズルにおいて、霧化気体は、別個の管にて接線方向に供給され、このことは、ノズルの半径方向寸法を増すことになる。更に、この先行技術のノズルの混合チャンバは、構造上の条件に起因する端縁及び障害部を備えている。
【００２０】
国際公開第００／５８０１４号パンフレットには、混合チャンバ内への接線方向気体入口と、横方向液体入口とを有するノズルの形態をした吹付け装置が開示されている。このノズルは、ノズルの幾何学的形態のため、混合が不十分であるという欠点がある。
【特許文献１】米国特許第２，６１２，４０５号明細書
【特許文献２】国際公開第００／５８０１４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
この背景の下、本発明の１つの目的は、特定の要求される平均液滴寸法及び液滴寸法の最高水準の範囲（ｓｔａｔｅ−ｏｆ−ｔｈｅ−ａｒｔ  ｓｐａｎ）を提供するのに必要な比気体消費率に関して冒頭記載の型式のノズルを改良することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第一の形態において、この目的は、流れ方向に見たとき、全体として収斂する形態を有する中央本体が混合チャンバ内に提供されること、また、上記少なくとも１つの液体入口が上記混合チャンバの上流端に又はその付近に且つ上記少なくとも１つの気体入口に対して上流方向に向けて配置されることを更に特徴とする冒頭記載の型式のノズルによって実現される。
【００２３】
ノズルのこの設計により、より効率的な霧化を実現することが可能であることが判明した。先行技術のノズルにおいて、吹付け乾燥の適用例にて微細な粒子を発生させることは、固体材料の含有率が極めて低い液体供給分を霧化することにより行われる。本発明に従ったノズルにより、特定の低平均粒子寸法を発生させるため、液体中にてより高い固体含有率が許容され、これにより霧化装置の発生容量を向上させることができる。しかし、本発明に従ったノズルは、また、低固体含有率の供給分を霧化するときにも有益である。更に、低い比気体消費率に起因する大きい液体容量は、該ノズルを大能力の装置にて使用することを可能にする。更に、液滴寸法の狭い広がり範囲が実現される。全体として収斂する形態は、ノズル内にて気体−液体混合体を極めて満足し得るよう混合し且つ加速することが可能であるから、特に有益である。この型式のノズルは、微細な粒子、すなわち１ないし１０μｍ（例えば、吸入の場合）及び１０ないし２０μｍの低い範囲にてｄ＿５０を有する粒子に対し特に有益であり、また、２０ないし５０μｍの範囲にても有用である。その一例は、吸入用の薬剤の製造及び（又は）能動的な薬剤粒子（ＡＰＩ）の製造である。
【００２４】
混合チャンバ内にて混合部分と、加速部分とを得ることを更に可能にする、好ましい実施の形態の構造的に簡単な展開例において、中央本体は、円筒状の基部分と、収斂部分とを備えている。
【００２５】
好ましくは、上記中央本体の下流端は、ノズルの出口の外側に配置されるものとする。このことは、気体−液体混合体の流れをノズルから分離する明確な点を提供する。
【００２６】
混合チャンバは、円筒状部分と、収斂部分とを備え、上記少なくとも１つの気体入口が円筒状部分に提供されるようにすることができる。旋回混合チャンバの収斂部分は、気体−液体混合体を典型的に音速である、ノズルの出口におけるその最高速度まで加速する機能を果たす。この場合、出口にて、最終的な明確で微細な霧化が行われる。
【００２７】
好ましくは、混合チャンバはあるチャンバ部分内に設けられるものとする。この設計は、チャンバ部分の幾何学的形態を単に変更するだけで混合チャンバの色々な形状を得ることを可能にする。
【００２８】
１つの好ましい実施の形態において、中央本体は、インサートの一体部分を形成する。このことは、ノズルの製造及び組立てを容易にする。更に、この設計は、出口にて中央本体を支持することを不要にし、このため、気体−液体混合体は妨害されずに出口を通って進むことができる。
【００２９】
この好ましい実施の形態の１つの展開例において、インサートは、中央本体の上流端に配置された円板部分を備え、該円板部分は、その下流面にて上記混合チャンバの上流端を形成する。
【００３０】
この好ましい実施の形態の更なる展開例において、その上流端におけるインサートは、底部分と接続される一方、該底部分は、キャップ部分と接続され、該チャンバ部分が上記キャップ部分内に配置され且つ、上記インサートと接続されている。組立て及び分解を容易にすることを許容するこの特に簡単な設計は、例えば、薬剤の製造に必須である清浄化及び検査を容易にする。更に、その簡単な構造は、ノズルを小寸法及び大寸法の双方のものに形態変更することを可能にする。
【００３１】
混合チャンバの内周に対し接線方向に伸びる１つの気体入口のみを提供することが特に有益であることが判明している。
【００３２】
設計の点にて特に有益である１つの実施の形態において、中央本体は、軸方向に調節可能である。中央本体を軸方向に変位させることにより出口の断面積を調節することが可能であることは、特定のノズル寸法及び特定の気体量を設計するとき１つの重要なパラメータである。中央本体と混合チャンバとの間の空隙を調節することにより、出口面積を設計することは、特定のノズルに対し、特定の気体の範囲を、例えば、２ないし４から５０ないし１００ｋｇ／時に調節することができる。例えば、粒子寸法のより狭い広がり範囲を得ることを目的として、標準的なノズルを調節することも可能である。
【００３３】
本発明の第二の形態において、気体によって液体を霧化する方法が適用され、この場合、作動中、２つの音速の急上昇が生じ、第一の急上昇は気体が混合チャンバに入るときに生じ、第二の急上昇は気体−液体混合体が出口空隙を通って出るときに生じるように出口の内周と中央本体との間に画成された空隙の面積が設計され且つ、気体の圧力が選ばれる。
【００３４】
吹付け乾燥以外に、該方法は、液体供給分を霧化ノズルの内部の全体を通じて温まった状態に保つことが必須である、吹付け冷却（凍結（ｃｏｎｇｅａｌｉｎｇ））方法とすることができる。霧化のための気体が液体の下流に導入されると、熱した気体がプレナムチャンバ内の混合チャンバを取り囲み、ノズル内での凝固の危険性は最小となる。例えば、熱した油によって加熱する、より高価なシステムを回避することができる。吹付け冷却は、例えば、ワックス及び例えば、油脂性のグリセロールエステルのようなワックス系固形物に対して使用することができる。その一例は、３μｍ以下のときｄ＿５０、１０μｍ以下のときｄ＿９０であり、約３の広がり範囲を有するワックスの吹付け冷却である。ノズルは、例えば、流体床凝結法のような凝結法、例えば、ペレット、錠剤又は小物品のコーティングのような吹付けコーティングに有益に使用することもできる。
【００３５】
以下の説明にて、本発明は、その１つの実施の形態及び添付図面によって更に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１の断面図に示した２流体ノズルの実施の形態において、ノズルの主要構成要素は、底部分７と、キャップ部分８と、チャンバ部分９と、中央本体２を有するインサート１０とを備えている。ノズル内の流れ方向は、全体として、底部分７の上流端からキャップ部分８、チャンバ部分９及び底部分７に対向するインサート１０のそれぞれの端部における出口４の下流端まで伸びている。
【００３７】
底部分７は、例えば、中央液体供給源を有するノズル−ランスと接続されたノズルの上流端にある。図示した実施の形態において、液体供給管２５は、底部分７の中央穴１４内のねじ（詳細には図示せず）により底部分７内に取り付けられる。選択的に、Ｏリングシールを設けることもできる。底部分７は、外部管２６と更に接続されており、該外管は、液体供給管２５と共に、空間を形成し、該空間内にて気体は入口（図示せず）から底部分７を貫通して延在する多数の軸方向気体通路１３まで運ばれる。中央穴１４の下流端に第一の肩部分７ａが設けられており、また、更に下流には、第二の肩部分７ｂが設けられており、該第二の肩部分７ｂは、第一の肩部分７ａに対して半径方向外方に伸びている。第一及び第二の肩部分７ａ、７ｂは、以下に更に詳細に説明する要領にてインサート１０の上流端を及び部分的にチャンバ部分９を受容する。半径方向外側部にて、底部分７は、ねじ及びＯリングシール３０によりキャップ８と接続されている。
【００３８】
インサート１０は、底部分７内に受容され且つ、第一の肩部分７ａに対して当接する上流端１０ａを有している。第一の円板部分２１は、底部分７の第二の肩部分７ｂに対し当接する。円板部分２１の寸法は、円板部分２１がインサート１０の最大直径を有するようなものとされている。この特徴のため、キャップ部分８から力を伝達して液体圧力に反作用することによりチャンバ部分９がインサート１０を底部分７の所要位置に保持することを可能にする。インサート１０の更に下流にて、第二の円板部分２２及び第三の円板部分２３が設けられている。第二及び第三の円板部分２２、２３の外寸法は、チャンバ部分９の上流端の内寸法に実質的に相応する。インサートの中央本体２は、第三の円板部分２３の下流面３から延在する。下流面３と、中央本体２と、第三の円板部分２３の下流にあるチャンバ部分９における内壁との間の空間は、混合又は旋回混合チャンバ１を構成する。中央本体２は、混合チャンバ１内にて回転対称であり、下流面３により形成された上流端すなわち底端部から出口４まで又は出口から外に伸びている。図示した実施の形態において、中央本体２は、流れ方向に見て、全体として収斂する形状をしており、また、円筒状部分２ａと、収斂部分２ｂとを備えている（図２参照）。中央本体２の代替的な形状については、以下に更に詳細に説明する。
【００３９】
インサート１０の中央穴（図示せず）は、底部分７の中央穴１４と同軸状である。中央穴の下流端に半径方向に伸びる多数の穴６ａが設けられている。図示した実施の形態において、２つの穴６ａが設けられており、その一方は、図２に見ることができる。半径方向に伸びる穴６ａは、第二の円板部分２２及び第三の円板部分２３とチャンバ部分９の内壁との間に形成された環状通路６ｂと流体的に連通している。第三の円板部分２３は、軸方向に伸びる多数の凹所を備えており、これらの凹所は、環状通路６ｂから第三の円板部分２３の下流面３、従って、旋回混合チャンバ１まで延在する軸方向伸長通路６ｃを構成する。
【００４０】
チャンバ部分９は、インサート１０及びキャップ部分８に対し同軸状に配置されている。チャンバ部分９の外壁は、キャップ部分８の内壁と共に、気体プレナムチャンバ１２を形成する。チャンバ部分９の内側は、円筒状部分と、出口４に最も近い収斂部分とにより構成された回転対称の幾何学的形態である。中央本体２の形状と組み合わさって、この幾何学的形態の結果、混合チャンバ１は、円筒状部分と、収斂部分とを有することになる。混合チャンバ１の代替的な形状については、以下に更に詳細に説明する。チャンバ部分９は、１つ又はより多くの気体入口通路５を保持している。図示した実施の形態において、チャンバ部分９の内壁に対し実質的に接線方向に延在する１つの気体入口５がある。
【００４１】
チャンバ部分９及びインサート１０は、共に、底部−キャップシステム内に嵌まる単一物を形成する。このことは、ノズルを取り扱うとき、ノズル部品の予組立て及び磨耗した部品を交換することの容易性に関して有利な効果を与える。２つの片は、軸方向に密封するＯリングシール３１により互いに密封され且つ保持される。この密封作用は、底部から、すなわちチャンバ１の円板２３の下流面３から気体が旋回混合チャンバ１に入るのを阻止することになる。更なるＯリング３２、３３を使用して液体システムを気体システムから密封し且つ、気体プレナムチャンバ１２を周囲の雰囲気から密封することができる。
【００４２】
以下の説明において、ノズルの作用について記述する。霧化される気体は、軸方向気体通路１３を通って気体プレナムチャンバ１２に入る。気体は、プレナムチャンバ１２から気体入口５を通って円筒状チャンバの内壁に対し接線方向に向けて旋回混合チャンバ１内に加速される。気体の接線方向への流入は、中央本体の回りにて混合チャンバ内に旋回流の場を形成する。混合チャンバに対し接線方向に気体を供給することは、従来においては、霧化ノズルから半径方向に伸びる通路又は配管のため、霧化ノズルの直径が大きくなることを意味するが、本発明の設計は、ノズルの直径を最小にするものである。
【００４３】
液体は、底部分７の中央穴１４及びインサート１０の中央穴から穴６ａを通って円形の通路６ｂを介して軸方向に延在する通路６ｃの形態をした液体の入口まで分配される。該液体の入口は、円板２３の周縁に配置されて、流体を旋回混合チャンバ１内に導入する。
【００４４】
液体の入口の方向は、図１、図２の実施の形態にて示すように、中央軸線に対して平行とし、又は、図３に示すように、傾斜させ液体に旋回動作を与えることができる。図３の代替的な実施の形態において、図１、図２の相応する部品と同様であり又は類似した機能を有する部品は、ダッシュ（´）を追加して同一の参照番号で示されている。また、液体入口は、液体環状通路６ｂから混合チャンバ１の底部まで延在する円筒状穴の形態を有し、又は、環状空隙の形態を有し、旋回混合チャンバの底部に入るとき、液体を均一な膜として分配する。
【００４５】
旋回混合チャンバ１に入るとき、液体は、気体通路５から入る気体流内に取り込まれる。気体−混合体は、中央本体２の回りを旋回し且つ、旋回−混合チャンバ１の収斂部分を通って加速し、環状出口４を通って周囲の雰囲気に出ていく。この環状出口４にて、気体−液体混合体は、ノズルの幾何学的形態から分離する。図示した実施の形態において、チャンバ出口の外側に中央本体２における分離点（リング）を見ることができる。
【００４６】
中央本体の収斂部分２ｂは、図４に示すように異なる形態を有することができる。この形態は、半球体（図４ａ）、１点にて終わる弾丸形状体（図４ｂ）とし、その形態は、例えば、対称軸線の回りにて円弧状に又は放物線状に回転することにより形成され、又は、楕円体（図４ｃ）又は単に円錐体（図４ｄ）の形態を有するものとすることができる。分離点を固定するため、中央本体２の端部点は、平面状の前端又は湾曲し又は円錐形の形態にて形成されたへこみ又は中空部とし又は、分離点（図４ｆ）に続いて、真空を制御すべく気体を追加する通路を有するよう形態変更することができる（図４ｅ）。通路の入口は、任意の考えられる形状を有することができる。上述の収斂する形態は、円筒状部分に続く。中央本体の円筒状部分は、省くことができる。この場合、収斂部分は、チャンバの底部３まで延在する。
【００４７】
中央本体２の機能は、旋回流を安定化させ且つ、旋回流の低圧の中心部を充填することにより、周囲の雰囲気がチャンバ１内に流れ込むのを防止することである。更に、中央本体は、環状出口４の内側限界点を形成し、これにより所定の出口の断面積に対し大きい出口直径を使用することを可能にする。大きい直径は、空気及び気体を混合させる点にて有益である。空隙が狭小であればある程、液体及び気体は一層良く反応し、これにより微細な液滴に霧化されることになる。
【００４８】
出口の断面積は、中央の本体の軸方向長さを伸ばすことにより、設計段階にて調節することができる。
【００４９】
中央本体２と旋回混合チャンバ１との間の出口空隙４を調節することは、比気体消費量を小さくしようとするとき重要である。空隙を調節することは、また、所定の気体及び液体の流量に対し旋回混合チャンバ内の圧力を制御し、このため、ＴＦＮ内にて２回の音速の急上昇を得るための前提条件である。空隙の調節は、気体及び液体の比速度に適応させた一連のノズル寸法を設計する段階にて行われることが好ましい。
【００５０】
気体−液体混合体の分離点は、流れの場を考慮して、後縁である、円形のヘッド部に近い中央本体２にて見られる。明確な分離点は、ノズルの機能にとって必須である。この点は、ノズルの外側にて見られることが望ましく、中央本体により画成された面に対し直角で、分離円内にて交差する平面が、ノズルの幾何学的形態と交差しない。
【００５１】
旋回混合チャンバ内の旋回する気体流は、旋回混合チャンバ１に対する１つ又は複数の接線方向気体の入口５によって増大され、また、液体入口１４を通って旋回混合チャンバ１に入る液体を分配する点にて更に有益である。薄い等しく分配された液体膜を形成することは、最小の比空気消費量にて微細な霧化を実現する基礎となるものである。
【００５２】
収斂する旋回混合チャンバ１は、図５ａないし図５ｆに示した主形態を有することができる。円錐形の形態の場合、頂点又は頂部角度は、４０°ないし１２０°とすることができる。周囲の雰囲気に臨むノズルの前端平面は、ノズルの軸線に対して９０°ないし４５°の異なる角度を有し又は収斂するチャンバに続く拡がる出口として形成し、出口にて超音速を得るため収斂−拡がるノズルを形成することができる。
【００５３】
気体入口５及び気体−液体出口４の断面積を適正に設計することにより、気体入口及び気体−液体出口の双方にて音速を得ることが可能となる。試験の結果、これらの状態が得られたとき、望ましい霧化結果となることが分かった。
【００５４】
試験結果
気体として窒素を使用して水を霧化する液滴寸法の分布状態をレーザ回折法を使用して測定した。液滴の寸法は、特定の値以下の直径を有する液滴の体積比率として表わす。例えば、ｄ＿５０は、グラフィック的表現にて直径の測定値を意味し、この場合、液滴の体積の５０％がｄ＿５０よりも小さい直径を有することを表わす。
【００５５】
広がり範囲（ｓｐａｎ）は、分布の幅を示す。使用した定義は、広がり範囲＝（ｄ＿９０−ｄ＿１０）／ｄ＿５０である。
【００５６】
試験結果は図６に示されており、この場合、ｄ＿５０は、比気体消費率の関数として示され、「気体対供給分の比（ｇａｓ  ｔｏ  ｆｅｅｄ  ｒａｔｉｏ）」は、多数の先行技術のノズル及び本発明に従ったノズルに対するものである。供給分は、水道水５０ｋｇ／時とした。本発明に従ったノズルは、所定の平均粒子寸法に対し比気体消費率が著しく少ないことが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の１つの実施の形態におけるノズルの断面図である。
【図２】図１のノズルのインサートを拡大縮尺にて示す斜視図である。
【図３】本発明に従ったノズルの別の実施の形態におけるインサートを示す図２に相応する斜視図である。
【図４】４ａないし４ｆは、本発明に従ったノズルの中央本体の異なる形状を示す概略図である。
【図５】５ａないし５ｆは、本発明に従ったノズルの混合チャンバの異なる形状を示す概略図である。
【図６】異なるノズルに対する比気体消費率の関数としてｄ＿５０の曲線を示すグラフである。
【図１】
2007523733.tif 000003
【図２】
2007523733.tif 000004
【図３】
2007523733.tif 000005
2007523733.tif 000006
2007523733.tif 000007
【図６】
2007523733.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月17日(2005.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流端と下流端との間を伸びる混合チャンバ（１）と、少なくとも１つの液体入口（６ｃ）と、前記混合チャンバへの少なくとも１つの接線方向気体入口（５）と、前記混合チャンバ（１）の下流端に配置された出口（４）とを備える、気体により液体を霧化するノズルにおいて、流れ方向に見たとき、全体として収斂する形態を有する中央本体（２）が混合チャンバ（２）内に提供され、また、前記少なくとも１つの液体入口（６ｃ）が前記混合チャンバ（１）の上流端に又はその付近に且つ前記少なくとも１つの気体入口（５）に対して上流方向に向けて配置されることを特徴とする、気体により液体を霧化するノズル。
【請求項２】
請求項１に記載のノズルにおいて、中央本体（２）が、円筒状の基部分（２ａ）と、収斂部分（２ｂ）とを備える、ノズル。
【請求項３】
請求項１又は２の何れかの項に記載のノズルにおいて、前記中央本体（２）の下流端がノズルの出口（４）の外側に配置される、ノズル。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つの項に記載のノズルにおいて、混合チャンバ（１）は、円筒状部分と、収斂部分とを備え、前記少なくとも１つの気体入口（５）が円筒状部分に提供される、ノズル。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１つの項に記載のノズルにおいて、前記混合チャンバはあるチャンバ部分（９）内に設けられる、ノズル。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１つの項に記載のノズルにおいて、中央本体（２）は、インサート（１０）の一体部分を形成する、ノズル。
【請求項７】
請求項６に記載のノズルにおいて、インサート（１０）は、中央本体（２）の上流端に配置された円板部分（２３）を備え、該円板部分（２３）は、その下流面（３）にて前記混合チャンバ（１）の上流端を形成する、ノズル。
【請求項８】
請求項６又は７の何れかに記載のノズルにおいて、その上流端における前記インサート（１０）は、底部分（７）と接続される一方、該底部分は、キャップ部分（８）と接続され、前記チャンバ部分（９）は、前記キャップ部分（８）内に配置され且つ、前記インサート（１０）と接続される、ノズル。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１つの項に記載のノズルにおいて、１つの気体入口（５）が混合チャンバ（１）の内周に対し接線方向に提供される、ノズル。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１つの項に記載のノズルにおいて、前記中央本体（２）は軸方向に調節可能である、ノズル。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか１つの項に記載のノズルにて気体によって液体を霧化する方法において、作動中、２つの音速の急上昇が生じ、第一の急上昇は気体が混合チャンバ（１）に入るときに生じ、第二の急上昇は気体−液体混合体が出口空隙（４）を通って出るときに生じるように、出口（４）の内周と中央本体（２）との間に画成された空隙の面積が設計され且つ、気体の圧力が選ばれる、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、吹付け乾燥、吹付け冷却、凝結又は吹付けコーティング用である、方法。
【国際調査報告】
2007523733.tif 000009
2007523733.tif 000010