(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部から原料液を排出して液滴を滴下させるノズルを有する液滴製造装置であって、
前記原料液を貯留する原料タンクと、
一端側が該原料タンクに、他端側が前記ノズルに接続されて、前記原料液が流通して前記ノズルに供給される供給配管と、
該供給配管に設けられて、前記原料タンクから前記ノズルへ供給される前記原料液を一定流量に調整する一定流量調整部を有し、
該一定流量調整部は、
前記原料液が流通する前記供給配管を所定の流路断面積に縮小させる流路縮小部と、
該流路縮小部と前記原料タンクとの間に設けられ、前記流路縮小部の上流側における前記原料液の圧力を調整する圧力調整部とで構成され、
前記流路縮小部と前記圧力調整部との間の前記供給配管に設けられて、該供給配管の流路を開閉するリセット弁と、
前記ノズルから排出された原料液の状態を監視する監視部と、
該監視部で監視された液滴の状態に基づいて、前記リセット弁による前記流路の閉開を制御するリセット弁制御部を備えたことを特徴とする液滴製造装置。
【請求項２】
前記流路縮小部はオリフィスであり、かつ、
前記圧力調整部は、
前記原料タンクと前記流路縮小部との間に設けられて、一時的に前記原料液を貯留するホッパと、
前記原料タンクと前記ホッパとの間の前記供給配管に設けられた自動開閉弁と、
前記ホッパにおける前記原料液の液面高さを測定する液面計と、
該液面計で測定された液面高さに基づいて、前記自動開閉弁の開閉を制御する弁制御部とを備えてなるものであることを特徴とする請求項１に記載の液滴製造装置。
【請求項３】
原料液を排出するノズルと、
前記原料液を貯留する原料タンクと、
一端側が該原料タンクに、他端側が前記ノズルに接続されて、前記原料液が流通して前記ノズルに供給される供給配管と、
該供給配管に設けられて、前記原料タンクから前記ノズルへ供給される前記原料液を一定流量に調整する一定流量調整部を有し、
該一定流量調整部は、
前記原料液が流通する前記供給配管を所定の流路断面積に縮小させる流路縮小部と、
該流路縮小部と前記原料タンクとの間に設けられ、前記流路縮小部の上流側における前記原料液の圧力を調整する圧力調整部とで構成され、
前記流路縮小部と前記圧力調整部との間の前記供給配管に設けられて、該供給配管の流路を開閉するリセット弁を備えた液滴製造装置を用いて、
前記ノズルの先端部から原料液を排出して液滴を滴下させる液滴製造方法であって、
前記ノズルから排出される原料液が連続流になったときに、前記リセット弁を閉じて、一旦閉じたリセット弁を開いて前記ノズルから原料液の排出を再開するようにしたことを特徴とする液滴製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を製造する液滴製造装置に関し、特に、強制的にパルス化させずにノズルから原料液を滴下して液滴を製造する液滴製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、固体の粒子を作製する方法として、原料液をノズル等から滴下して液滴を製造し、該液滴を他の原料液の中に落し入れ、液滴を化学反応させることで固化させる方法がある。
ノズルから原料液を滴下して液滴を製造する装置として、特許文献１に開示されているような滴下装置が用いられている。該滴下装置は下向きに管状の滴下ノズルを有し、該滴下ノズルの先端部からは下向きに原料液が滴下して液滴が製造される。そして、特許文献１において、前記液滴は滴下ノズルの直下に配置されたアンモニア水溶液貯留槽に滴下し、アンモニア水溶液と反応することによって、液滴の表面が改質されて固体の粒子となるものである。
【０００３】
特許文献１に開示されている滴下装置は、滴下ノズルに振動を加える加振器を備えたものであり、該加振器を用いて前記滴下ノズルに供給された原料液を強制的にパルス化することによって液滴を製造するものであるが、原料液をパルス化して液滴を製造する方法として、弁を連続的に開閉する方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０２５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
加振器や弁等を用いて強制的に原料液をパルス化して液滴を製造する場合、毎秒数回以上という高い振動数や回数で長時間連続して加振器や弁を動作させるため、これらの機器の故障頻度が高く、製造される液滴サイズの精度が低下するという問題がある。
そこで、液滴サイズの精度が低下するたびに加振器や弁を交換する必要があるが、この間は液滴の製造を停止しなくてはならない。そのため、加振器等を用いずにノズルから原料液を滴下して液滴を製造することが望まれる。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、加振器等によって強制的に原料液をパルス化することなく、安定して長時間連続で液滴を製造することができる液滴製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る液滴製造装置は、先端部から原料液を排出して液滴を滴下させるノズルを有する液滴製造装置であって、
前記原料液を貯留する原料タンクと、
一端側が該原料タンクに、他端側が前記ノズルに接続されて、前記原料液が流通して前記ノズルに供給される供給配管と、
該供給配管に設けられて、前記原料タンクから前記ノズルへ供給される前記原料液を一定流量に調整する一定流量調整部を有し、
該一定流量調整部は、
前記原料液が流通する前記供給配管を所定の流路断面積に縮小させる流路縮小部と、
該流路縮小部と前記原料タンクとの間に設けられ、前記流路縮小部の上流側における前記原料液の圧力を調整する圧力調整部とで構成され、
前記流路縮小部と前記圧力調整部との間の前記供給配管に設けられて、該供給配管の流路を開閉するリセット弁と、
前記ノズルから排出された原料液の状態を監視する監視部と、
該監視部で監視された液滴の状態に基づいて、前記リセット弁による前記流路の閉開を制御するリセット弁制御部を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記流路縮小部はオリフィスであり、かつ、前記圧力調整部は、前記原料タンクと前記流路縮小部との間に設けられて、一時的に前記原料液を貯留するホッパと、前記原料タンクと前記ホッパとの間の前記供給配管に設けられた自動開閉弁と、前記ホッパにおける前記原料液の液面高さを測定する液面計と、該液面計で測定された液面高さに基づいて、前記自動開閉弁の開閉を制御する弁制御部とを備えてなるものであることを特徴とするものである。
【０００９】
（３）本発明に係る液滴製造方法は、原料液を排出するノズルと、
前記原料液を貯留する原料タンクと、
一端側が該原料タンクに、他端側が前記ノズルに接続されて、前記原料液が流通して前記ノズルに供給される供給配管と、
該供給配管に設けられて、前記原料タンクから前記ノズルへ供給される前記原料液を一定流量に調整する一定流量調整部を有し、
該一定流量調整部は、
前記原料液が流通する前記供給配管を所定の流路断面積に縮小させる流路縮小部と、
該流路縮小部と前記原料タンクとの間に設けられ、前記流路縮小部の上流側における前記原料液の圧力を調整する圧力調整部とで構成され、
前記流路縮小部と前記圧力調整部との間の前記供給配管に設けられて、該供給配管の流路を開閉するリセット弁を備えた液滴製造装置を用いて、
前記ノズルの先端部から原料液を排出して液滴を滴下させる液滴製造方法であって、
前記ノズルから排出される原料液が連続流になったときに、前記リセット弁を閉じて、一旦閉じたリセット弁を開いて前記ノズルから原料液の排出を再開するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る液滴製造装置は、先端部から原料液が排出されるノズルを有するものであって、前記原料液を貯留する原料タンクと、一端側が該原料タンクに、他端側が前記ノズルに接続されて、前記原料液が流通して前記ノズルに供給される供給配管と、該供給配管に設けられて、前記原料タンクから前記ノズルへ供給される前記原料液を一定流量に調整する一定流量調整部を有し、該一定流量調整部は、前記原料液が流通する前記供給配管を所定の流路断面積に縮小させる流路縮小部と、該流路縮小部と前記原料タンクとの間に設けられ、前記流路縮小部の上流側における前記原料液の圧力を調整する圧力調整部を備えたことにより、加振器等によって前記ノズルに振動を加えて原料液をパルス化することなく、安定して長時間連続して液滴を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る液滴製造装置の構成を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施の形態において、ノズルから滴下された液滴の状態の監視と、原料液の状態をリセットする機構を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施の形態において、ノズルから液滴が滴下される状況を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態に係る液滴製造装置１は、図１に示すように、先端部から原料液Ｌが排出されるノズル３を有するものであって、原料液Ｌを貯留する原料タンク５と、一端側が原料タンク５に、他端側がノズル３に接続されて、原料液Ｌが流通してノズル３に供給される供給配管７と、供給配管７に設けられて、原料タンク５からノズル３へ供給される原料液Ｌを一定流量に調整する一定流量調整部１０を有している。
【００１４】
以下、図１を参照して、液滴製造装置１の各構成要素について詳細に説明する。なお、図１においては、各構成要素の特徴を分かり易くするために、便宜上、特徴となる部位を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
【００１５】
＜ノズル＞
ノズル３は鉛直下向きに配置され、先端部から原料液Ｌを排出して液滴を滴下させるものである。本実施の形態において、ノズル３は外径2.0〜4.0mm程度、内径1.4〜2.0mmの管を用いて製造されたものである。
ノズル３の材質としては、SUS304を用いることができるが、これに限定されるものではなく、原料液Ｌと反応せず、かつ、ノズル３の周囲環境に適したものであれば材質は問わない。
【００１６】
＜原料タンク＞
原料タンク５は、ノズル３に供給する原料液Ｌを貯留するものである。
原料タンク５の材質にはSUS304を用いることができるが、これに限定されるものではなく、原料液Ｌと反応しないものであれば材質は問わない。
【００１７】
＜供給配管＞
供給配管７は、一端側が原料タンク５、他端側がノズル３に接続されて、原料タンク５に貯留された原料液Ｌを流通させてノズル３に供給するものである。
供給配管７の材質としては、SUS304を用いることができるが、これに限定されるものではなく、原料液Ｌと反応しない材質であれば良い。
【００１８】
＜一定流量調整部＞
一定流量調整部１０は、供給配管７に設けられ、ノズル３に供給される原料液Ｌを一定の流量に調整するものであり、図１に示す一定流量調整部１０は、原料液Ｌが流通する供給配管７を所定の流路断面積に縮小させる流路縮小部１１と、流路縮小部１１と原料タンク５との間に設けられ、流路縮小部１１の上流側における前記原料液Ｌの圧力p1を調整する圧力調整部１３とで構成されている。
【００１９】
なお、本実施の形態において「一定流量」とは、ノズル３に供給される原料液Ｌの流量が変動せずに予め定められた所定の流量を保持することを指し、予め定められた所定の流量は圧力調整部１３で調整される圧力に応じて変更することができる。
【００２０】
≪流路縮小部≫
流路縮小部１１は、供給配管７に設けられ、原料液Ｌが流通する供給配管７の流路を所定の流路断面積に一度縮小させ、その後拡大することによって、流路縮小部１１の下流側における原料液Ｌの圧力p2を低下させ、流路縮小部１１の上流側と下流側に圧力差Δp（＝p1―p2）を生じさせるものである。
【００２１】
流路縮小部１１には、オリフィスやコントロール弁を用いることができる。
コントロール弁はその開度によって開口部の断面積（流路断面積）が変わるため、原料液Ｌをノズル３に供給して液滴を製造している最中においても流量を変更することができるが、コントロール弁の開口部の断面積が微妙に変化して、流量が変動しやすい。
そのため、液滴製造中に流量を変更する必要がない場合においては、流路断面積が一定に固定されているオリフィスを用いる方がより好ましい。
【００２２】
なお、流路縮小部１１の材質にはSUS304を用いることができるが、これに限定されるものではなく、原料液Ｌと反応しないものであれば材質は問わない。
【００２３】
≪圧力調整部≫
圧力調整部１３は、流路縮小部１１より上流（原料タンク５側）に設けられ、流路縮小部１１の上流側における原料液Ｌの圧力p1を調整するものである。
圧力調整部１３の一例としては、図１に示すように、ホッパ１５と、液面計１７と、弁制御部１９及び自動開閉弁２１から構成されたものがある。
【００２４】
ホッパ１５は、原料タンク５とノズル３との間に設けられて、ノズル３に供給される原料液Ｌを一時的に貯留するものであり、原料液Ｌに不純物が混入しない程度に密閉され、原料液Ｌを静置できる構造であることが望ましい。
ホッパ１５の材質にはSUS304を用いることができるが、これに限定されるものではなく、原料液Ｌと反応しないものであれば材質は問わない。
【００２５】
液面計１７は、ホッパ１５に一時的に貯留された原料液Ｌの液面高さを測定するものであり、測定された前記液面高さは、電気的に接続された弁制御部１９に出力される。
【００２６】
弁制御部１９は、液面計１７から出力された前記液面高さに基づいて、該液面高さが予め定めた所定の液面高さとなるように、電気的に接続された自動開閉弁２１に制御信号を出力して自動開閉弁２１の開閉を制御するものである。
【００２７】
自動開閉弁２１は、原料タンク５とホッパ１５との間の供給配管７に配置され、弁制御部１９からの制御信号に基づいて開閉動作を行うものである。
自動開閉弁２１としては、ボール弁を用いることができるが、これに限定されることはなく、原料タンク５からホッパ１５への原料液Ｌの供給と遮断を切り替え可能な構造の弁であれば、玉形弁等を用いても良い。
【００２８】
圧力調整部１３の構成は上記に限定されるものではなく、流路縮小部１１の上流側における圧力p1を厳密に調整できるものであれば、構造は問わない。
【００２９】
上記のように、本実施の形態に係る液滴製造装置１においては、一定流量調整部１０を用いて原料液Ｌをノズル３に、非常に高い精度で一定流量に調整して供給することによって、安定して長時間、液滴を製造することができる。
さらに、上記構成の液滴製造装置１は、圧力調整部１３により制御するホッパ１５内における原料液Ｌの液面高さを変更することにより、ノズル３に供給する原料液Ｌの流量を変更することができる。
【００３０】
しかしながら、例えば液滴製造装置１により製造した液滴を凍結させるような場合、長時間液滴を製造し続けると、ノズル３からの原料液Ｌが液滴状態から連続流に変化してしまうことがある。これは、周囲環境が低温であることにより、ノズル３に供給される原料液Ｌが冷却されてその微小量に粘度変化あるいは凝固による粒状物質の発生等といった変質が生じ、変質した原料液Ｌが流路縮小部１１を通過すると一定流量調整部１０により、非常に高い精度で一定流量に調整されていた原料液Ｌの流量が変化するためであると考えられる。
そして、一度、液滴の滴下に適した状態から外れて連続流になると、変質した原料液Ｌが流路縮小部１１を通過してノズル３から排出されたとしても、液滴が滴下するのに適した状態に自発的に戻ることはほとんど見られなかった。
【００３１】
その一方で、本実施の形態に係る液滴製造装置１のように、差圧式流量計の原理に基づいた一定流量調整部１０を用いて、非常に高い精度で一定流量に調整された原料液Ｌをノズル３に供給する場合、液滴を製造する条件を全て満たしていれば、原料液Ｌの供給開始時においてはほぼ100%、ノズル３から排出される原料液Ｌが連続流とはならず、液滴として滴下できる。
【００３２】
そこで、本実施の形態に係る液滴製造装置１においては、図２に示すように、供給配管７の流路を閉開するリセット弁２３と、ノズル３から排出される原料液Ｌの状態を監視する監視部２５と、リセット弁２３の開閉を制御するリセット弁制御部２７をさらに備えた構成とすることが望ましい。
以下、これらの各構成要素について説明する。
【００３３】
＜リセット弁＞
リセット弁２３は、流路縮小部１１と圧力調整部１３との間の供給配管７に設けられて、供給配管７の流路を閉開するものであり、ノズル３からの原料液Ｌが液滴状態から連続流となった場合に、リセット弁２３により供給配管７の流路を一旦閉じ、原料液Ｌの状態を静置した後、再び開くことによって、ノズル３から液滴の製造を再開することができる機能を有する。
【００３４】
本実施の形態では、リセット弁２３としてボール弁を用いているが、これに限定されることではなく、ノズル３への原料液Ｌの供給と遮断を制御できる供給遮断装置であっても良く、例えば、電磁弁に外部からON/OFF信号を発信して供給もしくは遮断を制御する装置がある。
【００３５】
＜監視部＞
監視部２５は、ノズル３から排出された原料液Ｌの状態を監視するものであって、ノズル３の先端部から原料液Ｌが液滴として滴下しているのか、あるいは、連続流となっているのかを監視するものである。
【００３６】
監視部２５の一例としては、図２に示すような発信部２５ａと受信部２５ｂから構成されたものがある。
ノズル３から原料液Ｌが滴下している場合、ノズル３の直下に向けて発信部２５ａから発信されたレーザー光又は赤外線等は、滴下する液滴同士の間を通過して受信部２５ｂに受信され、液滴が製造されているものとして判定される。
【００３７】
一方、ノズル３から排出された原料液Ｌが連続流である場合、発信部２５ａから発信されたレーザー光又は赤外線等は、原料液Ｌによって遮断されて受信部２５ｂに到達せず受信されず、原料液Ｌは連続流であるものとして判定される。
【００３８】
このように、発信部２５ａからノズル３の直下に向けて発信されたレーザー光又は赤外線等の受信部２５ｂにおける受信の有無により、ノズル３から排出された原料液Ｌが滴下して液滴が製造されているかどうかを監視することができる。
受信部２５ｂにおけるレーザー光又は赤外線等の有無は電気的に接続されたリセット弁制御部２７に出力される。
【００３９】
＜リセット弁制御部＞
リセット弁制御部２７は、受信部２５ｂにおけるレーザー光又は赤外線等の有無に基づいて、供給配管７に設けられたリセット弁２３を一旦閉じて、再び開く動作を制御するものである。
【００４０】
次に、上記のように構成された本実施の形態に係る液滴製造装置１の液滴製造時における動作態様を、図１及び図２を参照して下記に説明する。
【００４１】
まず、ホッパ１５において原料液Ｌが所定の液面高さとなるように、原料タンク５からホッパ１５へと原料液Ｌを供給する。この時、ホッパ１５とノズル３を接続する供給配管７に設けられたリセット弁２３は閉じておくことが望ましい。
【００４２】
ホッパ１５において原料液Ｌが所定の液面高さに達して液滴の製造に適した条件を満たすと、リセット弁２３を開き、ホッパ１５からノズル３へ原料液Ｌの供給を開始する。
ノズル３への原料液Ｌの供給中は、ホッパ１５において原料液Ｌが所定の液面高さを保つように液面計１７、弁制御部１９、自動開閉弁２１を用いて次のように自動的に制御する。
【００４３】
原料タンク５からホッパ１５へ原料液Ｌが供給されて、液面計１７で測定された液面高さが予め定められた所定の液面高さ以上であると弁制御部１９において判定された場合、弁制御部１９から自動開閉弁２１に「閉」信号が出力される。
そして、自動開閉弁２１においては、弁制御部１９から出力された「閉」信号に基づいて弁が閉じられ、原料タンク５からホッパ１５への原料液Ｌの供給が停止する。
【００４４】
リセット弁２３が開いてノズル３から液滴が滴下している状態では、ホッパ１５からノズル３へと原料液Ｌが常に供給されており、ホッパ１５における原料液Ｌの液面高さは徐々に低下する。
【００４５】
ホッパ１５における原料液Ｌの液面高さが低下し、液面計１７で測定された液面高さが所定の液面高さよりも低いと弁制御部１９において判定された場合、弁制御部１９から自動開閉弁２１へと「開」信号が出力される。
【００４６】
そして、自動開閉弁２１においては、弁制御部１９から出力された「開」信号に基づいて弁が開かれ、原料タンク５からホッパ１５への原料液Ｌが供給される。
【００４７】
このように、ホッパ１５、液面計１７、弁制御部１９及び自動開閉弁２１から構成される圧力調整部１３を用い、ホッパ１５に貯留された原料液Ｌの液面を所定の液面高さに制御することにより、ホッパ１５における原料液Ｌの位置エネルギー（位置ヘッド）を所定の値に制御し、これによって流路縮小部１１の上流側における圧力p1を所定の値に調整することができる。
【００４８】
一方、流路縮小部１１における下流側の圧力p2に関しては、一般に、流路の途中で流路断面積を一度縮小させ、その後拡大させると、流路の下流側における流体の圧力p2が低下し、本実施の形態に係る液滴製造装置１においては大気圧とほぼ等しいとみなされる。
そのため、流路縮小部１１の上流側と下流側における圧力差Δp（＝p1−p2）は所定の値に保たれることになる。
【００４９】
ここで、差圧式（オリフィス）流量計の原理から、一定の流路断面積（開度）の部位の上流側と下流側における圧力差Δpが一定である条件下では、当該部位を流通する流体の体積流量は一定となることが知られている。
【００５０】
したがって、本実施の形態に係る液滴製造装置１においては、所定の流路断面積に縮小する流路縮小部１１と、流路縮小部１１の上流側における圧力p1を調整する圧力調整部１３から構成される一定流量調整部１０を用いることにより、ノズル３に供給される原料液Ｌが極微量であっても、非常に高い精度で一定流量に調整することができる。
【００５１】
ノズル３に原料液Ｌを供給すると、図３に示すように、ノズル３の先端部に懸垂した球体が形成される。原料液Ｌをゆっくりと供給し続けて該球体を成長させて、該球体の重力が原料液Ｌの表面張力に起因するノズル３側への引っ張り張力よりも上回ることで、自動的にノズル３の先端部から原料液Ｌを滴下して液滴を製造することができる。
【００５２】
このように、非常に高い精度で一定流量に調整された原料液Ｌをノズル３に供給することによって、液滴を安定かつ継続して製造することが可能となる。
【００５３】
しかしながら、長時間製造を続けると、連続流となってしまうことがある。この場合、リセット弁２３を用いて、液滴の製造を再開させる。
ノズル３から排出された原料液Ｌの状態が連続流であると監視部２５により判定された場合、監視部２５からリセット弁制御部２７に出力された情報に基づいて、リセット弁制御部２７はリセット弁２３の弁を閉じる制御を行い、原料液Ｌのノズル３への供給を停止する。
そして、原料液Ｌの状態を静置させるための所定時間が経過した後、リセット弁制御部２７はリセット弁２３に弁を開く制御を行い、原料液Ｌのノズル３への供給を再開する。
【００５４】
このように、ノズル３から排出される原料液Ｌが連続流となっても、リセット弁２３を閉じることにより、液滴を製造する前の状態、すなわち、原料液Ｌの状態を静置させ、液滴の製造に適した状態へと戻すことで、ほぼ１００％、液滴の製造を再開することができる。
【００５５】
上述したように、製造した液滴を低温液化ガスに滴下させ、急速凍結させる場合、ノズル３の先端以外は低温対策を施すものの、長時間周囲環境が低温となることによって原料液Ｌが徐々に冷却されて、変質した原料液Ｌが発生してしまう。この変質した原料液Ｌが流路縮小部１１やノズル３に悪影響を及ぼした後、ノズル３から排出される。その直後、液滴状態から連続流と変化してしまう。
【００５６】
一度連続流となってしまうと、液滴の製造に適した条件を満たした状態には、自動的にほとんど戻らない。
しかしながら、連続流となった時点でリセット弁２３を閉じると、変質した原料液Ｌは既にノズル３から排出されており、リセット弁２３から上流側には液滴の製造に適した状態の原料液Ｌが残されているため、一旦閉じたリセット弁２３を開いてノズル３から原料液Ｌの排出を再開すると、再度変質した原料液Ｌが発生するまで、液滴として滴下させることができる。
【００５７】
なお、ノズル３から排出される原料液Ｌが連続流ではなく滴下している場合にリセット弁２３を閉じて再び開く制御を行ったとしても、ノズル３から原料液Ｌを滴下させて液滴の製造を再開することはできることは言うまでもない。
【００５８】
なお、本発明における原料液Ｌは、水、飲料、乳製品、水溶液、有機溶液、コロイド溶液等の液状物質を対象としており、その種類に関して特に制限はない。
【実施例】
【００５９】
本発明の作用効果について確認するための実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
本実施例では、図１及び図２に示す液滴製造装置１において、ノズル３内における原料液Ｌの流速を0.1〜0.8m/sの範囲で変化させて液滴製造試験を行い、液滴を安定して製造できる条件を調査した。
【００６０】
流路縮小部１１にはオリフィスを用い、流路断面積の異なるオリフィスに交換することによって、ノズル３内の流速を上記範囲で変化させた。
ここで、ノズル３内の原料液Ｌの流速は、ノズル３に供給された原料液Ｌの流量をノズル３の流路断面積で除すことにより算出した。
【００６１】
本実施例において、ノズル３の外径は4.0mm、内径2.0mmとした。
原料液Ｌには、粘度が100mPa・sのものを用い、原料タンク５に貯留した原料液Ｌの温度は5℃とした。
【００６２】
さらに本実施例では、ホッパ１５、液面計１７、弁制御部１９、自動開閉弁２１から構成される圧力調整部１３を用いて流路縮小部１１の上流側における圧力p1を調整し、ホッパ１５に貯留された原料液Ｌの液面高さが流路縮小部１１の位置を基準として150mmとなるように制御した。
【００６３】
液滴製造試験においては、0.5時間継続して液滴を製造できた条件を「安定」、ノズル３からの原料液Ｌが連続流となり、液滴を製造できなかった条件を「不可能」とした。さらに、ノズル３から原料液Ｌが滴下して液滴が製造された後に不安定となって連続流となった時に、リセット弁２３の閉開操作により原料液Ｌの供給を一旦停止して再開することで、液滴が再び製造できた条件を「再開可能」とした。
液滴製造試験の結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
表１より、ノズル３内の流速が大きいほど、すなわち、ノズル３に供給される原料液Ｌの流量が多いほど、液滴を安定して製造することが困難となる傾向を示し、液滴の製造に適した状態から外れやすいことが明らかとなった。
【００６６】
しかしながら、ノズル３内の流速を0.5及び0.6m/sとした条件のように、一度液滴の製造に適した状態を満たした場合は、液滴の製造が不安定となって原料液Ｌが連続流として排出されたとしても、リセット弁２３の閉じ、１０秒以内の静置の後、開操作により、液滴の製造をほぼ100%再開できることが実証された。
【符号の説明】
【００６７】
１  液滴製造装置
３  ノズル
５  原料タンク
７  供給配管
１０  一定流量調整部
１１  流路縮小部
１３  圧力調整部
１５  ホッパ
１７  液面計
１９  弁制御部
２１  自動開閉弁
２３  リセット弁
２５  監視部
２５ａ  発信部
２５ｂ  受信部
２７  リセット弁制御部
Ｌ  原料液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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