JP2002523233A - Aerosol method and apparatus for producing particulate products - Google Patents

Aerosol method and apparatus for producing particulate products

Info

Publication number
JP2002523233A
JP2002523233A JP2000567359A JP2000567359A JP2002523233A JP 2002523233 A JP2002523233 A JP 2002523233A JP 2000567359 A JP2000567359 A JP 2000567359A JP 2000567359 A JP2000567359 A JP 2000567359A JP 2002523233 A JP2002523233 A JP 2002523233A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aerosol
precursor liquid
precursor
container
aerosol generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000567359A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002523233A5 (en
Inventor
エイチ. ブリュースター、ジェイムズ
イー. デリコッテ、ディビッド
ジェイ. ハンプデン−スミス、マーク
ティ. コダス、トイボ
エイチ. パウエル、クウィント
Original Assignee
スーペリア マイクロパウダーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by スーペリア マイクロパウダーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー filed Critical スーペリア マイクロパウダーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー
Publication of JP2002523233A publication Critical patent/JP2002523233A/en
Publication of JP2002523233A5 publication Critical patent/JP2002523233A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B01J2/04Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops in a gaseous medium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0615Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced at the free surface of the liquid or other fluent material in a container and subjected to the vibrations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/026Spray drying of solutions or suspensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 エーロゾル発生装置(600)、エーロゾル・ヒータ(602)、エーロゾル・クーラ(604)、粒子収集装置(606)、前駆物質液供給システム(608)、キャリヤガス供給システム(610)、および冷却ガス供給システム(612)、およびオプションとしての他の構成部材を含むエーロゾル製造設備。ある実施形態の場合には、自動プロセス制御を含む、上記エーロゾル製造設備内で粒子を製造するためのエーロゾル法。 (57) [Abstract] Aerosol generator (600), aerosol heater (602), aerosol cooler (604), particle collector (606), precursor liquid supply system (608), carrier gas supply system (610) And a cooling gas supply system (612), and optionally other components. In certain embodiments, an aerosol method for producing particles in the aerosol production facility, including automatic process control.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 (発明の分野) 本発明は、エーロゾル製造設備の動作、および微粒子製品を製造するためのエ
ーロゾル製造設備を含む種々の動作の自動制御に関する。
The present invention relates to the operation of an aerosol production facility and to the automatic control of various operations including an aerosol production facility for producing particulate products.

【0002】 (発明の背景) 粉体材料は、多くの製造プロセスで使用される。粉体を大規模に使用する分野
としては、種々の材料の膜を製造するための厚膜蒸着等がある。厚膜の塗布は、
例えば、フラットパネル・ディスプレイ、電子製品に対する導電性パターンのパ
ターン形成のための蛍リン光体材料の蒸着等がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Powder materials are used in many manufacturing processes. Fields where powders are used on a large scale include thick film deposition for producing films of various materials. Thick film application
For example, there is vapor deposition of a phosphor material for forming a conductive pattern on flat panel displays and electronic products.

【0003】 膜を厚く塗布する場合、および他の用途の場合には、さらに微細な粒子の粉末
を使用する傾向がある。通常、小さな粒子における望ましい特徴としては、小さ
な粒径、狭い粒径の分布、高密度の球形粒子形態、および結晶性粒子構造等があ
る。しかし、粉体材料を製造するための現在の技術は、多くの場合、膜を厚く塗
布する場合に使用する粒子についてのこれらの必要な特徴のすべて、またはほと
んどすべてを達成するという点で改善の余地がある。
For thick coatings, and for other applications, there is a tendency to use finer particle powders. Typically, desirable characteristics of small particles include small particle size, narrow particle size distribution, dense spherical particle morphology, and crystalline particle structure. However, current techniques for producing powdered materials often offer improvements in that they achieve all, or almost all, of these required features for particles used when applying thick films. There is room.

【0004】 小さな粒子を製造するために使用されてきた一つの方法は、液体媒体から粒子
を沈澱させる方法である。このような液体沈澱技術は、多くの場合、必要な特性
を持つ粒子の製造を制御するのが困難である。また、液体沈澱方法により製造し
た粒子は、多くの場合、液相処理中に使用する表面活性剤、または他の有機材料
により汚染されている。
[0004] One method that has been used to produce small particles is to precipitate the particles from a liquid medium. Such liquid precipitation techniques often have difficulty controlling the production of particles with the required properties. Also, particles produced by liquid precipitation methods are often contaminated by surfactants or other organic materials used during liquid phase processing.

【0005】 エーロゾル法も、種々の小さな粒子を製造するために使用されてきた。小さな
粒子を製造するための一つの方法は、スプレー熱分解である。この場合、エーロ
ゾル・スプレーが形成され、その後で、このスプレーは、反応炉内で必要な粒子
に変換される。しかし、スプレー熱分解システムは、ほとんど実験規模のもので
、商業ベースの製造には適していない。さらに、スプレー熱分解の場合には、粒
径分布が問題になる。また、スプレー熱分解システムは、多くの場合、エーロゾ
ルの小さな液滴を浮遊させて運ぶキャリヤガスを使用するので効率が低い。さら
に、スプレー熱分解システムは、多くの場合、バッチ・モードで動作し、粒子製
造の初期段階および後期段階における遷移時間中効率が低くなる可能性がかなり
高い。これらの時間の間、粒子特性の変動により全バッチの品質が低下する恐れ
がある。
[0005] Aerosol methods have also been used to produce various small particles. One method for producing small particles is spray pyrolysis. In this case, an aerosol spray is formed, after which the spray is converted into the required particles in the reactor. However, spray pyrolysis systems are mostly laboratory scale and not suitable for commercial production. Further, in the case of spray pyrolysis, the particle size distribution becomes a problem. Also, spray pyrolysis systems are often inefficient because they use a carrier gas to carry small droplets of aerosol in suspension. Further, spray pyrolysis systems often operate in batch mode, and are likely to be less efficient during transition times during the early and late stages of particle production. During these times, variations in particle properties can reduce the quality of the entire batch.

【0006】 厚膜および他の用途の際に使用する小さな粒子の粉末を製造するための改良形
の製造技術の開発がかなり待望されている。 (発明の概要) 本発明の一つの目的は、粒子の商業ベースの製造に適しているエーロゾル製造
方法を提供することである。また、もう一つの目的は、高品質微粒子製品を高い
生産性で製造するためのエーロゾル法を提供することである。また、もう一つの
目的は、効率的な動作、特に、バッチ処理用の有意なプロセス制御を含むエーロ
ゾル法を提供することである。本発明のもう一つの目的は、効率および生産性を
改善するために、少なくとも一部が自動化されているエーロゾル法を提供するこ
とである。本発明のさらにもう一つの目的は、エーロゾル法を実行することがで
きるエーロゾル製造設備を提供することである。本発明の上記およびその他の目
的は、本明細書に記載する本発明により達成される。
[0006] The development of improved manufacturing techniques for producing small particle powders for use in thick films and other applications is highly desirable. SUMMARY OF THE INVENTION One object of the present invention is to provide an aerosol production method suitable for commercial production of particles. It is another object to provide an aerosol process for producing high quality particulate products with high productivity. Yet another object is to provide an aerosol method that includes efficient operation, particularly significant process control for batch processing. It is another object of the present invention to provide an aerosol method that is at least partially automated to improve efficiency and productivity. Still another object of the present invention is to provide an aerosol production facility capable of performing an aerosol method. These and other objects of the invention are achieved by the invention described herein.

【0007】 ある観点から見た場合、本発明は、選択された組成の粒子のバッチを製造する
ための前駆物質液のバッチを処理するための自動エーロゾル法を提供する。この
方法は、プロセスの少なくとも一部の自動化を含む。この場合、自動化機能は、
選択された組成の粒子の製造に対する命令を処理する電子プロセッサの指令で制
御される。この方法は、多くの場合、バッチ・モードで動作する。この場合、バ
ッチ処理は、バッチ開始動作でスタートするが、この動作中、エーロゾルの発生
が始まり、中間動作に進む。抽出間動作中は、粒子バルクの製造が行われる。最
後は、バッチ終了動作で終るが、この終了動作中、エーロゾルの発生が停止する
。本明細書内で使用する場合、バッチ・モードは、一度に製造された前駆物質液
の個々の量、すなわち、バッチの処理を意味する。本発明のバッチ・モード処理
は、関連するバッチ動作の長さ、および/または製品取出し方法のために、半バ
ッチ動作または半連続動作と見なすことができる処理を含む。バッチ・モード処
理は、中間動作中の、エーロゾル発生装置内でのエーロゾル発生装置へ供給され
るキャリヤガス、および前駆物質液のからのエーロゾルの流れの発生、選択した
組成の粒子を形成するための、エーロゾル・ヒータによるエーロゾルの処理を含
む。好適な実施形態の場合には、エーロゾル発生装置内で小さな液滴を形成する
ための、タンク内の前駆物質液にエネルギーを与える複数の超音波トランスデュ
ーサの上に位置する、循環している前駆物質液のタンクからエーロゾルの小さな
液滴が形成される。
[0007] Viewed from an aspect, the present invention provides an automated aerosol process for processing a batch of precursor liquid to produce a batch of particles of a selected composition. The method includes automating at least a portion of the process. In this case, the automation function
Controlled by instructions of an electronic processor that processes instructions for the production of particles of the selected composition. This method often operates in a batch mode. In this case, the batch process starts with a batch start operation. During this operation, generation of aerosol starts and proceeds to an intermediate operation. During the inter-extraction operation, the production of the bulk of the particles takes place. Finally, the operation ends with a batch end operation. During this end operation, aerosol generation stops. As used herein, batch mode refers to the processing of a discrete amount of precursor liquid produced at a time, ie, a batch. The batch mode processing of the present invention includes processing that can be considered a semi-batch operation or a semi-continuous operation because of the length of the associated batch operation and / or the product removal method. Batch mode processing involves the generation of an aerosol stream from a precursor liquid and a carrier gas supplied to the aerosol generator within the aerosol generator during an intermediate operation to form particles of a selected composition. , An aerosol heater. In a preferred embodiment, a circulating precursor is positioned over a plurality of ultrasonic transducers that energize the precursor liquid in the tank to form small droplets in the aerosol generator. Small droplets of aerosol are formed from the liquid tank.

【0008】 本発明の自動化エーロゾル法のある実施形態の場合には、操作者が、電子プロ
セッサに、選択した組成の粒子を製造するために、前駆物質液のバッチの処理を
行うように命令する。その後で、電子プロセッサは、選択した組成の粒子の製造
に関連する命令を処理し、上記命令に基づいて、電子プロセッサは、バッチ開始
動作中に、エーロゾル製造設備内で、エーロゾル発生装置への前駆物質液の供給
の開始、エーロゾル・ヒータへの熱入力の増大の開始、およびエーロゾル発生装
置内の超音波トランスデューサの作動の中の一つまたはそれ以上を自動的に制御
する。中間動作中、電子プロセッサは、エーロゾル発生装置へのキャリヤガスの
供給、エーロゾル発生装置への前駆物質液の供給、エーロゾル・ヒータへの熱入
力の中の一つまたはそれ以上の自動制御を命令する。バッチ終了動作中、電子プ
ロセッサは、超音波トランスデューサの動作中止、エーロゾル発生装置へのキャ
リヤガスの供給停止、エーロゾル発生装置への前駆物質液の供給停止、エーロゾ
ル・ヒータへの熱入力の低減または停止の中の一つまたはそれ以上の自動制御を
行う。好適な実施形態の場合には、これら上記の動作のすべてが、電子プロセッ
サの命令により自動的に制御される。
In one embodiment of the automated aerosol method of the present invention, an operator instructs an electronic processor to process a batch of precursor liquid to produce particles of a selected composition. . Thereafter, the electronic processor processes the instructions related to the production of the particles of the selected composition, and based on the instructions, the electronic processor, during the batch start operation, within the aerosol production facility, to the precursor to the aerosol generator. It automatically controls one or more of the start of the supply of the liquid substance, the start of increasing the heat input to the aerosol heater, and the operation of the ultrasonic transducer in the aerosol generator. During intermediate operation, the electronic processor commands automatic control of one or more of supplying a carrier gas to the aerosol generator, supplying a precursor liquid to the aerosol generator, and heat input to the aerosol heater. . During the batch end operation, the electronic processor stops the operation of the ultrasonic transducer, stops supplying the carrier gas to the aerosol generator, stops supplying the precursor liquid to the aerosol generator, and reduces or stops the heat input to the aerosol heater. Perform one or more of the automatic controls. In the preferred embodiment, all of the above operations are controlled automatically by instructions of an electronic processor.

【0009】 本発明の方法は、種々の異なる処理の実施形態において、自動化を収容するこ
とができるようにかなりの柔軟性を含む。例えば、本発明の方法は、上記方法で
、一つまたはそれ以上のプロセスの流れまたは装置の自動的な冷却を含む。ある
実施形態の場合には、エーロゾルの流れは、エーロゾル・ヒータを通過した後で
、エーロゾル・クーラに流入し、そこで、以降の粒子の回収を行えるよう、また
、電子プロセッサの命令により自動的に制御されているエーロゾル・クーラへ冷
却ガスが供給できるようにエーロゾルの流れの温度を下げるために、エーロゾル
の流れに、冷却ガスが混入される。ある実施形態の場合には、エーロゾル発生装
置は、動作中、超音波トランスデューサを冷却するために、超音波トランスデュ
ーサに隣接する冷却液の循環のための通路を含む。冷却液の通路は、通常、前駆
物質液のタンクと超音波トランスデューサとの間に設置されていて、そのため、
前駆物質液にエネルギーを供給する超音波信号は、最初に、冷却液内を通過する
。冷却液の供給は、電子プロセッサの命令により自動的に行われる。他の実施形
態の場合には、冷却液は、電子プロセッサの命令で自動的に制御されている、冷
却液の供給により、回路を冷却するために、超音波トランスデューサを駆動する
電子駆動回路の近くに供給される。他の実施形態の場合には、冷却液は、エーロ
ゾル・ヒータの入口端部または出口端部に隣接するエンド・キャップに供給され
るが、この場合、冷却液の供給は、電子プロセッサの命令により自動的に制御さ
れる。
[0009] The method of the present invention includes considerable flexibility to accommodate automation in a variety of different processing embodiments. For example, the method of the present invention includes the automatic cooling of one or more process streams or equipment in the manner described above. In some embodiments, the aerosol stream passes through the aerosol heater and then into the aerosol cooler, where it can be used for subsequent particle collection, and automatically upon instruction of an electronic processor. Cooling gas is mixed into the aerosol stream to reduce the temperature of the aerosol stream so that the cooling gas can be supplied to the controlled aerosol cooler. In some embodiments, the aerosol generator includes a passage for cooling fluid circulation adjacent the ultrasonic transducer to cool the ultrasonic transducer during operation. Coolant passages are usually located between the precursor liquid tank and the ultrasonic transducer, so
The ultrasonic signal that supplies energy to the precursor liquid first passes through the coolant. The supply of the cooling liquid is automatically performed according to an instruction of the electronic processor. In another embodiment, the cooling fluid is automatically controlled by electronic processor instructions, near the electronic drive circuit that drives the ultrasonic transducer to cool the circuit with the supply of cooling fluid. Supplied to In another embodiment, the coolant is supplied to an end cap adjacent the inlet or outlet end of the aerosol heater, wherein the supply of coolant is controlled by an electronic processor. Controlled automatically.

【0010】 本発明は一態様において、エーロゾルの発生が、前駆物質液の再循環により行
われる場合に時間の経過とともに濃縮する傾向がある前駆物質液の重要な問題を
解決する。前駆物質液は、通常は水である液体媒体内に溶解または懸濁している
少なくとも一つの前駆物質を含む。前駆物質液のこの濃度は、時間の経過ととも
に、製造される粒子の特性に、望ましくない程度のバラツキを与える。本発明は
、そうでない場合には、もっと濃縮する前駆物質液の傾向の少なくとも一部を抑
制するような方法で、エーロゾルの流れが発生している間、エーロゾル製造設備
に別の液体媒体を追加することによりこの問題を解決する。追加の液体媒体は、
例えば、エーロゾル発生装置、液体供給システムおよび/またはキャリヤガス供
給システムに追加することができる。
The present invention, in one aspect, solves the important problem of precursor liquids that tend to concentrate over time when aerosol generation is performed by recirculation of the precursor liquid. The precursor liquid comprises at least one precursor dissolved or suspended in a liquid medium, usually water. This concentration of the precursor liquid gives an undesirable degree of variation in the properties of the particles produced over time. The present invention provides for the addition of another liquid medium to an aerosol production facility during an aerosol stream in a manner that would otherwise at least partially suppress the tendency of the precursor liquid to become more concentrated. To solve this problem. The additional liquid medium is
For example, it can be added to an aerosol generator, a liquid supply system and / or a carrier gas supply system.

【0011】 一実施形態では、液体供給システムは、液体供給システムでの前駆物質液の濃
度の制御を容易にし、エーロゾル発生装置への前駆物質液の供給される規制を容
易にするために、二つの液体収容タンク、または容器を含む。第一の大型の容器
は、前駆物質液の一次供給容器として機能し、第二の小型の容器は、制御容器と
して機能する。エーロゾルの流れの発生中、前駆物質液は、第一の容器から第二
の容器に移動する。その後、前駆物質液は、第二の容器からエーロゾル発生装置
へ供給される。エーロゾル発生装置から流出する前駆物質液は、第二の容器に戻
って再循環する。時間の経過とともに、前駆物質内で、前駆物質液が濃縮する傾
向を少なくとも部分的に抑制するために、第二の容器に追加の液体媒体を追加す
ることができる。
[0011] In one embodiment, the liquid supply system includes a secondary fluid for facilitating control of the concentration of the precursor liquid in the liquid supply system and for regulating the supply of the precursor liquid to the aerosol generator. Liquid storage tanks or containers. The first large container functions as a primary supply container for the precursor liquid, and the second small container functions as a control container. During the generation of the aerosol stream, the precursor liquid moves from the first container to the second container. Thereafter, the precursor liquid is supplied from the second container to the aerosol generator. The precursor liquid flowing out of the aerosol generator returns to the second container and is recycled. An additional liquid medium can be added to the second container to at least partially reduce the tendency of the precursor liquid to concentrate within the precursor over time.

【0012】 さらに、一実施形態では、前駆物質液内での前駆物質の濃度の制御は自動的に
行われる。例えば、電子プロセッサは、前駆物質液供給システムのある場所で、
その位置での前駆物質液内前駆物質の一つの特性または複数の特性をモニタする
ことができる。その後で、少なくとも部分的には、モニタした一つの特性または
複数の特性に基づいて、電子プロセッサは、時間の経過とともに、前駆物質液が
濃縮する傾向を少なくとも部分的に抑制するために、必要に応じて、前駆物質液
供給システムへ追加の前駆物質液を自動的に追加する。上記一つの特性または複
数の特性をモニタするのに都合のよい場所は、第二の容器内、または第二の容器
からエーロゾル発生装置へ供給されている前駆物質液の流れの中である。
Further, in one embodiment, controlling the concentration of the precursor in the precursor liquid is performed automatically. For example, an electronic processor may be located somewhere in the precursor liquid supply system,
One or more properties of the precursor in the precursor liquid at that location can be monitored. Thereafter, at least in part, based on the property or properties monitored, the electronic processor may need to at least partially reduce the tendency of the precursor liquid to concentrate over time. Accordingly, additional precursor liquid is automatically added to the precursor liquid supply system. A convenient location for monitoring the property or properties is in the flow of the precursor liquid in the second vessel or from the second vessel to the aerosol generator.

【0013】 本発明のエーロゾル製造方法は、別の態様において、製造中、特に、バッチ処
理中の粒子製造の初期段階中に発生する恐れがある遷移状態の粒子の品質に対す
る悪影響を解決する。粒子製造の初期段階中に発生するプロセス遷移の影響は、
少なくとも部分的には、粒子製造前のバッチ初期動作中に、製造設備の装置を条
件を調整することにより、本発明により解決することができる。上記条件の調整
中、中間動作中の定常状態での粒子製造中の後期に存在する状態をシミュレート
するために、ある装置の温度を高くする。この条件の調整は、エーロゾルの流れ
が定常状態の粒子製造中に、エーロゾルの流れが、エーロゾル・ヒータを通過す
る場合に存在する温度および流れの状態をシミュレートするために、高温のエー
ロゾル・ヒータを通しての粒子製造前のキャリヤガスの供給を含む。好適な実施
形態の場合には、エーロゾル・ヒータから流出する加熱されたキャリヤガスは、
エーロゾル・クーラを通って流れ、そこで、冷却ガスと混合し、エーロゾル・ク
ーラの条件を調整する。エーロゾル・クーラを通過した後で、冷却ガスとキャリ
ヤガスの混合物は、粒子回収装置を通って流れ、粒子回収装置の条件を調整する
。エーロゾル発生装置の場合には、条件調整は、キャリヤガスを供給する他に、
エーロゾル発生開始前の、エーロゾル発生装置に供給された前駆物質液の加熱を
含むことができる。前駆物質液の加熱は、超音波トランスデューサの動作による
エーロゾル発生中に起こる加熱をシミュレートする。
The aerosol production method of the present invention, in another aspect, addresses the adverse effects on quality of transitional particles that may occur during production, particularly during the initial stages of particle production during batch processing. The effects of process transitions that occur during the early stages of particle production are:
This can be solved, at least in part, by adjusting the conditions of the equipment of the production facility during the initial operation of the batch before the production of the particles. During the adjustment of the above conditions, the temperature of certain devices is increased to simulate the later-stage conditions during steady state particle production during intermediate operation. Adjustment of this condition is achieved during hot particle aerosol production during steady state particle production, in order to simulate the temperature and flow conditions present when the aerosol flow passes through the aerosol heater. Supply of the carrier gas prior to particle production through the system. In a preferred embodiment, the heated carrier gas flowing out of the aerosol heater is
It flows through the aerosol cooler, where it mixes with the cooling gas and conditions the aerosol cooler. After passing through the aerosol cooler, the mixture of the cooling gas and the carrier gas flows through the particle collector and conditions the particle collector. In the case of an aerosol generator, the conditioning is, in addition to supplying the carrier gas,
This may include heating the precursor liquid supplied to the aerosol generator before starting aerosol generation. Heating the precursor liquid simulates the heating that occurs during aerosol generation by operation of the ultrasonic transducer.

【0014】 本発明は一態様において、本発明の方法による粒子のエーロゾル法のための自
動化設備を提供する。上記設備は、キャリヤガスおよび前駆物質液からエーロゾ
ルの流れを発生することができるエーロゾル発生装置と、上記エーロゾル発生装
置にキャリヤガスを供給することができるキャリヤガス供給システムと、上記エ
ーロゾル発生装置に前駆物質液を供給することができる前駆物質液供給システム
と、必要な組成の粒子を形成するために、エーロゾルの流れを加熱することがで
きるエーロゾル・ヒータと、選択した組成の粒子の製造に関する命令を処理する
ことができ、自動化制御のために、設備内で粒子を製造している際に、エーロゾ
ル発生装置、キャリヤガス供給システム、前駆物質液供給システム、およびエー
ロゾル・ヒータの中の一つまたはそれ以上と通信することができる電子プロセッ
サとを含む。
The present invention, in one aspect, provides an automated facility for aerosolization of particles according to the method of the present invention. The equipment comprises: an aerosol generator capable of generating an aerosol flow from a carrier gas and a precursor liquid; a carrier gas supply system capable of supplying a carrier gas to the aerosol generator; A precursor liquid supply system capable of supplying a substance liquid, an aerosol heater capable of heating an aerosol stream to form particles of a required composition, and instructions regarding production of particles of a selected composition. One or more of an aerosol generator, a carrier gas supply system, a precursor liquid supply system, and an aerosol heater while producing particles in a facility that can be processed and controlled for automation. An electronic processor capable of communicating with the foregoing.

【0015】 (発明の詳細な説明) ある観点から見た場合、本発明は、微粒子製品の製造方法を提供する。必要な
微粒子製品用の少なくとも一つの前駆物質を含む液体を含む流動性媒体の供給は
、エーロゾルの形に変換される。この場合、媒体の小さな液滴は、キャリヤガス
内に分散するか、懸濁する。その後で、必要な粒子の分散状態を形成することが
できるように、エーロゾル内の小さな液滴からの液体は除去される。通常、粒子
を形成するために、供給前駆物質は、炉内で熱分解される。ある実施形態の場合
には、必要な場合には、粒子は、分散状態のままで、組成上の修正または構造上
の修正を受ける。組成上の修正は、例えば、粒子のコーティングを含むことがで
きる。構造上の修正は、例えば、粒子の結晶化、再結晶化または形状の変更を含
むことができる。本明細書内で頻繁に使用する粉末という用語は、本発明の微粒
状製品を意味する。しかし、本明細書で頻繁に使用する粉末という用語は、任意
の特定の環境で微粒子製品が乾燥していなければならないことを意味しない。微
粒子製品は、通常、乾燥状態で製造されるが、製造後で、微粒子製品は、スラリ
ーのような湿った環境に置くことができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION From one aspect, the present invention provides a method for producing a particulate product. The supply of a flowable medium comprising a liquid containing at least one precursor for the required particulate product is converted to an aerosol form. In this case, small droplets of the medium are dispersed or suspended in the carrier gas. Thereafter, the liquid from the small droplets in the aerosol is removed so that the required particle dispersion can be formed. Typically, the feed precursor is pyrolyzed in a furnace to form particles. In certain embodiments, where necessary, the particles undergo compositional or structural modifications while remaining dispersed. Compositional modifications can include, for example, coatings of the particles. Structural modifications can include, for example, crystallization, recrystallization, or changing the shape of the particles. The term powder, used frequently herein, refers to the finely divided product of the present invention. However, the term powder, as used frequently herein, does not mean that the particulate product must be dry in any particular environment. Particulate products are usually manufactured in a dry state, but after manufacture, the particulate product can be placed in a moist environment, such as a slurry.

【0016】 本発明のプロセスは、大部分の用途の場合には、約0.1ミクロン、好適には
、約0.3ミクロン、より好適には、約0.5ミクロン、最も好適には、約0.
8ミクロンの下限を持つ範囲内の重量平均粒径を持ち、約4ミクロン、好適には
、約3ミクロン、より好適には、約2.5ミクロン、最も好適には、約2ミクロ
ンの上限を持つ、細かく分けられた粒子の微粒子製品の製造に特によく適してい
る。多くの用途に対する特に好適な範囲は、約0.5〜約3ミクロン、より好適
には、約0.5〜約2ミクロンの重量平均粒径である。しかし、ある種の用途の
場合には、他の重量平均粒径が特に好適である場合もある。
[0016] The process of the present invention provides for most applications about 0.1 micron, preferably about 0.3 micron, more preferably about 0.5 micron, and most preferably About 0.
It has a weight average particle size in the range having a lower limit of 8 microns, with an upper limit of about 4 microns, preferably about 3 microns, more preferably about 2.5 microns, and most preferably about 2 microns. It is particularly well suited for the production of finely divided products having finely divided particles. A particularly preferred range for many applications is a weight average particle size of about 0.5 to about 3 microns, more preferably, about 0.5 to about 2 microns. However, for certain applications, other weight average particle sizes may be particularly suitable.

【0017】 必要な範囲の重量平均粒径の粒子を製造する他に、本発明を使用すれば、必要
な狭い粒径分布を持つ粒子を製造することができる。それにより、多くの用途に
対して必要な均一な粒径が得られる。
In addition to producing particles in the required range of weight average particle size, the present invention can be used to produce particles having the required narrow particle size distribution. This provides the required uniform particle size for many applications.

【0018】 粒径および粒径分布を制御するほかに、本発明の方法は、種々の組成、結晶性
および形態の粒子を製造するための有意な柔軟性を提供する。例えば、本発明は
、単一相だけを含む、または複数の相を含む複数の相を含む均質な粒子を製造す
るのに使用することができる。複数の相の粒子の場合には、相は、種々の形状に
存在する。例えば、一つの相は、他の相のマトリックス内に均等に分散すること
ができる。別の方法としては、一つの相が、内部コアを形成し、他方の相が上記
コアを囲むコーティングを形成することもできる。以下により詳細に説明するよ
うに、他の形状にすることもできる。
In addition to controlling particle size and particle size distribution, the method of the present invention provides significant flexibility for producing particles of various compositions, crystallinities and morphologies. For example, the present invention can be used to produce homogeneous particles that include only a single phase or that include multiple phases that include multiple phases. In the case of particles of more than one phase, the phases are present in different shapes. For example, one phase can be evenly distributed within the matrix of the other phase. Alternatively, one phase may form the inner core and the other phase may form a coating surrounding the core. Other shapes may be provided, as described in more detail below.

【0019】 図1を参照しながら、本発明のプロセスのある実施形態について説明する。必
要な粒子に対する少なくとも一つの前駆物質を含む液体供給102、およびキャ
リヤガス104は、エーロゾル発生装置106に送られ、そこでエーロゾル10
8が製造される。その後で、エーロゾル108は、炉110に送られ、そこで炉
110から流出するガスにより、分散および懸濁される粒子112を製造するた
めに、エーロゾル108内の液体が除去される。その後で、微粒子製品116を
製造するために、粒子112が、粒子収集装置114内に収集される。
One embodiment of the process of the present invention will be described with reference to FIG. A liquid supply 102 containing at least one precursor to the required particles, and a carrier gas 104 are sent to an aerosol generator 106 where the aerosol 10
8 are manufactured. Thereafter, the aerosol 108 is sent to a furnace 110, where gas exiting the furnace 110 removes liquid in the aerosol 108 to produce dispersed and suspended particles 112. Thereafter, the particles 112 are collected in a particle collection device 114 to produce a particulate product 116.

【0020】 本明細書で使用する場合、液体供給材料102は、供給材料が流動性の媒体で
あるように、一種類またはそれ以上の流動性の液体を主要成分として含む供給材
料である。液体供給材料102は、液体成分以外のものも含むことができる。液
体供給材料102は、一つまたはそれ以上の液相内に複数の成分を含むことがで
き、または液相内に懸濁している微粒子材料を含むことができる。しかし、液体
供給材料102は、エーロゾル108を製造するため、十分小さな粒径の液滴粒
子を形成するために微粒化できるものでなければならない。それ故、液体供給材
料102が懸濁状態の粒子を含んでいる場合には、これらの粒子は、エーロゾル
108内の液滴の粒径と比較した場合、比較的小さいものでなければならない。
このように懸濁している粒子は、その粒径が、通常、約1ミクロン以下、好適に
は、約0.5ミクロン以下、より好適には、約0.3ミクロン以下、最も好適に
は、約0.1ミクロン以下でなければならない。最も好適には、懸濁粒子は、コ
ロイドを形成することができるものでなければならない。懸濁粒子は、微細に分
割した粒子であってもよいし、または凝集したもっと小さなナノメートル・粒径
の一次粒子からなる集合体であってもよい。例えば、0.5ミクロンの粒子は、
ナノメートル・サイズの一次粒子の集合体であってもよい。液体供給材料102
が懸濁粒子を含んでいる場合には、粒子は、通常、約25〜50重量%以下の液
体供給材料を含む。
As used herein, a liquid feed 102 is a feed that includes one or more flowable liquids as a major component such that the feed is a flowable medium. The liquid supply 102 may include more than a liquid component. Liquid feed 102 can include multiple components in one or more liquid phases, or can include particulate material suspended in a liquid phase. However, in order to produce the aerosol 108, the liquid feed 102 must be capable of being atomized to form droplet particles of sufficiently small size. Therefore, if the liquid feed 102 includes suspended particles, these particles must be relatively small when compared to the size of the droplets in the aerosol 108.
The particles thus suspended typically have a particle size of about 1 micron or less, preferably about 0.5 micron or less, more preferably about 0.3 micron or less, and most preferably Should be less than about 0.1 micron. Most preferably, the suspended particles must be capable of forming a colloid. Suspended particles may be finely divided particles or aggregates composed of aggregated primary particles of smaller nanometer size. For example, 0.5 micron particles
It may be an aggregate of nanometer-sized primary particles. Liquid supply material 102
If the suspension contains suspended particles, the particles will typically comprise up to about 25-50% by weight of the liquid feed.

【0021】 すでに説明したように、液体供給材料102は、粒子112を製造するための
少なくとも一つの前駆物質を含む。上記前駆物質は、液体供給材料102の液相
または固体相の物質であってもよい。多くの場合、前駆物質は、液体供給材料1
02の液体溶媒に溶解している塩ような物質である。通常、前駆物質である塩は
、硝酸塩、塩化物、硫酸塩、酢酸塩および蓚酸塩等を含む。前駆物質は、粒子1
12の製造を助けるために、炉110内で一つまたはそれ以上の化学的反応を起
こす。別の方法としては、前駆物質材料は、化学的反応を起こさないで、粒子1
12の形成に貢献することができる。例えば、液体供給材料102が、前駆物質
材料として、炉110内で化学的に修正されない懸濁粒子を含んでいる場合には
、そのような貢献が行われる。いずれにせよ、粒子112は、元来前駆物質の貢
献による少なくとも一つの成分を含む。
As described above, the liquid feed material 102 includes at least one precursor for producing the particles 112. The precursor may be a liquid or solid phase material of the liquid feed 102. In many cases, the precursor is a liquid feed 1
02 is a salt-like substance dissolved in the liquid solvent of No. 02. Usually, the precursor salts include nitrates, chlorides, sulfates, acetates, oxalates and the like. The precursor is particle 1
One or more chemical reactions occur in furnace 110 to assist in the manufacture of 12. Alternatively, the precursor material does not undergo a chemical reaction and the particles 1
12 can be contributed. Such a contribution is made, for example, when the liquid feed material 102 includes suspended particles that are not chemically modified in the furnace 110 as precursor materials. In any case, the particles 112 include at least one component originally due to the contribution of the precursor.

【0022】 液体供給材料102は、単一相内に一緒に、または複数の相内に別々に存在す
ることができる複数の前駆物質材料を含むことができる。例えば、液体供給材料
102は、一つの液体媒体内の溶液内に複数の前駆物質を含むことができる。別
の方法としては、一つの前駆物質材料を固体の微粒子相内に含有させ、第二の前
駆物質材料を液相内に含有させることができる。また、液体供給材料102が乳
液からなる場合のように、一つの前駆物質材料を一つの液相内に含有させ、第二
の前駆物質材料を第二の液相内に含有させることもできる。異なる前駆物質によ
り貢献された異なる成分を、粒子状態で、一緒に一つの材料相内に含有させるこ
ともできるし、または粒子112が複数の相の合成である場合には、異なる成分
を異なる材料相内に含有させることができる。
The liquid feed 102 can include a plurality of precursor materials that can be present together in a single phase or separately in multiple phases. For example, the liquid feed 102 can include multiple precursors in a solution in one liquid medium. Alternatively, one precursor material can be contained in a solid particulate phase and a second precursor material can be contained in a liquid phase. Also, one precursor material can be contained in one liquid phase and the second precursor material can be contained in a second liquid phase, such as when the liquid supply material 102 comprises an emulsion. The different components contributed by the different precursors can be included together in one material phase, in particulate form, or, if the particles 112 are a composite of multiple phases, the different components can be combined with different materials. It can be contained in the phase.

【0023】 液体供給材料102が可溶性の前駆物質を含んでいる場合には、沈澱物ができ
ないように、前駆物質の溶液は未飽和のものでなければならない。塩の溶液は、
通常、約1〜約50重量%の溶質を含む溶液を供給するような範囲内の濃度で使
用される。液体供給材料は、約5〜約40重量%、より好適には、約30重量%
の溶質を含む場合が最も多い。好適には、溶媒は、作業を容易にするために、水
をベースとするものであることが好ましい。しかし、特定の材料の場合には、ト
ルエンまたは他の有機溶媒のような他の溶媒が望ましい場合もある。しかし、有
機溶媒を使用すると、場合によっては、粒子内に望ましくない炭素汚染が発生す
る場合がある。前駆物質または溶液内の前駆物質の溶解特性を変えるために、水
をベースとする溶媒のpHを調整することができる。
If the liquid feedstock 102 contains a soluble precursor, the precursor solution must be unsaturated to prevent precipitation. The salt solution is
Typically, they are used at a concentration in the range to provide a solution containing about 1 to about 50% by weight solute. The liquid feed is about 5% to about 40% by weight, more preferably about 30% by weight.
Most often contains solutes of Preferably, the solvent is water-based for ease of operation. However, for certain materials, other solvents such as toluene or other organic solvents may be desirable. However, the use of organic solvents can, in some cases, create undesirable carbon contamination within the particles. The pH of the water-based solvent can be adjusted to alter the solubility characteristics of the precursor or the precursor in solution.

【0024】 キャリヤガス104は、液体供給材料102からできた粒子をエーロゾルの形
で分散させることができる任意のガス状媒体を含むことができる。また、キャリ
ヤガス104は、不活性のものであってもよく、その場合には、キャリヤガス1
04は、粒子112が形成される際に沈澱しない。別の方法としては、キャリヤ
ガスは、粒子112の形成に貢献する一つまたはそれ以上の能動構成部材を持つ
ことができる。この点に関して、キャリヤガスは、粒子112の形成に貢献する
炉110内で反応する一つまたはそれ以上の構成部材を含むことができる。
The carrier gas 104 can include any gaseous medium in which particles made from the liquid feed 102 can be dispersed in the form of an aerosol. Further, the carrier gas 104 may be inert, and in that case, the carrier gas 1
04 does not precipitate when particles 112 are formed. Alternatively, the carrier gas can have one or more active components that contribute to the formation of particles 112. In this regard, the carrier gas may include one or more components that react within the furnace 110 that contribute to the formation of the particles 112.

【0025】 エーロゾル発生装置106は、キャリヤガス104が、エーロゾル108を形
成するために粒子を一掃することができるような方法で粒子を形成するために液
体供給材料102を微粒子化する。小さな液滴は、液体供給材料102からの液
体を含む。しかし、小さな液滴は、また、液体により小さな液滴内に保持されて
いる一つまたはそれ以上の粒子能力ような液体ではない材料を含んでいる場合が
ある。例えば、粒子112が合成粒子または多相粒子である場合には、粒子、合
成粒子の一相を懸濁前駆物質の粒子の形で液体供給材料102内に含有させるこ
とができ、合成粒子の第二の相を、炉110内で、液体供給材料102の液相内
の一つまたはそれ以上の前駆物質から製造することができる。さらに、炉110
内の処理中またはその後で、以降の組成上の修正または構造上の修正のために、
粒子を分散させるだけの目的で、前駆物質の粒子を液体供給材料102内に、す
なわち、エーロゾル108の小さな液滴内に含有させることができる。
The aerosol generator 106 atomizes the liquid feed material 102 to form particles in such a way that the carrier gas 104 can sweep the particles to form an aerosol 108. Small droplets contain liquid from the liquid supply 102. However, small droplets may also include non-liquid materials, such as one or more particle capacities held within the small droplets by the liquid. For example, if the particles 112 are synthetic particles or multi-phase particles, one phase of the particles, synthetic particles, can be included in the liquid feedstock 102 in the form of particles of the suspended precursor, The two phases can be produced in the furnace 110 from one or more precursors in the liquid phase of the liquid feed 102. Further, the furnace 110
During or after processing within, for subsequent compositional or structural modifications,
Precursor particles may be contained within the liquid feed 102, i.e., within small droplets of the aerosol 108, for the sole purpose of dispersing the particles.

【0026】 本発明の重要な点は、小さな平均粒径、狭い粒径分布の小さな液滴を含むエー
ロゾル108を発生することである。このようにして、粒子112を狭い粒径分
布を持つ必要な小さな粒径で製造することができる。このことは、多くの用途に
対して有利である。
An important aspect of the present invention is to generate an aerosol 108 containing small droplets of small average particle size, narrow particle size distribution. In this way, the particles 112 can be produced with the required small particle size having a narrow particle size distribution. This is advantageous for many applications.

【0027】 エーロゾル発生装置106は、約1ミクロン、好適には、約2ミクロンの下限
と、約10ミクロン、好適には、約7ミクロン、より好適には、約5ミクロン、
最も好適には、約4ミクロンの上限を持つ範囲内の、重量平均粒径を持つ小さな
液滴を含むようにエーロゾル108を製造することができる。大部分の用途には
、約2ミクロンから約4ミクロンの重量平均粒径の小さな液滴がより好適である
。ある用途には、約3ミクロンの重量平均粒径の小さな液滴が特に好適である。
エーロゾル発生装置は、また、狭い粒径分布内に小さな液滴を含むようにエーロ
ゾル108を製造することもできる。好適には、エーロゾル内の小さな液滴は、
その少なくとも約70%(より好適には、少なくとも約80重量%、最も好適に
は、少なくとも約85重量%)が、約10ミクロンより小さく、より好適には、
少なくとも約70重量%(より好適には、少なくとも約80重量%、最も好適に
は、少なくとも約85重量%が、約5ミクロンより小さいことが好ましい。さら
に、好適には、エーロゾル108内の小さな液滴の約30重量%以下、より好適
には、約25重量%以下、最も好適には、約20重量%以下が、重量平均粒径の
小さな液滴の約2倍より大きいことが好ましい。
The aerosol generator 106 has a lower limit of about 1 micron, preferably about 2 microns, and about 10 microns, preferably about 7 microns, more preferably about 5 microns.
Most preferably, the aerosol 108 can be made to include small droplets having a weight average particle size within a range having an upper limit of about 4 microns. For most applications, small droplets with a weight average particle size of about 2 to about 4 microns are more suitable. For some applications, small droplets having a weight average particle size of about 3 microns are particularly suitable.
The aerosol generator can also produce the aerosol 108 to include small droplets within a narrow particle size distribution. Preferably, the small droplets in the aerosol are
At least about 70% (more preferably, at least about 80% by weight, most preferably at least about 85% by weight) is less than about 10 microns, more preferably
Preferably, at least about 70% by weight (more preferably, at least about 80% by weight, most preferably at least about 85% by weight is less than about 5 microns. More preferably, the small liquid in the aerosol 108 It is preferred that no more than about 30%, more preferably no more than about 25%, and most preferably no more than about 20% by weight of the droplet is about twice as large as a small weight average particle size droplet.

【0028】 本発明のもう一つの重要な点は、大量のキャリヤガス104を使用しないで、
エーロゾル108を発生することができることである。エーロゾル発生装置10
6は、小さな液滴の形で、小さな液滴の含有量が多く、高濃度の液体供給材料1
02を持つようにエーロゾル108を製造することができる。この点について、
エーロゾル108は、好適には、1立方センチ当り約1×106より多い小さな
液滴、より好適には、1立方センチ当り約5×106より多い小さな液滴、さら
により好適には、1立方センチ当り約1×107より多い小さな液滴、最も好適
には、1立方センチ当り約5×107より多い小さな液滴を含むことが好ましい
。このように高い密度の小さな液滴を含む、エーロゾル108を製造することが
できる、このようなエーロゾル発生装置106は、小さな平均粒径の小さな液滴
および狭い小さな液滴粒径分布という点で、特に、極めて高品質のエーロゾル1
08を供給する。通常、エーロゾル内に含まれている、小さな液滴の場合は、エ
ーロゾル108内におけるキャリヤガス104に対する液体供給材料102の容
積比は、エーロゾル108内のキャリヤガス104の1リットル当りの液体供給
材料102の約0.04ミリリットルより大きく、好適には、エーロゾル108
内のキャリヤガス104の1リットル当りの、液体供給材料102の約0.08
3ミリリットルより大きく、より好適には、キャリヤガス104の1リットル当
りの、液体供給材料102の約0.167ミリリットルより大きく、さらにより
好適には、キャリヤガス104の1リットル当りの、液体供給材料102の約0
.25ミリリットルより大きく、最も好適には、キャリヤガス104の1リット
ル当りの、液体供給材料102の約0.333ミリリットルより大きいことが好
ましい。
Another important point of the present invention is that without using a large amount of carrier gas 104,
Aerosol 108 can be generated. Aerosol generator 10
6 is in the form of small droplets, having a high content of small droplets and a high concentration of liquid feed 1
The aerosol 108 can be manufactured to have a 02. in this regard,
The aerosol 108 preferably comprises more than about 1 × 10 6 small droplets per cubic centimeter, more preferably more than about 5 × 10 6 small droplets per cubic centimeter, and even more preferably 1 droplet. Preferably, it contains more than about 1 × 10 7 small droplets per cubic centimeter, most preferably more than about 5 × 10 7 small droplets per cubic centimeter. Such an aerosol generator 106, which can produce aerosols 108 containing small droplets of such high density, is characterized by small droplets of small average particle size and narrow small droplet size distribution, In particular, very high quality aerosol 1
08 is supplied. Typically, for small droplets contained in the aerosol, the volume ratio of the liquid feed 102 to the carrier gas 104 in the aerosol 108 is less than the liquid feed 102 per liter of the carrier gas 104 in the aerosol 108. Greater than about 0.04 milliliters, and preferably aerosol 108
About 0.08 of liquid feed 102 per liter of carrier gas 104 in
More than 3 milliliters, more preferably, more than about 0.167 milliliters of liquid feed 102 per liter of carrier gas 104, and even more preferably, more than about 0.167 milliliters of liquid feed 102 About 0 of 102
. Preferably, it is greater than 25 milliliters, most preferably greater than about 0.333 milliliters of liquid feed 102 per liter of carrier gas 104.

【0029】 濃密に小さな液滴を含むエーロゾル108を製造するエーロゾル発生装置10
6のこの能力は、以下にさらに詳細に説明するように、エーロゾル発生装置が行
うことができる高い小さな液滴出力速度を考えた場合、さらに驚異的なものにな
る。エーロゾル108内の液体供給材料102の濃度は、液体供給材料102の
特定の成分および属性、特に、エーロゾル108内の小さな液滴の粒径により異
なることを理解することができるだろう。例えば、小さな液滴の平均粒径が、約
2〜約4ミクロンである場合には、エーロゾル内の小さな液滴の含有量は、好適
には、キャリヤガス104の1リットル当りの、エーロゾル供給102の約0.
15ミリリットルより大きく、より好適には、キャリヤガス104の1リットル
当りの液体供給材料102の約0.2ミリリットルより大きく、さらにより好適
には、キャリヤガス104の1リットル当りの液体供給材料102の約0.25
ミリリットルより大きく、最も好適には、キャリヤガス104の1リットル当り
の液体供給材料102の約0.3ミリリットルより大きいことが好ましい。本明
細書内で、キャリヤガス104のリットル数がでてきた場合には、それは標準温
度および標準気圧の下で、キャリヤガス104が持つ体積を指す。
Aerosol generator 10 for producing aerosol 108 containing densely small droplets
This capability of 6 is even more surprising when considering the high small drop output velocities that an aerosol generator can perform, as described in further detail below. It will be appreciated that the concentration of the liquid feed 102 in the aerosol 108 will depend on the particular components and attributes of the liquid feed 102, particularly the size of the small droplets in the aerosol 108. For example, if the average size of the small droplets is from about 2 to about 4 microns, the content of the small droplets in the aerosol is preferably reduced by the aerosol feed 102 per liter of carrier gas 104. About 0.
More than about 15 milliliters, more preferably more than about 0.2 milliliters of liquid feed 102 per liter of carrier gas 104, and even more preferably, more than about 0.2 milliliters of liquid feed 102 per liter of carrier gas 104 About 0.25
Preferably, it is greater than milliliters, most preferably greater than about 0.3 milliliters of liquid feed 102 per liter of carrier gas 104. In the present specification, when a liter number of the carrier gas 104 comes out, it refers to a volume of the carrier gas 104 at a standard temperature and a standard pressure.

【0030】 炉110は、エーロゾル108内の小さな液滴から液体を蒸発し、それにより
、粒子112を形成することができるエーロゾル108を加熱するための任意の
適当なデバイスである。大部分の用途の場合には、炉110内の最大平均流れ温
度は、通常、約500〜1500℃の範囲内にあり、好適には、約900〜約1
300℃の範囲内にあることが好ましい。最大平均流れ温度は、炉を通して流れ
ている間に、エーロゾルの流れが到達する最大平均温度を基準とする。最大平均
流れ温度は、通常、炉内に挿入されている温度プローブにより測定される。
Furnace 110 is any suitable device for heating aerosol 108 that can evaporate liquid from small droplets in aerosol 108, thereby forming particles 112. For most applications, the maximum average flow temperature in the furnace 110 will typically be in the range of about 500-1500 ° C., and preferably between about 900 and about 1 ° C.
Preferably it is in the range of 300 ° C. The maximum average flow temperature is based on the maximum average temperature reached by the aerosol stream while flowing through the furnace. The maximum average flow temperature is usually measured by a temperature probe inserted into the furnace.

【0031】 滞留時間をもっと長くすることもできるが、大部分の用途の場合、炉110の
加熱ゾーン内の滞留時間は、通常、10秒より短い。しかし、滞留時間は、所与
の熱移動速度に対して、粒子112が、必要な最大平均流れ温度に、確実に達す
るように十分長いものでなければならない。この点について説明すれと、滞留時
間が極度に短い場合には、粒子112が、必要な流れ温度範囲内に達している限
りは、熱の移動速度を増大するために、もっと高い炉温度を使用することができ
る。しかし、動作のこのモードは、好ましいものではない。また、本明細書内で
使用するように、滞留時間は、材料が関連プロセス装置を、通過する際に要する
実際時間である。この炉の場合には、この滞留時間は、加熱によるガスの膨張に
より速度の増大の効果も含む。
Although the residence time can be longer, for most applications, the residence time in the heating zone of the furnace 110 is typically less than 10 seconds. However, the residence time must be long enough to ensure that for a given heat transfer rate, the particles 112 reach the required maximum average flow temperature. To illustrate this point, if the residence time is extremely short, use higher furnace temperatures to increase the rate of heat transfer as long as the particles 112 are within the required flow temperature range. can do. However, this mode of operation is not preferred. Also, as used herein, residence time is the actual time required for a material to pass through the associated process equipment. In the case of this furnace, this residence time also has the effect of increasing the speed due to the expansion of the gas by heating.

【0032】 通常、炉110は、チューブの形をしている。そのため、炉内に、および炉を
通して移動する、エーロゾル108は、その上に小さな液滴が凝集する恐れがあ
る鋭角の縁部にふれない。鋭角の表面上での凝集により、小さな液滴が喪失する
と、粒子112の生産量が低下する。しかし、もっと重要なことは、鋭角の縁部
に液体が凝集すると、望ましくない大きな小さな液滴が再度解放されてエーロゾ
ル108内に戻り、それにより、微粒子製品リットル116が、望ましくない大
きな粒子で汚染される恐れがあることである。また、時間が経過すると、鋭角の
表面へのこのような液体の凝集によりプロセス装置を汚染させ、プロセスの性能
を低下させる恐れがある。
Typically, furnace 110 is in the form of a tube. As such, the aerosol 108 traveling into and through the furnace does not touch the sharp edges where small droplets may agglomerate. Loss of small droplets due to agglomeration on sharp surfaces reduces the production of particles 112. More importantly, however, as the liquid condenses on the sharp edges, undesirable large small droplets are released again into the aerosol 108, thereby contaminating the particulate product liter 116 with undesirable large particles. It is likely to be done. Also, over time, such liquid agglomeration on sharp surfaces can contaminate process equipment and reduce process performance.

【0033】 炉110としては、通常、そこを通ってエーロゾルが流れる、管状の炉を含む
任意の適当な炉リアクタを使用することができる。また、好適な炉リアクタを主
に参照しながら、本発明を説明してきたが、代わりに、上記の装置を除く、炎式
炉、プラズマ・リアクタを含む、任意の他の熱式リアクタを、使用することがで
きることを理解されたい。しかし、均一な流れ温度を達成するためのほぼ均一な
加熱特性を持っているので、炉リアクタを使用することが望ましい。
As furnace 110, any suitable furnace reactor may be used, including a tubular furnace through which an aerosol typically flows. Also, while the present invention has been described primarily with reference to a suitable furnace reactor, any other thermal reactor, including flame furnaces, plasma reactors, other than those described above, may be used instead. Please understand that you can. However, it is desirable to use a furnace reactor because it has nearly uniform heating characteristics to achieve a uniform flow temperature.

【0034】 粒子収集装置114としては、微粒子製品116を製造するために、粒子11
2を収集するための任意の適当な装置を使用することができる。粒子収集装置1
14のある好適な実施形態は、ガスから粒子112を分離するために、一つまた
はそれ以上のフィルタを使用する。このようなフィルタとしては、バッグ・フィ
ルタを含む任意のタイプのものを使用することができる。粒子収集装置の他の実
施形態は、粒子112を分離するために、一つまたはそれ以上のサイクロンを使
用する。粒子収集装置114内で使用することができる他の装置としては、静電
沈澱装置がある。また、通常、収集は、粒子112が浮遊しているガスの流れの
凝縮温度以上の温度で行わなければならない。また、また、通常、収集は、粒子
112の有意な凝集を防止することができる十分低い温度で行わなければならな
い。
As the particle collecting device 114, in order to manufacture the fine particle product 116,
Any suitable device for collecting 2 can be used. Particle collection device 1
Certain preferred embodiments use one or more filters to separate the particles 112 from the gas. Any type of filter can be used, including a bag filter. Other embodiments of the particle collection device use one or more cyclones to separate the particles 112. Another device that can be used in the particle collection device 114 is an electrostatic precipitation device. Also, typically, collection must occur at a temperature equal to or higher than the condensation temperature of the gas stream in which the particles 112 are suspended. Also, typically, the collection must be performed at a low enough temperature that significant coalescence of the particles 112 can be prevented.

【0035】 本発明のプロセスおよび方法は、非常に高い品質の粒子の商業ベースの媒体生
産によく適している。この点について説明すると、上記プロセスおよび付随する
装置を使用すれば、種々様々な材料を含む粉末を製造することができ、また、粒
子の異なる特殊なバッチの間で生産を容易にシフトすることができる。
The processes and methods of the present invention are well suited for commercial media production of very high quality particles. In this regard, the process and associated equipment can be used to produce powders containing a wide variety of materials and to easily shift production between different specialized batches of particles. it can.

【0036】 本発明のプロセス動作につてい特に重要なのは、すでに説明したように、高密
密度の小さな液滴を含む高品質のエーロゾルを製造できなければならない、エー
ロゾル発生装置106である。図2を参照しながら、本発明のエーロゾル発生装
置106のある実施形態について説明する。エーロゾル発生装置106は、それ
ぞれが、トランスデューサ・ハウジング122内に装着されている複数の超音波
トランスデューサ・ディスク120を含む。トランスデューサ・ハウジング12
2は、トランスデューサ装着プレート124に装着されていて、超音波トランス
デューサ・ディスク120のアレーを形成する。超音波トランスデューサ・ディ
スク120に対して便宜の任意の隙間を使用することができる。多くの場合、適
当な超音波トランスデューサ・ディスク120の中心間の距離は、4センチであ
る。エーロゾル発生装置106は、図2に示すように、7×7のアレーの形で、
49個のトランスデューサを含む。アレー構成は、図3に示す通りであり、この
図は、トランスデューサ装着プレート124に装着されている、トランスデュー
サ・ハウジング122の位置を示す。
Of particular importance for the process operation of the present invention is, as already described, an aerosol generator 106 that must be capable of producing high quality aerosols containing small droplets of high density. An embodiment of the aerosol generator 106 of the present invention will be described with reference to FIG. Aerosol generator 106 includes a plurality of ultrasonic transducer disks 120 each mounted within a transducer housing 122. Transducer housing 12
2 are mounted on a transducer mounting plate 124 to form an array of ultrasonic transducer disks 120. Any convenient clearance for the ultrasonic transducer disk 120 can be used. In many cases, the distance between centers of suitable ultrasonic transducer disks 120 is 4 cm. The aerosol generator 106, as shown in FIG. 2, is in the form of a 7 × 7 array,
Includes 49 transducers. The array configuration is as shown in FIG. 3, which shows the location of the transducer housing 122 mounted on the transducer mounting plate 124.

【0037】 ひき続き図2について説明すると、トランスデューサ・ディスク120から、
間隔をおいて設置されているセパレータ126は、底部固定プレート128およ
び頂部固定プレート130の間に固定される。ガス供給チューブ132は、ガス
分配ポート136を持つガス分配マニフォールド134に接続している。ガス分
配マニフォールド134は、発生装置用の蓋140で覆われている発生装置本体
138内に収容されていて、トランスデューサ・ディスク120を駆動するため
の回路を持つトランスデューサ・ドライバ144は、電気ケーブル146を通し
て、電子的にトランスデューサ・ディスク120に接続している。
Continuing with FIG. 2, from the transducer disk 120,
The spaced apart separators 126 are fixed between the bottom fixing plate 128 and the top fixing plate 130. The gas supply tube 132 connects to a gas distribution manifold 134 having a gas distribution port 136. The gas distribution manifold 134 is contained within a generator body 138 that is covered by a generator lid 140, and a transducer driver 144 having circuitry for driving the transducer disk 120 passes through an electrical cable 146. , Electronically connected to the transducer disk 120.

【0038】 エーロゾル発生装置106の動作中、トランスデューサ・ディスク120は、
電気ケーブル146を通して、トランスデューサ・ドライバ144により作動さ
れる。トランスデューサは、好適には、約1〜約5MHz、より好適には、約1
.5〜約3MHzの周波数で振動することが好ましい。頻繁に使用される周波数
は、約1.6〜約2.4MHzである。さらに、すべてのトランスデューサ・デ
ィスク110は、狭い小さな液滴粒径分布をエーロゾルが望ましい場合には、ほ
ぼ同じ周波数で動作しなければならない。このことは重要である。何故なら、市
販のトランスデューサの厚さはバラツキがあり、場合によっては、10%も有意
に変化するからである。しかし、好適には、トランスデューサ・ディスク120
は、中間トランスデューサ周波数の5%上下の範囲の周波数、より好適には、2
.5%上下の範囲の周波数、最も好適には、1%上下の範囲の周波数で動作する
ことが好ましい。このことは、すべてのトランスデューサ・ディスク120が、
好適には、中間のトランスデューサの厚さの5%以内、より好適には、2.5%
以内、最も好適には、1%以内の厚さを持つように、トランスデューサ・ディス
ク120を、注意深く選択することにより達成することができる。
During operation of the aerosol generator 106, the transducer disk 120
Activated by transducer driver 144 through electrical cable 146. The transducer preferably has about 1 to about 5 MHz, more preferably about 1 MHz.
. Preferably, it vibrates at a frequency of 5 to about 3 MHz. Frequently used frequencies are from about 1.6 to about 2.4 MHz. Further, all transducer disks 110 must operate at about the same frequency if an aerosol with a narrow, small droplet size distribution is desired. This is important. This is because the thickness of commercially available transducers varies, and in some cases can vary significantly by as much as 10%. However, preferably, the transducer disk 120
Is a frequency in the range of 5% above and below the intermediate transducer frequency, more preferably 2
. It is preferable to operate at a frequency in the range of 5% or less, most preferably in a frequency of 1% or less. This means that all transducer disks 120
Preferably within 5% of the thickness of the intermediate transducer, more preferably 2.5%
Within, and most preferably, by carefully selecting the transducer disk 120 to have a thickness within 1%.

【0039】 液体供給材料102は、供給入口148を通って流入し、流れチャネル150
を通り、供給出口152から流出する。通常は水である、超音波を伝える流体は
、水の入口154から流入し、水浴空間156を満たし、流れチャネル158を
通り、水の出口160から流出する。トランスデューサ・ディスク120を冷却
し、超音波を伝達する流体の加熱を防止するには、超音波を伝達する流体を適当
な流量で流してやる必要がある。トランスデューサ・ディスク120からの超音
波信号は、超音波を伝達する流体を通して、水浴空間156を横切り、最終的に
はセパレータ126を横切り、流れチャネル150内の液体供給材料102に伝
達される。
The liquid feed 102 enters through a feed inlet 148 and flows into a flow channel 150.
Through the supply outlet 152. Ultrasound-carrying fluid, usually water, enters at water inlet 154, fills water bath space 156, passes through flow channel 158, and exits at water outlet 160. In order to cool the transducer disk 120 and prevent heating of the ultrasonic wave transmitting fluid, it is necessary to flow the ultrasonic wave transmitting fluid at an appropriate flow rate. Ultrasonic signals from the transducer disk 120 are transmitted through the ultrasonic transmitting fluid across the water bath space 156 and ultimately across the separator 126 to the liquid supply 102 in the flow channel 150.

【0040】 超音波トランスデューサ・ディスク120からの超音波信号は、トランスデュ
ーサ・ディスク120に対応する位置の液体供給材料102内に微粒子化のコー
ン162を形成する。キャリヤガス104は、ガス供給チューブ132内に導入
され、ガス分配ポート136を通して微粒子化コーン162の近くに運ばれる。
キャリヤガスのジェットは、微粒子化コーン162上に衝突し、それにより、微
粒子化コーン162から発生中であり、エーロゾル出口開口部164を通って、
エーロゾル発生装置106から流出するエーロゾル108を形成する液体供給材
料102の微粒子化された小さな液滴を一掃するための方向に向かって、ガス分
配ポート136から流出する。
The ultrasonic signal from the ultrasonic transducer disk 120 forms a micronized cone 162 in the liquid supply 102 at a location corresponding to the transducer disk 120. The carrier gas 104 is introduced into the gas supply tube 132 and is conveyed through the gas distribution port 136 near the atomization cone 162.
The jet of carrier gas impinges on the micronized cone 162, thereby emanating from the micronized cone 162, through the aerosol outlet opening 164,
It flows out of the gas distribution port 136 in a direction to sweep out small atomized droplets of the liquid supply material 102 that form the aerosol 108 flowing out of the aerosol generator 106.

【0041】 キャリヤガス104の効率的な使用は、エーロゾル発生装置106の重要な機
能である。図2のエーロゾル発生装置106の実施形態は、一つの微粒子化コー
ン162に対して、二つのガス流出ポートを含み、この場合、これらガス・ポー
トは、微粒子化コーン162の表面において、流出キャリヤガス104が水平方
向を向き、それにより、超音波によりエネルギーの供給を受ける微粒子化コーン
162の周囲に形成される小さな液滴を効果的にまた効率的に一掃するために、
液体供給材料102の重要な部分に、キャリヤガス104が、効率的に分配され
るように、微粒子化コーン162の間に形成される樋上の液体媒体102上に位
置する。さらに、好適には、そこを通ってキャリヤガスが、ガス供給チューブか
ら流出する、各ガス分配ポート136の開口部の少なくとも一部は、キャリヤガ
ス104の方向が決まる微粒子化コーン162の頂部の下に位置しなければなら
ない。ガス分配ポート136のこの相対的設置は、キャリヤガス104を効率的
に使用するために非常に重要である。ガス分配ポート136の向きも、また重要
である。好適には、ガス分配ポート136は、微粒子化コーン162のところで
、キャリヤガス104のジェットを水平方向に向けることが好ましい。エーロゾ
ル発生装置106を使用することにより、小さな液滴が形成される位置に、ガス
の供給の焦点を効率的に合わせないエーロゾル発生装置設計とは異なり、キャリ
ヤ液体104の小さな液滴を高密度で含むエーロゾル108を発生することがで
きる。
Efficient use of the carrier gas 104 is an important function of the aerosol generator 106. The embodiment of the aerosol generator 106 of FIG. 2 includes two gas outlet ports for one atomization cone 162, where the gas ports are at the surface of the atomization cone 162 and the outlet carrier gas 104 is oriented horizontally, thereby effectively and efficiently sweeping out small droplets formed around the micronized cone 162, which is powered by ultrasound.
In a significant portion of the liquid feed 102, the carrier gas 104 is located on the liquid medium 102 above the trough formed between the micronized cones 162 so as to be efficiently distributed. Further, preferably, at least a portion of the opening of each gas distribution port 136 through which the carrier gas exits the gas supply tube is located below the top of the atomization cone 162 where the carrier gas 104 is directed. Must be located in This relative placement of the gas distribution ports 136 is very important for efficient use of the carrier gas 104. The orientation of the gas distribution port 136 is also important. Preferably, gas distribution port 136 directs the jet of carrier gas 104 horizontally at atomization cone 162. The use of the aerosol generator 106 allows small droplets of the carrier liquid 104 to be densely packed, unlike aerosol generator designs that do not efficiently focus the gas supply at the locations where the small droplets are formed. An aerosol 108 can be generated.

【0042】 エーロゾル発生装置106のもう一つの重要な機能は、図2に示すように、多
くの場合、非常に腐食性の高い、液体供給材料102に、トランスデューサ・デ
ィスク120が、直接接触するのを防止するセパレータ126を使用しているこ
とである。トランスデューサ・ディスク120の頂部上のセパレータ126の高
さは、通常、できるだけ低くする必要があり、多くの場合、約1センチから、約
2センチである。超音波トランスデューサ・ディスク120の頂部上の、流出チ
ャネル内の液体供給材料102の頂部は、通常、エーロゾル発生装置がセパレー
タ126を含んでいても、いなくても、約2〜5センチの範囲内である。この場
合、距離は約3〜4センチであることが好ましい。エーロゾル発生装置106は
、セパレータを使用しないでもすむが、その場合には、液体供給材料102が、
トランスデューサ・ディスク120に直接接触することになり、多くの場合、非
常に腐食性の高い液体供給材料102が、トランスデューサ・ディスク120を
早期故障させる恐れがある。超音波結合を行う水浴空間156内で、超音波を伝
達する流体と組合せて、セパレータ126を使用すると、超音波トランスデュー
サ120の寿命が有意に延びる。しかし、セパレータ126を使用する一つの利
点は、多くの場合、その内部において、液体供給材料102が、トランスデュー
サ・ディスク120に直接接触している、設計に関連する、二つまたはそれ以上
の要因により、微粒子化コーン162からの小さな液滴の形成速度が遅くなるこ
とである。しかし、セパレータ126を使用した場合でも、本発明と一緒に使用
するエーロゾル発生装置106は、すでに説明したように、高密度で小さな液滴
を含有する、高品質のエーロゾルを製造することができる。セパレータ126を
作るのに適している材料としては、例えば、(デュポン社のカプトン(商標)薄
膜のような)ポリアミド、および他のポリマ材料、ガラス、およびプレキシガラ
ス等がある。セパレータ126の主要な要件は、超音波を伝達し、耐腐食性およ
び不浸透性を持つことである。
Another important function of the aerosol generator 106 is that, as shown in FIG. 2, the transducer disk 120 is in direct contact with the liquid feed 102, which is often very corrosive. That is, the separator 126 is used to prevent the above. The height of the separator 126 on the top of the transducer disk 120 typically needs to be as low as possible, and is often about 1 cm to about 2 cm. The top of the liquid feed 102 in the outflow channel, on top of the ultrasonic transducer disk 120, typically is in the range of about 2-5 cm, with or without the aerosol generator 126 included. It is. In this case, the distance is preferably about 3-4 cm. The aerosol generator 106 does not need to use a separator, in which case the liquid supply material 102
The direct contact with the transducer disk 120 will often result in the highly corrosive liquid supply material 102 prematurely causing the transducer disk 120 to fail. The use of the separator 126 in combination with the ultrasonically transmitting fluid in the water bath space 156 for ultrasonic coupling significantly extends the life of the ultrasonic transducer 120. However, one advantage of using the separator 126 is that often due to two or more design-related factors within which the liquid feed 102 is in direct contact with the transducer disk 120. And the formation rate of small droplets from the micronized cone 162 is reduced. However, even when the separator 126 is used, the aerosol generator 106 used with the present invention can produce a high quality aerosol containing high density and small droplets, as described above. Suitable materials for making separator 126 include, for example, polyamide (such as DuPont's Kapton ™ membrane), and other polymeric materials, glass, and plexiglass. The primary requirements of the separator 126 are to transmit ultrasonic waves, to be corrosion resistant and impervious.

【0043】 セパレータ126を使用しない別の方法としては、超音波トランスデューサ・
ディスク120の表面上に、耐腐食性のコーティングを行い、それにより、超音
波トランスデューサ・ディスク120の表面に、液体供給材料102が接触する
のを防止する方法がある。超音波トランスデューサ・ディスク120が、保護コ
ーティングを持っている場合には、エーロゾル発生装置106は、通常、水浴空
間156を設置しないで組み立てられ、液体供給材料102は、超音波トランス
デューサ・ディスク120上を直接流れる。このような保護コーティングの例と
しては、プラチナ、金、テフロン(商標)、エポキシおよび種々のプラスチック
等がある。上記コーティングは、通常、トランスデューサの寿命を延ばす。また
、セパレータ126なしで動作すると、エーロゾル発生装置106は、通常、セ
パレータ126を使用した場合と比較すると、はるかに高密度の小さな液滴を含
むエーロゾル108を製造する。
Another method that does not use the separator 126 is an ultrasonic transducer.
There are methods to provide a corrosion resistant coating on the surface of the disk 120, thereby preventing the liquid supply material 102 from contacting the surface of the ultrasonic transducer disk 120. If the ultrasonic transducer disk 120 has a protective coating, the aerosol generator 106 is typically assembled without a water bath space 156, and the liquid feed 102 is moved over the ultrasonic transducer disk 120. Flows directly. Examples of such protective coatings include platinum, gold, Teflon, epoxy and various plastics. The coating typically extends the life of the transducer. Also, when operated without the separator 126, the aerosol generator 106 typically produces an aerosol 108 containing small droplets of much higher density than when using the separator 126.

【0044】 超音波トランスデューサのアレーをベースとする、エーロゾル発生装置106
の設計は、融通性があり、異なる特殊な用途に対する異なる発生装置・サイズを
収容できるように容易に修正することができる。エーロゾル発生装置106は、
任意の便宜な数の超音波トランスデューサを含むように設計することができる。
しかし、もっと小規模の生産の場合には、エーロゾル発生装置106は、好適に
は、少なくとも九つの超音波トランスデューサ、より好適には、少なくとも16
の超音波トランスデューサ、およびさらにより好適には、少なくとも25の超音
波トランスデューサを持つことが好ましい。しかし、大規模な生産の場合には、
エーロゾル発生装置106は、少なくとも40の超音波トランスデューサ、より
好適には、少なくとも100の超音波トランスデューサ、さらにより好適には、
400の超音波トランスデューサを含むことが好ましい。ある種の大量用途の場
合には、エーロゾル発生装置は、少なくとも1、000の超音波トランスデュー
サ持つことができる。
Aerosol generator 106 based on an array of ultrasonic transducers
The design is flexible and can be easily modified to accommodate different generator sizes for different special applications. The aerosol generator 106 includes:
It can be designed to include any convenient number of ultrasonic transducers.
However, for smaller scale production, the aerosol generator 106 preferably has at least nine ultrasonic transducers, more preferably at least 16
Preferably, and even more preferably at least 25 ultrasonic transducers. But for large-scale production,
The aerosol generator 106 comprises at least 40 ultrasonic transducers, more preferably at least 100 ultrasonic transducers, even more preferably,
Preferably, it includes 400 ultrasonic transducers. For some high volume applications, the aerosol generator can have at least 1,000 ultrasonic transducers.

【0045】 図4−図21は、400の超音波トランスデューサのアレーを含む、エーロゾ
ル発生装置106用の、構成部材設計を示す。図4および図5について説明する
と、これらの図は、それぞれが、100の超音波トランスデューサからなる四つ
のサブアレー内に配置された、400の超音波トランスデューサのアレーを、収
容するように設計された、トランスデューサ装着プレート124を示す。トラン
スデューサ装着プレート124は、図2のところですでに説明した、水浴空間1
56に類似の水浴内に、通常は水である、超音波伝達流体を収容するための、一
体に形成された垂直壁部172を含む。
FIGS. 4-21 show component designs for the aerosol generator 106, including an array of 400 ultrasonic transducers. Referring to FIGS. 4 and 5, these figures are designed to accommodate an array of 400 ultrasonic transducers, each arranged in four sub-arrays of 100 ultrasonic transducers. Shown is a transducer mounting plate 124. The transducer mounting plate 124 is provided with the water bath space 1 already described with reference to FIG.
A water bath similar to 56 includes an integrally formed vertical wall 172 for containing an ultrasonic transmission fluid, typically water.

【0046】 図4および図5に示すように、400のトランスデューサ装着ソケット174
が、必要なアレーに対する超音波トランスデューサを装着するために、トランス
デューサ装着プレート124に設置されている。図6は、個々のトランスデュー
サ装着ソケット174のプロファイルを示す。装着シート176は、装着のため
に超音波トランスデューサを受け入れる。この場合、装着された超音波トランス
デューサは、ネジ孔178により、正しい位置に保持される。装着ソケット17
6に対向して、フレア付きの開口部180が設置されていて、そこを通して、図
2のところですでに説明したように、エーロゾル108を発生させるために、超
音波信号を送信することができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, 400 transducer mounting sockets 174
Are mounted on the transducer mounting plate 124 to mount the ultrasonic transducer to the required array. FIG. 6 shows the profile of an individual transducer mounting socket 174. The mounting sheet 176 receives the ultrasonic transducer for mounting. In this case, the mounted ultrasonic transducer is held at a correct position by the screw hole 178. Mounting socket 17
Opposed to 6 is a flared opening 180 through which an ultrasonic signal can be transmitted to generate the aerosol 108, as already described in FIG.

【0047】 しかし、図7は、トランスデューサ装着プレート124用の他の構成の好適な
トランスデューサ装着構成を示す。図7に示すように、超音波トランスデューサ
・ディスク120が、ネジ山付きソケット179内にネジこまれている、圧縮ネ
ジ177を使用することにより、トランスデューサ装着プレート124に装着さ
れる。圧縮ネジ177は、超音波トランスデューサ・ディスク120に押しつけ
られ、その結果、トランスデューサ装着プレート124上のOリング・シート1
82内に位置するOリング181が圧縮され、トランスデューサ装着プレート1
24と、超音波トランスデューサ・ディスク120との間が、密封状態になる。
すでに説明したように、超音波トランスデューサ・ディスク120が、保護面コ
ーティングを持っている場合には、このタイプのトランスデューサ装着は、特に
好ましい。何故なら、超音波トランスデューサ・ディスク120に対するOリン
グのシールが、保護シールの外部縁部の内側になり、それにより、液体が、超音
波トランスデューサ・ディスク120の縁部から保護面コーティングの下に浸透
するのが防止されるからである。
However, FIG. 7 shows another preferred transducer mounting configuration for the transducer mounting plate 124. As shown in FIG. 7, an ultrasonic transducer disk 120 is mounted on the transducer mounting plate 124 by using compression screws 177 threaded into threaded sockets 179. The compression screw 177 is pressed against the ultrasonic transducer disk 120, and as a result, the O-ring sheet 1 on the transducer mounting plate 124
82, the O-ring 181 is compressed and the transducer mounting plate 1
24 and the ultrasonic transducer disk 120 are sealed.
As described above, this type of transducer mounting is particularly preferred if the ultrasonic transducer disk 120 has a protective surface coating. Because the seal of the O-ring to the ultrasonic transducer disc 120 is inside the outer edge of the protective seal, liquid penetrates from the edge of the ultrasonic transducer disc 120 under the protective surface coating. This is because doing so is prevented.

【0048】 図8について説明すると、この図は、(図4−図5に示す)トランスデューサ
装着プレート124と係合するように設計された、400のトランスデューサ・
アレー用の底部固定プレート128である。底部固定プレート128は、それぞ
れが、20の開口部184からなる四つのサブグループ186の形に配置された
、80の開口部184を持つ。トランスデューサ装着プレート124と底部固定
プレート128との間に、水浴ようの空間を形成するために、トランスデューサ
装着プレート124と係合している場合には、各開口部184は、(図4および
図5に示す)五つのトランスデューサ装着ソケット174に対応する。それ故、
開口部184は、底部固定プレート128を通して送信される、超音波トランス
デューサが発生した超音波信号の通路を形成する。
Referring to FIG. 8, this figure shows 400 transducers designed to engage with the transducer mounting plate 124 (shown in FIGS. 4-5).
A bottom fixing plate 128 for the array. The bottom securing plate 128 has eighty openings 184, each arranged in four subgroups 186 of twenty openings 184. Each opening 184, when engaged with the transducer mounting plate 124 to form a water bath space between the transducer mounting plate 124 and the bottom securing plate 128 (FIGS. 4 and 5). Corresponding to the five transducer mounting sockets 174). Therefore,
The opening 184 forms a path for an ultrasonic signal generated by the ultrasonic transducer to be transmitted through the bottom fixing plate 128.

【0049】 図9および図10について説明すると、これらの図は、(図8に示す)底部固
定プレート128の上に設置されるように設計されている、頂部固定プレート1
30を持つ、400のトランスデューサ・アレー用の液体供給ボックス190を
示す。この場合、エーロゾル発生装置106が組み立てられている場合には、セ
パレータ126(図示せず)は、底部固定プレート128と頂部固定プレート1
30との間に固定される。液体供給ボックス190は、また、エーロゾル発生装
置が動作している場合には、液体供給材料102を収容するための、垂直方向に
延びる壁部192を含む。また、図9および図10は、供給入口148および供
給出口152も示す。調整可能な堰198が、エーロゾル発生装置106の動作
中の、液体供給ボックス190内の液体供給材料102のレベルを決定する。
Referring to FIGS. 9 and 10, these figures show a top fixation plate 1 designed to be mounted on a bottom fixation plate 128 (shown in FIG. 8).
Shown is a liquid supply box 190 for a 400 transducer array with 30. In this case, when the aerosol generator 106 is assembled, the separator 126 (not shown) includes the bottom fixing plate 128 and the top fixing plate 1.
30. Liquid supply box 190 also includes a vertically extending wall 192 for containing liquid supply material 102 when the aerosol generator is operating. 9 and 10 also show a supply inlet 148 and a supply outlet 152. An adjustable weir 198 determines the level of the liquid feed 102 in the liquid supply box 190 during operation of the aerosol generator 106.

【0050】 液体供給ボックス190の頂部固定プレート130は、全体で80の開口部1
94を持つが、これら開口部は、それぞれが20の開口部194からなる四つの
サブグループ196内に配置されている。頂部固定プレート130の開口部19
4の大きさは、(図8に示す)底部固定プレート128の開口部184の大きさ
に対応する。エーロゾル発生装置106が組み立てられた時、頂部固定プレート
130を貫通している開口部194と、底部固定プレート128を貫通している
開口部184と整合する。この場合、セパレータ126はその間に位置していて
いるので、エーロゾル発生装置106が動作している場合には、超音波信号を送
信することができる。
The top fixing plate 130 of the liquid supply box 190 has a total of 80 openings 1
94, these openings are arranged in four subgroups 196 each consisting of twenty openings 194. Opening 19 of top fixing plate 130
The size of 4 corresponds to the size of the opening 184 in the bottom fixing plate 128 (shown in FIG. 8). When the aerosol generator 106 is assembled, the openings 194 through the top stationary plate 130 and the openings 184 through the bottom stationary plate 128 are aligned. In this case, since the separator 126 is located therebetween, the ultrasonic signal can be transmitted when the aerosol generator 106 is operating.

【0051】 図9−図11について説明すると、複数のガス・チューブ・フィードスルー孔
部202が、垂直方向に延びる壁部192を通って、液体供給ボックス190の
供給入口148および供給出口152を含む組立体のどちらかの側に延びている
。ガス・チューブ・フィードスルー孔部202は、図11に示す設計のガス・チ
ューブ208を通して、挿入することができるように設計されている。エーロゾ
ル発生装置106が組み立てられる場合には、ガス・チューブ208は、各ガス
・チューブ・フィードスルー孔部202を通して挿入され、その結果、ガス・チ
ューブ208内のガス分配ポート136は、エーロゾル発生装置106の動作中
に、液体供給ボックス190内で発生する微粒子化コーンへガスを供給するため
に、頂部固定プレート130の開口部194に隣接して正しく位置し、整合する
。ガス分配ポート136は、通常、約1.5〜約3.5ミリの直径を持つ孔部で
ある。
Referring to FIGS. 9-11, a plurality of gas tube feedthrough holes 202 include a supply inlet 148 and a supply outlet 152 of a liquid supply box 190 through a vertically extending wall 192. It extends to either side of the assembly. The gas tube feedthrough hole 202 is designed to be insertable through a gas tube 208 of the design shown in FIG. When the aerosol generator 106 is assembled, the gas tubes 208 are inserted through each gas tube feedthrough hole 202 so that the gas distribution ports 136 in the gas tubes 208 are connected to the aerosol generator 106. During operation, the liquid is properly positioned and aligned adjacent to the opening 194 of the top fixed plate 130 to supply gas to the micronized cone generated in the liquid supply box 190. Gas distribution port 136 is typically a hole having a diameter of about 1.5 to about 3.5 mm.

【0052】 図12について説明すると、この図は、頂部固定プレート130を貫通してい
る開口部194に隣接して位置するガス・チューブ208A、208Bおよび2
08Cを含む液体供給ボックス190の一部である。図12は、エーロゾル発生
装置16が組み立てらえる場合に、超音波トランスデューサ・ディスク120が
占める位置を示す。図12に示すように、アレーの縁部のガス・チューブ208
Aは、五つのガス分配ポート136を持つ。各ガス分配ポート136は、エーロ
ゾル発生装置106が動作中に、キャリヤガス104を、超音波トランスデュー
サ・ディスク120のアレーの上に位置する各微粒子化コーンの方向に向けるよ
うに位置している。アレーの縁部からの一つの行である、ガス・チューブ208
Bは、五つずつがガス・チューブ208Bの対向側面上に位置する、10のガス
分配ポート136を持つ短いチューブである。それ故、ガス・チューブ208B
は、ガスを、各超音波トランスデューサ・ディスク120に対応する微粒子化コ
ーン162に供給するためのガス分配ポート136を含む。第三のガス・チュー
ブ208Cは、同様に、超音波トランスデューサ・ディスク120に対応する微
粒子化コーンにガスを供給するための、10のガス分配ポート136を持つ長い
チューブである。それ故、図12に示す設計は、一つの超音波トランスデューサ
・ディスク120当り、一つのガス分配ポートを含む。これは、一つの超音波ト
ランスデューサ・ディスク120当り、二つのガス分配ポートを含む図2のエー
ロゾル発生装置106の実施形態のものよりも、ガス分配ポート136の密度は
低いけれども、しかし、図12の設計は、ガスを不必要にムダにしないで、密度
が高い高品質のエーロゾルを製造することができる。
Referring to FIG. 12, this figure shows gas tubes 208 A, 208 B and 2 located adjacent to an opening 194 that extends through the top securing plate 130.
08C is a part of the liquid supply box 190 containing the liquid supply box 08C. FIG. 12 shows the position occupied by the ultrasonic transducer disk 120 when the aerosol generator 16 can be assembled. As shown in FIG. 12, gas tubes 208 at the edge of the array
A has five gas distribution ports 136. Each gas distribution port 136 is positioned to direct the carrier gas 104 toward each atomizing cone located above the array of ultrasonic transducer disks 120 during operation of the aerosol generator 106. Gas tube 208, one row from the edge of the array
B is a short tube with 10 gas distribution ports 136, five on each side of gas tube 208B. Therefore, the gas tube 208B
Includes a gas distribution port 136 for supplying gas to the atomization cone 162 corresponding to each ultrasonic transducer disk 120. The third gas tube 208C is also a long tube with ten gas distribution ports 136 for supplying gas to the micronized cone corresponding to the ultrasonic transducer disk 120. Therefore, the design shown in FIG. 12 includes one gas distribution port per ultrasonic transducer disk 120. This is because the density of the gas distribution ports 136 is lower than that of the embodiment of the aerosol generator 106 of FIG. The design can produce dense, high quality aerosols without unnecessarily wasting gas.

【0053】 図13について説明すると、図11のガス分配構成内のガス・チューブ208
A、208Bおよび208Cのところで示したように、ガス・チューブ208の
両側面上のガス分配ポートから、キャリヤガス104を供給するための、ガス分
配構成を持つエーロゾル発生装置106の動作中の、微粒子化コーン162に対
するキャリヤガス104の流れを示す。
Referring to FIG. 13, gas tube 208 in the gas distribution configuration of FIG.
A, during operation of the aerosol generator 106 having a gas distribution configuration to supply the carrier gas 104 from the gas distribution ports on both sides of the gas tube 208, as shown at A, 208B and 208C. 4 shows the flow of the carrier gas 104 with respect to the forming cone 162.

【0054】 図14は、キャリヤガス104の別の好適な流れを示す。図14に示すように
、キャリヤガス104は、各ガス・チューブ208の一方の側面からだけ供給さ
れる。その結果、エーロゾル発生のための流れのパターンがもっと均等になり、
それにより、エーロゾルを製造するための、キャリヤガス104の使用効率が有
意に改善する。それ故、発生するエーロゾルは、より密度の高い小さな液滴を含
む傾向がある。
FIG. 14 shows another preferred flow of the carrier gas 104. As shown in FIG. 14, the carrier gas 104 is supplied from only one side of each gas tube 208. The result is a more even flow pattern for aerosol generation,
Thereby, the efficiency of using the carrier gas 104 to produce the aerosol is significantly improved. Therefore, the resulting aerosol tends to contain smaller, denser droplets.

【0055】 図15および図16は、エーロゾル発生装置106内でキャリヤガスを分配す
るための他の構成を示す。この構成の場合には、ガス・チューブ208は、ガス
分配プレート216を通して、ガス流れ孔部218に隣接するガス分配プレート
216から垂れ下がっている。エーロゾル発生装置106内においては、ガス分
配プレート216は、液体供給の上に装着され、この場合、それぞれに位置する
ガス流れ孔部は、下に位置する超音波トランスデューサに対応する。図16につ
いて詳細に説明すると、超音波発生装置106が動作中、微粒子化コーン162
が、ガス流れ孔部218を通して発生し、ガス・チューブ208は、ガス・チュ
ーブ208内のポートから流出する、キャリヤガス104が微粒子化コーンに衝
突し、ガス流れ孔部を通って上方に流れる。それ故、ガス流れ孔部218は、エ
ーロゾルを形成するために、微粒子化コーン162の周囲での、キャリヤガス1
04の効率的な分配を助けるようの機能する。ガス分配プレート218は、任意
の数のガス・チューブ208、およびガス流れ孔部218を、収容することがで
きるようにつくることができることを理解されたい。説明のための便宜上、図1
5および図16の実施形態の設計は、二本のガス・チューブ208、および16
のガス流れ孔部218しか持っていない。また、ガス・チューブ208を使用し
ないで、ガス分配プレート216だけを、単独で使用することができることも理
解されたい。この場合、キャリヤガス104の僅かな正の圧力が、ガス分配プレ
ート216の下に維持され、ガス流れ孔部218の大きさが、エーロゾル法を効
率的に発生するために、ガス流れ孔部218を通るキャリヤガス104の速度が
、適正に維持されるように調整される。このモードの場合、動作が比較的複雑に
なるので、この方法は望ましくない。
FIGS. 15 and 16 show another configuration for distributing the carrier gas in the aerosol generator 106. In this configuration, the gas tubes 208 hang through the gas distribution plate 216 from the gas distribution plate 216 adjacent the gas flow holes 218. Within the aerosol generator 106, a gas distribution plate 216 is mounted above the liquid supply, where the respective gas flow holes correspond to the underlying ultrasonic transducer. Referring to FIG. 16 in detail, while the ultrasonic generator 106 is in operation, the atomizing cone 162
Is generated through the gas flow holes 218, and the gas tubes 208 exiting from ports in the gas tubes 208, the carrier gas 104 impinging on the atomizing cone and flowing upward through the gas flow holes. Therefore, the gas flow holes 218 are used to form a carrier gas 1 around the micronized cone 162 to form an aerosol.
It functions to help the efficient distribution of 04. It should be understood that the gas distribution plate 218 can be made to accommodate any number of gas tubes 208 and gas flow holes 218. For convenience of explanation, FIG.
The design of the embodiment of FIGS. 5 and 16 has two gas tubes 208 and 16
Has only the gas flow hole portion 218. It should also be understood that the gas distribution plate 216 alone can be used without the gas tube 208. In this case, a slight positive pressure of the carrier gas 104 is maintained beneath the gas distribution plate 216 and the size of the gas flow holes 218 is reduced in order for the aerosol process to be efficiently generated. Is adjusted so that the velocity of the carrier gas 104 passing through is maintained properly. This method is not desirable in this mode because of the relatively complex operation.

【0056】 微粒子化コーンが、キャリヤガスの流れの方向と同じ方向に傾斜するように、
超音波トランスデューサに若干角度を持たせて装着し、形成される微粒子化コー
ンのところで、キャリヤガス104を方向づけすることにより、エーロゾルの発
生を改善することができる。図17について説明すると、この図は、超音波トラ
ンスデューサ・ディスク120である。超音波トランスデューサ・ディスク12
0は、(通常は、10度以下の)ある傾斜角114で傾斜しているので、その結
果、微粒子化コーン162も傾斜している。好適には、微粒子化コーン162の
方向を向いているキャリヤガス104の流れの方向は、微粒子化コーン162の
傾斜と同じ方向を向いていることが好ましい。
The micronized cone is tilted in the same direction as the carrier gas flow,
Aerosol generation can be improved by mounting the ultrasonic transducer at a slight angle and directing the carrier gas 104 at the micronized cone to be formed. Referring to FIG. 17, an ultrasonic transducer disk 120 is shown. Ultrasonic transducer disk 12
Since 0 is tilted at some tilt angle 114 (typically less than 10 degrees), the resulting micronized cone 162 is also tilted. Preferably, the direction of flow of the carrier gas 104 pointing in the direction of the atomizing cone 162 is preferably in the same direction as the inclination of the atomizing cone 162.

【0057】 図18および図19について説明すると、これらの図は、400のトランスデ
ューサ・アレー設計内で、ガス・チューブ208に、ガスを分配するためのガス
・マニフォールド220である。このガス・マニフォールド220は、ガス分配
ボックス222、および(図11の)ガス・チューブ208と接続するための、
パイピング・スタブ224を含む。ガス分配ボックス222内には、パイピング
・スタブ224を通してのガスの供給が、ほぼ均等に行われるのを促進する目的
で、ガス分配ボックス222全体を通して、ガスが均等に分配されるのを助ける
ための流れの通路を形成している二つのガス分配プレート226が設置されてい
る。ガス・マニフォールド220は、図18および図19に示すように、11の
ガス・チューブ208に、ガスを供給するように設計されている。400のトラ
ンスデューサ設計の場合には、全部で四つのガス・マニフォールド220が必要
になる。
Referring to FIGS. 18 and 19, which show a gas manifold 220 for distributing gas to a gas tube 208 within a 400 transducer array design. The gas manifold 220 is connected to a gas distribution box 222 and a gas tube 208 (of FIG. 11).
Including a piping stub 224. Within the gas distribution box 222, to help distribute the gas evenly throughout the gas distribution box 222, with the aim of facilitating the supply of gas through the piping stub 224 to be substantially even. Two gas distribution plates 226 forming a flow passage are provided. The gas manifold 220 is designed to supply gas to eleven gas tubes 208, as shown in FIGS. For a 400 transducer design, a total of four gas manifolds 220 would be required.

【0058】 図20および図21について説明すると、これらの図は、400のトランスデ
ューサ・アレー設計用の発生装置用の蓋140を示す。発生装置用の蓋140は
、(図9および図10に示す)液体供給ボックス190と係合し、それをカバー
する。この発生装置用の蓋140は、図20および図21に示すように、エーロ
ゾル108内の小さな液滴を、その上で小さな液滴が合体し、喪失し、恐らくエ
ーロゾル発生装置106の、正しい動作を妨害する鋭角の縁部に触れないように
しながら、エーロゾル108を、容易に収集することができるように、フード設
計を持つ。エーロゾル発生装置106が動作中は、エーロゾル108は、発生装
置・カバー140を通して、エーロゾル出口の開口部164を通って引っ込む。
Referring to FIGS. 20 and 21, these figures show a lid 140 for a generator for a 400 transducer array design. The generator lid 140 engages and covers the liquid supply box 190 (shown in FIGS. 9 and 10). The lid 140 for this generator, as shown in FIGS. 20 and 21, allows small droplets in the aerosol 108 to coalesce and lose small droplets thereon, and possibly correct operation of the aerosol generator 106. The hood design is such that the aerosol 108 can be easily collected while not touching the sharp edges that interfere with the aerosol. When the aerosol generator 106 is in operation, the aerosol 108 retracts through the generator cover 140 and through the aerosol outlet opening 164.

【0059】 図2−図21を参照しながら説明したエーロゾル発生装置106の設計および
装置、および粉末を製造するための、本発明のプロセスを実行するための、本明
細書に記載した他プロセス装置を含む設備も、本発明の範囲に含まれる。
The design and apparatus of the aerosol generator 106 described with reference to FIGS. 2-21, and other process equipment described herein for performing the process of the present invention for producing powder. Is also included in the scope of the present invention.

【0060】 エーロゾル発生装置106は、高密度で小さな液滴を含む高品質のエーロゾル
108を製造するけれども、多くの場合、炉110に導入する前に、エーロゾル
108をさらに濃縮することが望ましい。図22について説明すると、この図は
、エーロゾル108の上記濃縮を含む、本発明のある実施形態用のプロセスのフ
ローチャートである。図22に示すように、エーロゾル発生装置106からのエ
ーロゾル108は、エーロゾル・コンセントレータ236に送られ、そこで、後
で炉110に送られる濃縮エーロゾル240を製造するために、エーロゾル10
8から抽出される。
Although the aerosol generator 106 produces high quality aerosols 108 with high density and small droplets, it is often desirable to further concentrate the aerosols 108 prior to introduction into the furnace 110. Referring to FIG. 22, this is a flowchart of a process for one embodiment of the present invention that includes the above-described concentration of aerosol 108. As shown in FIG. 22, the aerosol 108 from the aerosol generator 106 is sent to an aerosol concentrator 236, where the aerosol 10 is produced to produce a concentrated aerosol 240 that is later sent to the furnace 110.
8 is extracted.

【0061】 エーロゾル・コンセントレータ236は、濃縮エーロゾル240を製造するた
めに、通常、約2より大きい係数、好適には、約5より大きい係数、およびより
好適には、約10より大きい係数により、エーロゾル108内の小さな液滴を濃
縮することができる、一つまたはそれ以上の仮想インパクタを含む。本発明の場
合には、濃縮エーロゾル240は、1立方センチ当り約1×107以上の、より
好適には、1立方センチ当り約5×107〜約5×108の小さな液滴を含んでい
なければならない。濃縮エーロゾルの、1立方センチ当り約1×108の小さな
液滴の濃度は、特に好ましい。何故なら、濃縮エーロゾル240の小さな液滴の
含有量がこれ以上に大きくなると、小さな液滴間の衝突の頻度が、濃縮エーロゾ
ル240の特性に悪影響を与えるほぼ十分多くなり、その結果、望ましくない大
量の粒径の大きい粒子により、微粒子製品116が汚染される恐れがあるからで
ある。例えば、エーロゾル108が、1立方センチ当り約1×107の小さな液
滴を含んでいる場合で、エーロゾル・コンセントレータ236が、10の係数で
小さな液滴を濃縮した場合には、濃縮エーロゾル240は、1立方センチ当り、
約1×108の小さな液滴を含むことになる。別ないいかたをすれば、例えば、
エーロゾル発生装置が、1リットルのキャリヤガス104当り、約0.167ミ
リリットルの液体供給材料102の小さな液滴を含むエーロゾル108を発生し
た場合には、濃縮エーロゾル240は、エーロゾル108が10の係数で濃縮さ
れたと仮定すると、キャリヤガス104の1リットル当り、約1.67ミリリッ
トルの液体供給材料102を含むことになる。
The aerosol concentrator 236 typically has a factor greater than about 2, preferably greater than about 5, and more preferably greater than about 10 to produce the concentrated aerosol 240. Includes one or more virtual impactors capable of concentrating small droplets within. In the present case, the concentrated aerosol 240 comprises small droplets of about 1 × 10 7 or more per cubic centimeter, and more preferably about 5 × 10 7 to about 5 × 10 8 per cubic centimeter. Have to be there. A concentration of about 1 × 10 8 small droplets per cubic centimeter of concentrated aerosol is particularly preferred. Because, when the content of the small droplets of the concentrated aerosol 240 becomes larger, the frequency of collisions between the small droplets becomes nearly sufficient to adversely affect the properties of the concentrated aerosol 240, and as a result This is because there is a risk that the fine particle product 116 will be contaminated by particles having a large particle diameter. For example, if aerosol 108 contains small droplets of about 1 × 10 7 per cubic centimeter and aerosol concentrator 236 concentrates small droplets by a factor of 10, concentrated aerosol 240 will Per cubic centimeter,
It will contain about 1 × 10 8 small droplets. If you do something different, for example,
If the aerosol generator generates an aerosol 108 containing about 0.167 milliliters of small droplets of the liquid feedstock 102 per liter of carrier gas 104, the concentrated aerosol 240 will produce an aerosol 108 by a factor of ten. Assuming enrichment, each liter of carrier gas 104 will contain approximately 1.67 milliliters of liquid feed 102.

【0062】 炉110へのエーロゾル供給内の小さな液滴の濃度が高いので、炉110の加
熱がすくなくみ、炉内で必要とする流れコンジットの直径を、小さくすることが
できるという重要な利点が生じる。また、濃縮エーロゾルによる他の利点として
は、冷却および粒子収集構成部材に対する要件が軽減し、それにより、装置およ
び動作を、有意に節減することができることなどがある。さらに、システム構成
部材を小型にすることができるので、システム内の電力ホールドアップが低減す
るが、これも望ましいことである。それ故、炉内110に導入する前にエーロゾ
ルの流れを濃縮すると、濃縮度の低いエーロゾルの流れを使用する場合と比較す
ると、かなりの利点が得られる。
[0062] The high concentration of small droplets in the aerosol feed to the furnace 110 has the important advantage that the heating of the furnace 110 is reduced and the required flow conduit diameter in the furnace can be reduced. Occurs. Other advantages of the concentrated aerosol include reduced requirements for cooling and particle collection components, which can significantly reduce equipment and operation. Further, the ability to reduce system components reduces power hold-up in the system, which is also desirable. Therefore, concentrating the aerosol stream prior to introduction into the furnace 110 provides significant advantages over using a less concentrated aerosol stream.

【0063】 エーロゾル・コンセントレータ236内で除去される過度のキャリヤガス23
8は、通常、同様に、エーロゾル108から除去される極少量の小さな液滴を含
む。好適には、過度のキャリヤガス238と一緒に除去される小さな液滴は、約
1.5ミクロン以下の、より好適には、約1ミクロン以下の、重量平均粒径を持
つことが好ましく、濃縮エーロゾル240内に残留する小さな液滴は、約2ミク
ロンより大きい平均小さな液滴の粒径を持つことが好ましい。例えば、約3ミク
ロンの重量平均粒径を持つエーロゾルの流れを処理する大きさの仮想インパクタ
は、過度のキャリヤガス238と一緒に、大きさ約1.5ミクロン以下の大部分
の小さな液滴を、除去するように設計することができる。他の設計も可能である
。しかし、本発明と一緒に、エーロゾル発生装置106を使用する場合には、エ
ーロゾル・コンセントレータ236内での、エーロゾル中のこれら非常に小さな
液滴の喪失は、コンセントレータ236へ送られるエーロゾルの流れの中に元来
含まれている小さな液滴の、通常、10重量%以下であり、より好適には、約5
重量%以下であることが好ましい。エーロゾル・コンセントレータ236は、あ
る状況では有用であるが、本発明のプロセスの場合には必要ではない。何故なら
、エーロゾル発生装置106が、ほとんどの状況において、十分濃縮されたエー
ロゾルの流れを、発生することができるからである。エーロゾル発生装置102
から流出する、エーロゾルの流れが十分に濃縮されている限りは、好適には、エ
ーロゾル・コンセントレータを使用しないのが望ましい。エーロゾル発生装置1
06が、通常、エーロゾル・コンセントレータ236を必要としない、このよう
な濃縮されたエーロゾルの流れを発生するということは、本発明の有意な利点で
ある。それ故、通常、エーロゾル・コンセントレータ236の複雑な動作、およ
びそれに付随する液体の損失を避けることができる。
Excess carrier gas 23 removed in aerosol concentrator 236
8 typically also contains a very small amount of small droplets that are removed from aerosol 108 as well. Preferably, the small droplets that are removed with excess carrier gas 238 preferably have a weight average particle size of about 1.5 microns or less, more preferably about 1 micron or less. Small droplets remaining in the aerosol 240 preferably have an average small droplet size of greater than about 2 microns. For example, a virtual impactor sized to handle a stream of aerosol having a weight average particle size of about 3 microns, along with an excess of carrier gas 238, will displace most small droplets less than about 1.5 microns in size. , Can be designed to remove. Other designs are possible. However, when using the aerosol generator 106 in conjunction with the present invention, the loss of these very small droplets in the aerosol within the aerosol concentrator 236 will cause the loss of aerosol flow to the concentrator 236 to occur. Is usually less than 10% by weight of the small droplets originally contained in
It is preferable that the content be not more than weight%. Aerosol concentrator 236 is useful in some situations, but is not required for the process of the present invention. This is because the aerosol generator 106 can generate a well-concentrated aerosol stream in most situations. Aerosol generator 102
It is preferred not to use an aerosol concentrator, as long as the aerosol stream exiting the system is sufficiently concentrated. Aerosol generator 1
It is a significant advantage of the present invention that 06 generates such a concentrated aerosol stream, which typically does not require an aerosol concentrator 236. Therefore, the complicated operation of the aerosol concentrator 236 and the associated liquid loss can usually be avoided.

【0064】 (濃縮されていても、いなくても)炉110に送られるエーロゾルの流れが、
大部分の工業上の用途の場合に必要とされるように、小さな液滴の速い流速をお
よび高い含有量を持っていることは、重要なことである。本発明を使用した場合
には、炉に送られるエーロゾルの流れは、好適には、1時間当り約0.5リット
ル以上、より好適には、1時間当り約2リットル以上、さらにより好適には、1
時間当り約5リットル以上、さらにさらにより好適には、1時間当り約10リッ
トル以上、特に、1時間当り約50リットル以上、最も好適には、1時間当り約
100リットル以上の小さな液滴の流れを含み、この場合、小さな液滴の含有量
が、通常、キャリヤガスの1リットル当り約0.04ミリリットル以上、好適に
は、キャリヤガス104の1リットル当り約0.083ミリリットル以上、より
好適には、キャリヤガス104の1リットル当り約0.167ミリリットル以上
、さらにより好適には、キャリヤガス104の1リットル当り約0.25ミリリ
ットル以上、特に、キャリヤガス104の1リットル当り約0.33ミリリット
ル以上、最も好適には、キャリヤガス104の1リットル当り約0.83ミリリ
ットル以上であることが好ましい。
The stream of aerosol sent to the furnace 110 (whether concentrated or not)
It is important to have a fast flow rate of small droplets and a high content, as required for most industrial applications. Using the present invention, the aerosol stream sent to the furnace is preferably at least about 0.5 liters per hour, more preferably at least about 2 liters per hour, and even more preferably , 1
A stream of small droplets of at least about 5 liters per hour, even more preferably at least about 10 liters per hour, especially at least about 50 liters per hour, most preferably at least about 100 liters per hour Wherein the content of small droplets is typically greater than about 0.04 milliliters per liter of carrier gas, preferably greater than about 0.083 milliliters per liter of carrier gas 104, and more preferably Is greater than or equal to about 0.167 milliliters per liter of carrier gas 104, even more preferably greater than or equal to about 0.25 milliliters per liter of carrier gas 104, and in particular, is greater than or equal to about 0.33 milliliter per liter of carrier gas 104. Most preferably, it should be at least about 0.83 milliliters per liter of carrier gas 104. It is preferred.

【0065】 すでに説明したように、本発明のエーロゾル発生装置106は、比較的狭い粒
径分布を持つ小さな液滴の濃縮された、高品質のエーロゾルを製造する。しかし
、多くの用途の場合、炉110に小さな液滴を導入するまえに、エーロゾル10
8内の小さな液滴を粒径により分類することにより、本発明のプロセスが、有意
に改善されることが分かっている。この方法により、微粒子製品116内の粒子
の粒径および粒径分布がさらに制御される。
As previously described, the aerosol generator 106 of the present invention produces a concentrated, high quality aerosol of small droplets having a relatively narrow particle size distribution. However, for many applications, prior to introducing small droplets into the furnace 110, the aerosol 10
It has been found that sorting the small droplets in 8 by particle size significantly improves the process of the present invention. In this way, the particle size and particle size distribution of the particles in the particulate product 116 are further controlled.

【0066】 図23について説明すると、この図は、上記の小さな液滴の分類を含む、本発
明のプロセスのある実施形態のプロセスのフローチャートである。図23に示す
ように、エーロゾル発生装置106からのエーロゾル108は、小さな液滴の分
類装置280に送られ、そこで、分類されたエーロゾル282を製造するために
、粒径の大きい小さな液滴が、エーロゾル108から除去される。除去される粒
径の大きい小さな液滴からの液体284は、小さな液滴の分類装置280から排
出される。この排出された液体284は、追加の液体供給材料102を製造する
際に有利に再利用することができる。
Referring to FIG. 23, which is a flow chart of the process of an embodiment of the process of the present invention, including the above-described small droplet classification. As shown in FIG. 23, the aerosol 108 from the aerosol generator 106 is sent to a small droplet sorter 280 where small droplets of large particle size are produced to produce a classified aerosol 282. Removed from aerosol 108. The liquid 284 from the large droplets that are removed is discharged from the small droplet classifier 280. This drained liquid 284 can be advantageously reused in producing additional liquid feed 102.

【0067】 予め定めた粒径以上の小さな液滴を除去するために、任意の適当な小さな液滴
の分類装置を使用することができる。例えば、粒径の大きい小さな液滴を除去す
るために、サイクロンを使用することができる。しかし、多くの用途用に好適な
小さな液滴の分類装置は、インパクタである。
[0067] Any suitable small droplet sorter can be used to remove small droplets that are larger than a predetermined particle size. For example, a cyclone can be used to remove small droplets with a large particle size. However, a suitable small droplet sorter for many applications is an impactor.

【0068】 本発明の好適な実施形態の場合には、小さな液滴の分類装置280は、通常、
大きさが約15ミクロン以上の小さな液滴をエーロゾル108から除去するよう
に、より好適には、大きさが約10ミクロン以上の小さな液滴を除去するように
、さらにより好適には、、大きさが約8ミクロン以上の小さな液滴を除去するよ
うに、最も好適には、大きさが約5ミクロン以上の小さな液滴を除去するように
設計される。小さな液滴の分類装置内の小さな液滴の分類粒径は、好適には、約
15ミクロン以下、より好適には、約10ミクロン以下、さらにより好適には、
8ミクロン以下、最も好適には、約5ミクロン以下であることが好ましい。分類
カット点とも呼ばれる上記分類粒径は、それにより、その粒径の小さな液滴の半
分が除去され、その粒径の小さな液滴の半分が残る粒径である。本発明のエーロ
ゾル発生装置106は、最初に、小さな液滴の比較的狭い粒径分布を持つ、高品
質のエーロゾル108を製造するので、通常、エーロゾル108内の液体供給材
料102の約30重量%以下が、小さな液滴の分類装置288内で、排出液28
4として除去されるが、この場合、好適には、約25重量%以下が除去されるこ
とが好ましく、さらにより好適には、約20重量%以下が除去されることが好ま
しく、最も好適には、約15重量%以下が除去されることが好ましい。エーロゾ
ル108からの、液体供給材料102の除去を、最低限度まで低減することは、
高品質の微粒子製品116の歩留まりを改善するために、商業ベースの用途の場
合には特に重要である。しかし、エーロゾル発生装置106の性能がきわめて優
れているので、炉110への粒径の大きい小さな液滴を必要なだけ除去するため
に、インパクタまたは他の小さな液滴の分類装置の使用を必要とする頻度は低い
ことに留意されたい。このことは重要な利点である。何故なら、本発明のプロセ
スを使用した場合、インパクタの使用に伴う複雑さ増大およびそれに付随する液
体の損失を、多くの場合、避けることができるからである。
In a preferred embodiment of the present invention, the small droplet sorter 280 typically comprises
To remove small droplets of about 15 microns or more in size from the aerosol 108, more preferably to remove small droplets of about 10 microns or more, and even more preferably to remove small droplets of about 10 microns or more in size. It is designed to remove small droplets of about 8 microns or more, and most preferably, to remove small droplets of about 5 microns or more. The classification size of the small droplets in the small droplet classification device is preferably about 15 microns or less, more preferably about 10 microns or less, and even more preferably,
Preferably, it is no greater than 8 microns, most preferably no greater than about 5 microns. The classified particle size, also called the classification cut point, is the particle size by which half of the small droplets are removed and half of the small droplets remain. Since the aerosol generator 106 of the present invention initially produces a high quality aerosol 108 having a relatively narrow size distribution of small droplets, typically about 30% by weight of the liquid feed 102 in the aerosol 108 The following is the discharge 28
4, preferably less than about 25% by weight, even more preferably less than about 20% by weight, and most preferably. , Preferably less than about 15% by weight. Reducing the removal of the liquid feed material 102 from the aerosol 108 to a minimum can include:
It is especially important for commercial applications to improve the yield of high quality particulate products 116. However, the very good performance of the aerosol generator 106 requires the use of an impactor or other small droplet sorter to remove as many small droplets of large particles into the furnace 110 as needed. Note that this is infrequent. This is an important advantage. This is because when using the process of the present invention, the increased complexity and associated liquid loss associated with the use of impactors can often be avoided.

【0069】 場合によっては、高度に制御された粒径および粒径分布を持つ粒子を製造する
目的で、炉に導入するための極度の高品質のエーロゾルの流れを製造するために
、エーロゾル・コンセントレータ236および小さな液滴の分類装置280の両
方を使用するこが望ましいことがある。仮想インパクタおよびインパクタの両方
を使用することにより、望ましくない粒径の大きな、および望ましくない粒径の
小さな小さな液滴を、除去することができ、それにより、非常に狭い小さな液滴
の粒径分布を持つ、分類されたエーロゾルを製造することができる。また、エー
ロゾル・コンセントレータ236および小さな液滴の分類装置280の、どちら
かのデバイスを前に設置することができる。しかし、通常、エーロゾル・コンセ
ントレータ236が前に設置され、小さな液滴の分類装置280が後に設置され
る。
In some cases, an aerosol concentrator is used to produce an extremely high quality aerosol stream for introduction into a furnace for the purpose of producing particles with a highly controlled particle size and particle size distribution. It may be desirable to use both 236 and a small droplet sorter 280. By using both the virtual impactor and the impactor, unwanted large droplets and undesirable small droplets can be removed, thereby providing a very narrow small droplet size distribution. A classified aerosol having the following can be produced. Also, either device of the aerosol concentrator 236 and the small droplet sorter 280 can be pre-installed. However, typically, an aerosol concentrator 236 is installed before and a small droplet sorter 280 is installed after.

【0070】 本発明のプロセスのある種の用途の場合には、炉110の出力から、直接、粒
子112を収集することができる。しかし、もっと多くの場合、粒子収集装置1
14内に粒子112を収集する前に、炉110から流出する粒子112を冷却す
ることが望ましい。図24について説明すると、この図は、後で粒子収集装置1
14に送られる冷却した粒子の流れ322を製造するために、その内部において
、炉110から流出する粒子112が、粒子冷却装置320に送られる、本発明
のプロセスのある実施形態を示す。粒子冷却装置320としては、粒子収集装置
114に導入するために、粒子112を必要な温度に冷却することができる任意
の冷却装置を使用することができるけれども、従来の熱交換器設計は好ましくな
い。何故なら、従来の熱交換器設計は、その内部において、高温の粒子112が
浮遊している、エーロゾルの流れを、直接、冷たい表面に触れさせるからである
。その場合、熱交換器の冷たい表面上に、高温の粒子112の伝電による堆積に
より、粒子112の有意な損失が発生する。本発明の場合には、従来の熱交換器
と比較した場合、伝電損失を有意に低減する粒子冷却装置320として使用する
ために、ガス・クエンチ装置が設置されている。
For certain applications of the process of the present invention, the particles 112 can be collected directly from the output of the furnace 110. However, in many cases, the particle collection device 1
Prior to collecting particles 112 in 14, it is desirable to cool particles 112 exiting furnace 110. Referring to FIG. 24, FIG.
3 illustrates an embodiment of the process of the present invention in which particles 112 exiting the furnace 110 are sent to a particle cooling device 320 to produce a cooled particle stream 322 sent to 14. Although any cooling device capable of cooling the particles 112 to the required temperature for introduction into the particle collection device 114 can be used as the particle cooling device 320, conventional heat exchanger designs are not preferred. . This is because conventional heat exchanger designs allow the aerosol stream, in which the hot particles 112 are suspended, to directly touch the cold surface. In that case, the conductive loss of hot particles 112 on the cold surface of the heat exchanger causes a significant loss of particles 112. In the case of the present invention, a gas quench device is provided for use as a particle cooling device 320 that significantly reduces transmission losses when compared to conventional heat exchangers.

【0071】 図25−図27について説明すると、これらの図は、ガス・クエンチ・クーラ
330のある実施形態である。ガス・クエンチ・クーラは、クーラ・ハウジング
334と、孔付きコンジット332との間の環状の空間336を持つ、クーラ・
ハウジング334内に収容されている、孔付きコンジット332を含む。環状空
間336との流体による連絡の場合、その内部に、エーロゾル出力コンジット3
40の一部が位置する、クエンチ入力ボックス338が設置される。孔付きコン
ジット332は、エーロゾル出力コンジット340とエーロゾル入口コンジット
342をとの間を延びる。二つのクエンチ・ガス供給チューブ344が、クエン
チ・ガス入口ボックス338への、開口部に取り付けられている。図27につい
て詳細に説明すると、この図は、孔付きチューブ332である。この孔付きチュ
ーブ332は、複数の開口部345を持つ。孔付きコンジット332が、ガス・
クエンチ・クーラ330に組み立てられると、開口部345を通って、クエンチ
・ガス346の流れが、環状空間336から、孔付きコンジット332の内部空
間348に、流れることができるようになる。図では、開口部345は、丸い孔
になっているが、スリットのような、任意の形の開口部を使用することができる
。また、孔付きコンジット332は、多孔性スクリーンであってもいい。二つの
熱放射シールド347が、炉からの下流方向への放射熱を遮断する。しかし、ほ
とんどの場合、熱放射シールド347の設置は必要ない。何故なら、炉から下流
方向への放射熱は、通常、有意な問題ではないからである。熱放射シールド34
7を使用すると、微粒子の損失が起こるので、その使用は望ましくない。
Referring to FIGS. 25-27, these are some embodiments of the gas quench cooler 330. The gas quench cooler has an annular space 336 between the cooler housing 334 and the perforated conduit 332.
Includes a perforated conduit 332 housed within housing 334. In the case of fluid communication with the annular space 336, an aerosol output conduit 3 is provided therein.
A quench input box 338 where a part of 40 is located is provided. Perforated conduit 332 extends between aerosol output conduit 340 and aerosol inlet conduit 342. Two quench gas supply tubes 344 are attached to the openings to the quench gas inlet box 338. Referring to FIG. 27 in detail, this figure shows a tube 332 with holes. The perforated tube 332 has a plurality of openings 345. The conduit 332 with a hole
When assembled in the quench cooler 330, the flow of quench gas 346 can flow from the annular space 336 to the interior space 348 of the perforated conduit 332 through the opening 345. In the figure, the opening 345 is a round hole, but any shape of opening, such as a slit, can be used. Also, the conduit 332 with holes may be a porous screen. Two heat radiation shields 347 block radiant heat downstream from the furnace. However, in most cases, the installation of the heat radiation shield 347 is not necessary. This is because radiant heat downstream from the furnace is usually not a significant problem. Heat radiation shield 34
The use of 7 is undesirable because of the loss of particulates.

【0072】 引続き図25−図27を参照しながら説明を続けるが、ガス・クエンチ・クー
ラ330の動作について以下に説明する。動作中、ガスの流れにより運ばれ、そ
の内部に分散している粒子112は、エーロゾル入口コンジット342を通って
、ガス・クエンチ・クーラ330に入り、孔付きコンジット332の内部空間3
48内を流れる。クエンチ・ガス346は、クエンチ・ガス供給チューブ344
を通って、クエンチ・ガス入口ボックス338に導入される。クエンチ・ガス入
口ボックス338に入るクエンチ・ガス346は、エーロゾル出力コンジット3
40の外面と接触し、クエンチ・ガス346を、螺旋状、渦巻状に環状空間33
6内に強制的に流入させ、そこでクエンチ・ガス346は、開口部345および
孔付きコンジット332の壁部を通って流れる。好適には、ガス346は、内部
空間348内に入った後でも、渦巻運動を継続して行うことが好ましい。このよ
うにして、粒子112は、ガス・クエンチ・クーラ330の壁部に、粒子を少し
付着させるだけで、急速に冷却される。このようにして、クエンチ・ガス346
は、半径方向に運動して、孔付きコンジット332の全周辺または円周を回り、
および孔付きコンジット332の全長に沿って、孔付きコンジット332の内部
空間348に流入する。冷却クエンチ・ガス346は、高温の粒子112と混合
し、この粒子を冷却し、冷却した粒子は、冷却粒子の流れ322として、エーロ
ゾル出力コンジット340を通って流出する。その後で、粒子を収集するために
、冷却した粒子の流れ322を、粒子収集装置114に送ることができる。冷却
した粒子の流れ322は、多量のまたは少量のクエンチ・ガスを、導入すること
により制御することができる。また、図25に示すように、クエンチ・ガス34
6は、粒子の流れに対向する方向に、クエンチ・クーラ330導入される。別の
方法としては、クエンチ・ガス346が、粒子112の流れと一緒に、クエンチ
・クーラ330内に流入するように、クエンチ・クーラを設計することができる
。ガス・クエンチ・クーラ330に送られる、クエンチ・ガス346の量は、製
造中の特定の材料および特定の動作条件により異なる。しかし、使用するクエン
チ・ガス346の量は、粒子112を含むエーロゾルの流れの温度を必要な温度
まで下げるのに十分のものでなければならない。通常、粒子112は、少なくと
も約200℃、および多くの場合それ以下の温度に冷却される。どれだけの量の
粒子112を冷却するかについての制限は、冷却された粒の流れ322が、流れ
の中のもう一つの凝縮可能な蒸気としての水に対する凝縮温度より上の温度にな
らなければならないことである。冷却された粒子の流れ322の温度は、多くの
場合、約50〜120℃の範囲の温度である。
The operation will be described with reference to FIGS. 25 to 27. The operation of the gas quench cooler 330 will be described below. In operation, particles 112 carried by and dispersed within the gas stream enter gas quench cooler 330 through aerosol inlet conduit 342 and enter interior space 3 of perforated conduit 332.
It flows inside 48. The quench gas 346 is a quench gas supply tube 344.
Through the quench gas inlet box 338. The quench gas 346 entering the quench gas inlet box 338 is aerosol output conduit 3
The quench gas 346 comes into contact with the outer surface of the annular space 40 in a spiral or spiral manner.
6, where the quench gas 346 flows through the openings 345 and the walls of the perforated conduit 332. It is preferable that the gas 346 continues the swirling motion even after entering the internal space 348. In this manner, the particles 112 are rapidly cooled with only a small amount of particles adhering to the walls of the gas quench cooler 330. Thus, the quench gas 346
Moves radially around the entire circumference or circumference of the perforated conduit 332,
And flows along the entire length of the perforated conduit 332 into the internal space 348 of the perforated conduit 332. The cooling quench gas 346 mixes with the hot particles 112 and cools the particles, and the cooled particles exit through the aerosol output conduit 340 as a stream 322 of cooled particles. Thereafter, the cooled particle stream 322 can be sent to the particle collection device 114 for collecting particles. Cooled particle stream 322 can be controlled by introducing large or small amounts of quench gas. Also, as shown in FIG.
6 is introduced into the quench cooler 330 in a direction opposite to the flow of the particles. Alternatively, the quench cooler can be designed such that the quench gas 346 flows into the quench cooler 330 along with the flow of the particles 112. The amount of quench gas 346 sent to gas quench cooler 330 depends on the particular material being manufactured and the particular operating conditions. However, the amount of quench gas 346 used must be sufficient to reduce the temperature of the aerosol stream containing the particles 112 to the required temperature. Typically, particles 112 are cooled to a temperature of at least about 200 ° C., and often lower. The limit on how much particles 112 are cooled is that the cooled particle stream 322 must be above the condensation temperature for water as another condensable vapor in the stream. It must not be. The temperature of the cooled particle stream 322 is often in the range of about 50-120C.

【0073】 クエンチ・ガス346が、孔付きコンジット332の全周囲および全長の周囲
を、半径方向に孔付きコンジット332の内部空間348に導入されるので、冷
却クエンチ・ガス346のバッファが、孔付きコンジット332の内壁部の周囲
に形成され、それにより、孔付きコンジット332の冷却壁部上の伝熱堆積によ
る粒子112の損失はかなり抑えられる。動作中、開口部345から流出し、内
部空間348内に流入するクエンチ・ガス346は、孔付きコンジット332内
の、孔付きコンジット332の孔付き壁部に向かって、半径方向に外側に向かう
粒子112の、熱速度より速い半径方向の速度(孔付きコンジット332の内部
での、円形断面の中心に向かって内部に向かう速度)を持っていなければならな
い。
The quench gas 346 is introduced radially into the interior space 348 of the perforated conduit 332 around the entire perimeter and the entire length of the perforated conduit 332, so that the buffer of the cooling quench gas 346 is perforated. Formed around the inner wall of the conduit 332, loss of the particles 112 due to heat transfer deposition on the cooling wall of the perforated conduit 332 is significantly reduced. In operation, the quench gas 346 flowing out of the opening 345 and flowing into the interior space 348 has particles in the perforated conduit 332 radially outwardly toward the perforated wall of the perforated conduit 332. It must have a radial velocity (inward of the inside of the perforated conduit 332 toward the center of the circular cross section) higher than the thermal velocity of 112.

【0074】 図25−図27に示すように、ガス・クエンチ・クーラ330は、ほぼ一定の
断面の形および断面積を持つガス・クエンチ・クーラを通って、粒子112のた
めの流れ経路を含む。好適には、ガス・クエンチ・クーラ330内の上記流れ経
路は、炉110を通り、エーロゾル108を、エーロゾル発生装置106から炉
110へ運ぶコンジットを通る流れ経路と同じ断面の形および断面積を持つこと
が好ましい。
As shown in FIGS. 25-27, gas quench cooler 330 includes a flow path for particles 112 through a gas quench cooler having a substantially constant cross-sectional shape and cross-sectional area. . Preferably, the flow path in the gas quench cooler 330 has the same cross-sectional shape and cross-sectional area as the flow path through the conduit that passes the aerosol 108 from the aerosol generator 106 to the furnace 110 through the furnace 110. Is preferred.

【0075】 また、クエンチ・クーラ内での粒子の冷却は、非常に急速に行われ、冷却中の
伝熱損失の可能性を低減する。炉110の高ゾーンと、クエンチ・クーラの両方
を通って流れる、エーロゾルの全滞留時間は、通常、約5秒より短く、より好適
には、約2秒より短く、最も好適には、約1秒より短いことが好ましい。
Also, cooling of the particles in the quench cooler occurs very rapidly, reducing the potential for heat transfer losses during cooling. The total residence time of the aerosol flowing through both the high zone of the furnace 110 and the quench cooler is typically less than about 5 seconds, more preferably less than about 2 seconds, and most preferably about 1 second. Preferably less than seconds.

【0076】 他の実施形態の場合には、本発明のプロセスは、同様に、炉から流出する粒子
112の組成上の修正を含むことができる。ほとんどの場合、組成上の修正は、
粒子112上に、粒子112をコーティング材料でコーティングするように、粒
子112とは異なる材料の相の形成を含む。図28は、粒子コーティングを含む
、本発明のプロセスのある実施形態を示す。図28に示すように、炉110から
流出する粒子112は、粒子コーティング装置350に送られ、そこでコーティ
ングされた粒子352を形成するために、粒子112の外面上にコーティング行
われる。その後で、コーティングされた粒子は、微粒子製品116を製造するた
めに、粒子収集装置114に送られる。
In other embodiments, the process of the present invention may also include a modification in the composition of particles 112 exiting the furnace. In most cases, compositional modifications are
On the particles 112, includes forming a phase of a different material than the particles 112 so as to coat the particles 112 with a coating material. FIG. 28 illustrates one embodiment of a process of the present invention that includes a particle coating. As shown in FIG. 28, the particles 112 exiting the furnace 110 are sent to a particle coating device 350 where coating is performed on the outer surfaces of the particles 112 to form coated particles 352. Thereafter, the coated particles are sent to a particle collector 114 to produce a particulate product 116.

【0077】 粒子コーティング装置350内においては、粒子112は、ガス−粒子変換の
ような、任意の適当な粒子コーティング技術により、コーティングされる。しか
し、好適には、化学的蒸着法(CVD)および/または物理的蒸着法(PVD)
により行うことが好ましい。CVDコーティングの場合には、粒子112上に表
面コーティングを行うために、一つまたはそれ以上の蒸気相コーティング前駆物
質が反応する。CVDによる好適なコーティングは、シリカ、アルミナ、チタニ
アおよびジルコニアおよび元素金属のような、酸化物を含む。例えば、シリカは
、テトラクロンシランのような、シラン前駆物質を使用して蒸着することができ
る。PVDコーティングの場合には、コーティング材料は、粒子112の表面上
に物理的に蒸着される。PVDにより蒸着された好適なコーティングは、有機材
料および銀、銅および金のような元素金属を含む。他の可能な表面コーティング
方法としては、粒子112の表面部分を、粒子112内に元来含まれているもの
とは異なる材料に変換するために、蒸着相の反応物質との反応により、粒子11
2の表面部分の表面変換がある。粒子コーティング装置350としては、任意の
適当な装置を使用することができるけれどもCVDおよびPVD用の、コーティ
ング前駆物質を含む、ガス状のコーティング供給を使用する場合には、ガス状の
コーティング供給の供給は、図25−図27を参照しながら、クエンチ・クーラ
330のところで説明したような、円周方向の孔付きコンジットを通して導入す
る。場合によっては、コーティング材料の前駆物質が、クエンチ・ガス346内
に含まれている場合には、クエンチ・クーラ330は、粒子コーティング装置3
50として機能することもできる。
[0077] Within the particle coating apparatus 350, the particles 112 are coated by any suitable particle coating technique, such as gas-particle conversion. However, preferably, chemical vapor deposition (CVD) and / or physical vapor deposition (PVD)
It is preferable to carry out. In the case of a CVD coating, one or more vapor phase coating precursors react to provide a surface coating on the particles 112. Suitable coatings by CVD include oxides such as silica, alumina, titania and zirconia and elemental metals. For example, silica can be deposited using a silane precursor, such as tetraclone silane. In the case of a PVD coating, the coating material is physically deposited on the surface of the particles 112. Suitable coatings deposited by PVD include organic materials and elemental metals such as silver, copper and gold. Another possible surface coating method is to convert the surface portion of the particle 112 to a different material than that originally contained within the particle 112 by reacting the particles with the reactants of the vapor phase.
There is a surface transformation of the surface part of 2. Any suitable device may be used as the particle coating device 350, but if a gaseous coating supply containing coating precursors is used for CVD and PVD, a gaseous coating supply may be provided. Is introduced through a circumferential perforated conduit, as described for the quench cooler 330 with reference to FIGS. 25-27. In some cases, if a precursor of the coating material is contained in the quench gas 346, the quench cooler 330 may be used to control the particle coating apparatus 3
It can also function as 50.

【0078】 引続き主として図28を参照しながら説明するが、好適な実施形態の場合には
、粒子112が、本発明のプロセスによりコーティングされる場合、粒子112
は、同様に、すでに説明したように、本発明のエーロゾル・プロセスにより製造
される。しかし、本発明のプロセスは、液体沈澱プロセスのような、異なるプロ
セスにより予め製造された粒子を、コーティングする場合にも使用することがで
きる。液体沈澱のような、異なるプロセスにより予め製造された粒子を、コーテ
ィングする場合、好適には、粒子が、製造の時点から、炉110内で、乾燥した
粒子112を形成する目的で、エーロゾル108を製造するために、粒子が、ス
ラリー状態で、エーロゾル発生装置106内に導入される時点まで、分散状態を
維持することが好ましい。その後で、上記粒子112を、粒子コーティング装置
350内で、コーティングすることができる。製造の時点からコーティングの時
点まで、粒子を分散状態に維持することにより、エーロゾル発生装置106に液
体供給材料102を供給するために、再分散しなければならない場合、粒子の集
合および再分散に関連する問題を回避することができる。例えば、液体媒体から
元来沈澱した粒子の場合には、エーロゾル発生装置106への液体供給材料10
2形成するために、懸濁状態で沈澱している粒子を含む液体媒体を使用すること
ができる。粒子コーティング装置350としては、炉110と一体に形成された
延長部を使用することもできるし、または独立している装置を、使用することも
できることに留意されたい。
Still referring primarily to FIG. 28, in a preferred embodiment, when the particles 112 are coated by the process of the present invention, the particles 112
Is also produced by the aerosol process of the present invention, as described above. However, the process of the present invention can also be used when coating particles that have been previously produced by a different process, such as a liquid precipitation process. When coating particles that have been pre-manufactured by a different process, such as liquid precipitation, the particles are preferably coated with the aerosol 108 from the point of manufacture in an oven 110 for the purpose of forming dry particles 112. For production, it is preferred that the particles be maintained in a dispersed state until they are introduced into the aerosol generator 106 in a slurry state. Thereafter, the particles 112 can be coated in a particle coating device 350. By maintaining the particles in a dispersed state from the point of manufacture to the point of coating, if the particles must be redispersed in order to supply the aerosol generator 106 with the liquid feedstock 102, the particle aggregation and redispersion Problems can be avoided. For example, in the case of particles originally precipitated from a liquid medium, the liquid feed 10 to the aerosol generator 106
To form 2, a liquid medium containing particles that are settling out in suspension can be used. It should be noted that the particle coating device 350 may use an extension formed integrally with the furnace 110, or may use an independent device.

【0079】 本発明の他の実施形態の場合には、炉110内で粒子112を製造した後で、
粒子の収集前に、必要な物理的特性を付与するために、粒子112の構造を修正
することができる。図29について説明すると、この図は、粒子の構造修正を含
む、本発明のプロセスのある実施形態である。炉110から流出する粒子112
は、粒子改変装置360へ送られ、そこで、修正した粒子362を形成するため
に、粒子の構造が修正され、修正された粒子は、微粒子製品116を製造するた
めに粒子収集装置114に送られる。粒子改変装置360は、通常、焼き鈍し炉
のような炉である。この粒子改変装置360は、炉110と一体に構成すること
もできるし、独立の加熱デバイスとすることもできる。とにかく、粒子112を
製造するために、炉110が必要とする条件とは無関係に、粒子の修正のための
適正な条件を供給することができるように粒子改変装置360が、炉110から
独立している温度制御を持つことが重要である。それ故、粒子改変装置360は
、通常、必要な粒子112の構造修正を行うために、温度制御が行われている環
境および必要な滞留時間を供給する。
In another embodiment of the present invention, after producing particles 112 in furnace 110,
Prior to collection of the particles, the structure of the particles 112 can be modified to provide the required physical properties. Referring to FIG. 29, which is an embodiment of the process of the present invention, including the modification of the structure of the particles. Particles 112 flowing out of furnace 110
Is sent to a particle modification device 360 where the structure of the particles is modified to form modified particles 362, and the modified particles are sent to a particle collection device 114 to produce a particulate product 116. . Particle modification device 360 is typically a furnace such as an annealing furnace. The particle modifying device 360 can be configured integrally with the furnace 110, or can be an independent heating device. Regardless, the particle modification device 360 is independent of the furnace 110 so that it can provide the proper conditions for particle modification, independent of the conditions required by the furnace 110, to produce the particles 112. It is important to have temperature control. Therefore, the particle modification device 360 typically provides the environment in which the temperature control is being performed and the required residence time to perform the necessary structural modifications of the particles 112.

【0080】 粒子改変装置360で行われる構造修正は、粒子112の結晶構造または形態
に対する任意の修正である。例えば、粒子112の密度を高め、または粒子11
2を多結晶の形または単結晶の形に再結晶させるために、粒子改変装置360で
粒子112を焼き鈍すことができる。また、特に、合成粒子112の場合には、
異なる材料相の粒子112内で再分配することができるように十分な時間焼き鈍
すことができる。
The structural modification performed by the particle modification device 360 is any modification to the crystal structure or morphology of the particle 112. For example, increasing the density of the particles 112 or the particles 11
Particles 112 can be annealed in particle modification device 360 to recrystallize 2 into a polycrystalline or single crystal form. In particular, in the case of the synthetic particles 112,
Annealing can be for a sufficient time to allow redistribution within particles 112 of different material phases.

【0081】 本発明により、炉110内で形成された合成粒子の最初の形は、関連する特定
の材料および特定の処理条件により種々の形をとることができる。図30A−F
は、本発明により製造することができる、ある種の可能な合成粒子の形のいくつ
かの例を示す。これらの形は、炉110内で最初に製造された粒子の形であって
もよいし、粒子改変装置360で構造が修正された粒子の形であってもよい。さ
らに、合成粒子は、図30に示す複数の形態の属性の混合物を含むことができる
According to the present invention, the initial form of the synthetic particles formed in the furnace 110 can take a variety of forms depending on the particular materials involved and the particular processing conditions. 30A-F
Shows some examples of certain possible synthetic particle shapes that can be produced according to the present invention. These shapes may be in the form of particles originally produced in the furnace 110, or may be in the form of particles whose structure has been modified by the particle modification device 360. Further, the synthetic particles can include a mixture of the multiple forms of attributes shown in FIG.

【0082】 多重相の粒子を製造する場合、好適な多重相の粒子は、パラジウム、銀、ニッ
ケルおよび銅の少なくとも一つのような金属相、および非金属相を含む。非金属
相として好適なものは、シリカ、アルミナ、チタニアおよびジルコニアの中の少
なくとも一つである。他の好適な非金属相としては、チタン酸塩等があり、好適
なものとしては、バリウム、ストロンチウム、ネオジム、カルシウム、マグネシ
ウムおよび鉛の中の少なくとも一つのチタン酸塩がある。
When producing multi-phase particles, suitable multi-phase particles include a metal phase such as at least one of palladium, silver, nickel and copper, and a non-metal phase. Suitable as the non-metallic phase are at least one of silica, alumina, titania and zirconia. Other suitable non-metallic phases include titanates and the like, and preferred are at least one titanate of barium, strontium, neodymium, calcium, magnesium and lead.

【0083】 いままで、本発明のプロセスによるエーロゾルの発生について、超音波エーロ
ゾル発生装置を参照しながら説明してきた。本発明のプロセスの場合には、非常
に高品質で高密度のエーロゾルが発生するので、超音波発生装置を使用すること
が好ましい。しかし、場合によっては、本発明のプロセス用のエーロゾル発生装
置は、特定の用途によっては、異なる設計を持つこともできる。例えば、約3ミ
クロンより大きな重量平均粒径をもつ粒子のような、もっと大きな粒子が望まし
い場合には、スプレー・ノズル・アトマイザを使用するほうが好ましい。しかし
、本発明の粒子の場合に通常必要であるように、もっと小さな粒子が必要な場合
には、特に、約3ミクロンより小さい粒子を製造したい場合、好適には、約2ミ
クロンより小さい粒子を製造したい場合には、本明細書に記載する超音波発生装
置が特に望ましい。この点について説明すると、約0.2〜約3ミクロンの重量
平均粒径を持つ粒子を製造する場合には、本発明の超音波発生装置が特に望まし
い。
So far, aerosol generation by the process of the present invention has been described with reference to an ultrasonic aerosol generator. In the case of the process of the present invention, it is preferred to use an ultrasonic generator since very high quality and high density aerosols are generated. However, in some cases, the aerosol generator for the process of the present invention may have different designs depending on the particular application. If larger particles are desired, for example, particles having a weight average particle size greater than about 3 microns, it is preferable to use a spray nozzle atomizer. However, if smaller particles are required, as is usually the case with the particles of the present invention, especially if one wishes to produce particles smaller than about 3 microns, preferably particles smaller than about 2 microns are used. If it is desired to manufacture, the ultrasonic generator described herein is particularly desirable. To illustrate this point, the ultrasonic generator of the present invention is particularly desirable when producing particles having a weight average particle size of about 0.2 to about 3 microns.

【0084】 いままでは、エーロゾル発生装置は、医療上の用途および家庭用の給湿装置と
して使用されてきたが、スプレー熱分解粒子製造用の超音波発生装置の用途は、
主として、小規模の実験用に限定されてきた。図2−図21を参照しながら、本
明細書に記載する本発明の超音波エーロゾル発生装置は、小さな平均粒径および
狭い粒径分布を持つ、高品質の粉末の商業ベースの製造によく適している。この
点について説明すると、エーロゾル発生装置は、小さな液滴の含有量が多い、高
品質のエーロゾルを速い生産速度で製造する。小さな液滴の小さな粒径、狭い粒
径分布、高い含有量および速い生産速度のこのこのような組合せは、通常、不適
当な狭い粒径分布、望ましくない低い小さな液滴の含有量、または非常に遅い生
産速度の中の、少なくとも一つを欠点とする現在のエーロゾル発生装置と比較す
ると、有意な利点を持つ。
While aerosol generators have been used as medical and home humidifiers, ultrasonic generators for spray pyrolysis particle production have been
It has been mainly limited to small-scale experiments. Referring to FIGS. 2-21, the ultrasonic aerosol generator of the present invention described herein is well suited for commercial production of high quality powders having a small average particle size and a narrow particle size distribution. ing. In this regard, aerosol generators produce high quality aerosols with high content of small droplets at high production rates. Such a combination of small droplet size, narrow particle size distribution, high content and fast production rate of small droplets usually results in inappropriate narrow particle size distribution, undesirable low small droplet content, or very low It has significant advantages when compared to current aerosol generators, which have at least one disadvantage in slower production rates.

【0085】 本発明の超音波発生装置の注意深く、制御された設計により、通常、約1〜1
0ミクロンの粒径範囲、好適には、約1〜5ミクロンの粒径範囲、より好適には
、約2〜4ミクロンの粒径範囲内の、小さな液滴の約70重量%以上(および、
好適には、約80重量%以上)を含むエーロゾルを製造することができる。また
、本発明の超音波発生装置は、エーロゾルの形で、高出力速度の液体供給を行う
ことができる。上記の高い液体含有量での、液体供給速度は、好適には、1台の
トランスデューサ当り、1時間当り約25ミリリットル、より好適には、1台の
トランスデューサ当り、1時間当り約37.5ミリリットル、さらにより好適に
は、1台のトランスデューサ当り、1時間当り約50ミリリットル、最も好適に
は、1台のトランスデューサ当り、1時間当り約100ミリリットルより多いこ
とが好ましい。この高いレベルの性能は、商業ベースの稼働には望ましいもので
あり、超音波トランスデューサのアレー上の一つの前駆物質浴を含む、比較的簡
単な設計の本発明により達成される。超音波発生装置のエーロゾル生産速度は速
く、小さな液滴の含有量は多く、小さな液滴の粒径分布は狭い。この発生装置は
、好適には、1時間当り約0.5リットルよい多い、より好適には、1時間当り
約2リットルよい多い、さらにより好適には、1時間当り約5リットルよい多い
、さらにさらにより好適には、1時間当り約10リットルよい多い、最も好適に
は、1時間当り約40リットルよい多い生産速度で、小さな液滴を製造すること
が好ましい。例えば、エーロゾル発生装置が、図3−図21を参照しながら説明
したように、400のトランスデューサを含む設計の場合には、エーロゾル発生
装置は、上記のような小さな液滴の高い含有量の高品質のエーロゾルを、1時間
当り液体供給材料の約10リットル、より好適には、1時間当り液体供給材料の
約15リットル、さらにより好適には、1時間当り液体供給材料の約20リット
ル、最も好適には、1時間当り液体供給材料の約40リットルの全生産速度で、
製造することができることが好ましい。
Due to the careful and controlled design of the ultrasonic generator of the present invention, typically about 1 to 1
Greater than or equal to about 70% by weight of small droplets in the particle size range of 0 microns, preferably in the size range of about 1-5 microns, more preferably in the size range of about 2-4 microns (and
Preferably, an aerosol containing about 80% by weight or more) can be produced. Further, the ultrasonic generator of the present invention can supply a liquid at a high output rate in the form of an aerosol. At the above high liquid content, the liquid feed rate is preferably about 25 milliliters per transducer per hour, more preferably about 37.5 milliliters per transducer per hour. Even more preferably, more than about 50 milliliters per transducer, per hour, and most preferably, more than about 100 milliliters per transducer, per hour. This high level of performance is desirable for commercial operation and is achieved by a relatively simple design of the present invention that includes a single precursor bath on an array of ultrasonic transducers. The aerosol production rate of the ultrasonic generator is high, the content of small droplets is large, and the particle size distribution of small droplets is narrow. The generator is preferably about 0.5 liters / hour, more preferably about 2 liters / hour, even more preferably about 5 liters / hour, Even more preferably, it is preferred to produce small droplets at a high production rate of about 10 liters per hour, most preferably about 40 liters per hour. For example, if the aerosol generator is designed to include 400 transducers, as described with reference to FIGS. 3-21, the aerosol generator may have a high content of small droplets as described above. About 10 liters of liquid feed per hour, more preferably about 15 liters of liquid feed per hour, even more preferably about 20 liters of liquid feed per hour, most Preferably, at a total production rate of about 40 liters of liquid feed per hour,
Preferably, it can be manufactured.

【0086】 ほとんどの動作条件下で、このようなエーロゾル発生装置を使用した場合、生
産される全微粒子製品は、好適には、1台のトランスデューサ当り、1時間当り
約0.5グラム以上、より好適には、1台のトランスデューサ当り、1時間当り
約0.75グラム以上、さらにより好適には、1台のトランスデューサ当り、1
時間当り約1.0グラム以上、最も好適には、1台のトランスデューサ当り、1
時間当り約2.0グラム以上であることが好ましい。
Under most operating conditions, with such an aerosol generator, the total particulate product produced is preferably greater than about 0.5 grams per transducer per hour and more. Preferably, about 0.75 grams or more per transducer per hour, and even more preferably, 1 per transducer.
More than about 1.0 gram per hour, most preferably, 1 gram per transducer
Preferably, it is greater than about 2.0 grams per hour.

【0087】 液体供給材料102内の可溶性の前駆物質の濃度は、関連する特定の材料、お
よび必要な特定の粒子組成および粒子の形により異なる。ほとんどの用途の場合
、可溶性の前駆物質を使用した場合には、可溶性の前駆物質は、液体供給材料1
02の約1〜50重量%の濃度で存在する。しかし、いずれにせよ、可溶性の材
料を使用した場合には、前駆物質は、液体供給材料を超音波により微粒子化する
ことができ、液体供給材料102からの材料が、時期尚早なのに沈澱するのを防
止することができる、十分に低い濃度でなければならない。懸濁している微粒子
状の前駆物質の濃度も、特定の用途に関連する特定の材料により異なる。
The concentration of the soluble precursor in the liquid feed 102 will depend on the particular materials involved and the particular particle composition and shape required. For most applications, when a soluble precursor is used, the soluble precursor is the liquid feed 1
02 is present at a concentration of about 1-50% by weight. However, in any event, if a soluble material is used, the precursor can ultrasonically atomize the liquid feed and prevent the material from the liquid feed 102 from prematurely precipitating. It must be of sufficiently low concentration that it can be prevented. The concentration of suspended particulate precursors will also depend on the particular material associated with a particular application.

【0088】 本発明を使用した場合、種々の材料の粉末を製造することができるが、このよ
うにして製造される粉末は、本発明の重要な特徴である。粒子は、例えば、単相
の粒子または多重相の粒子を含むことができる。また、粒子は、金属相または非
金属相を含むことができる。
With the use of the present invention, powders of various materials can be produced, and the powder thus produced is an important feature of the present invention. The particles can include, for example, single-phase particles or multi-phase particles. Also, the particles can include a metallic or non-metallic phase.

【0089】 本発明を使用した場合には、種々の用途に対して非常に望ましい属性を持つこ
れらの種々の粉末を製造することができる。この点について説明すると、上記粉
末は、通常、小さな重量平均粒径、狭い粒径分布、球形の粒子形、および粒子の
材料に対する理論上の密度と比較した場合、高い密度をもつように製造される。
また、上記粉末の粒子は、通常、単結晶か、多結晶であり、平均結晶粒径は大き
い。
When using the present invention, these various powders can be produced with highly desirable attributes for various applications. To illustrate in this regard, the powders are typically manufactured to have a small weight average particle size, a narrow particle size distribution, a spherical particle shape, and a high density when compared to the theoretical density of the particles for the material. You.
The particles of the powder are usually single crystals or polycrystals, and have a large average crystal grain size.

【0090】 粒径について説明すると、通常、粉末は、約0.05〜4ミクロンの範囲内の
重量平均粒径持つことと、大部分の粉末が、約0.1〜3ミクロンの重量平均粒
径を持つことを特徴とする。しかし、本発明のプロセスを使用した場合には、通
常、粒径は、必要な粒径の粒子を供給するように制御される。粒径は、主として
、エーロゾル発生装置内の超音波トランスデューサの周波数の変動、および液体
供給材料内の前駆物質の濃度の変動により変化する。超音波の周波数が低いと、
大きな粒子ができ、超音波の周波数が高いと、小さな粒子ができる傾向がある。
また、液体供給材料内の前駆物質の濃度が高いと、大きな粒子ができ、低いと小
さな粒子ができる傾向がある。
To explain the particle size, powders typically have a weight average particle size in the range of about 0.05 to 4 microns, and most powders have a weight average particle size of about 0.1 to 3 microns. It is characterized by having a diameter. However, when using the process of the present invention, the particle size is typically controlled to provide particles of the required size. Particle size varies primarily due to variations in the frequency of the ultrasonic transducer in the aerosol generator and variations in the concentration of the precursor in the liquid feed. If the ultrasonic frequency is low,
There is a tendency for large particles to be formed and for high frequency ultrasonic waves to produce small particles.
Also, high concentrations of the precursor in the liquid feed tend to produce large particles, while low concentrations tend to produce small particles.

【0091】 粒子は、通常、用途により異なるが、約0.1〜0.2ミクロン、または約0
.3ミクロン、または約0.5ミクロン、または約0.8ミクロン、または約1
ミクロンの下限を持ち、用途により異なるが、約4ミクロン、または約3ミクロ
ン、または約2.5ミクロン、または約2ミクロン、または約1ミクロン、また
は約0.8ミクロン、または0.6ミクロンの上限を持つ範囲内の、重量平均粒
径を持つことを特徴とする。上記特定の上限の中の一つ、および上記下限の中の
一つとの任意の組合せにより定義される重量平均粒径を持つ粉末は、上限が下限
より大きい限りは、本発明の範囲に含まれる。
Particles will usually vary from application to application, but will vary from about 0.1 to 0.2 microns, or about 0 to 0.2 microns.
. 3 microns, or about 0.5 microns, or about 0.8 microns, or about 1
With a lower limit of microns, depending on the application, about 4 microns, or about 3 microns, or about 2.5 microns, or about 2 microns, or about 1 micron, or about 0.8 microns, or 0.6 microns It has a weight average particle size within a range having an upper limit. Powders having a weight average particle size defined by one of the above specific upper limits and any combination with one of the above lower limits are included in the scope of the present invention as long as the upper limit is larger than the lower limit. .

【0092】 当業者であれば理解できると思うが、本明細書で使用する粒子の粒径という用
語は、多くの場合、主要な粒子と呼ばれるものの粒径を意味する。当業者であれ
ば周知のように、エーロゾル法により製造した粒子の場合には、粒子が収集され
た場合、通常、ぼろぼろの境界または「ぼろぼろ」塊を形成する。これらのぼろ
ぼろの塊は、超音波処理、篩かけ、低剪断ミリングにより、容易にもとのぼろぼ
ろの主要な粒子状態に分散する。粒径を測定する好適な方法は、最初に形成され
ているかも知れないぼろぼろの塊を分散させるために、超音波浴またはホーン内
での超音波処理により、粒子を水のような液体媒体内に分散させ、その後で、マ
イクロトラック(商標)のような光の散乱、または他の分析装置により、主要な
粒子の粒径属性を測定する方法である。
As the skilled artisan will appreciate, the term particle size of the particles as used herein refers to the size of what is often referred to as primary particles. As is well known to those skilled in the art, in the case of particles produced by the aerosol process, when the particles are collected, they usually form a ragged boundary or "ragged" mass. These rags are easily dispersed into the original ragged primary particle state by sonication, sieving and low shear milling. A preferred method of measuring the particle size is to disperse the particles in a liquid medium, such as water, by sonication in an ultrasonic bath or horn to disperse any rags that may have formed initially. And then measuring the particle size attributes of the primary particles by light scattering, such as Microtrac ™, or other analytical equipment.

【0093】 粉末は、通常、重量平均粒径の2倍以下の粒径を持つ、特に、重量平均粒径の
1.5倍以下の粒径を持つ粉末内において、粒子の約75重量%以上、好適には
、約90重量%以上、より好適には、約95重量%以上の狭い粒径分布を持つこ
とを特徴とする
The powder usually has a particle size of not more than twice the weight average particle size, in particular, about 75% by weight or more of the particles in the powder having a particle size not more than 1.5 times the weight average particle size. Preferably, it has a narrow particle size distribution of about 90% by weight or more, more preferably about 95% by weight or more.

【0094】 粉末は、また、通常、球形の粒子からなることを特徴とする。この点について
説明すると、粒子内の結晶の粒径が大きくなるにつれて、小さな面を持つ場合も
あるが、粒子がギザギザしていない点で、または形が規則正しい点で、粒子がほ
ぼ球形をしていることを特徴とする。球形の粒子は有利である。何故なら、球形
の粒子は、通常、ギザギザした粒子または不規則な形の粒子と比較すると、ペー
スト状の場合、分散性および流動性が高いからである。
The powder is also characterized in that it usually consists of spherical particles. To explain this point, as the size of the crystal in the particle increases, it may have a small surface, but at a point where the particle is not jagged or at a regular point, the particle becomes almost spherical. It is characterized by being. Spherical particles are advantageous. This is because spherical particles generally have a higher dispersibility and flowability when pasty, as compared to jagged or irregularly shaped particles.

【0095】 場合によっては、粉末を、高い多孔性を持つ粒子、または中空の粒子として、
製造することができるが、粉末は、通常、理論上の密度の少なくとも約80%、
好適には、少なくとも約90%、より好適には、少なくとも95%の密度を持つ
粒子を含む非常に密度が高いことを特徴とする。理論上の密度とは、粒子の多孔
性がゼロであると仮定した場合に、粒子が持つことができる密度である。本明細
書で使用する場合には、粒子の密度は、ヘリウム比重測定法により測定される。
加熱膜を含む厚膜用途の場合には、粒子密度が高いということは特に有利である
。何故なら、より密度の高粒子は、多孔性の高い粒子と比較すると、焼結中の収
縮が小さい傾向があるからである。
In some cases, the powder is provided as highly porous or hollow particles,
Although it can be manufactured, the powder typically has at least about 80% of its theoretical density,
Preferably, it is characterized by a very high density comprising particles having a density of at least about 90%, more preferably at least 95%. The theoretical density is the density that a particle can have, assuming that the porosity of the particle is zero. As used herein, particle density is measured by helium pycnometry.
For thick film applications, including heated films, the high particle density is particularly advantageous. This is because higher density particles tend to shrink less during sintering than higher porosity particles.

【0096】 上記粉末は、さらに、通常、約0.1原子%程度、好適には、約0.01原子
%程度の不純物しか含んでいない、通常、高い純度を持つことを特徴とする。本
発明の粉末の一つの有意な特徴は、上記粉末が、そうしたい場合には、有機材料
をほとんど含まない状態に製造することができ、特に、界面活性剤をほとんど含
んでいない状態で、製造することができることである。このことは、通常、残留
界面活性剤を含む、液体方法により製造した粒子と比較した場合、かなり有利で
ある。これらの残留界面活性剤は、粒子の有用性をかなり低下する恐れがあり、
特に、厚膜のペーストを製造する場合に悪影響がある。
The above-mentioned powder is further characterized in that it usually contains only about 0.1 atomic%, preferably about 0.01 atomic% of impurities, and usually has high purity. One significant feature of the powders of the present invention is that the powders can be made to contain little organic material, if desired, especially when they contain little surfactant. That is what you can do. This is a considerable advantage when compared to particles produced by the liquid method, which usually contain residual surfactant. These residual surfactants can significantly reduce the usefulness of the particles,
In particular, there is an adverse effect when producing a thick-film paste.

【0097】 本発明のエーロゾル製造方法による微粒子製品の効率的な製造は、多数の流れ
および熱入力の制御を必要とする。図31は、本発明のエーロゾル製造設備の主
要な構成部材を示す略図である。
Efficient production of particulate products by the aerosol production method of the present invention requires control of multiple flows and heat input. FIG. 31 is a schematic diagram showing main components of the aerosol production facility of the present invention.

【0098】 図31エーロゾル製造設備は、エーロゾル発生装置600と、エーロゾル発生
装置600と流体連通した、エーロゾル・ヒータ602と、エーロゾル・ヒータ
602と流体連通したエーロゾル・クーラ604と、エーロゾル・クーラ604
と流体連通した粒子収集装置606とを含む。エーロゾル製造設備は、また前駆
物質液供給システム608、キャリヤガス供給システム610、および冷却ガス
供給システム612を含む。
FIG. 31 includes an aerosol generator 600, an aerosol heater 602 in fluid communication with the aerosol generator 600, an aerosol cooler 604 in fluid communication with the aerosol heater 602, and an aerosol cooler 604.
And a particle collection device 606 in fluid communication. The aerosol production facility also includes a precursor liquid supply system 608, a carrier gas supply system 610, and a cooling gas supply system 612.

【0099】 微粒子製品を製造するために、エーロゾル製造設備が動作中、前駆物質液は、
前駆物質液供給システム608からエーロゾル発生装置600へ循環する。前駆
物質液の循環は、前駆物質液供給システム608からエーロゾル発生装置600
への前駆物質液供給材料620の供給、およびエーロゾル発生装置600からの
前駆物質液の流出液622の除去、および、前駆物質液供給材料620の一部と
してエーロゾル発生装置600へ再循環するために、前駆物質液供給システム6
08への前駆物質液の流出液622の戻りを含む。キャリヤガス624は、キャ
リヤガス供給システム610からエーロゾル発生装置600へ供給される。エー
ロゾル発生装置600内には、図2−図21のところですでに説明したように、
超音波トランスデューサの上に、前駆物質液の貯蔵タンクが設置されている。エ
ーロゾル発生装置内の超音波トランスデューサが作動した場合には、前駆物質液
の小さな液滴が形成される。これらの小さな液滴は、キャリヤガス624と結合
して、エーロゾルの流れの形でキャリヤガス624により運び去られ、上記エー
ロゾルの流れは、エーロゾル発生装置600から流出して、コンジット614を
通り、エーロゾル・ヒータ602に運ばれ、そこで、エーロゾルの流れ内で粒子
が形成される。粒子の形成プロセスは、小さな液滴から液体媒体を蒸発させるた
めのエーロゾルの加熱を含む。分散相としての粒子を含むエーロゾルの流れは、
コンジット616を通ってエーロゾル・ヒータ602から流出し、エーロゾル・
クーラ604に送られる。エーロゾル・クーラ604内においては、エーロゾル
の流れは、冷却ガス供給システム612からエーロゾル・クーラ604に供給さ
れた冷却ガス624と混合し、粒子を冷却するためにエーロゾルの流れの温度を
下げる。エーロゾルの流れは、コンジット618を通って、エーロゾル・クーラ
604から流出し、粒子収集装置606へ送られる。粒子収集装置606内にお
いては、粒子が、エーロゾルの流れから除去される。エーロゾル発生装置600
、エーロゾル・ヒータ602、エーロゾル・クーラ604、および粒子収集装置
606は、すでに説明したような任意の適当な装置を含むことができる。この点
について説明すると、エーロゾル発生装置600は、通常、上記設計の超音波エ
ーロゾル発生装置であり、エーロゾル・ヒータ602は、通常、管状炉のような
炉であり、エーロゾル・クーラは、通常、上記のようなクエンチ・スタイルのク
ーラであり、粒子収集装置は、通常、フィルタ、サイクロン・セパレータまたは
静電沈澱装置を備える。
During operation of the aerosol production facility to produce a particulate product, the precursor liquid is:
Circulation from the precursor liquid supply system 608 to the aerosol generator 600. The circulation of the precursor liquid is performed by the aerosol generator 600 from the precursor liquid supply system 608.
To supply the precursor liquid supply material 620 to and remove the effluent 622 of the precursor liquid from the aerosol generator 600 and to recirculate to the aerosol generator 600 as part of the precursor liquid supply material 620 , Precursor liquid supply system 6
08, the return of the precursor liquid effluent 622. The carrier gas 624 is supplied from the carrier gas supply system 610 to the aerosol generator 600. As already described with reference to FIGS. 2 to 21 in the aerosol generator 600,
Above the ultrasonic transducer, a storage tank for the precursor liquid is installed. When the ultrasonic transducer in the aerosol generator is activated, small droplets of the precursor liquid are formed. These small droplets combine with the carrier gas 624 and are carried away by the carrier gas 624 in the form of an aerosol stream, which exits the aerosol generator 600 and passes through the conduit 614 to the aerosol stream. • Conveyed to heater 602, where particles are formed in the aerosol stream. The process of forming the particles involves heating the aerosol to evaporate the liquid medium from the small droplets. The flow of the aerosol containing the particles as the dispersed phase is
Effluent from aerosol heater 602 through conduit 616,
It is sent to cooler 604. Within the aerosol cooler 604, the aerosol stream mixes with the cooling gas 624 provided to the aerosol cooler 604 from the cooling gas supply system 612 and reduces the temperature of the aerosol stream to cool the particles. The aerosol stream exits aerosol cooler 604 through conduit 618 and is sent to particle collection device 606. Within the particle collection device 606, particles are removed from the aerosol stream. Aerosol generator 600
, Aerosol heater 602, aerosol cooler 604, and particle collection device 606 can include any suitable devices as described above. In this regard, the aerosol generator 600 is typically an ultrasonic aerosol generator of the above design, the aerosol heater 602 is typically a furnace such as a tubular furnace, and the aerosol cooler is typically And the particle collection device typically comprises a filter, a cyclone separator or an electrostatic precipitator.

【0100】 図31に示すように、エーロゾル製造設備内で粒子を効率的に製造するには、
多くのプロセスの流れを調整しなければならない。エーロゾル製造設備を種々に
変更することができるが、それらの中のいくつかは、図31のものより、さらに
複雑な動作を含むことができる。例えば、図32は、エーロゾル製造設備の他の
実施形態の略図である。図32に示すように、エーロゾル製造設備は、図31の
部材の他に、冷却液供給システム630を含む。粒子を製造するエーロゾル製造
設備の動作は、冷却液供給システム630からエーロゾル発生装置600に供給
される、通常は水である冷却液体供給632を含む。冷却液の流出液634は、
エーロゾル発生装置600から冷却液供給システム630に戻る。冷却液供給シ
ステム630は、例えば、エーロゾル発生装置設計のところですでに説明したよ
うに、動作中に超音波トランスデューサの冷却を含む設計の場合には、エーロゾ
ル発生装置600を使用することができる。また、別の方法としては、冷却液供
給システム630は、回路のオーバーヒートを防止する目的で、超音波トランス
デューサを駆動する駆動回路を、冷却するために使用することができる。
As shown in FIG. 31, to efficiently produce particles in an aerosol production facility,
Many process flows must be coordinated. Aerosol production facilities can be varied, but some of them can include more complex operations than that of FIG. For example, FIG. 32 is a schematic diagram of another embodiment of an aerosol production facility. As shown in FIG. 32, the aerosol production facility includes a coolant supply system 630 in addition to the members in FIG. The operation of the aerosol production facility for producing particles includes a cooling liquid supply 632, typically water, supplied to the aerosol generator 600 from a cooling liquid supply system 630. The coolant effluent 634 is
The aerosol generator 600 returns to the coolant supply system 630. The coolant supply system 630 may use the aerosol generator 600 for designs that include cooling the ultrasonic transducer during operation, for example, as described above in the aerosol generator design. Alternatively, the coolant supply system 630 can be used to cool a drive circuit that drives an ultrasonic transducer for the purpose of preventing overheating of the circuit.

【0101】 エーロゾル製造設備での粒子の製造は、バッチ・モード、または連続モードで
行うことができる。しかし、ほとんどの場合、エーロゾル製造設備は、バッチ・
モードで動作する。本明細書内で使用する場合には、特に指定のない限り、バッ
チ・モードでの動作という用語は、粒子を製造するための、前駆物質液のバッチ
の処理を意味し、その性質が、技術的に、半バッチまたは半連続と見なすことが
できる処理を含む。前駆物質液のバッチとは、処理される前駆物質液の個々の量
である。粒子は、前駆物質液のバッチの処理中に、異なる時点で、周期的にシス
テムから除去されるが、前駆物質液のバッチの処理により製造された粒子は、通
常、粒子のバッチまたは粉末バッチと呼ばれる。バッチ・モードで動作している
場合には、エーロゾル製造設備は、任意の必要な前駆物質液のバッチ・サイズを
収容できる適当なサイズの装置と一緒に設計することができる。場合によっては
、大量の前駆物質液のバッチを処理する場合には、バッチ・モードでの前駆物質
液のバッチの処理は、1週間またはそれ以上のバッチ動作時間を必要とする場合
がある。
The production of the particles in the aerosol production facility can be performed in a batch mode or in a continuous mode. However, in most cases, aerosol production facilities
Operate in mode. As used herein, unless otherwise specified, the term operation in batch mode refers to the processing of a batch of precursor liquid to produce particles, the nature of which is controlled by the technology. Specifically, processes that can be considered as semi-batch or semi-continuous. A precursor liquid batch is an individual quantity of the precursor liquid to be processed. Particles are periodically removed from the system at different times during the processing of the batch of precursor liquid, but the particles produced by processing of the batch of precursor liquid are usually separated from the batch of particles or powder batch. Called. When operating in batch mode, the aerosol production facility can be designed with appropriately sized equipment that can accommodate any required precursor liquid batch size. In some cases, when processing large batches of precursor liquid, processing the batch of precursor liquid in batch mode may require one or more weeks of batch operating time.

【0102】 図33について説明すると、この図は、バッチ・モードで動作中のエーロゾル
製造設備での前駆物質液のバッチの処理のフローチャートである。図33に示す
ように、バッチの処理は、三つの動作段階、すなわち、バッチ開始動作、中間動
作、およびバッチ終了動作を通して行われる。第一の段階においては、バッチ開
始動作は、エーロゾルの流れを発生し、処理するためにシステムを準備する予備
動作を含む。バッチ開始動作は、通常、キャリヤガス、前駆物質液および冷却ガ
スのような流れの開始、炉、エーロゾル発生装置、エーロゾル・クーラおよび粒
子収集装置のような装置の調整を含む。これらすべては、エーロゾル発生装置内
でエーロゾルの流れの発生の開始前に行われる。通常、バッチ開始動作の最後の
ステップは、エーロゾルの流れの発生のスタートである。このことは、通常、初
期準備が完了した後で、超音波トランスデューサを作動させることによって行わ
れる。
Referring to FIG. 33, which is a flow chart of the processing of a batch of precursor liquid in an aerosol production facility operating in batch mode. As shown in FIG. 33, batch processing is performed through three stages of operation: a batch start operation, an intermediate operation, and a batch end operation. In the first stage, the batch start operation involves a preliminary operation to generate and process the aerosol stream and prepare the system for processing. Batch start operations typically include the initiation of streams such as carrier gas, precursor liquid and cooling gas, and conditioning of equipment such as furnaces, aerosol generators, aerosol coolers and particle collectors. All this takes place in the aerosol generator before the start of the generation of the aerosol stream. Usually, the last step in the batch start operation is the start of the generation of the aerosol stream. This is usually done by activating the ultrasonic transducer after the initial preparation has been completed.

【0103】 第二の段階においては、中間動作は、エーロゾルの流れの発生開始後の粒子の
製造を含む。図31について簡単に説明すると、中間動作は、通常、エーロゾル
発生装置600内でのエーロゾルの流れの発生と、その後のエーロゾルの流れの
エーロゾル・ヒータ602内への供給を含む。エーロゾル・ヒータ内においては
、エーロゾルの流れが加熱され、粒子が形成される。その後で、粒子を含むエー
ロゾルの流れは、エーロゾル・クーラ604に送られ、そこで、エーロゾルの流
れの温度を下げるために、冷却ガス624が、エーロゾルの流れと混合される。
その後で、エーロゾルの流れは粒子収集装置606に送られ、そこでエーロゾル
の流れから粒子が除去される。大量の前駆物質液のバッチの場合には、中間動作
は、1週間またはそれ以上続く場合があり、通常、定常状態動作または準定常状
態動作での粒子の製造を含む。この点について、中間動作は、連続モードでの動
作に類似している。本明細書中の中間動作に関する説明は、連続モードの動作中
のエーロゾル製造設備の動作にも同様に適用される。さらに、中間動作は、定常
状態または準定常状態処理を含むけれども、粒子収集装置606から堆積した粒
子を除去することができるようにするために、または他の理由から、定常状態お
よび準定常状態は、周期的に中断される。このような中断は、好適には、一日に
約一回以上行わないことが望ましく、好適には、各中断の継続時間は、数時間以
上にならないことが望ましい。
In the second stage, the intermediate operation involves the production of particles after the onset of aerosol flow. Referring briefly to FIG. 31, the intermediate operations typically include generating an aerosol stream within aerosol generator 600 and subsequently feeding the aerosol stream into aerosol heater 602. Within the aerosol heater, the aerosol stream is heated and particles are formed. Thereafter, the aerosol stream containing the particles is sent to aerosol cooler 604, where cooling gas 624 is mixed with the aerosol stream to reduce the temperature of the aerosol stream.
Thereafter, the aerosol stream is sent to a particle collection device 606, where particles are removed from the aerosol stream. In the case of large batches of precursor liquid, the intermediate operation may last for a week or more and usually involves the production of particles in steady-state or quasi-steady-state operation. In this regard, intermediate operation is similar to operation in continuous mode. The description of the intermediate operation herein applies equally to the operation of the aerosol production facility during continuous mode operation. Further, while the intermediate operations may include steady state or quasi-steady state processing, the steady state and quasi-steady state may be reduced to enable removal of deposited particles from the particle collector 606 or for other reasons. , Periodically interrupted. Preferably, such interruptions do not occur more than about once a day, and preferably, the duration of each interruption does not exceed a few hours.

【0104】 再び図33について説明すると、バッチ処理の第三段階においては、バッチ終
了動作は、通常、粒子の製造の終了およびプロセスの流れおよび装置の動作停止
を含む。例えば、バッチ終了動作は、通常、エーロゾルの流れの発生を停止する
ための超音波トランスデューサの作動中止、システムからの残りのエーロゾルの
パージ、およびキャリヤガス、前駆物質液および冷却ガスの流れの終了を含む。
Referring again to FIG. 33, in the third stage of the batch process, the end-of-batch operation typically includes ending the production of particles and shutting down the process flow and equipment. For example, a batch termination operation typically involves deactivating the ultrasonic transducer to stop the generation of aerosol flow, purging the remaining aerosol from the system, and terminating the flow of carrier gas, precursor liquid and cooling gas. Including.

【0105】 すでに説明したように、中間動作は、通常、連続モードでの動作に類似してい
る。同様に、バッチ開始動作は、連続モード動作に先行する始動動作に類似して
いる。また、バッチ終了動作は、エーロゾル製造設備が、連続モードで動作して
いる場合ですら必要な場合がある周期的な停止に類似している。それ故、本明細
書内の説明は、主としてバッチ・モードの動作に焦点を当てているが、連続モー
ドでの動作にも同様に適用される。
As already explained, the intermediate operation is usually similar to the operation in the continuous mode. Similarly, a batch start operation is similar to a start operation that precedes a continuous mode operation. Also, a batch termination operation is similar to a periodic shutdown that may be required even when the aerosol production facility is operating in a continuous mode. Therefore, while the description herein focuses primarily on operation in batch mode, it applies equally to operation in continuous mode.

【0106】 バッチ開始動作、中間動作、バッチ終了動作、およびこれらの段階の間の遷移
は、エーロゾル製造設備の効率的なバッチ終了動作にとって重要な本発明の手順
である。
The batch start operation, the intermediate operation, the batch end operation, and the transition between these stages are important procedures of the present invention for the efficient batch end operation of the aerosol production facility.

【0107】 本発明の一つの主要な目的は、特に、中間動作中に、バッチ内で処理されてい
る前駆物質液内の前駆材料の濃度の制御である。この濃度制御は重要である。何
故なら、時間の経過とともに、循環している前駆物質液の前駆物質の濃度は、増
大する傾向にあるからである。図31および図33について説明すると、中間動
作中、前駆物質液供給材料620は、エーロゾル発生装置内で少なくとも二つの
部分に分割される。第一の部分は、エーロゾルの流れの小さな液滴の形で、エー
ロゾル発生装置から流出する。第二の部分は、前駆物質液の流出液622として
、エーロゾルから流出する。上記流出液は、前駆物質液供給システムに戻り再循
環する。
One main object of the present invention is the control of the concentration of the precursor material in the precursor liquid being processed in the batch, especially during the intermediate operation. This density control is important. This is because the concentration of the precursor in the circulating precursor liquid tends to increase over time. Referring to FIGS. 31 and 33, during an intermediate operation, the precursor liquid feed 620 is divided into at least two parts in the aerosol generator. The first part exits the aerosol generator in the form of small droplets of the aerosol stream. The second portion exits the aerosol as a precursor liquid effluent 622. The effluent is recycled back to the precursor liquid supply system.

【0108】 時間の経過中の、前駆物質液の濃度に関する問題は、主として、エーロゾル発
生装置600を通って循環する前駆物質液からの液体バッチの一部のエーロゾル
発生装置600内での蒸発によるものである。前駆物質内で、前駆物質液の濃度
が増大する傾向は、通常の場合のように、粒子の均等なバッチを製造したい場合
には、重大な問題になる恐れがある。この重要な問題は、そうしない場合には、
前駆物質内でもっと濃度が濃くなる前駆物質の傾向を、部分的に軽減するために
、エーロゾルの流れの発生中に、エーロゾル製造設備に追加の液体媒体を注入す
ることにより解決することができる。追加の液体媒体は、必要な濃度を達成する
ために、エーロゾル製造設備内の任意の都合のよい場所に注入することができる
。追加液体媒体を注入するための都合のよい場所としては、エーロゾル発生装置
600、キャリヤガス供給システム610、および前駆物質液供給システム60
8等がある。図34は、エーロゾル発生装置600への、追加液体媒体636の
直接注入を含むエーロゾル製造設備のある実施形態の略図である。図35は、キ
ャリヤガス供給システム610への追加液体媒体636の注入を含むエーロゾル
製造設備のある実施形態である。図36は、前駆物質液供給システム608への
追加液体媒体636の注入を含むエーロゾル製造設備のある実施形態である。本
発明を使用した場合には、前駆物質液供給材料620の濃度は、通常、前駆物質
液供給材料の最大濃度と比較した場合、約20%程度変動するが、好適には、上
記変動は約10%程度、より好適には、約5%程度であることが望ましい。
The problem with the concentration of the precursor liquid over time is primarily due to evaporation of a portion of the liquid batch from the precursor liquid circulating through the aerosol generator 600 in the aerosol generator 600. It is. The tendency for the concentration of the precursor liquid to increase within the precursor can be a serious problem if one wishes to produce an even batch of particles, as is usual. This important issue, if not,
To partially mitigate the tendency of the precursor to become more concentrated in the precursor, it can be overcome by injecting an additional liquid medium into the aerosol production facility during the generation of the aerosol stream. The additional liquid medium can be injected at any convenient location in the aerosol production facility to achieve the required concentration. Convenient locations for injecting additional liquid media include aerosol generator 600, carrier gas supply system 610, and precursor liquid supply system 60.
8 and others. FIG. 34 is a schematic diagram of an embodiment of an aerosol production facility that includes direct injection of an additional liquid medium 636 into the aerosol generator 600. FIG. 35 is an embodiment of an aerosol production facility that includes injection of an additional liquid medium 636 into the carrier gas supply system 610. FIG. 36 is an embodiment of an aerosol production facility that includes injection of an additional liquid medium 636 into the precursor liquid supply system 608. With the present invention, the concentration of the precursor liquid feed 620 typically varies by about 20% when compared to the maximum concentration of the precursor liquid feed, but preferably the fluctuation is about It is desirable to be about 10%, more preferably about 5%.

【0109】 前駆物質材料の濃度が増大する他に、なんらかの他の成分内において、前駆物
質液の濃度が増大したり、または不足したりする恐れがあり、それに対して適当
なプロセス調整を行うことができる。例えば、ある種の物質を製造している場合
に、前駆物質液は、酸性の硝酸塩の水溶液を含む。そのような場合、蒸発のため
に、エーロゾル発生装置内で、有意の硝酸が失われる場合があり、それ故、時間
の経過とともに、前駆物質液内の硝酸が不足する。しかし、少なくとも喪失した
硝酸の一部を補うために、追加の硝酸を追加することができる。追加の硝酸は、
硝酸の水溶液として、追加の液体媒体636と一緒に追加することができる。ま
たは別途に追加することもできる。
In addition to increasing the concentration of the precursor material, the concentration of the precursor liquid in some other component may be increased or deficient, and appropriate process adjustments should be made. Can be. For example, when making certain materials, the precursor liquid comprises an aqueous solution of an acidic nitrate. In such cases, significant nitric acid may be lost in the aerosol generator due to evaporation, and thus, over time, the nitric acid in the precursor liquid will be depleted. However, additional nitric acid can be added to make up at least some of the lost nitric acid. Additional nitric acid
An aqueous solution of nitric acid can be added along with additional liquid medium 636. Or it can be added separately.

【0110】 エーロゾル製造設備内でのバッチ処理の、効率的な制御および動作に関する本
発明のもう一つの有意と特徴は、バッチ開始動作、中間動作およびバッチ終了動
作の中の少なくとも一つの、少なくとも一部の制御を自動化することにより、処
理の少なくとも一部を自動化することができることである。好適なプロセスの実
施形態の場合には、バッチ処理のすべての三つの段階が有意に自動化される。動
作のある好適な自動化モードの場合には、操作者は、電子プロセッサに、選択し
た組成の粒子のバッチを製造するために、前駆物質液のバッチを処理するように
命令する。その後で、プロセッサは、選択した組成の粒子の製造に関する命令を
処理し、自動的にエーロゾル製造設備に、選択した組成の粒子のバッチを製造す
るように命令する。
Another significance and feature of the present invention regarding the efficient control and operation of batch processing in an aerosol production facility is that at least one of at least one of a batch start operation, an intermediate operation and a batch end operation. By automating the control of the unit, at least a part of the process can be automated. In the case of the preferred process embodiment, all three stages of the batch process are significantly automated. In a preferred automated mode of operation, the operator instructs the electronic processor to process a batch of the precursor liquid to produce a batch of particles of the selected composition. Thereafter, the processor processes the instructions relating to the production of the particles of the selected composition and automatically instructs the aerosol production facility to produce a batch of particles of the selected composition.

【0111】 図37について説明すると、この図は、エーロゾル製造設備のバッチ処理の制
御を命令するために、電子プロセッサが使用されるエーロゾル製造設備のある実
施形態の略図である。図37に示すように、電子プロセッサ640は、電子コン
トローラと通信し、電子コントローラは、前駆物質液供給システム608、キャ
リヤガス供給システム610、冷却ガス供給システム612、エーロゾル・ヒー
タ602およびエーロゾル発生装置600と通信する。動作中、電子プロセッサ
640は、命令をコントローラ642に伝え、このコントローラは、作動可能な
流量制御弁、ポンプ、加熱素子等のような、作動可能な装置を自動的に作動させ
るために、制御信号を送信する。電子プロセッサ640は、また、コントローラ
642を通して、エーロゾル製造設備内の選択した状態をモニタする。モニタす
る状態としては、前駆物質液の特性、温度、圧力、流速、液体のレベル等がある
。これらのモニタした状態の中の少なくとも一つに基づいて、電子プロセッサ6
40は、制御要件を再評価し、必要な場合には、制御パラメータの変更を命令す
る。
Referring to FIG. 37, which is a schematic diagram of an embodiment of an aerosol production facility where an electronic processor is used to command control of batch processing of the aerosol production facility. As shown in FIG. 37, the electronic processor 640 is in communication with an electronic controller, which includes a precursor liquid supply system 608, a carrier gas supply system 610, a cooling gas supply system 612, an aerosol heater 602, and an aerosol generator 600. Communicate with In operation, the electronic processor 640 communicates instructions to the controller 642, which controls control signals to automatically activate operable devices, such as operable flow control valves, pumps, heating elements, and the like. Send Electronic processor 640 also monitors selected conditions within the aerosol production facility through controller 642. The state to be monitored includes the characteristics of the precursor liquid, the temperature, the pressure, the flow rate, the liquid level, and the like. Based on at least one of these monitored states, the electronic processor 6
40 reevaluates the control requirements and, if necessary, commands changes to the control parameters.

【0112】 制御を行うための実際の制御信号が、コントローラ642から送られてきた場
合でも、電子プロセッサ640は、プロセッサ制御の命令について最終的な責任
を持つことを理解することができるだろう。コントローラ642は、単に、電子
プロセッサ640と、そこを通してプロセス制御が行われる、作動可能な装置と
の間の通信を容易にするためのものである。例えば、コントローラ642は、プ
ロセス装置から受信したアナログ信号を、処理のために電子プロセッサ640に
送信するデジタル信号に変換することができる。また、コントローラ642は、
電子プロセッサから受信したデジタル信号を、作動可能な装置に送信するアナロ
グ信号に変換することができる。コントローラ642は、また、変換しないで信
号を中継することができる。コントローラ642は、単一のユニットから構成す
ることもできるし、電子プロセッサ640と、エーロゾル製造設備の種々の部分
との間の通信を容易にするための設備を協調させる複数の構成部材から構成する
こともできる。さらに、作動可能な装置は、電子的に、または空気圧により作動
させることができる。理解していただけると思うが、空気圧で作動する装置を使
用するには、コントローラ642からの電子信号を、装置を作動させるための空
気圧信号に変換するためのトランスデューサを必要とする場合がある。
Even if the actual control signals for performing the control are sent from the controller 642, it will be understood that the electronic processor 640 has ultimate responsibility for the instructions of the processor control. Controller 642 is simply to facilitate communication between electronic processor 640 and the operable devices through which process control is performed. For example, controller 642 may convert an analog signal received from a process device into a digital signal that is sent to electronic processor 640 for processing. In addition, the controller 642
Digital signals received from the electronic processor can be converted to analog signals for transmission to the operable device. Controller 642 can also relay signals without conversion. The controller 642 can be comprised of a single unit, or it can be comprised of multiple components that coordinate equipment to facilitate communication between the electronic processor 640 and various parts of the aerosol manufacturing equipment. You can also. Further, the operable device can be operated electronically or pneumatically. As will be appreciated, using a pneumatically operated device may require a transducer to convert electronic signals from the controller 642 into pneumatic signals for operating the device.

【0113】 電子プロセッサ640としては、マイクロプロセッサまたはコンピュータのよ
うな任意の適当なプロセッサを使用することができる。通常、電子プロセッサと
しては、プログラム可能な論理制御マイクロプロセッサが使用される。また、電
子プロセッサ640は、必要な組成を持つ粒子を製造するための命令を含むメモ
リを備えるか、メモリに接続している。上記命令は、電子プロセッサ640によ
り処理することができる。さらに、メモリは、多数の異なる組成の粒子を製造す
るための命令を含むことができる。それ故、操作者は、電子プロセッサ640に
必要な組成について命令することができ、電子プロセッサ640は、必要な組成
のための命令の適当な組を選択し、処理することができる。このようにして、異
なる組成の粒子のバッチを製造するために、エーロゾル製造設備を使用すること
ができるが、その場合、異なる組成のバッチを製造した後で、プロセス装置を完
全に清掃しなければならない。
As the electronic processor 640, any suitable processor such as a microprocessor or a computer can be used. Typically, a programmable logic control microprocessor is used as the electronic processor. The electronic processor 640 also includes or is connected to a memory containing instructions for producing particles having the required composition. The above instructions can be processed by the electronic processor 640. Further, the memory can include instructions for producing particles of a number of different compositions. Thus, the operator can instruct the electronic processor 640 on the required composition, and the electronic processor 640 can select and process the appropriate set of instructions for the required composition. In this way, aerosol production equipment can be used to produce batches of particles of different composition, in which case the process equipment must be thoroughly cleaned after producing batches of different composition. No.

【0114】 また、図37は、エーロゾル・ヒータ602、前駆物質液供給システム608
、キャリヤガス供給システム610、冷却ガス供給システム612、およびエー
ロゾル発生装置600のすべてを含む自動化プロセス制御を示すが、本発明の範
囲内において、エーロゾル製造設備のこれらすべての部分を自動制御にする必要
もないし、任意の特定の動作を制御する必要もなく、エーロゾル・ヒータ602
、前駆物質液供給システム608、キャリヤガス供給システム610、冷却ガス
供給システム612およびエーロゾル発生装置600の中の少なくとも一つに関
連するある動作だけを自動制御にすることができる。しかし、好適には、エーロ
ゾル・ヒータ602、前駆物質液供給システム608、キャリヤガス供給システ
ム610、冷却ガス液供給システム612、およびエーロゾル発生装置600の
それぞれの中の少なくとも一つの動作を、電子プロセッサ640の命令により自
動制御することが好ましい。
FIG. 37 shows an aerosol heater 602 and a precursor liquid supply system 608.
Shows an automated process control including all of the carrier gas supply system 610, the cooling gas supply system 612, and the aerosol generator 600, but it is within the scope of the present invention that all these parts of the aerosol production facility need to be automatically controlled. Aerosol heater 602 without the need to control any particular operation.
Only certain operations associated with at least one of the precursor liquid supply system 608, the carrier gas supply system 610, the cooling gas supply system 612, and the aerosol generator 600 may be automatic. Preferably, however, at least one of aerosol heater 602, precursor liquid supply system 608, carrier gas supply system 610, cooling gas liquid supply system 612, and aerosol generator 600 is operated by electronic processor 640. It is preferable to perform automatic control according to the following command.

【0115】 エーロゾル発生装置600が自動化された場合、エーロゾル発生装置600内
の自動制御は、通常、電子プロセッサ640の命令による、バッチ開始動作中の
エーロゾル発生装置600内での超音波トランスデューサの自動作動、電子プロ
セッサ640の命令によるバッチ終了動作中の、超音波トランスデューサの自動
動作停止を含む。他の動作に関連する超音波トランスデューサの作動、および動
作中止のタイミングは、以下にさらに詳細に説明するように、非常に重要である
When the aerosol generator 600 is automated, automatic control within the aerosol generator 600 is typically controlled by the electronic processor 640 to automatically activate an ultrasonic transducer within the aerosol generator 600 during a batch start operation. , An automatic shutdown of the ultrasonic transducer during a batch end operation at the command of the electronic processor 640. Activation of the ultrasonic transducer in relation to other operations, and timing of deactivation, is very important, as described in more detail below.

【0116】 すでに説明したように、追加の液体媒体の注入による前駆物質液内の前駆物質
の濃度の制御は、本発明の重要な特徴である。好適な実施形態の場合には、濃度
調整は自動化されている。この自動化は、例えば、電子プロセッサ640による
前駆物質液供給システム608内の前駆物質材料の濃度のモニタ、または濃度を
示しているか、またはそれにより濃度を計算することができる前駆物質液の一つ
またはそれ以上の特性をモニタすることにより実現することができる。
As already explained, controlling the concentration of the precursor in the precursor liquid by injecting an additional liquid medium is an important feature of the present invention. In the preferred embodiment, the density adjustment is automated. This automation may include, for example, monitoring of the concentration of the precursor material in the precursor liquid supply system 608 by the electronic processor 640, or one of the precursor liquids that can indicate or calculate the concentration. It can be realized by monitoring the further characteristics.

【0117】 図38は、前駆物質液内の前駆物質材料の濃度の自動制御、および他のプロセ
ス・パラメータの自動制御を含む、前駆物質液供給システム608のある実施形
態である。図38に示すように、前駆物質液供給システム608は、二つの液体
収容容器、すなわち、第一の容器650および第二の容器652を含む。バッチ
処理の中間動作の間、第一の容器650および第二の容器652の両方は、前駆
物質液の少なくとも一部を含む。第一の容器650は、前駆物質液の主供給源と
して機能し、第二の容器は、そこから、エーロゾル発生装置に供給される前駆物
質液供給材料620のために液体が抽出され、そこへ前駆物質液内の前駆物質材
料の濃度を制御するために、追加の液体媒体636が注入される、制御容器とし
て機能する。それ故、第二の容器652は、通常、第一の容器650と比較する
と、遥かに小さな液体収容容量しか持たない。通常、第二の容器652は、第一
の容器の容量の約50%程度の容量しか持たない。しかし、第二の容器の容量を
、第一の容器の容量の10%以下のように、かなり小さくすることができる。例
えば、第一の容器の容量を、約250ガロン(約9456リットル)とし、第二
の容器の容量を、約15ガロン(約57リットル)にすることができる。
FIG. 38 is an embodiment of a precursor liquid supply system 608 that includes automatic control of the concentration of the precursor material in the precursor liquid and other process parameters. As shown in FIG. 38, the precursor liquid supply system 608 includes two liquid storage containers, a first container 650 and a second container 652. During an intermediate operation of the batch process, both the first container 650 and the second container 652 contain at least a portion of the precursor liquid. The first container 650 serves as the main source of precursor liquid, from which the liquid is extracted for the precursor liquid feed 620 to be supplied to the aerosol generator and into which the liquid is extracted. Acts as a control container into which additional liquid medium 636 is injected to control the concentration of the precursor material in the precursor liquid. Therefore, the second container 652 typically has a much smaller liquid holding capacity when compared to the first container 650. Typically, the second container 652 has a capacity of only about 50% of the capacity of the first container. However, the volume of the second container can be considerably smaller, such as less than 10% of the volume of the first container. For example, the capacity of the first container can be about 250 gallons (about 9456 liters) and the capacity of the second container can be about 15 gallons (about 57 liters).

【0118】 中間動作中、図37および図38に示すように、前駆物質液は、ポンプ654
により第一の容器650から抽出され、その場合、ポンプ654から流出する、
前駆物質液の一部は、流量制御弁656および阻止弁658を通って第二の容器
652に移される。ポンプ654から流出する、前駆物質液の他の部分は、再循
環の流れ660により、第一の容器650に再循環により戻る。再循環の流れ6
60は、完全に混合した状態で前駆物質液を第一の容器650内に保持するのを
助け、第一の容器650内に濃度勾配が形成されるのを防止するのを助ける。前
駆物質液が、すでに説明したように、前駆物質材料を懸濁状態で含んでいる場合
には、このことは特に重要である。第一の容器内での混合は、第一の容器650
内に位置するインペラ664を駆動するためのミキサ662を作動させることに
より促進することができる。流量制御弁656は、以下に説明するように、第一
の容器から第二の容器への前駆物質液の移動を制御するために使用される。阻止
弁658は、第一の容器650への不注意による逆流を防止し、第二の容器65
2に圧力が掛かっている場合に、第一の容器650をほぼ圧力が掛かっていない
状態に維持できるようにする。第一の容器650を圧力が掛かっていない状態に
維持することにより、第一の容器650を含む動作を、かなり簡単にすることが
できる。
During the intermediate operation, as shown in FIGS. 37 and 38, the precursor liquid is pump 654
Is extracted from the first container 650, and then flows out of the pump 654.
A portion of the precursor liquid is transferred to the second container 652 through the flow control valve 656 and the stop valve 658. Another portion of the precursor liquid exiting pump 654 is recirculated back to first vessel 650 by recirculation stream 660. Recirculation flow 6
The 60 helps to keep the precursor liquid in the first container 650 in a completely mixed state and helps to prevent the formation of a concentration gradient in the first container 650. This is particularly important if the precursor liquid contains the precursor material in suspension, as described above. Mixing in the first container is performed in the first container 650.
This can be facilitated by activating mixer 662 to drive impeller 664 located therein. Flow control valve 656 is used to control the movement of the precursor liquid from the first container to the second container, as described below. The blocking valve 658 prevents inadvertent backflow into the first container 650 and the second container 65
When the pressure is applied to the second container 2, the first container 650 can be maintained in a state in which the first container 650 is almost not applied with pressure. By maintaining the first container 650 free of pressure, the operation involving the first container 650 can be considerably simplified.

【0119】 また、中間動作中、前駆物質液は、流量制御弁660および流量素子668を
通過した後で、前駆物質液供給材料620として、エーロゾル発生装置600に
供給するために、ポンプ665により、第二の容器652から抽出される。エー
ロゾル発生装置660からの、前駆物質液の流出液622は、第二の容器652
に戻る。サイド・ストリーム670は、ポンプ672により第二の容器652の
底部から抽出される。サイド・ストリーム670は、モニタ素子674を通過し
、第二の容器652の頂部に再循環する。サイド・ストリーム670の再循環は
、第二の容器652内の前駆物質液を、よく混合された状態に維持するのを助け
、また第二の容器652内に濃度勾配の発生の防止を助ける。追加の液体媒体6
36は、第二の容器652に流入する前に、流量制御弁676および流れ素子6
78を通る。
Also, during the intermediate operation, the precursor liquid is passed through the flow control valve 660 and the flow element 668, and then supplied as a precursor liquid supply material 620 to the aerosol generator 600 by the pump 665. Extracted from the second container 652. The effluent 622 of the precursor liquid from the aerosol generator 660 is supplied to the second container 652.
Return to Side stream 670 is extracted from the bottom of second vessel 652 by pump 672. Side stream 670 passes through monitor element 674 and recirculates to the top of second container 652. Recirculation of the side stream 670 helps to maintain the precursor liquid in the second vessel 652 in a well-mixed state and helps prevent the formation of concentration gradients in the second vessel 652. Additional liquid medium 6
36, before entering the second container 652, the flow control valve 676 and the flow element 6
Go through 78.

【0120】 前駆物質液の流出液622は、通常、有意の流れを含む。それは、通常、エー
ロゾル発生装置600を一回通過する際に、前駆物質液供給材料620の一部だ
けしか、エーロゾルの流れで、小さな液滴に変換されないからである。エーロゾ
ル発生装置に供給された、前駆物質液に対する回収比は、通常、約4:1より大
きいが、約6:1より大きい場合のほうが多く、約8:1より大きい場合のほう
がさらに多く、約10:1より大きい場合のほうがさらに多い。上記回収比は、
前駆物質液供給材料620内の、新しい前駆物質液に対する、回収された前駆物
質液の容積比である。(すなわち、第一の容器650から、第二の容器652へ
の新しい前駆物質液の移動流量に対する、前駆物質液の流出液622の流量の比
率である)。エーロゾルの流れ内の、エーロゾル発生装置600から流出する、
前駆物質液供給材料620の一部は、通常、前駆物質液供給材料620の約20
容積%以下であるが、約15容量パーセント以下である場合のほうが多く、約1
0容量パーセント以下である場合のほうがさらに多く、約5容量パーセント以下
のほうがさらにもっと多い。前駆物質液供給材料620として、エーロゾル発生
装置600から流出する、前駆物質液供給材料620の一部は、通常、前駆物質
液供給材料620の約80容量パーセントより大きいが、約85容量パーセント
より大きい場合のほうが多く、約90容量パーセントより大きい場合のほうがさ
らに多く、約95容量パーセントより大きい方がさらに多い。
The effluent 622 of the precursor liquid typically comprises a significant stream. This is because typically only a portion of the precursor liquid feed 620 is converted into small droplets in the aerosol stream during a single pass through the aerosol generator 600. The recovery ratio of precursor liquid supplied to the aerosol generator is typically greater than about 4: 1, but is greater when greater than about 6: 1, and even greater when greater than about 8: 1. More often than 10: 1. The above recovery ratio is
The volume ratio of recovered precursor liquid to fresh precursor liquid in the precursor liquid supply 620. (Ie, the ratio of the flow rate of the precursor liquid effluent 622 to the flow rate of fresh precursor liquid from the first vessel 650 to the second vessel 652). Exiting the aerosol generator 600 in the aerosol stream;
A portion of the precursor liquid feed 620 typically comprises about 20% of the precursor liquid feed 620.
% Or less, but more often less than about 15% by volume.
Less than 0 volume percent is even greater, and less than about 5 volume percent is even greater. A portion of the precursor liquid feed 620 flowing out of the aerosol generator 600 as the precursor liquid feed 620 is typically greater than about 80 volume percent of the precursor liquid feed 620, but greater than about 85 volume percent. More often, more than about 90 volume percent, and more than about 95 volume percent.

【0121】 図38は、前駆物質液供給システム608内の自動化プロセス制御用の主要素
子である。しかし、理解していただけると思うが、追加の自動化プロセス制御機
能も、本発明の範囲から逸脱しないで、追加することができる。さらに、本発明
は、図38に示す、すべての自動化プロセス制御機能を内蔵する必要はない。
FIG. 38 shows the main components in the precursor liquid supply system 608 for automated process control. However, as will be appreciated, additional automated process control features may be added without departing from the scope of the present invention. Further, the present invention need not incorporate all of the automated process control functions shown in FIG.

【0122】 図38に示すように、自動化プロセス制御は、流量制御弁656、665、6
76および684、レベル・インジケータ680、682および688、モニタ
素子674、および流量素子668、678、ポンプ686を含む。プロセス制
御装置の異なる組合せが、それぞれ、バッチ開始動作、中間動作、およびバッチ
終了動作を制御するために使用される。自動制御を行うための、プロセス制御装
置と電子プロセッサ640との間の通信は、(図37に示すように)コントロー
ラ642を通して行われる。コントローラ642は、単一のユニット構成するこ
とができるが、図38のいくつかの場所に示してあることを理解することができ
るだろう。
As shown in FIG. 38, the automated process control includes flow control valves 656, 665, 6
76 and 684, level indicators 680, 682 and 688, monitor element 674, and flow elements 668, 678, and pump 686. Different combinations of process controllers are used to control a batch start operation, an intermediate operation, and a batch end operation, respectively. Communication between the process controller and the electronic processor 640 for automatic control is through a controller 642 (as shown in FIG. 37). It will be appreciated that the controller 642 can be configured as a single unit, but is shown in several places in FIG.

【0123】 図38の上記制御機能の中の一つは、特に、中間動作中に、第二の容器652
内の前駆物質液内の前駆物質材料の濃度を制御するために、第二の容器652へ
の追加液体媒体636の注入の自動制御である。
One of the above control functions in FIG. 38 is, in particular, during the intermediate operation, the second container 652.
Automatic control of the injection of the additional liquid medium 636 into the second container 652 to control the concentration of the precursor material in the precursor liquid therein.

【0124】 図37および図38を参照しながら、バッチ処理の中間動作中の自動化プロセ
ス制御について以下に説明する。流量制御弁656は、第一の容器650から第
二の容器652への前駆物質液の流れを制御するために、電子プロセッサ640
の命令により自動的に作動する。電子プロセッサ640は、コントローラ642
を通して、レベル・インジケータ680からの信号に基づいて第二の容器652
内の前駆物質液のレベルをモニタする。その後で、電子プロセッサ640は、そ
の後、それに応じて流量制御弁656の自動的作動を命令する。流量制御弁65
6は、前駆物質液が移動することができるように、またはできないようにするた
めに、開/閉モードで動作することもできるし、流量制御弁656を通る第二の
容器652への前駆物質液の流量を増減するために、比例モードで動作すること
もできる。開/閉モードで動作している場合で、第二の容器652内のレベルが
、予め定めたレベル以下に下がった場合には、流量制御弁656が開き、上記レ
ベルが予め定めたレベル以上に上昇した場合には、流量制御弁656は閉じる。
その結果、第二の容器内のレベルは、予め定めた高いレベルと低いレベルとの間
を上下に変動することができる。予め定めた比較的狭い範囲内に、第二の容器6
52内の前駆物質液のレベルを維持することは、前駆物質液内の前駆物質材料の
濃度を効率的に制御するために重要である。何故なら、第二の容器652内のレ
ベルが比較的一定である場合には、濃度制御をより容易に行うことができるから
である。例えば、予め定めた高いレベルと低いレベルとの間の差を、わずか数セ
ンチまたはそれ以下にすることができる。
With reference to FIG. 37 and FIG. 38, the following describes the automatic process control during the intermediate operation of the batch processing. The flow control valve 656 includes an electronic processor 640 for controlling the flow of the precursor liquid from the first container 650 to the second container 652.
It operates automatically by the command of. The electronic processor 640 includes a controller 642
Through the second container 652 based on the signal from the level indicator 680.
Monitor the level of the precursor liquid in the chamber. Thereafter, the electronic processor 640 then commands the automatic operation of the flow control valve 656 accordingly. Flow control valve 65
6 can operate in an open / closed mode to allow or prevent the precursor liquid from moving, or to feed the precursor to a second container 652 through a flow control valve 656. It can also operate in a proportional mode to increase or decrease the flow of liquid. When operating in the open / close mode and the level in the second container 652 drops below a predetermined level, the flow control valve 656 opens and the level rises above the predetermined level. If so, the flow control valve 656 closes.
As a result, the level in the second container can fluctuate up and down between a predetermined high level and a low level. Within a predetermined relatively narrow range, the second container 6
Maintaining the level of the precursor liquid in 52 is important for efficiently controlling the concentration of the precursor material in the precursor liquid. This is because concentration control can be performed more easily when the level in the second container 652 is relatively constant. For example, the difference between a predetermined high level and a low level can be only a few centimeters or less.

【0125】 前駆物質液供給材料620の流量は、流量制御弁666の自動的な作動により
制御される。電子プロセッサ640は、流量素子668を通して流量をモニタし
、それに応じて、流量制御弁666に、エーロゾル発生装置600への流量を必
要な範囲に維持するために、流量制御弁666の制御を命令する。
The flow rate of the precursor liquid supply 620 is controlled by the automatic operation of the flow control valve 666. Electronic processor 640 monitors the flow through flow element 668 and instructs flow control valve 666 accordingly to control flow control valve 666 to maintain the flow to aerosol generator 600 in the required range. .

【0126】 図38に図示していない、ある実施形態の場合には、エーロゾル発生装置60
0内の超音波トランスデューサの上に位置する前駆物質液タンク内の前駆物質液
を必要な高さに維持するために、前駆物質液供給材料620の流量を自動的に制
御することができる。流量制御弁620は、エーロゾル発生装置600への流量
を増減するために、それ故、エーロゾル発生装置600内の前駆物質液の高さを
増減するために、電子プロセッサ640の命令により自動的に作動することがで
きる。この制御は、エーロゾル発生装置600内のレベル・インジケータを使用
しての、電子プロセッサ640による、エーロゾル発生装置600内の液体のレ
ベルの自動的なモニタを含む。
In one embodiment, not shown in FIG. 38, the aerosol generator 60
The flow rate of the precursor liquid feed 620 can be controlled automatically to maintain the required height of the precursor liquid in the precursor liquid tank located above the ultrasonic transducer in zero. The flow control valve 620 is automatically activated by the instructions of the electronic processor 640 to increase or decrease the flow rate to the aerosol generator 600, and thus to increase or decrease the height of the precursor liquid in the aerosol generator 600. can do. This control includes automatic monitoring of the level of liquid in the aerosol generator 600 by the electronic processor 640 using a level indicator in the aerosol generator 600.

【0127】 図37および図38について説明すると、第二の容器652内の前駆物質液内
の前駆物質材料の濃度は、そうしなければ、時間の経過とともに、濃度が増大す
る循環前駆物質液の傾向を低減するために、追加の液体媒体636を注入するこ
とにより、制御される。追加の液体媒体636の注入は、電子プロセッサ640
の命令による流量制御弁676の自動的な作動により制御される。電子プロセッ
サ640は、モニタ素子674を通して、第二の容器652内の前駆物質液の一
つまたはそれ以上の特性をモニタする。電子プロセッサ640は、また、レベル
・インジケータ682により、第二の容器内の前駆物質液のレベルをモニタし、
流量素子678により、追加の液体媒体636の流量をモニタする。モニタした
状態に基づいて、電子プロセッサ640は、第二の容器652に適当な量の追加
の液体媒体636を注入するために、必要に応じて、流量制御弁676の自動的
作動を命令する。例えば、モニタ素子674は、第二の容器652内の前駆物質
液の比重、すなわち、密度および温度を測定することができる。比重、すなわち
密度の測定は、マイクロモーション(商標)のコリオリル・センサのような任意
の適当な比重計により行うことができる。モニタした情報を、レベル・インジケ
ータ682からの情報と組み合せて、電子プロセッサ640は、第二の容器65
2内の前駆物質液内の前駆物質材料の濃度を計算することができ、その後で、濃
度を必要な範囲内に維持するために注入する追加の液体媒体636の量を計算す
ることができる。その後で、流量素子678は、すでに注入した追加の液体媒体
636の実際の量についての情報を、電子プロセッサ640に継続的に知らせる
。流量制御弁676は、必要に応じて、周期的に、追加の液体媒体636を注入
するために、開/閉モードで動作することもできるし、追加の液体媒体636の
流量を連続的に変化させるために動作することができる。また、モニタ素子67
4は、図38に示す位置以外の位置にも設置することができることを理解された
い。例えば、モニタ素子は、前駆物質液供給材料620内の前駆物質液の特性を
モニタするために、ポンプ665の下流に設置することができる。また、モニタ
素子774と流量素子668とを結合して単一の素子にすることもできる。
Referring to FIGS. 37 and 38, the concentration of the precursor material in the precursor liquid in the second container 652 may otherwise increase with time. It is controlled by injecting additional liquid medium 636 to reduce the tendency. The injection of the additional liquid medium 636 may be performed by the electronic processor 640.
Is controlled by the automatic operation of the flow control valve 676 in accordance with the above command. Electronic processor 640 monitors one or more properties of the precursor liquid in second container 652 through monitoring element 674. The electronic processor 640 also monitors the level of the precursor liquid in the second container with the level indicator 682,
A flow element 678 monitors the flow rate of the additional liquid medium 636. Based on the monitored conditions, the electronic processor 640 commands the automatic activation of the flow control valve 676 as needed to inject the appropriate amount of additional liquid medium 636 into the second container 652. For example, the monitor element 674 can measure the specific gravity of the precursor liquid in the second container 652, that is, the density and the temperature. The measurement of specific gravity, i.e., density, can be performed by any suitable hydrometer, such as a Micro Motion (TM) Coriolyl sensor. Combining the monitored information with the information from the level indicator 682, the electronic processor 640 allows the
The concentration of the precursor material in the precursor liquid within 2 can be calculated, and then the amount of additional liquid medium 636 injected to maintain the concentration within the required range. Thereafter, flow element 678 continually informs electronic processor 640 of information about the actual amount of additional liquid medium 636 that has been injected. The flow control valve 676 can also operate in an open / close mode to inject additional liquid medium 636 periodically, if necessary, or continuously change the flow rate of the additional liquid medium 636. You can work to make it work. Also, the monitor element 67
It should be understood that 4 can also be installed in positions other than those shown in FIG. For example, a monitoring element can be located downstream of the pump 665 to monitor the properties of the precursor liquid in the precursor liquid supply 620. Also, the monitoring element 774 and the flow element 668 can be combined into a single element.

【0128】 引続き図37および図38を参照しながら、バッチ開始動作中の自動プロセス
制御について説明する。バッチ開始動作をスタートする前は、第一の容器650
は、通常ほぼ空である。バッチ開始動作は、通常、操作者が、電子プロセッサ6
40に、選択した組成の粒子を製造するようにバッチを準備するようにとの命令
を入力するとスタートする。流量制御弁684は、最初閉じているが、補充の液
体媒体690が、タンク内に入ることができるように、電子プロセッサ640の
命令により開位置に自動的にセットされる。補充の液体媒体は、多くの場合、脱
イオン水である。電子プロセッサ640は、第一の容器650への補充の液体媒
体690の流量をモニタし、予め定めた量の補充の液体媒体690が、第一の容
器650に注入されると、第一の容器650への流入を停止するために、流量制
御弁684を閉位置にセットする。操作者は、第一の容器650に、予め定めた
量の前駆物質材料を注入する。前駆物質材料は、可溶性の塩または分散可能な粒
子のような一種類の材料だけを含むこともできるし、すでに説明したように、複
数の材料を含むこともできる。前駆物質材料の追加は、第一の容器650に、す
べての補充の液体媒体690の注入後、またはすべての補充の液体媒体690の
追加前に行うことができる。ミキサ662は、第一の容器650内で、液体媒体
と前駆物質材料を完全に混合するために、インペラ644を回転させるために作
動する。また、ポンプ654がオンになり、さらに、完全に混合させるために、
再循環の流れ660内に流れが形成される。流量制御弁656は、第二の容器6
52への流入を防止するために閉位置に位置する。必要な前駆物質液を形成する
ために、液体媒体と前駆物質材料とを適当に混合する目的で、十分長い時間、第
一の容器650内で混合を行ってから、好適には、最初はほとんど空の第二の容
器652内に前駆物質液が流入することができるように、電子プロセッサ640
の命令で、上記流量制御弁656は自動的に開位置に移動する。
Next, the automatic process control during the batch start operation will be described with reference to FIGS. 37 and 38. Before starting the batch start operation, the first container 650
Is usually almost empty. The batch start operation is usually performed by the operator using the electronic processor 6.
It begins when a command is entered at 40 to prepare a batch to produce particles of the selected composition. The flow control valve 684 is initially closed, but is automatically set to the open position under the direction of the electronic processor 640 so that replenished liquid medium 690 can enter the tank. The replenishing liquid medium is often deionized water. The electronic processor 640 monitors the flow rate of the replenishing liquid medium 690 into the first container 650 and, when a predetermined amount of the replenishing liquid medium 690 is filled into the first container 650, the first container To stop the flow to 650, the flow control valve 684 is set to the closed position. The operator injects a predetermined amount of the precursor material into the first container 650. The precursor material can include only one type of material, such as a soluble salt or dispersible particles, or can include a plurality of materials, as described above. The addition of the precursor material can be performed after the first container 650 has been filled with all the supplemental liquid medium 690 or before the addition of all the supplemental liquid medium 690. The mixer 662 operates to rotate the impeller 644 in the first container 650 to thoroughly mix the liquid medium and the precursor material. Also, the pump 654 is turned on, and in order to mix completely,
A stream is formed within the recycle stream 660. The flow control valve 656 is connected to the second container 6.
52 is located in a closed position to prevent inflow. The mixing is performed in the first container 650 for a sufficiently long period of time to suitably mix the liquid medium and the precursor material to form the required precursor liquid, and then preferably initially The electronic processor 640 allows the precursor liquid to flow into the empty second container 652.
, The flow control valve 656 automatically moves to the open position.

【0129】 第二の容器652内に適当な量の前駆物質液が注入されてから、エーロゾル発
生装置600を通して、前駆物質液の循環が形成され、この場合、エーロゾルが
エーロゾル発生装置600内で発生しないように、超音波トランスデューサの動
作が停止する。循環を確実の行う目的で、エーロゾル発生装置600を通って循
環し、前駆物質液の流出液622として、第二の容器652に戻る前駆物質液供
給材料620の流れをスタートさせるために、ポンプ665が作動する。また、
再循環の流れ673を通して、前駆物質液の再循環をスタートさせるために、ポ
ンプ672が作動する。好適な実施形態の場合には、ポンプ654、ポンプ66
5、ポンプ672およびミキサ662が、電子プロセッサ640の命令により、
すべて自動的に作動する。図39はこの実施形態を示す。
After an appropriate amount of the precursor liquid is injected into the second container 652, a circulation of the precursor liquid is formed through the aerosol generator 600, in which case the aerosol is generated in the aerosol generator 600. To stop the operation, the operation of the ultrasonic transducer is stopped. A pump 665 is used to start the flow of precursor liquid feed 620 circulating through aerosol generator 600 and returning to second container 652 as precursor liquid effluent 622 for the purpose of ensuring circulation. Operates. Also,
Through recirculation stream 673, pump 672 is activated to initiate recirculation of the precursor liquid. In the preferred embodiment, pump 654, pump 66
5, the pump 672 and the mixer 662 are controlled by the instructions of the electronic processor 640.
Everything works automatically. FIG. 39 shows this embodiment.

【0130】 図40は、主要なプロセス構成部材を含む、前駆物質液供給システム608の
他の実施形態を示す。図40に示すように、前駆物質液用のヒータ692は、ポ
ンプ665タイプと流量制御弁666の間に位置する。前駆物質液用のヒータ6
92が作動すると、前駆物質液供給材料620内の前駆物質液は、エーロゾル発
生装置600内に流入する前に加熱される。前駆物質液用のヒータ692は、任
意の時間に、前駆物質液を加熱するのに使用することができるが、通常、前駆物
質液用のヒータは、バッチ開始動作中だけに使用される。すでに説明したように
、バッチ開始動作中に、エーロゾル発生装置600内に、前駆物質液の循環ガス
形成されると、前駆物質液用のヒータ692が、電子プロセッサ640の命令に
より自動的にオンになる。電子プロセッサ640は、温度インジケータ694に
より、前駆物質液の流出液622の温度をモニタし、前駆物質液の流出液622
内の温度が、予め定めた高温に達した場合には、電子プロセッサ640の命令に
より、前駆物質液用のヒータ692を自動的にオフにする。このようにして、バ
ッチ開始動作中、エーロゾル発生装置を通して循環する、前駆物質液は高温にな
り、そのため、エーロゾル発生装置の少なくとも一部を加熱する。これにより、
超音波トランスデューサが作動し、エーロゾル発生装置600およびエーロゾル
発生装置600内の前駆物質液を加熱すると、中間動作中の動作状態をシミュレ
ートするために、エーロゾル発生装置が調整される。電子プロセッサ640も、
温度インジケータ696により、前駆物質液供給材料620内の前駆物質液の温
度をモニタする。上記温度があまり高くなり過ぎた場合には、電子プロセッサ6
40は、前駆物質液用のヒータ692を自動的にオフにするように、または熱入
力を低減するように命令する。
FIG. 40 illustrates another embodiment of a precursor liquid supply system 608 that includes key process components. As shown in FIG. 40, the precursor liquid heater 692 is located between the pump 665 type and the flow control valve 666. Heater 6 for precursor liquid
Upon actuation of 92, the precursor liquid in precursor liquid supply 620 is heated before flowing into aerosol generator 600. The precursor liquid heater 692 can be used to heat the precursor liquid at any time, but typically, the precursor liquid heater is used only during a batch start operation. As described above, during the batch start operation, when a circulating gas of the precursor liquid is formed in the aerosol generator 600, the heater 692 for the precursor liquid is automatically turned on by an instruction of the electronic processor 640. Become. The electronic processor 640 monitors the temperature of the precursor liquid effluent 622 with the temperature indicator 694, and the precursor liquid effluent 622
When the internal temperature reaches a predetermined high temperature, the heater 692 for the precursor liquid is automatically turned off according to an instruction of the electronic processor 640. In this way, during the batch start operation, the precursor liquid circulating through the aerosol generator becomes hot, thereby heating at least a portion of the aerosol generator. This allows
As the ultrasonic transducer operates and heats the aerosol generator 600 and the precursor liquid in the aerosol generator 600, the aerosol generator is tuned to simulate operating conditions during intermediate operation. The electronic processor 640 also
A temperature indicator 696 monitors the temperature of the precursor liquid in the precursor liquid supply 620. If the temperature becomes too high, the electronic processor 6
40 commands the heater 692 for the precursor liquid to be turned off automatically or to reduce heat input.

【0131】 図41について説明すると、この図は、主要な制御構成部材を含む、前駆物質
液供給システム608のもう一つの実施形態である。図41の実施形態は、前駆
物質材料を含むホッパ698を含む。バッチ開始動作中、ホッパ698は、第一
の容器650に、指定の量の前駆物質材料を供給するために、電子プロセッサ6
40の命令で自動的に制御される。そうしたい場合には、複数の前駆物質材料に
対して複数のホッパを使用することができる。
Referring to FIG. 41, which is another embodiment of a precursor liquid supply system 608 that includes key control components. The embodiment of FIG. 41 includes a hopper 698 that includes a precursor material. During a batch start operation, the hopper 698 may use the electronic processor 6 to supply the first container 650 with a specified amount of precursor material.
It is automatically controlled by 40 instructions. If so, multiple hoppers can be used for multiple precursor materials.

【0132】 再び図37および図38を参照しながら、バッチ終了動作中の、前駆物質液供
給システムの自動プロセス制御について説明する。中間動作中、前駆物質液は、
第一の容器650から第二の容器652に送られ、それにより、第一の容器65
0内の前駆物質液のレベルは、中間動作が進行するにつれて下がる。電子プロセ
ッサは、レベル・インジケータ688により、第一の容器650内の前駆物質液
のレベルをモニタする。第一の容器650内の液体のレベルが、予め定めたレベ
ル如何に下がると、電子コントローラ640は、自動的にバッチ終了動作をスタ
ートさせる。
The automatic process control of the precursor liquid supply system during the batch end operation will be described with reference to FIGS. 37 and 38 again. During intermediate operation, the precursor liquid is
From the first container 650 to the second container 652, the first container 65
The level of the precursor liquid within 0 decreases as the intermediate operation proceeds. The electronic processor monitors the level of the precursor liquid in the first container 650 via the level indicator 688. When the level of the liquid in the first container 650 drops to a predetermined level, the electronic controller 640 automatically starts a batch end operation.

【0133】 バッチ終了動作がスタートした後で、ポンプ654は、第一の容器650から
第二の容器652への、前駆物質液の移動を停止するために、電子コントローラ
640の命令により自動的に停止する。しかし、前駆物質液供給材料620を供
給するために、ポンプ665により、第二の容器652からの前駆物質液の抽出
は、引続き行われる。しかし、第二の容器652に、新しい前駆物質液が導入さ
れないので、時間の経過とともに、前駆物質材料内で前駆物質材料が濃縮する傾
向は、さらに大きな問題になる。それ故、バッチ終了動作中、追加の液体媒体6
36の追加速度は、中間動作中の追加速度と比較すると加速される。レベル・イ
ンジケータ680またはレベル・インジケータ682によりモニタしている、第
二の容器652内の前駆物質液のレベルが、あるレベル以下に下がると、電子プ
ロセッサは、ポンプ665およびポンプ672を自動的にオフにして、流量制御
弁676がまだ閉まっていない場合には、流量制御弁676を閉じる。別の方法
としては、電子プロセッサ640が、液体媒体内の前駆物質材料の濃度が、望ま
しくない高いレベルに達したと判断した場合には、電子プロセッサ640の命令
により、ポンプ665を自動的にオフにすることができる。
After the batch end operation has started, the pump 654 is automatically turned on by the command of the electronic controller 640 to stop the transfer of the precursor liquid from the first container 650 to the second container 652. Stop. However, extraction of the precursor liquid from the second container 652 by the pump 665 to supply the precursor liquid supply material 620 continues. However, the tendency for the precursor material to concentrate within the precursor material over time becomes even more problematic since no new precursor liquid is introduced into the second vessel 652. Therefore, during the batch end operation, additional liquid medium 6
The additional speed of 36 is accelerated as compared to the additional speed during the intermediate operation. When the level of the precursor liquid in the second container 652, which is monitored by the level indicator 680 or the level indicator 682, drops below a certain level, the electronic processor automatically turns off the pump 665 and the pump 672. When the flow control valve 676 is not yet closed, the flow control valve 676 is closed. Alternatively, if the electronic processor 640 determines that the concentration of the precursor material in the liquid medium has reached an undesirably high level, the electronic processor 640 will automatically turn off the pump 665. Can be

【0134】 二つの容器の使用方法を参照しながら、図38−図41の前駆物質液供給シス
テム608について説明してきたが、この液体供給システムは、そうしたい場合
には、一つの容器だけを使用して動作させることができる。容器を一つしか使用
しない場合には、その容器は、図38−図41のところで説明した原理を使用し
て、主供給容器および制御容器として機能する。しかし、本発明の場合には、前
駆物質液供給システム608は、好適には、図38−図41を参照しながら説明
したように、二つの容器を含むことが好ましい。
Although the precursor liquid supply system 608 of FIGS. 38-41 has been described with reference to the use of two containers, the liquid supply system may use only one container if desired. Can be operated. If only one container is used, that container functions as the main supply container and the control container using the principles described in FIGS. However, in the case of the present invention, the precursor liquid supply system 608 preferably includes two containers, as described with reference to FIGS.

【0135】 図42は、主要なプロセッサ制御構成部材を含む、キャリヤガス供給システム
610のある実施形態の略図である。図37および図42を参照しながら、キャ
リヤガス供給システム610の自動制御につてい以下に説明する。図37および
図42について説明すると、バッチ処理の中間動作中、主キャリヤガス供給材料
700は、複数のキャリヤガス供給の流れ702に分割されるが、その場合、キ
ャリヤガス供給の各流れは、キャリヤガス624の一部をエーロゾル発生装置6
00に供給する。例えば、キャリヤガス供給の各流れ702は、エーロゾル発生
装置600内でキャリヤガス624を確実に均等に分配するために、キャリヤガ
ス624の異なる部分を、エーロゾル発生装置600内の異なる場所に供給する
ことができる。キャリヤガス供給の各流れ702は、適当な流量制御弁704の
自動的作動により、電子コントローラ640の方向に個別に自動的に制御される
。電子コントローラ640は、流量素子706により、キャリヤガス供給の各流
れ702内の流量をモニタする。流量素子702からの流れ情報に基づいて、電
子プロセッサは、それに従って、対応する流量制御弁704の制御を命令する。
キャリヤガス供給の流れ702を個別に制御することにより、エーロゾル発生装
置600へのキャリヤガスの供給を、さらに正確に制御することができる。また
、キャリヤガス供給の各流れ702を個別に制御することにより、柔軟性が向上
し、エーロゾル発生装置600のある部分だけにキャリヤガスを供給し、エーロ
ゾル発生装置600の他の部分に、キャリヤガスを供給しないようにすることが
できる。それ故、動作上の問題により、エーロゾル発生装置の一部を閉鎖しなけ
ればならない場合には、エーロゾルの流れを発生するために、エーロゾル発生装
置の他の部分を引続き動作させることができる。例えば、エーロゾル発生装置は
、個々の作動可能なグループに分割された、超音波トランスデューサ含むことが
できる。この場合、少なくとも一つグループは、キャリヤガス供給の各流れ70
2と対応する。
FIG. 42 is a schematic diagram of one embodiment of a carrier gas supply system 610 that includes key processor control components. The automatic control of the carrier gas supply system 610 will be described below with reference to FIGS. 37 and 42. Referring to FIGS. 37 and 42, during the intermediate operation of the batch process, the main carrier gas feed 700 is divided into a plurality of carrier gas supply streams 702, where each carrier gas supply stream is Part of gas 624 is converted to aerosol generator 6
Supply to 00. For example, each carrier gas supply stream 702 may provide a different portion of the carrier gas 624 to a different location within the aerosol generator 600 to ensure an even distribution of the carrier gas 624 within the aerosol generator 600. Can be. Each flow 702 of the carrier gas supply is individually and automatically controlled in the direction of the electronic controller 640 by the automatic operation of the appropriate flow control valve 704. Electronic controller 640 monitors the flow rate in each flow 702 of the carrier gas supply with flow element 706. Based on the flow information from the flow element 702, the electronic processor commands the control of the corresponding flow control valve 704 accordingly.
By individually controlling the flow 702 of the carrier gas supply, the supply of the carrier gas to the aerosol generator 600 can be more accurately controlled. In addition, by individually controlling each flow 702 of the carrier gas supply, flexibility is improved, the carrier gas is supplied only to a certain portion of the aerosol generator 600, and the carrier gas is supplied to other portions of the aerosol generator 600. Is not supplied. Therefore, if an operational problem requires that a portion of the aerosol generator be closed, other portions of the aerosol generator can be operated to generate the aerosol flow. For example, an aerosol generator can include an ultrasonic transducer divided into individual actuatable groups. In this case, at least one group is provided for each stream 70 of the carrier gas supply.
Corresponds to 2.

【0136】 引続き図37および図42を参照しながら、バッチ開始動作中の、キャリヤガ
ス供給システム610の自動制御について以下に説明する。最初は、すべての流
量制御弁704は閉じている。電子プロセッサ640の命令により、各流量制御
弁704は、キャリヤガス供給の流れ702を通して、キャリヤガスの流れをス
タートさせるために自動的に開く。バッチ開始動作中、電子プロセッサは、自動
的にキャリヤガス供給の流れ702によるキャリヤガスの供給を停止するために
、各流量制御弁704を閉じるように命令する。
The automatic control of the carrier gas supply system 610 during the batch start operation will be described below with reference to FIGS. 37 and 42. Initially, all flow control valves 704 are closed. At the command of the electronic processor 640, each flow control valve 704 automatically opens to start the carrier gas flow through the carrier gas supply flow 702. During a batch start operation, the electronic processor instructs each flow control valve 704 to close to automatically stop the supply of carrier gas by the carrier gas supply stream 702.

【0137】 図51は、追加の液体媒体636がキャリヤガスに追加されるキャリヤガス供
給システム610の他の実施形態の略図である。図51は、主キャリヤガス供給
700が、ヒータ708内で加熱され、その後で、追加の液体媒体636が主キ
ャリヤガス供給700に追加される点を除けば、図42と同じでものである。追
加の液体媒体636は、好適には、主キャリヤガス供給700を、液体媒体の蒸
気でほぼ飽和する量だけ追加することが好ましい。主キャリヤガス供給700の
加熱は、飽和した際に、主キャリヤガス供給700により収容することができる
、液体媒体の蒸気の量を増大するために行われる。図37および図51について
説明すると、ヒータ708を通過した主キャリヤガス供給700の温度は、好適
には、エーロゾル発生装置600内で発生中のエーロゾルの流れの温度とほぼ等
しいか、または若干高いことが望ましい。その結果、キャリヤガス624は、エ
ーロゾル発生の条件で、液体媒体内でほぼ飽和し、エーロゾル発生装置600に
供給された、前駆物質液供給材料620からの、液体媒体の、エーロゾル発生装
置600内での気化を低減するか、事実上防止する。
FIG. 51 is a schematic diagram of another embodiment of a carrier gas supply system 610 where additional liquid medium 636 is added to the carrier gas. FIG. 51 is the same as FIG. 42 except that the main carrier gas supply 700 is heated in the heater 708, after which additional liquid medium 636 is added to the main carrier gas supply 700. The additional liquid medium 636 is preferably added to the main carrier gas supply 700 in an amount that is substantially saturated with the liquid medium vapor. Heating of the main carrier gas supply 700 is performed to increase the amount of liquid medium vapor that can be accommodated by the main carrier gas supply 700 when saturated. Referring to FIGS. 37 and 51, the temperature of the main carrier gas supply 700 passing through the heater 708 is preferably approximately equal to or slightly higher than the temperature of the aerosol stream being generated in the aerosol generator 600. Is desirable. As a result, the carrier gas 624 is substantially saturated in the liquid medium under the conditions of aerosol generation, and the liquid medium from the precursor liquid supply material 620, supplied to the aerosol generator 600, in the aerosol generator 600 Reduce or virtually prevent vaporization.

【0138】 また、本発明の方法の好適な実施形態は、循環している前駆物質液を含んでい
るが、前駆物質液を循環させないでも動作することができる。例えば、キャリヤ
ガス624が、液体媒体の蒸気で飽和している場合には、いま説明したように、
エーロゾル発生装置600内での、前駆物質液からの液体媒体の損失は、循環を
全然を行わなくてもすむほど少ない。ある実施形態の場合には、エーロゾルの流
れを形成するために、小さな液滴の発生の速度とほぼ同じ速度で、前駆物質液を
エーロゾル発生装置600に供給することができる。この場合、前駆物質液の流
出液622は、エーロゾル発生装置から流出しない。もう一つの例を挙げると、
エーロゾル発生装置600内で、定常状態で、もっと薄い前駆物質液を処理し、
その後で、必要な濃度に濃縮することにより、循環を行わないですませることが
できる。エーロゾルの流れに対して小さな液滴を形成し、エーロゾル発生装置6
00内で、液体媒体の蒸気によりキャリヤガスを飽和させるための消費を含む、
エーロゾル発生装置600内の消費の速度にほぼ等しい速度で、前駆物質液をエ
ーロゾル発生装置600に供給することができる。
The preferred embodiment of the method of the present invention also includes a circulating precursor liquid, but can operate without circulating the precursor liquid. For example, if the carrier gas 624 is saturated with the liquid medium vapor, as just described,
The loss of liquid medium from the precursor liquid in the aerosol generator 600 is so small that no circulation is required. In some embodiments, the precursor liquid can be supplied to the aerosol generator 600 at a rate substantially equal to the rate of generation of the small droplets to form an aerosol stream. In this case, the effluent 622 of the precursor liquid does not flow out of the aerosol generator. To give another example,
In the aerosol generator 600, at steady state, process a thinner precursor liquid,
Thereafter, by concentrating to the required concentration, circulation can be avoided. An aerosol generator 6 forms small droplets for the aerosol flow.
Within 00, including consumption to saturate the carrier gas with the liquid medium vapor;
The precursor liquid can be supplied to the aerosol generator 600 at a rate approximately equal to the rate of consumption in the aerosol generator 600.

【0139】 図43は、いくつかの主要なプロセス制御機能を含む、冷却ガス供給システム
612のある実施形態の略図である。図37および図43を参照しながら、冷却
ガス供給システムの自動制御について以下に説明する。中間動作中、ブロワーは
、エーロゾル・クーラ604に冷却ガス供給626を供給するために、流量制御
弁712を通して、通常は空気である冷却ガスを供給する。流量制御弁712は
、三方向弁であり、過度の冷却ガスは、排気流れ714により放出される。電子
プロセッサ640は、流量素子716により、冷却ガス供給626の流れをモニ
タする。流量制御弁712は、冷却ガス供給626の流量を必要な範囲に維持す
る目的で、冷却ガス供給626および排気流れ714の相対的な量を変化させる
ために、電子プロセッサ640からの命令に基づいて自動的に作動する。バッチ
開始動作中、ブロワー710は、最初停止しているが、電子プロセッサ640の
命令により自動的に作動する。バッチ終了動作中、ブロワー710は、冷却ガス
供給626の流れを停止するために、電子プロセッサ640の命令により停止す
る。
FIG. 43 is a schematic diagram of one embodiment of a cooling gas supply system 612 that includes some key process control functions. The automatic control of the cooling gas supply system will be described below with reference to FIGS. 37 and 43. During intermediate operation, the blower supplies a cooling gas, typically air, through a flow control valve 712 to provide a cooling gas supply 626 to the aerosol cooler 604. Flow control valve 712 is a three-way valve, and excess cooling gas is released by exhaust stream 714. Electronic processor 640 monitors the flow of cooling gas supply 626 via flow element 716. Flow control valve 712 is based on instructions from electronic processor 640 to change the relative amounts of cooling gas supply 626 and exhaust flow 714 in order to maintain the flow rate of cooling gas supply 626 in the required range. It works automatically. During a batch start operation, the blower 710 is initially off, but operates automatically under the direction of the electronic processor 640. During the batch end operation, the blower 710 is shut down by the instruction of the electronic processor 640 to stop the flow of the cooling gas supply 626.

【0140】 図を37および図43を参照しながら説明した実施形態とは他の実施形態の場
合には、図43に示すように、正の圧力下で冷却ガス供給626を供給するので
はなく、エーロゾル製造設備に真空を導入することにより、冷却ガス供給626
をエーロゾル・クーラ604内に供給することができる。同様に、システム内に
真空を導入することによりキャリヤガス624を供給することができる。例えば
、エーロゾル発生装置600、エーロゾル・ヒータ602、エーロゾル・クーラ
604および粒子収集装置606を通して真空を導入するために、ブロワー71
0を粒子収集装置606の下流に設置することができる。システム内に真空が導
入され、真空弁の前後の圧力が予め定めたレベルに達した場合には、キャリヤガ
ス供給システム610は、キャリヤガス624を流すことができる真空弁をこと
ができる。それ故、エーロゾル発生装置600へのキャリヤガス624の流量は
、図42または図51に示す制御システム類似の制御システムであるが、真空で
動作する制御システムにより自動制御することができる。同様に、冷却ガス供給
システム612は、真空弁を含むことができ、上記真空弁の下流に自動流れ制御
装置を含むことができる。
In the case of another embodiment different from the embodiment described with reference to FIGS. 37 and 43, as shown in FIG. 43, instead of supplying the cooling gas supply 626 under a positive pressure, Introduces a vacuum into the aerosol production facility to provide a cooling gas supply 626.
Can be provided in aerosol cooler 604. Similarly, a carrier gas 624 can be supplied by introducing a vacuum into the system. For example, to introduce a vacuum through aerosol generator 600, aerosol heater 602, aerosol cooler 604 and particle collector 606, blower 71
0 can be located downstream of the particle collection device 606. When a vacuum is introduced into the system and the pressure before and after the vacuum valve reaches a predetermined level, the carrier gas supply system 610 can have a vacuum valve through which the carrier gas 624 can flow. Therefore, the flow rate of the carrier gas 624 to the aerosol generator 600 is a control system similar to the control system shown in FIG. 42 or 51, but can be automatically controlled by a control system operating in a vacuum. Similarly, the cooling gas supply system 612 can include a vacuum valve, and can include an automatic flow controller downstream of the vacuum valve.

【0141】 図44は、参照番号1〜8で示す八つの独立している加熱ゾーンを含む、管状
炉720を備えるエーロゾル・ヒータ602のある実施形態である。加熱ゾーン
1および2は、管状炉720への入口に隣接していて、加熱ゾーン7および8は
、管状炉720からの出口に隣接している。各加熱ゾーンは、各加熱ゾーンへの
熱入力を個別に制御するための、個別に制御することができる、一つまたはそれ
以上の加熱素子に関連する。各加熱ゾーン3、4、5および6は、チューブ72
2の縦方向の寸法の一部上に位置するチューブ722の全円周領域をカバーする
。加熱ゾーン1および2は、直接対向していて、それぞれ、チューブ722の円
周の半分の周囲を延びる一部をカバーする。この場合、加熱ゾーン1は、円周の
頂部の半分をカバーし、加熱ゾーン2は、チューブ722の円周の頂部の半分を
カバーする。同様に、加熱ゾーン7および8は、それぞれ、加熱ゾーン1および
2の配置と同じように、チューブ722の円周の半分の周囲だけを延びる部分を
カバーする。それ故、加熱ゾーン1および2は、管状炉720を通る流れの方向
に対してほぼ垂直な方向に相互に対向している。加熱ゾーン7および8の間にも
類似の関係が存在する。すでに説明したように、各加熱ゾーンは、個別に制御す
ることができる。図45は、チューブ722内部の加熱ゾーン1および2の位置
を示す管状炉720の加熱ゾーン1および2の横断面の略図である。加熱ゾーン
1は、加熱素子724により加熱され、加熱ゾーン2は、加熱素子726により
加熱される。
FIG. 44 is an embodiment of an aerosol heater 602 with a tubular furnace 720 that includes eight independent heating zones, indicated by reference numbers 1-8. Heating zones 1 and 2 are adjacent to the inlet to tube furnace 720, and heating zones 7 and 8 are adjacent to the outlet from tube furnace 720. Each heating zone is associated with one or more individually controllable heating elements for individually controlling the heat input to each heating zone. Each heating zone 3, 4, 5, and 6 includes a tube 72
2 covers the entire circumferential area of the tube 722 located on a portion of the longitudinal dimension. Heating zones 1 and 2 are directly opposed and each cover a portion that extends around half the circumference of tube 722. In this case, heating zone 1 covers the top half of the circumference and heating zone 2 covers the top half of the circumference of tube 722. Similarly, heating zones 7 and 8 cover portions extending only around half the circumference of tube 722, similar to the arrangement of heating zones 1 and 2, respectively. Thus, the heating zones 1 and 2 are mutually opposed in a direction substantially perpendicular to the direction of flow through the tubular furnace 720. A similar relationship exists between heating zones 7 and 8. As already explained, each heating zone can be individually controlled. FIG. 45 is a schematic illustration of a cross section of heating zones 1 and 2 of tubular furnace 720 showing the locations of heating zones 1 and 2 inside tube 722. Heating zone 1 is heated by heating element 724, and heating zone 2 is heated by heating element 726.

【0142】 図37、図44および図45を参照しながら、エーロゾル・ヒータ602への
熱入力の自動制御について以下に説明する。バッチ処理の中間動作中、エーロゾ
ルの流れは、管状炉720のチューブ722を通して流れる。一つまたはそれ以
上の加熱ゾーンは、これら加熱ゾーンに対応する加熱素子により個別に加熱され
る。電子プロセッサ640は、温度インジケータ724により、管状炉720内
のある位置の温度を自動的にモニタする。通常、上記温度は、外表面上に位置す
るサーモカップルにより、チューブ720の外表面においてモニタされる。モニ
タした温度情報に基づいて、電子プロセッサ640は、加熱ゾーンへの熱入力を
制御するように管状炉720に自動的に命令する。図44には温度インジケータ
724が一つしか示していないが、通常、多数の温度インジケータが使用され、
この場合、各加熱ゾーンに対して少なくとも一つの温度インジケータが使用され
、電子プロセッサは、それに従って、各加熱ゾーンへの熱入力の制御を自動的に
命令する。さらに、管状炉720は、通常、チューブ722内を流れるエーロゾ
ルの流れが、ほぼ水平方向に向かうような方向を向いている。このような構成に
なっているので、状況により、エーロゾルの流れの加熱による浮力により、エー
ロゾルの流れ内の小さな液滴または粒子は、垂直方向に上昇する傾向がある。こ
の効果を少なくとも部分的に緩和するために、通常、加熱ゾーン1への熱入力よ
りも、加熱ゾーン2への熱入力が大きくなるようにすることが望ましい。例えば
、加熱ゾーン2への熱入力を、加熱ゾーン1への熱入力の3倍にすることができ
る。極端な場合、加熱ゾーン2だけに熱入力を供給し、加熱ゾーン2への熱入力
をゼロにすることもできる。この場合、加熱ゾーン加熱ゾーン1は、加熱ゾーン
2からの対流による加熱により加熱される。バッチ開始動作中、加熱ゾーンへの
熱入力は、ゼロか低いレベルである。しかし、チューブ722を通して、エーロ
ゾルが流れる前に、電子プロセッサ640のチューブ722内の温度を上昇させ
るようにとの命令により、熱入力は自動的に増大する。バッチ終了動作中、チュ
ーブ722内の温度を自動的に下げるために、管状炉720への熱入力は自動的
に低減または停止する。この手順は、通常、チューブ722を通るエーロゾルの
流れが停止した後で行われる。
The automatic control of the heat input to the aerosol heater 602 will be described below with reference to FIGS. 37, 44 and 45. During the intermediate operation of the batch process, the aerosol stream flows through the tube 722 of the tube furnace 720. One or more heating zones are individually heated by heating elements corresponding to these heating zones. Electronic processor 640 automatically monitors the temperature at a location within tube furnace 720 with temperature indicator 724. Typically, the temperature is monitored at the outer surface of tube 720 by a thermocouple located on the outer surface. Based on the monitored temperature information, the electronic processor 640 automatically instructs the tube furnace 720 to control the heat input to the heating zone. Although only one temperature indicator 724 is shown in FIG. 44, multiple temperature indicators are typically used,
In this case, at least one temperature indicator is used for each heating zone, and the electronic processor automatically commands control of the heat input to each heating zone accordingly. Further, the tubular furnace 720 is typically oriented such that the aerosol flow through the tube 722 is generally horizontal. With such a configuration, in some situations, small droplets or particles in the aerosol stream will tend to rise vertically due to buoyancy due to heating of the aerosol stream. In order to at least partially mitigate this effect, it is generally desirable that the heat input to heating zone 2 be greater than the heat input to heating zone 1. For example, the heat input to heating zone 2 can be three times the heat input to heating zone 1. In extreme cases, it is also possible to supply heat input only to heating zone 2 and to reduce the heat input to heating zone 2 to zero. In this case, the heating zone 1 is heated by convection heating from the heating zone 2. During a batch start operation, the heat input to the heating zone is at zero or low level. However, before the aerosol flows through the tube 722, the heat input is automatically increased by the instruction of the electronic processor 640 to increase the temperature within the tube 722. During the batch end operation, the heat input to the tube furnace 720 is automatically reduced or stopped to automatically reduce the temperature in the tube 722. This procedure is typically performed after the flow of aerosol through tube 722 has ceased.

【0143】 図46は、管状炉720を含むエーロゾル・ヒータ602の他の実施形態であ
る。温度制御は、図44および図45のところですでに説明したのと同じ方法で
行われる。図37および図46に示すように、管状炉の端部は、端部キャップ7
28に取り付けられていて、上記キャップは、エーロゾル発生装置およびエーロ
ゾル・クーラに接続しているコンジットとフランジにより接続している。バッチ
処理の間、端部キャップ728は、各端部キャップ728の少なくとも一部を通
って循環する水のような冷却液730により冷却することができる。中間動作中
の通常の製造状態の間、電子プロセッサは、通常、流量制御弁732を閉位置に
保持するので、冷却液730は、端部キャップ728に流れない。中間動作中、
エーロゾルの流れが、チューブ722を通して流れている場合には、通常、端部
キャップ728を冷却する必要はない。しかし、バッチ開始動作中、炉内の温度
が上昇中であり、キャリヤガスが流れ始める前においては、電子プロセッサ64
0は、冷却液730が、端部キャップ728を、冷却することができるようにす
るために、流量制御弁732を開位置に自動的に差動させるように命令する。バ
ッチ終了動作中、電子プロセッサ640は、管状炉720を通るキャリヤガスの
流れを停止した後で、炉の温度を必要なレベルまで下げながら、端部キャップ7
28を冷却するために、流量制御弁732を、もう一度自動的に作動させるよう
に命令することができる。電子プロセッサ640は、任意の適当な入力に基づい
て、流量制御弁732の開閉を命令することができる。例えば、バッチ開始動作
およびバッチ終了動作中、指定の時間に、流量制御弁732を開閉することがで
きるし、または端部キャップ728の一方または両方の付近でモニタした温度の
ような、モニタした状態に基づいて、上記流量制御弁を開閉することができる。
FIG. 46 is another embodiment of an aerosol heater 602 that includes a tubular furnace 720. The temperature control is performed in the same manner as described above with reference to FIGS. As shown in FIGS. 37 and 46, the end of the tubular furnace is fitted with an end cap 7.
Attached to 28, the cap is connected by a flange to a conduit that connects to the aerosol generator and aerosol cooler. During batch processing, the end caps 728 may be cooled by a coolant 730, such as water, circulating through at least a portion of each end cap 728. During normal manufacturing conditions during intermediate operation, the electronic processor typically holds the flow control valve 732 in the closed position so that the coolant 730 does not flow to the end cap 728. During intermediate operation,
If the aerosol stream is flowing through the tube 722, there is typically no need to cool the end cap 728. However, during the batch start operation, the temperature inside the furnace is increasing, and before the carrier gas starts flowing, the electronic processor 64
The zero commands the coolant 730 to automatically differentially move the flow control valve 732 to the open position to allow the end cap 728 to cool. During the batch end operation, the electronic processor 640 stops the flow of the carrier gas through the tube furnace 720 and then reduces the temperature of the furnace to the required level while the end cap 7
To cool 28, flow control valve 732 can be commanded to automatically activate once again. Electronic processor 640 can direct the opening and closing of flow control valve 732 based on any suitable input. For example, during batch start and end operations, at a specified time, the flow control valve 732 can be opened and closed, or a monitored condition, such as a temperature monitored near one or both of the end caps 728. , The flow control valve can be opened and closed.

【0144】 図46および図47について説明すると、これらの図は、端部キャップ728
の一つの設計を示す。図46および図47に示すように、端部キャップ728は
、その内部に細いチューブ740が位置する、縁部の周囲に凹部738を持つフ
ランジ本体部分736を含む。チューブ740は、冷却された場合、端部キャッ
プ728を通って循環するための冷却液730が流れるための経路を形成する。
チューブ740は、通常、熱伝導のよい銅のチューブである。
Referring to FIG. 46 and FIG. 47, these figures illustrate an end cap 728.
One design is shown. As shown in FIGS. 46 and 47, the end cap 728 includes a flange body portion 736 having a recess 738 around the edge where the thin tube 740 is located. Tube 740 forms a path for cooling fluid 730 to flow through end cap 728 when cooled.
Tube 740 is typically a copper tube with good heat conductivity.

【0145】 図49について説明すると、この図は、エーロゾル製造設備内でのバッチ処理
の少なくとも一部の制御を命令するために、電子プロセッサ640を使用してい
るエーロゾル製造設備の他の実施形態である。図49に示すように、電子プロセ
ッサ640は、キャリヤガス供給システム610、前駆物質液供給システム60
8、冷却ガス供給システム612、エーロゾル・ヒータ602、およびエーロゾ
ル発生装置600と通信する他に、コントローラ642を通して冷却液供給シス
テム630と通信する。
Referring to FIG. 49, which illustrates another embodiment of an aerosol production facility that uses an electronic processor 640 to command control of at least some of the batch processing within the aerosol production facility. is there. As shown in FIG. 49, the electronic processor 640 includes a carrier gas supply system 610 and a precursor liquid supply system 60.
8, in addition to communicating with the cooling gas supply system 612, the aerosol heater 602, and the aerosol generator 600, communicate with the coolant supply system 630 through the controller 642.

【0146】 図50は、いくつかの主要な自動プロセス制御機能を含む、冷却液供給システ
ム630のある実施形態である。図49および図50を参照しながら、冷却液供
給システム630の自動制御について以下に説明する。バッチ処理の中間動作中
、冷却液供給632は、ポンプ746により冷却液タンク744から抽出され、
流量制御弁748を通って流れる。冷却液の流出液634は、冷却液タンク74
4に戻り、再循環する。冷却液タンク744内の冷却液は、冷却コイル750に
より冷却される。必要に応じて、補充の冷却液752が追加される。冷却液は、
通常、脱イオン水である。中間動作中、電子プロセッサ640は、温度インジケ
ータ754により、冷却液の流出液634内の冷却液の温度をモニタし、電子プ
ロセッサ640は、モニタした温度情報に基づいて、冷却液供給632の流量の
増減するために、必要に応じて、流量制御弁748を自動的に作動する。バッチ
開始動作中、ポンプ746は、最初停止している。ポンプ646は、冷却液供給
632の流れをスタートさせるために、電子プロセッサ640の命令により自動
的にスタートする。バッチ終了動作中、ポンプ746は、冷却液供給632の流
れを停止するために、電子プロセッサ640の命令により自動的に停止する。
FIG. 50 is an embodiment of a coolant supply system 630 that includes some key automatic process control functions. The automatic control of the coolant supply system 630 will be described below with reference to FIGS. 49 and 50. During the intermediate operation of the batch process, the coolant supply 632 is extracted from the coolant tank 744 by the pump 746,
It flows through the flow control valve 748. The coolant effluent 634 is supplied to the coolant tank 74.
Return to 4 and recirculate. The cooling liquid in the cooling liquid tank 744 is cooled by the cooling coil 750. If necessary, additional coolant 752 is added. The coolant is
Usually, deionized water. During intermediate operation, electronic processor 640 monitors the temperature of the coolant in coolant effluent 634 with temperature indicator 754, and electronic processor 640 determines the flow rate of coolant supply 632 based on the monitored temperature information. The flow control valve 748 is automatically activated as needed to increase or decrease. During a batch start operation, pump 746 is initially off. The pump 646 is automatically started at the command of the electronic processor 640 to start the flow of the coolant supply 632. During the batch end operation, the pump 746 automatically shuts down under the command of the electronic processor 640 to stop the flow of the coolant supply 632.

【0147】 冷却液供給システム630のある実施形態の場合には、中間動作中に、オーバ
ーヒートを防止する目的で、ドライバ回路を例を冷却するために、エーロゾル発
生装置600の超音波トランスデューサを駆動するドライバ回路に冷却液を供給
することができる。ドライバ回路への冷却液は、超音波トランスデューサを冷却
するための、冷却液供給632の制御と類似の方法により、電子プロセッサ64
0の命令により制御される。
In one embodiment of the coolant supply system 630, during an intermediate operation, the ultrasonic transducer of the aerosol generator 600 is driven to cool the driver circuit, for example, to prevent overheating. Coolant can be supplied to the driver circuit. The coolant to the driver circuit is supplied to the electronic processor 64 in a manner similar to the control of the coolant supply 632 to cool the ultrasonic transducer.
0 is controlled by the instruction.

【0148】 図52について説明すると、この図は、エーロゾル製造設備の他の実施形態で
ある。電子プロセッサ640が、コントローラ642を通して、冷却ユニット7
56と通信する点を除けば、図37の実施形態と同じものである。冷却ユニット
756の動作は、電子プロセッサ640の命令により自動的に制御される。冷却
ユニット756は、通常、バッチ開始動作中に自動的に作動し、バッチ終了動作
中に自動的に停止する。中間動作中、冷却ユニット756は、通常、エーロゾル
発生装置600が、エーロゾルの流れを発生すると動作する。冷却ユニット75
6の目的は、エーロゾル発生装置とエーロゾル・ヒータ602との間の、コンジ
ット614内を流れるエーロゾルの流れの、オーバーヒートを防止する目的で、
コンジット614の少なくとも一部を冷却することである。冷却ユニット756
は、通常、必要な冷却を行うために、コンジット614上に、空気を吹き付ける
ためのファンまたはブロワーである。
Referring to FIG. 52, this is another embodiment of the aerosol production facility. The electronic processor 640 communicates with the cooling unit 7 through the controller 642.
It is the same as the embodiment of FIG. The operation of cooling unit 756 is automatically controlled by instructions of electronic processor 640. The cooling unit 756 normally operates automatically during a batch start operation and automatically stops during a batch end operation. During intermediate operation, the cooling unit 756 typically operates when the aerosol generator 600 generates an aerosol stream. Cooling unit 75
The purpose of 6 is to prevent overheating of the flow of the aerosol flowing in the conduit 614 between the aerosol generator and the aerosol heater 602,
Cooling at least a portion of the conduit 614. Cooling unit 756
Is typically a fan or blower for blowing air over conduit 614 to provide the necessary cooling.

【0149】 図52について引続き説明するが、好適な実施形態の場合には、冷却ユニット
756は、第一のコンジット部分760を冷却し、第二のコンジット部分762
はほとんど冷却しない。第一のコンジット部分760は、流れを、ほぼ垂直な方
向に向け、コンジット614の湾曲部の反対側にある第二の部分は、エーロゾル
の流れをほぼ水平方向に向ける。第一のコンジット部分760を冷却することに
より、エーロゾルの流れ内の小さな液滴からの液体媒体の過度の蒸発が防止され
、第一のコンジット760の壁部上に凝集した粒径の大きい小さな液滴および液
体が、エーロゾル発生装置600内に排出により戻ることができるようにする。
しかし、第二のコンジット部分762は、ほとんど冷却されていないので、エー
ロゾル・ヒータ602からの熱は、エーロゾルの流れ内の小さな液滴から液体媒
体を蒸発させる傾向がある。このような状況の下で、そうでない場合、かなり重
大な問題を起こす恐れがある、エーロゾル・ヒータ602の入口のところの壁部
上に形成されるかもしれないある状況が防止される。場合によっては、熱の損失
を防止し、エーロゾルの流れ内の小さな液滴から液体媒体の必要な蒸発を促進す
るために、第二のコンジット部分762を絶縁することが望ましい場合もある。
さらに、好適な実施形態の場合には、第一のコンジット部分760の壁部の温度
が、電子プロセッサ640により、温度センサを使用してモニタされ、必要に応
じて、冷却ユニット756がオフになる。通常、壁部の温度が予め定めた値を超
えた場合だけ、冷却ユニットがオンまたはオフになる。冷却ユニット656は、
また、バッチ開始動作および/またはバッチ終了動作中に、いくつかの利点を供
給する。例えば、バッチ開始動作中に、キャリヤガスが流れていない場合であっ
て、エーロゾル・ヒータ602内の温度が上昇中である場合には、コンジット6
14のオーバーヒートを防止するために、冷却ユニット756をオンにすること
ができる。同様に、キャリヤガスが流れが停止した後の、バッチ終了動作中に、
コンジット614を冷却するために、冷却ユニット756をオンにすることがで
きる。
Referring still to FIG. 52, in a preferred embodiment, the cooling unit 756 cools the first conduit portion 760 and the second conduit portion 762
Hardly cools. A first conduit portion 760 directs the flow in a substantially vertical direction, and a second portion of the conduit 614 opposite the bend directs the flow of the aerosol in a substantially horizontal direction. Cooling the first conduit portion 760 prevents excessive evaporation of the liquid medium from the small droplets in the aerosol stream, and causes the large liquid droplets to be agglomerated on the walls of the first conduit 760. Drops and liquids are allowed to return into the aerosol generator 600 by evacuation.
However, since the second conduit portion 762 is substantially uncooled, heat from the aerosol heater 602 tends to evaporate the liquid medium from small droplets in the aerosol stream. Under such circumstances, certain situations that may otherwise form on the wall at the entrance of the aerosol heater 602, which can cause significant problems, are prevented. In some cases, it may be desirable to insulate the second conduit portion 762 to prevent heat loss and promote the required evaporation of the liquid medium from small droplets in the aerosol stream.
Further, in a preferred embodiment, the temperature of the wall of first conduit portion 760 is monitored by electronic processor 640 using a temperature sensor, and cooling unit 756 is turned off, if necessary. . Usually, the cooling unit is turned on or off only when the temperature of the wall exceeds a predetermined value. The cooling unit 656 is
It also offers several advantages during batch start and / or batch end operations. For example, when the carrier gas is not flowing during the batch start operation and the temperature in the aerosol heater 602 is rising, the conduit 6
To prevent overheating of 14, cooling unit 756 can be turned on. Similarly, during the batch end operation after the carrier gas has stopped flowing,
The cooling unit 756 can be turned on to cool the conduit 614.

【0150】 図61は、エーロゾル製造設備の他の実施形態である。図61は、電子プロセ
ッサ640が、コントローラ642を通して、エーロゾル発生装置600からの
出口のところで位置するエーロゾル・モニタ648と通信していることを除けば
、図37と同じものである。中間動作中、エーロゾルの流れは、エーロゾル・モ
ニタ648を通って流れる。エーロゾル・モニタ648内においては、ネオンま
たは他の光源のような光源が、光のビームを、流れているエーロゾルの流れの少
なくとも一部を横切って、光検出装置の方向に向ける。光検出器が検出した光の
量は、エーロゾルの流れ内の液体の小さな液滴の密度に関する情報を供給する。
図61の実施形態の場合には、電子プロセッサ640は、中間動作中、エーロゾ
ル・モニタ648により、エーロゾル発生装置600から流出するエーロゾルの
流れの密度をモニタする。その後で、電子プロセッサ640は、上記のエーロゾ
ルの密度情報を処理し、有益なフィードバックおよび/または制御を行う。例え
ば、電子プロセッサ640が、エーロゾルの流れの密度の異常を識別した場合に
は、操作者に知らせるために警報を作動することができ、その結果、操作者は、
異常の原因を調査し、必要に応じて、調整または修理を行うことができる。また
、電子プロセッサ640は、プロセス制御を行うために、モニタしたエーロゾル
の密度情報を使用することができる。例えば、密度情報に基づいて、電子プロセ
ッサ640は、中間動作中、前駆物質液の流れ620内の流れ、および/または
エーロゾルの流れの密度を最適化するために、キャリヤガス624の流量の増減
を自動的に命令することができる。バッチ終了動作中、電子プロセッサ640は
、エーロゾル・モニタ648が、システムが、残りのエーロゾルを適当にパージ
したことを示して、エーロゾル発生装置600からエーロゾルが流れていないこ
とを示した後で、パージ動作の自動的な停止を命令することができる。
FIG. 61 shows another embodiment of the aerosol production equipment. FIG. 61 is the same as FIG. 37 except that the electronic processor 640 is communicating with the aerosol monitor 648 located at the exit from the aerosol generator 600 via the controller 642. During intermediate operation, aerosol flow flows through aerosol monitor 648. Within the aerosol monitor 648, a light source, such as a neon or other light source, directs a beam of light across at least a portion of the flowing aerosol stream and toward the photodetector. The amount of light detected by the photodetector provides information about the density of small droplets of liquid in the aerosol stream.
In the embodiment of FIG. 61, the electronic processor 640 monitors the aerosol flow density exiting the aerosol generator 600 with the aerosol monitor 648 during an intermediate operation. Thereafter, electronic processor 640 processes the aerosol density information described above and provides useful feedback and / or control. For example, if the electronic processor 640 identifies an anomaly in the aerosol flow density, an alarm can be activated to notify the operator, so that the operator can:
Investigate the cause of the anomaly and make adjustments or repairs as necessary. Also, the electronic processor 640 can use the monitored aerosol density information to perform process control. For example, based on the density information, the electronic processor 640 may increase or decrease the flow rate of the carrier gas 624 to optimize the density of the flow within the precursor liquid flow 620 and / or the aerosol flow during the intermediate operation. Can be ordered automatically. During the end-of-batch operation, the electronic processor 640 may perform a purge after the aerosol monitor 648 indicates that no aerosol is flowing from the aerosol generator 600, indicating that the system has properly purged the remaining aerosol. The operation can be automatically stopped.

【0151】 通常、粒子収集装置内への粒子の収集で終るエーロゾル製造方法について説明
してきたが、ある実施形態の場合には、粒子収集の後で追加の処理が行われる。
例えば、粒子の組成または形状をさらに修正したい場合には、高温で、粒子に対
して収集後の焼き鈍しまたは他の動作を行うことができる。収集後の焼き鈍し中
に、粒子内の成分は、粒子の化学的組成を変更するために反応することができ、
または粒子内の一つまたはそれ以上の相を再結晶または再構成させることができ
る。焼き鈍しは、例えば、回転炉内で行うことができる。
Although aerosol production methods have generally been described that end with the collection of particles in a particle collection device, in some embodiments, additional processing is performed after particle collection.
For example, if further modification of the composition or shape of the particles is desired, the particles can be subjected to a post-collection anneal or other operation at elevated temperatures. During annealing after collection, components within the particles can react to change the chemical composition of the particles,
Alternatively, one or more phases within the particle can be recrystallized or reconstituted. Annealing can be performed, for example, in a rotary furnace.

【0152】 再び図33について説明すると、バッチを処理するためのフローは、第一の段
階としてのバッチ開始動作からスタートし、第二の段階としての中間動作を行っ
たあとで、第三の段階としてのバッチ終了動作で終了する。これらの段階の特定
の動作またはステップの特定のフローは、かなり変更することができるが、その
ような変更があっても、いぜんとして、本発明の範囲内に含まれる。しかし、こ
の点について説明すると、以下にさらに詳細に説明するように、バッチ開始動作
中の超音波トランスデューサの作動、およびバッチ終了動作中の超音波トランス
デューサの停止は、重要なステップであり、超音波トランスデューサを作動する
前の、バッチ開始動作中に、いくつかのステップを行い、超音波トランスデュー
サの停止後のバッチ終了動作中にいくつかのステップが発生することが必要であ
る。
Referring again to FIG. 33, the flow for processing a batch starts with a batch start operation as a first stage, performs an intermediate operation as a second stage, and then performs a third stage. It ends with the batch end operation as. The particular operation of these steps or the particular flow of steps may vary considerably, but such changes are still included within the scope of the present invention. However, in this regard, as will be described in further detail below, activation of the ultrasonic transducer during the batch start operation and shutting down the ultrasonic transducer during the batch end operation are important steps, Some steps need to be performed during the batch start operation before the transducer is activated and some steps occur during the batch end operation after the ultrasonic transducer is stopped.

【0153】 図53は、バッチ開始動作中の一連のステップの、ある実施形態のフローチャ
ートである。図37および図53について説明すると、第一のステップは、前駆
物質液のバッチを製造することである。この手順は、通常、処理に必要なバッチ
・サイズに、必要な前駆物質液を製造するために、適当な混合を行って、液体媒
体および前駆物質液を一緒に追加するステップを含む。しかし、前駆物質液のバ
ッチは、調製済みの状態で入手することができ、その場合、バッチ開始動作は、
前駆物質液のバッチの調製を含まない。
FIG. 53 is a flowchart of one embodiment of a sequence of steps during a batch start operation. Referring to FIGS. 37 and 53, the first step is to produce a batch of precursor liquid. This procedure typically involves adding the liquid medium and the precursor liquid together with the appropriate mixing to produce the required precursor liquid to the required batch size for processing. However, a batch of precursor liquid is available in a prepared state, in which case the batch start operation is:
Does not include preparation of a batch of precursor liquid.

【0154】 図53の次のステップは、前駆物質液の循環を確立することである。このステ
ップは、通常、前駆物質液供給システム608からエーロゾル発生装置600へ
の前駆物質液供給材料620の供給のスタート、およびエーロゾル発生装置60
0からの前駆物質液の流出液622の、前駆物質液供給システム608への収容
を含む。エーロゾル発生装置600への、前駆物質液の循環が確立された後での
次のステップは、エーロゾル・ヒータ602内の温度をある高温まで上昇させる
ことである。このステップは、通常、エーロゾル・ヒータ602への熱入力を増
大することにより行われる。例えば、エーロゾル・ヒータ602として、炉を使
用している場合には、炉内の複数の加熱ゾーンの中の、一つまたはそれ以上への
熱入力は、すでに説明した方法で増大される。
The next step in FIG. 53 is to establish circulation of the precursor liquid. This step typically includes starting the supply of the precursor liquid supply material 620 from the precursor liquid supply system 608 to the aerosol generator 600 and the aerosol generator 60.
Including the effluent 622 of the precursor liquid from zero into the precursor liquid supply system 608. The next step after the circulation of the precursor liquid to the aerosol generator 600 has been established is to raise the temperature in the aerosol heater 602 to a high temperature. This step is typically performed by increasing the heat input to aerosol heater 602. For example, if a furnace is used as the aerosol heater 602, the heat input to one or more of the heating zones in the furnace is increased in the manner described above.

【0155】 図53に示すように、次のステップは、キャリヤガスの供給をスタートさせる
ことであり、冷却ガス供給をスタートさせることである。これらのステップは、
ほぼ同時に行われるように図には示してある。キャリヤガス供給のスタートは、
通常、キャリヤガス供給システム610から、エーロゾル発生装置600への、
キャリヤガス624の流れの確立を含む。冷却ガス供給のスタートは、通常、冷
却ガス供給システム612から、エーロゾル・クーラ604への、冷却ガス供給
626の供給のスタートを含む。
As shown in FIG. 53, the next step is to start the supply of the carrier gas and to start the supply of the cooling gas. These steps are
The figures are shown so that they occur almost simultaneously. Start of carrier gas supply
Typically, from the carrier gas supply system 610 to the aerosol generator 600,
Including establishing a flow of carrier gas 624. Starting the cooling gas supply typically includes starting the supply of the cooling gas supply 626 from the cooling gas supply system 612 to the aerosol cooler 604.

【0156】 図53に示す次のステップは、装置を調整することである。この調整は、エー
ロゾルの流れを発生しないで、エーロゾル発生装置600、エーロゾル・ヒータ
602、エーロゾル・クーラ604および粒子収集装置606を含む、流れ経路
を通してのキャリヤガスの供給を含む。エーロゾル・ヒータ602は、高温であ
り、移動しているキャリヤガスを加熱する。エーロゾル・クーラ604内におい
ては、高温のキャリヤガスは、冷却ガス供給626と混合され、その後で、粒子
収集装置606に送られる。粒子収集装置606を通して流れるガスは高温であ
るので、移動するガスは、粒子収集装置606の一部を加熱する。この調整ステ
ップの効果は、エーロゾルの発生がスタートした後の、中間動作中に後で起こる
状態をシミュレートすることである。例えば、エーロゾル・クーラ604および
粒子収集装置606は、動的状態で、以降の中間動作中の動作温度をシミュレー
トする温度まで加熱される。また、中間動作中に発生する状態をシミュレートす
るために、移動するガスにより、動的状態で調整される。
The next step shown in FIG. 53 is to adjust the device. This conditioning includes the supply of a carrier gas through the flow path, including aerosol generator 600, aerosol heater 602, aerosol cooler 604, and particle collector 606, without generating an aerosol flow. Aerosol heater 602 is hot and heats the moving carrier gas. Within the aerosol cooler 604, the hot carrier gas is mixed with a cooling gas supply 626 before being sent to the particle collector 606. The moving gas heats a portion of the particle collector 606 because the gas flowing through the particle collector 606 is hot. The effect of this tuning step is to simulate a later state during the intermediate operation after the aerosol generation has started. For example, aerosol cooler 604 and particle collector 606 are heated in a dynamic state to a temperature that simulates the operating temperature during subsequent intermediate operations. It is also dynamically adjusted by the moving gas to simulate conditions that occur during intermediate operation.

【0157】 図53に示すように、次のステップは、超音波トランスデューサを作動するこ
とである。このステップは、超音波トランスデューサを駆動するための超音波ト
ランスデューサ・ドライバに電力を供給することにより実行される。超音波トラ
ンスデューサ作動すると、エーロゾル発生装置600内で、エーロゾルの流れの
発生がスタートする。エーロゾルの流れの発生は、すでに説明したように、装置
の調整が完了するまでスタートしないので、システムは、最初、定常状態または
準定常状態で粒子を製造する準備ができている。このことは、粒子製造の初期の
段階でシステム内の遷移効果を低減し、初期の段階で規格以下の粒子ができる可
能性を少なくする効果がある。このことは重要なことである。何故なら、このよ
うな規格以下の粒子は、他の高品質のバッチを汚染する恐れがあり、製造された
初期の粒子を廃棄したり、厄介なリサイクルの動作をしなければならない恐れが
あるからである。超音波トランスデューサを作動した後で、バッチ処理は、中間
動作を通して進行する。
As shown in FIG. 53, the next step is to activate the ultrasonic transducer. This step is performed by supplying power to an ultrasonic transducer driver for driving the ultrasonic transducer. When the ultrasonic transducer is activated, aerosol flow starts to be generated in the aerosol generator 600. The system is initially ready to produce particles in a steady state or quasi-steady state, as the generation of aerosol flow does not start until the adjustment of the device is completed, as already explained. This has the effect of reducing transition effects in the system at the early stage of particle production and of reducing the likelihood of substandard particles being formed at the initial stage. This is important. Because these substandard particles can contaminate other high-quality batches, they may have to discard the initial particles produced or have to perform cumbersome recycling operations. It is. After activating the ultrasonic transducer, batch processing proceeds through intermediate operations.

【0158】 図54は、バッチ開始動作の一連のステップの、他の実施形態のフローチャー
トである。このフローは、二つの圧力試験ステップが追加された点を除けば、図
53のフローと同じものである。第一の圧力試験は、前駆物質液のバッチの準備
完了後であって、前駆物質液の循環が確立する前に行われる。第一の圧力試験は
、キャリヤガスによる、エーロゾルの流れのための経路への加圧、漏洩をチェッ
クするための加圧された流れ経路のモニタを含む。圧力試験の主な目的は、シス
テム全体を通して流れを確実に一定にし、損失を防止するための安全確認である
。システムが、圧力試験に合格しなかった場合は、バッチ開始動作を終了し、漏
洩の原因が識別され、修理が行われる。
FIG. 54 is a flowchart of another embodiment of a series of steps of the batch start operation. This flow is the same as the flow in FIG. 53 except that two pressure test steps have been added. The first pressure test is performed after the preparation of the precursor liquid batch and before the circulation of the precursor liquid is established. The first pressure test involves pressurizing the aerosol flow path with the carrier gas, monitoring the pressurized flow path to check for leaks. The primary purpose of the pressure test is a safety check to ensure constant flow throughout the system and to prevent losses. If the system fails the pressure test, the batch start operation is terminated, the cause of the leak is identified, and repair is performed.

【0159】 図54の第二の圧力試験ステップは、装置の調整ステップの後で行われる。第
二の圧力試験の場合には、冷却ガス供給およびキャリヤガス供給が一時的に中断
され、再びキャリヤガスにより、流れの経路が加圧され、漏洩をチェックするた
めに圧力がモニタされる。第二の圧力試験は、第一の圧力試験中には識別されな
くて、装置が高温に達した後で発生する恐れがある、漏洩を識別するために重要
である。第二の圧力試験が失敗した場合には、漏洩の原因をチェックし、修理す
るために、バッチ開始動作を終了する。
The second pressure test step of FIG. 54 is performed after the adjustment step of the device. In the case of the second pressure test, the cooling gas supply and the carrier gas supply are temporarily interrupted, again the carrier gas pressurizes the flow path and the pressure is monitored to check for leaks. The second pressure test is important to identify leaks that are not identified during the first pressure test and can occur after the device has reached a high temperature. If the second pressure test fails, terminate the batch start operation to check for the cause of the leak and repair it.

【0160】 図55について説明すると、この図は、バッチ開始動作の一連のステップの、
他の実施形態のフローチャートである。図55は、冷却液供給をスタートするた
めのステップを含んでいる点を除けば、図53と同じものである。このステップ
は、前駆物質液の循環の確立とほぼ同時に行われる。図49および図55につい
て説明すると、冷却液供給のスタートは、冷却液供給システム630からの冷却
液供給632の流れの確立と、冷却液の流出液634の冷却液供給システム63
0への戻りの確立を含む。
Referring to FIG. 55, which illustrates a series of steps in a batch start operation,
9 is a flowchart of another embodiment. FIG. 55 is the same as FIG. 53 except that it includes a step for starting the coolant supply. This step is performed almost simultaneously with establishing the circulation of the precursor liquid. Referring to FIG. 49 and FIG. 55, the start of the supply of the coolant is established by establishing the flow of the coolant supply 632 from the coolant supply system 630 and the coolant supply system 63 of the effluent 634 of the coolant.
Including establishing a return to zero.

【0161】 図56について説明すると、この図は、バッチ開始動作中の一連のステップの
、他の実施形態のフローチャートである。図56は、前駆物質液の加熱に関連す
るステップが、含まれているという点を除けば、図53と同じものである。図3
7および図56について説明すると、前駆物質液の循環を確立するステップを行
った後で、前駆物質液を加熱する次のステップがスタートする。この加熱は、通
常、前駆物質液供給システム608内で、前駆物質液を加熱することにより行わ
れる。その結果、エーロゾル発生装置600に供給される、前駆物質液供給材料
620は高温である。前駆物質液を加熱することにより、エーロゾル発生装置6
00内の循環する前駆物質液は、エーロゾルの流れがエーロゾル発生装置600
内で発生した場合の、中間動作の後期の高温をシミュレートする。また、加熱さ
れた前駆物質液は、中間動作中の動作をシミュレートしながら、再び、エーロゾ
ル発生装置600の一部を加熱する。図56に示すように、装置の調整ステップ
終了後の次のステップは、前駆物質液の加熱の中止である。装置の調整ステップ
中、すでに説明したように、加熱された前駆物質液は、エーロゾル発生装置60
0の少なくとも一部を加熱する。装置が十分に調整された後で、前駆物質液の加
熱が終了し、その後で、エーロゾル発生装置600内でエーロゾルの流れの発生
をスタートさせるために、超音波トランスデューサが作動する。超音波トランス
デューサからのエネルギーの少なくとも一部は、循環している前駆物質液を加熱
し、その結果、通常、前駆物質液の加熱はもはや必要ではない。
Referring to FIG. 56, which is a flowchart of another embodiment of a series of steps during a batch start operation. FIG. 56 is the same as FIG. 53 except that steps related to heating the precursor liquid are included. FIG.
Referring to FIG. 7 and FIG. 56, after performing the step of establishing circulation of the precursor liquid, the next step of heating the precursor liquid starts. This heating is typically performed by heating the precursor liquid in a precursor liquid supply system 608. As a result, the precursor liquid supply material 620 supplied to the aerosol generator 600 is at a high temperature. By heating the precursor liquid, the aerosol generator 6
The circulating precursor liquid in the aerosol generator device 600
Simulates the late high temperatures of the intermediate operation when it occurs within. Further, the heated precursor liquid again heats a part of the aerosol generator 600 while simulating the operation during the intermediate operation. As shown in FIG. 56, the next step after the adjustment step of the apparatus is to stop heating the precursor liquid. During the conditioning step of the apparatus, as already described, the heated precursor liquid is supplied to the aerosol generator 60.
Heat at least a portion of 0. After the device is fully tuned, the heating of the precursor liquid is terminated, after which the ultrasonic transducer is activated to start generating an aerosol stream within the aerosol generator 600. At least a portion of the energy from the ultrasonic transducer heats the circulating precursor liquid, so that heating of the precursor liquid is usually no longer necessary.

【0162】 図37、図38および図56について説明すると、前駆物質液の加熱の停止を
、いつでも行う必要はないし、またそれは望ましくない。ある種の組成の前駆物
質液の場合には、前駆物質液を、そうでない場合、中間動作中の温度より高い温
度に維持するのが望ましい場合もある。また、電子プロセッサ640は、前駆物
質液の流出液622の温度を引続きモニタすることができ、モニタした温度が、
予め定めたレベルより下がった場合には、いつでも前駆物質液供給材料620の
加熱をスタートすることができ、また、モニタした温度が予め定めたレベルより
下がった場合には、いつでも、自動的に加熱を中止することができる。
Referring to FIGS. 37, 38 and 56, it is not necessary to stop the heating of the precursor liquid at any time, and this is not desirable. For certain compositions of the precursor liquid, it may be desirable to maintain the precursor liquid at a temperature that is higher than the temperature during intermediate operation. Also, the electronic processor 640 can continue to monitor the temperature of the precursor liquid effluent 622, and the monitored temperature can be
The heating of the precursor liquid feed 620 can be started at any time when it falls below a predetermined level, and automatically whenever the monitored temperature falls below a predetermined level. Can be stopped.

【0163】 図57について説明すると、この図は、バッチ開始動作中の一連のステップの
、他の実施形態のフローチャートである。図57は、エーロゾル・ヒータの端部
キャップの冷却に関するステップを含んでいる点を除けば、図53と同じもので
ある。図37、図46および図57について説明すると、前駆物質液の循環が確
立した後の、ほぼ同時に行われる次のステップは、加熱温度の上昇と、端部キャ
ップの冷却のスタートである。端部キャップの冷却のスタートは、エーロゾル・
ヒータ602の端部キャップ、およびターミナル部分を冷却するために、端部キ
ャップの少なくとも一部を通して、冷却液の流れを確立するステップを含む。端
部キャップを冷却するのは、冷却を行わないと、エーロゾル・ヒータ602のタ
ーミナルの端部の温度が過度に高くなり、エーロゾル・ヒータと隣接する流れ装
置との間を接続している、ガスケットを損傷する恐れがあるからである。図57
を見れば分かるように、装置の調整の前に行われるステップは、端部キャップの
冷却を停止するステップである。このステップがを行われるのは、キャリヤガス
供給がスタートした後で、エーロゾル・ヒータ602を通って流れるキャリヤガ
スが、通常、十分な量により、エーロゾル・ヒータ602のターミナル部分を冷
却し、その結果、端部キャップの冷却がもはや必要ないからである。通常、粒子
の製造中には、端部キャップを冷却する必要はない。しかし、そうしたい場合に
は、端部キャップを冷却することができる。例えば、電子プロセッサ640は、
温度プローブにより端部キャップ付近の温度をモニタすることができ、モニタし
た温度が予め定めた値を超えた場合には、いつでも端部キャップを冷却を自動的
にスタートすることができ、また、モニタした温度が予め定めた数値以下に下が
った場合には、いつでも端部キャップの冷却を自動的に停止することができる。
Referring to FIG. 57, which is a flowchart of another embodiment of a series of steps during a batch start operation. FIG. 57 is the same as FIG. 53 except that it includes a step related to cooling the end cap of the aerosol heater. Referring to FIGS. 37, 46 and 57, the next steps, performed almost simultaneously, after the circulation of the precursor liquid is established, are to increase the heating temperature and to start cooling the end cap. Start cooling of the end cap
Establishing a flow of coolant through at least a portion of the end cap to cool the end cap and terminal portions of the heater 602. Cooling the end cap is accomplished by providing a gasket connecting the aerosol heater and an adjacent flow device that would otherwise result in an excessively high temperature at the end of the terminal of the aerosol heater 602. This may cause damage. Figure 57
As can be seen, the step taken before adjusting the device is to stop cooling the end cap. This step is performed because after the carrier gas supply is started, the carrier gas flowing through the aerosol heater 602 typically cools the terminal portion of the aerosol heater 602 by a sufficient amount, and This is because cooling of the end cap is no longer necessary. Usually, there is no need to cool the end cap during the production of the particles. However, if desired, the end cap can be cooled. For example, the electronic processor 640 includes:
The temperature probe can monitor the temperature near the end cap, and when the monitored temperature exceeds a predetermined value, cooling of the end cap can be automatically started at any time. If the temperature falls below a predetermined value, the cooling of the end cap can be automatically stopped at any time.

【0164】 図58について説明すると、この図は、バッチ終了動作の際の一連のステップ
の、ある実施形態のフローチャートである。図37および図58について説明す
ると、バッチ終了動作の最初のステップは、前駆物質液供給を全部消費すること
である。この第一のステップは、エーロゾル発生装置600内でエーロゾルの流
れの発生を継続して行いながら、実際にできるだけ多くの前駆物質液をとりだし
て、前駆物質液供給システム608を空にすることである。通常、バッチ終了動
作のスタートは、前駆物質液供給システム608の容器内に残っている前駆物質
液のレベルのような、前駆物質液供給システム608内の、モニタしたある状況
によりトリガーされる。
Referring to FIG. 58, which is a flowchart of an embodiment of a series of steps during a batch end operation. Referring to FIGS. 37 and 58, the first step in the batch end operation is to consume the entire precursor liquid supply. The first step is to empty as much of the precursor liquid supply system 608 by actually extracting as much precursor liquid as possible while continuing to generate the aerosol stream within the aerosol generator 600. . Typically, the start of the batch termination operation is triggered by some monitored situation in the precursor liquid supply system 608, such as the level of precursor liquid remaining in the container of the precursor liquid supply system 608.

【0165】 図58に示すように、次のステップは、超音波トランスデューサの動作を停止
することである。このステップは、超音波トランスデューサ駆動回路への電力の
供給の停止を含む。超音波トランスデューサの動作が停止すると、エーロゾル発
生装置600内のエーロゾルの流れの発生が停止する。
As shown in FIG. 58, the next step is to stop the operation of the ultrasonic transducer. This step includes stopping the supply of power to the ultrasonic transducer drive circuit. When the operation of the ultrasonic transducer stops, the generation of the aerosol flow in the aerosol generator 600 stops.

【0166】 図58に示すように、次のステップは、エーロゾルの流れの流れ経路のパージ
である。すでに説明したように、この流れ経路は、エーロゾル発生装置600と
、エーロゾル・ヒータ602、エーロゾル・クーラ604および粒子収集装置6
06を含む。パージは、通常、キャリヤガスにより行われるが、そうしたい場合
には、異なる組成のパージ・ガスを使用することができる。パージの目的は、エ
ーロゾル発生装置600および下流の装置から、すべての残りのエーロゾルを除
去することである。パージは、予め定めた時間の間、またはすべての残りのエー
ロゾルを除去するのに十分な予め定めた量のパージ・ガスを通す間行うことがで
き、または流れ経路を通って流れる、流れの中でモニタした状態に基づいて終了
することができる。例えば、エーロゾル・ヒータ602の下流の窒素ガスの濃度
は、前駆物質液が硝酸塩の前駆物質材料を含んでいた場合に、モニタすることが
できる。
As shown in FIG. 58, the next step is purging the flow path of the aerosol stream. As described above, this flow path includes the aerosol generator 600, the aerosol heater 602, the aerosol cooler 604, and the particle collection device 6.
06. Purging is usually performed with a carrier gas, but if desired, a purge gas of a different composition can be used. The purpose of the purge is to remove any remaining aerosol from the aerosol generator 600 and downstream equipment. Purging can be performed for a predetermined period of time, or while passing a predetermined amount of purge gas sufficient to remove any remaining aerosol, or in a stream flowing through the flow path. Can be terminated based on the state monitored by. For example, the concentration of nitrogen gas downstream of the aerosol heater 602 can be monitored if the precursor liquid contained a nitrate precursor material.

【0167】 図58に、ほぼ同時に起こるように図示してある次のステップは、キャリヤガ
ス供給の停止であり、冷却ガス供給の停止である。キャリヤガス供給の停止は、
キャリヤガス供給システム610から、エーロゾル発生装置600へのキャリヤ
ガス624の流れを停止するステップを含む。冷却ガス供給の停止は、冷却ガス
供給システム612からエーロゾル・クーラ604への冷却ガス供給626を停
止するステップを含む。
The next step, shown to occur almost simultaneously in FIG. 58, is to stop the supply of the carrier gas and the supply of the cooling gas. Stopping the carrier gas supply
Stopping the flow of the carrier gas 624 from the carrier gas supply system 610 to the aerosol generator 600. Stopping the cooling gas supply includes stopping the cooling gas supply 626 from the cooling gas supply system 612 to the aerosol cooler 604.

【0168】 図59について説明すると、この図は、バッチ終了動作の一連のステップの、
他の実施形態のフローチャートである。図59は、冷却液の流れを停止するステ
ップが、超音波トランスデューサの停止ステップの後に追加されている点を除け
ば、図58と同じものである。図49および図59について説明すると、図59
の一連のステップは、例えば、エーロゾル発生装置600内の超音波トランスデ
ューサが、冷却液供給システム630からの冷却液供給材料632の供給により
冷却されている場合に適している。冷却液の流れの停止は、冷却液供給システム
630からの冷却液供給材料632の供給を停止するステップを含む。
Referring to FIG. 59, which illustrates a series of steps in a batch end operation,
9 is a flowchart of another embodiment. FIG. 59 is the same as FIG. 58 except that the step of stopping the flow of the coolant is added after the step of stopping the ultrasonic transducer. 49 and 59, FIG.
Is suitable, for example, when the ultrasonic transducer in the aerosol generator 600 is cooled by the supply of the coolant supply material 632 from the coolant supply system 630. Stopping the flow of the cooling liquid includes stopping the supply of the cooling liquid supply material 632 from the cooling liquid supply system 630.

【0169】 図60について説明すると、この図は、バッチ終了動作の一連のステップの、
他の実施形態のフローチャートである。図60は、エーロゾル・ヒータ上の端部
キャップの冷却に関連するステップが含まれている点を除けば、図58と同じも
のである。図60は、エーロゾル・ヒータの温度の低下とほぼ同時に行われる端
部キャップの冷却をスタートさせるステップである。端部キャップの冷却のスタ
ートは、バッチ終了動作のところですでに説明したものと類似している。端部キ
ャップを通しての冷却液の循環は、エーロゾル・ヒータのターミナル部分の温度
が、この循環を行わないと過度に高くなるので、それを防止するために行われる
。何故なら、キャリヤガスが、もはやエーロゾル・ヒータを通って流れていない
からである。図60に示すように、次のステップは、端部キャップの冷却を停止
することである。このステップは、エーロゾル・ヒータのターミナル部分に、過
度の熱が蓄積する恐れがもはやない場合に、端部キャップ内の冷却液の循環を停
止するステップを含む。
Referring to FIG. 60, which illustrates a series of steps in a batch end operation,
9 is a flowchart of another embodiment. FIG. 60 is the same as FIG. 58 except that steps related to cooling the end cap on the aerosol heater are included. FIG. 60 shows the step of starting the cooling of the end cap, which is performed almost simultaneously with the decrease in the temperature of the aerosol heater. The start of cooling of the end cap is similar to that already described for the batch end operation. Circulation of the coolant through the end cap is performed to prevent the temperature at the terminal portion of the aerosol heater from becoming too high without this circulation, which would otherwise occur. Because the carrier gas is no longer flowing through the aerosol heater. As shown in FIG. 60, the next step is to stop cooling the end cap. This step includes stopping the circulation of coolant within the end cap when there is no longer any risk of excessive heat buildup at the terminal portion of the aerosol heater.

【0170】 図53−図60に示すように、バッチ開始動作およびバッチ終了動作の一連の
ステップは、種々の実施形態に対する好適な処理フローに過ぎない。しかし、バ
ッチ開始動作中に、いくつかのステップが、超音波トランスデューサの作動前に
行わなければならないこと、およびバッチ終了動作中に、いくつかのステップを
、超音波トランスデューサの停止後に行わなければならないことを除けば、本発
明は、図53−図60に示す特定の実施形態、または図53−図60に示す一連
のステップに限定されない。例えば、図53の場合には、超音波トランスデュー
サの作動は、通常、図に示すステップの最後のステップでなければならないが、
その前のステップは、自由に順序を変えることができる。例えば、エーロゾル・
ヒータの温度は、前駆物質液の循環を確立する前に増大することができる。図5
4の場合には、この場合も、超音波トランスデューサの作動ステップは、通常、
図に示すステップの最後に行わなければならないが、その前のステップの順序は
自由に変えることができる。例えば、第一の圧力試験を、前駆物質液の循環を確
立するステップの後で行うことができる。また、キャリヤガス供給のスタート・
ステップと、冷却ガス供給のスタート・ステップをほぼ同時に行う必要はない。
図55について説明すると、超音波トランスデューサの作動ステップは、冷却液
の供給をスタートするステップを、超音波トランスデューサの作動の後で行うこ
とができる点を除けば、通常、最後に行わなければならない。また、他のステッ
プの順序は自由に変えることができる。例えば、冷却液の供給のスタート・ステ
ップを、このフローの後のところで行うことができる。図56について説明する
と、前駆物質液の加熱を停止するステップは、超音波トランスデューサの作動の
後で行うことができる点を除けば、超音波トランスデューサの作動ステップは、
通常、最後に行わなければならない。また、他のステップの順序は自由に変える
ことができる。図57について説明すると、端部キャップの冷却を停止するステ
ップは、超音波トランスデューサの作動ステップの後で行うことができる点を除
けば、超音波トランスデューサの作動ステップは、通常、最後に行わなければな
らない。他のステップの順序は自由に変更することができる。図58について説
明すると、超音波トランスデューサの停止ステップは、通常、後続のステップの
前に行わなければならない。しかし、上記以降のステップの順序は自由に変更す
ることができる。例えば、ヒータの温度を下げるステップは、前駆物質液の供給
を停止するステップの後で行うことができる。図59について説明すると、冷却
液の流れを停止するステップを、超音波トランスデューサの停止前に行うことが
できる点を除けば、図示の超音波トランスデューサの停止後のこれらのステップ
は、通常、そのステップの後で行わなければならない。他のステップの順序は自
由に変更することができる。例えば、前駆物質液の供給を、ヒータの温度を下げ
る前に停止することができる。図60について説明すると、超音波トランスデュ
ーサの停止は、通常、他の列挙したステップの前に行わなければならない。しか
し、他のステップの順序は自由に変更することができる。例えば、端部キャップ
の冷却のスタート・ステップは、エーロゾル・ヒータ内の温度を下げる前に行う
ことができ、前駆物質液の停止ステップは、端部キャップの冷却停止ステップ、
端部キャップの冷却のスタート・ステップ、ヒータの温度を下げるステップの中
の任意のステップの前に行うことができる。また、特に上に記載したステップを
除けば、他のステップの順序を変更することができる。
As shown in FIGS. 53-60, the sequence of steps in a batch start operation and a batch end operation is merely a preferred process flow for various embodiments. However, during the batch start operation, some steps must be performed before the operation of the ultrasonic transducer, and during the batch end operation, some steps must be performed after the ultrasonic transducer is stopped. Except for this, the invention is not limited to the specific embodiments shown in FIGS. 53-60, or the series of steps shown in FIGS. For example, in the case of FIG. 53, the operation of the ultrasonic transducer should normally be the last of the steps shown in the figure,
The previous steps can be freely reordered. For example, aerosol
The temperature of the heater can be increased before establishing circulation of the precursor liquid. FIG.
In case 4, again, the actuation step of the ultrasonic transducer is usually
The steps shown must be done at the end of the steps, but the order of the preceding steps can be freely changed. For example, a first pressure test can be performed after the step of establishing circulation of the precursor liquid. In addition, start of carrier gas supply
It is not necessary to perform the step and the start step of the supply of the cooling gas almost simultaneously.
Referring to FIG. 55, the operation step of the ultrasonic transducer must usually be performed last, except that the step of starting the supply of the cooling liquid can be performed after the operation of the ultrasonic transducer. Also, the order of the other steps can be freely changed. For example, a start step for the supply of the cooling liquid can be performed after this flow. Referring to FIG. 56, except that the step of stopping the heating of the precursor liquid can be performed after the operation of the ultrasonic transducer, the operation step of the ultrasonic transducer includes:
Usually must be done last. Also, the order of the other steps can be freely changed. Referring to FIG. 57, except that the step of stopping the cooling of the end cap can be performed after the step of activating the ultrasonic transducer, the step of activating the ultrasonic transducer is usually not performed last. No. The order of the other steps can be freely changed. Referring to FIG. 58, the step of stopping the ultrasound transducer must typically be performed before a subsequent step. However, the order of the following steps can be freely changed. For example, the step of lowering the temperature of the heater can be performed after the step of stopping the supply of the precursor liquid. Referring to FIG. 59, except that the step of stopping the flow of coolant can be performed before the stop of the ultrasonic transducer, these steps after the stop of the illustrated ultrasonic transducer are typically Must be done after. The order of the other steps can be freely changed. For example, the supply of the precursor liquid can be stopped before the temperature of the heater is lowered. Referring to FIG. 60, the stop of the ultrasonic transducer must typically be performed before the other enumerated steps. However, the order of the other steps can be freely changed. For example, the step of starting the cooling of the end cap can be performed before lowering the temperature in the aerosol heater, the step of stopping the precursor liquid includes the step of stopping the cooling of the end cap,
It can be performed before any of the steps of starting the end cap cooling and reducing the temperature of the heater. In addition, the order of other steps can be changed except for the steps described above.

【0171】 すでに説明したように、中間動作は、通常、定常状態または準定常状態での粒
子の製造を含む。しかし、すでに説明したように、粒子製造に関して識別された
問題を修正するために、定常状態の条件または準定常状態の条件を、周期的に計
画に従って、または計画に従がわないで中断することが望ましい場合がある。ま
たは堆積した微粒子製品の周期的保守および除去を行うことが望ましい場合もあ
る。中間動作中に製造が中断された場合、中断の開始は、バッチ終了動作に幾分
似ているし、また、中断後の製造再開動作は、バッチ開始動作に幾分似ている。
それ故、バッチ終了動作およびバッチ開始動作についての上記説明は、特定の状
況に適合するように適当に修正された中間動作中の行われる一時的な中断に関連
する。例えば、中間動作中に製造を中断した場合には、超音波トランスデューサ
を停止し、また通常、エーロゾル発生装置へのキャリヤガスの供給を一時的に中
止し、エーロゾル・クーラへの冷却ガスの供給を一時停止する必要がある。エー
ロゾル発生装置への前駆物質液および冷却液の循環を行っている場合には、一時
的に終了させることができる。さらに、炉内の温度を、粒子製造の際の温度より
低くすることが望ましい場合もある。中断後に製造をスタートした場合、必要な
場合には、温度を上げるようにシステムが調整され、すべての流体の流れが再開
され、超音波トランスデューサが再び作動される。
As already explained, the intermediate operation usually involves the production of particles in a steady or quasi-steady state. However, as already explained, the steady-state or quasi-steady-state conditions must be interrupted periodically or unplanned in order to correct identified problems with particle production. May be desirable. Or it may be desirable to perform periodic maintenance and removal of the deposited particulate product. If the production is interrupted during an intermediate operation, the start of the interruption is somewhat similar to the end batch operation, and the resume production operation after the interruption is somewhat similar to the start batch operation.
Therefore, the above description of the batch end operation and the batch start operation relates to a temporary interruption that occurs during the intermediate operation, suitably modified to suit a particular situation. For example, if the production is interrupted during the intermediate operation, the ultrasonic transducer is stopped, and usually the supply of the carrier gas to the aerosol generator is temporarily stopped, and the supply of the cooling gas to the aerosol cooler is stopped. You need to pause. When the circulation of the precursor liquid and the cooling liquid to the aerosol generator is being performed, it can be temporarily stopped. Further, it may be desirable to lower the temperature in the furnace below the temperature during particle production. If production starts after the interruption, the system is adjusted to increase the temperature, if necessary, all fluid flow is resumed, and the ultrasonic transducer is activated again.

【0172】 すでに説明したように、本発明の有意な利点は、バッチ処理中、一つまたはそ
れ以上の動作を自動化することである。この点について説明すると、バッチ開始
動作、中間動作、またはバッチ終了動作中のステップの中の任意のステップを、
電子プロセッサの命令により自動的に制御することができる。本発明の範囲内に
おいては、少なくとも一つの動作を自動化することが必要であるが、好適には、
ほとのどすべての動作を自動化することが好ましい。この点について説明すると
、図53−図60に示すステップの中の任意のステップ、またはすべてのステッ
プを、ステップ間の遷移を含めて、電子プロセッサの命令により自動的に制御す
ることができる。さらに、好適には、バッチ開始動作、中間動作、またはバッチ
終了動作中の間の遷移が、電子プロセッサの命令により自動的に制御される。
As already mentioned, a significant advantage of the present invention is that it automates one or more operations during batch processing. To illustrate this point, any of the steps during a batch start operation, an intermediate operation, or a batch end operation,
It can be controlled automatically by the instruction of the electronic processor. Within the scope of the present invention, it is necessary to automate at least one operation, but preferably,
It is preferable to automate almost all operations. In this regard, any or all of the steps shown in FIGS. 53-60 can be automatically controlled by instructions of an electronic processor, including transitions between steps. Further, preferably, transitions during a batch start operation, an intermediate operation, or a batch end operation are automatically controlled by instructions of an electronic processor.

【0173】 図53−図60は、本発明のバッチ処理中の一連のステップの種々の実施形態
を示すことを理解されたい。しかし、本発明は、例示としての特定の実施形態に
制限されない。例えば、組合せが本明細書に記載する本発明の説明と一致する限
りは、図53−図60のいずれか一つに示すステップの中の任意のステップを、
図53−図60の任意の他の実施形態の、任意の他のステップまたは一連のステ
ップと任意の組合せの形で組み合せることができる。さらに、組合せが本明細書
に記載する本発明の説明と一致する限りは、図31、図32、図34、図35、
図36、図37、図49、図51および図52の中の一つの任意の機能を、これ
ら図に示す他の機能の中の任意のものと、任意の組合せの形で、組み合せること
ができる。また、図38−図41は、前駆物質液供給システムの種々の実施形態
を示す。本発明は、これらの特定の実施形態に制限されない。さらに、図38−
図41の中の一つが示す任意の機能を、組合せが本明細書に記載する本発明の説
明と一致する限りは、前駆物質液供給システムのこれらの図の中のどれかが示す
他の実施形態と、任意の組合せの形で組み合せることができる。さらに、図42
、図43、図44、図45、図46、図47、図48、図50および図51は、
キャリヤガス供給システム、冷却ガス供給システム、エーロゾル・ヒータ、端部
キャップ、および冷却液供給システムの特定の実施形態を示す。しかし、本発明
は、これらの特定の実施形態に限定されない。さらに、液供給システム、キャリ
ヤガス供給システム、冷却ガス供給システム、冷却液供給システム、エーロゾル
・ヒータ、およびエーロゾル発生装置の開示の実施形態の中のどれかを、任意の
形で、本発明のエーロゾル製造設備内に、任意の組合せで組み合せることができ
る。
It should be understood that FIGS. 53-60 illustrate various embodiments of a sequence of steps during a batch process of the present invention. However, the invention is not limited to a particular embodiment as an example. For example, as long as the combination is consistent with the description of the invention described herein, any of the steps shown in any one of FIGS.
It can be combined with any other step or sequence of steps of any of the other embodiments of FIGS. 53-60 in any combination. Further, as long as the combination is consistent with the description of the invention described herein, FIG. 31, FIG. 32, FIG.
It is possible to combine any one of the functions in FIGS. 36, 37, 49, 51 and 52 with any of the other functions shown in these figures in any combination. it can. FIGS. 38-41 also illustrate various embodiments of the precursor liquid supply system. The invention is not limited to these particular embodiments. Further, FIG.
Any of the functions shown in any of these figures of the precursor liquid supply system may be performed as long as any combination shown in one of FIG. 41 is consistent with the description of the invention described herein. It can be combined with the form in any combination. Further, FIG.
, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 50 and 51
1 illustrates certain embodiments of a carrier gas supply system, a cooling gas supply system, an aerosol heater, an end cap, and a coolant supply system. However, the invention is not limited to these particular embodiments. Further, any of the disclosed embodiments of the liquid supply system, the carrier gas supply system, the cooling gas supply system, the coolant supply system, the aerosol heater, and the aerosol generator may be used in any form of the aerosol of the present invention. Any combination can be combined in the manufacturing facility.

【0174】 <例> 下記の例は、本発明の理解を助けるためのもので、どのような形でも、本発明
の範囲を制限するものではない。 <例1> この例は、種々の金属を含むチタン酸ネオジムまたはチタン酸バリウムの多重
相粒子の製造を示す。
EXAMPLES The following examples are provided to aid in understanding the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention in any way. Example 1 This example illustrates the preparation of multiphase particles of neodymium or barium titanate containing various metals.

【0175】 チタン酸バリウムおよびチタン酸ネオジムのチタン酸塩の前駆物質溶液を作る
。チタン酸バリウムを水に溶解し、その後で、急速に撹拌しながら、チタニウム
・テトライソプロポキシドを加えて、チタン酸バリウムの前駆物質溶液を作る。
微粒の沈澱物が形成される。沈澱物を完全に溶解するために、十分な硝酸を加え
る。金属の塩を溶解することにより種々の金属の前駆物質溶液を作る。硝酸ネオ
ジムを使用する以外は、同じ方法で、チタン酸ネオジムの前駆物質溶液を作る。
A precursor solution of barium titanate and neodymium titanate titanate is made. Barium titanate is dissolved in water, and then titanium tetraisopropoxide is added with rapid stirring to form a barium titanate precursor solution.
A fine precipitate forms. Add enough nitric acid to completely dissolve the precipitate. By dissolving the metal salts, various metal precursor solutions are made. A neodymium titanate precursor solution is prepared in the same manner except that neodymium nitrate is used.

【0176】 最終粒子内に相対的量のチタン酸塩および金属成分を得るために、種々の相対
的量のチタン酸塩の前駆物質溶液および金属の前駆物質溶液を混合する。混合し
た溶液を、1.6MHzで動作するトランスデューサを備える超音波エーロゾル
発生装置内にエーロゾルにし、このエーロゾルを炉に送り、この炉内では、必要
な多重相の粒子を形成するために、エーロゾル内の小さな液滴が熱分解される。
空気および窒素をキャリヤガスとして使用し、この場合、試験は、銅およびニッ
ケルを含み、またキャリヤガスの2.8容量パーセントの量の水素も含む。
Various relative amounts of the precursor solution of titanate and the precursor solution of metal are mixed to obtain relative amounts of titanate and metal components in the final particles. The mixed solution is aerosoled into an ultrasonic aerosol generator equipped with a transducer operating at 1.6 MHz, and the aerosol is sent to a furnace where the aerosol is formed to form the required multiphase particles. Are thermally decomposed.
Air and nitrogen are used as carrier gases, in which case the test includes copper and nickel and also includes hydrogen in an amount of 2.8 volume percent of the carrier gas.

【0177】 表2に結果の要約を示す。 <例2> 種々の物質を作るが、その場合、いくつかの物質を作る際には、炉に入れる前
に、小さな液滴の分類を行い、いくつかの物質を作る際には、小さな液滴の分類
を行わない。種々の単一相および多重相(または、合成相)の粒子、および数回
コーティングした粒子を作る。表3−表8は、これら種々の物質および製造条件
を示す。
Table 2 shows a summary of the results. <Example 2> Various materials are made. In this case, when some materials are made, small droplets are classified before being put into a furnace, and when some materials are made, a small liquid is used. Do not classify drops. Various single-phase and multi-phase (or synthetic phase) particles, and particles coated several times are made. Table 3 to Table 8 show these various substances and production conditions.

【0178】[0178]

【表1】 (1)70:30銀:パラジウム合金、BaTiO3の量は、合成物の5重量%
から90重量%の間である。
[Table 1] (1) 70:30 silver: palladium alloy, amount of BaTiO 3 is 5% by weight of the composite
To 90% by weight.

【0179】 (2)30:70銀:パラジウム合金(2) 30:70 silver: palladium alloy

【0180】[0180]

【表2】 (1)水溶液 (2)尿素を添加することにより、粒子の密度が改善 (3)ジュポン社販売の金属有機塩 (4)製造中、亜鉛の一部は亜鉛に還元、還元量は制御可能[Table 2] (1) Aqueous solution (2) Particle density is improved by adding urea (3) Metal organic salt sold by Dupont (4) During production, part of zinc is reduced to zinc, and the amount of reduction is controllable

【0181】[0181]

【表3】 [Table 3]

【0182】[0182]

【表4】 [Table 4]

【0183】[0183]

【表5】 [Table 5]

【0184】[0184]

【表6】 (1)反応炉の温度が上昇するにつれて、粒子の形は、密に混合したPd/Si
2から、Pd上のSiO2コーティングに変化する。
[Table 6] (1) As the temperature of the reactor increases, the shape of the particles becomes intimately mixed Pd / Si
It changes from O 2 to a SiO 2 coating on Pd.

【0185】 (2)SiO2粒子上のPdのコーティング (3)チタニウム・テトライソプロポキシド (4)高い表面積のTiO2支持体上に分散している金属 (5)Al[OCH(CH3)C253 (6)高い表面積のAl23支持体上に分散している金属 (7)TIO2粒子上のPdコーティング (8)TIO2粒子上のAgコーティング (9)TIO2粒子上のPtコーティング (10)Ag粒子上のTiO2コーティング (11)Au粒子上のTiO2コーティング 本発明の種々の実施形態を詳細に説明してきたが、当業者であればこれら実施
形態の種々の修正および適応を容易に思いつくことができるだろう。しかし、そ
のような修正および適応は、添付の特許請求の範囲に記載する、本発明の範囲内
に含まれることをハッキリと理解されたい。さらに、本明細書に開示している任
意の実施形態の任意の機能は、任意の他の実施形態の任意の他の機能と任意の組
合せで結合することができることを理解されたい。
(2) Pd coating on SiO 2 particles (3) Titanium tetraisopropoxide (4) Metal dispersed on a high surface area TiO 2 support (5) Al [OCH (CH 3 ) C 2 H 5] 3 (6 ) high surface area of the Al 2 O 3 metal on the support has been dispersed (7) TIO 2 Pd coating (8) on the particles TIO 2 Ag coating on the particles (9) TIO 2 Having described various embodiments of the TiO 2 coating present invention on Pt coating (10) TiO 2 coating (11) on Ag particles Au particles on the particle in detail, various of these embodiments by those skilled in the art Can easily come up with modifications and adaptations. However, it should be clearly understood that such modifications and adaptations are included within the scope of the present invention, as set forth in the appended claims. Further, it should be understood that any feature of any embodiment disclosed herein can be combined with any other feature of any other embodiment in any combination.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のプロセスのある実施形態の処理ブロック図。FIG. 1 is a processing block diagram of an embodiment of the process of the present invention.

【図2】本発明のエーロゾル発生装置のある実施形態の側部断面図。FIG. 2 is a side cross-sectional view of one embodiment of the aerosol generator of the present invention.

【図3】本発明のエーロゾル発生装置内で使用するための、49のトランス
デューサ・アレーの、トランスデューサ装着プレートの平面図。
FIG. 3 is a plan view of a transducer mounting plate of a 49 transducer array for use in the aerosol generator of the present invention.

【図4】本発明の超音波発生装置内で使用するための、400のトランスデ
ューサ・アレー用のトランスデューサ装着プレートの平面図。
FIG. 4 is a plan view of a transducer mounting plate for a 400 transducer array for use in the ultrasonic generator of the present invention.

【図5】図4のトランスデューサ装着プレートの側面図。FIG. 5 is a side view of the transducer mounting plate of FIG. 4;

【図6】図4のトランスデューサ装着プレートの、単一トランスデューサ装
着ソケットのプロファイルを示す部分側面図。
6 is a partial side view of the transducer mounting plate of FIG. 4 showing the profile of a single transducer mounting socket.

【図7】超音波発生装置を装着するための、他の実施形態の部分側部断面図
FIG. 7 is a partial side sectional view of another embodiment for mounting an ultrasonic generator.

【図8】本発明のエーロゾル発生装置内で使用するための、セパレータを固
定するための底部固定プレートの平面図。
FIG. 8 is a plan view of a bottom fixing plate for fixing a separator for use in the aerosol generator of the present invention.

【図9】本発明のエーロゾル発生装置内で使用するための、セパレータの固
定を助けるための底部固定プレートを持つ液体供給ボックスの平面図。
FIG. 9 is a plan view of a liquid supply box with a bottom securing plate to aid in securing the separator for use in the aerosol generator of the present invention.

【図10】図9の液体供給ボックスの側面図。FIG. 10 is a side view of the liquid supply box of FIG. 9;

【図11】本発明のエーロゾル発生装置内で、ガスを送るためのガス・チュ
ーブの側面図。
FIG. 11 is a side view of a gas tube for sending gas in the aerosol generator of the present invention.

【図12】本発明のエーロゾル発生装置内で使用するための、超音波トラン
スデューサ位置に対するガスを分配するための液体供給ボックス内に位置するガ
ス・チューブの部分平面図。
FIG. 12 is a partial plan view of a gas tube located in a liquid supply box for distributing gas to an ultrasonic transducer location for use in the aerosol generator of the present invention.

【図13】本発明のエーロゾル発生装置用のガス分配構成のある実施形態。FIG. 13 illustrates an embodiment of a gas distribution arrangement for the aerosol generator of the present invention.

【図14】本発明のエーロゾル発生装置用のガス分配構成の他の実施形態。FIG. 14 is another embodiment of a gas distribution arrangement for the aerosol generator of the present invention.

【図15】本発明のエーロゾル発生装置のガス分配プレート/ガス・チュー
ブ組立体のある実施形態の平面図。
FIG. 15 is a plan view of an embodiment of the gas distribution plate / gas tube assembly of the aerosol generator of the present invention.

【図16】図15のガス分配プレート/ガス・チューブ組立体のある実施形
態の側面図。
FIG. 16 is a side view of one embodiment of the gas distribution plate / gas tube assembly of FIG.

【図17】本発明のエーロゾル発生装置内でトランスデューサの方向を決定
するためのある実施形態。
FIG. 17 illustrates an embodiment for determining the orientation of a transducer in the aerosol generator of the present invention.

【図18】本発明のエーロゾル発生装置内のガスを分配するためのガス・マ
ニフォールドの平面図。
FIG. 18 is a plan view of a gas manifold for distributing gas in the aerosol generator of the present invention.

【図19】図18のガス・マニフォールドの側面図。FIG. 19 is a side view of the gas manifold of FIG.

【図20】本発明のエーロゾル発生装置内で使用するための、フード設計の
発生装置の蓋の平面図。
FIG. 20 is a plan view of a lid of a hood-designed generator for use in the aerosol generator of the present invention.

【図21】図20の発生装置の蓋の側面図。FIG. 21 is a side view of a lid of the generator of FIG. 20.

【図22】エーロゾル・コンセントレータを含む、本発明のある実施形態の
処理ブロック図。
FIG. 22 is a processing block diagram of an embodiment of the present invention, including an aerosol concentrator.

【図23】粒子分類装置を含む、本発明のプロセスのある実施形態の処理ブ
ロック図。
FIG. 23 is a processing block diagram of an embodiment of the process of the present invention, including a particle classifier.

【図24】粒子クーラを含む、本発明のある実施形態の処理ブロック図。FIG. 24 is a processing block diagram of an embodiment of the present invention, including a particle cooler.

【図25】本発明のガス・クエンチ・クーラの平面図。FIG. 25 is a plan view of the gas quench cooler of the present invention.

【図26】図25のガス・クエンチ・クーラの端面図。FIG. 26 is an end view of the gas quench cooler of FIG. 25.

【図27】図25のクエンチ・クーラの孔あきコンジットの側面図。FIG. 27 is a side view of the perforated conduit of the quench cooler of FIG. 25.

【図28】粒子コーティング装置を含む、本発明のある実施形態の処理ブロ
ック図。
FIG. 28 is a processing block diagram of an embodiment of the present invention, including a particle coating device.

【図29】粒子改変装置を含む、本発明のある実施形態のブロック図。FIG. 29 is a block diagram of an embodiment of the present invention including a particle modification device.

【図30A】本発明により製造することができる、ある合成粒子の種々の粒
子形状の断面図。
FIG. 30A is a cross-sectional view of various particle shapes of certain synthetic particles that can be produced according to the present invention.

【図30B】本発明により製造することができる、ある合成粒子の種々の粒
子形状の断面図。
FIG. 30B is a cross-sectional view of various particle shapes of certain synthetic particles that can be produced according to the present invention.

【図30C】本発明により製造することができる、ある合成粒子の種々の粒
子形状の断面図。
FIG. 30C is a cross-sectional view of various particle shapes of certain synthetic particles that can be produced according to the present invention.

【図30D】本発明により製造することができる、ある合成粒子の種々の粒
子形状の断面図。
FIG. 30D is a cross-sectional view of various particle shapes of certain synthetic particles that can be produced according to the present invention.

【図30E】本発明により製造することができる、ある合成粒子の種々の粒
子形状の断面図。
FIG. 30E is a cross-sectional view of various particle shapes of certain synthetic particles that can be produced according to the present invention.

【図30F】本発明により製造することができる、ある合成粒子の種々の粒
子形状の断面図。
FIG. 30F is a cross-sectional view of various particle shapes of a synthetic particle that can be produced according to the present invention.

【図31】本発明のエーロゾル製造設備のある実施形態の略図。FIG. 31 is a schematic diagram of an embodiment of an aerosol production facility of the present invention.

【図32】冷却液によるエーロゾル発生装置の冷却を含む、本発明のエーロ
ゾル製造設備の他の実施形態の略図。
FIG. 32 is a schematic diagram of another embodiment of the aerosol production facility of the present invention, including cooling the aerosol generator with a cooling liquid.

【図33】本発明のバッチ処理の段階を示すフローチャート。FIG. 33 is a flowchart showing stages of a batch process of the present invention.

【図34】エーロゾル発生装置への別の液体媒体の追加を含む、本発明のエ
ーロゾル製造設備のある実施形態の略図。
FIG. 34 is a schematic diagram of an embodiment of an aerosol production facility of the present invention that includes the addition of another liquid medium to the aerosol generator.

【図35】キャリヤガス供給システムへの別の液体媒体の追加を示す、本発
明のエーロゾル製造設備のある実施形態の略図。
FIG. 35 is a schematic illustration of an embodiment of an aerosol production facility of the present invention showing the addition of another liquid medium to a carrier gas supply system.

【図36】前駆物質液供給システムへの別の液体媒体の追加を含む、本発明
のエーロゾル製造設備のある実施形態の略図。
FIG. 36 is a schematic diagram of an embodiment of an aerosol production facility of the present invention that includes the addition of another liquid medium to a precursor liquid supply system.

【図37】電子プロセッサの命令による自動制御を含む、本発明のエーロゾ
ル製造設備の他の実施形態の略図。
FIG. 37 is a schematic diagram of another embodiment of the aerosol production facility of the present invention, including automatic control by instructions of an electronic processor.

【図38】本発明の液体供給システムのある実施形態の略図。FIG. 38 is a schematic diagram of one embodiment of a liquid supply system of the present invention.

【図39】本発明の前駆物質液供給システムの他の実施形態の略図。FIG. 39 is a schematic diagram of another embodiment of the precursor liquid supply system of the present invention.

【図40】本発明の前駆物質液供給システムの他の実施形態の略図。FIG. 40 is a schematic diagram of another embodiment of the precursor liquid supply system of the present invention.

【図41】本発明の前駆物質液供給システムの他の実施形態の略図。FIG. 41 is a schematic diagram of another embodiment of the precursor liquid supply system of the present invention.

【図42】本発明のキャリヤガス供給システムのある実施形態の略図。FIG. 42 is a schematic diagram of one embodiment of a carrier gas supply system of the present invention.

【図43】本発明の冷却ガス供給システムのある実施形態の略図。FIG. 43 is a schematic diagram of an embodiment of a cooling gas supply system of the present invention.

【図44】本発明のエーロゾル・ヒータのある実施形態の略図。FIG. 44 is a schematic diagram of one embodiment of an aerosol heater of the present invention.

【図45】本発明のエーロゾル・ヒータのある実施形態の簡単な断面図。FIG. 45 is a simplified cross-sectional view of one embodiment of the aerosol heater of the present invention.

【図46】端部キャップを含む、本発明のエーロゾル・ヒータのある実施形
態の略図。
FIG. 46 is a schematic diagram of an embodiment of an aerosol heater of the present invention including an end cap.

【図47】本発明の端部キャップのある実施形態の前面図。FIG. 47 is a front view of an embodiment of the end cap of the present invention.

【図48】本発明の端部キャップのある実施形態の平面図。FIG. 48 is a plan view of one embodiment of the end cap of the present invention.

【図49】冷却液の自動制御を含む、本発明のエーロゾル製造設備のある実
施形態の略図。
FIG. 49 is a schematic diagram of an embodiment of the aerosol production facility of the present invention, including automatic control of the coolant.

【図50】本発明の冷却液供給システムのある実施形態の略図。FIG. 50 is a schematic diagram of an embodiment of a coolant supply system of the present invention.

【図51】本発明のキャリヤガス供給システムのある実施形態の略図。FIG. 51 is a schematic diagram of one embodiment of a carrier gas supply system of the present invention.

【図52】エーロゾル発生装置とエーロゾル・ヒータとの間の冷却を含む、
本発明のエーロゾル製造設備のある実施形態の略図。
FIG. 52 includes cooling between an aerosol generator and an aerosol heater;
1 is a schematic diagram of an embodiment of an aerosol production facility of the present invention.

【図53】本発明のバッチ開始動作の一連のステップの、ある実施形態を示
すフローチャート。
FIG. 53 is a flowchart illustrating an embodiment of a series of steps in a batch start operation of the present invention.

【図54】本発明のバッチ開始動作の一連のステップの、ある実施形態のフ
ローチャート。
FIG. 54 is a flowchart of an embodiment of a series of steps in a batch start operation of the present invention.

【図55】本発明のバッチ開始動作の一連のステップの、ある実施形態のフ
ローチャート。
FIG. 55 is a flowchart of one embodiment of a series of steps in a batch start operation of the present invention.

【図56】本発明のバッチ開始動作の一連のステップの、ある実施形態のフ
ローチャート。
FIG. 56 is a flowchart of one embodiment of a series of steps in a batch start operation of the present invention.

【図57】本発明のバッチ開始動作の一連のステップの、ある実施形態のフ
ローチャート。
FIG. 57 is a flowchart of an embodiment of a series of steps in a batch start operation of the present invention.

【図58】本発明のバッチ終了動作の一連のステップの、ある実施形態のフ
ローチャート。
FIG. 58 is a flowchart of an embodiment of a series of steps in a batch end operation of the present invention.

【図59】本発明のバッチ終了動作の一連のステップの、ある実施形態のフ
ローチャート。
FIG. 59 is a flowchart of an embodiment of a series of steps in a batch end operation of the present invention.

【図60】本発明のバッチ終了動作の一連のステップの、ある実施形態のフ
ローチャート。
FIG. 60 is a flowchart of an embodiment of a series of steps in a batch end operation of the present invention.

【図61】エーロゾル・モニタを含むエーロゾル製造設備の他の実施形態の
略図。
FIG. 61 is a schematic diagram of another embodiment of an aerosol production facility including an aerosol monitor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C01G 9/08 C01G 9/08 23/00 23/00 C (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CR, CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI,G B,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL ,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,M G,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT ,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL, TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,V N,YU,ZA,ZW (72)発明者 デリコッテ、ディビッド イー. アメリカ合衆国 87112 ニューメキシコ 州 アルバカーキ ソーンテ ロード エ ヌイー 12912 (72)発明者 ハンプデン−スミス、マーク ジェイ. アメリカ合衆国 87131 ニューメキシコ 州 アルバカーキ マクシミリアン エヌ ダブリュ 2901 (72)発明者 コダス、トイボ ティ. アメリカ合衆国 87122 ニューメキシコ 州 アルバカーキ サン ラファエル ド ライブ エヌイー 11102 (72)発明者 パウエル、クウィント エイチ. アメリカ合衆国 87123 ニューメキシコ 州 アルバカーキ グランド アベニュー エヌイー 14336 Fターム(参考) 4G047 AA02 AB01 AD03 CA07 CB04 CD03 4G065 AA01 AA07 AA09 AB03X BA07 BB07 CA17 DA09 FA01 FA02 GA02 4G075 AA27 AA62 AA63 BA05 CA02 CA03 CA23 CA62 CA63 4G076 AA02 AA22 AB04 AB07 AB12 BA01 CA04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C01G 9/08 C01G 9/08 23/00 23/00 C (81) Designated country EP (AT, BE, CH) , CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN) , GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG) , KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS , LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Delicotte, David E. United States 87112 Albuquerque, New Mexico Sonte Road et NE 12912 (72) Inventors Hampden-Smith, Mark Jay. United States 87131 New Mexico Albuquerque Maximilian NW 2901 (72) Inventor Kodas, Toivoty. United States 87122 Albuquerque, New Mexico San Rafael Drive, NV 11102 (72) Inventors Powell, Quint H. United States 87123 Albuquerque, New Mexico Albuquerque Grand Avenue 14336 F-term (reference) 4G047 AA02 AB01 AD03 CA07 CB04 CD03 4G065 AA01 AA07 AA09 AB03X BA07 BB07 CA17 DA09 FA01 FA02 GA02 4G075 AA27 AA62 A0263 CA05 A03 AB12 BA01 CA04

Claims (166)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 選択した組成の粒子を製造するための自動バッチ・エーロゾ
ル法であって、 微粒子製品のバッチを製造するための液体媒体と前駆物質材料とを含む前駆物
質液のバッチのバッチ処理であって、バッチ開始動作と、バッチ終了動作と、前
記バッチ開始動作と前記バッチ終了動作との間に行われる中間動作とを含むバッ
チ処理において、 前記中間動作は、 (a)複数の作動超音波トランスデューサを有するエーロゾル発生装置内にお
いてキャリヤガスおよび前駆物質液からエーロゾル流を発生させるステップであ
って、前記エーロゾル流は前記キャリヤガス中にエーロゾルとして分散した前駆
物質液からなる液滴を含み、前記エーロゾル発生装置はエーロゾル発生装置への
前駆物質液供給を受けるための少なくとも一つの入口とを含むステップと、 (b)前記エーロゾル発生装置と流体連通したキャリヤガス供給システムから
前記エーロゾル発生装置へ前記キャリヤガスを供給するステップと、 (c)前記エーロゾル発生装置と流体連通した前駆物質液供給システムから前
記エーロゾル発生装置へ前駆物質液供給材料を供給するステップと、 (d)前記エーロゾル発生装置と流体連通したエーロゾル・ヒータ内で前記エ
ーロゾル流を加熱することを含む、前記エーロゾル流内で粒子を形成するステッ
プとを含み、 前記バッチ開始動作の開始前かつ前記バッチ終了動作の終了後においては前記
エーロゾル流が発生せられず、 前記バッチ開始動作は前記エーロゾル流の発生を開始することを含み、前記バ
ッチ終了動作は前記エーロゾル流の発生を停止することを含むバッチ処理と、 前記バッチ開始動作、中間動作、及びバッチ終了動作の間に行われる少なくと
も一つの動作であって、前記選択した組成の粒子を製造する命令を処理するため
の電子プロセッサの指示により自動的に制御される少なくとも一つの動作とを含
む方法。
1. An automated batch aerosol process for producing particles of a selected composition, wherein the batch processing of a batch of precursor liquid comprising a liquid medium and a precursor material for producing a batch of a particulate product. In a batch process including a batch start operation, a batch end operation, and an intermediate operation performed between the batch start operation and the batch end operation, the intermediate operation includes: Generating an aerosol stream from a carrier gas and a precursor liquid in an aerosol generator having an acoustic transducer, the aerosol stream comprising droplets of a precursor liquid dispersed as an aerosol in the carrier gas; The aerosol generator has at least one inlet for receiving a precursor liquid supply to the aerosol generator. (B) supplying the carrier gas from the carrier gas supply system in fluid communication with the aerosol generator to the aerosol generator; and (c) a precursor liquid supply system in fluid communication with the aerosol generator. Supplying a precursor liquid supply material to the aerosol generator from step (d); heating the aerosol stream in an aerosol heater in fluid communication with the aerosol generator; Forming the aerosol flow before the start of the batch start operation and after the end of the batch end operation, the aerosol flow is not generated, the batch start operation includes starting the generation of the aerosol flow, The batch end operation includes stopping the generation of the aerosol stream. Processing, at least one operation performed during the batch start operation, the intermediate operation, and the batch end operation, automatically by an instruction of an electronic processor for processing an instruction to produce particles of the selected composition. At least one operation controlled by the method.
【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記バッチ開始動作が、前
記超音波トランスデューサの作動を含む方法。
2. The method according to claim 1, wherein said batch initiation operation comprises actuation of said ultrasonic transducer.
【請求項3】 請求項2に記載の方法において、前記超音波トランスデュー
サの作動ステップが、電子プロセッサの指示により、超音波トランスデューサを
自動的に起動することを含む方法。
3. The method of claim 2, wherein the step of activating the ultrasound transducer includes automatically activating the ultrasound transducer at the direction of the electronic processor.
【請求項4】 請求項2に記載の方法において、エーロゾル流のための流路
が、エーロゾル発生装置とエーロゾル・ヒータとを含み、 バッチ開始動作が、超音波トランスデューサの起動前に、漏洩をチェックする
ために自動的に流路の圧力テストを行い、該圧力テストが電子プロセッサの指示
により制御される方法。
4. The method of claim 2, wherein the flow path for the aerosol flow includes an aerosol generator and an aerosol heater, and wherein the batch initiation operation checks for leaks prior to activation of the ultrasonic transducer. Performing a pressure test on the flow path automatically, wherein the pressure test is controlled by instructions of an electronic processor.
【請求項5】 請求項4に記載の方法において、前記流路がエーロゾル・ヒ
ータより下流にあるエーロゾル・クーラをさらに含む方法。
5. The method of claim 4, wherein said flow path further comprises an aerosol cooler downstream from an aerosol heater.
【請求項6】 請求項5に記載の方法において、前記流路がエーロゾル・ク
ーラより下流にある粒子コレクタをさらに含む方法。
6. The method of claim 5, wherein the flow path further comprises a particle collector downstream from an aerosol cooler.
【請求項7】 請求項2に記載の方法において、バッチ開始動作が、超音波
トランスデューサを起動するステップ以前の、電子プロセッサの指示による、エ
ーロゾル発生装置への前駆物質液供給材料の自動的供給開始を含む方法。
7. The method of claim 2, wherein the batch start operation comprises automatically starting the supply of the precursor liquid feed to the aerosol generator at the direction of the electronic processor prior to the step of activating the ultrasonic transducer. A method that includes
【請求項8】 請求項7に記載の方法において、バッチ開始動作が、前駆物
質液供給材料を供給し始めるステップの後、かつ超音波トランスデューサを起動
するステップの前に、エーロゾル発生装置を通って前駆物質液システムへ戻る、
エーロゾル発生装置への前駆物質液供給システムからの前駆物質液の循環を確立
することを含む方法。
8. The method of claim 7, wherein the batch start operation is performed through the aerosol generator after the step of starting to supply the precursor liquid feed and before the step of activating the ultrasonic transducer. Return to the precursor liquid system,
A method comprising establishing circulation of a precursor liquid from a precursor liquid supply system to an aerosol generator.
【請求項9】 請求項8に記載の方法において、循環確立ステップが、電子
プロセッサの指示により、循環している前駆物質液の少なくとも一部を自動的に
加熱して、エーロゾル発生装置の少なくとも一部の温度を上昇させる方法。
9. The method of claim 8, wherein the step of establishing a circulation automatically heats at least a portion of the circulating precursor liquid to direct at least one of the aerosol generators under the direction of the electronic processor. How to raise the temperature of the part.
【請求項10】 請求項9に記載の方法において、循環する前駆物質液の温
度が所定のレベルを超えると、電子プロセッサの指示により、加熱が自動的に停
止する方法。
10. The method of claim 9, wherein when the temperature of the circulating precursor liquid exceeds a predetermined level, the heating is automatically stopped according to an instruction of the electronic processor.
【請求項11】 請求項2に記載の方法において、前記バッチ開始動作が、
超音波トランスデューサの起動ステップ前に、電子プロセッサの指示により、エ
ーロゾル・ヒータ内の温度を自動的に上昇させることを含む方法。
11. The method of claim 2, wherein the batch start operation comprises:
A method comprising automatically increasing the temperature in an aerosol heater under the direction of an electronic processor prior to the step of activating the ultrasonic transducer.
【請求項12】 請求項11に記載の方法において、前記エーロゾル・ヒー
タが、少なくとも2つのエンド・キャップを備え、該エンド・キャップの第一の
ものはエーロゾル・ヒータへの流入口に隣接し、該エンド・キャップの第二のも
のはエーロゾル・ヒータからの流出口に隣接していて、前記エーロゾル・ヒータ
内の温度上昇ステップが、電子プロセッサの指示により第一および第二のエンド
・キャップのうち少なくとも一方を冷却することを含む方法。
12. The method of claim 11, wherein the aerosol heater comprises at least two end caps, a first one of which is adjacent an inlet to the aerosol heater; A second one of the end caps is adjacent to an outlet from the aerosol heater, and the step of increasing the temperature in the aerosol heater may be performed by the electronic processor as directed by one of the first and second end caps. A method comprising cooling at least one.
【請求項13】 請求項11に記載の方法において、前記エーロゾル・ヒー
タが、複数の加熱域を有する炉を含み、エーロゾル内の温度上昇ステップにおい
て、各加熱域への加熱が、電子プロセッサからの指示により、自動的かつ個別的
に制御される方法。
13. The method of claim 11, wherein the aerosol heater comprises a furnace having a plurality of heating zones, and wherein, in the step of raising the temperature in the aerosol, heating to each heating zone is performed by an electronic processor. Automatically and individually controlled by instructions.
【請求項14】 請求項11に記載の方法において、エーロゾル流の流路が
、エーロゾル発生装置とエーロゾル・ヒータを含み、 バッチ開始動作が、エーロゾル・ヒータ内の温度上昇ステップの後、かつ超音
波トランスデューサの起動ステップの前に、エーロゾル流路の漏洩をチェックす
る自動圧力テストを含み、該圧力テストが電子プロセッサの指示により制御され
る方法。
14. The method of claim 11, wherein the flow path of the aerosol stream includes an aerosol generator and an aerosol heater, wherein the batch start operation is performed after a temperature increasing step in the aerosol heater and the ultrasonic wave. A method comprising, prior to the step of activating the transducer, an automatic pressure test to check for a leak in the aerosol flow path, wherein the pressure test is controlled by instructions of an electronic processor.
【請求項15】 請求項2に記載の方法において、バッチ開始動作が、超音
波トランスデューサの起動ステップの前に、電子プロセッサの指示により、エー
ロゾル発生装置へのキャリヤガス供給を自動的開始するステップを含む方法。
15. The method of claim 2, wherein the batch start operation comprises automatically starting the carrier gas supply to the aerosol generator under the direction of the electronic processor prior to the step of activating the ultrasonic transducer. Including methods.
【請求項16】 請求項15に記載の方法において、バッチ開始動作が、エ
ーロゾル発生装置へのキャリヤガス供給の開始ステップ後、超音波トランスデュ
ーサの起動ステップ前に、エーロゾル流のための流路にキャリヤガスを流すステ
ップを含み、この流路がエーロゾル発生装置およびエーロゾル・ヒータを含む方
法。
16. The method according to claim 15, wherein the batch start operation comprises the step of: starting the carrier gas supply to the aerosol generator, and starting the carrier in the flow path for the aerosol flow before the start-up step of the ultrasonic transducer. A method comprising flowing a gas, the flow path including an aerosol generator and an aerosol heater.
【請求項17】 請求項16に記載の方法において、キャリヤガスを流路に
流すステップの間、エーロゾル・ヒータが高い温度になり、キャリヤガスが、エ
ーロゾル・ヒータを流れていく間に加熱される方法。
17. The method according to claim 16, wherein the aerosol heater is at an elevated temperature during the step of flowing the carrier gas through the flow path and the carrier gas is heated while flowing through the aerosol heater. Method.
【請求項18】 請求項17に記載の方法において、前記流路が、エーロゾ
ル・ヒータの下流に位置するエーロゾル・クーラを含む方法。
18. The method of claim 17, wherein said flow path includes an aerosol cooler located downstream of an aerosol heater.
【請求項19】 請求項18に記載の方法において、バッチ開始動作が、超
音波トランスデューサの起動ステップの前に、電子プロセッサの指示によりエー
ロゾル・クーラへの冷却ガスの供給を自動的に開始するステップを含み、 前記冷却ガスが、キャリヤガスを流路に流すステップの間にキャリヤガスと混
合し、これにより冷却ガスがキャリヤガスを冷却する方法。
19. The method of claim 18, wherein the batch start operation automatically initiates a supply of cooling gas to the aerosol cooler at the direction of the electronic processor prior to the step of activating the ultrasonic transducer. And wherein the cooling gas mixes with the carrier gas during the step of flowing the carrier gas through the flow path, whereby the cooling gas cools the carrier gas.
【請求項20】 請求項18に記載の方法において、流路がエーロゾル・ク
ーラより下流の粒子コレクタを含み、該粒子コレクタをキャリヤガスが流れる際
に、粒子コレクタの少なくとも一部分をキャリヤガスからの熱が加熱する方法。
20. The method of claim 18, wherein the flow path includes a particle collector downstream of the aerosol cooler, and wherein at least a portion of the particle collector receives heat from the carrier gas as the carrier gas flows through the particle collector. How to heat.
【請求項21】 請求項2に記載の方法において、バッチ開始動作が、超音
波トランスデューサの起動ステップの前に、前駆物質液のバッチの調製を含み、
前駆物質液のバッチの調製が、前駆物質材料および液体媒体を容器に加えること
を含み、該容器が前駆物質液供給システムの一部であって、 前駆物質材料の追加および液体媒体の追加のうち少なくとも一方は、電子プロ
セッサの指示により自動的に行われる方法。
21. The method of claim 2, wherein the batch initiation operation comprises preparing a batch of precursor liquid prior to the step of activating the ultrasonic transducer;
Preparing a batch of precursor liquid includes adding a precursor material and a liquid medium to a container, the container being part of a precursor liquid supply system, wherein the addition of the precursor material and the addition of the liquid medium At least one is a method automatically performed by an instruction of an electronic processor.
【請求項22】 請求項21に記載の方法において、前駆物質材料を加える
ことと液体媒体を加えることの両方が、電子プロセッサの指示により自動的に行
われる方法。
22. The method of claim 21, wherein both adding the precursor material and adding the liquid medium are performed automatically under the direction of an electronic processor.
【請求項23】 請求項21に記載の方法において、前駆物質材料が、電子
プロセッサの指示により自動的に始動されるホッパから加えられる方法。
23. The method of claim 21, wherein the precursor material is added from a hopper that is automatically started upon instruction of an electronic processor.
【請求項24】 請求項21に記載の方法において、液体媒体が、電子プロ
セッサの指示により自動的に始動される流量制御弁を介して加えられる方法。
24. The method according to claim 21, wherein the liquid medium is added via a flow control valve which is automatically started upon instruction of an electronic processor.
【請求項25】 請求項21に記載の方法において、容器中にある液体媒体
および前駆物質材料が電子プロセッサの指示によって自動的に揺動され、液体媒
体と前駆物質材料が混合される方法。
25. The method according to claim 21, wherein the liquid medium and the precursor material in the container are automatically shaken under the direction of an electronic processor to mix the liquid medium and the precursor material.
【請求項26】 請求項21に記載の方法において、液体媒体がイオン除去
水を含む方法。
26. The method of claim 21, wherein the liquid medium comprises deionized water.
【請求項27】 請求項21に記載の方法において、前駆物質液のバッチの
調製中に、前駆物質材料が液体媒体に溶解する方法。
27. The method of claim 21, wherein the precursor material dissolves in the liquid medium during the preparation of the precursor liquid batch.
【請求項28】 請求項21に記載の方法において、前駆物質液のバッチの
調製中に、前駆物質材料が、液体媒体の連続相に懸濁する分散相として分散する
方法。
28. The method according to claim 21, wherein during preparation of the batch of precursor liquid, the precursor material is dispersed as a dispersed phase suspended in a continuous phase of a liquid medium.
【請求項29】 請求項21に記載の方法において、前記前駆物質材料が第
一の前駆物質材料であり、前駆物質液がさらに第二の前駆物質材料を含んでいて
、第一、第二の前駆物質材料の両方が、前駆物質液の調製中に容器に添加される
方法。
29. The method of claim 21, wherein the precursor material is a first precursor material, and the precursor liquid further comprises a second precursor material, wherein the first and second precursor materials are different. A method wherein both of the precursor materials are added to the container during preparation of the precursor liquid.
【請求項30】 請求項1に記載の方法において、中間動作が、キャリヤガ
ス供給システムからエーロゾル発生装置へのキャリヤガスの流れを、電子プロセ
ッサの指示により自動的に制御することを含む方法。
30. The method of claim 1, wherein the intermediate operation comprises automatically controlling the flow of the carrier gas from the carrier gas supply system to the aerosol generator under the direction of an electronic processor.
【請求項31】 請求項30に記載の方法において、キャリヤガス供給シス
テムが、それぞれがキャリヤガスの一部をエーロゾル発生装置に運ぶ複数のガス
供給ラインから成っており、該ガス供給ラインそれぞれを通じてのキャリヤガス
の流れが電子プロセッサの指示により個別にかつ自動的に制御される方法。
31. The method according to claim 30, wherein the carrier gas supply system comprises a plurality of gas supply lines, each carrying a portion of the carrier gas to the aerosol generator, through each of the gas supply lines. A method wherein the flow of carrier gas is controlled individually and automatically under the direction of an electronic processor.
【請求項32】 請求項30に記載の方法において、エーロゾル発生装置に
供給されるキャリアガスの流れの制御が、キャリヤガスの流れの少なくとも一部
分が通る少なくとも1つの流量制御弁の、電子プロセッサの指示による自動的起
動を含む方法。
32. The method according to claim 30, wherein the control of the flow of the carrier gas supplied to the aerosol generator is directed by the electronic processor to at least one flow control valve through which at least a portion of the flow of the carrier gas passes. Methods that include automatic startup by:
【請求項33】 請求項1に記載の方法において、中間動作が、液体供給シ
ステムからエーロゾル発生装置に供給される前駆物質液供給材料の流れを、電子
プロセッサからの指示により、自動的に制御することを含む方法。
33. The method of claim 1, wherein the intermediate operation automatically controls the flow of the precursor liquid feed from the liquid supply system to the aerosol generator as directed by an electronic processor. A method that includes:
【請求項34】 請求項33に記載の方法において、前駆物質液供給材料の
流れの制御が、前駆物質液の流れの少なくとも一部分が通る少なくとも1つの流
量制御弁の、電子プロセッサの指示による自動的起動を含む方法。
34. The method according to claim 33, wherein the control of the flow of the precursor liquid feed is performed automatically at the direction of an electronic processor of at least one flow control valve through which at least a portion of the flow of the precursor liquid flows. A method that involves launching.
【請求項35】 請求項1に記載の方法において、液体供給システムが少な
くとも2つの容器を含み、中間動作中、それぞれに前駆物質液の少なくとも一部
分が入っていて、 中間動作中には、第一の容器の前駆物質液が第二の容器に移され、 第二の容器の前駆物質液は、エーロゾル発生装置への前駆物質液の供給の少な
くとも一部として、エーロゾル発生装置に移される方法。
35. The method according to claim 1, wherein the liquid supply system includes at least two containers, each containing at least a portion of a precursor liquid during an intermediate operation, wherein during the intermediate operation, the first Transferring the precursor liquid of the second container to the second container, wherein the precursor liquid of the second container is transferred to the aerosol generator as at least part of the supply of the precursor liquid to the aerosol generator.
【請求項36】 請求項35に記載の方法において、第一の容器から第二の
容器への前駆物質液の移動が、電子プロセッサの指示により自動的に制御される
方法。
36. The method of claim 35, wherein movement of the precursor liquid from the first container to the second container is automatically controlled by an instruction of an electronic processor.
【請求項37】 請求項36に記載の方法において、電子プロセッサが自動
的に第二の容器内の前駆物質液の量を監視し、第一の容器から第二の容器への前
駆物質液の移転の制御を、少なくとも部分的には監視量の関数として、自動的に
指示する方法。
37. The method of claim 36, wherein the electronic processor automatically monitors the amount of the precursor liquid in the second container and transfers the precursor liquid from the first container to the second container. A method of automatically indicating relocation control, at least in part, as a function of monitored quantity.
【請求項38】 請求項35に記載の方法において、中間動作中に、前駆物
質液供給材料の第一の部分がエーロゾル流の液滴となってエーロゾル発生装置を
出、前駆物質液供給材料の第二の部分が前駆物質液流出液としてエーロゾル発生
装置を出て、該前駆物質液流出液の少なくとも一部分を第二の容器が受け取って
、前駆物質液供給の少なくとも一部としてエーロゾル発生装置へ再循環させる方
法。
38. The method of claim 35, wherein, during the intermediate operation, the first portion of the precursor liquid feed exits the aerosol generator as droplets of the aerosol stream, A second portion exits the aerosol generator as a precursor liquid effluent, and at least a portion of the precursor liquid effluent is received by a second container and re-transmitted to the aerosol generator as at least a portion of the precursor liquid supply. How to circulate.
【請求項39】 請求項35に記載の方法において、第二の容器からエーロ
ゾル発生装置への前駆物質液の移転が電子プロセッサの指示により自動的に制御
される方法。
39. The method according to claim 35, wherein the transfer of the precursor liquid from the second container to the aerosol generator is controlled automatically by instructions of an electronic processor.
【請求項40】 請求項35に記載の方法において、中間動作が、第二の容
器に追加の液体媒体を追加して、前駆物質液中の前駆物質材料の濃度を第二の容
器中で制御することを含み、追加液体媒体の追加が、電子プロセッサの指示によ
り自動的に制御される方法。
40. The method according to claim 35, wherein the intermediate operation adds an additional liquid medium to the second container to control a concentration of the precursor material in the precursor liquid in the second container. Wherein the addition of the additional liquid medium is automatically controlled by instructions of an electronic processor.
【請求項41】 請求項40に記載の方法において、電子プロセッサが、第
二の容器中の前駆物質液の少なくとも1つの特性を自動的に監視し、少なくとも
部分的には、少なくとも1つの監視される特性の関数として、追加液体媒体を追
加することを自動的に直接制御する方法。
41. The method of claim 40, wherein the electronic processor automatically monitors at least one property of the precursor liquid in the second container, and at least partially monitors at least one monitored fluid. A method of automatically and directly controlling the addition of an additional liquid medium as a function of the properties to be added.
【請求項42】 請求項40に記載の方法において、電子プロセッサが、前
駆物質液供給材料の流れにおける前駆物質液の少なくとも1つの性質を自動的に
監視し、少なくとも部分的には、少なくとも1つの監視される特定の関数として
、追加液体媒体を追加することを自動的に直接制御する方法。
42. The method of claim 40, wherein the electronic processor automatically monitors at least one property of the precursor liquid in the flow of the precursor liquid supply, and at least partially includes at least one of the at least one precursor liquid. A method of automatically and directly controlling the addition of an additional liquid medium as a specific function to be monitored.
【請求項43】 請求項1に記載の方法において、中間動作が、エーロゾル
流を生成するステップにおいて、超音波トランスデューサを冷却するためにエー
ロゾル発生装置を通して冷却液を循環させることを含み、冷却液の流れが電子プ
ロセッサの指示により自動的に制御される方法。
43. The method of claim 1, wherein the intermediate operation includes circulating a coolant through the aerosol generator to cool the ultrasonic transducer in the step of generating an aerosol stream, the method comprising: A method in which the flow is controlled automatically by instructions of an electronic processor.
【請求項44】 請求項1に記載の方法において、中間動作中に、起動され
た超音波トランスデューサが電子ドライバにより駆動され、該電子ドライバが電
子プロセッサの指示により自動的に冷却される方法。
44. The method of claim 1, wherein during an intermediate operation, the activated ultrasonic transducer is driven by an electronic driver, and the electronic driver is automatically cooled down at the direction of the electronic processor.
【請求項45】 請求項1に記載の方法において、中間動作が、電子プロセ
ッサの指示による、エーロゾル・ヒータへの熱入力の自動制御を含む方法。
45. The method of claim 1, wherein the intermediate operation comprises automatic control of heat input to the aerosol heater under the direction of an electronic processor.
【請求項46】 請求項45に記載の方法において、エーロゾル・ヒータが
、複数の加熱域を備えた炉を含んでおり、中間動作中に各加熱域への熱入力が電
子プロセッサの指示により自動的、個別的に制御される方法。
46. The method of claim 45, wherein the aerosol heater includes a furnace with a plurality of heating zones, wherein during intermediate operation heat input to each heating zone is automatically controlled by instructions of an electronic processor. Target, individually controlled.
【請求項47】 請求項46に記載の方法において、複数の加熱域が少なく
とも第一の加熱域と第二の加熱域を含み、炉を通るエーロゾル流の方向にほぼ垂
直な方向に第一の加熱域を対向させて、 中間動作の少なくとも一部については、電子プロセッサが第二の加熱域に対す
るよりも第一の加熱域に対しての熱入力を高温にするよう指示する方法。
47. The method according to claim 46, wherein the plurality of heating zones include at least a first heating zone and a second heating zone, and wherein the first heating zone is in a direction substantially perpendicular to a direction of aerosol flow through the furnace. A method wherein the heating zones are opposed and the electronic processor indicates, for at least a portion of the intermediate operation, that the heat input to the first heating zone is higher than to the second heating zone.
【請求項48】 請求項1に記載の方法において、中間動作が、エーロゾル
流の加熱ステップ後に、エーロゾル流への冷却ガスの添加から成るエーロゾル流
の冷却ステップを含み、前記エーロゾル流への冷却ガスの添加が、電子プロセッ
サの指示により自動的に制御される方法。
48. The method of claim 1, wherein the intermediate operation comprises, after the step of heating the aerosol stream, a step of cooling the aerosol stream comprising adding a cooling gas to the aerosol stream, wherein the cooling gas to the aerosol stream is provided. Is controlled automatically by the instruction of the electronic processor.
【請求項49】 請求項1に記載の方法において、バッチ終了動作が、超音
波トランスデューサの非活動化を含む方法。
49. The method of claim 1, wherein the batch termination operation comprises deactivating the ultrasonic transducer.
【請求項50】 請求項49に記載の方法において、超音波トランスデュー
サの不活動化ステップが、電子プロセッサの指示による超音波トランスデューサ
の自動的な非活動化を含む方法。
50. The method of claim 49, wherein the step of deactivating the ultrasound transducer comprises automatically deactivating the ultrasound transducer at the direction of the electronic processor.
【請求項51】 請求項49に記載の方法において、バッチ終了動作が、電
子プロセッサの指示による、エーロゾル発生装置への前駆物質液供給の供給を自
動的に停止することを含む方法。
51. The method of claim 49, wherein the batch terminating operation comprises automatically stopping the supply of the precursor liquid supply to the aerosol generator as directed by the electronic processor.
【請求項52】 請求項51に記載の方法において、エーロゾル発生装置へ
の前駆物質液供給の供給停止ステップが、超音波トランスデューサの非活動化ス
テップの後に発生する方法。
52. The method of claim 51, wherein the step of stopping the supply of the precursor liquid to the aerosol generator occurs after the step of deactivating the ultrasonic transducer.
【請求項53】 請求項51に記載の方法において、前駆物質液供給システ
ムが、エーロゾル発生装置への前駆物質液供給の少なくとも一部分の供給元であ
る容器を含み、 電子プロセッサが容器内の前駆物質液の量を監視し、容器内の量が所定の低い
レベルを下回った場合には、エーロゾル発生装置への前駆物質液供給の停止を自
動的に指示する方法。
53. The method of claim 51, wherein the precursor liquid supply system includes a container from which at least a portion of the precursor liquid supply to the aerosol generator is provided, and wherein the electronic processor comprises a precursor within the container. A method of monitoring the amount of liquid and automatically instructing to stop supplying the precursor liquid to the aerosol generator when the amount in the container falls below a predetermined low level.
【請求項54】 請求項51に記載の方法において、前駆物質液供給システ
ムが、エーロゾル発生装置への前駆物質液供給の少なくとも一部分の供給元の容
器を含み、 電子プロセッサが容器内の前駆物質液の少なくとも1つの特性を監視し、電子
プロセッサが、容器内の前駆物質液中の前駆物質材料の濃度が所定の分量を超え
たと判断した場合には、エーロゾル発生装置への前駆物質液供給の停止を自動的
に指示し、電子プロセッサによる前記判断が、少なくとも部分的には、監視され
る少なくとも1つの特性の関数である方法。
54. The method of claim 51, wherein the precursor liquid supply system comprises a container from which at least a portion of the precursor liquid supply to the aerosol generator is provided, and wherein the electronic processor comprises a precursor liquid in the container. Stopping the supply of the precursor liquid to the aerosol generator if the electronic processor determines that the concentration of the precursor material in the precursor liquid in the container exceeds a predetermined amount. Automatically, and wherein the determination by the electronic processor is at least partially a function of at least one property monitored.
【請求項55】 請求項49に記載の方法において、前駆物質液供給システ
ムが少なくとも2つの容器から成り、中間動作中、それぞれが前駆物質液の少な
くとも一部分を収容し、 中間動作中には、第一の容器内の前駆物質液が第二の容器に移され、第二の容
器内の前駆物質液が、エーロゾル発生装置への前駆物質液供給の少なくとも一部
としてエーロゾル発生装置に移され、 中間動作中には、電子プロセッサが第一の容器内の前駆物質液の量を監視して
、第一の容器内の量が所定の量を下回ると、バッチ終了動作の開始を自動的に指
示する方法。
55. The method according to claim 49, wherein the precursor liquid supply system comprises at least two containers, each containing at least a portion of the precursor liquid during an intermediate operation; The precursor liquid in one container is transferred to a second container, and the precursor liquid in the second container is transferred to the aerosol generator as at least part of the precursor liquid supply to the aerosol generator; During operation, the electronic processor monitors the amount of the precursor liquid in the first container and automatically indicates the start of a batch end operation when the amount in the first container falls below a predetermined amount. Method.
【請求項56】 請求項55に記載の方法において、バッチ終了動作が、電
子プロセッサの指示により、第一の容器から第二の容器への前駆物質液の移動を
自動的に停止するステップを含む方法。
56. The method of claim 55, wherein the batch terminating operation includes automatically stopping the transfer of the precursor liquid from the first container to the second container, at the direction of the electronic processor. Method.
【請求項57】 請求項56に記載の方法において、中間動作が、前駆物質
液の第二の容器への流出液の少なくとも一部を、前駆物質液供給の一部として、
再循環用にエーロゾル発生装置に追加するステップを含み、 中間動作がさらに、電子プロセッサの指示により、追加液体媒体を第二の容器
に自動的に添加して、第二の容器内の前駆物質液が時間と共に前駆物質材料の濃
度を高めていく傾向を、少なくとも部分的には相殺するステップを含み、また、 バッチ終了動作中には、中間動作中の添加速度に比べて速い速度での追加液体
媒体の添加を電子プロセッサが自動的に指示するステップを含む方法。
57. The method according to claim 56, wherein the intermediate operation comprises at least a portion of the effluent of the precursor liquid to the second container as part of the precursor liquid supply.
Adding to the aerosol generator for recirculation, wherein the intermediate operation further includes, upon instruction of the electronic processor, automatically adding an additional liquid medium to the second container, wherein the precursor liquid in the second container is added. Including, at least in part, offsetting the tendency of the precursor material to increase in concentration over time, and during the end-of-batch operation, additional liquid at a higher rate compared to the rate of addition during the intermediate operation. A method comprising automatically instructing an electronic processor to add media.
【請求項58】 請求項49に記載の方法において、バッチ終了動作が、電
子プロセッサの指示により、エーロゾル・ヒータの温度を自動的に下げることを
含む方法。
58. The method of claim 49, wherein the batch end operation comprises automatically lowering the temperature of the aerosol heater at the direction of the electronic processor.
【請求項59】 請求項58に記載の方法において、エーロゾル・ヒータの
温度を下げるステップが、超音波トランスデューサの非活動化ステップの後に生
じる方法。
59. The method of claim 58, wherein the step of reducing the temperature of the aerosol heater occurs after the step of deactivating the ultrasonic transducer.
【請求項60】 請求項49に記載の方法において、バッチ終了動作が、超
音波トランスデューサの非活動化ステップの後で、電子プロセッサの指示により
、少なくともエーロゾル発生装置とエーロゾル・ヒータをキャリヤガスで自動的
にパージするステップを含む方法。
60. The method according to claim 49, wherein the batch end operation comprises, after the step of deactivating the ultrasonic transducer, automatically directing at least the aerosol generator and the aerosol heater with a carrier gas under the direction of the electronic processor. A method comprising the steps of:
【請求項61】 請求項60に記載の方法において、バッチ終了動作が、パ
ージのステップの後、電子プロセッサの指示により、エーロゾル発生装置へのキ
ャリヤガスの供給を自動的に停止することを含む方法。
61. The method according to claim 60, wherein the batch end operation comprises automatically stopping the supply of the carrier gas to the aerosol generator after the purging step, at the direction of the electronic processor. .
【請求項62】 請求項60に記載の方法において、パージステップ中、電
子プロセッサが、エーロゾル発生装置の下流の位置でパージ用のキャリヤガスの
少なくとも1つの特性を自動的に監視し、 パージステップは、電子プロセッサが、少なくとも1つの監視される特性の少
なくとも一部の関数として、パージがほぼ完了したと判断した後、電子プロセッ
サの指示により、自動的に停止することを含む方法。
62. The method of claim 60, wherein during the purging step, the electronic processor automatically monitors at least one characteristic of the purging carrier gas at a location downstream of the aerosol generator, the purging step comprising: Automatically stopping at the direction of the electronic processor after the electronic processor determines that the purge is substantially complete as a function of at least some of the at least one monitored characteristic.
【請求項63】 請求項62に記載の方法において、監視される少なくとも
1つの特性に窒素酸化物成分が含まれている方法。
63. The method according to claim 62, wherein the at least one property monitored includes a nitrogen oxide component.
【請求項64】 請求項49に記載の方法において、中間動作が、エーロゾ
ル流の加熱ステップの後に、冷却ガスをエーロゾル・クーラに供給し、冷却ガス
をエーロゾル流に混合することから成る、エーロゾル流の冷却ステップを含み、 バッチ終了動作が、エーロゾル・クーラへの冷却ガスの供給を、電子プロセッ
サの指示により自動的に停止するステップを含む方法。
64. The method of claim 49, wherein the intermediate operation comprises, after a step of heating the aerosol stream, supplying a cooling gas to the aerosol cooler and mixing the cooling gas with the aerosol stream. Wherein the batch termination operation comprises automatically stopping the supply of cooling gas to the aerosol cooler under the direction of the electronic processor.
【請求項65】 請求項64に記載の方法において、冷却ガス供給停止ステ
ップが、超音波トランスデューサの非活動化ステップの後に生じる方法。
65. The method according to claim 64, wherein the step of stopping the supply of cooling gas occurs after the step of deactivating the ultrasonic transducer.
【請求項66】 請求項1に記載の方法において、バッチ開始動作、中間動
作およびバッチ終了動作が、それぞれ、電子プロセッサの指示によりほぼ自動的
に制御される一連のステップから成る方法。
66. The method of claim 1, wherein the batch start operation, the intermediate operation, and the batch end operation each comprise a series of steps that are controlled substantially automatically by instructions of an electronic processor.
【請求項67】 請求項1に記載の方法において、バッチ開始動作と中間動
作との間、ならびに中間動作とバッチ終了動作との間の移行が、電子プロセッサ
の指示によりほぼ自動的に制御される方法。
67. The method of claim 1, wherein transitions between the batch start operation and the intermediate operation and between the intermediate operation and the batch end operation are controlled almost automatically by an instruction of the electronic processor. Method.
【請求項68】 請求項1に記載の方法において、前駆物質液のバッチが約
300リットルよりも多い方法。
68. The method of claim 1, wherein the batch of precursor liquid is greater than about 300 liters.
【請求項69】 請求項1に記載の方法において、バッチ開始動作、中間動
作及びバッチ終了動作のそれぞれで、電子プロセッサがコントローラと連絡し、
コントローラが作動可能なプロセス装置と連絡して、自動的にプロセス制御を行
う方法。
69. The method of claim 1, wherein the electronic processor communicates with the controller for each of a batch start operation, an intermediate operation, and a batch end operation,
A method for automatically controlling a process by communicating with a process device that can be operated by a controller.
【請求項70】 請求項69に記載の方法において、作動可能なプロセス装
置が、少なくとも1つの流量制御弁を含む方法。
70. The method of claim 69, wherein the operable process device includes at least one flow control valve.
【請求項71】 請求項69に記載の方法において、作動可能なプロセス装
置が、少なくとも1つのポンプを含む方法。
71. The method of claim 69, wherein the operable process device includes at least one pump.
【請求項72】 請求項1に記載の方法において、電子プロセッサが処理す
る指示が、コンピュータにより読み出し可能な媒体に保存されており、該コンピ
ュータにより読み出し可能な媒体が、選択した組成以外の少なくとも一通りの組
成の粒子を製造するための異なる指示を格納している方法。
72. The method of claim 1, wherein the instructions to be processed by the electronic processor are stored on a computer readable medium, wherein the computer readable medium has at least one other than the selected composition. A method storing different instructions for producing particles of different compositions.
【請求項73】 請求項1に記載の方法において、エーロゾル発生装置がエ
ーロゾル発生装置から前駆物質液の流出液を排出するための少なくとも1つの排
出口を含み、この流出前駆物質の少なくとも一部分がエーロゾル発生装置に戻さ
れる方法。
73. The method of claim 1, wherein the aerosol generator includes at least one outlet for discharging an effluent of a precursor liquid from the aerosol generator, wherein at least a portion of the effluent precursor is aerosol. The method returned to the generator.
【請求項74】 請求項1に記載の方法において、中間動作中にエーロゾル
流から粒子が収集され、粒子収集後に、該粒子に収集後熱処理を加える方法。
74. The method of claim 1, wherein particles are collected from the aerosol stream during an intermediate operation, and the particles are subjected to a post-collection heat treatment after the particles are collected.
【請求項75】 請求項74に記載の方法において、収集後熱処理中に、粒
子内で化学反応が生じて粒子の組成が変化するか、または粒子の結晶化度が改変
される方法。
75. The method of claim 74, wherein during the post-collection heat treatment, a chemical reaction occurs within the particles to change the composition of the particles or to modify the crystallinity of the particles.
【請求項76】 請求項74に記載の方法において、収集後熱処理がロータ
リーキルンで行われる方法。
76. The method of claim 74, wherein the post-collection heat treatment is performed in a rotary kiln.
【請求項77】 時間の経過により濃縮する傾向のある前駆物質液の再循環
を伴う粒子製造のためのエーロゾル法であって、 エーロゾル生成設備において、キャリヤガス中に分散した、前駆物質液から成
る小さな液滴を含むエーロゾル流を生成するステップを含み、 エーロゾル生成設備が液滴が形成されるエーロゾル発生装置を含み、キャリヤ
ガス供給システムがキャリヤガスをエーロゾル発生装置に供給し、前駆物質液が
液体媒体と前駆物質材料を含んでいて、 生成ステップの後には液滴から液体媒体の少なくとも一部分を除去しエーロゾ
ル流の中に粒子を形成するステップを含み、 生成ステップ中は、エーロゾル発生装置に供給された前駆物質液が少なくとも
2つの部分に分離されて、第一の部分はエーロゾル流の液滴としてエーロゾル発
生装置から流出し、第二の部分は前駆物質液の流出液としてエーロゾル発生装置
から流出して、その少なくとも一部分は前駆物質液供給システムに戻り、エーロ
ゾル発生装置に再利用されるのであって、 生成ステップ中は追加液体媒体が、キャリヤガス供給システム、前駆物質液供
給システムおよびエーロゾル発生装置のうち少なくとも1つに添加され、時間の
経過と共に前駆物質液の前駆物質材料が濃縮されていく傾向を少なくとも部分的
に補償する方法。
77. An aerosol process for the production of particles with recirculation of a precursor liquid which tends to concentrate over time, comprising in an aerosol production facility a precursor liquid dispersed in a carrier gas. Generating an aerosol stream comprising small droplets, wherein the aerosol generation facility includes an aerosol generator in which the droplets are formed, a carrier gas supply system supplies the carrier gas to the aerosol generator, and the precursor liquid is a liquid. Comprising a medium and a precursor material, after the generating step, removing at least a portion of the liquid medium from the droplets to form particles in an aerosol stream; The separated precursor liquid is separated into at least two parts, the first part of which is aerosol stream droplets. Exiting the generator, the second portion exiting the aerosol generator as an effluent of the precursor liquid, at least a portion of which returns to the precursor liquid supply system and is recycled to the aerosol generator; During the generation step, an additional liquid medium is added to at least one of the carrier gas supply system, the precursor liquid supply system, and the aerosol generator, which tends to concentrate the precursor material of the precursor liquid over time. A method of at least partially compensating.
【請求項78】 請求項77に記載の方法において、エーロゾル流を生成す
るステップで、エーロゾル発生装置に供給される前駆物質液中の前駆物質材料の
濃縮が、エーロゾル発生装置に供給される前駆物質液での前駆物質材料の最高濃
度に比較して、約20%までの範囲で様々に異なっている方法。
78. The method of claim 77, wherein the step of generating an aerosol stream comprises enriching the precursor material in the precursor liquid supplied to the aerosol generator with the precursor supplied to the aerosol generator. A method that varies in a range of up to about 20% as compared to the highest concentration of the precursor material in the liquid.
【請求項79】 請求項77に記載の方法において、エーロゾル流を生成す
るステップで、エーロゾルに供給される前駆物質液中の前駆物質材料の濃縮が、
エーロゾル発生装置に供給される前駆物質液中の前駆物質材料の最高濃度に比較
して、約10%までの範囲で様々に異なっている方法。
79. The method of claim 77, wherein the step of generating an aerosol stream comprises enriching the precursor material in a precursor liquid provided to the aerosol;
A method that varies in a range of up to about 10% as compared to a maximum concentration of precursor material in a precursor liquid supplied to an aerosol generator.
【請求項80】 請求項77に記載の方法において、エーロゾル流を生成す
るステップで、エーロゾルに供給される前駆物質液中の前駆物質材料の濃縮が、
エーロゾル発生装置に供給される前駆物質液中の前駆物質材料の最高濃度に比較
して、約5%までの範囲で様々に異なっている方法。
80. The method of claim 77, wherein the step of generating an aerosol stream comprises enriching the precursor material in a precursor liquid provided to the aerosol;
A method that varies in a range of up to about 5% as compared to a maximum concentration of precursor material in a precursor liquid supplied to an aerosol generator.
【請求項81】 請求項77に記載の方法において、追加液体媒体が上記の
形態でキャリヤガス供給システムに添加される方法。
81. The method according to claim 77, wherein an additional liquid medium is added to the carrier gas supply system in the form described above.
【請求項82】 請求項81に記載の方法において、液体媒体が水分を含み
、追加液体媒体をキャリヤガス供給システムに添加するステップが、エーロゾル
発生装置にキャリヤガスを供給する前にキャリヤガスに加湿することを含む方法
82. The method according to claim 81, wherein the liquid medium comprises moisture and the step of adding an additional liquid medium to the carrier gas supply system comprises humidifying the carrier gas prior to supplying the carrier gas to the aerosol generator. A method that includes doing.
【請求項83】 請求項81に記載の方法において、キャリヤガスに加湿す
るステップが、キャリヤガスをエーロゾル発生装置に導入する前にキャリヤガス
を加熱することを含む方法。
83. The method of claim 81, wherein humidifying the carrier gas comprises heating the carrier gas before introducing the carrier gas into the aerosol generator.
【請求項84】 請求項77に記載の方法において、追加液体媒体がエーロ
ゾル発生装置に添加される方法。
84. The method of claim 77, wherein an additional liquid medium is added to the aerosol generator.
【請求項85】 請求項77に記載の方法において、追加液体媒体が前駆物
質液供給システムに添加される方法。
85. The method of claim 77, wherein an additional liquid medium is added to the precursor liquid supply system.
【請求項86】 請求項77に記載の方法において、さらに、エーロゾル生
成設備のどこかの地点で前駆物質液の少なくとも1つの特性を自動的に監視する
ことを含み、少なくとも1つの監視される特性に少なくとも部分的に基づいて添
加される追加液体媒体の量を自動的に制御することを含む方法。
86. The method of claim 77, further comprising automatically monitoring at least one property of the precursor liquid at some point in the aerosol generation facility, wherein at least one monitored property is provided. Automatically controlling the amount of additional liquid medium added based at least in part on the method.
【請求項87】 請求項86に記載の方法において、自動制御ステップが、
監視地点での前駆物質液中の前駆物質材料の濃縮を自動的に定量し、定量した濃
縮に少なくとも部分的に基づいて、添加する追加液体媒体の分量を自動的に制御
することを含む方法。
87. The method according to claim 86, wherein the automatic control step comprises:
A method comprising automatically quantifying the concentration of precursor material in a precursor liquid at a monitoring point and automatically controlling the amount of additional liquid medium to be added based at least in part on the determined concentration.
【請求項88】 請求項86に記載の方法において、監視地点が前駆物質液
供給システム内にある方法。
88. The method according to claim 86, wherein the monitoring point is in a precursor liquid supply system.
【請求項89】 請求項86に記載の方法において、監視地点が、エーロゾ
ル発生装置への供給のために前駆物質液を引き出す容器の中の前駆物質液供給シ
ステム内にあるか、または、容器から引き出された前駆物質液の流れの中にある
方法。
89. The method of claim 86, wherein the monitoring point is in or from a precursor liquid supply system in a container that draws the precursor liquid for supply to the aerosol generator. A method that is in a stream of withdrawn precursor liquid.
【請求項90】 請求項89に記載の方法において、追加液体媒体が容器に
添加される方法。
90. The method according to claim 89, wherein an additional liquid medium is added to the container.
【請求項91】 請求項90に記載の方法において、供給容器内で前駆物質
液を能動的に混合することをさらに含む方法。
91. The method of claim 90, further comprising actively mixing the precursor liquid in the supply vessel.
【請求項92】 請求項91に記載の方法において、混合が、容器の一部分
からの傍流の引き出しと、容器の第二の部分への傍流の際導入から成る、供給容
器内の前駆物質液の再循環を含む方法。
92. The method according to claim 91, wherein the mixing comprises drawing a sidestream from a portion of the container and introducing the sidestream into a second portion of the container. Methods involving recirculation.
【請求項93】 請求項92に記載の方法において、第一の部分と第二の部
分とが容器の隣接する対向端にある方法。
93. The method according to claim 92, wherein the first portion and the second portion are at adjacent opposing ends of the container.
【請求項94】 請求項93に記載の方法において、第一の部分は容器の底
部に隣接し、第二の部分は容器の上部に隣接している方法。
94. The method of claim 93, wherein the first portion is adjacent to a bottom of the container and the second portion is adjacent to a top of the container.
【請求項95】 請求項87に記載の方法において、濃縮定量ステップが、
前駆物質液の少なくとも1つの特性のその地点での自動的に監視することと、少
なくとも1つの測定された特性を利用して、前駆物質材料の濃縮を自動的に定量
することとを含む方法。
95. The method according to claim 87, wherein the enrichment and quantification step comprises:
A method comprising: automatically monitoring at least one property of a precursor liquid at that point; and utilizing the at least one measured property to automatically quantify a concentration of a precursor material.
【請求項96】 請求項95に記載の方法において、少なくとも1つの特性
が濃度を含んでいる方法。
96. The method of claim 95, wherein at least one characteristic comprises concentration.
【請求項97】 請求項89に記載の方法において、容器内の前駆物質液の
量を自動的に監視することと、監視された量に少なくとも部分的には基づいてエ
ーロゾル生成システムに添加する追加液体媒体の量を自動的に制御することとを
さらに含む方法。
97. The method according to claim 89, wherein the amount of the precursor liquid in the container is automatically monitored and the additional amount added to the aerosol generation system based at least in part on the monitored amount. Automatically controlling the amount of the liquid medium.
【請求項98】 請求項77に記載の方法において、液体供給システムが、
第二の容器と流体連通した第一の容器を含み、第一、第二の各容器に前駆物質液
の一部が入っていて、第一の容器が第二の容器に前駆物質液を供給し、第二の容
器がエーロゾル発生装置に前駆物質液を供給する方法。
98. The method according to claim 77, wherein the liquid supply system comprises:
A first container in fluid communication with a second container, wherein each of the first and second containers contains a portion of the precursor liquid, and the first container supplies the precursor liquid to the second container And the second container supplies a precursor liquid to the aerosol generator.
【請求項99】 請求項98に記載の方法において、第二の容器は加圧され
、第一の容器はほとんど加圧されていない方法。
99. The method of claim 98, wherein the second container is pressurized and the first container is less pressurized.
【請求項100】 請求項99に記載の方法において、逆止弁が第一の容器
と第二の容器との間にあって、第二の容器から第一の容器への逆流を防止してい
る方法。
100. The method of claim 99, wherein a check valve is between the first and second containers to prevent backflow from the second container to the first container. .
【請求項101】 請求項98に記載の方法において、第一の容器の方が第
二の容器よりも容量が大きい方法。
101. The method according to claim 98, wherein the first container has a larger capacity than the second container.
【請求項102】 請求項98に記載の方法において、第二の容器の容量が
第一の容器の容量のせいぜい約50%までしかない方法。
102. The method of claim 98, wherein the volume of the second container is no more than about 50% of the volume of the first container.
【請求項103】 請求項98に記載の方法において、生成ステップで追加
液体媒体が第二の容器に添加される方法。
103. The method of claim 98, wherein an additional liquid medium is added to the second container in the producing step.
【請求項104】 請求項98に記載の方法において、生成ステップの前に
、第一の容器内に前駆物質液のバッチを準備するステップをさらに含む方法。
104. The method of claim 98, further comprising providing a batch of precursor liquid in the first container prior to the generating step.
【請求項105】 請求項104に記載の方法において、第一の容器内に準
備された前駆物質液のバッチとほぼ等しいバッチサイズのバッチモードで前記方
法が行われる方法。
105. The method according to claim 104, wherein the method is performed in a batch mode with a batch size approximately equal to the batch of precursor liquid provided in the first container.
【請求項106】 請求項104に記載の方法において、前駆物質液のバッ
チが約300リットルよりも多い方法。
106. The method of claim 104, wherein the batch of precursor liquid is greater than about 300 liters.
【請求項107】 請求項98に記載の方法において、第二の容器内の前駆
物質液の量を自動的に監視することと、第二の容器内の前駆物質液の監視レベル
に少なくとも部分的に基づいて、第一の容器から第二の容器への前駆物質液の移
動を自動的に制御することとをさらに含む方法。
107. The method of claim 98, wherein automatically monitoring an amount of the precursor liquid in the second container, and at least partially monitoring a monitoring level of the precursor liquid in the second container. Automatically controlling the movement of the precursor liquid from the first container to the second container based on the method.
【請求項108】 請求項98に記載の方法において、エーロゾル発生装置
からの前駆物質液流出液の少なくとも一部分を第二の容器が受け取り、エーロゾ
ル発生装置に対して再利用する方法。
108. The method of claim 98, wherein at least a portion of the precursor effluent from the aerosol generator is received by the second container and recycled to the aerosol generator.
【請求項109】 請求項77に記載の方法において、エーロゾル発生装置
に供給される前駆物質液の容量再利用率が約6よりも大きい方法。
109. The method of claim 77, wherein the volume reuse of the precursor liquid supplied to the aerosol generator is greater than about 6.
【請求項110】 請求項109に記載の方法において、容量再利用率が約
8より大きい方法。
110. The method according to claim 109, wherein the capacity reuse factor is greater than about 8.
【請求項111】 請求項109に記載の方法において、容量再利用率が約
10より大きい方法。
111. The method of claim 109, wherein the capacity reuse factor is greater than about 10.
【請求項112】 請求項77に記載の方法において、前駆物質材料が微粒
子形態であり、前駆物質液が液体媒体中での微粒子状の前駆物質材料の懸濁から
成る方法。
112. The method according to claim 77, wherein the precursor material is in particulate form and the precursor liquid comprises a suspension of the particulate precursor material in a liquid medium.
【請求項113】 請求項77に記載の方法において、前駆物質液が、液体
媒体への前駆物質材料の溶解から成る方法。
113. The method of claim 77, wherein the precursor liquid comprises dissolving the precursor material in a liquid medium.
【請求項114】 請求項77に記載の方法において、前駆物質材料が第一
の前駆物質材料であり、前駆物質液が、第一の前駆物質材料とは異なる第二の前
駆物質材料を少なくとも含み、第一の前駆物質材料と第二の前駆物質材料のうち
少なくとも一方が液体媒体に溶解している方法。
114. The method of claim 77, wherein the precursor material is a first precursor material and the precursor liquid includes at least a second precursor material different from the first precursor material. Wherein at least one of the first precursor material and the second precursor material is dissolved in a liquid medium.
【請求項115】 選択した組成の粒子を製造するための自動エーロゾル法
であって、該方法が、 前駆物質液供給をエーロゾル発生装置に対して前駆物質液供給速度で供給する
ステップであって、前駆物質液供給が少なくとも1つの前駆物質材料と液体媒体
を含んでいるステップと、 キャリヤガスをエーロゾル発生装置にキャリヤガス供給速度で供給するステッ
プと、 エーロゾル発生装置内で、エーロゾル発生装置に供給された前駆物質液供給の
少なくとも一部分を含む液滴が、エーロゾル発生装置に供給されたキャリヤガス
の少なくとも一部分の中に分散しているエーロゾル流を生成するステップと、 該生成ステップで、エーロゾル発生装置への前駆物質液供給がエーロゾル発生
装置内で少なくとも2つに分割され、第一の部分はエーロゾル流の液滴としてエ
ーロゾル発生装置から出て行き、第二の部分は前駆物質液流出液としてエーロゾ
ル発生装置から出て行って、その少なくとも一部分がエーロゾル発生装置への前
駆物質液供給の一部として再利用されるステップと、 前記生成ステップ後、エーロゾル流の中で粒子を形成する、エーロゾル流の加
熱を含むステップと、 キャリヤガス供給速度、前駆物質液供給速度および前記加熱ステップでのエー
ロゾル流への熱入力から成るグループのうちから選定した少なくとも1つの動作
条件を自動的に制御し、少なくとも1つの動作条件の自動制御が、電子プロセッ
サの指示により行われ、選択した組成の粒子を製造するための動作条件のうち少
なくとも1つの制御を指示するための指令をこれにより処理するステップとを含
んでいる方法。
115. An automated aerosol method for producing particles of a selected composition, the method comprising supplying a precursor liquid supply to an aerosol generator at a precursor liquid supply rate. A precursor liquid supply comprising at least one precursor material and a liquid medium; supplying a carrier gas to the aerosol generator at a carrier gas supply rate; and supplying the carrier gas to the aerosol generator within the aerosol generator. Producing a stream of aerosol in which droplets comprising at least a portion of the precursor liquid supply are dispersed in at least a portion of the carrier gas supplied to the aerosol generator; and Of the precursor liquid is divided into at least two parts in the aerosol generator, the first part comprising the aerosol Exits the aerosol generator as a stream of droplets, a second portion exits the aerosol generator as a precursor liquid effluent, at least a portion of which is a portion of the precursor liquid supply to the aerosol generator. Recycling the aerosol stream, forming particles in the aerosol stream after the generating step, including heating the aerosol stream; carrier gas supply rate, precursor liquid supply rate, and aerosol flow in the heating step. Automatically controlling at least one operating condition selected from the group consisting of heat input to the at least one electronic device, wherein automatic control of at least one operating condition is performed under the direction of an electronic processor to produce particles of the selected composition. Processing a command for instructing at least one of the operating conditions for performing the control. Method.
【請求項116】 請求項115に記載の方法において、キャリヤガス供給
速度、前駆物質液供給速度、および熱入力から成るグループのうちから選定した
少なくとも2つの動作条件が、電子プロセッサの指示により自動的に制御される
方法。
116. The method according to claim 115, wherein at least two operating conditions selected from the group consisting of a carrier gas supply rate, a precursor liquid supply rate, and a heat input, are automatically controlled by an instruction of an electronic processor. Controlled way.
【請求項117】 請求項115に記載の方法において、キャリヤガス供給
速度、前駆物質液供給速度、および熱入力のそれぞれが、電子プロセッサの指示
により自動的に制御される方法。
117. The method according to claim 115, wherein each of the carrier gas supply rate, the precursor liquid supply rate, and the heat input is automatically controlled by an instruction of an electronic processor.
【請求項118】 請求項115に記載の方法において、キャリヤガス供給
速度が電子プロセッサの指示により自動的に制御され、 キャリヤガス供給が、複数のガス供給ラインから供給され、それぞれがエーロ
ゾル発生装置に対してキャリヤガス供給の異なる部分を個別に供給し、各ガス供
給ラインを通じてのキャリヤガス流通速度が電子プロセッサの指示により個別に
自動的に制御される方法。
118. The method according to claim 115, wherein the carrier gas supply rate is automatically controlled by an instruction of an electronic processor, wherein the carrier gas supply is supplied from a plurality of gas supply lines, each of which is connected to an aerosol generator. A method in which different parts of the carrier gas supply are supplied individually, and the carrier gas flow rate through each gas supply line is individually and automatically controlled by an instruction of the electronic processor.
【請求項119】 請求項115に記載の方法において、エーロゾル流の中
に粒子を形成するステップの後に、冷却ガス供給速度で届けられる冷却ガスをエ
ーロゾル流に混合することから成り、該冷却ガス供給速度が電子プロセッサの指
示により自動的に制御される、エーロゾル流を冷却するステップをさらに含む方
法。
119. The method according to claim 115, comprising, after the step of forming particles in the aerosol stream, mixing a cooling gas delivered at a cooling gas supply rate into the aerosol stream. The method further comprising cooling the aerosol stream, wherein the speed is automatically controlled by an instruction of the electronic processor.
【請求項120】 請求項115に記載の方法において、エーロゾル流を加
熱するステップが、エーロゾル流を高温を維持した炉に通すことから成り、炉へ
の熱入力は電子プロセッサの指示により自動的に制御されている方法。
120. The method of claim 115, wherein the step of heating the aerosol stream comprises passing the aerosol stream through a furnace maintained at an elevated temperature, wherein heat input to the furnace is automatically controlled by instructions of an electronic processor. The way that is being controlled.
【請求項121】 請求項120に記載の方法において、炉が複数の加熱域
を備えていて、各加熱域への熱入力が電子プロセッサの指示により個別的かつ自
動的に制御される方法。
121. The method according to claim 120, wherein the furnace comprises a plurality of heating zones, wherein the heat input to each heating zone is controlled individually and automatically under the direction of an electronic processor.
【請求項122】 請求項120に記載の方法において、炉が少なくとも2
つのエンド・キャップを含み、1つは炉の入口側に隣接し、1つは炉の出口側に
隣接していて、 前記エンド・キャップのそれぞれが、エンド・キャップを冷却するために、エ
ンド・キャップの少なくとも一部分を通じて冷却液を循環させる内部流路を含み
、 電子プロセッサがエンド・キャップのうち少なくとも1つの近くの温度を監視
していて、電子プロセッサが、監視した温度に応じてエンド・キャップに対する
冷却液の流れを自動的に指示することが出来る方法。
122. The method of claim 120, wherein the furnace comprises at least two.
Two end caps, one adjacent the inlet side of the furnace and one adjacent the outlet side of the furnace, each of the end caps having an end cap for cooling the end cap. An internal flow path for circulating a coolant through at least a portion of the cap, wherein an electronic processor monitors a temperature near at least one of the end caps, and wherein the electronic processor responds to the end cap in response to the monitored temperature. A method that can automatically indicate the flow of coolant.
【請求項123】 請求項115に記載の方法において、エーロゾル発生装
置が、前駆物質液の貯水槽の下にある複数の超音波トランスデューサを含む超音
波発生装置から成り、該複数のトランスデューサが貯水槽内の前駆物質液に超音
波で付勢して液滴を形成し、エーロゾル流を生成する方法。
123. The method of claim 115, wherein the aerosol generator comprises an ultrasonic generator including a plurality of ultrasonic transducers below a reservoir of the precursor liquid, wherein the plurality of transducers is a reservoir. A method for generating aerosol flow by applying ultrasonic waves to a precursor liquid in the inside to form droplets.
【請求項124】 請求項115に記載の方法において、エーロゾル発生装
置が、前駆物質液の貯水槽の下にある複数の超音波トランスデューサを含む超音
波エーロゾル発生装置から成り、エーロゾル流を生成するステップで該複数のト
ランスデューサが貯水槽内の前駆物質液に超音波で付勢し、また、 エーロゾル流を生成するステップで、超音波トランスデューサを冷却するため
、エーロゾル発生装置の少なくとも一部分を通して冷却液を循環させ、冷却液の
流れが電子プロセッサの指示により自動的に制御される方法。
124. The method of claim 115, wherein the aerosol generator comprises an ultrasonic aerosol generator including a plurality of ultrasonic transducers below a reservoir of the precursor liquid to generate an aerosol stream. The plurality of transducers ultrasonically urge the precursor liquid in the reservoir and circulate a coolant through at least a portion of the aerosol generator to cool the ultrasonic transducers in the step of generating an aerosol stream. The flow of the coolant is controlled automatically by instructions of an electronic processor.
【請求項125】 請求項115に記載の方法において、エーロゾル発生装
置が、前駆物質液の貯水槽の下にある複数の超音波トランスデューサを含む超音
波エーロゾル発生装置から成り、エーロゾル流を生成するステップで該複数のト
ランスデューサが貯水槽内の前駆物質液に超音波で付勢し、超音波トランスデュ
ーサがドライバ回路により駆動されていて、 エーロゾル流の生成ステップでは、ドライバ回路を冷却するためにドライバ回
路に隣接して冷却液を循環させ、冷却液の流れが電子プロセッサの指示により自
動的に制御される方法。
125. The method according to claim 115, wherein the aerosol generator comprises an ultrasonic aerosol generator including a plurality of ultrasonic transducers below a reservoir of the precursor liquid to generate an aerosol stream. The plurality of transducers ultrasonically urge the precursor liquid in the reservoir, and the ultrasonic transducer is driven by the driver circuit. In the step of generating an aerosol flow, the driver circuit is cooled to cool the driver circuit. A method in which coolant is circulated adjacently and the coolant flow is automatically controlled by instructions of an electronic processor.
【請求項126】 請求項115に記載の方法において、エーロゾル流の生
成ステップでは、前駆物質液がエーロゾル発生装置へ、少なくとも2つの容器を
含む液体供給システムから供給され、各容器に前駆物質液の一部分が入っていて
、第一の容器の方が容量が大きく、ここから前駆物質液を容量の小さい第二の容
器に供給し、第二の容器からは前駆物質液が引き出されてエーロゾル発生装置に
供給され、 エーロゾル発生装置からの前駆物質流出液の少なくとも一部分は第二の容器に
再利用され、これにより第二の容器内の前駆物質液中の前駆物質材料の濃縮が時
間の経過につれて濃くなる傾向があり、 前記傾向を少なくとも部分的に補償すべく追加液体媒体が第二の容器に添加さ
れ、追加液体媒体の第二の容器への添加が電子プロセッサの指示により自動的に
制御される方法。
126. The method according to claim 115, wherein, in the step of generating an aerosol stream, a precursor liquid is supplied to the aerosol generator from a liquid supply system including at least two containers, and each container is provided with the precursor liquid. Part of the first container has a larger capacity, the precursor liquid is supplied to a second container having a smaller capacity from this, the precursor liquid is drawn out from the second container, and the aerosol generator At least a portion of the precursor effluent from the aerosol generator is recycled to the second container, whereby the concentration of the precursor material in the precursor liquid in the second container increases with time. Wherein an additional liquid medium is added to the second container to at least partially compensate for the tendency, and the addition of the additional liquid medium to the second container is performed by an electronic processor. Method is automatically controlled by an instruction.
【請求項127】 請求項126に記載の方法において、電子プロセッサが
第二の容器の前駆物質液の少なくとも1つの特性を監視し、これに応じて追加液
体媒体の添加の自動的制御を指示する方法。
127. The method of claim 126, wherein the electronic processor monitors at least one property of the precursor liquid in the second container and directs automatic control of the addition of the additional liquid medium accordingly. Method.
【請求項128】 請求項126に記載の方法において、少なくとも1つの
特性を監視するステップが、エーロゾル発生装置に供給するために第二の容器か
ら引き出した前駆物質液中の少なくとも1つの特性を測定することを含む方法。
128. The method of claim 126, wherein the step of monitoring at least one property comprises measuring at least one property in a precursor liquid withdrawn from a second container for delivery to an aerosol generator. A method that includes doing.
【請求項129】 請求項127に記載の方法において、第二の容器の前駆
物質液の量が、電子プロセッサの指示により自動的に制御される方法。
129. The method of claim 127, wherein the amount of the precursor liquid in the second container is automatically controlled by an instruction of an electronic processor.
【請求項130】 請求項129に記載の方法において、電子プロセッサが
第二の容器の前駆物質液の量を監視し、これに応じて第一の容器から第二の容器
への前駆物質液の移動の自動制御を指示する方法。
130. The method of claim 129, wherein the electronic processor monitors the amount of the precursor liquid in the second container and responsively transfers the precursor liquid from the first container to the second container. A method of instructing automatic control of movement.
【請求項131】 請求項126に記載の方法において、第二の容器からエ
ーロゾル発生装置への前駆物質液の供給が電子プロセッサの指示により自動的に
制御される方法。
131. The method according to claim 126, wherein the supply of the precursor liquid from the second container to the aerosol generator is automatically controlled by an instruction of an electronic processor.
【請求項132】 請求項126に記載の方法において、該方法がバッチモ
ードで実施され、バッチのバッチ容量を定める量の前駆物質液が最初は第一の容
器に入っていて、第一の容器の前駆物質液の量が、エーロゾル流を生成するステ
ップが続くにつれて減少し、 電子プロセッサが第一の容器の前駆物質液の量を監視して、第一の容器の前駆
物質液の量が所定の数値を下回った場合、シャットダウン手順を自動的に起動及
び指示し、バッチを終了させる方法。
132. The method according to claim 126, wherein the method is performed in a batch mode, wherein the amount of precursor liquid defining the batch volume of the batch is initially in the first container, and wherein the first container The amount of the precursor liquid in the first container decreases as the step of generating the aerosol stream continues, and the electronic processor monitors the amount of the precursor liquid in the first container to determine if the amount of the precursor liquid in the first container is predetermined. Automatically start and instruct the shutdown procedure when the value is less than, and terminate the batch.
【請求項133】 請求項132に記載の方法において、シャットダウン手
順がエーロゾル発生装置の不活動化、エーロゾル発生装置の大量のキャリヤガス
によるパージ、エーロゾル発生装置へのキャリヤガスの供給の停止を含む方法。
133. The method of claim 132, wherein the shut down procedure includes deactivating the aerosol generator, purging the aerosol generator with a large amount of carrier gas, and stopping supply of the carrier gas to the aerosol generator. .
【請求項134】 請求項115に記載の方法において、該方法がバッチモ
ードで実施され、電子プロセッサが、エーロゾル流を生成するステップの開始前
に、バッチの開始手順を自動的に起動および指示し、 該開始手順が前駆物質液のエーロゾル発生装置への循環ならびにパージガスを
用いてのエーロゾル発生装置のパージを含む方法。
134. The method of claim 115, wherein the method is performed in a batch mode, wherein the electronic processor automatically initiates and directs a batch start procedure prior to the start of the step of generating an aerosol stream. The method wherein the initiation procedure comprises circulating the precursor liquid to the aerosol generator and purging the aerosol generator with a purge gas.
【請求項135】 請求項134に記載の方法において、パージガスがキャ
リヤガスとほぼ同じ組成である方法。
135. The method of claim 134, wherein the purge gas has about the same composition as the carrier gas.
【請求項136】 請求項134に記載の方法において、開始手順の完了後
、電子プロセッサが自動的にエーロゾル発生装置を起動し、エーロゾル流を生成
するステップを開始する方法。
136. The method of claim 134, wherein after completion of the initiation procedure, the electronic processor automatically activates the aerosol generator and initiates the step of generating an aerosol stream.
【請求項137】 請求項115に記載の方法において、電子プロセッサが
マイクロプロセッサもしくはコンピュータを備える方法。
137. The method according to claim 115, wherein the electronic processor comprises a microprocessor or a computer.
【請求項138】 請求項115に記載の方法において、電子プロセッサが
、指示を格納したコンピュータで読めるメモリを含む方法。
138. The method of claim 115, wherein the electronic processor includes a computer readable memory storing instructions.
【請求項139】 粒子製造前の装置の調製を含む、粒子製造のためのエー
ロゾル法において、該方法が、 前駆物質液をエーロゾル発生装置に循環させるステップと、 キャリヤガスをエーロゾル発生装置に供給するステップと、 エーロゾル発生装置で、エーロゾル発生装置に供給されるキャリヤガスの少な
くとも一部分の中に分散した液滴を含むエーロゾル流を生成するステップであっ
て、該生成ステップ中に、循環前駆物質液の第一の部分がエーロゾル流の液滴に
変換され、循環前駆物質液の第二の部分が、エーロゾル発生装置に再循環させる
流出液としてエーロゾル発生装置から引き出されるステップと、 エーロゾル・ヒータ内でエーロゾル流を加熱してエーロゾル流に粒子を形成す
るステップとを含み、 前記生成ステップの開始前に、エーロゾルがほぼ存在しない状態で高温のエー
ロゾル・ヒータにコンディショニングガスを流してエーロゾル・ヒータを調整す
る方法。
139. An aerosol method for particle production, including preparation of a device prior to particle production, the method comprising: circulating a precursor liquid to an aerosol generator; and supplying a carrier gas to the aerosol generator. Generating an aerosol stream comprising droplets dispersed in at least a portion of a carrier gas supplied to the aerosol generator, wherein the aerosol generator comprises: A first portion being converted into aerosol stream droplets and a second portion of the circulating precursor liquid being withdrawn from the aerosol generator as an effluent for recirculation to the aerosol generator; aerosol in the aerosol heater Heating the stream to form particles in the aerosol stream, prior to the start of the generating step. How aerosol flowing a conditioning gas into the hot aerosol heater in a state where there is substantially no adjusting the aerosol heater.
【請求項140】 請求項139に記載の方法において、生成ステップの開
始前に、エーロゾルの生成はほぼ無しで、発生装置に前駆物質液を循環させるこ
とにより、エーロゾル発生装置を調整するステップをさらに含む方法。
140. The method of claim 139, further comprising the step of conditioning the aerosol generator by circulating a precursor liquid through the generator with substantially no aerosol generation prior to the start of the generating step. Including methods.
【請求項141】 請求項140に記載の方法において、エーロゾル発生装
置の調整ステップが、循環前駆物質液の加熱を含み、これにより循環する前駆物
質液がエーロゾル発生装置の少なくとも一部分を加熱する方法。
141. The method of claim 140, wherein adjusting the aerosol generator comprises heating the circulating precursor liquid, whereby the circulating precursor liquid heats at least a portion of the aerosol generator.
【請求項142】 請求項141に記載の方法において、少なくともエーロ
ゾル発生装置を出る循環前駆物質液の温度が所定の高温と等しくなるまで、循環
する前駆物質液の加熱ステップが続く方法。
142. The method of claim 141, wherein a step of heating the circulating precursor liquid continues until at least the temperature of the circulating precursor liquid exiting the aerosol generator is equal to a predetermined high temperature.
【請求項143】 請求項140に記載の方法において、循環前駆物質液が
複数の超音波トランスデューサの上にあるエーロゾル発生装置内の貯水槽容量を
いっぱいにし、該超音波トランスデューサが、エーロゾル発生装置の調整ステッ
プ中は事実上起動されず、超音波トランスデューサが、エーロゾル流の生成ステ
ップ中に起動される方法。
143. The method of claim 140, wherein the circulating precursor liquid fills a reservoir volume in the aerosol generator overlying the plurality of ultrasonic transducers, wherein the ultrasonic transducers of the aerosol generator. A method wherein the ultrasonic transducer is activated during the step of generating the aerosol flow, wherein the ultrasonic transducer is not activated during the adjusting step.
【請求項144】 請求項139に記載の方法において、粒子形成ステップ
の後、粒子を含むエーロゾル流の温度が、エーロゾル・クーラにおいて低下させ
られ、 エーロゾル・ヒータの調整ステップ中、コンディショニングガスが高温のエー
ロゾル・ヒータから出て、エーロゾル・クーラを通って流れる方法。
144. The method of claim 139, wherein, after the particle forming step, the temperature of the aerosol stream containing the particles is reduced in an aerosol cooler, and wherein during the conditioning step of the aerosol heater, the conditioning gas is heated to a high temperature. How to exit the aerosol heater and flow through the aerosol cooler.
【請求項145】 請求項144に記載の方法において、エーロゾル流がエ
ーロゾル・クーラで冷却された後、エーロゾル流が粒子コレクタへ流れ、ここで
粒子がエーロゾル流から取り除かれ、 エーロゾル・ヒータの調整ステップで、コンディショニングガスが粒子コレク
タへ流れて粒子コレクタの少なくとも一部分を加熱し、これによりエーロゾル流
の生成ステップの前にエーロゾルの温度が高くなる方法。
145. The method of claim 144, wherein after the aerosol stream has been cooled in the aerosol cooler, the aerosol stream flows to a particle collector where particles are removed from the aerosol stream and the aerosol heater conditioning step. Wherein the conditioning gas flows to the particle collector to heat at least a portion of the particle collector, thereby increasing the temperature of the aerosol prior to the step of generating an aerosol stream.
【請求項146】 請求項145に記載の方法において、エーロゾル・クー
ラで、冷却ガスをコンディショニングガスと混合し、コンディショニングガスの
粒子コレクタへの導入前にコンディショニングガスの温度を下げる方法。
146. The method of claim 145, wherein the cooling gas is mixed with the conditioning gas in an aerosol cooler to reduce the temperature of the conditioning gas prior to introducing the conditioning gas to the particle collector.
【請求項147】 請求項139に記載の方法において、エーロゾル・ヒー
タの調整ステップが、コンディショニングガスをエーロゾル・ヒータに通す前に
、エーロゾル・ヒータ内の温度を高温にしておくことを含む方法。
147. The method of claim 139, wherein the step of adjusting the aerosol heater comprises increasing the temperature within the aerosol heater prior to passing the conditioning gas through the aerosol heater.
【請求項148】 請求項147に記載の方法において、エーロゾル・ヒー
タが少なくとも2つのエンド・キャップを備え、1つはエーロゾル・ヒータの流
入端に隣接し、1つはエーロゾル・ヒータの流出端に隣接していて、エーロゾル
・ヒータを導管に接続し、流れをエーロゾル・ヒータの中へ、およびその外へと
導き、 エーロゾル・ヒータ内の温度を高温に上昇させるステップで、少なくとも1つ
のエンド・キャップから熱を取り除くため、エンド・キャップのうち少なくとも
1つは冷却される方法。
148. The method of claim 147, wherein the aerosol heater comprises at least two end caps, one adjacent an inflow end of the aerosol heater and one at an outflow end of the aerosol heater. Adjoining, connecting the aerosol heater to the conduit, directing flow into and out of the aerosol heater, and raising the temperature in the aerosol heater to an elevated temperature, at least one end cap A method wherein at least one of the end caps is cooled to remove heat from the end cap.
【請求項149】 請求項148に記載の方法において、少なくとも1つの
エンド・キャップの冷却が、少なくとも1つのエンド・キャップの少なくとも一
部分を通って伸びる冷却導管を通って冷却液が循環することを含む方法。
149. The method according to claim 148, wherein cooling the at least one end cap comprises circulating a coolant through a cooling conduit extending through at least a portion of the at least one end cap. Method.
【請求項150】 請求項139に記載の方法であって、コンディショニン
グガスがキャリヤガスとほぼ同じ組成である方法。
150. The method of claim 139, wherein the conditioning gas has about the same composition as the carrier gas.
【請求項151】 請求項139に記載の方法であって、エーロゾル流を加
熱するステップの後に、エーロゾル・クーラ内でエーロゾル流の温度を下げるス
テップ、ならびに、温度を下げるステップの後に、粒子コレクタの中でエーロゾ
ル流から粒子を収集するステップをさらに含み、 エーロゾル流の流路がエーロゾル発生装置、エーロゾル・ヒータ、エーロゾル
・クーラ、粒子コレクタならびに、エーロゾル発生装置とエーロゾル・ヒータ、
エーロゾル・ヒータとエーロゾル・クーラ、エーロゾル・クーラと粒子コレクタ
の間でエーロゾル流を導く導管を含み、 エーロゾル流を生成するステップの前に、漏れがないかどうか、流路の圧力テ
ストを行う方法。
151. The method of claim 139, wherein after the step of heating the aerosol stream, the step of lowering the temperature of the aerosol stream in the aerosol cooler, and the step of lowering the temperature, comprises the step of: Collecting particles from the aerosol stream in the aerosol flow path, wherein the aerosol flow path includes an aerosol generator, an aerosol heater, an aerosol cooler, a particle collector, and an aerosol generator and aerosol heater;
A method for pressure testing a flow path for leaks prior to the step of generating an aerosol flow, comprising a conduit for directing an aerosol flow between an aerosol heater and an aerosol cooler, an aerosol cooler and a particle collector.
【請求項152】 請求項151に記載の方法において、漏洩の有無をチェ
ックするための流路の圧力テストが、エーロゾル・ヒータの調整ステップ前に実
施される最初の圧力テストであり、 前記流路について、エーロゾル・ヒータの調整ステップ後、エーロゾル流の生
成ステップ前に、第二の圧力テストが実施される方法。
152. The method of claim 151, wherein the pressure test of the flow path to check for leaks is the first pressure test performed before the aerosol heater adjustment step. The method wherein a second pressure test is performed after the aerosol heater conditioning step and before the aerosol flow generation step.
【請求項153】 粒子を製造するためのエーロゾル方法において、該方法
が、 前駆物質液をエーロゾル発生装置に循環させるステップと、 キャリヤガスをエーロゾル発生装置に供給するステップと、 エーロゾル発生装置で、エーロゾル発生装置に供給されるキャリヤガスの少な
くとも一部分の中に分散した液滴を含むエーロゾル流を生成する、エーロゾル発
生装置内で、循環前駆物質液の第一の部分がエーロゾル流の液滴に変換され、循
環前駆物質液の第二の部分が、エーロゾル発生装置に再循環させる前駆物質液流
出液としてエーロゾル発生装置から出て行くステップと、 炉内でエーロゾル流を加熱してエーロゾル流に粒子を形成するステップとを含
み、 前記炉の長手方向が、炉を通るエーロゾル流とほぼ同じ方向で、 前記炉が複数の加熱域を備えており、加熱域のうち少なくとも2つは長手方向
にほぼ垂直な方向で互いに対向して配置され、前記2つの対向する加熱域のうち
第一の加熱域への熱入力が、前記2つの対向する加熱域の一方への第二の熱入力
よりも大きい方法。
153. An aerosol method for producing particles, the method comprising: circulating a precursor liquid to an aerosol generator; supplying a carrier gas to the aerosol generator; In an aerosol generator, a first portion of a circulating precursor liquid is converted to droplets of an aerosol stream, producing an aerosol stream comprising droplets dispersed within at least a portion of a carrier gas supplied to the generator. A second portion of the circulating precursor liquid exits the aerosol generator as a precursor liquid effluent that is recycled to the aerosol generator; and heating the aerosol stream in a furnace to form particles in the aerosol stream Wherein the longitudinal direction of the furnace is substantially the same as the aerosol flow through the furnace; A heating zone, wherein at least two of the heating zones are arranged opposite to each other in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction, and heat input to a first one of the two opposing heating zones is provided; A method wherein a second heat input to one of the two opposing heating zones is greater.
【請求項154】 請求項153に記載の方法において、長手方向が水平部
分を有する方向に伸び、第一の加熱域の少なくとも一部分が第二の加熱域より垂
直に下方の位置にある方法。
154. The method of claim 153, wherein the longitudinal direction extends in a direction having a horizontal portion, and wherein at least a portion of the first heating zone is vertically below the second heating zone.
【請求項155】 請求項154に記載の方法において、長手方向がほぼ水
平に伸び、前記第一の加熱域が、第二の加熱域よりほぼ垂直に下方にある方法。
155. The method of claim 154, wherein the longitudinal direction extends substantially horizontally, and wherein the first heating zone is substantially vertically below the second heating zone.
【請求項156】 請求項153に記載の方法において、第二の加熱域に比
べて第一の加熱域への熱入力が高温の場合、炉を通って流れるエーロゾル流が、
第一の加熱域を離れて、第二の加熱域へ向かう方向に動く方法。
156. The method of claim 153, wherein when the heat input to the first heating zone is higher than the second heating zone, the aerosol flow flowing through the furnace is:
Moving away from the first heating zone and towards the second heating zone.
【請求項157】 請求項153に記載の方法において、炉が管炉であり、
第一の加熱域が長手方向に伸びる管の底部を含み、第二の加熱域が長手方向に伸
びる管の上部を含む方法。
157. The method according to claim 153, wherein the furnace is a tube furnace.
The method wherein the first heating zone comprises a bottom of the longitudinally extending tube and the second heating zone comprises a top of the longitudinally extending tube.
【請求項158】 請求項157に記載の方法において、第二の加熱域に比
べて第一の加熱域への熱入力が高温の場合、エーロゾル流の中の分散した粒子も
しくは液滴が、管の底部から離れ、管の上部へと移動する方法。
158. The method of claim 157, wherein, when the heat input to the first heating zone is high relative to the second heating zone, the dispersed particles or droplets in the aerosol stream are reduced to a tube. How to move away from the bottom and to the top of the tube.
【請求項159】 粒子を製造するエーロゾル法において、該方法が、 エーロゾル発生装置で、キャリヤガス中に分散した前駆物質液の液滴から成る
エーロゾル流を生成するステップと、 エーロゾル発生装置からのエーロゾル流をエーロゾル・ヒータに導く、エーロ
ゾル発生装置とエーロゾル・ヒータとの間にある導管にエーロゾルを流すステッ
プと、 エーロゾル・ヒータでエーロゾル流を加熱してエーロゾル流の中で粒子を生成
するステップとを含み、 導管の少なくとも一部分が、エーロゾル発生装置からエーロゾル・ヒータへと
エーロゾル流を導くステップの間に冷却される方法。
159. An aerosol method for producing particles, the method comprising: generating, in an aerosol generator, an aerosol stream comprising droplets of a precursor liquid dispersed in a carrier gas; and an aerosol from the aerosol generator. Flowing the aerosol through a conduit between the aerosol generator and the aerosol heater that directs the flow to the aerosol heater; and heating the aerosol stream with the aerosol heater to generate particles in the aerosol stream. The method, wherein at least a portion of the conduit is cooled during the step of directing the aerosol flow from the aerosol generator to the aerosol heater.
【請求項160】 請求項159に記載の方法において、導管が、エーロゾ
ル流を第一の方向に導く第一の導管部分と、エーロゾル流の向きを第二の方向に
向ける第二の導管部分とを備え、第一の導管部分が第二の導管部分より上流にあ
って、冷却ステップが第一の導管部分を冷却することを含む方法。
160. The method of claim 159, wherein the conduit comprises a first conduit portion directing the aerosol flow in a first direction, and a second conduit portion directing the aerosol flow in a second direction. Wherein the first conduit portion is upstream of the second conduit portion and the cooling step comprises cooling the first conduit portion.
【請求項161】 請求項160に記載の方法において、第一の導管部分の
エーロゾル流の温度が十分に低温に維持されて、第一の導管部分を流れているエ
ーロゾル流の分散相がほぼ液滴の形態で維持され、また、 第二の導管部分のエーロゾル流の温度が十分に高温に維持されて、第二の導管
部分のエーロゾル流の分散相の少なくとも一部分が微粒子の形態となる方法。
161. The method of claim 160, wherein the temperature of the aerosol stream in the first conduit section is maintained sufficiently low that the dispersed phase of the aerosol stream flowing in the first conduit section is substantially liquid. A method wherein the aerosol stream in the second conduit section is maintained at a sufficiently high temperature such that at least a portion of the dispersed phase of the aerosol stream in the second conduit section is in particulate form.
【請求項162】 請求項160に記載の方法において、第一の導管部分と
第二の導管部分が導管の湾曲部により分割されている方法。
162. The method according to claim 160, wherein the first conduit portion and the second conduit portion are separated by a curved portion of the conduit.
【請求項163】 請求項162に記載の方法において、該湾曲部が、第一
の方向から第二の方向への流れの方向について少なくとも約90度の変化を含む
方法。
163. The method of claim 162, wherein the bend includes a change of at least about 90 degrees in the direction of flow from the first direction to the second direction.
【請求項164】 請求項160に記載の方法において、第一の方向がほぼ
垂直であり、第二の方向がほぼ水平である方法。
164. The method of claim 160, wherein the first direction is substantially vertical and the second direction is substantially horizontal.
【請求項165】 請求項160に記載の方法において、第一の導管部分の
冷却ステップが、第一の導管の外表面に冷却ガスを向けることを含む方法。
165. The method of claim 160, wherein the step of cooling the first conduit portion comprises directing a cooling gas to an outer surface of the first conduit.
【請求項166】 請求項160に記載の方法において、第二の導管部分が
ほぼ冷却されない方法。
166. The method of claim 160, wherein the second conduit section is substantially uncooled.
JP2000567359A 1998-08-26 1999-08-23 Aerosol method and apparatus for producing particulate products Pending JP2002523233A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US9817498P 1998-08-26 1998-08-26
US60/098,174 1998-08-26
PCT/US1999/019163 WO2000012278A1 (en) 1998-08-26 1999-08-23 Aerosol method and apparatus for making particulate products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002523233A true JP2002523233A (en) 2002-07-30
JP2002523233A5 JP2002523233A5 (en) 2006-10-12

Family

ID=22267733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000567359A Pending JP2002523233A (en) 1998-08-26 1999-08-23 Aerosol method and apparatus for producing particulate products

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1123181A4 (en)
JP (1) JP2002523233A (en)
AU (1) AU5899199A (en)
CA (1) CA2345299A1 (en)
WO (1) WO2000012278A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006043545A (en) * 2004-08-02 2006-02-16 Ricoh Co Ltd Apparatus and method for manufacturing organic microcrystal and microcrystal

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6642061B2 (en) 2000-09-25 2003-11-04 Picoliter Inc. Use of immiscible fluids in droplet ejection through application of focused acoustic energy
AU2001293086B2 (en) * 2000-09-25 2006-04-13 Picoliter Inc. Focused acoustic energy method and device for generating droplets of immiscible fluids
US6548308B2 (en) 2000-09-25 2003-04-15 Picoliter Inc. Focused acoustic energy method and device for generating droplets of immiscible fluids
US6869551B2 (en) 2001-03-30 2005-03-22 Picoliter Inc. Precipitation of solid particles from droplets formed using focused acoustic energy
DE60227691D1 (en) 2001-11-01 2008-08-28 Nektar Therapeutics SPRAY DRYING PROCESS
US9339459B2 (en) 2003-04-24 2016-05-17 Nektar Therapeutics Particulate materials
RU2603610C2 (en) * 2011-02-25 2016-11-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Aerosol generating device for nebulising liquid and method of temperature control of liquid to be nebulised
DE102018129812A1 (en) * 2018-11-26 2020-05-28 Dionex Softron Gmbh Drop generator system, detector for samples, corresponding method and corresponding use

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4801411A (en) * 1986-06-05 1989-01-31 Southwest Research Institute Method and apparatus for producing monosize ceramic particles
US4871489A (en) * 1986-10-07 1989-10-03 Corning Incorporated Spherical particles having narrow size distribution made by ultrasonic vibration
US5269980A (en) * 1991-08-05 1993-12-14 Northeastern University Production of polymer particles in powder form using an atomization technique
EP1007308B1 (en) * 1997-02-24 2003-11-12 Superior Micropowders LLC Aerosol method and apparatus, particulate products, and electronic devices made therefrom

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006043545A (en) * 2004-08-02 2006-02-16 Ricoh Co Ltd Apparatus and method for manufacturing organic microcrystal and microcrystal

Also Published As

Publication number Publication date
AU5899199A (en) 2000-03-21
EP1123181A4 (en) 2003-07-02
EP1123181A1 (en) 2001-08-16
WO2000012278A1 (en) 2000-03-09
CA2345299A1 (en) 2000-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6685762B1 (en) Aerosol method and apparatus for making particulate products
WO1999042200A1 (en) Aerosol method and apparatus for making particulate products
US20020168570A1 (en) Fine powders for use in primary and secondary batteries
JP2003528419A (en) Metal-carbon composite powder, method for producing the powder, and apparatus produced from the powder
JP2001513697A (en) Aerosol method and apparatus, particle product, and electronic device manufactured from the particle product
US6360562B1 (en) Methods for producing glass powders
US6730245B2 (en) Chemical-mechanical planarization slurries and powders and methods for using same
US20030006517A1 (en) Methods for the production of patterned and unpatterned metal-carbon features
US6830823B1 (en) Gold powders, methods for producing powders and devices fabricated from same
JP2002523233A (en) Aerosol method and apparatus for producing particulate products
MX2007012906A (en) Solid particles, method and device for the production thereof.
WO1994014530A1 (en) Method of manufacturing fine ceramic particles and apparatus therefor
EP2653221B1 (en) Apparatus and process for production of catalyst, and process for production of unsaturated acid or unsaturated nitrile
EP3012019A1 (en) Particle production device and particle production method using same
JP4386398B2 (en) Method and apparatus for producing solder powder
US6409983B1 (en) Process for preparing crystalline barium titanate powder
EP2561935B1 (en) Method for classifying powder
JP2007084354A (en) Spherical ceramic particulate and method for producing the same
EP3689824A1 (en) Method of producing zinc oxide particles
WO1998036887A1 (en) Aerosol method and apparatus for making particulate products
WO1998036887A9 (en) Aerosol method and apparatus for making particulate products
US20090008842A1 (en) Method and apparatus for producing metallic ultrafine particles
JP4219476B2 (en) Thin film forming method and thin film forming apparatus
JPH05253468A (en) Method and device for spray thermal decomposition
CN215028608U (en) Nano powder granulation system

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20051007

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20060823

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060823

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060823

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060823

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060823

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081024

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081028

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090127

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090203

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20090227

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20090306

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090526