JP2001524383A - 噴霧および気化の装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも一つの気体を少なくとも第１の液体と衝突させることによって第１の液体を噴霧および気化するのに適している装置。この装置は、気体がそれを通って装置に入る気体入口（１４）と、第１液体がそれを通って装置に入る第１液体入口（１２）とを含む。装置の放出端部は、第１液体の少なくとも一つのストリームがそれを通して装置から放出される少なくとも一つの第１液体放出出口を含む。この放出端部は、気体の少なくとも一つのストリームがそれを通って装置から放出されて第１液体の放出されたストリームと衝突させ、それによって気化させる少なくとも一つの気体放出出口をも含む。第１液体通路（３４）は、第１液体入口を第１液体放出出口と連通させる。気体通路は、気体入口を少なくとも一つの気体放出出口と連通させ。ある実施例では、気体通路は、第１液体通路の初期部分と熱接触する少なくとも一つの気体チャンバ（５０）を具備するので、チャンバ内の加熱した気体が第１液体通路の初期部分の第１液体を予備加熱できる。代わりの実施例では、気体通路は、気体をパルス波動させることなく連続的に放出されるようにできる圧力減衰チャンバを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野 本発明は、装置の前で材料の二つ以上のストリームを衝突させるように構成さ
れる、ノズルなどの装置の分野に関する。厳密には、本発明は、気体のストリー
ムを液体のストリームと衝突させてその液体を噴霧する装置およびそれらに関わ
る方法に関する。

【０００２】 背景技術 噴霧は、液体構成が微細な液滴の霧に分割されるプロセスである。噴霧は、増
湿プロセス、噴霧された液体構成が基材上に被膜が形成されるようにするコーテ
ィング作業、気化プロセス、物質移動プロセスなどを含む、広範囲の工業用途に
関わる。

【０００３】 プレーンジェット空気ブラスト噴霧は、比較的高速の気体ストリームを噴霧さ
れるべき液体構成のストリームと衝突させる噴霧技術である。典型的なプレーン
ジェット空気ブラスト噴霧作業では、気体および液体構成のストリームが、典型
的にはノズル方式の、プレーンジェット空気ブラスト装置の別々の通路に送られ
る。次に、その気体ストリームは、装置の管状オリフィスを通して集中する管状
高速ストリームとして、そのような形状にされ、放出される。その液体ストリー
ムは、管状気体オリフィスのほぼ中心に配置されたオリフィスから放出されるの
で、放出された液体ストリームが集中する管状気体によって包囲される。噴霧は
、放出された気体ストリームが装置の前で放出された液体ストリームと集中的に
衝突するときに起こる。

【０００４】 従来のプレーンジェット空気ブラスト噴霧装置には、多数の欠点があるようで
ある。第１に、これらの装置は、気体ストリーム内で発達しがちな音波振動のた
め高周波パルス化状態で気体を放出する傾向がある。故に、気体／液体衝突のエ
ネルギーは、気体パルスの振動数と共に変化する。結果として、噴霧された液滴
も、同じようにパルスに従って循環的に変化するサイズ分布を有する。このサイ
ズのバラツキは、液滴のサイズのバラツキが不均一なコーティング厚みとなり得
るコーティング作業を含む、多くの作業での欠点となる。故に、滑らかで、連続
的なパルスの無い気体流を発生できることが望ましく、故に、衝突のエネルギー
、すなわち、噴霧された滴のサイズおよび数量がより均一となろう。

【０００５】 現在知られているプレーンジェット空気ブラスト装置の幾つかは、粘着性、お
よび／または比較的粘性の液体を扱うのに適しているとは言えない。これらの種
類の材料は、そのような装置内で詰まる、或いは運ぶことが困難である。それで
も、多くの用途があり、接着剤の平滑な被膜をコーティングすることなどが望ま
れよう。

【０００６】 滑りは、プレーンジェット空気ブラスト装置に影響を及ぼすもう一つの問題で
ある。滑りは、気体／液体衝突が第一に液体構成を最終噴霧化状態に分割しない
ので起こる。代わりに、衝突は、液体が気体によって装置から離れるように推進
されるとき延伸し、細長くなるスレッドおよびひも状に、最初にその液体を分割
する。ある時点で、液体の延伸され、細長くなった物体が壊れ、完全に噴霧され
た液滴を形成する。故に、初期衝突と、最終噴霧化状態に達する時間との間に時
間的遅延が存在する。滑りを最小限に抑える方法でプレーンジェット空気ブラス
ト噴霧を実行することが望まれよう。滑りと噴霧との概略的な議論は、例えば、
Ｌｅｆｅｂｖｒｅ，Ａ．Ｈ．，Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｒａｙｓ
、Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｒｐ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．（
１９８９）；およびＨａｒａｒｉら、Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｒ ａｙｓ 、ｖｏｌ．７，ｐｐ．９７−１１３（１９９７）を参照のこと。

【０００７】 発明の開示 本発明は、液体を噴霧または気化させるために気体の加熱したストリームを少
なくとも一つの液体ストリームと内破的且つ集中的に衝突させる新規の装置を提
供する。最初に、この衝突が液体を噴霧して微細液滴の霧を形成する。比較的大
量の気体と密着しているこれらの液滴は、最小限の滑りで速やかに気化する。気
化は、気体内の結果として得られた蒸気の分圧が飽和圧力よりかなり下であるの
で、その液体の沸点よりもかなり下の温度でも速やかに起こる。さらに、この方
法で内破的衝突を利用して、従来型の噴霧装置を使用することによって得られた
噴霧化液滴よりも狭い粒度分布を有するより小さい平均液滴サイズを有する液滴
を提供する。この能力は、液滴を速やかに気化することができ、次に任意の様々
な基材上に均一な厚みの薄い、実質的に無欠陥の被膜として、その結果得られた
蒸気を凝縮させるために、特に有利となるが、ある場合では、不連続被膜が意図
的に造られることもある。

【０００８】 一般に、発明の装置は、気体と液体とがその装置を通して運ばれる別々になっ
た気体と液体の通路を含む。ある態様では、この気体通路は、液体通路の初期部
分を包囲する比較的大きな予備加熱チャンバを含む。拡大予備加熱チャンバは、
多数の性能的利点を提供する。第１に、この予備加熱チャンバを通して運ばれた
気体は、液体通路の初期部分の液体を加熱する。これは、液体の粘度を低減し、
装置を通してその液体をより運び易くする。さらに、予備加熱された液体は、実
質的にいかなる滑り、すなわち、液体がストリームから細かい霧状の滴に変換さ
れるときに液体の時間的遅延およびひずみの組合せ、もなく気体との衝突時に遙
かに高速で噴霧される。

【０００９】 他の利点として、この気体チャンバは、気体が装置から放出されるときの気体
の音響振動を減衰するための、圧力貯蔵器、または衝撃緩衝器のように作用する
。その結果、放出された気体の流れが、実際問題として円滑で、連続的且つ無パ
ルスとなる。これは、順に、液体の極めて均一で、バラツキのない噴霧（および
必要なら気化）となる。

【００１０】 この予備加熱チャンバから、気体は圧力減衰チャンバに加速的に運ばれ、そこ
で、気体流の形状が最適化され、気体流の振動が減衰され、さらに気体流の圧力
が一様にされる。その減衰チャンバから、その気体は、次に、噴霧されるべき気
体ストリームと衝突させるための適当な放出出口に運ばれ、それを通過する。

【００１１】 本発明の装置は、他の噴霧技術を用いた場合には容易に噴霧されない比較的粘
性のある非ニュートン液体を噴霧するのにも特に適している。理論に束縛される
わけではないが、比較的粘性のある液体を扱う際の本発明の装置の利点を説明す
る理論的解釈が提供される。装置を通して液体を引き込み易くし、その後その気
体の慣性が結果として得られた噴霧液滴を装置から離れる方向に運び易くする気
体の放出された集中ストリームが装置の前で部分的真空を発達させると考えられ
ている。この引き込み効果は、装置の本体内の加熱された気体から液体への熱伝
達の結果により予備加熱された液体の粘度低減によって促進される。この部分的
真空の付加的結果として、実質的に液体が、他の種類の噴霧構造での場合に有り
がちであった装置の放出面からの液ダレがない。さらに、層流での粘性液体を扱
うためには、液体通路（図１の３４）は、滑らかで、且つその長手方向に沿った
断面に不連続部または急激な変化がないことが好ましい。

【００１２】 本発明の原理は、真空を含む、低減圧力環境で実施されても良い。但し、噴霧
や気化、およびコーティングを、都合良く、大気圧を含む任意の所望圧力で行う
ことができる。これは、既知の気相コーティングプロセスで通常使用された高価
な真空チャンバに頼る必要が無くなる。さらに、噴霧および気化は、比較的低温
度で、たとえ周囲温度以下でも起こる。これは、高温で起こるような減成も生じ
ることなく感温性材料を噴霧できるようにする。本発明は、極めて多用性でもあ
る。事実上いかなる液体材料、または液体材料の組合せも扱うことができる。

【００１３】 ある態様では、本発明は、第１の液体と少なくとも一つの気体を衝突させるこ
とによって少なくとも第１液体を噴霧および気化させるのに適している装置に関
する。この装置は、気体がその装置にそれを通って入る気体入口と、第１液体が
その装置にそれを通って入る気体入口と隔絶されている第１液体入口とを含む。
装置の放出端部は、第１液体の少なくとも一つのストリームが装置からそれを通
して放出される少なくとも一つの第１液体放出出口を含む。この放出端部は、気
体の少なくとも一つのストリームが装置からそれを通って放出される少なくとも
一つの気体放出出口をも含み、第１液体の放出されたストリームと衝突させ、そ
れによってそれを噴霧する。第１液体通路は、第１液体放出出口と第１液体入口
を連通させる。気体通路は、第１液体通路と隔絶されており、少なくとも一つの
気体放出出口と気体入口を連通させる。気体通路は、第１液体通路の初期部分と
熱接触している少なくとも一つの予備加熱チャンバを含むので、少なくとも一つ
のチャンバ内の気体が第１液体通路の初期部分内の第１液体を予備加熱できる。

【００１４】 他の態様では、本発明は、複数の液体と少なくとも一つの気体を衝突させるこ
とによってその液体を噴霧および気化させるのに適した装置の他の実施例に関す
る。この装置は、気体が装置にそれを通って入る気体入口と、各液体が装置にそ
れらを通って入る複数の液体入口とを含む。放出端部は、液体の対応する数のス
トリームが装置からそれらを通って放出される複数の放出出口と、気体の少なく
とも一つのストリームが装置からそれを通って放出される少なくとも一つの気体
放出出口とを含み、放出された液体のストリームと集中的且つ内破的に衝突させ
、それによって噴霧させる。複数の液体通路は、少なくとも一つの液体入口を少
なくとも一つの対応する液体放出出口と連通させる。気体通路は、気体入口を少
なくとも一つの気体放出出口と連通させる。気体放出出口は、液体放出出口を包
囲する少なくとも一つのオリフィスを具備する。

【００１５】 他の態様では、本発明は、少なくとも一つの気体を少なくとも第１液体と衝突
させることによって第１液体を噴霧および気化させるのに適した装置の他の実施
例に関する。この装置は、気体が装置にそれを通って入る気体入口と、第１液体
が装置にそれを通って入る第１液体入口とを具備する。放出端部は、第１液体の
の少なくとも一つのストリームが装置からそれを通って放出される少なくとも一
つの第１液体放出出口と、気体の少なくとも一つのストリームが装置からそれを
通って放出される少なくとも一つの気体放出出口とを含み、第１液体の放出され
たストリームと衝突させ、それによって噴霧する。第１液体通路は、第１液体入
口を第１液体放出出口と連通させ、気体通路は、気体入口を少なくとも一つの気
体放出出口と連通させる。その気体通路は、少なくとも一つの気体入口部と少な
くとも一つの気体出口部とを具備する圧力減衰チャンバを含み、少なくとも一つ
の気体入口部が少なくとも一つの気体出口部と半径方向にオフセットされている
。

【００１６】 他の態様では、本発明は、加熱した気体との衝突を経て少なくとも一つの液体
を噴霧する方法に関する。加熱した気体の流れは、液体の少なくとも一つの別の
流れを予備加熱するようにされる。故に、加熱した気体の流れは、加速され、予
備加熱された液流を集中的に包囲する少なくとも一つの集中加熱気体ストリーム
の整形される。この集中する加熱気体ストリームは、集中的且つ内破的に予備加
熱した液体ストリームと衝突させられる。この液体ストリームは、その結果、噴
霧される。

【００１７】 実施例 以下で説明する本発明の実施例は、網羅するように、または次の詳細な説明で
開示された正確な形に本発明を限定するものではない。他の当業者が本発明の原
理および実施が分かるまたは理解できるように実施例が選ばれ、説明される。

【００１８】 図１ａ、１ｂ、１ｃ、および図２は、液体組成を噴霧および気化するのに適し
ている本発明の好適装置１０の一つの代表例を概略的に示す。一般に、装置１０
は、気体１６のストリーム１４を装置１０の前の衝突位置２０で液体組成１２の
ストリーム１８と集中的且つ内破的に衝突させるように構成される。その衝突の
内破的エネルギーは、液体組成１２のストリーム１８を噴霧して複数の噴霧化液
滴２２を形成する。好ましくは、液滴２２は、２００マイクロメートル未満、好
ましくは１０〜１００マイクロメートル、より好ましくは１０〜３０マイクロメ
ートルの平均液滴サイズを有する。明瞭にするために、一つの液体ストリーム１
８と一つの気体ストリーム１４とのみに関わる衝突が示される。代わりに、複数
の液体ストリームを、必要な場合には使用することもできる。

【００１９】 噴霧に続いて、液滴２２は、直ちに気化し、蒸気２４として概略的に示された
非光散乱気相として気体１６に分散した状態となる。蒸気２４は、好ましくは真
蒸気であるが、分散した滴が、可視光および／または６３０ｎｍ〜６７０ｎｍの
波長を有するレーザー光を散乱させるには小さすぎる、例えば、約３０ｎｍ未満
の平均サイズのものである分散相であっても良い。故に、図１は、複数の滴とし
て概略的に蒸気２４を示すが、実際には、蒸気２４は見えない。事実、ストリー
ム１４と１８との衝突後に液滴２２が視覚的に消えるのは、その衝突が、液体組
成１２の全てを実質的に気化させるのに効果的な条件下で行われたことを示す。

【００２０】 より詳細に装置１０の構造を参照して、装置１０は、入口端部２６と、放出面
２８を含む放出端部２７とを有する。入口端部２４に近接した液体組成１２は、
液体入口３０を通って装置１０に入り、液体組成１２のストリーム１８は、液体
放出出口３２を通って装置１０から放出される。液体通路３４は、液体入口３０
を液体放出出口３２と連通させ、装置１０を通って液体組成１２を輸送および加
速するための導管を提供する。

【００２１】 気体１６のストリーム１４は、気体入口４０を通って装置１０に入り、気体出
口４１を通って装置１０から放出される。一般に、気体出口４１は、放出された
気体ストリームが放出された液体ストリーム１８を集中的に包囲し、それと内破
的に衝突できるような形状に気体ストリーム１４がそれを通して形成される一つ
以上のオリフィスを具備しても良い。気体放出出口４１の様々な構造体がこの目
的のために使用されても良い。図２に示されるように、気体出口４１は、放出さ
れた液体ストリーム１８を衝突位置２０まで実質的に完全に包囲する気体の集中
管状ストリ−ムを放出するために管状であるのが好ましい。図３は、管状放出出
口４１で構成された装置１０を使用することによって発生された衝突する気体と
液体とのストリーム１４、１８の幾何学的形状を示す。内部領域４４を有する気
体の集中管状ストリーム１４は、装置１０の管状気体出口４１から出て来て、頂
点４６に向かって集中する。管状気体出口４１の中心に近接して位置した液体放
出出口３２は、内部領域４４を通して液体組成１２のストリーム１８を噴出させ
、頂点４６に向かわせる、ここで集中円錐台形状気体ストリーム１４が、液体ス
トリーム１８と内破的に衝突する。液体ストリーム１８は、それによって大きな
力で噴霧される。

【００２２】 ここで使用される場合、一つ以上の気体ストリームと液体ストリームとの衝突
に関する用語「内破的に」は、気体の一つ以上のストリームが、液体ストリーム
部分周辺の二つ以上の異なる方向から同時に液体ストリームの実質的に同じ断面
部分と衝突することを意味する。より好ましくは、図３に示されるように気体ス
トリームが集中管状を有する場合のように、内破的衝突は、実質的に液体ストリ
ーム部分の全周で起こる。

【００２３】 代わりに、液体と内破的に衝突させることができる他の出口構造体が、必要な
ら、気体出口４１に使用されても良い。例えば、図４に示されるように、気体出
口４１は、液体放出出口３２を包囲する複数のオリフィス４８を具備しても良い
。使用中、対応する集中気体ストリームはオリフィス４８から放出される。これ
らの気体ストリームは、液体放出出口３２を通して放出された液体ストリームと
集中的且つ内破的に衝突する。図２および３の場合のように、その液体ストリー
ムは、それによって大きな力で噴霧されよう。但し、より多数または少数のオリ
フィス４８が使用されても良い。例えば、２〜５０個のそのようなオリフィスを
使用するのが、本発明を実施するのに適当であろう。

【００２４】 気体通路４２は、気体入口４０を気体出口４１と流体連通させる。気体通路４
２と液体通路３４とは、好ましくは互いに隔絶してあるので、ストリーム１４と
１８とが放出された後、装置１０の前で衝突させられるまで気体１６と液体組成
１２とが共に混合されない。気体通路４２は、液体通路３４の初期部分と熱接触
する少なくとも一つの拡大チャンバ５０を具備する。図１ｂに示されるように、
チャンバ５０は、好ましくは管状に形成され、液体通路３４の初期部分５２を完
全に包囲する。チャンバ５０は、多数の性能的の利点を提供する。第１に、チャ
ンバ５０は、液体通路３４の初期部分５２と熱接触するので、チャンバ５０内の
気体１６の加熱された量が初期部分５２内の一定量の液体組成１２を予備加熱す
る。予備加熱の結果、予備加熱した液体は気体１６との内破的衝突時により容易
に噴霧され、気化される。対照的に、液体が予備加熱されない場合、より大きな
液滴２２が形成しがちとなり、速やかに気化しない。他の利点として、チャンバ
５０は、装置１０から放出された気体１６の音響振動の低減を促進できるように
十分な大きさの容積を有する。

【００２５】 チャンバ５０と液体通路３４との間の共通壁の表面積は、好ましくは、気体１
６から液体組成１２への効率的熱伝達を可能にするのに十分な大きさである。そ
の表面積が小さすぎる場合、不十分な熱エネルギーしか伝達されず、噴霧を達成
することがより難しくなる。これに反して、その表面積は、ほとんど付加的な熱
的利点もそれを越えては観察されないであろう現実的な限界を条件として、必要
なだけ大きくても良い。容積に関して、より大きなチャンバ５０は、より高圧で
より多くの気体１６を存在させることができるので、液体組成１２への熱伝達に
利用できるより大きな熱エネルギーを提供する。その容積は、上述のように現実
的限界を条件として必要なだけ大きくても良い。

【００２６】 チャンバ５０の下流の、気体通路４２は、圧力減衰チャンバ５５を含む。図１
ｄに示されるように、圧力減衰チャンバ５５は、管状に形成され、液体通路３４
を包囲する。気体は、チャンバ５０から加速的に運ぶ複数の集中した通路６８を
経由し入口部５７を通ってチャンバ５５に入る。気体は、出口部５９を通ってチ
ャンバ５５を出る。入口部５７は、チャンバ５５の内周６１に近接しており、出
口部５９はチャンバ５５の外周に近接している。故に、入口部５７と出口部５９
とは、互いに半径方向にオフセットされる。都合良く、チャンバ５５は、通路６
８から流れる気体を再形成し、気体１６の音響振動を減衰し、より均一な放出特
性を与えるために気体１６の圧力を一様にする。実際の効果では、チャンバ５５
は、「衝撃吸収装置」のように働き、放出された気体１６のストリームが、実質
的に連続したパルスの無い流れとして装置１０から噴射されるのを確実に助ける
。チャンバ５５が存在しない場合、気体１６は、パルス化した状態で装置１０か
ら噴射される傾向となり、液体ストリーム１８の不均一な噴霧となる。

【００２７】 チャンバ５５から、気体１６は、チャンバ５０から下流を通って運ばれ、気体
通路４２は、気体放出出口４１に近接した管状の集中する放出シュート５８を含
む。放出シュート５８は、気体ストリーム１４が装置１０から放出されるときに
、気体の集中する管状の流れとして気体ストリーム１４の形を整えるのを助ける
。放出シュート５８は、所望の放出速度で気体１６を放出するのに有効な断面積
をも有する。

【００２８】 代わりに、シュート５８は、円錐状に集中する多数の釣り合ったストリームを
得るように配列され、そのようなサイズに形成され、方向付けられた複数の穴で
あっても良い。好ましくは、穴数は、少なくとも６個、より好ましくは少なくと
も１２個である。

【００２９】 動作時、気体１６の加熱したストリーム１４は、気体入口４０を通って装置１
０に入り、管状の拡大チャンバ５０に入る。典型的噴霧／気化動作において、気
体ストリーム１４は、１５ｐｓｉ（１０４Ｐａ）〜１００ｐｓｉ（６９０Ｐａ）
、好ましくは１５ｐｓｉ（１０４Ｐａ）〜４５ｐｓｉ（３１０Ｐａ）の圧力で供
給される。チャンバ５０内の気体１６の量は、チャンバ５０で包囲された液体通
路３４の初期部分５２にある液体組成１２の量と熱接触しており、それを予備加
熱する。その予備加熱された液体は、粘度が低下し、それによって装置１０の液
体通路３４を通って運ばれ、次に液体放出出口３２を通って噴射され、その後、
気体ストリームとの衝突時に噴霧され易くなる。液体ストリーム１８が、液体通
路３４の先細になった部分３６を通って運ばれるので、液体ストリーム１８の流
量は放出される前に加速される。

【００３０】 管状チャンバ５０から、気体ストリーム１４は、気体ストリーム１４の流量が
加速される収れんした通路６８を通って流れる。加速された気体ストリーム１４
は、チャンバ５５に流入し、次に放出シュート５８を通過し、そこで気体ストリ
ーム１４が、気体出口４１から放出される気体の集中管状流の形状に整えられる
。放出された気体ストリーム１４は、放出された液体ストリーム１８を集中的に
包囲する。その集中気体ストリーム１４は、次に液体ストリーム１８と集中的且
つ内破的に衝突し、それによって液体ストリーム１８が噴霧され、気化される。

【００３１】 ストリーム１４と１８との間の衝突は、流体ストリーム２０のかなりの部分、
好ましくは実質的に全て、より好ましくは全てが噴霧される広範囲の動作条件下
で起こり、次にその衝突の結果、気化される。噴霧および気化性能に影響を及ぼ
す傾向を有する要因は、気体の温度、液体の温度、ストリーム１４および１８が
衝突する角度、衝突時のストリーム１４と１８との速度、気体１６および液体組
成１２の流量、液体組成１２の性質、気体１６の性質などを含む。

【００３２】 例えば、液体組成１２を噴霧および気化することが望まれる本発明の実施例で
は、十分な気体１６が蒸気２４の凝縮温度より高い、但し、気化されるべきであ
る流体組成の沸点よりも低い温度で供給される。高温、例えば、流体組成の沸点
以上の温度は、気化を達成し、維持するのに必要ではない、蒸気２４の分圧が蒸
気飽和圧力より低い条件下で気体１６と液体組成１２との間の接触が行われるか
らである。高温に頼らずに成分を気化させるこの熱／物理／機械的能力は、高温
で損なわれる、または減成される一つ以上の成分を含む液体組成を使用する場合
に特に有利である。

【００３３】 液体組成１２の成分が高温で損なわれないのであれば、気体１６を流体成分の
沸点よりも高い温度で供給できる。実際、そのような高温の使用は、ある用途で
は有利である。例えば、気化の熱エネルギーが気体１６から来るので、ある液体
、特に高流量の液体を気化させるのに十分な熱エネルギーを供給するためにより
高い気体温度が必要とされる、および／または望ましい。そのような場合、気体
１６と蒸気２４との結果として得られる混合物は、気体１６の初期温度、液体成
分１２の初期温度、および二つの材料の相対的流量などの要因により、一つ以上
の蒸気成分の沸点より高い、または低い温度を有することとなる。

【００３４】 気体１６の流量は典型的に、気体１６が蒸気で飽和されることなく液体組成１
２の全てが確実に気化できるように、液体組成１２のものよりも大きい。典型的
な噴霧および気化動作では、液体組成１２は、０．０１ｍｌ／ｍｉｎ〜１５ｍｌ
／ｍｉｎの範囲の流量で供給され、気体１６は、標準温度および圧力において４
ｌ／ｍｉｎ〜４００ｌ／ｍｉｎの流量で供給されても良い。気体流量（一分当た
りのリットルに関して）の液体組成流量（一分当たりのリットルに関して）に対
する割合は、典型的には少なくとも２０：１、好ましくは１０³：１〜１０⁶：１
の範囲である。

【００３５】 ストリーム１４と１８とは、有利な結果をもたらす広い範囲内の角度Φで衝突
するようにされても良い。例えば、主に図１ａを参照して、ストリーム１４は、
好ましくは約１５゜〜７０゜、より好ましくは、約３０゜〜６０゜、最も好まし
くは４３゜〜４７゜の角度Φで液体ストリーム１８に向かって噴射されても良い
。特に、１５゜〜７０゜の好適範囲の角度Φで衝突させられたストリーム１４と
１８とが、衝突後に装置１０から外側に離間する結果として得られる液滴２２、
蒸気２４、および気体１６を誘導するのを助ける、矢印Ｖ_Lで示された、速度の 横方向成分を有する。

【００３６】 放出されたストリーム１４と１８とのそれぞれの適正な速度を選ぶためには、
競合する問題を考量しなければならない。例えば、液体ストリーム１８の速度が
衝突時に低すぎる場合、ストリーム１８は衝突点２０に到達するのに十分な慣性
を持たない可能性がある。それに反して、高すぎる場合、速度が、層流条件下で
液体ストリーム１８を装置１０から噴射させるのをより困難にする恐れがある。
層流条件を維持することは、液体組成１２が非ニュートン流体である場合には特
に好ましい。気体ストリーム１４の速度が低すぎる場合、液滴２２の平均サイズ
は、効率的に気化される、または所望の均一性のコーティング１２を形成するに
は大きすぎることとなる恐れがある。それに反して、気体ストリーム１４の速度
は、いくら高くても良い。とりわけ、気体速度を高くすると、より粘性のある液
体組成を噴霧および気化させるのに都合が良い。但し、一定の気体速度より高く
しても、そのような高い速度を達成するために求められる付加的増分努力を正当
化するほどのさらなる性能に関する利益はほとんど観察されない。これらの問題
を考量すると、ストリーム２０は、好ましくは毎秒０．１メートル（ｍ／ｓ）〜
３０（ｍ／ｓ）、より好ましくは１ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓ、最も好ましくは約１０
ｍ／ｓの速度を有し、キャリヤ気体ストリーム２２は、好ましくは４０〜３５０
ｍ／ｓ、より好ましくは約６０〜３００ｍ／ｓ、最も好ましくは約１８０〜２０
０ｍ／ｓの速度を有する。

【００３７】 尚も図１ａ、１ｂ、１ｃおよび図２を参照して、装置１０は、非常に融通性が
あり、極めて広範囲の液体組成１２からのコーティングを形成するために使用で
きる。液体組成が使用されても良く、それらは、接着剤コーティング、プライマ
ーコーティング、装飾膜コーティング、保護硬質膜コーティング、ワニスコーテ
ィング、反射防止膜コーティング、反射膜コーティング、干渉膜コーティング、
剥離膜コーティング、誘電膜コーティング、フォトレジストコーティング、導電
膜コーティング、非線形光学膜コーティング、エレクトロクロミック／エレクト
ロルミネッセントコーティング、遮断膜コーティング、生物学的活性膜コーティ
ング、生物学的不活性膜コーティングなどを形成するのに有効である。

【００３８】 好ましくは、液体組成１２は、組成の沸点より下の温度で気体１６との接触の
結果、気化されるのに十分な高さの蒸気圧を有する少なくとも一つの流体成分を
具備する。より好ましくは、液体組成１２の全ての流体成分は、そのよな蒸気圧
を有する。一般に、流体成分は、この流体成分の実質的に全てが気体１６との混
合物に気化でき、その成分の飽和蒸気圧より下である結果として得られるガス状
混合物内にその結果として得られる分圧を尚も有する場合、この目的のための十
分に高い蒸気圧を有する。典型的動作では、好適流体成分は、標準温度および圧
力において０．１３ｍＰａ〜１３ｋＰａ（１×１０^-6トル〜１００トル）の範囲
内の蒸気圧を有する。

【００３９】 液体組成１２は、有機、無機、水性、または非水性などであっても良い。相特
性に関して、液体組成１２は、成分の均質または多相混合物であっても良く、溶
液、スラリー、多相流体組成などの形であっても良い。重合コーティングを形成
するために、液体組成１２は、単量体、低重合体、または重合体である一つ以上
の成分を含んでも良いが、典型的には比較的低分子量重合体のみ、例えば、１０
，０００個未満、好ましくは約７５００個未満、最も好ましくは約４５００未満
の平均分子量を有する重合体が、本発明を実施する上で気化されるべき十分な蒸
気圧を有するものであろう。ここで使用される場合、用語「単量体」は、それ自
体または他の単量体と組み合わせて低重合体または重合体を形成できる単一の、
一単位分子を指す。用語「低重合体」は、２〜１０個の単量体の組合せである化
合物を指す。用語「重合体」は、１１個以上の単量体の組合せである化合物を指
す。

【００４０】 少なくとも一つの流体成分の代表例は、水などの化学的種、有機溶剤、無機液
体、放射線硬化性単量体および、炭素−炭素二重結合官能価（アルケン、（メタ
）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、スチレン、およびアリルエーテル材
料がその代表である）を有する低重合体、フルオロポリエーテル単量体、低重合
体、および重合体、フッ素化（メタ）アクリレート、ワックス、シリコーン、シ
ランカップリング剤、ジシラゼン、アルコール、エポキシ、イソシアネート、カ
ルボン酸、カルボン酸誘導体、カルボン酸とアルコールとのエステル、カルボン
酸の無水物、芳香族化合物、芳香族ハロゲン化物、フェノール、フェニルエーテ
ル、キノン、多環式芳香族化合物、非芳香族複素環、アズラクトン、フラン、ピ
ロール、チオフェン、アゾール、ピリジン、アニリン、キノリン、イソキノリン
、ジアジン、ピロン、ピリリウム塩、テルペン、ステロイド、アルカロイド、ア
ミン、カルバミン酸塩、尿素、アジ化物、ジアゾ化合物、ジアゾニウム塩、チオ
ール、硫化物、硫酸エステル、無水物、アルカン、ハロゲン化アルキル、エーテ
ル、アルケン、アルキン、アルデヒド、ケトン、有機金属種、チタン酸塩、ジル
コン酸塩、アルミン酸塩、スルホン酸、ホスフィン、ホスホニウム塩、燐酸塩、
ホスホン酸エステル、硫黄安定化カルボアニオン、燐安定化カルボアニオン、炭
水化物、アミノ酸、ペプチド、必要な蒸気圧を有する流体である、または必要な
蒸気圧を有する流体に変換される（例えば、溶解、融解されるなど）これらの材
料から誘導された反応生成物、これらの組合せなどを含む。これらの材料につい
て、周囲条件下で固体であるもの、例えば、パラフィンワックスなどは、本発明
の原理を利用して加工されるようにするために、融解、または他の流体成分で溶
解される。

【００４１】 本発明のある実施例において、液体組成１２内に包含されるべき流体成分は、
蒸気状態から凝縮させ、次に周囲温度に対してそのような成分を冷却させること
でかなりの部分が相転移するために凝結させることができる。例えば、ワックス
蒸気は典型的に、液体として凝縮するが、次に、ワックスの温度がワックスの融
解点より低い温度まで冷却されると凝結する。この相転移挙動を有する他の有用
な材料の例は、ナフタレンなどの多環式芳香族化合物を含む。

【００４２】 本発明の他の実施例では、液体組成１２は、互いに反応することができる一つ
以上の異なる流体成分を具備して、そのような成分を具備する反応物から誘導さ
れた反応生成物を形成しても良い。これらの成分は、単量体、低重合体、および
／または低分子量重合体（集合的に、ここでは、「重合体先駆物質」と呼ばれる
）であっても良いので、成分間の反応が重合体生成物をもたらす。例えば、液体
組成１２は、ジオールおよび／またはトリオールなどのポリオール成分、ジイソ
シアネートおよび／またはトリイソシアネートなどのポリイソシアネート、およ
び随意に適当な触媒を含んでも良い。

【００４３】 重合体先駆物質を使用する試みの他の例として、液体組成１２は、一つ以上の
有機官能シランまたはチタネート単量体を具備しても良い。そのような有機官能
シランまたはチタネート単量体は、一般に、乾燥および加熱時に架橋して重合シ
ロキサン型マトリックスを形成することができる。様々な有機官能シラン単量体
が、本発明を実施する際に使用されても良い。代表的な例は、メチルトリメトキ
シシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニル
トリエトキシシラン、（メタ）アクリロキシアルキルトリメトキシシラン、イソ
シアネートプロピルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラ
ン、（メタ）アクリロキシアルキルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、プロピルトリメト
キシシラン、プロピルトリエトキシシラン、グリシドキシアルキルトリメトキシ
シラン、グリシドキシアルキルトリメトキシシラン、グリシドキシアルキルトリ
クロロシラン、ペルフルオロアルキルトリアルコキシシラン、ペルフルオロメチ
ルアルキルトリアルコキシシラン、ペルフルオロアルキルトリクロロシラン、ペ
ルフルオロオクチルスルホンアミド−プロピルメトキシシラン、チタニウムイソ
プロポキシド、イソプロピルジメタクリ（イソステアロイルチタネート）、イソ
プロピルトリ（Ｎ−エチレンジアミン）エチルチタネート、およびこれらの組合
せなどを含む。

【００４４】 本発明の他の実施例では、液体組成１２は、凝縮された材料が、その材料を硬
化し、凝固（すなわち、重合および／または架橋）するために輻射硬化エネルギ
ーへの暴露時に硬化可能となるように、放射線架橋性官能価を具備する少なくと
も一つの重合体先駆物質成分を具備しても良い。輻射硬化エネルギーの代表的な
例は、電磁エネルギー（例えば、赤外線エネルギー、マイクロ波エネルギー、可
視光、紫外線光など）、加速された粒子（例えば、電子ビームエネルギー）、お
よび／または放電（例えば、コロナ、プラズマ、グロー放電、または無声放電）
からのエネルギーを含む。

【００４５】 本発明の実施では、放射線架橋性官能価は、輻射硬化エネルギーの適当なソー
スに暴露したときに架橋および／または重合化反応に参加する単量体、低重合体
、または重合体の主鎖（場合により）から直接または間接的に垂下した官能基を
指す。そのような官能価は一般に、放射線暴露時に陽イオン機構を介して架橋す
る基だけでなく、遊離基機構を介して架橋する基をも含む。本発明の実施に適し
た放射線架橋性基の代表例は、エポキシ基、（メタ）アクリレート基、オレフィ
ン炭素−炭素二重結合、アリルエーテル基、スチレン基、（メタ）アクリルアミ
ド基、およびこれらの組合せを含む。

【００４６】 好適な遊離基硬化性単量体、低重合体、および／または重合体のそれぞれは、
一つ以上の遊離基重合性炭素−炭素二重結合を含むので、そのような材料の平均
官能価は、分子当たり少なくとも一つの遊離基炭素−炭素二重結合となる。その
ような部分を有する材料は、そのような炭素−炭素二重結合官能価を介して互い
に共重合化および／または架橋することができる。本発明の実施に適している遊
離基硬化性単量体は、好ましくは一つ以上の一、二、三、および四官能価の遊離
基硬化性単量体から選択される。様々な量の一、二、三、および四官能価の遊離
基硬化性単量体が、最終コーティングの所望特性により、本発明に組み込まれて
も良い。例えば、高レベルの耐摩耗性および衝撃性を備えたコーティングを提供
するために、組成が一つ以上の多官能価の遊離基硬化性単量体、好ましくは少な
くとも二および三官能価の両方の遊離基硬化性単量体を含むことが望ましい、故
に、その組成に組み込まれた遊離基硬化性単量体は、１よりも大きな単位分子当
たりの平均遊離基硬化性官能価数を有する。

【００４７】 本発明の好適組成は、遊離基硬化性単量体が１以上の、好ましくは１．１〜４
の、より好ましくは１．５〜３の平均官能価数を有することを条件として、重量
で１〜１００部の一官能価遊離基硬化性単量体、重量で０〜７５部の二官能価遊
離基硬化性単量体、および重量で０〜７５部の三官能価遊離基硬化性単量体を含
んでも良い。

【００４８】 本発明の実施に適している一官能価遊離基硬化性単量体の一つの代表的クラス
は、炭素−炭素二重結合が芳香環に間接または直接的に結合される化合物を含む
。そのような化合物の例は、スチレン、アルキル化スチレン、アルコキシスチレ
ン、ハロゲン化スチレン、遊離基硬化性ナフタレン、ビニルナフタレン、アルキ
ル化ビニルナフタレン、アルコキシビニルナフタレン、およびこれらの組合せを
含む。一官能価遊離基硬化性単量体の他の代表的クラスは、炭素−炭素二重結合
が脂環式、複素環式、および／または脂肪族部分に結合される、５−ビニル−２
−ノルボルナン、４−ビニル−ピリジン、２−ビニルピリジン、１−ビニル−２
−ピロリジノン、１−ビニルカプロラクタム、１−ビニルイミダゾール、および
Ｎ−ビニルホルムアミドなどの化合物を含む。

【００４９】 そのような一官能価遊離基硬化性単量体の他の代表的なクラスは、化学式：

【化１】 の部分を組み入れる（メタ）アクリレート官能価単量体を含み、ここでＲは、水
素、ハロゲン、メチルなどの一価の部分である。そのような部分を組み入れる単
量体の代表的例は、（メタ）アクリルアミド、クロロ（メタ）アクリルアミド、
メチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（
メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アク
リレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、およびイソオクチルアク
リレートなど、１〜１０、好ましくは１〜８の炭素原子を含む（メタ）アクリル
酸の線状、枝分かれ、または脂環式エステル；アルカン酸のビニルエステル、こ
こでアルカン酸のアルキル部分は、２〜１０，好ましくは２〜４の炭素原子を有
し、線状、枝分かれ、または脂環式であっても良い；イソボルニル（メタ）アク
リレート；酢酸ビニル；アリル（メタ）アクリレートなどを含む。

【００５０】 このような（メタ）アクリレート官能単量体は、水酸基官能価、ニトリル基官
能価、エポキシ基官能価、カルボキシル基官能価、チオール基官能価、アミン基
官能価、イソシアネート基官能価、スルホニル基官能価、ペルフルオロ基官能価
、スルホンアミド基官能価、フェニル基官能価、およびこれらの組合せなどの他
種の官能価を含めても良い。このような遊離基硬化性化合物の代表的例は、グリ
シジル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、β−シアノエチル−
（メタ）アクリレート、２−シアノエトキシエチル（メタ）アクリレート、ｐ−
シアノスチレン、ｐ−（シアノメチル）スチレン、ジオールでのα、β−不飽和
カルボキシル酸のエステル、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト、または２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート；１，３−ジヒドロキ
シプロピル−２−（メタ）アクリレート；２，３−ジヒドロキシプロピル−１−
（メタ）アクリレート；カプロラクトンでのα、β−不飽和カルボキシル酸の誘
導；２−ヒドロキシエチルビニルエーテルなどのアルカノールビニルエーテル；
４−ビニルベンジルアルコール；アリルアルコール；ｐ−メチロールスチレン、
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、マレイン
酸、無水マレイン酸、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、テトラフルオ
ロプロピル（メタ）アクリレート、ヘキサフルオロブチル（メタ）アクリレート
、ブチルペルフルオロオクチルスルホンアミドエチル（メタ）アクリレート、エ
チルペルフルオロオクチルスルホンアミドエチル（メタ）アクリレート、および
それらの混合物などを含む。

【００５１】 本発明の実施に適している一官能遊離基硬化性単量体の他のクラスは、一つ以
上のＮ，Ｎ−二置換（メタ）アクリルアミドを含む。Ｎ，Ｎ−二置換（メタ）ア
クリルアミドを使用すると、数多くの利点がある。例えば、この種の単量体を使
用すると、ポリカーボネート基材への改善した接着性を示す帯電防止コーティン
グとなる。さらに、この種の単量体を使用すると、改善した耐候性および靱性を
備えたコーティングともなる。好ましくは、このＮ，Ｎ−二置換（メタ）アクリ
ルアミドは、９９〜約５００、好ましくは約９９〜２００の範囲の分子量を有す
る。

【００５２】 このＮ，Ｎ−二置換（メタ）アクリルアミド単量体は一般に、化学式：

【化２】 を有し、ここでＲ¹およびＲ²は、それぞれ独立して、水素、任意にヒドロキシ、
ハロゲン、カルボニル、およびアミド官能価を有する（Ｃ₁−Ｃ₈）アルキル基（
線状、枝分かれ、または環式）、任意にカルボニルおよびアミド官能価を有する
（Ｃ₁−Ｃ₈）アルキレン基、（Ｃ₁−Ｃ₄）アルコキシメチル基、（Ｃ₄−Ｃ₁₀） アリル基、（Ｃ₁−Ｃ₃）アルク（Ｃ₄−Ｃ₁₀）アリル基、または（Ｃ₄−Ｃ₁₀）ヘ
テロアリル基である；但し、Ｒ¹およびＲ²の一つだけが水素であるという条件付
きで；Ｒ³は水素、ハロゲン、またはメチル基である。好ましくは、Ｒ¹は（Ｃ₁ −Ｃ₄）アルキル基；Ｒ²は（Ｃ₁−Ｃ₄）アルキル基；およびＲ³は水素、または メチル基である。Ｒ¹およびＲ²は同じでも、異なる場合もある。より好ましくは
、Ｒ¹およびＲ²のそれぞれは、ＣＨ₃、およびＲ³は水素である。

【００５３】 そのような適当な（メタ）アクリルアミドの例は、Ｎ−第三ブチルアクリルア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ
−（５，５−ジメチルヘキシル）アクリルアミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３
−オキソブチル）アクリルアミド、Ｎ−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、
Ｎ−（イソブトキシメチル）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド
、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルアクリルアミド、Ｎ−メチル−Ｎ−エ
チルアクリルアミド、およびＮ，Ｎ’−メチレン−ビスアクリルアミドである。
特に好適な（メタ）アクリルアミドは、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミ
ドである。

【００５４】 遊離基硬化性単量体の他の例は、アリルオキシ部分などを含むエテン、１−プ
ロペン、１−ブテン、２−ブテン（シス形またはトランス形）化合物などのアル
ケンを含む。

【００５５】 一官能価の遊離基硬化性単量体に加えて、またはその代わりとして、好ましく
は二、三、および／または四遊離基硬化性官能価を有するいかなる種類の多官能
価遊離基硬化性単量体も、本発明に使用できる。そのような多官能価（メタ）ア
クリレート化合物は、多数の異なる供給者から市販されている。代わりに、その
ような化合物は、様々な既知反応スキームを利用して用意できる。例えば、一つ
の方法に従って、（メタ）アクリル酸またはハロゲン化アシルなどが、少なくと
も二つ、好ましくは、２〜４個のヒドロキシル基を有するポリオールで反応させ
られる。この方法は、アクリル酸とトリオールとの間の反応を示す、例示のため
、次の概略的反応法：

【化３】 によって表される。この反応スキームは、示されるように、三官能価アクリレー
トを提供する。二または四官能価化合物を得るために、対応するジオールおよび
テトロールがトリオールの代わりに、それぞれ使用される。

【００５６】 他の方法に従って、ヒドロキシまたはアミン官能価（メタ）アクリレート化合
物などは、２〜４個のＮＣＯ基または同等のものを有するポリイソシアネート、
またはイソシアヌレートなどで反応させられる。この方法は、ヒドロキシエチル
アクリレートとジイソシアネートとの間の反応を示す、例示のため、次の概略反
応スキーム：

【化４】 によって表される。ここで各Ｗは、

【化５】 である。この反応スキームは、例示されるように、二官能価（メタ）アクリレー
トを提供する。三または四官能価化合物を得るために、対応する三または四官能
価イソシアネートが、ジイソシアネートの代わりに、それぞれ使用される。

【００５７】 多官能価（メタ）アクリル官能価化合物の他の好適クラスは、（メタ）アクリル
酸の一つ以上の多官能価エチレン不飽和エステルを含み、次の化学式：

【化６】 で表され、ここでＲ⁴は、水素、ハロゲンまたは（Ｃ１−Ｃ４）アルキル基；Ｒ⁵ は、ｍ個の原子価を有する多価有機基であり、炭素、水素、窒素、無ペルオキシ
酸素、硫黄、または燐原子を有する、環式、枝分かれ、または線状、脂肪族、芳
香族、または複素環式であり；ｍは、エステル内のアクリルまたはメタクリル基
の数を示す整数であり、２〜４の値を有する。好ましくは、Ｒ⁴は、水素、メチ ル、またはエチルであり、Ｒ⁵は、約１４〜１００の分子量を有し、ｍは２〜４ の値を有する。多官能価アクリレートおよび／またはメタクリレートの混合物が
使用される場合、ｍは、好ましくは約１．０５〜３の平均値を有する。

【００５８】 （メタ）アクリル酸の適当な多官能価エチレン不飽和エステルの特定例は、多
価アルコールのポリアクリル酸またはポリメタクリル酸であり、例えば、エチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、２，２−ジメチル−１，３−プロパン
ジオール、１，３−シクロペンタンジオール、１−エトキシ−２，３−プロパン
ジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジ
オール、１，６−ヘキサンジオール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，６
−シクロヘキサンジメタノールなどの脂肪族ジオールのジアクリル酸およびジメ
チルアクリル酸エステル；ヘキサフルオロデカンジオール、オクタフルオロヘキ
サンジオール、ペルフルオロポリエーテルジオール、グリセリン、１，２，３−
プロパントリメタノール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタ
ントリオール、１，３，６−ヘキサントリオール、および１，４，１０−デカン
トリオールなどの脂肪族トリオールのトリアクリル酸およびトリメタクリル酸エ
ステル；トリ（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリアクリル酸およびト
リメタクリル酸エステル；１，２，３，４−ブタンテトロール、１，１，２，２
，−テトラメチロールエタン、および１，１，３，３−テトラメチルロールプロ
パンなどの脂肪族トリオールのテトラアクリル酸およびテトラメタクリル酸エス
テル；ピロカテコール、およびビスフェノールＡなどの芳香族ジオールのジアク
リル酸およびジメタクリル酸エステル；これらの混合物などを含む。

【００５９】 図１ａ、１ｂ、１ｃおよび図２を参照して、気体１６は、随意に、液体組成１
２の全てまたは一部に関して不活性または反応性であっても良い任意の気体また
は複数の気体の組合せであっても良い。但し、多くの用途において、気体１６は
、液体組成１２の全ての成分に関して不活性であるのが好ましい。特に、液体組
成１２が有機液体を含む場合、気体１６は酸素などの酸化性気体を含まないこと
が好ましい。不活性気体の代表的例は、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素
、およびこれらの組合せを含む。酸化が問題とならない液体組成１２に対しては
、通常の大気を、必要ならば、気体１６として使用できる。

【００６０】 図５ａ、５ｂおよび図５ｃは、上述の本発明の原理を組み入れた特に好適な装
置１００の一実施例を示す。装置１００は、主構成要素として、主バレル１０２
、エンドキャップ１０４、アダプタ１０６、および出口カバー１０８を含む。こ
れらの主構成要素は、保守や点検の際に装置の分解や組立を容易にするネジ式係
合を利用して組み立てられるようになっている。

【００６１】 主バレル１０２は、肩状面１０９を提供できるように円筒状本体１０７に結合
された円錐状ヘッド１０５を含む。本体１０７の他端において、外部円筒状壁１
１０が本体１０７の外周１１２から長手方向に延在する。内部円筒状壁１１４は
、本体１０７の内部部分から長手方向に延在する。内部円筒状壁１１４の長さは
、外部円筒状壁１１０のものよりも長いので、エンドキャップ１０４が内部円筒
状壁１１４上にネジ係合されて外部円筒状壁１１０を接合部１１８において封止
係合する。内部円筒状壁１１４および外部円筒状壁１１０は、互いに間隔を空け
て配置されるので、主バレル１０２とエンドキャップ１０４とが本体１０７と組
み立てられると、管状チャンバ１２２の一部（図５ｃ参照）を形成する間隙１２
０が画定される。本体１０７の外部表面には、ネジ山が付けられ、アダプタ１０
６とネジ係合できるようなサイズに形成される。内部円筒状壁１１４の外部表面
にもネジ山が付けられ、エンドキャップ１０４とネジ係合できるようなサイズに
形成される。

【００６２】 少なくとも一つの貫通開口部１２８が、間隙１２０、故に管状チャンバ１２２
と肩状面１０９との間に流体連通を提供するために本体１０７に提供される。示
された好適実施例では、四つの開口部１２８が提供され、肩状面１０９の周りに
等間隔に配置される。主バレル１０２は、内部円筒状壁１１４に配置された入口
端部１２１から、円錐状ヘッド１０５に配置された放出端部１２３まで主バレル
１０２の軸に沿って長手方向に延在する貫通開口部１２９をさらに含む。貫通開
口部１２９は、略円筒状であるが、放出端部１２３において直径が小さくなるよ
うに先細になっている。好ましくは、貫通開口部１２９は、層流を達成するのに
十分な通路長と両端部１２１および１２３におけるオリフィス径とを備えている
。一実施例では、例えば、貫通開口部１２９は、４７ｍｍの長さと、その長さの
ほとんどに沿って約２．５ｍｍの直径とを有するが、放出端部１２３においては
０．２５ｍｍの直径に先細になっている。

【００６３】 エンドキャップ１０４は、一般に端部壁１３０を含む。端部壁１３０は、主バ
レル１０２の内部円筒状壁１１４に嵌合し、ネジ係合するようなっている中心に
配置された開口部１３４を有する。エンドキャップ１０４と主バレル１０２とは
、図５ｃに示されるように、ネジ係合によって組立てられると、端部壁１３０が
主バレル１０２の外部円筒状壁１１０と接合部１１８において封止係合する。端
部壁１３０は、故に、入口端部１２１に近接した内部円筒状壁１１４の初期部分
を包囲する管状チャンバ１２２を画定するのを助ける。側壁１１２は、装置１０
０が組み立てられるときに装置１００の外部と管状チャンバ１２２との間の接続
を提供する開口部１３５を含む。エンドキャップ１０４の外部表面１３６は、装
置１００の組立および分解中のエンドキャップ１０４に対して十分なグリップを
提供するのを補助するためにギザギザにしてある。

【００６４】 アダプタ１０６は、外部肩上部１４６を提供できるように本体１４４に結合さ
れた平坦端面１４２を備えた円錐状ヘッド１４０を含む。本体１４４の他端にお
いて、円筒状壁１４８は、本体１４４の外周部から長手方向に延在する。本体１
４４の外部表面は、ネジ山が付けられ、出口カバー１０８とネジ係合できるよう
なサイズに形成される。円筒状壁１４８の内部表面１５３は、ネジ山が付けられ
、主バレル１０２の本体１０７とネジ係合できるようなサイズに形成される。円
筒状壁１４８の外部表面は、装置１００の組立および分解中のアダプタ１０６に
対して十分なグリップを提供するのを補助するためにギザギザにしてある。

【００６５】 本体１４４と円錐状ヘッド１４０とは、主バレル１０２の円錐状ヘッド１０５
を収容するための先細加工した貫通開口部１５６を備えている。内部肩状部１５
５は、貫通開口部１５６の縁部１５７と円筒状壁４８の内部表面１５２との間の
距離に及ぶ。円錐状ヘッド１０５は、円錐状ヘッド１０５の放出端部１２３が端
面１４２からちょうど突出するように先細加工した貫通開口部１５６内に封止収
容される。さらに、円錐状ヘッド１０５が、貫通開口部１５６内に完全に挿入さ
れると、主バレル１０２の肩状面１０９が内部肩状部１５５から間隔を空けて配
置される、それによって二次管状チャンバ１５８を画定する。本体１４４は、内
部肩状部１５５と外部肩状部１４６との間の流体連通を提供する複数のアーチ状
貫通凹所１６０を含む。アーチ状貫通凹所１６０は、二次管状チャンバ１５８を
介して主バレル１０２の貫通開口部１２８と接続される。アーチ状貫通凹所１６
０は、開口部１２８から出てくる実質的に線状の流線型の流れを、アーチ状凹所
１６０から出てくる略管状の流れパターンで分配する。

【００６６】 出口カバー１０８は、端部１７０と側壁１７２とを含む。側壁１７２の内部表
面１７４は、ネジ山を付けられ、アダプタ１０６の本体１４４とネジ係合できる
ようなサイズに形成される。側壁１７２の外部表面１７６は、装置１００の組立
および分解中に出口カバーに対して十分なグリップを提供するのを補助するため
にギザギザが施してある。端部１７０は、内壁１８０と先細加工したヘッド１４
０との間で延在する円錐状通路１８２を画定できるように間隙を持ってアダプタ
１０６の先細加工されたヘッド１４０を収容するようにしてある先細加工された
貫通開口部１７８を画定する内壁１８０を備えている。通路１８２は、故に、ア
ーチ状貫通凹所１６０に近接した入口１８４と、端面１４２に近接した出口１８
５とを有する。出口１８５は、管状にされ、貫通開口部１２９の放出端部１２３
を包囲する。

【００６７】 装置１００の動作の好適モードでは、液体材料を供給すると、貫通通路１２９
の入口端部１２１に入り、次に、液体材料のストリームが装置１００の長手方向
軸に沿って衝突点１９０に向かって噴射される放出端部１２３に、好ましくは層
流状態で流れる。同時に、気体が供給されると、開口部１３５を通って管状チャ
ンバ１２２に入る。キャリヤ気体の流れは、次に、その気体が管状チャンバ１２
２から通路１２８を通って二次管状チャンバ１５８に流れると、圧縮され、加速
される。二次管状チャンバ１５８から、気体の流れがアーチ状通路１６０に入り
、それによって通路１２８からの圧縮された流れが再分配されて実質的に管状の
流れを形成する。アーチ状通路１６０から、キャリヤ気体の流れは、再度先細加
工された通路１８２で制限され、次に円錐状の中空ストリームとして衝突点１９
０に向かって噴射される。衝突点１９０において、気体のストリームは、液体材
料のストリームと内破的且つ集中的に衝突し、それによって液体材料を噴霧およ
び気化させる。

【００６８】 ある用途では、互いに実質的に不相溶性である二つ以上の液体組成から均一な
蒸気を発生させることが望ましい場合もあるので、装置１００の使用が、そのよ
うな成分の均一な、噴霧および／または気化されたブレンドを形成するのに最適
ではない。装置１００の使用は、例えば、処理されるべき液体材料が、均一な状
態で装置１００を貫流するようにならない二つ以上の混合することができない成
分を含む場合には、最適とは言えない。代わりに、装置１００の使用は、例えば
、材料を一つのストリームで装置１００内で移動させると装置１００を詰まらせ
得るほど、液体状態で互いに反応性がある二つ以上の成分を液体材料が含む場合
には、最適とは言えない。そのような状況では、図６は、複数の液体ストリーム
から均一な噴霧および／または気化されたブレンドを形成するのに特に有用であ
る本発明の装置１００’の特定の好適実施例を示す。装置１００’は、主バレル
１０２が一つの貫通開口部１２９だけでなく、同時に多数の流体ストリームを扱
うための複数の貫通開口部１２９’を含むことを除き、装置１０とほぼ同一であ
る。例示のため、三つの貫通開口部１２９’が示されるが、それよりも多いまた
は少ない数が、どれだけ多くの流体ストリームを扱わなければならないかによっ
て使用可能である。例えば、他の実施例では、主バレル１０２’は、２〜５個の
そのような貫通開口部１２９’を含んでも良い。装置１００’は、そのような貫
通開口部１２９’毎にそれぞれの流体ストリームを供給するために配管１３１’
をも含む。装置１００‘’は、故に多数の流体ストリームの実質的に同時の、内
破的且つ勢いのある噴霧および気化を提供することができる。この方法は、多数
の装置から多数の蒸気を発生し、次に混合しなければならなかった場合よりも実
質的により良好な均一性をもった蒸気を提供する。

【００６９】 本発明の他の実施例は、本明細書の考察時に、またはここで開示された本発明
の実施から当業者には明白となろう。ここに記載された原理および実施例に対す
る様々な省略、修正、および変更は、請求項で示される本発明の趣旨および範囲
を逸脱することなく当業者により実施されても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】 本発明の装置についての一実施例の側部断面を概略的に示す。

【図１ｂ】 図１ａの装置の線１ｂ−１ｂについての断面図である。

【図１ｃ】 図１ａの装置の線１ｃ−１ｃについての断面図である。

【図１ｄ】 図１ａの装置の線１ｄ−１ｄについての断面図である。

【図２】 図１ａの装置の端面図である。

【図３】 図１ａの装置によって放出された液体および気体の、装置構成部
分を例示のために取り去った、斜視図である。

【図４】 複数の気体放出オリフィスが単一管状気体出口の代わりに使用さ
れることを除き図１ａの装置と同一の代わりの実施例である。

【図５ａ】 液体の噴霧および気化を達成するための本発明の好適装置実施
例の分解斜視図である。

【図５ｂ】 図５ａの装置についての分解図の、断面図で示された側面図で
ある。

【図５ｃ】 図５ａの組み立てられた装置の、断面図で示された側面図であ
る。

【図６】 多数の液体組成を同時に扱うのに適した本発明の代わりの好適装
置実施例の、構成部分が例示のために取り去られた、分解斜視図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１１年８月２０日（１９９９．８．２０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】 滑りは、プレーンジェット空気ブラスト装置に影響を及ぼすもう一つの問題で
ある。滑りは、気体／液体衝突が第一に液体構成を最終噴霧化状態に分割しない
ので起こる。代わりに、衝突は、液体が気体によって装置から離れるように推進
されるとき延伸し、細長くなるスレッドおよびひも状に、最初にその液体を分割
する。ある時点で、液体の延伸され、細長くなった物体が壊れ、完全に噴霧され
た液滴を形成する。故に、初期衝突と、最終噴霧化状態に達する時間との間に時
間的遅延が存在する。滑りを最小限に抑える方法でプレーンジェット空気ブラス
ト噴霧を実行することが望まれよう。滑りと噴霧との概略的な議論は、例えば、
Ｌｅｆｅｂｖｒｅ，Ａ．Ｈ．，Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｒａｙｓ 、Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｒｐ．，Ｕ．Ｓ．Ａ．（
１９８９）；およびＨａｒａｒｉら、Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｐｒ ａｙｓ 、ｖｏｌ．７，ｐｐ．９７−１１３（１９９７）を参照のこと。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】 本発明の装置は、他の噴霧技術を用いた場合には容易に噴霧されない比較的粘
性のある非ニュートン液体を噴霧するのにも特に適している。理論に束縛される
わけではないが、比較的粘性のある液体を扱う際の本発明の装置の利点を説明す
る理論的解釈が提供される。装置を通して液体を引き込み易くし、その後その気
体の慣性が結果として得られた噴霧液滴を装置から離れる方向に運び易くする気
体の放出された集中ストリームが装置の前で部分的真空を発達させると考えられ
ている。この引き込み効果は、装置の本体内の加熱された気体から液体への熱伝
達の結果により予備加熱された液体の粘度低減によって促進される。この部分的
真空の付加的結果として、実質的に液体が、他の種類の噴霧構造での場合に有り
がちであった装置の放出面からの液ダレがない。さらに、層流での粘性液体を扱
うためには、液体通路（図１ａの３４）は、滑らかで、且つその長手方向に沿っ
た断面に不連続部または急激な変化がないことが好ましい。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】 より詳細に装置１０の構造を参照して、装置１０は、入口端部２６と、放出面
２８を含む放出端部２７とを有する。入口端部２６に近接した液体組成１２は、
液体入口３０を通って装置１０に入り、液体組成１２のストリーム１８は、液体
放出出口３２を通って装置１０から放出される。液体通路３４は、液体入口３０
を液体放出出口３２と連通させ、装置１０を通って液体組成１２を輸送および加
速するための導管を提供する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】 チャンバ５０の下流の、気体通路４２は、圧力減衰チャンバ５５を含む。図１
ｄに最良に示されるように、圧力減衰チャンバ５５は、管状に形成され、液体通
路３４を包囲する。気体は、チャンバ５０から加速的に運ぶ複数の集中した通路
６８を経由し入口部５７を通ってチャンバ５５に入る。気体は、出口部５９を通
ってチャンバ５５を出る。入口部５７は、チャンバ５５の内周６１に近接してお
り、出口部５９はチャンバ５５の外周に近接している。故に、入口部５７と出口
部５９とは、互いに半径方向にオフセットされる。都合良く、チャンバ５５は、
通路６８から流れる気体を再形成し、気体１６の音響振動を減衰し、より均一な
放出特性を与えるために気体１６の圧力を一様にする。実際の効果では、チャン
バ５５は、「衝撃吸収装置」のように働き、放出された気体１６のストリームが
、実質的に連続したパルスの無い流れとして装置１０から噴射されるのを確実に
助ける。チャンバ５５が存在しない場合、気体１６は、パルス化した状態で装置
１０から噴射される傾向となり、液体ストリーム１８の不均一な噴霧となる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】 チャンバ５０から、気体１６は、チャンバ５５から下流を通って運ばれる。気
体通路４２は、気体放出出口４１に近接した管状の集中する放出シュート５８を
含む。放出シュート５８は、気体ストリーム１４が装置１０から放出されるとき
に、気体の集中する管状の流れとして気体ストリーム１４の形を整えるのを助け
る。放出シュート５８は、所望の放出速度で気体１６を放出するのに有効な断面
積をも有する。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】 動作時、気体１６の加熱したストリーム１４は、気体入口４０を通って装置１
０に入り、管状の拡大チャンバ５０に入る。典型的噴霧／気化動作において、気
体ストリーム１４は、１５ｐｓｉ（１０４ｋＰａ）〜１００ｐｓｉ（６９０ｋＰ
ａ）、好ましくは１５ｐｓｉ（１０４ｋＰａ）〜４５ｐｓｉ（３１０ｋＰａ）の
圧力で供給される。チャンバ５０内の気体１６の量は、チャンバ５０で包囲され
た液体通路３４の初期部分５２にある液体組成１２の量と熱接触しており、それ
を予備加熱する。その予備加熱された液体は、粘度が低下し、それによって装置
１０の液体通路３４を通って運ばれ、次に液体放出出口３２を通って噴射され、
その後、気体ストリームとの衝突時に噴霧され易くなる。液体ストリーム１８が
、液体通路３４の先細になった部分３６を通って運ばれるので、液体ストリーム
１８の速度は放出される前に増大される。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】 ストリーム１４と１８との間の衝突は、液体ストリーム１８のかなりの部分、
好ましくは実質的に全て、より好ましくは全てが噴霧される広範囲の動作条件下
で起こり、次にその衝突の結果、気化される。噴霧および気化性能に影響を及ぼ
す傾向を有する要因は、気体の温度、液体の温度、ストリーム１４および１８が
衝突する角度、衝突時のストリーム１４と１８との速度、気体１６および液体組
成１２の流量、液体組成１２の性質、気体１６の性質などを含む。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】 放出されたストリーム１４と１８とのそれぞれの適正な速度を選ぶためには、
競合する問題を考量しなければならない。例えば、液体ストリーム１８の速度が
衝突時に低すぎる場合、ストリーム１８は衝突位置２０に到達するのに十分な慣
性を持たない可能性がある。それに反して、高すぎる場合、速度が、層流条件下
で液体ストリーム１８を装置１０から噴射させるのをより困難にする恐れがある
。層流条件を維持することは、液体組成１２が非ニュートン流体である場合には
特に好ましい。気体ストリーム１４の速度が低すぎる場合、液滴２２の平均サイ
ズは、効率的に気化される、または所望の均一性のコーティング１２を形成する
には大きすぎることとなる恐れがある。それに反して、気体ストリーム１４の速
度は、いくら高くても良い。とりわけ、気体速度を高くすると、より粘性のある
液体組成を噴霧および気化させるのに都合が良い。但し、一定の気体速度より高
くしても、そのような高い速度を達成するために求められる付加的増分努力を正
当化するほどのさらなる性能に関する利益はほとんど観察されない。これらの問
題を考量すると、ストリーム２０は、好ましくは毎秒０．１メートル（ｍ／ｓ）
〜３０（ｍ／ｓ）、より好ましくは１ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓ、最も好ましくは約１
０ｍ／ｓの速度を有し、キャリヤ気体ストリーム２２は、好ましくは４０〜３５
０ｍ／ｓ、より好ましくは約６０〜３００ｍ／ｓ、最も好ましくは約１８０〜２
００ｍ／ｓの速度を有する。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】 主バレル１０２は、肩状面１０９を提供できるように円筒状本体１０７に結合
された円錐状ヘッド１０５を含む。本体１０７の他端において、外部円筒状壁１
１０が本体１０７の外周１３２から長手方向に延在する。内部円筒状壁１１４は
、本体１０７の内部部分から長手方向に延在する。内部円筒状壁１１４の長さは
、外部円筒状壁１１０のものよりも長いので、エンドキャップ１０４が内部円筒
状壁１１４上にネジ係合されて外部円筒状壁１１０を接合部１１８において封止
係

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６５】 本体１４４と円錐状ヘッド１４０とは、主バレル１０２の円錐状ヘッド１０５
を収容するための先細加工した貫通開口部１５６を備えている。内部肩状部１５
５は、貫通開口部１５６の縁部１５７と円筒状壁４８の内部表面１５３との間の
距離に及ぶ。円錐状ヘッド１０５は、円錐状ヘッド１０５の放出端部１２３が端
面１４２からちょうど突出するように先細加工した貫通開口部１５６内に封止収
容される。さらに、円錐状ヘッド１０５が、貫通開口部１５６内に完全に挿入さ
れると、主バレル１０２の肩状面１０９が内部肩状部１５５から間隔を空けて配
置される、それによって二次管状チャンバ１５８を画定する。本体１４４は、内
部肩状部１５５と外部肩状部１４６との間の流体連通を提供する複数のアーチ状
貫通凹所１６０を含む。アーチ状貫通凹所１６０は、二次管状チャンバ１５８を
介して主バレル１０２の貫通開口部１２８と接続される。アーチ状貫通凹所１６
０は、開口部１２８から出てくる実質的に線状の流線型の流れを、アーチ状凹所
１６０から出てくる略管状の流れパターンで分配する。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６７】 装置１００の動作の好適モードでは、液体材料を供給すると、貫通通路１２９
の入口端部１２１に入り、次に、液体材料のストリームが装置１００の長手方向
軸に沿って衝突点１９０に向かって噴射される放出端部１２３に、好ましくは層
流状態で流れる。同時に、気体が供給されると、開口部１３５を通って管状チャ
ンバ１２２に入る。キャリヤ気体の流れは、次に、その気体が管状チャンバ１２
２から開口部１２８を通って二次管状チャンバ１５８に流れると、圧縮され、加
速される。二次管状チャンバ１５８から、気体の流れがアーチ状通路１６０に入
り、それによって通路１２８からの圧縮された流れが再分配されて実質的に管状
の流れを形成する。アーチ状通路１６０から、キャリヤ気体の流れは、再度先細
加工された通路１８２で制限され、次に円錐状の中空ストリームとして衝突点１
９０に向かって噴射される。衝突点１９０において、気体のストリームは、液体
材料のストリームと内破的且つ集中的に衝突し、それによって液体材料を噴霧お
よび気化させる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１ａ】

【図１ｂ】

【図１ｃ】

【図１ｄ】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５ａ】

【図５ｂ】

【図５ｃ】

【図６】

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１月１７日（２０００．１．１７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストファー・エス・ライオンズ アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 ロバート・ジェイ・フレミング アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 Ｆターム(参考） 4F033 QB02Y QB03X QB12Y QB18 QD07 QF15Y QG35 QG39 【要約の続き】 にできる圧力減衰チャンバを含む。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの第１液体と少なくとも一つの気体を衝突さ
   せることによって前記第１液体を噴霧および気化させるのに適した装置であって
   、 （ａ）前記気体が前記装置にそれを通って入る気体入口と、 （ｂ）前記第１液体が前記装置にそれを通って入る前記気体入口から隔絶した
   少なくとも一つの液体入口と、 （ｃ）放出端部であって、 （i）前記第１液体の少なくとも一つのストリームが前記装置からそれを通 って放出される少なくとも一つの第１液体放出出口と、 （ii）気体の少なくとも一つのストリームが前記装置からそれを通って放出
   される少なくとも一つの気体放出出口と、を具備し、前記第１液体の放出された
   ストリームと衝突させ、それによって噴霧する、放出端部と、 （ｄ）前記液体入口を前記第１液体放出出口と連通させる第１液体通路と、 （ｅ）前記第１液体通路から隔絶し、前記気体入口を少なくとも一つの気体放
   出出口と連通させる気体通路と、を具備し、熱が少なくとも一つの予備加熱チャ
   ンバ内の気体から伝達されて前記第１液体通路の初期部分内の前記第１液体を予
   備加熱できるように配置された前記チャンバを前記気体通路が具備する、装置。
2. 【請求項２】 複数の液体と少なくとも一つの気体を衝突させることによっ
   て前記液体を噴霧および気化させるのに適した装置であって、 （ａ）前記気体が前記装置にそれを通って入る気体入口と、 （ｂ）各液体が前記装置にそれらを通って入る複数の液体入口と、 （ｃ）放出端部であって、 （i）液体の対応する数のストリームが前記装置からそれらを通って放出さ れる複数の液体放出出口と、 （ii）気体の少なくとも一つのストリームが前記装置からそれを通って放出
   される少なくとも一つの気体放出出口と、を具備し、放出された液体の前記スト
   リームと集中的且つ内破的に衝突させ、それによって噴霧する、放出端部と、 （ｄ）前記液体入口の少なくとも一つを少なくとも一つの対応する液体放出出
   口と連通させる複数の液体通路と、 （ｅ）前記気体入口を少なくとも一つの前記気体放出出口と連通させる気体通
   路と、を具備し、前記気体放出出口が、前記液体放出出口を包囲する少なくとも
   一つのオリフィスを具備する、装置。
3. 【請求項３】 少なくとも一つの第１液体と少なくとも一つの気体を衝突さ
   せることによって前記第１液体を噴霧および気化させるのに適した装置であって
   、 （ａ）前記気体が前記装置にそれを通って入る気体入口と、 （ｂ）前記第１液体が前記装置にそれを通って入る第１液体入口と、 （ｃ）放出端部であって、 （i）前記第１液体の少なくとも一つのストリームが前記装置からそれを通 って放出される少なくとも一つの第１液体放出出口と、 （ii）気体の少なくとも一つのストリームが前記装置からそれを通って放出
   される少なくとも一つの気体放出出口と、を具備し、前記第１液体の放出された
   ストリームと衝突させ、それによって噴霧する、放出端部と、 （ｄ）前記液体入口を前記第１液体放出出口と連通させる第１液体通路と、 （ｅ）前記気体入口を少なくとも一つの前記気体放出出口と連通させる気体通
   路と、を具備し、前記気体通路が、前記第１液体通路を包囲し、少なくとも一つ
   の気体入口部と少なくとも一つの気体出口部とを具備する管状圧力減衰チャンバ
   を具備し、少なくとも一つの前記気体入口部が少なくとも一つの前記気体出口部
   と半径方向にオフセットされている、装置。
4. 【請求項４】 加熱した気体との衝突を経て少なくとも一つの液体を噴霧す
   る方法であって、 （ａ）気体通路に貫流する前記加熱気体の流れから熱を伝達させて、少なくと
   も一つの液体を予備加熱するステップと、 （ｂ）ステップ（ａ）に続いて、前記加熱気体の流れを加速するステップと、 （ｃ）ステップ（ｂ）に続いて、前記予備加熱した液体流を集中的に包囲する
   少なくとも一つの集中加熱気体ストリームに加速された加熱気体流を整形するス
   テップと、 （ｄ）前記集中加熱気体ストリームを前記予備加熱した液体ストリームと集中
   的且つ内破的に衝突させるステップと、を具備し、それによって前記液体ストリ
   ームが噴霧される、方法。
5. 【請求項５】 前記予備加熱した液体ストリームが、前記加熱した気体との
   前記衝突直前まで層流である、請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 衝突時に、前記液体が０．１ｍ／ｓ〜３０ｍ／ｓの範囲の速
   度を有し、前記気体が４０ｍ／ｓ〜３５０ｍ／ｓの範囲の速度を有する、請求項
   ４に記載の方法。
7. 【請求項７】 衝突時での前記気体速度の前記液体速度に対する割合は少な
   くとも２０：１である、請求項４に記載の方法。
8. 【請求項８】 ステップ（ｄ）が、前記液体ストリームがそれを通って流れ
   る通路を包囲する円錐台形状通路に前記加熱した気体を貫流させるステップを具
   備する、請求項４に記載の方法。