JP2001526955A - 液体を混合し引き続き霧化するための装置 - Google Patents

液体を混合し引き続き霧化するための装置

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、複数の液体成分から急速凝固性混合物を調製し、次いでこの凝固性混合物を霧化するための装置に関する。この装置は混合チャンバー（４）、液体ディストリビュータ（１’、７）、および液体ディストリビュータに連結したＮ個の等しい液滴形成ノズル（９ａ、９ｂ、．．．）を含む。混合される液体を混合チャンバーに別個に供給することができ、混合チャンバーは反応が起きる可能性のある領域で著しいバックミキシングがなく、これらの領域での流れに著しいデッドスペースもない。液体ディストリビュータ（１’、７）は混合チャンバーに連結し、混合チャンバーから来る混合流を本質的にバックミキシングまたは流れのデッドスペースがないようにノズル（９ａ、９ｂ、．．．）全体に均等に分割し、したがって液体ディストリビュータにおける部分流の流れ特性および滞留時間が本質的に等しい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、複数の液体成分から急速凝固性混合物を調製し、次いでこの凝固性
混合物を霧化（ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）するための装置に関する。
【０００２】 ある化学分野では、本質的に球形の粒子として固体またはゲルを形成するため
には低粘度の液体の混合物を用いなければならないという問題が生じる。
【０００３】 たとえば水ガラスからヒドロゲルを調製する際に生じるこの問題は、たとえば
ドイツ特許出願公開第ＤＥ−２１０３２４３号に詳しく述べられている。一般に
クラスト形成（ｅｎｃｒｕｓｔａｔｉｏｎ）の危険性は、多くのプロセスにおい
て安定な生産操作モードを達成するという課題を提起する。
【０００４】 ドイツ特許出願公開第ＤＥ−２１０３２４３号では、ヒドロゲルの製造のため
にまず急速凝固性混合物を形成し（この場合はゲル形成による）、次いでこれを
液体状態で落下塔内においてノズルを通してガス状媒質により直接に霧化し、生
じた液滴が落下時間中に凝固する。この場合のように凝固が化学的に行われる場
合、プラントが閉塞しないように出発物質流を迅速に可能な限り均質に混合し、
霧化することが必要である。ただし、可能な限り均質な生成物が得られるように
、液滴中での反応は噴霧塔の一定の高さではほぼ同じ程度に進行すべきである。
【０００５】 ドイツ特許出願公開第ＤＥ−２１０３２４３号に、ヒドロゲル製造装置が開示
されている。それは好ましくは円筒管により形成され、その長手にわたってオフ
セットした出発液体導入オリフィスをもち、その上流末端で一端が閉じられてお
り、その下流末端はノズル出口で終わっている、混合チャンバーを特色とする。
この装置では、混合チャンバー内でのバックミキシング（ｂａｃｋ−ｍｉｘｉｎ
ｇ）とエッジを避けることがしばしば重要である。ノズル出口は１個しか設けら
れていないという事実のため、混合チャンバー当たりの処理量がきわめて少ない
か、または上記特許に記載された例の場合のように、ノズルでまずたとえば扇状
のジェットを形成し、次いでこれを液滴に分断しなければならない。この方法の
欠点は、第１の場合、そのような混合および噴霧装置の処理量が少ないこと、ま
たは第２の場合、液滴半径分布が比較的広いことであり、これはいかなる後続処
理工程にとっても不利である。さらに、液滴サイズ変更を制御するのが難しい。
【０００６】 液滴中への拡散時間は液滴半径の二乗に伴って変化するので、特にゲル液滴を
化学的に後操作したい場合、狭い液滴半径分布を得ることがしばしば重要である
。
【０００７】 したがって本発明の目的は、複数の液体成分から急速凝固性混合物を調製し、
次いでこの凝固性混合物を霧化するための装置であって、狭い液滴半径分布をも
つ本質的に球形の液滴を大規模に製造できる装置を提供することである。
【０００８】 さらに、この装置は可能な限り等しい物質特性をもつ液滴を製造することを目
的とする。
【０００９】 さらに、この装置はそれにもかかわらず閉塞が起きた場合に、容易に洗浄でき
ることを目的とする。
【００１０】 さらに、この装置は他の液滴半径に容易に変更できることを目的とする。
【００１１】 この目的は、複数の液体成分から急速凝固性混合物を調製し、次いでこの凝固
性混合物を霧化するための装置であって、液体ディストリビュータ、および液体
ディストリビュータに連結したＮ個の液滴形成ノズルを含み、液体ディストリビ
ュータは混合チャンバーに連結し、混合チャンバーから来る混合流を本質的にバ
ックミキシングまたは流れのデッドスペースがないようにノズル全体に均等に分
配し、したがって液体ディストリビュータにおける部分流の滞留時間が本質的に
等しい装置により達成される。
【００１２】 好ましい拡張は、従属請求項により得られる。
【００１３】 この場合、混合チャンバー、液体ディストリビュータおよびノズルは、クラス
ト形成を生じる可能性のあるエッジがほとんど形成されないように連結される。
液体ディストリビュータが著しいバックミキシングおよび著しいデッドスペース
を生じないという事実により、液体ディストリビュータ内で凝固する物質がなく
、したがって閉塞の生じる可能性がないことが保証される。
【００１４】 混合チャンバーおよび液体ディストリビュータ内での滞留時間は、この場合常
に、混合物が凝固するまでの時間に対応しなければならない。装置の寸法は凝固
性混合物の特性に大幅に依存する。各混合物成分について、少なくとも１個の導
入オリフィスを設けるが、複数の導入オリフィスを用いてもよい。最後の成分を
添加した後の装置内での滞留時間は、いずれの場合も凝固時間より短くなければ
ならない。したがって混合チャンバーのサイズは、予め設定した装置内滞留時間
および必要な処理量により求められる。ノズル数は本質的に処理量および必要な
液滴サイズの関数であり、液滴サイズは、一定のノズルオリフィス（一般に０．
５〜５ｍｍ）では特にノズルから出る瞬間の混合物のレイノルズ数および表面張
力、ならびに流速の関数である。ノズルは、霧化後に得られる液滴が衝突してよ
り大きな液滴を形成する可能性がないように配列されなければならない（すなわ
ち、相互の間隔およびそれらの方向を選択しなければならない）。
【００１５】 一般にこの装置は、装置壁への沈着を防ぐために、高い流速が得られるように
設計すべきである。
【００１６】 好ましくは、ノズルは本質的に層流の波状シート崩壊により液滴を生じる。こ
れによりきわめて狭い液滴半径分布を得ることができるからである。したがって
、装置の設計に際しては流れに与えられる条件を考慮すべきである。
【００１７】 本発明による装置の利点は、凝固性混合物をＮ個の均等な部分流に分割してそ
れらをノズルへ送る液体ディストリビュータを用い、かつ液滴形成ノズルを用い
ることにより、高い処理量と狭い液滴半径分布を同時に達成できることである。
【００１８】 他の利点は、比較的大きな混合流から同時に部分流が分かれるので、形成され
る液滴の物質特性が実質的に等しく、したがって得られる生成物は複数の異なる
混合−噴霧装置で霧化することにより生成物を得る場合より本質的にいっそう均
質なことである。
【００１９】 他の利点は、各部分流の滞留時間が等しいこと、すなわち液体ディストリビュ
ータにおける各部分流間の滞留時間の差が粘度上昇までの残り時間より実質的に
小さいという事実から得られる。これは流れ特性にとって、したがって液滴形成
にとって重要であり、これによって均質な生成物特性、すなわち各ノズルオリフ
ィスにおいて等しい凝固性混合物特性が得られる。
【００２０】 好ましくは各ノズルは等しい。したがって液体ディストリビュータを、ノズル
において本質的に等しい流れ特性（すなわち、圧力、速度、層流性など）が得ら
れるように設計するのが好ましい。等しいノズルにおける流れ特性は均一である
ため、各ノズルの液滴半径分布は本質的に等しく、したがって全体として特に狭
い液滴半径分布を高い処理量で得ることができる。
【００２１】 混合チャンバーは、その長手にわたって配置された少なくとも２つの導入オリ
フィスをもつ円筒管により形成され、この円筒管は上流末端において一端がシー
ルされていることが好ましい。管の軸方向の導入オリフィス間隔は０〜５０ｃｍ
、好ましくは１〜２０ｃｍ、特に好ましくは２〜５ｃｍである。
【００２２】 この混合チャンバーは作成がきわめて容易であり、実質的にバックミキシング
または流れのデッドスペースをもたない。これにより、凝固が既にさらに進行し
た混合領域の生じるのが避けられ、したがって安定な操作が保証される。
【００２３】 混合チャンバーは、同一液体が通る複数の導入オリフィスではなく、液体が通
るスロットを備えていてもよい。
【００２４】 好ましくは、確実に出発物質流をより良く混合するために、この混合チャンバ
ー内において少なくとも最上部の導入オリフィスを管壁に対し接線方向に走行さ
せ、その下方にある導入オリフィスを管に対し軸方向に走行させる。この場合、
最下部の接線方向導入オリフィスの下方にある導入オリフィスは、接線方向導入
オリフィスにより発生するスピンがまだ摩擦によって消失することなく、したが
って乱流によって良好な混合が行われ、ただしバックミキシングは起きないほど
、接線方向導入オリフィスからの距離が小さいことが好ましい。
【００２５】 しかし、混合に必要な乱流によりバックミキシングが起きてはならない。した
がって管の横断面は、高い対流速度を達成することによりバックミキシングの可
能性を避けるために、一定の処理量についてはかなり小さくなるように選択する
のが好ましい。
【００２６】 さらに混合チャンバーは、下流方向に混合後帯域を含むことができ、良好な混
合に必要な乱流はここで消失し、および／または凝固反応がある程度進行する可
能性すらある。
【００２７】 好ましくは、液体ディストリビュータは外側液体ディストリビュータボディー
、および外側液体ディストリビュータボディー内へ押し込まれた内側液体ディス
トリビュータボディーを備え、かつＮ個のノズル（適切ならば同じもの）をもち
、外側液体ディストリビュータボディーは混合装置に連結した導入路およびこの
導入路から出るキャビティを備え、外側液体ディストリビュータボディーのキャ
ビティ内へ押し込まれた内側液体ディストリビュータボディーはキャビティ内で
外側液体ディストリビュータボディーのキャビティと同じ形状をもち、内側液体
ディストリビュータボディーの外周またはキャビティの表面にＮ個の溝が分布し
、これらはキャビティの上流末端からこれらの溝の下流末端にあるノズルまで伸
びており、ノズルは外側または内側の液体ディストリビュータボディーに配置さ
れる。
【００２８】 内側液体ディストリビュータボディーは外側液体ディストリビュータボディー
のキャビティ内にぴったり嵌まるものであり、そこへ押し込まれているという事
実から、それは液体ディストリビュータをシールし、混合物は溝を通って流れる
ことができるにすぎない。
【００２９】 この構造の利点は、液体ディストリビュータの溝を高精度で簡単に作成できる
ことである。そしてこの高精度により、部分流の均一性をいっそう良く保証する
ことができる。
【００３０】 溝とノズルが異なる液体ディストリビュータボディーに配置される場合、流れ
を妨害しないように、ノズル導入口と溝をきわめて良く一致させることが必須で
ある。
【００３１】 エッジが生じるのを可能な限り避けるために、外側液体ディストリビュータボ
ディーと混合チャンバーを互いに直接結合させるか、または好ましくはそれらを
１つの片から形成することが有利である。混合チャンバーが円筒管で形成される
場合、好ましくは管と導入路の直径が等しく、かつそそれらの軸が平行である。
【００３２】 同じ理由で、ノズルを含む液体ディストリビュータボディーが溝をも含む場合
、すなわちこれらの溝から、対応する液体ディストリビュータからの適切なノズ
ルオリフィスを導出することが有利である。
【００３３】 好ましくは、ノズルを内側液体ディストリビュータボディーに配置する。これ
はキャビティをもたないので、一般に加工がより簡単だからである。
【００３４】 好ましくは、同じ理由で、溝を内側液体ディストリビュータボディーの周辺に
配置する。
【００３５】 内側液体ディストリビュータボディーの形状が適切であれば、特に溝が外側液
体ディストリビュータボディーを走行している場合、溝のオリフィスがそれらの
末端においてノズルとして作用することもできる。
【００３６】 好ましくは、内側液体ディストリビュータボディーがキャビティから導入路ま
で伸び、そこで上流方向にテーパー形成し、したがって導入路内で既に液流を分
割する。これにより、確実に混合流をバックミキシングなしに特に均一に分割す
ることができる。
【００３７】 好ましくは、外側液体ディストリビュータボディーのキャビティが、下流方向
に縮小しておらず、内側液体ディストリビュータボディーを外から外側液体ディ
ストリビュータボディーに押し込む（場合により回転させて）ことができるよう
な形状をもつ。この場合、溝およびノズルを内側液体ディストリビュータボディ
ーに形成することが特に有利である。この構造により、たとえば保全または液滴
サイズ変更のために液体ディストリビュータを容易に分解できる。
【００３８】 混合流を可能な限り均一に分割し、それらの部分流の滞留時間を等しくするた
めに、液体ディストリビュータは好ましくは予め設定したＮ個のノズルに対応す
る回転対称性をもつ。より正確には、キャビティは導入路の方向に平行な対称軸
の周りに回転対称をもち、したがって回転対称によりノズルの位置には互換性が
あり、対称軸に沿った導入路の下流末端における対称軸に垂直な表面から始まっ
てボディーの末端まで伸びている。したがって、Ｎ個のノズルがある場合、キャ
ビティの形状は、ノズルを含む３６０°／Ｎの角度をもつセクターを３６０°／
Ｎの倍数分、連続回転させることにより得られる。外側液体ディストリビュータ
ボディーに押し込まれた内側液体ディストリビュータボディーは、外側液体ディ
ストリビュータボディーのキャビティと同じ対称性をもち、外側液体ディストリ
ビュータボディーに押し込まれた部分はキャビティの形状をもち、したがって導
入路はこれによりシールされる。しかし、内側液体ディストリビュータボディー
はさらに上流方向に導入路内へ伸びてテーパー形成している。これは、第１に導
入路を流れる全流を分割するため、第２にデッドスペースを避けるためである。
溝はキャビティの上流末端からノズルまで伸び、好ましくはこの対称性に合わせ
て分布している。
【００３９】 好ましくは、溝は内側液体ディストリビュータボディーの周辺に等間隔で分布
する。その際、好ましくはノズルが溝の下流末端から導出され、内側液体ディス
トリビュータボディーの外周面とキャビティの上流末端との間の位置に始まって
内側液体ディストリビュータの外周面に至る。
【００４０】 液体ディストリビュータの対称性が高いため、すべての部分流が均等であり、
したがってすべての部分流について流れ条件および滞留時間が本質的に等しい。
これにより液体ディストリビュータ内での全滞留時間分布が比較的狭く、したが
ってきわめて均質な生成物が得られる。すべてのノズルにおいて流れ条件が均一
であるため、狭い液滴半径分布が得られる。
【００４１】 ノズルオリフィスの末端は、好ましくは鋭いエッジをなし、これによりごく狭
い液滴半径分布をもつ個々の液滴の形成および離脱が保証される。
【００４２】 バックミキシングおよびこれに伴う滞留時間分布拡大なしに、導入路から来る
流れを良好に分割するために、内側液体ディストリビュータボディーは上流の一
点まで伸びていることが好ましい。
【００４３】 キャビティの断面積は、好ましくは下流方向に全長にわたって縮小することが
なく、増加するだけである。この場合も内側液体ディストリビュータボディーは
上流方向にテーパー形成しているので、外側液体ディストリビュータボディーの
キャビティ内へ容易に押し込むことができる。したがって保全のためにそれを液
体ディストリビュータから容易に取り出すことができる。また、混合装置を交換
するのではなく内側液体ディストリビュータボディーを交換することにより、混
合チャンバーを変更しないで異なる直径のノズルをもつ異なる内側液体ディスト
リビュータボディー１個の設置により、液滴サイズを容易に変更できる。
【００４４】 この構造体の他の利点は、内側液体ディストリビュータボディーが外側液体デ
ィストリビュータボディーに押し込まれた場合に自動センタリング（ｓｅｌｆ−
ｃｅｎｔｅｒｉｎｇ）することである。これによって生産プラントでの交換や入
れ換えがかなり簡略化される。
【００４５】 好ましくは、この場合、内側液体ディストリビュータボディーは、外側液体デ
ィストリビュータボディーにねじ込まれた止めナットにより外側液体ディストリ
ビュータボディーに押し込まれる。このタイプの固定法は、内側液体ディストリ
ビュータボディーを簡単ではあるが確実に固定できる。
【００４６】 １態様において、キャビティの断面は正Ｎ辺多角形であってよい。この場合、
キャビティは好ましくは平頭ピラミッド形をもつ。可能な限りデッドスペースな
しに均一な液体分布を確実に得るために、内側液体ディストリビュータボディー
は平頭ピラミッド内へ嵌まるピラミッド形をもつ。
【００４７】 円形断面のキャビティは特に簡単かつ精確に加工できるので特に好適であり、
キャビティの形状は導入路の直径で終わる円錐台であることが好ましい。この場
合、簡単かつ精確に加工できるという理由で、内側液体ディストリビュータボデ
ィーも円錐台内に嵌まる円錐の形状をもつことが好ましい。この様式は対称性が
きわめて高いため、簡単かつきわめて精確に加工でき、したがって流路内での滞
留時間および流れ条件の均一性が良好である。
【００４８】 本発明の装置は、十分な強度をもつ、場合により耐食性のいかなる材料でも作
成できる。たとえば材料は適切な鋼（特にステンレス鋼）、ガラス、プラスチッ
クまたは繊維強化プラスチックであってよい。各装置部品を異なる材料で作成し
てもよい。
【００４９】 容器の腐食および／または粘着を避けるために、装置の内壁を適切な材料、た
とえばエナメルまたはＰＴＦＥもしくはＰＶＤＥなどの非粘着性コーティングで
コーティングすることができる。
【００５０】 さらに、適切であれば、凝固速度をより良く制御できるように冷却または加熱
によって装置の温度を制御してもよい。このために、ノズルが加熱または冷却ジ
ャケットを備えていてもよく、あるいは加熱路または冷却路を備えていてもよい
。
【００５１】 高処理量を得るために、本発明による複数の液体ディストリビュータがカスケ
ード状に連続して連結し、下流方向に最後のカスケード段階の液体ディストリビ
ュータ以外のすべての液体ディストリビュータにノズルの代わりに適切な流路が
あり、これらが後続の液体ディストリビュータの導入路に連結しているように、
装置を構築することもできる。採用できる段階数は、混合チャンバーおよび各液
体ディストリビュータ内での滞留時間の和が凝固時間より短くなければならない
という事実により制限されるにすぎない。
【００５２】 好ましくは、この装置をゲルの調製に用いる。この場合、固体成分が生じない
ような反応体供給順序を確実に選択するように配慮しなければならない。たとえ
ばｐＨの変化でゲル形成が開始する場合、ｐＨを変化させる液体を最後に添加し
てはならない。その場合、局部的に比較的高い濃度で計量装入される可能性があ
るため早期ゲル形成が起きる危険性があるからである。逆の順序で供給すると、
この危険性はない。この場合、ＳｉＯ2−ゲル、好ましくは水ガラスからのＳｉ Ｏ2−ヒドロゲルの調製が特に好ましい。このノズルは、出発物質流、たとえば 分散液、溶液または溶融物の霧化にも利用できる。このためには混合セクション
を用いる必要がない。
【００５３】 したがって本発明は、出発物質流を霧化するための装置であって、液体ディス
トリビュータ１’、７、および液体ディストリビュータ１’、７に連結したＮ個
の液滴形成ノズル９ａ、９ｂ、．．．を含み、液体ディストリビュータ１’、７
およびＮ個のノズル９ａ、９ｂ、．．．は、出発物質流を本質的にバックミキシ
ングまたは流れのデッドスペースなしにＮ個のノズル全体に均等に分配するよう
に配置および配列され、したがって液体ディストリビュータ１’、７におけるＮ
個の部分流の滞留時間が本質的に等しい装置にも関する。
【００５４】 この装置は、請求項５、６、８、９、１０、１１、１３、１４、１５、１６、
１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３および２４に記載の特徴と組み合わ
せることができる。
【００５５】 本発明による２態様の装置を図面に示し、以下にさらに詳細に記載する。
【００５６】 図１において、外側の円筒形シェルは、その長手にわたって配置された２つの
管導入口２および３を備えている。これらのパイプを通して、混合物を形成する
成分を流路１０および１１から混合チャンバー４に装入する。混合チャンバーは
シェル内に同軸で構築され、末端５がシールされている。
【００５７】 図３は、混合チャンバー４の位置における装置の横断面を示す。上側の管導入
口２は、接線方向流路１０から第１成分を接線方向で混合コンパートメント４に
導入し、これにより導入された成分は回転しながら混合チャンバーへ流入する。
この下方で、点線として示すように、第２成分が管導入口３および流路１１から
軸方向に添加され、特に第１成分が回転しているため、第１成分ときわめて良好
に混和する。
【００５８】 図１に示すように、混合物は混合チャンバー４の出口（これはそのまま液体デ
ィストリビュータの導入路６になる）から液体ディストリビュータに供給される
。外側液体ディストリビュータ１’のキャビティは円錐台の形状であり、その上
流末端は導入路６で終わっている。内側液体ディストリビュータボディー７は、
その上端が導入路６内へ伸びた嵌め合わせ円錐により形成される。内側液体ディ
ストリビュータボディー７は、外側液体ディストリビュータボディー１’にねじ
込まれる止めナット１４により、外側液体ディストリビュータボディー１’に押
し込まれる。この手段により、導入路６から供給された混合物は均等な部分流に
分割される。
【００５９】 図２は、この装置の他の縦断面を示す。これは内側液体ディストリビュータボ
ディー７の周辺を走行する溝８ａおよび８ｂを含む。溝８ａおよび８ｂは、混合
物を液滴にする等しいノズル９ａおよび９ｂにおいて終わる。この図では、導入
口は見えない。それらは異なる切断面に位置するからである。
【００６０】 図４は、ノズル上方の位置における内側液体ディストリビュータボディーの横
断面を示す。溝８ａおよび８ｂのほか、この例ではさらに６個の溝８ｃ〜８ｈが
周辺に導入されている。それらは、対応するノズル（図示されていない）内へ、
ノズル９ａおよび９ｂの位置と同様に開いている。溝は部分流を対応するノズル
へ通過させ、ここで部分流は同じ流れ条件で同じ滞留時間の後、霧化されて液滴
を形成する。
【００６１】 図５は、本発明による第２態様の横断面を示す。この場合、キャビティの横断
面、したがって内側液体ディストリビュータボディー１２の横断面は規則的な八
角形を形成している。溝１３ａ〜１３ｈは内側液体ディストリビュータボディー
の辺の中心を横切る。内側液体ディストリビュータボディー自体はピラミッド形
をもつ。 実施例１ 液滴状のＳｉＯ2−ヒドロゲルを調製するために、第１態様による混合ノズル を用いる。混合チャンバーの直径は３ｍｍであり、混合チャンバーの長さは液体
ディストリビュータを含めて１００ｍｍである。第１の接線方向導入口は、第２
の中央導入口と同じく１ｍｍの直径をもつ。２つの導入口の垂直距離は３ｍｍで
ある。液体ディストリビュータは混合物を１０の部分流に分断する。溝が周辺に
均一に配置され、それぞれ直径０．６ｍｍの出口オリフィス内へ開いている。混
合チャンバーの処理量は６０ｌ／時である。混合チャンバーから出る混合物は均
等な部分流に分断されてノズルへ供給され、落下塔内の空気中へ霧化される。用
いられる混合すべき成分は、体積比１：１の、第１に５．５１％塩酸、第２にＮ
ａ2Ｏ：ＳｉＯ2比１：３．３の１６．３％ナトリウム水ガラス溶液である。これ
らの出発物質を室温で混合チャンバーへ送入する。塩酸流は上側の接線方向導入
口に進入し、水ガラス流は下側の中央導入口に進入する。開発した装置は、上記
パラメーターについて、混合チャンバー内で７０００〜７５００、液体ディスト
リビュータ内で３５００〜４０００のレイノルズ数をもつ。混合物は、装置を出
た後、完全なゲル化が起きるまでさらに４．５秒が必要である。この装置は、閉
塞その他の妨害なしに数日間操作できる。湿式ふるい分け後、粒度分布を測定し
た。通過するゲルに基づいて、ｄ10−値は約１０００〜１１００μｍ、ｄ50−値
は約１２５０〜１３５０μｍ、ｄ90−値は約１５００〜１６００μｍである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による第１の混合−噴霧装置の縦断面を示す。
【図２】 図１の混合−噴霧装置の他の縦断面を示す。
【図３】 図１の装置の上側管導入口の位置における横断面を示す。
【図４】 図１の装置の内側液体ディストリビュータボディーの横断面を示す。
【図５】 本発明による第２態様の内側液体ディストリビュータボディーの横断面を示す
。
【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１０月１２日（１９９９．１０．１２）
【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】
【請求項２７】 ヒドロゲルがＳｉＯ2−ヒドロゲルである、請求項２６に記 載の使用。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年３月３０日（２００１．３．３０）
【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 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＯ，ＰＬ，ＳＧ，ＴＲ，ＵＳ Ｆターム(参考） 4F033 AA04 BA03 CA01 DA01 EA01 LA09 NA01 4G035 AB37 AC26 4G072 AA28 CC04 GG04 GG05 HH21 JJ14 MM02 QQ20

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の液体成分から急速凝固性混合物を調製し、次いでこの凝
    固性混合物を霧化するための装置であって、混合チャンバー（４）を含み、混合
    される液体を混合チャンバー（４）に別個に供給することができ、混合チャンバ
    ー（４）は反応が起きる可能性のある領域で本質的にバックミキシングをもたず
    、またはこの領域で本質的に流れのデッドスペースをもたず、この装置は液体デ
    ィストリビュータ（１’、７）、および液体ディストリビュータ（１’、７）に
    連結したＮ個の液滴形成ノズル（９ａ、９ｂ、．．．）を含み、液体ディストリ
    ビュータ（１’、７）は混合チャンバー（４）に連結し、混合チャンバー（４）
    から来る混合流を本質的にバックミキシングまたは流れのデッドスペースがない
    ようにノズル（９ａ、９ｂ、．．．）全体に均等に分配し、したがって液体ディ
    ストリビュータ（１’、７）における部分流の滞留時間が本質的に等しい装置。
  2. 【請求項２】 混合チャンバー（４）が、その長手にわたって配置された少な
    くとも２つの導入オリフィス（１０、１１）をもつ円筒管（１）により形成され
    、この円筒管は上流末端（５）において一端がシールされている、請求項１に記
    載の装置。
  3. 【請求項３】 最上部の導入オリフィス（１０）が管壁に対し接線方向に走行
    し、その下方にある各導入オリフィス（１１）は管に対し軸方向に走行している
    、請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 液体ディストリビュータ（１’、７）が、外側液体ディストリ
    ビュータボディー（１’）、および外側液体ディストリビュータボディー内へ押
    し込まれた内側液体ディストリビュータボディー（７）を備え、かつＮ個のノズ
    ル（９ａ、９ｂ、．．．）をもち、外側液体ディストリビュータボディーは混合
    装置に連結した導入路（６）およびこの導入路（６）から出るキャビティを備え
    、外側液体ディストリビュータボディーのキャビティ内へ押し込まれた内側液体
    ディストリビュータボディー（７）はキャビティ内で外側液体ディストリビュー
    タボディー（１’）のキャビティと同じ形状をもち、内側液体ディストリビュー
    タボディー（７）の外周またはキャビティの表面にＮ個の溝（８ａ〜８ｈ）が分
    布し、これらはキャビティの上流末端から溝（８ａ〜８ｈ）の下流末端にあるノ
    ズル（９ａ、９ｂ、．．．）まで伸びており、ノズル（９ａ、９ｂ、．．．）は
    外側または内側の液体ディストリビュータボディーに配置されている、請求項１
    〜３のいずれか１項に記載の装置。
  5. 【請求項５】 ノズル（９ａ、９ｂ、．．．）が同じであり、かつノズル（９
    ａ、９ｂ、．．．）における部分流の流れ特性が本質的に同じである、請求項１
    〜４または２５または２６のいずれか１項に記載の装置。
  6. 【請求項６】 溝（８ａ〜８ｈ）が内側液体ディストリビュータ（７）の表面
    に位置する、請求項４または５または２５または２６に記載の装置。
  7. 【請求項７】 円筒管（１）と外側液体ディストリビュータボディー（１’）
    が１つの片から加工された、請求項４または５に記載の装置。
  8. 【請求項８】 内側液体ディストリビュータボディー（７）がノズル（９ａ、
    ９ｂ、．．．）を含む、請求項４または５または２５または２６に記載の装置。
  9. 【請求項９】 内側液体ディストリビュータボディー（７）が導入路（６）内
    へ上流方向に連続してテーパー形成している、請求項４〜８または２５または２
    ６のいずれか１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 キャビティが、内側液体ディストリビュータボディー（７）
    を外側液体ディストリビュータボディー（１’）に押し込むか、またはねじ込む
    ことができるような形状である、請求項４〜９または２５または２６のいずれか
    １項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 キャビティが、導入路（６）の方向に平行な対称軸の周りに
    回転対称性をもち、したがって回転対称によりノズル（９ａ、９ｂ、．．．）の
    位置には互換性があり、対称軸に沿った導入路（６）の下流末端における対称軸
    に垂直な表面から始まってボディー（１’）の末端まで伸びており、外側液体デ
    ィストリビュータボディー（１’）に押し込まれた内側液体ディストリビュータ
    ボディー（７）が外側液体ディストリビュータボディー（１’）のキャビティと
    同じ対称性をもち、外側液体ディストリビュータボディー（１’）に押し込まれ
    た部分がキャビティの形状をもち、さらに導入路（６）内へ連続して上流方向に
    テーパー形成し、かつ溝（８ａ〜８ｈ）はこの対称性に従って分布している、請
    求項４〜１０または２５または２６のいずれか１項に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 混合チャンバー（４）が液体ディストリビュータ（１’、７
    ）の導入路（６）と同じ直径をもち、これと直接に結合しており、かつ混合チャ
    ンバー（４）の軸が導入路（６）の軸に平行である、請求項２または３および４
    〜１１のいずれか１項に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 キャビティの断面積が下流方向に全長にわたって同一のまま
    であるか、または拡大している、請求項４〜１２または２５または２６のいずれ
    か１項に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 内側液体ディストリビュータボディー（７）が上流の一点で
    終わっている、請求項４〜１３または２５または２６のいずれか１項に記載の装
    置。
  15. 【請求項１５】 ノズル（９ａ、９ｂ、．．．）は、ノズル（９ａ、９ｂ、．
    ．．）のすぐ下流で液滴の飛跡が対称軸上を走行しないような形状および配向で
    ある、請求項１〜１４または２５または２６のいずれか１項に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 ノズル（９ａ、９ｂ、．．．）は、溝（８ａ〜８ｈ）がキャ
    ビティの下流末端まで伸び、かつ溝（８ａ〜８ｈ）のオリフィスの末端が鋭いエ
    ッジをなすように形成されたものである、請求項４〜１５または２５または２６
    のいずれか１項に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 キャビティの断面が円形である、請求項４〜１６または２５
    または２６のいずれか１項に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 キャビティが円錐台形である、請求項１７または２５または
    ２６に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 内側液体ディストリビュータボディー（７）の囲いが円錐形
    であり、かつ溝（８ａ〜８ｈ）がこの円錐シェル上を軸方向に走行している、請
    求項１７または１８または２５または２６に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 キャビティの断面が正Ｎ辺多角形であり、このＮはノズル（
    ９ａ、９ｂ、．．．）の数であり、かつ溝（１３ａ〜１３ｈ）がＮ辺多角形の辺
    の中心で辺を切断している、請求項４〜１６または２５または２６のいずれか１
    項に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 キャビティが、底面として正Ｎ辺多角形をもつ平頭ピラミッ
    ド形である、請求項２０または２５または２６に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 内側液体ディストリビュータボディー（１２）が溝以外はピ
    ラミッド形である、請求項２０または２１または２５または２６に記載の装置。
  23. 【請求項２３】 内側液体ディストリビュータボディー（７）が外側液体ディ
    ストリビュータボディー（１’）にねじ込まれた止めナット（１４）により外側
    液体ディストリビュータボディーに押し込まれている、請求項４〜２２または２
    ５または２６のいずれか１項に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 複数の液体ディストリビュータがカスケード状に連続して連
    結しており、下流方向に最後のカスケード段階の液体ディストリビュータ以外の
    すべての液体ディストリビュータにおいて、ノズル（９ａ、９ｂ、．．．）の代
    わりに流路があり、これらが後続の液体ディストリビュータの導入路に連結して
    いる、請求項１〜２３または２５または２６のいずれか１項に記載の装置。
  25. 【請求項２５】 出発物質流を霧化するための装置であって、液体ディストリ
    ビュータ（１’、７）、および液体ディストリビュータ（１’、７）に連結した
    Ｎ個の液滴形成ノズル（９ａ、９ｂ、．．．）を含み、液体ディストリビュータ
    （１’、７）およびＮ個のノズル（９ａ、９ｂ、．．．）は、出発物質流を本質
    的にバックミキシングまたは流れのデッドスペースなしにＮ個のノズル全体に均
    等に分配するように配置および配列され、したがって液体ディストリビュータ（
    １’、７）におけるＮ個の部分流の滞留時間が本質的に等しい装置。
  26. 【請求項２６】 液体ディストリビュータ（１’、７）が外側液体ディストリ
    ビュータボディー（１’）、および外側液体ディストリビュータボディー（１’
    ）内へ挿入された内側液体ディストリビュータボディー（７）を備え、外側液体
    ディストリビュータボディーは生成物流を供給するために設けた導入路（６）お
    よびこの導入路（６）から出るキャビティを備え、内側液体ディストリビュータ
    ボディー（７）は外側液体ディストリビュータボディーのキャビティ内へ挿入さ
    れ、かつキャビティ内でキャビティと同じ形状をもち、内側液体ディストリビュ
    ータボディー（７）の外周または内側液体ディストリビュータボディー（７）と
    接したキャビティ表面に、導入路（６）のキャビティ上流末端からキャビティの
    下流末端に配置されたノズル（９ａ、９ｂ、．．．）まで伸びたＮ個の溝（８ａ
    、８ｂ、．．．）が分布し、ノズル（９ａ、９ｂ、．．．）は外側および／また
    は内側の液体ディストリビュータボディー（１’、７）内に位置する、請求項２
    ７に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 ヒドロゲルの製造のための、請求項１〜２６のいずれか１項
    に記載の装置の使用。
  28. 【請求項２８】 ヒドロゲルがＳｉＯ2−ヒドロゲルである、請求項２７に記 載の使用。
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