JP2013193006A - 液体霧化装置 - Google Patents

Abstract

【解決課題】低エネルギーで液体を微細化して、従来よりもムラが抑制された噴霧パターンで低速噴霧を生成する。
【課題解決手段】第１気体流を噴射する第１気体オリフィス部と、前記第１気体流に対し衝突角度(α１)で衝突する第２気体流を噴射する第２気体オリフィス部と、前記第１気体流と第２気体流との第１衝突部よりも噴霧方向側に第３気体流を噴射する第３気体オリフィス部と、前記第３気体流に対し衝突角度(α２)で第３気体流と衝突し、前記第１衝突部よりも噴霧方向側に第２衝突部を形成する、第４気体流を噴射する第４気体オリフィス部と、前記第１衝突部および第２衝突部に向かって、液体流を噴射する液体オリフィス部と、前記液体流が前記第１衝突部に衝突して第１微細化粒子が生成され、当該第１微細化粒子が前記第２衝突部に衝突して第２微細化粒子が生成されるエリアである微細化粒子生成エリア部とを備える。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、気体で液体を霧化する液体霧化装置に関する。

医療機器（例えば、吸入器）、半導体（成膜技術）、スプレードライヤー（セラミック新素材）、燃焼用バーナー等の分野で液滴径がサブミクロン（１〜１０μｍ）またはナノ（１μｍ未満）粒子のニーズが普及しつつある。現状の霧化技術は、気液混合式（２流体式）、超音波式、超高圧式（１００〜３００ＭＰａ）、蒸発式等があるが、いずれも装置コストが高く、霧化させるために高エネルギーが必要であり、さらに小型化が困難であった。例えば、気液混合式二流体ノズルの一例として、微粒子ミストを生成するための噴霧ノズル装置が知られている（特許文献１）。

また、従来の二流体ノズル構造の場合、噴霧角を広角（例えば８０°以上）にさせると、噴霧パターンにムラが生じやすく、きれいな噴霧パターンを生成するのが容易ではなく、特に、低エネルギー（低気体圧、低液体圧）になるほど、噴霧パターンにムラが生じるものであった。

特開２００２−１２６５８７号公報

近年、低エネルギー（低気体圧力、低液体圧力）で液体を微細化して、ムラのない噴霧パターンで低速噴霧を生じさせたいとの要求がある。

そこで、本発明は上述の従来技術の微細化原理とは異なる原理を用いて、低エネルギーで液体を微細化して、従来よりもムラが抑制された噴霧パターンで低速噴霧を生成することができる液体霧化装置を提供することを目的とする。

本発明の液体霧化装置は、
第１気体流を噴射する第１気体オリフィス部と、
前記第１気体オリフィス部から噴射された前記第１気体流に対し９０°〜１８０°の衝突角度(α１)で衝突する第２気体流を噴射する第２気体オリフィス部と、
前記第１気体流と第２気体流との第１衝突部よりも噴霧方向側に第３気体流を噴射する第３気体オリフィス部と、
前記第３気体オリフィス部から噴射された前記第３気体流に対し９０°〜１８０°の衝突角度(α２)で第３気体流と衝突し、前記第１衝突部よりも噴霧方向側に第２衝突部を形成する、第４気体流を噴射する第４気体オリフィス部と、
前記第１衝突部および第２衝突部に向かって、液体流を噴射する液体オリフィス部と、
前記液体流が前記第１衝突部に衝突して第１微細化粒子が生成され、当該第１微細化粒子が前記第２衝突部に衝突して第２微細化粒子が生成されるエリアである微細化粒子生成エリア部と、を備える。

この構成によれば、低エネルギーで液体を微細化して、従来よりもムラが抑制された噴霧パターンで低速噴霧を生成することができる。

上記発明の一実施形態として、前記第１衝突部の直後に前記第２衝突部が形成される。この構成によれば、第１衝突部の直ぐ後ろに間隔をあけることなく第２衝突部が形成されているので、第１衝突部で液体が微細化された第１微細化粒子がそのまま第２衝突部に衝突するため、第１微細化粒子がさらに微細化されずに外部に逃げる割合（量）を極力抑制できる。

また、上記発明の一実施形態として、第１衝突面と第２衝突面が一部重なっている。この構成によれば、第１衝突部の一部と第２衝突部の一部が重なっているので、第１衝突部で液体が微細化された第１微細化粒子がそのまま第２衝突部に衝突するため、第１微細化粒子がさらに微細化されずに外部に逃げる割合（量）を極力抑制できる。

本発明の霧化原理（微細化）について図面を参照しながら説明する。図１Ａ（側面部）、１Ｂ（噴霧口を上から見た平面図）は、本発明の霧化原理を模式的に表した概念図である。第１気体オリフィス部１と第２気体オリフィス部２が、所定の噴射角度（図４Ａ参照、α１＝９０°〜１８０°）で向かいあっている。第１気体オリフィス部１と第２気体オリフィス部２の直ぐ近傍に第３気体オリフィス部３、第４気体オリフィス部４が配置される。第３気体オリフィス部３と第４気体オリフィス部４が、所定の噴射角度（図４Ｂ参照、α２＝９０°〜１８０°）で向かいあっている。図１Ｂにおいて、第１気体オリフィス部１と第２気体オリフィス部２の対向ラインＸ（上から見たライン）と、第３気体オリフィス部３と第４気体オリフィス部４との対向ラインＹ（上から見たライン）との交差角γは、９０°である。交差角γは、例えば、０°〜１７９°の範囲で設定することができる。交差角γは、微細化粒子の平均粒子径、噴霧パターンの粒子分散性、噴霧量、低エネルギーの設定、装置部品の組み付け誤差も考慮できるように調節する。交差角γ＝０°の場合とは、第１気体オリフィス部１と第３気体オリフィス部３とが上下２段に重なっていて、第２気体オリフィス部２と第４気体オリフィス部４とが上下２段に重なっている構成である。

第１気体オリフィス部１から噴射された第１気体流１１と、第２気体オリフィス部２から噴射された第２気体流２１とが衝突して第１衝突部７１（破線）が形成され、この第１衝突部７１に向かって、液体オリフィス部６から噴射された液体流６１が衝突する。液体流６１は、第１気体流１１と第２気体流２１に挟まれるようにしてそれらと衝突し、第１微細化粒子が生成される。図１Ａでは、第１衝突部７１の衝突面７１ａに向かって下から液体流６１が噴射されている。衝突面７１ａは、第１気体流１１と第２気体流２１とが衝突する面である。図５において、衝突面７１ａに対する液体流噴射方向の傾斜角βが示されているが、図１Ｂでは、βが０°である。このβは、０°でもよく１°〜３０°の範囲で調整することができる。

この第１微細化粒子は、次の段の第２衝突部７２に衝突する。第２衝突部７２（破線）は、第３気体オリフィス部３から噴射された第３気体流３１と、第４気体オリフィス部４から噴射された第４気体流４１とが衝突して形成されたものである。第１微細化粒子は、第３気体流３１と第４気体流４１に挟まれるようにしてそれらと衝突し、第２微細化粒子が生成され、長円形(楕円形)の広角噴霧パターンで低速噴霧される。この噴霧パターンは、長径方向でその中心位置とその両端部とで噴霧量のばらつきが小さい。上記第１衝突部７１と第２衝突部７２とで、液体の第１、第２微細化が行われており、このエリアが微細化粒子生成エリア部７０に相当する。

また、上記発明の一実施形態として、装置外側に断面凸状に突出して形成され、内部に前記微細化粒子生成エリア部が形成される突出部と、
前記突出部に、前記微細化粒子生成エリア部で生成された前記第２微細化粒子の広角噴霧方向に沿って形成される出口スリット部と、をさらに備える。

また、上記発明の一実施形態として、前記出口スリット部の底部近傍に、前記第２微細化粒子の広角噴霧方向に向かって傾斜して形成される規制部をさらに備える。

上記突出部、出口スリット部、規制部について図２Ａ〜２Ｆの模式図を用いて説明する。図２Ａは、上からノズル先端の噴霧口を見た図（平面図）である。図２Ｂ，２Ｃに、噴霧された第２微細化粒子の霧Ｆ２を示す。この霧Ｆ２は、突出部８０に形成された出口スリット部８１の隙間から広角に広がって（扇状に広がって）噴霧される（図３Ａ，図３Ｂ参照）。このとき、出口スリット部８１の底部近傍に霧Ｆ２の広角噴霧方向に向かって規制部８２ａ、８２ｂが形成されている（図２Ｃ）。この規制部８２ａ、８２ｂによって、噴霧される霧Ｆ２がノズル先端面に付着せずに前方へ流れやすくなり、噴霧パターン長径方向の平均粒子径がほぼ均等になる。

上記規制部８２ａ、８２ｂは、出口スリット部８１の凹溝断面の端部よりも外側（噴霧方向）に、その先端部あるいはその傾斜面が突出して形成されていてもよい。また、上記規制部８２ａ、８２ｂは、出口スリット部８１の凹溝内部(あるいは突出部８０)よりも外側（噴霧方向）に形成されていてもよい。

上記霧Ｆ２は、気体流同士の衝突部から排出される排出気体流とともに噴霧される。この排出気体流によって噴霧パターンが形成される。噴霧パターンは、出口スリット部８１の開放方向に、液体流出方向軸を中心にして幅広の扇状に形成され、その断面形状は楕円状または長円状（図３Ａ、図３Ｂ）となる。気体流同士が衝突した衝突面に平行に（衝突面が拡張する方向に）、衝突した（衝突後の）気体が拡散しており、この方向に霧Ｆ２が扇状に広がって噴出されることになる。本発明において、霧Ｆ２の広角噴霧角Ｇは、７０°〜１００°の範囲であり、１００°〜１８０°の広角噴霧角も可能となる。

また、上記発明の一実施形態として、前記規制部は、２０°〜１５０°の角度範囲で傾斜して形成される。

前記規制部の傾斜角度は、１８０°より小さい傾斜角であればよく、例えば、噴霧方向に開くように、１０°〜１６０°の角度範囲が挙げられる。好ましい実施形態としては、２０°〜１５０°の角度範囲で傾斜して形成されていることが好ましい。図２Ｄは、規制部８２ａ、８２ｂの傾斜角度θを示す。傾斜角度θとしては、２０°〜１５０°の範囲が好ましく、より好ましくは、４０°〜１２０°であり、さらに好ましくは、６０°〜９０°である。θが小さくなるほど、噴霧が直進的になり、噴霧出口周辺に霧がより付着しにくくなるが、噴霧パターンの長径が短くなる。θが６０°〜９０°の範囲では、広角噴霧パターンを維持できる。また、規制部によって、傾斜角度θ（＝θ１＋θ２）をコントロールすることで、噴霧パターンの長径の長さ、噴霧パターンを可変にコントロールできる。図２Ｄに示すように、規制部８２ａ、規制部８２ｂは、噴霧方向中心軸から、同じ傾斜角（θ／２ずつ）であることが必ずしも必要ではなく、得たい噴霧パターンに応じて、θ１とθ２の角度が異なっていてもよい。

上記突出部は、気体オリフィスを形成するための部材と一体に形成されていてもよく、別部材で形成されていてもよい。

上記発明の一実施形態として、前記突出部の装置外部に突出している先端部断面（８０ａ）が、半円形状または半楕円形状であることが好ましい。

この構成では、図２Ｃ、図２Ｆに示すように、突出部８０の先端部８０ａの断面が、Ｒ形状を有する半円形状または半楕円形状である。これによって、噴霧パターンの長径方向の粒子の密度分布をさらに略均一にでき、Ｒ形状にすることで、噴霧パターンの長径方向の霧粒子の密度分布を制御できる。

また、上記発明の一実施形態として、前記第１気体オリフィス部のスリット深さ(ｄ１１)と前記第３気体オリフィス部のスリット深さ(ｄ３１)の和（ｄ１１＋ｄ３１）が、前記液体オリフィス部の直径(ｄ５)の１.６倍以上６倍以下であることが好ましい。前記第１気体オリフィス部のスリット深さと前記第気体３オリフィス部のスリット深さの和が、前記液体オリフィス部の直径の１.８倍以上４倍以下が好ましく、２倍以上３倍以下がより好ましく、２倍以上２．６倍以下がさらに好ましい。噴霧パターンのムラの程度および低エネルギー使用の兼ね合いで設定される。第１気体オリフィス部のスリット深さ(ｄ１１)と第２気体オリフィス部のスリット深さ（ｄ２１）は同じであることが好ましい。また、第３気体オリフィス部のスリット深さ(ｄ３１)と第４気体オリフィス部のスリット深さ（ｄ４１）は同じであることが好ましい。つまり、液体流と衝突する方向の第１衝突部の奥行き長さと第２衝突部の奥行き長さの和が、液体流の断面直径（もしくは断面の内最大長さ）の１、８倍以上６倍以下であることが好ましい。また、液体オリフィスが１本ではなく２本（あるい２本以上）の場合には、第１気体オリフィス部のスリット深さ(ｄ１１)と第３気体オリフィス部のスリット深さ(ｄ３１)の和（ｄ１１＋ｄ３１）が、１以上の液体オリフィス部の直径の総和(ｄ５＋ｄ５´＋・・)の２倍以上６倍以下であることが好ましい。

上記第１気体オリフィス部の噴射方向軸と上記第２気体オリフィス部の噴射方向軸との交差角度（衝突角α１）が９０°〜１８０°の範囲であることが好ましい。「衝突角α１」は、９０°〜１８０°であり、より好ましくは１１０°〜１８０°である。図４Ａに衝突角α１を示す。前記第３気体オリフィス部の噴射方向軸と前記第４気体オリフィス部の噴射方向軸との交差角度（衝突角α２）が９０°〜１８０°の範囲であることが好ましい。「衝突角α２」は、９０°〜１８０°であり、より好ましくは１１０°〜１８０°である。図４Ｂに衝突角α２を示す。

また、図５に示すように、傾斜角βとしては、０°（直交位置）から±８０°の範囲、好ましくは０°から±４５°、より好ましくは０°から±３０°、さらに好ましくは０°から±１５°の範囲である。傾き角βが小さくなるほど、霧の生成効率（霧化効率）が高い傾向となる。

上記発明の一実施形態として、第１気体オリフィス部のスリット幅（ｄ１）、前記第２気体オリフィス部のスリット幅（ｄ２）、第３気体オリフィス部のスリット幅（ｄ３）、前記第４気体オリフィス部のスリット幅（ｄ４）が、前記液体オリフィス部の出口オリフィス直径（ｄ５）の１倍〜１．５倍であることが好ましい。液体流の断面と、気体流同士の衝突部とを衝突させる場合に、衝突部より液体の衝突断面積が小さいことが好ましいからである。気体流同士の衝突部よりも液体流の衝突断面が大きいと、液体の一部が衝突部に衝突せずに霧化されない傾向になり微粒化が悪くなる。

図２Ｆに示すように、第３気体オリフィス部３のスリット幅がｄ３であり、不図示の第４気体オリフィス部４のスリット幅がｄ４であり、ｄ３＝ｄ４の寸法設定である。そして、液体オリフィス部６の出口オリフィス直径がｄ５であるとき、ｄ３＝ｄ５〜１．５×ｄ５の範囲である。また、図２Ｅに示すように、第１気体オリフィス部１のスリット幅がｄ１であり、不図示の第２気体オリフィス部２のスリット幅がｄ２であり、ｄ１＝ｄ２の寸法設定である。

また、第１、第２、第３、第４気体オリフィス部のオリフィス径（断面円の直径）が、液体オリフィス部のオリフィス径（断面円の直径）の１倍から１．５倍であることが好ましい。上記と同様の理由である。

また、本発明の一実施形態として、突出部８０の幅（ｄ６）が、第３気体オリフィス部のスリット幅（ｄ３）および第４気体オリフィス部のスリット幅（ｄ４）の１倍より大きく６倍以下であることが好ましく、より好ましくは１．５倍以上４倍以下であり、さらに好ましくは２倍以上３倍以下である。幅ｄ６が大きくなるほど、霧と接触する面積が大きくなりしずく発生がしやすくなる。

また、図２Ｅに示すように、突出部８０に形成された出口スリット部８１の幅（ｄ７）とスリット深さ（ｄ８）は、特に制限されないが、霧Ｆ２の生成および噴霧パターンの均一化を促進する寸法設定であることが好ましい。

また、気体オリフィス部へ気体を供給するための気体圧力源は、低エネルギー源であれば特に制限されないが、例えば、電動エアポンプが挙げられる。また、液体オリフィス部へ液体を供給するための液体圧力源は、低エネルギー源であれば特に制限されない。

気体オリフィス部から噴射される気体（気体流）の圧力、流量は、特に制限されないが、本発明の霧化原理によって、低気体圧力、低気体流量で、液体を好適に霧化できる。また、衝突部を構成することになる気体流同士の圧力は、同じまたは略同じに設定することが好ましく、衝突部を構成することになる気体流同士の流量も、同じまたは略同じに設定することが好ましい。

また、気体オリフィス部から噴射される気体流の断面形状は、特に制限されず、例えば、円状、楕円状、矩形状、多角形状が挙げられる。また、衝突部を構成する気体流同士の断面形状は、同一または略同一であることが好ましい。衝突部が変形、サイズ縮小等することを抑制することで、一定の形状、一定サイズの衝突部を維持して、安定した噴霧量で粒子径変動の少ない霧化体を生成するのに好ましい。

上記気体としては、特に制限されないが、例えば、空気、清浄空気（クリーンエア）、窒素、不活性ガス、燃料混合エア、酸素等が単独で、あるいはそれら複数種類の混合気体が挙げられ、使用目的に応じて適宜設定可能である。

上記液体としては、特に制限されないが、例えば、水、イオン化水、化粧水等の化粧薬液、医薬液、殺菌液、除菌液等の薬液、塗料、燃料油、コーティング剤、溶剤、樹脂等が単独で、あるいはそれら複数種類の混合液体が挙げられる。

液体霧化装置の一例を説明するための模式図である。 液体霧化装置の一例を説明するための模式図である。 液体霧化装置のノズル先端を上方から見た模式図である。 図２ＡのＡ−Ａ断面図である。 図２ＡのＢ−Ｂ断面図である。 規制部を説明するための模式図である。 液体霧化装置の一例を説明するための模式図である。 液体霧化装置の一例を説明するための模式図である。 噴霧パターンを説明するための模式図である。 噴霧パターンを説明するための模式図である。 ２つの気体噴射軸で形成される交差角度を説明するための模式図である。 ２つの気体噴射軸で形成される交差角度を説明するための模式図である。 液体噴射方向の傾斜角を説明するための模式図である。 実施形態１の液体霧化装置の外観斜視図である。 図６Ａの液体霧化装置の断面模式図である。 図６Ｂの液体霧化装置のＡ部拡大図である。 液体オリフィス部および第１、第２気体オリフィス部を構成する部品断面図である。 図７Ａの正面模式図である。 第１、第２気体オリフィス部を構成する部品断面図である。 図８Ａの図を軸方向に９０°回転した位置での断面模式図である。 図８ＡのＡ部拡大図である。 図８ＢのＣ部拡大図である。 図８ＤのＢ−Ｂ断面模式図である。

（実施形態１）
本実施形態の液体霧化装置を図面を参照しながら説明する。図６Ａ〜６Ｃに示す液体霧化装置は、ノズル装置として構成されている。図６Ａは、ノズル装置の外観形状を示している。図７Ａ、７Ｂは、液体オリフィス部および第１、第２気体オリフィス部を構成する内キャップ部１００の断面図である。図８Ａ〜８Ｇは、第１、第２気体オリフィス部を構成する外キャップ部１１０を説明するための図である。本実施形態では第１気体オリフィス部１０１と第２気体オリフィス部１０２とが、衝突角（α１）＝１１０°で気体流同士を衝突させて第１衝突部を形成している。この第１衝突部の直後に第２衝突部が形成されるように、第３気体オリフィス部１１５と第４気体オリフィス部１１６が設けられており、衝突角（α２）＝１１０°で気体流同士が衝突して第２衝突部を形成している。それぞれのオリフィス断面が四角形である。本実施形態では、交差角γ（図１Ｂ参照）は、９０°に設定している。

図６Ｂに示すように、気体通路部１３２から気体が供給される。気体通路部１３２が不図示のコンプレッサー、電動エアポンプ等に接続されて、それらを制御することで気体の噴射量、噴射速度等を設定できる。気体通路部
１３２は第１気体オリフィス部１０５、第２気体オリフィス部１０６、第３気体オリフィス部１１５、第４気体オリフィス部１１６に通じている。

また、液体通路部１４２から液体が供給される。液体通路部１４２が不図示の液体供給部に接続され、液体供給部が液体を加圧して液体通路部１４２に液送する。液体供給部は、液体の液送量、液送速度を設定する。なお、液体通路部１４２は、ノズル抑え部１４０の内部に形成されている。気体通路部１３２は、ノズル抑え部１４０の外壁部にネジ固定で組み込んだノズル本体１３０の内壁とノズル抑え部１４０の外壁との間に形成されている。

ノズル抑え部１４０の先端に内キャップ部１００が組み込まれ、この内キャップ部１００によって、液体通路部１４２から供給される液体を噴射するための液体オリフィス部１０１、１０２が形成されている。本実施形態では液体オリフィス部を２本としているが本発明はこれに制限されず、１本でもよい。液体オリフィス部１０１、１０２の断面形状は円であることが加工面で好ましい。

ノズル本体１３０の先端に外キャップ部１１０が組み込まれる。ネジ止部１２０がノズル本体１３０にネジ固定されることで、このネジ止部１２０に直接に接する外キャップ部１１０および外キャップ部１１０に押圧される内キャップ部１００をそれぞれ固定する。第１気体オリフィス１０５、第２気体オリフィス１０６は、内キャップ部１００の外壁に凹溝として形成され、外キャップ部１１０の内壁面でその凹溝を密閉することで形成される。図７Ａに第１気体オリフィス１０５、第２気体オリフィス１０６（凹溝）のスリット深さｄ１１、ｄ１２が示されている。

また、第３気体オリフィス１１５、第４気体オリフィス１１６は、外キャップ部１１０の内壁に凹溝として形成され、内キャップ部１００の外壁面でその凹溝を密閉することで形成される。図８Ｅに第３気体オリフィス１１５（凹溝）のスリット幅ｄ３、スリット深さｄ３１を示す。

なお、各部材の固定方法はネジ固定に限定されず、他の連結手段を用いることができ、また、各部材間の隙間には不図示のシール部材（例えばＯリング等）が適宜組み込まれていてもよい。

図８Ａ〜８Ｅに示すように、外キャップ部１１０には、装置外側に断面凸状に突出した突出部１１２が形成されている。この突出部１１２の内部に微細化粒子生成エリア部７０が形成される。この突出部１１２に、出口スリット部１１３が形成されている。さらに、図８Ｄに示すように、出口スリット部１１３の底部近傍に霧の広角噴霧方向に沿って規制部１１８ａ、１１８ｂが形成される。本実施形態において、この規制部１１８ａ、１１８ｂで形成される傾斜角度（θ）は、７０°である。なお、傾斜角度θは７０°に制限されない。

また、図８Ｄに示すように、突出部１１２の先端断面１１２ｂは半円形状である。これによって、噴霧パターンの長径方向の粒子の密度分布を略均一にでき、先端断面をＲ形状にすることで、噴霧パターンの長径方向の霧粒子の密度分布を好適に制御できる。

上記実施形態１では、外キャップ部１１０と内キャップ部１００とで、第１、第２、第３、第４気体オリフィス部を形成していたが、一部材で第１、第２、第３、第４気体オリフィス部を形成してもよい。また、第１、第２、第３、第４ 気体オリフィス部の断面形状が矩形に限定されず、他の多角形状でもよく、円状でもよい。また、気体流同士の衝突角α１、α２は、１１０°に限定されず、例えば、９０°〜１８０°の範囲で設定できる。

（実施例）
上記実施形態１に示す構成の液体霧化装置を用いて、噴霧パターンおよび長径方向中央部の平均粒子径ＳＭＤを評価した。上記突出部１１２の幅（ｄ６）が１ｍｍ、出口スリット部１１３のスリット深さ（ｄ８）が１．１５ｍｍ、スリット間隔（ｄ７）が０．２５ｍｍとした。規制部１１８ａ、１１８ｂの傾斜角度θが７０°とした。第１、第２気体オリフィス部の矩形断面がスリット幅（ｄ１、ｄ２）が０．４７ｍｍ、スリット深さ（ｄ１１、ｄ２１）が０．６ｍｍ、第３、第４気体オリフィス部の矩形断面がスリット幅（ｄ３、ｄ４）が０．４７ｍｍ、スリット深さ（ｄ３１、ｄ４１）が０．３ｍｍ、液体オリフィス部１０１、１０２の断面直径がφ０．２５ｍｍとした。液体オリフィス部の断面直径の総和が０．５ｍｍであり、第１気体オリフィス部と第３気体オリフィス部のスリット深さの和が０．９ｍｍである。交差角γは９０°に設定した。気体に空気を用い、液体に水を用いた。気体噴射の空気量Ｑａを５.０から１０．０（ＮＬ／ｍｉｎ）まで変化させ、噴霧（水）量Ｑｗを１０．０あるいは５０．０（ｍｌ／ｍｉｎ）に設定するように、空気圧Ｐａ、水圧Ｐｗを調整した。比較例は第３、第４気体オリフィス部を設けていない装置で実施した。実施例１〜５と比較例１〜５とでは、噴霧量Ｑｗと気水比を略同等に設定した。その結果を表１に示す。

実施例１〜５のいずれの場合でも噴霧パターンの長径方向中央部に噴霧密度にムラがなく、中央部よりも長径方向両端部の噴霧密度が低いことが確認された。一方、比較例１〜５では、長径方向の両端部での噴霧密度が中央部よりも高いものであった。また、比較例１〜５は、実施例１〜５よりも平均粒子径がいずれも悪い結果であり、特に気水比が低いとき（１００、１４０）と高いとき（１０００）とで顕著な差があった。

次に、交差角γを０°に設定して行った。気水比の条件を１０００と２００として、その結果を表２に示す。

実施例６，７のいずれの場合でも噴霧パターンの長径方向中央部に噴霧密度にムラがなく、中央部よりも長径方向両端部の噴霧密度が低いことが確認された。

次に、交差角γを４５°に設定して行った。気水比の条件を１０００と２００として、その結果を表３に示す。

実施例８，９のいずれの場合でも噴霧パターンの長径方向中央部に噴霧密度にムラがなく、中央部よりも長径方向両端部の噴霧密度が低いことが確認された。

なお、上記において、平均粒子径（ＳＭＤ）はレーザー回折法の計測装置により測定した。測定位置は、噴霧方向軸上で、ノズル先端から２００ｍｍの位置とした。

１ 第１気体オリフィス部
２ 第２気体オリフィス部
６ 液体オリフィス部
７１ 第１衝突部
７２ 第２衝突部
８０ 突出部
８１ 出口スリット部
８２ａ、８２ｂ 規制部
Ｆ２ 霧

Claims (6)

1. 第１気体流を噴射する第１気体オリフィス部と、
   前記第１気体オリフィス部から噴射された前記第１気体流に対し９０°〜１８０°の衝突角度で衝突する第２気体流を噴射する第２気体オリフィス部と、
   前記第１気体流と第２気体流との第１衝突部よりも噴霧方向側に第３気体流を噴射する第３気体オリフィス部と、
   前記第３気体オリフィス部から噴射された前記第３気体流に対し９０°〜１８０°の衝突角度で第３気体流と衝突し、前記第１衝突部よりも噴霧方向側に第２衝突部を形成する、第４気体流を噴射する第４気体オリフィス部と、
   前記第１衝突部および第２衝突部に向かって、液体流を噴射する液体オリフィス部と、
   前記液体流が前記第１衝突部に衝突して第１微細化粒子が生成され、当該第１微細化粒子が前記第２衝突部に衝突して第２微細化粒子が生成されるエリアである微細化粒子生成エリア部と、を備える液体霧化装置。
2. 前記第１衝突部の直後に前記第２衝突部が形成される、または、前記第１衝突部と前記第２衝突部が一部重なっている、請求項１に記載の液体霧化装置。
3. 装置外側に断面凸状に突出して形成され、内部に前記微細化粒子生成エリア部が形成される突出部と、
   前記突出部に、前記微細化粒子生成エリア部で生成された前記第２微細化粒子の広角噴霧方向に沿って形成される出口スリット部と、をさらに備える請求項１または２に記載の液体霧化装置。
4. 前記出口スリット部の底部近傍に、前記第２微細化粒子の広角噴霧方向に向かって傾斜して形成される規制部をさらに備える請求項１から３のいずれか１項に記載の液体霧化装置。
5. 前記規制部は、２０°〜１５０°の角度範囲で傾斜して形成される、請求項４に記載の液体霧化装置。
6. 前記第１オリフィス部のスリット深さと前記第３オリフィス部のスリット深さの和が、前記液体オリフィス部の直径の１.６倍以上６倍以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体霧化装置。