JP2017087105A - Aerosol generating device and aerosol generating method - Google Patents

Aerosol generating device and aerosol generating method Download PDF

Info

Publication number
JP2017087105A
JP2017087105A JP2015217087A JP2015217087A JP2017087105A JP 2017087105 A JP2017087105 A JP 2017087105A JP 2015217087 A JP2015217087 A JP 2015217087A JP 2015217087 A JP2015217087 A JP 2015217087A JP 2017087105 A JP2017087105 A JP 2017087105A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
compressed powder
aerosol
compressed
opening
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
JP2015217087A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
大造 金井
Taizo Kanai
大造 金井
正裕 古谷
Masahiro Furuya
正裕 古谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
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 Central Research Institute of Electric Power Industry filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP2015217087A priority Critical patent/JP2017087105A/en
Publication of JP2017087105A publication Critical patent/JP2017087105A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Air Transport Of Granular Materials (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aerosol generating device that continuously and stably generates uniform aerosol while easily responding to a request for increasing the amount of aerosol being generated.SOLUTION: An aerosol generating device includes: a container having an opening and being loaded with compressed powders; pressing means for gradually pressing the compressed powders toward the opening; a mixing chamber forming a sealed space around the opening; a gas introduction part for introducing a gas into the mixing chamber; a protecting and shaving means for making powders by shaving the compressed powders by relatively performing a rotational motion in parallel or nearly in parallel with the end surface of the compressed powders or a linear motion to the compressed powders while pressing the end surface of the compressed powders pressed by the pressing means and being protected from a gas flow; and an aerosol deriving part for directing aerosol formed by mixing the powders with the gas in the mixing chamber to a supply destination.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、粉体をガス中に分散させたエアロゾルを人工的に発生させる装置及び方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えばエアロゾルの挙動の評価、フィルタ性能の評価のための基準粒子を含むエアロゾルの発生、粉体搬送や溶射等といった粉体を利用する分野、及びエアロゾルデポジッション法(AD法)等の成膜技術等に用いて好適なエアロゾル発生装置及びエアロゾル発生方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for artificially generating an aerosol in which powder is dispersed in a gas. More specifically, the present invention relates to the field of using powders such as aerosol behavior evaluation, generation of aerosols containing reference particles for filter performance evaluation, powder transport and thermal spraying, and aerosol deposition methods. The present invention relates to an aerosol generation apparatus and an aerosol generation method suitable for use in film formation techniques such as (AD method).

粉体をガス中に分散させたエアロゾルを人工的に発生させる装置として、例えば図9に示すエアロゾル発生装置が知られている。このエアロゾル発生装置は、装填された円柱状の圧縮粉体101の押出口102aを有するシリンダ102と、圧縮粉体101を押出口102aから徐々に押し出すピストン103と、押出口102を包囲し且つ内部空間を有する筐体104と、押出口102aから押し出された圧縮粉体101の端面を削り取る回転ブラシ106とを備えている。回転ブラシ106は、上部開口110a及び下部開口110bを備えるガイド110に収納されている。回転ブラシ106により削り取られた粉体は、回転ブラシ106の回転にのってガイド110の上部開口110aまで搬送され、空気流通管107の空気導入部107aから導入された空気と混合されてエアロゾルとなり、エアロゾル導出部107bから導出される(例えば、非特許文献1を参照)。   As an apparatus for artificially generating an aerosol in which powder is dispersed in a gas, for example, an aerosol generating apparatus shown in FIG. 9 is known. The aerosol generator includes a cylinder 102 having an extrusion port 102a for a cylindrical compressed powder 101 loaded therein, a piston 103 for gradually extruding the compressed powder 101 from the extrusion port 102a, and an inner periphery of the extrusion port 102. A casing 104 having a space and a rotating brush 106 that scrapes off an end surface of the compressed powder 101 extruded from the extrusion port 102a are provided. The rotating brush 106 is housed in a guide 110 having an upper opening 110a and a lower opening 110b. The powder scraped off by the rotating brush 106 is conveyed to the upper opening 110a of the guide 110 along with the rotation of the rotating brush 106, and mixed with the air introduced from the air introducing portion 107a of the air circulation pipe 107 to become an aerosol. Derived from the aerosol deriving unit 107b (see, for example, Non-Patent Document 1).

東京ダイレック株式会社、"Powder Dispersion Generator RBG 1000/2000 エアロゾルジェネレーター(乾燥分散式)″、[online]、[平成27年9月24日検索]、インターネット〈URL:http://www.t-dylec.net/products/pdf/palas_rbg1000_2000.pdf〉Tokyo Direc Co., Ltd., "Powder Dispersion Generator RBG 1000/2000 Aerosol Generator (Drying Dispersion Type)", [online], [Searched on September 24, 2015], Internet <URL: http: //www.t-dylec .net / products / pdf / palas_rbg1000_2000.pdf>

しかしながら、非特許文献1のエアロゾル発生装置は、回転ブラシ106が、円柱状の圧縮粉体101の長手方向中心軸に対して垂直な回転軸106aを中心として回転する。そのため、圧縮粉体101の端面全体を良好に削り取るには、圧縮粉体101の端面の径に対して回転ブラシ106の径を相対的に大きなものとしなければならない。したがって、エアロゾル発生量の増大が要求される際に、圧縮粉体101としてより大きな径を有するものを利用できるようにシリンダ102を大容量化しようとすると、それに応じて回転ブラシ106の径をかなり大きなものとしなければならない。つまり、非特許文献1のエアロゾル発生装置は、エアロゾル発生量の増大の要求に応じて、装置を全体として大型化せざるを得ないという問題がある。このような問題を抱えていることにより、非特許文献1のエアロゾル発生装置は、エアロゾル発生量の増大の要求に応えにくいという問題がある。   However, in the aerosol generation device of Non-Patent Document 1, the rotating brush 106 rotates about a rotating shaft 106a perpendicular to the longitudinal central axis of the cylindrical compressed powder 101. Therefore, in order to scrape the entire end face of the compressed powder 101 satisfactorily, the diameter of the rotary brush 106 must be relatively larger than the diameter of the end face of the compressed powder 101. Therefore, when an increase in the amount of aerosol generated is required, if an attempt is made to increase the capacity of the cylinder 102 so that a compressed powder 101 having a larger diameter can be used, the diameter of the rotating brush 106 is considerably increased accordingly. Must be big. That is, the aerosol generating device of Non-Patent Document 1 has a problem that the size of the device has to be increased as a whole in response to a request for an increase in the amount of generated aerosol. Due to such problems, the aerosol generation device of Non-Patent Document 1 has a problem that it is difficult to meet the demand for an increase in the amount of aerosol generation.

また、圧縮粉体101は脆くて崩れ易いことに加えて、非特許文献1のエアロゾル発生装置では圧縮粉体101がシリンダ102に保護されずに露出している部分が多い。したがって、回転ブラシ106で圧縮粉体101を削り取ると崩れ等が生じ易く、一部の粉体が塊のままの状態でエアロゾル化に供されて、エアロゾルにむらが生じる原因となることがある。また、回転ブラシ106のブラシ構造の隙間の一部に削り取られた粉体が詰まって凝集したり、逆に粉体が殆ど存在しなかったりすることがある。このような場合、ガイド110の上部開口110aにおいてブラシ構造の隙間から凝集した粉体が排出されてエアロゾル化に供されたり、ブラシ構造の隙間から殆ど粉体が排出されず、エアロゾルを発生させることができなかったりすることがある。このようなこともエアロゾルにむらが生じる原因となる。   Further, in addition to the fact that the compressed powder 101 is brittle and easily collapses, in the aerosol generator of Non-Patent Document 1, there are many portions where the compressed powder 101 is exposed without being protected by the cylinder 102. Therefore, when the compressed powder 101 is scraped off with the rotating brush 106, it may be easily broken, and part of the powder may be subjected to aerosolization in a lump state, which may cause unevenness in the aerosol. In addition, the powder scraped off in a part of the gap of the brush structure of the rotating brush 106 may be clogged and aggregated, or conversely, there may be almost no powder. In such a case, the agglomerated powder is discharged from the gap of the brush structure in the upper opening 110a of the guide 110 to be used for aerosolization, or almost no powder is discharged from the gap of the brush structure to generate aerosol. May not be possible. This also causes unevenness in the aerosol.

そこで、本発明は、エアロゾル発生量の増大の要求に応えやすいものとしながらも、均一なエアロゾルを連続的に安定して発生させることのできるエアロゾル発生装置及びエアロゾル発生方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an aerosol generation apparatus and an aerosol generation method capable of continuously generating a uniform aerosol while being easy to meet the demand for an increase in the amount of aerosol generation. To do.

かかる課題を解決するため、本発明のエアロゾル発生装置は、開口部を有し且つ圧縮粉体が装填される容器と、圧縮粉体を開口部に向けて徐々に押し付ける押付手段と、開口部の周囲に密閉空間を形成する混合室と、混合室にガスを導入するガス導入部と、押付手段により押し付けられた圧縮粉体の端面を押さえてガスの流れから保護しながら圧縮粉体の端面に対して平行又は略平行な回転運動又は直線運動を圧縮粉体に対して相対的に行うことにより圧縮粉体を削り取って粉体を発生させる保護・削り手段と、粉体が混合室内にてガスと混合されて生成されるエアロゾルを供給先に導出するエアロゾル導出部とを備えるものとしている。   In order to solve such a problem, an aerosol generation device of the present invention includes a container having an opening and loaded with compressed powder, pressing means for gradually pressing the compressed powder toward the opening, A mixing chamber that forms a sealed space around it, a gas introduction part that introduces gas into the mixing chamber, and an end face of the compressed powder pressed by the pressing means to protect it from the gas flow while protecting the end face of the compressed powder Protective / shaving means for generating powder by scraping the compressed powder by performing a parallel or substantially parallel rotational motion or linear motion relative to the compressed powder, and the powder is gas in the mixing chamber. And an aerosol deriving unit for deriving the aerosol generated by mixing to the supply destination.

また、かかる課題を解決するため、本発明のエアロゾル発生方法は、開口部を有する容器に圧縮粉体を装填し、圧縮粉体を開口部に向けて徐々に押し付け、開口部の周囲に密閉空間を形成する混合室にガスを導入し、押付手段により押し付けた圧縮粉体の端面を押さえてガスの流れから保護しながら圧縮粉体の端面に対して平行又は略平行な回転運動又は直線運動を圧縮粉体に対して相対的に行うことにより圧縮粉体を削り取って粉体を発生させ、粉体が混合室内にてガスと混合されて生成されるエアロゾルを供給先に導出するようにしている。   In addition, in order to solve such a problem, the aerosol generation method of the present invention is such that a compressed powder is loaded into a container having an opening, the compressed powder is gradually pressed toward the opening, and a sealed space is formed around the opening. A gas is introduced into the mixing chamber forming the gas, and the rotational surface or linear motion is parallel or substantially parallel to the end surface of the compressed powder while protecting the end surface of the compressed powder pressed by the pressing means and protecting it from the gas flow. By performing relative to the compressed powder, the compressed powder is scraped to generate powder, and the aerosol generated by mixing the powder with gas in the mixing chamber is led to the supply destination. .

本発明によれば、圧縮粉体の端面を押さえて混合室に導入されるガスの流れから保護しながら圧縮粉体の端面に対して平行又は略平行な回転運動又は直線運動を圧縮粉体に対して相対的に行うことにより圧縮粉体を削り取るようにしているので、保護・削り手段は圧縮粉体の端面とほぼ同程度の大きさか又はこれよりも若干大きなものとすればよく、あるいはガスの流れから保護可能な範囲で保護・削り手段を圧縮粉体の端面よりも若干小さなものとすることもできる。したがって、エアロゾル発生量の増大の要求に応じて、圧縮粉体を装填するための容器を大容量化したとしても、装置全体としてはコンパクトなものとすることができる。換言すれば、装置全体をコンパクトなものとしながらも、エアロゾル発生量の増大の要求に応えることが可能となる。   According to the present invention, a rotary motion or a linear motion parallel or substantially parallel to the end surface of the compressed powder is applied to the compressed powder while protecting the end surface of the compressed powder from the gas flow introduced into the mixing chamber. Since the compressed powder is scraped off relatively, the protective / scraping means may be approximately the same size as or slightly larger than the end face of the compressed powder, or gas. The protective / shaving means may be slightly smaller than the end face of the compressed powder as long as it can be protected from the flow. Therefore, even if the capacity of the container for loading the compressed powder is increased in response to the demand for an increase in the amount of aerosol generated, the entire apparatus can be made compact. In other words, it is possible to meet the demand for an increase in the amount of aerosol generated while making the entire apparatus compact.

しかも、圧縮粉体の端面を押さえて混合室に導入されるガスの流れから保護しながら圧縮粉体の端面に対して平行又は略平行な回転運動又は直線運動を圧縮粉体に対して相対的に行うことにより圧縮粉体を削り取って粉体を発生させるようにしているので、圧縮粉体を削り取る箇所の周囲にガスの流れが発生しても、このガスの流れによって圧縮粉体が崩されるようなことがなく、十分に解砕された粉体を削り出すことができる。そして、粉体を削り出すのと同時にあるいはその直後にガスと混合してエアロゾルを生成することができるので、削り出された粉体が再び凝集するような状況が起こりにくいことに加えて、十分に解砕された粉体が安定して供給されることから、均一なエアロゾルを連続的に安定して発生させることが可能となる。   In addition, the rotary powder or linear motion parallel to or substantially parallel to the end face of the compressed powder is relative to the compressed powder while protecting the end face of the compressed powder from the gas flow introduced into the mixing chamber. Since the compressed powder is scraped off to generate the powder, the compressed powder is broken by the gas flow even if a gas flow occurs around the area where the compressed powder is scraped off. There is no such thing, and the fully crushed powder can be cut out. And it can be mixed with gas at the same time or immediately after cutting out the powder to produce an aerosol. Since the pulverized powder is stably supplied, uniform aerosol can be generated continuously and stably.

本発明のエアロゾル発生装置の実施形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of the aerosol generator of this invention. 保護・削り手段の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a protection and shaving means. 保護・削り手段の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a protection and a shaving means. 図3に示す保護・削り手段の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the protection and shaving means shown in FIG. 図3に示す保護・削り手段の他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the other modification of the protection and shaving means shown in FIG. 保護・削り手段のさらに他の例を示す図である。It is a figure which shows the further another example of a protection and a shaving means. 本発明のエアロゾル発生装置の評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the aerosol generator of this invention. 定量粉体供給装置とエジェクタを利用したエアロゾル発生装置の評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the aerosol generator using a fixed-quantity powder supply apparatus and an ejector. 従来のエアロゾル発生装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional aerosol generator.

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1に、本発明にかかるエアロゾル発生装置の実施の一形態を示す。この実施形態にかかるエアロゾル発生装置は、開口部2aを有し且つ圧縮粉体1が装填される容器2と、圧縮粉体1を開口部2aに向けて徐々に押し付ける押付手段3と、開口部2aの周囲に密閉空間を形成する混合室4と、混合室4にガスを導入するガス導入部5と、押付手段3により押し付けられた圧縮粉体1の端面を押さえてガスの流れから保護しながら圧縮粉体1の端面に対して平行又は略平行な回転運動又は直線運動を圧縮粉体1に対して相対的に行うことにより圧縮粉体1を削り取って粉体を発生させる保護・削り手段6と、粉体が混合室4内にてガスと混合されて生成されるエアロゾルを供給先に導出するエアロゾル導出部7とを備えるものである。   FIG. 1 shows an embodiment of an aerosol generator according to the present invention. The aerosol generator according to this embodiment includes a container 2 having an opening 2a and loaded with a compressed powder 1, a pressing means 3 for gradually pressing the compressed powder 1 toward the opening 2a, and an opening. A mixing chamber 4 that forms a sealed space around 2a, a gas introduction portion 5 that introduces gas into the mixing chamber 4, and an end face of the compressed powder 1 pressed by the pressing means 3 are pressed to protect the gas from flowing. Protective / shaving means for scraping the compressed powder 1 to generate powder by performing a rotational motion or linear motion parallel or substantially parallel to the end face of the compressed powder 1 relative to the compressed powder 1. 6 and an aerosol deriving unit 7 for deriving an aerosol generated by mixing powder with a gas in the mixing chamber 4 to a supply destination.

圧縮粉体1は、エアロゾルを構成する分散相としての粉体で構成される。   The compressed powder 1 is composed of powder as a dispersed phase that constitutes an aerosol.

圧縮粉体1を構成する粉体の粒径及び化学組成は、エアロゾルの利用目的に応じて適宜選択される。粒径については、例えば、一次粒子径でサブミクロンオーダーからミクロンオーダーの範囲内から適宜選択される。化学組成については、例えば、硫酸塩や硝酸塩等の無機成分、すす等の炭素成分、有機物、金属、海塩、生物由来成分、鉱物等から適宜選択される。   The particle size and chemical composition of the powder constituting the compressed powder 1 are appropriately selected according to the purpose of use of the aerosol. The particle size is appropriately selected from the range of submicron order to micron order, for example, as the primary particle diameter. The chemical composition is appropriately selected from, for example, inorganic components such as sulfates and nitrates, carbon components such as soot, organic substances, metals, sea salts, biological components, minerals, and the like.

圧縮粉体1は、粉体を加圧成形することにより得られる。加圧成形は、例えば容器2内に粉体を詰めて加圧することに行われる。これにより、容器2内で粉体が加圧成形されて圧縮粉体1となり、これをそのままエアロゾルの生成に供することができる。勿論、容器2のサイズに合わせて予め別の設備で加圧成形した成形品を容器2内に装填するようにしてもよい。また、予備の容器2を用意し、これを利用して予め別の設備で粉体を詰めて加圧することにより、あるいは予め別の設備で加圧成形した成形品を予備の容器2に装填することにより、カートリッジ変換方式とすることも可能である。これらのいずれの形態も本発明における容器2への圧縮粉体1の装填に包含される。   The compressed powder 1 is obtained by pressure-molding a powder. The pressure molding is performed, for example, by filling the container 2 with powder and pressing it. As a result, the powder is pressure-formed in the container 2 to form the compressed powder 1, which can be directly used for the generation of aerosol. Of course, a molded product that has been press-molded in advance with another facility in accordance with the size of the container 2 may be loaded into the container 2. Also, a spare container 2 is prepared, and using this, powder is packed in advance in another facility and pressed, or a molded product that has been press-formed in advance in another facility is loaded into the spare container 2. Therefore, it is possible to adopt a cartridge conversion method. Any of these forms is included in the loading of the compressed powder 1 into the container 2 in the present invention.

本実施形態において、容器2は、例えばシリンダであるが、装填された圧縮粉体1を開口部2aに向けて押し付けることが可能な形状であれば、シリンダのような円筒形のものには限定されない。例えば、内周面形状は円形であってもよいし、矩形等の多角形状であってもよい。外側の輪郭形状についても、内周面形状に対応させる必要は必ずしもなく、形状は特に問わない。なお、容器2の内面は、例えばバフ研磨等の平滑化処理により鏡面仕上げとすることで、圧縮粉体1との摩擦を低減させて開口部2aに向けて押し付け易いものとすることが好ましい。   In this embodiment, the container 2 is, for example, a cylinder, but is limited to a cylindrical shape such as a cylinder as long as the loaded compressed powder 1 can be pressed toward the opening 2a. Not. For example, the inner peripheral surface shape may be a circle or a polygon such as a rectangle. The outer contour shape does not necessarily correspond to the inner peripheral surface shape, and the shape is not particularly limited. The inner surface of the container 2 is preferably mirror-finished by a smoothing process such as buffing, for example, to reduce friction with the compressed powder 1 and to be easily pressed toward the opening 2a.

本実施形態において、押付手段3は、モーター駆動により圧縮粉体1を開口部2aに向けて徐々に押し出すようにしている。詳細には、電子モータ30の回転力をギヤボックス31を介してピストン32に固定されたロッド33に伝達させて、ピストン32により圧縮粉体1の開口部2a側の面とは反対側の面全体を押して開口部2aに向けて徐々に押し出し、保護・削り部材6に向けて押し付けるようにしている。但し、押付手段3はこのような形態には限定されず、容器2内で往復運動が可能であり、圧縮粉体1の開口部2a側の面とは反対側の面を押し付けて圧縮粉体1を開口部2aに向けて徐々に動かすことが可能な手段であればよい。   In the present embodiment, the pressing means 3 gradually pushes the compressed powder 1 toward the opening 2a by driving a motor. Specifically, the rotational force of the electronic motor 30 is transmitted to the rod 33 fixed to the piston 32 via the gear box 31, and the surface opposite to the surface on the opening 2 a side of the compressed powder 1 by the piston 32. The whole is pushed and gradually pushed out toward the opening 2a and pushed toward the protection / shaving member 6. However, the pressing means 3 is not limited to such a form, and can be reciprocated in the container 2, and the compressed powder 1 is pressed by pressing the surface opposite to the surface on the opening 2a side. Any means capable of gradually moving 1 toward the opening 2a may be used.

混合室4は、容器2の開口部2aの周囲に密閉空間を形成する構造としている。混合室4には、ガス導入部5及びエアロゾル導出部7が設けられている。ガス導入部5からは、エアロゾルを構成する分散媒としてのガスが混合室4内に導入され、粉体が削り出される箇所あるいはその近傍にガス流が形成されて、保護・削り手段6により圧縮粉体1から粉体が削り出されるのと同時にあるいはその直後にガスと混合してエアロゾルとなる。このエアロゾルはエアロゾル導出部7から供給先へ導出される。   The mixing chamber 4 has a structure that forms a sealed space around the opening 2 a of the container 2. The mixing chamber 4 is provided with a gas inlet 5 and an aerosol outlet 7. A gas as a dispersion medium constituting the aerosol is introduced from the gas introduction unit 5 into the mixing chamber 4, and a gas flow is formed at or near the location where the powder is scraped, and is compressed by the protection / shaving means 6. At the same time or immediately after the powder is cut out from the powder 1, it is mixed with gas to form an aerosol. This aerosol is led out from the aerosol lead-out unit 7 to the supply destination.

混合室4の形状は例えば円筒状であるが、このような形状に限定されるものではない。例えば、内周面形状は円形であってもよいし、矩形等の多角形状であってもよい。外側の輪郭形状についても、内周面形状に対応させる必要は必ずしもなく、形状は特に問わない。   The shape of the mixing chamber 4 is, for example, a cylindrical shape, but is not limited to such a shape. For example, the inner peripheral surface shape may be a circle or a polygon such as a rectangle. The outer contour shape does not necessarily correspond to the inner peripheral surface shape, and the shape is not particularly limited.

ガス導入部5から混合室4に導入されるガスは、エアロゾルの利用目的に応じて適宜選択される。例えば、乾燥空気、酸素、窒素、ヘリウム及びアルゴン、並びにこれらのガスを二種以上混合したもの等が挙げられるが、必ずしもこれらのガスに限定されるものではない。ガス導入部5から混合室4に導入されるガスの流速は、少なくともエアロゾルを発生させることのできる流速以上の範囲から適宜選択される。一例を挙げると、20m/秒(流量:600L/分)〜100m/秒(流量:3000L/分)であるが、この範囲に限定されるものではない。   The gas introduced into the mixing chamber 4 from the gas introduction part 5 is appropriately selected according to the purpose of use of the aerosol. Examples thereof include dry air, oxygen, nitrogen, helium and argon, and a mixture of two or more of these gases, but are not necessarily limited to these gases. The flow rate of the gas introduced from the gas introduction unit 5 into the mixing chamber 4 is appropriately selected from a range at least equal to the flow rate at which aerosol can be generated. An example is 20 m / sec (flow rate: 600 L / min) to 100 m / sec (flow rate: 3000 L / min), but is not limited to this range.

保護・削り手段6は、開口部2aに向けて押し付けられた圧縮粉体1の端面を押さえてガスの流れから保護しながら圧縮粉体1の端面に対して平行又は略平行な回転運動又は直線運動を圧縮粉体1に対して相対的に行うことにより圧縮粉体1を削り取って粉体を発生させるものである。これにより、粉体を削り取る箇所の周囲にガス流を導入しても、このガス流で圧縮粉体1が崩されることなく、十分に解砕された粉体を削り出すことができる。   The protection / shaving means 6 is a rotational movement or straight line parallel or substantially parallel to the end surface of the compressed powder 1 while pressing the end surface of the compressed powder 1 pressed toward the opening 2a to protect it from the gas flow. By performing the movement relative to the compressed powder 1, the compressed powder 1 is scraped to generate powder. Thereby, even if a gas flow is introduced around the part where the powder is scraped off, the compressed powder 1 is not broken by this gas flow, and the sufficiently crushed powder can be scraped off.

保護・削り手段6は、大まかには、開口部2aに向けて押し付けられた圧縮粉体1の端面を押さえてガスの流れから保護する保護部材6aと、圧縮粉体1を削り取る削り部6bにより構成される。   The protective / shaving means 6 is roughly composed of a protective member 6a that protects the gas powder by pressing the end surface of the compressed powder 1 pressed toward the opening 2a, and a shaving portion 6b that scrapes the compressed powder 1. Composed.

図1に示すエアロゾル発生装置においては、押付手段3により圧縮粉体1の端面を開口部2aから押し出した状態(つまり、圧縮粉体1の側面を開口部2aから若干露出させた状態)で保護・削り手段6により削り取るようにしている。この場合、保護部材6aの形状及びサイズは、圧縮粉体1の端面(断面)の形状及びサイズと、圧縮粉体1を削り取る際の保護・削り手段6の動きとを考慮して、圧縮粉体1を削り取る際に混合室4に導入されるガスの流れから保護されるように適宜決定される。例えば、本実施形態のように、圧縮粉体1が円柱状であり、圧縮粉体1の端面(断面)が円形である場合、回転運動により圧縮粉体1を削り取る場合には、保護部材6aの形状を圧縮粉体1の端面の円形とほぼ同じ径を有する円盤状としたり、あるいは圧縮粉体1の端面の円形よりも若干大きな若しくは小さな径を有する円盤状としたりすることで、押付手段3により開口部2aに向けて押し付けられた圧縮粉体1の端面が、圧縮粉体1を削り取る際に混合室4に導入されるガスの流れから保護される。圧縮粉体1の押付方向と直交する方向への直線運動(往復直線運動)により圧縮粉体1を削り取る場合には、保護部材6aの形状を、圧縮粉体1の端面の円形を覆い、且つ往復直線運動時に圧縮粉体1の端面が大きく露出することのないように運動方向の長さを確保した長方形状等とすることで、押付手段3により開口部2aに向けて押し付けられた圧縮粉体1の端面が、圧縮粉体1を削り取る際に混合室4に導入されるガスの流れから保護される。但し、これらの形態はあくまでも例示であり、これらの形態に必ずしも限定されるものではない。   In the aerosol generating apparatus shown in FIG. 1, protection is performed in a state where the end face of the compressed powder 1 is pushed out from the opening 2a by the pressing means 3 (that is, the side surface of the compressed powder 1 is slightly exposed from the opening 2a). -The shaving means 6 is used for scraping. In this case, the shape and size of the protective member 6a are determined in consideration of the shape and size of the end face (cross section) of the compressed powder 1 and the movement of the protection / shaving means 6 when the compressed powder 1 is scraped. It is determined as appropriate so as to be protected from the flow of gas introduced into the mixing chamber 4 when the body 1 is scraped off. For example, as in the present embodiment, when the compressed powder 1 is cylindrical and the end surface (cross section) of the compressed powder 1 is circular, when the compressed powder 1 is scraped off by rotational movement, the protective member 6a. The pressing means is formed into a disk shape having substantially the same diameter as the circular shape of the end surface of the compressed powder 1 or a disk shape having a slightly larger or smaller diameter than the circular shape of the end surface of the compressed powder 1. The end face of the compressed powder 1 pressed against the opening 2 a by 3 is protected from the flow of gas introduced into the mixing chamber 4 when the compressed powder 1 is scraped off. When the compressed powder 1 is scraped off by a linear motion (reciprocating linear motion) in a direction perpendicular to the pressing direction of the compressed powder 1, the shape of the protective member 6a covers the circular shape of the end surface of the compressed powder 1, and The compressed powder pressed toward the opening 2a by the pressing means 3 by making it a rectangular shape or the like that secures the length in the moving direction so that the end face of the compressed powder 1 is not greatly exposed during the reciprocating linear motion. The end surface of the body 1 is protected from the flow of gas introduced into the mixing chamber 4 when the compressed powder 1 is scraped off. However, these forms are merely examples, and are not necessarily limited to these forms.

ここで、保護・削り手段6による圧縮粉体1の端面の削り取りは、圧縮粉体1の端面を開口部2aから押し出さずに行うようにしてもよい。例えば、圧縮粉体1の端面を、開口部2aよりも容器2の内部側に埋没させた状態で削り取るようにしてもよい。あるいは、圧縮粉体1の端面を、開口部2aとほぼフラットな状態(つまり、圧縮粉体1の端面が、開口部2aから容器2の外側に向けて押し出されることなく、且つ開口部2aよりも容器2の内部側に埋没していない状態)で削り取るようにしてもよい。これらの場合、保護部材6aの形状及びサイズは、容器2の内周の形状及びサイズと、圧縮粉体1を削り取る際の保護・削り手段6の動きとを考慮して、圧縮粉体1を削り取る際に混合室4に導入されるガスの流れから保護されるように、且つ、圧縮粉体1を削り取る際に容器2と接触しないように適宜決定される。例えば、本実施形態のように、容器2がシリンダである場合、回転運動により圧縮粉体1を削り取る場合には、保護部材6aの形状及びサイズは、容器2の内周径よりも若干小さな径を有する円盤状とすればよい。但し、この形態はあくまでも例示であり、これらの形態に必ずしも限定されるものではない。   Here, the end surface of the compressed powder 1 may be scraped off by the protection / shaving means 6 without pushing the end surface of the compressed powder 1 out of the opening 2a. For example, the end face of the compressed powder 1 may be scraped off in a state where it is buried inside the container 2 with respect to the opening 2a. Alternatively, the end surface of the compressed powder 1 is substantially flat with the opening 2a (that is, the end surface of the compressed powder 1 is not pushed out from the opening 2a toward the outside of the container 2 and from the opening 2a. Also, it may be scraped off in a state where it is not buried inside the container 2. In these cases, the shape and size of the protective member 6a are determined in consideration of the shape and size of the inner periphery of the container 2 and the movement of the protection / shaving means 6 when the compressed powder 1 is scraped. It is determined appropriately so as to be protected from the flow of gas introduced into the mixing chamber 4 when scraping, and not to contact the container 2 when scraping the compressed powder 1. For example, when the container 2 is a cylinder as in this embodiment, when the compressed powder 1 is scraped off by a rotational motion, the shape and size of the protective member 6a is slightly smaller than the inner peripheral diameter of the container 2. It may be a disk shape having However, this form is an illustration to the last, and is not necessarily limited to these forms.

削り部6bは、開口部2aに向けて押し付けられた圧縮粉体1の端面に対して平行又は略平行な回転運動又は直線運動を圧縮粉体1に対して行うことにより圧縮粉体1を削り取ることができるものであれば、その形状・形態は特に限定されるものではない。   The shaving portion 6b scrapes the compressed powder 1 by performing a rotational motion or linear motion on the compressed powder 1 in parallel or substantially parallel to the end face of the compressed powder 1 pressed toward the opening 2a. As long as it can be used, the shape and form are not particularly limited.

例えば、削り部6としては、径方向に直線的にあるいは湾曲したスリットを設けたり、保護部材6aの裏面(圧縮粉体1の端面との接触面)に段差等を設けるだけで、圧縮粉体1を線接触で削り取ることができる。段差の大きさ(高さ)は、少なくとも圧縮粉体1を構成する粉体の粒径(一次粒子の粒径)と同程度とすればよい。段差の位置については、例えば、保護部材6aを円盤状とし、回転運動により圧縮粉体1を削り取る場合には、保護部材6aの裏面の中心から径方向外側に向けて段差を設けるようにすればよい。保護部材6aを長方形等として直線運動により圧縮粉体1を削り取る場合には、直線運動方向を横切るように段差を設けるようにすればよい。また、段差は連続した一直線状のものには限定されず、不連続なものであってもよい。また、段差の形状は直線状ではなく曲線状であってもよい。また、段差は複数設けるようにしてもよい。   For example, as the shaving portion 6, a compressed powder can be obtained simply by providing a slit linearly or curved in the radial direction, or by providing a step or the like on the back surface (contact surface with the end surface of the compressed powder 1) of the protective member 6 a. 1 can be scraped off by line contact. The size (height) of the step may be at least about the same as the particle size of the powder composing the compressed powder 1 (primary particle size). Regarding the position of the step, for example, when the protective member 6a is disk-shaped and the compressed powder 1 is scraped off by a rotational movement, the step is provided from the center of the back surface of the protective member 6a toward the radially outer side. Good. When the protective powder 6a is rectangular or the like and the compressed powder 1 is scraped off by linear motion, a step may be provided across the linear motion direction. Further, the step is not limited to a continuous straight line and may be discontinuous. Further, the shape of the step may be curved instead of linear. A plurality of steps may be provided.

押付手段3により圧縮粉体1の端面を開口部2aから押し出した状態で保護・削り手段6により削り取る場合、削り取られた粉体は、容器2の開口部2aと保護部材6aの裏面との間の隙間から排出される。保護部材6aのサイズを圧縮粉体1の端面よりも若干小さなものとした場合には、保護部材6aの周縁部からも排出される。圧縮粉体1の端面を、開口部2aよりも容器2の内部側に埋没させた状態とした場合、あるいは、圧縮粉体1の端面を、開口部2aとほぼフラットな状態とした場合、削り取られた粉体は、容器2の内周と保護部材6aの外周との間の隙間から排出される。なお、圧縮粉体1の端面のガス流からの保護を阻害しない範囲で、保護部材6aに1個又は複数個の粉体排出孔やスリットを設けるようにしてもよい。この場合、粉体排出孔やスリットからも削り取られた粉体が排出される。   In the case where the end surface of the compressed powder 1 is pushed out from the opening 2a by the pressing means 3 and scraped off by the protection / shaving means 6, the scraped powder is between the opening 2a of the container 2 and the back surface of the protection member 6a. It is discharged from the gap. When the size of the protective member 6a is slightly smaller than the end surface of the compressed powder 1, the protective member 6a is also discharged from the peripheral portion of the protective member 6a. When the end surface of the compressed powder 1 is buried in the inner side of the container 2 relative to the opening 2a, or when the end surface of the compressed powder 1 is substantially flat with the opening 2a, it is scraped off. The powder thus discharged is discharged from the gap between the inner periphery of the container 2 and the outer periphery of the protective member 6a. Note that one or a plurality of powder discharge holes and slits may be provided in the protective member 6a within a range that does not hinder the protection of the end face of the compressed powder 1 from the gas flow. In this case, the scraped powder is discharged also from the powder discharge hole and the slit.

ここで、削り部6として、保護部材6aの裏面(圧縮粉体1の端面との接触面)を粗面処理したものとしてもよい。この場合、圧縮粉体1を面接触で削り取ることができる。削り取られた粉体は、上記と同様、容器2の開口部2aと保護部材6aの裏面との間の隙間から(保護部材6aのサイズを圧縮粉体1の端面よりも若干小さなものとした場合には、さらに保護部材6aの周縁部から)、又は容器2の内周と保護部材6aの外周との間の隙間から排出される。そして、この場合にも、圧縮粉体1の端面のガス流からの保護を阻害しない範囲で、保護部材6aに1個又は複数個の粉体排出孔を設けるようにしてもよい。これにより、粉体排出孔からも削り取られた粉体が排出される。なお、保護部材6aの裏面(圧縮粉体1の端面との接触面)を粗面処理せずとも圧縮粉体1を削り取ることはできるので、場合によっては粗面処理を行うことなく保護部材6aの裏面をそのまま削り部6としてもよい。そして、この場合にも、圧縮粉体1の端面のガス流からの保護を阻害しない範囲で、保護部材6aに1個又は複数個の粉体排出孔を設けるようにしてもよい。   Here, it is good also as what roughened the back surface (contact surface with the end surface of the compressed powder 1) of the protection member 6a as the cutting part 6. FIG. In this case, the compressed powder 1 can be scraped off by surface contact. In the same manner as above, the scraped powder is from the gap between the opening 2a of the container 2 and the back surface of the protective member 6a (when the size of the protective member 6a is slightly smaller than the end surface of the compressed powder 1). (From the peripheral edge of the protective member 6a) or from the gap between the inner periphery of the container 2 and the outer periphery of the protective member 6a. In this case as well, one or more powder discharge holes may be provided in the protective member 6a as long as the protection from the gas flow on the end face of the compressed powder 1 is not hindered. As a result, the scraped powder is also discharged from the powder discharge hole. In addition, since the compressed powder 1 can be scraped off without roughening the back surface of the protective member 6a (the contact surface with the end face of the compressed powder 1), the protective member 6a may be processed without roughening in some cases. It is good also as the shaving part 6 as it is. In this case as well, one or more powder discharge holes may be provided in the protective member 6a as long as the protection from the gas flow on the end face of the compressed powder 1 is not hindered.

なお、線接触により圧縮粉体1を削ることで、面接触により圧縮粉体1を削る場合よりも保護・削り手段6にかかる摩擦抵抗を小さくすることができ、より小さな力で圧縮粉体1を削ることができる。したがって、回転運動又は直線運動の駆動力を小さくするという観点からすれば、線接触により圧縮粉体1を削ることが好適である。   In addition, by cutting the compressed powder 1 by line contact, the frictional resistance applied to the protecting / shaving means 6 can be made smaller than when the compressed powder 1 is cut by surface contact. Can be shaved. Therefore, from the viewpoint of reducing the driving force of the rotational motion or the linear motion, it is preferable to scrape the compressed powder 1 by line contact.

保護・削り手段6の動作速度は、押付手段3による圧縮粉体1の押付速度に応じて調整される。詳細には、押付手段3により圧縮粉体1の押付速度は、単位時間当たりに発生させたい粉体量(換言すれば、単位時間当たりにエアロゾル化に供したい粉体量)に応じて調整される。そして、押付手段3による圧縮粉体1の押付速度に応じて、圧縮粉体1を構成する粉体(一次粒子)の粒径分だけ圧縮粉体1が押し付けられたタイミングで圧縮粉体1が保護・削り手段6により削り取られるように、保護・削り手段6の動作速度が調整される。   The operating speed of the protection / shaving means 6 is adjusted according to the pressing speed of the compressed powder 1 by the pressing means 3. Specifically, the pressing speed of the compressed powder 1 is adjusted by the pressing means 3 in accordance with the amount of powder to be generated per unit time (in other words, the amount of powder to be subjected to aerosolization per unit time). The Then, according to the pressing speed of the compressed powder 1 by the pressing means 3, the compressed powder 1 is pressed at the timing when the compressed powder 1 is pressed by the particle size of the powder (primary particles) constituting the compressed powder 1. The operating speed of the protection / shaving means 6 is adjusted so as to be scraped off by the protection / shaving means 6.

なお、保護・削り手段6の動作速度が遅すぎると、圧縮粉体1を削り取る際の摩擦抵抗が大きくなって停止することがある。また、圧縮粉体1が一部崩れ、粉体が塊の状態で排出されることもある。したがって、保護・削り手段6の動作速度は、圧縮粉体1を削り取る際の摩擦抵抗が大きくなって停止したり圧縮粉体1の崩れ等が起こったりすることのない範囲に調整することが好ましい。そして、保護・削り手段6の動作速度をこの範囲で調整できるように、押付手段3による圧縮粉体1の押付速度を調整することが好ましい。   If the operating speed of the protection / shaving means 6 is too slow, the frictional resistance when scraping the compressed powder 1 may increase and stop. Further, the compressed powder 1 may partially collapse, and the powder may be discharged in a lump state. Therefore, it is preferable to adjust the operating speed of the protection / shaving means 6 within a range in which the frictional resistance at the time of scraping the compressed powder 1 does not stop and the compressed powder 1 does not break down. . The pressing speed of the compressed powder 1 by the pressing means 3 is preferably adjusted so that the operating speed of the protection / shaving means 6 can be adjusted within this range.

ここで、圧縮粉体1が円柱状であり、圧縮粉体1に対して回転運動を行ってその端面を削り取る場合における保護・削り手段6の構成を図2〜図6に例示する。   Here, FIG. 2 to FIG. 6 illustrate the configuration of the protection / shaving means 6 in the case where the compressed powder 1 has a cylindrical shape and the end surface is scraped off by rotating the compressed powder 1.

図2に示す保護・削り手段6は、図2(a)に示すように、保護部材6aを円盤状とし、削り部として円盤の中心から外周に向けてスリット6bを備えるものとしている。スリット6bは、例えば、図2(b)に示すように、その一端6b’側を円盤状の保護部材6aの裏面よりも下方に僅かに突出するように傾けておく。円盤状の保護部材6aの中心部には回転軸6xが設けられ、モーター10等の回転によって、回転軸6xを中心として保護部材6aが回転する。このように構成することで、円盤状の保護部材6aを、回転軸6xを中心としてスリット6bの一端6b’が他端6b’’の後に続くように回転させたときに(図3中では反時計回りの回転)、圧縮粉体1がスリット6bの一端6b’側で削り取られ、スリット6bから排出される。つまり、図2に示す保護・削り手段6では、スリット6bの一端6b’側が刃として機能し、スリット6b全体が鉋のように機能する。   As shown in FIG. 2 (a), the protection / shaving means 6 shown in FIG. 2 has a protection member 6a in a disc shape, and has a slit 6b as a shaving portion from the center of the disc toward the outer periphery. For example, as shown in FIG. 2B, the slit 6b is inclined so that one end 6b 'side protrudes slightly below the back surface of the disk-shaped protective member 6a. A rotation shaft 6x is provided at the center of the disk-shaped protection member 6a, and the protection member 6a rotates around the rotation shaft 6x by rotation of the motor 10 or the like. With this configuration, when the disk-shaped protection member 6a is rotated around the rotation shaft 6x so that one end 6b ′ of the slit 6b follows the other end 6b ″ (in FIG. (Clockwise rotation), the compressed powder 1 is scraped off at one end 6b ′ side of the slit 6b and discharged from the slit 6b. That is, in the protection / shaving means 6 shown in FIG. 2, the one end 6b 'side of the slit 6b functions as a blade, and the entire slit 6b functions like a ridge.

ここで、スリット6bは、図示するように1つだけ設ける形態には限定されず、複数設けるようにしてもよい。この際、例えば、図3に示すように、複数のスリット6bを、それぞれ中心軸からずらしながら法線方向と平行に外周方向に向けてほぼ等間隔に設けることが好適である。これにより、開口部2aに向けて押し付けられる圧縮粉体1の端面の中心部も含めて端面全体を良好に削り取り易いものとできる。   Here, the number of the slits 6b is not limited to the one provided as illustrated, and a plurality of slits 6b may be provided. In this case, for example, as shown in FIG. 3, it is preferable to provide the plurality of slits 6b at substantially equal intervals in the outer peripheral direction in parallel with the normal direction while being shifted from the central axis. Thereby, the whole end surface including the center part of the end surface of the compressed powder 1 pressed toward the opening 2a can be easily scraped off.

また、削り部6bは、スリット構造ではなく、切り欠き構造としてもよい。例えば、図4に示すように、円盤の中心軸から外周側に向けて拡がる三角形状の切り欠きとし、切り欠きの一端6b’を円盤状の保護部材6aの裏面よりも下方に突出するように傾けておく。このように構成することで、円盤状の保護部材6aを回転軸6xを中心として切り欠き6bの一端6b’が他端6b’’の後に続くように回転させたときに(図4中では反時計回りの回転)、圧縮粉体1が切り欠き6bの一端6b’側で削り取られ、切り欠き6bから排出される。   Further, the shaving portion 6b may have a notch structure instead of a slit structure. For example, as shown in FIG. 4, a triangular cutout extending from the central axis of the disk toward the outer peripheral side is formed, and one end 6 b ′ of the cutout protrudes downward from the back surface of the disk-shaped protection member 6 a. Tilt it. With this configuration, when the disk-shaped protection member 6a is rotated around the rotation axis 6x so that one end 6b ′ of the notch 6b follows the other end 6b ″ (in FIG. (Clockwise rotation), the compressed powder 1 is scraped off at one end 6b ′ side of the notch 6b and discharged from the notch 6b.

図5に示す保護・削り手段6は、保護部材6aを円盤状とし、その裏面に削り部としてS字の突起部6bを備えるものとしている。詳細には、回転中心で交差する2組のS字状の突起部6bの組み合わて等間隔で配置するようにしている。また、円盤状の保護部材6aには複数の粉体排出孔6dが設けられている。したがって、円盤状の保護部材6aを回転軸6xを中心として、S字の突起部6bの端部の屈曲方向に回転させることで(図5中では時計回りの回転)、S字の突起部6bの端部で削り取られた粉体がS字の突起部6bの窪みに向けて順次移動し、円盤状の保護部材6aに設けられた複数の排出孔6dから排出される。この場合、圧縮粉体1の端面の外側のみをS字の突起部6bで掻き乱せば、粉体はS字の突起部6bの窪みに向けて順次移動することから、摩擦抵抗がかかりにくく、保護・削り手段6の回転のための駆動力をより小さくできるという利点がある。   In the protection / shaving means 6 shown in FIG. 5, the protection member 6a is formed in a disk shape, and an S-shaped protrusion 6b is provided as a shaving part on the back surface thereof. Specifically, two sets of S-shaped projections 6b intersecting at the center of rotation are arranged at equal intervals. The disk-shaped protective member 6a is provided with a plurality of powder discharge holes 6d. Therefore, by rotating the disk-shaped protection member 6a around the rotation axis 6x in the bending direction of the end of the S-shaped protrusion 6b (clockwise rotation in FIG. 5), the S-shaped protrusion 6b. The powder scraped off at the end of the plate moves sequentially toward the depression of the S-shaped projection 6b and is discharged from a plurality of discharge holes 6d provided in the disk-shaped protection member 6a. In this case, if only the outer side of the end face of the compressed powder 1 is disturbed by the S-shaped protrusion 6b, the powder sequentially moves toward the depression of the S-shaped protrusion 6b, so that it is difficult to apply frictional resistance. There is an advantage that the driving force for rotation of the protection / shaving means 6 can be made smaller.

図6に示す保護・削り手段6は、保護部材6aを円盤状とし、その裏面を粗面処理して削り部6bとして機能させることを想定したものである。円盤状の保護部材6aの中心部には回転軸6xが設けられ、モーター10等の回転によって、回転軸6xを中心として保護部材6aが回転する。これにより、開口部2aに向けて押し付けられた圧縮粉体1の端面が保護部材6aで押さえられて保護された状態で、削り部6bとしての裏面を圧縮粉体1の端面に面接触させて削り取ることができる。圧縮粉体1から削り取られた粉体は、上記と同様、容器2の開口部2aと保護部材6aの裏面との間の隙間から(保護部材6aのサイズを圧縮粉体1の端面よりも若干小さなものとした場合には、さらに保護部材6aの周縁部から)、又は容器2の内周と保護部材6aの外周との間の隙間から排出される。   The protection / shaving means 6 shown in FIG. 6 assumes that the protection member 6a has a disk shape, and the back surface thereof is roughened to function as the shaving portion 6b. A rotation shaft 6x is provided at the center of the disk-shaped protection member 6a, and the protection member 6a rotates around the rotation shaft 6x by rotation of the motor 10 or the like. Thus, the back surface as the shaving portion 6b is brought into surface contact with the end surface of the compressed powder 1 in a state where the end surface of the compressed powder 1 pressed toward the opening 2a is pressed and protected by the protective member 6a. Can be scraped off. The powder scraped off from the compressed powder 1 is similar to the above from the gap between the opening 2a of the container 2 and the back surface of the protective member 6a (the size of the protective member 6a is slightly smaller than the end surface of the compressed powder 1). If it is small, it is discharged from the periphery of the protective member 6a) or from the gap between the inner periphery of the container 2 and the outer periphery of the protective member 6a.

以上のように構成された本発明のエアロゾル発生装置によれば、保護・削り手段6により削り出された粉体は、十分に解砕されている。詳細には、実質的に一次粒子レベルに解砕されている。しかも開口部2aに向けて押し付けられた圧縮粉体1の端面は保護・削り手段6によりガス導入部5から混合室4内に導入されるガスの流れから保護されているので、このガスの流れにより圧縮粉体1が崩されることがない。そして、保護・削り手段6により削り出された粉体は、削り出されるのと同時にあるいはその直後にガス導入部5から混合室4内に導入されたガスによって撹拌されてガスと混合し、エアロゾルが生成されるので、削り出された粉体が再び凝集するような状況が起こりにくい。しかも、十分に解砕された粉体が安定して供給される。したがって、均一なエアロゾルを連続的に安定して発生させることが可能となる。混合室4内で生成されたエアロゾルはエアロゾル導出部7から所望の供給先に供給される。   According to the aerosol generating apparatus of the present invention configured as described above, the powder cut out by the protection / shaving means 6 is sufficiently crushed. In detail, it is crushed substantially to the primary particle level. Moreover, the end face of the compressed powder 1 pressed toward the opening 2a is protected from the flow of gas introduced from the gas introduction part 5 into the mixing chamber 4 by the protection / shaving means 6, so that this gas flow Therefore, the compressed powder 1 is not broken. Then, the powder cut out by the protection / shaving means 6 is stirred by the gas introduced into the mixing chamber 4 from the gas introduction part 5 at the same time or immediately after being cut out and mixed with the gas, and the aerosol is collected. Therefore, a situation in which the scraped powder agglomerates again is unlikely to occur. Moreover, the sufficiently crushed powder is stably supplied. Therefore, it becomes possible to generate a uniform aerosol continuously and stably. The aerosol generated in the mixing chamber 4 is supplied from the aerosol outlet 7 to a desired supply destination.

また、本発明のエアロゾル発生装置によれば、保護・削り手段6は圧縮粉体の端面とほぼ同程度の大きさか又はこれよりも若干大きなもの若しくは小さなものとすることができる。したがって、エアロゾル発生量の増大の要求に応じて、圧縮粉体を装填するための容器を大容量化したとしても、装置全体としてはコンパクトなものとすることができ、従来のエアロゾル発生装置のように装置全体が大型化することがない。よって、装置全体をコンパクトなものとしながらも、エアロゾル発生量の増大の要求に応えることが可能となる。   Further, according to the aerosol generating apparatus of the present invention, the protective / shaving means 6 can be approximately the same size as the end face of the compressed powder, or can be slightly larger or smaller. Therefore, even if the capacity of the container for loading the compressed powder is increased in response to the demand for an increase in the amount of aerosol generated, the overall apparatus can be made compact, as in the conventional aerosol generator. In addition, the entire apparatus is not increased in size. Therefore, it is possible to meet the demand for an increase in the amount of aerosol generated while making the entire apparatus compact.

なお、本発明のエアロゾル発生装置は、帯電しやすい粉体材料を凝集させることなく均一なエアロゾルにし易いという優れた利点も有している。例えば、回転ブラシを利用した上述の従来技術の場合、ブラシによる摩擦によって粉体が帯電して凝集することがある。ブラシのような微細な構造物においては点接触あるいはそれに近いような形で粉体が削り取られることから、このような現象が起こり易い。これに対し、本発明のエアロゾル発生装置においては、ブラシのような微細な構造物は利用しておらず、面接触や線接触により削りを行うようにしていることから粉体が帯電しにくい。そして、容器2と保護・削り手段6を金属等の導電性材料(例えばステンレス鋼等)で構成すれば、仮に粉体が帯電したとしても、導電性材料の除電効果によって帯電した粉体を除電することができる。したがって、帯電しやすい粉体材料を凝集させることなく均一なエアロゾルとできる効果をさらに向上させることができる。   In addition, the aerosol generator of the present invention has an excellent advantage that it is easy to form a uniform aerosol without agglomerating easily chargeable powder material. For example, in the case of the above-described conventional technology using a rotating brush, the powder may be charged and agglomerated by friction with the brush. In a fine structure such as a brush, such a phenomenon is likely to occur because the powder is scraped off in the form of point contact or close to it. On the other hand, in the aerosol generating apparatus of the present invention, a fine structure such as a brush is not used, and the powder is difficult to be charged because it is cut by surface contact or line contact. If the container 2 and the protective / shaving means 6 are made of a conductive material such as metal (for example, stainless steel), even if the powder is charged, the charged powder is discharged by the charge removing effect of the conductive material. can do. Therefore, it is possible to further improve the effect of making a uniform aerosol without aggregating the easily chargeable powder material.

上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。   The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、上述の実施形態では、1つの混合室4に対して容器2を1つだけ設けるようにしていたが、1つの混合室4に対して容器2を複数台設け、ぞれぞれに保護・削り手段6を設けるようにしてもよい。この場合、圧縮粉体1の消費状況に応じて使用する容器2を順次切り替えることにより、長時間に亘って連続して安定にむらのないエアロゾルを発生させることが可能である。また、複数台の容器2から圧縮粉体1を同時に押し出して保護・削り手段6により削り取ることで、より分散相濃度の濃いエアロゾルを発生させることも可能となる。   For example, in the above-described embodiment, only one container 2 is provided for one mixing chamber 4. However, a plurality of containers 2 are provided for one mixing chamber 4 to protect each one. A shaving means 6 may be provided. In this case, by sequentially switching the containers 2 to be used according to the consumption state of the compressed powder 1, it is possible to generate a uniform and stable aerosol continuously for a long time. Further, it is possible to generate an aerosol having a higher dispersed phase concentration by simultaneously extruding the compressed powder 1 from a plurality of containers 2 and scraping the compressed powder 1 by the protection / shaving means 6.

以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限られるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
図1に示す本発明のエアロゾル発生装置を用いてエアロゾルの発生試験を行った。シリンダ2の容量は2010cmとし、ピストン32の径は80mmとした。保護・削り手段6は図3に示すものとした。
<Example 1>
An aerosol generation test was performed using the aerosol generator of the present invention shown in FIG. The capacity of the cylinder 2 was 2010 cm 3 and the diameter of the piston 32 was 80 mm. The protection / shaving means 6 is as shown in FIG.

圧縮粉体1を構成する粉体材料は、硫酸バリウム(沈降性硫酸バリウム、BaSO粉体、堺化学工業)とした。この硫酸バリウムの平均粒径(一次粒子径)は0.7ミクロンである。 The powder material constituting the compressed powder 1 was barium sulfate (precipitated barium sulfate, BaSO 4 powder, Sakai Chemical Industry). This barium sulfate has an average particle size (primary particle size) of 0.7 microns.

ピストン32による圧縮粉体1の押し付け速度は約1mm毎分とした。また、保護・削り手段6の回転速度は100回転毎分とした。圧縮粉体1は、開口部2aから5mm程度露出させた状態として保護・削り手段6による削り取りを行った。   The pressing speed of the compressed powder 1 by the piston 32 was about 1 mm per minute. The rotation speed of the protection / shaving means 6 was 100 revolutions per minute. The compressed powder 1 was scraped off by the protection / shaving means 6 in a state of being exposed about 5 mm from the opening 2a.

混合室4への空気(乾燥空気)の流量は600L毎分とした。空気の導入配管の直径は1インチ(約25mm)とした(流路断面積:490mm)。 The flow rate of air (dry air) to the mixing chamber 4 was 600 L / min. The diameter of the air introduction pipe was 1 inch (about 25 mm) (channel cross-sectional area: 490 mm 2 ).

エアロゾル濃度(エアロゾル中の分散相濃度)の経時変化をエアロゾルスペクトロメータ(Paras社製Welas2000)により測定した結果を図7に示す。図7に示す結果から、約76分間もの長時間にわたって一定の分散相濃度でエアロゾルを連続して安定に供給できることが明らかとなった。   FIG. 7 shows the results of measuring the time-dependent change in the aerosol concentration (dispersed phase concentration in the aerosol) with an aerosol spectrometer (Welas 2000 manufactured by Paras). From the results shown in FIG. 7, it was revealed that the aerosol can be continuously and stably supplied at a constant dispersed phase concentration over a long period of about 76 minutes.

<比較例1>
エアエジェクタを利用し、エアエジェクタにより形成される陰圧部にホッパを用いて粉体を定量供給することによりエアロゾルを発生させて、実施例1に対する比較試験を行った。結果を図8に示す。図8に示すように、比較例1のようなエアロゾルの発生方式では、エアロゾル濃度(エアロゾル中の分散相濃度)は安定せず、エアロゾルを連続して安定に供給することは困難であった。この原因としては、ホッパにおけるブリッジング等によって粉体を安定して定量供給できなかったこと等が挙げられる。
<Comparative Example 1>
A comparative test with respect to Example 1 was performed by using an air ejector to generate an aerosol by quantitatively supplying powder using a hopper to a negative pressure portion formed by the air ejector. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 8, in the aerosol generation method as in Comparative Example 1, the aerosol concentration (dispersed phase concentration in the aerosol) was not stable, and it was difficult to supply the aerosol continuously and stably. This is because the powder could not be stably and quantitatively supplied due to bridging in the hopper.

なお、比較例1のようにエアエジェクタを利用した系においては、エアロゾルを発生させる環境が大気圧であることが要求される。エアロゾルを発生させる環境が大気圧よりも高圧になると、エアエジェクタにより形成される陰圧部にエアが流れ込んでしまい、粉体の供給ができなくなるからである。これに対し、本発明のエアロゾル発生装置においては、エアエジェクタのような機構は利用していないことから、エアロゾルを発生させる環境が大気圧よりも高圧(例えば1MPa以上)であっても、エアロゾルを連続的に安定して発生させることが可能である。   In the system using the air ejector as in Comparative Example 1, the environment in which the aerosol is generated is required to be atmospheric pressure. This is because if the environment in which the aerosol is generated becomes higher than atmospheric pressure, air flows into the negative pressure portion formed by the air ejector, making it impossible to supply powder. On the other hand, in the aerosol generator of the present invention, since a mechanism such as an air ejector is not used, the aerosol is generated even if the environment for generating the aerosol is higher than atmospheric pressure (for example, 1 MPa or more). It can be generated continuously and stably.

本発明は、エアロゾルの挙動の評価のため、また、ヘパフィルタ等のフィルタ性能の評価のための基準粒子を含むエアロゾルを発生させるために利用することができる。   The present invention can be used to generate aerosols containing reference particles for evaluation of aerosol behavior and for evaluation of filter performance such as hepa filters.

また、本発明は、粉体搬送を行うための手段として利用することも可能である。例えば、小麦粉等の穀物粉の搬送、微粉炭の火炉への搬送などに利用することも可能である。   The present invention can also be used as a means for carrying powder. For example, it can be used for conveying grain powder such as wheat flour and conveying pulverized coal to a furnace.

さらに、本発明は、溶射を行う際に基材に粉体材料を吹き付ける手段として利用することができる。   Furthermore, the present invention can be used as a means for spraying a powder material onto a substrate when spraying.

また、本発明は、基板に脆性材料を常温成膜するエアロゾルデポジッション法(AD法)等の成膜技術等におけるエアロゾル発生手段として利用することができる。
In addition, the present invention can be used as an aerosol generating means in film forming techniques such as an aerosol deposition method (AD method) for forming a brittle material on a substrate at room temperature.

1 圧縮粉体
2 容器
2a 開口部
3 押付手段
4 混合室
5 ガス導入部
6 保護・削り手段
7 エアロゾル排出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressed powder 2 Container 2a Opening part 3 Pressing means 4 Mixing chamber 5 Gas introduction part 6 Protection and shaving means 7 Aerosol discharge part

Claims (2)

開口部を有し且つ圧縮粉体が装填される容器と、
前記圧縮粉体を前記開口部に向けて徐々に押し付ける押付手段と、
前記開口部の周囲に密閉空間を形成する混合室と、
前記混合室にガスを導入するガス導入部と、
前記押付手段により押し付けられた前記圧縮粉体の端面を押さえて前記ガスの流れから保護しながら前記圧縮粉体の端面に対して平行又は略平行な回転運動又は直線運動を前記圧縮粉体に対して相対的に行うことにより前記圧縮粉体を削り取って粉体を発生させる保護・削り手段と、
前記粉体が前記混合室内にて前記ガスと混合されて生成されるエアロゾルを供給先に導出するエアロゾル導出部と
を備えることを特徴とするエアロゾル発生装置。
A container having an opening and loaded with compressed powder;
Pressing means for gradually pressing the compressed powder toward the opening;
A mixing chamber forming a sealed space around the opening;
A gas introduction part for introducing gas into the mixing chamber;
While pressing the end face of the compressed powder pressed by the pressing means and protecting it from the gas flow, rotational or linear motion parallel or substantially parallel to the end face of the compressed powder is applied to the compressed powder. A protective / shaving means for scraping the compressed powder to generate powder by relatively performing,
An aerosol generating apparatus comprising: an aerosol deriving unit for deriving an aerosol generated by mixing the powder with the gas in the mixing chamber to a supply destination.
開口部を有する容器に圧縮粉体を装填し、
前記圧縮粉体を前記開口部に向けて徐々に押し付け、
前記開口部の周囲に密閉空間を形成する混合室にガスを導入し、
前記押付手段により押し付けた前記圧縮粉体の端面を押さえて前記ガスの流れから保護しながら前記圧縮粉体の端面に対して平行又は略平行な回転運動又は直線運動を前記圧縮粉体に対して相対的に行うことにより前記圧縮粉体を削り取って粉体を発生させ、
前記粉体が前記混合室内にて前記ガスと混合されて生成されるエアロゾルを供給先に導出する
ことを特徴とするエアロゾル発生方法。
Loading a container with an opening with compressed powder,
Gradually press the compressed powder toward the opening,
Introducing gas into the mixing chamber forming a sealed space around the opening;
While pressing the end face of the compressed powder pressed by the pressing means and protecting it from the gas flow, a rotational motion or linear motion parallel or substantially parallel to the end face of the compressed powder is applied to the compressed powder. Relatively scraping the compressed powder to generate a powder,
An aerosol generation method, wherein an aerosol generated by mixing the powder with the gas in the mixing chamber is led to a supply destination.
JP2015217087A 2015-11-04 2015-11-04 Aerosol generating device and aerosol generating method Pending JP2017087105A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015217087A JP2017087105A (en) 2015-11-04 2015-11-04 Aerosol generating device and aerosol generating method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015217087A JP2017087105A (en) 2015-11-04 2015-11-04 Aerosol generating device and aerosol generating method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017087105A true JP2017087105A (en) 2017-05-25

Family

ID=58769130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015217087A Pending JP2017087105A (en) 2015-11-04 2015-11-04 Aerosol generating device and aerosol generating method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017087105A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110380368A (en) * 2019-07-03 2019-10-25 翁清勇 A kind of anti-rossing trough type bridge frame of floor high-voltage power cable
KR102296972B1 (en) * 2021-02-18 2021-09-02 내외코리아 주식회사 Fire extinguisher micro capsule manufacturing device
CN115738146A (en) * 2022-11-11 2023-03-07 天津航空机电有限公司 Aerosol generating device for testing fire extinguishing efficiency of superfine dry powder extinguishing agent

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110380368A (en) * 2019-07-03 2019-10-25 翁清勇 A kind of anti-rossing trough type bridge frame of floor high-voltage power cable
KR102296972B1 (en) * 2021-02-18 2021-09-02 내외코리아 주식회사 Fire extinguisher micro capsule manufacturing device
CN115738146A (en) * 2022-11-11 2023-03-07 天津航空机电有限公司 Aerosol generating device for testing fire extinguishing efficiency of superfine dry powder extinguishing agent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017087105A (en) Aerosol generating device and aerosol generating method
KR100953893B1 (en) Bulk material pump feeder
WO2019082931A1 (en) Powder processing device
JP2006077252A (en) Ultrafine particle produced by pressurized vibration and injection granulation
CN106891004B (en) A kind of 3D printing head solid powder continuous conveying device
JP4188834B2 (en) Apparatus and method for increasing the density of atomized particulate material
JP2001104888A (en) Classifying machine
JP2010119974A (en) Powder treatment device
JP5684770B2 (en) Granulator
JP2022089805A (en) Continuous powder treatment device
JP2010094675A5 (en)
Ennis Agglomeration technology: equipment selection
JP2003275631A (en) Aerosol generating device and composite structural material producing apparatus provided with the same
JP2012211010A (en) Granular material supply device
JP4820799B2 (en) Container rotating granulator and granulation system
JPH0889782A (en) Granulating device
JP2006233334A (en) System for forming composite structure and forming method therefor
JP2009220064A (en) Fibrous particle-production apparatus and test system
JP2008007315A (en) Method of feeding raw material and raw material feeder
KR101590002B1 (en) Continuous feeder of uniformly fine powder having a cohesion prevent unit
WO2007122711A1 (en) Pressure release device
SU1011225A1 (en) Pelletizer
CN112474079B (en) Powder sorting and separating system
JP2018177417A (en) Powder feeding apparatus
JP2005007389A (en) Hydrocyclone classifier

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180925

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190723

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190917

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200107

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200502

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200804