JP2018079417A - ノズル洗浄方法及び微粒化装置のノズル洗浄構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
微細加速流路内に原料粒子による閉塞（詰まり）が発生した場合に、微粒化装置を全分解してノズル部材を取り出して洗浄したり、ノズル部材を廃棄交換したりすることない、簡便な閉塞解消方法及び装置を提供する。
【解決手段】
原料粒子を導入かつ導出するための第１の導入出流路開口１０と第４の導入出流路開口１２を備え、通常の高圧噴射時には、導入配管に第１の導入出流路開口１０を接続しかつ導出配管に第４の導入出流路開口１２を接続し、加圧流体を前記第１の導入出流路開口１０から導入する微粒化装置１００であって、逆洗時には、前記導入配管に前記第４の導入出流路開口１２を接続しかつ前記導出配管に前記第１の導入出流路開口１０を接続し、前記第４の導入出流路開口１２から加圧流体を導入することで、ノズル部材９の流路内を閉塞する原料粒子を流出させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高圧流体同士を衝突させる微粒化装置におけるノズル部材の閉塞を解消するためのノズル洗浄方法及びノズル洗浄構造に関する。

微粒化とは固体粒子を微小粒子に粉砕、分散、もしくは乳化させる概念であり、微粒化処理には対象素材を含む噴流同士の衝突を利用して微粒化を行う微粒化装置が用いられる。
特許文献１，２には、加圧した溶媒と原料粒子の混合液を導入流路からノズル部材方向に導入し、ノズル部材の複数本の加速流路を通過する際の剪断力と、通過した混合液同士が衝突するエネルギによって原料粒子を微粒化させる機構が開示されている。図１０に示すように、特許文献１，２のような従来の微粒化装置２００は、超高圧で加圧した原料を導入流路開口２１０や導入流路２１１を介してハウジング２０１内に導入する。そしてノズル部材２０９の素材であるダイヤモンドとダイヤモンドの隙間（スリット）、すなわち微細加速流路２１４を通過する際に圧縮、せん断、乱流等を生じさせ、衝突位置２２６において原料を対向衝突させて微粒化を行う。そして貫通孔２１７を介して加圧した原料を噴出させて噴流受け部材２２２によって受けた後、導出流路２１３や導出流路開口２１２から原料粒子を導出する。これらの装置２００はノズル部材２０９がスリットを備えるためスリット式チャンバを備えた微粒化装置２００と呼ばれ、特に乳化性能の向上を可能とする。化粧品、食品、医薬品等で乳化を行う際には、対向衝突で行うよりも強力な衝突エネルギおよび剪断力が得られ乳化が促進される。

特開２００５−１４４３２９号公報 特許５０２１２３４号公報

近年、上記機構において生産量増加のため、流量の増加による噴流衝突位置の壊食軽減や、乳化・分散などの微粒化の向上を図ることを目的として微細加速流路径（微細加速流路の内径)を小さくする傾向にある。しかしながら微細加速流路径を小さくしたことで、微細加速流路内に原料粒子による閉塞（詰まり）が生じる機会も増加している。従来の微粒化装置２００においては、微細加速流路２１４内で閉塞が発生した場合、ノズル部材２０９を洗浄するためには微粒化装置２００を全分解して、すなわち第１の封止部材２０２を取り外した後、第１の封止部材２０２側から、押さえ部材２０４、噴流受け部材２２２、そして第２の封止部材２０５を取り外し、そしてノズル部材２０９を取り出して微細加速流路２１４内や貫通孔２１７内を洗浄しなければ閉塞を解消できなかった（図１０）。また洗浄によって閉塞を解消できない場合はノズル部材２０９を廃棄して交換せざるを得なかった。そのため簡単な閉塞解消方法が求められていた。

そこで本発明の目的は、逆洗により目詰まりを完全になくすとともに、微粒化装置の全分解やノズル部材の廃棄交換をすることなく、ノズル部材の閉塞を容易に解消する、ノズル洗浄方法及び微粒化装置のノズル洗浄構造を提供することにある。

本発明のノズル洗浄方法は、原料粒子を導入かつ導出するための第１の導入出流路開口と第４の導入出流路開口を備え、通常の高圧噴射時には、導入配管に第１の導入出流路開口を接続しかつ導出配管に第４の導入出流路開口を接続し、加圧流体を前記第１の導入出流路開口から導入する微粒化装置であって、逆洗時には、前記導入配管に前記第４の導入出流路開口を接続しかつ前記導出配管に前記第１の導入出流路開口を接続し、前記第４の導入出流路開口から加圧流体を導入することで、ノズル部材の流路内を閉塞する原料粒子を流出させることを特徴とする。
また本発明の微粒化装置のノズル洗浄構造は、加圧流体同士を対向衝突させる微細加速流路を有したノズル部材と、原料粒子を導入かつ導出するための第１の導入出流路開口と第４の導入出流路開口を備え、通常の高圧噴射時には、導入配管に前記第１の導入出流路開口を接続しかつ導出配管に前記第４の導入出流路開口を接続し、加圧流体を前記第１の導入出流路開口から導入する微粒化装置であって、前記導入配管に前記第４の導入出流路開口が接続され、前記導出配管に前記第１の導入出流路開口部が接続されることを特徴とする。

本発明によれば原料粒子を導入かつ導出するための第１の導入出流路開口と第４の導入出流路開口を備え、通常の高圧噴射時には、導入配管に第１の導入出流路開口を接続しかつ導出配管に第４の導入出流路開口を接続し、加圧流体を第１の導入出流路開口から導入することで、加圧流体は第１の導入出流路と第２の導入出流路を介して微細加速流路内に進入し、微細加速流路内を通過させて対向衝突し、通過孔を通過させて第３の導入出流路と第４の導入出流路を介して第４の導入出流路開口から噴射される。また逆洗時には、導入配管に第４の導入出流路開口を接続しかつ導出配管に第１の導入出流路開口を接続し、ノズル部材の上部を押圧しながら、第４の導入出流路開口から加圧流体を導入することで、加圧流体を第３の導入出流路と第４の導入出流路を介して通過孔内に進入させ、通過孔を通過させた後に微細加速流路内を通過させ、第１の導入出流路と第２の導入出流路を介して第１の導入出流路開口から加圧流体を流出させることができ、ノズル部材の流路内を閉塞する原料粒子を流出させることが出来る。なお本発明における逆洗とは、微粒化装置内で通常の加圧流体の流動方向とは逆向きに加圧流体を逆流させ、ノズル部材の流路内を洗浄することを意味する。
また本発明によれば、閉塞解消時間を約１４分の１に短縮可能となり、閉塞を解消できない事象が減り、ノズル部材の廃棄数を減少させることが可能となった。

本発明のノズル洗浄方法は、前記ノズル部材と前記ノズル部材を封止するための第２の封止部材はテーパ形状であって、ノズル部材押さえによってノズル部材の上部を押圧しながら、前記ノズル部材のテーパ形状凸部と前記第２の封止部材のテーパ形状凹部との係合を維持して、前記ノズル部材と前記第２の封止部材との離脱を防止することを特徴とする。
本発明の微粒化装置のノズル洗浄構造は、逆洗の際に前記加圧流体が前記微細加速流路の衝突位置近傍の壁面に衝突する際に生じる衝突力の方向に対して前方に、前記衝突力を吸収して前記ノズル部材と前記ノズル部材を封止するための第２の封止部材の嵌合を維持するノズル部材押さえを有し、前記ノズル部材に前記ノズル部材押さえを当接してなることを特徴とする。
また本発明の微粒化装置のノズル洗浄構造は、前記ノズル部材押さえを脱着可能とし、かつ前記衝突力を吸収して前記ノズル部材と前記第２の封止部材の嵌合を維持し、かつ前記ノズル部材に対する前記ノズル部材押さえの押圧力を調節するための第３の封止部材を、前記ノズル部材押さえに当接させてなることを特徴とする。

本発明によれば、従来の装置では逆洗の際にノズル部材と第２の封止部材との嵌合が外れることがあったが、ノズル部材押さえと第３の封止部材を備えることにより解消することができる。また、導入出流路開口とは別に第３の封止部材を備えるため加圧流体の導入出機能と封止機能とは別々の部材が担うこととなる。従ってトルク管理やシール管理が単純化され、作業者の作業負担が減る。

本発明のノズル洗浄方法は、１００ＭＰａ以下の前記加圧流体を送液するための加圧手段を備え、前記第４の導入出流路開口に前記導入配管を接続して、１００ＭＰａ以下の溶媒または混合液である加圧流体を送液することを特徴とする。

本発明によれば、樹脂製ノズル部材押さえの脱着のみで、１００ＭＰａ以下の加圧洗浄により閉塞を解消でき、全分解が不要となった。
また本発明によれば、１００ＭＰａ以下の加圧流体を送液するための加圧手段を備え、ノズル部材押さえは、１００ＭＰａ以下の加圧洗浄に対して摩耗しにくい素材からなることで、ノズル部材と第２の封止部材の嵌合を維持することができ、逆洗時にも耐圧構造が保持される。

本発明の微粒化装置のノズル洗浄構造は、ハウジングが円柱形状であって、円柱形状側面に前記第１の導入出流路開口と前記第４の導入出流路開口を備え、前記ノズル部材押さえの中心軸側部に導入出流路を備え、前記導入出流路において前記加圧流体が導入される方向に前記ノズル部材押さえが配置されることを特徴とする。

本発明によれば、ハウジングの円柱形状側面に導入出流路開口を備えることで、ハウジング上面に位置する第３の封止部材やノズル部材押さえやノズル部材に加圧流体の流路を形成する必要が無くなり、装置構成を単純化することができる。

本発明の微粒化装置のノズル洗浄構造は、前記ノズル部材押さえに加圧流体が衝突することを防止するためのリングが周設されることを特徴とする。

本発明によれば、ノズル部材押さえにリングが周設されることにより、ノズル部材押さえの摩耗を低減することができ、高圧噴射時に加圧流体に夾雑物が生じることを防ぐことが可能となる。

本発明の微粒化装置のノズル洗浄構造は、ハウジングが円柱形状であって、前記ノズル部材押さえの中心軸に沿って前記第３の封止部材を配置し、前記第３の封止部材は前記中心軸に沿って前記第１の導入出流路開口と第１の導入出流路とが形成されることを特徴とする。

本発明によれば、第３の封止部材が第１の導入流路開口や第１の導入出流路の機能を兼ね備え、ノズル部材押さえが第２の導入出流路の機能を兼ね備えることが可能であり、よりシンプルな構造となる。

本発明の微粒化装置は、前記第１の導入出流路開口の内径と前記第４の導入出流路開口の内径は貫通孔の内径よりも大きく、前記貫通孔の内径は前記微細加速流路の内径よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、導入出流路開口の内径は貫通孔の内径よりも大きく、貫通孔の内径は微細加速流路の内径よりも大きいことで、微細加速流路内に生じた夾雑物による閉塞が解消されやすい構造となる。

本発明によれば、洗浄よりも閉塞解消効果の高い第２の導入出流路からの加圧逆洗をすることが可能となる。また第３の封止部材及び樹脂製のノズル部材押さえの脱着のみで、５０ＭＰａ〜１００ＭＰａの加圧逆洗により閉塞を解消でき、全分解が不要となる。また従来の閉塞解消作業時間は約３５分程度必要であったが、本発明では約２分半程度となり、閉塞解消作業時間を約１４分の１に短縮できる。また閉塞を解消できない事象が減り、それに伴ってノズル部材の廃棄数も減少できる。

本発明の第１の実施形態に係る微粒化装置の概略構造図である。 本発明の第２の実施形態に係る微粒化装置の概略構造図である。 上記実施形態に係るノズル部材押さえを示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る微粒化装置の概略構造図である。 上記実施形態に係るノズル部材押さえを示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る微粒化装置の概略構造図である。 本実施形態に係る第３の封止部材の斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係る微粒化装置の概略構造図である。 上記実施形態に係るノズル部材の一部を示す斜視図である。 従来の微粒化装置を例示する構造図である。

本発明を実施するための形態を以下に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る微粒化装置１００を示す構造図である。本発明の微粒化装置１００は、所定の厚みを備えた略カップ形状のハウジング１に第１の封止部材２を嵌合して内部に形成されるチャンバ３内に、第１の封止部材２側から挿設された押さえ部材４によってチャンバ３中央に支持された第２の封止部材５と、ハウジング１の略カップ形状の底面６に着脱可能に付設された第３の封止部材７の内壁に当接したノズル部材押さえ８との間で、ノズル部材９が保持されるものである。なお、図１においてハウジング１は上下逆さまの略カップ形状として図示されるため、底面６は図１の上部に図示される。

ハウジング１の一端には、微粒化処理対象となる加圧流体をチャンバ３内に導入しかつチャンバ３から導出するための第１の導入出流路開口１０が設けられる。ハウジング１を貫通するようにして第１の導入出流路開口１０とチャンバ３を連通する第１の導入出流路１１が設けられ、第１の導入出流路開口１０から流入した加圧流体を微粒化装置１００の中央部に形成されたチャンバ３内に第１の導入出流路１１を介して導入し、かつ加圧流体をチャンバ３内から第１の導入出流路開口１０へ導出することができる。またハウジング１の他端には、加圧流体をチャンバ３内から導出しかつチャンバ３内へ導入するための第４の導入出流路開口１２が設けられる。ハウジング１を貫通するようにして第４の導入出流路開口１２とチャンバ３（ハウジング１内部）を連通する第４の導入出流路１３が設けられ、第４の導入出流路１３を介して加圧流体をチャンバ３内から第４の導入出流路開口１２に導出し、かつ第４の導入出流路開口１２からチャンバ３内へ導入する。ハウジング１内ではノズル部材９がチャンバ３内壁に当接しないように第２の封止部材５とノズル部材押さえ８によって押止されることで、近接したチャンバ３内壁とノズル部材９との間に間隙１５が形成される。この間隙１５は第１の導入出流路１１とノズル部材９内部の微細加速流路１４を連通する第２の導入出流路１５となる。またハウジング１内には、押さえ部材４と第２の封止部材５とがハウジング１内に挿嵌されることにより間隙１６が形成される。この間隙１６はノズル部材９の貫通孔１７と第４の導入出流路１３とを連通する第３の導入出流路１６となる。なおハウジング１を構成する素材は特に限定されず、例えば既存の微粒化装置のハウジングとして使用される素材であっても良い。

第１の封止部材２はハウジング１の第１の開口１８の内壁に沿ったテーパ形状をなし、開口１８に内接して封止する。第１の封止部材２の素材は特に限定されないが、ハウジング１と同じであることが好ましい。チャンバ３はその内部空間にノズル部材９を備えるスリットチャンバであり、ノズル部材９が複数の加速流路を備え、超高圧で加圧した原料がダイヤモンドとダイヤモンドの隙間（スリット）を通過する際の圧縮、せん断、乱流等により微粒化を行う。チャンバ３は、ボトル形状の空洞であって、ハウジング底面６側の小径な円筒状の空間と、第１の封止部材２側の大径な円筒状の空間と、大径な円筒状の空間が小径な円筒状の空間に漸次縮径して続く縮径部とからなる。大径な円筒状の空間は押さえ部材４を収納し、小径な円筒状の空間はノズル部材９を収納し、縮径部の空間にはノズル部材９の一部と第２の封止部材５が収納される。押さえ部材４によって第２の封止部材５の一部が縮径部内壁に圧接されて押止される。

押さえ部材４は凹状、又はカップ形状の部材であって、その両端部１９で第２の封止部材５を支持する。両端部１９は貫通孔１７の開口２０を塞ぐことなく第２の封止部材５を支持し、押さえ部材４の内部には加圧流体が噴射衝突する半円状壁面２１を備えた噴流受け部材２２が嵌着される。両端部１９の一端には通過孔２３が形成されており、通過孔２３を介して第３の導入出流路１６と第４の導入出流路１３が連通し、加圧流体が流入または流出可能とされる。押さえ部材４は第１の開口１８からチャンバ内３へ嵌挿され、ハウジング内壁面１ａに当接して第２の封止部材５を不動状態に固定支持する。

第２の封止部材５は中心にテーパ形状凹部２４を備え、ノズル部材９のテーパ形状凸部９ｂと嵌合する。第２の封止部材５とノズル部材９のテーパ形状部２４，９ｂ同士を嵌合させ、第２の封止部材５を押さえ部材４により不動状態とするため、加圧流体の順流時にはノズル部材９はチャンバ３内で不動状態となる。なおノズル部材９と第２の封止部材５とは一体かしめ状態とする。

底面６（図１ではハウジング１上部）には円形の第２の開口２５が形成されている。第２の開口２５の内径は必ずしも限定はされないが、円筒形状をしたノズル部材９の外径以下とすると、ノズル部材押さえ８が第１の導入出流路１１と第２の導入出流路１５を遮ることなく加圧流体の流出や流入を行うことができる。第３の封止部材７は内側部の一部がハウジング１に埋入し、ネジやボルトなど所定の固定手段によってハウジング１に固定されることで、加圧流体が微粒化装置１００外に漏出しないように第２の開口２５を隙間なく封止する。また第３の封止部材７はノズル部材押さえ８に隙間なく当接して支持し、第３の封止部材７とノズル部材押さえ８との間に加圧流体が進入することを防ぐ。第３の封止部材７は、ノズル部材押さえ８の大きさを調節したり、固定手段によるハウジング１への封止圧力を調節したりすることで、ノズル部材９に対するノズル部材押さえ８の押圧力を調節することが可能である。なお第３の封止部材７とノズル部材押さえ８とは蓋体として一体化し、逆洗時に蓋体を使用して、ノズル部材９に対する蓋体の押圧力を調節しても良い。

ノズル部材押さえ８は、樹脂製の部材であり第３の封止部材７の内側と第２の開口２５の開口縁部全体に支持される。加圧流体の逆洗（夾雑物によって生じたノズル部材９内の閉塞を解消するために、通常の高圧噴射時の加圧流体の流れとは逆向きに加圧流体を流して、夾雑物を除去しノズル内を洗浄すること）の際に、ノズル部材押さえ８は、ノズル部材９の円筒形状部９ａを上部、すなわち第３の封止部材７側から押圧することでノズル部材９と第２の封止部材５の抜脱を防止する。樹脂は耐摩耗エンジニアリングプラスチック（ＰＥＥＫ）等の摩耗しにくい素材であることが好ましい。なおノズル部材押さえ８は、ハウジング１に一部埋入した第３の封止部材７の内側部と第２の開口２５の開口縁部全体とに密着して間隙が生じないよう封止しており、加圧流体の漏出を防ぐ。なお第２の開口２５はノズル部材９の中心軸方向でかつ円筒形状部９ａ側のハウジング１に形成されることで、ノズル部材押さえ８による円筒形状部９ａの押圧も容易となり、ノズル部材押さえ８の交換も容易となる。

ノズル部材９は円筒形の一端にテーパ形状の凸部を有した形状であって、ノズル部材９の外径はチャンバ３の内径よりも小さく、ノズル部材９はチャンバ３内中央においてハウジング１の壁面と当接することなく壁面との間に間隙が形成されるよう配置される。ノズル部材９は、ノズル部材９の中心軸方向に対して直行する方向に貫通してなる微細加速流路１４と、微細加速流路１４の中心位置２６を起点としてノズル部材９の中心軸方向に沿って形成された貫通孔１７とを備え、原料粒子を含む流体を衝突させて微粒化させるために使用される。微細加速流路１４の中心位置２６は加圧流体が衝突する衝突位置２６であり、貫通孔１７は微細加速流路１４に対して垂直に直交し、微細加速流路１４内の衝突位置２６近傍の開口から開口２０までを結ぶ直線状の流路であって、微細加速流路１４と第３の導入出流路１６を連通する。

なおノズル部材９は、２つのノズル部材９を圧接させ、当接箇所の微小な隙間により微細加速流路１４を形成させた部材であっても良いが、ノズル部材９は単独の部材から構成され微細加速流路１４と貫通孔１７を備える方が好ましい。すなわち、ノズル部材９が２つの部材からなる場合、逆洗時における加圧流体の逆流による圧力負荷に対して脆弱な構成となり、２つの部材へと分離・分解される可能性があるが、１つのノズル部材９が微細加速流路１４と貫通孔１７を備える場合、逆洗時に生じる逆向きの圧力負荷に対しても分離・分解されることはなく逆洗に対して耐久性のある構成となる。
ノズル部材９の微細加速流路１４の壁面は高圧流体による剪断力が生じる領域のため摩耗しやすく、さらに中心位置２６の壁面は高圧流体同士の衝突領域であり、かつノズル部材９を逆洗する際には開口２０から逆流してきた加圧流体が衝突する領域でもあるため、最も摩耗しやすい。そのため中心位置２６壁面はダイヤモンドにより形成されることが好ましく、さらに衝突位置２６近傍に位置した、微細加速流路１４と微細加速流路１４内の開口部と貫通孔１７の壁面はダイヤモンドにより形成れることがより好ましい。また衝突位置２６近傍だけでなく、微細加速流路１４と貫通孔１７の内壁面全体がダイヤモンドにより形成されていても良い。これらによりノズル部材９の寿命を長持ちさせることができる。

第１の導入出流路開口１０は、微粒化装置１００の外部から加圧流体を導入するための外部の導入配管及び外部に加圧流体を導出するための外部の導出配管のいずれの配管とも接続可能とし、同様に第４の導入出流路開口１２も導入配管及び導出配管と接続可能とする。配管接続の切り替えが可能となることで、通常の高圧噴射から逆洗への切り替えが容易となる。第１の導入出流路開口１０の内径は第１の導入出流路１１の内径より大きい内径とし、第２の導入出流路１５は微細加速流路１４の内径より大きい内径とする。なお第１の導入出流路１１の内径は第２の導入出流路１５の内径以上としても良い。これらにより逆洗の際に微細加速流路１４内で閉塞した加圧流体がノズル部材９外部に流し出されやすくなり閉塞が解消しやすくなる。微細加速流路１４の内径は貫通孔１７の内径より小さい内径とする。また、貫通孔１７の内径は第３の導入出流路１６の内径より小さい内径とし、第３の導入出流路１６の内径は第４の導入出流路開口１２の内径より小さい内径とする。なお第３の導入出流路１６の内径は通過孔２３の内径以下とし、通過孔２３の内径は第４の導入出流路１３の内径以下としても良い。これらにより逆洗の際に微粒化装置１００外部から微細加速流路１４内に加圧流体を流入しやすくなり閉塞が解消しやすくなる。また第１の導入出流路開口１０、第１の導入出流路１１、微細加速流路１４、貫通孔１７、通過孔２３、第４の導入出流路１３、そして第４の導入出流路開口１２の横断面は略円形状の方が好ましく、このことにより逆洗の際に加圧流体の滑りがよくなり閉塞が解消されやすくなる。

次に本実施形態に係る微粒化装置１００の作用を説明する。本実施形態に係る微粒化装置１００は、通常の高圧噴射時には、導入配管と第１の導入出流路開口１０を接続し、導出配管と第４の導入出流路開口１２を接続する。そして溶媒と原料粒子の混合液を所定の加圧手段によって１００ＭＰａから１５０ＭＰａ程度に加圧した加圧流体を、第１の導入出流路開口１０から導入する。その後、加圧流体はノズル部材９の外周に位置した第２の導入出流路１５からノズル部材９の円柱部側面に形成された開口を介して微細加速流路１４内に供給される。微細加速流路１４内に進入した加圧流体はノズル部材９の中心方向へ向けて逆放射状に集まる過程で剪断力が加えられ、微細加速流路１４内の中心に位置する衝突位置２６で互いに対向衝突して原料粒子が微粒化される。すなわち微細加速流路１４を通過する際の剪断力と、通過した混合液同士の衝突エネルギとによって原料粒子は微粒化される。その後、加圧流体は衝突位置２６の近傍に形成された開口を介して貫通孔１７に進入し、貫通孔１７の他端に形成された貫通孔の開口２０から導出される。なお通常の高圧噴射時に、第１の導入出流路１１を通過した加圧流体がノズル部材押さえ８に衝突することにより微小な不純物が加圧流体に混ざる可能性があるが、ノズル部材押さえ８を取り外しておくことで解消できる。

また逆洗が必要な際、すなわち粗大もしくは凝集状態の原料粒子が夾雑物となって微細加速流路１４内に閉塞が生じた際には、導入配管と第４の導入出流路開口１２を接続し、導出配管と第１の導入出流路開口１０を接続する。また加圧洗浄時には第３の封止部材７を取り外してノズル部材押さえ８を微粒化装置１００内に組付け、さらに第３の封止部材７によって封止することでノズル部材９を不動状態に押圧固定する。このようにして通常の高圧噴射とは逆向きの５０ＭＰａ〜１００ＭＰａの加圧逆洗に耐えられる機構として、第２の封止部材５と嵌合するノズル部材９の離脱を防止する。そして第４の導入出流路１３から５０ＭＰａから１００ＭＰａに加圧された溶媒もしくは混合液を、微細加速流路１４に逆向きの流れで導入して加圧逆洗することで閉塞を解消させる。なお逆洗の際に使用される加圧流体は溶媒のみであっても良いし、通常の高圧噴射時に使用される溶媒と原料粒子の混合液であっても良いが、混合液の場合であれば通常の高圧噴射時と同じ加圧流体のため作業が容易である。なお、逆洗時の加圧流体の温度は特に限定はされないが、粘性の高い原料の場合、４０℃から６０℃とすることが好ましい。また加圧流体が水の場合には、沸点超過を防ぐため７０℃以下とすることが好ましい。

本実施例では、第１の導入出流路開口１０や第４の導入出流路開口１２は、押さえ部材４、第２の封止部材５、ノズル部材押さえ８、そしてノズル部材９といった部材を、ハウジング１内部に収納して封止するための封止機能を備えることはなく、封止機能は別に設けられた第１の封止部材２や第３の封止部材７が担う。すなわち外部の導入配管や導出配管に接続するための配管接続機能と、ノズル部材９等をハウジング１内部に収納して封止するための封止機能は別々の部材が担う。そのためハウジング１において第１の導入出流路開口１０や第４の導入出流路開口１２は、第１の封止部材２や第３の封止部材７とは異なる面若しくは位置に設けられ、第１の封止部材２や第３の封止部材７には第１の導入出流路１１や第４の導入出流路１３は形成されない構成となる。例えば本実施例のように円柱形状のハウジング１の場合、第１の封止部材２や第３の封止部材７は円柱の上面又は底面に設けられ、第１の導入出流路開口１０、第１の導入出流路１１、第４の導入出流路開口１２、第４の導入出流路１３は円柱の側面に形成される。また通常の加圧噴射時にノズル部材９を適切に押さえる目的で押さえ部材４を、また封止する目的で第１の封止部材２を、貫通孔１７における加圧流体の順流方向に設ける。また逆洗時にノズル部材９を適切に押さえる目的で、ノズル部材押さえ８と第３の封止部材７は、貫通孔１７における加圧流体の逆流方向に設けられる。そのため、ハウジング１を貫通する第１の導入出流路１１や第４の導入出流路１３における加圧流体の流入出方向（第１の導入出流路１１や第４の導入出流路１３の伸長方向）は、貫通孔１７における加圧流体の流入出方向（貫通孔１７の伸長方向）とは異なる方向となる。例えば本実施例の場合、第１の導入出流路１１や第４の導入出流路１３の伸長方向は、貫通孔１７の伸長方向と同一平面状で直交する。

本実施例においては別々の部材が配管接続機能と封止機能を担うが、１つの部材が配管接続機能と封止機能を備える場合、外部配管と接続するためのトルク管理と、封止するためのトルク管理の２つのトルク管理を１つの部材で行う必要がある。加えて、外部配管と接続する開口部のシーリングと、封止部材としてハウジング１を封止するためのシーリングを１つの部材において行う必要があり、２つのシーリング管理を確実に行う必要がある。本実施例では通常の加圧噴射から逆洗に切り替える際、第１の導入出流路開口１０や第４の導入出流路開口１２を外部配管から一度外し、外部配管との接続を切り替える必要があり、またノズル部材押さえ８の脱着を行うために第３の封止部材７の脱着を行う必要がある。そのため１つの部材が配管接続機能と封止機能を備える場合、逆洗を行う度に１つの部材において２つのトルク管理と２つのシーリング管理を都度行う必要があり作業者に負担をかける。本実施例では外部配管への接続機能と、ハウジング１内部に収納して封止するための封止機能とは異なる部材が担うため、１つの部材において１つのトルク管理と１つのシーリング管理を行うだけで済み、作業管理が容易となり作業負担が軽減する。

（第２の実施形態）
図２は本発明の第２の実施形態に係る微粒化装置１００を示す構造図である。本実施形態の微粒化装置１００はノズル部材押さえ８にリング２７を周設し、ノズル部材押さえ８は通常の高圧噴射時にも装着される。なお第１の実施形態と同様の構成については、重複するため説明を省略する。

本実施例の微粒化装置１００内において、リング２７を備えたノズル部材押さえ８は、少なくともノズル部材押さえ８の上面が第３の封止部材７に当接するか、またはノズル部材押さえ８の底面がノズル部材９に当接しており、ノズル部材押さえ８の上面又は底面が当接していない場合、リング２７が第３の封止部材７又はノズル部材９に当接する。なおリング２７を備えたノズル押さえ８の形状及び位置は、ノズル部材９に当接してノズル部材９が逆洗時に加圧流体が衝突位置２６に与える衝撃を吸収する形状及び位置であれば特に限定はされない。微粒化装置１００内において、リング２７は通常の高圧噴射時における第１の導入出流路１１内の加圧流体の流動方向２８、すなわち第１の導入出流路１１を通過した加圧流体がノズル部材押さえ８に衝突する位置２９に、ノズル部材押さえ８の少なくとも一部を覆う形状として配置される。

図３は本実施形態に係るリング２７を備えたノズル部材押さえ８を示す斜視図であり、破線によって内部構造を示した内部透視図である。例えば、ノズル部材押さえ８は円柱や角柱であり、リング２７はノズル部材押さえ８の周囲を取り囲むように覆う形状の中空円筒や（図３（ａ），（ｃ））、内部が中空の角柱や（不図示）、略カップ形状である（図３（ｂ））。ノズル部材押さえ８とリング２７との固着には、化学材料等の接着手段を用いられる他、ノズル部材押さえ８の側面が窪みを有しリング２７を嵌め込む形式とする等（図３（ｂ），（ｃ））、ノズル部材押さえ８とリング２７の構造により不動状態としても良い。リング２７の素材は加圧流体の高圧噴射に耐えられる耐腐食性、耐圧性、耐摩耗性の素材であれば特に限定されず、例えばステンレスやアルミニウムや合金などの金属製の素材が好ましく、超耐摩耗性の弾性素材であっても良い。

リング２７は本発明の通常の高圧噴射時に、第１の導入出流路１１を通過した加圧流体がノズル部材押さえ８に衝突する際の衝撃力を吸収し、ノズル部材押さえ８が摩耗することによって生じる、加圧流体中への微小な夾雑物の混入を抑制するために使用される。従って、本実施例のリング２７は必ずしもリング形状に限定はされず例えば板状のものであっても良く、加圧流体がノズル部材押さえ８へ直接衝突することを防ぐ形状として微粒化装置１００内に配置されれば良い。また本実施例のリング２７を備えたノズル部材押さえ８は、逆洗の際に使用される他、通常の高圧噴射時にも装着されたままで良く、微粒化装置１００内に取り外すことなく常に装着されていても良い。なおノズル部材押さえ８は、第３の封止部材７によって脱着可能ではあるが、通常の高圧噴射時にもリング２７によってノズル部材押さえ８の摩耗は抑制され、ノズル部材押さえ８由来の夾雑物の生成が抑制されるため取り外す必要はない。したがって第３の封止部材７やノズル部材押さえ８の取り外し及び取り付けの必要がなく作業性が向上する。

（第３の実施形態）
図４は本発明の第３の実施形態に係る微粒化装置１００を示す構造図である。本実施形態の微粒化装置１００は、２つの第３の封止部材７を備えており、第３の封止部材７には導入出流路開口３１が形成され、導入出流路開口３１と連続的に繋がった導入出流路３２を備える。ノズル部材押さえ８には、第１の導入出流路１１の一部１１ｂと第２の導入出流路１５の一部１５ａが形成される。なお第１の実施形態と同様の構成については、重複するため説明を省略する。

２つの第３の封止部材７は、接続される外部配管によって一方が導入側封止部材３３となり、他方は導出側封止部材３４となる。すなわち導入配管に接続される側が導入側封止部材３３となり、加圧流体を微粒化装置１００外からチャンバ３内に導入する。また導出配管と接続される側が導出側封止部材３４となり、加圧流体をチャンバ３内から微粒化装置１００外に導出する。通常の噴射時には、ノズル部材押さえ８は取り外されても良く、導入側封止部材３３は第２の開口２５に接続し、導出側封止部材３４は第３の開口３５に接続する。また逆洗時にはノズル部材押さえ８が取り付けられ、導入側封止部材３３は第３の開口３５に接続し、導出側封止部材３４は第２の開口２５と接続し、かつノズル部材押さえ８と当接して封止する（図４）。外部配管は導入側封止部材３３や導出側封止部材３４から取り外されることはなく、導入側封止部材３３や導出側封止部材３４をハウジング１から取り外すことで通常の高圧噴射と逆洗の切り替えを行う。導入側封止部材３３と導出側封止部材３４は同形の部材としても良いが、どちらも第２の開口２５及び第３の開口３５と接続可能であって、加圧流体の流動を遮らない流路が形成されていれば特に限定はされない。

第３の封止部材７（導入側封止部材３３と導出側封止部材３４）は、第２の開口２５に接続する場合、導入出流路開口３１は第１の導入出流路開口１０となり、導入出流路３２は第１の導入出流路１１の一部１１ａとして使用される。ノズル部材押さえ８には第１の導入出流路１１の一部１１ｂが形成されており、第１の導入出流路の一部１１ａと１１ｂは中心軸３０に沿って連続的に繋がって第１の導入出流路１１を形成する。ノズル部材押さえ８には第１の導入出流路１１に直交して第２の導入出流路１５の一部１５ａが形成され、ハウジング１とノズル部材９との間に生じる間隙である第２の導入出流路１５と連続的に繋がる。第３の封止部材７は、第３の開口３５に接続する場合、導入出流路開口３１は第４の導入出流路開口１２となり、導入出流路３２は第４の導入出流路１３の一部１３ａとなって第４の導入出流路１３と連続的に繋がる。

図５は本実施形態に係るノズル部材押さえ８を示す斜視図であり、破線によって内部構造を示した内部透視図である。ノズル部材押さえ８の第１の導入出流路の一部１１ｂと、第１の導入出流路の一部１１ａとは横断面の形状は等しい方が好ましい。直方体状や多角柱形状でも良いが、円柱形、半円柱形、トンネル形状であれば流路に閉塞が生じにくい。同様に、ノズル部材９に対して当接する側３６に形成される第２の導入出流路一部１５ａと、第２の導入出流路１５の横断面の形状は等しい方が好ましい。

本実施例において第３の封止部材７は、第１の実施形態で示したノズル部材押さえ８を覆う封止部材としての用途の他、第１の導入出流路開口１０や第４の導入出流路開口１２の用途として使用される。逆洗の際には外部配管を第３の封止部材７から脱着することなく、外部配管を接続した状態で第３の封止部材７をハウジング１から脱着して、通常の高圧噴射と逆洗の切り替えを行うことができる。２つの第３の封止部材７を脱着するだけで済むため、トルク管理が２箇所で済み作業が容易となる。なお第４の導入出流路開口１２は第３の封止部材７とすることで脱着可能としたが実施例１と同様としても良い。その場合には外部配管の脱着を必要とする。

（第４の実施形態）
図６は本発明の第４の実施形態に係る微粒化装置１００を示す構造図である。図７は本実施形態に係る第３の封止部材７の斜視図であり、破線によって内部構造を示した内部透視図である。本実施形態の微粒化装置１００は、第１の封止部材２に第４の導入出流路開口１２が形成され、第３の封止部材７に第１の導入出流路開口１０が形成される。ノズル部材押さえ８は第１の実施形態又は第２の実施形態と同じである。なお第１の実施形態と同様の構成については、重複するため説明を省略する。

第１の封止部材２には第４の導入出流路開口１２と第４の導入出流路１３の一部が形成され、押さえ部材４と噴流受け部材２２にも形成された第４の導入出流路１３の一部と直線的に連続して、一体的に第４の導入出流路１３を形成する。第３の封止部材７には第１の導入出流路開口１０と第１の導入出流路１１が形成されており、第１の導入出流路１１は大径の円筒形流路１１ａと複数の小径の円筒形流路１１ｂとから構成され、連続的に第２の導入出流路１５と繋がる（図６，図７）。

本実施形態の場合、第３の実施形態とは異なりノズル部材押さえ８には流路は形成されない。また第１の導入出流路１１と第２の導入出流路１５が直線的に繋がり、加圧流体がノズル部材押さえ８に衝突することなく、ノズル部材押さえ８の側方を通過する構成となる。そのためノズル部材押さえ８の摩耗を抑制することが可能である。加えて、ノズル部材押さえ８が第２の実施形態で示したリング２７を備えた場合、ノズル部材押さえ８の摩耗はさらに抑えられる。従って通常の噴射時にもノズル部材押さえ８を装着したままとすることが可能である。ノズル部材押さえ８を脱着する必要がないため作業が容易となる。

（第５の実施形態）
図８は本発明の第５の実施形態に係る微粒化装置１００を示す構造図である。本実施形態の微粒化装置１００はノズル部材９の円柱形状部９ａがハウジング１に当接することでノズル部材９をチャンバ３内で不動状態とし、かつハウジング１に当接した円柱形状部９ａに第２の導入出流路１５ａが形成することでチャンバ３内において加圧流体を流動可能とする。ノズル部材押さえ８と第３の封止部材７は使用されず、中心軸３０に沿って第１の導入出流路開口１０と第１の導入出流路１１が形成され、チャンバ３内の第１の導入出流路１１開口は円柱形状部９ａの中心近傍と当接する。第１の実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図９は本実施形態に係る円柱形状部９ａを示す斜視図であり、破線によって内部構造を示した内部透視図である。円柱形状部９ａの端部９ｃに形成された第２の導入出流路の一部１５ａの形状は例えば直方体形状（図９（ａ））、円柱形状（図９（ｂ））、若しくはそれらの組み合わせ等（図９（ｂ），（ｃ））、特に限定はされないが、加圧流体の流動を妨げずかつ閉塞を生じにくい形状の流路とすることが好ましい。本実施形態ではノズル部材押さえ８を使用することがないため、ノズル部材押さえ８の着脱は不要となる。

以上多様な例をとり説明してきたが、本発明は上述した実施の形態や実施例に限定されるものではない。各種実施例は、適宜組み合わせて使用することが可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。

１００ 微粒化装置、
１ ハウジング、
１ａ ハウジング内壁面、
２ 第１の封止部材、
３ チャンバ、
４ 押さえ部材、
５ 第２の封止部材、
６ 底面、
７ 第３の封止部材、
８ ノズル部材押さえ、
９ ノズル部材、
９ａ 円筒形状部、
９ｂ テーパ形状凸部、
９ｃ 端部、
１０ 第１の導入出流路開口、
１１，１１ａ，１１ｂ 第１の導入出流路、
１２ 第４の導入出流路開口、
１３ 第４の導入出流路、
１４ 微細加速流路、
１５，１５ａ 第２の導入出流路（間隙）、
１６ 第３の導入出流路（間隙）、
１７ 貫通孔、
１８ 第１の開口、
１９ 両端部、
２０ 貫通孔の開口、
２１ 半円状壁面、
２２ 噴流受け部材、
２３ 通過孔、
２４ テーパ形状凹部、
２５ 第２の開口、
２６ 衝突位置（中心位置）、
２７ リング、
２８ 流動方向、
２９ 衝突位置、
３０ 中心軸、
３１ 導入出流路開口、
３２ 導入出流路、
３３ 導入側封止部材、
３４ 導出側封止部材、
３５ 第３の開口、
３６ 当接側、
３７ 第３の封止部材底部

Claims (10)

1. 原料粒子を導入かつ導出するための第１の導入出流路開口と第４の導入出流路開口を備え、通常の高圧噴射時には、導入配管に第１の導入出流路開口を接続しかつ導出配管に第４の導入出流路開口を接続し、加圧流体を前記第１の導入出流路開口から導入する微粒化装置であって、逆洗時には、前記導入配管に前記第４の導入出流路開口を接続しかつ前記導出配管に前記第１の導入出流路開口を接続し、前記第４の導入出流路開口から加圧流体を導入することで、ノズル部材の流路内を閉塞する原料粒子を流出させることを特徴とするノズル洗浄方法。
2. 前記ノズル部材と前記ノズル部材を封止するための第２の封止部材はテーパ形状であって、ノズル部材押さえによってノズル部材の上部を押圧しながら、前記ノズル部材のテーパ形状凸部と前記第２の封止部材のテーパ形状凹部との係合を維持して、前記ノズル部材と前記第２の封止部材との離脱を防止することを特徴とする請求項１記載のノズル洗浄方法。
3. １００ＭＰａ以下の前記加圧流体を送液するための加圧手段を備え、前記第４の導入出流路開口に前記導入配管を接続して、１００ＭＰａ以下の溶媒または混合液である加圧流体を送液することを特徴とする請求項１又は２記載のノズル洗浄方法。
4. 加圧流体同士を対向衝突させる微細加速流路を有したノズル部材と、原料粒子を導入かつ導出するための第１の導入出流路開口と第４の導入出流路開口を備え、通常の高圧噴射時には、導入配管に前記第１の導入出流路開口を接続しかつ導出配管に前記第４の導入出流路開口を接続し、加圧流体を前記第１の導入出流路開口から導入する微粒化装置であって、前記導入配管に前記第４の導入出流路開口が接続され、前記導出配管に前記第１の導入出流路開口部が接続されることを特徴とする微粒化装置のノズル洗浄構造。
5. 逆洗の際に前記加圧流体が前記微細加速流路の衝突位置近傍の壁面に衝突する際に生じる衝突力の方向に対して前方に、前記衝突力を吸収して前記ノズル部材と前記ノズル部材を封止するための第２の封止部材の嵌合を維持するノズル部材押さえを有し、前記ノズル部材に前記ノズル部材押さえを当接してなることを特徴とする請求項４記載の微粒化装置のノズル洗浄構造。
6. 前記ノズル部材押さえを脱着可能とし、かつ前記衝突力を吸収して前記ノズル部材と前記第２の封止部材の嵌合を維持し、かつ前記ノズル部材に対する前記ノズル部材押さえの押圧力を調節するための第３の封止部材を、前記ノズル部材押さえに当接させてなることを特徴とする請求項５記載の微粒化装置のノズル洗浄構造。
7. ハウジングが円柱形状であって、円柱形状側面に前記第１の導入出流路開口と前記第４の導入出流路開口を備え、前記ノズル部材押さえの中心軸側部に導入出流路を備え、前記導入出流路において前記加圧流体が導入される方向に前記ノズル部材押さえが配置されることを特徴とする請求項６記載の微粒化装置のノズル洗浄構造。
8. 前記ノズル部材押さえに加圧流体が衝突することを防止するためのリングが周設されることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項記載の微粒化装置のノズル洗浄構造。
9. ハウジングが円柱形状であって、前記ノズル部材押さえの中心軸に沿って前記第３の封止部材を配置し、前記第３の封止部材は前記中心軸に沿って前記第１の導入出流路開口と第１の導入出流路とが形成されることを特徴とする請求項６記載の微粒化装置のノズル洗浄構造。
10. 前記第１の導入出流路開口の内径と前記第４の導入出流路開口の内径は貫通孔の内径よりも大きく、前記貫通孔の内径は前記微細加速流路の内径よりも大きいことを特徴とする請求項４から９のいずれか一項記載の微粒化装置のノズル洗浄構造。