JP3319752B2 - 噴霧ノズル - Google Patents

噴霧ノズル

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JP3319752B2 JP50049192A JP50049192A JP3319752B2 JP 3319752 B2 JP3319752 B2 JP 3319752B2 JP 50049192 A JP50049192 A JP 50049192A JP 50049192 A JP50049192 A JP 50049192A JP 3319752 B2 JP3319752 B2 JP 3319752B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、噴霧ノズルに関し、特に、ノズルを通して
流体を排出するために圧縮ガスまたは液化噴射剤を用い
ることなく、平均サイズが約10ないし12ミクロン未満の
液滴の形成を向上するために、ノズル口径内および／ま
たはノズルオリフィス出口で有意の二次流れを形成する
ように構成した噴霧ノズルに関する。
背景技術 噴霧ノズルは、流体が装置から排出されるときに流体
を微細液滴に分割して流体の噴霧または霧を形成するた
めに、幅広い範囲の噴霧装置で使用されている。医薬を
使用者の肺の深部まで投与する場合に、このような噴霧
の液滴サイズは10ミクロン未満でなければならない。
現在受け入れられている流体薬剤の排出方法は、流体
医薬調合剤を噴霧化するための手段として、圧縮ガスま
たは液化噴射ガスを使用するものである。ノズルオリフ
ィスにおける噴射剤の急激な膨脹が、流体を噴霧化さ
せ、経肺投薬によって充分な小サイズの液滴にする。現
在、このような噴射剤システムの使用は、手で持ち運び
できる簡便な装置を用いてこの経路で投薬するための唯
一の実用的手段を提供している。しかし、このようなガ
スの使用は、例えば環境的側面や、調合品から噴射剤が
急激に膨脹するために使用者が経験する冷却感覚などの
点で、多くの欠点がある。また、多くの医薬製剤は、助
溶剤またはその他の添加剤を使用しなければ、従来使用
されている噴射剤とは相互に溶け合わないという事実
も、それ自体望ましくない。
医薬製剤にこのような圧縮ガスを噴射剤として使用す
ることを回避するために、例えば機械的手段を用いて流
体を噴霧化するなど、多くの試みが行われてきた。こう
した試みの大半は、手持ち装置内で要求される超微細液
滴サイズを達成することができないために、失敗に終わ
った。
ノズルオリフィスから発射される流体の流れまたは噴
流の分割を助けるために、流体の流れまたは噴流を、ノ
ズル組立体の出口からある距離の位置に配置した衝突面
に衝突させるべきであると提案されたことがある。こう
した装置で形成される噴霧における液滴の一部分は小径
であるが、液滴の多くは、使用者の肺の奥深くに吸入す
るには大きすぎるので、使用者による医薬の吸入がうま
く行われない。さらに、衝突面に衝突する流体の一部分
が、衝突面に接着してしまう。その結果、流体の測定投
与量の一部分が損失し、その損失量は変動する。また、
衝突面に接着した残留流体は汚染される可能性があるの
で、次回の投与量の流体を衝突面に衝突させる前に除去
しなければならない。したがって、一貫した所定の量の
流体を使用者に投与しなければならない場合、特に、流
体に使用者の肺の奥深く吸入されるべき薬剤が含まれる
場合には、こうした衝突機構を使用することはできな
い。
また、ノズル組立体の入口の上流に配置した渦流室に
流体を通過させることも提案された。そうした渦流室は
流体の流れに回転を与え、流体をノズルオリフィスか
ら、微細液滴の噴霧にしやすい渦巻き円錐状の流体とし
て排出させる。しかし、製造の難しさのために、例え
ば、非常に微細なノズルオリフィスから圧縮ガス流を使
用せずに流体を圧力下で排出させるような小規模装置用
のそうした渦流室を製造することが、商業的に実現可能
であるとは証明されていない。したがって、渦流室の使
用は、小規模装置における実用的な解決策とはなってい
ない。
本願は、ノズル組立体の構成に関し、特に、流体がノ
ズルの口径または開口部を通過するときに、流体の流れ
の方向に変化を誘発することによって、ノズルオリフィ
スの開口位置またはその隣接位置で二次流れ、つまり流
体の流れの主路を横切る流体の流れを形成することによ
り、微細噴霧の生成を助長する、ノズルオリフィス開口
部自体に関する。こうしたノズル組立体は、噴霧におけ
る超微細液滴、特に10ミクロン未満の質量中央粒子サイ
ズの液滴の生成を増大し、使用者の肺に奥深く吸入され
る噴霧を生成するために機械的に作動する装置の動作を
向上する。
発明の概要 本発明の第１の目的は、流体の流れがノズル開口部と
連絡するノズル流路から成るノズル組立体に流体を通過
させることによって、流体を噴霧状の液滴として排出す
る方法を提供することである。この方法は、ノズル流路
の口径内および／またはノズル開口部の位置またはその
隣接部に配置された方向変化手段によって、ノズル開口
部を通過する流体の流れの少なくとも一部分に二次流れ
を誘発することを特徴とする。
本発明はまた、本発明の方法で使用するためのノズル
組立体を提供する。このノズル組立体は、次のような構
成部品から成ることを特徴とする。
a.ノズル部材内を通過する流体の導管として作動し、流
体の流れがノズル開口部と連絡する１つ以上のノズル流
路を有するノズル部材 b.1つ以上の方向変化手段であって、少なくともその１
つが、前記ノズル流路内および／または前記流路の端部
位置またはその直接隣接位置および／またはノズル開口
部の直接隣接位置に配置されており、前記流体の少なく
とも一部分の流れの方向を変化させ、それによって前記
流体の流れの前記部分に二次流れを誘発させる方向変化
手段 c.前記流体の流れを噴霧状の液滴として排出するときに
通過するノズル開口部 本発明はさらに、本発明によるノズル組立体から成る
噴霧形成ノズル出口を有する噴霧生成装置を提供する。
方向変化手段によって達成されるノズル開口部の二次
流れの程度は、方向が変化した流れの割合および残りの
流れに対するこうした方向の変化の角度によって決ま
る。したがって、充分な割合の流れを分流させた場合
に、残りの流れに対し10゜の二次流れで達成されるのと
同じ効果が、より少量の流れをより大きい角度で分流さ
せることによって達成される。さらに、二次流れの程度
は、ノズル開口部から排出される流体の流れ全体にわた
って変化することができる。便宜上、二次流れをここで
は、ノズル開口部における残りの流体の流路に対し平行
および90゜の分解成分で考慮し、また、ここで例示する
二次流れの量は、ノズル開口部における残りの流体の全
体的流路に対し90゜の出口角度に方向再転換した流れの
平均成分で表わす。方向変化手段は、流体の少なくとも
平均10％がノズル開口部で残りの流体の全体的流路に対
し90゜の出口角度で流れるのと同等の二次流れをノズル
開口部で達成することが望ましい。
方向変化手段は、流体の20％から80％、例えば25％か
ら50％の成分が残りの流体の全体的流路に対し90゜の出
口角度で流れるのと同等の二次流れを、ノズル開口部で
誘発することが望ましい。
ここでは、直接隣接という用語をノズル開口部および
方向変化手段の位置に対して使用する。これは、流体の
走行の長さがそこで誘発される二次流れを安定させ減衰
させるのに充分な長さとならないように、これらの構成
部品をノズル流路に充分に近接して配置することを意味
しており、これによって、流体が組立体のノズルオリフ
ィス開口部から出るときに、少なくとも10％の二次流れ
を維持することが望ましい。
本発明のノズル組立体は、広範な種類の噴霧生成装置
に使用することができ、例えば、流体がノズルオリフィ
スを通過するときにこれを噴霧化するための噴射剤とし
て、液化ガス噴射剤や高圧空気の噴射を使用する従来の
装置にも使用することができる。しかし、本発明のノズ
ル組立体は、これまでは超微細液滴サイズの噴霧、特に
10ミクロン未満の質量中央液滴径の噴霧を排出すること
ができないと考えられていた、機械的に作動する噴霧生
成装置のノズル出口として特に適用することができる。
本発明は、ばね式ポンプ機構によって生成される圧力下
で流体がノズル組立体から排出されるタイプの装置、特
に本願の係属国際出願第PCT/GB91/00433号に記載された
装置に、特に有用である。
ノズル組立体は、それが使用される噴霧形成装置に関
して適切な形態を取ることができる。したがって、ノズ
ル組立体は、噴霧形成装置に取り付けられた離散構成部
品の形態を取ることができる。例えば、圧縮噴射ガスを
用いて圧力下で容器から流体を排出させる場合、ノズル
組立体は、容器の出口弁機構の出口にねじ込むかその他
の方法で嵌め込むねじとして、金属ノズル挿入物の形態
を取ることができる。あるいはまた、ノズル組立体は、
流体をノズルから排出するために圧力を生成する機械的
装置を作動させる封冠またはトリガ機構の形態を取るこ
とができる。このような場合、本発明の組立体のノズル
流路は、少なくともその一部分を、噴霧形成装置の他の
構成部品の本体に形成された穴として、例えば、流体を
封冠のノズルオリフィスに排出するために加圧する圧力
室の出口として、設けることができる。
便宜上、本発明を以下、噴霧形成装置の一構成部品の
穴に端部を取り付けた離散ノズル部材の形態を取るノズ
ル組立体として説明する。
ノズル流路は、適切な形状と断面を取ることができ
る。一般的に、流路は少なくとも一部分を、ノズルオリ
フィスが取り付けられた構成部品に形成された穴として
提供する。この穴は、構成部品におけるほぼ円形の断面
の穴とすることができる。しかし、穴は他の形状および
構成を取ることもでき、例えば方形、三角形、またはそ
の他の多角形の断面とすることができ、そうした多角形
または非対称の断面形状は、ノズル組立体のどこか他の
場所に追加の方向変更手段を設置することを必要とせず
に、ノズルオリフィス穴で、所望の程度の流体の噴霧化
を達成するために充分な二次流れを流体内に誘発するこ
とができる。最大半径方向寸法対最小半径方向寸法の比
を2:1より大きくする場合、例えば3:1ないし10:1にする
場合には、四角の十字断面形または星形断面形を使用す
ることが特に望ましい。
穴の断面形状および面積は、穴の内部で高度の乱流を
誘発し、本発明で必要な二次流れの少なくとも一部分を
この穴の内部で達成するように、その長さに沿って変化
することができる。この場合、流体が穴の中を通過する
ときに流体の流れを加速するために、また穴の中で層流
が安定化したり穴の中の乱流が過度に減衰して、二次流
れが無効な量例えば10％未満まで低下するのを防止する
ために、穴は穴の出口に向かって均等にまたは段階的に
傾斜するか、あるいはその他の方法で漸縮することがで
きる。穴が均等に傾斜する場合、傾斜によってノズル流
路を通過する流体に充分な二次流れを誘発させるため
に、傾斜は通常少なくとも20゜、望ましくは60゜以上、
特に90゜以上の開先角度を持つことが必要である。ある
いはまた、必要な二次流れを誘発させるために、傾斜は
鋭い段階または角度の変化を持つこともできる。
本発明のノズル組立体に連絡する穴の入口および／ま
たは出口は、必要な二次流れを生成するために不規則な
多角形のノズルオリフィス穴を持つノズル組立体が、噴
霧形成装置の円形断面の穴に嵌め込まれるねじである場
合と同様に、ノズル組立体のノズル流路および／または
穴の主部と同一または異なる断面形状およびサイズを持
つことができる。
先に述べたように、ノズル流路は、ノズルオリフィス
を取り付ける噴霧形成装置の構成部品の穴によって提供
することができる。しかし、ノズルオリフィス穴を金属
または宝石ブロックのめくら穴の端部の穴として形成
し、ノズル流路を完全にそのノズルブロック内に形成す
る場合のように、ノズル流路の一部または全部をノズル
組立体内に形成することもできる。このような場合、ノ
ズルオリフィスとして機能する噴霧形成装置の穴は、従
来の平滑壁の円形断面の穴とすることができ、ノズル流
路は噴霧装置の穴として先に述べたどのような形状でも
取ることができる。
ノズル流路の形状および構成が、ノズルオリフィス穴
を通る流体の流れに必要な二次流れを得るために用いら
れる場合、流路の平滑壁のまっすぐな円形断面部の長さ
は、流路内で流体の流れが安定するのに充分な長さであ
ってはならない。したがって、そうした部分の穴の長さ
（１）対最大径（ｄ）の比を2:1未満、特に1:1未満、例
えば0.25:1ないし1:1とすることが望ましい。しかし、
ノズル流路の一部分の形状または構成が適切な二次流れ
を達成する場合には、そうした部分の1:d比は、例えば
5:1以上のように比較的大きくすることができ、例えば1
0:1ないし100:1とすることができる。
便宜上、本発明を以下、本発明のノズル組立体の端部
を取り付けた噴霧形成装置に形成された、ほぼ円形の均
等な断面の穴として説明する。
本発明のノズル組立体は、そこを通過する流体の流れ
の中で流体の少なくとも一部分の流れの方向を変化させ
る手段を装備し、流体の主流がノズル流路および／また
はノズルオリフィス穴を通過するときに主流内に１つ以
上の二次流れ成分を誘発することを特徴とする。従っ
て、本発明は、ノズル流路の入口またはその上流で、流
体の流れ全体に回転成分を誘発する渦流室を用いて、流
れを加速してノズル流路に送り込むときにその効果を強
める場合とは区別される。
方向変化手段は、多数の方法で提供することができ
る。例えば、上述のノズル流路の軸方向または横方向の
断面の形状は、追加の方向変化手段を設ける必要が無い
ように、流路内を流れる流体内で充分な二次流れが形成
されるのに充分なものとすることができる。そうでない
場合には、流路の長さの中に１つ以上の鋭角の曲げを設
け、ノズル組立体内で流れの方向を変化させることがで
きる。ノズル流路の断面積の突然の変化は、例えばデボ
ノ形ホイッスルのように、それぞれ鋭いリップを持つオ
リフィス穴を有する２つの横板の間にプリナムチャンバ
を設けた場合、あるいはノズル流路の傾斜に一連の周縁
リブまたは段階を形成した場合と同様の効果を達成する
ことができる。あるいはまた、ノズル流路の壁を粗くし
て、ノズル流路の壁の隣接部で流体の層に抗力や乱れを
誘発し、それにより流体内に流速や方向の大きな相違を
誘発することができる。そうした粗さは、例えばドリリ
ングやパンチング加工により金属にノズル流路の穴を開
けたり、これまで従来のノズル組立体で流路の形成に必
要と考えられていた仕上げや研磨段階を省略するなど、
従来の機械加工技術によって形成することができる。こ
の方法で達成される粗さの程度は一般に、表面の平均面
から１ないし５ミクロン程度のでこぼこであり、また半
径方向の高さの粗さは、一般にノズル流路直径の10ない
し50％程度である。さらに別の例では、ノズル流路の穴
の内部に乱流具、例えばひれ付きまたは粗表面の軸方向
挿入物を設けることもできる。
ノズル流路の形状および構成によって、ノズルオリフ
ィス穴を流れる流体に充分な二次流れを誘発するように
し、それ自体では追加の二次流れをほとんどまたは全く
誘発しない、従来の平滑なリップ付き円形ノズルオリフ
ィス穴を使用できるようにすることができる。しかし、
方向変化手段を、ノズルオリフィス穴の位置またはその
直接隣接位置に配置するか、またはオリフィス穴の形状
の適切な設計によってノズルオリフィス自体に組み込む
ことが、特に望ましい。したがって、例えば、ノズルオ
リフィスは、追加構成部品、例えばフラップまたは流れ
案内板を、オリフィス穴の位置またはその直接隣接位置
に設けることができる。そうしたフラップや流れ案内板
は、流体の流れの一部または全部に作用することができ
る。しかし、フラップまたは案内板は一部分だけに、例
えば流体の流れの有効断面の10ないし80％に作用し、影
響された流れが影響されない残りの流れに衝突するよう
にすることが望ましい。
別の例として、二次流れは、不規則形状または多角平
面形状のオリフィス穴、例えば三角形または四角形の
穴、特に鋭角のものを使用することによって達成するこ
ともできる。これは、半径方向に対称である必要はな
く、例えば星形の穴とすることができる。望ましくは、
ノズルオリフィス穴に刃先リップを設け、リップを通過
する流体の方向の変化率を最大にし、リップの外周の角
度は実務的にできる限り鋭く維持する。また、オリフィ
ス穴の最大半径方向寸法対最小半径寸法の比は、少なく
とも2:1、特に3:1ないし10:1とすることが望ましい。さ
らに、オリフィスの穴は半径方向に対称である必要はな
い。
質量中央径が約６ミクロン未満の液滴を生成する場
合、ノズル穴は、平均直径が100ミクロン未満であり、
できれば20ミクロン未満とすることが望ましい。
そうしたノズルオリフィス穴は、従来の技術によっ
て、例えばホトレジストまたは金属板やその他の板の電
気化学的エッチングによって、またはレーザビームを使
用して、板や宝石ノズルブロックに大まかに円形の穴を
形成することによって、あるいはスタンピング、プレス
加工、ドリリング、またはその他の手段による機械加工
によって、形成することができる。こうして、例えば、
適切なウェハの片面を化学的にエッチングすることによ
って、シリコンラミネートに方形または矩形の穴として
ノズル大を形成し、円錐形のノズル流路は、反対側の面
からラミネートをエッチングすることによって形成され
たオリフィス穴の入口を形成することができる。
以上に、方向変化手段を、ノズル流路またはノズルオ
リフィス内で流体の流れに対し半径方向に内向きに作用
する装置について説明した。しかし、本発明の範囲内
で、方向変化手段は、粗い表面やその他の乱流誘発表面
を持つピンやその他の軸方向に伸長する部材が、ほぼ円
形のノズルオリフィス穴内に伸長して、オリフィス穴を
部分的に遮り、周辺にそって粗い表面を持つ環状ノズル
オリフィスを形成する場合などのように、半径方向に外
向きに作用するようにすることもできる。
便宜上、本発明を以下、半径方向に内向きに作用する
方向変更手段について説明する。
方向変更手段は、上述の特徴を組み合わせて装備する
ことができる。例えば、出口にフラップを設けたノズル
流路の壁を粗い表面にしたり、穴内に鋭角の曲げを設け
たり、三角形またはその他の鋭い縁部のノズル穴にする
ことができる。本発明のノズル組立体の特に好ましい形
態は、90ないし120゜の開先角度を持ち、長さ対直径比
が1:1未満で、宝石または金属の本体板で形成され、ノ
ズルオリフィス板が鋭いリップ付きの方形または矩形の
穴を持ち、本体板に取り付けられ、ノズル流路の軸とノ
ズル穴の軸がほぼ一致するものである。
方向変化手段は、それが作用する流体の流れの方向
に、少なくとも10゜、好ましくは30ないし90゜の変化を
起こすことができるが、例えば、２つのフラップを相互
に連続近接位置に設置し、最初に１つの方向に方向を転
換させ、次に反対方向に転換させるなど、方向変化手段
の組み合わせによって、より大きい方向の変化を達成す
ることができる。さらに、方向の変化は鋭い変化である
こと、つまり、方向の変化が流れの幅の直径の５倍未
満、できれば１倍未満の軸方向の距離内で発生すること
が望ましい。流れ方向変化手段の最適な形状および位
置、および各手段で達成される方向の変化の程度は、中
でも特に、流体が排出される圧力、穴および／またはノ
ズルオリフィス穴の直径と計樹、および要求される液滴
の大きさによって異なり、簡単な試行錯誤による試験に
よって容易に決定することができる。一般に流体は、平
均直径が５ないし50ミクロン、特に20ミクロン未満で、
断面積が５ないし2500平方ミクロン、特に500平方ミク
ロン未満のノズルオリフィス穴を介して、質量中央径が
６ミクロン未満の液滴を形成するために、100ないし500
バールの圧力で、例えば100ないし400バールで排出され
る。
先に述べたように、ノズル流路およびノズルオリフィ
ス穴をノズル部材として形成し、その後、機械的に作動
する噴霧形成装置、特に本願の係属出願である国際出願
第PCT/GB91/00433号のばね式ポンプ装置の排出穴にねじ
込みか、締め代押嵌か、あるいはその他の方法で嵌め込
むことが望ましい。
以上、本発明のノズル組立体を、流路の出口のノズル
オリフィス穴から流体を供給するノズル流路について述
べたが、本発明の範囲内で、ノズルオリフィス穴を板の
片側に形成し、円錐ノズル流路を板の反対側から全体的
または部分的にオリフィス穴の位置と一致するように形
成する場合のように、ノズル流路をノズルオリフィスの
下流とすることもできる。このような板は、ノズル流
路、あるいは流体の流れにおけるノズルオリフィスの上
流のどちらでも使用することができる。あるいはまた、
ノズル組立体は、隙間を置いて配置した２つのノズルオ
リフィス板から形成し、ノズル流路を板の間の隙間また
はプレナムチャンバによって設けることができる。この
場合、ノズルオリフィス穴は軸方向位置を相互に整合す
ることができ、あるいは横方向位置を相互にずらすこと
ができる。また、本発明の範囲内で、ノズルオリフィス
をノズル流路内に、しかしその出口端部に隣接して配置
し、ノズル流路の出口がノズルオリフィスで形成される
噴霧に悪影響を及ぼさないようにすることができる。
本発明のノズル組立体は、ノズルオリフィスとノズル
流路を金属またはその他のブロックで形成する場合のよ
うに、単体の構成部品として形成することができ、ある
いはまた、例えばノズルオリフィス穴が形成された板お
よびノズル流路が形成されたブロックまたは板を適切な
手段で、例えば接着剤でノズルオリフィス板をノズル流
路ブロックに固定するなどして、２つをひとつに合わせ
ることによって生成することもできる。
本発明のノズル組立体は、その動作を向上するため
に、他の特徴を組み合わせることができる。例えば、ス
リーブやサポートブロックを取り付けて、噴霧形成装置
krあ流体を放出する突然の圧力のために組立体に掛かる
圧力や応力に耐えられるようにしたり、噴霧形成装置に
おける組立体の取付を助けることができる。
図面の簡単な説明 本発明の理解を助けるために、次に本発明を、添付の
図面に示す好適実施例に関連して説明する。
図1aおよび図1bはそれぞれ、本発明のノズル組立体の
１つの形態の平面図および軸方向断面図である。
図2a、図2b、図3a、および図3bはそれぞれ、ノズル組
立体の代替例の形態の平面図および軸方向断面図であ
る。
図４は、図１のノズル組立体のさらに別の代替例を示
す。
発明を実施するための最良の形態 図１において、薄板101は、選択的化学エッチングま
たはその他の適切な技術によってそこに形成した収束断
面を持つ流路102を有する。収束流路の開先角度は90な
いし120゜であり、流路の最大直径対長さ比は、少なく
とも1:1である。流路の薄い端部には、出口オリフィス
穴104が形成され、液体の流れがオリフィス穴を通過す
るときに、フラップ106によって形成される曲げ108に沿
って移動するときに強制的に方向を変えるようにフラッ
プ106が配置されている。フラップによる流れの分流部
分の方向のこの変化は、オリフィスからの出口で有意の
二次流れを発生させ、これは流体の流れを微細な液滴に
分割するのに役立つ。
フラップは、板101に円形のオリフィス穴をパンチン
グで部分的に押し抜くことによって形成することができ
る。あるいはまた、流路102を１つの板に形成し、円形
の穴を別の板にレーザビームによって形成することもで
きる。２つの板はその後、穴の位置が部分的に流路と一
致するように相互に積み重ね、図1bに示すのと同様のフ
ラップを形成することができる。しかし、オリフィス穴
の右側のリップは、図1aに示すように、まっすぐではな
く曲線状になる。
７ミクロンの質量中央径の液滴を形成するために、液
体を約350ないし400気圧（バール）の圧力で流路に創出
する。板101の厚さは約100ミクロンであり、最終オリフ
ィス穴104の平均直径は約５ミクロンである。
図２は、図１と同様の噴霧ノズルを示すが、流路202
の壁およびオリフィス穴104のリップは粗仕上げであ
る。粗仕上げは乱流の生成に役立ち、したがって流体内
の二次流れの生成に役立ち、噴霧化を助長する。このよ
うな形態のノズル組立体では、粗さは一般的に高さが約
３ミクロンであり、これは流路およびオリフィスの機械
的パンチング加工によって達成することができる。流路
202の粗さが穴104を通過する流体に充分な二次流れを引
き起こす場合、ノズルオリフィスを、平滑な内径の円形
穴を持つ従来のノズルオリフィスによって提供すること
ができる。
図３のノズル組立体は、ノズル流路302がプラスチッ
ク材の射出成形またはその他の成形によって形成され、
流路の壁が滑らかに仕上げられていること以外は、図１
の場合と同じである。ノズルオリフィス穴は、図3aに示
すように、矩形または方形の断面を持つ。ノズルオリフ
ィスは、感光性プラスチックまたはシリコンウェハを既
知の技術で選択的にエッチングすることによって形成す
ることができる。通常、ノズル流路ブロック311やノズ
ルオリフィス板312が破損する危険性を最小にするため
に、サポート封冠等310を設けることが望ましく、この
封冠は外部ねじで固定することができ、これによりノズ
ル組立体を噴霧形成装置の出口穴にしっかりと固定する
ことができる。流体の流れを微細液滴に分割するために
必要な二次流れを発生させるのは、主に、オリフィス穴
の鋭角のリップであるので、図３のノズル組立体は、ノ
ズルオリフィスをノズル流体の上流または下流のどちら
でも配置することができる。
図４に示すノズル組立体の形態では、ノズルオリフィ
ス穴は２つの別個の板に形成される。上流のノズルオリ
フィス穴は、そこを流れる流体が液滴に分割されるよう
に、比較的粗くすることできる。しかし、このオリフィ
スの鋭角のリップのために、これは流体内に二次流れを
誘発する。下流のノズルオリフィス穴は、そこを通過す
る流体が微細液滴に分割されるように充分微細であり、
例えば20ミクロン未満とする。２つの板は、微細なノズ
ルオリフィス直径の約１つ分の距離を置いて取り付け
る。板の間の隙間は、板が固定された取付部の環状壁と
共に、上流オリフィスよりかなり大きい直径の流路を形
成し、断面のこの変化は、上流オリフィス穴から排出さ
れる流れの内部に二次流れを形成するのに役立つ。
以上、本発明を単独の方向変更手段を用いて説明した
が、このような手段を２つ以上組み合わせて使用するこ
ともできる。例えば、図１に示したフリップは、ノズル
オリフィス穴のリップの周辺に配置した、図とは反対の
方向に作用する１つ以上の追加フリップと組み合わせて
使用し、相互に反対方向の二次流れを誘発し、ノズルオ
リフィス穴の位置またはその直接下流位置で衝突する流
体の流れの形成をシミュレートすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キング アントニー ウェイン イギリス イプスウィッチ アイピー10 ０ ピーエヌ カートン ガストン ガーデンス 13 (56)参考文献 特開 昭50−37016（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−75363（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開255208（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B05B 1/00 - 1/36 B05B 11/00 - 11/06

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ノズル（104）と流体流れ状態に連通した
    ノズル流路（202）を有するノズル組立体に流体を流れ
    させることによって、10マイクロメートル未満の質量中
    央粒子サイズを有する液滴噴霧として流体医薬を放出す
    る方法であって、 （ａ）ノズル流路（202）内から選択された少なくとも
    一つの位置で、ノズル流路（202）の端部に、或いは端
    に直接隣接して、かつ、ノズル穴（104）に、或いは穴
    に直接隣接して配置された方向変更手段（106）によっ
    て、ノズル穴（104）を通る流体の流れの少なくとも一
    部に二次流れを誘発させ、 （ｂ）ノズル穴（104）の横断面は、５乃至2500平方マ
    イクロメーターの範囲であり、 （ｃ）ノズル流路の壁は粗く、粗さの半径方向高さはノ
    ズル流路の直径の10％乃至50％であり、 （ｄ）流体を100乃至500バールの圧力でノズル組立体に
    送る、 ことを含む液滴噴霧として流体医薬を放出する方法。
  2. 【請求項２】前記方向変更手段（106）が、前記ノズル
    穴（104）における残りの流体の流れの全体の線に対し
    て90゜の出口角度で、前記ノズル穴（104）における流
    体の流れの少なくとも10％の二次流れを誘発する、請求
    項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記方向変更手段（106）が、前記ノズル
    穴（104）における残りの流体の流れの全体の線に対し
    て90゜の出口角度で、前記ノズル穴（104）における流
    体の流れの20％乃至80％の二次流れを誘発する、請求項
    １に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記方向変更手段（106）が、それが作用
    する流れにおいて、残りの流体の流れの全体の線に対し
    て30゜乃至90゜の流れの角度の変化を誘発する、請求項
    １乃至３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記ノズル穴（104）が20マイクロメータ
    ー未満の平均直径を有する、請求項１乃至４のいずれか
    一項に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記ノズル流路（202）及び又は、ノズル
    穴（104）のリップが、流体の流れに曝された少なくと
    も一つの粗い表面を有する、請求項１乃至５のいずれか
    一項に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記ノズル流路（202）が、ノズル穴（10
    4）に向かって少なくとも60゜の挟み角度で収束する形
    状の流路であり、また、前記ノズル穴（104）が非円形
    の形状を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載
    の方法。
  8. 【請求項８】前記ノズル穴（104）が非円形であり、ま
    た、ノズル穴の最大半径方向寸法と最小半径方向寸法の
    比が2:1乃至10:1である、請求項１乃至７のいずれか一
    項に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記ノズル穴（104）が該ノズル穴に対し
    て鋭ったリップを有する、請求項１乃至８のいずれか一
    項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記方向変更手段は、少なくとも一部が
    前記ノズル流路（202）の中に配置されている、請求項
    １乃至９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記方向変更手段は、少なくとも一部が
    ノズル穴（104）に対するリップに配置された一又はそ
    れ以上のフラップ（106）によって形成される、請求項
    １乃至10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記流体がばね荷重式ポンプ機構によっ
    てノズル組立体から噴出される、請求項１乃至11のいず
    れか一項に記載の方法。
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