JPS60232238A - 均一な液滴の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は均一な微小寸法の充分に離れた液滴の発生方法
および装置に関し、更に詳しくは本発明はベンチュリ管
のスロート中に毛細管の端部を設置することにより上述
の液滴を発生させる均一な液体の製法および装置に関す
る。

〔従来の技術〕

均一で単離された液体の小滴からなる流れを造ることは
実験室および他の科学分析において必要である。例えば
実験室の燃焼装置中へ噴射するのに適した均一な小液滴
の流れを造るのに現在幾つかの技法が使用されている。

例えばコンパッション・サイエンス・エンド会チクノロ
シイ（Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｃ
ｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　）第１６巻５９頁（１９７
７年）のジェイ・ジェイ・サンギオバニ（Ｊ、Ｊ、ｓａ
ｎｇｉＯＶａｎｎｉ　）およびエイ・ニス・ケスチン（
Ａ、Ｓ、Ｋｅｓｔｉｎｅ　）の論文、「コンパッション
・サイエンス・エンド・チクノロシイ」第２１巻１頁（
１９７９年）のジェイ・シー・ラツシエラス（Ｊ＋００
Ｌａｓｈｅｒａｓ）、エイ・シー・フェルナンド・ぺｏ
　（Ａ、０．Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ−Ｐｅｌｌｏ）および
エフ・エル・ドライア（Ｆ、Ｌ、Ｄｒｙθｒ）の論文、
米国、カルフォルニア州、リーバ−モアのザ・コンパラ
シュン・インスチチュート、サンプイア・ラバラトリで
１９８２年１０月１１−１２日に開催されたフォール・
ウェスターン・ミーティング（Ｆａｌｌ　Ｗｅｓｔｅｒ
ｎ　Ｍｅｅｔｉｎｇ）におけるシー・エイチ・リング（
０，Ｈ，Ｗａｎｇ　）、エックス・キュリ・リウ（Ｘ　
、Ｑ、Ｌｉｕ）およびシー・ケイ・ロウ（Ｃ！、に、Ｌ
ａＷ　）の論文Ａ３２８１を参照されたい。均一な寸法
の小液滴の流れは、また、環境毒物研究のためのエアツ
ル基準の試験において、インキ・ジェット印刷方法、旭
光原子吸光分光分析の新噴霧技法、迅速化学反応速度調
査の新規な手段に、また燃料の燃焼動作の研究にも必要
である。

先行技術は高速度液体ジェット流を電磁力により誘起さ
れた機械的振動または高速度回転シャッタリングをそれ
ぞれ利用するレイリー不安定性を利用する技法および機
械的細断技法がある。液体貯留に機械的圧縮力を施すこ
とによって液滴を駆出するのに圧電技法を使用できる。

液滴製造のための可動部品または可動電子部品を使用す
ると部品の故障の可能性または部品のがたが生ずる可能
性があり、これらは経時的に反覆使用性に悪影響がある
。

単離状液滴の燃焼を研究するためにレイＩＪ−不安定性
技法を使用することに対する主要な制約は液滴間の間隔
がもともと制限されることである。しかし、著しく実験
上複雑さがなく燃焼装置ｌこ使用するのｔこ適した充分
に離れた（３０滴液径）液滴を造る他の代替技法（機械
的細断技法または圧電技法）を記載したものはない。

ジエイ・エイ・ボルト（Ｊ、Ａ、Ｂｏｌｔ　）およびエ
ム・エイ・ザツド（Ｍ、Ａ、５ａａｄ）共著［コンパッ
ション・レート・オブ・フリーリイ・フォーリング・ツ
ユエル・ドロップレット・イン・す・ホット・アトモス
ツイヤ（Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ｒａｔｅ　ｏｆＦｒｅ
ｅｌｙ　Ｆａｌｌｉｎｇ　Ｆｕｅｌ　Ｄｒｏｐｌｅｔｓ
　ｉｎ　ａ　ＨｏｔＡｔｍ０８ｐｈθｒθ）」（燃焼学
会主催、燃焼に関する第６回国際シンポジウム）（第７
１７頁〕は毛細管（小孔管）から同心の空気噴射流によ
って液滴が飛び出すことからなる小孔管により燃料液滴
の形成装置を記載している。燃料液滴の寸法は毛細管の
孔の寸法、同心の空気噴射流ヘッドの圧力、燃料ヘッド
、空気ノズルの先端を越えて突出する毛細管の距離によ
り調整される。ｔｉ、滴を毛細管から離脱させるために
同心空気噴射流は毛細管先端を通過する時には高速度で
なければならない。大体積量の空気かこのためには必要
であるが、このことは液滴状燃料の燃焼特性の研究には
そぐはない。このような研究では燃料液滴が大量かつ高
速度の空気またはカス流中で燃焼炉中を移動することは
望ましくない。さらに、高速度空気流は高速度液滴をつ
くり、この高速度は液滴の研究を行い難くする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

先行技術による液滴の発生方法で液滴間の間隔および液
滴の初速を調整できる制御された、実質上より小寸法の
均一な液滴を造る方法は未（７） だ開示されていない。

〔問題を解決するための手段〕

我々は上述のような液滴の製法および装置を見出した。

従って、本発明は液体受取端と開放先端とを備える毛細
管；前記液体受取端に液体の流れを供給し且つ制御する
ための手段；毛細管の外側に備えられた底部Ｉこベンチ
ュリ管を有し該ベンチュリ管のスロートに前記毛細管先
端が位置した同心外管；前記外管へ供給されるベンチュ
リ流体の給源；及び毛細管の先端からの液滴の形成を制
御するためのベンチュリ流体流を調整するための手段を
備えてなる均一な液滴の製造装置を提供するものである
。

他の実施態様では、本発明は液体を毛細管に供給し、毛
細管の他端が位置するベンチュリ管のスロートにガスを
流すととｌこよって毛細管の他端から液滴を離脱させる
ことからなる均一な液滴の製造方法を提供するものであ
る。

更に他の実施態様では、本発明は触媒形成用液体を毛細
管に供給し、毛細管の他端が位置するベンチュリ管のス
ロートを通って流体が流れるように流体を供給し、前記
流体の流れによって毛細管の前記他端から前記液体の液
滴を離脱させ、前記液滴を均一な球状触媒ビルドに硬化
させることからなる、触媒形成液体から均一な球状触媒
ビードの製造方法を提供するものである。

第１図は供試液体燃料給源を１１で示す。この液体燃料
は本発明の液滴発生装置１２１こ供給される。

液滴は燃焼導管１６中で造られる。この燃焼導管１６は
平板状小焔バーナ１４で備え、このバーナ１４に燃料、
酸素および窒素が１５で示す給源から供給される。

燃焼過程の光学的検出はカメラプローブまたは光学プロ
ーブトリカード光源１７のような検知器１６により行わ
れる。燃焼過程の残さはサンプル捕集プローブ１８に集
められる。

第２図について述べる古、本発明の液滴発生装置は計量
ポンプ２１から送られる燃料を収容する管２０に接続し
た液体受容端をもつ毛細管１９を備える。同心外管２２
はその底部にベンチュリ管２６を備える毛細管１９の先
端はベンチュリ管２６のスロート２４に位置する。

ベンチュリ管２６は収斂−拡大ノズルであり、ここに例
示する実施例では拡大部ノズル区域は半角が７．５°で
ある。この収斂−拡大ノズルは他のベンチュリ管より液
滴の良好な噴出軌道を描く０ 給源２５からの窒素ガスは流量制御装置２６を通って供
給される。この流量制御装置２６はベンチュリ管を通る
ガスの流れを調節して毛細管１９の先端からの液滴の形
成を制御する。液体の流れ、カスの流れおよび毛細管の
寸法を変えることによって液滴の寸法、間隔、頻度およ
び初速を精密に制御できる。

液滴の流れは毛細管１９の先端で不完全に形成された液
滴の早期離脱を誘発させることによりつくられる。この
離脱はベンチュリ管２６のスロート２４中に位置する毛
細管の先端を通った環状のガス流により起される牽引力
を受ける。

このガスは毛細管の先端を通った後ベンチュリ管により
加速され、次いでベンチュリ管２６のスロート２４から
出ると加速は解除される。こうして形成された液滴は自
然離脱から生ずる液滴よりもはるかに小さい。これは液
滴の重量か毛細管先端における界面張力の影響に打かつ
からである。

液体流量の精密な計量は計量ポンプ２１により制御され
、流量制御装置２６は正確にガス流を調節する。

ベンチュリ管に対する毛細管の位置の正確な設定はマイ
クロメータで駆動される移動手段２７により行われる。

本発明の水側の実施例では１０２ミクロン（６２−ゲー
ジ、０．００４インチ内径）の不銹鋼毛細管を内径約１
　ｍｍのベンチュリのスロートに位置させる。

ベンチュリスロー１・の寸法と毛細管の直径との間の関
係は造らうとする液滴の種類に依存する。本明細書に記
載する燃料のテストの場合に（１１） は毛細管１９の内径は２５〜８８９ミクロン（０，００
１〜０．０３５インチ）で外径は１２７〜１２７０ミク
ロン（０，００５〜０．０５インチ）であり、同心外管
２２の内径は０゜２５〜５ｍｍ（０，１〜２イーンチ）
で、ベンチュリ２６のスロートの内径は２５４〜１９０
５ミクロン（０゜０１〜０．０７５インチ）で、スロー
トの長さは７６２〜７６２０ミクロン（代０３〜０．３
インチ）である。

液滴の流れの流路と交さするように配設したヘリウム−
ネオンレーザ−により液滴の特性分析を行った。レーザ
ービームを通り抜ける液滴から散乱するレーザー光をホ
トダイオードミクロプローブで検出した。得られた被変
調ホトダイオード出力信号をオツシロスコープで監視し
て直接液滴の頻度すなわち液滴製造速度を得た。

この出力信号はまたストロボランプにも供給して目視観
察および写真観察用の液滴流を同期的に裏から照明して
正確に液滴の寸法と間隔とを測定した。

本装置の先端から出てくるヘキサデカンの液滴の外観は
球状で先端に対して比較的よく中心に集った。本発明に
より得られる液滴の間隔の範囲は液滴直径の１００倍離
れた液滴間隔により示した。この間隔はレイリー不安定
性技法によって得た間隔の２０〜５０倍大きい値である
。

本発明による液滴の寸法、間隔および液滴の頻度はレイ
リー不安定性技法で観察したものとは明瞭に異なる。

種々の液体流速およびガス流速について液滴の直径およ
び間隔を観察することによって、それらの観察結果を第
６図、第４図および第５図に示した。

第６図はヘンチュリ管の内径１’ｍｍのスロート中の６
２ケ一ジ毛細管を通って供給されたヘキサデカンの液滴
寸法を示す。液滴の直径（ミクロン）を窒素流量（Ｗ／
分）に対してプロツトシた。ヘキサデカンの流速はｉｍ
ｌ／時間（Ｃ）印）、２ｍｌ／時間（目印）、４ｍ（！
／時間（△印）および８　ｍｌ　７時間（印）に変えた
。

第６図は毛細管を通る液体の流速に比較的無関係に毛細
管の先端を通る窒素流速が増大すると共に液滴の直径が
小さくなることを示している。

第４図は窒素流速を増すと共に液滴間の間隔が縮まるこ
とを示す。しかし、間隔の大きさは毛細管を通る液体の
流速に明らかに依存することを示す。各窒素流速におい
て液滴の間隔は液体の流速を増大すると共に小さくする
。第４図中、＜）印はヘキサデカン１ｍｅ／時間、目印
はへキサデカン２ｍ１フ時間、Δ印はヘキサデカン４ｍ
ｅ　／　時間、印はへギサテカン８　ｒｎｌ／時間の線
図である。

第５図は第４図に示した液滴間隔を、各個の液滴を分離
している液滴の直径の数で表わしたものである。１００
〜６００　の液滴直径数の液滴間隔が第５図に示す範囲
にわたって流速条件を単に変えることにより得られるこ
とが明らかである。

操作パラメータの関数としての得られだ液滴製造の頻度
を第６図に示す。液滴の頻度は窒素流速の増大と共に、
また液体流速の増大と共に増大する。図中の、／−２印
はへキサデカン１ｍ１フ時間、目印は同２　ｍｅ　７時
間、Δ印は同４　ｍｅ　７時間、印は同８ｍ／／時間の
線図である。本発明で製造された１０〜１５０）＋ｚと
いう比較的低い頻度はレイリー不安定性技法に基つ〈従
来の研究において観察された５００〜２０００Ｈｚの製
造速度とは対照的である。本発明装置におけるこの低液
滴製造速度は比較的低い液体流速（ｌｏｍｇ／時間）と
相俟って、２００〜４ｏｏｍｅ／時間の液体流速を必要
とするレイリー不安定性技法に比べて非常に少ない液体
を必要とするにすぎない利点（１ｂ　） がある。

製造された液滴の初速は液体流速および窒素流速の関数
として初期液滴間隔と液滴頻度とを積算することによっ
て決定される。統合した結果を第７図に１本の線図とし
てプロットした。

この図は液滴初速は窒素流速にゆるやかに依存し、窒素
流速が増大すると共に徐々に増大することを示す。現在
のテークから液体流速への依存性は−らかではない。平
均液滴初速は２〜３ｍ／秒で、レイリー不安定性技法に
よって得たものと同等であり、現行液滴燃焼装置中での
単離された液滴燃焼の低レイノルズ数の研究に適する。

軽質Ｎｏ、　６船舶燃料についての研究は液滴の寸法、
間隔、頻度および速度について大体同じ挙動を示した。

触媒の製造 本発明の液滴発生装置は被燃焼液体燃料の液滴を造るほ
かに、液体触媒先駆体の液滴を造るのにも使用できる。

この変形態様においてはアルミナゾルのような触媒先駆
体を慣用のゲル化剤と共に毛細管へ（１６） 供給する液体供給反別として使用する。ヘンチュリ管の
スロートおよび毛細管の周りを流れる流体は油、水溶液
または蒸気でさえあってもよく、アルミナモル液滴かケ
ル化するまで支持するものであれは何でもよい。

この方法を使って造った触媒は他の方法では容易に得ら
れないような非常に均一な球状の寸法をもつ。

触媒支持体、特に球状アルミナ粒子を造ることは米国特
許第２，６２０，３１４　号にヘークストラ（Ｈｏｅｋ
ｓｔｒａ、、）により記載された周知の油中落下法とし
て長い間知られてきた。簡略に述べると、この方法は酸
性アルミナヒＩ・ロソルを、温度を上げると加水分解し
てアンモニアを生ずる弱塩基であるゲル化剤と十分に混
合し、得られた混合物を普通垂直塔すなわち形成塔中に
収容された熱油浴中に液滴として分散させる。液滴形成
池の代表例は軽質軽油または重質軽油であり、これらは
主としてその水に対する高界面張力をもつために選択さ
れる。こうして、各液滴は油面を通って、液滴は円形に
なる。

液滴はこの段階では主成分か水であり、油に溶けないか
ら、その体積に対して最小の表面積をもつ形状をとろう
とする傾向がある。第２のの効果は、形成されたヒドロ
シル液滴力禾形成用油の底部に重力により沈降し、続い
て行われる処理操作中形成されたヒドロシル球状体の構
）告的一体性を保持するのに充分になる状態に徐々にゲ
ル化されることである。いずれにせよ、生成した球状ヒ
ドロシルは次に通常熱形成油中で熟成された後、洗浄、
乾燥および普通４２５°Ｃ〜７５０°Ｃの温度で酸化雰
囲気中で焼成さｔ＋、る。

上述の方法は基本的には、液滴形成前に原料中に添加さ
れて熱油浴中でアンモニアを放出する内部ゲル化剤、例
えはへキサメチレンテトラミンを使用するものである。

米国特許ケイス（Ｋｅｉｔｂ）らに許与された第３．５
５８．５０８　号明細書は外部ケル止剤技法を使用した
油中落下形成法を記載し、この方法では水非混和性液体
を収容シタ塔の底にガス状アンモニアを吹込み、液滴の
外面とアンモニアを接触させることにより液滴を凝固さ
ぜる。ケイスらの方法はかなりの割合が微細に粉砕した
アルミニウムの酸性加水分解によって造った特殊なアル
ミナを原刺吉して使用することに基つくものである。

球状のアルミナ粒子はまたオレコワス力（０１ｅｃｈｏ
ｗｓｋａ　）らにより１インクーナショナル。

ケミカル・エンジニアリンク」第４巻、第１号９０−９
３頁（１９７４年１月）における［ブリペブレーション
・オフ・スフエリカリ、シエイブド・アルミナ・オキサ
イド（Ｐｒｅｐａｒａｔｊ、Ｏｎ　ｏｆＳｐｂｅｒｉｃ
ａ、］、］、ｙ　５ｈａｐｅｄ　Ａ］、ｕｍｊｎａＯｘ
ｉｄｅ　）に記載された方法によっても造ることかでき
る。この方法では硝酸と脱水水酸化アルミニウムとのス
ラリーの液滴を空中を通って炭化水素とアンモニア相を
含む塔中に落下させる。液滴は水非混和性液体中を通過
する間に球形となり、次いで凝固媒体中で強固な球状ビ
ードすなわちペレットになる。凝性ゾルおよＱ・塩酸を
使用する同等な方法は下記の文献に記載されている： （１９） １、　カツオグシヒリ（Ｋａｔｓｏｂａｓｈｖｉｌｉ　
）らによる［フオーメ声ジョン・オフ・スフエリカル・
アルミナ・エンド・アルミニウムオキサイド・キャタリ
スト・バーｆ・ザ・）＼イドロカーポンーアンモニアー
プロセス−１゜ザ・ロニル・オフ・エレクトロライト・
イン・ザ・フォーメーション・プロセス］〔［コロイン
ドニイ・ツルナル（ＫＯＬＩＬＯＩＮＤＮＹＩ　ＺＨＵ
ＲＮＡＴ、）Ｊ　、第２８巻、第１号、４６−５０頁、
１９６６年１＝２月号）； ２、　カツオグシビリらによる［ブリペアレーション・
オフ・メカニカリーストロング・アルミナ・エンド・ア
ルミニウムオキサイド・キャタリスト・イン・ザ・フオ
ーム・オフ・スフエリカル・グラニュールス・パイ・ザ
・ハイドロカーボン−アンモニア・フォーミング・メソ
ド］〔「ツルナル・ブリクラトノイ・キミ（ＺＨＵＲＮ
ＡＬ　ＰＲＩＫＬＡＤＮＯＩ　ＫＨＩＭＩＩ　）Ｊ第６
９巻、第１１号、２４２４−２４２９頁（１９６６年１
１月号）〕。

６　力フォノ５ンヒリらによる「フォーメーション・オ
フ・スフエリカル・アルミナ・エンドアルミニウムオキ
日ノ−イド・キャタリスト・ハイ・ザ・ハイドロカーボ
ン−アルミナ・プロセスーコーギュレーショナル・スト
ラフチャー・フォーメーション・デユアリンク・ザ・フ
ォーミンク・プロセス」〔［コロイドニイ・ツルナール
（ＫＯＬＬＯＩＤＮＹＩ　ＺＨＩＪＲＮＡＬ）Ｊ第２９
巻、第４号、５０６−５０８頁、１９６７年７−８月号
〕。

本発明方法は先行技術の油中落下法の内部ケル化方式お
よび外部ゲル化方式にくらべて幾つかの利点がある。

１つの利点は本発明方法で造った液滴は球状で、液滴発
生装置のすぐ近くで球状になる傾向があることである。

これはレンズの形状の触媒粒子を造り、これが熱油中で
表面張力の力により球形になる先行技術とは異なるもの
である。

次いで水性浴中で触媒液滴を熟成すると応力破壊するこ
とがある。これは浴中の塩濃度が異なるためである。塩
の濃度勾配による応力破壊の問題およびそれを解決する
方法の一つは米国特許第４２５００５８　号明細書に開
示されている。

触媒が油相から水相へ移動する時はいっても両相の境界
面には系中に存在することがあるごみを触媒が補集し、
かつ若干の触媒粒子を保持する傾向がある。境界面によ
り触媒粒子が集まる問題は水相へ表面活性剤または洗剤
を添加することによって解決できるか、これはコストが
高くなり、操作が複雑になる。

これに対して、本発明方法は液滴をレンズ形に歪ませる
ことはない。液滴発生装置は水平にに向けて操作しても
よいし、上に向けてもよいし、下に向けても、またその
中間の位置に向けてもよい。

触媒製造に本発明を適用する場１合には熱油ではなくて
熱空気または他の熱蒸気で活性化した内部ゲル化剤を使
用できる。

１実施態様では、液滴発生装置は上に向けて操作でき、
アルミナゾルとゲル化剤との液滴Ｚをベンチュリ管スロ
ー１−ヲ通し、スロートには１００℃〜１０００℃また
はそれ以上の温度の空気または他のガスを流して前記液
滴をスロートを通って放出さぜる。

球が形成され、２〜Ｓｍ７秒の初速で上方に運はれ、最
小程度のケル化が行イつれるのに必要な時間に依存して
２〜２０ｍまたはそれ以上垂直に移動し、球形を保持で
きるようになる。触媒粒子の移動距離の頂部で部分ゲル
化した触媒は機械的に、或は好適には蒸気または液体の
シェツト流によって慣用の熱油浴または水性アンモニア
性熱性浴に移動方向を変えられる。操作パラメータを適
当に選択することによって慣用の油浴の使用およびそれ
に伴う問題をなくすることができ、液滴形成装置から直
接慣用の水性熱性水溶液中へ入れることが可能である。

本発明の液滴製造装置を慣用の熱油形成方法に使用する
滴縁形成装置の代りに簡単に代替することも可能である
。

触媒先駆体 触媒を形成するために使用する慣用のいかなる物質も本
発明方法に使用できる。本発明は新規な触媒原料物質に
関するものではなく、既知の触媒先駆体の触媒へのより
良い転化方法′にある。

アルミナが所望の触媒支持体である場合、アルミナ給源
及びゲル化剤を使用しなければならない。酸性アルミナ
ヒドロシルが好適なアルミナ給源である。酸性アルミナ
ヒドロシルは水溶液中でアルミナ塩を加水分解すること
によって調製できる。アルミナ塩を形成・するためには
アルミニウムペレットを原料とすることができ、塩酸の
ような適当な酸にアル、ミーニウムペレットを温浸する
。

乾燥したアルミナ粉末または洗浄したアルミナフィルタ
ーケーキを原料とすることもできも慣用の内部ゲル化剤
または外部ゲル化剤が使用できる。適当な内部ゲル化剤
はへキサメチレンテトラアミン、ヘキサメチレンジアミ
ン、及び他の慣用の内部ゲル化剤を包含する。

適当な外部ゲル化剤はアンモニア、マタハアンモニア水
溶液等を包含する。蒸気形態のケル化剤（アンモニア）
含有熱空気または霧状のアミンゲル化剤か使用できる。

ヘンチュリ管を通過する流体の流れは蒸気または液体で
あることができる。油中落下法について述べた表面張力
効果のために、触媒球体を形成するための流体として熱
油を使用すると良好に前記球体を形成することかできる
。比較的非混和性の流体を使用するとよい。

球状触媒を形成するための本発明方法において、すべて
の内部ゲル化剤、すべての外部ゲル化剤または内部ケル
化剤と外部ケル化剤の組み合わせが使用できる。

上述の記載はアルミナ触媒に関するものであるが、触媒
先駆体の液相またはポンプ輸送可能なスラリーが本発明
方法及び装置を使用して球体を形成するときはいっでも
同様な一般的技法が使用できる。他の良く知られた触媒
支持物質はシリカゾル、シリカとアルミナの混合物味た
は他の類似物質を包含する。

触媒先駆体液体の特性 選択される触媒先駆体及び触媒先駆体に添加する金属ま
たは他の添加剤に関係なく、液体触媒先駆体は多数の制
限を満足するものでなければならない。

触媒先駆体は液体またはポンプ輸送可能な固体／液体ス
ラリーでなければならない。

触媒先駆体溶液の粘度は先行技術触媒形成方法において
使用するために適当であると認められた任意の粘度であ
ることができるが、しかし。

本発明方法が先行技術方法より良好な球体形成法である
ために幾分広い粘度範囲が許容できる。

従って、粘度は水の粘度に近い粘度、すなわち１センチ
ポイズをもつ物質から辛ろうしてポンプ輸送できる物質
の粘度までの範囲であることができる。センチポイズで
表示すれば粘度は１センチボイズから恐ら（２０００セ
ンチポイズのような大きさの範囲であることができ、こ
の高粘度はポンプ輸送が困難であるがなお使用可能であ
る。好適な粘度は約２０〜約１６００センチボイズの範
囲であるが慣用の触媒形成方法に使用する粘度とほぼ等
しい２０〜６００センチボイズの範囲が本発明に使用す
るために好適である。

触媒添加剤 上述の触媒先駆体は通常他の触媒成分用の支持体として
使用される例えばアルミナを形成する。上述の他の触媒
成分は水素化／脱水素化成分から結晶性添加物質までの
範囲であるこ吉ができる。

添加可能な慣用の触媒成分は周期表の金属類またはその
化合物類を包含する。

触媒を自動車の排気ガスの接触転化器に使用することを
予定する場合には、触媒元素は通常アルミナゾルまたは
他の支持体と混合した白金。

パラジウムまたはロジウム化合物である。

触媒を水素化処理装置に使用することを予定する場合に
は、触媒元素は慣用の水素化／脱水素化処理助触媒の１
種または２種以上、例えばコバルト、モリフデン、タン
グステン、ニッケルーモリブデン、コバルト−モリブデ
ン等であることができる。

添加可能な他の触媒添加剤は種々の結晶性物質を包含す
る。

結晶性物質はゼオライトｘ、ゼオライトＹ及びモルデナ
イトのような大気孔物質、制御指数１〜１２をもつ中気
孔寸法物質例えばＺＢＭ−５゜ＺＳＭ−１１またはエリ
オナイトのような比較的小気孔の物質であることができ
る。

多くの方法に関して、形状選択性ゼオライトが好適な触
媒添加剤である。代表的な該方法は燃料油原料及び潤滑
油原料の接触水素化膜ロウである。形状選択性ゼオライ
ト添加剤が重要であり、形状選択性の定義が制御指数に
依存するものであるために、制御指数及び種々の形状選
択性ゼオライトについて詳述゛する。

制御指数は以下のように算出する： 制御指数は２種の炭化水素（ｎ−ヘキサノ及び６−メチ
ルペンタン）のクララキンク速度定数のおよその比であ
る。形状選択性ゼオライトは約１〜約１２の範囲の制御
指数をもつゼオライトである。種々のゼオライトの制御
指数を以下に記載する。

ゼオライト　期］御指轄 ＺＳＭ−５８，３ ２６１Ｍ−１１８，７ ＺＳＭ−１２２ ＺＳＭ−５８２ ＺＳＭ−３５’　４．５ ＴＭＡオフレタイト　６゜７ ベータ　０．６ ＺＳＭ−１４０・５ Ｈ−ゼオロン　０．４ 希土類置換ゼオライトＹ（ＲＥＹ）　０．４無定形シリ
カ−アルミナ　０．６ エリオナイト６８ 上述の制御指数値は通常ゼオライトを特徴付けるもので
あるが、測定及び計算の際に使用した数種の変数の累積
的な結果であることを理解すしたい。従って、各々のゼ
オライトについて、１０係〜６０係の転化率を得るため
に使用する温度、通常２７５〜５２５℃に応じて、制御
指数は約１〜約１２の範囲内で変化することがある。他
方、ゼオライトの結晶寸法のような他の変数、閉塞する
可能性のある汚染物の存在及びゼオライトと緊密に混合
される結合剤は制御指数に影響を及ぼすことがある。制
御指数は概算値である。

上述の実験操作かほさんどの触媒試料について１０％〜
６０％の所望の全転化率を達成できる操作であり、好適
な条件を示すものであるか、高ナトリウム含量の非常に
高いシリカ／アルミナ比をもつ試料のような非常に低い
活性の試料については幾分より苛酷な条件を使用するこ
とが時には必要となる。上述の場合において５４０℃以
上の温度、０．１またはそれ以下のような１以下の液体
時間空間速度が約１０％の最少全転化率を達成するため
に使用できる。

本明細書に記載する形状選択性ゼオライトはＺＢＭ−５
、２６１Ｍ−１４、ＺＳＭ−１２、ＺＳＭ−３５、ＺＳ
Ｍ−６８及び他の類似物質によって例示される。

ＺＥＩＭ　−５は米国特許第３．７０２．８８６号明細
書に、ＺＳＭ−１１は米国特許第３．７０９．９７９号
明細書に、ＺＳＭ−１２は米国特許第３．８３２．４４
９号明細書に、ＺＳＭ−３５は米国特許第４，０１６，
２４５号明細書に、またＺＳＭ−１は米国特許第４，０
４６，８５９号明細書にそれぞれ記載されている。

上述の結晶性添加剤はまた１種または２種以上の金属成
分を含有することができる。これらはイオン交換または
含浸のような慣用の技法によって添加することかでき、
才た金属成分及び結晶性添加剤は液滴形成前に触媒先駆
体に添加することができる。

触媒実験 実験はコークス含有重質燃料油を用いて行なわれた。こ
の物質は多くの触媒形成溶液の粘度をもち、この方法が
触媒球体を形成するために使用できることを示すもので
あった。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃料燃焼測定装置中の本発明の液滴製造装置の
説明図、第２図は本発明の液滴製造装置、第３図は本発
明の実施例の液滴直径と窒素流流速との関係を示す線図
、第４図は本発明の実施例における液滴間間隔と窒素流
流速との関係を示す線図、第５図は本発明の実施例にお
ける液滴間間隔（液滴直径の数で表わした）と窒素流と
の関係を示す線図、第６図は液滴の頻度と窒素流との関
係を示す線図、第７図は本発明の実施例における液滴初
速と窒素流流速吉の関係を示す線図である。図中： １１・・（供試）液体燃料給源　１２・・液滴発生装置
　１３・・燃焼導管　１４・・バーナ　１５・・燃料、
酸素および窒素（ガス）給源　１６・・検知器　１７・
・トリガード光源１８・・サンプル捕集プローブ　１９
・・毛細管　２１・・計量ポンプ　２２・・同心外管２
６・・ベンチュリ管　２４・・スロート２５・・Ｎ２給
源　２６・・流量制御装置　２７・・移動手段。 □□□−１２ 特許出願人代理人　曽　我　道　照 第１頁の続き ０発　明　者　アルバート・ビー・シ　アユワーツ　ジ メ メリカ合衆国、ペンシルベニア州、フィラデルフィア・
ヨン・エフ・ケネディ・ブールバード　１９０１、アパ
ート／ト争１２０４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　液体を毛細管に供給し、 毛細管の他端が位置するベンチュリ管のスロートを通っ
   て流体を流すことによって前記毛細管の他端から液滴を
   脱離させることからなる均一な液滴の製法。 ２　毛細管の先端から液滴の形成を制御するためｌこベ
   ンチュリ管を流れる流体の流れを調整する特許請求の範
   囲第１項記載の製法。 ３　毛細管への液体の流れを制御する特許請求の範囲第
   １項記載の製法。 ４、　触媒形成用液体を毛細管へ供給し、毛細管の他端
   が位置するベンチュリ管のスロートを通って流体を流し
   、 前記流体の流れによって毛細管の他端から前記液体の液
   滴を離脱させ、 液滴を均一な球状触媒粒子に固化させることを包含する
   、触媒形成用液体から均一な球状触媒粒子の製法。 ５　ベンチュリ管のスロートを通る流体の流れを制御し
   て毛細管の他端から液滴の離脱を制御する特許請求の範
   囲第４項記載の製法。 ６、　毛細管への液体の流れを制御する特許請求の範囲
   第４項または第５項記載の製法。 １１つのベンチュリ管のスロート中に各端部が位置した
   多数の毛細管のから液滴を離脱させ、 各毛細管からのｉｓを共通の容器中で固化させる特許請
   求の範囲第４項ないし第６項のいずれかに記載の製法。 ８　液体がアルミナゾルである特許請求の範囲第４項な
   いし第７項のいずれかに記載の製法。 ９　流体が空気である特許請求の範囲第４項ないし第８
   項のいずれかに記載の製法。 １０　共通の容器が熱油浴である特許請求の範囲第４項
   ないし第９項のいずれかに記載の製法。 １１　液体受容端部および開放先端を備えた毛細管・ 前記液体受容端部へ液体の流れを供給し且つ制御するた
   めの手段 底部にベンチュリ管を備えた同心外管であって、前記毛
   細管の先端がベンチュリ管のスロートに位置してなる同
   心外管、 前記同心外管へ供給するベンチュリ流体給源および 毛細管の先端から液滴の形成を制御するためのベンチュ
   リ用流体の流れを調整するための手段 を備えてなる、均一な液滴を製造するための装置。 １２　ベンチュリ管が収斂−拡大ノズルである特許請求
   の範囲第１１項記載の装置。 １３　液体の流れを供給する手段が泪量ポンプである特
   許請求の範囲第１１項または第１２項記載の装置。 １４、毛細管が２５〜８８９ミクロン（ｏ、ｏｏ１〜０
   ．０３５インチ）の内径と１２７〜１２７０ミクロン（
   ｏ、ｏｏ５〜０゜０５インチ）の外径をもち、同心外管
   が０．２５〜５．０　ｍｍ　（０，１〜２．０インチ）
   の内径をもち、ベンチュリのスロートが２５４〜１９０
   ５ミクロン（肌０１〜０．０７５インチ）の内径をもち
   、かつスロートの長さか７６２〜７６２０ミクロン（（
   ＬＯ３〜０．６インチ）である特許請求の範囲第１１項
   ないし第１３項のいずれかに記載の装置。 １５　流体が窒素である特許請求の範囲第１１項ないし
   第１４項のいずれかに記載の装置。 １６、液体燃料の燃焼を計測する装置における均一な液
   滴を製造する装置であって、該装置が燃焼導管と、該導
   管中のバーナとを備え、均一な液滴を製造する装置がバ
   ーナと燃焼導管とを通る液滴の流れを形成するためバー
   ナの先端に位置してなる特許請求の範囲第１１項ないし
   第１５項のいずれかに記載の装置。 １７、Ｍ滴の流れの燃焼の光学特性を記録するための光
   学検出装置を備えてなる特許請求の範囲第１６項記載の
   装置。 （３）