JPS63119867A - 噴霧装置 - 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〕 本発明は一般に液体スブｖ　−（１ｉｑｕｉｄ　５ｐｒ
ａｙ）、噴霧器（ａｔｏｍｉｚｅｒ　）等に関し、特に
液体クロマトグラフ／質量分析装置に使用される噴霧装
置（ｎｅｂｕｌ　１ｚｅｒｓ）に関する。

〔従来技術とその問題点〕

液体クロマトグラフ／質量分析装置（ＬＣＭＳ）等の幾
つかの分析機器では、液体サンプルを微細なミスト又は
噴霧に転換することが必要である。

ＬＣＭ８機器の液体クロマトグラフ部は液体サンプルの
有機成分を分離し、一方ＬＣＭ８機器の質量分析装置部
は分離された化合物成分を同定し且つ定量を行なう。Ｌ
ＣＭ８機器の質量分析装置部が適正に機能するためには
、有機成分を含む液体サンプルは微量で均一な液滴に転
換されなければならない。

ＬＣＭ８機器内で液滴な生成する装置は一般に噴霧装置
（ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ　）として知られている。従来の
噴霧装置によって生成される液滴の寸法は出口オリフィ
スの寸法の約２倍であることは製造上受入れられてきた
事実であった。従って、従来のＬＣＭＳ機器用の噴霧装
置は１通常、５ミクロンの直径を有する出口オリフィス
を備え、直径約１０／ＩＬ″ ミクロンの液滴を生成されていた。

従来の噴霧装置の出口オリフィスが小さいことＫより多
くの問題点が生じていた。その一つは、従来の噴霧装置
のオリフィスは、液体が噴霧装置から噴射される際、微
粒子（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｍａｔｔｅｒ　）又は
非断熱冷凍（ｄｉａｂａｔｉｃ　ｆｒｅｅｚｉｎｇ）　
Ｋよって閉塞する傾向がある。東Ｋ、従来の噴霧装置は
生成する液滴の寸法が広範囲であるのでＬＣＭ８機器の
精度がそこなわれる。その上、寸法の小さいオリフィス
は、生成可能な液滴の量を減少させる。

出口オリフィスの寸法が小さいととく関連する従来の噴
霧装置におけるもう一つの問題点は、噴霧装置をまず大
気圧にて始動させ、次に真空レベルの圧力まで降下させ
なければならないことである。これは明らかに、小さい
出口オリフィスを覆う液体の表面張力が高いので、真空
状態下では最初の液滴形成が妨げられるためだからであ
る。

〔発明の目的〕 本発明の目的は均一な寸法を有する液滴を生成する噴霧
装置を提供することである。

本発明の別の目的は簡単な、メンテナンスの低い設計で
（ｓｉｍｐｌｅ　、　ｌａｗ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ
　ｄｅｓｉｇｎ　）、閉塞に対して耐性のある噴霧装置
を提供することである。

本発明の更に別の目的は容量の大きい液滴を供給可能な
噴霧装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は直径が出口オリフィスよりも小
さい液滴を生成する噴霧装置を提供することである。

本発明の更に別の目的は真空状態下で始動可能な噴霧装
置を提供することである。

本願発明の一実施例である噴霧装置は中心に位置する出
口オリフィスを備えた第１の円板Ａ、中心に位置する気
体入口オリフィスと、半径方向に配置された液体入口オ
リフィスの双方を有する第２の円板部材とを含んでいる
。２個の円板部材のうちのひとつには３つのオリフィス
を相互に連結し且つその結合部に乱流スペース（ｔｕｒ
ｂｕｌｅｎｃｅｖｏｌｕｍｅ）を形成するための半径方
向のみそが設けられる。加圧ガスが気体入口オリフィス
に１および、加圧液体が液体入口オリフィスに印加され
ると、乱流スペースに乱流が生じ、それによりサイズが
出口オリフィスよりも小さい均一な液滴の噴射を起こさ
せる。それ故、出口オリフィスの直径を増大することが
可能になる。

本発明の利点は、噴霧装置が極めて均一な寸法の液滴を
生成することである。

本発明の別の利点は点検・修理用に迅速に分解でき、か
つ、出口オリフィスの寸法が大きいことにより閉塞に対
して極めて耐性が強い噴霧器を得ることである。

本発明の更杖別の利点は、出口オリフィスよりも直径が
小さい液滴を生成することである。

本発明の別の利点は、オリフィスの寸法が大きいことに
より、高い体積の液滴を生成することが可能であること
である。

本発明の更に別の利点は真空状態下で始動できることで
ある。

本発明の上記の目的及び利点及びその他の目的及び利点
は、以下の図面の簡単な説明によシ当業者にとって明ら
かである。

〔発明の実施例〕

第１図を参照すると、本発明に係る噴霧装置１０は、噴
霧板１２と噴霧板１４とベース１６とキャップ開口部２
０を有する中空のキャップ１８とを含む。本装置を組立
てると、微細な霧又は液滴がキャップ口から噴射され、
液体クロマトグラフ／質量分析装置（ＬＣＭ８）のよう
な分析機器用のサイズが均一な液滴な供給する。

噴霧板１２と１４は薄い円板状の部材であり、ステンレ
ス鋼のような耐久性があり不活性な（ｎｏｎ　−ｒｅａ
ｃｔ　ｉｖｅ　）　の材料から製造すルコトカ好ましい
。噴霧板１２は出口オリフィス２２と、破線で示すよう
に隣接面２６上に形成されたみぞ２４が設けられている
。出口オリフィス２２は１５ミクロンから１５０ミクロ
ンの直径が望ましく、１０ミクロンの均一な液滴を生成
するには、通常２０ミクロンの直径となる。噴霧板１２
にはまた心合わせ孔２８と心合わせみぞ３０が設けられ
ている。

噴霧板１４には気体入口オリフィス３２と液体入口オリ
フィス３４と心合わせ孔３６と心合わせみぞ３８とが設
げられている。噴霧板１４の隣接面４０は噴霧板１２の
隣接面２６とびったシと密接するように備えられる。

ベース１６はねじ山４４と肩部４６を設けた円筒部材４
２を含む。円筒部材４２には気体導管４８と液体導管５
０とを受納する孔が設けられている。

気体導管４８は加圧気体源と、又液体導管はＬＣＭＳ装
置の液体クロマトグラフの出力等の加圧液体源と連結さ
れている。

ベース１６は導管４８と５０の端部なそれぞれ受けべ大
きい孔５４と５６を備えたベース面５２を有している。

導管４８と５０の端部はベース面５２と同−千両にあり
、ベース面５２の一部を形成している。導管４８と５０
の開口部はベース面５２において気体出口５８と液体出
口６０とを成している。

ベース面５２からは一対の心合わせピン６２と６４が外
側に突起している。心合わせピン６２は噴霧板１４と１
２の心合わせ孔３６と２６にそれぞれ嵌入する（　ｅｘ
ｔｅｎｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　）　　ように設けられ、又
、心合わせピン６４は噴霧板１４と１２の心合わせみぞ
３８と３０とにそれぞれ嵌入するように設けられている
。

キャップ１８はその反対側の頂部にキャップ口２０を有
するおう面円すい型の前端６６を有する細長く中空の円
筒部材である。スパナみぞ６８と、キャップ１８の反対
側にある対応するスパナみぞ（図示せず）Ｋよりてキャ
ップ１８を締めつける手段が与えられる。キャップ１８
の一組の内側ねじ（図示せず）がベース１６のねじ山と
係合するように設けられる。

第１図の噴霧装置１０を組立てるには、心合わせピン６
２が心合わせ孔３６と係合し、且つ心合わせピン６４が
心合わせみぞ３８と係合するように噴霧板１４をベース
表面に対して設置する。次に噴霧板１２を心合わせピン
６２が心合わせ孔２８と係合し、且つ心合わせピン６４
が心合わせみぞ３０と係合するように噴霧板１４に対し
て設置する。次に、キャンプ１８を噴霧板１２．１４上
に設置し、ベース１６へねじ止めする。キャンプ１８を
しりかりとベース１６上に固定するため三日月形又は箱
形のスパナを使用することができる。

上述のように組立てると、噴霧板１２と１４のそれぞれ
の隣接面２６と４０は相互に固く圧着され、接触面では
事実上、気体及び液体シール（ｇａｓａｎｄ　１ｉｑｕ
ｉｄ−ｔｉｇｈｔ　５ｅａｌ　）が形成される。また、
噴霧板１４はベース面５２に対して固く密着し、また、
噴霧板１２はキャップ１８内の表面（図示せず）に対し
て固く密着する。

噴霧装置１０．気体出口５８、気体入口オリフィス３２
と、出口オリフィス２２とキャップ開口部２０は全て中
心軸Ａに沿って心合わせされている。液体出口６０、液
体入口オリフィス３４、みぞ２４の部分７０も軸ＢＫ溢
って心合わせされている。従り【気体はガス出口５８を
流出し、気体入口オリフィス３４と、出口オリフィス２
２を経てキャップ開口部２０から流出する。液体は液体
オリフィス６０を流出し、液体入口オリフィス３４を経
てチャンネル２４に入り、出口オリフィス２２を経てキ
ャップ開口部２０から流出する。噴霧板１２と１４の隣
接面の間と、噴霧板１４とベース面５２０間と、噴霧板
１２とキャップ１８０間の接合が固く圧着状態で適合し
ているので液体の漏れは防止される。

次に第２図及び第３図を参照しなから噴霧板１２と１４
の動作をより詳細に説明する。第２図に示すように、噴
霧板１２と１４は気体入口オリフィスが出口オリフィス
と心合わせされるように、そして、液体入口オリフィス
３４がみぞ２４の部分７０と心合わせされるように相互
に圧着されている。噴霧板１２と１４が相互に圧着され
ると、みぞ２４はチャンネル７２を形成し、これに？ｉ
＝？りて液体が液体入口オリフィスから流入し、乱流ス
ペース（ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ　ｖｏｌｕｍｅ　）　７
３において気体入口オリフィス３２からの気体と合流す
る。みぞは噴霧板１４内に設けてもよく、あるいは噴霧
板１４と１２の双方に設けてもよい。

さて第３図を参照すると、気体は矢印で示すように気体
入口オリフィス３２に流入する。チャンネル７２を通過
した液体は実質的に半径方向に乱流スペース７３に入り
、出口オリフィス２２の近傍で液体の攪拌（ｃｈｕｒｎ
ｉｎｇ　）及びせん断（５ｈｅａｒ　ｉｎｇ　）作用を
起こす。この攪拌とせん断はその開口部における液体の
表面張力を減少させる、出口オリフィスの寸法が比較的
大きいことによシ可能である。

言い換えると、小さい出口オリフィスの直径を備える従
来の噴霧装置とは異なり、出口オリフィス２２の開口部
上に形成された液体の薄膜７５は、気体の圧力がその表
面張力を破壊するに十分な程度に引伸ばされるのである
。攪拌、引裂き（ｔｅａｒｉｎｇ　）及びせん断によっ
て、出口オリフィス２２の直径の約半分の大きさで、液
滴の寸法偏差が１０％以下の均一な液滴が生成される。

第４図及び５図に他の実施例を示す。噴霧板１２′は部
分７０′を出口オリフィス２２′と連結する一対のみぞ
２４ａと２４ｂを含んでいる。第５図の拡大詳細図にみ
られるように、みぞ２４ａと２４ｂｆ−１液体りを前述
の半径方向ではなく出口オリフィス２２′の軸Ａに対し
て接線方向に乱流スペース７３′に開放するチャンネル
として機能する。これは、液体りを渦状に運び、出口オ
リフィス２２′の寸法よりも直径が小さい、均一な寸法
の液滴を生成するせん断及び攪拌過程を助ける。

本発明はこれまでいくつかの好適な実施例を参照しつつ
説明してきたが、前述の説明及び図面を熟慮すれば当業
者には本発明の多様な変更と修正が可能であることは明
らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本願発明に係る噴霧装置は、従来
のものよシ大きい直径の出口オリフィスを備えているこ
とによシ、極めて均一な、容量の大きい液滴な噴射する
ことが可能である。また、構成が簡単で、取外しが容易
であるため、従来の５糺 オリフィスの閉塞に関する問題を解消する。加えて、本
願発明では、真空状態下で容易に始動可能な噴霧装置を
得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である噴霧装置の斜視図。第
２図は第１図の部分断面図。第３図は第２図の破線部の
部分詳細図。第４図は本発明の他の実施例である噴霧板
の平面図。第５図は第４図の破線部の部分詳細図。 １０：噴霧装置、 １２．１２’　、１４　：噴霧板、 １６二ベース、 １８：キャップ、 ２０：キャップ開口部、 ２２．２２’　　：出口オリフィス、 ３２：気体入口オリフィス、 ３４：液体入口オリフィス、 ２４．２４ａ、２４ｂ　：みぞ、 ４８：気体導管、 ５０：液体導管。 出願人　横筒・ヒユーレット・パッカード株式会社代理
人　弁理士　　長谷用　　次　　男１雰

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の隣接面を有し、前記第１隣接面から貫通する出口
   オリフィスを備える第１の部材と、第２の隣接面を有し
   、前記第２隣接面から貫通する気体入口オリフィスと液
   体入口オリフィスを備える第２の部材から成り、 前記気体入口オリフィスと前記液体入口オリフィスから
   流体が前記出口オリフィスへ流出するように、前記第１
   隣接面は前記第２隣接面と並列することを特徴とする噴
   霧装置。