JPH07795A - 均一な微小液滴群の生成方法およびその装置 - Google Patents

均一な微小液滴群の生成方法およびその装置

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JPH07795A
JPH07795A JP14078593A JP14078593A JPH07795A JP H07795 A JPH07795 A JP H07795A JP 14078593 A JP14078593 A JP 14078593A JP 14078593 A JP14078593 A JP 14078593A JP H07795 A JPH07795 A JP H07795A
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JP14078593A
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Jun Hirose
潤 廣瀬
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル孔から流出する液体噴流に規則的な振
動を加えることにより液滴群を生成させる微小液滴の生
成方法において、長時間安定して均一な液滴群を生成す
ることを目的とする。 【構成】 原料液の導入口2及び導入された原料液を流
出するための複数のノズル孔を有するノズル部4と、そ
のノズル部4に連結され、ノズル部4から流出される噴
流に振動を加える振動発生手段8, 10と、ノズル部4
に供給する原料液の流量を検出する流量検出部9と、そ
の流量検出部9により検出された原料液の流量検出値に
基づいて1つのノズル孔あたりの噴出速度を算出し、そ
の算出速度に応じ、噴流に加える振動数を調整するよう
に振動発生手段8, 10を制御する制御手段11とを備
えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液滴径が均一に揃った
液滴群を生成する、均一な微小液滴群の生成方法および
それに用いる生成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、均一な大きさの液滴群を発生
させることを目的として、ノズルから噴出する平滑な液
体噴流に規則的な振動を加えることにより、上記噴流を
分断して均一な大きさの液滴を発生させる方法が検討さ
れている(例えば特公昭64-2414 号公報、特公平3-3973
0 号公報等)。これらの方法の原理は、Rayleigh,L.(Pr
oc.London Math. Soc.,10 4,1878) 等の液体柱の安定性
に関する研究により知られている。すなわち、液体柱に
生じた微小な初期乱れが時間の経過とともに成長し、乱
れの振幅が液体柱の半径を越えたときに液柱が分断さ
れ、それにより、乱れの波長に応じた液滴が生成される
というものである。従って、液体柱状噴流の表面に規則
的な振動を加えてやることにより、粒子径の揃った均一
な液滴を生成することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術を用いて均一な大きさの液滴群を生成する方法で
は、工業的な大量生産を目的とする場合、経時的に噴流
速度が変化することによって発生した液滴が均一でなく
なってしまうという課題があった。本発明は以上のよう
な事情に鑑みてなされたものであって、長時間安定して
均一な液滴群を生成することができる均一な微小液滴群
の生成方法およびその生成装置を提供することを目的と
する。
【0004】
【課題を解決するための手段及び作用】請求項1の本発
明は、ノズル孔から流出する液体噴流に規則的な振動を
加えることにより液滴群を生成させる微小液滴の生成方
法において、噴流速度と噴流に加えられる振動数を検出
し、噴流速度の変化に応じて噴流に加える振動数を調整
する微小液滴群の生成方法である。
【0005】請求項2の本発明は、原料液の導入口及び
導入された原料液を流出するための複数のノズル孔を有
するノズル部と、そのノズル部に連結され、ノズル部か
ら流出される噴流に振動を加える振動発生手段と、ノズ
ル部に供給する原料液の流量を検出する流量検出部と、
その流量検出部により検出された原料液の流量検出値に
基づいて1つのノズル孔あたりの噴出速度を算出し、そ
の算出速度に応じ、噴流に加える振動数を調整するよう
に振動発生手段を制御する制御手段とを備えたことを特
徴とする均一な微小液滴群の生成装置である。
【0006】本発明において、液滴径の揃った液滴が生
成できる振動数の条件は、微粒化されるべき原料液体の
物性、ノズル孔径および噴流速度によって決まる。すな
わち、本発明は、微粒化されるべき液体の物性と噴流速
度および噴流に加える振動数との間に見い出された普遍
的な関係を利用して均一な微小液滴群を生成するもので
あり、噴流速度の変化に応じて、液柱状噴流に加える振
動の振動数を調整すべく振動発生手段を制御することに
より、安定して均一な大きさの液滴を生成するものであ
る。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の均一な微小液滴群の生成方法に
使用される液滴生成装置の構成を示したものである。同
図において、液滴生成装置は、下面に複数のノズル孔を
有するノズル板1、および原料液の導入口としての原料
供給口2を有しそのノズル板1と接続されているノズル
ホルダ3からなるノズル部4と、原料液L1 を貯蔵する
原料液タンク5と、原料液タンク5内の圧力を一定に加
圧保持し、管路6を介して原料液L1 をノズルホルダ3
へ圧送するための圧力調整器7と、ノズルホルダ3に接
続され、ノズル部4を振動させる振動発生機8と、管路
6内の原料供給流量を検出し、検出した流量値を流量信
号として出力する流量検出部としての流量計9と、その
流量計9に接続され、流量信号を取り込んで発振器10
から振動発生機8に送る振動信号を制御するための、制
御手段としての制御装置11とから主として構成されて
いる。なお、制御装置11はマイクロコンピュータから
構成され、図示しないROMに書き込まれたプログラム
に従って振動信号を制御するようになっている。また、
振動発生機8および発振器10は、振動発生手段として
機能する。
【0008】このような構成を有する液滴生成装置の動
作は以下の通りである。まず、原料液タンク5内に貯蔵
されている、微粒化されるべき原料液L1 は、圧力調整
器7により適当な圧力に調整された圧縮気体により加圧
され、ノズル部4に供給される。次いでノズルホルダ3
の原料供給口2から供給された原料液L1 は、ノズル板
1に設けられた多数のノズル孔より鉛直下向きに液柱状
噴流L2 として噴出される。同時に、ノズル板1はノズ
ルホルダ3とともに振動発生機8により垂直方向に加振
され、それによって液柱状噴流L2 にその振動が伝達さ
れ、その結果、液柱噴流L2 は規則的に液滴L3 に分裂
する。このとき、流量計9により検出された流量信号は
制御装置11に送られており、制御装置11では、その
流量信号をノズル1孔あたりの噴流速度に換算し、後述
する関係式の最適範囲の振動数を振動発生機8が発生す
るよう発振器10を制御する。
【0009】以下、振動発生機8が発生する振動数の条
件について、図2〜図7を交えて説明する。均一径液滴
が得られる振動数領域を求めるために用いた試料物性と
ノズルを表1および表2に示す。その範囲は以下の通り
である。 密度ρ:0.89〜1.20g/cm3 ,原料液の粘性率
μ:0.89〜37mPa.S ,表面張力σ:25〜72mN
/m,ノズル径d:0.1〜2.0mm。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】また、図2はエタノール60%水溶液を用
い、ノズル径dを0.1,0.5,1.0mmにそれぞ
れ変化させた場合の振動数fに及ぼす噴出速度uの影響
を示したものである。ノズル径dにかかわらず、上限振
動数fH および下限振動数f L の直線の傾きはほぼ
“1”になっている。なお、上限振動数fH および下限
振動数fL の直線は、最小二乗法により求めたものであ
る。それらの結果をまとめると、上限振動数fH および
下限振動数fL と、噴出速度uとの関係は以下の式で表
される。
【0013】
【数2】
【0014】図3は、エタノール20%水溶液を用い、
噴流速度uが4m/sのときの上限振動数fH および下
限振動数fL であり、振動数に及ぼすノズル径の影響を
示したものである。ノズル径が大きくなるにしたがっ
て、直線fH およびfL はほぼ等しい傾きで低くなって
いる。他の条件の場合でも同様の傾向が得られており、
これらの結果より、上限振動数fH および下限振動数f
L と、ノズル径dとの関係は、以下の式によって表され
る。
【0015】
【数3】
【0016】さらに、図4は振動数に及ぼす粘性率の影
響を示したものである。また、図5は振動数に及ぼす表
面張力の影響を示したものである。これら表面諸力が振
動数fに及ぼす影響はかなり小さく、上限振動数fH
よび下限振動数fL と表面張力の関係は、以下の式によ
って表わされる。
【0017】
【数4】
【0018】上述した試料物性とノズル径および噴出速
度と振動数の関係をまとめると以下の式で表される。
【0019】
【数5】
【0020】この結果より、上限振動数fH および下限
振動数fL について、次元解析を行い無次元化した実験
式を導出した。そして上限振動数fH について次式を得
た。
【0021】
【数6】 同様にして、下限振動数fL について次式を得た。
【0022】
【数7】 故に、均一径液滴を得る振動数の領域は、次式で表すこ
とができる。
【0023】
【数8】
【0024】この関係を満足する振動数fに従えば、均
一な大きさの液滴を発生させることができる。上記関係
式に従えば、工業的に大量の液滴を発生させる場合にお
いて、経時的に原料液の供給量が変化する場合であって
も、噴流速度の変化に応じて上記関係式で求められる振
動数範囲に振動発生機8の動作を制御することによっ
て、長時間安定して均一な大きさの液滴群を生成するこ
とが可能となる。なお、微小化対象となる液体として
は、無機/有機の各種溶液、金属の溶融液およびこれら
に不溶もしくは難溶性の微小固体粒子を含むスラリー等
を用いることができる。
【0025】[試験例]微粒化対象液体としてのエタノ
ールの10wt%水溶液を用い、ノズル孔径を100μ
mを直径100mm、ノズル孔数500孔に形成すると
ともに、振動発生機8として動電型振動発生機を用いて
図1に示す液滴生成装置を構成した。図6は、その溶液
に対して上記関係式より求められた均一径液滴が得られ
る振動数領域を示している。図中の斜線で示した範囲で
均一径液滴が生成される。
【0026】この装置を用い、噴流速度が変化しても振
動数fが図6に示す斜線の範囲内に収まるよう制御装置
11を設定した。そしてエタノール10wt%水溶液を
噴流速度が1.3m/sとなるように供給したところ、
制御装置11は振動数fが500Hzとなるように発振
器10を制御し(図6におけるA点)、その結果、液滴
径が1mmに揃った液滴群が生成された。
【0027】次に、エタノール10wt%水溶液の噴流
速度を3m/sとなるように変えたところ、制御装置1
1は振動数fが1200Hzとなるように制御し(図6
におけるB点)、その結果、液滴径が1mmに揃った液
滴群を生成することができた。
【0028】[比較例]制御装置11に噴流速度の変化
による振動の制御条件を設定しなかった他は、実施例と
同じ条件(図6におけるA点)でエタノール10wt%
水溶液を生成した。次いで、エタノール10wt%水溶
液の噴流速度が3m/sとなるように変えたところ(図
6のC点)、液滴径の不揃いな液滴群が生成された。な
お、本発明の制御装置は、マイクロコンピュータを用い
てソフトウエア的に実現されたが、それらの機能を果た
す専用のハード回路によって実現してもよい。
【0029】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
請求項1および2の本発明によれば、経時的に噴流速度
が変化しても長時間安定して均一な液滴群を生成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例で用いた均一液滴生成装置のブ
ロック図である。
【図2】実施例に係る振動数と噴出速度の関係を示すグ
ラフ図である。
【図3】実施例に係る振動数とノズル径の関係を示すグ
ラフ図である。
【図4】実施例に係る振動数と粘性率の関係を示すグラ
フ図である。
【図5】実施例に係る振動数と表面張力の関係を示すグ
ラフ図である。
【図6】実施例に係る均一液滴生成のための噴流速度と
振動数の領域を示すグラフ図である。
【図7】実施例に係るノズル径寸法を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ノズル板 2 原料液供給口 3 ノズルホルダ 4 ノズル部 5 原料液タンク 6 管路 7 圧力調整器 8 振動発生機 9 流量計 10 発振器 11 制御装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズル孔から流出する液体噴流に規則的
    な振動を加えることにより液滴群を生成させる微小液滴
    の生成方法において、 噴流速度と前記噴流に加えられる振動数を検出し、前記
    噴流速度の変化に応じて前記噴流に加える振動数を調整
    することを特徴とする均一な微小液滴群の生成方法。
  2. 【請求項2】 原料液の導入口及び導入された前記原料
    液を流出するための複数のノズル孔を有するノズル部
    と、そのノズル部に連結され、前記ノズル部から流出さ
    れる噴流に振動を加える振動発生手段と、前記ノズル部
    に供給する前記原料液の流量を検出する流量検出部と、
    その流量検出部により検出された前記原料液の流量検出
    値に基づいて1つの前記ノズル孔あたりの噴出速度を算
    出し、その算出速度に応じ、前記噴流に加える振動数を
    調整するように前記振動発生手段を制御する制御手段と
    を備えたことを特徴とする均一な微小液滴群の生成装
    置。
  3. 【請求項3】 前記噴流に加えられる振動数fが、ノズ
    ル径d,噴流速度u,液体の粘性率μ,液体の表面張力
    σ,液体の密度ρによって表される以下の式 【数1】 の範囲内であることを特徴とする請求項1または2に記
    載の生成方法または生成装置。
JP14078593A 1993-06-11 1993-06-11 均一な微小液滴群の生成方法およびその装置 Withdrawn JPH07795A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010125428A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Mitsubishi Chemicals Corp 多孔板、及び多孔板を用いた粒状物の製造方法
JP2013063406A (ja) * 2011-09-20 2013-04-11 Ricoh Co Ltd 微粒子製造方法及び微粒子製造装置
WO2016170951A1 (ja) * 2015-04-21 2016-10-27 一般財団法人生産技術研究奨励会 微小液滴の生成方法及び生成装置、微小液滴の輸送方法及び輸送装置、並びに、微小液滴
CN107917901A (zh) * 2017-11-01 2018-04-17 青岛大学 一种液体样品元素成分在线检测的方法与装置
KR20230052215A (ko) * 2021-10-12 2023-04-19 주식회사 엘지화학 고점도 액적 제조 장치
WO2023063602A1 (ko) * 2021-10-12 2023-04-20 주식회사 엘지화학 고점도 액적 제조 장치
CN116917051A (zh) * 2021-10-12 2023-10-20 株式会社Lg化学 高粘度液滴制造设备

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010125428A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Mitsubishi Chemicals Corp 多孔板、及び多孔板を用いた粒状物の製造方法
JP2013063406A (ja) * 2011-09-20 2013-04-11 Ricoh Co Ltd 微粒子製造方法及び微粒子製造装置
WO2016170951A1 (ja) * 2015-04-21 2016-10-27 一般財団法人生産技術研究奨励会 微小液滴の生成方法及び生成装置、微小液滴の輸送方法及び輸送装置、並びに、微小液滴
CN107917901A (zh) * 2017-11-01 2018-04-17 青岛大学 一种液体样品元素成分在线检测的方法与装置
KR20230052215A (ko) * 2021-10-12 2023-04-19 주식회사 엘지화학 고점도 액적 제조 장치
WO2023063602A1 (ko) * 2021-10-12 2023-04-20 주식회사 엘지화학 고점도 액적 제조 장치
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