特開 2024-69886 微粒化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024069886

(43)【公開日】2024-05-22

(54)【発明の名称】微粒化装置

(51)【国際特許分類】

   B02C 19/06 20060101AFI20240515BHJP

【ＦＩ】

B02C19/06 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022180162

(22)【出願日】2022-11-10

(71)【出願人】

【識別番号】000132161

【氏名又は名称】株式会社スギノマシン

(74)【代理人】

【識別番号】110000165

【氏名又は名称】弁理士法人グローバル・アイピー東京

(72)【発明者】

【氏名】常本 真嗣

(72)【発明者】

【氏名】村山 誠悟

(72)【発明者】

【氏名】東城 裕一

(72)【発明者】

【氏名】森岡 勇樹

【テーマコード（参考）】

4D067

【Ｆターム（参考）】

4D067CA01

4D067CA06

4D067CA08

4D067GA20

(57)【要約】

【課題】高速噴射による剪断力や衝撃力による一次的な微粒化と、回転ノズルを用いた圧壊力及び摩擦力による二次的な微粒化を連続して行う微粒化装置を提供する。
【解決手段】微粒化装置は、原料Ｍを供給する給液ポンプＰと、給液ポンプＰから供給された原料Ｍを加圧する増圧機３と、加圧された原料Ｍをフィルタ処理する高圧フィルタ４と、フィルタ処理された原料Ｍを噴射する噴射チャンバー５であって、原料Ｍを噴射する噴流ノズル１０と、噴流ノズル１０と連結される回転ノズル１１であって、噴流ノズル１０から噴射された原料Ｍを衝突させる複数の硬質体１１ｃを内部に有する粉砕室１１ｂを有する回転ノズル１１と、を有する噴射チャンバー５と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料を供給する給液ポンプと、
前記給液ポンプから供給された前記原料を加圧する増圧機と、
加圧された前記原料をフィルタ処理する高圧フィルタと、
フィルタ処理された前記原料を噴射する噴射チャンバーであって、
前記原料を噴射する噴流ノズルと、
前記噴流ノズルと連結される回転ノズルであって、前記噴流ノズルから噴射された前記原料を衝突させる複数の硬質体を内部に有する粉砕室を有する回転ノズルと、
を有する噴射チャンバーと、
を有する微粒化装置。

【請求項2】

流速調整源から供給される流体を前記粉砕室に導入する流速調整部を更に有する、
請求項１に記載の微粒化装置。

【請求項3】

前記粉砕室は、円形状の断面を有する、
請求項１または２に記載の微粒化装置。

【請求項4】

前記硬質体は、球体、または、円柱体である、
請求項１～３のいずれかに記載の微粒化装置。

【請求項5】

前記粉砕室は、内部表面に、凹凸部を有する、
請求項１～４のいずれかに記載の微粒化装置。

【請求項6】

前記回転ノズルは、処理後の前記原料を排出する排出口と連結され、
前記回転ノズルと前記排出口の間に配置されるフィルタを有する、
請求項１～５のいずれかに記載の微粒化装置。

【請求項7】

前記粉砕室は、粉砕室用上側部材と、粉砕室用下側部材で構成される、
請求項１～６のいずれかに記載の微粒化装置。

【請求項8】

前記噴射チャンバーは、第１の噴射チャンバーと、第２の噴射チャンバーと、を有し、
前記第１の噴射チャンバーと前記第２の噴射チャンバーは、それぞれ、前記原料の供給および停止を切り換える導入側開閉弁と排出側開閉弁とを有する、
請求項１～７のいずれかに記載の微粒化装置。

【請求項9】

前記第１の噴射チャンバーを通る第１の流路と、
前記第２の噴射チャンバーを通る第２の流路と、
前記第１の流路または前記第２の流路の少なくとも一方を循環させる循環流路と、
を更に有する、請求項８に記載の微粒化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、噴流ノズルから高圧噴射により原料を一次的に微粒化した後、回転ノズルにおいて二次的に微粒化を行う微粒化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、原料を高圧噴射する際の衝撃を利用し、原料を微粒化する微粒化装置が知られている。また、原料の微粒化や作業効率化を図るために、湿式ジェットミルとビーズミルとを複合化させた複合型の微粒化装置や、歯を有する回転体に原料を衝突させる微粒化装置が知られている。

【0003】

特許第３６８６５２８号公報（以下、「特許文献１」）に記載の流体衝突装置は、硬質体への衝突力を利用する。特許文献１の流体衝突装置では、チャンバー内に偏心状態で回転可能に支承された硬質球体に、噴射ノズルから噴射された高圧流体を衝突させる。そして、ボールを回転させて衝撃をボールの回転で逃がしながら微粒化処理を行う。

【0004】

特許第５６２８２２８号公報（以下、「特許文献２」）に記載の微粒化装置は、原料粒子を微粒化する際、湿式粉砕（ジェットミル、ホモジナイザー）と、ビーズミルやボールミルの粉砕、分散処理を複合化させる。

【0005】

特開２０１１－５０９１３号公報（以下、「特許文献３」）に記載の微粒化装置は、外縁に歯を有し高速回転する回転体と、原料粒子と液体とをプレミキシングした混合液を回転体の接近する歯に向けて噴射するノズルとを有する。そして、混合液を回転体の歯に衝突させて、液体内に分散している原料粒子を微粒化する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１～３には、湿式粉砕（ジェットミル、ホモジナイザー）と、ビーズミルやボールミルの粉砕、分散処理を複合化する各装置の粉砕力を向上させるものではない。そのため、メンテナンス費用を含む各装置の費用が高額となり、各装置を連結するための制御や工程が複雑となる。また、各装置の作業時間や作業スペースが必要となる。

【0007】

本発明は、高速噴射による剪断力や衝撃力による一次的な微粒化と、回転ノズルを用いた圧壊力および摩擦力による二次的な微粒化を連続して行う微粒化装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第1の観点は、
原料を供給する給液ポンプと、
前記給液ポンプから供給された前記原料を加圧する増圧機と、
加圧された前記原料をフィルタ処理する高圧フィルタと、
フィルタ処理された前記原料を噴射する噴射チャンバーであって、
前記原料を噴射する噴流ノズルと、
前記噴流ノズルと連結される回転ノズルであって、前記噴流ノズルから噴射された前記原料を衝突させる複数の硬質体を内部に有する粉砕室（１１ｂ）を有する回転ノズルと、
を有する噴射チャンバーと、
を有する微粒化装置である。

【発明の効果】

【0009】

本発明の微粒化装置によれば、高速噴射による剪断力や衝撃力による一次的な微粒化と、回転ノズルを用いた圧壊力および摩擦力による二次的な微粒化を連続して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態の微粒化装置の構成図

【図2】実施形態の噴射チャンバーの上面断面図

【図3】別の実施形態の噴射チャンバーの上面断面図

【図4】別の実施形態の噴射チャンバーの上面断面図

【図5】（ａ）実施形態の粉砕室内部の概要図、（ｂ）実施形態の粉砕室内部の断面図、（ｃ）別の実施形態の粉砕室内部の概要図、（ｄ）別の実施形態の粉砕室内部の断面形状図、（ｅ）別の実施形態の粉砕室の概要図、（ｆ）別の実施形態の粉砕室の概要図、（ｇ）別の実施形態の粉砕室内部の断面図

【図6】（ａ）実施形態の噴射チャンバーの斜視図、（ｂ）実施形態の噴射チャンバーの側面断面図

【図7】実施形態の噴流ノズルの側面断面図

【図8】別の実施形態の微粒化装置の概要図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。

【0012】

図１に示すように、本実施形態の微粒化装置１は、処理対象の原料Ｍの粉砕、分散、乳化等を行う。微粒化装置１は、原料タンク２と、給液ポンプＰと、増圧機３と、高圧フィルタ４と、噴射チャンバー５と、熱交換器６と、排出口７と、を有する。

【0013】

原料タンク２は、原料Ｍを貯留する。原料タンク２の形状や大きさは、原料Ｍの物性（酸性、アルカリ性）や分量等を考慮して変更できる。
給液ポンプＰは、原料タンク２から供給される原料Ｍを増圧機３に供給する。

【0014】

増圧機３は、ピストンの往復によって、加圧室内の圧力を上昇または下降させる。これにより、増圧機３は、微粒化装置１内を通過する流体の圧力を１０～３００ＭＰａの範囲内で加圧する。
高圧フィルタ４は、増圧機３で加圧された原料Ｍに混在する粗大粒子や不純物等のコンタミを取り除く。

【0015】

図２～図４に示すように、噴射チャンバー５は、高圧フィルタ４で粗大粒子や不純物等のコンタミが取り除かれた原料Ｍを噴流ノズル１０から噴射する。これにより、噴射チャンバー５は、原料Ｍを一次的に微粒化する。

【0016】

熱交換器６は、微粒化処理後の原料Ｍの温度が適温になるように温度を調整する。多くの原料Ｍは、高温になり過ぎると、物性に悪影響を及ぼすことがある。そのため、原料Ｍの温度を５～３５℃で調整することが望ましい。

【0017】

排出口７は、噴射チャンバー５で処理された原料Ｍを排出する。原料Ｍを1回だけ処理する場合は、排出口７から排出された原料Ｍを回収タンク（不図示）に溜める。原料Ｍを複数回処理する場合は、排出口７から排出された原料Ｍを噴射チャンバー５に戻し、再度、微粒化処理を施した後に、排出口７から排出された原料Ｍを回収タンク（不図示）に溜める。

【0018】

図２～図４を参照して、噴射チャンバー５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ）の詳細について説明する。噴射チャンバー５は、噴流ノズル１０と回転ノズル１１とを有する。噴流ノズル１０は、噴流ノズルチップ１０ａを有する。噴流ノズル１０は、原料Ｍを噴流ノズルチップ１０ａに通過させることで、原料Ｍを一次的に微粒化する。
噴射チャンバー５は、複数の噴流ノズル１０を有してもよい。噴流ノズル１０Ａと噴流ノズル１０Ｂは、同一の構造を有してもよい。噴流ノズルチップ１０Ａａと噴流ノズルチップ１０Ｂａは、同一の構造を有してもよい。増圧機３から供給される原料Ｍを複数の噴流ノズル１０に分岐させて導入してもよい。複数の噴流ノズル１０を利用することによって、原料Ｍの微粒化処理量を増やすことができる。

【0019】

回転ノズル１１は、噴流ノズル１０で一次的に微粒化された原料Ｍを二次的に微粒化する。回転ノズル１１は、本体１１ａと、粉砕室１１ｂと、硬質体１１ｃと、導入路１１ｄと吐出口１１ｆと、を有する。
本体１１ａは、回転ノズル１１の基台である。粉砕室１１ｂは、本体１１ａの内部に配置される。本体１１ａは、原料Ｍを微粒化するための噴射チャンバー５の土台でもある。

【0020】

粉砕室１１ｂは、原料Ｍを二次的に微粒化する。粉砕室１１ｂは、本体１１ａに形成される粉砕空間である。粉砕室１１ｂは、円形状の断面を有する。粉砕室１１ｂは、硬質体１１ｃの直径と同程度の大きさの断面を有する。粉砕室１１ｂ内に原料Ｍが供給され、複数の硬質体１１ｃが粉砕室１１ｂ内を移動し続けることで、原料Ｍを微粒化できる。

【0021】

例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、円環状の粉砕室１１ｂ内に、複数の硬質体（球体）１１ｃが収容される。球体１１ｃの直径は、粉砕室１１ｂの断面の直径よりも小さい。円形状の断面を有する円環状の粉砕室１１ｂにより、球体１１ｃが粉砕室１１ｂの内部を回転しやすくなる。そして、球体１１ｃが粉砕室１１ｂの内部を回転するときに、球体１１ｃと粉砕室１１ｂの隙間で原料Ｍをすり潰す。なお、粉砕室１１ｂの断面は、円形だけでなく、楕円でもよい。球体１１ｃは、球面を有する。球体１１ｃが粉砕室１１ｂ内を回転する際に、球体１１ｃも回転することで、球体１１ｃの球面の位置が３６０度回転する。そのため、原料Ｍが常に異なる箇所ですり潰され、原料Ｍの接触回数が増える。これにより、噴流によって一時的に微粒化した原料Ｍに、粗粉砕のエネルギーを付加することで二次的な微粒化を行うことができる。

【0022】

別の粉砕室１１ｂの例として、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、粉砕室１１ｂは、多角形状（正方形、長方形等）の断面を有してもよい。そして、粉砕室１１ｂの内部に、複数の硬質体（円筒体）１１ｃｄが収容されてもよい。円筒体１１ｃｄの高さおよび幅は、粉砕室１１ｂの断面の高さおよび幅よりも小さい。多角形状の断面を有する円環状の粉砕室１１ｂにより、円筒体１１ｃｄが粉砕室１１ｂの内部を回転しやすくなる。そして、円筒体１１ｃｄが粉砕室１１ｂの内部を回転するときに、円筒体１１ｃｄと粉砕室１１ｂの隙間で原料Ｍをすり潰す。円筒体１１ｃｄは、上面と下面が円形であり、側面が円柱状である。円筒体１１ｃｄが粉砕室１１ｂを回転する際に、円筒体１１ｃｄが粉砕室１１ｂ内をスライドしながら移動する。そのため、円筒体１１ｃｄの側面と粉砕室１１ｂとの間において、原料Ｍのすり潰し量を確保できる。これにより、噴流によって一時的に微粒化した原料Ｍに、すり潰しのエネルギーを付加することで二次的な微粒化を行うことができる。

【0023】

別の粉砕室１１ｂの例として、図５（ｅ）に示すように、粉砕室１１ｂの内部表面に凹凸部１１ｈを形成してもよい。これにより、原料Ｍをよりすり潰すことができる。なお、凹凸部１１ｈは、凹凸状の溝に限られず、ディンプル形状や面荒らし形状でもよい。凹状の凹凸部１１ｈの場合、凹凸部１１ｈは、硬質体１１ｃが嵌らないような微細な溝深さや幅を有するものであればよい。凸状の凹凸部１１ｈの場合、凹凸部１１ｈは、硬質体１１ｃが粉砕室１１ｂ内を通過できる高さを有するものであればよい。凹凸部１１ｈの凹凸に原料Ｍが出入りすることで、粉砕室１１ｂ内における硬質体１１ｃの回転を利用した摩擦だけでなく、より複雑な影響を原料Ｍに付加することで、二次的な微粒化を促進できる。

【0024】

別の粉砕室１１ｂの例として、図５（ｆ）に示すように、粉砕室１１ｂをらせん状にしてもよい。これにより、球体１１ｃの動きが不規則になり、粉砕室１１ｂの内部の特定の部位に原料Ｍや球体１１ｃが留まるのを抑制できる。粉砕室１１ｂをらせん状にすることで、粉砕室１１ｂが捻じれた形状を有する。捻じれた箇所では、原料Ｍの流速が他の箇所よりも低くなる傾向があり、一時的に原料Ｍや球体１１ｃが留まる。一方、粉砕室１１ｂ内では、他の原料Ｍや球体１１ｃが回転しており、留まった原料Ｍや球体１１ｃが押し出されるタイミングで、より強い流れを生み出すことができる。そのため、微粒化できずに粉砕室１１ｂ内に残ってしまう原料Ｍを減らすことができる。

【0025】

別の粉砕室１１ｂの例として、図５（ｇ）に示すように、粉砕室１１ｂを曲線形にしてもよい。これにより、球体１１ｃの動きが不規則になり、粉砕室１１ｂの内部の特定の部位に原料Ｍや球体１１ｃが留まるのを抑制できる。粉砕室１１ｂを曲線形にすることで、粉砕室１１ｂが捻じれた形状を有する。捻じれた箇所では、原料Ｍの流速が他の箇所よりも低くなる傾向があり、一時的に原料Ｍや球体１１ｃが留まる。一方、粉砕室１１ｂ内では、他の原料Ｍや球体１１ｃが回転しており、留まった原料Ｍや球体１１ｃが押し出されるタイミングで、より強い流れを生み出すことができる。そのため、微粒化できずに粉砕室１１ｂ内に残ってしまう原料Ｍを減らすことができる。

【0026】

硬質体１１ｃは、原料Ｍの粒径を微粒化する。硬質体１１ｃは、粉砕室１１ｂ内を移動可能な大きさを有する。硬質体５ｃは、例えば、図５（ａ）に示す球体や、図５（ｃ）に示す円柱体である。また、硬質体５ｃは、図４に示すビーズのような微細な球体でも良い。硬質体５ｃの大きさは、０．１～２０ｍｍ、より好ましくは、０．５～１０ｍｍである。粗大粒子や不純物等のコンタミの混入を最小限に留めるために、硬質体１１ｃの材質は、樹脂やセラミックであることが望ましい。

【0027】

導入路１１ｄは、噴流ノズル１０から噴射される原料Ｍを回転ノズル１１内に導入する。導入路１１ｄは、本体１１ａ内に形成される。導入路１１ｄの径、長さ、偏心量等は、規定値としてもよいし、適宜変更できる構造としてもよい。例えば、導入路１１ｄの径が小さければ、噴流ノズル１０から導入される原料Ｍが絞り出されることになり、微粒化が促進される。導入路１１ｄの長さが短ければ、球体１１ｃに衝突する距離が短くなる。そのため、球体１１ｃに衝突することによる粉砕エネルギーが高まり、微粒化が促進される。また、球体１１ｃに衝突する距離が短ければ、球体１１ｃの損傷を緩和するために、偏心量を調整できる。

【0028】

吐出口１１ｆが流路１１ｉに対して垂直であることにより、原料Ｍが単に通過するのを防ぎ、安定的に原料Ｍが排出される。流路１１ｉの径は、吐出口１１ｆと同じであることが望ましいが、吐出口１１ｆよりも大きくても、小さくてもよい。流路１１ｉと粉砕室１１ｂの接続部において、原料Ｍと接触する可能性や、接続部に対する応力集中等がある場合には、流路１１ｉと粉砕室１１ｂの接続部を円弧状にしたり、欠け部を形成したりしてもよい。流路１１ｉと吐出口１１ｆの接続部においても同様に、流路１１ｉと吐出口１１ｆの接続部を円弧状にしたり、欠け部を形成したりしてもよい。

【0029】

吐出口１１ｆは、粉砕室１１ｂ内で処理された原料Ｍを吐出する。図２～図４に示すように、粉砕室１１ｂの内側に、吐出口１１ｆに繋がる流路１１ｉが形成される。粉砕室１１ｂ内で処理された原料Ｍは、吐出口１１ｆから吐出される。開閉部（不図示）により、事前またはリアルタイムで調整する時間間隔で、処理後の原料Ｍの吐出量を調整してもよい。

【0030】

なお、図４に示すビーズ１１ｃｃを用いる場合、回転ノズル１１は、ビーズ用フィルタ１１ｇを有してもよい。ビーズ用フィルタ１１ｇは、処理後の原料Ｍと一緒にビーズ１１ｃｃが吐出することを防ぐ。ビーズ用フィルタ１１ｇは、例えば、ビーズ１１ｃｃの粒径よりも小さいメッシュ構造のフィルタである。

【0031】

回転ノズル１１は、流速調整源Ｆから供給される流体Ｗを粉砕室１１ｂに導入する流速調整部１２を有する。噴流ノズル１０と同様に、流速調整部１２は、例えば、ノズルチップやオリフィス形状の部材である。なお、流速調整部１２は、粉砕室１１ｂ内の硬質体１１ｃの循環回転を促すためのものであり、噴流ノズル１０のような粉砕力は不要である。流速調整部１２は、噴流ノズル１０よりも低圧で流体Ｗを内部に導入する。

【0032】

微粒化装置１は、第１の流速調整部１２Ａと、第２の流速調整部１２Ｂとを有してもよい。これにより、１か所からの流体Ｗを導入する場合に比べて、粉砕室１１ｂ内における硬質体１１ｃの移動量が多くなる。そのため、硬質体１１ｃが粉砕室１１ｂ内をより多く回転し、原料Ｍへの粉砕が促進される。この場合、第１の流速調整部１２Ａから第１の調整路１１ｅａを介して、流体Ｗを粉砕室１１ｂ内に導入するとともに、第２の流速調整部１２Ｂから第２の調整路１１ｅｂを介して、流体Ｗを粉砕室１１ｂ内に導入する。これにより、流速を加速させることができる。また、第１の流速調整部１２Ａと第２の流速調整部１２Ｂのいずれかを一時的に停止するように制御してもよい。これにより、粉砕室１１ｂ内における回転数がランダムとなり、原料Ｍの処理方法を変えることができる。

【0033】

流速調整部１２から供給される流体Ｗの量は、原料Ｍの処理に影響しない範囲である。原料Ｍによっては、原料Ｍの濃度が重要になるものもある。その場合、ビーズ用フィルタ１１ｇを用いて、原料Ｍの濃度を調整してもよい。具体的には、ビーズ用フィルタ１１ｇに濃度センサー等を付加し、制御装置１３によって原料Ｍにおける最適な濃度を判定する。そして、制御装置１３は、最適な濃度の下限以下にならないように、処理後の原料Ｍを排出する。
例えば、ビーズ用フィルタ１１ｇに形成されるメッシュ径を調整することで、粉砕室１１ｂ内における原料Ｍおよび流体Ｗの量を絞ることで、最終的に排出される原料Ｍの濃度が低下しないようにする。その他、メッシュを２枚、３枚構造として、制御装置１３の指示に基づいて、メッシュの重なり方を調整することにより、原料Ｍの排出量を調整してもよい。

【0034】

ビーズ用フィルタ１１ｇにより、濃度だけでなく、圧力を調整してもよい。ビーズ用フィルタ１１ｇの開閉を制御装置１３によって制御することで、粉砕室１１ｂ内における原料Ｍと流体Ｗの量を調整できる。そのため、流体Ｗの追加によって、圧力の低下を防ぐことができる。

【0035】

また、ビーズ用フィルタ１１ｇの開閉を切り換えることによって、粉砕室１１ｂ内からの原料Ｍの排出を止めるとともに、噴流ノズル１０からの原料Ｍの供給を止めた状態で回転ノズル１１を稼動させてもよい。これにより、粉砕室１１ｂ内における二次的な微粒化のみを繰り返すことができる。

【0036】

ビーズ用フィルタ１１ｇおよび流路１１ｉの位置を調整してもよい。粉砕室１１ｂから排出される原料Ｍは、粉砕室１１ｂ内の硬質体１１ｃによって二次的な微粒化がなされる。ここで、粉砕室１１ｂによって、最適な排出位置が異なる場合もある。そのため、ビーズ用フィルタ１１ｇおよび流路１１ｉの位置を調整することで、原料Ｍに対する最適な微粒化を施すことができる。

【0037】

次に、噴流ノズル１０のみ、図２に示す第１の噴射チャンバー５Ａ、図３に示す第２の噴射チャンバー５Ｂ、図４に示す第３の噴射チャンバー５Ｃの処理性能について、検証試験結果を説明する。噴流ノズル１０のみ、第１の噴射チャンバー５Ａ、第２の噴射チャンバー５Ｂ、第３の噴射チャンバー５Ｃに対して、それぞれ、原料Ｍの対象、供給量、圧力、速度、処理回数等を同条件として、性能評価実施した。

【0038】

その結果、噴流ノズル１０のみによる微粒化に比べて、第１の噴射チャンバー５Ａ、第２の噴射チャンバー５Ｂ、第３の噴射チャンバー５Ｃは、初期段階（１０パスまで）における微粒化性能が高いことが判明した。これは、噴流による一次的な微粒化だけなく、硬質体１１ｃへの衝突等による二次的な微粒化が加わったためと考えられる。初期段階（１０パス）における微粒化の性能は、第１の噴射チャンバー５Ａ、第２の噴射チャンバー５Ｂ、第３の噴射チャンバー５Ｃの順に微粒化に効果があった。

【0039】

図６（ａ）は、噴射チャンバー５の斜視図である。図６（ｂ）は、噴射チャンバー５の側面断面図である。図６（ｂ）に示すように、粉砕室１０ｂは、回転ノズル１１の本体１１ａ内に一体に形成される。なお、粉砕室用上側部材３０ａと粉砕室用下側部材３０ｂを連結することで、粉砕室１０ｂを形成してもよい。粉砕室用上側部材３０ａと粉砕室用下側部材３０ｂは、対になり、円環状の粉砕室１０ｂを形成する。粉砕室用上側部材３０ａと粉砕室用下側部材３０ｂは、それぞれ、上面断面視で半円弧状、側面断面視で半円状の溝を有する。粉砕室用上側部材３０ａと粉砕室用下側部材３０ｂは、連結具（不図示）で連結される。連結具は、粉砕室用上側部材３０ａと粉砕室用下側部材３０ｂ自体に埋め込むものや、外側から連結するもの等であればよい。

【0040】

図７に示すように、噴流ノズル１０の変形例として、スリットノズルと呼ばれる第２の噴流ノズル２０を利用してもよい。第２の噴流ノズル２０は、導水ノズル２１と、上流ノズル２２と、下流ノズル２３と、荷重受けノズル２４とを有する。上流ノズル２２と下流ノズル２３には、それぞれ溝または貫通孔が片面または両面に形成される。溝は、縦方向又は横方向に延びる。貫通孔は、横方向に延びる。溝または貫通孔に原料Ｍを通過させることで、段差状の狭い領域で原料Ｍを微粒化する。第２の噴流ノズル２０は、噴流ノズル１０よりも原料Ｍの衝突箇所が多いため、乳化等のより細かな処理を実現できる。

【0041】

別の実施形態として、図８に示すように、微粒化装置１は、１つのシステム内において、複数の噴射チャンバー５を有してもよい。具体的には、微粒化装置１は、図２に示す第１の噴射チャンバー５Ａと、図３に示す第２の噴射チャンバー５Ｂと、図４に示す第３の噴射チャンバー５Ｃとを有する。

【0042】

第１の噴射チャンバー５Ａは、噴流ノズルチップ１０ａを有する噴流ノズル１０と複数の硬質体（球体）１１ｃを粉砕室１１ｂに配置する回転ノズル１１とを有する。
第２の噴射チャンバー５Ｂは、噴流ノズルチップ１０ａを有する噴流ノズル１０と複数の硬質体（球体）１１ｃｂを粉砕室１１ｂに配置する回転ノズル１１とを有する。ここで、球体１１ｃｂは、第１の噴射チャンバー５Ａの球体１１ｃよりも小さい。
第３の噴射チャンバー５Ｃは、噴流ノズルチップ１０ａを有する噴流ノズル１０と複数の硬質体（ビーズ）１１ｃｃを粉砕室１１ｂに配置する回転ノズル１１とを有する。ここで、ビーズ１１ｃｃは、第２の噴射チャンバー５Ｂの球体１１ｃｂよりも小さい。
微粒化装置１が、径や大きさの異なる硬質体１１ｃを有する回転ノズル１１を有する複数の噴射チャンバー５を有することにより、原料Ｍに応じて最適な形態の噴射チャンバー５を選択できる。

【0043】

微粒化装置１は、複数の噴射チャンバー５に原料Ｍの供給および停止を切り換える導入側開閉弁８および排出側開閉弁９を有する。これにより、原料Ｍの処理の切換を最適化できる。導入側開閉弁８は、噴射チャンバー５の上流に配置され、原料Ｍの供給および停止を上流で切り換える。排出側開閉弁９は、噴射チャンバー５の下流に配置され、原料Ｍの供給および停止を下流で切り換える。

【0044】

図８に示すように、微粒化装置１は、第１の流路Ｌ１と、第２の流路Ｌ２と、第３の流路Ｌ３と、循環流路Ｌ４とを有してもよい。第１の流路Ｌ１は、第１の噴射チャンバー５Ａを通る。第２の流路Ｌ２は、第２の噴射チャンバー５Ｂを通る。第３の流路Ｌ３は、第３の噴射チャンバー５Ｃを通る。循環流路Ｌ４は、第１～第３の流路Ｌ１～Ｌ３の少なくとも一つを循環させる。これにより、複数回の微粒化処理を施す場合に、原料Ｍを循環させることで、微粒化を促進できる。

【0045】

別の形態としては、微粒化装置１は、同じ噴射チャンバー５を複数（例えば、３箇所）有してもよい。稼動中に１つのチャンバーが故障したとしても、別のチャンバーは稼動状態とし、処理作業を止める必要がない。

【0046】

微粒化装置１は、微粒化装置１の稼動を制御する制御装置１３を有してもよい。制御装置１３は、原料タンク２からの原料Ｍの供給量、給液ポンプＰの回転数や原料Ｍの供給量、増圧機３の往復移動数や加圧圧力、流速調整源Ｆの流体Ｗの供給量、圧力や速度、導入側開閉弁８と排出側開閉弁９の開閉等を制御する。

【0047】

以下、本実施形態の微粒化装置１における微粒化処理手順について説明する。
まず、原料タンク２内に処理対象となる原料Ｍを投入し、スラリー状に調整する。次に、原料タンク２内の原料Ｍが、給液ポンプＰによって、増圧機３に供給される。供給された原料Ｍは、増圧機３によって加圧される。加圧された原料Ｍは、高圧フィルタ４を通った後、噴射チャンバー５に供給され、噴射される。なお、この処理を複数回繰り返してもよい。

【0048】

ここで、噴射チャンバー５内の微粒化処理の手順を詳細に説明する。
まず、噴流ノズル１０から粉砕室１１ｂ内に配置される球体１１ｃに向けて原料Ｍを衝突させる。これにより、粒子の分散と同時に、粉砕室１１ｂ内に流体の流れが生じる。複数の球体１１ｃが粉砕室１１ｂ内に配置されていることによって、複数の球体１１ｃや粉砕室１１ｂ内の内壁で原料Ｍがさらに粉砕される。

【0049】

なお、原料Ｍと球体１１ｃの流れが十分ではない場合、流速調整源Ｆから供給される流体Ｗを流速調整部１２から粉砕室１１ｂ内に供給することで、流体の流れを適正化できる。

【0050】

また、図８に示す第１～第３の噴射チャンバー５Ａ～５Ｃのように、複数系統の流路により、複雑な処理に対応できるようにしてもよい。

【0051】

以上、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、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。

【符号の説明】

【0052】

１ 微粒化装置
２ 原料タンク
３ 増圧機
４ 高圧フィルタ
５ 噴射チャンバー
６ 熱交換器
７ 排出口
８ 導入側開閉弁
９ 排出側開閉弁
１０ 噴流ノズル
１１ 回転ノズル
１２ 流速調整部
１３ 制御装置
２０ 第２の噴流ノズル
２１ 導水ノズル
２２ 上流ノズル
２３ 下流ノズル
２４ 荷重受けノズル
Ｐ 給液ポンプ
Ｆ 流速調整源
Ｌ１ 第１の流路
Ｌ２ 第２の流路
Ｌ３ 第３の流路
Ｌ４ 循環流路
Ｍ 原料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】