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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-06-23
(54)【発明の名称】自己洗浄ノズル
(51)【国際特許分類】
B05B 15/00 20180101AFI20220616BHJP
B05B 7/06 20060101ALI20220616BHJP
【ＦＩ】
B05B15/00
B05B7/06
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021561821
(86)(22)【出願日】2020-03-11
(85)【翻訳文提出日】2021-10-21
(86)【国際出願番号】 EP2020056539
(87)【国際公開番号】W WO2020212025
(87)【国際公開日】2020-10-22
(31)【優先権主張番号】102019205741.1
(32)【優先日】2019-04-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390009438
【氏名又は名称】グラット ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】Ｇｌａｔｔ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｗｅｒｎｅｒ－Ｇｌａｔｔ－Ｓｔｒ． １， Ｄ－７９５８９ Ｂｉｎｚｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100069556
【弁理士】
【氏名又は名称】江崎 光史
(74)【代理人】
【識別番号】100111486
【弁理士】
【氏名又は名称】鍛冶澤 實
(74)【代理人】
【識別番号】100191835
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 真介
(74)【代理人】
【識別番号】100221981
【弁理士】
【氏名又は名称】石田 大成
(74)【代理人】
【識別番号】100208258
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 友子
(72)【発明者】
【氏名】ノーヴァク・ラインハルト
(72)【発明者】
【氏名】シュタインケ・ラルス
【テーマコード（参考）】
4D073
4F033
【Ｆターム（参考）】
4D073AA02
4D073AA04
4D073BB01
4D073BB03
4D073CA16
4D073CA19
4D073CC11
4F033QA01
4F033QB02Y
4F033QB03X
4F033QC09
4F033QD02
4F033QD21
4F033QD25
(57)【要約】
本発明は、物質、特に分散液、乳濁液又は懸濁液を噴霧するノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ノズル口金（１０６、２０６、３０６、１００６）を有するノズルボディ（１０４、３０４）を備え、ノズルボディ（１０４、３０４）は、噴霧されるべき物質用の導入部に接続された、内壁部（１１４）と出口開口（１０７、２０７、３０７、８０７、１００７）とを有する内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）と、内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）に対して間隔を置いた、気体用の導入部に接続された、出口開口（１０９、２０９、３０９、８０９、９０９、１００９）を有する外管（１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３）とを具備し、
内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）の出口開口（１０７、２０７、３０７、８０７、１００７）と外管（１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３）の出口開口（１０９、２０９、３０９、８０９、９０９、１００９）とが、ノズル口金（１０６、２０６、３０６、１００６）の領域に配置されている、
物質、特に分散液、乳濁液又は懸濁液を噴霧するノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）において、
内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）及び／又は外管（１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３）に、インレー（１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３、８１３、９１３、１０１３）が配置されていて、インレー（１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３、８１３、９１３、１０１３）は、内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）の出口開口（１０７、２０７、３０７、８０７、１００７）から流出する、噴霧されるべき物質及び／又は外管（１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３）の出口開口（１０９、２０９、３０９、８０９、９０９、１００９）から流出する気体によって振動可能であり又は振動させられ、これにより、噴霧されるべき物質及び／又は気体の出口領域における堆積が最小限に抑えられる又は阻止されるように、配置されていることを特徴とする、ノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項2】
インレー（１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３、８１３、９１３、１０１３）が、内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）の内壁部（１１４）に又は外壁部（３２３）に又は壁部（４２５、９２５）内に配置されていて、噴霧されるべき物質及び／又は気体の出口領域（１１２、２１２、３１２、４１２、５１２、６１２、７１２、８１２、９１２、１０１２）に少なくとも部分的に突出することを特徴とする、請求項１に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項3】
インレー（１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３、８１３、９１３、１０１３）が、外管（１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３）の内壁部（５２６）に又は外壁部（７２９）に又は壁部（６２８）内に配置されていて、噴霧されるべき物質及び／又は気体の出口領域（１１２、２１２、３１２、４１２、５１２、６１２、７１２、８１２、９１２、１０１２）に少なくとも部分的に突出することを特徴とする、請求項１に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項4】
外管（１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３）と内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）とが、軸線Ｘ－Ｘを中心に同軸に配置されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項5】
外管（１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３）の出口開口（１０９、２０９、３０９、８０９、９０９、１００９）が、内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）の出口開口（１０７、２０７、３０７、８０７、１００７）に対して同心に配置されるように、外管（１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３）と内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）とが相互に配置されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項6】
インレー（１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３、８１３、９１３、１０１３）が、交換可能に配置可能である又は配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項7】
インレー（１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３、８１３、９１３、１０１３）の部分（１１５、３１５、５１５、７１５、１１６、３１６、５１６、７１６、１１７、３１７、９１７、４１７、５１７、６１７、７１７、１０１７、１１８、２１８、３１８、４１８、５１８、６１８、７１８、９１８、１０１８）が、長さを変化可能であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項8】
インレー（１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３、８１３、９１３、１０１３）が、少なくとも１種の弾性材料から作製されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項9】
インレー（１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３、８１３、９１３、１０１３）が、少なくとも１種のポリマーから作製されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項10】
少なくとも１種のポリマーが、合成ポリマー、特にシリコーンであることを特徴とする、請求項９に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項11】
ノズル口金（１０６、２０６、３０６、１００６）の領域で、外管（１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３）と内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）との間に、気体ガイドのためのスワールボディ又はスワールプレート等の形態のアタッチメント（１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、６２１、７２１）が配置されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項12】
アタッチメント（１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、６２１、７２１）が、内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）をガイドするために配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項13】
アタッチメント（１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、６２１、７２１）が、内管（１０２、２０２、３０２、４０２、８０２、９０２、１００２）及び／又は外管（１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３）に固く結合されていることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項14】
インレー（１１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３、８１３、９１３、１０１３）が、可変の壁厚を有することを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【請求項15】
振動が、高周波振動であることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のノズル（１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ノズル口金を有するノズルボディを備え、ノズルボディは、噴霧されるべき物質用の導入部に接続された、内壁部と出口開口とを有する内管と、内管に対して間隔を置いた、気体用の導入部に接続された、出口開口を有する外管とを具備し、内管の出口開口と外管の出口開口とが、ノズル口金の領域に配置されている、物質、特に分散液、乳濁液又は懸濁液を噴霧するノズルに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば造粒、タブレット及びペレットのコーティング、並びにペレットの直接の製造等の産業用プロセスでは、ノズル又は噴霧ノズルが、極めて頻繁に使用される。その際、粒子に、層及び／又は膜が被覆される。通常、固形物が溶解されている又は懸濁されている液体が噴霧される。噴霧プロセスは、数時間継続し得る。霧化によって、液体ジェットが、小さな滴に霧化される。その際に生じる滴径は、製造プロセス及び／又は噴霧プロセスにとって極めて重要である。滴が小さすぎると、滴が目標位置に至る前に乾燥するおそれがあり、滴が大きすぎると、所望されない凝集物が生成されるおそれがある。プロセスに起因する、ノズルの手前のスワールによって、特に噴霧プロセスが長く続くとき、ノズル開口に堆積、すなわち目やにの形成が生じ得る。堆積物が、スプレの対称性及び滴径に影響を及ぼすので、例えば噴霧乾燥及び／又は局所的な過剰な湿分及び凝集等の所望されないプロセス作用が生じる。
【0003】
以下の従来技術は、ノズル、特にノズル口金における所望されない堆積を阻止する又は少なくとも最小限に抑える技術的な解決手段をなしている。
【0004】
欧州特許第１４９７０３４号明細書は、自己洗浄噴霧ノズルを開示し、特に、コントロールされた凝集方法による粒子材料の製造のための装置に用いるための自己洗浄ノズルを開示する。自己洗浄噴霧ノズルは、中央管を備え、中央管は、液体を供給するための中央通路を有し、中央通路は、液体を放出するためのオリフィスに開口し、中央管を囲む第二管を備え、これにより、中央管と第二管のと間に一次空気を供給するための第一通路が形成されていて、ノズル錐体を備え、ノズル錐体は、第二管の端に配置されていて、第一通路の第一放出間隙の外周を形成し、これにより、第一通路を通って供給された空気が液体と混合され、これにより、液体／気体噴霧が形成され、第二管を囲む第三管を備え、これにより、第二管と第三管との間に二次空気を供給するための第二通路が形成されていて、第三管の端に配置された外装を備え、外装は、第二通路の第二放出間隙の外周を形成し、この場合、ノズル錐体は、第一放出間隙の大きさを調整するために、第二管の端に変位可能に配置されている。
【0005】
国際公開第２０１３／０１０９３０号には、ノズルハウジングと、ノズルハウジング内に配置された、マルチピースに構成されたノズルヘッドとを備える、流体を噴霧する自己洗浄ノズルが記載されていて、ノズルヘッドは、流体用の出口開口を有する流れチャネルを囲繞し、ノズルヘッドは、固定の少なくとも１つのヘッド要素と、摺動可能に支持された少なくとも１つのヘッド要素とを有し、ヘッド要素は、出口開口の一部をそれぞれ形成し、摺動可能なヘッド要素は、通常動作中、流体圧によって、流体の流れ方向に位置するストッパに押し付けられ、自己洗浄中、流体圧が低下した状態で、ばねによって、流れ方向とは逆向きに押し付けられる。
【0006】
独国特許出願公開第４３２４７３１号明細書は、圧縮媒体源から到来する流体を噴霧する自己洗浄噴霧ノズルを開示し、ここでは、管状の取付具が設けられていて、取付具は、その長手方向に延在する内部流路を有し、取付具に、入口及び出口が設けられていて、取付具に、圧力媒体源との接続部を形成する接続装置が設けられていて、入口と出口とを有する管状のステムが設けられていて、ステムを通って流体をガイドでき、ステムの入口は、取付具の出口側の端部に部分的に突出し、取付具に進入する流体が、長手方向に、ステムを通流し、ステムにフランジが設けられていて、スカートを有する弁座が設けられていて、スカートは、内面を有し、内面は、ステムの周りに摺動可能に嵌着されように寸法付けられていて、スカートは、外面を有し、外面は、管状の取付具の出口に嵌着され、これにより、弁座の半径方向位置が固定されるように寸法付けられていて、弁座は、リップをさらに有し、リップは、弁座を、長手方向に、管状の取付具の出口に位置決めし、弁座と管状の取付具の出口との間にシールが形成されるように寸法付けられていて、装置が設けられていて、装置によって、弁座が、強制的に取付具と接触保持され、これにより、長手方向及び半径方向の弁座の変位が阻止され、管状のステムを取り付ける取付装置を有する噴霧ヘッドが設けられていて、噴霧ヘッドは、導出装置を含むとともに、弁座に適合する表面を有し、ばねが設けられていて、ばねは、ステムを包囲するとともに、ステムのフランジに締め付けられていて、これにより、弁座に対する、固定に設定されたプリロードが生成され、ばねは、弁座を、噴霧ヘッドの適合した表面に押し付けるので、弁座と弁ヘッドの適合した表面との間にシールが形成され、これにより、このシールにおける流体の流れが制限され、導出装置は、流体の流れのためのそのような通路を形成し、シールが作製されているとき、流体の流れが、所定のパターンに応じて分散される又は噴霧され、噴霧ヘッドに及ぼされる力は、ばねのプリロードを上回るには十分であって、噴霧ヘッドを、弁座から分離し、これにより、シール作用が解消され、導出装置の洗浄が流体によって実現される。
【0007】
独国特許第１０１１６０５１号明細書は、流動層設備用の噴霧ノズルを開示し、噴霧ノズルは、ノズルボディと、ノズルキャップと、固形物が加えられる液体用の少なくとも１つの出口開口と、気体用の少なくとも１つの出口開口とからなり、ノズルキャップの周りに、柔軟なクリーニングキャップが配置されていて、ノズルキャップとクリーニングキャップとの間に、ノズルボディ内に配置された圧縮空気チャネルからなる、圧縮空気が加えられるクリーニング空気用の導入部が配置されていて、圧縮空気チャネルは、ノズルボディの外面における環状の切削部とノズルキャップにおける少なくとも１つの横孔とを介して、ノズルキャップの外面における環状の切削部に接続されている。クリーニングキャップは、直接に、密にノズルキャップに当接する。圧縮空気チャネルを介して、調整可能な様々な時間間隔で、又は比較的長い期間にわたって、圧縮空気が加えられるクリーニング空気の導入が行われる。クリーニング空気は、環状の切削部と横孔とを介して、環状の切削部に導入される。環状の切削部を介して、クリーニング空気は、ノズルキャップとクリーニングキャップとの間の全周にわたって導入される。クリーニング空気の圧力衝撃によって、弾性材料からなるクリーニングキャップは、外方へ膨らむので、クリーニング空気は、ノズルキャップの外面とクリーニングキャップの内面との間で噴霧ノズルの出口開口の方へ誘導される。クリーニング空気は、圧力ジェットとして、環状に、全方向から噴霧ノズルのノズル口へ導かれるので、ジェットの衝撃を、損失なく直接に利用でき、乱流が回避される。相応の材料堆積物が、噴霧ノズルにおける出口開口の直接の領域で、クリーニング空気によって吹き飛ばされる。
【0008】
前述の技術的な解決手段の欠点は、従来技術において述べられた自己洗浄ノズルが、それぞれ、多数の部品を有し、これらの部品が組み合わされて複雑で保守が集中するノズルが形成され、これにより、前掲の技術的な解決手段は、その生産及び保守が高価であることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】欧州特許第１４９７０３４号明細書
【特許文献2】国際公開第２０１３／０１０９３０号
【特許文献3】独国特許出願公開第４３２４７３１号明細書
【特許文献4】独国特許第１０１１６０５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
したがって本発明の課題は、従来技術の欠点を解消する、少ない部品数に基づいて製作及び製造が容易であって低コストの自己洗浄ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
この課題は、冒頭で述べた形式のノズルにおいて、内管及び／又は外管に、インレーが配置されていて、インレーは、内管の出口開口から流出する、噴霧されるべき物質及び／又は外管の出口開口から流出する気体によって振動可能であり又は振動させられ、これにより、噴霧されるべき物質及び／又は気体の出口領域における堆積が最小限に抑えられる又は阻止されるように、配置されていることによって解決される。
【0012】
有利には、内管及び／又は外管に、インレーが配置されていて、インレーは、内管の出口開口から流出する、噴霧されるべき物質、特に液体、好ましくは分散液、懸濁液又は乳濁液、及び／又は外管の出口開口から流出する気体、霧化空気によって運動、特に振動等可能であり、又は運動、特に振動等させられ、特に高周波振動可能であり、又は特に高周波振動させられ、これにより、噴霧されるべき物質及び／又は気体の出口領域における堆積が最小限に抑えられる又は阻止されるように、配置されている。好ましくは、振動は、５Ｈｚから１５００ＨＺまで、特に好ましくは２５Ｈｚから５００Ｈｚ、一層特に好ましくは２５Ｈｚから２５０Ｈｚの周波数を有する。インレーの高周波運動によって、インレーに、特定の周波数で振動が生じ、これにより、出口領域の付近で、ノズル口金における噴出されるべき物質、好ましくは液体、一層特に好ましくは分散液の固結が阻止される。したがって、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中に、噴霧されるべき物質の固結によって、スプレの対称性及び滴径に影響が及ぼされないので、所望されない噴霧乾燥及び／又は局所的な過剰な湿分れ及び凝集が生じることはない。
【0013】
好ましいノズルの他の有利な形態は、従属請求項に述べられている。
【0014】
本発明によるノズルの、これについて有利な一形態によれば、インレーが、内管の内壁部に、又は外壁部に、又は壁部内に配置されていて、噴霧されるべき物質及び／又は気体の出口領域に少なくとも部分的に突出する。本発明のさらなる好ましい一発展形態によれば、インレーは、外管の内壁部に、又は外壁部に、又は壁部内に配置されていて、噴霧されるべき物質及び／又は気体の出口領域に少なくとも部分的に突出する。このような配置によって、噴霧されるべき物質及び／又は気体の出口領域に少なくとも部分的に突出するインレーは、特に良好に振動させられるので、ノズル口の領域で噴霧されるべき物質の固結が大幅に低減され又はそれどころか完全に阻止され、これにより、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中にスプレの対称性及び最適な滴径が確保される。
【0015】
好ましくは、外管と内管とは、軸線を中心に同軸に配置されている。特に好ましくは、外管と内管とは、外管の出口開口が内管の出口開口に対して同心に配置されるように、相互に配置されている。これにより、流れガイド、特に環状間隙内の気体の流れガイドが大幅に改善されるので、スプレ対称性及び滴径が最適に調整可能である。
【0016】
さらに、インレーは、交換可能に配置可能である又は配置されている。インレーの交換によって、例えばインレーが例えば噴霧されるべき物質に適合されることによって、直接に製造プロセス及び／又は噴霧プロセスに影響を及ぼし得る。噴霧されるべき物質、特に液体が、例えば研磨性物質又は酸又は塩基であるとき、インレー材料は、新しいプロセス条件に容易に適合できる。特に製薬産業又は食品産業における、例えば製品純度及び／又は食品適合性に関して厳格なプロセス基準に鑑みても、インレーの迅速で容易な交換は、極めて有利でありかつ有益である。
【0017】
好ましくは、インレーの部分は、長さを変化可能である。ノズルの内管又は外管から少なくとも部分的に突出する、インレーの部分の長さの可変性に基づいて、部分の可動性、特にインレーの部分の振動の周波数を変化できるとともに、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中に、例えば変化したプロセス条件に適合できる。これにより、インレーの振動周波数が噴霧されるべき物質、特に液体、例えば高粘度流体に、又は懸濁液若しくは乳濁液等に適合される又は適合可能であることによって、直接に、製造プロセス及び／又は噴霧プロセスに影響を及ぼし得る。これにより、ノズル口金に堆積が生じることが阻止される。ノズル、特にノズルのノズル口金が、センサ系、例えばカメラよって監視されると、プロセスの進行中にオンラインで周波数を変更できるので、固結が阻止される。
【0018】
本発明によるノズルのさらなる一形態では、インレーが、少なくとも１種の弾性材料、好適にはポリマーから作製されている。好ましくは、少なくとも１種のポリマーは、合成ポリマー、特にシリコーンである。ポリマーは、例えば低コストで製造可能であって、極めて丈夫であるだけでなくポリマーに応じて極めて高い耐熱性をも有する多様な材料である。したがって、ポリマー、特に合成ポリマーは、インレーとして様々なプロセス及び噴霧されるべき物質に極めて良好に適している。
【0019】
好ましくは、ノズル口金の領域で、外管と内管との間に、気体ガイドのためのスワールボディ又はスワールプレート等の形態のアタッチメントが配置されている。特に好ましくは、アタッチメントは、内管をガイドするために配置されている。一層特に好ましくは、アタッチメントは、内管及び／又は外管に固く結合されている。スワールボディ又はスワールプレート等の形態のアタッチメントの組付けによって、ノズル口金において気体、特に霧化空気の流れガイドに影響を及ぼし得、これにより、内管及び／又は外管から少なくとも部分的に突出するインレーの、インレーの部分の運動特性及び振動特性、特に振動周波数が可変である。これにより、スプレ、つまり噴出されるべき液体の噴霧対称性及び滴径が、直接に調整可能である。さらに、内管は、組付けに際して外管の中でガイドされ、常に所望の位置に保持される。さらに、アタッチメントは、内管の振動を阻止する。内管の振動は、内管及び外管の両方の出口開口の寸法の変化をもたらし、これは、ノズル口金における噴霧されるべき物質及び気体の流れ特性を変化させ、ひいてはスプレ対称性及び滴径をも変化させる。
【0020】
好ましくは、インレーは、可変の壁厚を有する。特にインレーの内管から突出する、インレーの部分の壁厚は、噴霧されるべき物質、特に噴霧される液体に適合でき、これにより、本発明によるノズルの噴霧特性、好適にはスプレ対称性及び滴径の調整を最適化できる。内管及び／又は外管から少なくとも部分的に突出するインレーの長さが同じ場合に壁厚の変化によって、振動特性が変化させられ、これにより、インレーは、とりわけその都度の方法技術的なプロセスに適合可能である又は適合される。
【0021】
以下、添付の図面に基づいて本発明を詳説する。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】従来技術によるノズルを示す。
【図5】気体ガイドのためのスワールプレートの形態の、環状間隙内におけるアタッチメントを有する好ましいノズルの第２の実施形態の断面図を示す。
【図6】環状間隙内における、気体ガイドのためのスワールプレートの形態のアタッチメントを有する好ましいノズルの第３の実施形態の断面図を示す。
【図7】好ましいノズルの第４の実施形態の断面図を示す。
【図8】好ましいノズルの第５の実施形態の断面図を示す。
【図9】好ましいノズルの第６の実施形態の断面図を示す。
【図10】好ましいノズルの第７の実施形態の断面図を示す。
【図11】第１の実施形態による好ましいノズルの断面図を示し、ノズルは、ノズルの出口開口を閉じる、軸方向に摺動可能なノズルニードルを有する。
【図12】好ましいノズルの断面図を示し、インレーと内管とが、好ましいノズルの一体の内側の導管を形成する。
【図13】好ましいノズルの断面図を示し、インレーと内管とが、好ましいノズルの内側の導管を形成し、好ましいノズルは、ノズル口金の領域で、内管と外管との間に、体積可変の装置を有し、装置は、図１３では、好ましいノズルの開状態を示す。
【図14】好ましいノズルの断面図を示し、インレーと内管とが、好ましいノズルの内側の導管を形成し、好ましいノズルは、ノズル口金の領域で、内管と外管との間に、体積可変の装置を有し、装置は、図１４では、好ましいノズルの閉状態を示す。
【図15】好ましいノズルの第１の実施形態のノズル口金を監視する第１の方法の概略的な構成を示す。
【図16】好ましいノズルの第１の実施形態のノズル口金を監視する第２の方法の概略的な構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【0023】
図１には、従来技術において知られたノズル１が示されている。ノズル１は、内管２と外管３とを有するノズルボディ４を備える。ここでは、内管２と外管３とは、軸線Ｘ－Ｘに対して同軸に配置されている。
【0024】
内管２は、噴霧されるべき物質、好ましくは液体、一層特に好ましくは分散液、懸濁液又は乳濁液を導入するように構成された流体チャネル５を有する。流体チャネル５は、ノズル口金６の領域で、内管２の出口開口７に開口する。内管２の出口開口７から離間する側の領域で、内管２は、噴霧されるべき物質用の図示されていない導入導管に対する接続箇所１０を有する。
【0025】
外管３は、内管２に対して間隔を置いて配置されていて、これにより、気体、特に霧化空気を導入するための環状間隙８が形成される。環状間隙８は、ノズル口金６の領域で、外管３の出口開口９に開口する。外管３の出口開口９から離間する側の領域で、外管３は、図示されていない、気体用の導入導管に対する接続箇所１１を有する。
【0026】
図２は、好ましいノズル１０１の第１の実施形態の、図４による断面Ｂ－Ｂを示す。好ましいノズル１０１は、既に図１に示されたように、内管１０２と外管１０３とを有するノズルボディ１０４を備える。内管１０２と外管１０３とは、軸線Ｘ－Ｘに対して同軸に配置されている。
【0027】
内管２は、噴霧されるべき物質、好ましくは液体、一層特に好ましくは分散液、懸濁液又は乳濁液を導入するための流体チャネル１０５を有する。流体チャネル１０５は、ノズル口金１０６の領域で、内管１０２の出口開口１０７に開口する。内管１０２の出口開口１０７とは離間する側の領域で、内管１０２は、噴霧されるべき物質用の図示されていない導入導管に対する接続箇所１１０を有する。
【0028】
外管１０３は、内管１０２に対して間隔を置いて配置されていて、これにより、気体、特に霧化空気を導入するための環状間隙１０８が形成される。環状間隙１０８は、ノズル口金１０６の領域で、外管１０３の出口開口１０９に開口する。好ましくは、内管１０２の出口開口１０７と外管１０３の出口開口１０９とは、相互に同心に配置されている。これにより、環状間隙１０８内で圧送される気体の流れ特性が、最適に、特に均一に構成されるので、好ましいノズル１０１によって生成されるスプレの対称性及び滴径が、正確に、製造プロセス及び／又は噴霧プロセスの、特に顆粒又はタブレット等の製造プロセス及び／又は噴霧プロセスの要求に合わせて調整されている、ことが確保される。外管１０３の出口開口１０９から離間する側の領域で、気体用の図示されていない導入導管に対する接続箇所１１１が設けられている。好適には、出口開口１０７、１０９は、一平面Ｃ－Ｃ内に位置し、ノズル１０１の出口領域１１２に開口する。出口領域１１２では、噴霧されるべき物質と霧化気体との合流によって、粒子を被覆するスプレが生成される。有利には、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中に、スプレの対称性と滴径との両方が最適に調整される。
【0029】
内管１０２は、インレー１１３を有する。インレー１１３は、図２では、好ましい位置で内管１０２の内壁部１１４に配置されている。インレー１１３は、好ましくはポリマーから、特に好ましくは合成ポリマーから、一層特に好ましくはシリコーンから作製されている。ポリマーは、高いロバスト性を有するのと同時に低コストに製造可能であるとともに、ポリマーに応じて極めて高い耐熱性を有し得る多様な材料である。したがって、ポリマー、特に合成ポリマーは、極めて良好にインレー１１３として様々な製造プロセス及び／又は噴霧プロセスに適している。好ましいノズル１０１は、インレー１１３の互換性に基づいて、様々な製造プロセス及び／又は噴霧プロセスに使用可能である。
【0030】
インレー１１３は、好ましいノズル１０１の第１の実施形態では、４つの部分１１５から１１８を有する。部分１１５は、インレー１１３をノズル１０１内に確保するので、インレー１１３は、全体の製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中に、好ましいノズル１０１内に配置されている。有利には、インレー１１３は、そこに固定されるように内管１０２に結合される。部分１１６及び部分１１７は、好ましいノズル１０１では、部分１１５と部分１１８との間に配置されていて、内管１０２の内壁部１１４に当接する。インレー１１３の部分１１８は、内管１０２の出口開口１０７から少なくとも部分的に突出する。内管１０２における部分１１５の保持位置が変位し得ることによって、インレー１１３の、内管１０２の出口開口１０７から突出する部分１１８の長さが可変である。
【0031】
図３は、図２の部分Ａによる、好ましいノズル１０１の第１の実施形態のノズル口金１０６の一部の詳細を示す。内管１０２と外管１０３とは、軸線Ｘ－Ｘを中心に同軸に配置されているので、出口開口１０７と出口開口１０９とは、平面Ｃ－Ｃと軸線Ｘ－Ｘとの交点を中心に同心に配置されている。内管１０２の出口開口１０７と外管１０３の出口開口１０９とは、さらに平面Ｃ－Ｃ内に位置し、ノズル１０１の出口領域１１２に開口する。出口領域１１２では、噴霧されるべき物質と霧化気体との合流によって、粒子を被覆するスプレが生成される。有利には、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中に、スプレの対称性と滴径との両方が最適に調整される。
【0032】
インレー１１３の部分１１７は、好ましいノズル１０１の内管１０２の内壁部１１４に当接し、インレー１１３の部分１１８に結合されている。インレー１１３の部分１１８は、好ましいノズル１０１の内管１０２の出口開口１０７から少なくとも部分的に突出する。好ましくは、インレー１１３の部分１１８は、変化可能である。長さの可変性は、部分１１８に隣接する点線によって表されている。長さの変化は、インレー１１３の交換によって、内管１０２におけるインレー１１３の保持位置の変位によって、及び／又はノズル１０１内でのインレー１１３の配置のその他の変更によって、直接に行える。
【0033】
流体チャネル１０５においてインレー１１３を有する内管１０２を通って出口開口１０７の方へ圧送される、噴霧されるべき物質、好ましくは液体、特に好ましくは分散液、懸濁液又は乳濁液によって、内圧１１９が、インレー１１３に作用する。インレー１１３に作用する内圧１１９によって、インレー１１３は、内管１０２の内壁部１１４に押し付けられる。ノズル口金１０６の領域で、特に内管１０２の出口開口１０７の領域で、インレー１１３の部分１１８に、インレー１１３に作用する内圧１１９によって、同様にインレー１１３を軸線Ｘ－Ｘから離反する方向へ動かす力が作用する。
【0034】
さらに、インレー１１３の、内管１０２の出口開口１０７から少なくとも部分的に突出する部分１１８に、軸線Ｘ－Ｘの方へ作用する力１２０が作用する。軸線Ｘ－Ｘの方へ作用する力１２０は、環状間隙１０８から、出口開口１０９から流出する気体、特に霧化空気に起因する。
【0035】
これにより、内管１０２の出口開口１０７から少なくとも部分的に突出するインレー１１３は、好ましいノズル１０１からノズル１０１の出口領域１１２に流出する液体及び／又は好ましいノズル１０１からノズル１０１の出口領域１１２に流出する気体、特に霧化空気によって、有利には高周波で運動させられる。内管１０２の出口開口１０７から少なくとも部分的に突出するインレー１１３の、有利には高周波のこの運動によって、ノズル口金１０６において、特に出口領域１１２において、噴出されるべき液体の堆積が阻止される、又は液体の凝集が阻止される。したがって、スプレの対称性及び滴径に、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中に影響が及ぼされないので、所望されないスプレ乾燥及び／又は局所的な過剰な湿分及び凝集が生じることはない。
【0036】
インレー１１３の部分１１８の振動周波数は、付加的に、例えばインレー１１３の部分１１８の長さの可変性によって変化できる。これにより、直接に、製造プロセス又は噴霧プロセスに影響を及ぼし得る。振動周波数のさらなる変化は、例えば噴霧されるべき物質及び気体の圧力の適合によって可能である。気体、特に霧化空気の流入角度αの変化も、インレー１１３の振動周波数の変化をもたらし、したがって、特に対称性及び滴径についてスプレ及びスプレの質に影響を及ぼす。気体の流入角度αを変化させるために、例えば、特にノズル口金１０６の領域で、外管１０３から内管１０２にかけての相対的な配置が適合可能である。さらに、インレー１１３における流入は、環状間隙１０８内の流れガイドの変化によっても適合できる。一層好ましくは、環状間隙１０８のみが適合されるので、環状間隙１０８は、インレー１１３の部分１１８に対して別の流入角度を有する。
【0037】
図４は、軸線Ｘ－Ｘと交差する断面Ｂ－Ｂとともに好ましいノズル１０１の第１の実施形態の平面図を示す。内管１０２と外管１０３とは、軸線Ｘ－Ｘに対して同軸に整向されているので、噴霧されるべき物質、特に液体、一層特に好ましくは分散液用の又は気体、特に霧化空気用の出口開口１０７と出口開口１０９とは、相互に軸線Ｘ－Ｘを中心に同心に配置されている。内管１０２の内壁部１１４にインレー１１３が配置されている。
【0038】
図５には、気体ガイドのためのスワールプレートの形態の、環状間隙２０８内に任意選択的なアタッチメント２２０を有する好ましいノズル２０１の第２の実施形態の断面図が示されている。
【0039】
第２の実施形態による好ましいノズル２０１は、その基本構成において、図２から図４に示された、好ましいノズル１０１の第１の実施形態に対応する。２つの実施形態の違いは、好ましいノズル２０１は、ノズル１０１とは異なり、気体ガイドのためのスワールプレートの形態で構成された任意選択的なアタッチメント２２１を有することである。好ましいノズル２０１のこの第２の実施形態では、アタッチメント２２１が、開口２２２を有し、開口２２２は、外管２０３に対して平行に流れる気体、特に霧化空気に対して角度をなして形成されている。これにより、環状間隙２０８内で流れる気体が、軸線Ｘ－Ｘを中心に旋回させられる。軸線Ｘ－Ｘを中心とする旋回によって、内管２０２の出口開口２０７から少なくとも部分的に突出するインレー２１３の流入及び運動特性に、ひいては振動周波数にも影響を及ぼし得る。
【0040】
アタッチメント２２１は、同様に、気体ガイドのためのスワールボディ、例えば流れ誘導プレート等の形態で構成されてもよい。アタッチメント２２２は、内管２０２と外管２０３とに、好ましくは固く結合されている。これにより、ノズル口金２０６の領域でノズル２０１の安定性が高められる。さらに、スワールボディ又はスワールプレート等の形態のアタッチメント２２１の組付けによって、特にノズル２０１の出口領域２１２で、ノズル口金２０６における気体、特に霧化空気の流れガイドに影響が及ぼされ、これにより、内管２０２から少なくとも部分的に突出するインレー２１３の運動特性、特にインレー２１３の部分の振動周波数が可変である。そうして、振動周波数が、より良好に製造プロセス及び／又は噴霧プロセスに合わせて調整可能である。さらに、これにより、スプレ、つまり噴霧されるべき材料、好ましくは液体、一層特に好ましくは分散液、乳濁液又は懸濁液の噴霧対称性及び滴径が、直接に調整可能である。さらに、内管２０２は、組付けに際して、外管２０３内でガイドされ、常に、所望の位置で、図５では軸線Ｘ－Ｘを中心とする同心の位置で保持される。加えて、アタッチメント２２１は、内管１０２の振動を阻止する。振動は、内管２０２の出口開口２０７と外管２０３の出口開口２０９との両方に変化をもたらし、これにより、特にノズル２０１の出口領域２１２で、ノズル口金２０６において流れ特性が変化させられ、ひいてはスプレ対称性及びスプレの滴径にも影響が及ぼされる。
【0041】
好ましくは、内管２０２の出口開口２０７から少なくとも部分的に突出するインレー２１３は、可変の壁厚を有する。インレー２１３の、特に内管２０２から突出する部分２１８の壁厚は、噴霧されるべき物質、好ましくは液体、特に好ましくは分散液、乳濁液又は懸濁液に適合でき、これにより、好ましくはノズル２０１の噴霧特性、好適にはスプレ対称性及び滴径の調整を最適化できる。そうすると、噴霧されるべき研磨性物質にもインレー２１３を適合できる。内管２０２から少なくとも部分的に突出するインレー２１３の長さが同じで壁厚の変化によって、又はインレー２１３の壁厚が一定でインレー２１３の長さの適合によって、出口開口２０７から少なくとも部分的に突出する部分２１８の振動特性が変化させられ、これにより、使用されるインレー２１３は、とりわけその都度の方法技術プロセスに適合可能である。有利には、インレー２１３は、インレー２１３がそこに固定されるように、内管２０２に結合される。
【0042】
図６は、気体ガイドのためのスワールプレートの形態の、環状間隙３０８内に任意選択的なアタッチメント３２１を有する好ましいノズル３０１の別の第３の実施形態の断面図を示す。
【0043】
好ましいノズル３０１は、内管３０２と外管３０３とを有するノズルボディ３０４を備え、この場合、内管３０２と外管３０３とは、軸線Ｘ－Ｘに対して同軸に整向されている。
【0044】
内管３０２は、噴霧されるべき物質の導入のために構成された流体チャネル３０５を有する。流体チャネル３０５は、ノズル口金３０６の領域で、内管３０２の出口開口３０７に開口する。内管３０２の出口開口３０７から離間する側の領域で、内管３０２は、噴霧されるべき物質、好ましくは液体、一層特に好ましくは分散液、乳濁液又は懸濁液用の図示されていない導入導管に対する接続箇所３１０を有する。
【0045】
外管３０３は、内管３０２に対して間隔を置いて配置されていて、これにより、気体、特に霧化空気の導入のための環状間隙３０８が形成される。環状間隙３０８は、ノズル口金３０６の領域で、外管３０３の出口開口３０９に開口する。外管３０３の出口開口３０９から離間する側の領域で、外管３０３は、気体用の図示されていない導入導管に対する接続箇所３１１を有する。
【0046】
内管３０２と外管３０３との間に、開口３２２を有するアタッチメント３２１が配置されている。アタッチメント３２１は、内管３０２と外管３０３とを好ましくは相互に固く結合する。アタッチメント３２１によって、環状間隙３０８を通流する気体、特に霧化空気が旋回させられる。旋回によって、外管３０３の出口開口３０９から少なくとも部分的に突出するインレー３１３の周波数に影響が及ぼされる。インレー３１３は、環状間隙３０８内で外壁部３２３に配置されていて、外壁部３２３に当接する。
【0047】
外管３０３の出口開口３０９から出口領域３１２に少なくとも部分的に突出するインレー３１３は、４つの部分３１５、３１６、３１７、３１８を有する。部分３１５は、外壁３２３に配置された溝３２４内で固定されている、例えば挟み込まれている。部分３１６及び部分３１７は、部分３１５と部分３１８とを結合する。インレー３１３の長さは、可変であり、特にインレー３１３の部分３１８の長さは、製造プロセス及び／又は噴霧プロセスのパラメータに適合可能である。さらに、外管３０３の出口開口３０９から出口領域３１２に少なくとも部分的に突出するインレー３１３の壁厚、特にインレー３１３の部分３１８の壁厚は、方法技術的なプロセスパラメータに適合可能である。図６では、インレー３１３の壁厚は、部分３１５から部分３１８にかけて減少している。
【0048】
外管３０３の出口開口３０９から出口領域３１２に少なくとも部分的に突出するインレー３１３は、好ましいノズル３０１から流出する噴霧されるべき物質、特に液体、及び／又は好ましいノズル３０１から流出する気体、特に霧化空気によって、特に高周波数で運動させられる。外管３０３の出口開口３０９から出口領域３１２に少なくとも部分的に突出するインレー３１３の特に高周波の運動又は振動によって、インレー３１３に、特定の周波数を有する振動が生じ、これにより、噴出されるべき物体、好ましくは液体、一層特に好ましくは分散液、乳濁液又は懸濁液の固結及び／又は付着が阻止される。固結及び／又は付着によって、ノズル口金３０６に堆積が生じる。噴霧されるべき物質が出口領域３１２でノズル口金３０６に堆積するのを阻止することによって及び／又は凝集するのを阻止することによって、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中にスプレの対称性及び滴径に影響が及ぼされないので、所望されない噴霧乾燥及び／又は局所的な過剰な湿分及び凝集が生じることはない。
【0049】
図７から図１０は、好ましいノズル４０１、５０１、６０１、７０１の、別の４つの実施形態を断面図として示し、その構造形態は、大まかには、ノズル１０１の第１の実施形態とは違わない。詳細には、これらの実施形態は、好ましいノズル１０１の第１の実施形態とは、インレー４１３、５１３、６１３、７１３が、内管４０２、５０２、６０２、７０２又は外管４０３、５０３、６０３、７０３における別の位置に配置されていることによって異なっている。以下、好ましいノズル４０１、５０１、６０１、７０１の４つの実施形態を詳説する。
【0050】
ここで、図７には、好ましいノズル４０１の第４の実施形態の断面図が示されている。インレー４１３は、好ましいノズル４０１の第４の実施形態では、内管４０２の壁部４２５内に配置されていて、インレー４１３の部分４１８は、ノズル４０１の出口領域４１２に突出する。インレー４１３は、第４の実施形態によれば、２つの部分４１７、４１８を有し、この場合、部分４１７は、内管４０２の壁部４２４内にインレー４１３を取り付けるのに用いられる。有利には、インレー４１３は、内管４０２の壁部４２５内に挟み込まれる等されるので、インレー４１３は、そこに固定されている。
【0051】
図８には、好ましいノズル５０１の第５の実施形態の断面図が示されている。図８に相応して、インレー５１３は、ノズル５０１の第５の実施形態では、外管５０３の内壁部５２６に配置されている。インレー５１３は、ここでは、４つの部分５１５、５１６、５１７、５１８を有し、この場合、部分５１８は、外管５０３の出口開口５０９から少なくとも部分的に出口領域５１２に突出する。インレー５１３は、部分５１５によって、外管５０３の内壁部５２６における溝５２７内に配置されていて、そこで例えば押し込むことによって固定される。
【0052】
図９には、好ましいノズル６０１の第６の実施形態の断面図が示されていて、ここでは、インレー６１３は、ノズル６０１の第６の実施形態では、外管６０３の壁部６２８内に配置されている。インレー６１３は、ここでは、外管６０３の壁部６２８内に配置されていて、インレー６１３の部分６１８は、ノズル６０１の出口領域６１２に突出する。インレー６１３は、第６の実施形態によれば、２つの部分６１７、６１８を有し、この場合、部分６１７は、外管６０３の壁部６２８内にインレー６１３を取り付けるのに用いられる。有利には、インレー６１３は、外管６０３の壁部６２８内に挟み込まれる等されるので、インレー６１３は、そこに固定されている。
【0053】
図１０は、好ましいノズル７０１の第７の実施形態の断面図を示し、ここでは、インレー７１３は、外管７０３の外壁部７２９に配置されている。図１０に相応して、インレー７１３は、ノズル７０１の第７の実施形態では、外管７０３の外壁部７２９に配置されている。インレー７１３は、ここでは、４つの部分７１５、７１６、７１７、７１８を有し、この場合、部分７１８は、少なくとも部分的に出口領域７１２に突出する。インレー７１３は、部分７１５によって、外管７０３の外壁部７２９における溝７３０内に配置されていて、そこで固定される、例えば挟み込まれる又は押し込まれる。
【0054】
全ての実施形態１０１から７０１は、環状間隙１０８から７０８内で流れをガイドするための任意選択的なアタッチメント１０１から７０１を有してよい。さらに、インレー１１３から７１３を内管１０２から７０２に配置し、付加的なインレー１１３から７１３を外管１０３から７０３に配置する可能性も存在するので、好ましいノズル１０１から７０１は、２つのインレー１１３から７１３を有する。
【0055】
図１１は、第１の実施形態に対応する好ましいノズル８０１の断面図を示し、ここでは、図１１によるノズル８０１は、ノズル８０１の内管８０２の出口開口８０７を閉じるための、軸線Ｘ－Ｘの軸方向に摺動可能なノズルニードル８３１を有する。軸線Ｘ－Ｘに沿ってＺ方向に図１１による出発位置から破線で示された終端位置へとノズルニードル８３１を軸方向に摺動させることによって、ノズル８０１の内管８０２の、インレー８１３を有する出口開口８０７が閉じられる。これにより、好ましいノズル８０１からの、噴霧されるべき物質の流出が阻止される。さらに、ノズルニードル８３１の他に内管８０２もＺ方向に摺動可能であるので、ノズル８０１の内管８０２の出口開口８０７とノズル８０１の外管８０３の出口開口８０９との両方が閉じられる。ノズルニードル８３１による内管８０２の拡開も可能である。これにより、例えば造粒機、コータ、特にドラムコータ又は流動化装置の充填時に、ペレット又は粒子が、ノズル８０１の出口開口８０７、８０９内に進入し得ず、したがって、出口開口８０７、８０９を製造プロセスの開始前に既に閉塞することがない、ことが達成される。好適には、この場合、内管８０２とインレー８１３とは、一体に、好ましくは、弾性材料、好適にはシリコーンの形態で導管として構成されている。さらに、これにより、ノズルニードル８３１の摺動によってインレー８１３が内管８０２に対して摺動することが阻止される。
【0056】
図１２には、好ましいノズル９０１の断面図が示されていて、ここでは、好ましいノズル９０１のインレー９１３と内管９０２とは、一体に導管９３２として構成されている。しかも、インレー９１３と内管９０２とは、同様に別個の２つの構成部材として構成されてもよい。この実施形態によれば、インレー９１３と内管９０２とは、内側の導管９２９を形成する。この導管は、好ましくは、弾性材料、好適にはポリマー、特にシリコーンから作製されている。有利には、これにより、噴霧されるべき物質を含む、好ましいノズル９０１の内側の導管９３２の交換がさらに容易に可能である。さらに、内側の導管を使い捨てアイテムとして構成可能であり、これにより、例えば製薬産業では、製品変更に基づいて噴霧されるべき物質が変更されるとき、内管９０２の洗浄と比べて顕著な利点及び作業プロセスの大幅な簡素化がもたらされる。
【0057】
図１２によれば、特に、外管９０３の出口開口９０９から出口領域９１２に突出する部分９１８は、極めて小さい壁厚で構成されている。内管９０２の壁部９２５は、有利には、内管９０２の安定性の理由から、部分９１８よりも厚い壁厚で構成されている。一層特に好ましくは、負荷が強く掛けられる壁部分は、同様に、例えばその箇所で繊維強化されたポリマー等によって強化して構成される。
【0058】
【0059】
図１３は、好ましいノズル１００１の断面図を示し、ここでは、インレー１０１３と内管１００２とが、ノズル１００１の導管１０３２を、好ましくは一体に形成する。導管１０３２は、少なくとも部分的に弾性材料、特にポリマー、一層好ましくはシリコーンから形成されていて、内管１００２と外管１００３との間の環状間隙１００８内に、ノズル口金１００６の領域で、体積可変の装置１０３３、特に膨張可能な圧縮空気リング等が配置されている。
【0060】
体積可変の装置１０３３、特に圧縮空気リングは、流体導入用の、ここでは図示されていない少なくとも１つの入口と、流体導出用の、ここでは図示されていない少なくとも１つの出口とを有する。これにより、装置１０３３の体積は、液体導入又は液体導出によって可変であり、つまり拡大可能であり又は縮小可能であり、これにより、装置１０３３は、例えば図１３に示された開状態から図１４に示された閉状態に移行可能である又は移行させられる、またその逆も然りである。閉状態は、常に、気体、特に霧化空気が通流する環状間隙１００８の開度にかかわらず、内管１００２が装置１０３３によって閉じられると直ちに得られる。図１３に示された開状態では、一方では気体用の環状間隙１００８が、他方では噴霧されるべき物質、特に液体又は分散液用の流体チャネル１００５が通流可能であり、これにより、気体は、噴霧されるべき物質を出口で霧化できる。有利には、装置１０３３は、環状間隙１００８を通流する気体の流れに影響を及ぼさない又は無視できる程度の影響しか及ぼさない。
【0061】
噴霧されるべき物質、特に液体は、霧化されずにノズル１００１から流出するべきではないことに常に留意することが重要である。そのために、各々の噴霧動作の開始時に、先ずは気体、特に霧化気体が、環状間隙１００８を通流し、ひいてはノズル１００１から流出し、これに続いて、噴霧されるべき物質、特に液体が流れるように保証しなければならない。噴霧動作の終了時に、先ずは噴霧されるべき物質の導入が停止又は中断され、これに続いて、気体の導入が停止又は中断される。これにより、常に、噴霧動作時に、噴霧されるべき物質が霧化され、各々の噴霧動作の終了時に、噴霧されるべき物質が霧化されずにノズルから、場合によっては処理（被覆）されるべき材料上に滴下しないことが保証される。噴霧動作の開始又は終了時に、そのことは、例えば気体の自動の「先行」又は「後行」によって保証できる。
【0062】
環状間隙１００８及び／又は流体チャネル１００５を流体が通流可能である全ての状態が、開状態と称される。これにより、気体及び／又は噴霧されるべき物質に対する０％から１００％の流量で体積流量の無段階調整の提供が可能であり、この場合、体積流量の調整は、単一の装置１０３３では、相互に依存する。複数の、特に２つの装置１０３３が、具体的には流体チャネル１００５内で圧送される噴霧されるべき物質と環状間隙１００８内で圧送される気体とのそれぞれに対して用いられるとき、内管１００２の流体チャネル１００５内の噴霧されるべき物質の体積流量と環状間隙１００８内の気体の体積流量とは、具体的には、流体導入又は流体導出による、用いられるこれらの装置１０３３の相互に独立した可変の体積によって、相互に独立して調整可能である又は相互に独立して調整できる。異なる装置１０３３の体積の独立した調整性によって、同様に、霧化気体に合わせた、噴霧されるべき物質の体積流量の最適な適合が同様に可能である、またその逆も可能である。これにより、スプレにおける対称性又は滴径の最小の変化に合わせた応答もできる。噴霧されるべき物質及び気体用の装置１０３３は、ここでは示されていない開ループ及び／又は閉ループ式の制御装置によって、相互に独立して閉ループ及び／又は開ループ式に制御される。
【0063】
装置１０３３は、好適には、導管１０３２を中心に同心に配置されているとともに、外管１００３によって包囲されていて、この場合、部分１０１８は、外管１００３の出口開口１００９から出口領域１０１２に少なくとも部分的に突出する。図１３では、装置１０３３は、内管１００２の周りに環状に構成されている。装置１０３３は、好ましくは、圧縮空気リングとして構成されている。しかも、装置１０３３は、考えられるあらゆる他の実施形態で構成してもよい。
【0064】
装置１０３３は、好ましくは、ここでは図示されていない閉ループ又は開ループ式の制御装置に接続されている。制御装置は、装置１０３３の流体導入又は流体導出を閉ループ又は開ループ式に制御するので、装置１０３３の体積が調整可能である又は調整される。一層特に好ましくは、１つの装置１０３３の体積が、流体導入又は流体導出によって無段階に変化可能である若しくは変化させられる、又は複数の装置１０３３の体積が、流体導入又は流体導出によって無段階に変化可能である若しくは変化させられる。１つの装置１０３３又は複数の装置１０３３の体積の無段階の調整性によって、噴霧されるべき物質の体積流量と噴霧されるべき物質を霧化する気体の体積流量とを正確にかつ的確に相互に調整できるので、スプレの対称性及び滴径は、粒子、好適にはタブレットのプロセス、特にコーティングプロセスにとって最適に調整可能である又は調整される。図１３では、装置１０３３の体積は最小であるので、ノズル１００１は、その最大の開状態にある。したがって、最大の開状態は、装置１０３３が最小の体積を有することを特徴とする。
【0065】
図１３に示された好ましいノズル１００１の断面図において、インレー１０１３と内管１００２とが、好ましいノズル１００１の導管１０３２を形成し、好ましいノズル１００１は、ノズル口金１００６の領域で、内管１００２と外管１００３との間に、体積可変の装置１０３３を有し、この場合、装置は、図１４では、装置１０３３が流体チャネル１００５と環状間隙１００８とを閉じることによって、好ましいノズルの閉状態をなしている。インレー１０１３は、内管１００２の出口開口１００７を通って流出する噴霧されるべき物質及び／又は外管１００３の出口開口１００９を通って流出する気体によって振動させられ、特に高周波振動させられ、これにより、噴霧されるべき物質及び／又は気体の出口領域１００７、１００９で堆積が最小限に抑えられる又は完全に阻止される。好ましくは、インレー１０１３の部分１０１８は、特に噴霧動作中、長さも可変である。インレー１０１３の、ノズル１００１の内管１００２又は外管１００３から少なくとも部分的に突出する部分１０１８の付加的な長さの可変性に基づいて、インレー１０３の部分１０１８の可動性、特に部分１０１８の振動の周波数を変化可能である。前述の手段によって、スプレの対称性及び滴径は、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中に、噴霧されるべき物質の堆積による影響が及ぼされないので、所望されないスプレ乾燥及び／又は局所的な過剰な湿分及び凝集が生じることはない。
【0066】
図１４には、図１３による開状態と比べて装置１０３３の体積が拡大された、好ましいノズル１００１が示されている。好ましくは装置１０３３として用いられる圧縮空気リングは、そのために、流体、特に気体、好適には圧縮空気等で膨張されている。装置１０３３は、例えば、図示されていない導管を介して、同様に図示されていない貯蔵容器に接続されていて、導管を介して、装置１０３３は、例えば図示されていない開ループ及び／又は閉ループ式の制御装置によって充填可能である又は空化可能であるので、装置１０３３は、その体積を、図１３による開状態における第１の体積から図１４による閉状態における第２の体積へ変化させる、またその逆も然りである。
【0067】
本実施例では、装置１０３３の拡大された体積によって、導管１０３２、特にノズル口金１００６内に配置された部分１０１７、１０１８と環状間隙１００８との両方が封止されている。拡大された体積によって、導管１０３２、ここでは部分１０１８が、押し合わされ、付加的に出口開口１００９が閉じられるので、流体チャネル１００５と環状間隙１００８との両方を通って流体が流れ得ない。これにより、例えば造粒機、コータ、特にドラムコータ、又は流動化装置の充填時に、ペレット又は粒子が、ノズル１００１の出口開口１００７、１００９に進入し得ず、したがって出口開口１００７、１００９を製造プロセスの開始前に既に閉塞することがない、ことが達成される。
【0068】
体積可変の装置１０３３を有する好ましいノズル１００１の別の発展形態が考えられる。例えば、ノズル１００１は、複数の装置１０３３、特に２つの装置１０３３を有してよい。好ましくは、これらの装置１０３３は、金属プレート等の装置によって相互に分けられているので、これらの装置１０３３は、相互に独立して動作できる。有利には、ノズル１００１は、環状間隙１００８を閉じるための第１の装置１０３３と、流体チャネル１００５を閉じるための第２の装置１０３３とを有する。この場合、２つの装置１０３３は、好適には、仕切壁として作用する金属プレート等によって分けられているので、第１の装置１０３３の体積変化が、流体チャネル１００５を開閉し、第２の装置１０３３の体積変化が、環状間隙１００８を開閉し、その際、一方の装置１０３３の体積変化が他方の装置１０３３に影響を及ぼさない。これにより、霧化気体と噴霧されるべき物質との両方に対して０％から１００％の流量で体積流量の無段階の調整を提供でき、その際、体積流量の調整は、相互に独立して又は依存して行える。
【0069】
少なくとも２つの装置１０３３を用いるとき、噴霧されるべき物質、特に液体は、霧化されずにノズル１００１から流出してはならないことに留意することが重要である。というのも、そうでないと例えば凝集されたタブレットによって生産不良品が生じ得るからである。このために、各々の噴霧動作の開始時に、先ずは気体、特に霧化気体が、環状間隙１００８を通流し、ひいてはノズル１００１から流出し、これに続いて、噴霧されるべき物質、特に液体が流れることを保証しなければならない。噴霧動作の終了時に、先ずは噴霧されるべき物質の導入が停止され、これに続いて、気体の導入が停止されるべきである。閉ループ又は開ループ式の制御装置は、この事実に応じて作動できる。これにより、噴霧動作時に、噴霧されるべき物質が常に霧化され、各々の噴霧動作の終了時に、噴霧されるべき物質が霧化されることなくノズルから、場合によっては処理（被覆）されるべき材料上に滴下することがない、ことがいつでも確保される。
【0070】
装置１０３３が内管１００２の１つの閉状態から内管１００２の少なくとも１つの開状態に移行するとき、環状間隙１０８を通流する気体は、少なくとも、装置１０３３が内管１０２の１つの閉状態から内管１０２の少なくとも１つの開状態に移行するのと同時に、環状間隙１０８を通流し始める、ことを常に確保しなければならない。さらに有利には、装置１０３３が内管１００２の少なくとも１つの開状態から内管１００２の１つの閉状態に移行するとき、環状間隙１００８を通流する気体は、早くても、装置１０３３が内管１００２の少なくとも１つの開状態から内管１００２の１つの閉状態に移行するのと同時に、環状間隙１００８の通流を停止する。
【0071】
有利には、この方法によって、噴霧動作の開始又は終了時に、ノズル口において、つまり内管１００２の出口開口１００７及び外管１００３の出口開口１００９において、噴霧されるべき物質が直接に環状間隙１００８を通流する気体によって霧化されずに流出することはない、ことが確保される。したがって、噴霧されるべき物質の霧化が、この方法によって常に保証される。これにより、一方では、例えば流出が早すぎる噴霧されるべき物質が乾燥してノズル口に堆積することがなく、他方では、霧化されない噴霧されるべき物質に基づいて吹き付けられるべき粒子が凝集することがない。
【0072】
図１５は、好ましいノズル１０１の第１の実施形態のノズル口金１０６を監視する第１の方法の概略的な構成を示す。ノズル１０１は、図２から図４の説明に相応する。ノズル２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１の好ましいあらゆる他の実施形態及びさらなる本発明によるノズルも、この方法で監視できる。ノズル１０１は、内管１０２と、外管１０３と、内管１０２に配置されたインレー１１３とを有し、この場合、部分１１８は、好ましいノズル１０１の出口開口１０７から出口領域１１２に少なくとも部分的に突出する。
【0073】
センサ１３４による堆積についてのノズル口金の監視は、図１５の実施例では、ノズルの外側に配置されたセンサ１３４によって行われる。
【0074】
さらに、第１の方法についての構成は、センサ１３４、特に光学センサ、一層特に好ましくは撮像センサ、例えばカメラ、又は超音波センサ、又は物理的な測定値を取得するセンサ、例えば圧力センサ、一層特に好ましくは差圧センサを有する。センサ１３４は、ノズル１０１、特にノズル口金１０６、一層特にノズル１０１の出口領域１１２における内管１０２及び／又は外管１０３の出口開口１０７、１０９を捕捉する。調整可能な特定の速度でセンサ１３４の走査が行われる。センサ１３４は、コントロールユニット１３５、特にデータ処理コンピュータ、例えば産業用ＰＣ又はエンベデッドＰＣ等に接続されている。センサ１３４によって取得されたデータは、コントロールユニット１３５へ伝送される。コントロールユニット１３５は、センサ１３４のデータを評価する。したがって、コントロールユニット１３５は、例えばアルゴリズム等によって、ノズル１０１、特にノズル口金１０６、一層特にノズル１０１の出口領域１１２における出口開口１０７、１０９に、堆積物が形成される又は形成されているかどうか確定する。そのような堆積物は、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中に、スプレの質、特に対称性及び／又は滴径を著しく損なう。
【0075】
例えば堆積が、格納された所定の境界値を上回り、これにより、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中にスプレの対称性及び滴径が損なわれるようになると、直ちに、コントロールユニット１３５は、信号を装置１３６へ伝送する。図１５の実施例では、装置１３６は、発振装置として構成されていて、ノズル１０１に接続されている。装置１３６は、ノズル１０１における堆積物が剥離するように、ノズル１０１を振動させる。ノズル１０１、特にノズル口金１０６、一層特にノズル１０１の出口領域１１２における出口開口１０７、１０９に堆積物がもはや存在しないと、直ちに、センサ１３３によって、対応する信号が取得され、コントロールユニット１３５へ伝送され、コントロールユニット１３５は、これに続いて、信号を装置１３６へ伝送し、装置１３６がスイッチオフされる。この動作は、製造プロセス及び／又は噴霧プロセス全体にわたって必要な回数だけ繰り返される。
【0076】
センサ１３４によって行われる、好ましいノズル１０１の継続的な監視は、好適にはインライン測定、アットライン測定又はオンライン測定として行われる。例えば、超音波センサが、好ましいノズル１０１の現在の形状と現在の寸法とを検出する（実際値）。これらのデータは、これに続いて、コントロールユニット１３５においてスプレの質を評価するために用いられ、好ましいノズル１０１の元のデータ（目標値）と比較される。好ましくは、実際値と目標値との間の差が大きすぎると、信号が、コントロールユニット１３５から装置１３６へ伝送され、必要な手段（振動）が開始される。その際、発振ユニットとして構成された装置１３６は、ノズル１０１に接続されていて、装置１３６は、コントロールユニット１３５から信号を受信すると、ノズル１０１を振動させるので、ノズル口金１０６における堆積物が剥離する。製造プロセス及び／又は噴霧プロセスにおける前述のステップの導入によって、製造プロセス及び／又は噴霧プロセスの全期間にわたるスプレの質の自動の監視が可能となる。
【0077】
センサ１３４による堆積物についてのノズル口金１０６の監視は、図１６の実施例では、ノズル１０１内に配置されたセンサ１３４によって行われる。このような配置は、特に構造的に狭い状況で、例えば体積が小さいドラムコータ等で、合理的であることが多い。
【0078】
好ましいノズル１０１の第１の実施形態のノズル１０１、特にノズル口金１０６、一層特に出口領域１１２における出口開口１０７、１０９を監視する方法の第２の概略的な構成が、図１６に示されている。出口領域１１２における元の、つまり堆積物又は固結物のないノズル形状の圧力特性は、圧力測定における目標値に対応する。ここでは、それぞれ１つの圧力センサ１３４が、流体チャネル１０５及び環状間隙１０８内に配置されている。この方法は、好ましくは複数のセンサ１３４、特に相互に独立して作動する複数のセンサ１３４を含む。複数のセンサ１３４によって、対称性及び滴径に不都合な影響を及ぼす堆積物が、ノズル１３４のノズル口金１０６においてさらに良好に検出可能であるので、堆積物を剥離するのに最適な手段、例えば振動又は脈動が導入可能である。
【0079】
調整可能な特定の速度で又は特定のクロックで２つのセンサ１３４の走査が行われる。ノズル１０１、特にノズル口金１０６、一層特に出口領域１１２における出口開口１０７、１０９に堆積又は凝集が生じると、流体チャネル１０５及び／又は環状間隙１０８内の圧力が上昇する（実際値）。この圧力上昇は、センサ１３４によって検出され、コントロールユニット１３５へ伝送される。検出された物理的な測定値、ここでは例えば絶対圧力によって、例えば噴霧されるべき物質及び／又は霧化気体の質量流量ひいては体積流量を算定してもよい。センサ１３４において測定技術的に検出された圧力によって、ノズル口金１０６における堆積の推測が可能となる。ノズル口金１０６における堆積ｂによって、流体チャネル１０５又は環状間隙１０８内で、出口開口１０７、１０９より手前で、圧力が上昇し、ひいては噴霧されるべき物質及び／又は気体の流速が増加するので、閾値（目標値）又は許容範囲（例えば±１０％の差）を相応に設定し、これを上回る又は下回ると、コントロールユニット１３５は、信号を装置１３６へ伝送することによって、堆積物を除去するための適切な対抗手段を指示できる。
【0080】
監視に際して、コントロールユニット１３５によって、常に、実際値と目標値との間の比較が行われる。
【0081】
所定の境界値（目標値）に対する上回り又は下回りがコントロールユニット１３５によって記録されると、直ちに、コントロールユニット１３５は、対応する信号を装置１３６へ伝送する。図１６の実施例では、装置１３６は、脈動発生装置として構成されている。この装置１３６は、例えば流体の相応の導入導管に設けられた調整弁によって実現される。装置１３６は、噴霧されるべき物質及び／又は気体、特に霧化気体の脈動流を発生させる。これは図１６では２つの線図によって表されている。好適には、気体流は、短時間だけ脈動させられる。これに続いて圧力が境界値を下回る又は上回ると、新たに製造プロセス及び噴霧プロセスが継続される。境界値を引き続き上回る又は下回るとき、新たな脈動が生成される。提供される脈動は、様々な周波数、特に１Ｈｚから１５００Ｈｚ、好ましくは２５Ｈｚから２５０Ｈｚを有してよい。これにより、内管１０２及び外管１０３の出口開口１０７、１０９の領域でノズル口金１０６における堆積物が、より良好に剥離及び除去される。この動作は、ノズル１０１における堆積物又は凝集物が除去されるまで繰り返されるので、必要とされるスプレの質が常に確保されている。
【0082】
第３の方法は、例えばレーザ測定方法による製造プロセス及び／又は噴霧プロセス中のスプレの滴径の監視をなしている。滴径の目標値に対して実際値が異なるとき、つまり滴径が最適ではないとき、講じられるべき手段は、概して、図１５による第１の方法及び図１６による第２の方法の手段に対応する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【国際調査報告】