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▶ ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニーの特許一覧
(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】2024-01-30
(54)【発明の名称】粉末噴霧システム、粉末噴霧ノズル及び方法
(51)【国際特許分類】
B05B 7/14 20060101AFI20240123BHJP
B01F 23/30 20220101ALI20240123BHJP
B01F 25/31 20220101ALI20240123BHJP
【ＦＩ】
B05B7/14
B01F23/30
B01F25/31
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023541044
(86)(22)【出願日】2022-02-09
(85)【翻訳文提出日】2023-07-05
(86)【国際出願番号】 GB2022050340
(87)【国際公開番号】W WO2022171998
(87)【国際公開日】2022-08-18
(31)【優先権主張番号】63/200,076
(32)【優先日】2021-02-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】590004718
【氏名又は名称】ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー
【氏名又は名称原語表記】ＪＯＨＮＳＯＮ ＭＡＴＴＨＥＹ ＰＵＢＬＩＣ ＬＩＭＩＴＥＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100132263
【弁理士】
【氏名又は名称】江間 晴彦
(72)【発明者】
【氏名】ブルメスター、サビナ
(72)【発明者】
【氏名】ホッチキス、トーマス
(72)【発明者】
【氏名】マーヴェル、デイヴィッド
(72)【発明者】
【氏名】トムソン、クレイグ
【テーマコード（参考）】
4F033
4G035
【Ｆターム（参考）】
4F033QA01
4F033QB02Y
4F033QB05
4F033QB12Y
4F033QB19
4F033QD02
4F033QD19
4F033QD24
4F033QE11
4F033QE12
4F033QE13
4F033QF01X
4F033QF02Y
4F033QF07X
4F033QF07Y
4F033QF17X
4F033QH03
4F033QH05
4F033QH10
4G035AB34
4G035AC22
4G035AE13
(57)【要約】
【解決手段】 粉末噴霧システムは、乾燥粉末（４）の供給源と、噴霧ノズル（２５）と、乾燥粉末の供給源を噴霧ノズルに接続する供給導管（１６）と、を備える。噴霧ノズルは、ノズル出口（５１）を有するノズル本体（５０）と、乾燥粉末のための第１の導管（５２）と、ガスのための第２の導管（５３）と、を備える。第１の導管は、供給導管と連通する粉末入口（５４）と粉末出口（５５）との間に延びている。第２の導管は、ガス入口（５６）とガス出口（５７）との間に延びており、ガス出口は、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスが粉末出口において吸引力を生成して、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、粉末出口に近接して配置されている。粉末出口及びガス出口は、ガスと乾燥粉末との混合を促進するように配向されている。第１の導管（５２）は、粉末入口（５４）と粉末出口（５５）との間の直線導管である。
【選択図】図７
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉末噴霧システムであって、ａ）乾燥粉末の供給源と、
ｂ）噴霧ノズルと、
ｃ）前記乾燥粉末の供給源を前記噴霧ノズルに接続する供給導管と、を備え、
前記噴射ノズルは、
ｉ）ノズル出口を有するノズル本体と、
ｉｉ）乾燥粉末のための第１の導管と、
ｉｉｉ）ガスのための第２の導管と、を備え、
前記第１の導管は、前記供給導管と連通する粉末入口と粉末出口との間に延びており、
前記第２の導管は、ガス入口とガス出口との間に延びており、前記ガス出口は、前記第２の導管を通って前記ガス出口から流出するガスが、前記粉末出口において吸引力を生成して、前記第１の導管を通って前記粉末出口及び前記ノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、前記粉末出口に近接して配置されており、
前記粉末出口及び前記ガス出口は、前記ガスと前記乾燥粉末との混合を促進するように配向されている、粉末噴霧システム。
【請求項2】
前記粉末出口は、単一の粉末開口、又は
複数の粉末開口であって、それぞれの粉末開口は前記第２の導管の前記ガス出口に関連付けられている、複数の粉末開口を含む、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項3】
前記粉末開口又はそれぞれの粉末開口は、０．５～５．０ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．０ｍｍのオリフィス直径を有する、請求項２に記載の粉末噴霧システム。
【請求項4】
前記ノズル出口は、前記ノズル本体の第１の端面に配置され、前記粉末入口は、前記ノズル本体の反対側の第２の端面に配置されている、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項5】
前記第１の導管は、前記粉末入口と前記粉末出口との間の直線導管である、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項6】
前記第１の導管は、前記ノズル本体の長手方向軸線に平行であり、任意選択的に前記長手方向軸線と一致する、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項7】
前記第１の導管は、内径が前記粉末入口における第１の直径から前記粉末出口における又は前記粉末出口に隣接する第２の直径まで減少するボアを含む、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項8】
前記第１の導管は、内径が前記粉末入口における第１の直径から前記粉末出口における又は前記粉末出口に隣接する第２の直径まで滑らかに減少するボアを含む、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項9】
前記第１の導管は、内径が前記粉末入口における第１の直径から前記粉末出口における又は前記粉末出口に隣接する第２の直径まで、専ら１つ以上のテーパ部分を介して減少するボアを含む、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項10】
前記ノズル本体は、前記ノズル出口から離間配置され、１つ以上のガスの二次流れを、前記ノズル出口から出る前記ガス及び乾燥粉末の流れに衝突するように方向付けるように配向された１つ以上の二次ガス出口を含み、前記衝突は、前記ノズル本体の外部で、前記ノズル出口から離れており、前記１つ以上の二次ガス出口は、前記ノズル出口から出る前記ガス及び乾燥粉末の流れに対する入射角が３０～９０°、任意選択的に４５～７５°、任意選択的に６０°であるように、前記１つ以上のガスの二次流れを方向付けるように配向されている、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項11】
前記１つ以上の二次ガス出口は、２つ、４つ、６つ、８つ、又はそれ以上の二次ガス出口を含み、任意選択的に、前記１つ以上の二次ガス出口は、１対、２対、３対、４対、又はそれ以上の対の二次ガス出口を形成し、二次ガス出口のそれぞれの対は、前記ノズル出口の互いに反対側に位置する２つの二次ガス出口を含む、請求項１０に記載の粉末噴霧システム。
【請求項12】
前記ノズル本体は、前記二次ガス出口にガスを供給するための、前記第２の導管とは別個の第３の導管を含む、請求項１０に記載の粉末噴霧システム。
【請求項13】
前記乾燥粉末の供給源は、前記ノズル本体の前記第１の導管と位置合わせされ、任意選択的に、前記乾燥粉末の供給源は、前記第１の導管の長手方向軸線と一致する、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項14】
前記乾燥粉末の供給源と前記噴霧ノズルとの間の前記供給導管は直線状である、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項15】
前記噴霧ノズルは、前記ノズル出口が下方を向き、前記乾燥粉末の供給源が前記噴霧ノズルの真上に配置されるように配向されている、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項16】
前記第１の導管内に配置された洗浄ノズルを更に備え、前記洗浄ノズルは、ガスの供給源に接続され、前記粉末出口に向けて配向された出口を有し、任意選択的に、前記洗浄ノズルの前記出口は、１～１０個、任意選択的に１～３個のオリフィスを備え、任意選択的に、前記オリフィス又はそれぞれのオリフィスは、０．５～１．５ｍｍ、任意選択的に０．５ｍｍのオリフィス直径を有する、請求項１に記載の粉末噴霧システム。
【請求項17】
粉末噴霧ノズルであって、ｉ）ノズル出口を有するノズル本体と、
ｉｉ）乾燥粉末のための第１の導管と、
ｉｉｉ）ガスのための第２の導管と、を備え、
前記第１の導管は、前記供給導管と連通する粉末入口と粉末出口との間に延びており、
前記第２の導管は、ガス入口とガス出口との間に延びており、前記ガス出口は、前記第２の導管を通って前記ガス出口から流出するガスが、前記粉末出口において吸引力を生成して、前記第１の導管を通って前記粉末出口及び前記ノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、前記粉末出口に近接して配置されており、
前記第１の導管は、前記粉末入口と前記粉末出口との間の直線導管である、粉末噴霧ノズル。
【請求項18】
前記ノズル出口は、前記ノズル本体の第１の端面に配置され、前記粉末入口は、前記ノズル本体の反対側の第２の端面に配置されている、請求項１７に記載の粉末噴霧ノズル。
【請求項19】
前記第１の導管は、前記粉末入口と前記粉末出口との間の直線導管である、請求項１７に記載の粉末噴霧ノズル。
【請求項20】
前記第１の導管は、前記ノズル本体の長手方向軸線に平行であり、任意選択的に前記長手方向軸線と一致する、請求項１７に記載の粉末噴霧ノズル。
【請求項21】
前記第１の導管は、内径が前記粉末入口における第１の直径から前記粉末出口における又は前記粉末出口に隣接する第２の直径まで減少するボアを含む、請求項１７に記載の粉末噴霧ノズル。
【請求項22】
前記第１の導管は、内径が前記粉末入口における第１の直径から前記粉末出口における又は前記粉末出口に隣接する第２の直径まで滑らかに減少するボアを含む、請求項１７に記載の粉末噴霧ノズル。
【請求項23】
前記第１の導管は、内径が前記粉末入口における第１の直径から前記粉末出口における又は前記粉末出口に隣接する第２の直径まで、専ら１つ以上のテーパ部分を介して減少するボアを含む、請求項１７に記載の粉末噴霧ノズル。
【請求項24】
前記ノズル本体は、前記ノズル出口から離間配置され、１つ以上のガスの二次流れを、前記ノズル出口から出る前記ガス及び乾燥粉末の流れに衝突するように方向付けるように配向された１つ以上の二次ガス出口を含み、前記衝突は、前記ノズル本体の外部で、前記ノズル出口から離れており、前記ノズル本体は、前記二次ガス出口にガスを供給するための、前記第２の導管とは別個の第３の導管を含む、請求項１７に記載の粉末噴霧ノズル。
【請求項25】
排気ガスから粒子状物質を濾過するためのフィルタを処理する装置であって、前記装置は、請求項１に記載の粉末噴霧システム又は請求項１７に記載の粉末噴霧ノズルを備える、装置。
【請求項26】
フィルタを保持するためのフィルタホルダを更に備え、前記粉末噴霧ノズルの前記ノズル出口は、前記乾燥粉末を前記フィルタの入口面に向けて噴霧するように配向されている、請求項２５に記載の装置。
【請求項27】
前記フィルタを通るガスの一次流れを生成するために前記フィルタの出口面と連通する真空発生器を更に備え、前記粉末噴霧ノズルは、前記フィルタの前記入口面の上流に配置され、前記フィルタの前記入口面の上流の前記ガスの一次流れの中に前記乾燥粉末を噴霧するように配向されている、請求項２６に記載の装置。
【請求項28】
前記装置は、前記ガスの一次流れを前記フィルタの前記入口面に向けてチャネリングするための前記入口面の上流の流導管と、前記流導管と前記フィルタとの間に配置されたアダプタと、を更に備え、前記アダプタは、前記流導管の形状及び／又はサイズを前記フィルタの前記入口面の形状及び／又はサイズに適合させるように構成されている、請求項２７に記載の装置。
【請求項29】
前記アダプタは、その上端に上方シールと、その下端に下方シールと、が提供された管状本体を含み、前記アダプタの前記上端は、前記流導管の前記下端の内径に適合された第１の内径を有し、前記アダプタの前記下端は、前記フィルタの前記入口面の直径に適合された第２の内径を有し、任意選択的に、前記アダプタの前記第１の内径は、前記第２の内径より大きくても小さくてもよい、請求項２８に記載の装置。
【請求項30】
排気ガスから微粒子状物質を濾過するためのフィルタを処理する方法であって、ａ）リザーバに乾燥粉末を収容するステップと、
ｂ）フィルタホルダ内にフィルタを配置するステップであって、前記フィルタは、入口面及び出口面を有する多孔質基材を備え、前記入口面と前記出口面とは、多孔質構造によって隔てられている、配置するステップと、
ｃ）前記フィルタの前記出口面に圧力低下を適用することにより、前記フィルタの前記多孔質構造を通る一次ガス流を確立するステップと、
ｄ）前記乾燥粉末を前記リザーバから供給導管を通して、前記フィルタの前記入口面の上流に配置された噴霧デバイスに移送するステップと、
ｅ）前記乾燥粉末が前記一次ガス流に同伴され、前記フィルタの前記入口面を通過して前記多孔質構造に接触するように、前記噴霧デバイスを使用して、前記フィルタの前記入口面に向けて前記乾燥粉末を噴霧するステップと、を含み、
前記乾燥粉末は、重力によって及び／又は前記噴霧デバイス内で生成される吸引力によって、前記供給導管を通して前記噴霧デバイスに移送される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、粉末噴霧システム及び粉末噴霧ノズルに関する。特に、本開示は、入口表面及び出口表面を有する多孔質基材を含むフィルタをコーティングするための装置の一部として、及びそのコーティング方法において使用され得る粉末噴霧システム及び粉末噴霧ノズルに関し、入口表面は、多孔質構造によって出口表面から隔てられている。フィルタは、例えば内燃機関の排出制御デバイスのためのウォールフローフィルタであってもよい。
【背景技術】
【0002】
内燃機関からの、特に自動車用途のディーゼル及びガソリンエンジンからの、一般に煤と呼ばれる微粒子状物質（ＰＭ）の排出に関する懸念事項が存在している。主な懸念事項は、潜在的な健康影響に関連し、具体的にはナノメートル範囲のサイズを有する非常に小さな粒子に関連するものである。
【0003】
ディーゼル排気微粒子フィルタ（ＤＰＦ）及びガソリン排気微粒子フィルタ（ＧＰＦ）は、焼結金属、セラミック、又は金属繊維などを含む様々な材料を使用して製造されてきたが、実際の大量生産における最も一般的な種類は、本体の長さに沿って延びる多くの小さなチャネルのモノリシックアレイの形態で製作された多孔質セラミック材料から作製されるウォールフローの類である。交代チャネルは一方の端部で塞がれているため、排気ガスは多孔質セラミックチャネル壁を通るように押しやられ、多孔質セラミックチャネル壁は微粒子の大部分が通過することを阻止するため、濾過されたガスのみが環境に進入する。商業生産におけるセラミックウォールフローフィルタには、コーディエライトから作製されたもの、様々な形態の炭化ケイ素及びチタン酸アルミニウムが含まれる。車両上の実用的なフィルタの実際の形状及び寸法、並びにチャネル壁の厚さ及びその多孔度などの特性は、関係する用途に依存する。ガスが通過するセラミックウォールフローフィルタのフィルタチャネル壁内の細孔の平均寸法は、典型的には、５～５０μｍ、通常は約２０μｍの範囲にある。著しく対照的なことに、最新の乗用車の高速ディーゼルエンジンからのほとんどのディーゼル排気微粒子状物質のサイズは非常に小さく、例えば１０～２００ｎｍである。
【0004】
いくつかのＰＭは、フィルタ壁内の細孔構造内に保持され得るが、これは、いくつかの用途において、細孔がＰＭのネットワークによって架橋されるまで徐々に構築され得、このＰＭネットワークは次いで、フィルタチャネルの内壁上に微粒子のケーキを容易に形成させることになる。微粒子ケーキは、優れたフィルタ媒体であり、その存在により、非常に高い濾過効率が得られる。いくつかの用途では、煤は、堆積されるときにフィルタ上で連続的に燃焼され、これにより、微粒子ケーキがフィルタ上に蓄積されることが防止される。
【0005】
いくつかのフィルタ、例えば軽量ディーゼル排気微粒子フィルタでは、エンジン性能に有害であり、また燃費効率を低下させ得る過剰な背圧の増大を防止するために、トラップされたＰＭをフィルタから除去することが定期的に必要となる。ディーゼル用途では、保持されたＰＭは、プロセス中に空気中で燃焼させることによってフィルタから除去され、このプロセスの間、利用可能な空気の量、及び保持されたＰＭに点火するために必要な高温を達成するために使用される過剰燃料の量は、非常に注意深く制御される。通常は再生と呼ばれるこのプロセスの終わりに向けて、フィルタ内の最後に残留する粒子の除去は、濾過効率を顕著に低下させ、多くの小さな粒子を環境へとバースト放出することにつながり得る。したがって、フィルタは、それらが最初に使用されるときに、それに続く各再生イベントの後に、また各再生プロセスの後半の部分の間に、低い濾過効率を有し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
したがって、例えば、最初に使用されるときのフィルタの初期寿命の間、並びに／又は再生の間及びその直後、並びに／又はフィルタに煤が堆積したときにも、濾過効率を常に改善及び／又は維持することが望ましい。
【0007】
Ｌｉｕ，Ｘ．，Ｓｚｅｎｔｅ，Ｊ．，Ｐａｋｋｏ，Ｊ．，Ｌａｍｂｅｒｔ，Ｃ．ｅｔａｌ．，「Ｕｓｉｎｇ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ａｓｈ ｔｏ Ｉｍｐｒｏｖｅ ＧＰＦ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｔ Ｚｅｒｏ Ｍｉｌｅａｇｅ」、ＳＡＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒ ２０１９－０１－０９７４、２０１９、ｄｏｉ：１０．４２７１／２０１９－０１－０９７４には、コールドスタート条件下における煤排出を低減するための「人工灰」コーティングを製作するために、アトマイザによって生成されたサブマイクロメートルアルミナ粒子をベアフィルタ基材に充填するプロセスが記載されている。プロセスは、圧縮空気で液体懸濁液を噴霧することによりエアロゾル粒子を生成することと、結果として得られる、灰を含有する液滴を、それらをオーブンに通して流すことによって乾燥させることと、乾燥した灰粒子を濾過によるそれらの捕捉を介してフィルタに充填することと、からなる。プロセスは、高能力のアトマイザ（モデルＰＬＧ－２１００（ＰＡＬＡＳ，Ｇｅｒｍａｎｙ））を利用して、フルサイズのレンガに対して１００リットル／分の流量を提供する。フィルタの充填は、ＤｕｓｔＴｒａｋエアロゾルモニター（ＴＳＩＩｎｃ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ，ＵＳＡ）によって記録されたフィルタ全体の圧力降下及びフィルタの前後のＰＭ濃度によって監視される。当該プロセス中、コールドスタート条件下における煤排出の低減を示しているが、噴霧乾燥され得る物質に限定され、アトマイザ、乾燥オーブン及びエアロゾルモニターが必要であり、人工灰充填条件は、フィルタ基材に到達する前の液体エアロゾルの完全な乾燥を達成するために必要な条件によって制約され得る。
【0008】
国際公開第２０１１／１５１７１１号には、リーン燃焼内燃機関から放出された排気ガスから微粒子状物質を濾過するためのフィルタを作製する方法が記載されている。フィルタは、入口表面及び出口表面を有する多孔質基材を含み、入口表面は、第１の平均孔径の細孔を含む多孔質構造によって出口表面から隔てられている。入口表面は、多孔質構造の細孔の全体にわたって耐火性材料の相互接続粒子を含む架橋ネットワークを含む。この方法は、フィルタ基材の入口表面を、乾燥粉末形態をなす耐火材料を含むエアロゾルと接触させるステップを含む。当該プロセスは、最初に使用されたとき、及びその後の各再生イベント後のフィルタのＰＭ排出量の低減を示しているが、生産されるフィルタのパラメータの制御性に関して、特に改善されたプロセスを提供することが望ましいであろう。
【0009】
米国特許出願公開第２０１９／００４８７７１号には、基板のフィルタ容積に対して０．０１ｇ／Ｌ～６０ｇ／Ｌの範囲の濃度でその上に不活性ナノ粒子を有する多孔質基材を含むエンジン排気微粒子フィルタが記載されており、ナノ粒子の一部は、排気ガス流から微粒子を捕捉するように構成された再生耐性多孔質構造を形成するように構成配置されている。当該フィルタは、微粒子フィルタのゼロ運動効率の改善を提供することを意図したものであるが、特にプロセスの制御性及び柔軟性を改善するために、改善されたプロセスを提供することが望ましいであろう。
【0010】
本出願人は、（その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１９年８月１５日に出願された英国特許第１９１１７０４号に完全に記載されているように）最初に使用されるときのフィルタの初期寿命の間、及び／又は再生中及びその直後、及び／又はフィルタに煤が堆積しているときに、改善された濾過効率を有するフィルタが、以下のステップを含む処理方法によって得られ得ることを発見した。
ａ）リザーバに乾燥粉末を収容するステップ、
ｂ）フィルタホルダ内にフィルタを配置するステップであって、フィルタは、入口面及び出口面を有する多孔質基材を備え、入口面と出口面とは、多孔質構造によって隔てられている、配置するステップ、
ｃ）フィルタの出口面に圧力低下を適用することにより、フィルタの多孔質構造を通る一次ガス流を確立するステップ、
ｄ）乾燥粉末をリザーバからフィルタの入口面の上流に配置された噴霧デバイスに移送するステップ、及び
ｅ）乾燥粉末が一次ガス流に同伴され、フィルタの入口面を通過して多孔質構造に接触するように、噴霧デバイスを使用して、フィルタの入口面に向けて乾燥粉末を噴霧するステップ。
ａ）リザーバに乾燥粉末を収容するステップ、
ｂ）フィルタホルダ内にフィルタを配置するステップであって、フィルタは、入口面及び出口面を有する多孔質基材を備え、入口面と出口面とは、多孔質構造によって隔てられている、配置するステップ、
ｃ）フィルタの出口面に圧力低下を適用することにより、フィルタの多孔質構造を通る一次ガス流を確立するステップ、
ｄ）乾燥粉末をリザーバからフィルタの入口面の上流に配置された噴霧デバイスに移送するステップ、及び
ｅ）乾燥粉末が一次ガス流に同伴され、フィルタの入口面を通過して多孔質構造に接触するように、噴霧デバイスを使用して、フィルタの入口面に向けて乾燥粉末を噴霧するステップ。
【0011】
英国特許第１９１１７０４号において、本出願人は、乾燥粉末が、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドチタニア、シリカエアロゲル、アルミナエアロゲル、カーボンエアロゲル、チタニアエアロゲル、ジルコニアエアロゲル又はセリアエアロゲルのうちの１つ以上を任意選択的にどのように含み得るかを記載している。特に、０．０５ｇ／Ｌのタップ密度及び５．９７マイクロメートルのｄ５０を有するヒュームド酸化アルミニウムでコーティングされたフィルタの例が記載されている。
【0012】
この処理方法は、改善された濾過効率特性を有するフィルタを製造することが見出されているが、このようなフィルタの処理を更に改善すること、特に、処理されたフィルタの耐久性を改善することが依然として望まれている。
【0013】
その結果、本出願人は、（その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２０年２月２１日に出願された英国特許第２００２４８３号に完全に記載されているように）処理されたフィルタの耐久性が、熱分解によって金属酸化物を形成するための金属化合物を含むか又はそれからなる噴霧プロセスにおいて乾燥粉末を使用することによって改善され得ることを発見した。
【0014】
英国特許第２００２４８３号において、本出願人は、乾燥粉末として熱分解して金属酸化物になる金属化合物の使用が、例えば、ヒュームド酸化アルミニウムを含む金属酸化物による処理と比較して、処理されたフィルタの耐久性において、特に、乾燥粉末が多孔質構造に付着したままであり、フィルタのその後の動作中に多孔質構造から剥がれないようにする能力において、実質的な改善をもたらし得ることを説明している。
【0015】
驚くべきことに、本出願人は、これらの乾燥粉末の改善された接着性が、任意の追加の結合剤若しくは接着促進剤の存在なしに、又はフィルタの任意の高温焼結の必要性なしに達成され得ることを発見した。特に、驚くべきことに、そのような乾燥粉末の使用は、高い濾過効率を維持し、許容可能なコールドフロー背圧を伴って、良好な接着をもたらし得ることが見出された。
【0016】
英国特許第１９１１７０４号及び同第２００２４８３号の処理方法は、改良されたフィルタを製造するのに有効であることが見出されているが、特に乾燥粉末の取り扱い及び噴霧において、方法を改善することが依然として望まれている。
【0017】
第１の態様では、本開示は、粉末噴霧システムであって、
ａ）乾燥粉末の供給源と、
ｂ）噴霧ノズルと、
ｃ）乾燥粉末の供給源を噴霧ノズルに接続する供給導管と、を備え、
噴射ノズルは、
ｉ）ノズル出口を有するノズル本体と、
ｉｉ）乾燥粉末のための第１の導管と、
ｉｉｉ）ガスのための第２の導管と、を備え、
第１の導管は、供給導管と連通する粉末入口と粉末出口との間に延びており、
第２の導管は、ガス入口とガス出口との間に延びており、ガス出口は、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスが、粉末出口において吸引力を生成して、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、粉末出口に近接して配置され、
粉末出口及びガス出口は、ガスと乾燥粉末との混合を促進するように配向されている、粉末噴霧システムを提供する。
ａ）乾燥粉末の供給源と、
ｂ）噴霧ノズルと、
ｃ）乾燥粉末の供給源を噴霧ノズルに接続する供給導管と、を備え、
噴射ノズルは、
ｉ）ノズル出口を有するノズル本体と、
ｉｉ）乾燥粉末のための第１の導管と、
ｉｉｉ）ガスのための第２の導管と、を備え、
第１の導管は、供給導管と連通する粉末入口と粉末出口との間に延びており、
第２の導管は、ガス入口とガス出口との間に延びており、ガス出口は、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスが、粉末出口において吸引力を生成して、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、粉末出口に近接して配置され、
粉末出口及びガス出口は、ガスと乾燥粉末との混合を促進するように配向されている、粉末噴霧システムを提供する。
【0018】
有益にも、粉末噴霧システムは、乾燥粉末の改善された取り扱い及び噴霧を提供し得る。例えば、記載された噴霧ノズルの使用は、乾燥粉末の噴霧角度のより信頼性のある正確な制御を可能にし得る。加えて、粉末出口における吸引力の提供は、乾燥粉末が噴霧されるキャリアガス内の乾燥粉末の粒子の分散及び混合を向上させ得る。例えば、噴霧ノズルは、乾燥粉末が噴霧ノズルを通過する際に、乾燥粉末に対して増大したせん断力及び／又は増大した圧力低下を付与し得る。これは、例えば、乾燥粉末の粒子が凝集塊を形成する傾向を有する場合、乾燥粉末を脱凝集させるように有益に作用し得る。
【0019】
加えて、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するために粉末出口に吸引力を提供することは、重力によって乾燥粉末を噴霧ノズル内に供給することを可能にするのに有益に役立ち得る。英国特許第１９１１７０４号のシステムでは、例えば上流ホッパーから噴霧ノズルへの乾燥粉末の供給は、乾燥粉末をガス流（例えば圧縮空気）中で流動化して同伴させ、ガスと乾燥粉末との混合物を１つ以上の導管に沿って噴霧ノズルに運ぶことによって行われていた。しかしながら、これは、いくつかの状況においていくつかの潜在的な欠点を有することが分かっている。例えば、乾燥粉末を噴霧ノズルに運ぶガス流のエネルギーは高い傾向があり、乾燥粉末が比較的高いエネルギーで噴霧ノズルから放出されることにつながる。噴霧ノズルを出る乾燥粉末はまた、ガス流とあまり均質に混合されない可能性があり、この問題は、混合物のガス対乾燥粉末比が高い場合に特に一般的であり得る。加えて、空気と乾燥粉末との混合物がフィルタに到達するときの比較的高い速度によって、乾燥粉末がフィルタのチャネルの底部に優先的に移動することになり、チャネルの壁に沿った乾燥粉末の不均等な分布をもたらし得る。
【0020】
本開示の粉末噴霧システムは、粉末出口における吸引力を使用して、第１の導管を通り粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進することによって、この問題を軽減又は克服することができる。これは、乾燥粉末を噴霧ノズルに運び、噴霧ノズルを通過させるために、噴霧ノズルにガス（例えば圧縮空気）と乾燥粉末との混合物を供給する必要がないことを意味する。むしろ、噴霧ノズルは、ガス流を使用することなく供給導管を通して乾燥粉末の供給源（又は供給導管と連通する乾燥粉末の供給源の少なくとも一部）から乾燥粉末を供給されてもよく、例えば、乾燥粉末は、供給導管に沿って通過する際にガス流に同伴される必要はなく、むしろ噴霧ノズル内で生成される吸引力によって支援される重力の作用下で供給導管に沿って移動する。これにより、乾燥粉末の流れをより正確に制御し、キャリアガスへの乾燥粉末の分散をより均一にすることが可能になり得る。加えて、乾燥粉末は、フィルタの入口面に向けてより少ないエネルギーで噴霧され得る。
【0021】
乾燥粉末の供給源が複数の部分、例えば相互接続導管を有する複数のホッパー又は貯蔵場所を含む場合、乾燥粉末が乾燥粉末の供給源の１つの部分から乾燥粉末の供給源の別の部分に移動されるときに乾燥粉末を同伴させ、移動させるためにガスの流れが使用され得ることに留意されたい。しかしながら、本開示によれば、乾燥粉末の供給源の末端部分、例えば供給導管のすぐ上流のホッパー又は貯蔵場所からの供給導管への供給は、噴霧ノズル内で生成される吸引力によって支援される重力によって、乾燥粉末を同伴させるために供給導管内のガス流を使用することなく実行される。
【0022】
第２の態様では、本開示は、粉末噴霧ノズルであって、
ｉ）ノズル出口を有するノズル本体と、
ｉｉ）乾燥粉末のための第１の導管と、
ｉｉｉ）ガスのための第２の導管と、を備え、
第１の導管は、供給導管と連通する粉末入口と粉末出口との間に延びており、
第２の導管は、ガス入口とガス出口との間に延びており、ガス出口は、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスが、粉末出口において吸引力を生成して、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、粉末出口に近接して配置され、
第１の導管は、粉末入口と粉末出口との間の直線導管である、粉末噴霧ノズルを提供する。
ｉ）ノズル出口を有するノズル本体と、
ｉｉ）乾燥粉末のための第１の導管と、
ｉｉｉ）ガスのための第２の導管と、を備え、
第１の導管は、供給導管と連通する粉末入口と粉末出口との間に延びており、
第２の導管は、ガス入口とガス出口との間に延びており、ガス出口は、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスが、粉末出口において吸引力を生成して、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、粉末出口に近接して配置され、
第１の導管は、粉末入口と粉末出口との間の直線導管である、粉末噴霧ノズルを提供する。
【0023】
有益にも、粉末入口と粉末出口との間の直線導管の使用は、粉末流を改善し、閉塞の可能性を大幅に低減するのに役立ち得る。例えば、この構成は、乾燥粉末が堆積し得る停滞領域の発生を低減又は好ましくは排除し得る。これは、噴霧ノズルが上記の第１の態様で説明したようなシステムで使用するためのものであり、乾燥粉末が、ガス流を使用せずに、例えば噴霧ノズル内で生成された吸引力によって支援された重力によって、第１の導管の粉末入口に供給される場合に特に有益であり得る。このようなシステムでは、粉末堆積のための蓄積場所として作用し得る任意の表面を低減又は除去することが特に重要であり得る。
【0024】
加えて、直線である第１の導管は、第１の導管を通過する乾燥粉末の速度を有益に高めることができ、乾燥粉末が噴霧ノズルの内面上に沈降して堆積する傾向を低減し得る。更に、粉末出口で吸引力を生成する粉末噴霧ノズルの一部として直線の第１の導管を使用することは、この場合、ノズル内の吸引及び流動化の使用が乾燥粉末の流れを支援するので、導管を通って容易に流れない乾燥粉末に特に有益であり得る。
【0025】
粉末噴霧システム及び粉末噴霧ノズルは、フィルタの処理方法において使用されるときに特定の用途を見出すことができる。例えば、フィルタは、例えば内燃機関の排出制御装置のためのウォールフローフィルタであってもよい。このようなフィルタの例としては、ディーゼル微粒子フィルタ（diesel particulate filter、ＤＰＦ）及びガソリン微粒子フィルタ（gasoline particulate filter、ＧＰＦ）が挙げられるが、これらに限定されない。処理方法は、
ａ）乾燥粉末の供給源に、例えばリザーバに乾燥粉末を収容するステップと、
ｂ）フィルタホルダ内にフィルタを配置するステップであって、フィルタは、入口面及び出口面を有する多孔質基材を備え、入口面と出口面とは、多孔質構造によって隔てられている、配置するステップと、
ｃ）フィルタの前記出口面に圧力低下を適用することにより、フィルタの前記多孔質構造を通る一次ガス流を確立するステップと、
ｄ）乾燥粉末を、乾燥粉末の供給源から供給導管を通して、フィルタの入口面の上流に配置された噴霧ノズルに移送するステップと、
ｅ）乾燥粉末が一次ガス流に同伴され、フィルタの入口面を通過して多孔質構造に接触するように、噴霧ノズルを使用して、フィルタの入口面に向けて乾燥粉末を噴霧するステップと、を含み得る。
ａ）乾燥粉末の供給源に、例えばリザーバに乾燥粉末を収容するステップと、
ｂ）フィルタホルダ内にフィルタを配置するステップであって、フィルタは、入口面及び出口面を有する多孔質基材を備え、入口面と出口面とは、多孔質構造によって隔てられている、配置するステップと、
ｃ）フィルタの前記出口面に圧力低下を適用することにより、フィルタの前記多孔質構造を通る一次ガス流を確立するステップと、
ｄ）乾燥粉末を、乾燥粉末の供給源から供給導管を通して、フィルタの入口面の上流に配置された噴霧ノズルに移送するステップと、
ｅ）乾燥粉末が一次ガス流に同伴され、フィルタの入口面を通過して多孔質構造に接触するように、噴霧ノズルを使用して、フィルタの入口面に向けて乾燥粉末を噴霧するステップと、を含み得る。
【0026】
第３の態様において、本開示は、排気ガスから微粒子状物質を濾過するためのフィルタを処理する方法であって、方法は、
ａ）リザーバに乾燥粉末を収容するステップと、
ｂ）フィルタホルダ内にフィルタを配置するステップであって、フィルタは、入口面及び出口面を有する多孔質基材を備え、入口面と出口面とは、多孔質構造によって隔てられている、配置するステップと、
ｃ）フィルタの出口面に圧力低下を適用することにより、フィルタの多孔質構造を通る一次ガス流を確立するステップと、
ｄ）乾燥粉末をリザーバから供給導管を通して、フィルタの入口面の上流に配置された噴霧デバイスに移送するステップと、
ｅ）乾燥粉末が一次ガス流に同伴され、フィルタの入口面を通過して多孔質構造に接触するように、噴霧デバイスを使用して、フィルタの入口面に向けて乾燥粉末を噴霧するステップと、を含み、
乾燥粉末は、重力によって及び／又は噴霧デバイス内で生成される吸引力によって、供給導管を通して噴霧デバイスに移送される、方法を提供する。
ａ）リザーバに乾燥粉末を収容するステップと、
ｂ）フィルタホルダ内にフィルタを配置するステップであって、フィルタは、入口面及び出口面を有する多孔質基材を備え、入口面と出口面とは、多孔質構造によって隔てられている、配置するステップと、
ｃ）フィルタの出口面に圧力低下を適用することにより、フィルタの多孔質構造を通る一次ガス流を確立するステップと、
ｄ）乾燥粉末をリザーバから供給導管を通して、フィルタの入口面の上流に配置された噴霧デバイスに移送するステップと、
ｅ）乾燥粉末が一次ガス流に同伴され、フィルタの入口面を通過して多孔質構造に接触するように、噴霧デバイスを使用して、フィルタの入口面に向けて乾燥粉末を噴霧するステップと、を含み、
乾燥粉末は、重力によって及び／又は噴霧デバイス内で生成される吸引力によって、供給導管を通して噴霧デバイスに移送される、方法を提供する。
【0027】
有益にも、乾燥粉末は、重力によって及び／又は噴霧デバイス内で生成される吸引力によってのみ、供給導管を通して噴霧デバイスに移送されてもよい。任意選択的に、リザーバは、供給導管に直接供給するホッパーを含んでもよく、乾燥粉末は当該ホッパーに注入されてもよい。注入は、乾燥粉末の重量測定注入であってもよい。
【0028】
噴霧デバイスは、供給導管とは別個の導管に沿って加圧ガスの流れが供給され得る噴霧ノズル（例えば、第２の態様の粉末噴霧ノズル）を備えてもよく、加圧ガスの流れは、吸引力を生成するために噴霧ノズル内で使用される。
【0029】
第１の態様の粉末噴霧システムは、以下の特徴のうちの１つ以上を更に備えてもよい。
【0030】
乾燥粉末の供給源は、ノズル本体の第１の導管と位置合わせされてもよく、任意選択的に、乾燥粉末の供給源は、第１の導管の長手方向軸線と一致してもよい。乾燥粉末の供給源は、１つ以上のホッパーを含んでもよい。
【0031】
乾燥粉末の供給源と噴霧ノズルとの間の供給導管は直線状であってもよい。
【0032】
乾燥粉末の供給源と噴霧ノズルとの間の供給導管は、１～２０ｍｍ、任意選択的に５～１０ｍｍの内径を有し得る。
【0033】
噴霧ノズルは、ノズル出口が下方を向き、乾燥粉末の供給源が噴霧ノズルの真上に配置されるように配向され得る。
【0034】
粉末噴霧システムがフィルタの処理方法に使用される場合、フィルタは、フィルタの入口面を最上にして垂直配向でホルダ内に配置され得る。噴霧ノズルは、入口面の垂直方向上方に配置されてもよく、任意選択的に、噴霧デバイスの噴霧方向は、フィルタの長手方向軸線と同軸をなしてもよく、任意選択的に、噴霧方向と長手方向軸線とは一致する。有益にも、この構成は、より簡略化されたプロセス及び乾燥粉末のより良好な分散を提供することができ、有益にも、粉末噴霧ノズルに供給する導管内に残留乾燥粉末を残さないことができる。
【0035】
粉末噴霧システムは、乾燥粉末の供給源から乾燥粉末を注入するための注入デバイスを更に備えてもよい。注入デバイスは、乾燥粉末を供給導管内に直接注入してもよく、又は供給導管に直接供給するホッパー内に注入してもよい。注入デバイスは、重量、体積、粒子数、時間のうちの１つ以上によって注入し得る。注入デバイスは、ロスインウェイトフィーダーであり得る。有益にも、注入デバイス、任意選択的に重力測定供給式の注入デバイスの使用は、乾燥粉末の注入をより制御可能かつ正確にし得る。
【0036】
上記態様のうちのいずれかはまた、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。
【0037】
粉末出口は、ガスと乾燥粉末との初期混合がノズル出口の上流のノズル本体の内部で生じるように、ノズル出口の上流のノズル本体内に配置されてもよい。ガス出口は、ノズル出口の上流のノズル本体内に配置されてもよい。
【0038】
あるいは、粉末出口は、ガスと乾燥粉末との初期混合がノズル本体の外側で生じるように、ノズル本体のノズル出口に又はその近くに配置されてもよい。この場合、ガス出口は、ノズル本体のノズル出口に又はその近くに配置されてもよい。
【0039】
ガス出口は、粉末出口を取り囲む環状出口を含んでもよい。
【0040】
粉末出口は、ノズル本体の長手方向軸線上の中心に配置されてもよい。
【0041】
いくつかの例では、粉末出口は単一の粉末開口を含んでもよい。他の例では、粉末出口は複数の粉末開口を含んでもよく、それぞれの粉末開口は、第２の導管のガス出口と関連付けられる。複数の粉末開口のうちの少なくとも１つは、ノズル本体の長手方向軸線に沿って配向されてもよい。複数の粉末開口のうちの少なくとも１つは、ノズル本体の長手方向軸線に対して発散角度で配向されてもよい。当該粉末開口又はそれぞれの粉末開口は、０．５～５．０ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．０ｍｍのオリフィス直径を有し得る。これらのオリフィスサイズは、乾燥粉末の良好な分散をもたらし得る。
【0042】
ガス出口は、当該粉末開口又はそれぞれの粉末開口を取り囲む環状開口を含み得る。環状開口は、０．２～２．０ｍｍ、任意選択的に０．２～１．０ｍｍ、任意選択的に０．２５～０．９ｍｍ、任意選択的に０．６ｍｍの幅を有し得る。
【0043】
ノズル出口は、ノズル本体の第１の端面に配置され得、粉末入口は、ノズル本体の反対側の第２の端面に配置され得る。
【0044】
第１の導管は、粉末入口と粉末出口との間の直線導管であってもよい。
【0045】
第１の導管は、ノズル本体の長手方向軸線と平行であってもよく、任意選択的に長手方向軸線と一致してもよい。
【0046】
第１の導管は、内径が粉末入口における第１の直径から粉末出口における又は粉末出口に隣接する第２の直径まで減少するボアを含んでもよい。
【0047】
第１の導管は、内径が粉末入口における第１の直径から粉末出口における又は粉末出口に隣接する第２の直径まで滑らかに減少するボアを含んでもよい。
【0048】
第１の導管は、内径が、粉末入口における第１の直径から粉末出口における又は粉末出口に隣接する第２の直径まで、専ら１つ以上のテーパ部分を介して減少するボアを含んでもよい。
【0049】
ノズル本体は、ノズル出口から離間配置され、１つ以上のガスの二次流れを、ノズル出口から出るガス及び乾燥粉末の流れに衝突するように方向付けるように配向された１つ以上の二次ガス出口を含んでもよく、衝突は、ノズル本体の外部で、ノズル出口から離れている。
【0050】
１つ以上の二次ガス出口は、ノズル出口から出るガス及び乾燥粉末の流れに対する入射角が３０～９０°、任意選択的に４５～７５°、任意選択的に６０°であるように、１つ以上のガスの二次流れを方向付けるように配向されてもよい。
【0051】
１つ以上の二次ガス出口は、２つ、４つ、６つ、８つ、又はそれ以上の二次ガス出口を含んでもよく、任意選択的に、１つ以上の二次ガス出口は、１対、２対、３対、４対、又はそれ以上の対の二次ガス出口を形成してもよく、二次ガス出口のそれぞれの対は、ノズル出口の互いに反対側に位置する２つの二次ガス出口を含んでもよい。
【0052】
二次ガス出口のそれぞれは、０．５～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍのオリフィス直径を有し得る。
【0053】
１つ以上の二次ガス出口は、１つ以上の二次ガス出口がノズル出口の軸方向下流に配置されるように、ノズル出口を含むノズル本体の面から突出する１つ以上の脚部に提供されてもよく、任意選択的に、１つ以上の二次ガス出口は、ノズル出口の軸方向下流の２～２０ｍｍ、任意選択的に８～１５ｍｍに配置されてもよい。
【0054】
ノズル本体は、二次ガス出口にガスを供給するための、第２の導管とは別個の第３の導管を含んでもよい。
【0055】
ノズル本体は、少なくとも第１の導管の粉末出口を画定する管状要素と、キャップ要素とを含んでもよく、管状要素とキャップ要素との間の隙間は、ガス出口を画定する。
【0056】
管状要素とキャップ要素との間の隙間は、０．２～２．０ｍｍ、任意選択的に０．２～１．０ｍｍ、任意選択的に０．２５～０．９ｍｍ、任意選択的に０．６ｍｍであってもよい。
【0057】
噴霧ノズルは、第１の導管内に配置された洗浄ノズルを更に備えてもよく、洗浄ノズルは、ガスの供給源に接続され、粉末出口に向けて配向された出口を有する。洗浄ノズルの出口は、粉末出口から２～５０ｍｍ、任意選択的に４～２５ｍｍに配置されてもよい。出口は、単一のオリフィス又は複数のオリフィスを含んでもよい。出口は、１～１０個、任意選択的に１～３個のオリフィスを含んでもよい。当該オリフィス又はそれぞれのオリフィスは、０．５～１．５ｍｍ、任意選択的に０．５ｍｍのオリフィス直径を有し得る。
【0058】
有益にも、洗浄ノズルは、粉末出口の閉塞の可能性を低減するために使用され得る。例えば、圧縮ガス流を粉末出口の内面で出口から噴出させて、粉末出口の領域に堆積した乾燥粉末を分解して除去することができる。
【0059】
洗浄ノズルは、第１の導管内に吸引力を生成して、第１の導管を通る乾燥粉末の流れを促進するように構成されてもよい。洗浄ノズルは、第１の導管内の乾燥粉末を流動化するように構成されてもよい。
【0060】
洗浄ノズルは、洗浄ノズルの外壁と第１の導管の内壁との間に乾燥粉末のための環状流空間を画定するように第１の導管内に配置された細長い管状要素を含んでもよい。
【0061】
乾燥粉末の供給源は、第１の乾燥粉末の供給源及び第２の乾燥粉末の供給源を含んでもよく、第１の導管は、第１の乾燥粉末の供給源と連通する第１の粉末入口及び第２の乾燥粉末の供給源と連通する第２の粉末入口を含んでもよく、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスは、粉末出口において吸引力を生成し、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から流出する第１の乾燥粉末及び第２の乾燥粉末の流れを促進する。
【0062】
第１の導管は、その長さの少なくとも一部分に沿った第１の乾燥粉末のための第１の流路と、その長さの少なくとも一部分に沿った第２の乾燥粉末のための第２の流路と、を含んでもよく、第１の流路及び第２の流路は互いに分離しており、任意選択的に、第１の流路及び第２の流路は、同心円状に配置された流路を含んでもよい。
【0063】
上述した粉末噴霧システム又は粉末噴霧ノズルは、排気ガスから粒子状物質を濾過するためのフィルタを処理するための装置の一部として組み込まれてもよい。装置は、フィルタを保持するためのフィルタホルダを更に備えてもよく、粉末噴霧ノズルのノズル出口は、乾燥粉末をフィルタの入口面に向けて噴霧するように配向される。装置は、フィルタを通るガスの一次流れを生成するためにフィルタの出口面と連通する真空発生器を更に備えてもよく、粉末噴霧ノズルは、フィルタの入口面の上流に配置され、フィルタの入口面の上流のガスの一次流れの中に乾燥粉末を噴霧するように配向される。装置は、ガスの一次流れをフィルタの入口面に向けてチャネリングするための入口面の上流の流導管と、流導管とフィルタとの間に配置されたアダプタと、を更に備えてもよく、アダプタは、流導管の形状及び／又はサイズをフィルタの入口面の形状及び／又はサイズに適合させるように構成される。
【0064】
アダプタは、その上端に上方シールと、その下端に下方シールと、が提供された管状本体を含んでもよく、アダプタの上端は、流導管の下端の内径に適合された第１の内径を有してもよく、アダプタの下端は、フィルタの入口面の直径に適合された第２の内径を有してもよく、任意選択的に、アダプタの第１の内径は、第２の内径より大きくても小さくてもよい。
【0065】
粉末噴霧ノズルによって噴霧される、上述の粉末噴霧システム内の乾燥粉末は、任意選択的に１つ以上のヒュームド耐火性粉末を含む１つ以上の耐火性粉末、及び／又は１つ以上のエアロゲルを含むか又はそれらからなり得る。１つ以上のヒュームド耐火性粉末は、発熱性のプロセス、例えば火炎熱分解によって生成され得る。１つ以上のヒュームド耐火性粉末は、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、ヒュームドチタニア、他のヒュームド金属酸化物及びヒュームド混合酸化物のうちの１つ以上を含み得る。１つ以上のエアロゲルは、シリカエアロゲル、アルミナエアロゲル、カーボンエアロゲル、チタニアエアロゲル、ジルコニアエアロゲル、セリアエアロゲル、金属酸化物エアロゲル及び混合酸化物エアロゲルのうちの１つ以上を含み得る。
【0066】
これらの例では、乾燥粉末は、０．１０ｇ／ｃｍ３未満、任意選択的に０．０８ｇ／ｃｍ３未満、任意選択的に０．０７ｇ／ｃｍ３未満、任意選択的に０．０６ｇ／ｃｍ３未満、任意選択的に０．０５ｇ／ｃｍ３未満のタップ密度を有し得る。乾燥粉末は、２５マイクロメートル未満、任意選択的に２０マイクロメートル未満、任意選択的に１０マイクロメートル未満のｄ５０（体積による）を有し得る。
【0067】
粉末噴霧ノズルによって噴霧される、粉末噴霧システム内の乾燥粉末は、代替的に、熱分解によって金属酸化物を形成するための金属化合物を含むか又はそれからなり得る。乾燥粉末は、単一の金属化合物からなってもよく、２種以上の金属化合物の混合物又はブレンド又は連続投与からなってもよい。当該金属化合物又はそれぞれの金属化合物は、１種以上の金属カチオンを含有してもよい。複数の金属カチオンが存在する場合、これらは同じ金属であっても異なる金属であってもよい。金属化合物は、金属水酸化物、金属リン酸塩、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属過塩素酸塩、金属ヨウ化物、金属シュウ酸塩、金属酢酸塩、金属塩素酸塩、若しくはそれらの混合物を含むか又はそれらからなり得る。金属化合物の金属は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、ジルコニウム、マンガン、リチウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、若しくはガリウムのうちの１つ以上を含むか又はそれらからなり得る。乾燥粉末は、金属酸化物又は混合金属酸化物を更に含んでもよい。任意選択的に、乾燥粉末は、熱分解によって金属酸化物を形成するための９０重量％以上の金属化合物と、１０重量％以下の金属酸化物又は混合金属酸化物と、を含む。任意選択的に、乾燥粉末は、熱分解によって金属酸化物を形成するための９５重量％以上の金属化合物と、５重量％以下の金属酸化物又は混合金属酸化物と、を含む。任意選択的に、乾燥粉末は、熱分解によって金属酸化物を形成するための９９重量％以上の金属化合物と、１重量％以下の金属酸化物又は混合金属酸化物と、を含む。金属酸化物又は混合金属酸化物の金属は、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、ジルコニウム、マンガン、リチウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、若しくはガリウムのうちの１つ以上を含むか又はそれらからなり得る。任意選択的に、乾燥粉末は、金属水酸化物、金属リン酸塩、金属炭酸塩、又はそれらの混合物を含むか又はそれらからなる。金属水酸化物は、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、及び水酸化バリウムからなる群から選択され得る。金属リン酸塩は、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸ストロンチウム、及びリン酸バリウムからなる群から選択され得る。金属炭酸塩は、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、及び炭酸バリウムからなる群から選択され得る。
【0068】
これらの例において、乾燥粉末は、１～３ｇ／ｃｍ３、任意選択的に１．５～２．５ｇ／ｃｍ３、任意選択的に約２ｇ／ｃｍ３のタップ密度を有し得る。乾燥粉末は、１０マイクロメートル未満、任意選択的に５マイクロメートル未満、任意選択的に約２マイクロメートルのｄ５０（体積による）を有し得る。
【0069】
乾燥粉末は、単一の粉末タイプ又は粉末タイプの混合物からなり得る。
【0070】
粉末噴霧システムがフィルタの処理方法で使用される場合、乾燥粉末の供給源から噴霧ノズルへの乾燥粉末の移送は、一次ガス流を確立及び制御することとは独立して制御可能であり、任意選択的に、フィルタの入口面に向けた乾燥粉末の噴霧は、一次ガス流を確立及び制御することとは独立して制御可能である。有益にも、一次ガス流の確立及び制御を制御することとは独立して、乾燥粉末の供給源から噴霧ノズルへの乾燥粉末の移送及び／又は噴霧を制御することによって、より制御可能なプロセスが達成され得る。例えば、噴霧ノズルからの乾燥粉末の移送流量及び／又は速度及び／又は噴霧速度を変更することなく、一次ガス流のガス流速及び／又は体積流量が変更され得る。これは、乾燥粉末を流動化するためにフィルタを通る一次ガス流もまた使用される方法とは対照的である。
【0071】
任意選択的に、一次ガス流は、乾燥粉末が噴霧ノズルに移送され、入口面に向けて噴霧される前に確立される。有益にも、これによって、乾燥粉末の噴霧の開始前に、多孔質構造の全体を通じてより均一なガス流を確立することが可能となり得る。次に、これによって、多孔質構造の中への、またそれを通じた乾燥粉末のより良好な分散が達成され得る。
【0072】
任意選択的に、噴霧ノズルの第２の導管を通るガス流は、一次ガス流とは別個であり、一次ガス流とは独立して制御され得る。有益にも、噴霧ノズルを通るガス流を制御することとは独立して一次ガス流を制御することによって、より制御可能なプロセスが達成され得る。例えば、噴霧ノズルを通るガス流の体積流量は、噴霧ノズルの１つ以上の出口における乾燥粉末の噴霧特性を最適化するように選択されてもよく、またそれとは別に、一次ガス流の体積流量は、フィルタの多孔質構造における乾燥粉末の堆積を最適化するように選択され得る。
【0073】
噴霧ノズルの第２の導管を通るガス流は、圧縮ガス、任意選択的に空気の流れを含んでもよい。
【0074】
粉末噴霧システムがフィルタの処理方法において使用される場合、粉末噴霧システムは、噴霧ノズルのノズル出口を出る乾燥粉末をフィルタの入口面に向けてチャネリングするための流導管を更に備えてもよい。
【0075】
流導管は、噴霧のノズルとフィルタの入口面との間に無妨害の流路を提供してもよい。
【0076】
代替的に、流導管は、噴霧ノズルとフィルタの入口面との間に挿入された流量調整器を含んでもよく、流量調整器は、ガス流内における乾燥粉末の分散を促進するように作用する。流量調整器は、静的ミキサー、メッシュ、ふるい、バッフル、及びオリフィスプレートのうちの１つ以上を含み得る。
【0077】
フィルタの入口面は、噴霧ノズルのノズル出口から１０ｃｍを超えて、任意選択的に２０ｃｍを超えて配置され得る。フィルタの入口面が噴霧ノズルのノズル出口から７５ｃｍを超えて、任意選択的に１００ｃｍを超えて配置される場合、特定の利益が見出され得る。有益にも、そのような間隔は、乾燥粉末を受け取るフィルタの入口面の面積百分率を増加させ、フィルタへの乾燥粉末塗布の均一性を改善することにつながる。追加的に又は代替的に、噴霧ノズルの出口ノズルは、フィルタの入口面から、フィルタの入口面の直径の最大４倍の距離をおいて配置され得る。
【0078】
本明細書において、「フィルタ」という用語は、排気ガスから微粒子状物質を濾過するのに好適な多孔質構造を有する多孔質基材を指す。多孔質基材は、例えば、焼結金属、セラミック、又は金属繊維などから形成され得る。フィルタは、多孔質材料、例えば、本体の長さに沿って延びる多数の小さなチャネルのモノリシックアレイの形態で製作されたセラミックから作製されたウォールフローの類であってもよい。例えば、フィルタは、コーディエライト、様々な形態の炭化ケイ素又はチタン酸アルミニウムから形成され得る。
【0079】
フィルタは、「ベア」フィルタであってもよく、又は代替的に、酸化、ＮＯｘトラップ、又は選択的触媒還元活性などの組み込まれた触媒機能性を有するものであってもよい。多孔質基材は、フィルタの多孔質構造をコーティングする組成物（ウォッシュコートとして知られる）を含み得る。ウォッシュコートは、触媒ウォッシュコートであり得る。触媒ウォッシュコートは、炭化水素トラップ、三元触媒（ＴＷＣ）、ＮＯｘ吸収剤、酸化触媒、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、リーンＮＯｘ触媒、及びそれらの任意の２つ以上の組み合わせからなる群から選択された触媒を含み得る。触媒、例えば、ＴＷＣ、ＮＯｘ吸収剤、酸化触媒、炭化水素トラップ、及びリーンＮＯｘ触媒は、１つ以上の白金族金属、特に白金、パラジウム、及びロジウムからなる群から選択されたものを含有し得る。
【0080】
結果として、コーティングされたフィルタは、例えば、触媒化された煤フィルタ（ＣＳＦ）、選択的触媒還元フィルタ（ＳＣＲＦ）、リーンＮＯｘトラップフィルタ（ＬＮＴＦ）、ガソリン排気微粒子フィルタ（ＧＰＦ）、アンモニアスリップ触媒フィルタ（ＡＳＣＦ）、又はそれらの２つ以上の組み合わせ（例えば、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒とアンモニアスリップ触媒（ＡＳＣ）とを含むフィルタ）であり得る。
【0081】
フィルタの形状及び寸法、例えば、チャネル壁厚及びその多孔性などの特性は、フィルタの意図される用途に応じて異なり得る。フィルタは、内燃機関によって放出された排気ガスを濾過するために内燃機関と共に使用するように構成され得る。内燃機関は、ガソリン火花点火エンジンであり得る。しかしながら、フィルタは、ディーゼル又はガソリンエンジンの形態の内燃機関と共に使用するように構成された場合、特定の用途を見出す。
【0082】
本明細書において、「乾燥粉末」という用語は、液体中に懸濁又は溶解されない微粒子組成物を指す。このことは、全ての水分子が完全に存在しないことを必ずしも意味するものではない。乾燥粉末は、任意選択的に易流動性である。
【0083】
本明細書では、「タップ密度」という用語は、欧州薬局方７．０のセクション２．９．３５の方法１に従って、１２５０回のタップで測定された粉末のタップ密度を指す。
【0084】
本明細書では、「ｇ／Ｌ」という用語（グラム／リットル）は、乾燥粉末の質量をフィルタの体積で割ったものを指す。
【0085】
本明細書では、乾燥粉末の量を指す場合の「充填量」及び「質量充填量」という用語は、フィルタに添加された粉末の質量を指すものであり、フィルタへの粉末の添加前及び添加後にフィルタを秤量することによって測定され得るものである。
【0086】
本明細書では、「ｄ５０（体積による）」という用語は、Ｍａｌｖｅｒｎ ＰａｎａｌｙｔｉｃｓＬｔｄ，（Ｍａｌｖｅｒｎ，ＵＫ）から入手可能なＡｅｒｏ ｓ分散ユニット付きのＭａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ（登録商標）３０００によって測定されたｄ５０（体積による）測定値を指す。分散条件：空気圧＝２ｂａｒｇ、供給速度＝６５％、ホッパーギャップ＝１．２ｍｍ。屈折率及び吸収率のパラメータは、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ（登録商標）３０００ユーザマニュアルにて提供される指示に従って設定する。
【0087】
本明細書では、「真空発生器」という用語は、圧力低下を生成するように機能する装置又は装置の組み合わせを指す。好適な装置の非限定的な例としては、ベンチュリ原理に基づいて動作する真空発生器、真空ポンプ、例えば、回転翼及び液封真空ポンプ、並びに渦流ブロワが挙げられる。
【0088】
本明細書では、「圧力センサ」という用語は、絶対圧力及び／又は相対圧力を測定するように機能する装置又は装置の組み合わせを指す。好適な装置の非限定的な例としては、ダイヤフラム式圧力変換器であり得る圧力変換器が挙げられる。例えば、ＷＩＫＡ Ａｌｅｘａｎｄｅｒ Ｗｉｅｇａｎｄ ＳＥ＆Ｃｏ．ＫＧ（Ｋｌｉｎｇｅｎｂｅｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なＷｉｋａ（登録商標）Ｐ３０圧力発信器が使用されてもよい。
【0089】
本明細書では、「コントローラ」という用語は、ハードウェア及び／又はソフトウェアを含み得る機能を指す。コントローラは、制御ユニットを備えてもよく、又は専用若しくは共有のコンピューティングリソース上で稼働するコンピュータプログラムであってもよい。コントローラは、単一のユニットを備えてもよく、又は動作可能に接続された複数のサブユニットから構成されてもよい。コントローラは、１つの処理リソース上に配置されてもよく、又は空間的に分離された処理リソースにわたって分散されてもよい。コントローラは、マイクロコントローラ、１つ以上のプロセッサ（１つ以上のマイクロプロセッサなど）、メモリ、構成可能なロジック、ファームウェアなどを含み得る。
【0090】
本明細書において、範囲及び量は、「約」特定の値又は範囲として表現され得る。約はまた、正確な量を含む。例えば、「約２マイクロメートル」は、「約２マイクロメートル」並びに「２マイクロメートル」を意味する。一般に、「約」という用語は、実験誤差内であると予想される量を含む。「約」という用語は、提供される値の５％未満～５％超以内である値を含み得る。例えば、「約２マイクロメートル」は、「１．９マイクロメートル～２．１マイクロメートル」を意味する。
【0091】
本明細書において、乾燥粉末が「からなる」という表現は、当業者によって認識されるように通常遭遇するような不可避の不純物を除いて、特定の成分のみから本質的になる乾燥粉末を意味する。
【図面の簡単な説明】
【0092】
これから、本開示の態様及び実施形態について、添付の図面を参照して単に例として説明することにする。
【発明を実施するための形態】
【0093】
本開示の一態様又は実施形態の１つ以上の特徴は、直近の文脈がそうでいないことを教示しない限り、本開示の任意の他の態様又は実施形態の１つ以上の特徴と組み合わされ得ることを当業者は認識するであろう。
【0094】
ここで、本開示による粉末噴霧システム及び粉末噴霧ノズルの例が、最初に図１を参照して説明されるが、図１は、排気ガスから微粒子状物質を濾過するためのフィルタ２を処理する装置１の概略図を示す。フィルタ２は、入口面及び出口面を有する多孔質基材を含むタイプであり、入口面と出口面とは、多孔質構造によって隔てられている。
【0095】
装置１は、乾燥粉末４を収容するためのリザーバ３を備える。フィルタ２を保持するためのフィルタホルダ５が設けられている。フィルタ２の出口面に圧力低下を適用することにより、使用中にフィルタ２の多孔質構造を通る一次ガス流を確立するための真空発生器６が設けられている。乾燥粉末４をリザーバ３から噴霧デバイス７に輸送するための輸送デバイス８が設けられている。噴霧デバイス７は、輸送デバイス８から乾燥粉末４を受け取り、乾燥粉末４をフィルタ２の入口面に向けて噴霧するために設けられている。装置１の動作を制御するように構成されたコントローラ９が設けられている。
【0096】
リザーバ３は、乾燥粉末入口１１から乾燥粉末４を受け取ることができる。リザーバ３は、乾燥粉末の供給源として機能する。乾燥粉末入口１１は、乾燥粉末の上流バルク供給の出力であり得る。例えば、乾燥粉末入口１１は、乾燥粉末４の更なるリザーバの上流に接続された導管であり得る。乾燥粉末入口１１は、リザーバ３の蓋又は開口部を通じた、リザーバ３の手動、半自動又は自動再充填を表し得る。
【0097】
リザーバ３は、１つ以上のホッパーを備え得る。リザーバ３は、１つのホッパーを備え得る。図１の図示された例では、リザーバ３は、第１のホッパー１２と第２のホッパー１３とを備える。第２のホッパー１３は、第１のホッパー１２から出力された乾燥粉末４を受け取るように、第１のホッパー１２の下流にあってもよい。１つ以上のホッパーが、別個のハウジング内に設けられてもよい。代替的に、１つ以上のホッパーが、単一のハウジング内に設けられてもよい。１つ以上のホッパーは、単一の容器の１つ以上のチャンバを備え得る。
【0098】
リザーバ３は、注入デバイス１５を備え得る。注入デバイス１５は、乾燥粉末４を、重量、体積、粒子数、時間のうちの１つ以上によって注入し得る。注入デバイス１５は、リザーバ３の出口に、又はその近くに配置され得る。投与デバイス１５は、リザーバ３の１つ以上のホッパーの出口に、又はその近くに配置され得る。注入デバイスは、第１のホッパー１２の出口若しくはその付近に配置されてもよく、又は、３つ以上のホッパーが提供される場合、第２のホッパー１３若しくは末端ホッパーの出口若しくはその付近に配置されてもよい。
【0099】
注入デバイス１５は、リザーバ３から乾燥粉末４を重量測定的に供給され得る。
【0100】
注入デバイス１５は、ロスインウェイトフィーダーであり得る。注入デバイス１５は、オーガ又はねじ山構成を含む体積測定式フィーダーであり得る。好適な注入デバイスの非限定的な例としては、Ｃｏｐｅｒｉｏｎ ＧｍｂＨ（Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なＣｏｐｅｒｉｏｎ（登録商標）Ｋ－Ｔｒｏｎ Ｔｙｐｅ Ｋ２－ＭＬ－Ｔ３５ Ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ二軸スクリューフィーダー、及びＡｌｌ－Ｆｉｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｔｄ，（Ｓａｎｄｙ，ＵＫ）から入手可能なＡｌｌ－Ｆｉｌｌ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ Ｓ１ Ｍｉｃｒｏ－Ｆｉｌｌ及びＡｌｌ－Ｆｉｌｌ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ １０の重量測定式又は体積測定式オーガフィラーが挙げられる。
【0101】
輸送デバイス８は、乾燥粉末４をリザーバ３から噴霧デバイス７に輸送する。輸送デバイス８は、少なくとも途中まで噴霧デバイス７に向けて乾燥粉末４を重量測定的に、又は体積測定的に供給し得る。
【0102】
輸送デバイス８は、１つ以上の構成要素を備え得る。輸送デバイス８は、１つ以上の導管、例えば、通路、パイプ、ホースなどを備え得る。
【0103】
リザーバ３が２つ以上のホッパーを備える場合、輸送デバイス８は、ホッパー間で乾燥粉末４を輸送し得る。輸送デバイス８は、ホッパー間で乾燥粉末４を重量測定的に、又は体積測定的に供給し得る。輸送デバイス８は、第１のホッパー１２と第２のホッパー１３との間に延びる第１の導管１４を備え得る。第１の導管１４は、第１のハウジングから第２のハウジングに延び得る。代替的に、第１の導管１４は、単一の容器の第１のチャンバから第２のチャンバに延び得る。乾燥粉末４は、第１の導管１４に沿って重量測定的に供給され得る。
【0104】
輸送デバイス８は、第２のホッパー１３から噴霧デバイス７に延びる供給導管１６を備え得る。供給導管１６は、乾燥粉末を噴霧デバイス７に供給するために機能し得る。乾燥粉末４を供給導管１６の上流端に供給するために、本明細書に明示的に記載されたもの以外の他の適切な手段を使用してもよいことが理解されよう。
【0105】
注入デバイス１５は、乾燥粉末４を第２のホッパー１３から供給導管１６に直接注入し得る。代替例では、注入デバイス１５は、乾燥粉末４を第１のホッパー１２から第２のホッパー１３に注入してもよく、第２のホッパー１３は、重力によって供給導管１６に直接供給してもよい。
【0106】
噴霧デバイス７は、輸送デバイス８から乾燥粉末４を受け取り、乾燥粉末４をフィルタ２の入口面に向けて噴霧するために設けられている。噴霧デバイス７は、噴霧ノズル２５と、フィルタ２の入口面に向けて乾燥粉末４を噴霧するために噴霧ノズル２５と組み合わせて使用され得る二次ガス流を発生させるための二次ガス流発生器と、を備え得る。
【0107】
二次ガス流発生器は、圧縮ガス発生器を備え得る。図１の図示された例では、二次ガス流発生器は、圧縮器２２を備え得る圧縮空気発生器を備える。圧縮器２２は、空気入口２１から空気を受け取り、供給ライン２３を介して噴霧ノズル２５に圧縮空気を供給し得る。戻りライン２４が設けられてもよい。動作に必要な弁及び制御は、当業者に知られているように提供され得る。
【0108】
輸送デバイス８、例えば供給導管１６と、噴霧デバイス７との間に相互接続が提供されてもよく、相互接続において乾燥粉末４が輸送デバイス８から噴霧デバイス７へと輸送される。相互接続は、噴霧ノズル２５に又はその中に提供され得る。噴霧ノズル２５の設計及び機能については、以下で更に説明する。
【0109】
フィルタホルダ５は、処理中にフィルタ２を静止位置に維持するように機能し得る。フィルタホルダ５は、フィルタ２の上方端部及び／又は下方端部を把持し得る。フィルタホルダ５は、フィルタ２の上方端部及び下方端部をそれぞれ支持する膨張式上方シールブラダ３１（上方膨張式カラーとも呼ばれる）及び／又は膨張式下方シールブラダ３０（下方膨張式カラーとも呼ばれる）を備え得る。膨張式上方シールブラダ３１及び膨張式下方シールブラダ３０は、フィルタ２の外部表面と接触及び／又は係合し得る。それぞれが、フィルタ２の周囲に液密シール又は気密シールを形成し得る。膨張式上方シールブラダ３１及び膨張式下方シールブラダ３０は、１つ以上のハウジングによって支持され得る（例えば、１つ以上のハウジングの内壁によって支持され得る）。
【0110】
装置１は、フィルタ２がフィルタの入口面を最上方にする垂直配向にてフィルタホルダ５内に配置されるように構成され得る。噴霧ノズル２５は、入口面の上方に垂直に配置され得る。噴霧ノズル２５の噴霧方向は、フィルタ２の長手方向軸線と同軸をなし得る。フィルタ２の噴霧方向と長手方向軸線とは一致してもよい。
【0111】
装置１は、噴霧デバイス７とフィルタ２の入口面との間に配置された流導管１０を更に備え得る。流導管１０は、フィルタ２の入口面に向けて一次ガス流を制約及びチャネリングするように機能し得る。流導管１０は、一次ガス流を整列させるように機能し得、それにより、一次ガス流がフィルタ２の入口面に接触するときの一次ガス流の流動方向は、入口面に対して垂直になる。
【0112】
流導管１０は、チューブを含み得る。流導管１０は、フィルタ２の入口面の断面形状と一致する断面形状を備え得る。流導管１０は、フィルタ２の入口面のサイズと一致するサイズを備え得る。
【0113】
噴霧デバイス７は、流導管１０の中へと延び得る。例えば、噴霧ノズル２５は、流導管１０の上部領域内に配置され得る。噴霧ノズル２５は、フィルタ２の長手方向軸線と一致させて配置され得る。
【0114】
フィルタ２の入口面は、噴霧デバイス７から１０ｃｍを超えて、任意選択的に２０ｃｍを超えて配置され得る。フィルタ２の入口面が、噴霧ノズル２５のノズル出口から７５ｃｍを超えて、任意選択的に１００ｃｍを超えて配置されるとき、特定の利益が見出され得る。追加的に又は代替的に、噴霧デバイス、例えば噴霧ノズル２５は、フィルタ２の入口面から、フィルタ２の入口面の直径の最大４倍の距離をおいて配置され得る。
【0115】
フィルタ２の出口面に圧力低下を適用することにより、使用中にフィルタ２の多孔質構造を通る一次ガス流を確立するための真空発生器６が設けられている。真空発生器６は、フィルタ２の出口面と係合する漏斗を画定し得る真空コーン４０を備え得る。膨張式下方シールブラダ３０は、フィルタ２の出口面と真空コーン４０との間にシールを形成し得る。真空発生器６は、導管４３によってフローコーンに接続された真空ポンプ４２を備え得る。真空ポンプ４２は、一次ガス流の体積流量を制御するように制御され得る。
【0116】
真空発生器６は、体積流量センサを備えてもよい。体積流量センサは、導管４３に沿って配置された圧力センサ４５と組み合わせたオリフィスプレート４４であり得る。真空発生器６は、取り入れ口４７まで延びるバイパス導管４６を備え得る。
【0117】
装置１は、フィルタ２の背圧を監視するための圧力センサ４１を更に備え得る。単一の圧力センサ４１が使用されてもよい。単一の圧力センサ４１は、真空発生器６内に、任意選択的に真空発生器のフィルタホルダ又は他のハウジング、例えば真空コーン４０内に配置され得る。
【0118】
コントローラ９は、少なくとも真空発生器６及び噴霧デバイス７の動作を制御する。図１では、コントローラ９と装置１の残部との間の動作接続は、明確にするために省略されている。しかしながら、当業者には、任意の好適な手段の必要な接続が提供され得ることが認識されよう。そのような接続は、有線であっても無線であってもよい。
【0119】
コントローラ９は、真空発生器６によって生成された一次ガス流を制御することとは独立して、輸送デバイス８によって、リザーバ３から噴霧デバイス７への乾燥粉末４の移送を制御するように構成され得る。例えば、コントローラ９は、注入デバイス１５の動作を制御し得る。
【0120】
コントローラ９は、一次ガス流を制御することとは独立して、フィルタ２の入口面に向けた乾燥粉末４の噴霧を制御するように構成され得る。本明細書における「独立して」という用語の使用は、コントローラ９が、乾燥粉末４の噴霧及び一次ガス流の変数の各々を、個別にかつ他の変数のステータスに関係なく制御する能力を指す。例えば、コントローラ９は、乾燥粉末４を同時に噴霧することなく、一次ガス流を確立し得る。例えば、コントローラ９は、一次ガス流の体積流量を変更することなく、乾燥粉末４の噴霧速度を増加又は減少させ得る。例えば、コントローラ９は、乾燥粉末４の噴霧速度を変更することなく、一次ガス流の体積流量を増加又は減少させ得る。例えば、コントローラ９は、真空ポンプ４２の動作を制御することとは独立して、噴霧デバイス７の動作を制御し得る。
【0121】
コントローラ９は、乾燥粉末４が噴霧デバイス７に移送され、フィルタ２の入口面に向けて噴霧される前に、真空発生器６を動作させて一次ガス流を確立するように構成され得る。
【0122】
コントローラ９は、二次ガス流発生器、例えば圧縮機２２を、真空発生器６とは独立して制御するように構成され得る。コントローラ９は、真空発生器６を操作して一次ガス流を多孔質構造を通る連続的なガス流として維持するように、また、一次ガス流の期間のうちの一部に対してのみ、二次ガス流発生器、例えば圧縮機２２を操作するように構成され得る。
【0123】
コントローラ９は、フィルタ２の入口面に向けて噴霧される乾燥粉末４の速度又は質量流量を制御するために、輸送デバイス８及び／又は噴霧デバイス７を制御することとは独立して、真空発生器６を制御して、フィルタ２の出口面に適用される圧力低下のレベルを制御するように構成され得る。
【0124】
コントローラ９は、例えば、圧力センサ４１によって検出されるように、フィルタ２の所定の背圧が達せられたときに、フィルタ２の入口面に向けた乾燥粉末４の噴霧を停止するように構成され得る。所定の背圧は、絶対背圧であってもよく、又は相対背圧であってもよい。コントローラ９は、所定の総噴霧時間が達せられたときに、フィルタ２の入口面に向けた乾燥粉末４の噴霧を停止するように構成され得る。
【0125】
装置１は、任意選択的に１つ以上のヒュームド耐火性粉末を含む１つ以上の耐火性粉末、及び／又は１つ以上のエアロゲルを含むか又はそれらからなる、乾燥粉末４を用いてフィルタを処理するために使用されてもよい。追加的に又は代替的に、装置１は、熱分解によって金属酸化物を形成するための金属化合物を含むか又はそれからなる乾燥粉末４を用いてフィルタを処理するために使用されてもよい。例では、金属化合物は、金属水酸化物、金属リン酸塩、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属過塩素酸塩、金属ヨウ化物、金属シュウ酸塩、金属酢酸塩、金属塩素酸塩、又はそれらの混合物を含むか又はそれらからなり得る。
【0126】
ここで、本開示によるフィルタを処理する方法の例が、図２を参照して説明されるが、図２は、装置１の使用を取り入れたフィルタ２を製造する方法を説明するフロー図を示す。単に例として、本方法は、触媒コーティングを備えられたフィルタ２を参照して説明される。
【0127】
ステップＳ２１において、触媒スラリーが、当該技術分野で既知の方法によって調製される。
【0128】
ステップＳ２２において、ウォッシュコートが、当該技術分野で既知の方法によって触媒スラリーから調製される。ウォッシュコートは、例えば、炭化水素トラップ、三元触媒（ＴＷＣ）、ＮＯｘ吸収剤、酸化触媒、選択的触媒還元（ＳＣＲ）触媒、リーンＮＯｘ触媒、及びそれらの任意の２つ以上の組み合わせであり得る。
【0129】
ステップＳ２３において、ウォッシュコートは、当該技術分野で既知の方法によって、ベアフィルタ２に注入及び適用される。例えば、ウォッシュコートは、フィルタ２の第１の面（例えば、上面）に適用されてもよく、フィルタ２の反対側の第２の面（例えば、下面）は、フィルタ２の多孔質構造を通るウォッシュコートの移動を達成するために少なくとも部分的な真空に供され得る。フィルタ２は、１回の注入でコーティングすることができ、ここでは、ウォッシュコートが、フィルタ２を単一の向きのままにして、単一のステップでフィルタ２に適用され得る。代替的に、フィルタ２は２回の注入でコーティングされてもよい。例えば、１回目の注入では、フィルタ２は、第１の面を最上方にし、第２の面を最下方にした第１の向きをなし得る。コーティングは第１の面に適用されてもよく、フィルタ２の長さの一部分をコーティングする。その後、フィルタ２は、第２の面が最上方になるように反転され得る。次に、フィルタ２のうちの１回目の注入でコーティングされなかった部分をコーティングするために、コーティングが第２の面に適用され得る。有利にも、２回注入プロセスは、フィルタ２の各端部に異なるコーティングを適用することを可能する。
【0130】
ステップＳ２４において、フィルタ２は乾燥され得る。
【0131】
ステップＳ２５において、フィルタ２は、当該技術分野で既知の方法によって焼成され得る。
【0132】
任意選択のステップＳ２６において、処理前のフィルタ２の背圧が測定され得る。
【0133】
任意選択のステップＳ２７において、フィルタ２は処理を待機するためにストックに置かれ得る。その後、ステップＳ２８において、フィルタ２はストックから取り出され、処理のために送られ得る。代替的に、フィルタ２は、すぐに処理されてもよく、すなわち、ステップＳ２９に直接進むことによって処理されてもよい。
【0134】
ステップＳ２９において、フィルタ２は、図３を参照して以下で更に詳細に説明されるように処理されてもよい。
【0135】
ステップＳ３０において、処理後、フィルタ２は焼成され得る。
【0136】
フィルタの焼成は、適切であれば、乾燥粉末４の熱分解を生じさせるように選択された温度で行われ得る。
【0137】
焼成温度は、少なくとも１５０℃、任意選択的に少なくとも２５０℃、任意選択的に少なくとも５００℃であるように選択され得る。いくつかの実施形態では、焼成温度は５５０℃以下であることが好ましい。しかしながら、他の実施形態では、焼成温度は、５５０℃を超えるように選択されてもよい。焼成温度は、最大９００℃、任意選択的に最大１１５０℃であるように選択され得る。一例では、焼成温度は、３００℃～５００℃であるように選択され得る。別の例では、焼成温度は、約５２０℃であるように選択され得る。別の例では、焼成温度は、約５８０℃であるように選択され得る。別の例では、焼成温度は、約９００℃であるように選択され得る。
【0138】
焼成は、３０～９０分間、任意選択的に３０～６０分間実施され得る。一例では、期間は約３５分である。別の例では、期間は約６０分である。焼成内で、滞留時間は１～１５分、任意選択的に５～１０分である。
【0139】
任意選択のステップＳ３１において、処理後のフィルタ２の背圧が測定され得る。
【0140】
ステップＳ３２において、完成したフィルタ２が、顧客への発送のために用意されてもよい。
【0141】
【0142】
ステップＳ２９－１において、フィルタはフィルタホルダ５に装填され得る。フィルタ２は、処理の間、静止位置に保持され得る。フィルタ２は、フィルタホルダ５によりフィルタ２の上端部及び／又は下端部を把持され得る。膨張式上方シールブラダ３１及び膨張式下方シールブラダ３０は、フィルタ２の外部表面と接触及び／又は係合するように膨張され得る。フィルタ２は、フィルタの入口面を最上方にして垂直配向に保持され得る。フィルタホルダ５の操作、例えば、膨張式上方シールブラダ３１及び膨張式下方シールブラダ３０の膨張は、コントローラ９によって制御され得る。
【0143】
ステップＳ２９－２において、真空発生器６がコントローラ９によって作動されて、フィルタ２を通る一次ガス流が確立され得る。任意選択的に、一次ガス流は、乾燥粉末４が噴霧デバイス７の噴霧ノズル２５に移送され、フィルタ２の入口面に向けて噴霧される前に確立される。真空発生器６によって発生された圧力低下のレベルは、リザーバ３から噴霧デバイス７への乾燥粉末４の移送の速度又は質量流量とは独立して、コントローラ９によって制御され得る。一次ガス流は、１０ｍ３／時間～５，０００ｍ３／時間、任意選択的に４００ｍ３／時間～２，０００ｍ３／時間、任意選択的に６００ｍ３／時間～１０００ｍ３／時間の体積流量を有し得る。
【0144】
ステップＳ２９－３において、フィルタ２の背圧は、一次ガス流は確立されているが、二次ガス流は確立される前である間に測定され得る。背圧は、圧力センサ４１の使用によって測定され得る。ステップＳ２９－３における背圧測定は、ステップＳ２６の背圧測定に加えたものであっても、又はそれに代わるものであってもよい。代替的に、ステップＳ２６の背圧測定は、ステップＳ２９－３の背圧測定に代わって用いられてもよい。ステップＳ２６の背圧測定及び／又はステップＳ２９－３の背圧測定は、処理前のフィルタ２の第１の背圧の尺度としてコントローラ９によって使用され得る。
【0145】
ステップＳ２９－４において、乾燥粉末４は、噴霧デバイス７によってフィルタ２の入口面に噴霧される。乾燥粉末４の噴霧中、乾燥粉末４は輸送デバイス８によって噴霧デバイス７に供給され得る。
【0146】
フィルタ２の入口面に向けた乾燥粉末４の噴霧は、任意選択的に一次ガス流を確立及び制御することとは独立して、コントローラ９によって制御可能である。
【0147】
ステップＳ２９－４の間、例えば、一次ガス流とは別の、圧縮機２２によって供給される二次ガス流が、乾燥粉末４をリザーバ３から噴霧デバイス７に移送するために使用され得る。任意選択的に、二次ガス流は、一次ガス流とは独立してコントローラ９によって制御可能である。例えば、コントローラ９は、真空ポンプ４２の動作を制御することとは独立して、噴霧デバイス７の圧縮器２２及び／又は弁及び／又は噴霧ノズル２５の動作を制御し得る。乾燥粉末４は、二次ガス流を使用することによって、フィルタ２の入口面に向けて噴霧され得る。二次ガス流は、圧縮ガス、任意選択的に空気の流れを含み得る。
【0148】
ステップＳ２９－４の間、一次ガス流は、任意選択的に連続流として維持される。ステップＳ２９－４の間、二次ガス流は、単一のバースト又は複数の断続的バーストとして適用され得る。
【0149】
ステップＳ２９－５において、フィルタ２の背圧が監視され得る。背圧は、圧力センサ４１の使用によって監視され得る。コントローラ９は、所定の背圧が達せられたときに、フィルタ２の入口面に向けた乾燥粉末４の噴霧を停止するように構成され得る。所定の背圧がまだ達せられていない場合、コントローラ９は、ステップＳ２９－４に戻り、乾燥粉末４の噴霧を継続するように構成される。このフィードバックは、連続的であってよく、乾燥粉末４の噴霧におけるいかなる一時停止も伴う必要はなく、すなわち、コントローラ９は、乾燥粉末４の噴霧が進行中であるときにフィルタ２の背圧を連続的に監視し得る。
【0150】
所定の背圧は、絶対背圧であり得る。絶対背圧は、６００ｍ３／時間の流量で２０～１８０ｍｂａｒであり得る。
【0151】
代替的に、所定の背圧は、相対背圧であり得る。例えば、ステップＳ２６及び／又はステップＳ２９－３で測定された処理前のフィルタ２の第１の背圧に対する背圧が使用され得る。背圧は、第１の背圧のパーセンテージとして測定され得る。乾燥粉末４の噴霧が停止されるときの所定の背圧は、第１の背圧の１０５％～２００％、任意選択的に１２５％～１５０％であり得る。
【0152】
追加的に又は代替的に、フィルタ２の入口面に向けた乾燥粉末４の噴霧は、所定の総噴霧時間が達せられたときに停止され得る。所定の総噴霧時間は、１～６０秒、任意選択的に１～２０秒、任意選択的に約１０秒であり得る。
【0153】
コントローラ９は、所定の総噴霧時間又はフィルタの所定の背圧が最初に達せられるか、又は目標質量の乾燥粉末がフィルタの入口面に向けて噴霧されたかのいずれかのときに、フィルタ２の入口面に向けた乾燥粉末４の噴霧を停止するように構成され得る。
【0154】
ステップＳ２９－６において、乾燥粉末４の噴霧が停止される。例えば、これは、コントローラ９が輸送デバイス８による乾燥粉末の移送を停止することによって、かつ／又は、噴霧デバイス７の二次ガス流を停止することによって達成され得る。任意選択的に、ステップＳ２９－６において、フィルタ２の多孔質構造を通る一次ガス流は、乾燥粉末４の噴霧の停止後のある時間期間にわたって維持される。コントローラ９は、乾燥粉末４の噴霧の停止後のある時間期間にわたって真空発生器６を動作させるように構成され得る。
【0155】
任意選択的に、ステップＳ２９－６において、フィルタ２の入口面に向けて送達される乾燥粉末４の量が測定されてもよい。コントローラ９は、例えば、注入デバイス１５からの信号出力から、例えば、ロスインウェイトフィーダーからの出力から、送達された乾燥粉末４の量を決定するように構成される。
【0156】
本方法は、乾燥粉末４の１０～４０ｇ／Ｌ、任意選択的に１５～３０ｇ／Ｌ、任意選択的に約２０ｇ／Ｌのフィルタの最大充填量を送達するように、又は、乾燥粉末４の＜１０ｇ／Ｌ、任意選択的に＜５ｇ／Ｌ、任意選択的に＜２ｇ／Ｌのフィルタの最大負荷を送達するように構成され得る。
【0157】
ステップＳ２９－７において、フィルタ２を通る一次ガス流が停止される。これは、コントローラ９が真空発生器６を停止すること、すなわち真空ポンプ４２を停止することによって達成され得る。代替的に、これは、コントローラが真空発生器６の弁を操作して、取り入れ口４７を通じて空気を引き込むようにバイパス導管４６を通じた吸引を方向転換させることによって達成され得る。これは、連続するフィルタ２の処理間で真空ポンプ４２を停止する必要性を回避し得ることになり、このことがより速いサイクル時間をもたらし得る。
【0158】
ステップＳ２９－８において、フィルタ２は、例えば、膨張式上方シールブラダ３１及び膨張式下方シールブラダ３０を収縮させることによって、フィルタホルダ５から取り外される。フィルタ２は次いで除去され、上記のようにステップＳ３０に進んでもよい。
【0159】
図４は、装置１の別の実施形態の概略図を示す。２つの装置の同じ部分には同じ参照番号が使用されている。以下の説明では、２つの装置間の相違点のみ、特にホッパー１２、１３及び噴霧ノズル２５の空間的構成に関する相違点のみを説明する。他の全ての詳細については、読者は、図１を参照して上述した装置及び方法の説明に誘導され、これは、本実施形態に等しく適用される。
【0160】
図４の装置１は、フィルタホルダに取り付けられたフィルタ２に向けて配向された噴霧ノズル２５を備える噴霧デバイス７を備える。真空発生器６は、装置１を通る一次ガス流を確立する。
【0161】
第１のホッパー１２は、乾燥粉末入口１１から乾燥粉末４を受け取ることができる。第１のホッパー１２は、乾燥粉末４の供給源（又は供給源の一部）として機能する。乾燥粉末入口１１は、乾燥粉末の上流バルク供給の出力であり得る。例えば、乾燥粉末入口１１は、乾燥粉末４の更なるホッパー又はリザーバの上流に接続された導管であり得る。乾燥粉末入口１１は、第１のホッパー１２の手動、半自動又は自動再充填を表し得る。
【0162】
乾燥粉末４の供給源は、１つ以上のホッパーを含んでもよい。乾燥粉末４の供給源は、１つのホッパーを含んでもよい。図４に示す例では、乾燥粉末の供給源は、バルクホッパーとして機能し得る第１のホッパー１２と、供給ホッパーとして機能し得る第２のホッパー１３と、を含む。第２のホッパー１３は、第１のホッパー１２の下流にあり、第１のホッパー１２から出力された乾燥粉末４を受け取る。ホッパーは、別個のハウジング内に提供されてもよい。代替的に、ホッパーは、単一のハウジング内に提供されてもよい。ホッパーは、単一の容器の１つ以上のチャンバを含んでもよい。ホッパー１２、１３の一方又は両方に、大気圧との圧力平衡のための１つ以上の通気孔１７が提供されてもよい。ホッパー１２、１３の一方又は両方に、ホッパーの自動又は半自動再充填のための制御システムの一部として使用され得るレベルセンサが提供されてもよい。ホッパー１２、１３の一方又は両方に、ホッパーの出口に向かうホッパー内の乾燥粉末４の流れを促進するためのバイブレータが提供されてもよい。
【0163】
乾燥粉末の供給源が複数の部分、例えば複数のホッパー１２、１３又は貯蔵場所を含む場合、これらは導管によって相互接続されてもよい。部品間で乾燥粉末４を運ぶための手段、例えば、乾燥粉末を第１の場所から第２の場所へ、例えば貯蔵場所から乾燥粉末入口１１を介して第１のホッパー１２へ移動させるための手段が提供されてもよい。
【0164】
図５に概略的に示されるように、乾燥粉末入口１１は、上流粉末送達システムによって供給されてもよい。この例では、上流の粉末送達システムの一部として、乾燥粉末４のための貯蔵ユニット１３０と、乾燥粉末４を第１のホッパー１２、例えばバルクホッパーに供給する粉末送達ユニット１３２と、が提供されている。
【0165】
貯蔵ユニット１３０及び粉末送達ユニット１３２は、移送導管１３１によって相互接続されてもよい。移送導管１３１は、乾燥粉末４を例えば機械的に又は空気圧で（正又は負の圧力差によって）輸送するためのパイプ又はコンベヤベルトなどであってもよい。
【0166】
貯蔵ユニット１３０は、例えば、粉末送達システムの外側への乾燥粉末４の分散を軽減するための密閉チャンバであってもよい。例えば、貯蔵ユニット１３０は、乾燥粉末４の１つ以上の容器を含むグローブボックスであってもよい。
【0167】
図５の移送導管１３１に沿って乾燥粉末４を搬送するための手段は、例えば、Ｐｉａｂ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＵＳＡ）から入手可能なものなどの真空コンベヤ、Ａｘｆｌｏｗ（Ｓｌｏｕｇｈ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ）から入手可能なものなどのダイヤフラムポンプ、又はＧｅｍａ Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ ＧｍｂＨ（Ｓｔ．Ｇａｌｌｅｎ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から入手可能なものなどの粉末供給システムであってもよい。
【0168】
リザーバ３は、注入デバイス１５を備え得る。注入デバイス１５は、乾燥粉末４を、重量、体積、粒子数、時間のうちの１つ以上によって注入し得る。注入デバイス１５は、リザーバ３の出口に、又はその近くに配置され得る。投与デバイス１５は、リザーバ３の１つ以上のホッパーの出口に、又はその近くに配置され得る。注入デバイスは、第１のホッパー１２の出口若しくはその付近に配置されてもよく、又は、３つ以上のホッパーが提供される場合、第２のホッパー１３若しくは末端ホッパーの出口若しくはその付近に配置されてもよい。図４に示す例では、注入デバイスは、第１のホッパー１２と第２のホッパー１３との間に配置されている。注入デバイス１５は、第１のホッパー１２から乾燥粉末４を重量測定的に供給され得る。供給導管１６は、第２のホッパー１３から噴霧デバイス７に延びる。供給導管１６は、乾燥粉末を噴霧デバイス７に供給するために機能する。乾燥粉末４は、注入デバイス１５を使用して第１のホッパー１２から第２のホッパー１３に注入されてもよい。第２のホッパー１３は、重力によって供給導管１６に直接供給してもよい。
【0169】
乾燥粉末４が貯蔵ユニット１３０から第１のホッパー１２に移動されるときに乾燥粉末４を同伴して移動させるためにガスの流れが使用され得るが、乾燥粉末の供給源の末端部分、例えば第２のホッパー１３からの供給導管１６への供給は、乾燥粉末４を同伴するために供給導管１６内のガス流を使用することなく、噴霧ノズル２５内で生成される吸引力によって補助される重力によって（以下で説明するように）行われる。
【0170】
上記のように、注入デバイス１５は、オーガ又はねじ山構成を含む重量測定式及び／又は体積測定式フィーダーであり得る。好適な注入デバイスの非限定的な例としては、Ｃｏｐｅｒｉｏｎ ＧｍｂＨ（Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なＣｏｐｅｒｉｏｎ（登録商標）Ｋ－Ｔｒｏｎ Ｔｙｐｅ Ｋ２－ＭＬ－Ｔ３５ Ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ二軸スクリューフィーダー、及びＡｌｌ－Ｆｉｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｔｄ，（Ｓａｎｄｙ，ＵＫ）から入手可能なＡｌｌ－Ｆｉｌｌ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ Ｓ１ Ｍｉｃｒｏ－Ｆｉｌｌ及びＡｌｌ－Ｆｉｌｌ（登録商標）Ｓｅｒｉｅｓ １０の重量測定式又は体積測定式オーガフィラーが挙げられる。
【0171】
噴霧デバイス７は、供給導管１６から乾燥粉末４を受け取り、乾燥粉末４をフィルタ２の入口面に向けて噴霧するために提供される。装置１の動作を制御するように構成されたコントローラが提供される。噴霧デバイス７は、噴霧ノズル２５と、フィルタ２の入口面に向けて乾燥粉末４を噴霧するために噴霧ノズル２５と組み合わせて使用され得る二次ガス流を発生させるための二次ガス流発生器と、を備える。図４は、噴霧ノズル２５にガスの二次流れを供給するための供給ライン２３を概略的に示す。噴霧ノズル２５の設計及び機能については、以下で更に説明する。
【0172】
二次ガス流発生器は、圧縮ガス発生器を備え得る。二次ガス流発生器は、圧縮器を含み得る圧縮空気発生器を備え得る。圧縮器は、空気入口から空気を受け取り、供給ライン２３を介して噴霧ノズル２５に圧縮空気を供給し得る。戻りラインが提供されてもよい。動作に必要な弁及び制御は、当業者に知られているように提供され得る。
【0173】
乾燥粉末４の供給源は、噴霧ノズル２５及び供給導管１６と共に、粉末噴霧システムの部分を含み得る。
【0174】
乾燥粉末４の供給源は、噴霧ノズル２５と（特に、以下で説明するように、噴霧ノズル２５のノズル本体の第１の導管と）位置合わせされ得る。乾燥粉末４の供給源は、第１の導管の長手方向軸線と一致し得る。例えば、リザーバ３の少なくとも第２のホッパー１３は、噴霧ノズル２５と位置合わせされ得る。第１のホッパー１２はまた、噴霧ノズル２５と位置合わせされてもよいが、これは任意である。
【0175】
好ましくは、噴霧ノズル２５は、噴霧ノズル２５のノズル出口が下向き、例えば垂直下向きになるように配向され、少なくとも第２のホッパー１３は噴霧ノズル２５の真上に配置される。
【0176】
第２のホッパー１３と噴霧ノズル２５との間の供給導管１６は、直線であってもよい。供給導管１６は、１～２０ｍｍ、任意選択的に５～１０ｍｍの内径を有し得る。
【0177】
有益にも、第２のホッパー１３と噴霧ノズル２５との間の直線供給導管１６の使用は、粉末流を改善し、供給導管内の閉塞の可能性を大幅に低減するのに役立ち得る。加えて、直線供給導管１６は、乾燥粉末４が、ガス流を使用せずに、例えば、噴霧ノズル２５内で生成される吸引力によって支援される重力によって噴霧ノズル２５に供給されるシステムを有効にするのに役立ち得る。このようなシステムでは、粉末堆積のための蓄積場所として作用し得る任意の表面を低減又は除去することが特に重要であり得る。
【0178】
フィルタホルダ５は、処理中にフィルタ２を静止位置に維持するために上述のように設計され、機能し得る。
【0179】
流導管１０は、フィルタ２の入口面に向けて一次ガス流を制約及びチャネリングするために上述のように設計され、機能し得る。
【0180】
上述のように、噴霧ノズル２５は、フィルタ２の入口面の垂直方向上方に配置され得る。噴霧ノズル２５の噴霧方向は、フィルタ２の長手方向軸線と同軸をなし得る。フィルタ２の噴霧方向と長手方向軸線とは一致してもよい。噴霧ノズル２５は、流導管１０の中へと延び得る。例えば、噴霧ノズル２５は、流導管１０の上部領域内に配置され得る。噴霧ノズル２５は、フィルタ２の長手方向軸線と一致させて配置され得る。フィルタ２の入口面は、噴霧ノズル２５のノズル出口から１０ｃｍを超えて、任意選択的に２０ｃｍを超えて配置され得る。フィルタ２の入口面が噴霧ノズル２５のノズル出口から７５ｃｍを超えて、任意選択的に１００ｃｍを超えて配置される場合、特定の利益が見出され得る。例えば、そのような距離は、流導管１０に沿って通過するガスの流れにおける乾燥粉末４の良好な混合をより良好に可能にするために、流導管１０内の乾燥粉末４のための十分な滞留時間を可能にし得る。追加的に又は代替的に、噴霧ノズル２５は、フィルタ２の入口面から、フィルタの入口面２の直径の最大４倍の距離をおいて配置され得る。
【0181】
真空発生器６は、フィルタ２の出口面に圧力低下を適用することにより、使用中にフィルタ２の多孔質構造を通る一次ガス流を確立するために上述のように設計され、機能し得る。
【0182】
コントローラは、装置１の動作を制御するために上述のように設計され、機能し得る。
【0183】
【0184】
【0185】
図６及び図７は、２つのタイプの噴霧ノズル２５を概略的に示す。両方の場合において、噴霧ノズル２５は、ノズル出口５１を有するノズル本体５０と、乾燥粉末４のための第１の導管５２と、ガスのための第２の導管５３と、を含む。第１の導管５２は、供給導管１６と連通するように接続され得る粉末入口５４と粉末出口５５との間に延びている。第２の導管５３は、ガス入口５６とガス出口５７との間に延びている。ガス出口５７は、第２の導管５３を通ってガス出口５７から流出するガスが、第１の導管５２を通って粉末出口５５及びノズル出口５１から出る乾燥粉末４の流れを促進するため、圧力の低下を引き起こして粉末出口５５において吸引力を生成するように、粉末出口５５に近接して配置される。粉末出口５５及びガス出口５７は、ガスと乾燥粉末４との混合を促進するように配向される。
【0186】
図６の噴霧ノズル２５では、粉末出口５５は、ガスと乾燥粉末４との初期混合がノズル本体５０の外側で生じるように、ノズル本体５０のノズル出口５１に又はその近くに配置される。ガス出口５７は、ノズル本体５０のノズル出口５１に又はその近くに、例えばノズル出口５１に隣接して配置される。
【0187】
図７の噴霧ノズル２５において、粉末出口５５は、ガスと乾燥粉末４との初期混合がノズル出口５１の上流のノズル本体５０の内部で生じるように、ノズル出口５１の上流のノズル本体５０内に配置される。ガス出口５７は、ノズル出口５１の上流のノズル本体５０内に配置される。
【0188】
ガス出口５７は、粉末出口５５を取り囲む環状出口を含んでもよい。粉末出口５５は、ノズル本体５０の長手方向軸線Ｘ－Ｘ上の中心に配置されてもよい。
【0189】
【0190】
ノズル本体５０は、互いに組み立てられる複数の部品を含んでもよい。例えば、ノズル本体５０は、第１の本体要素６２と、第２の本体要素６３と、キャップ要素６５と、を含んでもよい。
【0191】
第２の本体要素６３は、第１の本体要素６２に接続されてもよく、これらの要素は、Ｏリングシール６４によって一緒に封止されてもよい。代替的に、第１の本体要素６２及び第２の本体要素６３は、単一部品として形成されてもよい。キャップ要素６５は、第２の本体要素６３に接続されてもよく、これらの要素は、ガスケットシール６６によって一緒に封止されてもよい。
【0192】
第１の導管５２及び粉末出口５５の少なくとも一部分を画定する第１の管状要素６０が提供されてもよい。第１の管状要素６０は、ノズル本体５０の第２の本体要素６３に接続されてもよく、又は第２の本体要素６３の一体部分を含んでもよい。
【0193】
第１の管状要素６０は、円筒形であり、内径が一定である近位部分７０を有し得る。第１の管状要素６０は、粉末出口５５の方向に内径が減少するテーパ状の遠位部分７１を更に有し得る。第１の管状要素６０は、それ自体が円筒形であり、内径が一定である、粉末出口５５の開口を画定する末端部分７２を更に有し得る。
【0194】
第１の導管５２及び粉末入口５４の別の部分を画定する第２の管状要素６１が提供されてもよい。第２の管状要素６１は、ノズル本体５０の第１の本体要素６２に接続されてもよく、又は第１の本体要素６２の一体部分を含んでもよい。
【0195】
第２の管状要素６１は、それ自体が粉末入口５４を画定し、円筒形であり、内径が一定である、近位部分７３を有し得る。第２の管状要素６１は、第１の管状要素６０の方向に内径が減少するテーパ状の遠位部分７４を更に有し得る。第２の管状要素６１は任意選択的に、円筒形であり、内径が一定である、第１の管状要素６０の近位部分７０に接続された末端部分７５を更に有し得る。
【0196】
第１の導管５２は、粉末入口５４と粉末出口５５との間の直線導管であることが好ましく、例えば、第２の管状要素６１の部分７３～７５及び第１の管状要素６０の部分７０～７２は、ノズル本体５０の長手方向軸線Ｘ－Ｘと位置合わせされることが好ましく、それぞれがノズル本体５０の長手方向軸線Ｘ－Ｘと一致することがより好ましい。
【0197】
ノズル出口５１は、ノズル本体５０の第１の端面８０に配置されてもよく、粉末入口５４は、ノズル本体５０の反対側の第２の端面８１に配置されてもよい。
【0198】
第１の導管５２は、好ましくは、内径が粉末入口５４における第１の直径から粉末出口５５における又は粉末出口５５に隣接する第２の直径まで、例えば１つ以上のテーパ部分、すなわち遠位部分７１及び遠位部分７４のみを介して減少するボアを含む。
【0199】
第１の導管５２のボアは、好ましくは滑らかであり、使用時に乾燥粉末４の障害物又は集積点をもたらす可能性がある急な内向きの肩部又は割れ目がない。
【0200】
キャップ要素６５は、第１の管状要素６０の遠位端を覆って連結されてもよい。キャップ要素６５は、ノズル出口５１を構成する開口を含んでもよい。互いに連結されると、第１の管状要素６０の遠位端は、図１０に最も明確に示されるように、第１の管状要素６０とキャップ要素６５との間の環状隙間がガス出口５７を画定するように、キャップ要素６５内の開口内に又は開口に隣接して配置され得る。第１の管状要素６０とキャップ要素６５との間の管状隙間は、０．２～２．０ｍｍ、任意選択的に０．２～１．０ｍｍ、任意選択的に０．２５～０．９ｍｍ、任意選択的に０．６ｍｍであり得る。
【0201】
第２の本体要素６３は、第２の導管５３を部分的に画定し得る。ガス入口５６は、横方向に配向されてもよく、例えばノズル本体５０の側面に配置されてもよい。第２の導管５３は、ガス入口５６から横方向に延びる第１の部分５８と、第１の部分５８からガス出口５７まで長手方向に延びる第２の部分５９と、を含み得る。
【0202】
第１の管状要素６０は、第２の導管５３の第２の部分５９内に受容されてもよく、第２の導管５３はその領域内に、第２の本体要素６３の内面と第１の本体要素６２の外面との間に延びる環状導管を含むことになる。
【0203】
この実施形態における粉末出口５５は、単一の粉末開口である。単一の粉末開口は、第１の管状要素６０の遠位端に提供されてもよく、ノズル本体５０の長手方向軸線Ｘ－Ｘに沿って配向される。粉末開口は、０．５～５．０ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．０ｍｍのオリフィス直径を有し得る。
【0204】
使用時、粉末入口５４は、装置１の供給導管１６に接続され得る。ガス入口５６は、供給ライン２３に接続され得る。供給ライン２３からのガスの流れは、ガス入口５６を通って噴霧ノズル２５に入り、第１の部分５８及び第２の部分５９に沿って通過した後、ガス出口５７及びノズル出口５１を通って出る。粉末出口５５に近接して通過するガスの流れは、圧力の低下を引き起こし、粉末出口５５において吸引力を生成する。この吸引力は、第１の導管５２を通る下方への乾燥粉末４の流れを支援する。供給導管１６からの乾燥粉末４は、重力によって粉末入口５４に供給され、重力の作用が乾燥粉末を第１の導管５２の下方に駆動する。粉末出口５５における吸引力は、例えば、粉末出口５５に向かって乾燥粉末４を引き込むのを助けることによって、及び／又は粉末出口５５の閉塞を防止するために粉末出口５５の近傍で第１の導管５２内の乾燥粉末４を流動化することによって、乾燥粉末４の移動を助ける。
【0205】
供給ライン２３には、６０リットル／分（ｌｐｍ）超、任意選択的に１００ｌｐｍ超、任意選択的に１５０ｌｐｍ超、任意選択的に２００ｌｐｍ超の流量でガスが供給され得る。いくつかの例では、供給ラインは、１ｂａｒｇの圧力において６０ｌｐｍ超、いくつかの例では、２ｂａｒｇの圧力において１００ｌｐｍ超、いくつかの例では、３ｂａｒｇの圧力において１４０ｌｐｍ超、いくつかの例では、４ｂａｒｇの圧力において１７５ｌｐｍ超、いくつかの例では、５ｂａｒｇの圧力において２１５ｌｐｍ超、及びいくつかの例では、６ｂａｒｇの圧力において２５０ｌｐｍ超でガスを供給する。
【0206】
第１の導管５２の直径が粉末出口５５の方向に減少することは、乾燥粉末４の粒子に剪断力を付与する効果を有し得、これは、粒子の少なくとも一部の粒径の減少をもたらし得る。例えば、乾燥粉末４のｄ５０（体積による）は、第１の導管５２を通る輸送中に低減され得る。
【0207】
粉末出口５５及びガス出口５７は、例えばノズル本体５０の外部の領域及びノズル出口５１の下流において、ガスと乾燥粉末４との混合を促進するように配向される。ガスと乾燥粉末４との混合は、乾燥粉末４の分散及び／又は脱凝集を支援し得る。
【0208】
粉末出口５５及びガス出口５７の数、サイズ、形状、及び相対的な位置決めは、噴霧ノズル２５から出る乾燥粉末プルームの形状及びサイズを制御するために使用され得る。例えば、図７～図９の噴霧ノズル２５の実施形態は、横断面に円形を有する乾燥粉末の円錐状プルームを生成するのに特に好適であり得る。乾燥粉末のプルームは、フィルタ２の長手方向軸線と一致し得るノズル本体５０の長手方向軸線Ｘ－Ｘの中心にあってもよい。
【0209】
ガス出口５７を出るガスの流速はまた、噴霧ノズル２５から出る乾燥粉末プルームの形状及びサイズを制御するために変化されることができる。
【0210】
図１１～図１２は、本開示による粉末噴霧ノズル２５の第２の実施形態を示す。図８～図１０の第１の実施形態に示されたものと同じ噴霧ノズル２５の部品には、同じ参照番号が使用されている。以下の説明では、２つの装置間の相違点のみを説明する。他の全ての詳細については、読者は、図８～図１０を参照して上述した噴霧ノズルの説明に誘導され、これは、本実施形態に等しく適用される。
【0211】
この実施形態では、粉末出口５５は、第１の管状要素６０の遠位端に複数の粉末開口を含む。それぞれの粉末開口は、０．５～５．０ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．０ｍｍのオリフィス直径を有し得る。粉末開口のうちの少なくとも１つは、ノズル本体５０の長手方向軸線Ｘ－Ｘに沿って配向され得る。残りの粉末開口は、長手方向軸線Ｘ－Ｘに対して発散角度で配向され得る。
【0212】
第１の管状要素６０とキャップ要素６５との間の間隙は、前述のようにガス出口５７を画定する。それぞれの粉末開口は、第２の導管５３のガス出口５７と関連付けられる。特に、それぞれの粉末開口は、キャップ要素６５からの環状隙間によって囲まれてもよい。それぞれの粉末開口の周りの第１の管状要素６０とキャップ要素６５との間の環状隙間は、０．２～２．０ｍｍ、任意選択的に０．２～１．０ｍｍ、任意選択的に０．２５～０．９ｍｍ、任意選択的に０．６ｍｍであり得る。
【0213】
図１１～図１２の噴霧ノズル２５の実施形態は、横断面において重なり合う円からなる形状を有する乾燥粉末のマルチコーン形状プルームを生成するのに特に好適であり得る。乾燥粉末のプルームは、フィルタ２の長手方向軸線と一致し得るノズル本体５０の長手方向軸線Ｘ－Ｘの中心にあってもよい。粉末出口５５の粉末開口に近接して通過するガスの流れの作用は、圧力の低下を引き起こして、上述のように粉末出口５５において吸引力を生成する。この吸引力は、第１の導管５２を通る下方への乾燥粉末４の流れを支援する。
【0214】
図１３～図１５は、本開示による粉末噴霧ノズル２５の第３の実施形態を示す。第１の実施形態及び第２の実施形態に示されたものと同じ噴霧ノズル２５の部品には、同じ参照番号が使用されている。以下の説明では、装置間の相違点のみを説明する。他の全ての詳細については、読者は、図８～図１２を参照して上述した噴霧ノズルの説明に誘導され、これは、本実施形態に等しく適用される。
【0215】
この実施形態では、粉末出口５５は、図８～図１０の第１の実施形態と同様に単一の粉末開口である。単一の粉末開口は、第１の管状要素６０の遠位端に提供されてもよく、ノズル本体５０の長手方向軸線Ｘ－Ｘに沿って配向される。粉末開口は、０．５～５．０ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．０ｍｍのオリフィス直径を有し得る。
【0216】
ガス出口５７は、図１３に示すように、複数の任意選択の追加のガス通気孔９０が提供されていることを除いて、第１の実施形態と同じである。
【0217】
この実施形態は、第１に、第１の導管５２が、内径が粉末入口５４における第１の直径から粉末出口５５における又は粉末出口５５に隣接する第２の直径まで滑らかに減少するボアを含む点で異なる。例えば、ボアは、滑らかなテーパ部分８５と円筒形部分８６とを含み得る。第１の導管５２のボアは、好ましくは滑らかであり、使用時に乾燥粉末４の障害物又は集積点をもたらす可能性がある急な内向きの肩部又は割れ目がない。
【0218】
この実施形態はまた、ノズル出口５１から離間配置され、ノズル出口５１から出るガス及び乾燥粉末の流れに衝突するように１つ以上のガスの二次流れ１０５を方向付けるように配向された１つ以上の二次ガス出口１００が提供されることで相違する。衝突は、ノズル本体５０の外部で、ノズル出口５１から離れた位置になる。
【0219】
図１５に示されるように、１つ以上の二次ガス出口１００は、ノズル出口５１から出るガス及び乾燥粉末の流れ１０３に対する入射角αが３０～９０°、任意選択的に４５～７５°、任意選択的に６０°であるように、１つ以上のガスの二次流れ１０５を方向付けるように配向される。
【0220】
２つ、４つ、６つ、８つ又はそれ以上の二次ガス出口１００が提供されてもよい。それらは、１対、２対、３対、４対又はそれ以上の対の二次ガス出口１００として提供されてもよい。二次ガス出口１００のそれぞれの対は、ノズル出口５１の互いに反対側に位置する２つの二次ガス出口を含み得る。
【0221】
二次ガス出口１００のそれぞれは、０．５～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍのオリフィス直径を有し得る。
【0222】
二次ガス出口１００は、１つ以上の二次ガス出口１００がノズル出口５１の軸方向下流に配置されるように、ノズル出口５１を含むノズル本体５０の面から突出する１つ以上の脚部１０１に提供されてもよい。例えば、二次ガス出口１００は、ノズル出口の軸方向下流の２～２０ｍｍ、任意選択的に８～１５ｍｍに配置され得る。
【0223】
それぞれの脚部１０１は、１つ、２つ、又はそれ以上の二次ガス出口１００を含み得る。
【0224】
ノズル本体５０には、２つの脚部１０１が提供されてもよい。２つの脚部１０１は、図１３～図１５に示されるように、ノズル出口５１を挟んで互いに対向していてもよい。この構成は、長円形、楕円形、又は扇形の乾燥粉末プルームを生成するのに特に好適であり得る。
【0225】
あるいは、ノズル本体５０には、４つの脚部１０１が提供されてもよい。４つの脚部は、ノズル出口５１の周りに９０°の間隔で等間隔に配置され得る。
【0226】
ノズル本体５０は、二次ガス出口１００にガスを供給するための、第２の導管５３とは別個の第３の導管１０２を含んでもよい。第３の導管１０２は、キャップ要素６５に提供され得る入口１０４を有してもよい。
【0227】
使用中、先の実施形態と同様に、粉末出口５５に近接して通過するガスの流れの作用は、圧力の低下を引き起こし、上述のように粉末出口５５において吸引力を生成する。この吸引力は、第１の導管５２を通る下方への乾燥粉末４の流れを支援する。加えて、先の実施形態と同様に、粉末出口５５及びガス出口５７は、例えばノズル本体５０の外部の領域及びノズル出口５１の下流において、ガスと乾燥粉末４との混合を促進するように配向される。ガスと乾燥粉末４との混合は、乾燥粉末４の分散及び／又は脱凝集を支援し得る。加えて、乾燥粉末４へのガスの二次流れ１０５の衝突は、プルームの追加の成形、並びに／又は乾燥粉末４の追加の分散及び／若しくは脱凝集をもたらし得る。
【0228】
図１６は、本開示による粉末噴霧ノズル２５の第４の実施形態を示す。上記の実施形態に示されたものと同じ噴霧ノズル２５の部品には、同じ参照番号が使用されている。以下の説明では、装置間の相違点のみを説明する。他の全ての詳細については、読者は、図８～図１２を参照して上述した噴霧ノズルの説明に誘導され、これは、本実施形態に等しく適用される。
【0229】
この実施形態では、噴霧ノズル２５は、第１の導管５２内に配置された洗浄ノズル１１０を更に含み、洗浄ノズル１１０は、ガス供給源に接続可能な入口１１１と、粉末出口５５に向けて配向された出口１１２と、を含む。
【0230】
洗浄ノズルの出口１１２は、粉末出口５５から４～２５ｍｍに配置され得る。洗浄ノズルの出口１１２は、０．５～１．５ｍｍ、任意選択的に０．５ｍｍのオリフィス直径を有し得る。
【0231】
使用時に、圧縮ガス流を粉末出口５５の内面で出口１１２から噴出させて、粉末出口５５の領域に堆積した乾燥粉末４を分解して除去することができる。洗浄ノズル１１０の洗浄機能は、それぞれのフィルタ２の処理の合間に作動されてもよく、フィルタ２の処理中に、すなわち乾燥粉末４の流れが第１の導管５２を通って流れている間に作動されてもよい。洗浄ノズル１１０からのガスの流れは、単一のバーストであってもよく又は複数のバーストであってもよい。
【0232】
洗浄ノズル１１０は、第１の導管５２内に吸引力を生成して、第１の導管５２を通る乾燥粉末４の流れを支援するように構成されてもよい。洗浄ノズル１１０はまた、第１の導管５２内、特に粉末出口５５の近傍で乾燥粉末４を流動化するように構成されてもよい。
【0233】
洗浄ノズル１１０は、洗浄ノズル１１０の外壁と第１の導管５２の内壁との間に乾燥粉末４のための環状流空間１１４を画定するように第１の導管５２内に配置された細長い管状要素１１３を含んでもよい。
【0234】
洗浄ノズル１１０は、上述した噴霧ノズル２５の実施形態のいずれかに組み込まれ得る。
【0235】
上述の実施形態のいずれにおいても、乾燥粉末４の供給源は、第１の乾燥粉末の供給源及び第２の乾燥粉末の供給源を含み得る。第１の導管５２は、第１の乾燥粉末の供給源と連通する第１の粉末入口と、第２の乾燥粉末の供給源と連通する第２の粉末入口と、を含み得る。第２の導管５３を通ってガス出口５７から流出するガスは、粉末出口５５において吸引力を生成して、第１の導管５２を通って粉末出口５５及びノズル出口５１から流出する第１の乾燥粉末及び第２の乾燥粉末の流れを促進し得る。第１の導管５２は、その長さの少なくとも一部分に沿った第１の乾燥粉末のための第１の流路と、その長さの少なくとも一部分に沿った第２の乾燥粉末のための第２の流路と、を含み得、第１の流路及び第２の流路は互いに分離している。第１の流路及び第２の流路は、同心円状に配置された流路を含み得る。
【0236】
上述の実施形態のいずれにおいても、装置１は、図１７に例として示されるように、流導管１０とフィルタ２との間にアダプタ１２０を更に備え得る。アダプタ１２０は、一次ガス流の形状及び／又はサイズをフィルタ２の入口面の形状及びサイズに適合させるように機能し得る。例えば、流導管１０の直径は、入口面の直径と異なっていてもよい。流導管１０の直径は、入口面の直径より大きくても小さくてもよい。形状は異なっていてもよく、例えば、流導管１０は円形の断面形状を有してもよく、フィルタ２の入口面は楕円形を有してもよい。
【0237】
アダプタ１２０は、流導管１０との流体密接続を提供するためにその上端に上方シール１２１が提供され、フィルタ２の入口面の周りに流体密シールを提供するためにその下端に下方シール１２２が提供された管状本体を含み得る。下方シール１２２は、上述した上方シールブラダ３１に加えてもよく、又はその代わりであってもよい。第３のシール１２３は、フィルタ２の出口面の周りの流体密シールのために提供されてもよい。第３のシール１２３は、上述した下方シールブラダ３０に加えてもよく、又はその代わりであってもよい。
【0238】
上方シール１２１、下方シール１２２、及び第３のシール１２３は、膨張式ブラダシールであってもよく、又は弾力的で可撓性のある非膨張式シールであってもよい。
【0239】
アダプタ１２０の上端は、流導管１０の下端の内径に適合された第１の内径を有し得る。好ましくは、内径は互いに実質的に等しい。好ましくは、部品間の境界面における断面形状も一致する。アダプタ１２０の下端は、フィルタ２の入口面の直径に適合された第２の内径を有し得る。好ましくは、直径は互いに実質的に等しい。好ましくは、部品間の境界面における断面形状も一致する。
【0240】
アダプタ１２０の第１の内径は、第２の内径より大きくてもよい。あるいは、アダプタ１２０の第１の内径は、第２の内径より小さくてもよい。
【0241】
アダプタ１２０の内面は、好ましくは滑らかであり、乾燥粉末４のための集積点を形成する可能性がある割れ目又は急な肩部がない。例えば、内面は、第１の内径から第２の内径へ、例えば、図１７に示されるような１つ以上のテーパ部分を介して、滑らかに遷移し得る。
上述の実施形態のいずれかでは、流導管１０は、噴霧デバイス７とフィルタ２の入口面との間に無妨害の流路を提供するために、空であってもよい。代替的に、流導管１０は、噴霧デバイス７とフィルタ２の入口面との間に挿入された流量調整器を備えてもよく、流量調整器は、乾燥粉末４の分散を促進するように作用する。例えば、流量調整器は、静的ミキサー、メッシュ、ふるい、バッフル、及びオリフィスプレートのうちの１つ以上を含み得る。
上述の実施形態のいずれかでは、流導管１０は、噴霧デバイス７とフィルタ２の入口面との間に無妨害の流路を提供するために、空であってもよい。代替的に、流導管１０は、噴霧デバイス７とフィルタ２の入口面との間に挿入された流量調整器を備えてもよく、流量調整器は、乾燥粉末４の分散を促進するように作用する。例えば、流量調整器は、静的ミキサー、メッシュ、ふるい、バッフル、及びオリフィスプレートのうちの１つ以上を含み得る。
【0242】
図１８及び図１９は、流導管１０内のガス流及び／又はガス速度の均一性を改善するために、図２０に示すように、流導管１０又はアダプタ１２０の途中に位置付けられ得る、開口ディスクの形態の流量調整器１４０の一例を示す。開口付きディスクは、複数の開口１４２を有する本体１４１を含む。開口１４２は、環状又は部分環状又は他の形態であってもよい。図１９に示されるように、開口１４２は、ガス及び乾燥粉末４の流れを長手方向から逸らすために、流量調整器１０の長手方向軸線に対して角度を付けられてもよい。開口１４２は、下向きの流れを流量調整器１０の周囲に向けるように、外向きに発散していてもよい。
【0243】
流量調整器１４０は、様々なサイズであってもよく、流導管１０の断面の一部又は全部を占めてもよい。流量調整器１０は、流量調整器１４０を介して全ての流れを強制することができ、又は流れの一部分が流量調整器１４０を迂回することを可能にすることができる。
【0244】
流量調整器１４０は、流導管１０又はアダプタ１２０と一体化されてもよい。あるいは、流量調整器１４０は、噴霧ノズル２５と一体化されてもよい。例えば、流量調整器１４０は、噴霧ノズル２５に取り付けられ、ノズル出口５１の下流に位置付けられたディフューザを形成し得る。
【0245】
代替的な構成では、図２１に概略的に示されるように、流量調整器１４０は、ガスと乾燥粉末４との混合物を乾燥粉末４の供給源から流導管１０内に直接、すなわち介在する噴霧ノズルなしで放出するために使用され得る。例えば、乾燥粉末は、貯蔵ユニット１３０から移送導管１３１（上述のような）を介して流量調整器１４０を組み込んだ出口に直接運ばれてもよい。そのような例では、乾燥粉末４は、Ｇｅｍａ Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ ＧｍｂＨ（Ｓｔ．Ｇａｌｌｅｎ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から入手可能なものなどの粉末供給システムによって流量調整器１４０を組み込んだ出口に運ばれ得る。
【0246】
上述の実施形態のいずれにおいても、流導管１０は、噴霧ノズル２５の場所を通過するガスの一次流れの均一な、好ましくは一軸の流れを促進するようなサイズ及び形状にすることができる。例えば、流導管１０への入口の場所は、ガスの一次流れが噴霧ノズル２５に到達する前に安定することを可能にするように、噴霧ノズル２５の上流に距離をおいて配置されてもよい。例えば、流導管１０への入口は、噴霧ノズル２５の場所の手前５０ｃｍ超、任意選択的に１００ｃｍ超、任意選択的に１４０ｃｍ超であってもよい。追加的に又は代替的に、流導管１０への入口は、流導管１０の長手方向軸線に平行であるように、又は流導管１０の長手方向軸線からの発散が最小限のみになるように配向されてもよい。例えば、流導管への入口は、噴霧ノズル２５の場所から１００ｃｍ、任意選択的に１４０ｃｍの距離内で流導管１０の長手方向軸線から２０°以下、任意選択的に１５°以下、任意選択的に１０°以下の発散に角度付けられた（例えば、大気に開放された）流入空気のための入口パイプであってもよい。
【0247】
本開示によれば、粉末噴霧システム及び／又は粉末噴霧ノズルは、従来技術のフィルタと比較して１つ以上の利点を有する処理済みフィルタを製造するために使用され得る。
【0248】
本開示の更なる態様及び実施形態を以下の項に記載する。
【0249】
項Ａ１．粉末噴霧システムであって、
ａ）乾燥粉末の供給源と、
ｂ）噴霧ノズルと、
ｃ）乾燥粉末の供給源を噴霧ノズルに接続する供給導管と、を備え、
噴射ノズルは、
ｉ）ノズル出口を有するノズル本体と、
ｉｉ）乾燥粉末のための第１の導管と、
ｉｉｉ）ガスのための第２の導管と、を備え、
第１の導管は、供給導管と連通する粉末入口と粉末出口との間に延びており、
第２の導管は、ガス入口とガス出口との間に延びており、ガス出口は、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスが、粉末出口において吸引力を生成して、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、粉末出口に近接して配置されており、
粉末出口及びガス出口は、ガスと乾燥粉末との混合を促進するように配向されている、粉末噴霧システム。
ａ）乾燥粉末の供給源と、
ｂ）噴霧ノズルと、
ｃ）乾燥粉末の供給源を噴霧ノズルに接続する供給導管と、を備え、
噴射ノズルは、
ｉ）ノズル出口を有するノズル本体と、
ｉｉ）乾燥粉末のための第１の導管と、
ｉｉｉ）ガスのための第２の導管と、を備え、
第１の導管は、供給導管と連通する粉末入口と粉末出口との間に延びており、
第２の導管は、ガス入口とガス出口との間に延びており、ガス出口は、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスが、粉末出口において吸引力を生成して、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、粉末出口に近接して配置されており、
粉末出口及びガス出口は、ガスと乾燥粉末との混合を促進するように配向されている、粉末噴霧システム。
【0250】
項Ａ２．粉末出口は、ガスと乾燥粉末との初期混合がノズル出口の上流のノズル本体の内部で生じるように、ノズル出口の上流のノズル本体内に配置されている、項Ａ１に記載の粉末噴霧システム。
【0251】
項Ａ３．ガス出口は、ノズル出口の上流のノズル本体内に位置する、項Ａ１又は項Ａ２に記載の粉末噴霧システム。
【0252】
項Ａ４．粉末出口は、ガスと乾燥粉末との初期混合がノズル本体の外側で生じるように、ノズル本体のノズル出口に又はその近くに配置されている、項Ａ１に記載の粉末噴霧システム。
【0253】
項Ａ５．ガス出口は、ノズル本体のノズル出口に又はその近くに配置されている、項Ａ４に記載の粉末噴霧システム。
【0254】
項Ａ６．ガス出口は、粉末出口を取り囲む環状出口を含む、項Ａ１～Ａ５のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0255】
項Ａ７．粉末出口は、ノズル本体の長手方向軸線上の中心に配置されている、項Ａ１～Ａ６のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0256】
項Ａ８．粉末出口は、単一の粉末開口を含む、項Ａ１～Ａ７のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0257】
項Ａ９．粉末出口は複数の粉末開口を含み、それぞれの粉末開口は、第２の導管のガス出口に関連付けられている、項Ａ１～Ａ７のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0258】
項Ａ１０．複数の粉末開口のうちの少なくとも１つは、ノズル本体の長手方向軸線に沿って配向されている、項Ａ９に記載の粉末噴霧システム。
【0259】
項Ａ１１．複数の粉末開口のうちの少なくとも１つは、ノズル本体の長手方向軸線に対して発散角度で配向されている、項Ａ９又は項Ａ１０に記載の粉末噴霧システム。
【0260】
項Ａ１２．当該粉末開口又はそれぞれの粉末開口は、０．５～５．０ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．０ｍｍのオリフィス直径を有する、項Ａ８～Ａ１１のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0261】
項Ａ１３．ガス出口は、当該の関連する粉末開口又はそれぞれの関連する粉末開口を取り囲む環状開口を含む、項Ａ８～Ａ１２のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0262】
項Ａ１４．環状開口は、０．２～２．０ｍｍ、任意選択的に０．２～１．０ｍｍ、任意選択的に０．２５～０．９ｍｍ、任意選択的に０．６ｍｍの幅を有する、項Ａ６又は項Ａ１３に記載の粉末噴霧システム。
【0263】
項Ａ１５．ノズル出口は、ノズル本体の第１の端面に配置され、粉末入口は、ノズル本体の反対側の第２の端面に配置されている、項Ａ１～Ａ１４のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0264】
項Ａ１６．第１の導管は、粉末入口と粉末出口との間の直線導管である、項Ａ１～Ａ１５のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0265】
項Ａ１７．第１の導管は、ノズル本体の長手方向軸線に平行であり、任意選択的に該長手方向軸線と一致する、項Ａ１～Ａ１６のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0266】
項Ａ１８．第１の導管は、内径が粉末入口における第１の直径から粉末出口における又は粉末出口に隣接する第２の直径まで減少するボアを含む、項Ａ１～Ａ１７のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0267】
項Ａ１９．第１の導管は、内径が粉末入口における第１の直径から粉末出口における又は粉末出口に隣接する第２の直径まで滑らかに減少するボアを含む、項Ａ１～Ａ１８のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0268】
項Ａ２０．第１の導管は、内径が粉末入口における第１の直径から粉末出口における又は粉末出口に隣接する第２の直径まで、専ら１つ以上のテーパ部分を介して減少するボアを含む、項Ａ１～Ａ１９のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0269】
項Ａ２１．ノズル本体は、ノズル出口から離間配置され、１つ以上のガスの二次流れを、ノズル出口から出るガス及び乾燥粉末の流れに衝突するように方向付けるように配向された１つ以上の二次ガス出口を含み、衝突は、ノズル本体の外部で、ノズル出口から離れている、項Ａ１～Ａ２０のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0270】
項Ａ２２．１つ以上の二次ガス出口は、ノズル出口から出るガス及び乾燥粉末の流れに対する入射角が３０～９０°、任意選択的に４５～７５°、任意選択的に６０°であるように、１つ以上のガスの二次流れを方向付けるように配向されている、項Ａ２１に記載の粉末噴霧システム。
【0271】
項Ａ２３．１つ以上の二次ガス出口は、２つ、４つ、６つ、８つ、又はそれ以上の二次ガス出口を含み、任意選択的に、１つ以上の二次ガス出口は、１対、２対、３対、４対、又はそれ以上の対の二次ガス出口を形成し、二次ガス出口のそれぞれの対は、ノズル出口の互いに反対側に位置する２つの二次ガス出口を含む、項Ａ２１又は項Ａ２２に記載の粉末噴霧システム。
【0272】
項Ａ２４．二次ガス出口のそれぞれは、０．５～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍのオリフィス直径を有する、項Ａ２１～Ａ２３のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0273】
項Ａ２５．１つ以上の二次ガス出口は、１つ以上の二次ガス出口がノズル出口の軸方向下流に配置されるように、ノズル出口を含むノズル本体の面から突出する１つ以上の脚部に提供され、任意選択的に、１つ以上の二次ガス出口は、ノズル出口の軸方向下流の２～２０ｍｍ、任意選択的に８～１５ｍｍに配置されている、項Ａ２１～Ａ２４のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0274】
項Ａ２６．ノズル本体は、二次ガス出口にガスを供給するための、第２の導管とは別個の第３の導管を含む、項Ａ２１～Ａ２５のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0275】
項Ａ２７．ノズル本体は、少なくとも第１の導管の粉末出口を画定する管状要素と、キャップ要素と、を含み、管状要素とキャップ要素との間の隙間は、ガス出口を画定する、項Ａ１～Ａ２６のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0276】
項Ａ２８．管状要素とキャップ要素との間の隙間は、０．２～２．０ｍｍ、任意選択的に０．２～１．０ｍｍ、任意選択的に０．２５～０．９ｍｍ、任意選択的に０．６ｍｍである、項Ａ２７に記載の粉末噴霧システム。
【0277】
項Ａ２９．乾燥粉末の供給源は、ノズル本体の第１の導管と位置合わせされ、任意選択的に、乾燥粉末の供給源は、第１の導管の長手方向軸線と一致する、項Ａ１～Ａ２８のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0278】
項Ａ３０．乾燥粉末の供給源と噴霧ノズルとの間の供給導管は直線状である、項Ａ１～Ａ２９のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0279】
項Ａ３１．乾燥粉末の供給源と噴霧ノズルとの間の供給導管は、１～２０ｍｍ、任意選択的に５～１０ｍｍの内径を有する、項Ａ１～Ａ３０のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0280】
項Ａ３２．噴霧ノズルは、ノズル出口が下方を向き、乾燥粉末の供給源が噴霧ノズルの真上に配置されるように配向されている、項Ａ１～Ａ３１のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0281】
項Ａ３３．第１の導管内に配置された洗浄ノズルを更に備え、洗浄ノズルは、ガスの供給源に接続され、粉末出口に向けて配向された出口を有する、項Ａ１～Ａ３２のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0282】
項Ａ３４．洗浄ノズルの出口は、粉末出口から２～５０ｍｍ、任意選択的に４～２５ｍｍに配置されている、項Ａ３３に記載の粉末噴霧システム。
【0283】
項Ａ３５．洗浄ノズルの出口は、１～１０個、任意選択的に１～３個のオリフィスを含み、任意選択的に、当該オリフィス又はそれぞれのオリフィスは、０．５～１．５ｍｍ、任意選択的に０．５ｍｍのオリフィス直径を有する、項Ａ３３又は項Ａ３４に記載の粉末噴霧システム。
【0284】
項Ａ３６．洗浄ノズルは、第１の導管内に吸引力を生成して、第１の導管を通る乾燥粉末の流れを促進するように構成されている、項Ａ３３～Ａ３５のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0285】
項Ａ３７．洗浄ノズルは、第１の導管内の乾燥粉末を流動化するように構成されている、項Ａ３３～Ａ３６のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0286】
項Ａ３８．洗浄ノズルは、洗浄ノズルの外壁と第１の導管の内壁との間に乾燥粉末のための環状流空間を画定するように第１の導管内に配置された細長い管状要素を含む、項Ａ３３～Ａ３７のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0287】
項Ａ３９．乾燥粉末の供給源は、第１の乾燥粉末の供給源及び第２の乾燥粉末の供給源を含み、第１の導管は、第１の乾燥粉末の供給源と連通する第１の粉末入口及び第２の乾燥粉末の供給源と連通する第２の粉末入口を含み、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスは、粉末出口において吸引力を生成し、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る第１の乾燥粉末及び第２の乾燥粉末の流れを促進する、項Ａ１～Ａ３８のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0288】
項Ａ４０．第１の導管は、その長さの少なくとも一部分に沿った第１の乾燥粉末のための第１の流路と、その長さの少なくとも一部分に沿った第２の乾燥粉末のための第２の流路と、を含み、第１の流路及び第２の流路は互いに分離しており、任意選択的に、第１の流路及び第２の流路は、同心円状に配置された流路を含む、項Ａ３９に記載の粉末噴霧システム。
【0289】
項Ｂ１．粉末噴霧ノズルであって、
ｉ）ノズル出口を有するノズル本体と、
ｉｉ）乾燥粉末のための第１の導管と、
ｉｉｉ）ガスのための第２の導管と、を備え、
第１の導管は、供給導管と連通する粉末入口と粉末出口との間に延びており、
第２の導管は、ガス入口とガス出口との間に延びており、ガス出口は、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスが、粉末出口において吸引力を生成して、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、粉末出口に近接して配置されており、
第１の導管は、粉末入口と粉末出口との間の直線導管である、粉末噴霧ノズル。
ｉ）ノズル出口を有するノズル本体と、
ｉｉ）乾燥粉末のための第１の導管と、
ｉｉｉ）ガスのための第２の導管と、を備え、
第１の導管は、供給導管と連通する粉末入口と粉末出口との間に延びており、
第２の導管は、ガス入口とガス出口との間に延びており、ガス出口は、第２の導管を通ってガス出口から流出するガスが、粉末出口において吸引力を生成して、第１の導管を通って粉末出口及びノズル出口から出る乾燥粉末の流れを促進するように、粉末出口に近接して配置されており、
第１の導管は、粉末入口と粉末出口との間の直線導管である、粉末噴霧ノズル。
【0290】
項Ｂ２．粉末出口及びガス出口は、ガスと乾燥粉末との混合を促進するように配向されている、項Ｂ１に記載の粉末噴霧ノズル。
【0291】
項Ｂ３．粉末出口は、ガスと乾燥粉末との初期混合がノズル出口の上流のノズル本体の内部で生じるように、ノズル出口の上流のノズル本体内に配置されている、項Ｂ１又は項Ｂ２に記載の粉末噴霧ノズル。
【0292】
項Ｂ４．ガス出口は、ノズル出口の上流のノズル本体内に配置されている、項Ｂ１～Ｂ３のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0293】
項Ｂ５．粉末出口は、ガスと乾燥粉末との初期混合がノズル本体の外側で生じるように、ノズル本体のノズル出口に又はその近くに配置されている、項Ｂ１又は項Ｂ２に記載の粉末噴霧ノズル。
【0294】
項Ｂ６．ガス出口は、ノズル本体のノズル出口に又はその近くに配置されている、項Ｂ５に記載の粉末噴霧ノズル。
【0295】
項Ｂ７．ガス出口は、粉末出口を取り囲む環状出口を含む、項Ｂ１～３７のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0296】
項Ｂ８．粉末出口は、ノズル本体の長手方向軸線上の中心に配置されている、項Ｂ１～Ｂ７のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0297】
項Ｂ９．粉末出口は、単一の粉末開口を含む、項Ｂ１～３９のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0298】
項Ｂ１０．粉末出口は複数の粉末開口を含み、それぞれの粉末開口は、第２の導管のガス出口に関連付けられている、項Ｂ１～３９のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0299】
項Ｂ１１．複数の粉末開口のうちの少なくとも１つは、ノズル本体の長手方向軸線に沿って配向されている、項４１に記載の粉末噴霧ノズル。
【0300】
項Ｂ１２．複数の粉末開口のうちの少なくとも１つは、ノズル本体の長手方向軸線に対して発散角度で配向されている、項４１又は項４２に記載の粉末噴霧ノズル。
【0301】
項Ｂ１３．当該粉末開口又はそれぞれの粉末開口は、０．５～５．０ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．０ｍｍのオリフィス直径を有する、項４１～４３のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0302】
項Ｂ１４．ガス出口は、当該の関連する粉末開口又はそれぞれの関連する粉末開口を取り囲む環状開口を含む、項４１～４４のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0303】
項Ｂ１５．環状開口は、０．２～２．０ｍｍ、任意選択的に０．２～１．０ｍｍ、任意選択的に０．２５～０．９ｍｍ、任意選択的に０．６ｍｍの幅を有する、項３８又は項４５に記載の粉末噴霧ノズル。
【0304】
項Ｂ１６．ノズル出口は、ノズル本体の第１の端面に配置され、粉末入口は、ノズル本体の反対側の第２の端面に配置されている、項Ｂ１～４６のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0305】
項Ｂ１７．第１の導管は、粉末入口と粉末出口との間の直線導管である、項Ｂ１～４７のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0306】
項Ｂ１８．第１の導管が、ノズル本体の長手方向軸線に平行であり、任意選択的に該長手方向軸線と一致する、項Ｂ１～４８のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0307】
項Ｂ１９．第１の導管は、内径が粉末入口における第１の直径から粉末出口における又は粉末出口に隣接する第２の直径まで減少するボアを含む、項Ｂ１～４９のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0308】
項Ｂ２０．第１の導管は、内径が粉末入口における第１の直径から粉末出口における又は粉末出口に隣接する第２の直径まで滑らかに減少するボアを含む、項Ｂ１～５０のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0309】
項Ｂ２１．第１の導管は、内径が粉末入口における第１の直径から粉末出口における又は粉末出口に隣接する第２の直径まで、専ら１つ以上のテーパ部分を介して減少するボアを含む、項Ｂ１～５１のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0310】
項Ｂ２２．ノズル本体は、ノズル出口から離間配置され、１つ以上のガスの二次流れを、ノズル出口から出るガス及び乾燥粉末の流れに衝突するように方向付けるように配向された１つ以上の二次ガス出口を含み、衝突は、ノズル本体の外部で、ノズル出口から離れている、項Ｂ１～５２のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0311】
項Ｂ２３．１つ以上の二次ガス出口は、ノズル出口から出るガス及び乾燥粉末の流れに対する入射角が３０～９０°、任意選択的に４５～７５°、任意選択的に６０°であるように、１つ以上のガスの二次流れを方向付けるように配向されている、項Ｂ２２に記載の粉末噴霧ノズル。
【0312】
項Ｂ２４．１つ以上の二次ガス出口は、２つ、４つ、６つ、８つ、又はそれ以上の二次ガス出口を含み、任意選択的に、１つ以上の二次ガス出口は、１対、２対、３対、４対、又はそれ以上の対の二次ガス出口を形成し、二次ガス出口のそれぞれの対は、ノズル出口の互いに反対側に位置する２つの二次ガス出口を含む、項Ｂ２２又は項Ｂ２３に記載の粉末噴霧ノズル。
【0313】
項Ｂ２５．二次ガス出口のそれぞれは、０．５～２．５ｍｍ、任意選択的に１．０～２．５ｍｍのオリフィス直径を有する、項Ｂ２２～Ｂ２４のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0314】
項Ｂ２６．１つ以上の二次ガス出口は、１つ以上の二次ガス出口がノズル出口の軸方向下流に配置されるように、ノズル出口を含むノズル本体の面から突出する１つ以上の脚部に提供され、任意選択的に、１つ以上の二次ガス出口は、ノズル出口の軸方向下流の２～２０ｍｍ、任意選択的に８～１５ｍｍに配置されている、項Ｂ２２～Ｂ２５のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0315】
項Ｂ２７．ノズル本体は、二次ガス出口にガスを供給するための、第２の導管とは別個の第３の導管を含む、項Ｂ２２～Ｂ２６のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0316】
項Ｂ２８．ノズル本体は、少なくとも第１の導管の粉末出口を画定する管状要素と、キャップ要素と、を含み、管状要素とキャップ要素との間の隙間は、ガス出口を画定する、項Ｂ１～Ｂ２７のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0317】
項Ｂ２９．管状要素とキャップ要素との間の隙間は、０．２～２．０ｍｍ、任意選択的に０．２～１．０ｍｍ、任意選択的に０．２５～０．９ｍｍ、任意選択的に０．６ｍｍである、項Ｂ２８に記載の粉末噴霧ノズル。
【0318】
項Ｂ３０．第１の導管内に配置された洗浄ノズルを更に備え、洗浄ノズルは、ガスの供給源に接続され、粉末出口に向けて配向された出口を有する、項Ｂ１～Ｂ２９のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0319】
項Ｂ３１．洗浄ノズルの出口は、粉末出口から２～５０ｍｍ、任意選択的に４～２５ｍｍに配置されている、項Ｂ３０に記載の粉末噴霧ノズル。
【0320】
項Ｂ３２．洗浄ノズルの出口は、１～１０個、任意選択的に１～３個のオリフィスを含み、任意選択的に、当該オリフィス又はそれぞれのオリフィスは、０．５～１．５ｍｍ、任意選択的に０．５ｍｍのオリフィス直径を有する、項Ｂ３０又は項Ｂ３１に記載の粉末噴霧ノズル。
【0321】
項Ｂ３３．洗浄ノズルは、第１の導管内に吸引力を生成して、第１の導管を通る乾燥粉末の流れを促進するように構成されている、項Ｂ３０～Ｂ３２のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0322】
項Ｂ３４．洗浄ノズルは、第１の導管内の乾燥粉末を流動化するように構成されている、項Ｂ３０～Ｂ３３のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0323】
項Ｂ３５．洗浄ノズルは、洗浄ノズルの外壁と第１の導管の内壁との間に乾燥粉末のための環状流空間を画定するように第１の導管内に配置された細長い管状要素を含む、項Ｂ３０～Ｂ３４のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0324】
項Ｂ３６．第１の導管は、第１の粉末入口及び第２の粉末入口を含む、項Ｂ１～Ｂ３５のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズル。
【0325】
項Ｂ３７．第１の導管は、その長さの少なくとも一部分に沿った第１の乾燥粉末のための第１の流路と、その長さの少なくとも一部分に沿った第２の乾燥粉末のための第２の流路と、を含み、第１の流路及び第２の流路は互いに分離しており、任意選択的に第１の流路及び第２の流路は、同心円状に配置された流路を含む、項Ｂ３６に記載の粉末噴霧ノズル。
【0326】
項Ｃ１．乾燥粉末は、
ａ）熱分解によって金属酸化物を形成するための金属化合物、
ｂ）金属酸化物、若しくは
ｃ）エアロゲルを含むか又はそれらからなる、項Ａ１～Ａ４０のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
ａ）熱分解によって金属酸化物を形成するための金属化合物、
ｂ）金属酸化物、若しくは
ｃ）エアロゲルを含むか又はそれらからなる、項Ａ１～Ａ４０のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0327】
項Ｃ２．金属化合物は、金属水酸化物、金属リン酸塩、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属過塩素酸塩、金属ヨウ化物、金属シュウ酸塩、金属酢酸塩、金属塩素酸塩、若しくはそれらの混合物を含むか又はそれらからなる、項Ｃ１に記載の粉末噴霧システム。
【0328】
項Ｃ３．金属化合物の金属は、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、ジルコニウム、マンガン、リチウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、若しくはガリウムのうちの１つ以上を含むか又はそれらからなる、項Ｃ１又は項Ｃ２に記載の粉末噴霧システム。
【0329】
項Ｃ４．金属酸化物の選択肢ｃ）は、１つ以上のヒュームド金属酸化物又はヒュームド混合酸化物、例えば、ヒュームドアルミナ、ヒュームドシリカ、又はヒュームドチタニアを含む、項Ｃ１～Ｃ３のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0330】
項Ｃ５．エアロゲルは、シリカエアロゲル、アルミナエアロゲル、カーボンエアロゲル、チタニアエアロゲル、ジルコニアエアロゲル、セリアエアロゲル、金属酸化物エアロゲル及び混合酸化物エアロゲルのうちの１つ以上を含む、項Ｃ１～Ｃ４のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0331】
項Ｃ６．乾燥粉末は、１～３ｇ／ｃｍ３、任意選択的に１．５～２．５ｇ／ｃｍ３、任意選択的に約２ｇ／ｃｍ３のタップ密度を有する、項Ｃ１～Ｃ５のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0332】
項Ｃ７．乾燥粉末は、１０マイクロメートル未満、任意選択的に５マイクロメートル未満、任意選択的に約２マイクロメートルのｄ５０（体積による）を有する、項Ｃ１～Ｃ６のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム。
【0333】
項Ｄ１．排気ガスから粒子状物質を濾過するためのフィルタを処理する装置であって、装置は、項Ａ１～Ａ４０若しくはＣ１～Ｃ７のいずれか一項に記載の粉末噴霧システム、又は項Ｂ１～Ｂ３７のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズルを備える、装置。
【0334】
項Ｄ２．フィルタを保持するためのフィルタホルダを更に備え、粉末噴霧ノズルのノズル出口は、乾燥粉末をフィルタの入口面に向けて噴霧するように配向される、項Ｄ１に記載の装置。
【0335】
項Ｄ３．フィルタを通るガスの一次流れを生成するためにフィルタの出口面と連通する真空発生器を更に備え、粉末噴霧ノズルは、フィルタの入口面の上流に配置され、フィルタの入口面の上流のガスの一次流れの中に乾燥粉末を噴霧するように配向されている、項Ｄ２に記載の装置。
【0336】
項Ｄ４．装置は、ガスの一次流れをフィルタの入口面に向けてチャネリングするための入口面の上流の流導管と、流導管とフィルタとの間に配置されたアダプタと、を更に備え、アダプタは、流導管の形状及び／又はサイズをフィルタの入口面の形状及び／又はサイズに適合させるように構成されている、項Ｄ３に記載の装置。
【0337】
項Ｄ５．アダプタは、その上端に上方シールと、その下端に下方シールと、が提供された管状本体を含み、アダプタの上端は、流導管の下端の内径に適合された第１の内径を有し、アダプタの下端は、フィルタの入口面の直径に適合された第２の内径を有し、任意選択的に、アダプタの第１の内径は、第２の内径より大きくても小さくてもよい、項Ｄ４に記載の装置。
【0338】
項Ｅ１．排気ガスから微粒子状物質を濾過するためのフィルタを処理する方法であって、
ａ）リザーバに乾燥粉末を収容するステップと、
ｂ）フィルタホルダ内にフィルタを配置するステップであって、前記フィルタは、入口面及び出口面を有する多孔質基材を備え、前記入口面と前記出口面とは、多孔質構造によって隔てられている、配置するステップと、
ｃ）前記フィルタの前記出口面に圧力低下を適用することにより、前記フィルタの前記多孔質構造を通る一次ガス流を確立するステップと、
ｄ）乾燥粉末をリザーバから供給導管を通して、フィルタの入口面の上流に配置された噴霧デバイスに移送するステップと、
ｅ）乾燥粉末が一次ガス流に同伴され、フィルタの入口面を通過して多孔質構造に接触するように、噴霧デバイスを使用して、フィルタの入口面に向けて乾燥粉末を噴霧するステップと、を含み、
乾燥粉末は、重力によって及び／又は噴霧デバイス内で生成される吸引力によって、供給導管を通して噴霧デバイスに移送される、方法。
ａ）リザーバに乾燥粉末を収容するステップと、
ｂ）フィルタホルダ内にフィルタを配置するステップであって、前記フィルタは、入口面及び出口面を有する多孔質基材を備え、前記入口面と前記出口面とは、多孔質構造によって隔てられている、配置するステップと、
ｃ）前記フィルタの前記出口面に圧力低下を適用することにより、前記フィルタの前記多孔質構造を通る一次ガス流を確立するステップと、
ｄ）乾燥粉末をリザーバから供給導管を通して、フィルタの入口面の上流に配置された噴霧デバイスに移送するステップと、
ｅ）乾燥粉末が一次ガス流に同伴され、フィルタの入口面を通過して多孔質構造に接触するように、噴霧デバイスを使用して、フィルタの入口面に向けて乾燥粉末を噴霧するステップと、を含み、
乾燥粉末は、重力によって及び／又は噴霧デバイス内で生成される吸引力によって、供給導管を通して噴霧デバイスに移送される、方法。
【0339】
項Ｅ２．乾燥粉末は、重力によって及び／又は噴霧デバイス内で生成される吸引力によってのみ、供給導管を通して噴霧デバイスに移送される、項Ｅ１に記載の方法。
【0340】
項Ｅ３．リザーバは、供給導管に直接供給するホッパーを含み、乾燥粉末は当該ホッパーに注入されてもよく、任意選択的に、注入は乾燥粉末の重量測定注入である、項Ｅ１又は項Ｅ２に記載の方法。
【0341】
項Ｅ４．噴霧デバイスは、供給導管とは別個の導管に沿って加圧ガスの流れが供給される噴霧ノズルを含み、加圧ガスの流れは、吸引力を生成するために噴霧ノズル内で使用される、項Ｅ１～Ｅ３のいずれか一項に記載の方法。
【0342】
項Ｅ５．噴霧デバイスは、項Ｂ１～Ｂ３７のいずれか一項に記載の粉末噴霧ノズルを含む、項Ｅ１～Ｅ４のいずれか一項に記載の方法。
【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】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【国際調査報告】