JPH02204311A - 酸化物粉末の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野」 本発明は、金属粉末を燃焼室において燃焼させることに
より酸化物粉末を製造する酸化物粉末の製造装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来の酸化物粉末の製造装置が特開昭６０−２５５６０
２号公報に開示されている。この製造装置゛は、燃焼室
と、この燃焼室にキャリアガスとともに金属粉末を供給
する供給パイプをもつ粉末供給装置と、燃焼室内へ着火
用のガスを供給するガス供給装置と、製造した酸化物粉
末を捕集する捕集装置とから構成されている。この製造
装置では、酸素を含む雰囲気下の燃焼室内に金属粉末を
投入し、金属粉末の酸化反応による化学束を形成して酸
化物粉末を製造する。

また、特願昭６２−１７６５８３号公報には、上記した
製造装置における粉末供給装置に粒径の小さな酸化物粉
末用のホッパ等を付加した製造装置が開示されている。

この製造装置では、金属粉末と粒径の小さな酸化物粉末
とを混合して燃焼室内へ供給し、粒径の小さな酸化物粉
末を粒成長の核とすることにより比較的粒径の大きい酸
化物粉末を製造する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記特開昭６０−２５５６０２号公報及び特願昭６２−
１７６５８３号公報開示の製造装置では、使用されてい
る供給パイプが金属粉末とキャリアガスとを滑かに燃焼
室へ搬送する構成とされている。

このため、特開昭６０−２５５６０２号公報開示の製造
装置では、化学炎中で金属粉末が有効に粒子衝突しにく
く、酸化物粉末が粒成長しにくいため、おおむね数ｎｍ
〜１００ｎ１００ｎ、１μｍ）の粒径の酸化物粉末しか
製造できない。したがって、粒径の比較的大きな酸化物
粉末が必要な場合は、燃焼室を形成する反応容器を延長
して粒成長時間を長くし、かつ粒子が液体状を保つよう
に外部から加熱しなければならず、反応容器の大幅な改
造及び加熱装置の付加が必要となる。このため、製造上
の問題がある。

また、前記特願昭６２−１７６５８３号公報開示の製造
装置では、粒径の大小によって酸化物粉末を二次的に操
作する必要があるため、操作性が悪く、生産性及び生産
コストの面で問題を有している。

本発明は、上記従来の不具合に鑑みてなされたものであ
り、粒径の比較的大きな酸化物粉末を装置の大幅な改造
を必要とすることなく容易に、生産性よく、かつ安価に
製造できる製造装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段コ 本発叫に係る酸化物粉末の製造装置は、燃焼室と前記燃
焼室にキャリアガスとともに金属粉末を供給する供給パ
イプとをもつ酸化物粉末のＷｌ！ｌ装造において、 前記供給パイプはその内部にカルマン渦形成手段を有し
、カルマン渦をもつ前記キャリアガスによって前記燃焼
室に前記金属粉末を供給することを特徴とするものであ
る。

この製造装置は、燃焼室を内部に形成する反応容器と、
燃焼室にキャリアガスとともに金属粉末を供給する供給
パイプをもつ粉末供給装置と、燃焼室内へ着火用ガス等
を供給するガス供給装置と、製造した酸化物粉末を捕集
する捕集装置とから構成することができる。

反応容器は、アルミナレンガなどの断熱材料で内張すさ
れていることが好ましい。

粉末供給装置は、金属粉末を収納するホッパなどの供給
源と、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管と、
燃焼室にキャリアガスとともに金属粉末を供給する供給
パイプとから構成することができる。

キャリアガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス等の不
活性ガスや空気、酸素ガス等の酸化性ガスを用いること
ができる。

供給パイプの内部には、キャリアガスの流れにカルマン
渦を形成するカルマン渦形成手段が設けられる。このカ
ルマン渦形成手段は、供給パイプ内でホッパから金属粉
末が供給される位置より燃焼室側（下流側）であり、か
つキャリアガス供給管の下流側に設けることができる。

このカルマン渦形成手段としては、キャリアガス供給管
の流路を横切る方向に張られた細線又は流路に横方向か
ら突出する突起あるいはこれらを組み合わせたネット状
体、クシ状体等を用いることができる。細線、突起の直
径、長さ等は供給パイプ内のキャリアガスの流量、圧力
等により最適値に設定することができる。なお、カルマ
ン渦形成手段は交換が容易であることが望ましい。また
、製造しようとする酸化物粉末の所望の粒径に応じて多
種類のカルマン渦形成手段を用意しておくことが望まし
い。

ガス供給装置は燃焼室へ着火用ガスを供給する。

着火用ガスとしては、メタンガス、プロパンガス等の炭
化水素系ガスや一酸化炭素ガス、ガス状に噴霧した重油
等の液体燃料を用いることができる。

また、このガス供給装置は、キャリアガスに酸化性ガス
を用いない場合に、空気や酸素ガス等の酸化物粉末を構
成する酸化性ガスをむ大川ガスと同時に供給することも
できる。

捕集装置は集１！１機を反応容器に接続して用いること
ができる。集塵機としては、電気式集塵機、バグフィル
タ、捕集ドラム式微粉末捕集装置などを用いることがで
きる。

金属粉末としては、アルミニウム、マグネシウム、シリ
コン、ジルコニウム、ヂタン等の粉末、その他ムライト
組成に調合したアルミニウム粉末とシリコン粉末、スピ
ネル組成に調合したマグネシウム粉末とアルミニウム粉
末、コージェライト組成に調合したアルミニウム粉末、
マグネシウム粉末及びシリコン粉末等を用いることがで
きる。

また、これらの組成に調合した合金粉末であってもよい
。

［作用］ 本発明に係る酸化物粉末の製造装置では、供給パイプの
内部にカルマン渦形成手段を有するため、カルマン渦を
もつキャリアガスによって金属粉末が燃焼室へ供給され
る。これにより、金属粉末がキャリアガスの渦流ととも
に流れ、化学炎中で互いに有効に衝突し、酸化物粉末が
粒成長する。

また、多種類のカルマン渦形成手段を用意すれば、それ
らの交換のみによって粒成長をコントロールでき、必要
な粒径の酸化物粉末を容易に製造することができる。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説
明する。

本実施例に係る酸化物粉末の製造装置は、第１図に概略
構成図を示すように、反応容器１と、この反応容器１の
上流側に連結された供給パイプ２０をもつ粉末供給装置
２と、供給パイプ２０と同軸的に反応容器１の上流側に
設（プられたガス供給路３０をもつガス供給装置３と、
反応容器１の下流側に設けられた捕集装置４とからなる
。

反応容器１は、内壁が耐熱レンガで囲まれた燃焼室１０
を形成している。この反応容器１の土壁には、供給パイ
プ２０に連絡する粉末間口と、ガス供給路３０が粉末間
口と同心的かつ二重に連絡するガス開口とが設けられて
いる。

粉末供給装置２は、バルブ２１を介してＮ２ガスボンベ
（図示せず）に接続された窒素供給管２２と、窒素供給
管２２が内部に装着された供給パイプ２０と、供給パイ
プ２０に下端が連結されＳｉ粉末を収納したホッパ２３
とをもつ。窒素供給管２２は、第２図に示すように、供
給パイプ２０の内部でホッパ２３に通じる分岐部分に先
端のエジェクタ２２１が位置するように装着されている
。

供給パイプ２０は、本発明の最も特徴的な構成として、
第２図及び第３図に示すように、その内部の分岐部分よ
り下流側に存在する７ランジ２０１にカルマン渦形成手
段６を有する。この実施例ではカルマン渦形成手段６と
して、断面円形、直径２＃の細線を採用している。

ガス供給装置３は、第１図に示すように、供給パイプ２
０を二重にとりまくガス供給路３０と、このガス供給路
３０の内側に連結されバルブ３１を介して酸素ボンベ（
図示せず）に接続された酸素供給管３２と、ガス供給路
３０の外側に連結されバルブ３３を介してＬＰＧボンベ
（図示せず）に接続されたＬＰＧ供給管３４とを備えて
いる。

捕集装置４は、反応容器１の側壁に開口する排出通路４
１と、この排出通路４１の下流側に設けられたバグフィ
ルタ４２と、このバグフィルタ４２の下流側に設けられ
たブロア４３とからなる。

上記のように構成された製造装置により、３５０ｍｅｓ
ｈアンダーの３−ｉ粉末からＳｉＯ２粉末を製造するた
め、以下のような操作を行なった。

バルブ３１．３３を開いて、酸素供給管３２から酸素ガ
スを１５Ｎ７７’Ｌ’　／ｈ　ｒの流量で供給するとと
もにＬＰＧ供給管３４からＬＰＧを１　Ｎｍｌ／ｈｒの
流量で供給し、図示しない着火手段により着火して種火
を形成する。バルブ２１を開いてキャリアガスとしての
窒素ガスを２Ｋｃｌ／ｃｔＡ、６Ｎｍ３／ｈｒの流■で
窒素供給管２２のエジェクタ２２１から供給パイプ２０
内へ流出させるとともに、ホッパ２３からＳ１粉末を５
Ｋｆｆ／ｈｒの流量で供給した。流出した窒素ガスは供
給パイプ２０に設けられたカルマン渦形成手段６によっ
てカルマン渦が形成され、このカルマン渦をもつ窒素ガ
スが８１粉末を搬送してＳｉ粉末を燃焼室１０の種火と
接触させる。Ｓ：粉末は種火と接触することにより、化
学炎を形成する。このとき、３ｉ粉末は、カルマン渦に
より化学炎中で互いに有効に衝突し、ＳｉＯ２粉末が粒
成長する。

そして、ブロア４３を作動させてＳｉＯ２粉末を含む燃
焼排ガスを吸引し、バグフィルタ４２によりＳｉＯ２粉
末を捕集した。

本発明の効果を確認するため、上記実施例の製造装置で
製造したＳｉＯ２粉末と、比較例として供給バイブに細
線を設けない、すなわちカルマン渦形成手段をもたない
製造装置で製造したＳｉＯ２粉末との粒径を比較した。

結果を第４図に示す。

第４図では、横軸に製造に用いた３ｉ粉末の燃焼Ｍ（Ｎ
ｙ／ｈｒ）、縦軸に製造された５１０２粉末の平均粒径
（μＴｒＬ）をとっている。図中、△は本実施例の製造
装置で！！！造した粉末の測定結果、Ｏは比較例の製造
装置で製造した粉末の測定結果を示す。第４図に示され
るように、カルマン渦形成手段たるｍ線を設けた実施例
の製造装置では、細線を設けない製造装置で製造するよ
りもより粒径の大きいＳｉＯ２粉末を製造できることが
わかる。

［発明の効果］ 本発明の酸化物粉末の製造装置は、供給パイプの内部に
カルマン渦形成手段を有し、カルマン渦をもつキャリア
ガスによって金属粉末を燃焼室に供給するため、製造装
置の改造をほとんどすることなく、粒径の比較的大きい
酸化物粉末を容易に、かつ、安価に製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例に係る製造装置の模式断面図、第２図は
第１図の要部を示ず断面図、第３図は第１図の要部を示
す正面図、第４図は実施例の製造装置で装造した酸化物
粉末と比較例の製造装置で製造した酸化物粉末とを比較
する線区である。 １・・・反応容器　　　　　１０・・・燃焼室２・・・
粉末供給装置　　　２０・・・供給パイプ３・・・ガス
供給装置　　　４・・・捕集装置６・・・カルマン渦形
成手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室と前記燃焼室にキャリアガスとともに金属
   粉末を供給する供給パイプとをもつ酸化物粉末の製造装
   置において、 前記供給パイプはその内部にカルマン渦形成手段を有し
   、カルマン渦をもつ前記キャリアガスによつて前記燃焼
   室に前記金属粉末を供給することを特徴とする酸化物粉
   末の製造装置。