JPH0222405A - 微粉製造装置 - Google Patents
微粉製造装置Info
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- JPH0222405A JPH0222405A JP17104688A JP17104688A JPH0222405A JP H0222405 A JPH0222405 A JP H0222405A JP 17104688 A JP17104688 A JP 17104688A JP 17104688 A JP17104688 A JP 17104688A JP H0222405 A JPH0222405 A JP H0222405A
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Landscapes
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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。
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〕
本発明は金属材料またはセラミックスの超微粒子の製造
装置に関する。更に詳しくはアークプラズマ放電、高周
波プラズマ放電等により活性化された二原子分子ガス（
水素、窒素など）と溶融金属との反応を利用した超微粒
子製造を製造するさいに雰囲気ガスによる人工龍巻を形
成させることによって超微粒子回収率を向上させた超微
粒子製造装置に関する。
装置に関する。更に詳しくはアークプラズマ放電、高周
波プラズマ放電等により活性化された二原子分子ガス（
水素、窒素など）と溶融金属との反応を利用した超微粒
子製造を製造するさいに雰囲気ガスによる人工龍巻を形
成させることによって超微粒子回収率を向上させた超微
粒子製造装置に関する。
特公昭５７−４４７２５号公報、特開昭５８−１０４１
０３号公報（特公昭５８−５４１６６号公報）、特開昭
６１−４２３１８号公報等は、アークやプラズマ放電に
よる超微粒子の製造法を開示する。その原理は、密閉容
器の超微粒子発生室内にセットした水冷銅台上に微粒子
化する材料を置き、この材料とタングステン電極との間
で放電を起こさせ、雰囲気ガスである水素または窒素や
酸素をアークで活性化させ、この活性化ガスをアーク熱
によって溶融した原材料に過飽和に溶解させそして放出
させることによって、原材料を強制的に蒸発させて超微
粒子を発生するものである。そして前記公報のうち、特
開昭５８−１０４１０３号公報（特公昭５Ｂ−５４１６
６号公報）は９発生した超微粒子を、循環する雰囲気ガ
スの気流によって発生室内から室外に排出させる方法を
開示している。そのさい、循環ガス導入口を、軸を垂直
にした円筒状の発生室上部において接線方向に取り付け
ると共に、吸込口を下端に設けることによって、室内で
下方に向かう旋回流を形成させ、この旋回流によって超
微粉を搬送する方法を開示する。
０３号公報（特公昭５８−５４１６６号公報）、特開昭
６１−４２３１８号公報等は、アークやプラズマ放電に
よる超微粒子の製造法を開示する。その原理は、密閉容
器の超微粒子発生室内にセットした水冷銅台上に微粒子
化する材料を置き、この材料とタングステン電極との間
で放電を起こさせ、雰囲気ガスである水素または窒素や
酸素をアークで活性化させ、この活性化ガスをアーク熱
によって溶融した原材料に過飽和に溶解させそして放出
させることによって、原材料を強制的に蒸発させて超微
粒子を発生するものである。そして前記公報のうち、特
開昭５８−１０４１０３号公報（特公昭５Ｂ−５４１６
６号公報）は９発生した超微粒子を、循環する雰囲気ガ
スの気流によって発生室内から室外に排出させる方法を
開示している。そのさい、循環ガス導入口を、軸を垂直
にした円筒状の発生室上部において接線方向に取り付け
ると共に、吸込口を下端に設けることによって、室内で
下方に向かう旋回流を形成させ、この旋回流によって超
微粉を搬送する方法を開示する。
該公報に示される原理によって発生室内で生成した超微
粒子はその全てが循環ガスによつて室外に搬送されフィ
ルターで捕集されることが望ましい。しかし、実際には
超微粒子発生室の内壁、電極への付着または銅水冷台上
へ付着する超微粒子の量が多く、超微粒子の全発生量に
対するフィルターでの回収量は装置の構造及び循環ポン
プの能力に著しく影響され、フィルターでの完全な回収
を図ることが困難であることがわかった。
粒子はその全てが循環ガスによつて室外に搬送されフィ
ルターで捕集されることが望ましい。しかし、実際には
超微粒子発生室の内壁、電極への付着または銅水冷台上
へ付着する超微粒子の量が多く、超微粒子の全発生量に
対するフィルターでの回収量は装置の構造及び循環ポン
プの能力に著しく影響され、フィルターでの完全な回収
を図ることが困難であることがわかった。
ゆえに本発明の目的は、前記のような原理によって超微
粒子を製造するさいに、超微粒子発生室内壁等への超微
粒子の付着を減少させ、フィルターでの回収率を向上さ
せる装置を提供することにある。
粒子を製造するさいに、超微粒子発生室内壁等への超微
粒子の付着を減少させ、フィルターでの回収率を向上さ
せる装置を提供することにある。
本発明は人工龍巻発生機構を超微粒子発生装置内に取入
れることによって前記の問題点の解決を図ったものであ
る。すなわち、密閉容器内において電極と被処理材料と
の間で放電させる微粉発生帯域を形成し、この密閉容器
内に雰囲気ガスとして水素、窒素、酸素等の二原子分子
ガスを循環させると共に該微粉発生帯域で発生した微粉
を雰囲気ガスの排出気流に同伴させて密閉容器から取り
出すようにした微粉製造装置において、該密閉容器とし
て軸を水平方向にした円筒状の容器を使用し、この容器
の軸芯部若しくはその近傍に微粉発生帯域を形成すると
共に容器内の内周面近傍に容器の軸と実質上平行にパイ
プ状の雰囲気ガス供給ヘソグーを配置し、このヘラグー
に、容器内周面の接線方向にノズル口を向けた雰囲気ガ
ス噴射ノズルを、容器胴部のほぼ全長さにわたって連設
し。
れることによって前記の問題点の解決を図ったものであ
る。すなわち、密閉容器内において電極と被処理材料と
の間で放電させる微粉発生帯域を形成し、この密閉容器
内に雰囲気ガスとして水素、窒素、酸素等の二原子分子
ガスを循環させると共に該微粉発生帯域で発生した微粉
を雰囲気ガスの排出気流に同伴させて密閉容器から取り
出すようにした微粉製造装置において、該密閉容器とし
て軸を水平方向にした円筒状の容器を使用し、この容器
の軸芯部若しくはその近傍に微粉発生帯域を形成すると
共に容器内の内周面近傍に容器の軸と実質上平行にパイ
プ状の雰囲気ガス供給ヘソグーを配置し、このヘラグー
に、容器内周面の接線方向にノズル口を向けた雰囲気ガ
ス噴射ノズルを、容器胴部のほぼ全長さにわたって連設
し。
容器の軸と直角方向の一方のサイド壁面の中央部に雰囲
気ガス吸引口を設け、該へラグ−の噴射ノズルから容器
内に雰囲気ガスを噴射し且つ該吸引口から該ガスを吸引
することにより容器軸回りに旋回しつつ前記吸引口に向
けて縮流する雰囲気ガスの龍巻状流れを容器内に形成さ
せ、この龍巻状ガス流れに乗せて該微粉発生帯域で発生
した微粉を吸引口から容器外に搬出するようにしたこと
を特徴とする微粉製造装置である。
気ガス吸引口を設け、該へラグ−の噴射ノズルから容器
内に雰囲気ガスを噴射し且つ該吸引口から該ガスを吸引
することにより容器軸回りに旋回しつつ前記吸引口に向
けて縮流する雰囲気ガスの龍巻状流れを容器内に形成さ
せ、この龍巻状ガス流れに乗せて該微粉発生帯域で発生
した微粉を吸引口から容器外に搬出するようにしたこと
を特徴とする微粉製造装置である。
本装置は、溶融した材料に活性化されたガス流を接触さ
せると材料中に該ガス原子が過飽和に溶解し、この過飽
和に溶解した原子が再び雰囲気中に分子状となって放出
するさいに溶融材料表面から該材料の微粒子が雰囲気中
に同伴放出されるという現象を微粉製造に利用するもの
であり、したがって、溶融した材料に活性化されたガス
が溶解し放出するという現象が生ずる限りあらゆる材料
から微粉を製造することができるが、一般には金属また
はセラミックが好適である。材料の溶融およびガスの活
性化を同時に行なう方式には熱プラズマが好ましく、ア
ーク放電、高周波放電も適用できる。
せると材料中に該ガス原子が過飽和に溶解し、この過飽
和に溶解した原子が再び雰囲気中に分子状となって放出
するさいに溶融材料表面から該材料の微粒子が雰囲気中
に同伴放出されるという現象を微粉製造に利用するもの
であり、したがって、溶融した材料に活性化されたガス
が溶解し放出するという現象が生ずる限りあらゆる材料
から微粉を製造することができるが、一般には金属また
はセラミックが好適である。材料の溶融およびガスの活
性化を同時に行なう方式には熱プラズマが好ましく、ア
ーク放電、高周波放電も適用できる。
以下に図面に示した本発明装置の実施例について説明す
る。
る。
第１図および第２図は本発明装置の要部を示したちので
１図示のように１本発明では微粒子を発生させる密閉容
器として軸を水平方向にしてセントした円筒状容器１使
用する。図示の例ではこの円筒状容器ｌは１円周内面を
もつ円筒胴部２とこの円筒胴部２の両端を塞ぐ軸と直角
なサイド壁３ａおよび３ｂとで構成されている。この円
筒状密閉容器１内において、先の諸公報に示されたのと
同様の原理によって金属またはセラミンク等の微粒子を
発生させるのであるが、このために２円筒胴部２のほぼ
中実軸芯部に微粉発生帯域４（以下、これを放電帯域４
と呼ぶが、熱プラズマの投射帯域もこれに含まれるもの
である）を形成させる。
１図示のように１本発明では微粒子を発生させる密閉容
器として軸を水平方向にしてセントした円筒状容器１使
用する。図示の例ではこの円筒状容器ｌは１円周内面を
もつ円筒胴部２とこの円筒胴部２の両端を塞ぐ軸と直角
なサイド壁３ａおよび３ｂとで構成されている。この円
筒状密閉容器１内において、先の諸公報に示されたのと
同様の原理によって金属またはセラミンク等の微粒子を
発生させるのであるが、このために２円筒胴部２のほぼ
中実軸芯部に微粉発生帯域４（以下、これを放電帯域４
と呼ぶが、熱プラズマの投射帯域もこれに含まれるもの
である）を形成させる。
この放電帯域４は、容器１内の底部に設置された水冷銅
部材からなる溶解台５の上の被処理材料６（以下、金属
材料を例として説明する）と、容器ｊ内に上部から挿入
し７た電極７とを対向配置することによって形成されて
いる。これによって容器１内を水素含有ガス雰囲気とし
て放電を行わせると、活性化した水素が溶融した金属６
に溶解して金属が強制的に蒸発し金属微粉末が生成する
。
部材からなる溶解台５の上の被処理材料６（以下、金属
材料を例として説明する）と、容器ｊ内に上部から挿入
し７た電極７とを対向配置することによって形成されて
いる。これによって容器１内を水素含有ガス雰囲気とし
て放電を行わせると、活性化した水素が溶融した金属６
に溶解して金属が強制的に蒸発し金属微粉末が生成する
。
雰囲気ガスに酸素または窒素を使用すると、咳金属の酸
化物または窒化物のセラミック微粉末を得ることができ
る。
化物または窒化物のセラミック微粉末を得ることができ
る。
本発明装置においては、容器胴部２の長さにほぼ等しい
長さを有するバイブ状のヘッダー８を容器】の軸と実質
上平行に、容器１内の内周面近傍に配置する。このヘッ
ダー８には容器胴部の内周面の接線方向にノズル口を向
けた雰囲気ガス噴射ノズル９が容器胴部２のほぼ全長さ
にわたって連設されている。これによって、雰囲気ガス
供給管路１０からヘッダー８内に雰囲気ガスが供給され
ると、各噴射ノズル９から容器胴部の内周面に沿う方向
にガスが一斉に吐出し、容器胴部全体にわたって軸回り
の旋回流が形成される。なお１図示の例では噴射ノズル
９はヘングー８に所定間隔を開けて連設した小口径ノズ
ルの例を示したが、これに代えてヘッダー８にスリット
状の開口を設けたものでもよい。このスリント状開ロノ
ズルを使用する場合にもその吐出口の方向が容器胴部の
内周面の接線方向であることが必要である。
長さを有するバイブ状のヘッダー８を容器】の軸と実質
上平行に、容器１内の内周面近傍に配置する。このヘッ
ダー８には容器胴部の内周面の接線方向にノズル口を向
けた雰囲気ガス噴射ノズル９が容器胴部２のほぼ全長さ
にわたって連設されている。これによって、雰囲気ガス
供給管路１０からヘッダー８内に雰囲気ガスが供給され
ると、各噴射ノズル９から容器胴部の内周面に沿う方向
にガスが一斉に吐出し、容器胴部全体にわたって軸回り
の旋回流が形成される。なお１図示の例では噴射ノズル
９はヘングー８に所定間隔を開けて連設した小口径ノズ
ルの例を示したが、これに代えてヘッダー８にスリット
状の開口を設けたものでもよい。このスリント状開ロノ
ズルを使用する場合にもその吐出口の方向が容器胴部の
内周面の接線方向であることが必要である。
他方、容器１の一方のサイド壁３ｂの中央部に雰囲気ガ
ス吸引口１１を設ける。この吸引口１１は吸弓ダクト１
２を経て循環ファン１３に接続され、この循環ファン１
３の吐出側にヘッダー８に通ずるガス供給管１０が接続
されている。そして、９引ダクト１２にはフィルターユ
ニット１４が介装され、ガス供給管１０にはガスＩｃが
流量調整弁Ｖを介して接続されている。
ス吸引口１１を設ける。この吸引口１１は吸弓ダクト１
２を経て循環ファン１３に接続され、この循環ファン１
３の吐出側にヘッダー８に通ずるガス供給管１０が接続
されている。そして、９引ダクト１２にはフィルターユ
ニット１４が介装され、ガス供給管１０にはガスＩｃが
流量調整弁Ｖを介して接続されている。
この構成によって、循環ファン１３を駆動し雰囲気ガス
を容器１内に循環すると、ヘッダー８の噴射ノズル９か
ら容器１内に吐出した雰囲気ガスは容器胴部２の全内周
面に沿った旋回流を形成しつつ吸込口１１からの吸込気
流に巻き込まれ、一方のサイド壁３ｂから吸込口１１の
存在するサイド壁４の方向に向けて咳旋回流が漸次縮径
した渦流を形成する。放電帯域４は容器胴部２のほぼ中
央における軸芯部に形成されていることから、放電帯域
４で発生した微粉末は前記の縮径した渦流に巻き込まれ
一種の龍巻状の流れとなって吸込口１１に向がって流れ
込む、すなわち、吸込口１１が一方のサイド壁３ｂの中
央に設けられ、この中央の吸込口１１からの吸込流によ
って負圧域が容器胴部２の軸芯に沿って形成され、この
負圧コア一部が前記の旋回流に求心力を付与するので、
遠心力と求心力がバランスする範囲で循環流は渦流とな
り中心部に収束しながら吸込口１１に向かう龍巻状の流
れが生成する。これによって、放電帯域４で発生した微
粉末は容器内壁に向かう方向の拡散が抑制され、容器内
壁や内部部材への付着更には容器底部への堆積が防止さ
れる。特に本発明装置では上下方向にアークを飛ばす放
電帯域４から直ちに横方向に向かう龍巻流が形成される
ので、電極７や溶解台６に向かう上下方向への微粉末の
拡散が抑制され。
を容器１内に循環すると、ヘッダー８の噴射ノズル９か
ら容器１内に吐出した雰囲気ガスは容器胴部２の全内周
面に沿った旋回流を形成しつつ吸込口１１からの吸込気
流に巻き込まれ、一方のサイド壁３ｂから吸込口１１の
存在するサイド壁４の方向に向けて咳旋回流が漸次縮径
した渦流を形成する。放電帯域４は容器胴部２のほぼ中
央における軸芯部に形成されていることから、放電帯域
４で発生した微粉末は前記の縮径した渦流に巻き込まれ
一種の龍巻状の流れとなって吸込口１１に向がって流れ
込む、すなわち、吸込口１１が一方のサイド壁３ｂの中
央に設けられ、この中央の吸込口１１からの吸込流によ
って負圧域が容器胴部２の軸芯に沿って形成され、この
負圧コア一部が前記の旋回流に求心力を付与するので、
遠心力と求心力がバランスする範囲で循環流は渦流とな
り中心部に収束しながら吸込口１１に向かう龍巻状の流
れが生成する。これによって、放電帯域４で発生した微
粉末は容器内壁に向かう方向の拡散が抑制され、容器内
壁や内部部材への付着更には容器底部への堆積が防止さ
れる。特に本発明装置では上下方向にアークを飛ばす放
電帯域４から直ちに横方向に向かう龍巻流が形成される
ので、電極７や溶解台６に向かう上下方向への微粉末の
拡散が抑制され。
その結果電極７や溶解台６付近への微粉末の付着が効果
的に防止できる。
的に防止できる。
そして２本発明装置では、フィルターユニット１４に捕
集される微粉末の増減によって気体循環経路の圧填の変
化が生し、−・ラダー８の噴射ノズル９からの吐出速度
に若干の変化が生じても旋回流の流れパターンには大き
な変化はなく、吸込口１】からの吸引流によって所定の
負圧が発生する限り龍巻流が形成される。したがって、
処理の始めから終わりまで微粉末の容器壁等への付着と
堆積が防止できることから、フィルターユニット１４で
の微粉末の回収率を高めることができ１前述の従来法の
問題が解決されたものである。
集される微粉末の増減によって気体循環経路の圧填の変
化が生し、−・ラダー８の噴射ノズル９からの吐出速度
に若干の変化が生じても旋回流の流れパターンには大き
な変化はなく、吸込口１】からの吸引流によって所定の
負圧が発生する限り龍巻流が形成される。したがって、
処理の始めから終わりまで微粉末の容器壁等への付着と
堆積が防止できることから、フィルターユニット１４で
の微粉末の回収率を高めることができ１前述の従来法の
問題が解決されたものである。
装置の諸元は次のとおりである。
容器１の内径： ４０ＯＮ１１
容器胴部２の長さ： ８００ｍ翔
電極７：タングステン電極 直径４ＩＩＭ循環ガス流量
： １３５１ ／＋ｓｉｎその内トーチ： ５ ｉ／ｍ
ｉｎ 龍巻流： １３０ （１／ｍｉｎ 供試材及び処理条件 供試材：純鉄 雰囲気ガス：５０％Ｈｚ −Ａ ｒ アーク電流１５０Ａ アーク電圧：３０■ 処理時間：６０分 以上の条件で純鉄の超微粉を製造した。その結果、フィ
ルターユニット１４で回収された超微粉の量は、全発生
量の７２．４％に達し、容器１内に滞留した量は２７．
６％にすぎなかった。
： １３５１ ／＋ｓｉｎその内トーチ： ５ ｉ／ｍ
ｉｎ 龍巻流： １３０ （１／ｍｉｎ 供試材及び処理条件 供試材：純鉄 雰囲気ガス：５０％Ｈｚ −Ａ ｒ アーク電流１５０Ａ アーク電圧：３０■ 処理時間：６０分 以上の条件で純鉄の超微粉を製造した。その結果、フィ
ルターユニット１４で回収された超微粉の量は、全発生
量の７２．４％に達し、容器１内に滞留した量は２７．
６％にすぎなかった。
これに対し、特開昭５８−１０４１０３号公報に記載の
装置の場合にはフィルターでの回収率は５６．４％であ
り、容器内に滞留した量は４３．６％にも達した。
装置の場合にはフィルターでの回収率は５６．４％であ
り、容器内に滞留した量は４３．６％にも達した。
第１図は本発明装置の要部を示す略断面図、第２図は第
１図の■−■線矢視断面図である。 １・・円筒状容器、 ２・・容器胴部、 ３・容器
のサイド壁、 ４・・微粉発生帯域（放電帯域、
５・・溶解台、 ６・・被処理材料。 ７・・電極、 ８・・ガス供給ヘッダー９・・噴射ノ
ズル、１１・・吸込口、 １３・・循環ファン、１４
・・フィルターユニット。
１図の■−■線矢視断面図である。 １・・円筒状容器、 ２・・容器胴部、 ３・容器
のサイド壁、 ４・・微粉発生帯域（放電帯域、
５・・溶解台、 ６・・被処理材料。 ７・・電極、 ８・・ガス供給ヘッダー９・・噴射ノ
ズル、１１・・吸込口、 １３・・循環ファン、１４
・・フィルターユニット。
Claims (2)
- （１）被処理材料の融体に活性化されたガスを接触させ
る微粉発生帯域を密閉容器内に形成し、該密閉容器内に
雰囲気ガスを循環させると共に該微粉発生帯域で発生し
た微粉を該雰囲気ガスの排出気流に同伴させて該密閉容
器から取り出すようにした金属微粉の製造装置において
、 前記の密閉容器として円筒状の容器を使用し、該容器の
軸芯部若しくはその近傍に前記の微粉発生帯域を形成し
、 該容器内の内周面近傍に容器の軸と実質上平行にパイプ
状の雰囲気ガス供給ヘッダーを配置し、このヘッダーに
、該内周面の接線方向にノズル口を向けた雰囲気ガス噴
射ノズルを、容器胴部のほぼ全長さにわたって連設し、 該円筒状容器を形成する軸と直角方向の一方のサイド壁
面の中央部に雰囲気ガス吸引口を設け、該噴射ノズルか
ら容器内に雰囲気ガスを噴射し且つ該吸引口から該ガス
を吸引することにより容器の軸回りに旋回しつつ前記吸
引口に向けて縮流する雰囲気ガスの龍巻状のガス流れを
容器内に形成させ、 この龍巻状ガス流れに乗せて該微粉発生帯域で発生した
微粉を該吸引口から容器外に搬出するようにしたことを
特徴とする微粉製造装置。 - （２）密閉容器は軸を水平方向にした円筒状の容器であ
る請求項１に記載の微粉製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17104688A JPH0222405A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 微粉製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17104688A JPH0222405A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 微粉製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222405A true JPH0222405A (ja) | 1990-01-25 |
Family
ID=15916082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17104688A Pending JPH0222405A (ja) | 1988-07-11 | 1988-07-11 | 微粉製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0222405A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5854166A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-31 | 新進通信株式会社 | 台構造 |
| JPS58104103A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-21 | Natl Res Inst For Metals | 金属微粒子の製造法およびその製造装置 |
| JPS62178826A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-05 | Nippon Air Curtain Kk | 有害ガス等拡散防止装置 |
| JPS62225838A (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-03 | Nippon Air Curtain Kk | エア−シヤワ−装置 |
-
1988
- 1988-07-11 JP JP17104688A patent/JPH0222405A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5854166A (ja) * | 1981-09-24 | 1983-03-31 | 新進通信株式会社 | 台構造 |
| JPS58104103A (ja) * | 1981-12-17 | 1983-06-21 | Natl Res Inst For Metals | 金属微粒子の製造法およびその製造装置 |
| JPS62178826A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-05 | Nippon Air Curtain Kk | 有害ガス等拡散防止装置 |
| JPS62225838A (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-03 | Nippon Air Curtain Kk | エア−シヤワ−装置 |
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