JPH0634949B2 - 滴状体の形成方法及び装置 - Google Patents

滴状体の形成方法及び装置

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JPH0634949B2 JP63502858A JP50285888A JPH0634949B2 JP H0634949 B2 JPH0634949 B2 JP H0634949B2 JP 63502858 A JP63502858 A JP 63502858A JP 50285888 A JP50285888 A JP 50285888A JP H0634949 B2 JPH0634949 B2 JP H0634949B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体をドロツプレツト即ち滴状体に分離する方
法及び装置に関する。更に詳しくは、本発明は、滴状体
が遠心力の作用によつて滴状体形成装置から飛散(slin
g)される形式の滴状体の形成方法及び装置に関する。
本発明の1つの応用分野は、溶融材料のような液体材料
から変形し難い(nonyielding)球状粒子を形成するこ
とであつて、このような球状の粒子が形成される間、本
発明により形成される滴状体は固化されない状態で遠心
力の作用によつて滴状体形成装置から飛散され、引き続
いて例えば落下運動を与えられて固化領域にて固化処理
を受けるようになされる。
以下の説明で溶融材料(melt)なる用語は、あとで固化
領域を通される間に(例えば温度変化、乾燥又は化学的
処理によつて)固化される浮遊又は拡散された粒子を任
意に含む液状もしくは半液状の形態の全ての形式の物質
を示すのに、使用されている。
本発明のその他の応用分野に於いては、滴状体は形成さ
れた後で固化されないような液体で形成される。例えば
1つのこのような応用面は、浄化されるべきガスを滴状
液の「雲状物」(cloud )に通してそのガスから不純物
を除去するような形式の、ガス浄化にある。更に他の応
用面は、塗装/スプレー塗装である。更に、バーナーに
於ける空気乾燥及び燃料の分配が本発明の考えられる適
用例として付言されることができる。
本発明の最初に述べた応用面に於ける従来技術、即ち溶
融材料から球状粒子を形成する技術には、例えば小さな
球状粒子の形態をした最終生成物を得ることが望まれる
ような肥料用尿素、カルバミド及び硝酸アンモニウムの
生産が含まれる。極めて多くの滴状体の形成方法及び装
置がこの目的のために開発されてきた。その主な目的
は、溶融材料の均一な寸法の球状体、即ち均一な寸法の
滴状体、を製造することであつた。このような滴状体の
形成装置は、所謂粒状化タワーの上部に通常は取り付け
られ、この粒状化タワーを通して冷却空気流が上方へ向
けて流される一方、これと対向して滴状体が落下される
ようになされる。
このような滴状体がより一層均一な直径となる関係状態
は、多数の製造並びに環境上の改善を含むのである。一
方、滴状体の直径の幅の拡がりは、材料がかなりの範囲
で再溶融されねばならないことを意味している。更に、
寸法の小さい滴状体は望ましくない空気の汚染を生じる
ことになる。何故ならば、これらの寸法の小さな滴状体
はエアロゾルの形態で排気ガスにより運ばれて、周囲に
臭気の問題、塵埃の落下及びその他の環境問題を生じる
ことになるからである。
多くの公知の製造方法及び滴状体の形成装置は、溶融材
料が穿孔され且つ任意に回転される円筒形の表面もしく
は同様のものに供給され、そこから溶融材料が滴状体の
形態で排出されるという原理に基づいている。明らかな
ように、このような技術はこれらの表面に形成されてい
る穿孔部の各々に対して一定の流れを与えることを必要
とし、又、明らかなようにこの公知の技術は、与えられ
た速度の下で穿孔された表面全体にわたつて形成される
均一な寸法の孔径に大いに関係するのである。
例えばスウエーデン国特許7206000−7は、滴状
体を形成するデイスク内の通路がエポキシ樹脂の層でコ
ーテイングされて滴状体形成通路の詰まりを防止すべき
であることを提案している。
スウエーデン国特許7402820−0は、回転する穿
孔された容器を使用し、容器壁部に形成されている半径
方向の孔を通して溶融材料を飛散させて滴状体に分離す
るようになすことを開示している。この特許によれば、
液体材料は複数の環状積層流として供給され、各々の流
れが多数の列を含む垂直方向に間隔を隔てられた面積部
分に向けて導かれるようになされている。
ノルウエー国特許170,270は、溶融材料のような
液体材料を回転する穿孔壁を通してスプレーするために
遠心力を使用することで上述の詰まりの問題を解決しよ
うとするものである。この遠心力装置の容器は回転対称
性を有するボデイーを収容しており、該ボデイーの遠心
力装置の壁部に対面する表面は遠心力装置の容器壁部と
実質的に同じ回転形状を有している。このボデイーは、
これと遠心力装置の容器の内側との間に例えば20mmの
ような幅の比較的狭い環状空間が形成されるような寸法
とされている。この特許も前述の内側ボデイーが排出開
口を形成され、溶融材料が上方からボデイー内部に導入
されて該排出開口を通して環状空間へ流され、そこから
遠心力装置の容器の穿孔部を通して流されるようになつ
ている。
上述した従来技術の装置は全て穿孔され、滴状体を形成
するために任意に回転される面を使用するものである。
又、それらは全て穿孔面のそれぞれの開口へ向かう且つ
又開口から流出する極めて正確な流れを与える上での問
題を解決しようとするものである。或る程度の改善は実
現されたが、なお問題の満足な解決は得られていないの
である。
均一な寸法の滴状体を形成する上での上述の問題の他
に、公知技術は更に別の困難な問題があることを認めて
いる。これは、滴状体形成装置の回転する穿孔面から飛
散される粒子が好ましいとされる球状体でなくて、多少
とも液滴形状即ち細長い形状となることである。滴状体
が非球状体となる理由は、滴状体が溶融材料の糸状の部
分、即ちジエツト、から形成されることにある。それぞ
れの新しく飛散された粒子は、かなり大きな円周を有す
る断面積を横切つて「糸状部分」の端部を切断すること
で「形成」される。又、このようなジエツトからの滴状
体の形成は、数種類の異なる寸法の滴状体を生じること
になるということが見出されている。これは、溶融材料
のジエツトから滴状体が切断される位置を制御できてい
ないという事実に原因している。
上述した詰まりの問題を解決するために、滴状体の形成
孔、即ち通路、の直径を大きくすることも示唆されてい
る。これによれば各孔に供給される溶融材料の量が増加
されるから、滴状体の直径も同様に大きくなり、この結
果として所望値よりも大きな直径の滴状体を生じること
になる。
従つて溶融材料から滴状体を形成する従来技術の方法及
び装置の著しい欠点は、滴状体の直径が許容できない程
に変化するということである。
従来技術の更に他の欠点は、デイスクから飛散された溶
融粒子が、穿孔回転面から飛散する粒子は溶融材料のジ
エツト即ち糸状部分を切断して形成されるために多少な
がら液滴形状となつてしまい、これがために最終的な生
成物が望ましくない非球状体の形状となることである。
溶融材料から滴状体を形成する従来技術に於ける第3の
欠点は、変化のない滴状体寸法を維持する一方に於い
て、単位時間当りの滴状体の材料の量を制御できないこ
とである。
溶融材料から球状粒子を製造する公知の幾つかの技術及
びこれに関する欠点を観察するならば、形成された滴状
体が固化されないような発明の上述した応用例を同様に
考慮するのが適当である。
実質的に均一な寸法の滴状体に対する要求は、滴状体が
固化されないような多くの応用例にも存在している。ガ
ス浄化及びスプレー塗装の何れに於いても、多数の比較
的小さな滴状体を単位時間当り形成でき、その最小の滴
状体が排気ガス中に有害なエアロゾルの形成されるのを
防止できる程に大きいならば、有利である。
例えばガス浄化のための現在の技術は、特に前述したエ
アロゾルを含む作られた滴状体に不均一な直径の関係を
与えている。この問題は、単位時間につき所望数の本質
的に均一な寸法の滴状体を形成する(例えば1秒当り百
万個の滴状体を形成する)という問題が解決されていな
いので、解決できないのである。
滴状体に分離されるべき材料に関して本発明の引き続く
説明を簡単にするために、これ迄使用され且つ以降にも
使用される「液体」なる用語は、本発明によつて滴状体
を形成できる全ての液体及び半液状体を含むものと考え
られねばならない。特に、「液体」なる用語は上述にて
定義された溶融材料も含むものと考えられねばならな
い。
本発明の目的は、従来技術の欠点を解消する方法及び装
置を提供することである。
本発明のこの及びその他の目的は、ここに示された問題
に対する完全に新しいアプローチによつて達成された。
本発明によれば、実際の滴状体の形成は穿孔された回転
面を使用しない。このようにして、従来技術に於ける詰
まりの問題、並びに穿孔面に形成されている開口のそれ
ぞれに対して一定量の液体を供給する上での問題、は完
全に排除されるのである。
本発明の新規な特徴は、遠心力の作用によつて滴状体を
飛散させる滴状体形成装置に於いて、液体はデイスク、
好ましくは該軸線の回りに回転可能に配置された複数の
組み合わされたデイスク、の幾何学的軸線に対する円周
方向に均一に分布され、これらのデイスクのそれぞれの
外周縁には、円周方向に等間隔にて均一な半径方向に突
出する部分が備えられていることである。これらの突出
部分は以降に於いてカスプと称される。本発明によれ
ば、単数又は複数とされるデイスクは液体を供給されて
いる間回転され、各デイスク上に排出された液体が均一
な厚さのフイルムを形成するようになし、このフイルム
が遠心力の作用によつて半径方向外方へ前記カスプへ向
けて拡がるとともに該カスプによつて均一な寸法の滴状
体を形成するように分離されるのである。このようにし
て、各滴状体は、それらの寸法が増大し、その結果とし
て外方へ向けて作用する遠心力が内方へ向かう対応する
付着力よりも大きくなつたとき、対応するカスプから離
脱する。
本発明に於いては、「カスプ」なる用語は従来一般の
「鋸歯」状の尖つたカスプ以外のその他の形式の半径方
向に突出する部分をものも含む。従つて、用語[カス
プ]は、(a)半径方向に突出する密接な間隔に隔てられ
たロツド又は同様のもの、(b)例えばデイスクに於ける
波形周縁のような半径方向に突出する尖つていない張り
出し部、(c)デイスク平面に対して垂直な高さがデイス
クの厚さよりも小さい半径方向の突出部であつて、例え
ば一方のデイスクが周縁にカスプを形成され、他方のデ
イスクは滑らかな周縁を有している同じ直径の2枚の円
形デイスクを、互いに主面が向き合うように且つ又カス
プを有するデイスクが最上部に位置するようにして、カ
スプの尖端が下側のデイスクの周縁に一致するように取
り付けることによつて形成されるような半径方向の突出
部、及び、(d)その他の本発明による液体分配作用を与
える半径方向の突出部、を含むものと考えねばならな
い。
上述のような本発明による方法によれば、従来技術の糸
状部分/ジエツトから滴状体を形成する方法に対して、
滴状体の直接的な形成が達成される。この直接的な滴状
体の形成は、前述のカスプの各々に於いて比較的小さな
周囲を有する前述で定義した面から液体粒子を連続して
「形成」するのである。このようにして、ジエツトの切
断も行わずに、飛散された滴状体の球形を得ることがで
きるのである。
本発明は冒頭に述べた形式の滴状体形成装置をも包含す
るのであつて、この装置は上述した滴状体形成方法を実
施するように意図されており、又、 デイスクの幾何学的軸線、好ましくは該デイスクに垂直
な軸線、の回りに回転可能な少なくとも1つのデイスク
であつて、その外縁には以下の説明でカスプと称される
円周方向に等間隔に配置された均一な半径方向の突出部
が備えられている前記デイスク手段と、 前記軸線回りの円周方向に於いて、前記デイスク手段に
於ける1つ又は複数のデイスク上に液体を均一に分配す
るようになされた分配手段と、 前記デイスク手段に連結され、液体を分配する間に前記
デイスク手段を前記軸線の回りに回転させるようになさ
れた駆動手段と、 を有し、 前記デイスク上に排出された液体が均一な厚さのフイル
ムを形成するようになされて、このフイルムが前記カス
プに向けて半径方向外方へ拡げられ、カスプによつて均
一な寸法の滴状体に分離されるようになされる、 ことを特徴としているのである。
本発明の滴状体形成装置の現在望ましいとされている実
施例によれば、この装置は、 前記デイスク手段が複数の軸線方向に間隔を隔てられて
互いに保持された上述の形式のデイスクを含み、これら
のデイスクは中央開口をそれぞれ形成されており、 前記分配手段が付与シリンダーを含み、この付与シリン
ダーは前記デイスク手段とは別個に回転するようになさ
れていて、デイスクの中央開口を通して延在され、その
円周壁は少なくとも1つの、好ましくは若干数の付与開
口を各デイスクに備えている、 ことを特徴とする。
最後に説明した構造の滴状体形成装置によれば、滴状体
の寸法並びに単位時間当りの滴状体を形成する材料全量
の両方が制御できるのである。デイスク手段の回転速度
を増速し或いは減速することによつて、カスプにて滴状
体に作用する遠心力をそれぞれ増大或いは低減すること
が可能である。このことは、直径の変化する滴状体が形
成可能であることを意味する。他方に於いて、付与シリ
ンダーの回転速度を制御することによつて、付与開口か
ら単位時間当りデイスク上に供給される液体量を制御す
ることが可能となる。
認識されることとして、均一寸法の滴状体の形成のため
には、外周縁がカスプもしくは同様部分を備えているよ
うなデイスクを使用するだけでは不十分であり、各デイ
スク上に均一な厚さのフイルムを得ること、即ちカスプ
の各々に対して均一な流れを得ることが必要とされるな
らば、液体がデイスク上にて円周方向に極めて均一に分
配されねばならないのである。
1つもしくは複数のデイスクに於いて円周方向に均一な
このような液体の分配を達成するためには、付与シリン
ダーはデイスク手段の回転速度とは異なる速度で回転さ
れるのが好ましい。このことは、例えば分配手段及びデ
イスク手段を反対方向へ回転させることで達成される。
従つて、デイスク手段及び分配手段は相対的に回転され
るのが重要である。何故ならば、これはデイスクの半径
方向内側の部分の各点に対して付与開口から連続した液
体の流れを供給するための優先的な状態であるからであ
る。付与開口がデイスクに対して相対的な回転を行わな
いならば、付与開口の外側に位置するデイスク上のこれ
らの点のみが連続的な液体の流れを供給され、この結果
として各デイスク上での液体フイルムの均一性に欠ける
拡がりが生じてしまうのである。
本発明による滴状体形成装置の第1の変形態様によれ
ば、液体を受け入れるようになされるとともに付与シリ
ンダーの内径よりも小さな外径を有する静止シリンダー
が、付与シリンダーと同芯的に取り付けられる。これに
より、環状空間が内側の静止された受け入れシリンダー
と回転される付与シリンダーとの間に形成される。内側
シリンダーの円周壁は複数の実質的に軸線方向に向いた
スロツトを有しており、これらのスロツトを通して液体
が環状空間内へ流出する。液体は遠心力の作用によつて
回転する付与シリンダーの内側に層を形成し、この層に
於ける液体は付与開口を通してデイスク上に必然的に流
出される。均一寸法の滴状体を形成するための優先的な
状態は、デイスク上に供給される液体の量が時間的に一
定とされることである。これは、前述の層の厚さが時間
的に一定に維持されるならば達成できる。本発明のこの
変形例に於いては、静止された内側シリンダーには、そ
れに形成されているスロツトのそれぞれに対して付与シ
リンダーの回転方向に位置されたスロツトの側に半径方
向に突出するランドが備えられる。これらのランドは上
述の角度間隔の幅よりも狭い半径方向の幅を有し、これ
により液体層の厚さはそれらのランドと付与シリンダー
の内側との間の距離に制限されるのである。このスロツ
ト/ランドの組み合わせは以下に一層詳細に説明するよ
うに自動的なスロツトルバルブとしても機能するのであ
る。
本発明による方法及び装置のその他の特徴並びに変形例
は請求の範囲に記載されている。
明らかに関連する技術は、WO 82/03024に開
示されている。これは溶融された金属粒子の急速冷却の
ための方法及び装置を記載している。揮発性の冷却液が
高速度で回転されているデイスクの中央に供給され、デ
イスク上に半径外方へ向けて流れる冷却液のフイルムを
形成するようになされる。処理されるべき金属はデイス
ク中央から半径方向に間隔を隔ててこの冷却液のフイル
ム上に供給される。供給された溶融金属は遠心力の作用
によつてデイスク上を外方へ向けて飛散され、この際に
冷却液が蒸発することで急速に冷却される。しかしなが
ら、一見して本発明に近いものと見做されるこの公知技
術は、全く異なる機能及び応用面を有しており、その他
に本発明による滴状体形成装置とは全く異なる目的を有
しているのである。
金属粒子の製造のための公知装置に於いては、デイスク
に供給された材料がデイスク上にある間に固化されるの
であり、このことを本発明の技術と混同してはならな
い。本発明によれば、一枚もしくは複数枚のデイスクに
供給された液体はデイスク上にある間に固化されること
はない。事実、デイスクが液状の材料を受け入れて滴状
体に分離し、これが液状にて滴状体形成装置から排出さ
れるということが、デイスクの周縁ノツチによつて滴状
体を形成するための優先的な状態とされるのである。
WO 82/03024に開示されている技術と本発明
の技術との間の更に他の相違は、本発明の技術が各デイ
スク上でその円周方向に液体を積極的に分配することで
あり、これは各デイスク上に厚さが絶対的に均一でノツ
チに向けて一定して流れる液体フイルムを形成し、これ
によつて均一寸法の滴状体を形成するための優先的な状
態である。このWO公報はこのように溶融金属を円周方
向に積極的に分配することを開示しておらず、又、溶融
金属はデイスクに対して1点でのみ供給され、この点は
デイスク中央から間隔を隔てた位置である。換言すれ
ば、WO 82/03024による従来技術は本発明と
は技術面並びにその応用面の両方で隔たりがある。
本発明は更に詳細に説明され、添付図面に示されている
2つの好ましい実施例が参照される。添付図面に於い
て、第1図は本発明による滴状体形成装置の第1の実施
例の縦断面図であり、第2図は第1図に示された装置の
線II−IIに沿う横断面図であり、第3図は第1図に示さ
れた装置の線III−IIIに沿う横断面図であり、第4図は
本発明による滴状体形成装置の第2の実施例の縦断面図
であり、そして、第5図は第4図に示された装置の線V
−Vに沿う横断面図である。
さて第1図から第3図迄を参照すれば、これらは本発明
による滴状体形成装置の第1の好ましい実施例を示して
いる。この装置は、溶融材料から変形し難い球状体であ
る粒子を形成する場合に本発明を適用するのに特に有効
である。この装置は、例えば尿素のような溶融材料を供
給されることができ、又、その溶融材料を均一な寸法の
滴状体に分離することができる。その滴状体は、固化さ
れていない状態でその装置から遠心力の作用によつて飛
散され、固化領域を通過する引き続く移動の間に固化さ
れる。図示した滴状体形成装置は、所謂粒状化タワー
(図示せず)の上部に取り付けられることができる。こ
の粒状化タワーは、滴状体形成装置から飛散されて落下
する滴状体を乾燥させるために冷却空気が内部に流され
る。
第1図の滴状体形成装置は3つの基本的な手段、即ち全
体を符号10で示された静止せる受け入れ手段、全体を
符号20で示された回転する分配及び付与手段、及び全
体を符号30で示された回転するデイスク手段を含んで
成る。これらの3つの基本的な手段10,20及び30
は同芯的に且つ密集状に垂直方向の幾何学的軸線Aの回
りに取り付けられている。
静止受け入れ手段10は、第1図に示すように円周開口
を経て入口ダクト12と連通されている上部の円形シリ
ンダー状の入口容器11、及びこの入口容器11の下側
に配置され、シリンダー14と、半径方向底部15及び
軸線Aと同芯とされたパイプ16によつて規制された環
状の内側空間を形成している出口容器13を含んで構成
されている。出口容器13の内側環状空間は入口空間1
1に形成されている中央開口17を経て入口容器11を
連通している。図示実施例ではパイプ16は静止され、
第1図に示すような入口容器11を通して上方へ延在さ
れている。
出口容器13の円筒形の円周壁14は多数の細長い垂直
な出口スロツト18を形成されている。これらのスロツ
ト18はシリンダー14の円周回りに均一に分散配置さ
れている。第3図に見られるように、図示実施例は8個
の出口スロツト18を有している。更に、第3図に最も
良く見られるように、出口容器13の円筒形の円周壁1
4は垂直な且つ半径方向に突出するランド19を備えて
いる。これらのランド19は個数はスロツト18の個数
と同じとされている。ランド19はシリンダー14の外
側に、出口スロツト18の各々に対して且つ平行に形成
されている。図示実施例に於いては、ランド19は各ス
ロツト18の片側に備えられているが、他の実施例とし
てこれらのランドは望まれるならばスロツト18の両側
に配置されることができる。これらのランド19の機能
は後述される。
回転される分配及び付与手段20は、回転可能な付与容
器21によつて実質的に構成されている。この付与容器
21は、円筒形の外側円周壁22と、半径方向の底部2
3と、垂直な駆動パイプ24とによつて形成されてい
る。第1図及び第3図に見られるように、駆動パイプ2
4は静止パイプ16の内部に回転可能に且つ同芯的に取
り付けられている。又、円周壁22の内径は内側シリン
ダー14の外径よりも大きく、受け入れ手段10の静止
出口容器13と分配手段20の回転する円周壁22との
間に環状の空間が形成されるようになされている。この
環状空間は、上述した出口スロツト18を経て中央の出
口容器13と連通されている。
入口容器11及び静止パイプ16の上端の上方に位置す
る上端部にて、分配手段20の駆動パイプ24は第1の
駆動ホイール25に強固に連結されている。この駆動ホ
イール25は駆動手段(図示せず)に駆動連結されて、
第3図に矢印P1で示すように軸線Aの回りに分配手段
を回転させるようになされている。
付与シリンダー21の円筒形の円周壁22は多数の軸線
方向に間隔を隔てられた水平方向に列をなす付与開口2
6を形成されている。これらの付与開口26は付与容器
21内の環状空間からの排出開口を形成している。図示
実施例に於いては、付与開口26のこのような水平方向
の列の各々は、第3図に示すように等間隔に分散配置さ
れた6個の付与開口を含んで成る。しかしながら、付与
開口の個数は対称とされる応用例に応じて変更すること
ができる。
最後に、回転されるデイスク手段30は、回転する駆動
パイプ24の内部に回転可能に取り付けられ、且つ又、
上端にて第2の駆動ホイール32に強固に連結された回
転可能な駆動シヤフト31と、この駆動シヤフト31の
下端に取り付けられ、付与容器21の底部23の下側を
半径方向に延在するボス33と、付与容器21の円筒形
の円周壁22から半径方向に距離を隔てた位置でボス3
3に形成されている開口内に下端34aを受け入れられ
た複数の円周方向に分散配置された軸線方向に配向され
たロツド34と、多数の水平方向の環状デイスク35と
を含んで構成されている。デイスクの枚数は、付与開口
26の列の数と等しく、デイスクは上述のロツド34に
よつて与えられた間隔距離を隔てて支持されており、
又、各デイスクは水平な外側部分35a及びこの外側部
分と組み合う内側の下方へ向いた円錐部分35bを有し
てなる。デイスク35は、各列の付与開口26が対応す
るデイスク35の円錐部分35bのレベルで開口するよ
うに、取り付けられている。
第3図はデイスク35の各々が如何にして外周縁に均一
な円周方向に等間隔で半径方向に突出する突出部36を
備えているかを示している。図示実施例に於いては、こ
れらの突出部36は尖つたカスプとして形成されてい
る。
第1図から第3図迄を参照して上述された装置が溶融材
料から滴状体を形成するのに応用される場合は、溶融材
料は入口ダクト12を通して入口容器11内へ導かれ、
又、重力によつて静止出口容器13内へ流下して出口ス
ロツト18を通して流出する。
同時に、第1の駆動ホイール25及び付与容器21を含
んで成る分配及び付与手段20は、駆動ホイール25を
駆動する駆動手段(図示せず)によつて第1の方向P1
へ向けて回転される。
又、第2の駆動ホイール32、駆動シヤフト31、ボス
33、ロツド34及びデイスク35を含んで成るデイス
ク手段30は、図示されていない駆動手段によつてP2
の回転方向へ回転される。この方向は、第3図に示すよ
うに分配手段20の回転方向P1と逆方向である。
出口容器13内の溶融材料は、出口スロツト18を通し
て矢印P1の方向へ回転されている付与容器21内へ流
される。この空間内部に流れ込んだこの溶融材料は、遠
心力の作用によつて回転する付与容器21の円周壁22
の内側に層状に付着され、しかる後に付与開口26を通
して各デイスク35の円錐部分35bに対して飛散され
る。デイスク35の内側部分35bが円錐形であること
から、溶融材料は常にデイスク35の上側に付与され
る。これはこの装置の満足な機能を得るための必須の条
件である。
垂直スロツト及び回転される付与容器21の配置が円周
壁22の内側に溶融材料の層を形成するのであり、この
溶融材料の層は垂直方向及び円周方向の両方に於いて均
一な厚さとされる。又、これは付与開口26を通して外
方へ向かう流量が時間当りで実質的に一定となり、且つ
又、異なるレベルに於ける付与開口26に関して均一寸
法となる、ことを伴うのである。
この装置のこの有利な特徴を更に改善するために、静止
内側シリンダー14は出口スロツト18に上述のランド
19を備えている。このランドの半径方向の範囲は第3
図に見られるように付与容器21内の環状空間の半径方
向の幅よりも小さい。円周壁22の内側の回転する溶融
層が厚くなると、静止ランド19と接触し、その層のそ
れ以上の蓄積は防止される。
第3図に示すように、ランド19はP1の回転方向にあ
るスロツト18の側に取り付けられている。このように
して、スロツト18と関連するランド19は自動的なス
ロツトルバルブとして機能する。ランド19が前記層と
接触するとき、「乱流」が対応するスロツト18の直ぐ
外側に形成され、これにより溶融材料が更にスロツトを
通して排出されるのを防止され、又、この「バルブ」を
通しての流れがスロツトル制御される。付与開口26を
通しての外方へ向かう流れによつて層の厚さがしかる後
に減少されると、「バルブ」は自動的に再び開かれる。
このようにして、円周壁22の内側の溶融層は一定の厚
さに常に維持され、即ち、付与開口26を通しての一定
した外方へ向かう流れが常に維持されるのである。
ここに説明した滴状体形成装置の重要な特徴は、付与開
口26を通しての一定した外方へ向かう流れの強さが制
御できるということである。駆動ホイール25及び駆動
パイプ24を経て分配手段20の付与容器21の回転速
度を増減することによつて、円周壁22の内側の層に作
用する遠心力は、従つて単位時間当りの付与開口26を
通して付与された溶融材料の量は、制御できるのであ
る。しかしながら、上述したように、分配及び付与手段
20の一定した回転速度がデイスクに対する一定した流
れを与えるのである。
先に説明したように、デイスク手段30のデイスク35
も、例え方向(P2)が付与容器21の方向と反対であ
るとしても、装置の作動の間に回転される。デイスク3
5と付与容器21とを反対方向に回転させることによつ
て、デイスク35が付与開口26に対して回転するよう
に意図されているのである。このようにして、付与開口
26を通して排出されてデイスク35の円錐形部分35
bに当たる溶融材料は、デイスク35の円周方向全体に
わたつて均一に分配されることができるのである。
付与容器21に対するデイスク35の回転速度が1秒間
当り30回転であると仮定すれば、又、第3図に示すよ
うに各列に6個の付与開口があると仮定するならば、従
つて1つのデイスク35の円錐部分35bに互いに隣接
された多数の点Q(第3図にQ1,Q2等で概略的に示
されているように)を見るならば、このようなそれぞれ
の点Qは1秒間当り180回(30×6)だけ溶融材料
を付与開口から供給されるのであり、このことは実際例
としてはデイスク35の点Qの各々に対して連続的な流
れ生じることを意味する。従つて各デイスク35の円錐
部分35bは溶融材料の円周方向に連続した流れを供給
されるのであり、この流れはデイスクの回転(P2の方
向に回転)によつて連続した均一な厚さのフイルムを形
成するのである。このフイルムは、デイクク35の外周
縁のカスプへ向けて外方へと成長され、又、該カスプに
よつて均一寸法の滴状体として分離されるのである。各
カスプに於いて滴状体が形成される。この滴状体は依然
として溶融状態にあり、その滴状体に作用する外方へ向
かう遠心力が滴状体に作用する内方へ向かう付着力より
大きくなつたときに、カスプから離脱される。このよう
な状態は、カスプにより形成された滴状体が与えられた
所要寸法に達したときに生じるようになされる。
本発明により各デイスクの外周縁にこのようにカスプを
備えることによつて、定められた滴状体形成点、即ち
「解放位置」、が形成されるのであり、この位置から溶
融材料が滴状体としてデイスクを離れるのである。離脱
条件−遠心力が付着力よりも大きくならねばならない−
は常に滴状体の形成の度に且つ又各カスプにて同じであ
り、正確に同じ寸法の滴状体が連続して得られるのであ
る。しかしながら、得られた滴状体は幾つかのカスプに
対する流量がその他のカスプに対する流量よりも大きい
ならば、均一寸法にならないことが指摘される。与えら
れたカスプに対する流量がその他のカスプに対するより
も大きいと、このカスプは以下の公式から見做されるよ
うに比較的大きな直径の滴状体を作ることになる。この
ようにして、デイスク35の円錐部分35bに於ける溶
融材料の積極的な分配が均一寸法の滴状体を製造する上
で必要条件となるのである。
滴状体の寸法は次式によつて経験的に計算することがで
きる。即ち、 ここで、 Q=カスプ当りの流量(m3/s) δ=密度(kg/m3) μ=動粘性(Ns/m2) σ=表面張力(N/m) D=回転するボデイ−の直径(m) ω=角速度(rad./s) である。
上述したように、第1図から第3図迄を参照して説明し
た滴状体形成装置は、溶融材料から変形し難い球状粒子
を製造するのに好適である。このような場合には、時間
当り大きなトータルボリユーム即ち滴状体の重量を、例
えば10トン/時間のオーダーで製造することがしばし
ば望まれる。本発明のその他の応用例では、例えばガス
浄化のように滴状体を形成した後にそれらの滴状体が固
化されるべき場合には、単位時間当り大量の比較的小さ
な滴状体を製造することが望まれるのであり、これは第
1の実施例の場合に比較して装置を通る液体流量は本質
的に少ない。例えば、ガス浄化に於いては、装置を通る
全液体流量は3/分とされ、滴状体の直径は0.1mm
のオーダーとされる。これは1秒当り約10億個の滴状
体に相当する。
第1図から第3図迄の装置に示したような滴状体形成装
置は、次の理由によつて小さな液体流量に関しては適当
でないのである。即ち、 第1図から第3図迄による滴状体形成装置に於いては、
円周壁22の内側の液体層が一定した厚さに維持される
ことが均一寸法の滴状体を形成するための条件である。
何故ならば、そうでなければ付与開口26を通して一定
した外方へ向かう流れを得ることができず、即ちデイス
ク上に均一な厚さの層が形成されないからである。装置
を通る流量が著しく減少されると、回転する円周壁22
の内側の液体層は非常に薄くなつて、一定した層の厚さ
を維持することが困難もしくは不可能になつてしまう。
又、このことは、均一寸法の滴状体を形成する上で不可
欠なデイスク上の液体の均一な分配が得られないことを
意味するのである。
この問題を解決するために、本発明は滴状体形成装置の
第2の実施例を提案する。この実施例は、少ない液体流
量から単位時間当り大量の比較的小さな滴状体を製造す
るのに特に適している。この形式の滴状体形成装置は第
4図及び第5図を参照して更に詳細に説明される。本発
明のこの第2の実施例の説明を簡明にするために、第1
図から第3図迄に既に示され且つ本質的に同じ機能を有
する部分はその符号に100を加えた数字で示されてい
る。
第1の実施例の場合と同様に、第4図の滴状体形成装置
は3つの基本的な手段、即ち全体を符号110で示され
た静止せる受け入れ手段、全体を符号120で示された
回転する分配及び付与手段、及び全体を符号130で示
された回転するデイスク手段を含んで成る。これらの3
つの基本的な手段110,120及び130は同芯的に
且つ密集状に水平方向の幾何学的軸線Aの回りに取り付
けられている。
静止受け入れ手段110は、ベアリングハウジング15
0を含んで成る。このベアリングハウジング150はシ
ヤフトAと同芯的な内側ダクト151を備えている。ベ
アリングハウジング150はホースニツプル152を備
えており、これはベアリングハウジングの内側ボアー1
53と液体連通されている。このボアー153はホース
ニツプル152の半径方向の内端からベアリングハウジ
ング150の一端155の開口154に迄延出されてい
る。この端部151にてベアリングハウジングは半径方
向の凹部156を有している。
回転される分配及び付与手段120は、回転可能なシリ
ンダー122によつて実質的に構成されている。このシ
リンダー122は、受け入れ手段110から離れる方向
へ向かう端部に底部123を有し、他端に支持デイスク
160を有し、そして駆動パイプ124を有している。
この駆動パイプ124は底部123及び支持デイスク1
60を介してシリンダー122に強固に連結されてい
る。駆動パイプ124はベアリング161及び162に
よつてベアリングハウジング150の内側ダクト151
内に回転可能に同芯的に取り付けられている。更に、こ
の駆動パイプ124は第4図に於ける左側の端部にてベ
ルトプーリー125に強固に連結されており、このプー
リーは付与手段120を回転させるための駆動手段(図
示せず)によつて駆動されるようになつている。
シリンダー122の内部は円錐形とされており、広い側
が受け入れ手段110から離れる方向へ向いている。こ
の円錐形の内面は多数の円周方向に均一に隔てられた同
じ形状の溝163を有している。各溝163は一端を底
部123によつて規制され、又、他端を角度を有するカ
バーデイスク164で規制されている。このカバーデイ
スク164は円錐形の中央開口165を有しており、こ
の中央開口はベアリングハウジング150の狭い端部1
55,156を受け入れている。各溝63はシリンダー
122に形成されている半径方向の付与ダクト126と
連通されている。これらの付与ダクト126は円周方向
及び軸線方向の量方向に均一に分散配置されている。
最後に、回転可能なデイスク手段130はベアリング1
66,167によつて駆動パイプ124内に回転可能に
取り付けられている回転駆動シヤフト131を含んで成
る。この駆動シヤフトは一端にてベルトプーリー132
に固定的に連結され、駆動シヤフト131の他端にてボ
ス133に連結されている。このボスは、シリンダー1
22の底部123の下側を半径方向に延在されている。
又、多数の円周方向に分散配置されたロツド134はそ
れらの一端134aをシリンダー122から半径方向に
離れた位置にてボス133に形成された開口内に受け入
れられている。又、複数の環状デイスク135が取り付
けられており、軸線方向に見た場合それらの枚数は付与
ダクト126の数と同じとされている。デイスク135
は第1図から第3図迄の第1の実施例に於けるデイスク
35と本質的には同じ外形をしており、それ故にここで
は詳細に説明しない。
付与開口26と同様に付与ダクト126はデイスク13
5の液体受け入れ面に開口されている。第4図及び第5
図による装置は48個の溝163及び12枚のデイスク
135を有している。図示実施例では、各溝163及び
1つのデイスク135が「作用」し、このことは48個
の付与ダクト126があつて、デイスク当り4つのダク
ト126を与えることを意味している。
第4図及び第5図に示された装置が滴状体の形成に使用
された場合、液体はホースニツプル152を通して静止
ベアリングハウジング150のボアー153へ導かれ、
そこから液体は開口154を通してシリンダー122内
へ流出される。前述した第1の実施例の場合と同様に、
付与手段120及びデイスク手段130は何れも互いに
対して且つ又受け入れ手段110に対して回転される。
シリンダー122の回転速度が十分に速いならば、別な
言葉で言えばシリンダー122内の液体に作用する遠心
力が十分に大きいならば、開口154を通して流出する
液体は溝163で収集され、さらに付与ダクト126へ
向けて運ばれるようになされる。溝163は同じもので
あるとともに円周方向に均一に分散配置されているの
で、この液体の流れは溝163内に均一に分けられる。
又、付与手段120の回転速度が十分に速いならば、バ
ランスされた液体の流れが付与ダクト126を流出して
デイスク135へ向かつて流れる。第3図に於けるデイ
スク35の点Q1〜Q3を参照して上述で説明されたこ
とと同様に、半径方向外方へ成長する均一厚さの液体フ
イルムが各デイスク135上に得られることが示される
のであり、これは均一寸法の滴状体を形成するための必
要条件である。
従つて本発明のこの第2の実施例は僅かな液体流量にも
拘わらずに、デイスクに対して一定且つ均一に分配され
た液体流量を維持できるようになすのである。このよう
な流れは、円周壁22に於ける液体フイルムの代用とし
て多数の別々の液体の流れを形成し、これらの流れが溝
163で制御されるとともに、個々の付与ダクト126
へ導かれるようになすことで得ることができる。
第4図及び第5図は多数の「フアンブレード」170も
示している。これらのフアンブレード170は回転シリ
ンダー122に対して固定的に且つ又半径方向に突出す
るように取り付けられている。このようにしてこの装置
の作動によつて軸線方向の空気流が得られ、この空気流
は例えば浄化のために装置に導かれたガスに作用するよ
うになされる。
本発明による滴状体形成装置の上述した実施例は、請求
の範囲によつてのみ制限される本発明の範囲内で多くの
方法で改修することができることを言わずにきた。従つ
て、このような1つの改修によれば、この装置は小さな
容量が望まれるならば1枚のデイスクを有して構成され
ることができるのである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−247850(JP,A) 特開 昭59−82957(JP,A) 特公 昭55−41825(JP,B2)

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体を滴状体に分離する方法であって、液
    体は静止の液体受け入れ手段(10;110)を介して
    飛散器回転体(30;130)へ移され、この飛散器回
    転体は静止の幾何学的軸線(A)の回りを前記受け入れ
    手段(10;110)に関して回転され、前記飛散器回
    転体は、前記軸線へ向けて半径方向に延在した少なくと
    も1つのディスク(35;135)であって、以下にカ
    プスと称される円周方向に等間隔の均一かつ半径方向に
    突出する部分(36)を半径方向外周縁に備えるディス
    クを有し、該ディスク(35;135)に受け取られた
    液体が均一な厚みのフィルムに形成され、このフィルム
    が遠心作用により前記カプス(36)に向けて半径方向
    外方へ成長し、これらカプスによって均一な寸法の滴状
    体に分離される方法において、前記液体は第1段階にて
    前記静止受け入れ手段(10;110)から、該受け入
    れ手段(10;110)および前記飛散器回転体(3
    0;130)とは回転状に独立した分配回転体(20;
    120)に移され、前記液体は第2段階にて前記分配回
    転体(20;120)により生じた遠心力で該分配回転
    体(20;120)から、この分配回転体(20;12
    0)に設けられ且つ前記軸線(A)から半径距離をあけ
    て位置決めされた少なくとも1つの分配開口(26;1
    26)を介して、前記飛散器回転体(30;130)の
    ディスク(35;135)に移され、前記分配回転体
    (20;120)が、前記分配開口(26;126)を
    通して移された液体を前記飛散器回転体(30;13
    0)のディスク(35;135)に均一に且つ前記軸線
    (A)に関して円周方向へ分配するために、前記軸線
    (A)回りを前記飛散器回転体(30;130)の角速
    度とは異なる角速度で回転されることを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の方法において、前記分配
    回転体(20)の角速度が制御されて単位時間当たりに
    前記ディスク(35)に分配される液体の量を規制し、
    前記飛散器回転体(30)の角速度が制御されて滴状体
    の寸法を規制することを特徴とする方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2に記載の方法において、
    前記分配回転体(20;120)と前記飛散器回転体
    (30;130)は反対方向へ回転されることを特徴と
    する方法。
  4. 【請求項4】請求項1から3のいずれか一項に記載の方
    法において、均一な寸法の滴状体は、前記飛散器回転体
    (30;130)から飛散された後に、固化処理を受け
    ることを特徴とする方法。
  5. 【請求項5】請求項1から4のいずれか一項に記載の方
    法において、均一な寸法の滴状体は、前記飛散器回転体
    (30;130)から飛散された後に、乾燥処理を受け
    ることを特徴とする方法。
  6. 【請求項6】液体を滴状体に分離するための装置で、滴
    状体が遠心作用により飛散される装置にして、 滴状体に分離される液体を収容するようにした静止の液
    体受け入れ手段(10;110)と、 静止の幾何学的軸線(A)の回りを回転可能で且つこの
    軸線(A)にむけて半径方向へ突出する少なくとも1つ
    のディスク(35;135)を備えた飛散器回転体(3
    0;130)で、前記ディスクが、以下にカプスと称さ
    れる円周方向に等間隔の均一かつ半径方向に突出する部
    分(36)を半径方向外周縁に設けている飛散器回転体
    と、 前記飛散器回転体(30;130)に作動状に連結され
    た駆動手段で、前記ディスク(35;135)に移され
    た液体が均一な厚みのフィルムに形成され、このフィル
    ムが前記カプス(36)に向けて半径方向へ拡がり且つ
    これらカプスによって均一な寸法の滴状体に分離される
    ように、前記受け入れ手段(10;110)から前記飛
    散器回転体のディスク(35;135)への液体の移送
    の間に該飛散器回転体(30;130)を前記軸線
    (A)回りに回転させるようにした駆動手段とを有する
    装置において、 装置がさらに、前記受け入れ手段(10;110)およ
    び前記飛散器回転体(30;130)とは回転状に独立
    していて該受け入れ手段(10;110)から該飛散器
    回転体(30;130)へ液体を移す分配回転体(2
    0;120)を有し、該分配回転体(20;120)が
    この目的のために、前記受け入れ手段(10;110)
    から移された液体を収容するための内側空間と、該空間
    と液体連通し且つ前記軸線(A)から半径距離をあけて
    配置された少なくとも1つの分配開口(26;126)
    とを設けられ、この分配開口が前記内側空間内の液体を
    前記飛散器回転体(30;130)のディスク(35;
    135)へ移すように働き、 前記駆動手段はさらに、前記分配回転体(20;12
    0)の内側空間内の液体が遠心作用により前記分配開口
    (26;126)を通して排出され且つ該開口を介して
    前記飛散器回転体(30;130)のディスク(35;
    135)へ均一に、前記軸線(A)に関して円周方向に
    分配されるように、前記飛散器回転体(30;130)
    の角速度とは異なる角速度で前記分配回転体(20;1
    20)を前記軸線(A)の回りに回転させるようにされ
    ていることを特徴とする装置。
  7. 【請求項7】請求項6に記載の装置において、前記飛散
    器回転体(30;130)は、前記軸線(A)の方向へ
    隔てられ且つ互いに一緒に保持された前述のタイプの複
    数のディスク(35;135)を有し、前記ディスクは
    前記軸線(A)の回りを回転可能であって各々が中央開
    口を設けられており、前記分配回転体(20;120)
    は、前記ディスク(35;135)の中央開口を通して
    延在した分配シリンダー(22;122)を有し、該シ
    リンダーの内部が前記内側空間を形成し、前記シリンダ
    ーの周囲壁が各ディスク(35;135)毎に少なくと
    も1つの前述のタイプの分配開口(26;126)を備
    えることを特徴とする装置。
  8. 【請求項8】請求項6または7に記載の装置において、
    前記分配回転体(20;120)は、各ディスク(3
    5;135)用に、前述のタイプの複数の分配開口(2
    6;126)を有することを特徴とする装置。
  9. 【請求項9】請求項7または8に記載の装置において、
    前記駆動手段は、前記飛散器回転体(30;130)の
    角速度と前記分配回転体(20;120)の角速度間の
    差が大きくて前記分配開口(26;126)に隣接した
    各ディスク(35;135)上の全ての点(Q)が前記
    分配シリンダー(22;122)からほぼ連続な液体の
    流れを供給されるように、制御されるようにされたこと
    を特徴とする装置。
  10. 【請求項10】請求項7に記載の装置において、 前記分配回転体(20)が所定の方向(P)に回転し、 前記静止受け入れ手段(10)が静止シリンダー(1
    4)を有し、この静止シリンダーの外径は前記分配シリ
    ンダー(22)の内径より小さく、該静止シリンダー
    は、この受け入れ手段(10)の静止シリンダー(1
    4)と前記分配回転体(20)の分配シリンダー(2
    2)との間に環状空間が形成されるように、前記分配シ
    リンダー(22)と同軸状に取り付けられ、 前記受け入れ手段(10)の静止シリンダーの周囲壁が
    複数のスロット(18)を備え、これらスロットは前記
    軸線(A)にほぼ平行で、これらスロットを通して液体
    が、遠心作用により、回転している前記分配シリンダー
    (22)の周囲壁の内側に液体の層を形成するために、
    前記環状空間に流れ出るようにされており、 前記受け入れ手段(10)の静止シリンダー(14)の
    周囲壁が、該周囲壁に形成された各スロット(18)の
    位置で且つ各スロットに平行に、前記回転方向(P)に
    位置する該スロット(18)の側部に半径方向へ突出す
    るランド(19)を設けられ、前記ランド(19)の半
    径方向の大きさは、前記液の層の厚みが前記ランド(1
    9)によってこれらランドと前記分配シリンダー(2
    2)の内側の間の半径距離に制限されるように、前記環
    状空間の半径方向幅よりも小さいことを特徴とする装
    置。
  11. 【請求項11】請求項7に記載の装置において、 前記受け入れ手段(110)は、液体を収容するように
    され且つ前記分配シリンダーの内部に開口する排出開口
    (154)を備えたチャンバー(153)を有し、 前記分配シリンダー(122)はその内側に複数の円周
    方向へ隔置された溝(163)を設けられ、これら溝が
    ほぼ前記分配シリンダー(122)の母面に沿って配向
    され且つ前記受け入れ手段(110)の排出開口(15
    4)からの液体を受けるようにされており、 各ディスク(135)が前記分配シリンダー(122)
    を通して延在された少なくとも1つの分配ダクト(12
    6)を備え、該分配ダクトはその半径方向内側端部にお
    いて前記溝(163)のうちの対応する溝内に開口し且
    つその半径方向外側端部において前記ディスク(13
    5)の液体受取面に開口することを特徴とする装置。
  12. 【請求項12】請求項11に記載の装置において、前記
    溝(163)は前記受け入れ手段(110)の排出開口
    (154)よりこれら溝(163)に液体が供給される
    点から半径方向へ広がって、これら溝(163)を介し
    て前記分配ダクト(126)への遠心作用による液体移
    動を促進することを特徴とする装置。
  13. 【請求項13】請求項9から12のいずれか一項に記載
    の装置において、前記飛散器回転体(30;130)の
    各ディスク(35;135)は半径方向外側部分(35
    a)と、この外側部分に接続された半径方向内側円錐部
    分(35b)とを備え、各ディスクの円錐部分(35
    b)が前記分配シリンダー(22;122)の対応する
    分配開口(26;126)と向かい合って位置決めされ
    ていることを特徴とする装置。
  14. 【請求項14】請求項1から3のいずれか一項に記載の
    方法により作られた粒状体であって、液体が静止の液体
    受け入れ手段(10;110)を介して該受け入れ手段
    (10;110)に関して静止の幾何学的軸線(A)の
    回りを回転される飛散器回転体(30;130)へ移さ
    れ、前記飛散器回転体(30;130)が、前記軸線
    (A)に向けて半径方向へ延在し且つ以下にカプスと称
    される円周方向に等間隔の均一かつ半径方向に突出する
    部分(36)を半径方向外周縁に備える少なくとも1つ
    のディスク(35;135)を有し、該ディスク(3
    5;135)に受け取られた液体が均一な厚みのフィル
    ムに形成され、このフィルムが遠心作用により前記カプ
    ス(36)に向けて半径方向外方へ成長してこれらカプ
    スにより均一な寸法の滴状体に分離され、前記液体は第
    1段階にて前記静止受け入れ手段(10;110)か
    ら、該受け入れ手段(10;110)および前記飛散器
    回転体(30;130)とは回転状に独立した分配回転
    体(20;120)に移され、第2段階にて前記液体は
    前記分配回転体(20;120)により生じた遠心力で
    該分配回転体(20;120)から、この分配回転体
    (20;120)に設けられ且つ前記軸線(A)から半
    径距離をあけて位置決めされた少なくとも1つの分配開
    口(26;126)を介して、前記飛散器回転体(3
    0;130)のディスク(35;135)に移され、前
    記分配回転体(20;120)が、前記分配開口(2
    6;126)を通して移された液体を前記飛散器回転体
    (30;130)のディスク(35;135)に均一に
    且つ前記軸線(A)に関して円周方向へ分配するため
    に、前記軸線(A)回りを前記飛散器回転体(30;1
    30)の角速度とは異なる角速度で回転され、前記飛散
    器回転体(30;130)から飛散された滴状体が続い
    て固化或いは乾燥処理を受けることを特徴とする粒状
    体。
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