JPH0650505Y2 - 遠心噴霧装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、金属・合金の溶湯を微細に粉砕して粉末を製
造する遠心噴霧装置に関する。

〔従来の技術〕

溶湯を粉砕する方法として、従来より遠心噴霧法が知ら
れているが、この方法は、円盤状の高速回転体の表面に
溶湯を導き、溶湯に回転体の運動エネルギーを付与し、
遠心力により飛散させ、粉砕することを特徴とする。こ
の方法は、設備が比較的小型であことと、噴霧室の雰囲
気の調整が容易であり、また少量多品種の金属・合金の
製造にも適しているといった特徴を有している。さら
に、回転体の速度を変えることにより、得られる粉末の
粒度をある程度調整できることも特徴として挙げること
ができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の遠心噴霧法は、次のような問題点を有していた。

回転体は、第４図に示すような凸形、平形、または凹形
であるが、いずれの場合にも回転体表面を溶湯が滑り、
充分な運動エネルギーが付与されないうちに飛び出して
しまい、細かい粉末を得るのは難しい。特に、生産性を
上げるため回転体に供給する溶湯の量を増すと溶湯への
運動エネルギーの付与がますます不充分となって、生成
する粉末の粒度が粗くなり、工業的規模で粒度の細かい
粉末を生産するのは非常に困難であった。

また、溶湯は正確に回転体の中心に落とす必要があり、
中心からずれると粒度の細かい良好な粉末が得られない
ため、回転体の中心とノズルとの位置合せを正確に行う
必要があるといった難点があった。

さらに、従来の遠心噴霧法は回転体の回転軸は鉛直方向
であり、溶湯は水平方向に広がり飛散するため、一般的
に、生成した粉末を回収するには第５図に示すように噴
霧室の下部をコーン状にして中央部に集める方法が採用
されている。そのため、噴霧室の内容積が大きくなり、
噴霧室内部のガス置換に必要な排気系も必然的により高
能力な装置が必要とされた。また、設置面積も大きい上
に、装置の高さも高くなる。そのため、噴霧中の炉内監
視は噴霧室の上部から、一方粉末の回収作業は噴霧室の
下部で行なう必要があり、作業性が悪いといった問題も
あった。

本考案は、これらの問題点を解決し、生産性と作業性を
改善し、粒度の細かい粉末を工業的規模で安定して製造
することを目的とした。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、溶湯が導かれるパイプ状の回転体の外周部に
２段以上のリブを設け、パイプ状回転体の内部に導かれ
た溶湯が遠心力により、パイプに開けられた穴を通じて
リブの内側に導かれリブにより充分の運動エネルギーを
付与された後に遠心噴霧することを特徴とする。

まず、本考案の装置について説明する。第１図は本考案
により噴霧装置の回転体の一実施例を示している。

第１図に示すごとく、本考案はパイプ状の回転体１の周
りには２枚以上のリブ２が取り付けられている。回転体
の内部５と回転体１とリブ２の付け根とで形成される溝
４とは回転体１に開けられた穴３により通じている。

溶湯供給ノズル12から供給された溶湯７は、一旦回転体
１の内部５に入り遠心力により穴３から飛び出す。穴か
ら出た溶湯は溝４に入り、遠心力によってリブ２をつた
ってリブ２の先端から飛び出す。

そしてリブ２の数を増やす事により、微粉末の生産量を
任意に増やす事が可能である。回転体１の内径は通常20
〜70mmφ程度であるが、回転数が多い（２万rpm以上）
場合は細かくし、少い（１万rpm以下）場合は太くす
る。

また、リブ２の外径は回転体１の外径より10〜50mm程度
大きい事が必要であり、リブ２と回転体１との外径の傾
斜角θは30°＜θ＜90°である事が好ましい。なお、リ
ブ２は第２図（ｂ）に示す用に傾斜角90°で先端が溶湯
入口方向へ１〜10mm程度曲ったフチを持ったものでもよ
い。なお、溶湯の供給量および種類により回転体１に開
ける穴３は適当な大きさがあり、穴が小さ過ぎる場合は
回転体１の開口部19からあふれてしまい、穴が大き過ぎ
る場合は下段の穴のみから溶湯が出てしまう。回転体１
の開口部19には縁20をつけておくと好都合である。

なお、溶湯は必ずしも回転体の中心に正確に落とす必要
がなく、回転体の開口部19の範囲内に導けば良いため位
置合せが極めて容易となる。

さらに、回転軸は第１図のごとく鉛直方向に限らず、第
２図に示すように水平まで傾けることも可能となり、い
ずれの場合も粒度の細かい良好な粉末を得ることができ
る。第２図ではノズルにより導入された溶湯７は遠心力
で回転体１の内壁へ押し付けられ穴３から出て溝４に入
り、リブ２の先端から飛び出す。

第５図に示すように、一般的に従来の装置の場合、粉末
を回収し易くするため噴霧室の下部全体をコーン状にし
ている。回転軸を水平にした場合、生成した粉末は重力
で下部に集まるため、粉末の回収は極めて容易となり、
従来の装置の場合のような設備上の工夫は必要なくなる
（第３図参照）。そのため、噴霧室の内容積を大幅に減
少させることができ、噴霧室内部のガス置換に必要な排
気系の能力を小さくすることができ、装置価格を安くす
ることが可能となる。

また装置の設置面積を小さく、回転体のセッティング作
業、噴霧室内の清掃、さらに噴霧中の炉内監視や粉末の
回収作業はほぼ同じ床面で行なうことが可能となり、作
業性が著しく改善される。

第１図の回転体１およびリブ２は第４図に示す従来の回
転体と同様金属・合金の溶湯温度に耐え、反応しにくい
材料、例えばステンレス鋼、モリブデン等の耐熱金属
や、アルミナ、ジルコニア、窒化ほう素、窒化アルミニ
ウム、炭化珪素、人造黒鉛等のセラミックスが利用でき
る。

なお回転軸を水平にした場合は、第３図に示すように、
溶湯はノズル12を通じて回転体１の開口部19へ供給す
る。また、回転体１は、噴霧しようとする金属・合金の
融点より高温に保持しておくのが好ましく、特に金属・
合金の融点が高い場合は回転体を発熱体14又は赤外線等
で加熱するのが好ましい。

〔作用〕

回転体の内部へ供給された溶湯は、遠心力によりパイプ
状回転体の穴を通ってリブに押し付けられ、この間に回
転体の回転速度とほぼ同一の速度となり、運動エネルギ
ーを充分伝達された後、リブの先端から飛散、噴霧され
る。

〔実施例〕

第１図及び第２図に示す回転体を用いて、共晶組成のハ
ンダであるPb−63wt％Sn合金を250℃で溶解し第１表に
示す４種類の条件で遠心噴霧を行った。孔径はいずれも
1mmとし、円周方向に各段８ヶ設けた。

なお、回転体は、いずれも噴霧前に180℃に予熱して、
回転数は300,000rpmとした。噴霧後の粉末をふるいにか
け、90μｍ以下の収率を求め、さらに90μｍ以下の粉末
について粒度分布を測定して平均粒径を求めた。その結
果を第２表に示す。

比較のため第４図に示す従来の回転体を使用して遠心噴
霧した結果も併記する。

第２表から明らかな様に、従来法（実験NO.5、６、７）
の場合は、溶湯の供給を増し噴霧速度を上げると90μｍ
以下の粉末の収率は低下し平均粒度は増大する。ところ
が、本発明（実験NO.1、２、３、４）の場合は噴霧速度
を３〜６倍に上げても、90μｍ以下の粉末の収率は低下
せず平均粒度も変らない。

なお、実験NO.1とNO.2およびNO.3とNO.4を比較して分か
る様に、本考案の回転体を使った場合は、回転軸が鉛直
（NO.1）の場合も水平（NO.2）の場合も、収率および平
均粒径はほとんど変らない。

〔考案の効果〕

本考案によれば、金属・合金の溶湯に運動エネルギーを
充分付与して噴霧するので、粒度の細かい金属粉末を得
ることが可能となり、特に溶湯処理量を増やした場合に
効果を発揮する。また、本考案によれば、溶湯供給位置
は回転体の中心部に正確に合せる必要はなく、作業が容
易となる。また、回転軸を水平にした場合は粉末の回収
が容易となり、噴霧室の内容積を大幅に減少させ、ガス
置換に必要な排気系の能力を小さくすることができ、装
置価格の低減化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の回転体の一例を示す断面図、第２図
は、本考案の回転体の回転軸を水平にした場合の回転体
と溶湯の関係を示す図、第３図は、本考案の回転体の回
転軸を水平にして使用した場合の溶湯の供給方法と捕集
方法を示す図である。第４図と第５図は従来の回転体と
捕集方法を示す図である。 １……回転体、２……リブ ３……回転体内部よりリブに通じる穴 ４……溝、５……回転体内部 ６……回転軸、７……溶湯 ８……噴霧室、９……発熱体 10……粉末、11……粉末取出口 12……ノズル

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】溶湯を導くパイプ状の回転体と回転体の外
   周に設けられた２段以上のリブを備え、さらにパイプ状
   の回転体に穴を開け、パイプ状の回転体に導入された溶
   湯がこの穴を通じてリブ上に流出し、リブ外周から飛散
   するように構成したことを特徴とする遠心粉霧装置。
2. 【請求項２】回転体の回転軸が水平であることを特徴と
   する第１項に記載の遠心噴霧装置。
3. 【請求項３】回転体の温度を溶湯の融点以上に加熱保持
   する手段を備えたことを特徴とする第１項に記載の遠心
   噴霧装置。