CN111432963B - 金属粉末制造装置及其气体喷射器以及罐器 - Google Patents

金属粉末制造装置及其气体喷射器以及罐器 Download PDF

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Abstract

金属粉末制造装置具备喷雾槽(4)、向喷雾槽(4)内对熔融金属进行液体喷雾的多个喷雾喷嘴(20A、20B)。多个喷雾喷嘴(20A、20B)分别具有使熔融金属向喷雾槽(4)内流下的熔融金属喷嘴(11A、11B)、在熔融金属喷嘴的周围配置多个且具有用于使气体流体与从熔融金属喷嘴流下的熔融金属碰撞的气体喷射孔的气体喷射喷嘴(2A、2B)。

Description

金属粉末制造装置及其气体喷射器以及罐器
技术领域
本发明涉及通过使高压气体流体与从熔融金属喷嘴流下的熔融金属碰撞而制造微粒子状的金属(金属粉末)的金属粉末制造装置及其气体喷射器以及罐器。
背景技术
在从熔融金属制造微粒子状的金属(金属粉末)的方法中有含有气体雾化法、水雾化法的雾化法。气体雾化法从储存熔融金属的溶解槽的下部的熔融金属喷嘴流下熔融金属,从配置于熔融金属喷嘴的周围的多个气体喷射喷嘴向熔融金属吹出惰性气体。来自熔融金属喷嘴的熔融金属的流被来自气体喷射喷嘴的惰性气流分割而成为细微的多个金属液滴而落至喷雾槽内,被表面张力球状化而凝固。由此,用喷雾槽底部的采集料斗回收球状的金属粉末。
如在日本特开2016-211027号公报中公开了具备设置于喷雾室(喷雾槽)上部且保持金属溶液的罐、连接于上述罐的底部并吹出上述惰性气体而使上述金属溶液落至上述喷雾室内的雾化喷嘴、在上述喷雾室内进行气体置换的气体导入口以及气体排出口、供给用于使上述喷雾室内为氧化环境以及/或氮化环境的气体的第二气体导入口的金属粉末的制造装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-211027号公报
发明内容
发明所要解决的课题
以层叠大量金属粒子而成形所希望形状的金属的金属3D打印机的材料等为代表,相比于之前雾化法所要求的金属粉末粒径小的材料的需求近年来有所提高。使用于粉末冶金、焊接等的之前的金属粉末的粒径例如是70-100μm左右,使用于3D打印机的金属粉末的粒径例如为20-50μm左右,非常细。
如此,作为相比于从前在短时间内大量生产细微的金属粒子的方法之一会有扩大熔融金属喷嘴的直径的方法,会担心具有所期望的粒径的金属粉末的回收率的降低。为了提高回收率会考虑增强从喷射喷嘴喷出的气压并实现金属粒子的粒径的细微化与均匀化,但因气压增强而加速的金属粒子在凝固前碰撞喷雾槽的壁面而容易变形,会有不能估计回收率增加的可能性。为了避免金属粒子与喷雾槽的碰撞也会考虑使喷雾槽的直径巨大化,会产生不能确保伴随喷雾槽的更换的费用增加、设置空间等的问题。
本发明的目的在于提供一种不改变喷雾槽的体型就能够高效地制造细微的金属粉末的金属粉末制造装置及其气体喷射器以及罐器。
用于解决课题的方案
本申请包括多个解决上述课题的方案,如果举出其中一例,具备喷雾槽、向上述喷雾槽内对熔融金属进行液体喷雾的多个喷雾喷嘴,上述多个喷雾喷嘴分别具有使熔融金属向上述喷雾槽内流下的熔融金属喷嘴、在上述熔融金属喷嘴的周围配置多个且具有用于使气体流体与从上述熔融金属喷嘴流下的熔融金属碰撞的气体喷射孔的气体喷射喷嘴。
发明效果
根据本发明不改变喷雾槽的体型就能够高效地制造细微的金属粉末。
附图说明
图1是作为金属粉末制造装置的气体雾化装置的整体构成图。
图2是第一实施方式的气体雾化装置的金属喷雾装置200周边的剖视图。
图3是第一实施方式的金属喷雾装置200的立体图。
图4是构成第一气体喷射喷嘴2A的多个喷射孔9的气体喷射方向与第一熔融金属喷嘴11A的熔融金属的流下区域27的关系图。
图5是第二实施方式的金属喷雾装置200的立体图。
图6是第三实施方式的金属喷雾装置200的立体图。
图7是第四实施方式的金属喷雾装置200的立体图。
图8是由包含金属喷雾装置200的中心轴Cg0与后述的两点Tc1、Tc2的垂直面产生的金属喷雾装置200的示意剖视图。
图9是构成图7的第一气体喷射喷嘴2A的多个喷射孔9的气体喷射方向与第一熔融金属喷嘴11A的熔融金属的流下区域27的关系图。
图10是由各喷雾喷嘴的喷雾条件相同的气体雾化装置制造的金属粉末的粒度分布图。
图11是第五实施方式的气体雾化装置的金属喷雾装置的一例的附近的剖视图。
图12是第五实施方式的气体雾化装置的金属喷雾装置的一例的附近的剖视图。
图13是第五实施方式的气体雾化装置的金属喷雾装置的一例的附近的剖视图。
图14是第五实施方式的气体雾化装置的金属喷雾装置的一例的附近的剖视图。
图15A是第五实施方式的气体雾化装置的金属喷雾装置的一例的附近的剖视图。
图15B是第五实施方式的气体雾化装置的金属喷雾装置的一例中的熔融金属喷嘴的放大图。
图16是用表形式总结相对于从作为基准的喷雾喷嘴得到金属粉末的粒度的改变了6个喷雾条件(1)-(6)中的任一个的6个实施例中得到的金属粉末的粒度的倾向的图。
图17是通过各喷雾喷嘴的喷雾条件不同的气体雾化装置的一例制造的金属粉末的粒度分布图。
图18是通过各喷雾喷嘴的喷雾条件不同的气体雾化装置的一例制造的金属粉末的粒度分布图。
具体实施方式
以下,使用附图关于本发明的实施方式进行说明。
图1是作为本发明的金属粉末制造装置的气体雾化装置的整体构成图。图1的气体雾化装置具备作为储存液体状的金属即熔融金属(熔融金属)的容器的溶解槽(也称为中间包罐部)1、向成为细粒从溶解槽1通过熔融金属喷嘴(后述)11流下的溶解金属吹出高压气体(气体流体)而粉碎为多个微粒子并对熔融金属进行液体喷雾的金属喷雾装置200、用于向金属喷雾装置200供给高压气体的喷射气体供给管(喷射流体供给管)3、作为被保持于惰性气体环境的容器并使从金属喷雾装置200中喷雾的微粒子状的液体金属在落下中急速冷凝的喷雾槽4、设置于喷雾槽4的底部并回收喷雾槽4中的落下中凝固的粉末状的固体金属的采集料斗5。
溶解槽1内优选保持为惰性气体环境。喷雾槽4是在上部以及中部具有相同直径的圆筒状的容器,从利用采集料斗5进行的金属粉末的回收容易度的观点,为在下部中越靠近采集料斗5直径越小的圆锥形状。惰性气体作为适当排气6而从采集料斗5中排出。
<第一实施方式>
图2是第一实施方式的气体雾化装置的金属喷雾装置200附近的剖视图,图3是第一实施方式的金属喷雾装置200的立体图。并且,在图3中省略后述的第一、第二熔融金属喷嘴11A、11B的图示。
-喷雾喷嘴20A、20B-
金属喷雾装置200具备使熔融金属向喷雾槽4内流下的多个熔融金属喷嘴11A、11B、从设置于溶解槽(罐部)1下方的多个气体喷射喷嘴2A、2B喷射气体的气体喷射器70。金属喷雾装置200在气体喷射器70的面向喷雾槽4内的底面构成向喷雾槽4内对熔融金属进行液体喷雾的多个喷雾喷嘴20A、20B。本实施方式的气体雾化装置具备第一喷雾喷嘴20A与第二喷雾喷嘴20B的两个喷雾喷嘴。第一、第二喷雾喷嘴20A、20B分别具有使熔融金属向喷雾槽4内流下的熔融金属喷嘴11A、11B、在熔融金属喷嘴11A、11B的周围配置多个的气体喷射喷嘴2A、2B。即,各喷雾喷嘴20具有一对熔融金属喷嘴11和一对气体喷射喷嘴2。
-熔融金属喷嘴11A、11B-
如图2所示,在溶解槽(罐部)1的底部,从溶解槽1的底面向铅垂下方突出地设置分别使溶解槽1内的熔融金属向喷雾槽4内流下的第一熔融金属喷嘴11A和第二熔融金属喷嘴11B。第一熔融金属喷嘴11A与第二熔融金属喷嘴11B具有相同的形状,在各自的内部具有在熔融金属流下的铅垂方向上延伸的纵长的孔。该纵长的孔为熔融金属从溶解槽(罐部)1的底部向铅垂下方流下的溶解金属流路。
如图3所示,在具有大致圆柱状的外形的气体喷射器70上设置作为具有与该圆柱的轴(Cg0)平行的轴(Cm1、Cm2)的两个圆柱状的贯通孔的第一熔融金属喷嘴插入孔12A与第二熔融金属喷嘴插入孔12B。第一熔融金属喷嘴11A与第二熔融金属喷嘴11B分别插入第一熔融金属喷嘴插入孔12A与第二熔融金属喷嘴插入孔12B中。溶解槽1被气体喷射器70支撑。并且,省略图示,从防止来自溶解槽1的热传导的观点考虑优选在溶解槽1与气体喷射器70之间插入隔热材料。
如图3所示,第一熔融金属喷嘴插入孔12A与第二熔融金属喷嘴插入孔12B的中心能够配置于与圆筒状的气体喷射器70的中心相同的直线上,从气体喷射器70的中心轴Cg0至第一熔融金属喷嘴插入孔12A与第二熔融金属喷嘴插入孔12B的中心轴Cm1、Cm2的距离能够以分别相同的方式配置。另外,第一溶解金属喷嘴插入孔12A与第二溶解金属喷嘴插入孔12B的中心轴Cm1、Cm2能够与第一熔融金属喷嘴11A和第二熔融金属喷嘴11B的孔的中心轴一致。
位于第一熔融金属喷嘴11A与第二熔融金属喷嘴11B的下端的开口端21A、21B分别以从气体喷射器70的底面突出且面向喷雾槽4内的空洞的方式配置。溶解槽1内的熔融金属成为溶解金属流8而在第一、第二熔融金属喷嘴11A、11B的内部的孔流下并通过开口端21A、21B向喷雾槽4内流出(流下)。作为有助于被导入喷雾槽4的熔融金属的直径的大小(后述的流下区域27的直径的大小)的第一熔融金属喷嘴11A与第二熔融金属喷嘴11B的最小内径能够选择如比现有小的1-2mm。
-气体喷射喷嘴2A、2B-
气体喷射器70具有由高压的惰性气体充满的中空结构的圆柱形状的外形,其内部成为在多个熔融金属喷嘴插入孔12A、12B各自的周围形成气流的气体流路50。气体流路50从连接于设置于气体喷射器70的圆柱的侧面的气体吸入孔(未图示)的喷射气体供给管3接受高压气体的供给。气体喷射器70作为具有指向性的气体喷枪(气体喷流)10通过设置于气体喷射器70的底面的多个喷射孔9喷射向气体流路50供给的该高压气体。多个喷射孔9以分别在第一熔融金属喷嘴插入孔12A的喷雾槽侧开口端的周围与第二熔融金属喷嘴插入孔12B的喷雾槽侧开口端的周围以描绘圆的方式配置,包围第一熔融金属喷嘴插入孔12A的喷雾槽侧开口端的多个喷射孔9分别构成第一气体喷射喷嘴(第一气体喷射部)2A,包括第二熔融金属喷嘴插入孔12B的喷雾槽侧开口端的多个喷射孔9分别构成第二气体喷射喷嘴(第二气体喷射部)2B。气体喷射喷嘴2A、2B设置于多个熔融金属喷嘴插入孔12A、12B每一个,从熔融金属喷嘴插入孔12A、12B的开口端向气体喷射器70的外侧喷射气体流路50内的气体。
图4是构成各第一气体喷射喷嘴(第一气体喷射部)2A的多个喷射孔9的气体喷射方向与第一熔融金属喷嘴11A的熔融金属的流下区域27的关系图。
在图4中用直线25表示构成多个第一气体喷射喷嘴(第一气体喷射部)2A的多个喷射孔9的气体喷射方向,各喷射孔9通过在气体喷射器70的底面穿出具有与对应的直线25一致的中心轴的贯通孔而形成。该多个喷射孔9在气体喷射孔70的底面上以等间隔配置在与第一熔融金属喷嘴插入孔12A的中心轴Cm1同心的圆上。在图4中将多个喷射孔9形成的该圆作为圆90。构成多个第一气体喷射喷嘴2A的全部的喷射孔9的气体喷射方向(直线25)通过共通的焦点(第一焦点)26。即,全部的喷射孔9的气体喷射方向集中于一点(焦点26)。焦点26位于由从第一熔融金属喷嘴11A(在图4中未图示)流下的熔融金属的外形规定的大致圆柱状的流下区域27内。流下区域27的直径比第一熔融金属喷嘴插入孔12A的直径小,能够根据构成第一熔融金属喷嘴11A的孔的最小内径适当地调整。流下区域27的直径也能够为例如第一熔融金属喷嘴11A的开口端21A的直径以下的值。
并且,省略说明,构成多个第二气体喷射喷嘴2B的多个喷射孔9也与构成多个第一气体喷射喷嘴2A的多个喷射孔9相同地形成。构成多个第二气体喷射喷嘴2B的多个喷射孔9的焦点26有时称为第二焦点。
-动作·效果-
在如上述构成的金属粉末制造装置中若从喷射气体供给管3供给高压气体,则从金属喷雾装置200中的构成多个第一气体喷射喷嘴2A以及第二气体喷射喷嘴2B的全部的喷射孔9向喷雾槽4的内部按照每个喷射孔9预先确定的喷射方向(直线25)喷射相同压力的高压气体。此时,在第一气体喷射喷嘴2A以及第二气体喷射喷嘴2B中对各自的焦点(第一焦点、第二焦点)26集中喷射气体,形成将图4所示的焦点26作为顶点、将配置多个喷射孔9的圆90作为底面的倒圆锥状(第一倒圆锥形状、第二倒圆锥形状)的流体膜。
另一方面,若向溶解槽1中投入熔融金属,则两条熔融金属流8相对于喷雾槽4的内部通过设置于溶解槽1的底面的第一熔融金属喷嘴11A与第二熔融金属喷嘴11B向流下区域27内流下。并且,该熔融金属流8在第一气体喷射喷嘴2A以及第二气体喷射喷嘴2B的两个焦点26的附近与高压气体形成的倒圆锥状(第一倒圆锥形状、第二倒圆锥形状)的流体膜碰撞而被粉碎为多个微粒子15。通过来自第一、第二气体喷射喷嘴2A、2B的喷射气体而成为液体状的微粒子(微粒子15)的金属在喷雾槽4内的落下中被急速冷却而凝固并作为多个金属粉末由采集料斗5回收。
在本实施方式中,由于作为构成第一熔融金属喷嘴11A与第二熔融金属喷嘴11B的孔的最小内径选择比之前(如5mm左右)小的值(如1-2mm),例如即使从气体喷射喷嘴2A、2B以与之前相同的压力喷射气体也能够容易地得到比之前直径细的金属离子。另外,在用与之前相同的压力喷射气体的情况下,由于也能抑制喷雾槽4内的金属粒子的飞行距离,因此从防止金属粒子变形的观点出发没有必要替换为直径大的喷雾槽4、扩大喷雾槽4的设置空间。另一方面,由于相比于之前缩小最小内径,因此如果在每个熔融金属喷嘴11A、11B中观察虽然单位时间的熔融金属流8的流量比之前降低而回收率降低,但是,由于在本实施方式中相对于一个喷雾槽4具有两根熔融金属喷嘴11A、11B(即,两个喷雾喷嘴20A、20B),因此能够使单位时间的回收率为两倍。
另外,在本实施方式中,由于在熔融金属流下区域27的中心分别设定两个焦点26、且喷射孔9均匀地配置于与第一、第二熔融金属喷嘴插入孔12A、12B的中心轴Cm1、Cm2同心的圆上,因此来自喷射孔9的高压气体360度均匀地对熔融金属流8喷射。由此能够实现微粒子15的粒径的均匀化。
即,根据本实施方式能不改变喷雾槽4的体型而高效地制造细微的金属粉末。
另外,本实施方式的两个喷雾喷嘴20A、20B分别具有一对熔融金属喷嘴11和一对气体喷射喷嘴2。如此,若用一组熔融金属喷嘴11与喷射喷嘴2构成喷雾喷嘴20,则例如相比较于以设置多个熔融金属喷嘴11并包围其全部的熔融金属喷嘴11的方式配置多个喷射孔9的喷雾喷嘴,可细致地控制从各喷雾喷嘴20中喷雾的液体金属的粒径。例如,如后述的第五实施方式,通过改变各喷嘴的喷雾条件也可在细粒至粗粒之间使金属粉末的粒度分布为所期望的分布。
而且,本实施方式的气体喷射器70具有多个熔融金属喷嘴插入孔12A、12B、在该多个熔融金属喷嘴插入孔12A、12B的各个的周围形成气流的气体流路50。气体流路50内的气流具有在从喷射孔9喷射之前通过热交换冷却熔融金属流下中的熔融金属喷嘴11A、11B的功能。在本实施方式的气体喷射器70中,为在多个熔融金属喷嘴11A、11B的各个的周围形成气体流路50的结构,熔融金属喷嘴11A、11B通过与该流路50内的气流的热交换而从各个的周围冷却。由此,能够防止在熔融金属喷嘴11A、11B中产生局部性的温度上升、即不均匀的温度分布,能够降低因不均匀的温度分布的原因而损伤熔融金属喷嘴11A、11B的可能性。尤其在本实施方式的气体喷射器70中,由于将其中心轴Cg0作为基准而对称地设置熔融金属喷嘴插入孔12A、12B、喷射孔9以及气体流路50,能够将正交于中心轴Cg0的面中的气体喷射器70以及熔融金属喷嘴11A、11B的温度分布均匀化的方面为优点。
并且,也会将上述实施方式中说明的储存熔融金属的罐部(溶解槽)1、从罐部1的底部向下方设置并形成熔融金属从罐部1的底部向下方流下的熔融金属流路的熔融金属喷嘴11A、11B有时统称为“罐器”。
<第二实施方式>
在上述的第一实施方式中由于在与之前相同的直径的喷雾槽4中设置两个喷雾喷嘴20A、20B,因此会存在从各喷雾喷嘴20A、20B喷雾的微粒子15在喷雾槽4内凝固之前碰撞而变形的可能性。本实施方式是尝试解决该课题的实施方式之一。
图5是第二实施方式的金属喷雾装置200的立体图。并且,与图3相同,省略第一、第二熔融金属喷嘴11A、11B的图示。关于其他部分,为与第一实施方式相同的结构而省略说明。
在图5的气体喷射器70的底面,通过隔着预定的间隔直线状地配置于相邻的2个喷雾喷嘴20A、20B(换而言之,2个熔融金属喷嘴插入孔12A、12B)之前的多个喷射孔31设置密封气体喷流喷嘴30A。配置多个喷射孔31的直线与气体喷射器70的中心轴Cg0交叉,通过气体喷射器70的底面的中心。各喷射孔31通过在气体喷射器70的底面穿过在大致铅垂方向上延伸的中心轴的贯通孔而形成。在各喷射孔31上与喷射孔9相同地可从喷射气体供给管3供给高压气体,向作为各喷射孔31的轴向的垂直下方向喷射高压气体。由此,形成将喷雾槽4的至少上方的区域(空间)划分为两个的膜状喷流(空气幕、密封气体喷流)35。
如此形成的膜状喷流35作为空气幕而发挥功能,能够防止从第一喷雾喷嘴20A喷雾的微粒子15(从熔融金属11A流下的熔融金属)与从第二喷雾喷嘴20B喷雾的微粒子15(从熔融金属喷嘴11B流下的熔融金属)碰撞。其结果,防止变形的金属粒子的产生,相比于第一实施方式能够提高金属粉末的制造效率。另外,例如即使是利用与之前相同直径的喷雾槽4的情况,由于能够防止微粒子15的碰撞,因此也能够防止喷雾槽4的替换成本、设置空间增大。
并且,多个喷射孔31从防止粒子彼此碰撞的观点考虑,如图5所示优选以横截气体喷射器70的底面的方式配置,但也可以仅集中于预测为频繁地发生粒子彼此的碰撞的部分(例如,中心轴Cg0附近)而配置,对其他部分的配置可以省略。在上述的示例中直线状地配置多个喷射孔31,但也可以曲线状地配置。另外,可以划分气体喷射器70的内部,向喷射孔31中进行与喷射孔9不同的压力、种类的气体供给。
<第三实施方式>
本实施方式是第二实施方式的变形例,如以下说明那样,即使构成金属喷雾装置200(气体喷射器70)也能够通过膜状喷流35防止微粒子15彼此的碰撞。
图6是第三实施方式的金属喷雾装置200的立体图。并且,与图3等相同,省略第一、第二熔融金属喷嘴11A、11B的图示。关于其他部分为与第一实施方式相同的结构而省略说明。
作为密封气体喷流喷嘴30B在图6的气体喷射器70的底面上设置直线状地在相邻的两个喷雾喷嘴20A、20B之间延伸的细长间隙即缝隙32。缝隙32与气体喷射器70的中心轴Cg0交叉,通过气体喷射器70的底面的中心。缝隙32通过在气体喷射器70的底面穿过贯通孔而形成。在缝隙32中与喷射孔9相同地可从喷射气体供给管3供给高压气体而构成,从缝隙32向铅垂下方向喷射高压气体。由此,形成将喷雾槽4的至少上方的区域划分为两个的膜状喷流(空气幕)35。
由于这样形成的膜状喷流35防止从第一喷雾喷嘴20A喷雾的微粒子15与从第二喷雾喷嘴20B喷雾的微粒子15碰撞,因此能防止变形的金属粒子的产生,相比于第一实施方式能够提高金属粉末的制造效率。
并且,从防止粒子彼此碰撞的观点考虑,如图6所示,缝隙32优选以横截气体喷射器70的底面的方式配置,但仅集中于预测为频繁地发生粒子彼此碰撞的部分(例如,中心轴Cg0附近)而配置,对其他部分的配置可以省略。另外,可以划分气体喷射器70的内部,在缝隙32中进行与喷射孔9不同的压力、种类的气体供给。
<第四实施方式>
本实施方式是尝试解决与上述第二、第三实施方式相同的课题(从相邻的两个喷雾喷嘴20A、20B喷雾的凝固前的微粒子15的碰撞、变形)的实施方式之一,相当于使第一实施方式的多个气体喷射喷嘴2A、2B以预定角度θ倾斜的方式。
图7是第四实施方式的金属喷雾装置200的立体图,图8是由包含气体喷射器70的中心轴Cg0与后述的两点Tc1、Tc2的垂直面产生的气体喷射器70的示意剖视图。并且,在图7中省略第一、第二熔融金属喷嘴11A、11B的图示,在图8中仅表示气体喷射器70的外形的剖视形状。与先前的实施方式相同部分的说明适当地省略。
首先,设定具有与配置构成第一实施方式的多个第一气体喷射喷嘴(第一气体喷射部)2A的全部的喷射孔9的圆90相同的中心、具有构成多个第一气体喷射喷嘴2A的全部的喷射孔9包含于其内部的直径的第一圆形面45A(参照图3)。此时,图7所示的第四实施方式的多个第一气体喷射喷嘴2A中的第一圆形面46A如图8所示,相当于在第一圆形面45A的圆周上将设置于最靠近中心轴Cg0的点的点(倾斜中心)Tc1作为中心使该第一圆形面45A的面以预定角度θ向上方倾斜。若关于多个第二气体喷射喷嘴(第二气体喷射部)2B也同样地设定第二圆形面45B(未图示),则图7的多个第二气体喷射喷嘴2B中的第二圆形面46B相当于在第二圆形面45B的圆周上将设定于最靠近中心轴Cg0的点的点(倾斜中心)Tc2作为中心以预定角度θ使该第二圆形面的面向上方倾斜。
另外,在图7中,构成多个第一气体喷射喷嘴(第一气体喷射部)2A与多个第二气体喷射喷嘴(第二气体喷射部)2B的多个喷射孔9分别以等间隔配置于将第一圆形面46A与第二圆形面46B上的点且距离中心轴Cg0等距离的两点Pg1、Pg2作为中心的相同直径的圆90的圆周上。两点Pg1、Pg2是形成多个第一、第二气体喷射喷嘴2A、2B的喷射气体的流体膜的第一、第二倒圆锥形状的底面的中心点。
与第一实施方式不同,倒圆锥的底面的中心点Pg1从第一熔融金属喷嘴插入孔12A的中心轴Cm1离开,位于多个喷射孔9构成的圆90的内部。同样,中心点Pg2也从第二熔融金属喷嘴插入孔12B的中心轴Cm2离开,位于多个喷射孔9构成的圆90的内部。更具体的说,在第一熔融金属喷嘴插入孔12A的开口端与喷射孔9的开口端不重合的范围中(即,第一熔融金属11A和与之对应的多个气体喷射喷嘴2A不重合的范围中),中心轴Cm1相比于中心点Pg1位于靠气体喷射器70的底面的径向外侧(即,喷雾槽4的内侧面侧),同样,第二熔融金属喷嘴插入孔12B的开口端与喷射孔9的开口端不重合的范围中(即,第二熔融金属喷嘴11B和与之对应的多个气体喷射喷嘴2B不重合的范围中),中心轴Cm2相比于中心点Pg2位于靠气体喷射器70的底面的径向外侧(喷雾槽4的内侧面侧)。
定义将多个第一气体喷射喷嘴2A的喷射气体形成的流体膜的第一倒圆锥形状的底面(即,圆90)的中心点Pg1与其顶点(第一焦点26)连结的直线41A、同样地将多个第二气体喷射喷嘴2B形成的流体膜的第二倒圆锥形状的底面(即圆90(但未图示))的中心点Pg2与其顶点(第二焦点26)连结的直线41B。并且,在两条直线41A、41B中将从中心点Pg1、Pg2向第一、第二焦点26的方向定义为焦点方向,在图7中用箭头表示其方向。
在本实施方式中,如图7所示,以直线41A与直线41B描绘为倒V字的方式如图9所示调整多个第一气体喷射喷嘴2A与多个第二气体喷射喷嘴2B中的各个多个孔9的气体喷射方向(即,喷射孔(贯通孔)9的轴向)。可是,优选以直线41A与直线41B配置于通过中心轴Cg0的相同平面上的方式分别调整构成多个第一气体喷射喷嘴2A与多个第二气体喷射喷嘴2B的多个孔9的气体喷射方向25。
图9是构成图7的多个第一气体喷射喷嘴2A的多个喷射孔9的气体喷射方向与第一熔融金属喷嘴11A的熔融金属流下区域27的关系图。并且,在图9中省略第一熔融金属喷嘴11A的图示。
构成该图的多个第一气体喷射喷嘴(第一气体喷射部)2A的多个喷射孔9通过分别在气体喷射器70的底面中穿过具有与图中所示的直线25一致的中心轴的贯通孔而形成。即,在本实施方式中多个第一气体喷射喷嘴2A的全部的喷射孔9的中心轴也以θ从图4的状态(第一实施方式的状态)倾斜,焦点26的方向以θ向喷雾槽4的内侧面倾斜。
另外,在图9中,第一焦点26位于由从第一熔融金属喷嘴11A(在图9中未图示)流下的熔融金属的外形所规定的大致圆柱状的流下区域27内。并且,第一焦点26相比于倒圆锥的底面的中心点Pg1位于靠气体喷射器70的底面的径向外侧。并且,说明省略,多个第二气体喷射喷嘴2B的倒圆锥的底面的中心点Pg1与作为其顶点的第二焦点26也以与第一气体喷射喷嘴2A的中心点Pg1和第一焦点26相同的位置关系配置。
-动作·效果-
在如上述构成的金属粉末制造装置中,若从喷射气体供给管3供给高压气体,则按照预先确定的喷射方向(直线25)从构成多个第一气体喷射喷嘴2A以及第二气体喷射喷嘴2B的全部的喷射孔9喷射相同的压力的高压气体。此时,在第一气体喷射喷嘴2A以及第二气体喷射喷嘴2B中,对各自的焦点(第一焦点、第二焦点)26集中喷射气体,将如图9所示的焦点26作为顶点形成将配置多个喷射孔9的圆作为底面的倒圆锥状(第一倒圆锥形状、第二倒圆锥形状)的流体膜。此时的倒圆锥以预定角度θ倾斜,与第一实施方式相同,成为将圆锥底面的中心Pg1、Pg2和顶点连结的直线41A、41B与圆锥底面正交的正圆锥。
另一方面,通过第一熔融金属喷嘴11A与第二熔融金属喷嘴11B流下的熔融金属流8与在多个第一气体喷射喷嘴2A以及第二气体喷射喷嘴2B的两个焦点26附近形成高压气体的倾斜的倒圆锥状(正圆锥状)的流体膜碰撞而被粉碎为多个微粒子15。那时,微粒子15通过已倾斜的多个第一气体喷射喷嘴2A与多个第二气体喷射喷嘴2B施加向喷雾槽4的径向外侧(喷雾槽4的内侧面侧)的速度,如图7所示向喷雾槽4的内侧面飞散。即,由于从第一喷雾喷嘴20A喷出的微粒子15与第二喷雾喷嘴20B喷出的微粒子15向不同的方向飞散,因此能够防止在喷雾槽4内的下落中碰撞而变形。因此,根据本实施方式,相比于第一实施方式能够提高金属粉末的制造效率。
并且,相比于作为第四实施方式说明的内容也会存在所期望的粒径的金属粉的回收率会降低的可能性,但即使在第一实施方式的结构中适当地改变多个喷射孔9的气体喷射方向(中心轴方向),多个气体喷射喷嘴2A、2B将由气体形成的流体膜从正圆锥代替为斜圆锥,也能够向微粒子15施加向喷雾槽4的内侧面侧的速度,因此能够防止微粒子15彼此碰撞。
并且,从避免微粒子15彼此碰撞的观点考虑,优选使从第一喷雾喷嘴20A喷出的微粒子15与从第二喷雾喷嘴20B喷出的微粒子15的水平方向中的飞溅方向为正相反,因此,优选以中心轴Cg0与两个中心点Pg1、Pg2位于同一平面的方式设置多个第一气体喷射喷嘴2A与多个第二气体喷射喷嘴2B。
另外,在上述中为了简化说明而使两个喷雾喷嘴20A、20B的气体喷射喷嘴20A、20B的倾斜角一致,但两者的倾斜角也可以不同。
<第五实施方式>
本实施方式中,通过使多个喷雾喷嘴20A、20B的喷雾条件分别不同而可控制在一基的气体喷雾装置(金属粉末制造装置)中制造的金属粉末的粒径分布(也称为“粒度分布”)的方面上有特征。
如上述第一至第四实施方式,若在多个喷雾喷嘴20A、20B中使喷雾条件相同,则通常,如图10所示,所制造的金属粉末的粒径分布为使被其喷雾条件规定的平均粒径(平均直径)为峰值的正规分布。即,若使喷雾条件相同,则制造的金属粉末的粒径具有集中于一个峰值的倾向。可是,众多用户所希望的粒径并未限于总是与该峰值一致,希望从该峰值偏离的粒径(例如,偏离μ(平均)±σ(标准偏差)的范围(1σ区间)的粉末)的粉末、比较宽范围(如比1σ区间大的区间)的粒径粉末的用户也存在。因此,在有如此需要的情况下,在金属粉末的粒度分布成为具有一个峰值的正规分布的气体喷雾装置(即,各喷雾喷嘴的喷雾条件相同的气体喷雾装置)中会有金属粉末回收率降低的可能性。
因此,在本实施方式中使多个喷雾喷嘴20A、20B各自的喷雾条件不同。具体地作为可变更的喷雾条件,例如具有(1)从多个气体喷射喷嘴2喷射的气体流体的喷射压、(2)多个气体喷射喷嘴2中的喷射孔9的角度、(3)多个气体喷射喷嘴2中的喷射孔9的直径、(4)多个气体喷射喷嘴2中的喷射孔9的数量、(5)熔融金属喷嘴11的最小孔径(流孔径)、(6)熔融金属喷嘴11的前端形状。其次,关于用于实现这些喷雾条件的结构使用图11-图15进行说明。
喷雾条件(1):从多个气体喷射喷嘴2喷出的气体流体的喷射压
图11是可分别使从喷雾喷嘴20A的气体喷射喷嘴2A与从喷雾喷嘴20B的气体喷射喷嘴2B喷射的气体流体(高压气体)的喷射压不同的金属喷雾装置210周边的剖视图。该图的金属喷雾装置210与利用在两个气体喷射喷嘴2A、2B中共通的气体流路50的第一实施方式不同,具备连接于压力不同的气体供给源(未图示)的独立的内部流路50A、50B。在各内部流路50A、50B中通过不同的喷射气体供给管3A、3B从压力不同的气体供给源供给气体流体,从气体喷射喷嘴2A、2B喷射喷射压不同的气体流体。
例如,若向内部流路50B中导入相对高压的气体,从气体喷射喷嘴2B喷射比气体喷射喷嘴2A高压的气体流体,则由于从第二熔融金属喷嘴11B流下的熔融金属被从气体喷射喷嘴2B喷射的高压气体以比从第一熔融金属喷嘴11A流下的熔融金属细的方式被粉碎,因此从喷雾喷嘴20B喷雾的金属粒度相比较于从喷雾喷嘴20A喷出的粒度而被细粒化。即,具有越增加从气体喷射喷嘴2喷射的气体流体的喷射压,金属粉末越被细粒化的倾向。由此,从气体喷射压不同的两个喷雾喷嘴20A、20B喷射的金属粒度分布不同,如图17所示,在金属粉末的粒度分布中出现两个峰值(平均粒径μ1、μ2)。在图17中,若将从喷雾喷嘴20A喷射的金属粉末的平均粒径设为μ1,则从喷雾喷嘴20B喷射的金属粉末的平均粒径为比μ1小的μ2。由此,该情况的金属粉末的粒径分布为将被两个喷雾喷嘴20A、20B的喷雾条件规定的平均粒径μ1、μ2的不同的两个正规分布合成的分布。因此,相比较于喷雾喷嘴20A、20B的喷雾条件相同的情况(参照图10)能够一次制造具有宽范围的粒度的金属粉末。
图16是以表形式总结了相对于作为基准的喷雾喷嘴(在图中标记为“比较例”,例如第一实施方式的喷雾喷嘴20A、20B的任一个)改变了上述喷雾条件(1)至(6)任一个的六个实施例中得到的金属粉末的粒度的倾向的图。
图16的实施例1是相当于对比较例(这里为第一实施方式的喷雾喷嘴20A)改变了上述喷雾条件(1)的图11的喷雾喷嘴20B、通过气体流路(内部流路50A、50B)的独立化使气体喷射喷嘴2的喷射气压的值为比较例的1.5倍的内容。该情况下,由实施例1的喷射喷嘴产生的金属粉末的粒度相比于比较例为细粒。
喷雾条件(2):多个气体喷射喷嘴2中的喷射孔9的角度
图12是分别使喷雾喷嘴20A的气体喷射喷嘴2A的喷射孔9a与喷雾喷嘴20B的气体喷射喷嘴2B的喷射孔9的角度(倾斜角度)不同的金属喷雾装置220周边的剖视图。喷射孔9(喷射孔9a)的角度如图中所示以能够在喷射孔9(喷射孔9a)的中心孔25与第二熔融金属喷嘴插入孔12B的中心轴Cm2(第一熔融金属喷嘴插入孔12A的中心轴Cm1)所呈的角度θ9(θ9a)定义(但是,θ9与θ9a小于90度)。该图的金属喷雾装置220与利用在两个气体喷射喷嘴2A、2B中共通的喷射孔9的角度的第一实施方式不同,使属于气体喷射喷嘴2A的多个喷射孔9a的角度θ9a、属于气体喷射喷嘴2B的多个喷射孔9的角度θ9不同。具体的说,属于气体喷射喷嘴2A的多个喷射孔9a的角度θ9a比属于气体喷射喷嘴2B的多个喷射孔9的角度θ9小地设定。
如图12所示,若相比于属于气体喷射喷嘴2B(喷雾喷嘴2B)的多个喷射孔9的角度θ9减小属于气体喷射喷嘴2A(喷雾喷嘴20A)的多个喷射孔9a的角度θ9a,则从喷雾喷嘴20A喷出的金属的粒度相比较于从喷雾喷嘴20B喷出的粒度被粗粒化。即,具有越降低喷射孔9、9a的角度,金属粉末越粗粒化的倾向(换而言之,具有越增加喷射孔9、9a的角度(越接近水平)金属粉末越被细粒化的倾向)。由此,从喷射孔9、9a的角度不同的两个喷雾喷嘴20A、20B喷出的金属的粒度分布不同,如图17所示,在金属粉末的粒度分布中出现两个峰值(平均粒径μ1、μ2)。在图17中,若将从喷雾喷嘴20A中喷出的金属粉末的平均粒径设为μ1,则从喷雾喷嘴20B喷出的金属粉末的平均粒径为比μ1小的μ2。即,与改变了喷雾条件(1)的上述情况相同,相比较于喷雾喷嘴20A、20B的喷雾条件相同的情况(参照图10)能够一次制造具有宽范围的粒度的金属粉末。
图16的实施例2是相当于对比较例(这里,第一实施方式的喷雾喷嘴20B)改变了上述喷雾条件(2)的图12的喷雾喷嘴20A而使喷射孔9a的角度θ9a为从比较例的角度θ9中降低10度的值的方案。该情况下,由实施例2的喷雾喷嘴20A产生的金属粉末的粒度相比于比较例为粗粒。
喷雾条件(3):多个气体喷射喷嘴2中的喷射孔9的直径
图13是使喷雾喷嘴20A的气体喷射喷嘴2A的喷射孔9与喷雾喷嘴20B的气体喷射喷嘴2B的喷射孔9的直径分别不同的金属喷雾装置230周边的剖视图。该图的金属喷雾装置230与利用在两个气体喷射喷嘴2A、2B中共通的喷射孔9的直径的第一实施方式不同,使属于气体喷射喷嘴2A的多个喷射孔9的直径、属于气体喷射喷嘴2B的多个喷射孔9r的直径不同。具体的说,属于气体喷射喷嘴2B的多个喷射孔9r的直径比属于气体喷射喷嘴2A的多个喷射孔9的直径大地设定。
如图13所示,若相比于属于气体喷射喷嘴2A(喷雾喷嘴20A)的多个喷射孔9的直径增大属于气体喷射喷嘴2B(喷雾喷嘴20B)的多个喷射孔9r的直径,则气体喷射喷嘴2B的气体量增加,从喷雾喷嘴20B喷出的金属的粒度相比于从喷雾喷嘴20A喷出的粒度被细粒化。即,会有越增加喷射孔9、9r的直径金属粉末越被细粒化的倾向(换而言之,会有越降低喷射孔9、9r的直径金属粉末越被粗粒化的倾向)。由此,从喷射孔9、9r的直径不同的两个喷雾喷嘴20A、20B喷出的金属的粒度分布不同,如图17所示在金属粉末的粒度分布中会出现两个峰值(平均粒径μ1、μ2)。在图17中若将从喷雾喷嘴20A喷出的金属粉末的平均粒径设为μ1,则从喷雾喷嘴20B喷出的金属粉末的平均粒径为比μ1小的μ2。即,与改变了喷雾条件(1)的上述情况相同,相比较于喷雾喷嘴20A、20B的喷雾条件相同的情况(参照图10)能够一次制造具有宽范围的粒度的金属粉末。
图16的实施例3是相当于对比较例(这里为第一实施方式的喷雾喷嘴20A)改变了上述喷雾条件(3)的图13的喷雾喷嘴20B,使喷射孔9r的直径增大为比较例的喷射孔9的直径的2倍的值的方案。该情况下,由实施例3的喷雾喷嘴20B产生的金属粉末的粒度相比于比较例为细粒。
喷雾条件(4):多个气体喷射喷嘴2中的喷射孔9的数量
该喷雾条件(4)的金属喷雾装置(未图示)与利用在两个气体喷射喷嘴2A、2B中共通的喷射孔9的数量的第一实施方式不同,使属于气体喷射喷嘴2A的多个喷射孔9的数量、属于气体喷射喷嘴2B的多个喷射孔9r的数量不同。例如,存在比属于气体喷射喷嘴2A的多个喷射孔9的数量多地设定属于气体喷射喷嘴2B的多个喷射孔9的数量的金属喷雾装置。如此,若比属于气体喷射喷嘴2A(喷雾喷嘴20A)的多个喷射孔9的数量多地设定属于气体喷射喷嘴2B(喷雾喷嘴20B)的多个喷射孔9的数量,则气体喷射喷嘴2B的气体量增加,从喷雾喷嘴20B喷出的金属的粒度相比较于从喷雾喷嘴20A喷出的粒度而被细粒化。即,具有越增加喷射孔9的数量金属粉末越被细粒化的倾向(换而言之,具有越降低喷射孔9的数量金属粉末越被粗粒化的倾向)。由此,从喷射孔9的数量不同的两个喷雾喷嘴20A、20B喷出的金属粒度分布不同,如图17所示,在金属粉末的粒度分布上出现两个峰值(平均粒径μ1、μ2)。在图17中,若将从喷雾喷嘴20A喷出的金属粉末的平均粒径设为μ1,则从喷雾喷嘴20B喷出的金属粉末的平均粒径为比μ1小的μ2。即,与改变了上述喷雾条件(1)的上述情况相同,相比较于喷雾喷嘴20A、20B的喷雾条件相同的情况(参照图10)能够一次制造具有宽范围的粒度的金属粉末。
图16的实施例4是相当于对比较例(这里为第一实施方式的喷雾喷嘴20A)改变了上述喷雾条件(4)的上述示例中的喷雾喷嘴20B、将喷射孔9的数量增大为比较例的喷射孔9的数量的2倍的值的方案。该情况下,由实施例4的喷雾喷嘴20B产生的金属粉末的粒度相比于比较例为细粒。
喷雾条件(5):熔融金属喷嘴11的最小孔径(流孔径)
图14是使喷雾喷嘴20A的第一熔融金属喷嘴11A的最小孔径60a与喷雾喷嘴20B的第二熔融金属喷嘴11B的最小孔径60b分别不同的金属喷雾装置240周边的剖视图。该图的金属喷雾装置240与利用在两个第一熔融金属喷嘴11A、11B中共通的最小孔径的第一实施方式不同,使第一熔融金属喷嘴11A的最小孔径60a、第二熔融金属喷嘴11B的最小孔径60b不同。具体的说,第一熔融金属喷嘴11A的最小孔径60a比第二熔融金属11B的最小孔径60b大地设定。并且,图14的两个熔融金属喷嘴11A、11B的孔径沿轴向恒定,但通过在孔内设置直径比其他部分小的流孔,可以设定熔融金属喷嘴11A、11B的最小孔径,该情况的最小孔径与流孔径一致。
如图14所示,若相比于第二熔融金属喷嘴11B(喷雾喷嘴20B)的最小孔径60b增大第一熔融金属喷嘴11A(喷雾喷嘴20A)的最小孔径60a而增加单位时间的流出量,则从喷雾喷嘴20A喷出的金属粒度相比较于从喷雾喷嘴20B喷出的粒度被粗粒化。即,具有越增加最小孔径60a、60b而金属粉末越被粗粒化的倾向(换而言之,存在越降低最小孔径60a、60b而金属粉末越被细粒化的倾向)。由此,从最小孔径60a、60b的不同的两个喷雾喷嘴20A、20B喷出的金属的粒度分布不同,如图17所示在金属粉末的粒度分布中出现两个峰值(平均粒径μ1、μ2)。在图17中,若将从喷雾喷嘴20A喷出的金属粉末的平均粒径为μ1,则从喷雾喷嘴20B喷出的金属粉末的平均粒径为比μ1小的μ2。即,与改变了喷雾条件(1)的上述情况相同,相比于喷雾喷嘴20A、20B的喷雾条件相同的情况(参照图10)能够一次制造具有宽范围的粒度的金属粉末。
图16的实施例5是相当于对比较例(这里为第一实施方式的喷雾喷嘴20B)改变了上述喷雾条件(5)的图14的喷雾喷嘴20A、将最小孔径60a(流孔径)增大为比较例值的1.5倍的值的方案。该情况下,由实施例5的喷雾喷嘴20A产生的金属粉末的粒度相比于比较例为粗粒。
喷雾条件(6):熔融金属喷嘴11的前端形状
图15A是使喷雾喷嘴20A的第一熔融金属喷嘴11A的前端形状65a与喷雾喷嘴20B的第二熔融金属喷嘴11B的前端形状65b分别不同的金属喷雾装置250周边的剖视图,图15B是第一、第二熔融金属喷嘴11A、11B的前端部的放大图。这些图中的金属喷雾装置250与利用在两个第一熔融金属喷嘴11A、11B中共通的前端形状的第一实施方式不同,使第一熔融金属喷嘴11A的前端形状65a、第二熔融金属喷嘴11B的前端形状65b不同。在图15A以及图15B的示例中作为前端形状使熔融金属喷嘴11A、11B的前端角度θ65a、θ65b不同。如图15B所示,熔融金属喷嘴11A、11B的前端角度θ65a、θ65b的熔融金属喷嘴11A、11B的前端部的轴向剖面中的外形形状为与熔融金属喷嘴11A、11B的中心轴(熔融金属喷嘴插入孔12A、12B的中心轴Cm1、Cm2)所成的角度θ65a、θ65b规定。在图15A以及图15B的示例中,第一熔融金属喷嘴11A的前端角度θ65a为大致90度,比第二熔融金属喷嘴11B的前端角度θ65b大地设定。
如图15A所示,若相比于第二熔融金属喷嘴11B(喷雾喷嘴20B)的前端角度θ65b增大第一熔融金属喷嘴11A(喷雾喷嘴20A)的前端角度θ65a,则从喷雾喷嘴20A喷雾的金属的粒度相比较于从喷雾喷嘴20B喷出的粒度被粗粒化。即,具有越增加前端角度θ65a、θ65b金属粉末越被粗粒化的倾向(换而言之,具有越降低前端角度θ65a、θ65b金属粉末越被细粒化的倾向)。从前端角度θ65a、θ65b不同的两个喷雾喷嘴20A、20B喷出的金属的粒度分布不同,如图17所示,在金属粉末的粒度分布出现两个峰值(平均粒径μ1、μ2)。在图17中,若将从喷雾喷嘴20A喷出的金属粉末的平均粒径为μ1,则从喷雾喷嘴20B喷出的金属粉末的平均粒径为比μ1小的μ2。即,与改变了喷雾条件(1)的上述情况相同,相比较于喷雾喷嘴20A、20B的喷雾条件相同的情况(参照图10)能够一次制造具有宽范围的粒度的金属粉末。
图16的实施例6是相当于对比较例(这里为第一实施方式的喷雾喷嘴20B)改变了上述喷雾条件(6)的图15A以及图15B的喷雾喷嘴20A、将前端角度θ65a从比较例的值增加20度的值的方案。在该情况下,由实施例6的喷雾喷嘴20A产生的金属粉末的粒度相比于比较例为粗粒。
如以上,在本实施方式中,通过使多个喷雾喷嘴20A、20B的喷雾条件不同,能够根据需求适当调节在单基气体雾化装置中制造的金属粉末的粒度分布。即,根据如上述构成的本实施方式,能够在粒度分布中出现多个峰值,由于能够一次性地制造广泛的粒度分布的金属粉末,因此能够灵活地对应范围大的顾客需求。
并且,在上述示例中,举例说明具备两个喷雾喷嘴20A、20B的气体雾化装置,即使在具备三个以上的喷雾喷嘴的气体雾化装置中,当然也能通过适当地改变喷雾条件调整粒度分布。例如,在具备三个以上的喷雾喷嘴的气体雾化装置中,如果以在各喷雾喷嘴中可制造不同的平均粒径的金属粉末的方式设定喷雾条件,则如图18所示,通过多个峰值连续性地重合也可调节为能抑制粒度分布的偏离的平缓的分布。
另外,关于各改变一个上述示例的6个喷雾条件(1)—(6)的情况进行说明,但也可以将6个喷雾条件(1)—(6)中的两个以上适当地组合的条件作为一个喷雾喷嘴20的喷雾条件。即,多个喷雾喷嘴20中的喷雾条件能够通过上述(1)—(6)的喷雾条件中的至少一个而不同。即,在多个熔融金属喷嘴11中包含最小孔径以及前端形状中至少一个与其他熔融金属喷嘴11不同的熔融金属喷嘴11,在多个气体喷射喷嘴2中有时包括气体流体的喷射压、喷射孔的角度、喷射孔的直径以及喷射孔的数量中的至少一个与其他气体喷射喷嘴2不同的气体喷射喷嘴2。
<其他>
本发明并未限于上述的实施方式,包括不脱离其宗旨的范围内的多种变形例。例如,本发明并未限定于具备在上述实施方式中说明的全部结构的结构,也能删除其结构的一部分。还可在其他实施方式的结构中追加或置换某实施方式的结构的一部分。
在上述实施方式中,关于在一个喷雾槽中具备两个喷雾喷嘴20A、20B的情况进行说明,但喷雾喷嘴20A、20B的数量也可以增加至三个以上。
另外,关于从气体喷射喷嘴2A、2B喷射气体(气体流体)的情况进行说明,但也可以喷射水等液体。即,只要是喷射流体的喷嘴,便具有本发明能够适用的可能性。、
符号说明
Cg0—金属喷雾装置200的中心轴,Cm1、Cm2—熔融金属喷嘴插入孔的中心轴、Pg1、Pg2—倒圆锥底面的中心点,Tc1、Tc2—倾斜中心,1—溶解槽,2A、2B—气体喷射喷嘴,3—喷射气体供给管,4—喷雾槽,5—采集料斗,6—排气,7—熔融金属(熔融金属),8—熔融金属流,9—喷射孔,10—气体喷枪,11A、11B—熔融金属喷嘴,12—熔融金属喷嘴插入孔,15—微粒子,20A、20B—喷雾喷嘴,21—熔融金属喷嘴的开口端,25—气体喷射方向(喷射孔中心轴)、26—焦点,27—熔融金属流下区域,30A、30B—密封气体喷流喷嘴,31—喷射孔,32—缝隙,35—膜状喷流(空气幕),41—直线(焦点方向)、45—圆形面,46—圆形面,50—气体流路,70—气体喷射器,90—喷射孔9形成的圆,200—金属喷雾装置。

Claims (11)

1.一种金属粉末制造装置,其特征在于,
具备:
喷雾槽;
向上述喷雾槽内液体喷雾熔融金属的多个喷雾喷嘴,
上述多个喷雾喷嘴分别具有使熔融金属朝向上述喷雾槽内并向铅垂下方流下的熔融金属喷嘴和气体喷射喷嘴,该气体喷射喷嘴在上述熔融金属喷嘴的周围配置多个且具有用于使气体流体与从上述熔融金属喷嘴流下的熔融金属碰撞的喷射孔,
在上述多个喷雾喷嘴中的至少一个喷雾喷嘴中,从上述多个气体喷射喷嘴喷射的气体流体的焦点位于从上述熔融金属喷嘴流下的熔融金属的流下区域内,在上述熔融金属喷嘴与上述多个气体喷射喷嘴不重合的范围中,上述熔融金属喷嘴的中心轴位于比上述多个气体喷射喷嘴的喷射孔形成的圆的中心靠上述喷雾槽的内侧面侧的位置。
2.根据权利要求1所述的金属粉末制造装置,其特征在于,
具备储备熔融金属的一个罐部和设置于该一个罐部下方的气体喷射器,
上述熔融金属喷嘴从上述一个罐部底部向下方设置多个,
上述气体喷射器具有多个熔融金属喷嘴插入孔和在该多个熔融金属喷嘴插入孔的各个的周围形成气流的气体流路,
上述喷射孔形成于上述气体喷射器的底面且上述多个熔融金属喷嘴插入孔的各个的开口端的周围。
3.根据权利要求1所述的金属粉末制造装置,其特征在于,
还具备密封气体喷流喷嘴,该密封气体喷流喷嘴设置于上述多个喷雾喷嘴中邻接的两个喷雾喷嘴之间,并喷射气体流体而形成用于抑制从上述两个喷雾喷嘴喷出的熔融金属彼此的碰撞的喷流。
4.根据权利要求3所述的金属粉末制造装置,其特征在于,
上述密封气体喷流喷嘴是分别喷射气体流体的多个孔,
上述多个孔以线状配置于上述两个喷雾喷嘴之间。
5.根据权利要求3所述的金属粉末制造装置,其特征在于,
上述密封气体喷流喷嘴是分别喷射气体流体的缝隙,
上述缝隙配置于上述两个喷雾喷嘴之间。
6.根据权利要求1所述的金属粉末制造装置,其特征在于,
上述多个喷雾喷嘴中的喷雾条件分别不同。
7.根据权利要求6所述的金属粉末制造装置,其特征在于,
上述多个喷雾喷嘴中的喷雾条件根据从上述多个气体喷射喷嘴喷射的气体流体的喷射压、上述多个气体喷射喷嘴中的喷射孔的角度、上述多个气体喷射喷嘴中的喷射孔的直径、上述多个气体喷射喷嘴中的喷射孔的数量、上述熔融金属喷嘴的最小孔径以及上述熔融金属喷嘴的前端形状的至少一个而不同。
8.一种气体喷射器,其是具备喷雾槽的金属粉末制造装置的气体喷射器,该气体喷射器的特征在于,
具有多个供使熔融金属向铅垂下方流下的熔融金属喷嘴插入的熔融金属喷嘴插入孔,
具备:
在该多个熔融金属喷嘴插入孔的各个的周围形成气流的气体流路;以及
气体喷射喷嘴,其设置于每个上述多个熔融金属喷嘴插入孔并从上述熔融金属喷嘴插入孔的开口端向上述气体喷射器的外侧喷射上述气体流路内的气体,
上述气体喷射喷嘴由在上述气体喷射器的底面且上述熔融金属喷嘴插入孔的开口端的周围形成多个的喷射孔形成,
从多个上述气体喷射喷嘴喷射的气体流体的焦点位于从上述熔融金属喷嘴流下的熔融金属的流下区域内,在上述熔融金属喷嘴与多个上述气体喷射喷嘴不重合的范围中,上述熔融金属喷嘴的中心轴位于比多个上述气体喷射喷嘴的喷射孔形成的圆的中心靠上述喷雾槽的内侧面侧的位置。
9.根据权利要求8所述的气体喷射器,其特征在于,
在设置于上述多个熔融金属喷嘴插入孔的每一个的气体喷射喷嘴中包含气体流体的喷射压、喷射孔的角度、喷射孔的直径以及喷射孔的数量中的至少一个与其他气体喷射喷嘴不同的气体喷射喷嘴。
10.根据权利要求8所述的气体喷射器,其特征在于,
在上述气体喷射器的底面具备密封气体喷流喷嘴,该密封气体喷流喷嘴设置于上述多个熔融金属喷嘴插入孔中邻接的两个熔融金属喷嘴插入孔之间,喷射气体流体而形成用于抑制从上述多个熔融金属喷嘴流下的熔融金属彼此的碰撞的喷流。
11.一种罐器,其是金属粉末制造装置的罐器,该罐器的特征在于,
具备:
储备熔融金属的一个罐部;以及
多个熔融金属喷嘴,其从上述一个罐部底部向铅垂下方设置,形成上述熔融金属从上述一个罐部底部向铅垂下方流下的熔融金属流路,
上述熔融金属喷嘴插入权利要求8的气体喷射器的上述熔融金属喷嘴插入孔。
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