JP2012040520A - 微粒子生成装置および微粒子生成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る微粒子生成装置100は、直流プラズマトーチ50と、直流プラズマトーチ50から離隔して対向配置された対向電極10と、材料気化反応室35を側面側から囲繞する壁面部11とを、備える。直流プラズマトーチ50は、リング状の磁石3と、円筒形状であり、磁石3が円筒の空洞内部に配置され、磁石と所定の距離だけ離隔している移行型プラズマ用電極1と、直流プラズマトーチ50の略中央部に設けられた原料材料通路部25とを、備えている。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明に係る微粒子生成装置100の全体構成を示す図である。図1に示すように、微粒子生成装置100は、直流プラズマトーチ50を具備する。図2は、図1に示す直流プラズマトーチ50の先端部付近の構成を示す拡大断面図である。
まず、直流プラズマトーチ50の構成について説明する。
プラズマトーチ昇降機構65は、直流プラズマトーチ50の上方に配設されており、当該直流プラズマトーチ50の上記昇降移動を行う。プラズマ電源61は、移行型プラズマ用電極1および対向電極10に対して、直流電源を供給する。図2に示す例は、正極性時の電源供給の様子を示している(つまり、移行型プラズマ用電極1にマイナス電圧を印加し、対向電極10にプラス電圧を印加する場合である)。
次に、微粒子生成装置100における動作について説明する。
本実施の形態では、直流プラズマトーチ50では、移行型プラズマに加えて、非移行型プラズマをも発生させる。つまり、本実施の形態では、直流プラズマトーチ50において内筒2は、非移行プラズマ用電極2として機能する。したがって、当該非移行プラズマ用電極2は、所定の電圧の印加が可能となる。なお、実施の形態1で説明したように、内筒(本実施の形態では、非移行プラズマ用電極)2は、導電性を有する材料から形成されている。
2 内筒、非移行型プラズマ用電極
3 磁石
4 外筒
5,6,12,13 絶縁物
10 対向電極
11 壁面部
15 トーチ当接部
16 オーリング
20 貫通部
25 原料材料通路部
26,27 ガス通路部
35 材料気化反応室
50 直流プラズマトーチ
60 真空ポンプ
61 プラズマ電源
62 冷却水供給部
63 第一のプラズマガス供給部
64 第二のプラズマガス供給部
65 プラズマトーチ昇降機構
66 粉末材料供給部
67 ガス供給部
70 微粒子生成冷却室
71 微粒子捕獲室
72 微粒子捕獲フィルター
73 熱交換器
100 微生物生成装置
AX 中心軸
D1 (移行型プラズマ用電極1の)外径
D2 (移行型プラズマ用電極1の)内径
D3 対向電極10のリング形状の外径
D4 対向電極10のリング形状の内径
P1 移行型プラズマ
P2 非移行型プラズマ
Claims (19)
- 直流プラズマトーチと、
前記直流プラズマトーチから離隔して対向配置された、対向電極と、
前記直流プラズマトーチと前記対向電極との間に形成された材料気化反応室を、側面側から囲繞する壁面部とを、
備えており、
前記直流プラズマトーチは、
リング状の磁石と、
円筒形状であり、前記磁石が前記円筒の空洞内部に配置され、前記磁石と所定の距離だけ離隔している移行型プラズマ用電極と、
当該直流プラズマトーチの略中央部に設けられた、原料材料が通る原料材料通路部とを、
備えている、
ことを特徴とする微粒子生成装置。 - 粉末状の粉末材料を供給する粉末材料供給部を、
さらに備えており、
前記粉末材料供給部は、
前記粉末材料を、前記原料材料通路部を通って、前記材料気化反応室に供給する、
ことを特徴とする請求項1に記載の微粒子生成装置。 - プラズマガスを供給する、第一のプラズマガス供給部を、
さらに備えており、
前記第一のプラズマガス供給部は、
前記直流プラズマトーチ内の前記原料ガス材料通路部の外側を通って、前記材料気化反応室に、前記プラズマガスを供給する、
ことを特徴とする請求項2に記載の微粒子生成装置。 - 前記対向電極は、
前記直流プラズマトーチ側から平面視して、リング形状である、
ことを特徴とする請求項3に記載の微粒子生成装置。 - 前記直流プラズマトーチの中心軸は、
前記対向電極の前記リング形状の中心軸と、略一致しており、
前記対向電極の前記リング形状の外径は、
前記移行型プラズマ用電極の外径以下である、
ことを特徴とする請求項4に記載の微粒子生成装置。 - 前記対向電極の前記リング形状の内径は、
前記移行型プラズマ用電極の内径より小さい、
ことを特徴とする請求項5に記載の微粒子生成装置。 - 前記直流プラズマトーチと対面する、前記対向電極の面は、
断面視において、前記対向電極の前記リング形状の内径側から当該リング形状の外径側に進むに連れて、前記直流プラズマトーチから遠ざかる方向に傾斜した形状を有する、
ことを特徴とする請求項6に記載の微粒子生成装置。 - 前記直流プラズマトーチと前記対向電極との距離を変動することにより、前記材料気化反応室の容積は、変動可能である、
ことを特徴とする請求項3に記載の微粒子生成装置。 - 前記直流プラズマトーチは、
前記対向電極と対面している方向に、移動可能である、
ことを特徴とする請求項8に記載の微粒子生成装置。 - 前記対向電極を除く、前記材料気化反応室に面する底面部、および、前記材料気化反応室側に面する前記壁面部は、
絶縁物が形成されている、
ことを特徴とする請求項3に記載の微粒子生成装置。 - 前記対向電極の前記リング形状の貫通部と連通しており、周囲が冷却されている、微粒子生成冷却室と、
前記微粒子生成冷却室と接続されており、微粒子を吸引捕獲するフィルターを有する微粒子捕獲室とを、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項4に記載の微粒子生成装置。 - 前記直流プラズマトーチは、
円筒形状であり、前記移行型プラズマ用電極の空洞内部に配置され、当該移行型プラズマ用電極と所定の距離だけ離隔している非移行型プラズマ用電極を、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項3に記載の微粒子生成装置。 - 前記磁石は、
前記非移行型プラズマ用電極の内部に配置されている、
ことを特徴とする請求項12に記載の微粒子生成装置。 - プラズマガスを供給する、第二のプラズマガス供給部を、
さらに備えており、
前記第二のプラズマガス供給部は、
前記移行型プラズマ用電極と前記非移行型プラズマ用電極との間を通って、前記材料気化反応室に、前記プラズマガスを供給する、
ことを特徴とする請求項13に記載の微粒子生成装置。 - 前記磁石は、
前記直流プラズマトーチの中心軸方向に、磁化している、
ことを特徴とする請求項3または請求項14に記載の微粒子生成装置。 - 前記直流プラズマトーチは、
前記移行型プラズマ用電極を所定の距離だけ離れて囲繞する、絶縁物を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項3に記載の微粒子生成装置。 - 前記直流プラズマトーチは、
前記非移行型プラズマ用電極の前記対向電極と対面する部分を覆う、絶縁物を、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項14に記載の微粒子生成装置。 - 直流プラズマトーチと、前記直流プラズマトーチから離隔して対向配置された対向電極と、前記直流プラズマトーチと前記対向電極との間に形成された材料気化反応室を側面側から囲繞する壁面部とを、備えており、前記直流プラズマトーチは、リング状の磁石と、円筒形状であり、前記磁石が前記円筒の空洞内部に配置され、前記磁石と所定の距離だけ離隔している移行型プラズマ用電極と、当該直流プラズマトーチの略中央部に設けられた原料材料が通る原料材料通路部とを、備えている、微粒子生成装置における微粒子生成方法であって、
(A)前記直流プラズマトーチ内の前記原料材料通路部の外側を通って、前記材料気化反応室内にプラズマガスを供給するステップと、
(B)前記原料材料通路部内を通って、前記材料気化反応室内に、粉末状の粉末材料を供給するステップと、
(C)前記移行型プラズマ用電極と前記対向電極との間に直流電圧を印加し、当該直流電圧印加と前記磁石の磁力とにより、前記材料気化反応室内に、回転状態の移行型プラズマを発生させ、当該移行型プラズマにより、前記回転状態内において前記粉末材料を気化させるステップとを、
備えている、
ことを特徴とする微粒子生成方法。 - (D)前記直流プラズマトーチを、前記対向電極と対面している方向に、移動させるステップを、
さらに備えている、
ことを特徴とする請求項18に記載の微粒子生成方法。
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