JP2023540814A - 気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造 - Google Patents
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Abstract
本発明は、気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造に関し、前記の気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造は、液体還流と排気を共有する配管と、前記配管の外側に順次設置された保温構造及びケースとを含み、前記配管の下端は、前記ケースから突出して蒸発器内に挿入され、坩堝蒸発気出口と接続され、前記ケースの下端には、前記蒸発器のハウジングと接続するための下接続部が設置され、前記ケースの上端には、バックシーケンス装置と接続するための上接続部が設置されている。本技術案には、高温の蒸気と、キャリアガスを伴う液化または固化した可能性のある粒子を、液体還流と排気を共有する配管を通してスムーズに輸送し、他の機器の内部配管と接続して次の構造体に移行できるように、内部循環配管接続口を設計することで保温設計と温度制御を実現するものである。【選択図】図1
Description
本発明は、微粉末調製技術の分野に属し、特に、気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造に関するものである。
蒸発濃縮の気相法による微小粉体粒子の調製工程は、調製する材料をまず高温で加熱して気化させ、気体状態から液体状態へと固化・成形する工程である。調製する微粉末粒子は、微小な物質であり、前記微粉末粒子について、ナノ、サブミクロン、ミクロンの粉末がほとんどであり、成形された粒子に対して、サイズが小さく、成形速度が非常に速く、非常に高温で形成されるため、蒸気排出の原理は簡単であるが、実際に適用することは非常に困難である。坩堝のキャビティから蒸気が排出された後、冷えると蒸気が液体や固体に凝縮しやすく、液体は、坩堝から外に流出しやすく、そのため、材料ロスになり、固体物質が発生されて、排出口がふさがれて生産継続に影響されてしまう。
本発明の目的は、気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造を提供し、坩堝のキャビティから蒸気が排出された後、冷えると蒸気が液体や固体に凝縮しやすく、液体は、坩堝から外に流出しやすく、そのため、材料ロスになり、固体物質が発生されて、排出口がふさがれて生産継続に影響されてしまうという問題を解決する。
気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造であって、液体還流と排気を共有する配管と、前記配管の外側に順次設置された保温構造及びケースと、を含み、前記配管の下端は、前記ケースから突出して蒸発器内に挿入され、坩堝蒸発気出口と接続され、前記ケースの下端には、前記蒸発器のハウジングと接続するための下接続部が設置され、前記ケースの上端には、バックシーケンス装置と接続するための上接続部が設置されている。
選択的に、前記配管の材質は、高温条件下で調製される粉末材料と物理的または化学的反応しにくい材料である。
選択的に、配管内部の温度は、調製される粉末材料の融点温度以上であり、または、融点温度と沸点温度との間である。
選択的に、前記蒸発器内の坩堝蒸発気出口と、前記配管と、前記バックシーケンス装置の接続口との三者は、断面の形状及び寸法が一致し、または、断面の形状及び寸法が相違する。
選択的に、蒸発器とケースとが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径と、ケースのキャビティの内部形状及び内径と、バックシーケンス装置とケースとが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径との三者は、一致しまたは類似であり、あるいは、相違し、蒸発器とケースとが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径と、ケースのキャビティの内部形状及び内径と、バックシーケンス装置とケースとが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径とが相違する場合に、接続箇所は、段差接続、変形接続であり、または、ケースは、前端側ケースと後端側ケースとの内部形状及び内径が相違する。
選択的に、前記ケースは、多段接続であり、または隣接する機能構造のケースと共有する。
選択的に、前記ケースは、ジャケット構造であり、前記ケースには、ジャケット構造と連通する冷却液入口及び冷却液出口が設置されている。
選択的に、前記配管の外側には、固定構造が設置されている。
選択的に、前記配管の外側には、加熱設備が設置されている。
選択的に、前記配管は、隣接する2つのセクションがスナップによって互いに接続された多セクションスプライス構造であり、または、前記配管は、前後端設備の一体構造における機能セクションである。
本技術案には、高温の蒸気と、キャリアガスを伴う液化または固化した可能性のある粒子を、液体還流と排気を共有する配管を通してスムーズに輸送し、他の機器の内部配管と接続して次の構造体に移行できるように、内部循環配管接続口を設計することで保温設計と温度制御を実現するものである。この配管内で調製する材料が固体から液体へスムーズに融解され、または液体状態に収束してできた液体は、この配管を通って高温蒸発器内の坩堝に戻すことができる。
という用語があることに注意されたい。
以下、本発明の技術的解決策を実施形態により詳細に説明するが、これらは例示に過ぎず、本発明の技術的解決策の説明および例示にのみ用いることができ、本発明の技術的解決策を限定するものと解釈することはできない。本発明の説明において、「中央」、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「縦」、「横」、「内側」、「外側」などの向きや位置関係を示すものは、添付図面に示された向きや位置関係に基づいており、本発明の説明を容易にし簡略化することのみを目的としており、参照された装置や要素が必ず必要となることを示したり示唆したりするものではない。また、「第1」、「第2」、「第3」という用語は、説明の目的のみに使用され、参照される装置または要素の特定の方向、構造、動作を示すものと解釈されるものではない。「第1」、「第2」、「第3」の用語は、記述的な目的のためにのみ使用されており、相対的な重要性を示したり示唆したりするものと理解されるものではない。本発明の説明において、特に明示的に指定および限定されない限り、「搭載」、「接続」、「連結」という用語は、例えば、固定接続、取り外し可能な接続、一体型接続、機械的接続、電気的接続、直接接続、中間媒体を介した間接接続、2つのコンポーネントの内部接続のように広義に理解されることに留意されたい。当業者にとって、本発明の文脈における上記の用語の具体的な意味は、その都度理解することができる。
以下、本発明の技術的解決策を実施形態により詳細に説明するが、これらは例示に過ぎず、本発明の技術的解決策の説明および例示にのみ用いることができ、本発明の技術的解決策を限定するものと解釈することはできない。本発明の説明において、「中央」、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「縦」、「横」、「内側」、「外側」などの向きや位置関係を示すものは、添付図面に示された向きや位置関係に基づいており、本発明の説明を容易にし簡略化することのみを目的としており、参照された装置や要素が必ず必要となることを示したり示唆したりするものではない。また、「第1」、「第2」、「第3」という用語は、説明の目的のみに使用され、参照される装置または要素の特定の方向、構造、動作を示すものと解釈されるものではない。「第1」、「第2」、「第3」の用語は、記述的な目的のためにのみ使用されており、相対的な重要性を示したり示唆したりするものと理解されるものではない。本発明の説明において、特に明示的に指定および限定されない限り、「搭載」、「接続」、「連結」という用語は、例えば、固定接続、取り外し可能な接続、一体型接続、機械的接続、電気的接続、直接接続、中間媒体を介した間接接続、2つのコンポーネントの内部接続のように広義に理解されることに留意されたい。当業者にとって、本発明の文脈における上記の用語の具体的な意味は、その都度理解することができる。
蒸発濃縮の気相法による粉末材料の調製では、高温蒸発器内の坩堝に高温蒸気が形成される。キャリアガスは、坩堝蒸気排出口と、耐高温の液体還流と排気構造の接続部を通過するとともに、耐高温の液体還流と排気の共通配管に入り、高温キャリアガスに運ばれる高温エネルギーにより、耐高温の液体還流と排気構造の内部配管のキャビティを調製する材料の融点以上の温度に維持する。高温キャリアガスとともに運ばれた粉体原料の蒸気は、液体還流と排気配管内にあり、一部の蒸気は冷えされるので、凝縮して液体状態となり、気体または液体状態の粒子は内部配管の内壁に衝突して付着され、高温により、内部配管に存在する粉体原料を液相として内部配管を通して坩堝に還流させ、または、内部配管に存在する固相粉体原料を急速に液相に溶解させて坩堝に還流させる。高温を維持することで、調製粉体原料の固形物による配管の目詰まりの発生を防止できる。
高温状態を維持するために、この製造工程は循環型のプロセスであり、坩堝内の高温気流が常に構造体に熱を運び、この構造体の外側には耐熱性の保温材料が設置されている。さらに、内部配管構造の外側には、加熱構造(例えば、中周波加熱や抵抗線加熱による)が設けられる。また、内部配管を長期間保護するために、他の側面に補強構造を設け、内部配管の変形や破損を防止することも可能である。高温の蒸気と、キャリアガスを伴う液化または固化した可能性のある粒子を、液体還流と排気を共有する配管を通してスムーズに輸送し、他の機器の内部配管と接続して次の構造体に移行できる。この配管内で調製する材料が固体から液体へスムーズに融解され、または液体状態に収束してできた液体は、この配管を通って高温蒸発器内の坩堝に戻すことができる。
図1に示すように、本開示は、気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造を提供する。前記気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造は、液体還流と排気を共有する配管9と、配管9の外側に順次設置された保温構造4及びケース5と、を含む。
前記配管9の下端は、前記ケース5から突出して蒸発器内に挿入され、坩堝蒸発気出口と接続される。前記ケース5の下端には、前記蒸発器のハウジング2と接続するための下接続部3が設置され、前記ケース5の上端には、バックシーケンス装置と接続するための上接続部6が設置されている。配管9の上端はバックシーケンス装置と接続する。
粉体調製サイクルで長期間使用でき、調製する粉体に影響を与えない構造にするために、前記配管9の材質は、高温条件下で調製される粉末材料と物理的または化学的反応しにくい材料である。
配管9の内部は、液体還流と排気の両方に用いられる。配管9の内部温度は、調製される粉末材料の融点温度以上であり、または、融点温度と沸点温度との間である。この構造では、液体還流と排気機能を実現するために、粉体粒子の気相・液相の衝突成長現象が一部で発生される。
配管9の外壁とケース5との間には、主に断熱材や耐高温材料からなる保温構造4が配置されている。保温構造4は、内部構造を断熱し、内部温度を調製の粉末材料の融点以上に制御することで、配管9内に存在する粉末材料が液相として坩堝に還流されたり、配管9内の固相の粉末材料が速やかに液相に溶けて坩堝内に還流される。高温を維持することは、調製する粉末材料の固形物が配管9を塞がないようにする。
前記ケース5は、ジャケット構造である。前記ケース5には、ジャケット構造と連通する冷却液入口及び冷却液出口が設置されている。ジャケット構造内部に循環冷却水が供給されることにより、設備を冷却し保護する。ケース5は、複数のセクション構造であってもよいし、隣接する機能構造のハウジングと共用してもよい。
前記蒸発器内の坩堝1の蒸発気出口と、前記配管9と、前記バックシーケンス装置の接続口との三者は、断面の形状及び寸法が一致し、または、断面の形状及び寸法が相違する。サイズや比率、形状の変更は、この構造を機能的に実現するための代替案ではない。液体還流と排気を共有する配管の内部は変形可能である。
蒸発器と配管9とが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径と、ケース5のキャビティの内部形状及び内径と、バックシーケンス装置とケースとが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径との三者は、一致しまたは類似であり、あるいは、相違する。蒸発器と配管9とが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径と、ケース5のキャビティの内部形状及び内径と、バックシーケンス装置とケースとが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径とが相違する場合に、接続箇所は、段差接続、変形接続であり、または、ケース5は、前端側ケースと後端側ケースとの内部形状及び内径が相違する。形状や大きさ、比率の選択は、この耐高温の液体還流と排気構造の機能を使用することの代替としてではなく、ニーズに合わせて設計できる。前記ケースは、多段接続であり、または隣接する機能構造のケースと共有する。前記ケースの大きさや形状、前後の接続方式は、この耐高温の液体還流と排気構造の機能の制限や変更として使用されることはない。
配管と坩堝蒸発気出口の接続口11に、パイプの下端を、坩堝蒸気排出口構造の内部またはそのリム内に延長することにより、還流液が坩堝内に流れ込み、坩堝外に漏れないことがなる。
高温環境下では、長時間の作業性を確保するために、配管9の外側には、固定構造8が設置されていることにより、高温下での配管9の変形、破損、倒壊を防止することができる。固定構造8は、配管9と同じ材料で作られてもよいし、他の耐高温材料で作られてもよい。さらに、配管9の外側に加熱設備7を設けてもよい。
前記配管9は、隣接する2つのセクションがスナップによって互いに接続された多セクションスプライス構造であり、または、前記配管9は、前後端設備の一体構造における機能セクションである。
本発明の実施形態を説明したが、本発明の原理および精神から逸脱することなく、これらの実施形態に対して様々な変形、修正、置換、および変種を行うことができることは、当業者には理解され、その範囲は添付の請求項によって極めてよく定義されている。
1:坩堝
2:蒸発器のハウジング
3:下接続部
4:保温構造
5:ケース
6:上接続部
7:加熱設備
8:固定構造
9:配管
10:配管とバックシーケンス装置の接続口
11:配管と坩堝蒸発気出口の接続口
2:蒸発器のハウジング
3:下接続部
4:保温構造
5:ケース
6:上接続部
7:加熱設備
8:固定構造
9:配管
10:配管とバックシーケンス装置の接続口
11:配管と坩堝蒸発気出口の接続口
Claims (10)
- 気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造であって、
液体還流と排気を共有する配管と、
前記配管の外側に順次設置された保温構造及びケースと、を含み、
前記配管の下端は、前記ケースから突出して蒸発器内に挿入され、坩堝蒸発気出口と接続され、
前記ケースの下端には、前記蒸発器のハウジングと接続するための下接続部が設置され、前記ケースの上端には、バックシーケンス装置と接続するための上接続部が設置されていることを特徴とする気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造。 - 前記配管の材質は、高温条件下で調製される粉末材料と物理的または化学的反応しにくい材料であることを特徴とする請求項1に記載の気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造。
- 配管内部の温度は、調製される粉末材料の融点温度以上であり、または、融点温度と沸点温度との間であることを特徴とする請求項1または2に記載の気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造。
- 前記蒸発器内の坩堝蒸発気出口と、前記配管と、前記バックシーケンス装置の接続口との三者は、断面の形状及び寸法が一致し、または、断面の形状及び寸法が相違することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造。
- 蒸発器とケースとが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径と、ケースのキャビティの内部形状及び内径と、バックシーケンス装置とケースとが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径との三者は、一致しまたは類似であり、あるいは、相違し、
蒸発器とケースとが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径と、ケースのキャビティの内部形状及び内径と、バックシーケンス装置とケースとが接続された接続箇所のキャビティの内部形状及び内径とが相違する場合に、
接続箇所は、段差接続、変形接続であり、
または、ケースは、前端側ケースと後端側ケースとの内部形状及び内径が相違することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造。 - 前記ケースは、多段接続であり、または隣接する機能構造のケースと共有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造。
- 前記ケースは、ジャケット構造であり、
前記ケースには、ジャケット構造と連通する冷却液入口及び冷却液出口が設置されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造。 - 前記配管の外側には、固定構造が設置されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造。
- 前記配管の外側には、加熱設備が設置されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造。
- 前記配管は、隣接する2つのセクションがスナップによって互いに接続された多セクションスプライス構造であり、または、
前記配管は、前後端設備の一体構造における機能セクションであることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の気相法による微粉末の調製に用いる耐高温の液体還流と排気構造。
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