JP2807574B2 - 粉体流平滑化方法 - Google Patents
粉体流平滑化方法Info
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- JP2807574B2 JP2807574B2 JP9795991A JP9795991A JP2807574B2 JP 2807574 B2 JP2807574 B2 JP 2807574B2 JP 9795991 A JP9795991 A JP 9795991A JP 9795991 A JP9795991 A JP 9795991A JP 2807574 B2 JP2807574 B2 JP 2807574B2
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- Japan
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- powder
- powder flow
- flow
- smoothing
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- Auxiliary Methods And Devices For Loading And Unloading (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Basic Packing Technique (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は脈動している粉体流を、
平滑化する方法に関するものである。
平滑化する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】粉体供給装置からの粉体吐出時、もしく
は粉体搬送時において、均一な粉体流を得るための試み
が従来から多く行われている。従来の粉体供給装置とし
ては、例えば回転フィーダー式、スクリュー式、振動フ
ィーダー式等があり、粉体搬送方法としては配管中を気
体とともに粉体を搬送するのが一般的である。
は粉体搬送時において、均一な粉体流を得るための試み
が従来から多く行われている。従来の粉体供給装置とし
ては、例えば回転フィーダー式、スクリュー式、振動フ
ィーダー式等があり、粉体搬送方法としては配管中を気
体とともに粉体を搬送するのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の方法はいずれも比較的粒径の大きな粉体に適する方
法であり、平均粒径が３０μｍ以下の微粉体には適さな
い。これは粉体の粒径が小さくなる程、粉体同士の凝集
力が大きくなるためである。
来の方法はいずれも比較的粒径の大きな粉体に適する方
法であり、平均粒径が３０μｍ以下の微粉体には適さな
い。これは粉体の粒径が小さくなる程、粉体同士の凝集
力が大きくなるためである。
【０００４】例えば、粉体供給装置から粉体を吐出する
場合には、粉体吐出圧が粉体同士の凝集力に打ち勝たね
ばならないため、吐出量が脈動を生じることとなる。
場合には、粉体吐出圧が粉体同士の凝集力に打ち勝たね
ばならないため、吐出量が脈動を生じることとなる。
【０００５】又、粉体供給装置の原因による脈動を小さ
くすることが出来たとしても、粉体の搬送中に粉体同士
の凝集や搬送配管等の各部に粉体が付着する事により粉
体流の脈動が生じることもある。
くすることが出来たとしても、粉体の搬送中に粉体同士
の凝集や搬送配管等の各部に粉体が付着する事により粉
体流の脈動が生じることもある。
【０００６】本発明はこれら従来の装置による脈動を有
する粉体流を平滑化し、均一な粉体流へ改善するための
ものである。
する粉体流を平滑化し、均一な粉体流へ改善するための
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、粉体供給装置
から吐出される粉体流、又は、気体と共に配管中を搬送
されている粉体流を高周波振動が印加されている平滑筒
内を通過させることにより、脈動している粉体流の平滑
化を迅速に行うことを特徴とする。
から吐出される粉体流、又は、気体と共に配管中を搬送
されている粉体流を高周波振動が印加されている平滑筒
内を通過させることにより、脈動している粉体流の平滑
化を迅速に行うことを特徴とする。
【０００８】粉体は平滑筒内を通過する際に、平滑筒の
壁面から直接に、又は、平滑筒内の気体を媒体として高
周波振動を受け、極めて活発に運動する分散状態とな
り、平滑筒の中では粉体濃度が均一となる。
壁面から直接に、又は、平滑筒内の気体を媒体として高
周波振動を受け、極めて活発に運動する分散状態とな
り、平滑筒の中では粉体濃度が均一となる。
【０００９】この均一濃度の粉体が、平滑筒の出口から
吐出されることにより、平滑な流量を持つ粉体流を得る
ことが出来る。
吐出されることにより、平滑な流量を持つ粉体流を得る
ことが出来る。
【００１０】さて、平均粒径が３０μｍ以下の微粉体で
は、一見平滑な粉体流のように見えても粉体流量が脈動
していることが多い。
は、一見平滑な粉体流のように見えても粉体流量が脈動
していることが多い。
【００１１】以上の事柄が顕著に表れる例として、プラ
ズマ反応容器の粉体流をプラズマ作動ガスと共に導入
し、プラズマの超高温を利用して、この粉体を蒸発させ
た後冷却し、微粒子を再析出させる場合を考える。
ズマ反応容器の粉体流をプラズマ作動ガスと共に導入
し、プラズマの超高温を利用して、この粉体を蒸発させ
た後冷却し、微粒子を再析出させる場合を考える。
【００１２】この場合、均一粒径の微粒子を生成させる
ために重要な点は、プラズマ中へ導入する原料の粉体流
量が脈動していないことである。もし導入する粉体量が
脈動していると、プラズマ中で粉体が蒸発して気体が生
成するわけであるが、この気体の濃度が時間と共に変動
することとなる。
ために重要な点は、プラズマ中へ導入する原料の粉体流
量が脈動していないことである。もし導入する粉体量が
脈動していると、プラズマ中で粉体が蒸発して気体が生
成するわけであるが、この気体の濃度が時間と共に変動
することとなる。
【００１３】この気体を冷却して微粒子を析出させるわ
けであるが、析出する微粒子の粒径は気体濃度に依存す
るので、導入する粉体量が脈動していると、生成する微
粒子の粒度分布は広くなり、不均一な粒径となる。
けであるが、析出する微粒子の粒径は気体濃度に依存す
るので、導入する粉体量が脈動していると、生成する微
粒子の粒度分布は広くなり、不均一な粒径となる。
【００１４】このような場合、導入する粉体流を高周波
振動が印加されている平滑筒内を通過させ、平滑な粉体
流としてプラズマ中へ導入することにより、均一な微粒
子を析出させることが出来る。これらについては実施例
で具体的に述べることとする。
振動が印加されている平滑筒内を通過させ、平滑な粉体
流としてプラズマ中へ導入することにより、均一な微粒
子を析出させることが出来る。これらについては実施例
で具体的に述べることとする。
【００１５】又、本発明を用いることにより、粉体の搬
送配管の太さの変更により生じる弊害も取り除くことが
でき、ひいては、粉体流の速度の変更が容易となる。つ
まり、搬送配管の太さが変わる部分では、しばしば粉体
の付着や剥離が生じ粉体流が脈動するが、高周波振動を
印加した平滑筒を利用することにより、平滑な粉体流と
することが出来る。
送配管の太さの変更により生じる弊害も取り除くことが
でき、ひいては、粉体流の速度の変更が容易となる。つ
まり、搬送配管の太さが変わる部分では、しばしば粉体
の付着や剥離が生じ粉体流が脈動するが、高周波振動を
印加した平滑筒を利用することにより、平滑な粉体流と
することが出来る。
【００１６】これにより粉体流の速度の変更が容易とな
るわけであるが、反応容器中へ粉体を導入するような場
合にはその流速を適切に選ぶことは重要であり、この様
な場合にも本発明は有用である。
るわけであるが、反応容器中へ粉体を導入するような場
合にはその流速を適切に選ぶことは重要であり、この様
な場合にも本発明は有用である。
【００１７】以上述べたように、本発明においては高周
波振動を印加した平滑筒を利用することにより、平滑な
流量を持つ粉体流を得ることが可能であり、これは従来
の技術では不可能である。
波振動を印加した平滑筒を利用することにより、平滑な
流量を持つ粉体流を得ることが可能であり、これは従来
の技術では不可能である。
【００１８】
【作用】平滑筒に印加する高周波振動の適正な周波数と
しては、粉体の特性によっても変化するが、一般には１
万Ｈｚ以上、特には、２〜３万Ｈｚ前後が好ましい。
しては、粉体の特性によっても変化するが、一般には１
万Ｈｚ以上、特には、２〜３万Ｈｚ前後が好ましい。
【００１９】これは後述するように、平滑筒の直径が数
ｃｍとすると、平滑筒の中に１又は２波長の定在波が存
在する条件であり（音速を３４０ｍ／秒とする）、この
周波数の近傍で平滑筒が共振状態となり平滑筒の振動が
一定状態となり易いからである。
ｃｍとすると、平滑筒の中に１又は２波長の定在波が存
在する条件であり（音速を３４０ｍ／秒とする）、この
周波数の近傍で平滑筒が共振状態となり平滑筒の振動が
一定状態となり易いからである。
【００２０】共振状態とするだけならば周波数は更に高
くとも良いわけであるが、平滑筒の中の定在波の数が多
すぎると平滑筒の振動が不安定となり易い。又、高周波
振動に更に変調を加えた方がよい場合もある。
くとも良いわけであるが、平滑筒の中の定在波の数が多
すぎると平滑筒の振動が不安定となり易い。又、高周波
振動に更に変調を加えた方がよい場合もある。
【００２１】印加する高周波振動は数Ｗ以上が好まし
く、一般にはパワーが大きいほど粉体流の平滑化には良
いと考えられるが、余り大きくしすぎると平滑筒にクラ
ックが入り破損することもある。
く、一般にはパワーが大きいほど粉体流の平滑化には良
いと考えられるが、余り大きくしすぎると平滑筒にクラ
ックが入り破損することもある。
【００２２】平滑筒の大きさは、その中で粉体が活発に
運動する分散状態となれば良いわけであり、従って、余
り小さいものは不可能であり、又、大きすぎるものは高
周波振動のパワー密度が低下するので好ましくない。
運動する分散状態となれば良いわけであり、従って、余
り小さいものは不可能であり、又、大きすぎるものは高
周波振動のパワー密度が低下するので好ましくない。
【００２３】形状としては高周波振動のパワー密度が一
定となるように対称性が高い方が良く、又、強度を持た
せる意味からも円筒状のものが好ましい。平滑筒の出口
側は、その中で粉体を少しの時間滞留させるのが良いの
で、絞った形状とするのが良い。
定となるように対称性が高い方が良く、又、強度を持た
せる意味からも円筒状のものが好ましい。平滑筒の出口
側は、その中で粉体を少しの時間滞留させるのが良いの
で、絞った形状とするのが良い。
【００２４】平滑筒の長さとしては、その中で粉体が十
分に分散状態となる長さであれば良く、一般には直径と
同程度以上数倍の長さが良い。
分に分散状態となる長さであれば良く、一般には直径と
同程度以上数倍の長さが良い。
【００２５】以上の条件を満たす平滑筒としては、金属
製で、直径が数ｃｍ、長さが直径の２倍程度で出口側を
絞ったものが良い。
製で、直径が数ｃｍ、長さが直径の２倍程度で出口側を
絞ったものが良い。
【００２６】平滑筒に高周波振動を印加する部分には、
振動子を取り付けるための金具を溶接するのが一般的で
あるが、溶接の際に生じた残留応力のために平滑筒が破
壊され易くなっていることがあるので、溶接後焼き鈍し
を行っておく方が良い。
振動子を取り付けるための金具を溶接するのが一般的で
あるが、溶接の際に生じた残留応力のために平滑筒が破
壊され易くなっていることがあるので、溶接後焼き鈍し
を行っておく方が良い。
【００２７】以下、図１に基づいて実際の装置配置につ
いて説明する。回転フィーダー式粉体供給器１から脈動
しながら原料粉体２が吐出されている。この原料粉体２
が平滑筒３の中に落下する。
いて説明する。回転フィーダー式粉体供給器１から脈動
しながら原料粉体２が吐出されている。この原料粉体２
が平滑筒３の中に落下する。
【００２８】さて、高周波発生器４が発生する高周波振
動によって高周波振動子５が振動し、振動伝達ホーン６
を通じて高周波振動が平滑筒３に印加されると、平滑筒
３の中の原料粉体が高周波振動を受け、極めて活発に運
動する分散状態となり、濃度が均一な粉体７となる。こ
の均一濃度の粉体７が平滑筒３の出口から吐出され、平
滑な流量を持つ粉体流８となる。
動によって高周波振動子５が振動し、振動伝達ホーン６
を通じて高周波振動が平滑筒３に印加されると、平滑筒
３の中の原料粉体が高周波振動を受け、極めて活発に運
動する分散状態となり、濃度が均一な粉体７となる。こ
の均一濃度の粉体７が平滑筒３の出口から吐出され、平
滑な流量を持つ粉体流８となる。
【００２９】
【実施例】図１の装置において、回転フィーダー式粉体
供給器１と平滑筒３を直接配管でつなぎ、平滑筒３の出
口からも配管をプラズマ反応容器のぞばへ伸ばした。
供給器１と平滑筒３を直接配管でつなぎ、平滑筒３の出
口からも配管をプラズマ反応容器のぞばへ伸ばした。
【００３０】平滑筒の直径は約２５ｍｍで、長さは約５
０ｍｍである。配管には１／４インチのステンレスパイ
プを用い、平滑筒からプラズマ反応容器までの長さは約
３０ｃｍと極力短くした。
０ｍｍである。配管には１／４インチのステンレスパイ
プを用い、平滑筒からプラズマ反応容器までの長さは約
３０ｃｍと極力短くした。
【００３１】回転フィーダー式粉体供給器１へシリコン
粉体（平均粒径：２０μｍ、最大粒径５０μｍ）を入れ
２０ｇ／ｍｉｎで、１０ｌ／ｍｉｎのアルゴンガスと共
に吐出させた。ここで、回転フィーダー式粉体供給器１
は歯車を利用したタイプであり、粉体吐出量はどうして
も脈動してしまう。
粉体（平均粒径：２０μｍ、最大粒径５０μｍ）を入れ
２０ｇ／ｍｉｎで、１０ｌ／ｍｉｎのアルゴンガスと共
に吐出させた。ここで、回転フィーダー式粉体供給器１
は歯車を利用したタイプであり、粉体吐出量はどうして
も脈動してしまう。
【００３２】この状態で、平滑筒に２００Ｈｚの変調を
加えた２５０００Ｈｚ・７０ｗの高周波振動を印加し、
ここを通過するシリコン粉体流の平滑化を行った。この
シリコン粉体流を空気中へ噴出させ肉眼にて観察したと
ころ、非常に一様な粉体流であった。
加えた２５０００Ｈｚ・７０ｗの高周波振動を印加し、
ここを通過するシリコン粉体流の平滑化を行った。この
シリコン粉体流を空気中へ噴出させ肉眼にて観察したと
ころ、非常に一様な粉体流であった。
【００３３】次に、配管をプラズマ反応容器へ接続し、
このシリコン粉体流をプラズマ反応容器へ導入した。そ
して、プラズマの超高温を利用し、シリコン粉体を蒸発
させた後冷却して、シリコン微粒子を析出させた。
このシリコン粉体流をプラズマ反応容器へ導入した。そ
して、プラズマの超高温を利用し、シリコン粉体を蒸発
させた後冷却して、シリコン微粒子を析出させた。
【００３４】この場合、上述したように、均一粒径の微
粒子を生成させるために重要な点は、プラズマ中へ導入
する原料の粉体流量が脈動していないことである。
粒子を生成させるために重要な点は、プラズマ中へ導入
する原料の粉体流量が脈動していないことである。
【００３５】さて、上記の条件で３０分間実験を行い、
生成したシリコン微粒子をフィルターにて回収した。回
収率はほぼ１００％であった。生成したシリコン微粒子
の電子顕微鏡観察を行ったところ、０．２〜１．０μｍ
の均一なシリコン微粒子であることが判明した。
生成したシリコン微粒子をフィルターにて回収した。回
収率はほぼ１００％であった。生成したシリコン微粒子
の電子顕微鏡観察を行ったところ、０．２〜１．０μｍ
の均一なシリコン微粒子であることが判明した。
【００３６】
【比較例】上記実施例と異なる点は、平滑化３を設置せ
ずに、回転フィーダー式粉体供給器１から直接配管をプ
ラズマ反応容器のそばへ伸ばした点である。他の実験条
件は全て同一である。
ずに、回転フィーダー式粉体供給器１から直接配管をプ
ラズマ反応容器のそばへ伸ばした点である。他の実験条
件は全て同一である。
【００３７】この場合、シリコン粉体流を空気中へ噴出
させ肉眼にて観察したところ、粉体流に時間と共に濃淡
が認められ、粉体流量の脈動が確認された。次に、配管
をプラズマ反応容器へ接続し、上記実施例と全く同様に
シリコン微粒子を析出させた。
させ肉眼にて観察したところ、粉体流に時間と共に濃淡
が認められ、粉体流量の脈動が確認された。次に、配管
をプラズマ反応容器へ接続し、上記実施例と全く同様に
シリコン微粒子を析出させた。
【００３８】回収率はほぼ１００％であり、生成したシ
リコン微粒子の電子顕微鏡観察を行ったところ、０．０
１〜１０．０μｍの広い粒度のシリコン微粒子であるこ
とが判明した。
リコン微粒子の電子顕微鏡観察を行ったところ、０．０
１〜１０．０μｍの広い粒度のシリコン微粒子であるこ
とが判明した。
【００３９】
【発明の効果】本発明により、脈動している粉体流を平
滑化し、均一な粉体流とすることが可能となった。
滑化し、均一な粉体流とすることが可能となった。
【図１】本発明による粉体平滑化装置の応用例を示す。
１ 回転フィーダー式粉体供給器 ２ 吐出されている原料粉体 ３ 平滑筒 ４ 高周波発生器 ５ 高周波振動子 ６ 振動伝達ホーン ７ 均一濃度の粉体 ８ 平滑な流量を持つ粉体流
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B65B 1/08 B01J 4/00 B65G 69/06
Claims (1)
- 【請求項１】 均一な流量の粉体流を得る方法におい
て、流量が脈動している粉体流を、高周波振動が印加さ
れている平滑筒内を通過させることにより、粉体流の流
量を平滑化する粉体流平滑化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9795991A JP2807574B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 粉体流平滑化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9795991A JP2807574B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 粉体流平滑化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311401A JPH04311401A (ja) | 1992-11-04 |
| JP2807574B2 true JP2807574B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=14206213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9795991A Expired - Lifetime JP2807574B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 粉体流平滑化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807574B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-04 JP JP9795991A patent/JP2807574B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04311401A (ja) | 1992-11-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980714 |