JP7084662B2 - Powder production equipment - Google Patents

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Description

本発明は、原料に燃焼炎を噴射して粉砕することで粉末を得る粉末製造装置に関する。 The present invention relates to a powder manufacturing apparatus for obtaining powder by injecting a combustion flame into a raw material and pulverizing the raw material.

従来、原料に燃焼炎を噴射して粉砕し、粉末を得る粉末製造装置がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is a powder manufacturing apparatus that injects a combustion flame into a raw material and pulverizes it to obtain a powder (see, for example, Patent Document 1).

特開2016-204718号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-204718

粉末製造装置は、例えば、燃焼炎を、流下する原料の周囲に噴射して破砕し、微細な粉末を生成することができるが、粒径の揃った粉末を得るには改善の余地があった。 The powder manufacturing apparatus can, for example, inject a combustion flame around the flowing raw material to crush it to produce fine powder, but there is room for improvement in obtaining a powder having a uniform particle size. ..

本発明は、粒径の揃った粉末を得ることができる粉末製造装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a powder manufacturing apparatus capable of obtaining a powder having a uniform particle size.

請求項1に記載の粉末製造装置は、燃焼炎を生成する燃焼炎発生装置と、前記燃焼炎が流入され、前記燃焼炎が周方向に流れる円環状の燃焼室と、前記燃焼室の中心部に設けられ、前記燃焼炎が噴出する円環状の噴射口と、前記噴射口の中心部に設けられ、原料を流下させる供給路が形成された供給路形成部材と、前記噴射口の内部に設けられ、前記燃焼室から流入した前記燃焼炎を、前記噴射口の中心軸に向けて噴出させる複数の整流板と、を有し、前記整流板と前記整流板との間に形成され前記燃焼炎が通過する燃焼炎通過路の幅方向中心線が、前記噴射口の中心軸に向けられている。 The powder manufacturing apparatus according to claim 1 includes a combustion flame generator that generates a combustion flame, an annular combustion chamber into which the combustion flame flows and the combustion flame flows in the circumferential direction, and a central portion of the combustion chamber. An annular injection port from which the combustion flame is ejected, a supply path forming member provided at the center of the injection port and having a supply path through which the raw material flows down, and a supply path forming member provided inside the injection port. The combustion flame is formed between the rectifying plate and the rectifying plate, and has a plurality of rectifying plates for ejecting the combustion flame flowing from the combustion chamber toward the central axis of the injection port. The widthwise center line of the combustion flame passage path through which the combustion flame passes is directed to the central axis of the injection port.

請求項1に記載の粉末製造装置では、燃焼炎発生装置で生成された燃焼炎が円環状の燃焼室の流入し、燃焼室の内部で燃焼炎が周方向に流れる。燃焼室の内部を流れる燃焼炎は、燃焼室の中心部に設けられた噴射口を介して外部へ噴出される。 In the powder manufacturing apparatus according to claim 1, the combustion flame generated by the combustion flame generator flows into the annular combustion chamber, and the combustion flame flows in the circumferential direction inside the combustion chamber. The combustion flame flowing inside the combustion chamber is ejected to the outside through an injection port provided in the center of the combustion chamber.

ここで、噴射口の内部には、燃焼室から流入した燃焼炎を、噴射口の中心軸の延長線上に向けて噴出させる複数の整流板が設けられている。このため、燃焼炎が、整流板と整流板との間を通過し、噴射口の中心軸に向けて噴出する。 Here, inside the injection port, a plurality of straightening vanes are provided to eject the combustion flame flowing from the combustion chamber toward the extension line of the central axis of the injection port. Therefore, the combustion flame passes between the straightening vane and the straightening vane and is ejected toward the central axis of the injection port.

そして、各整流板の間を通過した各燃焼炎が噴射口の中心軸上で衝突するので、該中心軸上に供給路を介して金属等の原料を流下させると、流下された原料に対して各整流板の間を通過した各燃焼炎が噴射口を介して衝突し、原料は加熱されると共に粉砕される。 Then, each combustion flame that has passed between the rectifying plates collides with each other on the central axis of the injection port. Therefore, when a raw material such as metal is made to flow down on the central axis via the supply path, each of the flowed raw materials Each combustion flame that has passed between the rectifying plates collides with each other through the injection port, and the raw material is heated and crushed.

整流板と整流板との間に形成された燃焼炎通過路の幅方向中心線が、噴射口の中心軸に向けられているため、燃焼炎通過路を通過した燃焼炎を、噴射口の中心軸に向けて確実に噴射させることができる。整流板と整流板との間を通過した燃焼炎は、噴射口の中心軸に向けて集中するように噴出させることができるので、該中心軸に沿って流下する原料を、粒径の揃った粉末となるように効率的に粉砕することができる。 Since the widthwise center line of the combustion flame passage path formed between the rectifying plate and the rectifying plate is directed to the central axis of the injection port, the combustion flame that has passed through the combustion flame passage path is the center of the injection port. It can be reliably injected toward the shaft. Since the combustion flame that has passed between the straightening vane and the straightening vane can be ejected so as to be concentrated toward the central axis of the injection port, the raw materials flowing down along the central axis have the same particle size. It can be efficiently crushed into a powder.

本発明の粉末製造装置によれば、原料に当たる燃焼炎の旋回を抑制できるので、粒径の揃った粉末を得ることができる、という優れた効果を有する。 According to the powder manufacturing apparatus of the present invention, since the swirling of the combustion flame that hits the raw material can be suppressed, it is possible to obtain a powder having a uniform particle size, which is an excellent effect.

参考例に係る粉末製造装置を示す中心軸に沿った縦断面図である。It is a vertical sectional view along the central axis which shows the powder manufacturing apparatus which concerns on a reference example. 参考例に係る粉末製造装置を示す水平方向断面図である。It is a horizontal sectional view which shows the powder manufacturing apparatus which concerns on a reference example. 整流板の配置を示す燃焼室の平面図である。It is a top view of the combustion chamber which shows the arrangement of the rectifying plate. 他の参考例に係る粉末製造装置の整流板の配置を示す燃焼室の平面図である。It is a top view of the combustion chamber which shows the arrangement of the rectifying plate of the powder manufacturing apparatus which concerns on other reference examples. さらに他の参考例に係る粉末製造装置の整流板の配置を示す燃焼室の平面図である。It is a top view of the combustion chamber which shows the arrangement of the rectifying plate of the powder manufacturing apparatus which concerns on still another reference example. 4つのバーナーを備えた他の参考例に係る粉末製造装置を示す水平方向断面図である。It is a horizontal sectional view which shows the powder manufacturing apparatus which concerns on another reference example which provided with 4 burners. 6つのバーナーを備えた他の参考例に係る粉末製造装置を示す水平方向断面図である。It is a horizontal sectional view which shows the powder manufacturing apparatus which concerns on another reference example which provided with 6 burners. (A)は、実施形態に係る粉末製造装置の整流板の配置を示す燃焼室の断面図であり、(B)は図8(A)に示す粉末製造装置の8(B)-8(B)線断面図である。(A) is a cross-sectional view of a combustion chamber which shows arrangement of the rectifying plate of the powder manufacturing apparatus which concerns on embodiment, (B) is 8 (B) -8 (B) of the powder manufacturing apparatus shown in FIG. 8 (A). ) It is a cross-sectional view.

以下、図面に基づき、参考例に係る粉末製造装置10について説明する。
図1及び図2に示すように、粉末製造装置10は、燃焼器本体12とバーナー22とを有している。
Hereinafter, the powder manufacturing apparatus 10 according to the reference example will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the powder manufacturing apparatus 10 has a combustor main body 12 and a burner 22.

燃焼器本体12は、厚みが小さい函状を成し、燃焼室16、円形口18、取付口20、バーナー22、整流板24、及び熱交換手段26を有している。燃焼室16は、燃焼器本体12の内部に形成されており、側壁16aで円形状に囲まれた円盤状の空間を成している。また、燃焼器本体12の取付口20には、ナット21を使用してセンターコーン14が取り付けられている。 The combustor main body 12 has a small box shape and has a combustion chamber 16, a circular port 18, a mounting port 20, a burner 22, a rectifying plate 24, and a heat exchange means 26. The combustion chamber 16 is formed inside the combustor main body 12, and forms a disk-shaped space surrounded by a circular shape by the side wall 16a. Further, a center cone 14 is attached to the attachment port 20 of the combustor main body 12 by using a nut 21.

円形口18は、燃焼室16の上下1対の内壁16b,16cのうち、下側の内壁16bの中央部を貫通して設けられている。円形口18は、円形を成し、燃焼室16から下方に向かって、径が徐々に小さくなるようテーパー状に形成されている。取付口20は、燃焼室16の上側の他方の内壁16cの中央部を貫通して設けられている。取付口20は、円形を成し、円形口18の径より大きい径を有している。 The circular port 18 is provided so as to penetrate the central portion of the lower inner wall 16b of the pair of upper and lower inner walls 16b and 16c of the combustion chamber 16. The circular port 18 has a circular shape and is formed in a tapered shape so that the diameter gradually decreases downward from the combustion chamber 16. The mounting port 20 is provided so as to penetrate the central portion of the other inner wall 16c on the upper side of the combustion chamber 16. The mounting port 20 has a circular shape and has a diameter larger than the diameter of the circular port 18.

図2に示すように、燃焼器本体12には、2つのバーナー22が取り付けられており、円形口18の中心軸CLbに対して回転対称の位置に配置されている。 As shown in FIG. 2, two burners 22 are attached to the combustor main body 12 and are arranged at positions rotationally symmetric with respect to the central axis CLb of the circular port 18.

バーナー22は、筒体22Aの一方の端部に燃料と空気とを混合して噴出する噴射装置22Bを備えている。燃料としては、例えば、灯油、プロパンガス、水素等の可燃性の液体燃料またはガスが用いられる。筒体22Aの他方の端部からは、燃焼器本体12に向けて燃焼炎が噴射されるようになっている。 The burner 22 is provided with an injection device 22B at one end of the cylinder 22A, which mixes and ejects fuel and air. As the fuel, for example, a flammable liquid fuel or gas such as kerosene, propane gas, or hydrogen is used. A combustion flame is jetted from the other end of the cylinder 22A toward the combustor main body 12.

燃焼器本体12は、バーナー22から噴出される燃焼炎を燃焼室16の内部に導く燃焼路28、及び点火プラグ30を有している。燃焼路28は、燃焼室16の側壁16aの接線方向に沿って、燃焼器本体12の外壁から燃焼室16まで真っ直ぐ伸びるよう設けられている。点火プラグ30は、バーナー22から噴出された混合気に点火するよう、燃焼室16の側壁16aに設けられている。 The combustor main body 12 has a combustion path 28 for guiding the combustion flame ejected from the burner 22 to the inside of the combustion chamber 16 and a spark plug 30. The combustion chamber 28 is provided so as to extend straight from the outer wall of the combustor main body 12 to the combustion chamber 16 along the tangential direction of the side wall 16a of the combustion chamber 16. The spark plug 30 is provided on the side wall 16a of the combustion chamber 16 so as to ignite the air-fuel mixture ejected from the burner 22.

バーナー22は、混合気を燃焼路28に向かって噴射し、その混合気に点火プラグ30で点火されると、燃焼室16に向かって燃焼炎を噴射するように構成されている。燃焼器本体12は、発生した燃焼炎が燃焼室16の内部で、燃焼室16の側壁16aに沿って円形口18の周囲を回転するよう構成されている(図2中の矢印C参照)。なお、バーナー22は、燃焼炎として還元炎を発生することができる。 The burner 22 is configured to inject the air-fuel mixture toward the combustion path 28, and when the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 30, inject a combustion flame toward the combustion chamber 16. The combustor main body 12 is configured such that the generated combustion flame rotates around the circular port 18 along the side wall 16a of the combustion chamber 16 inside the combustion chamber 16 (see arrow C in FIG. 2). The burner 22 can generate a reducing flame as a combustion flame.

図1、及び図3に示すように、燃焼室16の内壁16bの上面には、放射方向に延びる複数の整流板24が周方向に一定の角度で等間隔に形成されている。整流板24は、平面視形状で径方向に細長い略三角形に形成されており、上方に向けて立ち上がるように設けられている。 As shown in FIGS. 1 and 3, a plurality of straightening vanes 24 extending in the radial direction are formed at equal intervals in the circumferential direction on the upper surface of the inner wall 16b of the combustion chamber 16. The straightening vane 24 is formed in a substantially triangular shape elongated in the radial direction in a plan view shape, and is provided so as to stand up upward.

図3に示すように、整流板24と整流板24との間には、一定幅の燃焼炎通過路32が形成されている。本参考例では、燃焼炎通過路32の幅方向中心線CLは、円形口18の中心軸CLbと交差している。 As shown in FIG. 3, a combustion flame passage path 32 having a constant width is formed between the straightening vane 24 and the straightening vane 24. In this reference example, the widthwise center line CL of the combustion flame passage 32 intersects the center axis CLb of the circular opening 18.

整流板24の長さ寸法(円形口18の径方向に沿った方向の寸法)は、整流板24の高さ寸法よりも長く設定されており、燃焼炎通過路32の長さ寸法は、燃焼炎通過路32の幅寸法、及び高さ寸法よりも長く設定されている。 The length dimension of the rectifying plate 24 (the dimension along the radial direction of the circular port 18) is set longer than the height dimension of the rectifying plate 24, and the length dimension of the combustion flame passage path 32 is the combustion. It is set longer than the width dimension and the height dimension of the flame passage 32.

図1に示すように、熱交換手段26は、燃焼室16の周囲に設けられた熱交換室26a,26b,26cと、熱交換室26a,26b,26cに熱交換媒体を循環させるための熱交換循環装置(図示せず)とを有している。熱交換手段26は、熱交換循環装置により熱交換室26a,26b,26cに、水等の熱交換媒体を循環させることにより、燃焼室16と熱交換媒体との間で熱交換を行い、燃焼室16を冷却可能に構成されている。 As shown in FIG. 1, the heat exchange means 26 heats the heat exchange chambers 26a, 26b, 26c provided around the combustion chamber 16 and the heat exchange chambers 26a, 26b, 26c for circulating the heat exchange medium. It has an exchange circulation device (not shown). The heat exchange means 26 circulates a heat exchange medium such as water in the heat exchange chambers 26a, 26b, 26c by a heat exchange circulation device to exchange heat between the combustion chamber 16 and the heat exchange medium and burn the heat. The chamber 16 is configured to be coolable.

センターコーン14は、円形口18の上流側の取付口20から円形口18の内側に向かって伸びるよう設けられ、燃焼室16の内部で円形口18に向かって徐々に外径が細くなるようテーパー状に形成されている。センターコーン14は、先端部が、円形口18との間に間隔をあけて円形口18の内側に配置されている。これにより、円形口18の縁が外側縁を成し、センターコーン14の先端部の外壁が内側縁を成す円環状のフレームジェット噴射口13が形成されている。なお、フレームジェット噴射口13の中心軸は、円形口18の中心軸CLbと同じである。 The center cone 14 is provided so as to extend from the attachment port 20 on the upstream side of the circular port 18 toward the inside of the circular port 18, and is tapered so that the outer diameter gradually decreases toward the circular port 18 inside the combustion chamber 16. It is formed in a shape. The tip of the center cone 14 is arranged inside the circular opening 18 at a distance from the circular opening 18. As a result, an annular frame jet injection port 13 is formed in which the edge of the circular port 18 forms the outer edge and the outer wall of the tip of the center cone 14 forms the inner edge. The central axis of the frame jet injection port 13 is the same as the central axis CLb of the circular port 18.

センターコーン14は、断面円形の供給路14aと環状の冷却部14bとを有している。供給路14aは、センターコーン14の中心軸に沿って貫通して設けられ、先端の開口が供給口14cを成している。供給路14aは、溶融金属、金属線材、金属粉末またはガラスの溶融原料を含む液体原料などの、液体状、線材状または粉末状の金属または非金属の原料Mを通過させて、供給口14cからフレームジェット噴射口13の内側に供給するよう構成されている。冷却部14bは、バーナー22の取付口20付近から供給路14aの周囲に設けられ、冷却部14bに液体または気体の冷却媒体を循環させることにより、センターコーン14を冷却可能に構成されている。 The center cone 14 has a supply path 14a having a circular cross section and an annular cooling portion 14b. The supply path 14a is provided so as to penetrate along the central axis of the center cone 14, and the opening at the tip thereof forms the supply port 14c. The supply path 14a is passed through a liquid, wire or powder metal or non-metal raw material M such as a molten metal, a metal wire, a metal powder, or a liquid raw material containing a molten raw material of glass, and is passed through the supply port 14c. It is configured to supply inside the frame jet injection port 13. The cooling unit 14b is provided around the supply path 14a from the vicinity of the attachment port 20 of the burner 22, and is configured to be able to cool the center cone 14 by circulating a liquid or gas cooling medium through the cooling unit 14b.

粉末製造装置10は、バーナー22で生成された燃焼炎が、燃焼室16の内部で円形口18の周囲を回転してその流れを整えた後、円環状のフレームジェット噴射口13からフレームジェットFJとなって噴射するよう構成されている。また、フレームジェット噴射口13から噴射する円環状のフレームジェットFJが、ほぼ均等な速度および圧力で、供給口14cから供給される金属または非金属の原料の外周に衝突するよう構成されている。なお、粉末製造装置10は、燃焼器本体12の燃焼室16の内壁とセンターコーン14の燃焼室16の内部の外壁とに、図示しないサーマルバリアコーティングが施されている。 In the powder manufacturing apparatus 10, the combustion flame generated by the burner 22 rotates around the circular port 18 inside the combustion chamber 16 to adjust the flow, and then the frame jet FJ is sent from the annular frame jet injection port 13. It is configured to inject. Further, the annular frame jet FJ injected from the frame jet injection port 13 is configured to collide with the outer periphery of the metal or non-metal raw material supplied from the supply port 14c at a substantially uniform speed and pressure. In the powder manufacturing apparatus 10, a thermal barrier coating (not shown) is applied to the inner wall of the combustion chamber 16 of the combustor main body 12 and the inner outer wall of the combustion chamber 16 of the center cone 14.

(作用、効果)
次に、参考例に係る粉末製造装置10の作用、効果について説明する。
(1) バーナー22から燃焼炎が噴射されると、燃焼炎は、燃焼路28を介して環状の燃焼室16の内部に流入する。
(2) 燃焼室16の内部へ流入された燃焼炎は、図2に示すように、燃焼室16の内部を矢印C方向に周回し、燃焼室16の内部で周方向に均一化される。そして、燃焼室16の内部の燃焼炎は、図3の矢印Dで示すように、各々の燃焼炎通過路32を通過した後、円形口18の中心軸CLbに向かって高温、高速のフレームジェットFJとして噴射され、中心軸CLb上で衝突するようになっている。本参考例では、燃焼炎通過路32の幅方向中心線CLと、燃焼炎通過路32から噴射されるフレームジェットFJの幅方向中心線CLjとが一致している。
(Action, effect)
Next, the operation and effect of the powder manufacturing apparatus 10 according to the reference example will be described.
(1) When the combustion flame is injected from the burner 22, the combustion flame flows into the inside of the annular combustion chamber 16 through the combustion path 28.
(2) As shown in FIG. 2, the combustion flame flowing into the inside of the combustion chamber 16 orbits the inside of the combustion chamber 16 in the direction of arrow C, and is uniformized in the circumferential direction inside the combustion chamber 16. Then, as shown by the arrow D in FIG. 3, the combustion flame inside the combustion chamber 16 passes through each combustion flame passage path 32, and then is a high-temperature, high-speed frame jet toward the central axis CLb of the circular port 18. It is injected as FJ and collides on the central axis CLb. In this reference example, the width direction center line CL of the combustion flame passage path 32 and the width direction center line CLj of the frame jet FJ injected from the combustion flame passage path 32 coincide with each other.

(3) フレームジェット噴射口13からフレームジェットFJを噴射した状態で、供給口14cから、例えば溶融金属M(図1において、1点鎖線で図示)を中心軸CLbに沿って流下させると、供給口14cから流下する溶融金属Mの外周に高温、高速のフレームジェットFJが衝突し、溶融金属Mは粉砕されて微細な金属粉末となる。なお、本参考例の粉末製造装置10では、バーナー22の燃料、及び空気の供給量を調整することで、音速よりも速い速度(一例として、マッハ3~5)でフレームジェット噴射口13からフレームジェットFJを噴射させることができる。なお、溶融金属Mは、例えば、センターコーン14の上方に設けた坩堝34から供給することができる。 (3) In a state where the frame jet FJ is injected from the frame jet injection port 13, for example, a molten metal M (shown by a one-point chain line in FIG. 1) flows down from the supply port 14c along the central axis CLb to supply the molten metal M. A high-temperature, high-speed frame jet FJ collides with the outer periphery of the molten metal M flowing down from the mouth 14c, and the molten metal M is crushed into fine metal powder. In the powder manufacturing apparatus 10 of this reference example, by adjusting the fuel and air supply amounts of the burner 22, the frame is sent from the frame jet injection port 13 at a speed faster than the speed of sound (for example, Mach 3 to 5). The jet FJ can be injected. The molten metal M can be supplied from, for example, a crucible 34 provided above the center cone 14.

本参考例では、溶融金属Mに、高温(溶融金属Mの融点よりも高い温度)のフレームジェットFJが衝突するので、溶融金属MはフレームジェットFJが衝突する前よりも高温となって粘度が下がるため破砕され易く、微細化し易くなる。 In this reference example, since the frame jet FJ having a high temperature (a temperature higher than the melting point of the molten metal M) collides with the molten metal M, the molten metal M becomes higher in temperature and has a higher viscosity than before the flame jet FJ collides. Since it is lowered, it is easily crushed and easily miniaturized.

ところで、フレームジェットFJの幅方向中心線CLjが円形口18の中心軸CLbからズレていると、フレームジェットFJが中心軸CLbからズレた方向に噴射され、噴射されたフレームジェットFJが溶融金属Mの周りを旋回してしまう、言い換えれば中心軸CLbを中心として旋回してしまうことがある。 By the way, when the center line CLj in the width direction of the frame jet FJ is deviated from the central axis CLb of the circular port 18, the frame jet FJ is ejected in the direction deviated from the central axis CLb, and the injected frame jet FJ is the molten metal M. In other words, it may turn around the central axis CLb.

溶融金属Mに衝突させるフレームジェットFJが溶融金属Mの周りを旋回してしまうと、フレームジェットFJが旋回しない場合に比較して、溶融金属Mの粉砕性能が低下してしまい、微細化し難くなったり、得られる金属粉末の粒径にバラツキが大きくなる等の問題が生じ易くなる。 If the frame jet FJ that collides with the molten metal M swirls around the molten metal M, the pulverization performance of the molten metal M deteriorates as compared with the case where the frame jet FJ does not swivel, and it becomes difficult to miniaturize the molten metal M. In addition, problems such as large variations in the particle size of the obtained metal powder are likely to occur.

参考例に係る粉末製造装置10では、整流板24の長さ寸法が整流板24の高さ寸法よりも長く設定されていることで、燃焼炎通過路32の長さ寸法が燃焼炎通過路32の幅寸法、及び高さ寸法よりも長く設定されており、燃焼炎の通過する燃焼炎通過路32の長さが十分に長くされているため、燃焼炎通過路32の長さ寸法が燃焼炎通過路32の高さ寸法に比較して短く設定された場合に比較して、整流板24による燃焼炎の整流効果が高められ、燃焼炎通過路32から噴出する燃焼炎を円形口18の中心軸CLbに確実に向けることができる。 In the powder manufacturing apparatus 10 according to the reference example, the length dimension of the rectifying plate 24 is set to be longer than the height dimension of the rectifying plate 24, so that the length dimension of the combustion flame passage path 32 is set to be longer than the height dimension of the combustion flame passage path 32. Since the width dimension and the height dimension are set longer than the width dimension and the height dimension, and the length of the combustion flame passage path 32 through which the combustion flame passes is sufficiently long, the length dimension of the combustion flame passage path 32 is the combustion flame. Compared with the case where it is set shorter than the height dimension of the passage 32, the rectifying effect of the combustion flame by the rectifying plate 24 is enhanced, and the combustion flame ejected from the combustion flame passage 32 is centered on the circular port 18. It can be reliably oriented to the axis CLb.

各々の燃焼炎通過路32を通過した燃焼炎は、円環状のフレームジェット噴射口13から円環状のフレームジェットFJとなって噴射され、円環状のフレームジェットFJは、円形口18の中心軸CLbに向けて噴射される。このため、円形口18の中心軸CLbの一端側から見て、フレームジェットFJは円形の供給口14cから流下する溶融金属Mの外周面に対して直角に噴射され、フレームジェットFJが流下する溶融金属Mの周りを回転することが確実に抑制される。 The combustion flame that has passed through each combustion flame passage 32 is injected from the annular frame jet injection port 13 as an annular frame jet FJ, and the annular frame jet FJ is the central axis CLb of the circular port 18. It is jetted toward. Therefore, when viewed from one end side of the central axis CLb of the circular port 18, the frame jet FJ is injected at a right angle to the outer peripheral surface of the molten metal M flowing down from the circular supply port 14c, and the frame jet FJ flows down. Rotation around the metal M is reliably suppressed.

このように、フレームジェットFJの回転が抑制されることで、フレームジェットFJが回転した場合に比較して溶融金属Mの粉砕能力を向上することができ、さらには、微細で、且つ粒径の揃った金属粉末を効率的に得ることができる。 By suppressing the rotation of the frame jet FJ in this way, the crushing ability of the molten metal M can be improved as compared with the case where the frame jet FJ is rotated, and further, the fineness and the particle size can be improved. It is possible to efficiently obtain a uniform metal powder.

なお、参考例に係る粉末製造装置10は、円環状のフレームジェット噴射口13の内側に配置された供給口12cから、フレームジェット噴射口13から噴射する円環状のフレームジェットFJによる負圧下で、原料を軸線上に沿って供給することができる。また、酸素を少なめにして燃料を燃焼させることで、燃焼炎を還元炎とすることができ、これによって金属粉末の酸化を抑制することも可能となる。 In addition, the powder manufacturing apparatus 10 according to the reference example is under negative pressure by the annular frame jet FJ injecting from the supply port 12c arranged inside the annular frame jet injection port 13 from the frame jet injection port 13. Raw materials can be supplied along the axis. Further, by burning the fuel with a small amount of oxygen, the combustion flame can be made into a reducing flame, which makes it possible to suppress the oxidation of the metal powder.

参考例に係る粉末製造装置10は、ガラス粉末の製造装置、金属の溶射装置として使用することもできる。なお、粉末製造装置10をアトマイズ装置として使用する場合、原料として金属線材を使用し、その金属線材に対して高温の円環状のフレームジェットFJを噴射することにより、金属線材を溶かしつつ、その溶融金属を粉砕することもできる。 The powder manufacturing apparatus 10 according to the reference example can also be used as a glass powder manufacturing apparatus and a metal spraying apparatus. When the powder manufacturing apparatus 10 is used as an atomizing apparatus, a metal wire is used as a raw material, and the metal wire is melted while being melted by injecting a high-temperature annular frame jet FJ onto the metal wire. Metal can also be crushed.

こうして粉砕された溶融金属を、雰囲気中を落下または飛散するうちに静的に過冷却させてアモルファス化させることにより、球状で微細なアモルファス化した金属粉末を得ることができる。 By statically supercooling the molten metal thus pulverized while falling or scattering in the atmosphere to make it amorphous, a spherical and fine amorphous metal powder can be obtained.

また、フレームジェット噴射口13の下方に、水等の液体状冷却媒体をストレート状、シャワー状、またはミスト状に噴出するノズル36を設け、フレームジェットFJで粉砕された金属粉末を液体状冷却媒体で急冷するようにしてもよい。これにより、空冷するよりも効率的かつ確実にアモルファス化した金属粉末を得ることができる。 Further, a nozzle 36 for ejecting a liquid cooling medium such as water in a straight shape, a shower shape, or a mist shape is provided below the frame jet injection port 13, and the metal powder crushed by the frame jet FJ is discharged into the liquid cooling medium. You may try to quench it with. This makes it possible to obtain an amorphous metal powder more efficiently and reliably than by air cooling.

[その他の参考例]
以上、参考例について説明したが、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
[Other reference examples]
Although the reference example has been described above, it is needless to say that various modifications other than the above can be carried out within a range not deviating from the purpose.

上記参考例では、図3に示すように、燃焼炎通過路32の幅方向中心線CLが、円形口18の中心軸CLbと交差していたが、図4に示すように燃焼炎通過路32から噴射されるフレームジェットFJが中心軸CLbに向かって噴射され、フレームジェットFJの幅方向中心線CLjが中心軸CLbと交差し、かつフレームジェットFJが回転しないのであれば、燃焼炎通過路32の幅方向中心線CLが、中心軸CLbと若干ずれていてもよい(言い換えれば、燃焼炎通過路32の向きが中心軸CLbと若干ずれていてもよい)。 In the above reference example, as shown in FIG. 3, the widthwise center line CL of the combustion flame passage 32 intersects the central axis CLb of the circular port 18, but as shown in FIG. 4, the combustion flame passage 32 If the frame jet FJ jetted from is jetted toward the central axis CLb, the widthwise center line CLj of the frame jet FJ intersects the central axis CLb, and the frame jet FJ does not rotate, the combustion flame passage path 32 The widthwise center line CL may be slightly deviated from the central axis CLb (in other words, the direction of the combustion flame passage path 32 may be slightly deviated from the central axis CLb).

上記参考例では、燃焼炎通過路32の幅が一定であったが、例えば、フレームジェット噴射口13に向けて幅が徐々に狭くなっていてもよい。
また、上記参考例では、図3、及び図4に示すように、燃焼炎通過路32が一直線状に延びていたが、図5に示すように、燃焼室16の内部を矢印C方向に旋回する燃焼炎が燃焼炎通過路32に入り易いように、燃焼炎通過路32の一部が燃焼炎の旋回する方向(矢印C方向)と反対方向に湾曲していてもよい。
In the above reference example, the width of the combustion flame passage 32 is constant, but for example, the width may be gradually narrowed toward the frame jet injection port 13.
Further, in the above reference example, as shown in FIGS. 3 and 4, the combustion flame passage path 32 extends in a straight line, but as shown in FIG. 5, the inside of the combustion chamber 16 is swiveled in the direction of arrow C. A part of the combustion flame passage 32 may be curved in the direction opposite to the turning direction (arrow C direction) of the combustion flame so that the combustion flame can easily enter the combustion flame passage 32.

上記参考例の粉末製造装置10では、燃焼器本体に2つのバーナー22が設けられていたが、バーナー22の数は1つであってもよく、3つ以上であってもよい。一例として、図6には4つのバーナー22を備えた燃焼器本体12が示されており、図7には、4つのバーナー22を備えた燃焼器本体12が示されている。 In the powder manufacturing apparatus 10 of the above reference example, two burners 22 are provided in the combustor main body, but the number of burners 22 may be one or three or more. As an example, FIG. 6 shows a combustor body 12 with four burners 22, and FIG. 7 shows a combustor body 12 with four burners 22.

[実施形態]
上記参考例の粉末製造装置10では、燃焼室16の内壁16bの上面に、放射方向に延びる複数の整流板24が周方向に一定の角度で等間隔に形成されていたが、図8(A)、(B)に示す実施形態の粉末製造装置10では、円形口18の内周面に、放射方向に延びる複数の整流板38を周方向に一定の角度で等間隔に形成されている。なお、図示を省略するが、センターコーン14の外周面に放射方向に延びる複数の整流板を周方向に一定の角度で等間隔に形成してもよい。
[Embodiment]
In the powder manufacturing apparatus 10 of the above reference example, a plurality of rectifying plates 24 extending in the radial direction were formed on the upper surface of the inner wall 16b of the combustion chamber 16 at regular intervals in the circumferential direction. ), In the powder manufacturing apparatus 10 of the embodiment shown in (B), a plurality of rectifying plates 38 extending in the radial direction are formed at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the circular port 18. Although not shown, a plurality of straightening vanes extending in the radial direction may be formed on the outer peripheral surface of the center cone 14 at a constant angle in the circumferential direction at equal intervals.

本実施形態の粉末製造装置10では、整流板38と整流板38との間に形成された燃焼炎通過路40の幅方向中心線CLが円形口18の中心軸CLbに向けられて中心軸CLbと交差している。したがって、燃焼炎通過路40を通過した燃焼炎は、フレームジェット噴射口13の下端からフレームジェットFJとなって噴射され、フレームジェットFJは、円形口18の中心軸CLbに向けて噴射される。このため、円形口18の中心軸CLbの一端側から見て、フレームジェットFJは円形の供給口14cから流下する溶融金属Mの外周面に対して直角に噴射され、前述した参考例に係る粉末製造装置10と同様に、フレームジェットFJが流下する溶融金属Mの周りを回転することが確実に抑制される。 In the powder manufacturing apparatus 10 of the present embodiment, the center line CL in the width direction of the combustion flame passage path 40 formed between the rectifying plate 38 and the rectifying plate 38 is directed toward the central axis CLb of the circular port 18, and the central axis CLb. Crosses with. Therefore, the combustion flame that has passed through the combustion flame passage path 40 is injected as a frame jet FJ from the lower end of the frame jet injection port 13, and the frame jet FJ is injected toward the central axis CLb of the circular port 18. Therefore, when viewed from one end side of the central axis CLb of the circular port 18, the frame jet FJ is jetted at a right angle to the outer peripheral surface of the molten metal M flowing down from the circular supply port 14c, and the powder according to the above-mentioned reference example. Similar to the manufacturing apparatus 10, the frame jet FJ is surely suppressed from rotating around the molten metal M flowing down.

したがって、本実施形態の粉末製造装置10においても、フレームジェットFJの回転が抑制されることで、フレームジェットFJが回転した場合に比較して溶融金属Mの粉砕能力を向上することができ、さらには、微細で、且つ粒径の揃った金属粉末を効率的に得ることができる。 Therefore, also in the powder manufacturing apparatus 10 of the present embodiment, by suppressing the rotation of the frame jet FJ, the crushing ability of the molten metal M can be improved as compared with the case where the frame jet FJ rotates, and further. Can efficiently obtain a metal powder having a fine and uniform particle size.

10 粉末製造装置
13 フレームジェット噴射口(噴射口)
14 センターコーン(供給路形成部材)
14a 供給路
16 燃焼室
22 バーナー(燃焼炎発生装置)
32 燃焼炎通過路
38 整流板
40 燃焼炎通過路
M 溶融金属(原料)
FJ フレームジェット
CL 幅方向中心線
CLb 中心軸
10 Powder production equipment 13 Frame jet injection port (injection port)
14 Center cone (supply path forming member)
14a Supply path 16 Combustion chamber 22 Burner (combustion flame generator)
32 Combustion flame passage path 38 Rectifying plate 40 Combustion flame passage path M Molten metal (raw material)
FJ frame jet CL width direction center line CLb center axis

Claims (1)

燃焼炎を生成する燃焼炎発生装置と、
前記燃焼炎が流入され、前記燃焼炎が周方向に流れる円環状の燃焼室と、
前記燃焼室の中心部に設けられ、前記燃焼炎が噴出する円環状の噴射口と、
前記噴射口の中心部に設けられ、原料を流下させる供給路が形成された供給路形成部材と、
前記噴射口の内部に設けられ、前記燃焼室から流入した前記燃焼炎を、前記噴射口の中心軸に向けて噴出させる複数の整流板と、
を有し、
前記整流板と前記整流板との間に形成され前記燃焼炎が通過する燃焼炎通過路の幅方向中心線が、前記噴射口の中心軸に向けられている、
粉末製造装置。
A combustion flame generator that generates a combustion flame,
An annular combustion chamber into which the combustion flame flows and the combustion flame flows in the circumferential direction,
An annular injection port provided in the center of the combustion chamber and from which the combustion flame is ejected,
A supply path forming member provided in the center of the injection port and formed with a supply path through which the raw material flows down, and a supply path forming member.
A plurality of straightening vanes provided inside the injection port and ejecting the combustion flame flowing from the combustion chamber toward the central axis of the injection port.
Have,
The widthwise center line of the combustion flame passage path formed between the straightening vane and the burning flame passing through is directed to the central axis of the injection port.
Powder production equipment.
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