JPH02122813A - 金属蒸気発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は金ｇｉの蒸着加工や原子レーザ法による同位体
弁Ｍ等、金属を蒸気化する必要のある装四一般に好適な
金属蒸気発生装置に係り、特に、金属原料を供給する供
給方法を改良した金属蒸気発生装置に関する。

（従来の技術） 一般に、原子レーＩｆ払による同位体分離装置はその蒸
気発生装置において、複数種類の同位体を含む金属原料
、例えばウラン金属原料を加熱溶融して蒸発させる。さ
らに、この金属蒸気流にレーザ光を照射し金属蒸気流中
の特定の同位体、例えばＵ−２３５を選択的に陽イオン
化し、陽イオン化した同位体に電稈を与えて分離し、回
収するように構成されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような原子レーザ法による同位体分
離装置の従来の金属蒸気発生装置では、原料となる固体
金属を予めるつぼ等の容器に収容しておき、これに電子
ビーム、またはレーザ光を照射し加熱溶融させて金属蒸
気を発生させている。

したがって、このような従来の金属蒸気発生装置ではそ
の運転時間を長くするためにはるつぼの容量を大型化し
、金Ｂ原料の収８ｆｆｉを増大させなければならず、こ
のために装置の大型化を招くうえに、金属原料の蒸発に
伴って、るつぼ内の溶融金属の液面に凹凸が形成される
ために、電子ビームまたはレーザ光の照射位置が変妨し
、加熱制御性および加熱効率が低下するという課題があ
る。

また金属原料の融点が高い場合にはるつぼの健全性を維
持するために、このるつぼを冷却する冷却装置が必要と
なるが、このるつぼ冷却では電子ビームやレーザ光によ
って金属原料に投入されるエネルギの多く、例えば４０
〜６０％がるつぼを介して冷却装置により奪われるので
、加熱効率、すなわち蒸気発生効率が低下するという課
題がある。るつぼへの伝熱は金属原料の溶融割合が大き
くなる程、また溶融金属の対流効果が大きい程顕茗にな
る。

そこで本発明は上記事情を考纜してなされたもので、そ
の目的は加熱効率の向上と運転時間の長期化を図ること
ができる金属蒸気発生装置を捉供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） すなわら本発明は、金属原料に電子ビームおよびレーザ
光の一方を照射して加熱溶融さけ、金属蒸気流を発生さ
せる金属蒸気発生装置において、前記電子ビームおよび
レーＩア尤の一方の照射位置に、前記金属原料を薄板状
にして連続供給する金属原料供給装置を設けたことを特
徴とする。

（作用） 電子ビームおよびレーザ光の一方の照射位置に、薄板状
に形成された金属原料が金属原料供給装置から連続供給
される。

したがって、電子ビームおよびレー量ア先の−Ｉノによ
り照射された薄板状の金属原料は加熱溶融して蒸発し、
金属蒸気を発生させる。

そして、本発明によれば、金属原料を薄板状に加工して
いるので、その熱伝導を低減さけ、この金属板に電子ビ
ームおよびレーＩｆ光の一方がら！ｊえられる熱エネル
ギによる金属原料の加熱効率を高めることができる。

また、金属原料供給装置は薄板状の金属原料を連続供給
するので、その運転時間の延長を図ることができる。

さらに、金属原料を従来例のようにるつぼ等の容器内に
収容しないので、この容器を通しての熱損失がなく、熱
効率の向上を図ることができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す構成図であ
り、図において、密閉容器である蒸気封入容器１内のほ
ぼ中央部には回転自在の回転ドラム２を配設しており、
この回転ドラム２は軸長が例えば１１０００ａを若干超
える長さに形成され、第１図の図面の表裏方向に平行に
配置されている。

回転ドラム２内には円筒状の偏向コイル３が同軸状にほ
ぼ全長に口って嵌入されており、この回転ドラム２のほ
ぼ直上に所要の開隔をおいて配設された電子銃４から放
射される電子ビーム５を、第１図に示すように偏向コイ
ル３により円弧状に湾曲させ、偏向コイル３の図中下方
に電子ビーム５の照射位ｄを設定している。

一方、蒸気封入容２！ｉ１の下部には金属原石供給装置
ｉ？６がその出口端部を蒸気１・１人容器１内下底部に
臨むように配設されており、金属原料供給装置６の出口
からは薄板状の金属原料７がほぼ垂直方向上方へ繰り出
すようになっている。

この金属原料７の上端部は回転ドラム２の上端部に巻き
掛けられてから、下方へ垂れ下がり、その金属原料７の
先端部の下方には上端を開口させた金属回収装置８が配
設されて、金属原料７の先端部から溶融滴下する金属原
料を金属回収装置８により受けて、回収するようになっ
ている。

そして、金属原料７の先端部に照射される電子ビーム５
の照射位置の側方には蒸気出口９が蒸気封人容鼎１の側
壁に聞［１されており、図中矢印で示す金属蒸気１０を
蒸気出口９Ｊ、り取り出ザようになっている。

前記薄板状の金ｌ２ｔｉ原料７は、例えば幅方向長さが
回転ドラム２および電子銃４の＠艮にほぼ対応して約１
０００＃ＩＩＩ稈度に形成され、板厚は例えば１＃１１
程麿に形成されている。

また、電子銃４はビーム厚が例えば約５＃Ｉの電子ビー
ム５を金属原料７の幅方向長さのほぼ全長に回って照射
するようになっている。

次に本実施例の作用を説明する。

金属原料供給装置６から薄板状の金属原料７が図中上方
へ繰り出されて回転ドラム２の回転により、金属原料７
の薄板状先端部が図中下方へ垂れ下がる。

このとぎ、電子銃４から電子ビーム５が放射されており
、この電子ビーム５は回転ドラム２内の偏向コイル３に
より円弧状に湾曲偏向され、金属原料７の薄板状先端部
に照射される。

このために、金属原料７の先端部は電子ビーム５により
加熱溶融されて、図中矢印で示すように金属然気１０を
放射状に発生させ、その一部は蒸気出口９より取り出さ
れ、その他の金Ｒ蒸気１０は蒸気封入容器１の側壁に蒸
着し、その側壁に沿って下方に滴下する。

また、電子ビーム５を照射されて加熱溶融した金属原料
７のうち、蒸気化せずに下方に滴下したものは、その下
方で開口している金属回収装置８により受けられ、回収
される。

したがって、本実施例によれば、金属原料７を薄板状に
加工しているので、電子ビーム５の照射位置からの熱伝
導を抑え、その加熱効率を高めることができる。

また、電子ビーム５の照射位置に、金属原料７を回転ド
ラム２および金属原料供給装置６により、その蒸発分に
応じて連続供給することができるので、この金属原料供
給装置６の運転時間の延長を図ることができる。

さらに、本実施例では金属原料７を従来例のようにるつ
ぼ等の容器内に収容しないので、その容器を冷却する冷
却装置により溶融した金属原料７の熱エネルギを吸熱す
ることがなく、熱膿失を低減することができる。

なお、上記実施例では金属原料７に電子ビーム５を照射
する場合について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、例えば電子ビーム５に代えてレーザ光
を金属原料７に照射し、蒸気化させるようにしてもよい
。

また、前記実施例では金属原料７を金属原料供給装置６
により蒸気ＩＪ人容器１の下部から上方へ向けて繰り出
すように構成した場合について説明したが、金属原料７
を蒸気封入容Ｐ５１の上方から供給するように回転ドラ
ム２に金属原料供給装置６を構成してもよい。

さらに、前記実施例では金属原料７として天然ウラン金
属の場合について説明したが、本発明は他の金属でもよ
く、金属蒸着加工装置に適用することができる。

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、金属原料の熱伝導を低減
するために薄板状に加工し、しかも、るつぼ等の容器を
用いないため、これを通しての熱捲失がないから、加熱
効率の向上を図ることができる。

また、金属原料を金属原料供給装置により電子ビームお
よびレーザ光の一方の照射位置に、連続供給することが
できるので、金属蒸気発生装置の運転時間の延長を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金属蒸気発生装置の一実施例の全
体構成図である。 １・・・蒸気封入容器、２・・・回転ドラム、３・・・
偏向コイル、４・・・電子銃、５・・・電子ビーム、６
・・・金属原料供給装置、７・・・金属原料、８・・・
蒸気出口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属原料に電子ビームおよびレーザ光の一方を照射して
   加熱溶融させ、金属蒸気流を発生させる金属蒸気発生装
   置において、前記電子ビームおよびレーザ光の一方の照
   射位置に、前記金属原料を薄板状にして連続供給する金
   属原料供給装置を設けたことを特徴とする金属蒸気発生
   装置。