JPH02503066A - 滴状体の形成方法及び装置 - 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】 滴状体の形成方法及び装置 本発明は液体をドロツブレット即ち滴状体に分離する方法及び装置に関する。更 に詳しくは、本発明は、滴状体が遠心力の作用によって滴状体形成装置から飛散 （ｓｌｉｎａ　）される形式の渦状体の形成方法及び装置に関する。

本発明の１つの応用分野は、溶融材料のような液体材料から変形し難い（ｎｏｎ ｙｉｅｌｄｉｎり）球状粒子を形成する本発明により形成される滴状体は固化さ れない状態で遠心力の作用によって渦状体形成装置から飛散され、引き続いて例 えば落下運動を与えられて固化領域にて固化処理を受けるようになされる。

以下の説明で溶融材料（ｍｅｌｔ）なる用語は、あとで同化領域を通される間に （例えば温度変化、乾燥又は化学的処理によって）固化される浮遊又は拡散され た粒子を任意に含む液状もしくは半液状の形態の全ての形式の物質を示すのに、 使用されている。

本発明のその他の応用分野に於いては、渦状体は形成された後で固化されないよ うな液体で形成される。例えば１つのこのような応用面は、浄化されるべきガス を滴状液の「雲状物Ｊ　（ｃｌｏｕｄ　）に通してそのガスから不純物を除去す るような形式の、ガス浄化にある。更に他の応用面は、塗装／スプレー塗装であ る。更に、バーナーに於ける空気乾燥及び燃料の分配が本発明の考えられる適用 例として付言されることができる。

本発明の最初に述べた応用面に於ける従来技術、即ち溶融材料から球状粒子を形 成する技術には、例えば小さな球状粒子の形態をした最終生成物を得ることが望 まれるような肥料用尿素、カルバミド及び硝酸アンモニウムの生産が含まれる。

極めて多くの滴状体の形成方法及び装置がこの目的のために開発されてきた。そ の主な目的は、溶融材料の均一な寸法の球状体、即ち均一な寸法の渦状体、を製 造することであった。このような滴状体の形成装置は、所謂粒状化タワーの上部 に通常は取り付けられ、この粒状化タワーを通して冷却空気流が上方へ向けて流 される一方、これと対向して滴状体が落下されるようになされる。

このような渦状体がより一層均−な直径となる関係状態は、多数の製造並びに環 境上の改善を含むのである。

一方、渦状体の直径の幅の拡がりは、材料がかなりの範囲で再溶融されねばなら ないことを意味している。更に、寸法の小さい滴状体は望ましくない空気の汚染 を生じることになる。何故ならば、これらの寸法の小さな滴状体はエアロゾルの 形態で排気ガスにより運ばれて、周囲に臭気の問題、塵埃の落下及びその他の環 境問題を生じることになるからである。

多くの公知の製造方法及び渦状体の形成装置は、溶融材料が穿孔され且つ任意に 回転される円筒形の表面もしくは同様のものに供給され、そこから溶融材料が渦 状体の形態で排出されるという原理に基づいている。明らかなように、このよう な技術はこれらの表面に形成されている穿孔部の各々に対して一定の流れを与え ることを必要とし、又、明らかなようにこの公知の技術は、与えられた速度の下 で穿孔された表面全体にわたって形成される均一な寸法の孔径に大いに関係する のである。

例えばスウェーデン国特許７２０６０００−７は、渦状体を形成するディスク内 の通路がエポキシ樹脂の層でコーティングされて渦状体形成通路の詰まりを防止 すべきであることを提案している。

スウェーデン国特許７４０２８２０−０は、回転する穿孔された容器を使用し、 容器壁部に形成されている半径方向の孔を通して溶融材料を飛散させて渦状体に 分離するようになすことを開示している。この特許によれば、液体材料は複数の 環状積層流として供給され、各々の流れが多数の列を含む垂直方向に間隔を隔て られた面積部分に向けて導かれるようになされている。

ノルウェー国特許１７０．２７０は、溶融材料のような液体材料を回転する穿孔 壁を通してスプレーするために遠心力を使用することで上述の詰まりの問題を解 決しようとするものである。この遠心力装置の容器は回転対称性を有するボディ ーを収容しており、該ボディーの遠心力装置の壁部く対面する表面は遠心力装置 の容器壁部と実質的に同じ回転形状を有している。このボディーは、これと遠心 力装置の容器の内側との間に例えば２０ａｍのような幅の比較的狭い環状空間が 形成されるような寸法とされている。この特許も前述の内側ボディーが排出開口 を形成され、溶融材料が上方からボディー内部に導入されて該排出開口を通して 環状空間へ流され、そこから遠心力装置の容器の穿孔部を通して流されるように なっ上述した従来技術の装置は全て穿孔され、渦状体を形成するために任意に回 転される面を使用するものである。

又、それらは全て穿孔面のそれぞれの開口へ向かう且っ又開口から流出する極め て正確な流れを与える上での問題を解決しようとするものである。成る程度の改 善は実現されたが、なお問題の満足な解決は得られていないのである。

均一な寸法の渦状体を形成する上での上述の問題の他に、公知技術は更に別の困 難な問題があることを認めている。これは、渦状体形成装置の回転する穿孔面か ら飛散される粒子が好ましいとされる球状体でなくて、多少とも液滴形状即ち細 長い形状となることである。渦状体が非球状体となる理由は、滴状体が溶融材料 の糸状の部分、即ちジェット、から形成されることにある。それぞれの新しく飛 散された粒子は、かなり大きな円周を有する断面積を横切ってＦ糸状部分Ｊの端 部を切断することで「形成」される。又、このようなジェットからの渦状体の形 成は、数種類の異なる寸法の渦状体を生じることになるということが見出されて いる。これは、溶融材料のジェットから渦状体が切断される位置を制御できてい ないという事実に原因している。

上述した詰まりの問題を解決するために、渦状体の形成孔、°即ち通路、の直径 を大きくすることも示唆されている。これによれば名札に供給される溶融材料の 量が増加されるから、渦状体の直径も同様に大きくなり、この従って溶融材料か ら渦状体を形成する従来技術の方法及び装置の著しい欠点は、滴状体の直径が許 容できない程に変化するということである。

従来技術の更に他の欠点は、ディスクから飛散された溶融粒子が、穿孔回転面か ら飛散する粒子は溶融材料のジェット即ち糸状部分を切断して形成されるために 多少ながら液滴形状となってしまい、これがために最終的な生成物が望ましくな い非球状体の形状となることである。

溶融材料から渦状体を形成する従来技術に於ける第３の欠点は、変化のない滴状 体寸法を維持する一方に於いて、単位時間当りの渦状体の材料の量を制御できな いことである。

溶融材料から球状粒子を製造する公知の幾つかの技術及びこれに関する欠点を観 察するならば、形成された滴状体が固化されないような発明の上述した応用例を 同様に考慮するのが適当である。

ガス浄化及びスプレー塗装の何れに於いても、多数の比較的小さな渦状体を単位 時間当り形成でき、その最小の渦状体が排気ガス中に有害なエアロゾルの形成さ れるのを防止できる程に大きいならば、有利である。

例えばガス浄化のための現在の技術は、特に前述したエアロゾルを含む作られた 渦状体に不均一な直径の関係を与えている。この問題は、単位時間につき所望数 の本質的に均一な寸法の渦状体を形成する（例えば１秒当り百万個の滴状体を形 成する）という問題が解決されていないので、解決できないのである。

渦状体に分離されるべき材料に関して本発明の詳細な説明を簡単にするために、 これ迄使用され且つ以降にも使用される「液体」なる用品は、本発明によって渦 状体を形成できる全ての液体及び半液状体を含むものと考えられねばならない。

特に、「液体」なる用語は上述にて定義された溶融材料も含むものと考えられね ばならない。

本発明の目的は、従来技術の欠点を解消する方法及び装置を提供することである 。

本発明のこの及びその他の目的は、ここに示された問題に対する完全に新しいア プローチによって達成された。

本発明によれば、実際の滴状体の形成は穿孔された回転面を使用しない。このよ うにして、従来技術に於ける詰まりの問題、並びに穿孔面に形成されている開口 のそれぞれに対して一定量の液体を供給する上での問題、は完全に排除されるの である。

本発明の新規な特徴は、遠心力の作用によって滴状体を飛散させる渦状体形成装 置に於いて、液体はディスク、好ましくは該軸線の回りに回転可能に配置された 複数の組み合わされたディスク、の幾何学的軸線に対する円周方向に均一に分布 され、これらのディスクのそれぞれの外周縁には、円周方向に等間隔にて均一な 半径方向に突出する部分が備えられていることである。これらの突出部分は以降 に於いてカスプと称される。本発明によれば、単数又は複数とされるディスクは 液体を供給されている間回転され、各ディスク上に排出された液体が均一な厚さ のフィルムを形成するようになし、このフィルムが遠心力の作用によって半径方 向外方へ前記カスプへ向けて拡がるとともに該カスプによって均一な寸法の滴状 体を形成するように分離されるのである。このようにして、各渦状体は、それら の寸法が増大し、その結果として外方へ向けて作用する遠心力が内方へ向かう対 応する付着力よりも大きくなったとき、対応するカスプから離脱する。

本発明に於いては、「カスプ」なる用語は従来一般の「鋸歯」状の尖ったカスプ 以外のその他の形式の半径方向に突出する部分をものも含む。従って、用語「カ スブ」は、■半径方向に突出する密接な間隔に隔てられたロンド又は同様のもの 、０例えばディスクに於ける波形周縁のような半径方向に突出する尖っていない 張り出し部、（Ｑディスク平面に対して垂直な＾さがディスクの厚さよりも小さ い半径方向の突出部であって、例えば一方のディスクが周縁にカスブを形成され 、他方のディスクは滑らかな周縁を有している同じ直径の２枚の円形ディスクを 、互いに主面が向き合うように且つ又カスブを有するディスクが最上部に位置す るようにして、カスブの尖端が下側のディスクの周縁に一致するように取り付け ることによって形成されるような半径方向の突出部、及び、ゆその他の本発明に よる液体分配作用を与える半径方向の突出部、を含むものと考えねばならない。

上述のような本発明による方法によれば、従来技術の糸状部分／ジェットから滴 状体を形成する方法に対して、渦状体の直接的な形成が達成される。この直接的 な渦状体の形成は、前述のカスブの各々に於いて比較的小さな周囲を有する前述 で定義した面から液体粒子を連続して「形成」するのである。このようにして、 ジェットの切断も行わずに、飛散された渦状体の球形を得ることができるのであ る。

本発明は冒頭に述べた形式の滴状体形成ＫＮをも包含するのであって、この装置 は上述した滴状体形成方法を実施するように意図されており、又、 ディスクの幾何学的軸線、好ましくは該ディスクに垂直な軸線、の回りに回転可 能な少なくとも１つのディスクであって、その外縁には以下の説明でカスブと称 される円周方向に等間隔に配置された均一な半径方向の突出部が備えられている 前記ディスク手段と、前記軸線回りの円周方向に於いて、前記ディスク手段に於 ける１つ又は複数のディスク上に液体を均一に分配するようになされた分配手段 と、 前記ディスク手段に連結され、液体を分配する間に前記ディスク手段を前記軸線 の回りに回転させるようになされた駆動手段と、 を有し、 前記ディスク上に排出された液体が均一な厚さのフィルムを形成するようになさ れて、このフィルムが前記カスブに向けて半径方向外方へ拡げられ、カスブによ って均一な寸法の滴状体に分離されるようになされる、ことを特徴としているの である。

本発明の渦状体形成装置の現在望ましいとされている実施例によれば、この装置 は、 前記ディスク手段が複数の軸線方向に間隔を隔てられて互いに保持された上述の 形式のディスクを含み、これらのディスクは中央開口をそれぞれ形成されており 、前記分配手段が付与シリンダーを含み、この付与シリンダーは前記ディスク手 段とは別個に回転するようになされていて、ディスクの中央開口を通して延在さ れ、その円周壁は少なくとも１つの、好ましくは若干数の付与開口を各ディスク に備えている、 ことを特徴とする。

最後に説明した構造の渦状体形成装置によれば、渦状体の寸法並びに単位時間当 りの滴状体を形成する材料全量の両方が制御できるのである。ディスク手段の回 転速度を増速し或いは減速することによって、カスブにて渦状体に作用する遠心 力をそれぞれ増大成いは低減することが可能である。このことは、直径の変化す る渦状体が形成可能であることを意味する。他方に於いて、付与シリンダーの回 転速度を制御することによって、付与開口から単位時間当りディスク上に供給さ れる液体量を制御することが可能となる。

認識されることとして、均−寸法の渦状体の形成のためには、外周縁がカスブも しくは同様部分を備えているようなディスクを使用するだけでは不十分であり、 各ディスク上に均一な厚さのフィルムを得ること、即ちカスブの各々に対して均 一な流れを得ることが必要とされるならば、液体がディスク上にて円周方向に極 めて均一に分配されねばならないのである。

１つもしくは複数のディスクに於いて円周方向に均一なこのような液体の分配を 達成するためには、付与シリンダーはディスク手段の回転速度とは異なる速度で 回転ディスク手段を反対方向へ回転させることで達成される。

従って、ディスク手段及び分配手段は相対的に回転されるのが重要となる。何故 ならば、これはディスクの半径方向内側の部分の各点に対して付与開口から連続 した液体の流れを供給するための優先的な状態であるからである。付与開口がデ ィスクに対して相対的な回転を行わないならば、付与開口の外側に位置するディ スク上のこれらの点のみが連続的な液体の流れを供給され、この結果として各デ ィスク上での液体フィルムの均一性に欠ける拡がりが生じてしまうのである。

本発明による渦状体形成装置の第１の変形態様によれば、液体を受は入れるよう になされるとともに付与シリンダーの内径よりも小さな外径を有する静止シリン ダーが、付与シリンダーと向応的に取り付けられる。これにより、環状空間が内 側の静止された受は入れシリンダーと回転される付与シリンダーとの間に形成さ れる。内側シリンダーの円周壁は複数の実質的に軸線方向に向いたスロットを有 しており、これらのスロットを通して液体が環状空間内へ流出する。液体は遠心 力の作用によって回転する付与シリンダーの内側に層を形成し、この層に於ける 液体は付与開口を通してディスク上に必然的に流出される。均一寸法の渦状体を 形成するための優先的な状態は、ディスク上に供給される液体の量が時間的に一 定とされることである。これは、前述の層の厚さが時間的に一定に維持されるな らば達成できる。本発明のこの変形例に於いては、静止された内側シリンダーに は、それに形成されているスロットのそれぞれに対して付与シリンダーの回転方 向に位置されたスロットの側に半径方向に突出するランドが備えられる。これら のランドは上述の角度間隔の幅よりも狭い半径方向の幅を有し、これにより液体 層の厚さはそれらのランドと付与シリンダート／ランドの組み合わせは以下に一 層詳細に説明するように自動的なスロットルバルブとしても機能するのである。

本発明による方法及び装置のその他の特徴並びに変形例は請求の範囲に記載され ている。

明らかに関連する技術は、ＷＯ８２１０３０２４に開示されている。これは溶融 された金属粒子の急速冷却のための方法及び装置を記載している。揮発性の冷却 液が高速度で回転されているディスクの中央に供給され、ディスク上に半径外方 へ向けて流れる冷却液のフィルムを形成するようになされる。処理されるべき金 属はディスク中央から半径方向に間隔を隔ててこの冷却液のフィルム上に供給さ れる。供給された溶融金属は遠心力の作用によってディスク上を外方へ向けて飛 散され、この際に冷却液が蒸発することで急速に冷却される。しかしながら、− 見して本発明に近いものと見做されるこの公知技術は、全く異なる機能及び応用 面を有しており、その他に本発明による滴状体形成装置とは全く異なる目的を有 しているのである。

金属粒子の製造のための公知装置に於いては、ディスクに供給された材料がディ スク上にある間に固化されるのであり、このことを本発明の技術と混同してはな らない。本発明によれば、一枚もしくは複数枚のディスクに供給された液体はデ ィスク上にある間に固化されることはない。事実、ディスクが液状の材料を受は 入れて滴状体に分離し、これが液状にて渦状体形成装置から排出されるというこ とが、ディスクの周縁ノツチによって渦状体を形成するための優先的な状態とさ れるのである。

ＷＯ８２１０３０２４に開示されている技術と本発明の技術との間の更に他の１ ｇ違は、本発明の技術が各ディスク上でその円周方向に液体を積極的に分配する ことであり、これは各ディスク上に厚さが絶対的に均一でノツチに向けて一定し て流れる液体フィルムを形成し、これによって均一寸法の渦状体を形成するため の優先的な状態である。このＷＯ公報はこのように溶融金属を円周方向に積極的 に分配することを開示しておらず、又、溶融金属はディスクに対して１点でのみ 供給され、この点はディスク中央から開隔を隔てた位置である。換言すれば、Ｗ Ｏ８２１０３０２４による従来技術は本発明とは技術面並びにその応用面の両方 で隔たりがある。

本発明は更に詳細に説明され、添付図面に示されている２つの好ましい実施例が 参照される。添付図面に於いて、第１図は本発明による渦状体形成装置の第１の 実施例の縦断面図であり、第２図は第１図に示された装置の線■−■に沿う横断 面図であり、第３図は第１図に示された装置のａｉｍ−ｍに沿う横断面図であり 、第４図は本発明による滴状体形成装置の第２の実施例の縦断面図であり、そし て、第５図は第４図に示された装置の線ｖ−ｖに沿う横断面図である。

さて第１図から第３図迄を参照すれば、これらは本発明による滴状体形成装置の 第１の好ましい実施例を示している。この装置は、溶融材料から変形し難い球状 体である粒子を形成する場合に本発明を適用するのに特に有効である。この装置 は、例えば尿素のような溶融材料を供給されることができ、又、その溶融材料を 均一な寸法の渦状体に分離することができる。その渦状体は、固化されていない 状態でその装置から遠心力の作用によって飛散され、固化領域を通過する引き続 く移動の間に固化される。図示した滴状体形成装置は、所謂粒状化タワー（図示 せず）の上部に取り付けられることができる。この粒状化タワーは、渦状体形成 装置から飛散されて落下する滴状体を乾燥させるために冷却空気が内部に流され る。

第１図の渦状体形成装置は３つの基本的な手段、即ち全体を符号１０で示された 静止せる受は入れ手段、全体を符号２０で示された回転する分配及び付与手段、 及び全体を符号３０で示された回転するディスク手段を含んで成る。これらの３ つの基本的な手段１０．２０及び３０は向応的に且つ密集状に垂直方向の幾何学 的軸線Ａの回りに取り付けられている。

静止受は入れ手段１０は、第１図に示すように円周開口を経て入口ダクト１２と 連通されている上部の円形シリンダー状の入口容器１１、及びこの入口容器１１ の下側に配置され、シリンダー１４と、半径方向底部１５及び軸線Ａと向応とさ れたバイブ１６によって規制された環状の、内側空間を形成している出口容器１ ３を含んで構成されている。出口容器１３の内１１環状空間は入口容器１１に形 成されている中央開口１７を経て入口容器１１と連通している。図示実施例では パイプ１６は静止され、第１図に示すような入口容器１１を通して上方へ延在さ れている。

出口容器１３の円筒形の円周壁１４は多数の細長い垂直な出口スロット１８を形 成されている。これらのスロット１８はシリンダー１４の円周回りに均一に分散 配置されている。第３図に見られるように、図示実施例は８個の出口スロット１ ８を有している。更に、第３図に最も良く見られるように、出口容器１３の円筒 形の円周壁１４は垂直な且つ半径方向に突出するランド１９を備えている。これ らのランド１９は個数はスロット１８の個数と同じとされている。ランド１９は シリンダー１４の外側に、出口スロット１８の各々に対して且つ平行に形成され ている。図示実施例に於いては、ランド１９は各スロット１８の片側に備えられ ているが、他の実施例としてこれらのランドは望まれるならばスロット１８の両 側に配置されることができる。これらのランド１９の機能は後述される。

回転される分配及び付与手段２０は、回転可能な付与容器２１によって実質的に 構成されている。この付与容器２１は、円筒形の外側円周壁２２と、半径方向の 底部２３と、垂直な駆動バイブ２４とによって形成されている。第１図及び第３ 図に見られるように、駆動バイブ２４は静止バイブ１６の内部に回転可能に且つ 向応的に取り付けられている。又、円周壁２２の内径は内側シリンダー１４の外 径よりも大きく、受は入れ手段１０の静止出口容器１３と分配手段２０の回転す る円周壁２２との間に環状の空間が形成されるようになされている。この環状空 間は、上述した出口スロット１８を経て中央の出口容器１３と連通されている。

入口容器１１及び静止バイブ１６の上端の上方に位置する上端部にて、分配手段 ２０の駆動パイプ２４は第１の駆動ホイール２５に強固に連結されている。この 駆動ホイール２５は駆動手段（図示せず）に駆動連結されて、第３図に矢印Ｐ１ で示すように軸線Ａの回りに分配手段を回転させるようになされている。

付与シリンダー２１の円筒形の円周！２２は多数の軸線方向に間隔を隔てられた 水平方向に列をなす付与開口２６を形成されている。これらの付与開口２６は付 与容器２１内の環状空間からの排出開口を形成している。図示実施例に於いては 、付与開口２６のこのような水平方向の列の各々は、第３図に示すように等間隔 に分散配置された６個の付与開口を含んで成る。しかしながら、付与開口の個数 は対称とされる応用例に応じて変更することができる。

最後に、回転されるディスク手段３０は、回転する駆動バイブ２４の内部に回転 可能に取り付けられ、且つ又、上端にて第２の駆動ホイール３２に強固に連結さ れた回転可能な駆動シャフト３１と、この駆動シャフト３１の下端に取り付けら れ、付与容器２１の底部２３の下側を半径方向に延在するボス３３と、付与容器 ２１の円筒形の円周壁２２から半径方向に距離を隔てた位置でボス３３に形成さ れている開口内に下端３４ａを受は入れられた複数の円周方向に分散配置された 軸線方向に配向されたロッド３４と、多数の水平方向の環状ディスク３５とを含 んで構成されている。ディスクの枚数は、付与開口２６の列の数と等しく、ディ スクは上述のロッド３４によって与えられた間隔距離を隔てて支持されており、 又、各ディスクは水平な外側部分３５ａ及びこの外側部分と組み合う内側の下方 へ向いた円錐部分３５ｂを有してなる。ディスク３５は、各列の付与開口２６が 対応するディスク３５の円錐部分３５ｂのレベルで開口するように、取り付けら れている。

第３図はディスク３５の各々が如伺にして外周縁に均一な円周方向に等間隔で半 径方向に突出する突出部３６を備えているかを示している。図示実施例に於いて は、これらの突出部３６は尖ったカスプとして形成されている。

第１図から第３図迄を参照して上述された装置が溶融材料から滴状体を形成する のに応用される場合は、溶融材料は入口ダクト１２を通して入口容器１１内へ導 かれ、又、重力によって静止出口容器１３内へ流下して出口スロット１８を通し て流出する。

同時に、第１の駆動ホイール２５及び付与容器２１を含んで成る分配及び付与手 段２０は、駆動ホイール２５を駆動する駆動手段（図示せず）によって第１の方 向Ｐ１へ向けて回転される。

又、第２の駆動ホイール３２、駆動シャフト３１、ボス３３、ロッド３４及びデ ィスク３５を含んで成るディスク手段３０は、図示されていない駆動手段によっ てＰ２の回転方向へ回転される。この方向は、第３図に示すように分配手段２ｏ の回転方向Ｐ１と逆方向である。

出口容器１３内の溶融材料は、出口スロット１８を通して矢印Ｐ１の方向へ回転 されている付与容器２１内へ流される。この空間内部に流れ込んだこの溶融材料 は、遠心力の作用によって回転する付与容器２１の円周壁２２の内側に層状に付 着され、しかる後に付与開口２６を通して各ディスク３５の円錐部分３５ｂに対 して飛散される。ディスク３５の内側部分３５ｂが円錐形であることから、溶融 材料は常にディスク３５の上側に付与される。これはこの装置の満足な機能を得 るための必須の条件である。

垂直スロット及び回転される付与容器２１の配置が円周壁２２の内側に溶融材料 の層を形成するのであり、この溶融材料の層は垂直方向及び円周方向の両方に於 いて均一な厚さとされる。又、これは付与開口２６を通して外方へ向かう流暢が 時間当りで実質的に一定となり、且つ又、異なるレベルに於ける付与開口２６に 関して均一寸法となる、ことを伴うのである。

この装置のこの有利な特徴を更に改善するために、静止内側シリンダー１４は出 口スロット１８に上述のランド１９を備えている。このランドの半径方向の範囲 は第３図に見られるように付与容器２１内の環状空間の半径方向の幅よりも小さ い。円周壁２２の内側の回転する溶融層が厚くなると、静止ランド１９と接触し 、その層のそれ以上の蓄積は防止される。

第３図に示すように、ランド１９はＰｌの回転方向にあるスロット１８の側に取 り付けられている。このようにして、スロット１８と関連するランド１９は自動 的なスロットルバルブとして機能する。ランド１９が前記層と接触するとき、「 乱流」が対応するスロット１８の直ぐ外側に形成され、これにより溶融材料が更 にスロットを通して排出されるのを防止され、又、この「バルブ」を通しての流 れがスロットルＩＩＩ　ｍされる。付与開口２６を通しての外方へ向かう流れに よって層の厚さがしかる後に減少されると、「バルブ」は自動的に再び開かれる 。

このようにして、円周壁２２の内側の溶融層は一定の厚さに常に維持され、即ち 、付与開口２６を通しての一定した外方へ向かう流れが常に維持されるのである 。

ここに説明した渦状体形成装置の重要な特徴は、付与開口２６を通しての一定し た外方へ向かう流れの強さがか１−できるということである。駆動ホイール２５ 及び駆動パイプ２４を経て分配手段２０の付与容器２１の回転速度を増減するこ とによって、円周壁２２の内側の層に作用する遠心力は、従って単位時間当りの 付与開口２６を通して付与された溶融材料の量は、制御できるのである。しかし ながら、上述したように、分配及び付与手段２０の一定した回転速度がディスク に対する一定した流れを与えるのである。

先に説明したように、ディスク手段３０のディスク３５も、例え方向（Ｐ２）が 付与容器２１の方向と反対であるとしても、装置の作動の間に回転される。ディ スク３５と付与容器２１とを反対方向に回転させることによって、ディスク３５ が付与開口２６に対して回転するように意図されているのである。このようにし て、付与開口２６を通して排出されてディスク３５の円錐形部分３５ｂに当たる 溶融材料は、ディスク３５の円周方向全体にわたって均一、に分配されることが できるのである。

付与容器２１に対するディスク３５の回転速度が１秒問当り３０回転であると仮 定すれば、又、第３図に示すように各列に６個の付与開口があると仮定するなら ば、従って１つのディスク３５の円錐部分３５ｂに互いに隣接された多数の点Ｑ （第３図に０１．０２等で概略的に示されているように）を見るならば、このよ うなそれぞれの点Ｑは１秒間当り１８０回（３０Ｘ６）だけ溶融材料を付与開口 から供給されるのであり、このことは実際例としてはディスク３５の点Ｑの各々 に対して連続的な流れ生じることを意味する。従って各ディスク３５の円錐部分 ３５ｂは溶融材料の円周方向に連続した流れを供給されるのであり、この流れは ディスクの回転（Ｐ２′−の方向に回転）によって連続した均一な厚さのフィル ムを形成するのである。このフィルムは、ディスク３５の外周縁のカスブへ向け て外方へと成長され、又、該カスブによって均一寸法の滴状体として分離される のである。

各カスブに於いて滴状体が形成される。この渦状体は依然として溶融状態にあり 、その渦状体に作用する外方へ向かう遠心力が渦状体に作用する内方へ向かう付 着力より大きくなったときに、カスブから離脱される。このような状態は、カス ブにより形成された渦状体が与えられた所要寸法に達したときに生じるようにな される。

本発明により各ディスクの外周縁にこのようにカスブを備えることによって、定 められた滴状体形成点、即ち「解放位置」、が形成されるのであり、この位置か ら溶融材料が渦状体としてディスクを離れるのである。離脱条件−遠心力が付着 力よりも大きくならねばならない−は常に渦状体の形成の度に且つ又各カスブに て同じであり、正確に同じ寸法の渦状体が連続して得られるのである。しかしな がら、得られた渦状体は幾つかのカスブに対する流量がその他のカスブに対する １Ｍよりも大きいならば、均一寸法にならないことが指摘される。与えられたカ スブに対する流量がその他のカスブに対するよりも大きいと、このカスブは以下 の公式から見做されるように比較的大きな直径の滴状体を作ることになる。この ようにして、ディスク３５の円錐部分３５ｂに於ける溶融材料の積極的な分配が 均一寸法の滴状体を製造する上で必要条件となるのである。

滴状体の寸法は次式によって経験的に計算することができる。即ち、 Ｑ＝カスプ当りの流量（ＴｒＬ３／Ｓ）δ−密度（Ｋｇ／ｍ”） μ−動粘性（ＮＳ／７ＦＬ２） σ−表面張力（Ｎ／ｍ） Ｄ−回転するボディーの直径（ｍ） ω−角速度（ｒａｄ、／　Ｓ　） である。

上述したように、第１図から第３図迄を参照して説明した滴状体形成装置は、溶 融材料から変形し難い球状粒子を製造するのに好適である。このような場合には 、時間当り大きなトータルボリューム即ち滴状体の重量を、例えば１０トン／時 間のオーダーで製造することがしばしば望まれる。本発明のその他の応用例では 、例えばガス浄化のように滴状体を形成した後にそれらの渦状体が固化されるべ き場合には、単位時間当り大量の比較的小さな滴状体を製造することが望まれる のであり、これは第１の実施例の場合に比較して装置を通る液体流量は本質的に 少ない。例えば、ガス浄化に於いては、装置を通る全液体流量は３１７分とされ 、滴状体の直径は０．１Ｍのオーダーとされる。これは１秒当り約１０億個の滴 状体に相当する。

第１図から第３図迄の装置に示したような渦状体形成装置は、次の理由によって 小さな液体流量に崩しては適当でないのである。即ち、 第１図から第３図迄による滴状体形成装置に於いては、円周壁２２の内側の液体 層が一定した厚さに維持されることが均一寸法の滴状体を形成するための条件で ある。

何故ならば、そうでなければ付与開口２６を通して一定した外方へ向かう流れを 得ることができず、即ちディスク上に均一な厚さの層が形成されないからである 。装置を通る流量が著しく減少されると、回転する円周壁２２の内側の液体層は 非常に薄くなって、一定した層の厚さを維持することが困難もしくは不可能にな ってしまう。

又、このことは、均−寸法の滴状体を形成する上で不可欠なディスク上の液体の 均一な分配が得られないことを意味するのである。

この問題を解決するために、本発明は渦状体形成装置の第２の実施例を提案する 。この実施例は、少ない液体流量から単位時間当り大量の比較的小さな渦状体を 製造するのに特に適している。この形式の渦状体形成装置は第４図及び第５図を 参照して更に詳細に説明される。本発明、のこのＭ２の実施例の説明を簡明にす るために、第１図から第３図迄に既に示され且つ本質的に同じ機能を有する部分 はその符号に１００を加えた数字で示されている。

第１の実施例の場合と同様に、第４図の滴状体形成装置は３つの基本的な手段、 即ち全体を符号１１０で示された静止せる受は入れ手段、全体を符号１２０で示 された回転する分配及び付与手段、及び全体を符＠１３０で示された回転するデ ィスク手段を含んで成る。これらの３つの基本的な手段１１０．１２０及び１３ ０は開広的に且つ密集状に水平方向の幾何学的軸線Ａの回りに取り付けられてい る。

静止受は入れ手段１１０は、ベアリングハウジング１５０を含んで成る。このベ アリングハウジング１５０はシャフトＡと開広的な内側ダクト１５１を備えてい る。

ベアリングハウジング１５０はホースニップル１５２を備えており、これはベア リングハウジングの内側ボアー１５３と液体蓮通されている。このボアー１５３ はホースニップル１５２の半径方向の内端からベアリングハウジング１５０の一 端１５５の開口１５４に迄延在されている。この端部１５１にてベアリングハウ ジングは半径方向の凹部１５６を有している。

回転される分配及び付与手段１２０は、回転可能なシリンダー７２２によって実 質的に構成されている。このシリンダー１２２は、受は入れ手段１１０がら離れ る方向へ向かう端部に底部１２３を有し、他端に支持ディスク１６０を有し、そ して駆動バイブ１２４を有している。

この駆動バイブ１２４は底部１２３及び支持ディスク１６０を介してシリンダー １２２に強固に連結されている。

駆動バイブ１２４はベアリング１６１及び１６２によってベアリングハウジング １５０の内側ダクト１５１内に回転可能に開広的に取り付けられている。更に、 この駆動バイブ１２４は第４図に於ける左側の端部にてベルトプーリー１２５に 強固に連結されており、このプーリーは付与手段１２０を回転させるための駆動 手段（図示甘ず）によって駆動されるようになっている。

シリンダー１２２の内部は円錐形とされており、広い側が受は入れ手段１１０か ら離れる方向へ向いている。

この円錐形の内面は多数の円周方向に均一に隔てられた同じ形状の溝１６３を有 している。台溝１６３は一端を底部１２３によって規制され、又、他端を角度を 有するカバーディスク１６４で規制されている。このカバーディスク１６４は円 錐形の中央開口１６５を有しており、この中央開口はベアリングハウジング１５ ０の狭い端部１５５．１５６を受は入れている。台溝６３はシリンダー１２２に 形成されている半径方向の付与ダクト１２６と連通されている。これらの付与ダ クト１２６は円周方向及び軸線方向の量方向に均一に分散配置すれている。

最後に、回転可能なディスク手段１３０はベアリング１６６．１６７によって駆 動バイブ１２４内に回転可能に取り付けられている回転駆動シャフト１３１を含 んで成る。この駆動シャフトは一端にてベルトプーリー１３２に固定的に連結さ れ、駆動シャフト１３１の他端にてボス１３３に連結されている。このボスは、 シリンダー１２２の底部１２３の下側を半径方向に延在されている。

又、多数の円周方向に分散配置されたロッド１３４はそれらの一端１３４ａをシ リンダー１２２から半径方向に離れた位置にてボス１３３に形成された開口内に 受は入れられている。又、複数の環状ディスク１３５が取り付けられており、軸 線方向に見た場合それらの枚数は付与ダクト１２６の数と同じとされている。デ ィスク１３５は第１図から第３図迄の第１の実施例に於けるディスク３５と本質 的には同じ外形をしており、それ故（ここでは詳細に説明しない。

付与開口２６と同様に付与ダクト１２６はディスク１３５の液体受は入れ面に開 口されている。第４図及び第５図による装置は４８個の溝１６３及び１２枚のデ ィスク１３５を有している。図示実施例では、各＠１６３及び１つのディスク１ ３５が「作用」し、このことは４８個の付与ダクト１２６があって、ディスク当 り４つのダクト１２６を与えることを意味している。

第４図及び第５図に示された装置が渦状体の形成に使用される場合、液体はホー スニップル１５２を通して静止ベアリングハウジング１５０のボアー１５３へ導 かれ、そこから液体は開口１５４を通してシリンダー１２２内へ流出される。前 述した第１の実施例の場合と同様に、付与手段１２０及びディスク手段１３０は 何れも互いに対して且つ又受は入れ手段１１０に対して回転される。

シリンダー１２２の回転速度が十分に速いならば、別な言葉で言えばシリンダー １２２内の液体に作用する遠心力が十分に大きいならば、開口１５４を通して流 出する液体は溝１６３で収集され、ざらに付与ダクト１２６へ向けて運ばれるよ うになされる。満１６３は同じものであるとともに円周方向に均一に分散配置さ れているので、この液体の流れは溝１６３内に均一に分けられる。又、付与手段 １２０の回転速度が十分に速いならば、バランスされた液体の流れが付与ダクト １２６を流出してディスク１３５へ向かって流れる。第３図に於けるディスク３ ５の点０１〜Ｑ３を参照して上述で説明されたことと同様に、半径方向外方へ成 長する均一厚さの液体フィルムが各ディスク１３５上に得られることが示される のであり、これは均一寸法の渦状体を形成するための必要条件である。

従って本発明のこの第２の実施例は僅かな液体流量にも拘わらずに、ディスクに 対して一定且つ均一に分配された液体流饅を維持できるようになすのである。こ のような流れは、円周壁２２に於ける液体フィルムの代用として多数の別々の液 体の流れを形成し、これらの流れが！１６３で１１６１１されるとともに、個々 の付与ダクト１２６へ導かれるようになすことで得ることができる。

第４図及び第５図は多数の「ファンブレード」１７０も示している。これらのフ ァンブレード１７０は回転シリンダー１２２に対して固定的に且つ又半径方向に 突出するように取り付けられている。このようにしてこの装置の作動によって軸 線方向の空気流が得られ、この空気流は例えば浄化のために装置に導かれたガス に作用するようになされる。

本発明による滴状体形成装置の上述した実施例は、請求の範囲によってのみ制限 される本発明の範囲内で多くの方法で改修することができることを言わずにきた 。従って、このような１つの改修によれば、この装置は小さな容量が望まれるな らば１枚のディスクを有して構成されることができるのである。

ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、　３

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．滴状体を形成し且つ又そこから遠心力の作用によって該滴状体を飛散させる ような滴状体形成装置に導かれた液体を滴状体に分離する方法であって、前記滴 状体形成装置内で液体はデイスク（３０；１３０）上にて均一且つ幾何学的軸線 （Ａ）に対して円周方向に分配され、前記デイスク手段は少なくとも１つのディ スク（３５；１３５）を含んで成り、このディスクは前記シヤフト（Ａ）に対し て中間に延在されることが好ましいとともに、その外周縁に与以下にカスプとし て示されている円周方向に等間隔の均一且つ半径方向に突出する突出部（３６） が備えられてむり、これにより前記ディスク即ち各々のディスク（３５；１３５ ）上に供給された液体が均一な厚さのフィルムを形成するようになされ、このフ イルムは遠心力によつて前記カスプ（３６）に向かつて半径方向外方へ成長され るとともにカスプによって均一寸法の滴状体に分離され、これらの名滴状体はそ れに作用する遠心力が対応する内方へ働く付着力よりも大きくなつたときに対応 するカスプ（３６）から離脱されるようになされていることを特徴とする液体を 滴状体に分離する方法。
2. ２．請求項１に記載された方法であつて、液体が付与手段（２０；１２０）の内 部に導かれ、この付与手段は前記ディスク手段（３０；１３０）とは独立して回 転され、又この付与手段から液体が前記ディスクヘ向かつて１つもしくはそれ以 上の数の通路（２６；１２６）を通して付与されること、 前記付与手段（２０；１２０）が前記ディスク手段（３０；１３０）の回転速度 とは異なる回転速度で軸線（Ａ）の回りに回転されること、 前記付与手段（２０；１２０）の回転速度が制御されて、単位時間当りのディス ク（３５；１３５）に供給される液体の量を制御するようになされること、そし て、前記ディスク手段（３０；１３０）の回転速度が滴状体寸法を制御するため に制御されること、を特徴とする方法。
3. ３．請求項２に記載された方法であつて、前記付与手段（２０；１２０）及び前 記デイスク手段（３０；１３０）が反対方向（Ｐ１，Ｐ２）に回転されることを 特徴とする方法。
4. ４．滴状体を遠心力の作用によつて飛散させるようになす液体を滴状体に分離す るための装置であつて、少なくとも１つのディスク（３５；１３５）を含み、こ れらのディスクは軸線（Ａ）、好ましくはディスクの範囲に対して直角な軸線（ Ａ）の回りに回転されるとともに、その外周縁には円周方向に等間隔を隔てて均 一な且つ半径方向に突出する以下に於いてカスプとして示される前記ディスク手 段（３０；１３０）、前記デイスク手段（３０；１３０）のディスク（３５；１ ３５）上にて液体を均一に且つ円周方向に分配するようになされている分配手段 （２０；１２０）、前記ディスク手段（３０；１３０）に連結され、該ディスク 手段（３０；１３０）を液体の分配の間に前記軸線（Ａ）の回りに回転されるよ うになされた駆動手段、を含み、 ディスク（３５；１３５）の上に供給された液体が均一な厚さのフイルムとして 形成され、このフイルムは前記カスプ（３６）へ向けて半径方向外方へ拡がると ともにカスプ（３６）によつて分離されて均一寸法の滴状体を形成するようにな されている、 ことを特徴とする液体を滴状体に分離するための装置。
5. ５．請求項４に記載された装置であつて、前記分配手段（２０；１２０）が前記 ディスク手段（３０；１３０）とは別個に回転可能とされ、又、１つもしくは複 数の付与開口（２６；１２６）を備えていて、これらの付与開口を通して液体が ディスク（３５；１３５）上に付与されること、そして、 前記駆動手段が前記ディスク手段（３０；１３０）を或る角速度で回転させるよ うになされていて、ディスク（３５；１３５）が前記付与開口（２６；１２６） に対して相対的に回転されるようになされていること、を特徴とする装置。
6. ６．請求項５に記載された装置であつて、前記騒動手段が更に前記分配手段（２ ０；１２０）を液体付与の間に前記シヤフト（Ａ）の回りに回転させるようにな されていることを特徴とする方法。
7. ７．請求項５又は請求項６に記載された装置であつて、 前記デイスク手段（３０；１３０）が参照した形式の前記軸線（Ａ）の方向に間 隔を隔てられ且つ互いに保持された複数のディスク（３５；１３５）を含み、該 ディスクは首記軸線（Ａ）の回りを回転できるようになされているとともにそれ ぞれ中央開口を備えていること、前記分配手段（２０；１２０）が前記ディスク （３５；１３５）の中央開口を通して延在された付与シリンダー（２２；を含み 、該付与シリンダーの円周壁は各ディスク（３５；１３５）に対して少なくとも １つの付与開口（２６；１２６）を有していること、 を特徴とする装置。
8. ８．請求項６又は請求項７に記載された装置であつて、 前記駆動手段が前記ディスク手段（３０；１３０）の角速度と、前記分配手段２ ０；１２０）の角速度との間の差が大きくなつて、付与開口（２６；１２６）の 近くのディスク（３５；１３５）上の部分（３５ｂ）の全ての点（Ｑ）が前記シ リンダー（２２；１２２）から本質的に連続的な液体の流れを供給されるように 制御されるようになされていることを特徴とする装置。
9. ９．請求項７又は請求項８に記載された装置であつて、前記分配手段（２０）の 付与容器（２１）が与えられた方向（Ｐ１）に回転すること、 液体を受け入れるとともに外径が付与シリンダー（２２）の内径よりも小さな外 径を有する静止シリンダー（１４）が前記付与シリンダー（２２）の内部に同芯 的に取り付けられ、内側シリンダー（１４）と付与シリンダー（２２）との間に 環状空間が形成されるようになされていること、そして、 内側シリンダー（１４）の円周壁が複数のスロツト（１８）を有しており、これ らのスロツト（１８）は前記軸線（Ａ）と本質的に平行であるとともにそれらを 通して液体が前記環状空間の内部に流出するようになされていて、遠心力の作用 によつて回転する付与シリンダー（２２）の円周壁の内側に液体層を形成するよ うになされていること、そして、 内側シリンダー（１４）の円周壁がそれに形成されているスロツト（１８）の各 々の位畳に平行に前記回転方向（Ｐ１）に於けるスロツト（１８）の側に半径方 向に突出するランド（１９）を備えてむり、該ランド（１９）の半径方向の範囲 は環状空間の半径方向の幅より小さく、前記液体層の厚さが該ランド（１９）に よつてそれと前記付与シリンダー（２２）の内側との間の半径方向距離に制限さ れるようになされていること、を特徴とする装置。
10. １０．請求項７又は請求項８に記載された装置であつて、 装置が更に前記分配手段（１２０）及び前記ディスク手段（１３０）に対して静 止された受け入れ手段（１１０）を含んでおり、該受け入れ手段（１１０）は液 体を受け入れるようになされ且つ又回転付与シリンダー（１２２）の内部に開口 する排出開口（１５４）を形成されたチャンバー（１５３）を含んで成り、前記 付与シリンダー（１２２）の内部は複数の円周方向に間隔を隔てられた溝（１６ ３）を有しており、これらの溝は前記付与シリンダー（１２２）の基線に実質的 に沿つて配向されているとともに、前記排出開口（１５４）から液体を受け入れ るようになされていること、そして、 各ディスク（１３５）に対して少なくとも１つの予めダクト（１２６）が備えら れており、この付与ダクトは前記付与シリンダー（１２２）を通して延在される とともに、その半径方向の内端が前記溝（１６３）の中の１つの組み合う溝（１ ６３）内で開口しており、又、半径方向の外端が前記ディスク（１３５）の液体 受け入れ面にて開口していること、 を特徴とする装置。
11. １１．請求項１０に記載された装置であつて、前記溝（１６３）が前記受け入れ 手段（１１０）の排出開口（１５４）から前記溝（１６３）に液体を供給される 位置から半径方向に拡げられており、前記溝（１６３）を経て前記付与ダクト（ １２６）に迄遠心力によつて液体を運ぶのを助成するようになされていることを 特徴とする装置。
12. １２．請求項４から請求項１１迄の何れか１項に記載された装置であつて、カス プ（３６）の相互距離及び前記ディスク手段（３０；１３０）の回転速度が選定 されて、該カスプ（３６）によつて形成される滴状体が装置から飛散される間に 衝突するのを防止されるようになされていることを特徴とする装置。
13. １３．請求項７から請求項１２迄の何れか１項に記載された装置であつて、前記 ディスク手段（３０；１３０）の各ディスク（３５；１３５）が外側の水平部分 （３５ａ）と、この外側部分に連結されている内側の下方へ向いた円錐部分（３ ５ｂ）とを有しており、各デイスクに於ける前記円錐部分（３５ｂ）が前記付与 シリンダー（２２；１２２）の対応する付与開口（２６）と半径方向に向き合つ ていることを特徴とする装置。