JPH03501629A - 液体を好ましくは溶融物を微小噴霧化するための方法及び装置 - 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】 液体を好ましくは溶融物を微小唄霧化 するための方法及び装置 本発明は、液体を、好ましくは溶融金属を噴霧化する方法に係わり、この方法で は、液体、好ましくは溶融金属が、気体及び／又は液体から成る媒体噴流の中に 混合され、その結果として、前記液体が小さな粒子に分解され、即ち噴霧化が行 われる。

本発明は前記方法を実行するための手段にも係わる。

そうした噴霧化は、好ましくは気体又は液体から成る水平方向又は鉛直方向の媒 体流れの援助を介して、好ま１．＜は、鋳混み箱又は他の液体溜めからの鉛直方 向の流出流れを分解させることにより引き起こされる。

気体又は液体の援助による液体の分解によって液体が噴霧化される時には、ある 程度の粒度間隔の範囲内で極めて小さな粒子が得られるが、時として前記粒度間 隔が相当な程度になることがある。これらの公知の方法は殆ど全てのタイプの液 体に使用可能である。しかしこれらの方法は主として溶融金属からの粉末の生成 に適用され、この場合には気体、即ち窒素又はアルゴンが噴霧化媒体として使用 される。この方法で製造される粉末は、不活性的に製造された粉末と呼ばれるこ とが多く、またその低酸素含量と及び球形形状とによって特徴付けられる。

不活性的に製造された粉末を使用する粉末や金プロセスは、粉末粒子の粒径及び ／又はその粒度分布に関連する様々な問題に直面する。現在における応用物の多 くでは、前記不活性製造粉末のより微細な及び／又はより厳密な分級物が望まれ ている。

従来的には、そうした粉末は、より粗大な分級物を篩い分けて取り除くことによ って得られるが、その結果として収量が低減することになる。一方そうした粉末 は、極端な気体流れ及び圧力を用いる噴霧化プロセスによっても得られる。そう した粉末はその高コストのために限られた範囲でしか使用されない。

流出流れが１つ以上の気体噴流に衝突する溶融金属の噴霧化の場合には、溶融物 と気体との間の接触表面内の溶融物表面上に不安定性が生じさせられ、この不安 定性は溶融物が薄膜の形で伸張することを引き起こす。これらの薄膜が一定の厚 さに達すると、これらの薄膜はその溶融物の表面張力のために糸状の断片になり 、更に、最小限度の表面エネルギーを持つ形状に、即ち球形形状を帯びる幾つか の細片へと捩じ切られるだろう。

気体への熱放射と及び熱対流散逸とによって、これらの球形液滴は極めて急速に 粉末粒子へと凝固する。

噴霧化プロセスにおいて一定の容積の要素内で形成される粒子の粒径は、幾つか のパラメータによる影響を受ける。噴霧化プロセスの幾何学的設計に加えて、溶 融物の表面張力並びに噴霧化媒体の密度及び速度とが、最も影響力の大きいパラ メータである。

所与の溶融物の表面張力又は密度と、噴霧化ノズル及び噴霧化倍第とに対して影 響を及ぼすことは困難であり、従って、噴霧化媒体の速度を用いて粒径に影響を 及ぼすことか最も容易である。従って確立した噴霧化プロセスの大半では、噴霧 化媒体の高圧圧力によって、また気体媒体の場合にはＬａｙｉｌ型の噴霧化ノズ ルによって噴霧化媒体の高速度が実現される。しかし気体状の噴霧化媒体の速度 は、ノズルから出た後に未わめて急速に減少し、その結果として、媒体が最大速 度である領域の内では、普通は僅かな割合の噴霧化プロセスだけしか起こらない 。

場合によっては噴霧化媒体の速度がその最大速度の１０％まで減少する、ノズル から更に離れた領域内では、溶融物の幾分かの部分が分解されて粒子になるだろ う。これによって、最小の粒子から最大の粒子の間で幅広い広がりを持つ粗大粒 子が与えられる。

別の問題は、噴霧化媒体に液体を「捕捉」させることが困難であるということで あり、従って前記液体の大部分が有効な噴鐸化領域の外側を通過し、その結果と して噴霧化の効率が低くなるということである。

本発明による方法は、前述の諸問題点と及びそれらに関連する諸問題点との解決 策を提供することを目的とする。

本発明による方法は、液体／溶融物と媒体との間の接触表面を著しく増大させ、 同時に噴霧化プロセスにとって有益な著しく増大された乱流を発生させ、従って 前記液体を媒体中に効率良く分散させ、それによって前記液体を小さな粒子に分 解させる、即ち噴霧化を効果的に実行するために、吹き出しノズルの付近で、即 ち媒体噴流がまだ高速である時に、前記媒体噴流を広げるように１つの障壁が作 用させられることを特徴とする。

従ってこれは、溶融物と噴霧化媒体との接触領域において得られる分散／噴霧化 にとって好適な強い乱流を発生させると同時に、溶融物と噴霧化媒体との間の接 触表面を大きく増大させることによって実現される。

化媒体の速度がまだ高速であるノズル付近の場所で、噴霧化プロセスが生じる。

それによって高い効率が得られる。

従ってこの方法は、平均粒径の著しい縮小及び粒度分布範囲の縮小を低コストで 実現することを可能にする。

前記障壁は、例えば水で冷却されることが可能な固体物体から成ってもよく、又 は混合噴流に対して熱的及び化学的に耐久性のある材料で作られた固体物体から 成ってもよい。又、前記障壁は、気体及び／又は流体から成る対向方向の媒体流 れによって形成されてもよく、即ちこの場合には、前記障壁は、混合流とその対 向方向の媒体噴流との間の境界／接触表面を成す。

本発明の方法は鉛直方向の及び水平方向の噴霧化プロセスの両方に適用可能であ る。適切な障壁を選択することによって、更に高い融点を持つ鋼溶融物又は鋼合 金を噴霧化することさえ；籠である。

本発明は前記方法を実行する手段にも係わり、この手段の特徴は添付の請求の中 で定義される。

媒体流れ又は対向媒体流れのための媒体は、水、液化気体のような他の何らかの 液体、又は窒素もしくはアルゴンのような１つの気体もしくはそれらの気体の混 合物であってよい。この代わりに、前記障壁は静止したプレートもしくは回転す るブＩノートから成ってもよく、又、吹き込まれる前記気体は、回転させられる ことが可能である。

本発明の方法及び手段の両方は、次のような添付図面を参照して更に詳細に説明 される。

第１図は本発明による方法を実行するための手段を示す図、第２ａ図は気体障壁 を使用する実際の噴霧化プロセスを示す図、第２ｂ図は前記障壁を発生させるノ ズルの実施例の１つを示す図、第３図は前記障壁の別の実施例を示す図、第４図 は本発明の方法を実行するための別の手段を示す図、第５ａ図は気体障壁を使用 する第４図の装置に対応する噴霧化プロセスを示す俯敵図、第５ｂ図は障壁を作 るノズルの詳細と共に第４図の装置の噴霧化プロセスを示す側面図、及び、第６ 図は更に別の噴霧化プロセスを示す図である。

第１図では、溶融金属のための鋳込み箱２を有する鉛直方向噴霧化チャンバ１が 示される。媒体（気体及び／又は流体）が気体冷却器３および圧縮機４を経由し てチャンバ１内のノズルに給送される。噴霧化された粉末がチャンバ１から管シ ステムを経由して処理及び分離のためのサイクロン５に運ばれる。不活性気体で 満たされた噴霧化チャンバ１の中に鉛直方向に下向きに流れる好ましくは循環性 の流出流れ６の形で、溶融金属、例えば溶融鋼が、前記鋳込み箱２　（第２ａ図 ）の底部内の流出装置を通して鋳込み箱２から流出される。前記チャンバの上部 には、下向きに流れる流出流れの周囲に、１つの環形ノズル又は幾つかの小型ノ ズルから成る気体ノズル７が備えられる。１つの又は複数のノズル７が前記流出 流れの周囲に環形の気体カーテン９を作り出し、この気体カーテン９は、ノズル ７から幾らか離れて前記流出流れと鋭角的に衝突する。前記気体が前記流出流れ と衝突する時には、その流出流れは分解されてその気体流れに随伴する。本発明 の障壁１０はこの衝突位置の下側に適切な距離を置いて配置される。

障壁ｌＯは、鋼のような寓い融点を持つ金属から又は好ま１−＜は気体障壁１１ から成る。この気体障壁は、前記ノズルの下側に適切な距離を置いて、好ましく は前記流出流れ及び前記気体カーテンと同一の中心線の中に、気体及び／又は流 体噴流を上向きに方向付けることによって作り出され、即ち好ましくはこの第２ の噴流は、溶融物１３０分断片をその中心部分に含む第１の噴流９−６に向かっ て進むように方向付けられる。

前記２つの噴流が互いに衝突する時には、その速度は衝突領域では減少し、従っ てその圧力が増大する。圧力の増大の故にその気体が半径方向で外に膨張し、そ の結果としてその速度が再び増大する。前記２つの噴流の運動エネルギーが等し いならば、その結果として生じる方向は実質的に半径方向であり、即ち前記２つ の噴流の方向に対して垂直であるだろう。第１噴洸の中心部分内の溶融物１３は 、前記衝突領域内で進路を変更し、半径方向に膨張する気体に随伴し、従って効 率の良い噴霧化が実現されるだろう。

前記対向方向噴流の運動エネルギーが、前記第１噴流の運動エネルギーよりも小 さいか又は大きいように選択されるならば、噴霧化プロセスは更に改善される。

この場合には、前記膨張気体は、放物線形状に近似した湾曲した進路を採ること だろう（第２ａ図）。前記膨張気体に随伴させられる溶融物体分断片が絶えず方 向を変更するように強いられ、従って前記気体により多く曝されるが故に、噴霧 化プロセスが改善される。

前記対向方向の気体噴流の運動エネルギーが、前記第１噴流の運動エネルギーよ りも小さいように選択されることが有利で合物の全体的方向が斜めに下向きにな るだろう。運動エネルギーのこの比率が逆になれば、前記全体的流れは斜めに上 向きになるだろう。

前記対向方向噴流の運動エネルギーは、前記第１噴流の運動エネルギーの１０〜 １０００％１、好ましくは３０〜６０％であってよい。

この実施例では、第２ｂ図に示されるように、その障壁は、障壁噴流のための中 心ノズル１４を１つ以上有するノズルから得られることが可能である。これらの ノズルに加えて、液体（溶融物）が障壁ノズルの望ましくない部分と接触するこ とを防ぐために、補助ノズル１５が配置されてもよい。

混合噴流に対し直角に配置され且つこの混合噴流と同一の中心線を有する円形プ レートのような固体物体から前記障壁が成る場合にも、上記の効果と同様の効果 が得られる（第３図参照）。従って気体の圧縮がこのプレート１６に衝突して発 生し、その後に外に向かって半径方向に生じる膨張が、溶融物の薄膜を引っ張っ て行くだろう。この溶融物の薄膜が前記プレートの縁部に到達する時に、この薄 膜は上記のプロセスと同様なプロセスによって粒子に分解されるだろう。前記障 壁を構成する物体は、例えば水流路１７によって、下側から適切な方法で冷却さ れても冷却されなくてもよい。

前記物体が冷却されない場合には、この物体は、高温の溶融物及び気体に対し熱 的及び化学的に耐久性のある材料で作られるべきである。前記物体が冷却される 場合には、高温の溶融物に対する保護層が、前記プレートに最隣接して金属を凝 固させることによって形成される。

前記障壁は、溶融物１３と混合されている気体噴流部分の横断面と合同の幾何学 的形状を持つことが好ましい。その障壁の大きさは、溶融物と混合されている気 体流れ部分のその衝突位置における横断面と等しいか、又は前記横断面の２０倍 までの大きさ、好ましくは４〜１０倍の大きさである。

第３図に示されるような、次第に溶融されて噴霧化粉末（図示されない）に含ま れていく固体障壁が使用されてもよい。

気体がノズルから外に出て流れる又はノズル表面縁部上を流れる上記の方法及び 手段を用いる場合には、第２の流れ（乱流）が流動気体と静止気体との境界に発 生するだろう。高い融点を持つ液体が噴霧化されている時には、この乱流によっ て、溶融粒子が接合することが望ましくないノズル及び他の表面の上に、溶融粒 子が引き込まれ且つ堅固に接合されることが引き起こされる。障壁を成す物体に 対する又は気体障壁を作るノズルに対するそうした悪影響を防止するために、臨 界区域において乱流を排除し且つ従って溶融粒子が接合されることを防ぐ目的で 、これら物体又はノズルの適切な位置に補助ノズルが備えられる。

これらの補助ノズルは、第２ｂ図の１５に又は第３図の１８に示される。

第４図は、噴霧化チャンバ１９及びサイクロン２０を有する水平方向噴霧化装置 を示す。この噴霧化装置は、好ましくは一定の超過圧力に保たれる密閉システム から成る（第１図及び第４図参照）。例えばこの超過圧力は５００フ水柱であっ てよく、従って空気の侵入が防止される。前述のように鋳込み箱２が箱（１，１ ９）の一方の端部に配置されている。第５ａ図及び第５ｂ図は、第４図に示され る装置において行われるような噴霧化を示す。媒体２２が、ノズル２１（例えば 細長い溝穴の形のノズル、又は−列の小さなノズル）から流出流れ２３に向かっ て流れる。その後で、このようにして得られる混合流れが障壁２５（固体障壁、 又は１つ以上のノズルによって作られる障壁）に衝突し、それによって流れは偏 向され、その結果として良好な噴霧化を生じさせる。第５ｂ図では、補助ノズル が、１つの溝穴形ノズル２６及び幾つかの別々の小さなノズル２７シて配置され る。ノズル２６が単独で障壁自体を作り出してもよい。

気体又は流体の２つの噴流が所定の角度で互いに衝突する時に生じる流動現象が 、第５ａ図及び第５ｂ図における混合噴流２４を作り出すために利用される。

所定の角度で互いに衝突する２つの媒体噴流の間の交差点において又はその直前 において、前記角度の大きさに基づいて噴霧化プロセスを大きく又は小さく支配 する、流動現象が発生することが知られている。例えば５°未満のような小さな 角度では、前記交差点の直前の低圧力に起因するインゼクタ作用が支配的特性で あり、一方、例えば１２０°のような大きな角度では、媒体噴流の流れの主要方 向に対して逆方向の媒体の流れが生じる。

媒体の逆方向の流れが生じるように、及び近距離内では前記インゼクタ作用によ ってこの逆方向の媒体流れが媒体噴流の中に引き戻されるように、２つの媒体噴 流２２．２２の間の角度を選択することによって、上記の現象の両方が利用され ることが可能である。その結果として、明確に限定された方向はないが、戻り媒 体と引き込まれる媒体との間の絶え間のない交換を伴つて２つの渦が渦巻く区域 が、前記交差点の前方に形成されることになるだろう。前記角度を変化させるこ とは、この区域の範囲を拡大又は縮小させるだろう。前記２つの媒体噴流の間の 角度はＯ〜６０°であってよいが、しかし　５〜２Ｇ’であることが好ましい。

その幅に比べて鉛直方向に大きく伸長し且つ水平平面内において互いに所定の角 度を成す平行な２つの水平方向の媒体噴流を、鉛直方向噴霧化装置内に与えるよ うに、ノズル２１．２１が配置されてもよい。従って上記の区域が形成されるだ ろう。流出流れ２３は頂部から、ノズルの全高に沿って形成された鉛直区域の中 へと流れ落ちるだろう。この流出流れはその落下途上で連続的に分解され、通過 する噴霧化媒体の中に混合されるだろう。

１つの方向に大きな長さを有する媒体噴流が、溝穴形のノズルによって、又は例 えば−列に互いに近接して配置されるような幾つかの円形ノズルによって得られ ることが可能である。優勢な圧力及び使用される媒体に応じて、媒体噴流のため のノズルは、低圧力条件又は過臨界圧力条件（Ｌｘｖｘｌノズル）に適するよう に設計されることが可能である。

溶融物の流れが媒体ノズルの吐出容量に適正に合わせられる時には、混合、即ち 部分的噴霧化が前記ノズルの全高に沿って生じるだろう。

上記のノズル２１の配置の利点は、媒体の中へ液体をより均質に混合すること（ 部分的噴霧化）が実現され、その結果として、障壁の通過後の時点でさえより限 定された範囲の粒子分級物が得られるということである。このノズル配置２１は 障壁を用いずに完全な噴霧化のために使用されることも可能であり、それによっ て、狭い粒度間隔の範囲内の、しかしより大きな平均粒径の粒子が作られること が可能である。

策６図は、本発明による方法及び手段の別の実施例を示す。

電気アーク３０が２つの電極２８．２９の間に配置される。媒体流れ３１（気体 及び／又は流体）が前記電気アークに向かって方向付けられ、また反対方向３２ からの媒体噴流が障壁として働く。前記電気アーク内に形成される液体３５の効 率的な噴霧化が得られる。

この場合には、噴霧化されるべき液体は、少なくとも１つの−ザ又はその類似物 （図示されていない）によって溶融される固体からも得られることが可能である 。第６図の電極の給送又はレーザの供給はフィーダ３４によって行われる。第１ 媒体と障壁媒体との両方のためのノズルは環形であってよ（、又は、幾つかの小 さなノズルから成ってもよい。第６図による方法は、前述の噴霧化チャンバと同 様のチャンバ（図示されていない）の中で行われることが好ましい。

噴霧化において形成される粒子は、前記チャンバの他方の端部に向かう気体噴流 の中に引き込まれるが、前記チャンバの前記端部に到達する以前に、噴流気体へ の熱放射及び対流熱散逸のために、これらの粒子は粉末へと凝固し終えているだ ろう。

出口が前記チャンバ内に好ましくはその端部に配置され、この出口に向かって気 体／粉末混合物が流動する。

前記チャンバは管によって前記出口からサイクロンに接続され、このサイクロン 内で前記気体及び粉末が分離される。この分離の後に、噴霧化ノズルへと再循環 させるために、前記気体が気体冷却器を経由して圧縮機に送られてもよい。この システムは、必要な他のバルブ、冷却装置、並びに気体圧力、温度及び様々な媒 体流れを調整するための制御手段等を含む。

上記の手段及び方法は、本請求の範囲内で様々な仕方で変更されることが可能で ある。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平ｖＡ２年６月７日 １、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＳＥ　８８１００６６２２、発明の名称　液体を 好ましくは溶融物を微小噴霧化するための方法及び装置 ３、特許出願人 住　所　スウェーデン国、ニス−７２０１トベステロス、ボックス・１１０２１ １番地なし） 名　称　ホー・ゲー・チック・アー・べ一４、代　理　人　東京都新宿区新宿１ 丁目１番１４号　山田ビル５、補正書の提出年月日　１９９０年２月２６日請　 求　の　範　囲 １、液体を好ましくは溶融金属を噴霧化する方法であって、前記方法では液体好 ましくは溶融金属が、気体及び／又は液体から成る媒体噴流（９，２２，３１） の中に混合され、その結果として前記液体が小さな粒子に分解され即ち噴霧化が 得られ、更に、前記液体／溶融物と前記媒体との間に著しく増大された接触表面 を得ると同時に、噴霧化プロセスにとって有益な著しく増大された乱流を発生さ せ、その結果として前記液体／溶融物を前記媒体中に効率良く分散させ、それに よって前記液体／溶融物が　・小さな粒子に分解される、即ち噴霧化が効果的に 実行されて細粉が得られるように、媒体用の吹き出しノズルの付近に、即ち前記 媒体噴流がまだ高速である時に、固体物体又は対向方向の媒体噴流の形で１つの 障壁が備えられていることを特徴とする溶融金属の噴霧化の方法。

２、前記障壁として１のつ物体（１６）が使用され、前記物体が例えば水（１７ ）によって冷却され、こうして前記物体上に凝固薄層が形成され且つ前記液体に よる悪影響から前記物体を保護し、更に前記物体が静止しているか又は回転して いることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属の噴霧化の方法。

３．前記障壁として１つの物体（１６）が使用され、前記物体が前記液体−媒体 混合物に対して熱的、機械的及び化学的に耐久性を持つ材料から成り、前記物体 が静止しているか又は回転していることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属 の噴霧化の方法。

４、前記障Ｍ　（１０，２５，３２）が、前記液体及び前記媒体から成る前記噴 流に対して実質的に対向方向に且つ前記噴流に向かって進むように方向付けられ る気体及び／又は流体の流れ（１１）によって形成されることを特徴とする請求 項１に記載の溶融金属の噴霧化の方法。

５、前記液体（１３）を含む媒体噴流（混合噴流）部分が障壁（１１）と衝突す る位置における前記混合噴流部分の横断面と合同の幾何学的形状を持つことが好 ましい前記障壁（１１）が使用され、また前記障壁が、前記横断面と等ｊ、いか 又は前記横断面の２０倍までの大きさの、好ましくは４〜１０倍の大きさの縦方 向の寸法を与えられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の 溶融金属の噴霧化の方法。

６、前記障壁を形成する前記気体及び／又は液体の流れが１つの以上のノズルに よって生じさせられ、また前記障壁形成の気体及び／又は液体の運動エネルギー が、前記媒体噴流の運動エネルギーの１０〜１０００％、好ましくは３０〜６０ ％であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の溶融金属の噴 霧化の方法。

７６前記液体／溶融物が前記気体ノズル又は前記障壁物体の望ましくない部分と 乱流／インゼクタ作用のために接触することを防ぐ補助ノズル（１５，１８，２ ６，２７）が、前記気体及び／又は液体用の前記ノズルに備えられていることを 特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の溶融金属の噴霧化の方法。

８、前記液体が金属又は金属合金（２８）に対してエネルギーを供給することに よって生じさせられ、混合噴流を得るために前記媒体（３１）が前記液体（３５ ）に供給され、また前記混合噴流が、例えば前記混合噴流に対して対向方向に流 動する媒体噴流（３２）のような障壁に向って進むように方向付けられることを 特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の溶融金属の噴霧化の方法。

９、前記エネルギーが電気アーク、レーザ又はその類似物によって生じさせられ ることを特徴とする請求項８に記載の溶融金属の噴霧化の方法。

１０、溶融金属のような液体のための鋳込み箱（２）と、前記鋳込み箱又は他の 液体溜め（３５）からの流出流れ＋６．２３）に衝突するように設計されている 媒体噴流用ノズル（７，２１１とから成り、更に、前記液体−媒体混合噴流の進 路内に配置され且つ前記液体／溶融物と前記媒体との間に著しく増大された接触 表面を実現して前記媒体中に前記液体を効率的に分散させ、それによって効果的 な噴霧化を行うように意図される、１つの固体物体又は１つの対向方向の媒体噴 流の形で１つの障壁をも含むことを特徴する請求項１から９のいずれか一項に記 載の溶融金属噴霧化方法を実行するための手段。

１１、前記障壁が固体物体（１６）から成って、水による冷却が可能で且つ回転 可能であり、並びに／又は前記混合噴流に対して熱的及び化学的に耐久性を有す る材料で作られていることを特徴とする請求項１０に記載の溶融金属噴霧化方法 を実行するための手段。

１２、効率的な噴霧化を行うために前記混合噴流に対して１つ以上の気体及び／ 又は液体の噴流を方向付けることを目的として、好ましくは前記混合噴流に対し 対向方向に方向付けられる１つ以上のノズル（１２）によって前記障壁が形成さ れていることを特徴とする請求項ｌＯに記載の溶融金属噴霧化方法を実行するた めの手段。

１３、前記液体が前記気体ノズル及び／又は前記障壁物体の望ましくない部分と 乱流／インゼクタ作用のために接触することを防ぐ補助ノズル（１５，＋８．２ ６．２７）　も、前記障壁に備えられていることを特徴とする請求項１０に記載 の溶融金属噴霧化方法を実行するための手段。

１４、金属又は金属合金がワイヤ、棒又は粉末（２８，２９）の形で供給される ように配置され、レーザ、電気アーク（３０）又はその類似物の形のエネルギー が、前記金属／合金を溶融するために前記金属／合金に対し供給されるように配 置され、このようにして形成される液体（３５）が前記媒体噴流（３１）の作用 を受けるように配置されており、またこうして生じさせられる混合噴流が、前記 液体を効率的に噴霧化することを目的として例えば対向方向の媒体噴流（３２） のような障壁の作用を受けるように配置されていることを特徴とする請求項１か ら９のいずれか一項に記載の溶融金属噴霧化方法を実行するための手段。

国際調査鮒告 １＠ｌＩＭ＃＋１６＋ｔａ貫八１１’ｊｌＩｎ−ｋｌ、ＰＣＴ／ＳＥ８８１００ ６６２

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．液体を好ましくは溶融金属を噴霧化する方法であって、前記方法では液体好 ましくは溶融金庫が、気体及び／又は液体から成る媒体噴流（９，２２，３１） の中に混合され、その結果として前記液体が小さな粒子に分解され即ち噴霧化さ れ、更に、前記液体／溶融物と前記媒体との間の接触表面を著しく増大させ、同 時に噴霧化プロセスにとって有益な著しく増大された乱流を発生させ、その結果 として前記液体を前記媒体中に効率良く分散させ、それによって前記液体を小さ な位置に分解させる、即ち噴霧化を効果的に実行するために、吹き出しノズルの 付近で、即ち前記媒体噴流がまだ高速である時に、前記媒体噴流を広げるように １つの障壁が作用させられることを特徴とする溶融金属の噴霧化の方法。
2. ２．前記障壁として１つの物体１１６）が使用され、前記物体が例えば水（１７ ）によって冷却され、こうして前記物体上に凝固薄層が形成され且つ前記液体に よる悪影響から前記物体を保養し、更に前記物体が静止しているか又は回転して いることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属の噴霧化の方法。
3. ３．前記障壁として１つの物体（１６）が使用され、前記物体が前記液体−媒体 混合物に対して熱的、機械的及び化学的に耐久性を持つ材料から成り、前記物体 が静止しているか又は回転していることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属 の噴霧化の方法。
4. ４．前記障壁（１０，２５，３２）前記液体及び前記媒体から成る前記噴流に対 して実質的に対向方向に且つ前記噴流に向かって進むように方向付けられる気体 及び／又は流体の流れ（１１）によって形成されることを特徴とする請求項１に 記載の溶融金属の噴霧化の方法。
5. ５．前記液体（１３）を含む媒体噴流（混合噴流）部分が障壁（１１）と衝突す る位置における前記混合噴流部分の横断面と合同の幾何学的形状を持つことが好 ましい前記障壁（１１）が使用され、また前記障壁が、前記横断面と等しいか又 は前記横断面の２０倍までの大きさの、好ましくは４〜１０倍の大きさの縦方向 の寸法を与えられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の溶 融金属の噴霧化の方法。
6. ６．前記障壁を形成する前記気体及び／又は液体の流れが１つの以上のノズルに よって生じさせられ、また前記障壁形成の気体及び／又は液体の運動エネルギー が、前記媒体噴流の運動エネルギーの１０〜１０００％、好ましくは３０〜６０ ％であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の溶融金属の噴 霧化の方法。
7. ７．前記液体／溶融物が前記気体ノズル又は前記障壁物体の望ましくない部分と 乱流／インゼクタ作用のために接触することを防ぐ補助ノズル（１５，１８，２ ６，２７）が、前記気体及び／又は液体用の前記ノズルに備えられていることを 特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の溶融金属の噴霧化の方法。
8. ８．前記液体が金属又は金属合金（２８）に対してエネルギーを供給することに よって生じさせられ、混合噴流を得るために前記媒体（３１）が前記液体（３５ ）に供給され、また前記混合噴流が、例えば前記混合噴流に対して対向方向に流 動する媒体噴流（３２）のような障壁に向って進むように方向付けられることを 特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の溶融金属の噴霧化の方法。
9. ９．前記エネルギーが電気アーク、レーザ又はその類似物によって生じさせられ ることを特徴とする請求項８に記載の溶融金属の噴霧化の方法。
10. １０．溶融金属のような液体のための鋳込み箱（２）と、前記鋳込み箱又は他の 液体溜め（３５）からの流出流れ（６，２３）に衝突するように設計されている 媒体噴流用ノズル（７，２１）とから成り、更に、前記液体一媒体混合噴流の進 路内に配置され且つ前記液体を前記媒体内に効率的に分散させてそれによって効 果的な噴霧化を行うように意図される障壁（１１，２５）をも含むことを特徴と する請求項１から９のいずれか一項に記載の溶融金属噴霧化方法を実行ずるため の手段。
11. １１．前記障壁が固体物体（１６）から成って水による冷却が可能で且つ回転可 能であり、並びに／又は前記混合噴流に対して熱的及び化学的に耐久性を有する 材料で作られていることを特徴とする請求項１０に記載の溶融金属噴霧化方法を 実行するための手段。
12. １２．効率的な噴霧化を行うために前記混合噴流に対して１つ以上の気体及び／ 又は液体の噴流を方向付けることを目的として、好ましくは前記混合噴流に対し 対向方向に方向付けられる１つ以上のノズル（１２）によって前記障壁が形成さ れていることを特徴とする請求項１０に記載の溶融金属噴霧化方法を実行するた めの手段。
13. １３．前記液体が前記気体ノズル及び／又は前記障壁物体の望ましくない部分と 乱流／インゼクタ作用のために接触することを防ぐ補助ノズル（１５，１８，２ ６，２７）も、前記障壁に備えられていることを特徴とする請求項１０に記載の 溶融金属噴霧化方法を実行するための手段。
14. １４．金属又は金属合金がワイヤ、棒又は粉末（２８，２９）の形で供給される ように配置され、レーザ、電気アーク（３０）又はその類似物の形のエネルギー が、前記金属／合金を溶融するために前記金属／合金に対し供給されるように配 置され、このようにして形成される液体（３５）が前記媒体噴流（３１）の作用 を受けるように配置されており、またこうして生じさせられる混合噴流が、前記 液体有効率的に噴霧化することを目的として例えば対向方向の媒体噴流（３２） のような障壁の作用を受けるように配置されていることとを特徴とする請求項１ から９のいずれか一項に記載の溶融金属噴霧化方法を実行するための手段。