JPH0596150A - 重力可変型流動層装置 - Google Patents
重力可変型流動層装置Info
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- JPH0596150A JPH0596150A JP3256612A JP25661291A JPH0596150A JP H0596150 A JPH0596150 A JP H0596150A JP 3256612 A JP3256612 A JP 3256612A JP 25661291 A JP25661291 A JP 25661291A JP H0596150 A JPH0596150 A JP H0596150A
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- Japan
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- fluidized bed
- cylindrical container
- gravity
- acceleration
- solid particles
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
- B01J8/38—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it
- B01J8/382—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed containing a rotatable device or being subject to rotation or to a circulatory movement, i.e. leaving a vessel and subsequently re-entering it with a rotatable device only
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 流動層において、極めて緩慢な操作及び反応
を可能にする。 【構成】 円筒状容器１内に例えば空気を供給する送風
機と、円筒状容器１を回転させるモータとを設け、モー
タによる回転速度を、円筒状容器１で形成される流動層
部の回転により生ずる遠心力の加速度が１０~4Ｇ以上で
１Ｇ未満の範囲になるようにする。流動層部４内には、
例えば窒化硅素が入れられ、送風機から供給される空気
が導入パイプ部５から通気孔６を通って分散板７により
流動層４の外周部から流動層４内に流入することによ
り、内部の固体粒子が流動化される。 【効果】 １Ｇ未満の加速度場により、極めて緩慢な操
作及び反応を行わせることができる。
を可能にする。 【構成】 円筒状容器１内に例えば空気を供給する送風
機と、円筒状容器１を回転させるモータとを設け、モー
タによる回転速度を、円筒状容器１で形成される流動層
部の回転により生ずる遠心力の加速度が１０~4Ｇ以上で
１Ｇ未満の範囲になるようにする。流動層部４内には、
例えば窒化硅素が入れられ、送風機から供給される空気
が導入パイプ部５から通気孔６を通って分散板７により
流動層４の外周部から流動層４内に流入することによ
り、内部の固体粒子が流動化される。 【効果】 １Ｇ未満の加速度場により、極めて緩慢な操
作及び反応を行わせることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体により固体粒子を
流動化させる流動層装置に関し、特に流動層内に作用す
る加速度を１Ｇ以下にする技術に関する。
流動化させる流動層装置に関し、特に流動層内に作用す
る加速度を１Ｇ以下にする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体粒子とガスとの接触により固体粒子
を流動化させて構成される流動層は、従来から、伝熱、
燃焼、乾燥、蒸発、焼成等の熱や物質の移動、状態変化
等の操作及び気体と固体間の化学反応の場として、多く
のプロセスに幅広く利用されている。そして最近では、
超微粉の流動化、処理能力の増大及び装置の小型化のた
め、加圧下で流動層を操作させる加圧流動層及び遠心力
場を与えて１Ｇ以上の重力場で操作させる遠心流動層が
新しい方式として注目されている。
を流動化させて構成される流動層は、従来から、伝熱、
燃焼、乾燥、蒸発、焼成等の熱や物質の移動、状態変化
等の操作及び気体と固体間の化学反応の場として、多く
のプロセスに幅広く利用されている。そして最近では、
超微粉の流動化、処理能力の増大及び装置の小型化のた
め、加圧下で流動層を操作させる加圧流動層及び遠心力
場を与えて１Ｇ以上の重力場で操作させる遠心流動層が
新しい方式として注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の流動層では、固体粒子に１Ｇ又はこれ以上の
重力の加速度が作用するので、極めて緩慢な操作又は反
応を実現することができない。そこで本発明は、従来技
術に於ける上記問題を解決し、極めて緩慢な操作及び反
応を可能ならしめる重力可変型流動層装置を提供するこ
とを課題とする。
うな従来の流動層では、固体粒子に１Ｇ又はこれ以上の
重力の加速度が作用するので、極めて緩慢な操作又は反
応を実現することができない。そこで本発明は、従来技
術に於ける上記問題を解決し、極めて緩慢な操作及び反
応を可能ならしめる重力可変型流動層装置を提供するこ
とを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、無重力又は微小重力環境下で稼働する重力
可変型流動層装置であって、内部に固体粒子を保有する
円筒状容器と、前記固体粒子を流動化させるように前記
円筒状容器内に流体を供給する流体供給手段と、前記円
筒状容器の円筒の中心線を中心として前記円筒状容器を
回転させる回転手段と、を有し、該回転手段による回転
速度を、前記容器内で形成される流動層部の回転により
生ずる遠心力の加速度が１０~4Ｇ以上で１Ｇ未満の範囲
になるようにしたことを特徴とする。
するために、無重力又は微小重力環境下で稼働する重力
可変型流動層装置であって、内部に固体粒子を保有する
円筒状容器と、前記固体粒子を流動化させるように前記
円筒状容器内に流体を供給する流体供給手段と、前記円
筒状容器の円筒の中心線を中心として前記円筒状容器を
回転させる回転手段と、を有し、該回転手段による回転
速度を、前記容器内で形成される流動層部の回転により
生ずる遠心力の加速度が１０~4Ｇ以上で１Ｇ未満の範囲
になるようにしたことを特徴とする。
【０００５】即ち、本発明は、固体粒子とガスとの接触
により構成される流動層において、流動層の上部である
フリーボード部の中心を回転中心として回転させ、流動
層のベッド部に遠心力を生じさせると共に、流動層全体
を微小重力環境下又は無重力環境下に置くことによっ
て、流動層部に１０~4〜１Ｇの重力を発生させることを
特徴とする。
により構成される流動層において、流動層の上部である
フリーボード部の中心を回転中心として回転させ、流動
層のベッド部に遠心力を生じさせると共に、流動層全体
を微小重力環境下又は無重力環境下に置くことによっ
て、流動層部に１０~4〜１Ｇの重力を発生させることを
特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明によれば、無重力又は微小重力環境に配
設される円筒状容器内に流体供給手段により流体を供給
し、回転手段により、容器内で形成される流動層部の加
速度が１０~4Ｇ以上で１Ｇ未満の範囲になるように円筒
状容器を回転させるので、流動層の使用目的に対応して
回転速度を変えることにより、目的とする緩慢な操作や
反応の場を得ることができる。
設される円筒状容器内に流体供給手段により流体を供給
し、回転手段により、容器内で形成される流動層部の加
速度が１０~4Ｇ以上で１Ｇ未満の範囲になるように円筒
状容器を回転させるので、流動層の使用目的に対応して
回転速度を変えることにより、目的とする緩慢な操作や
反応の場を得ることができる。
【０００７】
【実施例】図１は、実施例の重力可変型流動層装置の全
体構成を示す。本装置は、内部に固体粒子として例えば
窒化硅素を保有する円筒状容器１と、固体粒子を流動化
させるように円筒状容器１内に流体である例えば窒素を
供給する流体供給手段としての送風機２と、円筒状容器
１の円筒の中心線を中心としてこれを回転させる回転手
段としてのモータ３とを有し、モータ３による回転速度
を、円筒状容器１で形成される流動層部の回転により生
ずる遠心力の加速度が１０~4Ｇ以上で１Ｇ未満の範囲に
なるようにした装置である。
体構成を示す。本装置は、内部に固体粒子として例えば
窒化硅素を保有する円筒状容器１と、固体粒子を流動化
させるように円筒状容器１内に流体である例えば窒素を
供給する流体供給手段としての送風機２と、円筒状容器
１の円筒の中心線を中心としてこれを回転させる回転手
段としてのモータ３とを有し、モータ３による回転速度
を、円筒状容器１で形成される流動層部の回転により生
ずる遠心力の加速度が１０~4Ｇ以上で１Ｇ未満の範囲に
なるようにした装置である。
【０００８】流動層部の加速度を変化させるには、円筒
状容器１の回転数を変えればよいが、この方法として
は、モータ３を可変速にするか、又はモータ３と円筒状
容器１との間に可変速の動力伝達装置を設ければよい。
状容器１の回転数を変えればよいが、この方法として
は、モータ３を可変速にするか、又はモータ３と円筒状
容器１との間に可変速の動力伝達装置を設ければよい。
【０００９】図２は、円筒状容器１部分の断面図であ
る。容器１の流動層部４内には、前述の如く、例えば窒
化硅素が間歇的又は連続的に入れられ、図１に示す送風
機２から供給される窒素が導入パイプ部５から通気孔６
を通って分散板７により流動層４の外周部から流動層４
内に流入することにより、内部の固体粒子が流動化され
る。そして流入した空気は、排気口８から排出される。
符号９は、モータ３の駆動力を伝達するプーリである。
又、符号１０は着脱可能なスクリーンである。
る。容器１の流動層部４内には、前述の如く、例えば窒
化硅素が間歇的又は連続的に入れられ、図１に示す送風
機２から供給される窒素が導入パイプ部５から通気孔６
を通って分散板７により流動層４の外周部から流動層４
内に流入することにより、内部の固体粒子が流動化され
る。そして流入した空気は、排気口８から排出される。
符号９は、モータ３の駆動力を伝達するプーリである。
又、符号１０は着脱可能なスクリーンである。
【００１０】このような流動層は、送風機２の吐出圧力
及び排気口８からの排気量や流速を適当に定めることに
より、又は送風機２を排気側に設けることにより、常圧
下、加圧下又は減圧下の何れの状態においても実現され
る。
及び排気口８からの排気量や流速を適当に定めることに
より、又は送風機２を排気側に設けることにより、常圧
下、加圧下又は減圧下の何れの状態においても実現され
る。
【００１１】以上のような流動層装置は、無重力又は微
小重力環境に配設されるが、このような環境状態は、例
えば、短時間であれば航空機による放物線飛行、小型ロ
ケット、自然落下等により、又長時間であれば人工衛
生、スペースシャトル、現在開発が進められている宇宙
ステーション等の宇宙飛翔体を利用することによって、
容易に実現することができる。
小重力環境に配設されるが、このような環境状態は、例
えば、短時間であれば航空機による放物線飛行、小型ロ
ケット、自然落下等により、又長時間であれば人工衛
生、スペースシャトル、現在開発が進められている宇宙
ステーション等の宇宙飛翔体を利用することによって、
容易に実現することができる。
【００１２】そして無重力環境下では、流動層には重力
による加速度が作用しないので、上記のような装置によ
り１Ｇ以下の任意の加速度状態が得られる。そして１Ｇ
未満の流動層は、１Ｇ以上の流動層では実現化できない
緩慢な操作及び気体と固体間の反応を可能ならしめるも
のであり、特に高機能材料の創成にとって有用である。
による加速度が作用しないので、上記のような装置によ
り１Ｇ以下の任意の加速度状態が得られる。そして１Ｇ
未満の流動層は、１Ｇ以上の流動層では実現化できない
緩慢な操作及び気体と固体間の反応を可能ならしめるも
のであり、特に高機能材料の創成にとって有用である。
【００１３】例えば、放電加工が可能な窒化硅素の合成
方法として流動層によるＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）
が考えられる。この方法は、窒化硅素を流動化させた上
で、ＣＶＤにより、窒化硅素の表面上に窒化チタンを析
出させる方法である。この方法において、最適ＣＶＤ反
応条件下では、通常流動用ガスの圧力が低く（例えば
０．０１気圧）、且つ流動層内の空塔速度が遅くなるた
め、従来の流動層では窒化硅素を流動化させるためのエ
ネルギーを得ることができない。
方法として流動層によるＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）
が考えられる。この方法は、窒化硅素を流動化させた上
で、ＣＶＤにより、窒化硅素の表面上に窒化チタンを析
出させる方法である。この方法において、最適ＣＶＤ反
応条件下では、通常流動用ガスの圧力が低く（例えば
０．０１気圧）、且つ流動層内の空塔速度が遅くなるた
め、従来の流動層では窒化硅素を流動化させるためのエ
ネルギーを得ることができない。
【００１４】この問題の解決策の一つとして、窒化硅素
粒子を小さくして小さなエネルギーで流動化させる方法
が考えられるが、微粉化により付着力が増大するため良
好な流動化を生じない場合が多い。
粒子を小さくして小さなエネルギーで流動化させる方法
が考えられるが、微粉化により付着力が増大するため良
好な流動化を生じない場合が多い。
【００１５】本発明によれば、窒化硅素粒子に作用する
加速度を減ずることによってその流動化に必要なエネル
ギーを減少させ、最適ＣＶＤ条件と共に最適流動条件を
合わせて満足させることができる。
加速度を減ずることによってその流動化に必要なエネル
ギーを減少させ、最適ＣＶＤ条件と共に最適流動条件を
合わせて満足させることができる。
【００１６】なおこのような１Ｇ以下の環境を実現する
ための流動層の具体例を示すと、図２に示す分散板７の
位置を基準として０．０５〜０．５Ｇの範囲で運転する
として、中心から分散板７までの距離（半径）を５ｃ
ｍ、角速度をωとすると、 ０．０５ω2＝０．０５〜０．５Ｇ であるから、ωは１．４〜９．９になり、従って、回転
数を約１０〜１００ｒｐｍにすれば良いことになる。こ
の場合、粒径１ｍｍで密度２５００ＫＧ／ｍ3の固体粒
子を流動化させるとすれば、供給ガス量を０〜１．０×
１０~2ｍ3／Ｓにすればよい。なお、流動層部の加速度
は、流動層の条件によって適宜選択できるが、通常の反
応条件等からすれば１０~4Ｇ以上が望ましい。
ための流動層の具体例を示すと、図２に示す分散板７の
位置を基準として０．０５〜０．５Ｇの範囲で運転する
として、中心から分散板７までの距離（半径）を５ｃ
ｍ、角速度をωとすると、 ０．０５ω2＝０．０５〜０．５Ｇ であるから、ωは１．４〜９．９になり、従って、回転
数を約１０〜１００ｒｐｍにすれば良いことになる。こ
の場合、粒径１ｍｍで密度２５００ＫＧ／ｍ3の固体粒
子を流動化させるとすれば、供給ガス量を０〜１．０×
１０~2ｍ3／Ｓにすればよい。なお、流動層部の加速度
は、流動層の条件によって適宜選択できるが、通常の反
応条件等からすれば１０~4Ｇ以上が望ましい。
【００１７】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、無重力又は
微小重力環境下に配設され回転される円筒状容器によ
り、加速度が１０~4Ｇ以上で１Ｇ未満の範囲になるよう
な流動層を形成することができるので、使用目的に対応
した緩慢な操作や反応の場を得ることが可能になる。
微小重力環境下に配設され回転される円筒状容器によ
り、加速度が１０~4Ｇ以上で１Ｇ未満の範囲になるよう
な流動層を形成することができるので、使用目的に対応
した緩慢な操作や反応の場を得ることが可能になる。
【図１】実施例の重力可変型流動層装置の全体構成の説
明図である。
明図である。
【図２】上記の重力可変型流動層装置の円筒状容器の断
面図である。
面図である。
１ 円筒状容器 ２ 送風機（流体供給手段） ３ モータ（回転手段）
フロントページの続き (72)発明者 武内 洋 札幌市豊平区月寒東二条17丁目２−１ 工 業技術院北海道工業開発試験所内 (72)発明者 千葉 繁生 札幌市豊平区月寒東二条17丁目２−１ 工 業技術院北海道工業開発試験所内 (72)発明者 高田 友昭 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 堤 香津雄 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 榊田 康史 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 松村 宏之 各務原市川崎町１番地 川崎重工業株式会 社岐阜工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 無重力又は微小重力環境に配設される重
力可変型流動層装置であって、内部に固体粒子を保有す
る円筒状容器と、前記固体粒子を流動化させるように前
記円筒状容器内に流体を供給する流体供給手段と、前記
円筒状容器の円筒の中心線を中心として前記円筒状容器
を回転させる回転手段と、を有し、該回転手段による回
転速度を、前記容器内で形成される流動層部の回転によ
り生ずる遠心力の加速度が１０~4Ｇ以上で１Ｇ未満の範
囲になるようにしたことを特徴とする重力可変型流動層
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25661291A JP2500305B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 重力可変型流動層装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25661291A JP2500305B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 重力可変型流動層装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596150A true JPH0596150A (ja) | 1993-04-20 |
| JP2500305B2 JP2500305B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=17295049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25661291A Expired - Lifetime JP2500305B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 重力可変型流動層装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500305B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114618399A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-06-14 | 中北大学 | 一种常压下超重力流化修饰纳米催化剂的装置及方法 |
-
1991
- 1991-10-03 JP JP25661291A patent/JP2500305B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114618399A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-06-14 | 中北大学 | 一种常压下超重力流化修饰纳米催化剂的装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2500305B2 (ja) | 1996-05-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |