JPS5942041B2 - 球形粒子製造用炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属ないし合金のような高融点の材料を球形状
粒子の製造に供せられる炉にかかる。

この粒子は前記材料のインゴットの形のものが続いて遠
心力作用をうける溶解帯から小粒子の形で調節のきいた
雰囲気内に分散される。

高速でこのインゴットの溶解帯を回転することによって
、この小粒子はこのよ−うに投げ出されかつその工程を
とんでいる間に次第に凝固するようになり、かくして一
様な球形粒子の生成がおこなわれるが、その球子の直径
は溶解物質の表面張力や、溶解帯に適用された回転速度
や、加熱度の関数である。

本型式炉のいろいろな設計は既に周知である。

構造の典型的なものでは、可溶物質のインゴット（ある
場合開放るつぼ内に装入されているが）は高速回転で駆
動されているスピンドルによって移動される囲み部屋が
準備される。

このインゴットはインゴットの端末表面に適切な溶解帯
をつくるきわめて強烈な熱影響をうける。

このように製造された小粒子は全般に冷却されかつこれ
らの小粒子の貯蔵をゆるす適当に改造された回復装置に
よる冷却作用と凝固作用の後にこの囲み部屋内に収集さ
れる。

このインゴットの溶解作業は周知の方法、特にプラズマ
トーチ、電弧、ないしは電子衝撃銃から発射された電子
ビームによっておこなわれるが、この囲み部屋は最後に
言及する場合には真空状態であることが必要である。

実施例のかわりに、本型式の炉はＣｏｒｒｍｉｓｓａｒ
ｉａｔ ａ ｌ’Ｅｎｅ−ｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕ
ｅに承認されたフランス特許Ｎ。

１３８２９９８に記述されている。

この特許は材料溶解がプラズマ−アーク トーチによっ
て特別に実施された装置を図解説明していた。

あらゆる周知の溶液において、完全球形粒子の製造は実
際これら粒子の変形防止と同時に炉体と関連がある回復
装置の損傷防止のため溶解物質の凝固が可能な限り完全
におこなわれることを保証するため単に妨害のない通路
の終点や十分余裕をもった飛行時間のあとだけにこれら
の粒子を収集するという必要性を伴うのである。

しかし、特に溶解帯から生じる小粒子が非常に直径の小
さな粒子の製造に欠くことの出来ない高速回転の理由で
平らな軌道を画くとすれば、この部屋はこのような必要
性を満足させるために極端に大きなものでなければなら
ぬということはまったく明瞭である。

さらｔここの部屋の内部に高真空の生成を必要とする電
子衝撃法による材料の溶解の場合、粒子の軌道はこの部
屋の必要な寸法がまったく禁止同様の結果を伴ってさら
に延長される。

逆に、粒子軌道に乗っている間に粒子の停止用の内部障
害物を単に準備している比較的小型の部屋の使用によっ
て一般に、これらの粒子もまたある時間粘着しかつ得ら
れた生成物が球形きは程遠いようなこの障害物上の衝突
の結果としてかなりの程度まで圧縮による扁平化の原因
となる。

実際上、完全球形の微小粒子によって構成されかつ１０
０μから２００μの範囲の直径の粉末の製造は、例えば
特に粉末冶金で採用されている焼結技術に顕著な利点を
提供する。

これらの粉末は大きなりまり係数と、比較的小さな気孔
率と、改良された作業条件の実現と同時に廃棄物のかな
りの還元とを特に保証することを可能とさせる均質性の
すぐれたことを持っている。

本発明は、高速で前記溶解帯に回転運動を与える結果溶
解帯から溶体小粒子の形で生じる粒子を阻止するためス
クリーンないし同様の障害物を使用し、したがって炉体
の寸法のかなり縮小を可能とするような製造用炉にかか
る。

それにもかかわらず、本スクリーンがこれらの粒子の多
少の変形物を生産しないでこれら粒子のエネルギの吸収
を可能とするよう設計されておるので、本炉は完全球体
の製造を可能にする。

最後まで、考慮中のこの炉は垂直軸をもつ気密室の垂直
軸に沿って配置された調節可能な回転軸により支持され
かつ回転駆動される可溶物質のイギの全吸収をほとんど
可能とし従って貯蔵容器の中で回復すべくこの部屋の底
部へと自由落下が可能であるこれらの粒子のはねかえり
のエネルギをかなり制限する効果をもっている。

つぎに、このように達成された効果ははじめの球形をほ
とんど保有しているこれらの粒子のどんな有害な変形も
おこさせないということである。

むしろ、この部屋の内部に設置されている剛性のあるふ
るいは、特にこのふるいに溶接ないしろう付けされてい
る管内を適当な冷却液を循環することによって消耗しや
すい被覆が被されている表面と反対側の表面で冷却がお
こなわれる。

本ふるいは銅ないしアルミニウムのような良熱伝導性の
金属性である。

本発明の特別の特徴に従って、剛性をもつふるいの消耗
しやすい被覆とは樹脂製や、ラッカー製かまたは炭素質
のワニス製やそしてさらに一般的には天然重合体あるい
は合成重合体製である。

提出された実施例には、剛性をもつふるいの被覆はオレ
インや、トール油や、トリエタノラミンを適ギの全吸収
をほとんど可能とし従って貯蔵容器の中で回復すべくこ
の部屋の底部へと自由落下が可能であるこれらの粒子の
はねかえりのエネルギをかなり制限する効果をもってい
る。

つぎに、このように達成された効果ははじめの球形をほ
とんど保有しているこれらの粒子のどんな有害な変形も
おこさせないということである。

むしろ、この部屋の内部に設置されている剛性のあるふ
るいは、特にこのふるいに溶接ないしろう付けされてい
る管内を適当な冷却液を循環することによって消耗しや
すい被覆が被されている表面と反対側の表面で冷却がお
こなわれる。

本ふるいは銅ないしアルミニウムのような良熱伝導性の
金属性である。

本発明の特別な特徴に従って、剛性をもつふるいの消耗
しやすい被覆とは樹脂製や、ラッカー製かまたは炭素質
のワニス製やそしてさらに一般的には天然重合体あるい
は合成重合体製である。

提出された実施例には、剛性をもつふるいの被覆はオレ
インや、トール油や、トリエタノラミンを適当な割合で
混合したクマリン系（ｃｏｕｍａｒｏｎｅ ）樹脂の水
溶液でできている。

このインゴットの溶解帯が回転運動しているときこの溶
解帯から流体状で放出されそして特にふるいへの衝突時
に次第に凝固するような球状粒子の製造は一定不変にお
こなわれる。

特にインゴット加熱に採用された装置の焦点では、この
部屋の軸に沿った溶解帯の垂直平面はこのインゴットを
保持している回転軸の軸変位によって通常一定に維持さ
れる。

この被覆の「消耗」の理由で、この剛性をもつふるいへ
こ五らの粒子が衝突する区域は前記被覆が初期にすり切
れてしまうため前記の必要条件をすばやく満足させるこ
とは最早不可能とするおそれがその結果としてあられれ
る。

この不利な点を克服するためと本発明の特別の特徴に従
って、この剛性をもつふるいはこれらの粒子の衝突区域
を移動するためにこの部屋の中心軸に沿ってこの部屋の
内部に可動できるように設置される。

有利な特徴として、この剛性をもつふるいはこの部屋を
ふさぐ天井の端末壁を気密状態で貫通しかつこのふるい
の移動に対して同時に運動をするような３本の垂直棒な
いしケーブルによって保持されている。

必要条件に左右されて、この部屋内の剛性をもつふるい
の移動は連続的か周期的かのいずれかである。

その上また考慮中のこの炉の他の特別な特徴に従って、
この剛性をもつふるいは例外的にこのふるいに固着して
しまったいかなる粒子も分離移動のため適当な周波数の
振動をこのふるい内で生成可能とする少くとも一基の電
磁ハンマと消耗可能な被覆と反対側の表面で接触してい
る。

最後にそしてことなった代替の実施例に従って、この剛
性をもつふるいはこの貯蔵容器へこれらの粒子の放出を
容易にさせるためこの部屋の軸心へと傾いている直立円
筒壁ないし円錐形の壁を粒子衝突区域内に持っている。

本発明に従って構成された球形粒子製造用炉のそれ以上
の特性は表示のかわりに示されかついかなる制限する意
見でもないような構造の一つの実施例の後述のものとは
区別がついてくるし、そしてつぎの略図に言及される。

第１図において、参照数字１・は製造炉の全容を示して
いる。

本部は主さして垂直軸をもつ側面円筒形の殻３によって
構成される部屋２を有しておって、この殻はさら状鏡板
４および５でもってそれぞれ上部と下部とが閉鎖されて
おる。

上部端末壁４は本発明にはあまり関係がない構造細部で
ある電子衝撃銃６と本部屋の中心軸に沿って連絡してお
って；この銃は適当に目標が決められた電子ビーム７を
この部屋２内に放射するように適応されており、この部
屋の内部雰囲気はこのビームを維持するに必要な真空度
下に保だ、ｎている。

遠心力作用下で液状小粒子の連続的放出を可能にする溶
解帯は分裂して微小直径の球形粒子に変することが望ま
しい金属または合金のような高融点物質のインゴット８
の最上部においてこのビーム装置によって構成可能であ
る。

この目的のため、回転軸９が回転通勤のため連結されて
いる同軸のスリーブ内で部屋２の垂直軸に順次配置され
ている回転軸９の最上部に据付けられる。

このスリーブはこの部屋の最下部端末壁を貫通しかつベ
ルト１２と連動する駆動用プーリ１１を下部端末に取付
けており、そしてこのベルトはモータ１４によって駆動
される第２のプーリ１３の溝内に順次かみ合わされる。

この回転軸９は、特にインゴット８の最上部に形成され
る溶解帯が小粒子の放出とこの材料の消耗が次第におこ
なわれるにつれてほとんど一定な水平面の維持確保のた
め、このスリーブ１０と自身の回転運動と無関係にスリ
ーブ１０内で軸方向に滑動可能である。

この目的のために、スピンドル９の下端には空気作動機
構によるかここには図示されていないが歯車型式の機械
駆動装置のいずれかによってケーシング１６内で軸方向
の移動を可能とするピストン１５が取付けられる。

回転軸９を内蔵するスリーブ１０はこの回転軸の回転運
動が自由に行われること確実に可能とする方法にボール
ベアリング１８上にあって軸受筒内の部屋２の外部に取
付けられる。

回転軸９とインゴット９とを取囲むスリーブ１０の端末
は保護ケーシング１９の洩れ防止をシール２０によって
保証するために部屋２の底部端末壁を貫通している。

部屋２の内部には、インゴット８の溶解帯によって産出
されかつ回転軸９の回転運動を受けているこの溶解帯か
ら放出される球形粒子は偏向ひれ２１によって凝固後回
復される。

後述のごとく、これらの粒子は、この部屋の外部に取付
けられた収納ホッパと連動する排出口２３を持つ環状形
の漏斗を通じてこの部屋の底部に収集するためこの偏向
ひれの上に自由落下するが、この収納ホッパーはパイプ
２５によって貯蔵容器２６に連絡されている。

最後に、この容器は調節弁２７によってこの部屋の下部
に取付けられている輸送びんに連絡している。

この部屋は水平腕３１によってささえられている控えボ
ルト３０の形の支持構造によって支えられている可動底
部４分によって有利に保持されている。

完全な組立構造は運搬具３５の一部を構成する傾斜腕３
３と３４によって保持されているプラットフォーム３２
に載っているが、この運搬具は適当な作業地点にこの部
屋をすえるために車輪３６によって地上に沿って移動可
能である。

特に回転軸９の端末にこのインゴットの位置ぎめのため
、この部屋２の内部にインゴット８を導入することは第
１図に図解説明されている２つの共同作用しかつ遠隔操
作機構によって前文に説明された実施例で記載されてい
る。

引用数字３７で示されるこれらの機構の一つは最上部端
末壁４に取付けられかつ密封箱３９の内部での移動を可
能とする垂直つかみ装置３８を有する。

連結している密閉室４０は電子銃６の作動期間必要な真
空度を維持するためこの密閉室４０の孤立を可能とさせ
る滑り弁を通じてこの密封箱３９と部屋２との間の連絡
の確立に供される。

密封箱３９は垂直軸を持つ回転ドラムのマガジン４２を
内部に持っており、この部屋の内部で一個ないし多数個
のインゴットを溶解させるため移動するよう個々に適応
された一連の区画４３にはこのドラムの内部にそしてつ
かみ装置３８には通路４４の内部に準備がおこなわれる
。

一個のインゴット８がつかみ装置３８によって一つの区
画４３から運び去られた後に、このインゴットはこのド
ラムの適当な回転があった後この部屋へと誘動され、こ
のドラム経由その後は滑り弁４１が開き状態の間に密閉
室４０経出で移動される。

つかみ装置３８の垂直移動は一個のプーリは電動機（本
図には図示されない）によって駆動されるが２個のプー
リ４６および４７を拘束環をくぐって通過するケーブル
４５によって実施される。

降下工程の最後には、このつかみ装置はインゴットを第
２のつかみ装置４８のあごに置く、そしてこれは真空気
密状態に保たれ部屋２の壁を貫通している横腕４９の先
端に取付けられる。

この横腕４９は、特に先行したインゴットが電子ビーム
７によってひきおこされた溶融作業が結果完全に空位に
される時はいっでも回転軸９の最先端上にインゴットを
送るように２個のプーリ５２と５３とに連動する第２の
ケーブル５１の作用下でそれ自身に対し平行方向への変
位運動を順次おこなうこさが可能である。

最後に、この部屋２の設備は最上部端末壁４の内面にそ
して必要ならば側面の殻の上部最先端を裏うちする鏡型
ハウジング５４によって完備される。

この鏡型ハウジング５４は外側の表面上にろう付けない
し溶接されかつ適切な冷却液の循環がある冷却管５５に
よってこの部屋の適切な冷却作用の実現を可能にさせる
。

この部屋はまた電子ビーム作用下のインゴットの溶融を
肉眼視可能とさせるノズル５６（本図では唯一個のノズ
ルしか提示されていないが）用の貫通部が準備されてい
る。

最後に、側壁３は電子ビーム７の伝達に必要な真空度を
この部屋内部につくり出すために拡散ポンプ５９につな
がるカップリング５８によって連結されているノズル５
７を備えている。

本発明によれば、この部屋２はまた回転軸９の回転運動
下にインゴット８から放出された小粒子の行程に設置さ
れている可動ふるい６０をそなえており、このふるい６
０の構造詳細は第２図および第３図を参照にさらにはっ
きりと説明される。

第２図に特別に提示されるごとく、このふるい６０は２
つの主要部分、きりわけ円筒形でありかつ本図に示され
る構造の具体例にあるこの部屋の軸の周りを回転する側
面のスカート状のふち６１から出来ている。

このスカート状のふち６１の最上部はわずかに皿状をし
た上部端末壁６２に接合されている。

本発明によれば、本ふるい６０の内部表面上および特に
このふるいのスカート状のふちの内部に数ミクロンの単
位のきわめて薄肉の消耗可能な物質の被覆６３が準備可
能である。

この物質はこのスカート状のふちに衝突する粒子が汚染
されないよう確実にするだけでなくきわめて狭小な面積
の気化地域の衝突点にこの被覆物質を加熱している間に
、従ってふるいそのものからこれらの粒子のまったく分
離することが実現できるように、こイｔらの粒子の接触
領域の表面張力がかなり制限されることを確実にするよ
う精選される。

このふるいはこれらの粒子の衝突によって発生した熱の
放出がこの被覆の気化に役立つだけでなくこのふるいの
表面を通ってほぼ瞬時に発散されることを確実にさせる
ため銅ないしアルミニウムのような大きな熱伝導係数を
有する物質から優先的に製作される。

かくしてこれらの粒子のエネルギを吸収しているこの剛
性をもつふるいの被覆は天然重合体ないし合成重合体そ
して特に炭素質樹脂、そしてワニスまたはラッカによっ
て構成されている。

この被覆は熱可塑性のクマリン系（ＣＯｕｍａｒＯｎｅ
）樹脂（コールタールから抽出された残留物）や、オレ
インや、トールオイルやトリエタノラミンの水溶液混合
物で構成可能であることが単に表示のかわりに記載でき
る。

被覆６３に対するこれらの粒子の衝突はかくして被覆が
次第に消耗する結果となる。

それ故このインゴットの溶融がおこなわれるにつれて次
第に衝突区域の移動をおこなうことが必要である。

この目的のため、ふるい６０の最上部端末壁６２は部屋
２の軸のまわりにとびとびに設置されている垂直な引張
り棒６５を取付けるため３個の軸受用ブラケットを持っ
ている。

この引張り棒６５は各おののスリーブがシール６９を収
容するエンドキャップで覆われるように、スリーブ６７
を貫通して部屋２の最上部端末壁４を横切るエンドピー
ス６６に反対側の端末で固着される。

最後に、このふるいの外側表面はこのふるいに衝突する
粒子の冷却と凝固にさらに大きな改良を達成するため冷
却剤が循環している管７０に取付けられている。

このふるいの壁に抗して例外的に扁平にされてきた粒子
のふるいに固着するのをふせぎかつそれに続く粒子もま
た固着しそして完全球体の生成に有害であるまぎれもな
い塊となるのをふせぐために、このふるいのスカート状
のふちには被覆の施された反対側の表面に電磁方式ない
し同様の一連の振動ハンマ７１が取付けられている。

各おののハンマは第２図に示すごとく柱７４の端末に固
定されている支持物７３で保持される電磁石によって構
成されている。

この電磁石に電圧をかけるとふるい６０の外側表面に固
定されている帯磁金属部分７５の吸引がおこる。

棒７７上につながったばね７６は減衰装置の機能をはた
している。

第２図提示の構造具体例では、ふるい６０のスカート状
のふち６１は円筒形でありかつこの部屋の中心軸と一致
する中心軸を持っておる。

他の代替形式のものはスカート状のふち６１が水平面に
かたむき端末壁６２に接合している円錐形部分の形状を
有する第３図に特に図解説明される設計のごときものが
自然に考えられる。

ある材質の場合、この代替形式ははねかへりのエネルギ
がこれらの粒子を環状じょうご２２によって回復されか
つ貯蔵容器（第１図図示）内に収集される前に自由落下
を可能とさせるためにあらゆる場合きわめて低い値であ
るように、被覆６３上の衝突後に粒子の放出を容易にさ
せうる。

かくして球形粒子製造用に準備され小さな横断面寸法を
有する炉は完全に一様にそろった均質な球形をうろこと
を可能とさせる。

表示のかわりに、高炭素鋼あるいはニッケル基のスパー
アロイあるいは他のチタン合金の場合、粉末化された材
料の９０％は完全な球形をしている。

従って、確得された粉末は多くの転換作用および等に焼
結作用にはるかに容易に役立っている。

ある場合、完全に球形ではなくて僅かばかり平な球状で
ある粒子をうるのが有用であると明かにすることは注目
に価いする。

このような場合、炉の部屋が内部の可動ふるいの上に内
部被覆を効果的に無しですますように採用可能である。

このふるいに接触しておこる急激な冷却作用はこの特徴
がある他の出願において重要であるように、これらの粒
子のきわめて微小結晶をうるのに十分である。

容易に理解可能であるごとく、本発明は以下に示す略図
に関して前記の構造の実施例に制限されずにかえってあ
らゆる代替形式へとひろがっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は考慮中の木戸の垂直断面図であり、第２図は第
１図に図示の炉内に設備されている剛性をもつふるいの
詳細図であり、第３図は剛性をもつふるいの他の代替形
式の構造を図解説明している。 １・・・・・・製造炉、２・・・・・・部屋、３・・・
・・・側面の円筒形殻、４，５・・・・・・皿状端末板
、６・・・・・・電子衝撃銃、７・・・・・・電子ビー
ム、８・・・・・・インゴット、９・・・・・・回転軸
、２６・・・・・・貯蔵容器、５５・・・・・・冷却液
体用管、６１・・・・・・垂直円筒形壁または円錐形壁
、６２・・・・・・最上部端末壁、６５・・・・・・垂
直棒、７１・・・・・・電磁ハンマ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 垂直軸をもつ真空気密の部屋２と、この音渥の中心
   軸に沿って取付けられかつ回転駆動する調整可能な回転
   軸９によって支持されている可溶材料のインゴット８の
   先端区域を溶融点まで加熱する装置と、この回転軸の回
   転運動下にこの溶解帯から放出される粒子の回復と貯蔵
   に供されるこの部屋に付属した容器２６、とこれらの粒
   子の凝固以前にこの溶解帯からひき出される粒子を停止
   するためこの回転軸の周囲を回転している剛性のふるい
   ６０とを有する球形粒子製造出炉１において：このふる
   いは大きな熱伝導度を持つ物質から作られかつこれらの
   粒子の衝突をうけるふるいの表面には消耗可能な被覆６
   ３が施され、その被覆は局部加熱作業によってこのふる
   い上の粒子の接触領域の表面張力を調節する蒸気雰囲気
   を衝突点の周囲につくり出すこ吉を可能とするような球
   形粒子製造出炉。 ２ この部屋内に取付けられている剛性のふるいはこの
   ふるい上に溶接あるいはろう付けされている管５５内に
   適当な冷却用液を循環することによって消耗可能な被覆
   を施している表面と反対側の表面で冷却されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の球形粒子製造出炉
   。 ３ この剛性のふるいは銅ないしアルミニウムのごとき
   良熱伝導性を有する金属性であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の球形粒子製造出炉
   。 ４ この剛性のふるいの消耗可能な被覆は樹脂製、ラッ
   カ製あるいは炭素質のワニヌ製でまたより一般的な天然
   重合体ないし合成重合体製であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の球形粒子製造出炉。 ５ この剛性のふるいの被覆はオレインや、トール油や
   トリエタノラミンを適当な割合で混合したクマリン系（
   ｃｏｕｍａｒｏｎｅ ）樹脂の水溶液によって構成され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の球
   形粒子製造出炉。 ６ この剛性のふるいはこれらの粒子の衝突区域を移動
   させるためこの部屋の中心軸に沿ってこの部屋の内部に
   移動可能に設置されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の球形粒子製造出炉。 ７ この剛性のふるいはこの部屋を密閉する最上部端末
   壁６２を真空気密方式で貫通しかつこのふるいの移動と
   同調して作動する３本の垂直棒６５またはケーブルで懸
   吊されていることを特徴とする特許請求の範囲第６項記
   載の球形粒子製造出炉。 ８ この剛性のふるいは消耗可能な被覆と反対側の表面
   で例外的にこのふるいに固着していた粒子を分離移動の
   ため適当な周波数の振動をこのふるい内部で発生可能と
   する少くとも一個の電磁ハンマ７１と接続されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の球形粒子製造出
   炉。 ９ この剛性のふるいは粒子衝突区域に垂直円筒形壁６
   １あるいはこの部屋の軸と傾斜している円錐形壁６１を
   準備されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の球形粒子製造用炉。