JPS5950721B2 - 汚染粒子物質を浄化する方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は汚染粒子物質を浄化するための装置に関する。

本発明は、特に熱間均圧プレスによる固化のため超合金
の金属粉末を作る粉末冶金分野において特に有用である
。

超金属粉末の反応性及び清浄にしておく事が必要性であ
るためこのような粉末は不活性ふんい気又は真空のもと
で製造し、かつ保管しなければならない。

不活性ふんい気を用いることがずっと経済的であるので
、これは反応性粉末を保護するために最も普通に使用さ
れる。

しかしながら、粉末が熱間均圧プレスにより固化される
前に、その粉末から不活性ガスを除去する必要がある。

保護不活性ガスの除去は主として稠密物質内に孔ができ
るのを防ぐために必要である。

熱間均圧プレス用の充填コンテナからガス抜きをする処
置の一つは、通常アルゴンガスの不活性ふんい気のもと
て粉末金属を輸送し、そして依然その不活性ふんい気の
もとて熱間均圧コンテナーを粉末で満すことがある。

ガス抜きは、ガスを排気する真空ポンプをコンテナーに
取り付けることによって達成された。

この操作は長時間を必要とし、一時間当り約１ポンドの
粉末を処理できるにすぎない。

さらに、この操作は、アルゴンガスが粉末から真空ポン
プへと自然拡散するのに基づいているので、非常に効率
が悪い。

多くの場合、望ましくない量のアルゴンが粉末内に残る
。

この改良には、アルゴンガスを抜くのを助けるために輸
送コンテナーを加熱することが含まれる。

与えられた熱エネルギーはガスの運動エネルギーを増加
させ、粉末からガスを分離するのを助ける。

粉末を加熱することによりガスがより多く除去されるけ
れども、依然として望ましくない量が残る。

さらに、次の処理の前に粉末を冷却することが必要であ
るので、処理時間において大した改良とはならない。

ガス抜き処置の極めて最近の技術は、真空ポンプに接続
されたチャンバーの加熱領域に汚染粉末を通すことを含
んでいる。

加熱領域を粉末を移動することは、ガスが物理的にくつ
・くのを避けるように粉末をさらす。

与えられた熱エネルギーはアルゴンガス原子の運動エネ
ルギーを増加させ、従って粉末からのガス放出を容易に
する。

この型式の加熱ガス抜きは、従来のガス抜き動作よりも
早く処理することができるが、この処置には、４８２℃
（９００°Ｆ）の温度に粉末を加熱することが必要であ
るという一つの問題がある。

従って、この処理をされる粉末は非常に熱く、それ故、
上述したように、次の処理をする前にその粉末を冷却す
ることが必要である。

しかしながら、粉末は、冷却が伝導によってのみ行われ
るように真空のもとにあるので、冷却は非常に妨げられ
る。

それ故、粉末が熱間均圧プレス処理において使用するこ
とができるまで、長い期間、何日のオーダーでその粉末
を保管コンテナー内で冷却しておくことが必要である。

より重要な問題は、前述した状態のもとでさえ、稠密物
質内に孔ができるのを防止するよう充分なガスを除去す
ることが加熱によってもできないということである。

本発明は、粉末金属のような粒子物質を清浄にし、かつ
ガス抜きする従来技術の方法よりも効率的な装置及び方
法を提供する。

さらに、清浄化されかつガス抜きされた粒子物質は大気
温度付近で処理され、それ故充分な高い真空のもとて熱
間均圧コンテナー内にただちに移送することができる。

前述に基づき、本発明の装置は、適当な真空ポンプに接
続される真空チャンバーを備えている。

この真空チャンバーは電界を発生する手段を備えている
。

汚染粒子物質はこのチャンバー内に導入され、かつ汚染
物を粒子物質から分離するため汚染物を電気的に荷電す
る電界が発生させられる。

この電界はまた汚染物を励起し、すなわちその速度を増
加させ、真空ポンプによって除去するのを容易にする。

帯電ガス汚染物の除去は、真空ポンプが接続されたチャ
ンバーの出口の方にガス汚染物を強制的に流す手段によ
って助けることができる。

これは、ガス汚染物の電荷と反対の電荷を有する部材か
ら成る帯電粒子吸引部材を設けることによって達成され
る。

この様にして、粒子物質は、アルゴンガス及びセラミッ
ク粉末のようなガス状その他の汚染物からす早くかつ効
果的に取り除くことができ、かっばパ室温でコンテナー
内に導入することができ、そしてこのコンテナーは、必
要ならば輸送コンテナーの代りに最終的な熱間均圧プレ
スコンテナーとすることもできる。

本発明の他の利点は、添付の図面を参照した以下の詳細
な説明から更に良く理解されるであろう。

上述したように、本発明は、汚染されている粉末に電界
を印加することにより、金属粉末のような粉末物質を浄
化し、かつガス抜きする方法及び装置を提供している。

金属粉末を浄化するために電界を使用することにより、
従来技術の方法よりも良く浄化された粉末が得られると
いうことが発見された。

さらに、回収された浄化金属粉末は大気温度であり、か
つただちに次の操作に使用することができる。

こ・に詳細に説明するように、電界を発生させるために
は、ＡＣ又はＤＣ電源のいずれを使用しても良い。

加えて、アルゴンのようなガス状汚染物をイオン化する
のに充分な強さの電界を発生することが有利であること
がわかった。

電界で粉末を浄化出来ることを説明する多数の理論が明
らかにされた。

その一つの理論は、電界が個々の粒子内に同じ電荷を発
生し、かつガスのいくつかの原子又は分子をこの粒子の
表面に付着させると云うことである。

同じ帯電物体は互いに反発するので、ガスが粒子から反
発される。

この様にして、ガスは金属粒子から確実に分離される。

いったん分離されると、依然として帯電されているガス
は、電界のもとで加速される。

言い換えると、ガスは励起される。

ガスの速度増加により、ガスが真空ポンプを通って真空
チャンバーから出る通路に入る可能性を増加する。

加えて、粉末粒子は、粉末が造られる間に静荷電を捕え
る。

従って、粒子クラスタが生じる。

これらのクラスタはガスを捕獲する傾向があるので粉末
からガスを分離するのが困難となる。

熱間均圧プレスコンテナーに向う粉末に伴うアルゴンガ
スの多くはこの様にして捕えられる。

クラスタの粒子の全てに同じ電荷を誘起することにより
、粒子は互いに反発し、かつアルゴンガスは放出される
。

不活性であるアルゴン原子はたぶんその粒子に付着せず
、動きまわると思われる。

いったんそのクラスタが解体されると、アルゴンガスは
その粒子から離れて自由に動く。

汚染粉末はいろいろな方法で帯電させることができる。

直流システムにおいては、粉末を、帯電電極の一つと接
触することにより粒子に同じ電荷が誘起される。

カソード放電によりガス汚染物をイオン化させるのに充
分な電位で動作する交流又は直流システムのいずれかに
おいても、粒子に付着しているガスに当る電子で、外殻
電子をたたき出すことができる。

電子損は粒子とガスの両方に分担されるので、電子損は
粒子とガス内の全正電荷になる。

いったん帯電すると、ガスは粒子から反発される。

電界はただちに、粒子を互いに反発させ、従ってクラス
タを解体することになる。

アルゴンガスをイオン化するのに充分な電位でこの装置
を動作させることが特に有利である。

不活性ガスの性質の故に、原子内に電荷を誘起するのは
困難である。

しかしながら、ガス、この場合アルゴンガスは、これを
イオン化することにより容易に帯電させることができる
。

それからイオン化ガスは電界内で励起され、かつ容易に
除去することができる。

この装置がガス汚染物をイオン化するのに充分高い電位
で動作するとき、ガス除去作用が生じるということが理
論化されている。

言い換えると、電子との衝突によってイオン化されたガ
ス原子、特にアルゴン原子は、電界によって加速され、
かつ粉末粒子と衝突する。

これらの衝突により、粒子の表面に付着されている他の
ガス原子を取り除く。

次に取り除かれたガス原子は、電子との衝突によりイオ
ン化し、そして加速され、他の原子と衝突することがで
きる。

この過程には何百万の原子が関係しているので、粒子は
事実上衝突ガスイオンによって除去される。

電界及び衝突により、ガス状汚染物の速度、すなわち活
性度が増加し、それ故、それらが真空ポンプ系に入り、
除去される可能性が増大する。

ガス状汚染物の除去可能性の増大は、ガス原子が（イオ
ン化により、又は誘起電荷を有することにより）帯電さ
れるという事実から生じる。

大抵の場合、ガス原子は正の電荷を有し、それ故帯電粒
子を真空ポンプの方に抜き取るために負に帯電した吸引
部材が使用される。

この吸引部材は活性度の増加したガス原子に作用して真
空チャンバーからの除去をさらに確実にする。

電界は、不活性ガスを除去するばかりでなく、水蒸気及
びセラミック粉末のような他の汚染物から粉末粒子を分
離することができ、かつ前述したように、粉末粒子を互
いに分離する。

固体状汚染物は真空チャンバーの側面にくっつくという
ことが観察された。

これは疑いもなく、チャンバーの側面が、反対に帯電し
た粉末を吸引する誘起電荷を有しているという事実によ
るものである。

どんな場合も、このような汚染物は粉末から分離され、
かつ受取りコンテナー内へは粉末と共に移動しない。

上述の理論のいずれにも粉末を浄化する経過を、最も正
確に説明する明確な指摘はない。

全てがある程度の役割を果すということは可能である。

どんな場合でも、汚染粒子を電界内で帯電させることに
より、汚染物は粉末から分離することができ、かつガス
状汚染物が容易に除去されるように励起することができ
る。

その結果、浄化粉末を造ることができる。

以上の説明は、本発明の完全な理解を助ける目的で行っ
たものである。

ここで説明した装置は、粉末金属を浄化するために案出
されているけれども、その基本概念は、粒子物質を構成
する個々の粒子よりも大きな物質を浄化するために使用
することができるものである。

図面、特に第１図を参照すると、汚染粒子物質を浄化し
、かつガス抜きする装置１０は、真空チャンバー１２を
備えている。

この真空チャンバーの上部は、ガラスのような誘電体物
質から造られた細長い中空部材１４から成る。

このガラス部材１４は、その上端に、汚染金属粉末を輸
送コンテナー２０から案内する導管１８に取り付けるよ
うになっている入口１６を備えている。

輸送コンテナーは、適当な機構（図示されず）によって
装置１０上方に支持され、そのため、ニッケルベースの
金属のような粒子物質は重力により導管１８を下方に、
かつ入口１６を通って真空チャンバー１２に流れること
ができる。

弁２２を、導管１８内に取り付けて、真空チャンバー１
２への粉末流速を制御し、かつ真空チャンバーに向う輸
送コンテナーを開閉する。

細長い中空部材１４は、一対のガス出口管２４と２６を
備えている。

図示のように、これらの出口管は、ガラス部材１４と一
体の延長部であり、そしてその内部と連通している。

出口管２４と２６は、真空分岐管２８に接続されている
。

この真空分岐管２８は真空チャンバーを排気するための
排気系の一部である。

このような排気系は当該技術分野において周知であるの
で、その詳細は割愛する。

しかしながら、この排気系は高真空、すなわち１０ミク
ロン以下の真空を作ることのできる適当な真空ポンプ３
０を備えている。

ここに説明されるべき理由のために、真空分岐管２８は
鋼のような電気的導電性物質から作られる。

分岐管２８の一つの枝管３２は一対のニップル３４と３
６を備え、かつそれらはガス出口２４と２６の端に接合
されている、枝管３２は、分岐管２８に不測に侵入する
どんな固体状粒子も重力によりトラップ３８内に降下さ
せて、真空ポンプ３０の内側への道に入るのを防止する
ように、全体的に垂直に配置されている。

加えて、フィルター４０のような一以上のフィルターを
設けて固体異物が真空ポンプ３０に達しないようにする
。

中空ガラス部材１４内に、一対のコイル４２と４４から
成る一組の電極が配置されている。

この２つのコイル４２と４４は、適当な電気ケーブル４
６と４８によって電源に、この場合には、交流発電機５
０に接続されている。

コイル４２と４４は、中空ガラス部材１４内に位置する
一対のしようご形状部分５２と５６のまわりに配置され
ている。

このじようご形状部分５２と５６は、多数の機能を果た
す。

じようご形状部分５２と５６は、中空ガラス部材１４の
中心の方に金属粉末を通して、２つのコイル４２と４４
を通って流れる金属粉末流を形成する。

またじようご形状部分５２と５６は、そのコイルを金属
粉末との直接接触から保護する。

加えて、じようご形状部分５２と５６は、ガス出口２４
と２６の入口の前に位置して、粉末粒子が真空系への道
に入るガス出口２４と２６を通って不注意にそらされる
機会を減少させる。

高電圧で動作するとき、この操作はコイル４２と４４の
間の領域で金属粉末の重大な乱れを引き起こすので、こ
の処置が取られている。

乱れによる流れのどんな分散も、粉末粒子が下部じよう
ご形状部材５６を通るとき、矯正される。

ＡＣ発電機５０は、コイル４２と４４の間に電界を発生
するために使用される。

実験的プロトタイプにおいては、発生した電界は真空チ
ャンバー１４を通って流れる金属粉末に伴うガス汚染物
をイオン化するのに充分な電位のものである。

言い換えると、真空チャンバー１２の排気後、発電機５
０は、２つのコイル間にカソード放電を生じる電位で動
作する。

適切なイオン化は、チャンバー１２内を約５−１０ミク
ロンの真空にして、発電機を略々４５ＫＶ、３０ｍＡで
動作させることによって達成できるということがわかっ
た。

これらの状況のもとでは、コイル４２と４４はカソード
放電により多数の電子を発する。

これらの電子はコイル４２と４４の極性の変化により、
最初に一方のコイルの方に、それから他方に加速される
。

急速に動く電子は金属粉末に伴うガス原子又は分子と衝
突する。

これらの衝突の多くは、ガス原子又は分子の外殻から電
子をたたき出し、従ってこれをイオン化する。

金属粉末はアルゴンガスの不活竹子雰囲気のもとに保持
されてい乞ので、粉末に伴う汚染ガスの大部分はアルゴ
ンである。

アルゴンは比較的高いイオン化電位を有し、それ放電界
が、アルゴンガスをイオン化するために充分な電位をコ
イル間に発生するべきである。

約４５ＫＶの電力により使用される装置内でアルゴンガ
スの適切なイオン化が生じるが、しかしそれよりも低い
又は高い電圧を使用することもできる。

アルゴンのイオン化電位は比較的高いので、酸素、水素
、及び窒素のような他の普通の汚染物もイオン化される
であろう。

真空チャンバー内のガスがイオン化されたとき、そのイ
オンは電界によって励起される。

ここで使用する“励起“と云う用語は、イオンが加速さ
れ、すなわち運動エネルギーの増加を受けるということ
を意味する。

イオンの速度増加により、イオンのランダムな動作が増
加することにより、それらイオンの出口２４と２６に入
る可能性を増加する。

また、イオンが真空系により除去可能であるガス出口２
４と２６の方に、イオンを強制的に動かすことが望まし
い。

この目的のために、真空分岐管２８は、正に帯電したガ
スイオンに関して負の電位に維持される。

これを達成するために、真空分岐管２８は接地接続５８
によって接地されている。

接地接続５８は単に中性接地をするだけでなく、分岐管
を負の電位に維持する。

従って、負に帯電した真空分岐管２８は正に帯電したガ
゛スイオンを吸引し、それによってそれらを出口２４と
２６を通して真空分岐管２８内に動かす。

言い換えると、分岐管２８は帯電ガス原子の吸引部材と
して役立つ。

イオンが真空分岐管の負に帯電した表面と接触するとき
、イオンは電子を捕えて、中性化される。

しかしながら、ガス原子が真空分岐管２８内に入ると、
それらは金属粉末から効果的に分離され、かつそれらが
真空チャンバー１２に戻り粉末を再汚染する可能性はほ
とんどない。

ガスイオンが金属粉末からいったん分離されると、金属
粉末を確実に再汚染しないようにするために、向極性化
された環状磁石６０と６２が出口２４と２６のまわりに
配置されている。

これらの磁石は第１ａ図に示された磁界を出口内に発生
するように配置されている。

゛第１ａ図は出口２４と向極性化された環状磁石６０の
一部を例示している。

磁石の磁極は、発生した磁界が正に帯電したイオン６４
を吸引し、かつそれを磁界を通って左から右に動かせる
ように配置されている。

イオンは右から磁界に近づくとき反発力を受けるので、
反対方向のイオンの動きには抵抗力がある。

このようにして、磁石６０は一方向ゲートとして動作し
、そして発生した磁界がイオンを左から右に動かせるが
、しかし、右から左へのイオンの動きには抵抗する。

従って、正に帯電したイオンが磁石６０と６２を通って
分岐管２８の方に通過すると、それらは真空チャンバー
１４の方向に戻らないようにされる。

別の向極性化磁石６４と６６を中空ガラス部材１４の本
体に沿って位置させることもできる。

これらの磁石によって発生した磁界は、帯電したガス原
子が粉末流の方向に真空チャンバーを通って下方に通ら
ないようにするためのものである。

磁石６４と６６はコイルの領域にガスイオンを維持する
ように作用し、そのためそれらは分岐管２８の吸引力を
受ける。

永久磁石は磁界を発生させるために使用されているけれ
ども、正しい方向の磁界は他の手段によっても発生でき
ることは明白である。

事実どんな強度の低い指向性電界も、磁石の使用によっ
て示唆された様に帯電ガス原子の動きを制御するために
使用することができる。

要するに、正に帯電したイオンがこの装置内の位置及び
希望の移動方向に従って必要とされるように吸引又は反
発する電界を発生することのみが必要である。

また、固体がガラス部材１４の内部表面上に集まるとい
うことに気づいた。

これらの固体は、製造中に粉末を汚染したセラミック粉
末のようである。

実験用プロトタイプにおいて、この装置内で処理された
粉末は原子化により作られた。

原子化装置はセラミック部分を含み、その一部が破壊さ
れ、粉末内に入るかもしれない。

非常に小さなセラミックはこりが観察されたけれども、
それは粉末から分離されている。

ガラス部材１４の壁は静電荷が誘起され、従って壁上に
帯電した固体が集まることの説明となる。

どんな場合にも、この装置はガス状汚染物と共に固体を
粉末から分離するのに効果的である。

粉末の処理にあたり、輸送コンテナー２０をあらい真空
にするのが有利であることがわかった。

これは輸送コンテナー２０上のニップル７０に真空分岐
管２８の枝管６８を接続することによって達成される。

弁２２を開き、粉末を真空チャンバー１４内に流す前に
、真空チャンバー１４と輸送コンテナー２０の両方が排
気される。

もちろん、はんのわずかのアルゴンが粉末によって捕え
られたままであるので、あらい真空のみが輸送コンテナ
ー内に生じる。

しかしながら、他の汚染物と共に残っているアルゴンは
、粉末が真空チャンバー１４内の電界を通過するとき除
去される。

ＡＣ電源のみを使用するのが可能であるけれども、この
装置は真空チャンバー１２内に第２の領域を含み、かつ
ここで粉末は別の電界を受ける。

この第２の電界により、第１の領域で粉末から分離され
なかったどんなガスも確実に除去される。

第２の領域７２は、第１の部材１４と同様に、ガラスの
ような誘電体物質から作られたＹ形状部材７４を備えて
いる。

このＹ形状部材７４の一つの枝部７６は、銅のような電
気的導電物質から成るスリーブ７８によって第１の部材
１４に結合されている。

電極８０はスリーブ７８に接合され、かつスリーブ７８
から下方にＹ形状部材７４の第１のアーム７６を通って
伸びている。

電極８０は樋又はシュート形状に形成されている。

この電極８０はその上を粉末金属が移動する長く延びた
輸送表面を構成している。

電極８０は電気ケーブル８４によって直流発電機８２の
一方の端子に接続されている。

いかなる直流電源でも使用することができるが、この実
験的フ’ｏ トタイプにおいては直流発電機が使用され
ている。

Ｙ形状部材７４の第２のアーム８６は真空分岐管２８の
別の枝管８８と連通している。

銅のような電気的導電物質から成るスリーブ９０はアー
ム８６の端に接続されている。

次に、スリーブ９０は、枝管８８と銅スリーブ９０の間
に挿入された非導体のガラススリーブ９２によって分岐
管２８の枝管８８から電気的に絶縁されている。

電極９４は第２のアーム８６内に位置させることもでき
。

る。

この電極９４は電気ケーブル９６を通してＤＣ発電機８
２の第２の端子に接続されている。

あるいは、ケーフ゛ル９６は、スリーフ゛９０自身か゛
電極として役立ち、かつ電極９４を不要にできるように
銅スリーブ９０に直接取り付けることもできる。

この装置の一つの実施例においては、真空チャンバーの
第２の領域の２つの電極８０と９４は、表面構成電極８
０が正に帯電され、かつ他の電極９４が負に帯電される
ように配置された。

１０乃至３ＱＫＶの電圧が２つの電極間に印加された。

これらの状況のもとで、２つの電極間の電位差はカソー
ド放電を生ヒさせるのに充分である。

従って、電子が負の電極９４から離れ、かつ正の電極８
０の方に流れる。

粉末は２つの機構によって清浄にされる。

正の電極８０の方に流れる電子は、粉末が電極間に流れ
るとき粉末と共に残るガス原子と衝突する。

従って、ガス及び粉末は正味正電荷を受は取り、そして
イオン化されたガス原子は反発し、かつ負の電極の方に
吸引される。

正の電極８０はまた残っているクラスタ内に同じ電荷を
誘起して、それらに捕えられていたガスを放出する。

この放出ガスはそれからイオン化される。

どんな場合にも、得られた希望の結果は、粉末と汚染物
の少くとも一方が電気的に帯電されて、汚染物を粉末か
ら分離すると云うことである。

この装置はまた電極荷電を反転して動作させた。

適切なガス抜きがまた観察された。

粉末が真空チャンバー１２の第１の領域（これはガラス
部材１４によって構成されている）を通って降下した後
、金属粉末及びどんな残りの汚染物もスリーブ７８に入
り、そして電極８０を構成する表面に出合う。

粉末は電極８０を下方に流れ、Ｙ形状部材７４の２つの
アーム７６と８６の交点の方に運ばれる。

上述したように、粉末は正に帯電した電極８０と直接に
接触するので、正の電荷が粉末及びそれに付着したガス
に誘起される。

粉末が２つのアーム間の交点に入るので、それはまた負
の電極９４から発した電子により衝突される。

電子はガスと衝突し、それをイオン化し、そしてさらに
染染物を帯電させる。

それ故、ガスはたぶん粉末から反発され、そして上述し
たように、枝管８８を含む真空分岐管が負の電位に維持
される故に、Ｙ形状部材７４の第２のアーム８６を通し
て上方に吸引される。

自由移動アルゴン原子はまたイオン化され、同じ様にし
て除去される。

面接性化磁石９８はＹ形状部材７４の第２のアームのま
わりに配置されて、前述した磁石と同じ様に一方向ゲー
トとして役立つ。

金臭質的に清浄化され、かつガス抜きされた粉末は電極
８０から、導管１００を通して受は取りコンテナー１０
２に降下する。

導管１００は受は取りコンテナー１０２への道を開き、
かつ閉じるための弁１０４を備えている。

コンテナーがガス抜き金属粉末によって満たされると、
弁１０４は閉じ、かつコンテナー１０２は密封される。

ガス抜き装置の実験的プロトタイプは、２つの電界のう
ちいずれか一つ、すなわちＡＣ又はＤＣ電界のいずれか
を使って成功裡に動作した。

それ故、ＡＣ電界又はＤＣ電界を使用するガス抜き装置
を構成することが可能であり、あるいは第１図に示され
るように、両方の電界を使用する装置を用いることもで
きる。

両方の電界の使用は最も効果的なガス抜きを確実にする
ために望ましいものであるが、しかしながら多くの目的
のためには、単一の電界を使用することによって生じた
ガス抜きレベルが適切である。

多くの場合、ガス抜き操作と関連して電界を使用するこ
とにより、従来使用されてきたガス抜き処置よりもずっ
とすぐれた結果を生じた。

言い換えると、受は取りコンテナー１０２内に集められ
た粉末は、他のガス抜き装置によって生じた粉末よりも
低濃度のガス汚染物しか有しない。

しかしながら、この粉末は実質上大気温度にあり、それ
故、更に次の処理をただちに行うことができる。

事実、受は取りコンテナー１０２は、固化段階で使用さ
れる熱間均圧プレスコンテナーでもよい。

粉末が熱処理によってガス抜きされたとき、熱間均圧プ
レスコンテナー内に金属粉末を直接装填することは、不
可能でないとしても、これまで゛困難で゛あった。

受は取りコンテナー１０２及びその近辺内に得られた真
空度を監視するために、導管１００の枝管１０８に接続
された真空ゲージ１０６を使用する。

この装置においては、この系内の囲周抵抗を測定する真
空ゲージを使用したが、しかし他の適当な真空ゲージを
使用することもできる。

受は取りコンテナー１０２内の３乃至５ミクロンの真空
は前述したガス抜き装置を使って容易に達成できるとい
うことがわかった。

このガス抜き装置は、周知のニッケル・ベースの超合金
粉末ｌＮ１００のような超合金性金属粉末を清浄化し、
かつガス抜きするのに有効であった。

しかしながら、ステンレス鋼のような他の型式の金属粉
末もこの様にしてガス抜きできる。

もちろん、鋼粉末は磁性を帯びて、粉末が磁石に吸引さ
れるので、一方向磁性ゲートを用いることは不可能であ
るかもしれない。

しかしながら、ガス状汚染物を帯電させるためにガス状
汚染粉末が電界を受けることの基本的概念を依然として
使用することができるので、これは大きな欠陥ではない
。

ガス状汚染物が最初に帯電され、それから励起されるか
ぎり、それらは、加熱に頼る装置よりもずつと容易に粉
末から分離され、かつ真空系により除去することができ
る。

もちろん、特別の設計の実験的プロトタイプは、この装
置がこれらの線に沿ってのみ作ることができるというこ
とを示唆してはいないということが認められよう。

本発明の基本的技術思想をここに開示した内容を参考と
することにより、他の設計もまた当該技術には明らかで
あろう。

例えば、粒子物質を浄化し、かつガス抜きする装置の別
の実施例が第２乃至５図に示されている。

この装置は前述したのと同じ原理で動作する。

すなわち、ガス抜きは汚染されている粒子物質に電界を
印加して、ガス状汚染物を帯電させ、かつ励起すること
によって達成される。

この第２の実施例の重要な利点は、そのパッケージ方法
にある。

加えて、この第２の実施例の構成は、第１の実施例で有
力な多くの金属−ガラス接続を採用していないことであ
る。

不可能な仕事ではないけれども、金属とガラススリーブ
の間を密封することは困難である。

従って、このような接続は、第２の実施例においては新
規な構成方法によって除去されている。

さらに、第２の実施例の構成は簡潔なひとまとめになり
、かつそれは前もって組み立てられた構成内にユニット
として容易に取り向けることができる。

特に、第２乃至５図を参照すると、装置１１０が真空チ
ャンバー１１２を備えている。

真空チャンバー１１２は、一対の部分１１４とと１１６
を接合することにり形成される合体的に円筒状のスリー
ブから成る。

このスリーブ１１４と１１６はガラスのような誘電体物
質から作られる。

図示の実施例においては、スリーブはアメリカの製造業
者によって造られたボロシリケートガラス（商標Ｐｙｒ
ｅ幻から作られる。

部分１１４と１１６の間に電極１１９が配置されている
が、その目的は詳細に後述する。

第２，４図に示すように、電極１１８は円盤形状をしか
つその両側に内方向に伸びるみぞ１２０と１２２を備え
て、その中にガラス部分１１４と１１６の端を受けとめ
ている。

この接合点で真空チャンバーを密封するために、シール
１２４及びＯＩＪング１２６から成る密封手段が環状み
ぞ１２０内に位置している。

上側部分１１４の他端は、上端キャップ１２８によって
閉じられている。

上端キャップ１２８は上側スリーブ１１４の端を受けと
るための環状みぞ１３０を備えている。

このみそはまた、上端キャップ１２８をガラス部分１１
４に密封するためシール１３２とＯリング１３４から成
る密封手段を備えている。

下端ガラス部分１１６の下端を密封するために下端キャ
ップ１３６が設けである。

この下端キャップ１３６はまた環状みぞ１３８を備え、
かつそれはシール１４０とＯリング１４２から成る適当
な密封手段を備えている。

第３図に示すように、上端及び下端キャップ１２８と１
３６は三角形状をしている。

この組立体は３つの連結バー１４６によっていっしょに
保持されている。

この目的のために、三角形状端キャップ１２８と１３６
の各コーナーに連結バーのねじをきった端を受けとめる
ための穴１４４を備えている。

この穴１４４は端キャップを互いに電気的に絶縁するた
めの絶縁ブッシング１４５を含んでいる。

連結バー１４６の端はナツト１４８を受けとめるためね
じが切っである。

連結バー１４６はナツト１４８によって端キャップ１２
８と１３６をいっしょに引っ張り、従って部分１１４と
１１６及び他の要素との間の密封を完全にする。

真空チャンバー１１２内に、端キャップ１２８と１３６
の間に支持される細長い管１５０が配置されている。

内部管１５０はガラスのような誘電体物質から作られて
いる。

本発明の好ましい実施例においては、細長い内部管１５
０はアメリカの製造業者に造られた９６％シリカガラス
（商標Ｖｙｃｏｒ）から造られる。

第２図に示すように、管１５０の上端は上端キャップ１
２８の穴１５２内に位置している。

そしてこの上端キャップ１２８は、管１５０内に汚染粒
子物質を導入するため、管１５０の上端と連通ずる入口
１５４を備えている。

入口１５４は、第１図に示された輸送コンテナー２０の
ような輸送コンテナー等に取り付けるようになっている
。

上端キャップ１２８はまた、真空チャンバー１１２の内
部と連通するガス出口１５６を備えている。

ガス出口１５６は適当な配管（図示されず）を通して真
空ポンプ１５８に接続されている。

先の実施例のように、電界発生手段が備えられている。

従って、真空チャンバーの第１の上側領域は３つのコイ
ル１６０から構成できる一組の電極を備えている。

３つのコイル１６０は管１５０の３つの枝管１６２内に
位置している。

枝管１６２は管１５０の本体から上方、かつ外方向に伸
びる。

コイル１６０はこの様に位置して、内部管１５０を通っ
て降下する粒子物質が直接衝突することのないよういな
っている。

コイル１６０に電力を供給するために、部分１１４は３
つのニップル１６４を備えている。

各ニップル１６４は、ねじをつけたキャップ１６８を受
けとめるようになっている外側にねしすしを切ったカラ
ー１６６を支えている。

ねじ付きキャップ１６８はコイル１６０のための端子と
して役立ち、かつワイヤ１７０はコイル１６０からキャ
ップ１６８に伸び、かつねじ１７２によってそこに取り
付けられている。

リード線１７４は別のねじ１７６によってキャップ１６
８の外部に接続されている。

ニップルのまわりの漏洩はシール１７８によって防止さ
れる。

リード線１７４は、ＡＣ発電機のような交流源に接続さ
れている。

３つのコイル１６０を使用する場合に、３相電流を使用
することができる。

真空チャンバーが不充分に排気されるときに電気的放電
が生じるように、高電圧、低電流がコイルに供給される
。

ガス抜き装置の第１の実施例のように、荷電コイル１６
０は粒子物質の通路内に電界を発生する。

コイルからの電気的放電、すなわち急速に動く電子によ
り、ガス汚染物のイオン化が生じ、かつその結果粒子物
質から汚染物を分離する。

真空チャンバー１１２の第２の領域内に別の電界を発生
させることが有利であるかもしれない。

第２の領域内の電界は電極１１８を使用することにより
発生する。

第２，４図に示すように、電極１１８は内部管１５０が
貫通する中央開孔１８０を含んでいる。

電極１１８はまた複数の開孔１８２を含み、かつそれは
管１５０を取り巻く上及び下スリーブ部分１１４と１１
６内のスペース間を自由に連通させている。

電極１１８の重要な特徴は、それが四面１８３を含むと
いうことである。

印加電圧が電気的放電をするのに充分なとき、電子は負
の電極、すなわちカソードから射出する。

電子はカソードに関して垂直に射出する。

電極１１８はカソードであることを意図しているので、
表面１８３が電子を射出する。

移動方向の知られた発生電子を利用することにより、表
面１８３の湾曲、及び正に帯電した電極からの間隔は、
電子流が正に帯電した電極上に適切に焦点を結ぶことが
できるように変えることができる。

下端キャップ１３６は管１５０を下方に出口１８６内へ
を降下する粒子物質を通す先細の穴１８４を含んでいる
。

出口１８６は、前述した第１の実施例のように受は取り
コンテナー（図示されず）に取り付けるようになってい
る。

管１５０はムード形状部材１９０によって部分的に閉じ
る先細端１８８を含んでいる。

ドーム形状部材１９０は第２の電極として働く。

第５図に示されるように、このドーム形状部材１９０は
、柱１９２が管１５０の開端内に適合するように、例え
ば１９４で切り目をつけた３つの上方に伸びる柱１９２
を含んでいる。

しかしながら、管１５０の端はドーム形状電極１９０の
上部表面から垂直に離される。

ドーム形状電極１９０はまた、粒子物質を電極１９０に
より出口１８６に通すための通路を構成する脚１９８間
に円弧削除部１９６を含んでいる。

図示のように、脚１９８は端キャップ１３６の先細穴１
８４の側面に係合する。

内部管１５０を下方に降下する金属粉末のような粒子物
質は、ドーム形状電極１９０の頂に落下し、かつ半球形
状電極１９０の表面を横切って柱１９２間のスペースを
通して外方向に流れる。

粒子物質は電極１９０を横切って流れるので、それは他
の電極１１８にさらされる。

それから粒子物質はドーム形状電極１９０から円弧削除
部１９６を通して落下し、そして出口１８６を通って受
は取りコンテナー内に降下する。

要するに、ドーム形状電極１９０は延長輸送表面を構成
し、かつその上を粒子物質が移動する。

電界を発生するために、電極１１８はワイヤリード２０
０によってＤＣ発蒙機のような適当な電源の負側に接続
されている。

下端プレート１３６は、下端プレート］３６を正の電位
に維持するためにワイヤリード２０２を通して接地され
る。

ドーム形状電極１９０と下端プレートの両方は銅のよう
な電気的導電性物質から作られ、かつ２つの部材は接触
しているので、ドーム形状電極１９０は端プレート１３
６と同じ電位である。

２つの電極間の電位は電極１１８の凹面１８３から電子
を発し、半球形状電極１９０の方に流すのに充分大きく
することができる。

操作について説明すると、この装置は第１の実施例で説
明したように真空ポンプ１５８によって排気される。

次いで、汚染粒子物質は入口１５４を通って導入され、
そして管１５０を降下させられる。

粒子物質はコイル１６０によって第１の領域でＡＣ電界
を受ける。

この領域において、粒子物質に伴うガス原子は電子と衝
突し、従ってそれらをイオン化する。

帯電ガス原子は粒子から反発され、あるいはイオン化原
子は粒子からガス原子をたたき出す。

分離されたガス原子は電界によって励起され、かつそれ
らが真空系に入る機会が増大する。

上端ギャップ１２８はイオン化されたガスに対して負の
電位に維持されて、真空系の方にガスを引っ張ることが
できる。

これは端キャップ１２８を接地に接続することにより、
又は真空系へ配管を接地することによりなすことができ
る。

正に帯電したガス原子は管１５０の枝管１６２を通して
、かつ上方にガス出口１５６の方に、負に帯電した端キ
ャップ１２８に吸引される。

吸引手段として役立つ負に帯電した部材を提供すること
のみが必要であるので、この概念を使う多くの実施例が
考えられるであろう。

要するに、吸引手段は帯電ガスを出口１５６に吸引して
、真空ポンプ１５８による真空チャンバーからの除去を
容易にする。

粒子物質は管１５０を通って下方に降下し続け、ドーム
形状電極１９０に出合う。

粒子物質は表面を横切り、柱１９２を通り、切欠部１９
６の方に流れる。

上述したように、２つの電極１１８と１９０の間の電位
差は、負電極１１８からドーム形状電極１９０の方に下
方に電子を流すのに充分高くすることができる。

電子はドーム形状電極′１９０の表面の方に流れ、それ
故、粒子物質と共に残っているどんなガス原子にも衝突
し、イオン化する。

加えて、残っているどんなりラスタも、電極１９０によ
り誘起した電荷により破壊され、その中に捕えられてい
るガ゛スを放出する。

イオン化されたガスは負に帯電した電極１１８及び負に
帯電した上端キャップ１２８によって吸引される。

それによってイオンは、管１５０の外部と部分１１４，
１１６の内部との間のスペースによって構成された通路
を通して上方に加速される。

イオンが電極１１８によって中性化された場合に、それ
らは上方向のガスイオンのクラスタ流れによって出口１
５６の方に上方に運ばれるが、又は電子流によって再イ
オン化される。

粒子物質からの分離はまた、電極１９０によりガス及び
粒子物質内に誘起した電荷によりイオン化することなく
、生じるかもしれない。

どんな場合にも、ガスは粒子物質に再結合する機会をほ
とんどもたない。

粒子物質は切欠部１９６の方に流れ続け、かつそこでそ
れは先細穴１８４内に降下する。

そこから、粒子物質は出口１８６を通って受は取りコン
テナー（図示されず）内に流れる。

コンテナーが実質上浄化され、かつガス抜きされた粒子
物質によって満たされるとき（それは大気温度にある）
弁（図示されず）は閉じ、そして満たされかつ排気され
たコンテナーは別の操作のために除去される。

要約すると、前述した２つの実施例は現在本発明者に知
られた本発明の教えを実施する最良の例であるが、多く
の他の実施例が可能である。

本発明の基本は真空チャンバー内で汚染物質に電界を印
加することにより、粒子物質を浄化し、かつガス抜きす
ることから成る。

この装置により、汚染物は粒子物質から容易に除去する
ことができる。

これが生じる正確な機構は思索されるけれども、有利な
結果は明白である。

本発明の実施例は単に例示的なものであり、また本明細
書中での用語は、本発明を説明する上で使用したもので
あり本発明を限定的に説明するものでないことは勿論で
ある。

従って、本発明の多くの他の実施例が以上の教示に照ら
して可能である。

それ故、本発明は特許請求の範囲の精神内で、特に前除
した以外に実施できるということを理解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る粒子物質をガス抜きするための
装置の断面正面図、第１ａ図は、第１図に示す装置の詳
細を一部破断して示す断面図、第２図は、本発明に係る
粒子物質をガス抜きするための装置の別の実施例の断面
正面図、第３図は、第２図の線３−３に沿った平面図、
第４図は、第２図の線４−４に沿った横断断面図、そし
て第５図は、第２図の線５−５に沿った断面図である。 １２・・・・・・真空チャンバー、１４・・・・・・中
空ガラス部材、１６・・・・・・入口、１８・・・・・
・導管、２０・・・・・・輸送コンテナー、２２・・・
・・・バルブ、２４．２６・・・・・・ガス出口管、２
８・・・・・・分岐管、３０・・・・・・真空ポンプ、
４２，４４・・・・・・コイル、５０・・・・・・ＡＣ
発電機、６０，６２・・・・・・磁石、８０，９４・・
・・・・電極、８２・・・・・・ＤＣ発電機、１０２・
・・・・・受は取りコンテナー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス吸着粉末物質を常に真空ポンプに依り排気され
   ている真空チャンバー内に入れ、上記ガス吸着粉末物質
   に電界をかけてガス原子に荷電してこれを上記粒子物質
   から放出せしめ、この荷電されたガス原子を真空の作用
   に依り且つ荷電されたガス原子を真空ポンプへ向って移
   動させる電位を確立して該荷電されたガス原子の除去を
   容易にさせる事とに依り真空チャンバーから除去し、本
   質的にガス抜きされた粉末物質を集め、これを実質的に
   ガス抜き状態に保つ事より成るガス抜き方法。 ２ 少く共１部分がガスによって汚染されている粉末物
   質からガス抜きする装置に於いて、真空チャンバー、該
   真空チャンバーを排気するための真空ポンプ手段、前記
   チャンバー内に電界を発生する手段、上記真空ポンプ手
   段に連結され、該ポンプ手段よりガスを除去出来る様に
   したガス出口手段、粉末物質を前記真空チャンバー内に
   導入し、粉末物質に前記電界を印加してガス原子に荷電
   して該ガス原子を前記粒子物質から放出させ、そして前
   記ガスを前記チャンバーから上記出口手段を通して除去
   するのを容易にする様に前記電界によって励起する入口
   手段、然して上記電界を発生する手段には帯電したガス
   原子が上記真空チャンバーから除去されるのを容易にす
   る様に上記ガス出口手段の方へ向けて移動させる荷電手
   段を含み、前記チャンバー外にガス抜きされた粉末物質
   を導き該粉末物質を受は取りかつ集め、これを実質上ガ
   ス抜き状態に維持する粉末物質出口手段とを具備する事
   を特徴とする粉末物質のガス抜き装置。