JPS6044038A - プラズマジェットへの微粒子材料注入方法及びこれに使用する装置 - Google Patents

プラズマジェットへの微粒子材料注入方法及びこれに使用する装置

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JPS6044038A
JPS6044038A JP59152745A JP15274584A JPS6044038A JP S6044038 A JPS6044038 A JP S6044038A JP 59152745 A JP59152745 A JP 59152745A JP 15274584 A JP15274584 A JP 15274584A JP S6044038 A JPS6044038 A JP S6044038A
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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】 く技術分野〉 本発明は、例えばプラズマジェットの様な熱気流に少な
くとも１本の微粒子材料流を注入する方法および装置に
関する。又、本発明は、この熱気流への微粒子材料注入
方法を利用する装置及び熱気流を利用するあらゆる種類
の反応処理装置にも関する。
〈従来技術及びその問題点〉 時としてプラズマ化学と呼ばれる種々の化学的な反応処
理（溶解、再結晶、高融点材料の塗布等）３− は近年になって発展させられたもので、粉末、溶液等の
微粒子材料とプラス゛マシ゛エツトとが用いられる。こ
の技術では、一般に試薬と呼ばれる微粒子材料がプラズ
マジェットよりなる熱気流に注入される。
その注入の結果得られる物の品質、試薬の注入にとって
は、その熱気流に試薬が均一に分布し、かつ、完全に溶
解することが特に重要なことである。今日では、ブラズ
゛マシ゛エツトは高速であり、解決されるべき試薬の注
入という問題は微妙な問題であることが知られている。
特に、溶液又は粒状の小滴（その寸法は数ミクロンから
１０００ミクロンと種々である）を２０００℃ないし６
０００℃の温度と１ないＬ２０バールの圧力とを有する
プラズマジェットに注入する場合にはそうである。
プラズマジェットに試薬を注入する方法としては、既に
いくつかの別の方法が提案されており、これらの方法で
は、プラズマ化される物質、例えば高圧ガスへの試薬の
注入はプラズマ発生装置で４− のプラズマ化する段階、又はその前後の段階で行なわれ
ている。
プラズマ発生装置よりも前の段階で試薬を注入する第１
の場合、いくつかの問題、特に、プラズマジェットが高
速であるために高温のそれと低温の試薬とを混合させる
という問題が避けられる。
他方、この方法では、試薬をプラズマ発生装置に通さね
ばならないので、プラズマ発生装置の壁や電極と反応す
るおそれがある試薬を用いることはできない。更に、そ
の様な注入に適した構造のプラズマ発生装置にのみ利用
で外る。
プラズマ発生装置の下流で注入する場合には、別の操作
方法が可能である。流動床を形成し、その中にイ１加的
な容器中で懸濁化された試薬の粒子を含ましめ、それら
の粒子を熱気流に送る。そのために、熱気流の速度に起
因する上述の問題に出合うことになる。又、粒子は熱気
流中で重力によって降下させられることになる。そのう
え、試薬の粒子の熱気流への混合は僅かだけであり、大
部分の試薬の粒子はそれから反発する傾向がある。
〈本発明の目的〉 本発明の目的は、これらの欠点を党服し、熱気流中に試
薬が完全に均一に溶解される様にすることである。
〈本発明方法の構成〉 本発明に係る熱気流への微粒子材料注入方法は、上述の
目的を達成するために、プラズマジェット等の熱気流の
経路中にスクリーンを挿入し、このスクリーンに該熱気
流の周りに複数個のオリアイスを適当な間隔を置いて配
置し、これらのオリフィスを貫通させることにより該熱
気流を少なくともほぼ同方向に向く複数本の各初歩流れ
に分流させ、少なくとも部分的にいくつかの」二記オリ
フィスで取り囲まれる少なくとも１個のノズルに微粒子
材料流を導入して、」二記各初歩流れとほぼ同方向に向
けられ、上記熱気流の初歩流れの少なくともいくつかに
よって取り囲まれた少なくとも１本の微粒子材料流を形
成するという手順をふむ。
〈本発明装置の構成〉 本発明の第１の装置は、」二連の熱気流への微粒子材料
注入方法を実施するために、板状の本体に熱気流を分流
させるための複数個のオリフィスとこれらオリフィスに
より少な（とも部分的に取り囲まれた少なくとも１個の
ノズルとを設け、」二記オリフィス及びノズルの細心を
ほぼ同方向に向け、上記ノズルに微粒子材料を供給する
供給路を上記本体の内部に形成する。
又、本発明の第２の装置は、プラズマジェット等の熱気
流４を発生させる熱気流発生装置１と、その熱気流４と
反応処理される少なくとも１種の微粒子材料を供給する
微粒子材料供給装置とを備える熱気流への微粒子材料注
入装置において、」二記本発明の第１の装置よＩ）なる
スクリーンを上記熱気流の進路中に挿入することを特徴
とする。
〈本発明の効果〉 この様に構成された本発明の第１又は第２の装置によれ
ば、上記熱気流が本体又はスクリーンのオリフィスによ
ってほぼ同方向に向って流れる複数本の初歩流れに分流
させられるとともに、少なくとも１流の微粒子材料の流
れが少なくとも部分７− 的に−に記初歩流れに取り囲まれる状態で上記初歩流れ
と同方向に流れ出させられる本発明の方法の手順を実施
でた、この様な手順によれば、熱気流中にほぼ同軸心状
に微粒子材料の流れを形成でと、熱噴流と試薬との拡散
状態が最適となり、混合流の均一化が促進される一方、
熱気流に全ての試薬粒子を来せ、反応させることができ
るのである。
混合流の拡散及び均一化を一層改善するために、？＆較
壬子材料流れも複数の初歩流れに分流しで少なくとも部
分的に熱気流の初歩流れを形成するためのいくつかのオ
リフィスで取り囲まれる複数のノズルに送ることが有利
である。
この様な微粒子材料の分流はそのスクリーンをプラズマ
が通過する段階又はそれよりも上流で行なわれる。
更に、１つの熱気流に複数の試薬を注入できる様にする
ためには、各種の微粒子材料流を受け入れる複数のノズ
ルを設け、各ノズルを少なくとも部分的に熱気流の初歩
流れを形成するためのいくつかのオリアイスで取り囲ま
せる。
８− 微粒子材料流が熱気流の初歩流れと同方向に注入される
か、それに逆流する方向に注入されるかは行なわれる反
応処理による。
上記各供給路は、微粒子材料供給装置と接続するために
、好ましくは本体又はスクリーンの周面に個別的に又は
共通に開口さぜられる。
上記本体又はスクリーンは複数の板を組み立でることに
より形成できる。接合面間での熱伝達か低くなることを
避けるためには上記本体又はスクリーンを１枚の厚板で
構成することが好ましい。
本発明の第１の装置、即ち、本発明の第２の装Ｍρスク
リーンは、例えばセラミックスなどの耐火栢で形成すれ
ばよい。熱気流の温度が約２０００℃をこえない場合に
は特にそうである。この場合、冷却装置を設ける必要は
なく、本体又はスクリーンの全体にわたってオリフィス
やノズルを自由に配置でトることになる。他方、熱気流
の温度か３０００℃台又はそれを」−Ｈる場合には、銅
などで造られた冷却スクリーンを用いなければならない
。その場合、冷却液を循環させるために本体又はスクリ
ーン内部に冷却液用通路を設ける必要がある。これによ
りそのオリフィスやノズルの配置に関して制限がりえら
れることになる。しかし、この制限は微粒子材料供給用
の供給路と冷却液循環用通路とを異なる平面の−にに配
置させることにＪ：り緩和される。
熱気流の初歩流れを形成するためのオリフィスの径は同
じでも異なっていてもよい。」―記スクリーンを挿入す
ることにより熱気流の温度又は圧力がその−１−流側と
下流側とで同じになっても、異なっていてもよく、後者
の場合にはスクリーンの下流側の熱気流が上流側に比べ
れば異ならせられる様に構成してもよい。
熱気流の初歩流れを形成するためのオリフィスは、例え
ば、内的形、円錐形、コンバージェント・ダイバージエ
ンド結合形など、どの様な形にしてもよい。熱気流の分
流を促進するものであればそのｌ１ｆｉの形であっても
よい。それらオリフィスの軸心は熱気流の中心軸心に平
行であっても、例えば初歩流れがその中心軸心に向って
収束させられたり、それを中心に旋回流を形成するよう
に傾斜させられていたりしでもよい。
同様に、試薬を注入するためのノズルはプラズマジェッ
トの中への試薬の混入を促進する様な形でありさえすれ
ば、円筒形でも、円錐形でもよい。
試薬の拡散度を改善するために霧化具を設けることもで
きる。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づト説明する。
第１図及び第２図にそれぞれ概略的に示された本発明に
係る熱気流への微粒子材料林料注入装置は、プラズマジ
ェット４を軸心５に沿って出力するプラズマ発生装置１
グを備える。プラズマジェット４の進路−にに、該ジェ
ット４を少なくとも実質上平行な初歩流れ７に分流し、
かつ、供給装置１０により送り出された微粒子材料９を
これらの初歩流れ７に少なくとも実質−に平行な１本又
はそれより多数本の初歩流れ８にして流出させるために
注入装置（スクリーン）６が挿入される。これにより、
該注入装置６の下流側では、プラズマツエン１１− １と微粒子材料９との相互作用及び／又は反応が結合し
て行なわれる結果、均一な噴流１１を得る二とができる
。
第１図の装置では、微粒子材料９の初歩流れ８は熱気流
の初歩流れ７と同じ方向で、結果的に生じる均一な噴流
１１に向けられでいる。他方、第２図の装置では、微粒
子材料９の初歩流れ８は熱気流の初Ｊｊｊ流れ７とは逆
にプラズマジェット４に向けられている。この場合、初
歩流れ８から出て米た微ネＳｆ子材Ｉ４９は注入装置６
を通って熱気流の初歩流れ７によって下流に運ばれる。
Ｐｔ５３図ないし第６図に示された一１―記注入装置６
の一実施例は、板状の本体１２を備える。この本体の中
心の周りには貫通孔よりなる複数のオリフィス１３が設
げられる。ここでは各オリフィス１３はコンパーツエン
ド・グイバージエンド結合形であり、互いに直交する直
線を有する十文字」二に配列されている。これらのオリ
フィス１３によって熱気流から複数の初歩流れ７が作ら
れるのである。
更に、この注入装置６は、オリフィス１３の開１２− に盲穴よりなるノズル１４を備え、該ノズル１４を本体
１２内に形成した供給路１５を介して１個又はそれより
多数個の供給装置１０に接続される。
１６は接続具である。」二記ノズル１４の内部には霧化
器１７が配設され、この霧化器１７から微粒子材料の初
歩流れが噴霧される様になっている。
その結果、微粒子材料は中立又は反応に加わる噴霧ガス
によって運ばれる。
最後に、冷却液を循環させるために本体１２内に冷却液
通路１８が設けられ、その冷却液の供給と排出のために
マニアオルト１９及び２０か設けられる。
図示の例では、４個の霧化器１７がオリフィス１３が並
らぶ十文字形の二等分線−Ｌにその中心から等しい距離
の箇所に配置されている。
第３図ないし第６図に示した実施例は、もちろん限定的
なものではなく、プラズマジェットの温度が３５００°
Ｃ台でその圧力が５バール、粒径が数ミクロンから５０
０ミクロンの範囲の混合粉粒体専用のものである。この
場合、本体１２は銅製であり、冷却液には高速で冷却液
通路１８を循環する水か用いられる。
徽釣子材ト１を供給するための供給路１５は本体１２の
周面に個別的に（接続具１６を介して）開「１さぜられ
ているので、接続具１６を異なる微粒子月利の供給源に
接続することかでき、その結果、／スル１４．１７か熱
気流の中に異なる徽ネで！子材料を噴−１けることにな
り、数種の微粒子材料を注入することか容易となること
は特記すべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２図はそれぞれ本発明に係る熱気流への微粒
子＄４１＋注入方法及び装置の各実施例の概略構成図、
第３図は本発明に係る注入装置の一実施例の正面図、ｆ
ｔ５４図、第５図及び第６図はそれぞれ第３図のＩＶ−
ＴＶ線、■−Ｖ線及びｖｒ−■線に沿う断面図である。 ４・・・熱気流、６、スクリーン、１０・・・微粒子材
料供給装置、１２・・・本体、】３・・・オリフィス、
１・１・・・ノズル、１５・・・ｆノ（船路、１７・・
・ノズル、１８・・・冷）：１１液用通路網。 １５−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　プラズマジェット等の熱気流の進路に１枚のスク
    リーンを挿入し、このスクリーンに該熱気流の周りに複
    数個のオリフィスを適当な間隔を置いて配置し、これら
    のオリフィスを貝通させることにより該熱気流を少なく
    ともほぼ同方向に向く複数本の各初歩流れに分流させる
    とともに、少なくとも部分的にいくつかの上記オリフィ
    スで取り囲まれる少なくとも１個のノズルに微粒子流を
    導入して、上記各初歩流れとほぼ同方向に向けられ、上
    記熱気流の初歩流れの少なくともいくつかによって取り
    囲まれた少なくとも１流れの微粒子材料の流れを形成す
    る手順をふむ、熱気流への微粒子注入方法 ２、Ｉｚ記機微粒子材料流れをも複数本の初歩流れに分
    流させて、それぞれ少なくとも部分的にいくつかの上記
    オリフィスで取り囲まれた複数のノズルに送る手順をふ
    む特許請求の範囲第１項の熱気流への微粒子材料注入方
    法３、　それぞれ異なる微粒子材料を受け入れ、それぞ
    れ少なくとも一部分をいくつかの−に記オリフィスで取
    り囲まれた複数のノズルを設けたスクリーンを用いる、
    特許請求の範ｌ！Ｆｌ第１項の熱気流への微粒子材料注
    入方法 ４．１本又は複数本の微粒子材料の流れが上記熱気流の
    初歩流れと同方向に注入される、特許請求の範囲第１項
    の熱気流への微粒子材料注入方法 ５．１本又は複数本の微粒子材料の流れが」二記熱気流
    の初歩流れに対して逆流方向に注入される、特許請求の
    範囲第１項の熱気流への微粒子材料注入方法 ６、板状の本体１２に熱気流４を分流させるための複数
    個のオリフィス１３とこれらオリフィス１３のいくつか
    により少なくとも部分的に取り囲まれた少なくとも１個
    のノズル１４、１７とを設け、」―記オリフィス１３及
    び／ズル１４．１７の細心をほぼ同方向に向け、」〕記
    ノズル１４．１７に微粒子材料を供給する供給路１５を
    上記本体１２の内部に形成したことを特徴とする、熱気
    流への微粒子材料注入装置 ７、上記本体１２の周面に各供給路１５を個別的に又は
    共通に開口させた、特許請求の範囲第６項の熱気流への
    微粒子材料注入装置８、上記本体１２を１個備える、特
    許請求の範囲第６項の熱気流への微粒子材料注入装置９
    、上記本体１２の内部に冷却液用通路ＷＪ１８を設けた
    、特許請求の範囲第１項の熱気流への微粒子材料注入装
    置 １０、プラズマジェット等の熱気流４を発生させる熱気
    流発生装置１と、その熱気流４と反応処理される少なく
    とも１種の微粒子材料を供給する微粒子材料供給装置と
    を備える熱気流への微粒子材料注入装置において、上記
    熱気流４の進路中に挿入されるスクリーン６を設け、該
    スクリーン６に複数個のオリフィス］３を貫通させると
    ともに、少なくとも部分的にいくつかの」−記オリフイ
    ス１３によって取り囲まれ、」二記ＷＩ粒子材料供給装
    置１０から微粒子材料を供給される少なくとも１個のノ
    ズル１７を設け、」１記オリフィス１３及びノズル１４
    ．１７の細心をほぼ同方向に向けたことを特徴とする、
    熱気流への微粒子材料注入装置
JP59152745A 1983-08-08 1984-07-23 プラズマジェットへの微粒子材料注入方法及びこれに使用する装置 Granted JPS6044038A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8313039A FR2550467B1 (fr) 1983-08-08 1983-08-08 Procede et dispositif pour l'injection d'une matiere finement divisee dans un ecoulement chaud gazeux et appareil mettant en oeuvre ce procede
FR8313039 1983-08-08

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Publication Number Publication Date
JPS6044038A true JPS6044038A (ja) 1985-03-08
JPH0148817B2 JPH0148817B2 (ja) 1989-10-20

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ID=9291482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59152745A Granted JPS6044038A (ja) 1983-08-08 1984-07-23 プラズマジェットへの微粒子材料注入方法及びこれに使用する装置

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EP (1) EP0134168B1 (ja)
JP (1) JPS6044038A (ja)
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AU (1) AU566554B2 (ja)
BR (1) BR8403962A (ja)
CA (1) CA1237873A (ja)
DE (1) DE3474246D1 (ja)
FR (1) FR2550467B1 (ja)
ZA (1) ZA845505B (ja)

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