JP2000279796A - Powder manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体を微少液滴化
することによって、均一した粒度分布の例えばセラミッ
ク粉末を得るための粉末製造装置及び、液体を微少液滴
化する液滴吐出装置に関する。尚本発明においてセラミ
ック粉末とは、金属化合物の粉末を含めて広く総称した
ものをいう。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a powder manufacturing apparatus for obtaining, for example, a ceramic powder having a uniform particle size distribution by forming a liquid into fine droplets, and a droplet discharging apparatus for forming a liquid into fine droplets. . In the present invention, the term "ceramic powder" is a general term including a powder of a metal compound.
【0002】[0002]
【従来の技術】セラミック粉末を工業的に大量製造する
には、湿式や乾式の粉砕機、或いはスプレードライ装置
が知られている。粉砕機は、塊状の原料を細かく砕いて
粉体とするものであるし、スプレードライ装置は、噴霧
した液体を乾燥させて液滴の大きさに応じた大きさの固
形物に形成するものである。2. Description of the Related Art For industrial mass production of ceramic powder, a wet or dry pulverizer or a spray-drying apparatus is known. A crusher is a device that crushes a lump of raw material into fine powders, and a spray drying device is a device that dries a sprayed liquid to form a solid having a size corresponding to the size of a droplet. is there.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】粉砕機を利用して製造
された粉末は、粒度分布のばらつきが大きいので、所望
の範囲内で均一した粒度を得るには、製造後に篩い分け
しなくてはならない。スプレードライ装置においても、
霧吹き式の噴霧器では、液滴を均一化することは難し
い。そこで常に一定した液滴を吐出させる液滴吐出手段
を利用して粒度分布を均一化することが考えられる。液
滴吐出手段を利用する場合は、液適量の吐出能力を高め
るために液滴手段を複数利用することになるが、取り付
けスペースの関係上、その数は制限される。又前記液滴
吐出手段はその構造上液滴の大きさは決まっているの
で、吐出回数を上げるためには高速で動作させることに
なるが、あまり早くすると、例えばノズルから吐出され
ずに引き戻されたり、続けて吐出される液敵同士が互い
に分離されずに大きな液滴となって吐出されたりするこ
とがあるので、動作速度の高速化にも限度がある。又、
特に数十μm以下という小さい粒度を得なければならな
いときは、一滴あたりの吐出量は少なくなり、吐出能力
の低下は顕著になる。The powder produced by using a pulverizer has a large variation in particle size distribution. To obtain a uniform particle size within a desired range, the powder must be sieved after production. No. In spray drying equipment,
It is difficult to make droplets uniform with a sprayer of the spray type. Therefore, it is conceivable to make the particle size distribution uniform by using a droplet discharging means that always discharges a constant droplet. When the droplet discharging means is used, a plurality of droplet means are used in order to enhance the discharge capability of an appropriate amount of liquid, but the number is limited due to the space for mounting. Since the size of the droplets is fixed in the structure of the droplet discharging means, the droplets are operated at a high speed in order to increase the number of discharges. In addition, there is a case where liquid enemies that are continuously discharged are not separated from each other and are discharged as large droplets, so that there is a limit in increasing the operation speed. or,
In particular, when it is necessary to obtain a small particle size of several tens of μm or less, the ejection amount per droplet is reduced, and the ejection capability is significantly reduced.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明は、吐出させる液
滴の粒度、特に微少粒度の均一化を損なうことなく、吐
出能力を高めることを目的としたもので、その構成は、
複数のノズルを備えた液滴吐出手段と、その液滴吐出手
段から吐出された微少液滴を加熱する加熱処理手段とを
備え、セラミック材料の前駆体となる液体を前記液滴吐
出手段で微少液滴化した後、前記加熱処理手段で加熱処
理することによってセラミック粉末を製造する粉末製造
装置と、液体導入用の導入口と液体吐出用の吐出口とを
有する加圧室と、その加圧室に対して断続的に圧力を付
与して容積変化を起こさせる加圧手段とを備え、前記吐
出口は、一つの加圧室に対して複数のノズルを設定した
液滴吐出装置とにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims at improving the discharge capability without impairing the uniformity of the particle size of droplets to be discharged, particularly the fine particle size.
A droplet discharging means having a plurality of nozzles; and a heat treatment means for heating micro droplets discharged from the droplet discharging means, wherein a liquid serving as a precursor of the ceramic material is minutely discharged by the droplet discharging means. A powder manufacturing apparatus for manufacturing ceramic powder by subjecting the liquid to droplets and then performing heat treatment by the heat treatment means, a pressurized chamber having an inlet for liquid introduction and a discharge outlet for liquid discharge, Pressurizing means for intermittently applying pressure to the chamber to cause a volume change, wherein the discharge port is provided in a droplet discharge device in which a plurality of nozzles are set for one pressurized chamber. .
【0005】前記液滴吐出手段としては、液体を導入す
るための導入口と、液体を吐出するための吐出口とを備
えた加圧室と、その加圧室内に液体を導入すると共に加
圧室内の液体を吐出させるため、加圧室に断続的な圧力
を付与して容積変化を起こさせる加圧手段とを備えたマ
イクロポンプを採用することができ、又前記加圧手段
は、加圧室における壁部の一部に設けられた圧電/電歪
素子の歪みを利用して加圧室内に圧力変化を惹起せし
め、その圧力変化により加圧室内の液体をノズルから吐
出させるマイクロポンプであって、前記加圧室及びノズ
ルをジルコニアセラミックスで形成することができる。The droplet discharging means includes a pressurizing chamber having an inlet for introducing a liquid, a discharging port for discharging the liquid, a liquid introducing chamber into the pressurizing chamber, and a pressurizing chamber. In order to discharge the liquid in the chamber, a micropump having pressure means for applying intermittent pressure to the pressure chamber to cause a change in volume can be employed. A micropump that causes a pressure change in the pressurized chamber by utilizing the distortion of a piezoelectric / electrostrictive element provided on a part of a wall in the chamber, and discharges the liquid in the pressurized chamber from a nozzle by the pressure change. Thus, the pressure chamber and the nozzle can be formed of zirconia ceramics.
【0006】更に、加圧室は、長尺状のキャビティ形状
をなし、長手方向に対して一方の端部に導入口を、他方
の端部に複数のノズルからなる吐出口を備えたものとし
たり、その加圧室に連通した押し出し室を備えていて、
全てのノズルを、それらの中心を前記押し出し室におけ
る底面の半径の1/2の半径に等しい同心円の領域内に
接続したり、長尺状のキャビティをなし、長手方向に対
して中央部に導入口を、両端部に複数のノズルから成る
吐出口を設けたり、長尺状のキャビティからなり、長手
方向に対して中央部に複数のノズルを備えた吐出口を、
両端部に導入口をそれぞれ設けたりすることができる。
そして前記ノズルは、開口部の断面積の和を、導入口開
口部の面積に対して1.5〜0.67倍の範囲になるよ
う設定し、導入口と吐出口とを、液体の流れ方向に対し
て断面積が徐々に縮小する先細り形状とすることが望ま
しい。Further, the pressurizing chamber has a long cavity shape, and has an inlet at one end with respect to the longitudinal direction, and a discharge port comprising a plurality of nozzles at the other end. Or an extrusion chamber that communicates with the pressurized chamber,
All the nozzles are connected at their centers in a concentric area equal to half the radius of the bottom surface of the extrusion chamber, or form an elongated cavity, and are introduced at the center in the longitudinal direction. Mouth, or provided with a discharge port consisting of a plurality of nozzles at both ends, consisting of a long cavity, a discharge port provided with a plurality of nozzles at the center in the longitudinal direction,
An inlet can be provided at each end.
The nozzle sets the sum of the cross-sectional areas of the openings so as to be in a range of 1.5 to 0.67 times the area of the inlet opening, and connects the inlet and the outlet with the liquid flow. It is desirable to have a tapered shape whose sectional area gradually decreases in the direction.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明に係る粉末製造装置及び液
滴吐出装置とを図面に基づいて説明する。図1は粉末製
造装置を示したもので、1は加熱用外部ヒータ1a,1
aを備えた石英製の加熱炉であり、その加熱炉1の上方
はエア導入口2に、又下方はエア排出口3にそれぞれ接
続されており、加熱路1とエア排出口3との間には粉末
回収ボックス4が設けられていて、前記エア導入口2と
の接続部近傍には、電磁シャッタ5,5を介して、加熱
炉1内に液滴を間歇的に吐出する複数の液滴吐出手段と
しての液滴吐出装置6,6が装備されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A powder producing apparatus and a droplet discharging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a powder production apparatus, and 1 is an external heater 1a, 1 for heating.
The heating furnace 1 is connected to an air inlet 2 at an upper portion of the heating furnace 1 and to an air outlet 3 at a lower portion thereof. Is provided with a powder recovery box 4, and a plurality of liquids for intermittently discharging droplets into the heating furnace 1 via electromagnetic shutters 5 and 5 near the connection with the air introduction port 2. Droplet discharging devices 6 and 6 as drop discharging means are provided.
【0008】前記液滴吐出装置6は、図2に例示するよ
うに、ジルコニアセラミックス製のグリーンシートを三
段に積層して一体焼成により形成されていて、中間のシ
ートに切り抜き形成された窓部によって加圧室7が形成
され、その加圧室7の下面に導入口8と吐出口9とが設
けられていて、上面に電圧/電歪素子10を装着するこ
とにより、その圧電/電歪素子10の歪みを利用して加
圧室7内に圧力変化を惹起せしめ、その圧力変化により
導入口8から加圧室7内に導入した液体を吐出口9から
吐出可能としたマイクロポンプが構成されている。As shown in FIG. 2, the droplet discharge device 6 is formed by stacking green sheets made of zirconia ceramics in three layers and integrally firing them, and forms a window formed by cutting out an intermediate sheet. A pressurizing chamber 7 is formed, and an inlet 8 and a discharge port 9 are provided on the lower surface of the pressurizing chamber 7, and by mounting a voltage / electrostrictive element 10 on the upper surface, the piezoelectric / electrostrictive A micro-pump is constructed in which a pressure change is induced in the pressurizing chamber 7 by using the distortion of the element 10, and the liquid introduced into the pressurizing chamber 7 from the inlet 8 can be discharged from the discharge port 9 by the pressure change. Have been.
【0009】前記加圧室7は、長尺状のキャビティ形状
をなし、前記導入口8は長尺状のキャビティ形状におけ
る長手方向に対して一方の端部に、又吐出口9は長尺状
のキャビティ形状における長手方向に対して他方の端部
に位置し、吐出口9は、二つのノズル9a,9aで構成
されている。The pressurizing chamber 7 has a long cavity shape, the inlet 8 is at one end in the longitudinal direction of the long cavity shape, and the discharge port 9 is a long cavity. The discharge port 9 is located at the other end with respect to the longitudinal direction of the cavity shape, and has two nozzles 9a, 9a.
【0010】次に、前記のように形成された粉末製造装
置を利用してジルコニアセラミックスの粉末を形成する
実施例を説明する。液滴吐出装置6の導入口8を、ジル
コニアセラミックスの前駆体となる塩化ジルコニウムの
エチルアルコール溶液のタンク(図示せず)に接続し、
電圧/電歪素子10に電圧を断続的に印可し、その電圧
/電歪素子10の変形によって加圧室7内に圧力変化を
惹起せしめ、その圧力変化によって、タンク内の塩化ジ
ルコニウムのエチルアルコール溶液を加圧室7内に導入
し、その導入した塩化ジルコニウムのエチルアルコール
溶液を、微少の液滴としてノズル9a,9aから吐出さ
せ、吐出した液滴を、電磁シャッタ5を介して間歇的に
加熱炉1内に送る込む。加熱炉1内に送り込まれた液滴
はその加熱炉1内で水分が瞬時に蒸発されてしまい、ジ
ルコニアセラミックスの粉末として残るので、そのジル
コニアセラミックスの粉末を、エアの流れに乗せて粉末
回収ボックス4内に回収する。Next, an embodiment in which a powder of zirconia ceramics is formed using the powder manufacturing apparatus formed as described above will be described. The inlet 8 of the droplet discharge device 6 is connected to a tank (not shown) of an ethyl alcohol solution of zirconium chloride, which is a precursor of zirconia ceramics,
A voltage is intermittently applied to the voltage / electrostrictive element 10, and the deformation of the voltage / electrostrictive element 10 causes a pressure change in the pressurizing chamber 7. The pressure change causes the zirconium chloride ethyl alcohol in the tank to change. The solution is introduced into the pressure chamber 7, and the introduced ethyl alcohol solution of zirconium chloride is ejected from the nozzles 9 a and 9 a as minute droplets, and the ejected droplets are intermittently passed through the electromagnetic shutter 5. It is sent into the heating furnace 1. The water droplets sent into the heating furnace 1 are instantaneously evaporated in the heating furnace 1 and remain as zirconia ceramic powders. Collect in 4.
【0011】このように、二つのノズル9a,9aを介
して無数の微少な液滴が吐出されるので、微少で均一し
た粒度のセラミック粉末であるジルコニアセラミックス
の粉末を効率良く短時間で而も大量に得ることができ
る。因みに液滴吐出手段をマイクロポンプで構成した本
装置を利用して得られた粉末は、粒径が10〜180μ
mで、粒度分布が平均粒径に対して±10%以内である
ことが確認された。As described above, since innumerable fine droplets are ejected through the two nozzles 9a, 9a, zirconia ceramic powder, which is a fine and uniform particle size ceramic powder, can be efficiently and in a short time. Can be obtained in large quantities. By the way, the powder obtained by using the present apparatus in which the droplet discharging means is constituted by a micropump has a particle size of 10 to 180 μm.
m, it was confirmed that the particle size distribution was within ± 10% of the average particle size.
【0012】前記粉末製造装置で使用された液滴吐出装
置は、ジルコニアセラミックス製のグリーンシートを三
段に積層し、一体焼成により形成されているので、加圧
室及びノズルもジルコニアセラミックス製となってい
て、耐薬品性、耐熱性、靭性などに優れ、例えばアセト
ン系、塩酸系などの液体を使用する場合にあっても適用
できる。又、加圧室が長尺状のキャビティ形状をなし、
長尺状のキャビティ形状における長手方向に対して一方
の端部に導入口を、他方の端部に複数のノズルからなる
吐出口を備えているので、導入口、加圧室、吐出口を液
体に対し濡れ性の良好なジルコニアセラミックス製とし
たことと相俟って、液体を導入口から吐出口へとスムー
ズに通過させることができ、途中で気泡の付着などが生
じ、もって吐出不良が起こることを回避できる。The droplet discharge device used in the above-mentioned powder production apparatus is formed by stacking green sheets made of zirconia ceramics in three stages and integrally firing, so that the pressure chamber and the nozzle are also made of zirconia ceramics. It is excellent in chemical resistance, heat resistance, toughness and the like, and can be applied even when a liquid such as an acetone-based or hydrochloric acid-based liquid is used. Also, the pressurizing chamber has a long cavity shape,
The introduction port is provided at one end with respect to the longitudinal direction in the elongated cavity shape, and the ejection port composed of a plurality of nozzles is provided at the other end, so that the introduction port, the pressure chamber, and the ejection port are liquid. In combination with the use of zirconia ceramics with good wettability, the liquid can smoothly pass from the introduction port to the discharge port, causing bubbles to adhere on the way, resulting in poor discharge. Can be avoided.
【0013】前記した粉末製造装置で使用された液滴吐
出装置は、吐出口が二つのノズルで構成されているが、
図3に示すように吐出口9を三つのノズル9a,9a,
9a、或いはそれ以上のノズルで構成することもできる
し、図4に示すように、導入口8を複数の透孔8a,8
a,8a(図面は三つの透孔で構成された場合を示す)
で構成することもできる。ノズルの数を増やせば吐出量
が増加するし、導入口を複数の透孔で構成すれば、導入
量が増加し、もって吐出効率も向上する。The droplet discharge device used in the above-mentioned powder production apparatus has a discharge port formed of two nozzles.
As shown in FIG. 3, the discharge port 9 has three nozzles 9a, 9a,
9a or more nozzles, and as shown in FIG.
a, 8a (The drawing shows a case composed of three through holes)
Can also be configured. Increasing the number of nozzles increases the discharge amount. If the introduction port is formed of a plurality of through holes, the introduction amount increases, and the discharge efficiency also improves.
【0014】又、吐出口9は、図5に示すように、加圧
室7に連通した押し出し室11を設け、その押し出し室
に11おける底面に対し、各ノズル9a、9aの中心を
押し出し室11の底面における半径の1/2の半径に等
しい同心円の領域内に接続した構造(図6参照)にする
ことができる。そのようにすれば、押し出し室11内に
おいて粘性抵抗の影響を受けにくい中央の部分を通過し
た液体がノズル9a,9aに送り込まれるので、液滴が
円滑に吐出される。更に、導入口と吐出口とは、長尺状
のキャビティ形状における長手方向に対して両端に分け
て配置するばかりでなく、図7に示すように、長手方向
に対して中央部に導入口8を、両端部に各々一つづつの
ノズル9aを備えた吐出口9,9を設けたり、それとは
逆に、図8に示すように、長手方向に対して中央部に複
数のノズル9a,9a・・を備えた吐出口9を、両端部
に導入口8をそれぞれ設けることもできる。尚、図7の
ように中央に導入口、両端部に吐出口を配置した場合
は、1つ1つのノズルの間の距離を大きくとれるため、
吐出した液滴同士が干渉し合うことを回避できること、
加圧室内にスムーズに液体を導入できること等の利点を
有する。更に、図8のように中央部に複数のノズルから
なる吐出口を、両端部に導入口を形成した場合は、加圧
室内の圧力変化を効率よく吐出に利用できるといった利
点がある。As shown in FIG. 5, the discharge port 9 is provided with an extruding chamber 11 communicating with the pressurizing chamber 7, and the center of each nozzle 9a, 9a with respect to the bottom surface in the extruding chamber 11. It is possible to form a structure (see FIG. 6) connected in a concentric region equal to a half of the radius on the bottom surface of the eleventh embodiment. By doing so, the liquid that has passed through the central portion of the extrusion chamber 11 that is not easily affected by the viscous resistance is sent to the nozzles 9a, 9a, so that the droplets are smoothly discharged. Further, the introduction port and the discharge port are not only separately arranged at both ends in the longitudinal direction of the elongated cavity shape, but also, as shown in FIG. May be provided with discharge ports 9, 9 each having one nozzle 9a at each end, and conversely, as shown in FIG. 8, a plurality of nozzles 9a, 9a. It is also possible to provide the discharge port 9 provided with the inlet port 8 at both ends. In addition, when the introduction port is disposed at the center and the discharge ports are disposed at both ends as shown in FIG. 7, since the distance between each nozzle can be increased,
That the ejected droplets can be prevented from interfering with each other,
This has the advantage that the liquid can be smoothly introduced into the pressurized chamber. Further, as shown in FIG. 8, when a discharge port including a plurality of nozzles is formed at the center and inlets are formed at both ends, there is an advantage that a pressure change in the pressurized chamber can be efficiently used for discharge.
【0015】ところで、吐出口、導入口とも弁などの遮
断機構がない場合は、加圧室の圧力変化によって、液体
は吐出口、導入口との両方から吐出しようとするため、
吐出時には吐出口から効率よく吐出させてやることが必
要であり、又導入時には、導入口のみから液体が導入さ
れなければならない。そのため導入口と吐出口とは、導
入口と吐出口の配置、導入口を構成する透孔や吐出口を
構成するノズルの数などに応じて、ノズル開口部の断面
積の和を、導入口開口部の面積に対して1.5〜0.6
7倍の範囲になるよう設定し、吐出効率を最適化するこ
とができる。又図9に示すように、導入口8と、吐出口
9を構成しているノズル9a,9aとを、液体の流れ方
向に対して断面積が徐々に縮小する先細り形状とすれ
ば、液体の流れる方向に対しての流体抵抗が減少し、逆
の方向には増加することになり、もって液体の導入及び
吐出の効率を上げることができるばかりか、逆流防止効
果も期待できる。In the case where neither the discharge port nor the introduction port has a shutoff mechanism such as a valve, the liquid tends to be discharged from both the discharge port and the introduction port due to a change in the pressure of the pressurizing chamber.
At the time of discharge, it is necessary to efficiently discharge from the discharge port, and at the time of introduction, the liquid must be introduced only from the introduction port. Therefore, the introduction port and the discharge port, the sum of the cross-sectional area of the nozzle opening according to the arrangement of the introduction port and the discharge port, the number of through-holes constituting the introduction port and the number of nozzles constituting the discharge port, etc. 1.5 to 0.6 with respect to the area of the opening
The discharge efficiency can be optimized by setting the range to be seven times as large. Further, as shown in FIG. 9, if the inlet 8 and the nozzles 9a constituting the discharge port 9 are tapered so that the cross-sectional area gradually decreases in the flow direction of the liquid, The fluid resistance in the flowing direction decreases and increases in the reverse direction, so that not only the efficiency of liquid introduction and discharge can be increased, but also a backflow prevention effect can be expected.
【0016】前記粉製造装置は、吐出された液体をその
まま加熱処理してセラミック粉末を製造しているが、吐
出された液滴を一旦反応槽内にて反応処理し、それを加
熱処理するようにもできる。次にその例を説明する。図
10は別の粉末製造装置の一部を示したものであって、
12は反応槽、13,14は液滴吐出装置であり、反応
槽12は、上部に反応液注入口15を有し、下部には取
出し口16が設けられている。前記反応槽12内には水
酸化ナトリウムのエチルアルコール溶液が貯留されてい
る。そして前記液滴吐出装置13からは、アルミニウム
エトキシドのエチルアルコール溶液を、又、液滴吐出装
置14からは塩化ジルコニウムのエチルアルコール溶液
をといったように、互いに異なる液滴を吐出する。吐出
された各液滴を反応槽12内の水酸化ナトリウムのエチ
ルアルコール溶液と反応させ、反応して得られた生成物
を取り出し口16から取り出し、加熱分解させること
で、ジルコニア粒子とアルミナ粒子との混合粉末を得る
ことができる。この実施例においても、ジルコニア、ア
ルミナの粉末は、いずれも均一した粒径に揃ったもので
あることを確認した。The above-mentioned powder production apparatus heats the discharged liquid as it is to produce a ceramic powder. However, the discharged liquid is once subjected to a reaction treatment in a reaction tank and then heated. Can also be. Next, an example thereof will be described. FIG. 10 shows a part of another powder manufacturing apparatus,
Reference numeral 12 denotes a reaction tank, and reference numerals 13 and 14 denote droplet discharge devices. The reaction tank 12 has a reaction liquid inlet 15 at an upper part and an outlet 16 at a lower part. An ethyl alcohol solution of sodium hydroxide is stored in the reaction tank 12. The droplet discharge device 13 discharges different droplets such as an ethyl ethoxide solution of aluminum ethoxide and the droplet discharge device 14 discharges an ethyl alcohol solution of zirconium chloride. Each ejected droplet is reacted with an ethyl alcohol solution of sodium hydroxide in the reaction tank 12, and a product obtained by the reaction is taken out from the take-out port 16, and is thermally decomposed, so that zirconia particles and alumina particles are formed. Can be obtained. Also in this example, it was confirmed that both the zirconia and alumina powders had uniform particle diameters.
【0017】尚、本発明の粉末製造装置に使用される液
滴吐出手段はマイクロポンプ方式に限定されるものでな
く、又マイクロポンプ方式にあっても、電圧/電歪素子
に代表される電気機械変換方式以外に、荷電制御方式、
電気熱変換方式、静電吸引方式などを採用できる。又液
滴吐出装置において、加圧室の形態、導入口及び吐出口
の位置などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内にて適
宜変更して差し支えない。更に、使用される液体は、製
造せんとするセラミック粉末の種類に応じて適宜選択さ
れる。The droplet discharging means used in the powder producing apparatus of the present invention is not limited to the micropump system, and even if the micropump system is used, the electric device represented by a voltage / electrostrictive element is used. In addition to the mechanical conversion method, the charge control method,
An electrothermal conversion method, an electrostatic suction method, or the like can be employed. In the droplet discharge device, the form of the pressure chamber, the positions of the inlet and the outlet, and the like may be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Further, the liquid to be used is appropriately selected according to the type of the ceramic powder to be produced.
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明の粉末製造装置によれば、均一し
た粒度のセラミック粉末を効率よく得ることができる。
又本発明の液滴吐出装置によれば、大量の微少液滴を確
実に吐出させることができ、粉末製造装置以外の分野に
おける利用価値は高い。特に、加圧室を長尺状のキャビ
ティ形状としたり、導入口と吐出口とを長尺状のキャビ
ティ形状に対して両端に分けて配置したり、吐出口を複
数のノズルで構成したり、導入口を複数の孔で構成した
り、各ノズルを先細り形状としたり、導入口と吐出口の
開口面積比率を限定したり、ノズルと加圧室とを圧力室
を介して接続したり、圧力室に対してノズルが接続され
る位置を限定するなどすれば、吐出効率をより向上させ
ることができる。According to the powder production apparatus of the present invention, ceramic powder having a uniform particle size can be efficiently obtained.
Further, according to the droplet discharge device of the present invention, a large amount of minute droplets can be reliably discharged, and the utility value in fields other than the powder production device is high. In particular, the pressurizing chamber may have a long cavity shape, the inlet and the discharge port may be separately arranged at both ends with respect to the long cavity shape, or the discharge port may be configured with a plurality of nozzles, The inlet is composed of a plurality of holes, each nozzle is tapered, the opening area ratio between the inlet and the outlet is limited, the nozzle and the pressurizing chamber are connected via a pressure chamber, If the position where the nozzle is connected to the chamber is limited, the discharge efficiency can be further improved.
【図1】本発明に係る粉末製造装置の実施例を示す説明
図である。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a powder production apparatus according to the present invention.
【図2】本発明に係る液滴吐出装置の実施例を示し、
(a)は断面説明図、(b)は導入口と吐出口との位置
関係を示した説明図である。FIG. 2 shows an embodiment of a droplet discharge device according to the present invention,
(A) is a sectional explanatory view, and (b) is an explanatory view showing a positional relationship between an introduction port and a discharge port.
【図3】加圧室に対する導入口と吐出口との位置変更例
を示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a position change of an introduction port and a discharge port with respect to a pressurizing chamber.
【図4】加圧室に対する導入口と吐出口との位置変更例
を示した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of changing the positions of an introduction port and a discharge port with respect to a pressurizing chamber.
【図5】押し出し室を有する液滴吐出装置の変更実施例
を示し、(a)は断面説明図、(b)は導入口と吐出口
との位置関係を示した説明図である。5A and 5B show a modified example of a droplet discharge device having an extrusion chamber, wherein FIG. 5A is an explanatory cross-sectional view, and FIG. 5B is an explanatory diagram showing a positional relationship between an introduction port and a discharge port.
【図6】押し出し室に対するノズルの接続関係を示した
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a connection relationship of a nozzle to an extrusion chamber.
【図7】加圧室に対する導入口と吐出口との位置変更例
を示した説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of changing the positions of the introduction port and the discharge port with respect to the pressurizing chamber.
【図8】加圧室に対する導入口と吐出口との位置変更例
を示した説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of changing the positions of the introduction port and the discharge port with respect to the pressurizing chamber.
【図9】液滴吐出装置の変更実施例を示す説明図であ
る。FIG. 9 is an explanatory view showing a modified embodiment of the droplet discharge device.
【図10】粉末製造装置の変更実施例を示す説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory view showing a modified embodiment of the powder manufacturing apparatus.
1・・加熱炉、1a・・加熱用外部ヒータ、2・・エア
導入口、3・・エア排出口、4・・粉末回収ボックス、
5・・電磁シャッタ、6・・液滴吐出装置、7・・加圧
室、8・・導入口、8a・・透孔、9・・吐出口、9a
・・ノズル、10・・圧電/電歪素子、11・・押し出
し室、12・・反応槽、13,14・・液滴吐出装置、
15・・反応液注入口、16・・取り出し口。1. Heating furnace, 1a. External heater for heating, 2. Air inlet, 3. Air outlet, 4, Powder recovery box,
5 ··· Electromagnetic shutter, 6 ··· Drop discharge device, 7 ·· Pressure chamber, 8 ··· Inlet, 8a ··· through hole, 9 ··· Discharge port, 9a
··· Nozzles, 10 ·· Piezoelectric / electrostrictive elements, 11 ··· Extrusion chambers, 12 ·· Reaction tanks, 13, 14 ·· Drop discharge devices,
15 ··· Reaction liquid inlet, 16 ··· Removal port.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F033 AA14 BA03 CA07 DA03 EA01 NA01 QB03X 4G004 EA02 EA06 4G030 AA17 AA36 GA01 4G068 AA02 AA03 AB11 AC01 AD21 BA04 BB10 BC01 BC17 BD01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4F033 AA14 BA03 CA07 DA03 EA01 NA01 QB03X 4G004 EA02 EA06 4G030 AA17 AA36 GA01 4G068 AA02 AA03 AB11 AC01 AD21 BA04 BB10 BC01 BC17 BD01
Claims (9)
段と、その液滴吐出手段から吐出された微少液滴を加熱
する加熱処理手段とを備え、セラミック材料の前駆体と
なる液体を前記液滴吐出手段で微少液滴化した後、前記
加熱処理手段で加熱処理することによってセラミック粉
末を製造する粉末製造装置。A plurality of nozzles provided with a plurality of nozzles; and a heat treatment unit configured to heat fine droplets discharged from the plurality of nozzles. A powder production apparatus for producing ceramic powder by subjecting the droplets to small droplets by the droplet discharge means and then performing heat treatment by the heat treatment means.
導入口と、液体を吐出するための吐出口とを備えた加圧
室と、その加圧室内に液体を導入すると共に加圧室内の
液体を吐出させるため、加圧室に断続的な圧力を付与し
て容積変化を起こさせる加圧手段とを備えたマイクロポ
ンプである請求項1に記載の粉末製造装置。2. A pressurizing chamber having an inlet for introducing a liquid and an outlet for discharging a liquid, wherein the liquid droplet discharging means introduces the liquid into the pressurizing chamber and pressurizes the liquid. The powder manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the micropump is provided with a pressurizing means for applying intermittent pressure to the pressurizing chamber to cause a volume change in order to discharge the liquid in the chamber.
設けられた圧電/電歪素子の歪みを利用して加圧室内に
圧力変化を惹起せしめ、その圧力変化により加圧室内の
液体をノズルから吐出させるマイクロポンプであって、
前記加圧室及びノズルをジルコニアセラミックスで形成
した請求項1又は2に記載の粉末製造装置。3. The pressurizing means uses a strain of a piezoelectric / electrostrictive element provided on a part of a wall in the pressurizing chamber to cause a pressure change in the pressurizing chamber. A micropump that discharges the liquid from the nozzle,
3. The powder production apparatus according to claim 1, wherein the pressurizing chamber and the nozzle are formed of zirconia ceramics.
し、長手方向に対して一方の端部に導入口を、他方の端
部に複数のノズルからなる吐出口を備えた請求項1〜3
のいずれかに記載の粉末製造装置。4. The pressurizing chamber has an elongated cavity shape, and has an inlet at one end and a discharge port comprising a plurality of nozzles at the other end in the longitudinal direction. ~ 3
A powder production apparatus according to any one of the above.
室を備えていて、全てのノズルが、それらの中心を前記
押し出し室における底面の半径の1/2の半径に等しい
同心円の領域内に接続されている請求項1〜4のいずれ
かに記載の粉末製造装置。5. The pressurizing chamber has an extrusion chamber communicating with the pressurizing chamber, and all the nozzles have a concentric area whose center is equal to half the radius of the bottom surface of the extrusion chamber. The powder production apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the apparatus is connected to the inside.
手方向に対して中央部に導入口を、両端部に複数のノズ
ルから成る吐出口を設けた請求項1〜5のいずれかに記
載の粉末製造装置。6. The pressure chamber according to claim 1, wherein the pressure chamber forms a long cavity, and an introduction port is provided at a central portion in the longitudinal direction, and a discharge port including a plurality of nozzles is provided at both ends. The powder production apparatus according to item 1.
長手方向に対して中央部に複数のノズルを備えた吐出口
を、両端部に導入口をそれぞれ設けた請求項1〜5のい
ずれかに記載の粉末製造装置。7. The pressurizing chamber comprises a long cavity,
The powder production apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a discharge port provided with a plurality of nozzles at a central portion with respect to the longitudinal direction, and inlets at both ends are provided.
口部の面積に対して1.5〜0.67倍の範囲になるよ
う設定し、導入口と吐出口とを、液体の流れ方向に対し
て断面積が徐々に縮小する先細り形状とした請求項1〜
6のいずれかに記載の粉末製造装置。8. The sum of the cross-sectional areas of the nozzle openings is set to be in a range of 1.5 to 0.67 times the area of the inlet opening, and the inlet and the outlet are connected to each other by the liquid. A tapered shape in which a cross-sectional area gradually decreases in a flow direction.
7. The powder production apparatus according to any one of 6.
口とを有する加圧室と、その加圧室に対して断続的に圧
力を付与して容積変化を起こさせる加圧手段とを備え、
前記吐出口は、一つの加圧室に対して複数のノズルを設
定した液滴吐出装置。9. A pressurizing chamber having an inlet for introducing a liquid and an outlet for discharging a liquid, and pressurizing means for intermittently applying pressure to the pressurizing chamber to cause a volume change. With
A droplet discharge device in which the discharge port is provided with a plurality of nozzles for one pressure chamber.
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