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公開番号2025027322
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-27
出願番号2023132034
出願日2023-08-14
発明の名称無機酸化物粒子合成装置、及び無機酸化物粒子の合成方法
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人,個人
主分類C01G 1/00 20060101AFI20250219BHJP(無機化学)
要約【課題】合成する無機酸化物粒子の粒径を小さくすることができる無機酸化物粒子合成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の一態様に係る無機酸化物粒子合成装置は、無機物を含む原料を噴射する原料噴射手段と、前記原料噴射手段から噴射された前記原料を覆うように火炎を形成するバーナと、前記火炎を覆い、大気を内側に導入する大気導入口を有する円筒部材と、前記円筒部材の内側に設けられ、前記大気の流れを前記火炎に向かって案内する案内部材とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
無機物を含む原料を噴射する原料噴射手段と、
前記原料噴射手段から噴射された前記原料を覆うように火炎を形成するバーナと、
前記火炎を覆い、大気を内側に導入する大気導入口を有する円筒部材と、
前記円筒部材の内側に設けられ、前記大気の流れを前記火炎に向かって案内する案内部材とを備える無機酸化物粒子合成装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記案内部材は、筒状であり、前記円筒部材に接合する部材外周部と、前記火炎の進行方向に対して、前記部材外周部よりも下流側に位置し、前記円筒部材の内径より小さい内径を有する狭窄部とを有する請求項１記載の無機酸化物粒子合成装置。
【請求項３】
前記案内部材は、前記バーナの先端面と、前記火炎における、前記原料の核生成位置との距離をＬ
ａ
、前記バーナの先端面と、前記狭窄部との距離をＬ
ｂ
とした場合、以下の関係式（１）を満たす請求項２に記載の無機酸化物粒子合成装置。
０．４×Ｌ
ａ
≦ Ｌ
ｂ
≦ １．６×Ｌ
ａ
・・・（１）
【請求項４】
前記狭窄部における、前記案内部材の中心軸に直交する断面の面積をＳ
Ｉ
、前記円筒部材の内径部分における、前記円筒部材の中心軸に直交する断面の面積をＳ
Ｏ
とした場合、以下の関係式（２）を満たす請求項２に記載の無機酸化物粒子合成装置。
０．１×Ｓ
Ｏ
≦ Ｓ
Ｉ
≦ ０．８×Ｓ
Ｏ
・・・（２）
【請求項５】
前記バーナの先端面と前記部材外周部との距離をＬ
ｃ
とし、前記バーナの先端面と、前記狭窄部との距離をＬ
ｂ
とした場合、以下の関係式（３）を満たす請求項２に記載の無機酸化物粒子合成装置。
Ｌ
ｃ
≦ ０．８×Ｌ
ｂ
・・・（３）
【請求項６】
前記案内部材は、前記火炎の進行方向に沿って先細りした逆円錐台筒状である請求項１または請求項２に記載の無機酸化物粒子合成装置。
【請求項７】
前記大気導入口は、前記火炎の進行方向に対して前記バーナの先端面よりも上流側に設けられている請求項１または請求項２に記載の無機酸化物粒子合成装置。
【請求項８】
無機物を含む原料を有するエアロゾルを形成し、反応場において、前記エアロゾルを火炎に供給する工程と、
前記エアロゾルに含まれる前記原料を熱処理する工程とを有し、
前記熱処理する工程において、大気を前記火炎の進行方向に沿って流通するように前記反応場に導入し、前記反応場に導入した大気を、部材に衝突させることにより、前記火炎の中心軸に向かって流通させる無機酸化物粒子の合成方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機酸化物粒子合成装置、及び無機酸化物粒子の合成方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、金属等の無機物を含む粉末状、液体状、又は気体状の原料を噴射するノズルと、ノズルの周囲において火炎を形成するバーナとを備え、ノズルから火炎に原料を噴射して無機酸化物粒子を合成する無機酸化物粒子合成装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、原料をバーナに供給する原料供給手段と、酸化性ガスを、原料と共にバーナから噴出させる酸化性ガス供給手段と、予め可燃性ガスと支燃性ガスとを混合した混合ガスをバーナに供給する混合ガス供給手段と、バーナを配設した反応容器とを備えた金属酸化物製造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－４６３８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の無機酸化物粒子合成装置では、無機酸化物粒子の生産量に応じて装置を大型化する場合、バーナから形成される火炎も大きくなり、火炎の長さが長くなる。そのため、所定の粒径（例えば、粒径１μｍ）より小さい粒径の無機酸化物粒子を合成する場合、火炎に噴射された原料が、核を生成した後冷却され難く、核が合一又は凝集して粒子の成長が進むことにより、所定の粒径より小さい粒径の無機酸化物粒子を合成することが困難であった。
【０００６】
本発明の一態様は、装置を大型化しても合成する無機酸化物粒子の粒径を小さくすることができる無機酸化物粒子合成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る無機酸化物粒子合成装置は、無機物を含む原料を噴射する原料噴射手段と、前記原料噴射手段から噴射された前記原料を覆うように火炎を形成するバーナと、前記火炎を覆い、大気を内側に導入する大気導入口を有する円筒部材と、前記円筒部材の内側に設けられ、前記大気の流れを前記火炎に向かって案内する案内部材とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様に係る無機酸化物粒子合成装置によれば、装置を大型化しても合成する無機酸化物粒子の粒径を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態に係る無機酸化物粒子合成装置の模式図である。
バーナの先端面を示す平面図である。
図１の要部拡大図である。
案内部材の斜視図である。
案内部材の第１変形例を示す斜視図である。
案内部材の第２変形例を示す斜視図である。
実施例１及び比較例１の無機酸化物粒子合成装置における火炎の核生成位置と反応停止位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する場合がある。本明細書において数値範囲を示す「～」は、別段の断わりがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

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