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公開番号2025043158
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-28
出願番号2023150502
出願日2023-09-15
発明の名称粉体処理装置及び方法
出願人株式会社タマダホールディングスグループ
代理人弁理士法人大手門国際特許事務所
主分類B01J 19/08 20060101AFI20250321BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】本発明は、造粒された粉体を粒子形態のままでプラズマ加熱により粉体処理を行うことで高品質の粉体を安定して得ることができる粉体処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る粉体処理装置は、放電容器10に水平方向に対して45°以上90°未満の角度で下向きに傾斜して周方向に配列された複数の放電電極部20と、放電容器10に接続された粉体供給部30と、放電電極部20及び粉体供給部30にガスを流通させて放電容器10内に供給するガス供給部70とを備え、放電電極部20に多相交流電圧を印加して放電電極部20で囲まれた領域においてアーク放電を発生させて上下方向に沿うプラズマ領域を生成させて上方から粉体を所定の流量で投入して粉体を粒子形態のままで加熱処理する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
放電容器と、前記放電容器の上部に取り付けられた粉体を供給する粉体供給部と、前記放電容器に取り付けられるとともに水平方向に対して４５°以上９０°未満の角度で下向きに傾斜して周方向に配列された複数の放電電極部と、前記放電電極部に接続されて多相交流電圧を印加する交流電源部と、前記放電電極部及び前記粉体供給部にガスを流通させて前記放電容器内に供給するガス供給部と、前記放電電極部で囲まれた領域においてアーク放電を発生させて上下方向に沿うプラズマ領域を生成させるとともに当該プラズマ領域に上方から前記粉体を所定の流量で投入して前記粉体を粒子形態のままで加熱処理するように前記交流電源部及び前記ガス供給部を制御する制御部とを備えている粉体処理装置。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記放電電極部は、先端部に取り付けた電極体及び当該電極体の周囲に開口してガスを放出するガス放出口を備えており、前記粉体供給部は、前記放電電極部で囲まれた領域に向かって下方に開口してガスとともに粉体を放出する粉体放出口を備えている請求項１に記載の粉体処理装置。
【請求項３】
特定の前記放電電極部に対向配置されるとともに特定の前記放電電極部の先端部に対して接近及び離間するように移動可能に前記放電容器に取り付けられた点火用電極部を備えている請求項１又は２に記載の粉体処理装置。
【請求項４】
前記放電容器の下部に取り付けられて加熱処理された粉体を回収する粉体回収部と、前記放電容器内から前記粉体回収部へガスを流通させて排気するガス排気部とを備えている請求項１又は２に記載の粉体処理装置。
【請求項５】
前記放電容器は、前記粉体回収部に向かって内壁面がテーパ状に形成されている請求項４に記載の粉体処理装置。
【請求項６】
前記放電容器の側部には、前記プラズマ領域に対向配置された観察用窓部が設けられており、前記観察用窓部には、前記ガス供給部から供給されたガスを内面に沿って流通させる供給口部が形成されている請求項１又は２に記載の粉体処理装置。
【請求項７】
放電容器内において水平方向に対して４５°以上９０°未満の角度で下向きに傾斜して周方向に配列された複数の放電電極部の先端部の開口からガスを放出しながら多相交流電圧を印加して当該放電電極部に囲まれた領域でアーク放電を発生させて上下方向に沿うプラズマ領域を生成させ、前記プラズマ領域の上方から粉体をガスとともに所定の流量で上下方向に沿って流通させ、前記プラズマ領域内で粉体を粒子形態のままで加熱処理する粉体処理方法。
【請求項８】
特定の前記放電電極部の先端部に対して点火用電極部を接近させた状態で多相交流電圧を印加してアーク放電を発生させ、前記点火用電極部を特定の前記放電電極部から離間させながら他の前記放電電極部との間にアーク放電を誘発させて前記プラズマ領域を生成させる請求項７に記載の粉体処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、造粒加工等により成形された粉体の表面処理を行う粉体処理装置及び方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、粉体を材料として用いたコーティング技術や積層造形技術といった加工技術の研究開発が進められており、こうした材料となる粉体に対しては、加工技術に対応した特性及び品質が求められている。
【０００３】
粉体は、噴霧乾燥による湿式技術で造粒して焼結による熱処理を行うといった造粒加工が行われているが、こうした造粒加工では粉体中に空隙等の造形欠陥が生じるといった品質低下の要因が課題となっている。そのため、造粒された粉体の品質を向上させるための粉体処理が必要となる。例えば、非特許文献１では、積層造形に使用される超硬造粒粉体（炭化タングステン）に対して、直流アークプラズマによる加熱処理で再溶融処理を行い、高充填性、高流動性付与といった品質の向上を図ることが提案されている。
【０００４】
また、特許文献１では、位相が互いに異なる交流電力が印加されて反応室内にプラズマを発生させる複数の電極を用いた微粒子製造装置が記載されており、プラズマの加熱処理により材料粒子から微粒子を製造することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７２６６１８１号公報
【非特許文献】
【０００６】
板垣宏知外３名、”積層造形（AM)用金属粉末製造プロセスとAM応用を目指した異形金属粉末の直流アークプラズマ処理技術の紹介”、一般社団法人日本溶射学会、２０２１年７月、溶射Vol.58,No.3。p.142-146
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１に記載された直流アークプラズマによる粉体処理方法では、造粒された粉体の再溶融処理により充填性等の品質が向上するものの再溶融により炭化タングステンが脆弱相に変化して硬度の低下が生じるため、プラズマ加熱処理による過度な加熱を避けることが求められている。こうしたことから、非特許文献１に記載された粉体処理方法は、少量の粉体処理は可能であるが、量産性の点で課題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、造粒された粉体を粒子形態のままでプラズマ加熱により粉体処理を行うことで高品質の粉体を安定して得ることができる粉体処理装置及び方法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】
【０００９】
本発明に係る粉体処理装置は、放電容器と、前記放電容器の上部に取り付けられた粉体を供給する粉体供給部と、前記放電容器の側部に取り付けられるとともに水平方向に対して４５°以上９０°未満の角度で下向きに傾斜して周方向に配列された複数の放電電極部と、前記放電電極部に接続されて多相交流電圧を印加する交流電源部と、前記放電電極部及び前記粉体供給部にガスを流通させて前記放電容器内に供給するガス供給部と、前記放電電極部で囲まれた領域においてアーク放電を発生させて上下方向に沿うプラズマ領域を生成させるとともに当該プラズマ領域に上方から前記粉体を所定の流量で投入して前記粉体を粒子形態のままで加熱処理するように前記交流電源部及び前記ガス供給部を制御する制御部とを備えている。
【００１０】
本発明に係る粉体処理方法は、放電容器内において水平方向に対して４５°以上９０°未満の角度で下向きに傾斜して周方向に配列された複数の放電電極部の先端部の開口からガスを放出しながら多相交流電圧を印加して当該放電電極部に囲まれた領域でアーク放電を発生させて上下方向に沿うプラズマ領域を生成させ、前記プラズマ領域の上方から粉体をガスとともに所定の流量で上下方向に沿って流通させ、前記プラズマ領域内で粉体を粒子形態のままで加熱処理する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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