特開 2023-179233 アトマイズ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023179233

(43)【公開日】2023-12-19

(54)【発明の名称】アトマイズ装置

(51)【国際特許分類】

   B22F 9/08 20060101AFI20231212BHJP

   B22F 9/00 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

B22F9/08

B22F9/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022092418

(22)【出願日】2022-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137486

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 雅直

(74)【代理人】

【識別番号】100129377

【弁理士】

【氏名又は名称】瀬川 耕司

(72)【発明者】

【氏名】中本 尚樹

(72)【発明者】

【氏名】津田 正徳

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 賢人

(72)【発明者】

【氏名】峯岸 佳弘

(72)【発明者】

【氏名】米虫 悠

【テーマコード（参考）】

4K017

【Ｆターム（参考）】

4K017AA03

4K017AA04

4K017CA01

4K017CA07

4K017EB23

4K017EF10

(57)【要約】      （修正有）

【課題】微細な金属粉末を効率よく生成するアトマイズ装置を提供する。
【解決手段】本発明のアトマイズ装置は、上下端面が貫通することで開口を有する中空形状の円筒体３１と、円筒体の内部に超音波を発生させるＢＬＴ（超音波発生手段）とを備え、下方に向けて流れる複数の溶解原料を、開口を上下方向に向けた状態の円筒体内に形成される定在波音場における音圧の節をそれぞれ通過させて微粒化して金属粉末を生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下端面が貫通することで開口を有する中空形状の円筒体と、
前記円筒体の内部に超音波を発生させる超音波発生手段とを備え、
下方に向けて流れる複数の溶解原料を、前記開口を上下方向に向けた状態の前記円筒体内に形成される定在波音場における音圧の節をそれぞれ通過させて微粒化して金属粉末を生成することを特徴とするアトマイズ装置。

【請求項2】

前記複数の溶解原料は、前記開口を上下方向に向けた状態の前記円筒体内に形成される定在波音場における中央の音圧の腹から前記円筒体の半径方向に１／４波長ずらした音圧の節をそれぞれ通過することを特徴とする請求項１に記載のアトマイズ装置。

【請求項3】

前記複数の溶解原料が前記円筒体内を通過する溶湯流れの位置は、前記円筒体の中央に対して点対称に配置されないことを特徴とする請求項１又は２に記載のアトマイズ装置。

【請求項4】

前記複数の溶解原料が前記円筒体内を通過する溶湯流れの数は、奇数個であることを特徴とする請求項３に記載のアトマイズ装置。

【請求項5】

前記超音波発生手段は、ボルト締めランジュバン型振動子を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のアトマイズ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属製の原料を微細化するアトマイズ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ルツボ内で溶解された金属製の原料を、出湯口からチャンバ内に排出し、このチャンバ内で原料を微細化させて回収する加熱溶解装置が記載されている。具体的には、チャンバ内には、超音波を照射する振動子が備えられており、ルツボの出湯口から排出された原料は、振動子から照射される超音波により微細化される。微細化された原料は収容部に至るまでに冷却された後、金属粉末として回収される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１－２０８４０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

超音波により金属製の原料を微細化する方法として、ＢＬＴ（ボルト締めランジュバン型振動子）と円筒体とを接続して円筒体の内部に超音波を発生させて、ルツボの出湯口から出湯した溶解原料を円筒体内に形成される定在波音場を通過させることにより、溶解原料を微細化する方法が考えられる。

【0005】

しかしながら、溶湯の表面から微細化が始まるため、出湯口から出湯した溶解原料の溶湯流れを太くすると微細化されない溶湯が増加するとともに、微細化前の初期溶湯サイズが大きいと製作可能な金属粉末の粒径サイズが大きくなってしまう。そのため、円筒体内部を通過する溶湯に対する処理量が微量であり、金属粉末の量産に適しない問題がある。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みたものであり、微細な金属粉末を効率よく生成することが可能なアトマイズ装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために本発明のアトマイズ装置は、上下端面が貫通することで開口を有する中空形状の円筒体と、前記円筒体の内部に超音波を発生させる超音波発生手段とを備え、下方に向けて流れる複数の溶解原料を、前記開口を上下方向に向けた状態の前記円筒体内に形成される定在波音場における音圧の節をそれぞれ通過させて微粒化して金属粉末を生成することを特徴とする。

【0008】

このようにすると、下方に向けて流れる複数の溶解原料が、円筒体内に形成される定在波音場をほぼ同時に通過して微粒化されるため、微細な金属粉末を効率よく生成することができる。また、製作可能な粉末粒径を維持した状態で処理量を多くできるため、安定した粉末製造を可能とする。

【0009】

本発明のアトマイズ装置において、前記複数の溶解原料は、前記開口を上下方向に向けた状態の前記円筒体内に形成される定在波音場における中央の音圧の腹から前記円筒体の半径方向に１／４波長ずらした音圧の節をそれぞれ通過することを特徴とする。

【0010】

このようにすると、下方に向けて流れる複数の溶解原料をほぼ同時に微粒化するために、円筒体の中央付近の必要な範囲に限り、微粒化可能なエネルギーを出力すればよいため、超音波発生手段の負荷を低減できる。

【0011】

本発明のアトマイズ装置において、前記複数の溶解原料が前記円筒体内を通過する溶湯流れの位置は、前記円筒体の中央に対して点対称に配置されないことを特徴とする。

【0012】

このようにすると、２つの溶湯流れの一方が円筒体内に形成される定在波音場を乱して、２つの溶湯流れの他方の位置に対して超音波が有効に機能しなくなるのを防止できる。すなわち、２つの溶湯流れの位置が円筒体の中央に対して点対称に配置されている場合、２つの溶湯流れの一方が円筒体内に形成される定在波音場を乱して、２つの溶湯流れの他方の位置に対して超音波が有効に機能しない可能性がある。

【0013】

本発明のアトマイズ装置において、前記複数の溶解原料が前記円筒体内を通過する溶湯流れの数は、奇数個であることを特徴とする。

【0014】

このようにすると、下方に向けて流れる複数の溶解原料が円筒体内を通過する溶湯流れの位置を、円筒体の中央に対して点対称に配置しないとともに、周方向に均等に配置することができる。

【0015】

本発明のアトマイズ装置において、前記超音波発生手段は、ボルト締めランジュバン型振動子を有していることを特徴とする。

【0016】

このようにすると、超音波を発生させる際の損失を低減することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、微細な金属粉末を効率良く生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係るアトマイズユニット３０を有する加熱溶解装置１の構成図である。

【図2】図２（ａ）は、図１の加熱溶解装置１の出湯部１６の下端の平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ線における断面図である。

【図3】ＢＬＴ３４と円筒体３１とを接続した状態を説明する図である。

【図4】円筒体３１内に形成される定在波音場を通過する溶湯流れの位置を示す図である。

【図5】図４において１点鎖線で示される部分の音圧分布線を示す図である。

【図6】本発明の変形例に係るアトマイズユニットの円筒体３１内に形成される定在波音場を通過する溶湯流れの位置を示す図である。

【図7】円筒体３１の周方向に形成される曲げ振動を説明する図である。

【図8】本発明の変形例に係るアトマイズユニットの円筒体３１内に形成される定在波音場を通過する溶湯流れの位置を示す図である。

【図9】本発明の変形例に係るアトマイズユニットの円筒体３１内に形成される定在波音場を通過する溶湯流れの位置を示す図である。

【図10】本発明の変形例に係るアトマイズユニットの円筒体３１内に形成される定在波音場を通過する溶湯流れの位置を示す図である。

【図11】本発明の変形例に係るアトマイズユニットを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本実施形態に係るアトマイズユニットを有する加熱溶解装置を図面を参照しつつ説明する。図１に示す加熱溶解装置１は、水冷式のコールドクルーシブル型の加熱溶解装置であり、原料Ｎ（溶解原料Ｎ）から金属粉末を生成することができる。具体的には、加熱溶解装置１は、２０［μｍ］以下の金属粉末を生成する。原料Ｎは、高融点金属であり、例えば、スズ（Ｓｎ）、チタン合金、ジルコニウム、タンタルである。

【0020】

以下において、加熱溶解装置１を設置した状態での設置面に平行な向きである水平方向を「Ｄ１」を付して記載し、上下方向を「Ｄ２」を付して記載する。上下方向Ｄ２は、水平方向Ｄ１に垂直な方向でもある。

【0021】

加熱溶解装置１は、チャンバ２と、出湯ユニット１０と、アトマイズユニット３０と、操作盤５０と、制御装置５１と、第１電圧供給回路５２と、第２電圧供給回路５３と、第３電圧供給回路５４とを備えている。

【0022】

チャンバ２は、上下方向Ｄ２において上端及び下端が閉塞した容器であり、製品の酸化を防止するため、不活性ガスが充填されている。チャンバ２の内部には、出湯ユニット１０、アトマイズユニット３０を収容可能な空間が形成されている。具体的には、チャンバ２は、円筒状に延びる上側容器部２ａと、上側容器部２ａよりも下方に位置する円錐体状の下側容器部２ｂとを有している。

【0023】

上側容器部２ａの内部には、チャンバ２の内周面から内側に向けて延びる間仕切り板３ａ、５ａが設けられている。間仕切り板３ａ、５ａにより、チャンバ２の内部には、出湯ユニット１０及びアトマイズユニット３０が保持される保持空間３、５が区画されている。具体的には、チャンバ２の内部において、間仕切り板３ａよりも上の保持空間３に、出湯ユニット１０が収容されている。チャンバ２の内部において、間仕切り板３ａと間仕切り板５ａとで区画される保持空間５に、アトマイズユニット３０が収容されている。下側容器部２ｂの内部には、生成された金属粉末が収容される空間である収容部６が形成されている。具体的には、チャンバ２の内部において、間仕切り板５ａよりも下側の空間が、収容部６になっている。

【0024】

出湯ユニット１０は、ルツボ１１と、溶解コイル１２ａと、出湯コイル１２ｂとを備えている。出湯ユニット１０は、溶解コイル１２ａに通電し炉本体内を誘導加熱することで原料Ｎを溶解するとともに、炉床を冷却することにより炉本体の底部に生じるスカルＮａと称される原料Ｎの凝固物で出湯部１６を閉止し、出湯部１６に形成されたスカルＮａを出湯コイル１２ｂに通電し出湯部１６を誘導加熱することにより溶解して、出湯部１６を通じて溶湯を出湯するユニットである。

【0025】

ルツボ１１は、原料Ｎが収容される容器である。ルツボ１１は、例えば銅材により形成され、円筒状の側壁１１ａと、側壁１１ａの下方に設けられた底板１１ｂとを有している。側壁１１ａと底板１１ｂとにより、原料Ｎが収容される空間が形成されている。側壁１１ａは、上部が開口する円筒状の部位である。側壁１１ａは、内周面に形成されたスリットにより複数のセグメントに分割されている。各セグメントは、内部に冷却流路を有しており、冷却流路の内部には水等の冷媒が通れるようになっている。セグメントを分割するスリットには、薄板状の絶縁部材が埋め込まれている。底板１１ｂは、円板状の部位である。底板１１ｂは、内部に冷却流路を有しており、冷却流路の内部には水等の冷媒が通れるようになっている。底板１１ｂの径方向の中心には、溶解した溶湯を出湯させるための出湯部１６が形成されている。底板１１ｂの径方向は、水平方向Ｄ１と平行な方向でもある。

【0026】

出湯部１６は、上下方向Ｄ２に延びた漏斗状の部位である。出湯部１６の下端部には、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、上下方向Ｄ２に貫通する４つの出湯口１６ａ～１６ｄが形成される。出湯口１６ａ～１６ｄは、同一円周上において周方向に９０度おきに配置される。出湯口１６ａ～１６ｄの水平断面は、円形であり、その内径は、５［ｍｍ］以下である。

【0027】

本実施形態では、ルツボ１１は、チャンバ２の内部に設けられた固定部３ｂにより固定されている。具体的には、固定部３ｂは、間仕切り板３ａにボルトにより固定されている。これにより、固定部３ｂは、ルツボ１１をチャンバ２内で位置決め保持した状態で固定することができる。ルツボ１１における側壁１１ａには、溶解コイル１２ａが外周面に沿って巻かれている。本実施形態では、溶解コイル１２ａの下端は、上下方向Ｄ２において、底板１１ｂよりも上方となるように側壁１１ａに対して外周面に沿って巻かれている。溶解コイル１２ａには、第１電圧供給回路５２から高周波の溶解電圧が印加される。

【0028】

出湯部１６には、出湯コイル１２ｂが外周面に沿って巻かれている。本実施形態では、出湯コイル１２ｂは、出湯部１６における下端よりも上側まで巻かれている。出湯コイル１２ｂには、第２電圧供給回路５３から高周波の出湯電圧が印加される。出湯コイル１２ｂの周囲には、出湯部１６から排出された溶湯から出湯コイル１２ｂを保護するための図示しない保護部材が設けられている。

【0029】

チャンバ２の内部において、出湯ユニット１０よりも下方の保持空間５には、アトマイズユニット３０が保持されている。アトマイズユニット３０は、出湯ユニット１０から出湯される溶湯を微粒化するユニットである。アトマイズユニット３０は、図３に示すように、円筒体３１と、伝達棒３２と、ホーン３３と、ＢＬＴ（ボルト締めランジュバン型振動子）３４とを有している。なお、図１では、伝達棒３２、ホーン３３及びＢＬＴ３４の図示を省略し、アトマイズユニット３０として円筒体３１だけを図示している。

【0030】

図３に示すように、円筒体３１は、上下両端面が貫通することで開口３１ａを有する中空状の部材である。本実施形態では、円筒体３１は、銅材などの導電性材料により形成されている。円筒体３１は、開口３１ａを上下方向Ｄ２に向けた状態で、ルツボ１１よりも下方に配置されている。具体的には、円筒体３１は、出湯部１６の先端から４つの出湯口１６ａ～１６ｄの各中心線を仮想線（図１で１点鎖線で図示している）として下側に向けて垂直に延ばした場合に、これらの仮想線が円筒体３１の開口３１ａの内側を通過する水平方向Ｄ１の位置に配置されている。なお、円筒体３１は、振動を効率良く伝播する、音響的な性質と強度的な性質が良い材料（例えばアルミやチタン、銅等）で形成されていることが好適である。

【0031】

アトマイズユニット３０は、間仕切り板５ａに固定されるが、円筒体３１と間仕切り板５ａとの間には、図示しない保持層が介在している。保持層は、円筒体３１を間仕切り板５ａに対して振動可能に保持する層である。保持層は、円筒体３１の振動を阻害することなく、円筒体３１を間仕切り板５ａに保持できる材質であることが望ましい。例えば、保持層は、シリコンゴムやブタジエンゴム等を用いることができる。

【0032】

ＢＬＴ３４は、超音波振動子であり、図３に示すように、伝達棒３２及びホーン３３を介して円筒体３１の側面に接続される。なお、伝達棒３２の先端は、円筒体３１の側面にねじ止めされている。ＢＬＴ３４には、第３電圧供給回路４４からの振動電圧が印加される。ＢＬＴ３４は、円筒体３１が有する固有周波数（共振周波数）で円筒体３１を振動させて超音波を発生する。そのとき、円筒体３１内には、放射された超音波により定在波音場が形成される。

【0033】

操作盤５０は、作業者の操作を受付ける、操作キーや、操作画面等を備えるユーザインタフェースである。操作盤５０が受付けた操作に応じた信号は、制御装置５１に出力される。制御装置５１は、加熱溶解装置１の駆動を制御する。制御装置５１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで所定の処理を実行するプログラマブルコントローラである。制御装置５１では、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、第１電圧供給回路５２、第２電圧供給回路５３及び第３電圧供給回路５４の各動作を制御する。

【0034】

具体的には、大気中において周波数が２８ｋＨｚでＢＬＴ３４を駆動して円筒体３１（内径５３．４ｍｍ、外径６１．３ｍｍ、高さ３０ｍｍ）を振動させる場合、図４に示すように、円筒体３１の内部で波長が１２．２９ｍｍの定在波音場が形成される。なお、本実施形態において、円筒体３１は、円筒体３１の周方向の曲げ振動が形成されない厚さを有している。

【0035】

円筒体３１内に形成される定在波音場では、円筒体３１の中央が音圧の腹（腹(1)）となり、最大音圧となる。円筒体３１の中央から円筒体３１の半径方向に１／４波長ずらした位置が音圧の節（節(1)）となる。その音圧の節（節(1)）から、円筒体３１の半径方向外側に向かって、音圧の腹（腹(2)）、音圧の節（節(2)）、音圧の腹（腹(3)）、音圧の節（節(3)）、音圧の腹（腹(4)）、音圧の節（節(4)）、音圧の腹（腹(5)）の順に配置される。図４では、音圧の腹を実線で図示し、音圧の節を点線で図示している。そのため、図４において１点鎖線で示される部分の音圧分布線は、図５のようになる。

【0036】

気中超音波による微粒化は、音圧の節で起こるため、図４に示した定在波音場において、節(1)、節(2)、節(3) 、節(4)の何れかの位置を出湯口１６ａ～１６ｄから出湯された溶湯が通過するようにする。ただし、円筒体３１内の節(1)、節(2)、節(3)及び節(4)のどの節でも微粒化可能なエネルギーを出力するには、振動源であるＢＬＴ３４を高出力で駆動し続ける必要がある。その場合、発熱により円筒体３１の振動状態に影響が出て微粒化エネルギーが低下する。

【0037】

そのため、本実施形態では、円筒体３１の中央の音圧の腹（腹(1)）から円筒体３１の半径方向に１／４波長（約３．１ｍｍ）の音圧の節（節(1)）の位置で微粒化可能な条件で、振動源であるＢＬＴ３４を駆動する。なお、図４では、出湯口１６ａ～１６ｄから出湯された後、円筒体３１内に形成される定在波音場を通過する溶湯流れを１６Ｎ(1)～１６Ｎ(4)として図示している。

【0038】

また、本実施形態では、４つの出湯口１６ａ～１６ｄを配置する際、隣り合う４つの溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(4)が、溶湯流れの直径分以上、または、微粒化後に粉体の接触数が最小限となるように間隔をあけるために９０°間隔としている。なお、本実施形態では、円筒管３１が径方向に伸縮する呼吸振動の場合に理想とされる位置に、４つの溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(4)を配置している。

【0039】

以上説明した本実施形態のアトマイズユニット３０は、上下端面が貫通することで開口３１ａを有する中空形状の円筒体３１と、円筒体３１の内部に超音波を発生させるＢＬＴ３４（超音波発生手段）とを備え、下方に向けて流れる溶解原料を、開口３１ａを上下方向に向けた状態の円筒体３１内に形成される定在波音場における音圧の節（節(1)）をそれぞれ通過させて微粒化して金属粉末を生成する。

【0040】

このようにすると、下方に向けて流れる複数の溶解原料が、円筒体３１内に形成される定在波音場をほぼ同時に通過して微粒化されるため、微細な金属粉末を効率よく生成することができる。また、製作可能な粉末粒径を維持した状態で処理量を多くできるため、安定した粉末製造を可能とする。

【0041】

本実施形態のアトマイズユニット３０において、下方に向けて流れる４つの溶解原料は、円筒体３１内に形成される定在波音場における中央の音圧の腹（腹(1)）から円筒体３１の半径方向に１／４波長ずらした音圧の節（節(1)）をそれぞれ通過する。

【0042】

このようにすると、下方に向けて流れる４つの溶解原料をほぼ同時に微粒化するために、円筒体３１の中央付近の必要な範囲に限り、微粒化可能なエネルギーを出力すればよいため、ＢＬＴ３４の負荷を低減できる。

【0043】

本実施形態のアトマイズユニット３０において、超音波発生手段は、ＢＬＴ３４を有している。

【0044】

このようにすると、超音波を発生させる際の損失を低減することができる。すなわち、例えば、円筒体の外周面に沿って誘導コイルを巻回し、誘導コイルに振動電圧を印加して誘導コイルに高周波電流を流し、円筒体を電磁力により径方向で振動させて円筒体内に超音波を発生させる場合には、ジュール損失が大きい問題がある。

【0045】

なお、具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。

【0046】

例えば、上記実施形態では、４つの出湯口１６ａ～１６ｄから出湯された４つの溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(4)が円筒体３１の中央付近において９０°間隔となるが、それに限られない。出湯口の数および円筒体３１内を通過する溶湯流れの数は、２つ以上であればよく、その配置は任意である。例えば、図６に示すように、円筒体３１を通過する溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(3)は、３つであり、１２０°間隔で配置されてもよい。なお、円筒体３１を通過する溶湯流れの数および配置に応じた出湯口が形成された出湯部１６を使用する必要がある。

【0047】

この場合、例えば円筒体３１の中央に対して溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(3)のそれぞれの反対側には、他の溶湯流れは配置されない。すなわち、３つの溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(3)は、円筒体３１の中央に対して点対称に配置されない。

【0048】

また、図７に示すように、縦振動するＢＬＴ３４を、伝達棒３２及びホーン３３を介して円筒体３１の側面における１点に接続すると、円筒体３１は、円筒体３１の周方向に５つの腹、５つの節が交互に曲げ振動が起こる場合がある（具体例の条件での腹、節の数）。この場合、腹の位置は、伝達棒３２の接続位置から７２°間隔でほぼ均一に起こる。このため、図８に示すように、円筒体３１の中央付近での５つの溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(5)の位置も同様に７２°間隔としてもよい。

【0049】

この場合、例えば円筒体３１の中央に対して５つの溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(5)のそれぞれの反対側には、他の溶湯流れは配置されない。すなわち、５つの溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(5))は、円筒体３１の中央に対して点対称に配置されない。

【0050】

さらに、図８に示すように、５つの溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(5)の位置を、円筒体３１の周方向に形成される５つの腹と円筒体３１の中心軸を結んだ直線上と音圧の節が交わる位置としてもよい。これにより、呼吸振動が優勢な振動であるため曲げ振動の影響は少ないが、より効率的に大きい音響エネルギーを溶湯流れに与えることが可能となる。

【0051】

上記変形例のアトマイズユニットにおいて、下方に向けて流れる複数の溶解原料が円筒体３１内を通過する溶湯流れの位置は、円筒体３１の中央に対して点対称に配置されない。

【0052】

このようにすると、２つの溶湯流れの一方が円筒体３１内に形成される定在波音場を乱して、２つの溶湯流れの他方の位置に対して超音波が有効に機能しなくなるのを防止できる。すなわち、２つの溶湯流れの位置が円筒体３１の中央に対して点対称に配置されている場合、２つの溶湯流れの一方が円筒体３１内に形成される定在波音場を乱して、２つの溶湯流れの他方の位置に対して超音波が有効に機能しない可能性がある。

【0053】

本変形例のアトマイズユニットにおいて、下方に向けて流れる複数の溶解原料が円筒体３１内を通過する溶湯流れの数は、奇数個である。

【0054】

このようにすると、下方に向けて流れる複数の溶解原料が円筒体３１内を通過する溶湯流れの位置を、円筒体３１の中央に対して点対称に配置しないとともに、周方向に均等に配置することができる。

【0055】

また、図９に示すように、円筒体３１の中央付近での６つの溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(6)の位置を６０°間隔としてもよい。

【0056】

また、振動源であるＢＬＴ３４を高出力で駆動して円筒体３１の振動をさらに大きくすれば、円筒体３１の中央から離れた音圧の節（節(2)）においても微粒化可能なエネルギーが得られる。例えば、円筒体３１内に形成される定在波音場において、節(1)、節(2)の何れかの位置を複数の出湯口から出湯された溶湯が通過するようにしてもよい。

【0057】

例えば、図１０に示すように、円筒体３１の中央付近の音圧の節（節(1)）において４つの溶湯流れ１６Ｎ(1)～１６Ｎ(4)を９０°間隔とし、且つ、節(1)の外側の節(2)において４つの溶湯流れ１６Ｎ(5)～１６Ｎ(8)を９０°間隔としてもよい。

【0058】

さらに、振動源であるＢＬＴ３４を高出力で駆動して円筒体３１の振動をさらに大きくすれば、円筒体３１の中央から離れた音圧の節（節(4)）においても微粒化可能なエネルギーが得られる。その場合、円筒体３１内に形成される定在波音場において、節(1)、節(2)、節(3) 、節(4)の何れかの位置を複数の出湯口から出湯された溶湯が通過するようにしてもよい。

【0059】

上記実施形態では、溶解原料Ｎの例を示したが、それに限られない。本発明の加熱溶解装置１で使用される溶解原料Ｎは、任意である。

【0060】

上記実施形態では、円筒体の内部に超音波を発生させる超音波発生手段として、ＢＬＴ３４を有しているが、それに限られない。円筒体の内部に超音波を発生させる超音波発生手段は、任意である。

【0061】

上記実施形態では、１つの円筒体の内部において溶湯を微粒化しているが、それに限られない。溶湯の流れ方向に沿って多段に並べた複数の円筒体の内部において溶湯をそれぞれ微粒化してもよい。その場合、出湯粒径の太い１本の溶湯流れを段階的に微細化して溶湯流径を細くすることができる。図１１に示すように、２つの円筒体３１を溶湯の流れ方向に沿って並べた場合に限らず、３つ以上の円筒体３１を溶湯の流れ方向に沿って並べてもよい。

【0062】

上記実施形態では、アトマイズユニット３０を有するコールドクルーシブル型の加熱溶解装置１であるが、それに限られない。アトマイズユニット３０を備えるものであれば、原料を溶解するための構成はどのような構成であってもよい。

【符号の説明】

【0063】

１ 加熱溶解装置
１６ａ～１６ｄ 出湯口
１６Ｎ(1)～１６Ｎ(4) 溶湯流れ
３０ アトマイズユニット（アトマイズ装置）
３１ 円筒体
３４ ＢＬＴ（超音波発生手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】