特表 2024-520231 誘導コイルおよび中間コイルを用いて金属粉末を製造するための装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-23

(54)【発明の名称】誘導コイルおよび中間コイルを用いて金属粉末を製造するための装置および方法

(51)【国際特許分類】

   B22F 9/08 20060101AFI20240516BHJP

【ＦＩ】

B22F9/08 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023569648

(86)(22)【出願日】2022-05-09

(85)【翻訳文提出日】2023-11-16

(86)【国際出願番号】 EP2022062464

(87)【国際公開番号】W WO2022238317

(87)【国際公開日】2022-11-17

(31)【優先権主張番号】102021112151.5

(32)【優先日】2021-05-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523049030

【氏名又は名称】アーエルデー バキューム テクノロジーズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(74)【代理人】

【識別番号】100211177

【弁理士】

【氏名又は名称】赤木 啓二

(72)【発明者】

【氏名】ヘンリック フランツ

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン レーネルト

(72)【発明者】

【氏名】マルクス ビントン

(72)【発明者】

【氏名】セルゲイス スピタンス

【テーマコード（参考）】

4K017

【Ｆターム（参考）】

4K017AA02

4K017BA02

4K017BA03

4K017BA07

4K017BA10

4K017EB04

4K017EB08

4K017EB12

4K017FA04

4K017FA06

(57)【要約】

本発明は、金属粉末を製造するための装置（１０、１００）に関する。この装置は、溶融室（１２）、下流側霧化塔（１４）および融液噴流（２４）を霧化するためのノズルアセンブリ（１６）を含む。装置はさらに、溶融室（１２）内部に配置され溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔで動作させられる誘導コイル（２０）であって、内部に少なくとも区分毎に収容された材料ロッド（２２）を局所的に溶融して霧化すべき融液噴流（２４）を生成するように適応されている誘導コイル（２０）、および、溶融室（１２）内部に配置され基本周波数ｆ_ｂａｓｅで動作させられる別個の中間コイル（３０、１３０）であって、誘導コイル（２０）の下流側に配置され誘導コイル（２０）と同軸で整列させられている別個の中間コイル（３０、１３０）を含む。中間コイル（３０、１３０）は、誘導コイル（２０）とノズルアセンブリ（１６）の間の領域内で融液噴流（２４）を過熱するように構成されている。基本周波数ｆ_ｂａｓｅ対溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔの周波数比には、１≦Ｆ_ＢＳ＝ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦５００なる関係が成立する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属粉末を製造するための装置（１０、１００）において：
溶融室（１２）と；
前記溶融室（１２）の下流側に配置された霧化塔（１４）と；
前記溶融室（１２）を霧化塔（１４）に連結する、融液噴流（２４）を霧化するためのノズルアセンブリ（１６）と；
前記溶融室（１２）内部に配設され、溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔで動作させられる誘導コイル（２０）であって、霧化すべき融液噴流（２４）を生成する目的で内部に少なくとも区分毎に収容された材料ロッド（２２）を局所的に溶融するように構成されている誘導コイル（２０）と、
前記溶融室（１２）の内部に配設され、基本周波数ｆ_ｂａｓｅで動作させられ、かつ前記誘導コイル（２０）の下流側に配設されかつ前記誘導コイル（２０）と同軸で整列させられている別個の中間コイル（３０、１３０）であって、前記誘導コイル（２０）と前記ノズルアセンブリ（１６）の間の領域内で前記融液噴流（２４）を過熱するように構成されている別個の中間コイル（３０、１３０）と、
を含み、
前記基本周波数ｆ_ｂａｓｅと前記溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔの周波数比Ｆ_ＢＳについて、
１≦Ｆ_ＢＳ＝ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦５００
なる関係が成立する、装置（１０、１００）。

【請求項2】

前記中間コイル（３０、１３０）は、変調周波数ｆ_ｍｏｄが基本周波数ｆ_ｂａｓｅ上に変調されるような形で構成されている、請求項１に記載の装置（１０、１００）。

【請求項3】

前記中間コイル（３０、１３０）が、前記誘導コイル（２０）に対面する前記中間コイル（３０、１３０）の端部部分に形成された干渉区分（３２）を含み、前記中間コイル（３０、１３０）が、前記干渉区分（３２）内で、小さい内径を有している、請求項２に記載の装置（１０、１００）。

【請求項4】

前記溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔが１０ｋＨｚ～５００ｋＨｚ、好ましくは１００ｋＨｚ～４００ｋＨｚ、より好ましくは２００ｋＨｚ～３００ｋＨｚであり、かつ／または
前記基本周波数ｆ_ｂａｓｅが、１００ｋＨｚ～５０００ｋＨｚ、好ましくは２００ｋＨｚ～４５００ｋＨｚ、さらに好ましくは５００ｋＨｚ～４０００ｋＨｚ、より好ましくは１０００ｋＨｚ～３０００ｋＨｚ、さらに一層好ましくは１５００ｋＨｚ～２５００ｋＨｚであり、かつ／または、
前記変調周波数ｆ_ｍｏｄが、０．００１ｋＨｚ～５ｋＨｚ、好ましくは０．００５ｋＨｚ～４．５ｋＨｚ、さらに好ましくは０．０１ｋＨｚ～４ｋＨｚ、より好ましくは０．０５ｋＨｚ～３．５ｋＨｚ、さらに一層好ましくは０．１ｋＨｚ～３ｋＨｚ、さらに一層好ましくは１ｋＨｚ～２．５ｋＨｚである、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項5】

前記中間コイル（３０、１３０）が、好ましくは主に一定の直径を伴う円筒形状を有する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項6】

前記中間コイル（３０、１３０）の長さが、前記ノズルアセンブリ（１６）の最小内径の４倍超、好ましくは５倍超、より好ましくは６倍超である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項7】

前記中間コイル（３０、１３０）が、前記ノズルアセンブリ（１６）と前記誘導コイル（２０）の間の最小距離によって定義される長さの少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％内において前記融液噴流（２４）を過熱するように適応されている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項8】

前記ノズルアセンブリ（１６）がラバルノズルを含む、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項9】

前記ノズルアセンブリ（１６）が環状ノズルを含む、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項10】

前記ラバルノズルは、前記融液噴流（２４）が前記溶融室（１２）から前記霧化塔（１４）内へと前記ラバルノズルを通過し、添加ガスが前記溶融室（１２）から前記霧化塔（１４）内へ前記ラバルノズルを通って流れるような形で構成され配設されており、前記添加ガスが、前記ラバルノズルを通過するにつれて前記融液噴流（２４）を加速し、
前記環状ノズルは、追加の霧化ガスが霧化ガス供給源から前記霧化塔（１４）まで前記環状ノズルを通って流れ、その結果として前記霧化塔（１４）に隣接する前記ラバルノズルの出口開口部の一領域内に局所的に低下した逆圧が生成され得るような形で、前記ラバルノズルの下流側でかつ／または前記ラバルノズルの前記領域内に配設されており、こうして前記溶融室（１２）の予圧Ｐ_０と前記局所的に低下した逆圧Ｐ_２との間の圧力比Ｄには、
Ｄ＝Ｐ_０／Ｐ_２≧２
なる関係が成立するようになっている、
少なくとも請求項８および９に記載の装置（１０、１００）。

【請求項11】

金属粉末を製造するための方法において、
－ 溶融室（１２）の内部で少なくとも区分毎に材料ロッド（２２）を取り囲む誘導コイル（２０）を用いて前記材料ロッド（２２）を局所的に溶融させることによって霧化すべき融液噴流（２４）を生成するステップであって、前記誘導コイル（２０）が溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔで動作させられるステップと；
－ 前記誘導コイル（２０）の下流側に配設され前記誘導コイル（２０）と同軸で整列した別個の中間コイル（３０、１３０）を用いて、前記誘導コイル（２０）とノズルアセンブリ（１６）の間の領域内で前記融液噴流（２４）を過熱するステップであって、前記中間コイル（３０、１３０）が基本周波数ｆ_ｂａｓｅで動作させられ、前記基本周波数ｆ_ｂａｓｅ対前記溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔの周波数比Ｆ_ＢＳには：
１≦Ｆ_ＢＳ＝ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦５００
なる関係が成立する、ステップと；
－ 前記ノズルアセンブリ（１６）を用いて前記過熱された融液噴流（２４）を霧化するステップであって、前記溶融室（１２）が前記ノズルアセンブリ（１６）を介して霧化塔（１４）に連結されている、ステップと；
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導コイルおよび中間コイルを使用することによって高純度粉末を製造するための装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、材料を溶融し霧化して粉末を製造するための装置および方法に関する。詳細には、粉末は、Ｎｉ超合金粉末、貴金属粉末、または高融点で反応性の金属合金粉末などの高純度金属粉末であり得る。例えば、装置および方法は、チタン、ジルコニウム、ニオブおよび／またはタンタル合金粉末を製造するのに役立ち得る。

【背景技術】

【0002】

金属粉末は、多くの利用分野において、半完成品および成形部品の製造のための出発材料として役立つ。詳細には、金属粉末はこの目的で、焼結または積層造形技術を用いてさらに加工可能である。例えば航空宇宙産業、エネルギ技術、化学工業、エレクトロニクス産業およびバイオメディカル技術におけるその広範囲の利用分野に起因して、（金属）粉末に対する需要そして（金属）粉末の品質に関する要件は絶えず増大し続けている。

【0003】

粉末製造のための従来の装置には、材料融液を製造または提供するための手段、ならびに材料融液の融液噴流を霧化または噴霧化するための手段が含まれる。

【0004】

材料融液を製造するための公知のプロセスは、例えばＥＩＧＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｌｔｉｎｇ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）プロセス、ＶＩＧＡ（Ｖａｃｃｕｕｍ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｌｔｉｎｇ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）プロセスおよびＰＩＧＡ（Ｐｌａｓｍａ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）プロセスである。

【0005】

ＥＩＧＡ技術を使用して材料棒を溶融しその後溶融材料を霧化することにより金属粉末を製造するための装置は、独国特許出願公開第４１０２１０１Ａ１号および欧州特許出願公開第３０８３１０７Ａ１号から知られている。しかしながら、これらの装置によって製造された粉末の品質には制限があり、改善された粉末品質を有するさらに細かくより均一な粉末に対するニーズが存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】独国特許出願公開第４１０２１０１Ａ１号

【特許文献2】欧州特許出願公開第３０８３１０７Ａ１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

したがって、本発明の目的は、先行技術の不利点を克服する装置および方法を提供することにある。

【0008】

詳細には、本発明の目的は、さらに細かく、より均一でかつ／または品質的に改善された粉末の製造を可能にする装置および方法を提供することにある。粉末品質の改善とは、粉末中の衛星形成および／または粉末中の気体介在物の削減、および／または最適な球形度の達成を意味し得る。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この目的は、独立クレームの主題によって達成される。装置および方法のさらなる開発および実施形態が、従属クレームおよび以下の説明の主題である。

【0010】

本発明の一態様は、粉末を製造するための、詳細には金属粉末を製造するための装置およびシステムに関する。装置は、チタン、ジルコニウム、ニオブおよび／またはタンタル合金の高純度粉末を製造するため、および／またはＮｉ超合金粉末、貴金属粉末または高融点および反応性の金属合金粉末を製造するための装置であり得る。

【0011】

該装置は、溶融室およびこの溶融室の下流側の霧化塔を含む。下流側とはここでは、霧化塔が動作中溶融室の下方に位置設定されていることを意味し得る。溶融室には予圧が印加され得る。霧化塔は逆圧を受ける可能性がある。逆圧は、予圧よりも低いものであり得る。逆圧は、予圧に等しいものであってもよい。逆圧が予圧に等しい一実施形態においては、溶融室はバイパスを介して霧化塔に連結されてよい。

【0012】

装置は、融液噴流を霧化するためのノズルアセンブリを含み、これを介して溶融室は霧化塔に連結される。

【0013】

溶融室の内部には誘導コイルが配設されている。誘導コイルは、複数の巻回を含み得る。誘導コイルは、溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔで動作させられ、少なくとも内部に区分毎に収容された材料ロッドを局所的に溶融して、霧化すべき融液噴流を生成するように構成されている。ここで局所的に溶融するとは、一端部（誘導コイル内に配設された一端部）の部域内で誘導コイルにより材料ロッドが加熱され溶融されることを意味するものと理解され得る。材料ロッドは、連続した均一な融液噴流を生成できるように、連続的に前進させられ得る。材料ロッドは、金属ロッドであり得る。したがって、融液噴流は金属融液噴流であり得る。材料ロッドはチタン、ジルコニウム、ニオブおよび／またはタンタル合金、Ｎｉ超合金粉末貴金属または別の高融点で反応性の金属合金を含み得る。融液噴流は連続的であり得、あるいは、短い連続小滴で形成されていてよい。

【0014】

溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔは、調整可能である。融液噴流の直径および融液噴流の溶融速度および溶融率は、溶融周波数の特定の選択によって影響され得る。溶融率ｄｍ／ｄｔは、０．１ｋｇ／ｍｉｎ～１０ｋｇ／ｍｉｎ、好ましくは０．５ｋｇ／ｍｉｎ～８ｋｇ／ｍｉｎ、好ましくは１．５ｋｇ／ｍｉｎ～６ｋｇ／ｍｉｎであり得る。溶融すべき材料は、マグネシウムを含んでいてよく、１６００ｋｇ／ｍ^３の密度を有し得る。溶融すべき材料は、アルミニウムを含んでいてよく、２７００ｋｇ／ｍ^３の密度を有し得る。溶融すべき材料はタングステンを含んでいてよく、１９０００ｋｇ／ｍ^３の密度を有し得る。融液噴流の直径は、２ｍｍ～１０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ～９ｍｍ、より好ましくは４．５ｍｍ～７．５ｍｍであってよい。溶融速度は、０．０１ｍ／ｓ～９ｍ／ｓ、好ましくは０．１ｍ／ｓ～５ｍ／ｓ、より好ましくは０．５ｍ／ｓ～４ｍ／ｓであり得る。融液噴流の直径および溶融速度ならびに溶融率についての規定された値範囲は、充分に高い溶融速度を伴いながら、可能なかぎり最小の融液噴流直径を提供するための有利な組合せ、すなわち最適なバランスを表わす。

【0015】

さらに、溶融室の内部には、別個の中間コイルが配設されている。ここで別個のとは、中間コイルが誘導コイルから構造的に別個であること、すなわち単に誘導コイルの一区分を形成するものでないことを意味し得る。中間コイルは同様に、誘導コイルとは別個に制御可能であり得、２つのコイルの制御は互いに整合され得るものの、誘導コイルの制御および周波数に必ずしも依存していなくてよい。中間コイルは複数の巻回を含み得る。

【0016】

中間コイルおよび／または誘導コイルの各々を、遮蔽材料、例えばフェライトシースによって包囲することができる。このようにして、特定の力線誘導を実現することができる。これにより、別個のコイルの周波数範囲を適応させることが可能となると同時に、コイル間の相互干渉が防止される。

【0017】

中間コイルは、誘導コイルの下流側に位置設定され、誘導コイルと同軸で整列している。したがって、中間コイルは、誘導コイルとノズルアセンブリの間に配設され、ここで中間コイルは、誘導コイルから離隔されている。中間コイルは同様に、ノズルアセンブリから離隔されていてよく、詳細には、中間コイルの最終巻回はノズルアセンブリの入口開口部から離隔され得る。代替的には、中間コイルは下端部でノズルアセンブリ内へ延在していてよい。この場合、中間コイルの最終巻回は、少なくともノズルアセンブリの最小内径を有する部分から離隔され得る。

【0018】

詳細には、誘導コイルおよび中間コイルは、誘導コイルにより生成される融液噴流が中間コイルを通過するような形で（下流側でかつ互いに同軸整列した状態で）配設される。ここで下流側とは、中間コイルに対面する誘導コイルの最終巻回が、誘導コイルに対面する中間コイルの最初の巻回から（両コイルの長手方向軸に沿って）軸方向に離隔されていることを意味し得、ここで中間コイルの最初の巻回は誘導コイルの最終巻回よりも霧化塔に近いところに配設されている、すなわち中間コイルの最初の巻回は霧化塔の方向で誘導コイルの最終巻回から離隔されている。

【0019】

中間コイルは、基本周波数ｆ_ｂａｓｅで動作させられ、誘導コイルとノズルアセンブリの間の部域内で融液噴流を過熱するように構成されている。過熱は同様に、融液噴流を材料の液相温度より高く加熱しかつ／または維持することとしても記述することができる。より精確には、基本周波数ｆ_ｂａｓｅで動作させられる中間コイルは、中間コイルの長手方向軸に沿った融液噴流および、少なくとも誘導コイルの最終巻回と両コイルに対面するノズルアセンブリの入口開口部の間の部域の一部分の中の融液噴流を加熱することができる。このようにして、ノズルアセンブリに進入する前の融液噴流の冷却に対して標的を絞り込んだ影響を及ぼすことができ、こうしてこの冷却を防止または削減することができる。この部域内における融液噴流の冷却を防止または削減することにより、ノズルアセンブリに進入する前にすでに融液噴流の複数の部域が（部分的に）凝固してしまうのを回避することができる。霧化前の凝固は、製造される粉末の品質に多大な影響を及ぼす。これは、中間コイルによって特定的に抑制され得、こうして粉末の品質は改善される。

【0020】

例えば、誘導コイルを介した溶融の直後で中間コイルへの進入前に、溶融材料は、その固相温度よりも高くかつその液相温度よりも多くとも７０℃高い温度を有し得る（Ｔ_ｓｏｌ≦Ｔ≦（Ｔ_ｌｉｑ＋７０℃））。融液噴流は、中間コイルの通過後に（すなわち霧化塔に対面する中間コイルの下端部において）中間コイルを介したさらなる過熱に起因して、その固相温度よりも高くその液相温度よりも多くとも１００℃高い温度を有し得る（Ｔ_ｓｏｌ≦Ｔ≦（Ｔ_ｌｉｑ＋１００℃））。

【0021】

中間コイルは、（融液噴流が一定程度冷却する結果になると思われる）輻射損失を補償するためまたは融液噴流の過熱をさらに増大させるために役立ち得る。

【0022】

溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔに対する基本周波数ｆ_ｂａｓｅの周波数比Ｆ_ＢＳについては、以下の関係が成立し得る：
１≦Ｆ_ＢＳ＝ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦５００；
好ましくは１≦ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦２５０；
さらに好ましくは１≦ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦１００；
より好ましくは３≦ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦５０；
さらに一層好ましくは８≦ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦２５。

【0023】

詳細には、Ｆ_ＢＳは５～１５、好ましくは６．５～１３．５、より好ましくは８～１２、さらに好ましくは９～１１、さらに一層好ましくは約１０であり得る。

【0024】

溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔに対する基本周波数ｆ_ｂａｓｅの規定の周波数比Ｆ_ＢＳは、一方では冷却が高い信頼性で充分に削減され得ることそして他方では、材料ロッドの溶融（すなわち融液噴流の生成）と融液噴流の過熱の間の円滑な移行を実現できることを理由として、極めて有利な関係を表わしている。

【0025】

溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔ、基本周波数ｆ_ｂａｓｅおよび／または周波数比Ｆ_ＢＳは、溶融すべき材料に応じて、および／または製造すべき粉末（およびその所望される利用分野）に応じて、および／またはコイルの幾何形状および構造に応じて選択され得る。換言すると、必要に応じてコイルを制御し、対応する周波数で動作させることができる。この目的のために配設の設計を修正する必要がないことから、本発明に係る配設を異なる利用分野に極めて柔軟に適応させることが可能である。

【0026】

誘導コイルとノズルアセンブリの間の部域は、誘導コイルとノズルアセンブリの間の最小距離、すなわちノズルアセンブリに対面する誘導コイルの最終巻回とノズルアセンブリの上位入口開口部の間の距離とすることができる。

【0027】

さらなる開発において、中間コイルは、変調周波数ｆ_ｍｏｄを基本周波数ｆ_ｂａｓｅへと変調させるように構成され得る。基本周波数ｆ_ｂａｓｅへ変調された変調周波数ｆ_ｍｏｄを使用して、連続融液噴流の本質的に同じサイズを有する個別の連続小滴への標的を絞り込んだ分離または崩壊をひき起こすかまたはもたらすことが可能である。換言すると、こうして、変調された変調周波数ｆ_ｍｏｄは、融液噴流の同じサイズの個別の小滴への標的を絞り込んだ分離または崩壊をひき起こす摂動または干渉周波数を表わす。連続小滴への融液噴流の分離の場合、後続する霧化を最適な形で準備することができ、こうして、達成可能な粉末の品質に関して、より効率の良いより一層優れた霧化を達成することが可能である。誘導コイルとノズルアセンブリの間の部域内で融液小滴に作用する追加の基本周波数ｆ_ｂａｓｅは、融液噴流の所望されない冷却そして詳細にはその凝固を防止し、このことは融液噴流、特に多数の融液小滴で形成された融液噴流の場合に、所望される粉末の品質を保証する目的でさらに一層重要である。変調周波数ｆ_ｍｏｄを用いた融液噴流に標的を絞り込んだ崩壊は、溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔを用いた融液噴流の直径および融液噴流の溶融速度の先行する標的を絞り込んだ設定と合わせて、標的を絞り込んだ、そして利用分野に関連する形で粉末の粒子サイズおよび品質を設定することを可能にする。この設定は、可変的かつ容易に適応させることができる。本質的に同じサイズの小滴を設定することにより、凝固が均一になり、極めて均質な粉末の製造が保証される。

【0028】

中間コイルは、誘導コイルに対面する中間コイルの端部領域に形成された干渉区分またはゾーンを含むことができる。したがって、干渉区分は、融液噴流が中間コイルに進入する中間コイルの一領域内に提供されることから、初期干渉区分または入力干渉区分とも呼ぶことができる。干渉区分または干渉ゾーンに接する中間コイルの残りの部分を、過熱区分または過熱ゾーンとして記述することが可能である。干渉区分は、集中区分を表わし、融液噴流を局所的に、短時間でかつ強力に圧搾するように設計され得る。中間コイルは、干渉区分内でより小さい内径、より具体的には過熱区分または中間コイルの残りの部分に比べて小さい直径を有し得る。干渉区分は、中間コイルの長さの５％～２５％、好ましくは１０％～２０％、より好ましくは１２．５％～１７．５％にわたり延在し得る。干渉区分は、小さい直径の特定の巻回を含み得る。干渉区分内には、低温壁るつぼのパリセードを巻回内部に配置することができ、これが、融液噴流の通過する直径を削減する。干渉区分は、中間コイルの残りの巻回とは別個でかつ残りの巻回と並列に接続された１つの巻回を含み得る。別個の巻回は、残りの巻回よりも高い電流で動作させることが可能である。

【0029】

中間コイルは、中間コイルのインダクタンスをさらに増大させるために、非導電性フェライト材料により区分毎に包囲されてよい。

【0030】

干渉区分の内径または内部横断面が比較的小さいことに起因して、中間コイル、詳細には変調された変調周波数ｆ_ｍｏｄによる融液噴流の影響の集中を実現することができる。これにより、融液噴流はこの干渉区分内で、ひいては中間コイル内への進入の開始時点ですでに個別の連続小滴へと崩壊することができる。これらの小滴は、その後、過熱区分を通過するときに過熱される。

【0031】

溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔは、１０ｋＨｚ～５００ｋＨｚ、好ましくは１００ｋＨｚ～４００ｋＨｚ、より好ましくは２００ｋＨｚ～３００ｋＨｚであり得る。溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔは、少なくとも１０ｋＨｚ、好ましくは少なくとも５０ｋＨｚ、さらに好ましくは少なくとも１００ｋＨｚ、より好ましくは少なくとも２００ｋＨｚ、さらに一層好ましくは少なくとも２５０ｋＨｚであり得る。溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔは、５００ｋＨｚ以下、好ましくは４５０ｋＨｚ以下、さらに好ましくは３５０ｋＨｚ以下、より好ましくは３００ｋＨｚ以下、さらに一層好ましくは２５０ｋＨｚ以下であり得る。規定された範囲内の溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔは、本明細書において関連する材料について、２ｍｍ～１０ｍｍの融液噴流直径を設定することを可能にする。

【0032】

基本周波数ｆ_ｂａｓｅは、１００ｋＨｚ～５０００ｋＨｚ、好ましくは２００ｋＨｚ～４５００ｋＨｚ、さらに好ましくは５００ｋＨｚ～４０００ｋＨｚ、より好ましくは１０００ｋＨｚ～３０００ｋＨｚ、さらに一層好ましくは１５００ｋＨｚ～２５００ｋＨｚであり得る。基本周波数ｆ_ｂａｓｅは、少なくとも１００ｋＨｚ、好ましくは少なくとも２００ｋＨｚ、さらに好ましくは少なくとも５００ｋＨｚ、より好ましくは少なくとも１０００ｋＨｚ、さらに一層好ましくは少なくとも１５００ｋＨｚであり得る。基本周波数ｆ_ｂａｓｅは、５０００ｋＨｚ以下、好ましくは４５００ｋＨｚ以下、さらに好ましくは４０００ｋＨｚ以下、より好ましくは３０００ｋＨｚ以下、さらに一層好ましくは２５００ｋＨｚ以下であり得る。規定された範囲内の基本周波数ｆ_ｂａｓｅは、ここで関連する材料についての融液噴流、詳細には、好ましくは２ｍｍ～１０ｍｍに設定された融液噴流直径を有する融液噴流の望ましくない冷却を防止するかまたは削減することができる。

【0033】

変調周波数ｆ_ｍｏｄは、０．００１ｋＨｚ～５ｋＨｚ、好ましくは０．００５ｋＨｚ～４．５ｋＨｚ、さらに好ましくは０．０１ｋＨｚ～４ｋＨｚ、より好ましくは０．０５ｋＨｚ～３．５ｋＨｚ、さらに一層好ましくは０．１ｋＨｚ～３ｋＨｚ、さらに一層好ましくは１ｋＨｚ～２．５ｋＨｚであり得る。変調周波数ｆ_ｍｏｄは、少なくとも０．００１ｋＨｚ、好ましくは少なくとも０．００５ｋＨｚ、さらに好ましくは少なくとも０．０１ｋＨｚ、より好ましくは少なくとも０．０５ｋＨｚ、さらに一層好ましくは少なくとも０．１ｋＨｚ、さらに一層好ましくは少なくとも１ｋＨｚであり得る。変調周波数ｆ_ｍｏｄは５ｋＨｚ以下、好ましくは４．５ｋＨｚ以下、さらに好ましくは４ｋＨｚ以下、より好ましくは３．５ｋＨｚ以下、さらに一層好ましくは３ｋＨｚ以下、さらに一層好ましくは２．５ｋＨｚ以下であり得る。規定された範囲内の変調周波数ｆ_ｍｏｄにより、本明細書において関連する材料について、詳細には、好ましくは２ｍｍ～１０ｍｍに設定された融液噴流直径で、所望された直径を有する連続小滴への融液噴流の標的を絞り込んだ崩壊を実現することができる。

【0034】

変調周波数ｆ_ｍｏｄは、詳細には干渉領域内での融液噴流直径および溶融速度に応じて選択され得る。ここでは、以下の関係式が成立する：

【数1】

式中、

【数2】

式中、ｖ_ｍはｍ／ｓ単位の溶融速度であり、μはＰａ・ｓ単位のそれぞれの材料の融液粘度であり、ρはｋｇ／ｍ^３単位のそれぞれの材料の融液密度であり、γはＮ／ｍ単位のそれぞれの材料の融液表面張力である。

【0035】

中間コイルは、円筒形形状を有し得る。中間コイルは、少なくとも区分毎でかつ／または主に一定の直径を伴う円筒形形状を有し得る。主に一定の直径とは、ここでは、中間コイルの長手方向軸に沿って見た場合に、中間コイルの少なくとも７０％、好ましくは中間コイルの少なくとも８０％、より好ましくは中間コイルの少なくとも８５％が一定の直径を有することを意味し得る。これにより、融液噴流は、中間コイルの領域内の各々の場所において同じエネルギ入力を受け、かくして中間コイル内のその通過（落下）全体を通して各々の場所で実質的に同等に加熱されることが可能となる。

【0036】

中間コイルの長手方向軸に沿って見たその長さは、ノズルアセンブリの最小直径の４倍超、好ましくは５倍超、より好ましくは６倍超であり得る。このようにして、誘導コイルとノズルアセンブリの間の領域内において融液噴流の極めて効果的な過熱を達成することができる。

【0037】

中間コイルは、（中間コイルまたは装置の長手方向軸に沿って見た場合の）ノズルアセンブリと誘導コイルの間の最小距離によって定義される距離の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも６０％、さらに好ましくは少なくとも７０％、より好ましくは少なくとも７５％、さらに一層好ましくは少なくとも８０％内で融液噴流を過熱するように構成され得る。この距離のこのような最小限の部分を網羅することにより、融液噴流の望ましくない冷却を効果的かつ充分に削減することができる。

【0038】

誘導コイルは、少なくともノズルアセンブリに向かう方向にある区分において円錐形である形状を有することができ、こうして、材料ロッドの効果的な溶融を実現することができる。

【0039】

ノズルアセンブリは、ラバルノズルを含むかまたはラバルノズルの形をしていてよい。

【0040】

ノズルアセンブリは、環状ノズルを含むかまたは環状ノズルの形状で形成されてよい。

【0041】

ラバルノズルは、融液噴流が溶融室から霧化塔内へラバルノズルを通過し、追加のガスが溶融室から霧化塔内へラバルノズルを通って流れるような形で構成され配設され得、ここで追加のガスは、ラバルノズルを通って流れる時に融液噴流を加速する。環状ノズルは、ラバルノズルの下流側に配設され得、かつ／または追加の霧化ガスが霧化ガス供給源から霧化塔まで環状ノズルを通って流れ、その結果として霧化塔に隣接するラバルノズルの出口開口部の一領域内に局所的に低下した逆圧が生成され得るような形で、ラバルノズルの領域内に配設され得、こうして溶融室の予圧Ｐ_０と局所的に低下した逆圧Ｐ_２との間の圧力比Ｄには、
Ｄ＝Ｐ_０／Ｐ_２≧２
なる関係が成立するようになっている。

【0042】

このような２重ノズルアセンブリおよび規定された圧力比を用いて、ノズルを通る臨界流れを達成することができ、融液噴流の霧化を改善することができる。

【0043】

本発明の別の態様は、金属粉末の製造方法に関する。

【0044】

該方法は：
－ 溶融室の内部で少なくとも区分毎に材料ロッドを取り囲む誘導コイルを用いて材料ロッドを局所的に溶融させることによって霧化すべき融液噴流を生成するステップであって、誘導コイルが溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔで動作させられるステップと；
－ 誘導コイルの下流側に配設され誘導コイルと同軸で整列した別個の中間コイルを用いて、誘導コイルとノズルアセンブリの間の領域内で融液噴流を過熱するステップであって、中間コイルが基本周波数ｆ_ｂａｓｅで動作させられ、基本周波数ｆ_ｂａｓｅ対溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔの周波数比Ｆ_ＢＳについて：
１≦Ｆ_ＢＳ＝ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦５００
なる関係が成立する、ステップと；
－ ノズルアセンブリを用いて過熱された融液噴流を霧化するステップであって、溶融室がノズルアセンブリを介して霧化塔に連結されている、ステップと；
を含む。

【0045】

本発明の別の態様は、金属粉末を製造するための装置に関する。該装置は：
溶融室と；
溶融室の下流側に配置された霧化塔と；
溶融室を霧化塔に連結する、融液噴流を霧化するためのノズルアセンブリと；
溶融室内部に配設され、溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔで動作させられる誘導コイルであって、霧化すべき融液噴流を製造する目的で内部に少なくとも区分毎に収容された材料ロッドを溶融するように構成されている誘導コイルと；
溶融室の内部に配設され、基本周波数ｆ_ｂａｓｅで動作させられている別個の中間コイルであって、誘導コイルの下流側に配設され、誘導コイルと同軸で整列させられており、誘導コイルとノズルアセンブリの間の領域内で融液噴流を過熱するように構成されている別個の中間コイルと；
を含み、
ここで中間コイルは、変調周波数ｆ_ｍｏｄが基本周波数ｆ_ｂａｓｅに変調されるような形で構成されている。

【0046】

以上では、装置の唯一の態様に関連していくつかの特徴、利点、機能、動作様式、実施形態およびさらなる開発について説明してきたが、これらは、変更すべきところは変更して、方法および別の態様に対して適用できるものであり、その逆も同様である。

【0047】

以下では、本発明の例示的実施形態について、添付図を参照しながら、より詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る装置の概略図である。

【図2】図２は、本発明のさらなる実施形態に係る装置の概略図である。

【図3】図３は、中間コイルが動作させられる基本周波数ｆ_ｂａｓｅおよび変調周波数ｆ_ｍｏｄを示す図表である。

【発明を実施するための形態】

【0049】

図１は、高純度金属粉末を製造するための装置またはシステム１０を示す。装置１０は、溶融室１２および溶融室１２の下流側の霧化塔１４を含む。図示した実施形態において、溶融室１２は、動作中霧化塔１４の上方に配設されている。溶融室１２は、ノズルアセンブリ１６を介して霧化塔１４に連結されている。すなわち、ノズルアセンブリ１６の上端部は、溶融室１２に隣接して配置されているか、または溶融室１２内に延在する。ノズルアセンブリ１６の下端部は、霧化塔１４に隣接して配置されるか、あるいは霧化塔１４内に延在する。

【0050】

ノズルアセンブリ１６は、溶融室１２内に一構成要素として統合され得る。ノズルアセンブリ１６は、溶融室１２内および霧化塔１４内に一構成要素として統合され得る。ノズルアセンブリ１６は、霧化塔１４内に一構成要素として統合され得る。ノズルアセンブリ１６は、溶融室１２と霧化塔１４の間に、別個の構成要素として提供されてよい。図１に示されている実施形態において、ノズルアセンブリ１６は、溶融室１２と霧化塔１４の間に、別個の構成要素として提供されている。

【0051】

溶融室１２の内部には、複数の巻回を有する誘導コイル２０を含むＥＩＧＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｌｔｉｎｇ Ｉｎｅｒｔ Ｇａｓ Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ）アセンブリ１８が提供されている。誘導コイル２０は、ノズルアセンブリ１６の上方に配置され、ノズルアセンブリ１６と同軸である。誘導コイル２０は、ノズルアセンブリ１６に向かってテーパの付いた形状を有する。

【0052】

さらに、材料ロッド２２、この場合には金属または金属合金、好ましくはＴｉ６４合金製の材料ロッド２２が、溶融室１２の内部に配設されている。ノズルアセンブリ１６に対面する材料ロッド２２の端部が、少なくとも部分的に誘導コイル２０内に収容されるか、または誘導コイル２０内に延在する。

【0053】

誘導コイル２０は、溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔで動作させられ、内部に収容された材料ロッド２２の端部を局所的に溶融するように構成されている。ここで、誘導コイルは２５０ｋＨｚの溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔで動作させられている。このようにして、この実施例においては５ｍｍの融液噴流直径ｄ_０を有する霧化すべき融液噴流２４が生成される。図示された実施形態において、融液噴流２４は当初、実質的に連続的にコヒーレントな融液噴流２４である。矢印２６、２８によって標示されているように、材料ロッド２２は、可動な形で組付けられている。したがって、材料ロッド２２は、その長手方向軸Ａ（矢印２８）を中心として回転可能であり、これにより材料ロッド２２の均一な溶融を達成することができる。さらに、材料ロッド２２は、材料ロッド２２が連続的に補給可能で、溶融すべき（そしてその後霧化または噴霧化すべき）材料が霧化または噴霧化プロセス中に連続的に補給され得るように、ノズルアセンブリ１６の方向（矢印２６）に変位可能である。材料ロッド２２を移動させるために、この材料ロッドはその反対側の端部において対応するアクチュエータ（図示せず）に連結されている。材料ロッド２２は、誘導コイル２０と同軸的に、かつノズルアセンブリ１６と同軸的に配設されている。軸Ａは、ＥＩＧＡアセンブリ１８、誘導コイル２０、材料ロッド２２およびノズルアセンブリ１６の長手方向軸または中心軸を表わす。

【0054】

装置１０は、溶融室１２内に配置され基本周波数ｆ_ｂａｓｅで動作させられる中間コイル３０を含む。図示された実施形態において、基本周波数は２０００ｋＨｚである。したがって、ここで、溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔに対する基本周波数ｆ_ｂａｓｅの周波数比Ｆ_ＢＳは８である。

【0055】

図１（図２も）を見ると分かるように、中間コイル３０は、誘導コイル２０に加えて、それとは構造的に別個である別個の中間コイル３０として形成されている。中間コイル３０は、誘導コイル２０の下流側に配置され、誘導コイル２０と同軸で整列させられている。したがって、融液噴流２４は、誘導コイル２０からノズルアセンブリ１６内へ長手方向軸Ａに沿って中間コイル３０を通過するかまたはそれを通って落下する。中間コイル３０の基本周波数ｆ_ｂａｓｅは、中間コイル３０が、誘導コイル２０とノズルアセンブリ１６の間の領域内で融液噴流２４を過熱し、こうしてノズルアセンブリ１６内への進入に先立ち融液噴流２４の冷却を防止するかまたは少なくとも削減するような形で選択される。図示されている実施形態において、中間コイル３０は、誘導コイル２０、より具体的には誘導コイル２０の下端部と、ノズルアセンブリ１６、より具体的にはノズルアセンブリ１６の上位入口開口部との間の最短距離の約５０％の距離全体にわたり、融液噴流２４を過熱する。

【0056】

図１に示されている装置１０の中間コイル３０は、干渉区分３２または干渉ゾーン３２およびそれに隣接する過熱区分３４または過熱ゾーン３４を含む。干渉区分３２は、誘導コイル２０に対面する中間コイル３０の上位端部領域に、すなわち融液噴流２４が中間コイル３０に進入する領域内に形成される。中間コイル３０は、干渉区分３２の領域内において、過熱区分３４の内径に比べて小さい内径を有する。ここで、干渉区分３２は、中間コイル３０の全長の約１５％にわたり延在している。

【0057】

０．００６ｋＨｚの追加の変調周波数ｆ_ｍｏｄが、中間コイル３０を動作させる基本周波数ｆ_ｂａｓｅ上に変調される。すなわち、この変調周波数ｆ_ｍｏｄが基本周波数ｆ_ｂａｓｅに重ね合わされる。この変調周波数ｆ_ｍｏｄの効果により、融液噴流２４は擾乱され、こうして標的を絞り込んだ形で個別の小滴Ｔへと崩壊させられる。これらの小滴Ｔは連続して互いに追従し合い、こうして共に融液噴流２４を形成する。その結果として、図示された実施形態において、融液噴流２４はすでに個別の小滴Ｔの形になってノズルアセンブリ１６に進入し、これらの小滴はその後ノズルアセンブリ１６により霧化される。誘導コイル２０の溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔを用いて融液噴流直径ｄ_０を選択的に設定すること、そしてｆ_ｍｅｌｔまたは融液噴流直径ｄ_０および溶融速度に応じた変調周波数ｆ_ｍｏｄの選択的設定によって、装置１０は、標的を絞り込んだ形で小滴サイズに影響を及ぼしこれを設定することができる。このようにして、標的を絞り込んだ形で粉末特性に影響を及ぼすことができる。基本周波数ｆ_ｂａｓｅおよび変調周波数ｆ_ｍｏｄは、図３に概略的に示されている。

【0058】

融液噴流２４（すなわち小滴Ｔ）の霧化の後、霧化された小滴は霧化塔１４内で冷え、そこで凝固して粉末を形成する。

【0059】

図２は、さらなる実施形態に係る、高純度金属粉末を製造するための装置またはシステム１００を示す。装置１００は、本質的に図１の装置１０と類似のものである。

【0060】

図１の装置１０とは対照的に、図２の装置１００の中間コイル１３０は、異なる区分またはゾーンを含まず、その長さ全体にわたり過熱ゾーン１３４として連続的に形成されている。それでも、この実施形態においても、融液噴流（図２には図示せず）を過熱するために中間コイル１３０が動作させられる基本周波数ｆ_ｂａｓｅ上に、変調周波数ｆ_ｍｏｄを任意に変調させることができる。図１の実施形態と同じまたは他の周波数が提供され得る。

【0061】

図２の装置１００と図１の装置１０の間のさらなる差異は、装置１００の中間コイル１３０が、ノズルアセンブリ１内に区分毎に延在するという点にある。詳細には、霧化塔１４に対面する中間コイル１３０の少なくとも１つの最後の巻回が、ここでは、ノズルアセンブリ１３０の内部に配設されている。

【0062】

図２の実施形態において、中間コイル１３０は、ノズルアセンブリ１６に対面する誘導コイル１３０の最後の巻回とノズルアセンブリ１６の上位入口開口部の間の最短距離の約８０％を網羅し、この領域内の融液噴流を過熱する。その上、この実施形態においては、中間コイル１３０は、ノズルアセンブリ１に対面する誘導コイル２０の最後の巻回とノズルアセンブリ１６の最小内径を有する部分の間の最短距離の範囲の約７７％にわたって延在する。したがって、中間コイル１３０は、ノズルアセンブリ１６の入口区分内でさえ融液噴流をなおも過熱する。

【0063】

図３は、中間コイル３０、１３０が動作させられる周波数を例示する一実施形態の概略的図表を示す。したがって、この図表は、時間軸上の基本周波数ｆ_ｂａｓｅおよび変調された変調周波数ｆ_ｍｏｄを例示している。

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2022-12-15

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属粉末を製造するための装置（１０、１００）において：
溶融室（１２）と；
前記溶融室（１２）の下流側に配置された霧化塔（１４）と；
前記溶融室（１２）を霧化塔（１４）に連結する、融液噴流（２４）を霧化するためのノズルアセンブリ（１６）と；
前記溶融室（１２）内部に配設され、溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔで動作可能な誘導コイル（２０）であって、霧化すべき融液噴流（２４）を生成する目的で内部に少なくとも区分毎に収容された材料ロッド（２２）を局所的に溶融するように構成されている誘導コイル（２０）と、
前記溶融室（１２）の内部に配設され、基本周波数ｆ_ｂａｓｅで動作可能であり、かつ前記誘導コイル（２０）の下流側に配設されかつ前記誘導コイル（２０）と同軸で整列させられている別個の中間コイル（３０、１３０）であって、前記誘導コイル（２０）と前記ノズルアセンブリ（１６）の間の領域内で前記融液噴流（２４）を過熱するように構成されている別個の中間コイル（３０、１３０）と、
を含み、
前記中間コイル（３０、１３０）は、変調周波数ｆｍｏｄが基本周波数ｆｂａｓｅ上に変調されるように構成されており、
前記基本周波数ｆ_ｂａｓｅと前記溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔの周波数比Ｆ_ＢＳについて、
１≦Ｆ_ＢＳ＝ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦５００
となるように設定可能である、装置（１０、１００）。

【請求項2】

前記中間コイル（３０、１３０）が、前記誘導コイル（２０）に対面する前記中間コイル（３０、１３０）の端部部分に形成された干渉区分（３２）を含み、前記中間コイル（３０、１３０）が、前記干渉区分（３２）内で、小さい内径を有している、請求項１に記載の装置（１０、１００）。

【請求項3】

前記溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔが１０ｋＨｚ～５００ｋＨｚ、好ましくは１００ｋＨｚ～４００ｋＨｚ、より好ましくは２００ｋＨｚ～３００ｋＨｚの間で設定可能であり、かつ／または
前記基本周波数ｆ_ｂａｓｅが、１００ｋＨｚ～５０００ｋＨｚ、好ましくは２００ｋＨｚ～４５００ｋＨｚ、さらに好ましくは５００ｋＨｚ～４０００ｋＨｚ、より好ましくは１０００ｋＨｚ～３０００ｋＨｚ、さらに一層好ましくは１５００ｋＨｚ～２５００ｋＨｚの間で設定可能であり、かつ／または、
前記変調周波数ｆ_ｍｏｄが、０．００１ｋＨｚ～５ｋＨｚ、好ましくは０．００５ｋＨｚ～４．５ｋＨｚ、さらに好ましくは０．０１ｋＨｚ～４ｋＨｚ、より好ましくは０．０５ｋＨｚ～３．５ｋＨｚ、さらに一層好ましくは０．１ｋＨｚ～３ｋＨｚ、さらに一層好ましくは１ｋＨｚ～２．５ｋＨｚの間で設定可能である、
請求項１ないし２のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項4】

前記中間コイル（３０、１３０）が、好ましくは主に一定の直径を伴う円筒形状を有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項5】

前記中間コイル（３０、１３０）の長さが、前記ノズルアセンブリ（１６）の最小内径の４倍超、好ましくは５倍超、より好ましくは６倍超である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項6】

前記中間コイル（３０、１３０）が、前記ノズルアセンブリ（１６）と前記誘導コイル（２０）の間の最小距離によって定義される長さの少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも９０％内において前記融液噴流（２４）を過熱するように適応されている、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項7】

前記ノズルアセンブリ（１６）がラバルノズルを含む、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項8】

前記ノズルアセンブリ（１６）が環状ノズルを含む、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の装置（１０、１００）。

【請求項9】

前記ラバルノズルは、前記融液噴流（２４）が前記溶融室（１２）から前記霧化塔（１４）内へと前記ラバルノズルを通過し、添加ガスが前記溶融室（１２）から前記霧化塔（１４）内へ前記ラバルノズルを通って流れるような形で構成され配設されており、前記添加ガスが、前記ラバルノズルを通過するにつれて前記融液噴流（２４）を加速し、
前記環状ノズルは、追加の霧化ガスが霧化ガス供給源から前記霧化塔（１４）まで前記環状ノズルを通って流れ、その結果として前記霧化塔（１４）に隣接する前記ラバルノズルの出口開口部の一領域内に局所的に低下した逆圧が生成され得るような形で、前記ラバルノズルの下流側でかつ／または前記ラバルノズルの前記領域内に配設されており、こうして前記溶融室（１２）の予圧Ｐ_０と前記局所的に低下した逆圧Ｐ_２との間の圧力比Ｄには、
Ｄ＝Ｐ_０／Ｐ_２≧２
なる関係が成立するようになっている、
少なくとも請求項７および８に記載の装置（１０、１００）。

【請求項10】

金属粉末を製造するための方法において、
－ 溶融室（１２）の内部で少なくとも区分毎に材料ロッド（２２）を取り囲む誘導コイル（２０）を用いて前記材料ロッド（２２）を局所的に溶融させることによって霧化すべき融液噴流（２４）を生成するステップであって、前記誘導コイル（２０）が溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔで動作させられるステップと；
－ 前記誘導コイル（２０）の下流側に配設され前記誘導コイル（２０）と同軸で整列した別個の中間コイル（３０、１３０）を用いて、前記誘導コイル（２０）とノズルアセンブリ（１６）の間の領域内で前記融液噴流（２４）を過熱するステップであって、前記中間コイル（３０、１３０）が基本周波数ｆ_ｂａｓｅで動作させられ、変調周波数ｆｍｏｄが基本周波数ｆｂａｓｅ上に変調され、かつ、前記基本周波数ｆ_ｂａｓｅ対前記溶融周波数ｆ_ｍｅｌｔの周波数比Ｆ_ＢＳには：
１≦Ｆ_ＢＳ＝ｆ_ｂａｓｅ／ｆ_ｍｅｌｔ≦５００
なる関係が成立する、ステップと；
－ 前記ノズルアセンブリ（１６）を用いて前記過熱された融液噴流（２４）を霧化するステップであって、前記溶融室（１２）が前記ノズルアセンブリ（１６）を介して霧化塔（１４）に連結されている、ステップと；
を含む方法。

【国際調査報告】