[發明專利]噴射裝置及粉體制造裝置

無效

• 申請號: 201110230324.0
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102371132A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 友澤健一
• 申請（專利權）人: 中外爐工業株式會社
• 主分類號: B01J2/04
• 分類號: B01J2/04;B05B7/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 劉佳

技術領域

本發明涉及噴射裝置及粉體制造裝置。?

背景技術

過去，作為鋰離子可充電電池的電極材料的粉體等是例如通過如下方法制造而成的：噴射原料水溶液使其干燥而使其粉體化，并將這些粉體放入陶瓷容器后在爐內燒成而使其熱變性。在這種方法中，考慮到對陶瓷容器的損傷，燒成需要30分鐘至數小時，效率不高。此外，在這種方法中，由于在將粉體堆積并靜置的狀態下燒成，因此，也存在燒成時顆粒彼此熔接這樣的問題。?

在專利文獻1中，公開了一種粉體制造裝置，該粉體制造裝置對具有進行等離子放電的電極的粉體生成爐內噴射原料水溶液，并在因等離子放電而形成的超高溫的等離子空間內，使原料水溶液干燥，然后進行熱分解并使其熔合。?

通過這種粉體制造裝置制造而成的粉體顆粒的形狀是扁圓的且不相同。這是由于，原料水溶液的液滴在超高溫的等離子空間中被瞬間加熱，顆粒內的水分在一瞬間汽化膨脹，使得顆粒因水蒸汽爆炸而被破壞。?

此外，如引用文獻2所記載的那樣，公知有一種將原料溶液與熱風一起吹入容器內，以在漂浮狀態下使原料溶液干燥的噴霧干燥器(spraydryer)(噴射干燥)。在這種噴霧干燥器中，需要經由貫穿吹入熱風的噴嘴的管道來供給原料溶液。因此，在現有的噴霧干燥器中，一旦升高熱風的溫度，有時便會出現原料液滴發生水蒸汽爆炸的問題，此外，因供給原料溶液的管道被加熱至高溫，有時會導致其它各種故障。?

在現有的噴霧干燥器中，也有對供給原料溶液的管道的周圍供給冷卻?空氣，以避免原料溶液的噴霧出現不良情況的噴霧干燥器。然而，在使用使噴射干燥后的顆粒進一步熱變性這樣的高溫的熱風時，由于在熱風的噴嘴內冷卻空氣也變成高溫，并且原料溶液也在噴射前被加熱，因此，無法充分防止原料溶液在噴射前固化而堵塞噴嘴或是原料溶液在噴射之后發生水蒸汽爆炸這樣的情況。?

專利文獻1：日本專利特開2004-263257號說明書?

專利文獻2：日本專利特開2002-58981號說明書?

發明內容

基于上述問題，本發明的技術問題在于提供能防止原料液滴的水蒸汽爆炸的噴射裝置及粉體制造裝置。?

為解決上述技術問題，本發明的噴射裝置的第一方式包括：原料噴嘴，該原料噴嘴噴射原料溶液；冷卻噴嘴，該冷卻噴嘴配置成圍住上述原料噴嘴，并對噴射出的上述原料溶液的周圍吹入冷卻空氣；以及冷卻套管，該冷卻套管設于上述冷卻噴嘴的外側，并供制冷劑穿過。?

根據這種結構，由于利用冷卻套管來防止冷卻空氣的升溫，因此，能利用少量的冷卻空氣來覆蓋被噴射至高溫氣體中的原料液滴，以減慢溫度上升，從而能避免原料液滴瞬間升溫而發生水蒸汽爆炸。?

此外，本方式的噴射裝置還可以設有隔開間隙地圍住上述冷卻套管的外層板。?

根據這種結構，由于能用外層板來隔開間隙地圍住冷卻套管，因此，在高溫氣體與直接冷卻套管之間存在熱傳導率較低的空氣層。藉此，從高溫氣體朝冷卻水的放熱量減小，因而不會降低使用本噴射裝置的粉體制造裝置的熱效率。?

此外，本發明的噴射裝置的第二方式包括：原料噴嘴，該原料噴嘴噴射原料溶液；一次冷卻噴嘴，該一次冷卻噴嘴配置成圍住上述原料噴嘴，并對噴射出的上述原料溶液的周圍吹入冷卻空氣；以及二次冷卻噴嘴，該二次冷卻噴嘴配置成圍住上述一次冷卻噴嘴，并對從上述一次冷卻噴嘴吹?入的冷卻空氣的周圍進一步吹入冷卻空氣。?

根據這種結構，由于利用二次冷卻噴嘴的冷卻空氣來抑制一次冷卻噴嘴的冷卻空氣的溫度上升，因此，能有效地減緩原料液滴的溫度上升。?

此外，本方式的噴射裝置還可以設有隔開間隙地圍住二次冷卻噴嘴的外層板。?

根據這種結構，在二次冷卻噴嘴內的冷卻空氣與熱風之間形成空氣層，來防止冷卻空氣與熱風的熱交換，從而能提高熱效率。?

此外，本發明的粉體制造裝置包括：上述噴射裝置中的任意一種噴射裝置；利用上述噴射裝置將上述原料溶液噴射至內部的粉體生成爐；以及在內部配置有上述噴射裝置，并將熱風沿著上述噴射裝置的外表面導入上述粉體生成爐的熱風噴嘴。?

根據這種結構，能在不破壞原料液滴的情況下將其噴射干燥并粉體化，然后，將粉體在漂浮狀態下加熱并進行熱處理，從而制造出所希望的粉體。?

此外，在本發明的粉體制造裝置中，也可以使上述冷卻空氣的流速比上述熱風的流速慢。?

根據這種結構，由于只要導入僅覆蓋噴射后的原料液滴來防止水蒸汽爆炸所需的最低限度的冷卻空氣，因此，能提高熱效率。?

附圖說明