(57)【要約】【課題】同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置の提供。【解決手段】本発明の同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置は、同軸に配置する分離筒体と空気抽出管とを備える。前記分離筒体には中空本体を備え、前記中空本体の両端にはそれぞれ相対的に配置する第一径縮小孔と第二径縮小孔とを連接する。前記空気抽出管には、異なる管径を有する複数本の中空管を備え、その一端は第一径縮小孔方向と同軸に配置し、他の一端は第二径縮小孔から分離筒体外に延伸させ、空気抽出装置に連接する。以上の構成要素の配置による本発明は主に等作用力抽出原理を利用し、空気抽出管の異なる管径を有する中空管に合わせて異なる粒径の微粒粉をそれぞれ収集することにより、分級装置の体積を縮小し、製造コストを削減し、多級式回収ができる長所と効果を有するものである。【選択図】図５
2012096185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離筒体と空気抽出管とを備える同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置であって、
前記分離筒体は中空本体を備え、前記中空本体には少なくとも一つの流体入口を備え、前記中空本体の一端には第一径縮小孔を備え、前記第一径縮小孔は収集器と空気抽出装置とに連接させ、前記第一径縮小孔に対応する前記中空本体の他の一端には第二径縮小孔を備え、
前記空気抽出管には、異なる管径を有する複数本の中空管を備え、小管径の中空管はそれに対して大管径を有する中空管に嵌合し、小管径の中空管の両端には大管径の中空管を突出させて前記空気抽出管を構成し、前記中空管の一端にはそれぞれ吸入孔を配置し、前記吸入孔は分離筒体方向の第一径縮小孔と同軸に配置し、前記第一径縮小孔に対応する前記中空管の他の一端は第二径縮小孔から分離筒体外部に延伸することを特徴とする同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置。
【請求項２】
流体入口に隣接する前記中空本体箇所には空気挿入補助装置を配置することを特徴とする請求項１に記載の同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置。
【請求項３】
前記第二径縮小孔に連接する前記中空本体の壁面には少なくとも一つの空気進入口を配置することを特徴とする請求項１に記載の同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置。
【請求項４】
前記流体入口に隣接する前記中空本体箇所には空気挿入補助装置を配置し、前記第二径縮小孔に連接する前記中空本体の壁面には少なくとも一つの空気進入口を配置することを特徴とする請求項１に記載の同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置。
【請求項５】
前記中空本体の第二径縮小孔にはジョイントを配置し、前記ジョイントは収集器と空気抽出装置に連接させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置。
【請求項６】
前記空気抽出管の各中空管の分離筒体外に延伸する一端にはそれぞれ分級ジョイントを備えさせ、前記分級ジョイントはそれぞれ収集器と空気抽出装置とに連接することを特徴とする請求項１に記載の同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置。
【請求項７】
前記分級装置は炭化シリコン粉末とシリコン粉末の分離と回収に応用することを特徴とする請求項１に記載の同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の提供する同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置は、異なる粒径をそれぞれ回収する粉末分級装置に係り、分級装置の体積を縮小し製造コストを削減する長所及び効果を有する同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般の粉末分離機（サイクロン）は主に、粒子は気流中で高速旋回した時、その遠心力が重量をはるかに超え、回転速度が大きくなるほど、粒子が得る遠心力も大きくなり、固体と気体を分離する目的を達成する。よって、粉体製造工程や顆粒状廃棄物の分離及び収集において広く運用されている。
【０００３】
従来の粉末分離機の構造は図１に示す通りであるが、それは主に、分離筒体を備え、前記分離筒体の壁面には気体入口を配置し、筒体の底部管径は徐々に小さくなっている。前記分離筒体の上面には分離筒体内に挿入する気体抽出管路を備え、前記気体抽出管路を分離工程における唯一の出口とし、その分離方式は主に粉塵微粒子を含む気体を気体入口から分離筒体内に注入し、粉塵微粒子を含む気体を分離筒体内壁に沿って渦状に下降させる流れを形成する。更に、気体抽出管道の抽出吸収力を使って分離筒体内には上昇気流が発生し、粒径の小さい粉体は上昇気流に従って気体抽出管路に入り、粒径の大きい粉体は、効果が悪く上昇気流に従って気体抽出管路内に入ることができないため、分離筒体内の壁面に沿って自動的に転がり落ち、分離筒体底部に収集され、これによって集塵効果が生まれる。
【０００４】
しかし、従来の粉末分離機の分離及び塵除去フィルター効果には限りがある。そこで、後に、特許文献１の如し実用新案が開示された。当該先行技術の構造は、大型機体内部に複数層の分離筒体を配置し、外層の分離筒体をそれぞれ異なる気流の環状路で内層分離筒体に連接する設計を有し、これにより、微粒子を含む気流を先ず最外層の分離筒体内に進入させ、比較的重い微粒子を下方に落下させた後、気流と比較的軽い微粒子を気流環状路を経て順序に従い次の一層及び最内層の分離筒体内へ進入させ、続いて微粒子を三層分級・収集する作用と効果を生じさせるものである。
【０００５】
しかし、本発明人は、前記先行技術の構造に対し深く研究を重ね、従来の粉末分離機との比較検討を行った結果、前記先行技術は、微粒子を分級式収集する作用を備えているが、分離筒体は大機体内部に取り付けた多層の分離筒体であり、しかも、分離筒体を周囲に繞設する構造設計としているため、分離機全体の体積が過大となり、多量の材料を使用するために製造コストの向上を生じさせ、多層の気体環状路を通らなければならないために微粒子の分級時間が長くなり、人力及び時間浪費等の問題を引き起こすことに気付いた。
【０００６】
また、現段階のウェハ加工及び製造工程では一般に、工程に伴い大量の粉末状廃棄物が生じる。この種の粉末状廃棄物は、炭化シリコン（SiC）とシリコン（Si）の二種類の原料を混ぜ合わせて構成されており、この二種類の原料で混合形成された粉末状廃棄物は、適当な処理を施すことによって、二種の原料を徹底的に分離し、それぞれを回収し、その後、次の応用のために炭化シリコンの粉末とシリコンの粉末をそれぞれ収集することができる。前記粉末状廃棄物の分離方式は主に、化学処理と物理処理の二種類の分けられる。所謂化学処理は主に、化学反応によって粉末状廃棄物を炭化シリコンの粉末とシリコンの粉末に分離する。また、物理方式は、機械処理とも呼ばれ、分離装置によってこれを処理するものである。
【０００７】
現在見られる分離装置を見てみると、従来の分離装置の構造及び設計は全て前記粉末状廃棄物を完全且つ確実にスムーズに分離及び回収することはできず、よって、それぞれ回収した後の原料純度が不足して次の再利用工程を行うことが不可能である。
【０００８】
これに鑑み、本発明人らは、前記問題点を解決するために、特に同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置を設計し、長期間に渡る研究及び思考を巡らした後、本発明を世に問うこととなった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】台湾実用新案第２８１９３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は主に、同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置を提供するものであり、その目的は、先行技術での微粒子分級装置の体積過大と高コストと分級時間の浪費等問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の提供する同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置は、分離筒体と空気抽出管とを備える。
前記分離筒体は中空本体を備え、前記中空本体には少なくとも一つの流体入口を備え、中空本体の一端には第一径縮小孔を備える。前記第一径縮小孔は収集器と空気抽出装置に連接する。第一径縮小孔に対応する中空本体の他の一端には第二径縮小孔を備える。
前記空気抽出管には、異なる管径を有する複数本の中空管を備え、小管径の中空管はそれに対して大管径を有する中空管に嵌合し、小管径の中空管の両端には大管径の中空管を突出させて前記空気抽出管を構成し、前記中空管の一端にはそれぞれ吸入孔を配置し、前記吸入孔は分離筒体方向の第一径縮小孔と同軸に配置し、前記第一径縮小孔に対応する前記中空管の他の一端は第二径縮小孔から分離筒体外部に延伸する。
【００１２】
前述した同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置において、流体入口に隣接する前記中空本体箇所には空気挿入補助装置を配置し、前記空気挿入補助装置は例えばファンとする。
【００１３】
前記同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置において、第二径縮小孔に連接する中空本体の壁面には少なくとも一つの空気進入口を備える。
【００１４】
前記同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置において、流体入口に隣接する中空本体箇所には空気挿入補助装置を配置し、前記空気挿入補助装置は例えばファンとし、前記第二径縮小孔に連接する中空本体の壁面には少なくとも一つの空気進入口を配置する。
【００１５】
前記同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置において、中空本体の第二径縮小孔にはジョイントを備え、前記ジョイントは収集器と空気抽出装置に連接させる。
【００１６】
前記同軸タイプ多級式超微粒子粉末分級装置において、前記空気抽出管の各中空管の分離筒体外に延伸する一端にはそれぞれ分級ジョイントを備え、前記分級ジョイントはそれぞれ収集器と空気抽出装置に連接する。
【発明の効果】
【００１７】
以上の配置による本発明と、従来及び先行技術の粉末分離機とを比較すると、本発明は、効果的な分級収集、全体体積縮小、製造コスト削減、分級収集時間の短縮、回収効率の向上等の長所及び効果を備えることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の粉末分離機に関する構造と分級回集状態の表示図である。
【図２】本発明の実施例に関する正面構造図である。
【図３】図２のＡ-Ａ断面図である。
【図４】図２のＢ-Ｂ断面図である。
【図５】本発明の実施例に関する分級回収状態の表示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の技術手段に関し、深く御理解して戴くために、次に、図面を組み合わせた具体的な実施例による詳細説明を行う。
【００２０】
本発明の具体的な構造は図２乃至図５に示す通りであり、同軸に設置した分離筒体１と空気抽出管２とを備える。
【００２１】
前記分離筒体１は中空本体１１を備え、前記中空本体１１には少なくとも一つの流体入口１２を備え、前記流体入口１２と中空本体１１の筒壁とを接触させて配置し、前記流体入口は原料送り漏斗１３を外付けし、前記原料送り漏斗１３内部には粒径が異なり分級待ちの微粒粉を入れる。本発明で使用する流体については、主に、微粒粉の材質によって決定し、（例えば、微粒粉の材質が非金属である場合、流体を一般の空気とし、微粒粉の材質が金属である場合、流体は酸化の発生を防ぐ不活性ガスとする。）流体入口１２に隣接する前記中空本体１１箇所には空気挿入補助装置１４（例えばファン）を配置可能とし、分離筒体１内部のサイクロン状態を補助及び強化する。前記中空本体１１の両端にはそれぞれ、相対的に配置する第一径縮小孔１５と第二径縮小孔１６とを連接し、前記第一径縮小孔１５には収集器１５１と空気抽出装置１５２とを連接し、前記中空本体１１に連接した第二径縮小孔１６の傾斜壁面には少なくとも一つの空気進入口１６１を配置し、前記空気進入口１６１は、中空本体１１と第二径縮小孔１６を連接する傾斜壁面に対して空気を吹き付ける作用を形成し、前記第二径縮小孔１６にはジョイント１６２を備え、前記ジョイント１６２は収集器１６３と空気抽出装置１６４に連接する。
【００２２】
前記空気抽出管２には異なる管径を持つ複数の中空管２１、２２、２３を備え（本実施例では三本の同軸中空管を例としたが、これに制限されないものとする）、前記中空管２１、２２、２３は、小管径の中空管をそれに対して大管径の中空管に嵌合し、小管径の中空管の両端には大管径の中空管を突出させて前記空気抽出管２を構成する。前記中空管２１、２２、２３の一端にはそれぞれ吸入孔２１１、２２１、２３１を配置し、前記吸入孔２１１、２２１、２３１は分離筒体方向の第一径縮小孔１５と同軸とする。具体的には、前記中空管２１、２２、２３の管径の大きさと前記中空管２１、２２、２３の吸入孔２１１、２２１、２３１から第一径縮小孔１５までの距離は正比例し、第一径縮小孔１５方向に対応する各中空管２１、２２、２３の他の一端を第二径縮小孔１６から分離筒体１外部に突出させ、それぞれに分級ジョイント２１２、２２２、２３２を配置し、前記分級ジョイント２１２、２２２、２３２にはそれぞれ収集器２１３、２２３、２３３及び空気抽出装置２１４、２２４、２３４を連接する。
【００２３】
本発明での微粒粉の分級方法とその状態に関しては図５に示す通りであり、分級待ちの流体混合微粒粉を分離筒体１の中空本体１１内部に入れた後、流体自体が同時に空気挿入補助装置１４の吹き付けを受けるため、流体と微粒粉は分離筒体１の中空本体１１内部で渦巻き状の気流を形成して回転する。微粒粉が気流に沿って中空本体１１内部で回転する時、粗い微粒子は遠心力が強いために中空本体１１の内壁面にぶつかり落下し、粗い微粒子は第二径縮小孔１６に連接する中空本体１１の傾斜壁面に付着する現象が発生する可能性がある。よって、本発明の空気進入口１６１を使って前記傾斜壁面に対して空気を吹き付けることにより、清浄メカニズムを生じさせ、傾斜壁面に付着した粗微粒粉を第二径縮小孔１６からジョイント１６２中に落下させることができる。更に、空気抽出装置１６４を使って抽出して収集器１６３中に集めることができる。また、流体混合微粒粉の気流は、流体入口１２から分離筒体１内に注入され、徐々に回りながら上昇し、この時、空気抽出管２の中空管２１、２２、２３も同時に流体と微粒粉に対する空気抽出を行う。本発明の中空管２１、２２、２３の各吸入孔２１１、２２１、２３１の高さが異なるため、「等作用力抽出原理」を用いて各吸入孔２１１、２２１、２３１により各吸入孔２１１、２２１、２３１近くの流体と微粒粉をそれぞれ抽出する。即ち、本発明は、流体と微粒粉の気流を上昇させることを利用して、先ず、流体入口１２に最も近く第一径縮小孔１５から最も遠い吸入孔２１１で粗微粒子を抽出し、次に第二吸入孔２２１で粒径の小さい細微粒子を抽出し、最後に流体入口１２から最も遠く第一径縮小孔１５に最も近い第三吸入孔２３１で最も細かい微粒子を抽出する。言い換えれば、異なる高低位置にある吸入孔２１１、２２１、２３１によって抽出される微粒子粒径の大きさは、吸入孔２１１、２２１、２３１が第一径縮小孔１５に近づくほど徐々に小さくなる。
【００２４】
以上の配置を通して、本発明の実施例は分離筒体１の中空本体１１の両端にそれぞれ第一径縮小孔１５と第二径縮小孔１６を備えたものであり、微粒粉が流体入口から分離筒体１の中空本体１１内部に入った後、大粒径の微粒子は従動効果がよくないために気流に伴い高い所まで上昇することができず、直接落下して第二径縮小孔１６からジョイント１６２内に落ちる。その他の小粒径の微粒子は第一径縮小孔１５に連接した空気抽出装置１５２が作り出す気流に従い同時に上昇し、空気抽出管２の異なる高さを有する吸入孔２１１、２２１、２３１によって分級回収された後、最後に余った残留微粒粉は気流に従って第一径縮小孔１５を経由して収集器１５１に回収収集される。
【００２５】
前記の発明から理解できる通り、本発明の長所及び効果は次に挙げる通りである。
（１）分級装置の全体体積を縮小：
本発明の空気抽出管は分離筒体内部に同軸に配置され、空気抽出管の各中空管も同様に同軸に内外に通過嵌合して配置されるため、分級装置の全体体積を大幅に縮小できる。
（２）分級装置の製造コスト及び粉末製造工程コストを削減：
本発明の分級装置の体積は比較的小さいため、分級装置に備えるパーツが必要とする材料使用量も相対的に少ない。よって、材料使用量を節約し製造コストを削減することができる。また、本発明は同軸同時分級抽出設計を採用しており、同時に異なる粒径を有する微粒粉を収集することができるため、粉末製造コストを削減する長所と効果を兼ね備えるものである。
（３）分級回収の時間と手間を省き、作業効率をアップさせる：
本発明は、微粒粉と流体を直接、分級装置に注入した後、分級回収を行うことができ、公知の分離機の如く一層一層の環状路を経過させる作業工程が不用であるため、本発明は大幅に分級回収の時間と手間を省き、作業効率をアップさせることができる。
【００２６】
前述をまとめると、本考案により開示された技術手段は、嘗て公開されたものはなく、しかも確実に予期する目的と効果を達成することができる。よって、新規性と進歩性を兼ね備えたものとして、特許法に記述される発明に間違いなく属し、並びにその全体構造は確実に特許法の出願要件に符合するものである故、ここに特許を出願する。
【００２７】
以上、述べたものは、単に本発明の実施例であるだけで、これによって本発明の実施範囲を制限するものではない。よって、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に基づいて行われた同等効果を有する変化及び修飾はすべて、本特許請求範囲内に含まれることをここに記す。
【符号の説明】
【００２８】
１  分離筒体
１１  中空本体
１２  流体入口
１３  原料送り漏斗
１４  空気挿入補助装置
１５  第一径縮小孔
１５１  収集器
１５２  空気抽出装置
１６  第二径縮小孔
１６１  空気進入口
１６２  ジョイント
１６３  収集器
１６４  空気抽出装置
２  空気抽出管
２１、２２、２３  中空管
２１１、２２１、２３１  吸入孔
２１２、２２２、２３２  分級ジョイント
２１３、２２３、２３３  収集器
２１４、２２４、２３４  空気抽出装置  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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