一种喷射装置及粉体制造装置，为了防止制造粉体中的原料液滴发生水蒸汽爆炸，利用如下所述的喷射装置(5)将原料液滴喷射至粉体生成炉(2)内，并将热风沿着喷射装置(5)的外表面导入粉体生成炉(2)内，其中，所述喷射装置(5)包括：喷射原料溶液的原料喷嘴(8)；配置成围住原料喷嘴(8)，并对喷射出的原料溶液的周围吹入冷却空气的冷却喷嘴(9)；设于冷却喷嘴(9)的外侧，供制冷剂穿过的冷却套管(10)；以及隔开间隙地围住冷却套管(10)的外层板(11)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及喷射装置及粉体制造装置。
技术介绍
过去，作为锂离子可充电电池的电极材料的粉体等是例如通过如下方法制造而成的喷射原料水溶液使其干燥而使其粉体化，并将这些粉体放入陶瓷容器后在炉内烧成而使其热变性。在这种方法中，考虑到对陶瓷容器的损伤，烧成需要30分钟至数小时，效率不高。此外，在这种方法中，由于在将粉体堆积并静置的状态下烧成，因此，也存在烧成时颗粒彼此熔接这样的问题。在专利文献1中，公开了一种粉体制造装置，该粉体制造装置对具有进行等离子放电的电极的粉体生成炉内喷射原料水溶液，并在因等离子放电而形成的超高温的等离子空间内，使原料水溶液干燥，然后进行热分解并使其熔合。通过这种粉体制造装置制造而成的粉体颗粒的形状是扁圆的且不相同。这是由于，原料水溶液的液滴在超高温的等离子空间中被瞬间加热，颗粒内的水分在一瞬间汽化膨胀，使得颗粒因水蒸汽爆炸而被破坏。此外，如引用文献2所记载的那样，公知有一种将原料溶液与热风一起吹入容器内，以在漂浮状态下使原料溶液干燥的喷雾干燥器(spraydryer)(喷射干燥)。在这种喷雾干燥器中，需要经由贯穿吹入热风的喷嘴的管道来供给原料溶液。因此，在现有的喷雾干燥器中，一旦升高热风的温度，有时便会出现原料液滴发生水蒸汽爆炸的问题，此外，因供给原料溶液的管道被加热至高温，有时会导致其它各种故障。在现有的喷雾干燥器中，也有对供给原料溶液的管道的周围供给冷却空气，以避免原料溶液的喷雾出现不良情况的喷雾干燥器。然而，在使用使喷射干燥后的颗粒进一步热变性这样的高温的热风时，由于在热风的喷嘴内冷却空气也变成高温，并且原料溶液也在喷射前被加热，因此，无法充分防止原料溶液在喷射前固化而堵塞喷嘴或是原料溶液在喷射之后发生水蒸汽爆炸这样的情况。专利文献1 日本专利特开2004-263257号说明书专利文献2 日本专利特开2002-58981号说明书
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术的技术问题在于提供能防止原料液滴的水蒸汽爆炸的喷射装置及粉体制造装置。为解决上述技术问题，本专利技术的喷射装置的第一方式包括原料喷嘴，该原料喷嘴喷射原料溶液；冷却喷嘴，该冷却喷嘴配置成围住上述原料喷嘴，并对喷射出的上述原料溶液的周围吹入冷却空气；以及冷却套管，该冷却套管设于上述冷却喷嘴的外侧，并供制冷剂穿过。根据这种结构，由于利用冷却套管来防止冷却空气的升温，因此，能利用少量的冷却空气来覆盖被喷射至高温气体中的原料液滴，以减慢温度上升，从而能避免原料液滴瞬间升温而发生水蒸汽爆炸。此外，本方式的喷射装置还可以设有隔开间隙地围住上述冷却套管的外层板。根据这种结构，由于能用外层板来隔开间隙地围住冷却套管，因此，在高温气体与直接冷却套管之间存在热传导率较低的空气层。藉此，从高温气体朝冷却水的放热量减小， 因而不会降低使用本喷射装置的粉体制造装置的热效率。此外，本专利技术的喷射装置的第二方式包括原料喷嘴，该原料喷嘴喷射原料溶液； 一次冷却喷嘴，该一次冷却喷嘴配置成围住上述原料喷嘴，并对喷射出的上述原料溶液的周围吹入冷却空气；以及二次冷却喷嘴，该二次冷却喷嘴配置成围住上述一次冷却喷嘴，并对从上述一次冷却喷嘴吹入的冷却空气的周围进一步吹入冷却空气。根据这种结构，由于利用二次冷却喷嘴的冷却空气来抑制一次冷却喷嘴的冷却空气的温度上升，因此，能有效地减缓原料液滴的温度上升。此外，本方式的喷射装置还可以设有隔开间隙地围住二次冷却喷嘴的外层板。根据这种结构，在二次冷却喷嘴内的冷却空气与热风之间形成空气层，来防止冷却空气与热风的热交换，从而能提高热效率。此外，本专利技术的粉体制造装置包括上述喷射装置中的任意一种喷射装置；利用上述喷射装置将上述原料溶液喷射至内部的粉体生成炉；以及在内部配置有上述喷射装置，并将热风沿着上述喷射装置的外表面导入上述粉体生成炉的热风喷嘴。根据这种结构，能在不破坏原料液滴的情况下将其喷射干燥并粉体化，然后，将粉体在漂浮状态下加热并进行热处理，从而制造出所希望的粉体。此外，在本专利技术的粉体制造装置中，也可以使上述冷却空气的流速比上述热风的流速慢。根据这种结构，由于只要导入仅覆盖喷射后的原料液滴来防止水蒸汽爆炸所需的最低限度的冷却空气，因此，能提高热效率。附图说明图1是本专利技术第一实施方式的粉体制造装置的示意图。图2是图1的喷射装置的详细剖视图。图3是本专利技术第二实施方式的粉体制造装置的示意图。图4是图3的喷射装置的详细剖视图。图5是本专利技术第三实施方式的喷射装置的详细剖视图。(符号说明)1、Ia粉体制造装置2粉体生成炉3燃烧室4、乜热风喷嘴5、5￡1、釙喷射装置6燃烧器7 喷头8原料喷嘴9冷却喷嘴10水冷套管11外层板12 风扇13电加热器14 一次冷却喷嘴15 二次冷却喷嘴16外层板具体实施例方式图1表示本专利技术第一实施方式的粉体制造装置1。粉体制造装置1包括竖立筒状的粉体生成炉2，该粉体生成炉2具有镜板状的上端和缩径成圆锥状的下部，并在内部形成有隔离的处理空间；圆筒状的燃烧室3，该燃烧室3配置于粉体生成炉2的上方，并在水平方向上延伸；热风喷嘴4，该热风喷嘴4连接燃烧室3与粉体生成炉2，并从粉体生成炉2 的上端朝下方吹入在燃烧室3内生成的燃烧废气(热风)；以及喷射装置5，该喷射装置5 配置成贯穿燃烧室3并延伸至热风喷嘴4的内部，用于从粉体生成炉2的上端朝下方喷射含有粉体原料的生料(slurry)。燃烧室3在一端设有燃烧器6，并从一端朝向另一端形成水平方向的火焰。燃烧器6是能以任意比例供给例如天然气之类的燃料与燃烧用空气的燃烧器，也可以设置公知的点火装置及导燃烧嘴。较为理想的是，通过使燃烧室3具有能收容燃烧器6形成的火焰而使燃料完全燃烧所需必要最低限度的容积，来减小燃烧室3。这是由于能将燃烧室3的炉壁的热损失控制在最低限度内。例如，在燃烧器6的燃烧容量(日文燃焼容量)为116kW时，较为理想的是，本实施方式的燃烧室3具有内径为130 250mm、长度为500 IOOOmm的细长形状， 更为理想的是，具有内径为150 200mm、长度为600 800mm的细长形状。热风喷嘴4配置成在燃烧室3的与燃烧器6相反一侧的端部近旁开口，并将燃烧废气(热风)垂直导出，以沿着喷射装置5的外表面直线地吹入粉体生成炉2。此外，热风喷嘴4的流路截面积比燃烧室3的流路截面积小，较为理想的是，其内径为70 120mm，更为理想的是，其内径为90 110mm。藉此，将燃烧废气在热风喷嘴4中的流速设为该燃烧废气在燃烧室3的下游侧的流速的1. 5倍至2. 5倍是较为理想的。通过将燃烧废气从流动较慢的燃烧室3导出至流路面积较小的热风喷嘴4，使燃烧废气在流入热风喷嘴4时的流速急剧增高。利用这种流速变化，即使在燃烧室3内燃烧废气的温度存在偏差，由于能将燃烧废气的流动方向变为直角，因此，能对燃烧废气进行搅拌而使其温度均勻。此外，在热风喷嘴4内，燃烧废气被整流成流速大致均勻的直线气流， 并被吹入粉体生成炉2。此外，图2表示喷射装置5的详细情况。喷射装置5包括原料喷嘴8，该原料喷嘴8供给原料生料(slurry)，并在前端设有喷头7 ；冷却喷嘴9，该冷却喷嘴9配置成围住原料喷嘴8，用于利用该冷却喷嘴9与原料喷嘴8的间隙对从原料喷嘴8喷射出的原料周围供给冷却空气；水冷套管10，该本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种喷射装置，其特征在于，包括：原料喷嘴，该原料喷嘴喷射原料溶液；冷却喷嘴，该冷却喷嘴配置成围住所述原料喷嘴，并对喷射出的所述原料溶液的周围吹入冷却空气；以及冷却套管，该冷却套管设于所述冷却喷嘴的外侧，供制冷剂穿过。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：友泽健一，
申请(专利权)人：中外炉工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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