JP3422700B2 - 粒度分布測定に用いる懸濁液循環システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粒度分布測定に
用いる懸濁液循環システムに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】粒子の測
定技術は、薬品、食品、セラミックス、化粧品、塗料、
色素など広い分野にわたって、粉末状の物質の性能を決
定し、また、評価する上で不可欠であり、その重要性は
日増しに高まっている。このような粒子の分布を測定す
る手法の一つにレーザ回折散乱式粒度分布測定方法があ
る。この粒度分布測定方法は、例えば粉体試料を分散媒
と称される液体中に分散攪拌して懸濁液とし、この懸濁
液をフローセルに導入し、その状態でフローセルに対し
てレーザ光を照射し、そのときの回折光を検出器によっ
て検出し、これによって得られる回折光の強度分布を、
フランホーファ回折、ミー散乱理論に基づいて処理し、
試料の粒度分布を求めるものである。

【０００３】図４は上記粒度分布測定方法に用いる懸濁
液循環システムの従来構成を概略的に示すもので、分散
バス１の内部には、モータ２によって回転駆動される攪
拌羽根３が配置されており、分散バス１に投入される測
定対象である粉体とこれを分散させる分散媒を攪拌羽根
３で混合攪拌する。

【０００４】前記分散バス１には、循環ポンプ５、切換
え弁６を備えた循環流路７を介してフローセル４が接続
されている。フローセル４の一方の側にはレーザ光源
が、他方の側には集光レンズおよび光検出器がそれぞれ
設けられ、フローセル４にレーザ光を照射したときの回
折および／または散乱光を光検出器によって検出し、こ
れによって得られる回折および／または散乱光の強度分
布から試料の粒度分布が求められる。

【０００５】しかし、上記構成の懸濁液循環システムで
は、循環ポンプ５以外に、攪拌羽根３と、これを回転駆
動するモータ２が必要で、構成が複雑になりコストアッ
プを招くという問題点がある。

【０００６】モータ２の回転を回転軸８を介して攪拌羽
根３に伝達するようにした上記構成のほか、分散バス２
の底面外部に配置したスターラを、これに対向させて分
散バス１の内部底面に回転自在に配置した攪拌羽根と磁
気的に結合して、スターラの回転を攪拌羽根に伝達する
ようにしたものもある。しかし、この構成の場合も、攪
拌羽根と、これを回転駆動するモータとが必要で、構成
が複雑になりコストアップを招くことに変わりはない。

【０００７】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、攪拌羽根を用いることなく分散
バス内の懸濁液を攪拌できるようにした粒度分布測定に
用いる懸濁液循環システムを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１に係る粒度分布測定に用いる懸
濁液循環システムは、試料を分散媒中に分散させて懸濁
液とする分散バスとフローセルとを循環流路を介して接
続し、懸濁液をフローセルに循環供給するようにしたも
のであって、前記分散バスを円筒状とすると共に、懸濁
液をフローセルから分散バスに戻す循環流路の復路配管
を、分散バス内へ戻る懸濁液の流入方向が分散バスの中
心方向からずれるように分散バスに接続し、かつその接
続部を、分散バス内の懸濁液の液面より下位置とした点
に特徴がある。

【０００９】この発明の懸濁液循環システムでは、循環
流路から分散バス内に流入する懸濁液の流れにより、分
散バス内の懸濁液が渦状に攪拌されるので、モータによ
って攪拌羽根を回転駆動する構成が不要で、構成が簡単
になりコストを低減できる。

【００１０】また、この発明の請求項２に係る粒度分布
測定に用いる懸濁液循環システムは、試料を分散媒中に
分散させて懸濁液とする分散バスとフローセルとを循環
流路を介して接続し、懸濁液をフローセルに循環供給す
るようにしたものであって、前記分散バスを円筒状とす
ると共に、分散バス内へ戻る懸濁液の流入方向を分散バ
スの周壁に沿う方向に向かわせる制御板を分散バス内に
配置した点に特徴がある。

【００１１】この発明の懸濁液循環システムでは、循環
流路から分散バス内に流入する懸濁液の流れが制御板に
より分散バスの周壁に沿う方向に規制されるので、その
流れにより、分散バス内の懸濁液が渦状に攪拌されるこ
とになり、モータによって攪拌羽根を回転駆動する構成
が不要で、構成が簡単になりコストを低減できる。

【００１２】前記懸濁液循環システムにおいて、前記制
御板を、前記分散バスの底面に取り付けてもよい。この
ように構成した場合には、制御板の取付部材を別に設け
ることなく、分散バス内に制御板を簡単に配置できる。

【００１３】前記懸濁液循環システムにおいて、前記制
御板を、前記分散バスの上部開口を覆う蓋体に取り付け
てもよい。このように構成した場合も、制御板の取付部
材を別に設けることなく、分散バス内に制御板を簡単に
配置できる。

【００１４】前記懸濁液循環システムにおいて、前記制
御板は、その配置角度が変更可能としてもよい。このよ
うに構成した場合には、制御板の配置角度を変更するこ
とにより、分散バス内で攪拌される懸濁液の渦流の流速
を自在に変えることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の詳細を、図を参
照しながら説明する。図１（Ａ）はこの発明の一実施形
態に係る粒度分布測定に用いる懸濁液循環システムの構
成を概略的に示すもので、この図において、図４に示し
た符合と同一のものは同一ないし同等の役割を担うもの
である。

【００１６】分散バス１は、投入される測定試料である
粉体（あるいはスラリー）とこれを分散させる分散媒
（例えば純水やアルコールなど）を混合して懸濁液とす
る円筒状の液槽であり、循環ポンプ５および切換え弁６
を備える循環流路７を介してフローセル４に接続されて
いる。循環流路７において、分散バス１から懸濁液が流
出する側の往路配管８は分散バス１の底面に接続され、
その往路配管８の途中に配置された循環ポンプ５が、モ
ータ１０によって駆動される。

【００１７】循環流路７において、懸濁液が分散バス１
に流入する側の復路配管９は、図１（Ｂ）に水平断面図
で示すように、分散バス１内へ戻る懸濁液の流入方向が
分散バスの中心方向からずれて分散バス１の周壁に沿う
向きとなるように、分散バス１の周壁に接続されてい
る。また、その接続位置は、分散バス１内の懸濁液の液
面より低い位置とされている。

【００１８】また、分散バス１の底面外部には、発振器
によって振動する超音波振動子１１が設けられており、
その駆動により分散バス１内で試料（例えば粉体）が凝
集するのを防止するようにされている。

【００１９】また、前記循環流路７には、前記切換え弁
６を介して排水流路１２が接続されている。切換え弁６
の切換えにより、循環流路７と排水流路１２との接続、
および切離しが行われる。前記切換え弁６は、ソレノイ
ド１４によって切換え駆動される。さらに、分散バス１
の周壁の上位置と前記排水流路１２とは、オーバフロー
流路１３を介して接続されており、分散バス１内で得ら
れる懸濁液が所定の液位を越えるとき、余剰の懸濁液が
オーバーフロー流路１３を経て排水流路１２に導出され
るようにしてある。

【００２０】次に、上述のように構成された懸濁液循環
システムの動作について説明する。先ず、ソレノイド１
４によって、切換え弁６は、循環流路７から排水流路１
２を切り離した状態とされる。この状態のもとに、試料
である例えば所定量の粉体が前記分散バス１に投入され
ると共に、この粉体試料に適合した分散媒が循環流路７
に充満するまで分散バス１に供給される。次に、モータ
１０の駆動により循環ポンプ５が回転し、また、超音波
振動子１１が作動する。これによって、分散媒に粉体の
混合した液が、分散バス１内から循環流路７を流れて再
び分散バス１に戻るといった循環を繰り返す。

【００２１】このとき、循環流路７から分散バス１内に
流入する液の流れは、図１（Ｂ）に示すように、円筒形
とした分散バス１の周壁に沿うので、分散バス１内で液
が渦状に攪拌されることになる。この攪拌作用と超音波
振動子１１の分散作用とにより、液が攪拌分散され、さ
らに、循環流路７を介して循環することにより、均一か
つ粉体試料の凝集がない懸濁液となる。

【００２２】すなわち、この懸濁液循環システムでは、
従来例のように攪拌羽根を回転させることなく懸濁液を
攪拌することができ、モータによって攪拌羽根を回転駆
動する構成が不要で、構成が簡単になりコストを低減で
きる。また、循環流路７における復路配管９の分散バス
周壁への接続部は、分散バス１内の懸濁液の液面より高
い位置としてもよいが、この実施形態では、懸濁液の液
面より低い位置に復路配管９を接続しているので、循環
流路７からの懸濁液が分散バス１内の懸濁液中に直接流
入することになり、その流れで分散バス１内の懸濁液を
より効果的に攪拌できる。

【００２３】得られた懸濁液の濃度は、循環流路７内を
循環する状態のもとで、レーザ光源（図示せず）からレ
ーザ光をフローセル４に向けて照射することにより、そ
のときの照射光と透過光との割合から測定される。懸濁
液の濃度が濃すぎる場合は、さらに分散バス１内に分散
媒を供給することにより希釈される。そして、フローセ
ル４を流れる懸濁液が測定に適した濃度となったところ
で粒度分布測定が行われる。

【００２４】なお、分散バス１に投入される試料がスラ
リーの場合も、前記粉体の場合と同様であるので、その
説明は省略する。

【００２５】図２（Ａ）はこの発明の他の実施形態に係
る粒度分布測定に用いる懸濁液循環システムの構成を概
略的に示し、図２（Ｂ）はその懸濁液循環システムにお
ける分散バス１の水平断面図を示す。この懸濁液循環シ
ステムでは、分散バス１内へ戻る懸濁液の流入方向を分
散バス１の周壁に沿う方向に向かわせる制御板１５が、
分散バス１内に配置されている。具体的には、制御板１
５は分散バス１の底面に溶接などにより取り付けられて
いる。その他の構成は先の実施形態の場合と同様であ
る。

【００２６】この懸濁液循環システムでは、循環流路７
から分散バス１内に流入する懸濁液の流れが、図２
（Ｂ）に示すように、制御板１５により分散バス１の周
壁に沿う方向に規制されるので、その流れにより、分散
バス１内の懸濁液が渦状に攪拌されることになる。これ
により、モータによって攪拌羽根を回転駆動する構成が
不要となるので、構成が簡単になりコストを低減でき
る。

【００２７】また、制御板１５は、分散バス１の底面に
取り付けられているので、制御板１５を取り付けるため
の取付部材を別途設ける必要がなく、構成がより簡単に
なる。

【００２８】なお、前記構成において、前記制御板１５
は、その配置角度が変更可能となるように取り付けても
よい。この場合、制御板１５の配置角度を変更すること
により、分散バス１内で攪拌される懸濁液の渦流を所望
の流速を変えることができる。

【００２９】図３（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形
態に係る粒度分布測定に用いる懸濁液循環システムの構
成を概略的に示し、図３（Ｂ）はその懸濁液循環システ
ムにおける分散バス１の平面図を示す。この懸濁液循環
システムでは、分散バス１内へ戻る懸濁液の流入方向を
分散バス１の周壁に沿う方向に向かわせる制御板１５
が、分散バス１の上部開口を覆う蓋体１６に取り付けら
れいる。これにより、制御板１５が分散バス１内に配置
されている。この制御板１５は、例えば前記蓋体１６の
上面に突出させた把手１７で操作して配置角度を変更で
きるようにされている。その他の構成は先の実施形態の
場合と同様である。

【００３０】この懸濁液循環システムでも、循環流路７
から分散バス１内に流入する懸濁液の流れが、図３
（Ｂ）に示すように、制御板１５により分散バス１の周
壁に沿う方向に規制され、分散バス１内の懸濁液が渦状
に攪拌されるので、モータによって攪拌羽根を回転駆動
する構成が不要となり、構成が簡単になりコストを低減
できる。

【００３１】また、制御板１５は、分散バス１の蓋体１
６に取り付けられているので、制御板１５を取り付ける
ための取付部材を別途設ける必要がなく、構成がより簡
単になる。

【００３２】さらに、制御板１５の配置角度が変更可能
であるので、分散バス１内で攪拌される懸濁液の渦流を
所望の流速を変えることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１の粒度分布測定に用いる懸濁液循環システムは、試料
を分散媒中に分散させて懸濁液とする分散バスとフロー
セルとを循環流路を介して接続し、懸濁液をフローセル
に循環供給するようにしたものであって、前記分散バス
を円筒状とすると共に、懸濁液をフローセルから分散バ
スに戻す循環流路の復路配管を、分散バス内へ戻る懸濁
液の流入方向が分散バスの中心方向からずれるように分
散バスに接続し、かつその接続部を、分散バス内の懸濁
液の液面より下位置としたので、循環流路から分散バス
内に流入する懸濁液の流れにより、分散バス内の懸濁液
が渦状に攪拌されることになり、モータによって攪拌羽
根を回転駆動する構成が不要で、構成が簡単になりコス
トを低減できる。

【００３４】また、この発明の請求項２の粒度分布測定
に用いる懸濁液循環システムは、試料を分散媒中に分散
させて懸濁液とする分散バスとフローセルとを循環流路
を介して接続し、懸濁液をフローセルに循環供給するよ
うにしたものであって、前記分散バスを円筒状とすると
共に、分散バス内へ戻る懸濁液の流入方向を分散バスの
周壁に沿う方向に向かわせる制御板を分散バス内に配置
したので、循環流路から分散バス内に流入する懸濁液の
流れが制御板により分散バスの周壁に沿う方向に規制さ
れて、分散バス内の懸濁液が渦状に攪拌されることにな
り、モータによって攪拌羽根を回転駆動する構成が不要
で、構成が簡単になりコストを低減できる。また、前記
懸濁液循環システムにおいて、前記制御板を、前記分散
バスの底面に取り付けた場合には、制御板の取付部材を
別に設けることなく、分散バス内に制御板を簡単に配置
できる。また、前記懸濁液循環システムにおいて、前記
制御板を、前記分散バスの上部開口を覆う蓋体に取り付
けた場合にも、制御板の取付部材を別に設けることな
く、分散バス内に制御板を簡単に配置できる。また、前
記懸濁液循環システムにおいて、前記制御板の配置角度
を変更可能とした場合には、制御板の配置角度を変更す
ることにより、分散バス内で攪拌される懸濁液の渦流の
流速を自在に変えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態に係る粒度分布
測定に用いる懸濁液循環システムの概略構成を示す縦断
面図、（Ｂ）は同システムにおける分散バスの水平断面
図である。

【図２】（Ａ）はこの発明の他の実施形態に係る粒度分
布測定に用いる懸濁液循環システムの概略構成を示す縦
断面図、（Ｂ）は同システムにおける分散バスの水平断
面図である。

【図３】（Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態に係る
粒度分布測定に用いる懸濁液循環システムの概略構成を
示す縦断面図、（Ｂ）は同システムにおける分散バスの
平面図である。

【図４】従来例の縦断面図である。

【符号の説明】

１…分散バス、４…フローセル、７…循環流路、９…復
路配管、１５…制御板、１６…蓋体

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を分散媒中に分散させて懸濁液とす
   る分散バスとフローセルとを循環流路を介して接続し、
   懸濁液をフローセルに循環供給するようにした粒度分布
   測定に用いる懸濁液循環システムにおいて、前記分散バ
   スを円筒状とすると共に、懸濁液をフローセルから分散
   バスに戻す循環流路の復路配管を、分散バス内へ戻る懸
   濁液の流入方向が分散バスの中心方向からずれるように
   分散バスに接続し、かつその接続部を、分散バス内の懸
   濁液の液面より下位置としたことを特徴とする粒度分布
   測定に用いる懸濁液循環システム。
2. 【請求項２】 試料を分散媒中に分散させて懸濁液とす
   る分散バスとフローセルとを循環流路を介して接続し、
   懸濁液をフローセルに循環供給するようにした粒度分布
   測定に用いる懸濁液循環システムにおいて、前記分散バ
   スを円筒状とすると共に、分散バス内へ戻る懸濁液の流
   入方向を分散バスの周壁に沿う方向に向かわせる制御板
   を分散バス内に配置したことを特徴とする粒度分布測定
   に用いる懸濁液循環システム。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記制御板は、前記
   分散バスの底面に取り付けたことを特徴とする粒度分布
   測定に用いる懸濁液循環システム。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記制御板は、前記
   分散バスの上部開口を覆う蓋体に取り付けたことを特徴
   とする粒度分布測定に用いる懸濁液循環システム。
5. 【請求項５】 請求項２ないし４のいずれかにおいて、
   前記制御板は、その配置角度が変更可能であることを特
   徴とする粒度分布測定に用いる懸濁液循環システム。