JP3481340B2 - 粉体分散装置 - Google Patents

粉体分散装置

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JP3481340B2
JP3481340B2 JP04548395A JP4548395A JP3481340B2 JP 3481340 B2 JP3481340 B2 JP 3481340B2 JP 04548395 A JP04548395 A JP 04548395A JP 4548395 A JP4548395 A JP 4548395A JP 3481340 B2 JP3481340 B2 JP 3481340B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は粉体分散装置に関し、詳
しくは、粉体の性質を調べる際に必要となる浮遊粉体を
発生し、粉体測定器などに浮遊粉体を供給することがで
きる粉体分散装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、粉体の特徴として、集合体として
の粉体のマクロ的な性質のみならず、粉体粒子自身のミ
クロ的な性質の解明が要求される場合が増加している。
粉体のミクロ的な性質を調べるためには、例えば、粉体
粒子の一粒づつの粒径や、粒の形、電荷などを測定する
必要がある。従来は篩などを用いることにより、粉体の
粒径に応じて、その分類を行うこともできたが、近来で
は粉体自身の粒径が微小になる傾向が強く、粒径が1〜
2μm程度、または、それ以下の粒子の研究が盛んに行
われているが、このような微小な粉体に対しては、当然
のことながら篩を用いて分類することなどはできない。
【0003】そこで、微小な粉体の粒度測定をするため
に、篩の網目を使用する方法ではなく、1つの粒子にレ
ーザーや、その他の光線を当て、その反射、投影あるい
は撮影された映像などにより、粉体の粒度測定を行う粉
体測定器等が使用されているが、このような測定器に
は、粉体粒子を一つづつ完全に分離させることができる
装置、即ち、粉体分散装置が必要となる。従って、粉体
粒子を一つづつ完全に分離させるための一つの手段とし
て、粉塵としての浮遊粉体を作り出すことができ、しか
も、その濃度を一定にすることができる装置への要望が
高まっている。
【0004】上述する浮遊粉体を作り出すためには、少
量の粉体を大量の気体中に分散させる必要がある。この
種の装置では、粉体を粉体分散装置に供給する手段とし
ては、スクリューフィーダーや振動フィーダーが用いら
れるのが一般的である。しかしながら、スクリューフィ
ーダーや振動フィーダーでは、構造的に寸法が大きいこ
とから、一定量の浮遊粉体を供給するためには、多量の
試料粉体が必要となるし、逆に、寸法を小さくすると、
粉体の調査に必要な数g〜数十g/時の供給をコンスタ
ントに行うことができないという問題点があった。
【0005】一方、粉体分散装置に供給された粉体を一
定の気体流に混入する手段としては、エジェクターがよ
く用いられる。しかしながら、エジェクターでは脈動が
大きく、濃度一定の気体流を発生させることができない
し、分散圧力も低いので、分散度が不十分であるという
問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく種々の問題点をかえりみて、少量の試
料粉体であっても、一定量づつ気体中に分散させて、連
続的に所望濃度の分散粉体や浮遊粉体を発生させること
ができる粉体分散装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】既に、本発明者らは、少
量の試料粉体をバッチ式で発生させる手段として、特願
平5−176734号において、細管中に粉を置き、片
側からの気体の爆発的な放出を利用して、粉体を気体中
に分散させる装置を開示している。この装置は、例え
ば、粉塵爆発の実験のような定性的かつ瞬間的な場合に
は非常に有用であるが、粉体を連続的かつ定量的に長時
間続けて送るようなことはできないという課題が残され
ていた。
【0008】上記目的、さらには上述する課題をも達成
するために、本発明は、空気供給口を有する中空の密閉
圧力容器と、この密閉圧力容器の頂部に取り付けられ、
前記密閉圧力容器内に突出する円筒部をもち、この円筒
部の突出端に吸引口、前記密閉圧力容器外に排出口をも
つ管状流路が形成された吸引ノズルと、この吸引ノズル
の円筒部の突出端から所定距離離隔して固定され、前記
吸引口の直下に掻き取り刃を有するスクレーパと、前記
密閉圧力容器内において、このスクレーパおよび前記吸
引ノズルの円筒部の外周部に気体通路を形成するように
所定間隙を有して回転可能かつ上下動可能に外挿され、
粉体が収納される粉体収納部材と、この粉体収納部材を
回転させる回転手段と、前記粉体収納部材を上下動させ
る上下動手段とを備えることを特徴とする粉体分散装置
を提供するものである。
【0009】ここで、前記回転手段、上下動手段は必ず
しも密閉容器内になくてもよいが、密閉容器内の方が構
造的に簡単になるので有利である。また、前記吸引ノズ
ルには、1本の管状体が埋め込まれてなる、もしくは2
本以上の管状体が埋め込まれてなり、その一方の端部は
それぞれ前記円筒部の突出端において吸引口を形成し、
すべての他方の端部は1本に合流し、1個の前記排出口
を形成するのが好ましい。
【0010】また、前記回転手段および前記上下動手段
は、前記密閉圧力容器内の仕切り板に固定されるナット
と、このナットの雌ねじと螺合し、上下動可能なボール
ネジと、このボールネジを回転するモータと、このモー
タが固定される回り止めと、この回り止めを上下に摺動
可能に係合し、前記密閉圧力容器の内壁に前記ボールネ
ジの軸と平行に固定されるモータガイドとを有し、前記
モータの回転によって、前記ボールネジの先端に固定さ
れた円筒状粉体収納部材を回転させると同時に上下動さ
せるのが好ましい。
【0011】さらに、前記上下動手段は、前記密閉圧力
容器内の仕切り板に固定される上下動用モータと、この
上下動用モータによって回転駆動されるボールネジと、
このボールネジと螺合する雌ねじ部を有する上下動部材
と、前記密閉圧力容器の内壁に固定され、前記上下動部
材を上下動可能に支持するリニアベアリングとを有し、
前記回転手段は、前記上下動部材に固定される回転用モ
ータと、この回転用モータによって回転駆動され、その
先端に円筒状粉体収納部材が固定される回転軸とを有す
るのも好ましい。
【0012】
【発明の作用】本発明の粉体分散装置は、試料粉体のミ
クロ的な性質を調べる際に必要となる分散度が高い、例
えば、完全に1粒1粒が分離された定濃度の浮遊粉体を
連続的に発生するものであって、粉体収納部材に収納さ
れた試料粉体を少量スクレーパの掻き取り刃によって掻
き上げ、この浮上粉体を、前記掻き取り刃の直上にある
吸引口に、空気供給口から密閉圧力容器内に供給され、
吸引ノズルと粉体収納部材との間の空気通路を通過した
圧縮空気とともに吸引し、前記管状流路内を高速度で輸
送しつつ分散させ、排出口から密閉圧力容器の外部、す
なわち粉体分散装置の外部に排出させるものである。こ
の粉体分散装置の排出口には、例えば粉体測定器等が接
続される。
【0013】この粉体分散装置において、粉体収納部材
に試料粉体を収納して、回転手段および上下動手段によ
り、粉体収納部材を回転させながら上昇させると共に、
密閉圧力容器の空気供給口から乾燥圧縮空気を供給する
ことにより、即ち、回転手段および上下動手段により、
試料粉体は少量スクレーパによって掻き上げられて浮上
し、これと同時に、密閉圧力容器の空気供給口から乾燥
圧縮空気を供給することにより、この乾燥圧縮空気は、
乾燥圧縮空気と密閉圧力容器の排出口に接続される粉体
測定器等の内部との圧力差によって、吸引ノズルの外側
壁と粉体収納部材の内側壁との間隙の空気通路を通り、
吸引ノズルの吸引口に到達し、吸引口の直下で掻き上げ
られた浮上粉体を担持して吸引口内に吸引し、この粉体
混合空気(浮上粉体)は吸引ノズル内の管状流路内で分
散しつつ、管状流路内を輸送され、排出口から粉体分散
装置の外部に排出されて、例えば粉体測定器等に供給さ
れる。
【0014】なお、本発明の回転手段は、例えば、粉体
収納部材を回転させて、粉体収納部材に収納される粉体
をスクレーパにより吸引口に掻き上げることができれ
ば、どのようなものであっても良いし、本発明の上下動
手段は、例えば、粉体収納部材を上昇させるかあるいは
これらを相対的に上昇および下降させて、粉体収納部材
に収納される粉体をスクレーパにより吸引口に掻き上げ
ることができれば、どのようなものであっても良い。特
に、本実施例のように、ネジ式の上下装置を使用すると
上昇と回転が同時にできて都合が良い。
【0015】従って、本発明の粉体分散装置によれば、
少量の試料粉体であっても、掻き上げて吸引口から吸引
することができるし、圧力差による圧送のため、管状体
内における粉体の分散性も極めて良く、例えば1粒1粒
完全に分離された粉体を得ることができる。また、本発
明の粉体分散装置によれば、脈動することも無いので、
常に一定の濃度で粉体を分散させることができるし、粉
体収納部材の移動速度を変更することで、および/ある
いは吸引ノズルとスクレーパとの間隔を調整すること
で、掻き上げ粉体(浮上粉体)の濃度を自由に設定する
ことができる。さらに、本発明の粉体分散装置によれ
ば、粉体収納部材に粉体を収納し、乾燥圧縮空気を供給
して、回転手段および上下動手段により粉体収納部材を
回転・上昇させるだけで簡単に浮上粉体を発生できるの
で、操作性に優れているばかりでなく、使用後は粉体収
納部材内に残留する粉体は殆ど無いので、装置内の洗浄
が不要で保守性にも優れている。なお、粉体の掻き上げ
量、従って、分散濃度は、収納部の上昇速度に大きく影
響されるので、上昇用の移動手段と収納部の回転手段と
を別々にして、それぞれ適切な値を選ぶようにしても良
い。
【0016】
【実施例】以下に、添付の図面に示す好適実施例に基づ
いて、本発明の粉体分散装置を詳細に説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。
【0017】図1は、本発明の一実施例となる粉体分散
装置の側面断面図である。同図に示す粉体分散装置10
は、吸引ノズル30と、スクレーパ40と、本発明の粉
体収納部材となるシリンダ12と、シリンダ12の回転
および上下動手段と、吸引ノズル30の一部を除き、こ
れらを内部に収容する密閉圧力容器11とを有する。こ
こで、密閉圧力容器11は、下部側面に乾燥圧縮空気が
供給される空気供給口26を有し、その上部において、
例えば粉体測定器(図示せず)等が接続される排出口3
4を持つパイプ33が埋設された吸引ノズル30の一部
が突出しており、その内部の中央付近において、貫通口
28を有する仕切り板27により上下の2つの空間に分
割されている。
【0018】そして、この密閉圧力容器11の頂部に
は、吸引ノズル30が気密に取り付けられ、その一部
(上端部)30aは密閉圧力容器11の上側外部に突出
し、他端部(下端部)30bは円筒状をなし、密閉圧力
容器11の内部に突出している。吸引ノズル30には、
粉体が分散した空気の管状通路を形成するパイプ33が
埋設される。パイプ33は、その一端に吸引ノズル30
の下端部30bの底面において密閉容器11内に開口し
た吸引口32を有し、他端は吸引ノズル30の上端部3
0aの側部から突出し、先端に密閉圧力容器11外に開
口した排出口34を有する。
【0019】吸引ノズル30の下端部30bには、その
底面と所定間隔離隔してスクレーパ40が支持棒38を
介して取り付けられている。図2(a)、(b)および
(c)に詳細に示すように、スクレーパ40は、吸引ノ
ズル30の円筒状下端部よりわずかに大きな直径をもつ
円板であって、中心から円周への半径の1ヶ所に切り込
みを有し、切り込まれた半径端面の一方が少し下方に折
り曲げられ、粉体36の掻き取り刃40aが形成され
る。この掻き取り刃40aは、吸引口32の直下に設け
られる。なお、吸引ノズル30の下端部30bとスクレ
ーパ40との間隔は、粉体の種類に応じて調整可能とし
ておくのが好ましい。
【0020】シリンダ12は、上方が開放され、下方に
底面を有し、粉体36を収容する。シリンダ12の内周
は、スクレーパ40の直径より少し大きい内径を有し、
シリンダ12は、上方からその内周内にスクレーパ40
および吸引ノズル30の円筒状下端部を内包して、回転
可能でありかつ上下動可能である。シリンダ12の内周
面と吸引ノズル30の円筒状下端部30の外周面との間
に形成される間隙は、密閉容器11内に供給された空気
の通路41として機能する。
【0021】本発明の粉体分散装置10においては、ス
クレーパ40の掻き取り刃40aによって粉体36特に
微粉体の粉面を掻き上げるもしくは掻き取ると同時に、
周囲から流入する空気により細管であるパイプ33に導
入し、パイプ33内の輸送中において、粉体36を分散
させることによって、十分に分散した粉体粒子、例えば
単分散粒子などを得ることができる。
【0022】ここで、掻き取り刃40aは、所定量の粉
体36を粉面から掻き上げて浮上させ、掻き取り刃40
aの直上に設けられた吸引口32に導入圧縮空気に担持
させてこれとともに吸引させる機能を有する。すなわ
ち、掻き取り刃40aは、掻き取り量の定量化のみなら
ず導入空気の整流も行うものである。図2(a)、
(b)および(c)に示す例で、スクレーパ40の直径
が、吸引ノズル30の円筒状下端部30bの直径より少
し大きいのは、吸引ノズル30とシリンダとの間には空
気流路41を形成する必要があるが、本発明では、粉体
36をシリンダ12内で攪拌、混合して分散するもので
はないため、シリンダ12内には分散スペースはそれほ
ど必要ではなく、従って、スクレーパ40と粉体36の
粉面との間を分散スペースとして使う必要がないからで
あり、導入空気を整流するのが好ましいからである。従
って、スクレーパ40および掻き取り刃40aの形状お
よび寸法は、特に制限的ではなく、粉体36、必要な分
散粉体粒子の濃度、シリンダ12の回転数、導入乾燥圧
縮空気の量等に応じて適宜選択することができるが、シ
リンダ12内の粉体36の粉面は回転しているので、円
板等に取り付けもしくは形成するのが好ましい。
【0023】本発明においては、スクレーパ40の掻き
取り刃40aの直上には吸引ノズル30の吸引口32が
設けられる必要がある。これは、掻き取り刃40aで掻
き上げられた所定量の粉体36をうまく、導入空気にの
せて吸引口32に吸引させるためである。また、吸引口
32と、密閉容器11の外部の排出口34との間の管状
通路は、パイプ33などによって形成し、輸送中に輸送
空気中への粉体36の分散や混合を促進させる機能を有
する。従って、パイプ33の長さや直径は、特に制限は
ないが、必要な粉体分散度およびパイプ33の輸送条件
等に応じて、適宜設定するのが好ましい。
【0024】なお、吸引ノズル30内に形成される、粉
体分散促進のための管状流路は、図1および図2に示す
例では1本であるが、本発明はこれに限定されず、必要
に応じていくつであってもよいが、管状流路が複数ある
場合には、その吸引口毎にスクレーパの掻き取り刃を設
けるのが好ましい。また、各々吸引口をもつ複数の管状
流路は、個別に排出口を有していてもよいが、これらの
管状流路の少なくとも2本もしくは全部を途中で合流
し、排出口の数を減らす、もしくは1個にすることもで
きる。
【0025】図3(a)、(b)および(c)に、それ
ぞれ管状流路を2個設けた吸引ノズルおよびスクレーパ
の構成の一実施例の正面断面図、底面図および側面断面
図を示す。同図に示すように、吸引ノズル52には管状
流路を形成する2本のパイプ54a、54bが埋設さ
れ、それぞれの一方の端部は、吸引ノズル52の円筒状
下端部52bの下端面において開口され、各々吸引口3
2aおよび32bを形成する。この2本のパイプ54
a、54bの他方の端部は吸引ノズル30の上端部30
aから突出し、密閉容器11の外部で合流し、1本のパ
イプ54cとなり、パイプ54cの開口端は1個の排出
口34となる。こうして、2つの吸引口32a、32b
を有し、1つの排出口34を持つ合流パイプ54が構成
される。
【0026】吸引ノズル52の下端面から所定間隔離隔
してスクレーパ56が、支持棒58によって吸引ノズル
52の下端面の中心に取り付けられる。ここでスクレー
パ56は、円板から4分円を対称に切り取った形状を有
し、残った2つの4分円の半径端が吸引口32aおよび
32bの直下に位置するように配置される。このような
スクレーパ56の2つの4分円においては、吸引口32
aおよび32bの直下の半径端から他方の半径端に向か
って厚肉となる刃を形成し、それぞれ掻き取り刃56a
および56bを形成する。複数の管状流路をもつ吸引ノ
ズルは、以上のように構成することができる。このよう
に構成すると空気の流れはノズル壁を通ってパイプへ導
入されるので、発塵生成した粉体は直ちにノズルより吸
引され、他の部分へ飛散することは少ないので駆動部は
密閉室内に入れても機構的な問題は少ない。
【0027】次に、シリンダ12は、回転台14上に固
定され、回転台14が回転しつつ上下動することによ
り、回転しつつ上下動される。このシリンダ12の回転
および上下動を行う手段は、シリンダ12を載置固定す
る回転台14と、密閉圧力容器11の内壁に垂直方向に
延在するよう固定されたモータガイド24と、このモー
タガイド24に沿って垂直方向に摺動可能に、かつ板状
の回転止め22によって水平方向に回転不能に取り付け
られた回転上下動用モータ(以下、単にモータと記述す
る)18と、このモータ18に直結されて回転され、そ
の先端に回転台14が取り付けられたボールネジ16
と、密閉圧力容器11の中央部に形成された仕切り板2
7に固定され、ボールネジ16が螺合された雌ねじが形
成されたナット20とによって構成される。
【0028】ここで、吸引口32と排出口34を持つパ
イプ33が埋設された吸引ノズル30は、スクレーパ4
0を固定した状態で、密閉圧力容器11の頂部に対して
気密に取り付けられるが、着脱自在に取り付けられるの
が好ましい。例えば、図示してはいないが両者にねじ部
(吸引ノズル30の外周に雄ねじ、密閉容器11側には
雌ねじ)を形成し、両者を螺合して固定することにより
着脱自在とすることができる。この他、2つの部材を気
密にマウントすることができれば、どのような手段を用
いてもよく、公知のマウント手段を用いてもよい。この
ようにスクレーパ40が固定された吸引ノズル30を密
閉容器11に対して着脱自在とすることにより、シリン
ダ12の中に容易に粉体36を収納することができるよ
うにするものである。本実施例は上下、回転手段の駆動
部を含めて密閉容器に収容しているが、駆動部分は容器
外に出してもよく、上下機構を油圧、空気圧等の流体圧
駆動としてもよい。
【0029】このように構成される本発明の粉体分散装
置10を使用するには、まず、密閉圧力容器11から吸
引ノズル30をスクレーパ40とともに取り外し、圧力
容器内からシリンダ12を取り出してシリンダ12の内
部に試料粉体36を収納した後回転台14にシリンダ1
2を固定し、再度、スクレーパ40とともに吸引ノズル
40を密閉圧力容器11に気密に取り付ける。そして、
密閉圧力容器11の空気供給口26に乾燥圧縮空気を供
給する圧縮空気供給源(図示せず)と、密閉圧力容器1
1の外部に突出するパイプ33の排出口34に、例えば
粉体測定器(図示せず)等とを接続した後、モータ18
を作動させて、ボールネジ16を回転させると共に、密
閉圧力容器11の空気供給口26から乾燥圧縮空気を供
給する。こうして、回転するシリンダ12内に収納され
た粉体36にスクレーパ40の掻き取り刃40aが挿入
され、粉体36を掻き上げて浮上させる。この浮上粉体
は、吸引ノズル30の円筒状下端部30bとシリンダ1
2との間の空気通路41を通過して流入する圧縮空気と
ともに、その直上にある吸引ノズル30の吸引口32か
ら吸引され、パイプ33の管状流路内を流れながら分散
し、十分に分散した状態、例えば単分散粒子となって排
出口34から粉体分散装置10の装置外に空気とともに
排出され、例えば図示しない粉体測定器等に供給され
る。
【0030】即ち、モータ18を作動させた時、モータ
18は、密閉圧力容器11の内壁に垂直方向に延在する
よう固定されたモータガイド24に、垂直方向に摺動可
能に、かつ回転止め22によって水平方向に回転不能に
取り付けられているので、モータ18は回転軸に取り付
けられたボールネジ16を回転させることができる。ま
た、モータ18がボールネジ16を回転させると、ボー
ルネジ16の先端に取り付けられた回転台14の上に載
置固定されたシリンダ12が回転すると同時に、ボール
ネジ16は密閉圧力容器11の内部中央付近に形成され
た仕切り板27に固定されたナット20の雌ねじに螺合
し、かつ支持されているので、ボールネジ16が1回転
する毎にナット20に対して、ボールネジ16、モータ
18およびシリンダ12は、ボールネジ16のピッチに
応じて上昇する。
【0031】一方、密閉圧力容器11の空気供給口26
から供給された乾燥圧縮空気は、この乾燥圧縮空気と粉
体分散装置10の外部の圧力、例えば密閉圧力容器11
の上部の突出パイプ33の排出口34に接続された粉体
測定器等の内部圧力との圧力差により、密閉圧力容器1
1の仕切り板27に開口された貫通口28を通り、吸引
ノズル30の円筒状下端部30bの外側壁(外周面)と
シリンダ12の内側壁(内周面)との間隙の空気通路4
1を通ってシリンダ12に収納された粉体36に到達す
る。ここで、上述するように、シリンダ12は回転かつ
上昇しているので、粉体36はスクレーパ40の掻き取
り刃40aによって掻き上げられて浮上し、さらに、浮
上粉体36は、その直上にある吸引ノズル30の吸引口
32に到達した乾燥圧縮空気とともにあるいはこれに担
持されて、吸引口32に吸引される。この後、この粉体
分散空気は、吸引ノズル30内のパイプ33の内部の管
状流路内を通って混合・分散を繰り返し、排出口34か
ら粉体分散装置10の外部に排出され、例えば粉体測定
器に供給される。
【0032】従って、ボールネジ16の先端に取り付け
られた回転台14の上に載置固定されたシリンダ12を
高速回転させながら、かつボールネジ16のピッチに応
じた速度で上昇させて、スクレーパ40により粉体36
を掻き上げて浮上させ、同時に、密閉圧力容器11の空
気供給口26から乾燥圧縮空気を供給することで、密閉
圧力容器11の空気供給口26から供給される乾燥圧縮
空気と密閉圧力容器11の排気口に接続される図示しな
い粉体測定器等の内部圧力との圧力差により、掻き上げ
られた粉体36を乾燥圧縮空気とともに吸引ノズル30
内のパイプ33内に吸引し、パイプ33内において粉体
36は空気に分散・混合しつつ、パイプ33内を流れ、
この粉体分散空気を図示しない粉体測定器等に供給する
ことができる。なお、図示例においては、粉体36を分
散させる媒体として空気を用いているが、本発明はこれ
に限定されず、粉体に影響を与えない気体であれば何で
もよい。例えば、窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性
ガスを用いてもよい。
【0033】なお、本発明の粉体分散装置10は、所定
長だけシリンダ12を上昇させた後、モータ18を逆回
転させて、ボールネジ16を逆回転させることによっ
て、モータ18、ボールネジ16およびシリンダ12を
元の位置(上昇開始位置)に復帰させることができる。
また、本発明の粉体分散装置10は、密閉圧力容器11
内に全てを密封するため、空間的な専有面積を小さくし
て構造をできるだけ簡単にしたい場合には、本発明の回
転手段および上下動手段を上述するように1つのモータ
18で構成するのが好ましい。本発明の粉体分散装置1
0は、基本的に以上のように構成される。
【0034】続いて、図4に本発明の別の実施例となる
粉体分散装置の側面図を示す。同図に示す粉体分散装置
50は、図1に示す粉体分散装置10と比較して、密閉
圧力容器11の中央部に貫通口28を有し、ナット20
を支持する仕切り板27を有さない点、および、回転手
段および上下動手段が異なる点を除いて全く同一である
ので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明
は省略する。
【0035】図4に示す粉体分散装置50においては、
本発明の回転手段および上下動手段として、密閉圧力容
器11の内周壁に垂直方向に延在するよう形成されたリ
ニアベアリング42と、このリニアベアリング42に沿
って垂直方向に摺動可能に、かつ水平方向に回転不能
(例えば水平断面形状を矩形にするなど、正円でない形
状にする)に取り付けられ、貫通口28および雌ねじが
形成されたナット20を有する上下動部材44と、この
上下動部材44に固定され、シリンダ12が載置固定さ
れる回転台14が取り付けられた回転用モータ46と、
密閉圧力容器11の内壁から延在する支持板47に固定
され、直結されたボールネジ16が上下動部材44のナ
ット20の雌ねじに螺合されて支持され、上下動部材4
4を上下動させる上下動用モータ48とを備えている点
である。
【0036】このように構成される本発明の粉体分散装
置50において、回転用モータ46を作動させた時、上
下動部材44は、密閉圧力容器11の内周壁に垂直方向
に延在するよう形成されたリニアベアリング42に、垂
直方向に摺動可能に、かつ水平方向に回転不能に取り付
けられ、さらに、回転用モータ46はこの上下動部材4
4に固定されているので、回転用モータ46は回転台1
4上に載置固定されたシリンダ12を回転させることが
できる。同時に、上下動用モータ48を作動させた時、
上下動用モータ48は、密閉圧力容器11の内壁から延
在する支持板47に固定され、さらに、上下動用モータ
48に直結されたボールネジ16が、上下動部材44の
ナット20の雌ねじに螺合し、かつ支持されているの
で、ボールネジ16が1回転する毎に、上下動部材4
4、回転用モータ46およびシリンダ12は、ボールネ
ジ16のピッチに応じて上昇する。
【0037】一方、密閉圧力容器11の空気供給口26
から供給された乾燥圧縮空気は、この乾燥圧縮空気と密
閉圧力容器11外の排出口34に接続された図示しない
粉体測定器等の内部圧力との圧力差により、上下動部材
44に開口された貫通口28を通り、吸引ノズル30の
外側壁とシリンダ12の内側壁との間隙の空気通路を通
ってシリンダ12に収納された粉体36に到達する。こ
こで、上述するように、シリンダ12は回転かつ上昇し
ているので、粉体36はスクレーパ40の掻き取り刃4
0aによって掻き上げられて浮上し、さらに、浮上粉体
36は、掻き取り刃40aの直上にある吸引ノズル30
の吸引口32に到達した乾燥圧縮空気に担持されて、圧
縮空気とともに吸引口32に吸引される。この粉体分散
空気は、中空の吸引ノズル30のパイプ33の内部の管
状通路を通って粉体分散装置50の装置外に排出口34
から排出され、例えば図示しない粉体測定器等に供給さ
れる。
【0038】従って、ボールネジ16の先端に形成され
た回転台14の上に載置固定されたシリンダ12を回転
用モータ46により高速回転させながら、かつ上下動用
モータ48により低速度で上昇させることで、スクレー
パ40により粉体36を掻き取って浮上させる。同時
に、密閉圧力容器11の空気供給口26から乾燥圧縮空
気を供給することで、乾燥圧縮空気と図示しない粉体測
定器等の内部圧力との圧力差により、掻き上げられた粉
体36は、導入された乾燥圧縮空気とともに吸引口32
に吸引され、パイプ33を輸送中に分散され、十分に分
散された粉体、例えば単分散粒子となって排出口34を
介してこの粉体混合空気を図示しない粉体測定器等に供
給することができる。
【0039】なお、本発明の粉体分散装置50は、所定
長だけシリンダ12を上昇させた後、上下動用モータ4
8を逆回転させて、上下動部材44、回転用モータ46
およびシリンダ12の垂直位置を元通りに回復させるこ
とができる。また、本発明の粉体分散装置50は、空間
的な専有面積が大きくても良い場合には、本発明の回転
手段および上下動手段を上述するように別々の回転用モ
ータ46と上下動用モータ48とで構成するのが好まし
い。このように本発明の粉体分散装置50を構成すれ
ば、モータとして、それぞれ高回転のもの、および高ト
ルクのものに分割することができるので、モータの価格
としては安価にすることができ、回転用モータ46によ
りシリンダ12を高速回転させると共に、上下動用モー
タ48によりシリンダ12を低速上下動させれば、任意
に最適な回転速度と上下動速度とを得ることができる。
【0040】(実施例1)図1に示すように、内径22
mmφ、深さ60mmのシリンダ12内に粉体36を入
れて、投入した粉体36がシリンダ12の底から15〜
30mmの高さになるよう押し固めた後に、シリンダ1
2を密閉圧力容器11内の回転台14の上に置いて固定
した。回転台14は直径10mmφ、ねじ山間のピッチ
1mm、長さ90mmのボールネジ16を介してモータ
18に直結し、ボールネジ16は密閉圧力容器11内の
仕切り板27に固定されたナット20の雌ねじに螺合し
た。また、モータ18は回転止め22を介して密閉圧力
容器11の内壁と平行に取り付けたモータガイド24に
沿って移動可能に取り付けた。そして、モータ18を1
0〜80rpmの速度で回転させると、回転台14に固
定したシリンダ12は回転するのと同時に、ボールネジ
16の回転速度およびボールネジ16のピッチに依存し
た10〜80mm/minの速度で、モータ18と共に
容器11内の上方に向かって上昇した。
【0041】同時に、空気供給口26から密閉圧力容器
11内に、圧力1〜3kgf/cm 2 、流量50〜20
0L/minで乾燥圧縮空気を供給した。密閉圧力容器
11内に供給された乾燥圧縮空気は、ナット20が固定
された仕切り板27に開口された直径3mmの貫通孔2
8を通り、さらに、シリンダ12上部に固定した直径2
0mm、密閉圧力容器11内側部分の円筒状の下端部3
0bの長さ113mmの吸引ノズル30とシリンダ12
との間隙の空気通路を通って、吸引ノズル30に設けた
直径6mmの吸引口32から吸引ノズル30の内部に埋
設された、内径3mm、長さ150mmのパイプ33内
の管状流路を通り、排出口34より粉体分散装置10の
外部へ排出された。シリンダ12が密閉圧力容器11内
の上方に向かって上昇するにつれて、シリンダ12内の
粉体36は吸引ノズル30の下端面から3mm離間して
固定された直径21mmの円板状スクレーパ40の半径
状の切り込みの一方を0.5〜1mm折り曲げた掻き取
り刃40aによって掻き取られ、あるいは掻き上げられ
て浮上した。スクレーパ40の掻き取り刃40aにより
掻き上げられた粉体36は、シリンダ12と吸引ノズル
30との間隙の空気通路からシリンダ12内部に流入す
る空気流により掻き取り刃40aの直上に設けられた吸
引口32に吸引され、パイプ33中を輸送された。空気
と共に吸引ノズル30の吸引口32から吸引された粉体
36は、パイプ33の管状流路を輸送されている間に、
空気と十分に混合し、空気中に十分に分散した。こうし
て、十分に分散された粉体を含む空気(粉体分散空気)
は、パイプ33を通り、排出口34から粉体分散装置1
0の外部へ連続的に供給することができた。
【0042】(実施例2)また、図4に示すように、図
1に示した粉体分散装置10の回転手段および上下動手
段として、シリンダ12を回転させるモータ46と上昇
させるモータ48とを別々に設置した。また、密閉圧力
容器11と上下動部材44との間には、滑りを良くする
ためにリニアベアリング42を設けた。シリンダ12を
回転用モータ46により80〜300rpmの高速で回
させながら、上下動用モータ48により0.1〜10m
m/minの低速度で上昇させ、以後は、実施例1と同
様に行った。図4に示す粉体分散装置50では、図1に
示した粉体分散装置10よりも、さらに分散度と濃度調
整を適切に行うことができた。
【0043】
【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明の粉体
分散装置は、粉体収納部材に試料粉体を収納して、密閉
圧力容器の空気供給口から乾燥圧縮空気を供給すると共
に、回転手段および上下動手段により粉体収納部材を回
転させながら上昇させることで、試料粉体をスクレーパ
の掻き取り刃で掻き上げて浮上させると共に、密閉圧力
容器の空気供給口から乾燥圧縮空気を供給することで、
この乾燥圧縮空気と密閉圧力容器の外部の排気口に接続
される粉体測定器等の内部との圧力差によって、吸引ノ
ズルの外側壁と粉体収納部材の内側壁との間隙の空気通
路を通って導入された空気とともに、掻き上げられた試
料粉体を吸引ノズルの吸引口から吸引し、吸引ノズル内
の管状流路を輸送されている間に十分に分散させ、この
粉体分散空気を吸引ノズル内の管状流路を介して排出口
から粉体分散装置の外部に排出するものである。
【0044】従って、本発明の粉体分散装置によれば、
少量の試料粉体であっても、所定量の粉体を掻き取り、
または掻き上げて浮上させることができるし、圧力差に
よる圧送のため、吸引ノズルの管状通路内における粉体
の分散性も極めて良い。また、本発明の粉体分散装置に
よれば、脈動することが無いので、常に一定の濃度で粉
体を気体、特に空気中に分散・混合させることができる
し、粉体収納部材の移動速度や吸引ノズルの管状通路の
直径や長さを変更することで、浮上粉体の量、従って、
粉体分散気体の濃度を自由に設定することができる。さ
らに、本発明の粉体分散装置によれば、粉体収納部材に
粉体を収納し、乾燥圧縮空気を供給して、回転手段およ
び上下動手段により粉体収納部材を回転・上昇させるだ
けで簡単に浮上粉体を発生できるので、操作性に優れて
いるばかりでなく、使用後は粉体収納部材内を除き、密
閉容器内の各部に残留する粉体は殆ど無いので、装置内
の洗浄が不要で保守性にも優れている。また、本発明に
よれば、管状通路は吸引ノズル内に埋設されているの
で、密閉容器からの吸引ノズルの取り着け、取り外しが
容易であり、操作性がよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例となる粉体分散装置の側面
断面図である。
【図2】 (a)、(b)および(c)は、それぞれ、
図1に示す粉体分散装置の要部の詳細を示す正面断面
図、底面図および側面断面図である。
【図3】 (a)、(b)および(c)は、それぞれ、
本発明の粉体分散装置別の実施例の要部の詳細を示す正
面断面図、底面図および側面断面図である。
【図4】 本発明の別の実施例となる粉体分散装置の側
面断面図である。
【符号の説明】
10、50 粉体分散装置 11 密閉圧力容器 12 シリンダ(粉体収納部材) 14 回転台 16 ボールネジ 18 回転上下動用モータ 20 ナット 22 回転止め 24 モータガイド 26 空気供給口 28 貫通口 30,52 吸引ノズル 30a,52a 上端部 30b,52b 円筒状下端部 32,32a,32b 吸引口 33,54,54a,54b,54c パイプ 34 排出口 36 粉体 38,58 支持棒 40,56 スクレーパ 40b,56a,56b 掻き取り刃 41 空気通路 42 リニアベアリング 44 上下動部材 46 回転用モータ 48 上下動用モータ
フロントページの続き (72)発明者 村 上 猛 志 埼玉県入間郡大井町鶴ヶ岡5丁目3番1 号 日清製粉株式会社 生産技術研究所 内 (56)参考文献 特開 平2−307580(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B07B 1/00 - 15/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】空気供給口を有する中空の密閉圧力容器
    と、この密閉圧力容器の頂部に取り付けられ、前記密閉
    圧力容器内に突出する円筒部をもち、この円筒部の突出
    端に吸引口、前記密閉圧力容器外に排出口をもつ管状流
    路が形成された吸引ノズルと、この吸引ノズルの円筒部
    の突出端から所定距離離隔して固定され、前記吸引口の
    直下に掻き取り刃を有するスクレーパと、前記密閉圧力
    容器内において、このスクレーパおよび前記吸引ノズル
    の円筒部の外周部に気体通路を形成するように所定間隙
    を有して回転可能かつ上下動可能に外挿され、粉体が収
    納される粉体収納部材と、この粉体収納部材を回転させ
    る回転手段と、前記粉体収納部材を上下動させる上下動
    手段とを備えることを特徴とする粉体分散装置。
  2. 【請求項2】前記回転手段および前記上下動手段は、前
    記密閉圧力容器内に設けられている請求項1に記載の粉
    体分散装置。
  3. 【請求項3】前記吸引ノズルには、1本の管状体が埋め
    込まれてなる請求項1または2に記載の粉体分散装置。
  4. 【請求項4】前記吸引ノズルには、2本以上の管状体が
    埋め込まれてなり、その一方の端部はそれぞれ前記円筒
    部の突出端において吸引口を形成し、すべての他方の端
    部は1本に合流し、1個の前記排出口を形成する請求項
    1または2に記載の粉体分散装置。
  5. 【請求項5】前記回転手段および前記上下動手段は、前
    記密閉圧力容器内の仕切り板に固定されるナットと、こ
    のナットの雌ねじと螺合し、上下動可能なボールネジ
    と、このボールネジを回転するモータと、このモータが
    固定される回り止めと、この回り止めを上下に摺動可能
    に係合し、前記密閉圧力容器の内壁に前記ボールネジの
    軸と平行に固定されるモータガイドとを有し、前記モー
    タの回転によって、前記ボールネジの先端に固定された
    円筒状粉体収納部材を回転させると同時に上下動させる
    請求項1〜4のいずれかに記載の粉体分散装置。
  6. 【請求項6】前記上下動手段は、前記密閉圧力容器内の
    仕切り板に固定される上下動用モータと、この上下動用
    モータによって回転駆動されるボールネジと、このボー
    ルネジと螺合する雌ねじ部を有する上下動部材と、前記
    密閉圧力容器の内壁に固定され、前記上下動部材を上下
    動可能に支持するリニアベアリングとを有し、前記回転
    手段は、前記上下動部材に固定される回転用モータと、
    この回転用モータによって回転駆動され、その先端に円
    筒状粉体収納部材が固定される回転軸とを有する請求項
    1〜4のいずれかに記載の粉体分散装置。
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