JPH02198336A - 粒度分布測定用懸濁液サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、レーザ回折法、光散乱法もしくは液相沈降法
等の、被測定粒子を媒液中に分散させた懸濁液を用いて
粒度分布を測定する、いわゆる液相式粒度分布測定装置
の測定系に、試料懸濁液を供給するサンプリング装置に
関する。

〈従来の技術〉 この種のサンプリング装置においては、試料懸濁液を収
容する試料槽と、この試料槽と測定系とを結ぶ配管並び
に送液ポンプ、液を撹拌する撹拌器、および液中の試料
粒子を均一に分散させるための超音波発振器等が主要な
要素であり、これらの組み合わせの仕方によって何通り
かの方式に分類することができる。

そのうちの一つに、第４図に示すように、ビー力等の通
常の容器４１を試料槽として用いる方式のものがある。

この方式は、試料懸濁液Ｓを収容した容器４１を、超音
波発振子４２が装着されたバス４３内に置くとともに、
容器４１の上方から内部の懸濁液Ｓ中に吸引パイプ４４
と排出パイプ４５を浸し、このパイプ４４．４５を介し
て、送液ポンプ４６で懸濁液Ｓを容器４１と測定系間で
循環させる方式である。懸濁液Ｓの撹拌は、撹拌子４７
ａとその駆動モータ４７ｂからなるマグネチックスター
ラ４７か、あるいは第５図に示すようなプロペラ式撹拌
器５１等によって行われる。

また別の方式としては、第６図に示すように超音波発振
子６２付きのバス６３そのものを試料槽とし、その底面
に設けられた出口６３ａを介して送液する方式がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 第４図もしくは第５図に示した従来のサンプリング装置
では、試料粒子の移動方向と粒子の吸引方向が一致して
いないため、試料槽内と同じ濃度および粒度分布を持つ
懸濁液を測定系に導きにくい場合がある。

特に懸濁液中の個々の粒子が重い場合にこの点が問題と
なる。

また第６図に示した方式では、比較的重い粒子は導きや
すいものの、逆に重い粒子の比率が大きくなる危険性が
ある。また、この第６図の方式は第４図または第５図の
方式に較べ循環系の洗浄等をはじめとする操作性の点で
劣っている。

本発明の目的は、ビー力等の容器を試料槽としてその上
方から吸引、排出パイプを挿入する方式における操作性
の良さを生かし、しかも、試料槽内と同等の濃度、粒度
分布を持つ懸濁液を安定して測定系に導くことのできる
懸濁液サンプリング装置を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第１図、第２図を参照しつつ説明すると、本発明では、
試料槽１内にその上方から挿入される吸引パイプ２の先
端２ａを、撹拌器６の駆動による試料粒子の移動方向に
沿って、かつ、先端開口部２ｂがその移動の向きに対向
するように屈曲せしめる。また、送液ポンプ４には、撹
拌器６の駆動による吸引パイプ２の先端開口部２ｂでの
試料粒子の速度と略同等の速度で懸濁液Ｓを吸引する能
力を持たせている。

〈作用〉 第４図に示す従来装置において、試料槽（容器４１）内
と同じ濃度、粒度分布を持つ懸濁液を測定系に輸送しに
くい場合があり、その原因は、撹拌による懸濁液Ｓ中の
粒子の移動方向と吸引方向が一致していないこと、およ
び、撹拌による粒子の移動速度と吸引速度とが異なるこ
とに起因する慣性の影響にある。

そこで、吸引パイプ２の先端を前記のように曲げること
によって粒子の移動方向と吸引方向を一致させ、また、
粒子の移動速度と略同等の速度で懸濁液Ｓを吸引するこ
とで、吸引パイプ２に入る懸濁液の濃度、粒度分布は試
料槽１内でのものと同等となる。

なお、このような効果は、エアロゾルの測定に際しての
等速吸引の効果に似たものである。等速吸引は、エアロ
ゾルの採取管を気流の流線と平行に置き、この採取管に
入る気流の速度と、採取管の採取口に向かう流れの自由
流速とを等しくすることによって達成され、これによっ
て採取口近傍での流線に歪みが生じず、粒径や慣性の有
無等に拘らず採取口における粒子の損失が防止される。

本発明において、撹拌による試料槽１内の粒子の挙動は
、エアロゾルの流れに比して複雑であるが、このような
粒子について凝似的な等速吸引の効果を得ようとするも
のである。

〈実施例〉 第１図は本発明実施例の全体構成図で、第２図はその吸
引パイプ２の先端形状を説明するための平面図（ａｌと
正面図（ｂｌである。

試料懸濁液Ｓを収容する試料槽１はビー力等の容器であ
って、この試料槽１は超音波バス７内に置かれる。超音
波バス７には、超音波発振子５ａとその駆動回路５ｂか
らなる超音波発振器５が装着されており、その内部に注
入された液体を介して試料槽１内の懸濁液Ｓに超音波を
照射することができる。

試料槽１内の懸濁液Ｓは、撹拌子６ａとその駆動モータ
６ｂからなるマグネチソクスターラタイブの撹拌器６に
よって撹拌される。駆動モータ６ｂは回転数可変のモー
タであって、撹拌器電源回路８ａに付設された撹拌速度
調節器８ｂの操作によって、撹拌速度を変化させること
ができる。

さて、このような試料槽１内の懸濁液Ｓ中に、その上方
から吸引パイプ２と排出パイプ３が挿入されている。吸
引パイプ２は粒度分布測定装置の測定系の液入口に連通
しており、排出バイブ３は送液ポンプ４の吐出口に連通
している。その送液ポンプ４の吸入口は測定系の液出口
に通じており、この送液ポンプ４の駆動によって懸濁液
Ｓは試料槽１と測定系間を循環することになる。

送液ポンプ４の送液速度（吐出量）は、ポンプ電源回路
９ａに付設された送液速度調節器９ｂの操作によって変
化させることができるが、この送液速度調節器９ｂと前
記した撹拌速度調節器８ｂとは相互に連動しており、い
ずれか一方を変化させるとそれに追随して後述する条件
のもとに他方も変化するように構成されている。

吸引パイプ２の先端２ａは、撹拌器６の駆動による懸濁
液Ｓ中の試料粒子の移動方向に沿って曲げられている。

その向きは、吸引パイプ２の先端開口部２ｂがその粒子
の移動の向きに対向する向きである。

前述した送液速度と撹拌速度の連動条件は、懸濁液Ｓの
撹拌による吸引パイプ２の先端開口部２ｂにおける粒子
の移動速度が、送液時の吸引パイプ２内での懸濁液Ｓの
流速とほぼ同一となることを保つことである。

以上の構成により、撹拌による懸濁液Ｓ中の試料粒子の
移動方向は吸引パイプ２と平行となり、かつ、その吸引
パイプ２の先端開口部２ｂに向かう速度と吸引パイプ２
内で吸引される速度が路間−となり、前述したエアロゾ
ルのサンプリング時における等速吸引効果に類する効果
が得られる。

ここで、撹拌器６の駆動による試料粒子の移動方向、向
きは、第３図（ａ）、　（ｂ）に平面図、正面図で示す
ように３次元的な複雑なものとなる。また、これは試料
槽１の大きさ、形状と撹拌子６ａの形状等によって変化
する。従って、吸引パイプ２の先端２ａの曲げる方向、
向きについては、試料槽１内と吸引パイプ２を介して送
液される懸濁液Ｓの濃度や粒度分布の差異が最も小さく
なるよう、実験的に決定する必要がある。ただし、実際
には撹拌による粒子の挙動は相当複雑であって、完全な
等速吸引効果を得ることは困難であるが、懸濁液Ｓのサ
ンプリングに当って粒度の測定感度以上の精度を保証す
ることは不要であって、上記の構成による擬似的な等速
吸引効果で充分である。

なお、以上の実施例では、撹拌速度調節器８ｂと送液速
度調節器９ｂとを相互に連動させたが、本発明は必ずし
もこの構成は必要でなく、撹拌速度と吸引速度とをあら
かじめ定められた条件に基づいて手動操作するよう構成
してもよいし、あるいは双方を固定してもよい。しかし
、これらを連動的に可変とすることで、次の効果が期待
できる。

すなわち、例えば比重の大きな粒子、あるいは径の大き
な粒子のサンプリング時において送液用の配管内で粒子
が溜りやすい場合には送液速度を上げることが好ましい
が、これと連動して自動的に撹拌速度が増加すると、擬
似等速吸引効果を保ちつつ配管内での粒子損失を防止で
きる。また、懸濁液Ｓの粘性が高い場合には撹拌速度を
上げることが好ましく、これと連動して自動的に送液速
度が増加すると、同様に擬似等速吸引効果を保ちつつ、
試料槽１内での撹拌不良を防止できる。

また、撹拌器６はマグネチフクスターラに代えてプロペ
ラ式撹拌器を使用できることは勿論であり、更に、試料
槽１はビー力等の容器のほか、例えばプロセス内におけ
る任意の楢であってもよく、その槽内に上方から吸引お
よび排出パイプを挿入するサンプリング方式についても
、本発明を適用することができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、操作性の良好な
吸引、排出パイプを試料槽内にその上方から挿入する方
式のサンプリング装置において、試料槽内の懸濁液中に
浸される吸引パイプの先端を、懸濁液撹拌による粒子の
移動方向および向きに対応させて曲げ、かつ、その吸引
パイプを介しての懸濁液の吸引速度を、撹拌により粒子
が吸引パイプの開口部に向かう速度とほぼ一致させるよ
う構成したから、擬似等速度吸引効果によって、懸濁液
の持つ性格にかかわりなく、常に試料槽内の懸濁液と同
等の濃度および粒度分布の懸濁液を測定系に導くことが
できる。このことは、粒度分布測定そのものの信頼性が
向上するという効果につながる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の全体構成図、 第２図はその吸引パイプ２の先端形状の説明図、第３図
は撹拌による懸濁液中の粒子挙動の説明図、 第４図、第５図および第６図はそれぞれ従来の懸濁液サ
ンプリング装置の構造説明図である。 ・送液ポンプ ・超音波発振器 ・撹拌器 ・超音波バス ト・・試料槽 ２・・・吸引パイプ ３・・・排出パイプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液相式粒度分布測定装置の測定系に供給すべき試料粒子
   の懸濁液を収容する試料槽と、上記測定系にそれぞれ連
   通し、かつ、先端が上記試料槽内に上方から挿入される
   吸引パイプおよび排出パイプと、その吸引パイプおよび
   排出パイプを介して懸濁液を上記試料槽と測定系間で循
   環させる送液ポンプと、上記試料槽内の懸濁液に超音波
   を照射する超音波発振器、およびその懸濁液を撹拌する
   撹拌器を備えた装置において、上記吸引パイプの先端を
   、上記撹拌器の駆動による試料粒子の移動方向に沿って
   、かつ、先端開口部がその移動の向きに対向するよう屈
   曲せしめるとともに、上記送液ポンプは、上記撹拌器の
   駆動による上記吸引パイプの先端開口部での試料粒子の
   速度と略同等の速度で懸濁液を吸引する能力を有してい
   ることを特徴とする、粒度分布測定用懸濁液サンプリン
   グ装置。