JP2003149095A - 非加圧乾燥粉体分散装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造的に単純で、より廉価で、環境により安
全な乾燥粉体ディスペンスおよびフィード装置を提供す
る。 【解決手段】 フィード装置は、サンプルホルダー、吸
引プローブ、真空手段および配置手段を含む。吸引プロ
ーブはサンプルホルダー内で乾燥粉体より上に配置さ
れ、吸引プローブとサンプルホルダーの間のスペース
は、真空が吸引プローブに加わったとき非加圧周囲空気
が高速下向き空気流を形成することができるよう実質的
に小さい。吸引プローブのオリフィスにおける空気流方
向の変更が、乾燥粉体より上に高せん断力を生成し、乾
燥粉体が空気流内に分散させられる。該装置は、乾燥粉
体空気流を制御された速度で粒子アナライザにフィード
する。
全な乾燥粉体ディスペンスおよびフィード装置を提供す
る。 【解決手段】 フィード装置は、サンプルホルダー、吸
引プローブ、真空手段および配置手段を含む。吸引プロ
ーブはサンプルホルダー内で乾燥粉体より上に配置さ
れ、吸引プローブとサンプルホルダーの間のスペース
は、真空が吸引プローブに加わったとき非加圧周囲空気
が高速下向き空気流を形成することができるよう実質的
に小さい。吸引プローブのオリフィスにおける空気流方
向の変更が、乾燥粉体より上に高せん断力を生成し、乾
燥粉体が空気流内に分散させられる。該装置は、乾燥粉
体空気流を制御された速度で粒子アナライザにフィード
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、乾燥粉体を分散さ
せフィードするための装置および方法、より具体的に
は、加圧空気を使用することなく粒子のエアストリーム
の形に乾燥粉体を分散させ、制御された速度で粒子分析
のために乾燥粉体をフィードする装置および方法に関す
る。
せフィードするための装置および方法、より具体的に
は、加圧空気を使用することなく粒子のエアストリーム
の形に乾燥粉体を分散させ、制御された速度で粒子分析
のために乾燥粉体をフィードする装置および方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】小さな粒子で構成された乾燥粉体は、数
多くの異なる業界で使用され生産されている。かかる粉
体の例としては、食品、医薬品、セメント、研摩剤、ピ
グメント、トナーおよび表面コーティング剤が含まれ
る。これらの乾燥粉体のサイズは、材料の機能に強く影
響を及ぼし得ることから、そのサイズを測定し制御する
ことが非常に重要であることが多い。一例を挙げると、
医薬品の粉体のサイズは、薬物が体内で溶解され吸収さ
れる速度に影響を及ぼす。
多くの異なる業界で使用され生産されている。かかる粉
体の例としては、食品、医薬品、セメント、研摩剤、ピ
グメント、トナーおよび表面コーティング剤が含まれ
る。これらの乾燥粉体のサイズは、材料の機能に強く影
響を及ぼし得ることから、そのサイズを測定し制御する
ことが非常に重要であることが多い。一例を挙げると、
医薬品の粉体のサイズは、薬物が体内で溶解され吸収さ
れる速度に影響を及ぼす。
【０００３】なかでもレーザー回折、画像分析および飛
行時間型を含め、粒子のサイズを決定するために利用で
きる方法は、数多く存在する。これらの方法を用いて乾
燥粉体のサイズを測定する場合、個々の粒子が粒子クラ
スタの形に凝集することに関する問題にしばしば遭遇し
て、粒径の不正確な測定が結果としてもたらされる。主
としてファンデルワールス相互作用およびハイドロスコ
ープ力に起因するこの粒子の凝集およびこれらのクラス
タの凝集を解除するための種々の方法は、先行技術にお
いて周知である。
行時間型を含め、粒子のサイズを決定するために利用で
きる方法は、数多く存在する。これらの方法を用いて乾
燥粉体のサイズを測定する場合、個々の粒子が粒子クラ
スタの形に凝集することに関する問題にしばしば遭遇し
て、粒径の不正確な測定が結果としてもたらされる。主
としてファンデルワールス相互作用およびハイドロスコ
ープ力に起因するこの粒子の凝集およびこれらのクラス
タの凝集を解除するための種々の方法は、先行技術にお
いて周知である。
【０００４】理想的には、乾燥粉体分散およびフィード
システムが、粒子クラスタを分散させる高せん断力の領
域を作り出すべきである。更にそれは、粒子クラスタを
分散させるのに充分高いものの、個々の粒子がより小さ
い粒子へと破壊する現象である「摩砕」（miling）を防
止するのに充分なだけ低い壁衝撃および粒子間衝撃を創
ることができる。粒径サイジング測定のためには、同様
に、測定のためにサンプル全体を提供し、且つ測定装置
によって必要とされる速度でサンプルを与えることも望
まれる。又、サンプル粉体をシステム内に制限し、測定
の最後で材料を収集して、潜在的に危険性のある粉体に
より装置又は実験室環境が汚染されるのを予防すること
も望まれる。
システムが、粒子クラスタを分散させる高せん断力の領
域を作り出すべきである。更にそれは、粒子クラスタを
分散させるのに充分高いものの、個々の粒子がより小さ
い粒子へと破壊する現象である「摩砕」（miling）を防
止するのに充分なだけ低い壁衝撃および粒子間衝撃を創
ることができる。粒径サイジング測定のためには、同様
に、測定のためにサンプル全体を提供し、且つ測定装置
によって必要とされる速度でサンプルを与えることも望
まれる。又、サンプル粉体をシステム内に制限し、測定
の最後で材料を収集して、潜在的に危険性のある粉体に
より装置又は実験室環境が汚染されるのを予防すること
も望まれる。
【０００５】米国特許第Ｕ.Ｓ．４,５７３,８０１号（L
eschondkiらに対する）は、中で固体が完全に分散され
ている、一定流量および所定の速度を有する気体−固体
２相ジェットを生成するための方法および分散装置を開
示している。該装置は、計測用（metering）溝、振動型
フィーダシュート、余分な固体を除去するためのワイパ
ー手段、残った固体を圧縮するための手段およびインジ
ェクタを含む流路（flow channel）を含む複雑な構造を
有している。該流路内では、固体粒子は加速され、せん
断力により完全に分散され、結果として得られる気体−
固体粒子混合物は、自由ジェットとして放出される。更
に、放出の前に、気体−固体粒子混合物は、完全な分散
を得るためインパクト表面に対して数回導かれる。この
装置は、装置に与えられるサンプル全体を測定すること
ができない溝充てんメカニズムを使用している。
eschondkiらに対する）は、中で固体が完全に分散され
ている、一定流量および所定の速度を有する気体−固体
２相ジェットを生成するための方法および分散装置を開
示している。該装置は、計測用（metering）溝、振動型
フィーダシュート、余分な固体を除去するためのワイパ
ー手段、残った固体を圧縮するための手段およびインジ
ェクタを含む流路（flow channel）を含む複雑な構造を
有している。該流路内では、固体粒子は加速され、せん
断力により完全に分散され、結果として得られる気体−
固体粒子混合物は、自由ジェットとして放出される。更
に、放出の前に、気体−固体粒子混合物は、完全な分散
を得るためインパクト表面に対して数回導かれる。この
装置は、装置に与えられるサンプル全体を測定すること
ができない溝充てんメカニズムを使用している。
【０００６】米国特許第４８９５,０３４号（Pooleに対
する）は、飛行時間型測定技術を利用する空気力学的粒
径サイジングシステムにおいて使用するための粉体分散
方法および装置を開示している。この装置は、サンプル
コンテナ、粉体サンプルを撹拌するためのデバイス、分
離用デバイスおよび粒子を出口まで運ぶための空気流を
含む。分離用装置は、空気流が粒子クラスタに対し高せ
ん断力を加えてそれらを分離する小さい環状オリフィス
を含む。
する）は、飛行時間型測定技術を利用する空気力学的粒
径サイジングシステムにおいて使用するための粉体分散
方法および装置を開示している。この装置は、サンプル
コンテナ、粉体サンプルを撹拌するためのデバイス、分
離用デバイスおよび粒子を出口まで運ぶための空気流を
含む。分離用装置は、空気流が粒子クラスタに対し高せ
ん断力を加えてそれらを分離する小さい環状オリフィス
を含む。
【０００７】米国特許第５,５２２,５５５号（Pooleに
対する）は、乾燥粉体分散システムを開示している。粉
体分散装置は、動的せん断分散アセンブリおよびモーメ
ントチューブにより連結された流動化アセンブリを含
む。チャンバ内に粉体サンプルを導いたパルス送りされ
た気体ジェットが粉体サンプルの粒子を分散させ、粒子
は、動的せん断分散アセンブリ内に輸送され、ここで、
粒子は環状ノズルを通して高速加速チャンバ内でインパ
クト表面から加速される。このシステムは、ノズル内の
粒子に対する反力に影響を及ぼす、エアゾル輸送ガスに
加えられた動的せん断力の制御を行なう。
対する）は、乾燥粉体分散システムを開示している。粉
体分散装置は、動的せん断分散アセンブリおよびモーメ
ントチューブにより連結された流動化アセンブリを含
む。チャンバ内に粉体サンプルを導いたパルス送りされ
た気体ジェットが粉体サンプルの粒子を分散させ、粒子
は、動的せん断分散アセンブリ内に輸送され、ここで、
粒子は環状ノズルを通して高速加速チャンバ内でインパ
クト表面から加速される。このシステムは、ノズル内の
粒子に対する反力に影響を及ぼす、エアゾル輸送ガスに
加えられた動的せん断力の制御を行なう。
【０００８】米国特許第５,６３６,９２１号（Murataら
に対する）は、可動式粉体貯蔵部材を有する粉体分散装
置を開示している。該装置は、圧力容器、吸引ノズル、
スクレーパ、および圧力容器内部の粉体貯蔵部材、粉体
貯蔵部材を回転させ垂直移動させるための手段を含む。
この装置では、空気流は、粉体貯蔵部材内のサンプル表
面近くに導かれ、スクレーパブレードが粉体サンプルを
エアストリーム内にフィードする。このフィードメカニ
ズムは、サンプルとシステムの汚染を防ぐためサンプル
測定間で清浄されなくてはならない付加的な表面を創
る。
に対する）は、可動式粉体貯蔵部材を有する粉体分散装
置を開示している。該装置は、圧力容器、吸引ノズル、
スクレーパ、および圧力容器内部の粉体貯蔵部材、粉体
貯蔵部材を回転させ垂直移動させるための手段を含む。
この装置では、空気流は、粉体貯蔵部材内のサンプル表
面近くに導かれ、スクレーパブレードが粉体サンプルを
エアストリーム内にフィードする。このフィードメカニ
ズムは、サンプルとシステムの汚染を防ぐためサンプル
測定間で清浄されなくてはならない付加的な表面を創
る。
【０００９】前述の先行技術は全て、乾燥粉体を分散さ
せるために加圧空気を利用しており、これがいくつかの
不利益をもたらす。加圧空気を用いると、粒径サイジン
グ用装置内に必要とされる真空に加えて、装置にコスト
および複雑性が加わる。更に、乾燥粉体を加圧状態に置
くと、オペレータおよび作業環境に対する安全性の問題
がもち上がる。システムが故障した場合、乾燥粉体は、
装置又は実験室内に「スプレー」される可能性があり、
損害を及ぼす可能性をもたらす結果となる。一例として
は、医薬品が実験室環境内にスプレーされ、装置オペレ
ータに傷害又は疾病をひき起こす。その上、業界では、
ジェット速度が高い場合、表面に対する乾燥粉体のジェ
ットスプレーが、個々の粒子のより小さな粒子への破壊
である粒子摩砕をひき起こす、ということが知られてい
る。ジェットスプレー方法を利用する粒径サイジング機
器のメーカーは、往々にしてオペレータに対し、乾燥粉
体の摩砕が始まる圧力レベルを見極め、圧力をその圧力
点より低く維持するよう指示している。こうして、方法
の開発において追加のステップが創出され、測定結果に
疑いが投げかけられる。
せるために加圧空気を利用しており、これがいくつかの
不利益をもたらす。加圧空気を用いると、粒径サイジン
グ用装置内に必要とされる真空に加えて、装置にコスト
および複雑性が加わる。更に、乾燥粉体を加圧状態に置
くと、オペレータおよび作業環境に対する安全性の問題
がもち上がる。システムが故障した場合、乾燥粉体は、
装置又は実験室内に「スプレー」される可能性があり、
損害を及ぼす可能性をもたらす結果となる。一例として
は、医薬品が実験室環境内にスプレーされ、装置オペレ
ータに傷害又は疾病をひき起こす。その上、業界では、
ジェット速度が高い場合、表面に対する乾燥粉体のジェ
ットスプレーが、個々の粒子のより小さな粒子への破壊
である粒子摩砕をひき起こす、ということが知られてい
る。ジェットスプレー方法を利用する粒径サイジング機
器のメーカーは、往々にしてオペレータに対し、乾燥粉
体の摩砕が始まる圧力レベルを見極め、圧力をその圧力
点より低く維持するよう指示している。こうして、方法
の開発において追加のステップが創出され、測定結果に
疑いが投げかけられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、粒子分析のた
めの産業上の必要条件を満たす、構造的に単純で、より
廉価で且つ環境上更に安全な乾燥粉体ディスペンスおよ
びフィード装置に対する特別のニーズが存在することは
明白である。
めの産業上の必要条件を満たす、構造的に単純で、より
廉価で且つ環境上更に安全な乾燥粉体ディスペンスおよ
びフィード装置に対する特別のニーズが存在することは
明白である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】１つの態様においては、
本発明は、乾燥粉体分散装置に関する。乾燥粉体分散装
置は、（ａ）閉じた長手方向壁、開放トップおよび閉じ
た底を有するサンプルホルダー、（ｂ）（１）該サンプ
ルホルダーの断面と類似の形状の断面および該サンプル
ホルダーの断面ディメンジョンよりも小さい断面ディメ
ンジョンを有する外部壁、および（２）その底にオリフ
ィスを有しその外部壁のトップを通って延びる内部吸引
チャネルから基本的に構成されている吸引プローブ、お
よび（ｃ）該吸引プローブの該内部吸引チャネル内に真
空を与えるための真空手段、を含む。吸引プローブがサ
ンプルホルダー内で乾燥粉体より上に配置され、内部吸
引チャネルに対し真空が加えられたとき、非加圧周囲空
気が吸引プローブの外部壁とサンプルホルダーの長手方
向壁の間のスペースに入り、サンプルホルダーの長手方
向壁に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流
は吸引プローブのオリフィスにおいて方向を変え、乾燥
粉体の表面より上で高せん断力を生成する。この高せん
断力は、乾燥粉体を分散させ、分散された乾燥粉体を内
部吸引チャネル内にフィードする。
本発明は、乾燥粉体分散装置に関する。乾燥粉体分散装
置は、（ａ）閉じた長手方向壁、開放トップおよび閉じ
た底を有するサンプルホルダー、（ｂ）（１）該サンプ
ルホルダーの断面と類似の形状の断面および該サンプル
ホルダーの断面ディメンジョンよりも小さい断面ディメ
ンジョンを有する外部壁、および（２）その底にオリフ
ィスを有しその外部壁のトップを通って延びる内部吸引
チャネルから基本的に構成されている吸引プローブ、お
よび（ｃ）該吸引プローブの該内部吸引チャネル内に真
空を与えるための真空手段、を含む。吸引プローブがサ
ンプルホルダー内で乾燥粉体より上に配置され、内部吸
引チャネルに対し真空が加えられたとき、非加圧周囲空
気が吸引プローブの外部壁とサンプルホルダーの長手方
向壁の間のスペースに入り、サンプルホルダーの長手方
向壁に沿って高速下向き空気流を形成し、下向き空気流
は吸引プローブのオリフィスにおいて方向を変え、乾燥
粉体の表面より上で高せん断力を生成する。この高せん
断力は、乾燥粉体を分散させ、分散された乾燥粉体を内
部吸引チャネル内にフィードする。
【００１２】乾燥粉体分散装置は、オリフィスの断面積
と、吸引プローブの外部壁とサンプルホルダーの長手方
向壁の間のスペースの断面積との間の約０.９〜約１.５
の範囲内にある比率を有することができる。更に、該吸
引プローブの外部壁は、吸引プローブの下端部でテーパ
ー化されていいてもよい。該乾燥粉体の表面より上で吸
引プローブのテーパー化された下端部によって形成され
た付加的なスペースは、空気渦を創り、この渦は更に粒
子対壁および粒子対粒子のインパクトを生成する。
と、吸引プローブの外部壁とサンプルホルダーの長手方
向壁の間のスペースの断面積との間の約０.９〜約１.５
の範囲内にある比率を有することができる。更に、該吸
引プローブの外部壁は、吸引プローブの下端部でテーパ
ー化されていいてもよい。該乾燥粉体の表面より上で吸
引プローブのテーパー化された下端部によって形成され
た付加的なスペースは、空気渦を創り、この渦は更に粒
子対壁および粒子対粒子のインパクトを生成する。
【００１３】他の態様においては、本発明は、乾燥粉体
を分散させフィードするための装置に関する。該装置
は、サンプルホルダー、吸引プローブおよび真空手段そ
して吸引プローブをサンプルホルダー内に配置するため
の配置手段を含む本発明の乾燥粉体分散装置を含む。
を分散させフィードするための装置に関する。該装置
は、サンプルホルダー、吸引プローブおよび真空手段そ
して吸引プローブをサンプルホルダー内に配置するため
の配置手段を含む本発明の乾燥粉体分散装置を含む。
【００１４】該配置手段は、リフトテーブルにより支持
されたサンプルホルダー、該リフトテーブルを長手方向
に移動させるための親ネジ、吸引プローブを支持するた
めの懸垂アーム、および制御システムを含むことができ
る。該配置手段は、サンプルホルダーの内部の乾燥粉体
の表面と吸引プローブのオリフィスとの間の距離を制御
するために長手方向に前記サンプルホルダーを配置す
る。更に該配置手段は、サンプルホルダー内の乾燥粉体
の表面とオリフィスとの間の距離を制御することによ
り、内部吸引チャネル内への乾燥粉体の供給速度を制御
することができる。
されたサンプルホルダー、該リフトテーブルを長手方向
に移動させるための親ネジ、吸引プローブを支持するた
めの懸垂アーム、および制御システムを含むことができ
る。該配置手段は、サンプルホルダーの内部の乾燥粉体
の表面と吸引プローブのオリフィスとの間の距離を制御
するために長手方向に前記サンプルホルダーを配置す
る。更に該配置手段は、サンプルホルダー内の乾燥粉体
の表面とオリフィスとの間の距離を制御することによ
り、内部吸引チャネル内への乾燥粉体の供給速度を制御
することができる。
【００１５】更なる態様においては、本発明は、乾燥粉
体を分散させる方法に関する。閉じた長手方向壁、開放
トップおよび閉じた底を有するサンプルホルダー内に乾
燥粉体サンプルを入れるステップ、サンプルホルダーの
断面と類似の形状の断面およびサンプルホルダーの断面
ディメンジョンよりも小さい断面ディメンジョンを有す
る外部壁およびその外部壁のトップを通って延びる、そ
の底にオリフィスを有する内部吸引チャネルを含み、且
つ内部吸引チャネル内に真空を与えるための真空手段に
連結されている吸引プローブを乾燥粉体サンプルの上に
配置するステップ、および吸引プローブに真空を加える
ステップを含み、ここで、非加圧周囲空気は吸引プロー
ブの外部壁とサンプルホルダーの長手方向壁の間のスペ
ースに入り、サンプルホルダーの長手方向壁に沿って高
速下向き空気流を形成し、下向き空気流は吸引プローブ
のオリフィスにおいて方向を変え乾燥粉体の表面より上
で高せん断力を生成し、高せん断力は、乾燥粉体を分散
させ、分散された乾燥粉体を前記内部吸引チャネル内に
フィードする。
体を分散させる方法に関する。閉じた長手方向壁、開放
トップおよび閉じた底を有するサンプルホルダー内に乾
燥粉体サンプルを入れるステップ、サンプルホルダーの
断面と類似の形状の断面およびサンプルホルダーの断面
ディメンジョンよりも小さい断面ディメンジョンを有す
る外部壁およびその外部壁のトップを通って延びる、そ
の底にオリフィスを有する内部吸引チャネルを含み、且
つ内部吸引チャネル内に真空を与えるための真空手段に
連結されている吸引プローブを乾燥粉体サンプルの上に
配置するステップ、および吸引プローブに真空を加える
ステップを含み、ここで、非加圧周囲空気は吸引プロー
ブの外部壁とサンプルホルダーの長手方向壁の間のスペ
ースに入り、サンプルホルダーの長手方向壁に沿って高
速下向き空気流を形成し、下向き空気流は吸引プローブ
のオリフィスにおいて方向を変え乾燥粉体の表面より上
で高せん断力を生成し、高せん断力は、乾燥粉体を分散
させ、分散された乾燥粉体を前記内部吸引チャネル内に
フィードする。
【００１６】
【発明の実施の形態】一態様においては、本発明は、乾
燥粉体分散装置に関する。
燥粉体分散装置に関する。
【００１７】図１に示すように、乾燥粉体分散装置１０
は、サンプルホルダー２０、吸引プローブ３０および真
空手段（図示せず）を含む。サンプルホルダー２０は、
閉じた長手方向壁２１、開放トップ２２および閉じた底
２３を有する。好ましい態様においては、サンプルホル
ダー２０の断面は円形である。断面のその他の形状も同
様に使用可能である。サンプルホルダーの材料が、関与
する乾燥粉体といかなる相互作用ももたないかぎり、サ
ンプルホルダーの材料についての特定の必要条件は全く
無い。本発明の目的のためには、サンプルホルダーとし
て市販の実験室用ガラス又はプラスチック製試験管を使
用することができる。
は、サンプルホルダー２０、吸引プローブ３０および真
空手段（図示せず）を含む。サンプルホルダー２０は、
閉じた長手方向壁２１、開放トップ２２および閉じた底
２３を有する。好ましい態様においては、サンプルホル
ダー２０の断面は円形である。断面のその他の形状も同
様に使用可能である。サンプルホルダーの材料が、関与
する乾燥粉体といかなる相互作用ももたないかぎり、サ
ンプルホルダーの材料についての特定の必要条件は全く
無い。本発明の目的のためには、サンプルホルダーとし
て市販の実験室用ガラス又はプラスチック製試験管を使
用することができる。
【００１８】吸引プローブ３０は、サンプルホルダー２
０の断面と同様の形状の断面およびサンプルホルダー２
０のものよりも小さい断面ディメンジョンを有する外部
壁３１を有している。吸引プローブ３０は同様に、吸引
プローブ３０の底にオリフィス３３を有する内部吸引チ
ャネル３２も有している。内部吸引チャネル３２は、外
部壁３１のトップを通って延び、真空手段に連結された
トップ端３４を有する。
０の断面と同様の形状の断面およびサンプルホルダー２
０のものよりも小さい断面ディメンジョンを有する外部
壁３１を有している。吸引プローブ３０は同様に、吸引
プローブ３０の底にオリフィス３３を有する内部吸引チ
ャネル３２も有している。内部吸引チャネル３２は、外
部壁３１のトップを通って延び、真空手段に連結された
トップ端３４を有する。
【００１９】好ましい態様においては、吸引プローブ３
０の断面は円形である。図２に示すように、吸引プロー
ブ３０の断面ディメンジョン３５は、サンプルホルダー
２０の断面ディメンジョン２５よりもわずかに小さい。
０の断面は円形である。図２に示すように、吸引プロー
ブ３０の断面ディメンジョン３５は、サンプルホルダー
２０の断面ディメンジョン２５よりもわずかに小さい。
【００２０】図３に示されている他の一態様において
は、外部壁３１は、以下で充分に記述するように、下向
き空気流を促進するようにするため、長手方向スロット
２４を有することができる。長手方向スロット２４の数
および形状は、特定の利用分野に応じて決定可能であ
る。
は、外部壁３１は、以下で充分に記述するように、下向
き空気流を促進するようにするため、長手方向スロット
２４を有することができる。長手方向スロット２４の数
および形状は、特定の利用分野に応じて決定可能であ
る。
【００２１】好ましくは、図１に示すように、外部壁３
１の下端部３６にはテーパーが付いている。本発明の条
件下で、テーパーのついた下端部は空気の渦を創ること
ができ、この渦は、粒子対壁および粒子間インパクトを
生成することができる。テーパーのついた下端部の幾何
形状は、特定の利用分野に基づいて決定可能である。強
い渦を達成するためには、下端部にシャープな勾配のテ
ーパーがつけられていることが好ましい。
１の下端部３６にはテーパーが付いている。本発明の条
件下で、テーパーのついた下端部は空気の渦を創ること
ができ、この渦は、粒子対壁および粒子間インパクトを
生成することができる。テーパーのついた下端部の幾何
形状は、特定の利用分野に基づいて決定可能である。強
い渦を達成するためには、下端部にシャープな勾配のテ
ーパーがつけられていることが好ましい。
【００２２】好ましい一態様においては、内部吸入チャ
ネル３２は円筒形である。テーパー化された下端部の勾
配は、外部壁３１の周囲から出発して内部吸引チャネル
３２の周囲まで達することができる。
ネル３２は円筒形である。テーパー化された下端部の勾
配は、外部壁３１の周囲から出発して内部吸引チャネル
３２の周囲まで達することができる。
【００２３】乾燥粉体分散装置の真空手段は、閉じた無
流条件下で水柱８０インチの最小真空を生成することが
できるあらゆる真空手段であってよい。
流条件下で水柱８０インチの最小真空を生成することが
できるあらゆる真空手段であってよい。
【００２４】図４は、本発明の乾燥粉体分散装置の作動
メカニズムの模式図を示す。分散装置を使用するために
は、サンプルホルダー内に乾燥粉体サンプルが置かれ、
サンプルホルダー内で乾燥粉体より上に吸引プローブが
挿入される。吸引プローブ３０の外部壁３１とサンプル
ホルダー２０の長手方向壁２１の間のスペースの断面積
は、オリフィス３３の断面積と類似している。真空がト
ップ３４から内部吸引チャネル３２に加えられると、オ
リフィス３３における真空力は、サンプルホルダー２０
の開放トップ２２から入った非加圧周囲空気を駆動し
て、吸引プローブ３０の外部壁３１とサンプルホルダー
２０の長手方向壁２１の間の小さなスペースに沿って高
速下向き空気流を形成する。オリフィス３３において、
空気流は図４で矢印により示すように下向き空気流から
上向きの空気流へと方向転換する。理論的には、速度方
向が図５（ａ）に例示すように短距離間で変わるとき、
それは高せん断力を創ることがわかっている。図５
（ｂ）に描かれた状況である短距離間での速度変化によ
り生成されるせん断力と比べて、短距離にわたる速度方
向変化により等価のせん断力を生成するために先行技術
によって一般に使用されてきた原理は、比較的低い速度
を必要とする。この後者のメカニズムを使用すると、乾
燥粉体は、高速エアストリームを用いることの副次的な
悪影響として知られている粒子の破壊又は「摩砕」無
く、乾燥粉体を有効に分散させることができる。サンプ
ルホルダー２０内では、乾燥粉体の表面より上で生成さ
れた高せん断力は、乾燥粉体を粒子のエアストリームへ
と分散させ、更に、分散された乾燥粉体のオリフィス３
３を通して内部吸引チャネル３２内にフィードする。真
空ラインを通して、分散された乾燥粉体エアストリーム
を、測定のために粒子アナライザへ又は粒子処理のため
の装置へと輸送することができる。
メカニズムの模式図を示す。分散装置を使用するために
は、サンプルホルダー内に乾燥粉体サンプルが置かれ、
サンプルホルダー内で乾燥粉体より上に吸引プローブが
挿入される。吸引プローブ３０の外部壁３１とサンプル
ホルダー２０の長手方向壁２１の間のスペースの断面積
は、オリフィス３３の断面積と類似している。真空がト
ップ３４から内部吸引チャネル３２に加えられると、オ
リフィス３３における真空力は、サンプルホルダー２０
の開放トップ２２から入った非加圧周囲空気を駆動し
て、吸引プローブ３０の外部壁３１とサンプルホルダー
２０の長手方向壁２１の間の小さなスペースに沿って高
速下向き空気流を形成する。オリフィス３３において、
空気流は図４で矢印により示すように下向き空気流から
上向きの空気流へと方向転換する。理論的には、速度方
向が図５（ａ）に例示すように短距離間で変わるとき、
それは高せん断力を創ることがわかっている。図５
（ｂ）に描かれた状況である短距離間での速度変化によ
り生成されるせん断力と比べて、短距離にわたる速度方
向変化により等価のせん断力を生成するために先行技術
によって一般に使用されてきた原理は、比較的低い速度
を必要とする。この後者のメカニズムを使用すると、乾
燥粉体は、高速エアストリームを用いることの副次的な
悪影響として知られている粒子の破壊又は「摩砕」無
く、乾燥粉体を有効に分散させることができる。サンプ
ルホルダー２０内では、乾燥粉体の表面より上で生成さ
れた高せん断力は、乾燥粉体を粒子のエアストリームへ
と分散させ、更に、分散された乾燥粉体のオリフィス３
３を通して内部吸引チャネル３２内にフィードする。真
空ラインを通して、分散された乾燥粉体エアストリーム
を、測定のために粒子アナライザへ又は粒子処理のため
の装置へと輸送することができる。
【００２５】高せん断力に加えて、テーパーの付いた下
端部３６によって形成されるスペースは、乾燥粉体より
上で付加的な渦を創る。この渦は、粒子対壁インパクト
および粒子間インパクトを生成し、これらが更に乾燥粉
体を分散させる。
端部３６によって形成されるスペースは、乾燥粉体より
上で付加的な渦を創る。この渦は、粒子対壁インパクト
および粒子間インパクトを生成し、これらが更に乾燥粉
体を分散させる。
【００２６】吸引プローブ３０の外部壁３１とサンプル
ホルダー２０の長手方向壁２１の間のスペースは下向き
空気流の速度を決定することから、このスペースを実質
的に小さいものにするように制御することが重要であ
る。好ましくは、このスペースの断面積は、吸引プロー
ブ３０のオリフィス３３の断面部域と同様である。スペ
ースの断面積がオリフィス３３の断面積よりもはるかに
小さい場合、真空内へ向かう下向き空気流はこのスペー
スによって制限されるため、より高い真空圧レベルおよ
びより低い下向き空気流速度が作り出されることにな
る。より低い空気速度は、優れた乾燥粉体分散にとって
有害である。スペースの断面積がオリフィス３３の断面
積よりもはるかに大きい場合、下向き空気流も同様に更
に低い速度を有する。本発明の目的のためには、吸引プ
ローブ３０の外部壁３１とサンプルホルダー２０の長手
方向壁２１の間のスペースの断面積とオリフィス３３の
断面積との間の比率は好ましくは約０.９〜約１.５、更
に好ましくは１.０〜１.２の範囲内にあることがわかっ
ている。
ホルダー２０の長手方向壁２１の間のスペースは下向き
空気流の速度を決定することから、このスペースを実質
的に小さいものにするように制御することが重要であ
る。好ましくは、このスペースの断面積は、吸引プロー
ブ３０のオリフィス３３の断面部域と同様である。スペ
ースの断面積がオリフィス３３の断面積よりもはるかに
小さい場合、真空内へ向かう下向き空気流はこのスペー
スによって制限されるため、より高い真空圧レベルおよ
びより低い下向き空気流速度が作り出されることにな
る。より低い空気速度は、優れた乾燥粉体分散にとって
有害である。スペースの断面積がオリフィス３３の断面
積よりもはるかに大きい場合、下向き空気流も同様に更
に低い速度を有する。本発明の目的のためには、吸引プ
ローブ３０の外部壁３１とサンプルホルダー２０の長手
方向壁２１の間のスペースの断面積とオリフィス３３の
断面積との間の比率は好ましくは約０.９〜約１.５、更
に好ましくは１.０〜１.２の範囲内にあることがわかっ
ている。
【００２７】適切な実施（working）例においては、吸
引プローブ３０のオリフィス３３は、０.３０５インチ
の直径をもちこれは、０.０７４平方インチの断面積を
生み出す。サンプルホルダー２０の内径は１.００イン
チであり、吸引プローブ３０の外径は０.９５インチで
ある。こうして、吸引プローブ３０の外部壁３１とサン
プルホルダー２０の長手方向壁２１の間のスペースの
０.０７４平方インチという断面積が生み出される。こ
の場合、２つの断面積は同じである。
引プローブ３０のオリフィス３３は、０.３０５インチ
の直径をもちこれは、０.０７４平方インチの断面積を
生み出す。サンプルホルダー２０の内径は１.００イン
チであり、吸引プローブ３０の外径は０.９５インチで
ある。こうして、吸引プローブ３０の外部壁３１とサン
プルホルダー２０の長手方向壁２１の間のスペースの
０.０７４平方インチという断面積が生み出される。こ
の場合、２つの断面積は同じである。
【００２８】好ましい態様においては、吸引プローブ３
０およびサンプルホルダー２０は同軸に配置されてお
り、従って、吸引プローブ３０の外部壁３１とサンプル
ホルダー２０の長手方向壁２１との間の距離は周囲全体
にわたり等しい。
０およびサンプルホルダー２０は同軸に配置されてお
り、従って、吸引プローブ３０の外部壁３１とサンプル
ホルダー２０の長手方向壁２１との間の距離は周囲全体
にわたり等しい。
【００２９】オリフィス３３内にフィードされている分
散した乾燥粉体の速度は、乾燥粉体の表面とオリフィス
３３との間の距離により直接左右されることがわかって
いる。この距離が近ければ近いほど、フィード速度は速
くなる。オリフィス３３と乾燥粉体の表面との間の距離
は、乾燥粉体のサイズおよび密度に応じて設定できる。
本発明の実際的応用のためには、乾燥粉体分散装置は、
粒子アナライザであるＬＳ１３３２０レーザー回折粒径
アナライザ（Backman Coulter, Inc., Miami,Florida）
に連結されている。ＬＳ１３３２０レーザー回折粒径ア
ナライザは、サイズが０.４〜２０００マイクロメート
ルの広範囲の粒子を任意の実用的密度で測定する。平均
直径が８０マイクロメートルで密度が約３０ポンド／フ
ィート 3の市販の白色パン用小麦粉のサンプルを分析す
る場合、オリフィス３３とサンプル表面間の距離は約１
インチである。平均直径が約１５００マイクロメートル
で密度が約１６０ポンド／フィート3のガラスビーズの
サンプルを分析する場合には、オリフィス３３とサンプ
ル表面との間の距離は約０.１０インチである。
散した乾燥粉体の速度は、乾燥粉体の表面とオリフィス
３３との間の距離により直接左右されることがわかって
いる。この距離が近ければ近いほど、フィード速度は速
くなる。オリフィス３３と乾燥粉体の表面との間の距離
は、乾燥粉体のサイズおよび密度に応じて設定できる。
本発明の実際的応用のためには、乾燥粉体分散装置は、
粒子アナライザであるＬＳ１３３２０レーザー回折粒径
アナライザ（Backman Coulter, Inc., Miami,Florida）
に連結されている。ＬＳ１３３２０レーザー回折粒径ア
ナライザは、サイズが０.４〜２０００マイクロメート
ルの広範囲の粒子を任意の実用的密度で測定する。平均
直径が８０マイクロメートルで密度が約３０ポンド／フ
ィート 3の市販の白色パン用小麦粉のサンプルを分析す
る場合、オリフィス３３とサンプル表面間の距離は約１
インチである。平均直径が約１５００マイクロメートル
で密度が約１６０ポンド／フィート3のガラスビーズの
サンプルを分析する場合には、オリフィス３３とサンプ
ル表面との間の距離は約０.１０インチである。
【００３０】本発明の更なる態様においては、サンプル
ホルダー２０および乾燥粉体の表面との関係において吸
引プローブ３０を自動的に配置するために、配置手段が
提供されている。この配置手段を用いると、分散された
乾燥粉体のフィードは、所望の速度で制御される。従っ
て、乾燥粉体分散装置および配置手段は、乾燥粉体を分
散させフィードするための自動化された装置を形成す
る。
ホルダー２０および乾燥粉体の表面との関係において吸
引プローブ３０を自動的に配置するために、配置手段が
提供されている。この配置手段を用いると、分散された
乾燥粉体のフィードは、所望の速度で制御される。従っ
て、乾燥粉体分散装置および配置手段は、乾燥粉体を分
散させフィードするための自動化された装置を形成す
る。
【００３１】図６に示すような配置手段５０は、リフト
テーブル５２により支持されたサンプルホルダーベース
５１、リフトテーブル５２を長手方向に移動させるため
の親ネジ５３、駆動手段５４、親ネジ、リフトテーブル
５２および駆動手段５４を支持するための支持手段５
８、そして制御システム（図示せず）を含むことができ
る。リフトテーブル５２は、オリフィス３３との関係に
おけるサンプルホルダー２０の位置を調整するために長
手方向にリフトテーブル５２を駆動する親ネジ５３に連
結されている。親ネジ５３は、ステッピングモーター５
５、タイミングベルト５６および２つのタイミングギヤ
５７を含む駆動手段５４によって駆動される。好ましい
態様においては、サンプルホルダーベース５１は、乾燥
粉体のフィード速度をより均一にし易すくするため、吸
引プローブ３０との関係においてサンプルホルダー２０
を更に回転させる。
テーブル５２により支持されたサンプルホルダーベース
５１、リフトテーブル５２を長手方向に移動させるため
の親ネジ５３、駆動手段５４、親ネジ、リフトテーブル
５２および駆動手段５４を支持するための支持手段５
８、そして制御システム（図示せず）を含むことができ
る。リフトテーブル５２は、オリフィス３３との関係に
おけるサンプルホルダー２０の位置を調整するために長
手方向にリフトテーブル５２を駆動する親ネジ５３に連
結されている。親ネジ５３は、ステッピングモーター５
５、タイミングベルト５６および２つのタイミングギヤ
５７を含む駆動手段５４によって駆動される。好ましい
態様においては、サンプルホルダーベース５１は、乾燥
粉体のフィード速度をより均一にし易すくするため、吸
引プローブ３０との関係においてサンプルホルダー２０
を更に回転させる。
【００３２】図６は同様に、光学粒子アナライザを有す
る乾燥粉体の分散およびフィード用装置を用いる一例を
示している。図示すように吸引プローブ３０は、トップ
で、中空チュービング５９を通して粒子測定セル６０に
連結される。分散された粒子は、光学的に透明な測定用
ウインドウ６１を通してレーザービーム又は画像捕捉手
段によって測定される。
る乾燥粉体の分散およびフィード用装置を用いる一例を
示している。図示すように吸引プローブ３０は、トップ
で、中空チュービング５９を通して粒子測定セル６０に
連結される。分散された粒子は、光学的に透明な測定用
ウインドウ６１を通してレーザービーム又は画像捕捉手
段によって測定される。
【００３３】制御システムは、当該技術分野において既
知の適切な粒子測定法により分散された乾燥粉体のフィ
ード速度を測定し、所望の粒子フィード速度を達成する
ため、オリフィス３３と乾燥粉体の表面との間の距離を
制御するリフトテーブル５２の位置を制御する。
知の適切な粒子測定法により分散された乾燥粉体のフィ
ード速度を測定し、所望の粒子フィード速度を達成する
ため、オリフィス３３と乾燥粉体の表面との間の距離を
制御するリフトテーブル５２の位置を制御する。
【００３４】１つの態様においては、粒径サイジング用
装置と合わせて、閉ループ制御システムが使用され、こ
こで、この粒径サイジング用装置は、分散された粒子の
指定された収容装置であるばかりでなく、閉ループで制
御システムに対して実時間の粒子フィード速度と所望の
フィード速度の関係についての情報も入力する。
装置と合わせて、閉ループ制御システムが使用され、こ
こで、この粒径サイジング用装置は、分散された粒子の
指定された収容装置であるばかりでなく、閉ループで制
御システムに対して実時間の粒子フィード速度と所望の
フィード速度の関係についての情報も入力する。
【００３５】乾燥粉体の分散およびフィードのための装
置が日常的粒子分析のために作動中である場合、サンプ
ルホルダーベース５１と吸引プローブ３０は予め心合せ
（prealigned）されている。サンプルホルダー２０のた
めの横方向の調整は全く必要とされない。サンプルホル
ダー２０は取外し可能であり、各サンプルが分析された
後毎回交換される。リフトテーブル５２は、サンプルホ
ルダーベース５１を通してサンプルホルダー２０を初期
長手方向位置で配置し、ここで、真空手段は粒径サイジ
ング用装置内への乾燥粉体の分散およびフィードを開始
させるために起動される。実時間粒子フィード速度は、
例えばレーザービームの消衰（extinction）によって、
粒径サイジング用装置によって測定され、閉ループ制御
システムに提供される。所望の消衰値が実時間消衰値と
比較され、所望の粒子フィード速度を達成するために乾
燥粉体の表面とオリフィス３３との間の距離を調整する
ためにリフトテーブル５２を駆動する制御システムによ
る信号の生成のためにその差が使用される。このメカニ
ズムによると、配置手段は、粒子アナライザに対し粒子
フィード速度の連続的な制御を与える。乾燥粉体サンプ
ルの量がフィードとき減少した場合、配置手段は、一定
のフィード速度を与えるためにサンプルホルダー２０の
位置を連続的に調整する。この要領で、レーザー回折測
定のための工業規格によって求められている粒子分析の
ためにサンプルホルダー２０内の全乾燥粉体サンプルが
使用される。
置が日常的粒子分析のために作動中である場合、サンプ
ルホルダーベース５１と吸引プローブ３０は予め心合せ
（prealigned）されている。サンプルホルダー２０のた
めの横方向の調整は全く必要とされない。サンプルホル
ダー２０は取外し可能であり、各サンプルが分析された
後毎回交換される。リフトテーブル５２は、サンプルホ
ルダーベース５１を通してサンプルホルダー２０を初期
長手方向位置で配置し、ここで、真空手段は粒径サイジ
ング用装置内への乾燥粉体の分散およびフィードを開始
させるために起動される。実時間粒子フィード速度は、
例えばレーザービームの消衰（extinction）によって、
粒径サイジング用装置によって測定され、閉ループ制御
システムに提供される。所望の消衰値が実時間消衰値と
比較され、所望の粒子フィード速度を達成するために乾
燥粉体の表面とオリフィス３３との間の距離を調整する
ためにリフトテーブル５２を駆動する制御システムによ
る信号の生成のためにその差が使用される。このメカニ
ズムによると、配置手段は、粒子アナライザに対し粒子
フィード速度の連続的な制御を与える。乾燥粉体サンプ
ルの量がフィードとき減少した場合、配置手段は、一定
のフィード速度を与えるためにサンプルホルダー２０の
位置を連続的に調整する。この要領で、レーザー回折測
定のための工業規格によって求められている粒子分析の
ためにサンプルホルダー２０内の全乾燥粉体サンプルが
使用される。
【００３６】乾燥粉体の分散およびフィード用装置は、
広範囲のフィード速度を与えることができる。ＬＳ１３
３２０レーザー回折粒径アナライザに対して分散された
乾燥粉体を与えるための先に記述された実施例において
は、当該装置は、約１×１０ -5ｃｃ／ｓ（秒あたりの立
方センチメートル）から約４ｃｃ／ｓの種々のフィード
速度を与えることができる。更に、粒子アナライザ又は
粒子処理システムのニーズに対処するためにシステム設
計を通してフィード速度範囲を変更することができる。
広範囲のフィード速度を与えることができる。ＬＳ１３
３２０レーザー回折粒径アナライザに対して分散された
乾燥粉体を与えるための先に記述された実施例において
は、当該装置は、約１×１０ -5ｃｃ／ｓ（秒あたりの立
方センチメートル）から約４ｃｃ／ｓの種々のフィード
速度を与えることができる。更に、粒子アナライザ又は
粒子処理システムのニーズに対処するためにシステム設
計を通してフィード速度範囲を変更することができる。
【００３７】以上の説明に基づき、本発明の装置がいく
つかの利点を有することは明白である。装置は、加圧ガ
スを使用せずに乾燥粉体を分散する高せん断力の領域を
創ることができる。更に、吸引プローブの幾何形状は更
に、粒子クラスタを分散させるのに充分高く、且つ個々
の粒子のより小さい粒子への破壊である「摩砕」を防ぐ
のに充分低い粒子対壁インパクトおよび粒子間インパク
トを創ることができる。その上、粒子アナライザ内への
分散およびフィードの両方を目的としてシステム内のサ
ンプル粉体を負圧（真空）下のみに制限することによ
り、システムは、加圧空気システムと比べてコンポーネ
ントの故障の場合に「フェールセーフ」であることがで
きる。更に、該装置は、サンプル全体を連結された粒子
アナライザ内に分散、フィードさせることができるよう
にし、粒子アナライザにより必要とされる速度で分散さ
れた粒子を自動的にフィードすることができる。本発明
の装置および方法は、レーザー回折又は画像分析技術を
用いた粒子の粒径サイジングにおいて特に有用である。
つかの利点を有することは明白である。装置は、加圧ガ
スを使用せずに乾燥粉体を分散する高せん断力の領域を
創ることができる。更に、吸引プローブの幾何形状は更
に、粒子クラスタを分散させるのに充分高く、且つ個々
の粒子のより小さい粒子への破壊である「摩砕」を防ぐ
のに充分低い粒子対壁インパクトおよび粒子間インパク
トを創ることができる。その上、粒子アナライザ内への
分散およびフィードの両方を目的としてシステム内のサ
ンプル粉体を負圧（真空）下のみに制限することによ
り、システムは、加圧空気システムと比べてコンポーネ
ントの故障の場合に「フェールセーフ」であることがで
きる。更に、該装置は、サンプル全体を連結された粒子
アナライザ内に分散、フィードさせることができるよう
にし、粒子アナライザにより必要とされる速度で分散さ
れた粒子を自動的にフィードすることができる。本発明
の装置および方法は、レーザー回折又は画像分析技術を
用いた粒子の粒径サイジングにおいて特に有用である。
【００３８】本発明は、添付図面により図面的に示され
詳述されてきたが、これらは本発明の範囲に対する制限
とみなされるべきものではなく、むしろその好ましい態
様の例示としてみなされるべきである。しかしながら、
添付のクレームおよびその合法的等価物に定義づけされ
上述の明細書で記述されてきたような本発明の精神およ
び範囲の中で、種々の修正および変更を加えることが可
能であるということは明白であろう。
詳述されてきたが、これらは本発明の範囲に対する制限
とみなされるべきものではなく、むしろその好ましい態
様の例示としてみなされるべきである。しかしながら、
添付のクレームおよびその合法的等価物に定義づけされ
上述の明細書で記述されてきたような本発明の精神およ
び範囲の中で、種々の修正および変更を加えることが可
能であるということは明白であろう。
【００３９】本発明の上述のおよびその他の目的、特徴
およびその他の利点は、添付図面と合わせて、上記の詳
細な説明から更に明確に理解されるであろう。
およびその他の利点は、添付図面と合わせて、上記の詳
細な説明から更に明確に理解されるであろう。
【図１】本発明の一態様の乾燥粉体分散装置の側面模式
斜視図である。
斜視図である。
【図２】本発明の一態様のサンプルホルダーおよび吸引
プローブの平面図である。
プローブの平面図である。
【図３】本発明の他の態様のサンプルホルダーおよび吸
引プローブの平面図である。
引プローブの平面図である。
【図４】本発明の乾燥粉体分散装置の作動メカニズムの
模式図である。
模式図である。
【図５】図５（ａ）および（ｂ）は、２つの異なるメカ
ニズムにより生成される高せん断力の模式的説明であ
る。
ニズムにより生成される高せん断力の模式的説明であ
る。
【図６】配置手段の構造を例示する、一態様の乾燥粉体
分散装置の模式斜視図である。
分散装置の模式斜視図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｎ 15/00 Ｇ０１Ｎ 1/28 Ｙ
(72)発明者 ブライアン シェミッツ
アメリカ合衆国，フロリダ 33315，フォ
ート ローダーデール，オレンジ アイル
1201
Ｆターム(参考） 2G052 AA00 AA24 AD13 AD53 BA14
CA04 CA05 DA33 FB02 FB10
FD18 GA09 HC29
4G068 AA02 AB22 AC20 AD36 AE01
AF36
Claims (35)
- 【請求項１】 （ａ）閉じた長手方向壁、開放トップお
よび閉じた底を有するサンプルホルダーと、（ｂ）
（１）前記サンプルホルダーの断面（cross section）
と類似の（like）形状の断面、および前記サンプルホル
ダーの断面ディメンジョンよりも小さい断面ディメンジ
ョンを有する外部壁と、（２）吸引プローブの底にオリ
フィスを有し、吸引プローブの前記外部壁のトップを通
って延びる内部吸引チャネルとから基本的に構成されて
いる（consisting essentially of）吸引プローブと、
（ｃ）前記吸引プローブの前記内部吸引チャネル内に真
空（vacuum）を与えるための真空手段とを含む乾燥粉体
分散装置（disperser）であって；前記吸引プローブが
前記サンプルホルダー内で乾燥粉体より上に配置され、
前記内部吸引チャネルに対し真空が加えられたとき、非
加圧周囲（ambient）空気が前記吸引プローブの前記外
部壁と前記サンプルホルダーの前記長手方向壁との間の
スペースに入り、前記サンプルホルダーの前記長手方向
壁に沿って高速下向き空気流を形成し、該下向き空気流
が前記吸引プローブの前記オリフィスにおいて方向を変
え、前記乾燥粉体の表面より上で高せん断力を生成し；
該高せん断力が乾燥粉体を分散させ、分散された乾燥粉
体を前記内部吸引チャネル内にフィードする、乾燥粉体
分散装置。 - 【請求項２】 前記スペースの断面積と前記オリフィス
の断面積との間の比率が約０.９〜約１.５の範囲内にあ
る、請求項１に記載の乾燥粉体分散装置。 - 【請求項３】 前記スペースの断面積と前記オリフィス
の断面積との間の比率が約１.０〜約１.２の範囲内にあ
る、請求項２に記載の乾燥粉体分散装置。 - 【請求項４】 前記吸引プローブの前記外部壁が、前記
吸引プローブの下端部でテーパー化されている（tapere
d）、請求項１に記載の乾燥粉体分散装置。 - 【請求項５】 前記乾燥粉体の前記表面より上で前記吸
引プローブの前記テーパー化された下端部によって形成
された付加的なスペースが空気渦（vortices）を創り、
該渦が更に粒子対壁および粒子対粒子のインパクトを生
成する、請求項４に記載の乾燥粉体分散装置。 - 【請求項６】 前記吸引プローブの前記外部壁が、前記
下向き空気流を促進する（facilitating）ための単数又
は複数の長手方向スロットを更に含む、請求項４に記載
の乾燥粉体分散装置。 - 【請求項７】 前記サンプルホルダーの前記断面が円形
（circular）である、請求項１に記載の乾燥粉体分散装
置。 - 【請求項８】 前記吸引プローブの前記断面が円形であ
る、請求項１に記載の乾燥粉体分散装置。 - 【請求項９】 前記吸引プローブが前記サンプルホルダ
ーと同軸的に配置されている、請求項１に記載の乾燥粉
体分散装置。 - 【請求項１０】 前記吸引プローブの前記内部吸引チャ
ネルが円筒形（cylindrical）である、請求項１に記載
の乾燥粉体分散装置。 - 【請求項１１】 前記サンプルホルダーが前記乾燥粉体
分散装置から取外し可能である、請求項１に記載の乾燥
粉体分散装置。 - 【請求項１２】 前記乾燥粉体分散装置が、分散された
乾燥粉体を粒子分析用として供給するために粒子アナラ
イザと連結されている、請求項１に記載の乾燥粉体分散
装置。 - 【請求項１３】 （ａ）閉じた長手方向壁、開放トップ
および閉じた底を有するサンプルホルダーと、 （ｂ）（１）前記サンプルホルダーの断面と類似の形状
の断面および前記サンプルホルダーの断面ディメンジョ
ンよりも小さい断面ディメンジョンを有する外部壁と、
（２）吸引プローブの底にオリフィスを有し、吸引プロ
ーブの前記外部壁のトップを通って延びる内部吸引チャ
ネルとから基本的に構成されている吸引プローブと、 （ｃ）前記吸引プローブの前記内部吸引チャネル内に真
空を与えるための真空手段と、 （ｄ）前記サンプルホルダー内に前記吸引プローブを配
置（positioning）するための配置（positioning）手段
とを含む乾燥粉体を分散させフィードするための装置で
あって；前記内部吸引チャネルに対し真空が加えられた
とき、非加圧周囲空気が前記吸引プローブの前記外部壁
と前記サンプルホルダーの前記長手方向壁の間のスペー
スに入り、前記サンプルホルダーの前記長手方向壁に沿
って高速下向き空気流を形成し、該下向き空気流が前記
吸引プローブの前記オリフィスにおいて方向を変え、前
記乾燥粉体の表面より上で高せん断力を生成し、該高せ
ん断力が乾燥粉体を分散させ、分散された乾燥粉体を前
記内部吸引チャネル内にフィードする装置。 - 【請求項１４】 前記配置手段が、リフト（lifting）
テーブルにより支持されたサンプルホルダー、前記リフ
トテーブルを長手方向に移動させるための親ネジ、前記
親ネジを駆動するための駆動手段、前記親ネジ、前記駆
動手段および前記リフトテーブルを支持するための支持
手段、および制御システムを含む、請求項１３に記載の
装置。 - 【請求項１５】 前記配置手段が、前記サンプルホルダ
ーの内部の前記乾燥粉体の前記表面と前記吸引プローブ
の前記オリフィスとの間の距離を制御するために長手方
向に前記サンプルホルダーを配置する、請求項１４に記
載の装置。 - 【請求項１６】 前記配置手段が、前記サンプルホルダ
ー内の前記乾燥粉体の表面と前記オリフィスとの間の距
離を制御することにより、前記内部吸引チャネル内へ向
かう乾燥粉体のフィード速度を制御する、請求項１４に
記載の装置。 - 【請求項１７】 前記配置手段が、乾燥粉体の均一な
（homogeneous）フィードを促進するために前記サンプ
ルホルダーを更に回転させる、請求項１４に記載の装
置。 - 【請求項１８】 前記スペースの断面積と前記オリフィ
スの断面積との間の比率が約０.９〜約１.５の範囲内に
ある、請求項１３に記載の乾燥粉体分散装置。 - 【請求項１９】 前記スペースの断面積と前記オリフィ
スの断面積との間の比率が約１.０〜約１.２の範囲内に
ある、請求項１８に記載の乾燥粉体分散装置。 - 【請求項２０】 前記吸引プローブの前記外部壁が、前
記吸引プローブの下端部でテーパー化されている、請求
項１３に記載の装置。 - 【請求項２１】 前記乾燥粉体の前記表面より上で前記
吸引プローブの前記テーパー化された下端部によって形
成された付加的なスペースが空気渦を創り、前記渦が更
に粒子対壁および粒子対粒子のインパクトを生成する、
請求項２０に記載の装置。 - 【請求項２２】 前記吸引プローブの前記外部壁が更
に、前記下向き空気流を促進するための単数又は複数の
長手方向スロットを含む、請求項１３に記載の装置。 - 【請求項２３】 前記サンプルホルダーの前記断面が円
形である、請求項１３に記載の装置。 - 【請求項２４】 前記吸引プローブの前記断面が円形で
ある、請求項１３に記載の装置。 - 【請求項２５】 前記吸引プローブが前記サンプルホル
ダーと同軸的に配置されている、請求項１３に記載の装
置。 - 【請求項２６】 前記吸引プローブの前記内部吸引チャ
ネルが円筒形である、請求項１３に記載の装置。 - 【請求項２７】 前記サンプルホルダーが前記装置から
取外し可能である、請求項１３に記載の装置。 - 【請求項２８】 前記真空手段が前記吸引プローブのト
ップ端部に連結されている請求項１３に記載の装置。 - 【請求項２９】 分散された乾燥粉体を粒子分析用とし
て供給するため粒子アナライザに連結されている請求項
１３に記載の装置。 - 【請求項３０】 （ａ）閉じた長手方向壁、開放トップ
および閉じた底を有するサンプルホルダー内に乾燥粉体
サンプルを入れるステップと、 （ｃ）前記サンプルホルダーの断面と類似の形状の断面
および前記サンプルホルダーの断面ディメンジョンより
も小さい断面ディメンジョンを有する外部壁と、および
前記吸引プローブの前記外部壁のトップを通って延び、
前記吸引プローブの底にオリフィスを有する内部吸引チ
ャネルとを含み、且つ前記内部吸引チャネル内に真空を
与えるための真空手段に連結されている吸引プローブ
を、前記乾燥粉体サンプルの上に配置するステップと；
（ｄ）前記吸引プローブに真空を加えるステップとを含
む乾燥粉体分散方法であって；非加圧周囲空気が前記吸
引プローブの前記外部壁と前記サンプルホルダーの前記
長手方向壁の間のスペースに入り、前記サンプルホルダ
ーの前記長手方向壁に沿って高速下向き空気流を形成
し、該下向き空気流が前記吸引プローブの前記オリフィ
スにおいて方向を変え、前記乾燥粉体の表面より上で高
せん断力を生成し、前記高せん断力が乾燥粉体を分散さ
せ、分散された乾燥粉体を前記内部吸引チャネル内にフ
ィードする方法。 - 【請求項３１】 前記スペースの断面積と前記オリフィ
スの断面積との間の比率が約０.９〜約１.５の範囲内に
ある、請求項３０に記載の方法。 - 【請求項３２】 前記スペースの断面積と前記オリフィ
スの断面積との間の比率が約１.０〜約１.２の範囲内に
ある、請求項３１に記載の方法。 - 【請求項３３】 前記吸引プローブの前記外部壁が前記
吸引プローブの下端部でテーパー化されており、前記乾
燥粉体の前記表面より上で前記吸引プローブの前記テー
パー化された下端部によって形成された付加的なスペー
スが空気渦を創り、前記渦が更に粒子対壁および粒子対
粒子のインパクトを生成する、請求項３０に記載の方
法。 - 【請求項３４】 前記オリフィスから前記乾燥粉体の前
記表面までの距離を制御することにより、前記乾燥粉体
のフィード速度を制御するステップを更に含む請求項３
０に記載の方法。 - 【請求項３５】 粒子分析のため粒子アナライザ内に分
散された乾燥粉体をフィードするステップを更に含む請
求項３０に記載の方法。
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|---|---|
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