JPH022420Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、流動床方式による固気混相流発生装
置に関するもので、LDV（Laser Doppler
Velocimeter；レーザ流速計）のシーデイング材
等に用いられる。

第１図は、従来の固気混相流発生装置の概略図
である。図中、１は粉体貯蔵槽、２は試料粉体、
３はギアモータ、４は攬拌棒、５はスクリユーフ
イーダ、６はガラスビーズ、７は流動床、８は外
部より供給される空気、９はメイブレンフイル
タ、１０は固体粒子、１１は粒子輸送チヤンバ
ー、１２は固気混相流出口部である。粉体貯蔵槽
１中の試料粉体２は、ギアモータ３にて駆動され
る攬拌棒４により、強制的に粉体貯蔵槽１の下部
に設置されているスクリユーフイーダ５上に送り
込まれる。このスクリユーフイーダ５は、ギアモ
ータ３に連結され、スクリユーフイーダ５の回転
数はギアモータ３により設定する。スクリユーフ
イーダ５上に落下した試料粉体２は、スクリユー
フイーダ５にて定量的に、150〜200μmのガラス
ビーズ６で構成された流動床７に供給される。流
動化を行なわせるための乾燥・清浄空気８は、流
動床７の下部に設けられたメイブレンフイルタ９
を通過し、流動床７に供給される。したがつて、
試料粉体２は、ガラスビーズ６により細分化さ
れ、凝集粒子の少ない１次粒子に近い状態で固体
粒子１０が発生する。発生した固体粒子１０は、
流動床７上方の粒子輸送チヤンバ１１中を空気８
により上昇され、上部の固気混相流出口部１２よ
り取り出される。ここで、粉体としては、アルミ
ナ、窒化ホウ素等の固体粒子が用いられる。

ところで、第１図に示した装置により得られる
固気混相流の固体粒子の濃度は0.3ｇ／m³〜１
ｇ／m³程度の低濃度であり、濃度を高めるには、
試料粉体２の供給量を増してやる必要がある。し
かしながら、外部より供給される流動化用空気８
だけでは、ガラスビーズ６と試料粉体２の流動化
が不十分で、流動床内７に試料粉体２が堆積して
しまい、固体粒子の濃度を高めることができな
い。

レーザ流速計において測定する気流の中に微粒
子を混入する場合、粒子混入により流れの場を乱
さないため、微量の空気量で、多量の微粒子を測
定する気流に混入することが理想である。そのた
めには、微粒子と空気の重量比（濃度）が大き
い、すなわち、微粒子の濃度が濃い固気混相流を
製造する必要がある。ところが、従来の流動床方
式による固気混相流発生装置では、レーザ流速計
測法で用いる微量の空気量では、流動床の空気流
速が遅く、粒子の浮揚量が少なく、濃度の薄い混
相流しか得れないという欠点がある。このため、
レーザ流速計測法に必要な微粒子量（10⁵〜10⁸
個／cm³）を確保するためには、多量の混相流を測
定位置の流れの中に混入してやらねばならず、そ
のため測定位置の流れを乱すことになり、正確な
流速が計測できなくなる欠点がある。

この欠点を補うための対策としてただ単に外部
からの空気の吹込量を増すと、微粒子の浮揚量は
多くなるが空気量も増大しており、粒子発生濃度
は若干増大するだけである。むしろ、レーザ流速
計測法に必要な空気量より多量の空気が吹込まれ
るため、必要以上の空気量を排気する必要があ
る。しかし、微粒子を含んだ固気混相流のまま排
気してしまうと、濃度（固気混合比）が薄い混相
流を測定位置に混入することになり、正確な流速
計測はできない欠点がある。

また、直接流動床へ外部から吹込む場合は、粒
子の浮揚量は満足できるが、前記混相流発生装置
の排出側に空気バイパスを設け、空気のみを排出
する必要がある。この場合、長いバイパス管路
と、外部空気管が必要である。また、空気を排気
するので、空気消費量が大となる。

本考案は、従来装置での上述の欠点を除去し、
粒子濃度を高めることを目的とする。

すなわち、本考案は、容器内にガラスビーズを
入れ、これの下方より粉体と空気とを供給する手
段と、ガラスビーズをかき廻す手段とからなり、
細分化された粉体粒子を上昇気流に乗せる流動床
方式による固気混相流発生装置において、前記容
器内に空気吹き出し配管を該配管の吹き出し孔が
流動床下部に位置するように設置し、流動床上方
の粒子輸送チヤンバ内の空気を吸気して前記配管
の吹き出し孔より排出し更循環させるようにエア
ポンプを前記チヤンバ外に設けたことを特徴とす
る流動床方式による固気混相流発生装置に関す
る。

本考案の特長を下記に示す。

(1) 固気混相流発生装置の排出空気量が少量の場
合において、流動床に多量の空気を吹込み、流
動化を活発にして微粒子の浮揚量を増大させる
こと。

(2) 流動床を通過した空気の一部を再循環させる
ことにより、固気混相流発生装置より取出され
る固気混相流の濃度を高めたこと。

(3) (1)および(2)項の作用により、高濃度の固気混
相流を得たことにより、レーザ流速計の測定位
置への空気の混入量を減ずることができるた
め、測定位置の流れを乱さず高精度の計測が可
能となる。

(4) 固気混相流発生装置へ吹込む空気量の消費を
減らし、省エネルギ化を図ることができる。

以下に、本考案の装置を図面によつて説明す
る。

第２図は、本考案装置の一実施態様例を示す図
である。第３図及び第４図は、本考案に係る再循
環空気吹出し配管の構造を示す。

第２図〜第４図において、１は粉体貯蔵槽、２
は試料粉体、３はギアモータ、４は攬拌棒、５は
スクリユーフイーダ、６はガラスビーズ、７は流
動床、８は外部より供給される空気、９はメイブ
レンフイルタ、１０は発生固体粒子、１１は粒子
輸送チヤンバー、１２は固気混相流出口部であ
る。これらの作用は、従来の装置と同じである。
また、１３は再循環空気取出し口、１４は接続配
管、１５は流量調整弁、１６はエアーポンプ、１
７は空気吹き出し配管、１７ａ及び１７ｂは空気
吹き出し孔である。空気吹き出し配管１７は、粒
子輸送チヤンバ１１の上部が入口で、吹き出し孔
１７ａ，１７ｂは、ガラスビーズ６の中に埋もれ
るように流動床７の下部に設置される。流動床７
の下部に設置した吹き出し部は、第４図に示した
ように円管を半円状に曲げ、吹き出し孔を半円の
先端部１７ａと中間１７ｂに各々２ケ所、計４ケ
所設ける。なお、吹き出し管１７の入口は、吹き
出し孔１７ａ，１７ｂが流動床７の下部に設置で
きれば、特に位置は関係ない。

再循環空気は、粒子輸送チヤンバ１１の上部の
再循環空気取出し口１３から、接続配管１４、流
量調整弁１５をとおり、エアーポンプ１６により
吸気される。吸気された空気は、エアーポンプ１
６により押し出され、接続配管１４をとおり、吹
き出し配管１７の吹き出し孔１７ａ，１７ｂの４
ケ所より吹き出され、外部から供給される空気８
といつしよになつて、ガラスビーズ６と粉体２と
の流動化をよりいつそう促進する。こうして、流
動化が活発に行なわれるため、より１次粒子に近
い固体粒子１０の発生数が多くなる。

また、試料粉体２の供給量を増しても、流動化
が活発なため、流動床７への試料粉体２の堆積が
なくなり、固気混相流の粒子濃度を従来装置の３
〜５倍高めることが可能となる。

このような本考案装置による作用効果をまとめ
ると、次のようになる。

(1) 本考案では、固気混相流発生装置に空気を再
循環させるルートを付設したことにより、流動
床の通過流量が増すことができ、微粒子の浮揚
量が増す。

(2) 固気混相流の空気だけをバイパスさせるた
め、排気空気量が減少するので、固気混相流発
生装置より取出される固気混相流は高濃度にな
り、レーザ流速計の測定に必要な微粒子個数
（濃度）10⁵〜10⁸個／cm³が得られる。

(3) (1)及び(2)の作用により、レーザ流速計の測定
位置に流れの乱れを少なくし、測定に必要な高
濃度の微粒子を混入でき、レーザ流速計の測定
精度が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の流動床方式による固気混相流発
生装置の概略図を示し、第２図は本考案による流
動床方式による固気混相流発生装置の概略図を示
す。第３図及び第４図は本考案装置に組み込まれ
た再循環空気吹出し配管の構造を示す。図中の、
各記号は下記の通りである。 １……粉体貯蔵槽、２……試料粉体、３……ギ
アモータ、４……攬拌棒、５……スクリユーフイ
ーダ、６……ガラスビーズ、７……流動床、８…
…外部より供給される空気、９……メンブレンフ
イルタ、１０……発生固体粒子、１１……粒子輸
送チヤンバー、１２……固気混相流出口部、１３
……再循環空気取出し口、１４……接続配管、１
５……流量調整弁、１６……エアーポンプ、１７
……空気吹き出し配管、１７ａ，１７ｂ……空気
吹き出し孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 容器内にガラスビーズを入れ、これの下方より
   粉体と空気とを供給する手段と、ガラスビーズを
   かき廻す手段とからなり、細分化された粉体粒子
   を上昇気流に乗せる流動床方式による固気混相流
   発生装置において、前記容器内に空気吹き出し配
   管を該配管の吹き出し孔が流動床下部に位置する
   ように設置し、流動床上方の粒子輸送チヤンバ内
   の空気を吸気して、前記配管の吹き出し孔より排
   出し再循環させるようにエアポンプを前記チヤン
   バ外に設けたことを特徴とする流動床方式による
   固気混相流発生装置。