JPH0735804A - 整列した微小粒子流の形成方法及び装置 - Google Patents
整列した微小粒子流の形成方法及び装置Info
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- JPH0735804A JPH0735804A JP17673493A JP17673493A JPH0735804A JP H0735804 A JPH0735804 A JP H0735804A JP 17673493 A JP17673493 A JP 17673493A JP 17673493 A JP17673493 A JP 17673493A JP H0735804 A JPH0735804 A JP H0735804A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小粒子（粉体）を一次粒子の状態で整列さ
せた気体流を形成する方法を提供する。 【構成】 希薄な濃度に分散浮遊した微小微粒子を含む
閉空間内の気体を、細い径の気体通路内を通して低速で
吸引しながら、この気体通路の下流で吸引流通される気
体流量よりも一定量少ない流量の気体を、該気体通路の
上記閉空間に接続した近傍位置の内周壁面全周から均等
に供給する。
せた気体流を形成する方法を提供する。 【構成】 希薄な濃度に分散浮遊した微小微粒子を含む
閉空間内の気体を、細い径の気体通路内を通して低速で
吸引しながら、この気体通路の下流で吸引流通される気
体流量よりも一定量少ない流量の気体を、該気体通路の
上記閉空間に接続した近傍位置の内周壁面全周から均等
に供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粉体の微小粒子を一次
粒子の状態で整列させた気体流を形成する方法、及び装
置に関し、例えば、微小粒子個々の帯電量測定等を行な
う微小粒子の測定装置を提供することができる方法及び
装置に関する。
粒子の状態で整列させた気体流を形成する方法、及び装
置に関し、例えば、微小粒子個々の帯電量測定等を行な
う微小粒子の測定装置を提供することができる方法及び
装置に関する。
【０００２】
【従来技術】セラミックスなど種々の粉体を取り扱う分
野では、粉体の構造，形状等の物理的特性や、化学的特
性などの測定がしばしば必要となり、種々の測定方法や
装置が提供されている。
野では、粉体の構造，形状等の物理的特性や、化学的特
性などの測定がしばしば必要となり、種々の測定方法や
装置が提供されている。
【０００３】例えば、インジェクター型の分散機により
粉体を一次粒子の状態に分散し、種々の分級機により粒
度分布を測定する方法などが知られている。
粉体を一次粒子の状態に分散し、種々の分級機により粒
度分布を測定する方法などが知られている。
【０００４】しかし、このインジェクター型分散機で
は、高濃度で大きな空気流の中に粉体を分散させた状態
しか作り出すことができないため、粉体を一次粒子の状
態で個々に測定するような測定には応用できない。
は、高濃度で大きな空気流の中に粉体を分散させた状態
しか作り出すことができないため、粉体を一次粒子の状
態で個々に測定するような測定には応用できない。
【０００５】粉体を一次粒子の状態で測定する方法とし
ては、分散させた粉体を電子顕微鏡等を用いて粒径や形
状を測定する方法が知られているが、これはその測定項
目が粒子の粒径や形状，構造に限定され、また測定のた
めの作業に長時間を要し、装置も高価である。
ては、分散させた粉体を電子顕微鏡等を用いて粒径や形
状を測定する方法が知られているが、これはその測定項
目が粒子の粒径や形状，構造に限定され、また測定のた
めの作業に長時間を要し、装置も高価である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上記のよ
うな微小粒子の種々の特性についての簡易な測定を実現
するためには、測定装置に対し、分散された微小粒子を
低濃度の状態で一個づつ低速度で、しかも流路の中心位
置で供給することができればその解決となることに着目
し、しかもこのような方法によれば、従来は困難とされ
ていた種々の項目についての測定が実現できるために、
粉体取り扱いのために多くの利点をもたらすと考えた。
うな微小粒子の種々の特性についての簡易な測定を実現
するためには、測定装置に対し、分散された微小粒子を
低濃度の状態で一個づつ低速度で、しかも流路の中心位
置で供給することができればその解決となることに着目
し、しかもこのような方法によれば、従来は困難とされ
ていた種々の項目についての測定が実現できるために、
粉体取り扱いのために多くの利点をもたらすと考えた。
【０００７】このような観点から、本発明者は、分散し
た微小粒子を気体流の中に整列した状態で含ませること
ができる新規な技術を提供することを目的として本発明
をなしたものである。
た微小粒子を気体流の中に整列した状態で含ませること
ができる新規な技術を提供することを目的として本発明
をなしたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の特徴の一つは、希薄な濃度に分散浮遊した微小粒
子を含む気体流を、細い径の気体通路内を通して低速で
流しながら、この気体流を整流するための気体流を流該
気体通路の内周壁面全周から均等に供給する整列した微
小粒子流の形成方法にある。上記整流用の気体流は、例
えば、気体通路の下流で吸引流通される気体流量よりも
一定量少ない流量の気体を、該気体通路に微小粒子を送
り込む空間等に接続した近傍位置の内周壁面全周から均
等に供給するように設けることができる。
発明の特徴の一つは、希薄な濃度に分散浮遊した微小粒
子を含む気体流を、細い径の気体通路内を通して低速で
流しながら、この気体流を整流するための気体流を流該
気体通路の内周壁面全周から均等に供給する整列した微
小粒子流の形成方法にある。上記整流用の気体流は、例
えば、気体通路の下流で吸引流通される気体流量よりも
一定量少ない流量の気体を、該気体通路に微小粒子を送
り込む空間等に接続した近傍位置の内周壁面全周から均
等に供給するように設けることができる。
【０００９】上記の構成によれば、図５の説明図で示す
ように、下流側から低速で吸引されている気体通路１０
１の内周壁面の全周から気体が均等に供給されるため
に、この気体供給部位の位置から下流側に向かって、該
供給された気体１０２が通路内周に沿って流れると共に
これが漸次通路の中心部に向かって広がり（図５中に符
号Ａで示した弧状の曲線）、中央部分には、吸引流量と
上記供給気体流量の差分に相当する気体流量が閉空間１
０４内から吸引されて気体流１０３となり、結局、供給
気体による絞り効果の現象が現われる。すなわち、分散
した微小粒子を含む閉空間１０４から、気体通路の中心
線に沿って絞られた気体流１０３が生ずることになり、
これが整列した微小粒子流となるのである。
ように、下流側から低速で吸引されている気体通路１０
１の内周壁面の全周から気体が均等に供給されるため
に、この気体供給部位の位置から下流側に向かって、該
供給された気体１０２が通路内周に沿って流れると共に
これが漸次通路の中心部に向かって広がり（図５中に符
号Ａで示した弧状の曲線）、中央部分には、吸引流量と
上記供給気体流量の差分に相当する気体流量が閉空間１
０４内から吸引されて気体流１０３となり、結局、供給
気体による絞り効果の現象が現われる。すなわち、分散
した微小粒子を含む閉空間１０４から、気体通路の中心
線に沿って絞られた気体流１０３が生ずることになり、
これが整列した微小粒子流となるのである。
【００１０】上記気体通路を流れる気体流量とこの気体
通路中に整列して流れる微小粒子１０５の径の関係は、
図５に示したように、気体通路の径をｄall （断面積Ｓ
all）、微小粒子の径をｄB （断面積ＳB ）、気体通路
の下流で吸引流通される気体流量をＱ1 、気体通路の周
囲から供給される気体の流量をＱ2 としたときに、次式
により与えられる。
通路中に整列して流れる微小粒子１０５の径の関係は、
図５に示したように、気体通路の径をｄall （断面積Ｓ
all）、微小粒子の径をｄB （断面積ＳB ）、気体通路
の下流で吸引流通される気体流量をＱ1 、気体通路の周
囲から供給される気体の流量をＱ2 としたときに、次式
により与えられる。
【００１１】
【数１】
【００１２】従って、上記流量Ｑ1 及びＱ2 を制御する
ことで、微小粒子流中の粒子を一列に整列させることが
できる。
ことで、微小粒子流中の粒子を一列に整列させることが
できる。
【００１３】本発明を適用して整列流で流される微小粒
子は、特に限定されるものではないが一般的には１〜１
０μｍ径程度の粒子が好適である。
子は、特に限定されるものではないが一般的には１〜１
０μｍ径程度の粒子が好適である。
【００１４】本発明の他の特徴は、微小微粒子を分散浮
遊させる閉空間をもつ容器と、該容器内に所定量の微小
粒子を分散浮遊させる微小粒子分散手段と、一端が該容
器に接続開口されかつ他端が気体吸引手段に接続された
気体通路と、この気体通路の上記容器近傍位置の通路内
周壁として設けられた多孔質円筒体と、この多孔質円筒
体の外周に形成された気体室と、この気体室に一定流量
で気体を供給する気体供給手段とを備えた整列した微小
粒子流の形成装置にある。
遊させる閉空間をもつ容器と、該容器内に所定量の微小
粒子を分散浮遊させる微小粒子分散手段と、一端が該容
器に接続開口されかつ他端が気体吸引手段に接続された
気体通路と、この気体通路の上記容器近傍位置の通路内
周壁として設けられた多孔質円筒体と、この多孔質円筒
体の外周に形成された気体室と、この気体室に一定流量
で気体を供給する気体供給手段とを備えた整列した微小
粒子流の形成装置にある。
【００１５】気体吸引手段は、数百ｃｍ3 ／ｍｉｎ程度
の低流量を一定にして流すものであるため、マスフロー
コントローラー（定風量装置）を用いて流量制御するこ
とが好ましい。
の低流量を一定にして流すものであるため、マスフロー
コントローラー（定風量装置）を用いて流量制御するこ
とが好ましい。
【００１６】気体通路内にその周囲から気体を供給する
ための周壁を形成する多孔質円筒体は、例えばセラミッ
クス（β炭化ケイ素多孔体）円筒体等を用いて構成する
ことができる。この多孔質円筒体を使用すると内壁全面
より均等に、安定した微小気流が発生し、はっきりした
円形の流路中心部をもつ粒子ビーム流を作ることができ
る。
ための周壁を形成する多孔質円筒体は、例えばセラミッ
クス（β炭化ケイ素多孔体）円筒体等を用いて構成する
ことができる。この多孔質円筒体を使用すると内壁全面
より均等に、安定した微小気流が発生し、はっきりした
円形の流路中心部をもつ粒子ビーム流を作ることができ
る。
【００１７】上記の整列した微小粒子流の形成装置は、
その気体通路の途中に、整列状態で流通される微小粒子
についての適宜の測定手段を設けることにより、微小粒
子をその一次粒子の状態で、一個一個の形状，大きさ，
帯電量等を測定する測定子置とすることができる。この
ような測定装置としては、例えば、測定手段として２重
円筒管型の帯電量測定手段（ファラデーケージ）を用い
た微小粒子の帯電量測定装置を挙げることができる。
その気体通路の途中に、整列状態で流通される微小粒子
についての適宜の測定手段を設けることにより、微小粒
子をその一次粒子の状態で、一個一個の形状，大きさ，
帯電量等を測定する測定子置とすることができる。この
ような測定装置としては、例えば、測定手段として２重
円筒管型の帯電量測定手段（ファラデーケージ）を用い
た微小粒子の帯電量測定装置を挙げることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を図面に示す微小粒子の帯電量
測定装置に適用した実施例に基づいて説明する。
測定装置に適用した実施例に基づいて説明する。
【００１９】図１において、１は閉空間１０４を形成す
る容器であり、その側面上部には粉体分散供給部２が設
けられて、底部中央には、気体通路３の一端が接続開口
され他端は吸引ポンプ４に接続されている。５はこの気
体通路３の容器接続部に設けられた気体供給部及び帯電
量測定部を示している。
る容器であり、その側面上部には粉体分散供給部２が設
けられて、底部中央には、気体通路３の一端が接続開口
され他端は吸引ポンプ４に接続されている。５はこの気
体通路３の容器接続部に設けられた気体供給部及び帯電
量測定部を示している。
【００２０】図２は、粉体分散供給部２の構造を示した
ものであり、本例では、容器１の内壁面に開口した数ｍ
ｍ径の通路２２を有する固定ブラケット２１の後端に、
粉体充填室２４が設けられた蓋体２３が開閉可能に組付
けられ、この粉体充填室２４が上記通路２２に連通され
ていると共に、開閉バルブ２５を介して空気タンク２６
に接続されて設けられている。２７は上記蓋体２３を開
閉するためのハンドルである。
ものであり、本例では、容器１の内壁面に開口した数ｍ
ｍ径の通路２２を有する固定ブラケット２１の後端に、
粉体充填室２４が設けられた蓋体２３が開閉可能に組付
けられ、この粉体充填室２４が上記通路２２に連通され
ていると共に、開閉バルブ２５を介して空気タンク２６
に接続されて設けられている。２７は上記蓋体２３を開
閉するためのハンドルである。
【００２１】このような構成の粉体分散供給部２は、ま
ずハンドル２７を操作して蓋体２３を時計回り方向に開
き、その粉体充填室２４に所定量の粉体を充填した後こ
の蓋体を閉じる。次ぎにバルブ２５を開き、空気タンク
２６からの高圧空気により充填室２４内の粉体を容器１
内の閉空間１０４に噴き出させる。これにより、充填室
２４に充填した粉体は細い通路２２を高速で通過しなが
ら一次粒子の状態に分散されて容器内に希薄な濃度の状
態で分散浮遊することになる。
ずハンドル２７を操作して蓋体２３を時計回り方向に開
き、その粉体充填室２４に所定量の粉体を充填した後こ
の蓋体を閉じる。次ぎにバルブ２５を開き、空気タンク
２６からの高圧空気により充填室２４内の粉体を容器１
内の閉空間１０４に噴き出させる。これにより、充填室
２４に充填した粉体は細い通路２２を高速で通過しなが
ら一次粒子の状態に分散されて容器内に希薄な濃度の状
態で分散浮遊することになる。
【００２２】図３は、整列した微小粒子流の流れる気体
通路及び帯電量測定部の詳細を示したものであり、気体
通路３の上部は、容器１の底部に接続して開口された上
方に向かって径の漸増するテーパ付きの通路部３１をな
し、その下段には、多孔質円筒体により周壁が形成され
た気体供給部３２が設けられ、更にその下段には、粒子
の帯電量測定部３３が設けられ、次いで、通路内全面に
渡る濾紙３４を介し管路３５を経て吸引ポンプ４に接続
されている。この吸引ポンプ４により所定流量Ｑ1 で空
気が吸引される。なお本例においてはマスフローコント
ローラー３６により該流量Ｑ1 が常に一定となるように
制御されている。
通路及び帯電量測定部の詳細を示したものであり、気体
通路３の上部は、容器１の底部に接続して開口された上
方に向かって径の漸増するテーパ付きの通路部３１をな
し、その下段には、多孔質円筒体により周壁が形成され
た気体供給部３２が設けられ、更にその下段には、粒子
の帯電量測定部３３が設けられ、次いで、通路内全面に
渡る濾紙３４を介し管路３５を経て吸引ポンプ４に接続
されている。この吸引ポンプ４により所定流量Ｑ1 で空
気が吸引される。なお本例においてはマスフローコント
ローラー３６により該流量Ｑ1 が常に一定となるように
制御されている。
【００２３】なお上記の濾紙３４は、整列された微小粒
子流が気体通路の中心部を流通していることを確認する
ために該気体通路に設置したものであり、実際装置にお
いては特に設置することを要しない。
子流が気体通路の中心部を流通していることを確認する
ために該気体通路に設置したものであり、実際装置にお
いては特に設置することを要しない。
【００２４】上記気体供給部３２の詳細は、所定の軸方
向（母線方向）長さの周壁を形成する多孔質円筒体３２
１と、その外周を囲む気体室３２２と、この気体室３２
２に空気を供給する供給ポンプ３２３とからなり、空気
供給管の途中には供給空気の流量を一定量に保つために
途中にマスフローコントローラー３２４が設けられてい
る。３２５はリリーフ弁である。このような構成の気体
供給部３２に所定流量Ｑ2 で空気を流すことにより、上
述した空気による絞り作用が得られ、容器１の閉空間１
０４から、微小粒子が整列した状態で含まれる気体流が
通路の中心部に流れることになる。
向（母線方向）長さの周壁を形成する多孔質円筒体３２
１と、その外周を囲む気体室３２２と、この気体室３２
２に空気を供給する供給ポンプ３２３とからなり、空気
供給管の途中には供給空気の流量を一定量に保つために
途中にマスフローコントローラー３２４が設けられてい
る。３２５はリリーフ弁である。このような構成の気体
供給部３２に所定流量Ｑ2 で空気を流すことにより、上
述した空気による絞り作用が得られ、容器１の閉空間１
０４から、微小粒子が整列した状態で含まれる気体流が
通路の中心部に流れることになる。
【００２５】上記帯電量測定部３３の詳細は図４に示さ
れ、外筒３３１と内筒３３２の一対の電極で二重管を形
成していて、その内筒３３２内の中心部に、上記気体供
給部３２の絞り作用により整列された微小粒子１０５が
順次一個づつ流れ、ファラデーケージの原理により帯電
電荷量が電圧として測定される。
れ、外筒３３１と内筒３３２の一対の電極で二重管を形
成していて、その内筒３３２内の中心部に、上記気体供
給部３２の絞り作用により整列された微小粒子１０５が
順次一個づつ流れ、ファラデーケージの原理により帯電
電荷量が電圧として測定される。
【００２６】この帯電量測定部３３を通過した微小粒子
は濾紙３４にトラップされる。
は濾紙３４にトラップされる。
【００２７】粉体サンプルとして炭酸カルシウムの０．
４ｇを試料として以下の条件で帯電量測定を行なった。
４ｇを試料として以下の条件で帯電量測定を行なった。
【００２８】 容器の内容積 ・・・・４０リットル 粉体分散噴出圧力 ・・・・５ｇｋｆ／ｃｍ2 ・Ｇ 粉体噴出通路径 ・・・・４ｍｍ 粉体噴出通路長 ・・・・５０ｍｍ 気体通路径（気体供給部）・・４ｍｍ 気体通路径（帯電量測定部）・４ｍｍ 気体供給部軸長 ・・・・２０ｍｍ 吸引流量（Ｑ1 ） ・・・・５００ｃｍ3 ／ｍｉｎ 供給空気流量（Ｑ2 ）・・・・４００ｃｍ3 ／ｍｉｎ 多孔質円筒体：β炭化ケイ素多孔体（孔径１０〜１００
μｍ，気孔率５０％；ポーラシーク（商品名；大阪セメ
ント）） 試験終了後に濾紙を取出して調べたところ、濾紙の気体
通路内に臨んでいた円形部分の中心部に微小粒子が集積
して認められ、周辺部には微小粒子は認められなかっ
た。
μｍ，気孔率５０％；ポーラシーク（商品名；大阪セメ
ント）） 試験終了後に濾紙を取出して調べたところ、濾紙の気体
通路内に臨んでいた円形部分の中心部に微小粒子が集積
して認められ、周辺部には微小粒子は認められなかっ
た。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、分散した微小粒子を気
体流の中に一列に整列した状態で含ませることができ、
これによって所定の測定装置に対して、微小粒子を一個
づつ送り込むことができ、一個の粒子ごとの特性を測定
することができるという効果が得られる。
体流の中に一列に整列した状態で含ませることができ、
これによって所定の測定装置に対して、微小粒子を一個
づつ送り込むことができ、一個の粒子ごとの特性を測定
することができるという効果が得られる。
【図１】本発明の実施例である帯電量測定装置の概要を
示した縦断面図、
示した縦断面図、
【図２】同実施例の粉体分散供給部の構造を示した縦断
面図、
面図、
【図３】同実施例の整列した微小粒子流の流れる気体通
路及び帯電量測定部の縦断面図、
路及び帯電量測定部の縦断面図、
【図４】同実施例の帯電量測定部の構成概要を説明する
図、
図、
【図５】本発明方法により得られる微小粒子流が絞り効
果により得られる原理を模式的に示した図。
果により得られる原理を模式的に示した図。
１・・・容器、２・・・粉体分散供給部、３・・・気体
通路、４・・・吸引ポンプ、５・・・気体供給部及び帯
電量測定部、１０４・・・閉空間。
通路、４・・・吸引ポンプ、５・・・気体供給部及び帯
電量測定部、１０４・・・閉空間。
Claims (4)
- 【請求項１】 希薄な濃度に分散浮遊した微小粒子を含
む気体流を、細い径の気体通路内を通して低速で流しな
がら、この気体流を整流する気体流を流該気体通路の内
周壁面全周から均等に供給することを特徴とする整列し
た微小粒子流の形成方法。 - 【請求項２】 請求項１において、微小粒子を含む気体
流を気体通路内で整流する気体流の供給は、該気体通路
内周壁を構成する多孔質円筒体を通して行なうことを特
徴とする微小粒子流の形成方法。 - 【請求項３】 請求項１において、気体通路の径をｄ
all 、微小粒子の径をｄB 、気体通路の下流で流通され
る気体流量をＱ1 、気体通路の周囲から供給される気体
の流量をＱ2 としたときに、次式 【数１】 に従って上記流量Ｑ1 及びＱ2 を制御することで微小粒
子流中の粒子を実質的に一列に整列させることを特徴と
する整列した微小粒子流の形成方法。 - 【請求項４】 微小微粒子を分散浮遊させる閉空間をも
つ容器と、該容器内に所定量の微小粒子を分散浮遊させ
る微小粒子分散手段と、一端が該容器に接続開口されか
つ他端が気体吸引手段に接続された気体通路と、この気
体通路の上記容器近傍位置の通路内周壁として設けられ
た多孔質円筒体と、この多孔質円筒体の外周に形成され
た気体室と、この気体室に一定流量で気体を供給する気
体供給手段とを備えたことを特徴とする整列した微小粒
子流の形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17673493A JPH0735804A (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 整列した微小粒子流の形成方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17673493A JPH0735804A (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 整列した微小粒子流の形成方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0735804A true JPH0735804A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16018862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17673493A Pending JPH0735804A (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | 整列した微小粒子流の形成方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0735804A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5636921A (en) * | 1995-03-06 | 1997-06-10 | Nisshin Flour Milling Co., Ltd. | Powder dispersing apparatus with movable powder storing member |
-
1993
- 1993-07-16 JP JP17673493A patent/JPH0735804A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5636921A (en) * | 1995-03-06 | 1997-06-10 | Nisshin Flour Milling Co., Ltd. | Powder dispersing apparatus with movable powder storing member |
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