(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電物体を供給する供給口と気体を排出する排気口とを備えた金属製の本体と、この金属製の本体と電気的な導通状態であって、上記供給口から本体に供給された帯電物体を捕集するための帯電物体捕集部と、上記供給口に設けられ上記帯電物体の搬送経路に接続する絶縁体からなる接続部材と、上記本体または帯電物体捕集部に接続され、帯電物体の電荷量を測定する測定手段と、上記本体及び帯電物体捕集部を覆うシールド部材とを備え、上記本体は上記供給口から供給された気体及び帯電物体を旋回させ、遠心力と重力とを利用して気体と帯電物体とを分離する機能を備えた電荷量測定装置において、上記帯電物体捕集部を上記本体内に設け、これら帯電物体捕集部と上記本体とを一体化するとともに、上記シールド部材と上記本体及び帯電物体捕集部との間に、絶縁体からなるスペーサを介在させて上記シールド部材と上記本体とを一体化し、上記シールド部材の外周には測定器ケースを設け、この測定器ケースには上記測定手段を組みこむとともに上記測定手段による測定結果を表示するための表示手段を設けたことを特徴とする電荷量測定装置。
【請求項２】
上記帯電物体捕集部を本体から着脱可能にした請求項１に記載の電荷量測定装置。
【請求項３】
遠心力と重力とを利用して気体から分離された帯電物体を捕集する上記帯電物体捕集部を第１帯電物体捕集部とし、この第１帯電物体捕集部とは別に、上記排気口に接続した第２帯電物体捕集部を設け、この第２帯電物体捕集部の外周に、絶縁体からなるスペーサを介在させて上記シールド部材を設けた請求項１又は２に記載の電荷量測定装置。
【請求項４】
上記排気口の下流側に、気体を吸引する吸引手段を設けた請求項１〜３のいずれか１に記載の電荷量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動する粒子状の物体の電荷量を測定するのに適した電荷量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、粉体を輸送するプロセスにおいて、粉体の静電気が火災、爆発あるいは電気的障害の原因となることが知られている。そのため、粉体を取り扱うプロセスでは、粉体の電荷量を管理する必要があり、輸送される粉体の電荷量を測定する装置が知られている。
特許文献１に記載された粉体の電荷量測定装置は、帯電した粉体を空気で輸送して通過させる金属製の直管からなり、この直管を測定電極として、その外表面に電位計を接続している。
【０００３】
そして、上記直管の一端から空気とともに供給され、帯電した粉体が、この管内を移動することによって誘導される電荷量を上記電位計で計測し、これに基づいて粉体の電荷量を測定するものである。
このような直管状の電荷量測定装置は、その一端から供給された粉体が外部に飛散しないように、その終端にフィルターを取り付けている。このフィルターは、粉体輸送用の空気を通過させるが、粉体を通過させない大きさのメッシュを有するものである。
そして、上記電位計で計測した電荷量とフィルターによって収集した粉体の重量とから、その粉体の比電荷量を算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０３６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような直管の電荷量測定装置で、粉体輸送の現場における粉体の電荷量を測定するためには、粉体輸送管の途中や終端部にこれを取り付けなければならない。
しかし、上記のような直管の電荷量測定装置を上記輸送管に接続した場合、次のような問題がある。
まず、この従来の電荷量測定装置を、粉体の輸送路中、あるいはその終端に設けた場合、粉体の輸送路がフィルターでふさがれることになる。そのため、このような電荷量測定装置を粉体輸送現場に取り付けたままにしておくことはできず、そのたびにラインを止めなければならない。
【０００６】
また、上記フィルターは空気を通過させ粉体を通過させない大きさのメッシュを備えたものであるが、上記直管内に供給された粉体によって目詰まりを起こしてしまう。このように、フィルターが目詰まりしてしまうと、粉体の供給速度が低下し、しまいには粉体供給ができなくなってしまうが、この種の電荷量測定装置は、金属管の中を帯電した粉体が移動しなければ、その電荷量を測定することができない。つまり、フィルターが目詰まりして粉体供給ができなければ、電荷量の測定ができなくなってしまう。特に、フィルターの目が小さい場合には、所定量の粉体の電荷量を測定するために、何回もフィルターを取り替えたり、清掃したりしなければならないという問題があった。
【０００７】
一方で、フィルターの目が大きすぎれば、粉体が測定装置の外に飛散してしまう。このように粉体を放出しながらであれば、連続的に電荷量を測定することはできる。しかし、直管状の検出部を通過した粉体を収集することができないため、全電荷量を測定できても、実際に電荷量を測定した粉体の重量を計測することができない。そのため、比電荷量を求めることができないという問題があった。
この発明の目的は、作業性良く、正確に帯電物体の比電荷量を測定できる電荷量測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、帯電物体を供給する供給口と気体を排出する排気口とを備えた金属製の本体と、この金属製の本体と電気的な導通状態であって、上記供給口から本体に供給された帯電物体を捕集するための帯電物体捕集部と、上記供給口に設けられ上記帯電物体の搬送経路に接続する絶縁体からなる接続部材と、上記本体または帯電物体捕集部に接続され、帯電物体の電荷量を測定する測定手段と、上記本体及び帯電物体捕集部を覆うシールド部材とを備え、上記本体は上記供給口から供給された気体及び帯電物体を旋回させ、遠心力と重力とを利用して気体と帯電物体とを分離する機能を備えた電荷量測定装置を前提とする。
なお、上記電気的な導通状態とは、両者が電気導電性であり、電気的に繋がっていることである。
【０００９】
上記電荷量測定装置を前提とし、第１の発明は、上記帯電物体捕集部を上記本体内に設け、これら帯電物体捕集部と上記本体とを一体化するとともに、上記シールド部材と上記本体及び帯電物体捕集部との間に、絶縁体からなるスペーサを介在させて上記シールド部材と上記本体とを一体化し、上記シールド部材の外周には測定器ケースを設け、この測定器ケースには上記測定手段を組みこむとともに上記測定手段による測定結果を表示するための表示手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、上記帯電物体捕集部を本体から着脱可能にしたことを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明を前提とし、遠心力と重力とを利用して気体から分離された帯電物体を捕集する上記帯電物体捕集部を第１帯電物体捕集部とし、この第１帯電物体捕集部とは別に、上記排気口に接続した第２帯電物体捕集部を設け、この第２帯電物体捕集部の外周に、絶縁体からなるスペーサを介在させて上記シールド部材を設けたことを特徴とする。
【００１５】
第４の発明は、上記第１〜第３の発明を前提とし、上記排気口の下流側に、気体を吸引する吸引手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の電荷量測定装置は、本体に供給された気体と帯電物体とを、遠心力と重力とを利用して効率的に分離することができ、気体を排出しながら帯電物体を捕集することによって、従来の装置のようにフィルターが目詰まりすることがなく、空気などの気体で搬送される帯電物体の電荷量を連続的に測定することができる。また、帯電物体捕集部に捕集した帯電物体の重量を計測することによって、帯電物体の比電荷量を測定することができる。
【００１８】
また、シールド部材を、絶縁体からなるスペーサを介して本体及び帯電物体捕集部と一体的にするとともに、シールド部材の外周に測定器ケースを設けることで装置全体を一体的に取り扱うことができる。シールド部材ごと持ち運ぶことができるとともに、手に持ったままの測定も可能で、作業性が向上する。しかも、本体及び帯電物体捕集部をシールド部材で覆ったので、電荷量測定装置外部の電気的ノイズの影響を受けにくく、より正確な電荷量測定ができる。
【００１９】
第２の発明では、本体から帯電物体捕集部を取り外して、捕集した帯電物体の重量を簡単に計測できるので、比帯電量を簡単かつ正確に求めることができる。
第３の発明は、遠心力と重力とによって気体から分離できなかった帯電物体を第２帯電物体捕集部で捕集し、電荷量を測定した帯電物体の重量をより正確に計測することができ、ひいてはより正確な比電荷量測定を可能にする。
第４の発明によれば、吸引手段によって気体を吸引して、供給口から供給された気体及び帯電物体を旋回させてこれらを分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１参考例の電荷量測定装置の構成図である。
【図２】図２は、この発明の実施形態の電荷量測定装置の構成図である。
【図３】図３は、第２参考例の電荷量測定装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示す第１参考例の電荷量測定装置１は、帯電した粉体の電荷量を測定するため、この発明の前提となる装置である。
測定対象となる粉体は、粉体輸送管１３内を、搬送気体である空気流で搬送される過程で摩擦帯電されたものであり、上記電荷量測定装置１は、上記粉体輸送管１３から分岐した分岐管１４に取り付けて用いられる。
この第１参考例の電荷量測定装置１は、上記粉体を供給する供給口を有する供給管３と、空気を排出する排気口を有する排気管４とを設けた金属製の本体２と、帯電物体である粉体を捕集する、第１帯電物体捕集部５とを備えている。
【００２２】
上記本体２は、上下方向に長さを有する中空の円錐状部材である。
この本体２の上方には、本体２の円周の接線に沿って粉体を供給する方向に、上記供給管３を設けるとともに、上面には、上記排気管４を設けている。
また、上記第１帯電物体捕集部５は、本体２の下端に取り付けた金属製の容器であり、上部の開口周囲にフランジ部５ａを備え、このフランジ部５ａを、上記本体２の下端に設けたフランジ部２ａに図示しないボルトなどで連結している。
なお、上記本体２及び第１帯電物体捕集部５は、何れも導電性金属で形成され、両者は電気的に一体的である。
【００２３】
そして、上記本体２には内部を通過する帯電物体の電荷量を測定するための測定手段７を接続している。この測定手段７は、本体２内を通過する帯電物体の電荷によって本体２に誘起される電流あるいは電圧に基づいて電荷量を測定できるものであれば良く、従来から用いられている電荷量測定装置と同様のものを利用することができる。
【００２４】
また、上記供給管３の端部には、絶縁体からなる接続部材である接続管６を備えている。この接続管６を上記分岐管１４に連結することによって、上記粉体搬送路１３と上記電荷量測定装置１とを電気的に絶縁しながら連結するようにしている。
さらに、上記排出管４の端部には、その内部を排出管４と連通させ、後で説明する微粒粉体を捕集するための、金属製の第２帯電物体捕集部８を設けている。そして、この第２帯電物体捕集部８の端面には粉体搬送用の空気を通過させ、上記微粒粉体が通過しないフィルター９を設けている。
【００２５】
さらにまた、上記フィルター９の下流側には、この発明の排気口の下流側に設け、気体を吸引する吸引手段であるファン１０を設け、これをメッシュ状のカバー１１で覆っている。このファン１０は電動モーターＭで動作させるようにしている。
上記ファン１０は、排気管４からの排気を促すためのものであるが、上記粉体輸送管１３内の気流によって、上記本体２内に十分な気流が形成され、排気管４からの排気がスムーズに行なわれれば、必須のものではない。
上記のような電荷量測定装置１を、二点鎖線で示した金属製のシールド部材１２で覆うようにしている。このシールド部材１２を接地して、上記本体２に誘起される電流や電圧が外部の電気的ノイズの影響を受け難くしている。つまり、このシールド部材１２を備えることによって、測定手段７がより正確な電荷量を測定できることになる。
なお、上記電動モーターＭを備えたファン１０は、上記シールド部材１２の外側に設け、測定手段７が電動モーターＭの電気的影響を受けないようにしている。
【００２６】
上記のようにした第１参考例の電荷量測定装置１において、上記供給管３から供給された気流は、本体２の内壁に沿って旋回し、その中心部には上昇気流が形成され、空気は上記本体２の中心から排気管４を介して排気される。
このとき、上記気流によって供給された粉体は、遠心力によって本体２の内壁面側に向かって移動し、その後重力によって落下、下端の第１帯電物体捕集部５に捕集される。つまり、流体サイクロンの原理によって、気体と粉体が分離されることになる。
【００２７】
この間に、本体２内を移動した粉体の総電荷量は上記測定手段７によって検出することができる。
一方、上記第１帯電物体捕集部５を上記本体２から取り外して、そこに捕集された粉体の重量を測定すれば、単位重量あたりの電荷量、すなわち比電荷量を求めることができる。
そして、この電荷量測定装置１は、上記したように遠心力と重力とのバランスによって、供給管３から供給された粉体と空気流とを分離するようにしているので、従来の装置のように、フィルターによって粉体を分離する装置とは違うので、フィルターの目詰まりが発生して粉体の供給ができなくなってしまうことがない。つまり、頻繁にフィルターの清掃や取替えを行なわなくても、必要な時間だけ、連続的に輸送過程における粉体の電荷量を測定することができる。
【００２８】
但し、重量が小さい微粒粉体には、重力よりも遠心力の方が大きく作用し、落下しないで気流に乗って排気管４から排出されてしまうことも起こる。このような微粒粉体は、上記第２帯電物体捕集部８で捕集し、その重量を測定することもできる。そして、この第２帯電物体捕集部８で捕集した粉体の重量も用いて、比電荷量を算出すれば、より正確な比電荷量を求めることができる。
また、粉体に作用する遠心力の大きさは、その回転速度や旋回半径に応じて決まり、重力は粉体の質量によって決まるものなので、本体２の直径や、帯電物体である粉体の粒径などに応じて、粉体の供給速度を調整すれば、粉体と気流との分離精度を高めることができる。このように、粉体の分離精度を上げることができれば、重力で分離されないで第２帯電物体捕集部８で捕集される粉体はほんのわずかになるので、フィルター９の目詰まりは起こり難くなる。
【００２９】
図２に示す電荷量測定装置２０は、この発明の一実施形態であり、シールド部材１５の構成が上記第１参考例のシールド部材１２と異なるものである。但し、上記第１参考例と同じ構成要素には、図１と同じ符号を用いている。
また、図２では省略しているが、上記第１参考例と同様に、排気管４には第２帯電物体捕集部８を連結している。
そして、この実施形態のシールド部材１５は、導電性を有する金属製のものであり、上記本体２、供給管３、第１帯電物体捕集部５、排気管４及び第２帯電物体捕集部８の外周に所定の間隔を設け、この間隔内に絶縁体からなるスペーサ１６を介在させたものである。言い換えれば、上記スペーサ１６を介して、シールド部材１５を、本体２などと一体化している。
そして、この実施形態においても、上記第２帯電物体捕集部８の下流側のファン１０は、シールド部材１５の外に設けている。
【００３０】
なお、このシールド部材１５は、本体２の下端のフランジ部２ａと第１帯電物体捕集部５の上端のフランジ部５ａで分離可能にし、第１帯電物体５を本体２から取り外せるようにしている。
さらに、この実施形態では、シールド部材１５の外周に測定器ケース１７を設け、内部に上記測定手段７を組み込んでいる。そして、この測定器ケース１７の外周に、測定手段７による測定結果を表示するための表示手段を設けている。
さらにまた、シールド部材１５の外周には、取っ手１８を設け、この取っ手１８を持ってこの電荷量測定装置２０の取り扱いを容易にしている。
【００３１】
この実施形態の電荷量測定装置においても、供給管３から供給される粉体は、気流によって旋回し、本体２内で落下して気流から分離して第１帯電物体捕集部５で捕集されるとともに、測定手段７で電荷量を測定することができる。
また、重力によって分離し切れなかった微粒粉体は、第２帯電物体捕集部８で捕集される。
【００３２】
このように、遠心力と重力とによって気流から粉体を分離するようにしているので、従来のように、フィルターの目詰まりによって粉体供給が妨げられることがなく、輸送工程における粉体の電荷量を連続的に測定することができる。
また、測定手段７で測定した電荷量と、上記第１帯電物体捕集部５で捕集した粉体の重量とから、粉体の比電荷量を求めることができる。さらに、第２帯電物体捕集部８で捕集した粉体の重量も測定し、これを演算に用いれば、より正確な比電荷量を求めることができる。
【００３３】
さらに、この実施形態では、シールド部材１５と上記本体２とを一体化しているので、これらを一体的に取り扱うことができる。例えば、取っ手１８を持って電荷量測定装置２０を持ち運ぶことができるし、シールド部材１５を接地させておけば、作業員が電荷量測定装置２０を手に持ったまま、電荷量を測定することもできる。
【００３４】
図３に示めす第２参考例の電荷量測定装置２１は、排気管４の途中を分断し、本体２と第２帯電物体捕集部８との間を絶縁体からなる接続部材である接続管６で接続するとともに、第２帯電物体捕集部８に電荷量を測定するための測定手段２２を設けている。この測定手段２２は、上記測定手段７と同様のものである。
その他の構成は、図１に示す第１参考例と同様の構成要素には図１と同じ符号を用いている。
このように、第２参考例では、本体２と第２帯電物体捕集部８との間に上記接続管６を設けて両者を電気的に絶縁しながら連結し、第２帯電物体捕集部８で捕集した帯電物体の電荷量を、第１帯電物体捕集部５で捕集した帯電物体とは別に測定できるようにしたものである。
【００３５】
この第２参考例の電荷量測定装置２１においても、供給管３から供給される粉体は、気流によって旋回し、本体２内で落下して気流から分離して第１帯電物体捕集部５で捕集されるとともに、測定手段７で電荷量を測定することができる。
そして、遠心力と重力とによって気流から粉体を分離することで、従来のように、フィルターの目詰まりによって粉体供給が妨げられることがなく、輸送工程における粉体の電荷量を連続的に測定することができる点は、上記実施形態及び第１参考例と同じである。
【００３６】
一方、重力によって分離し切れなかった微粒粉体は、第２帯電物体捕集部８で捕集されるが、この第２参考例の電荷量測定装置２１では、上記測定手段２２によって上記微粒粉体の電荷量を測定することができる。そして、第２帯電物体捕集部８で捕集した粉体の重量と上記測定手段２２の測定値とから、微粒粉体の比電荷量を求めることができる。
この第２参考例の電荷量測定装置２１では、第１帯電物体捕集部５で捕集される比較的粒径の大きい帯電物体と、第２帯電物体捕集部８で捕集される比較的粒径の小さい帯電物体とを分離して、それぞれの電荷量を測定できる。そのため、粉粒体の電荷量に対する粒径の影響を求めることもできる。
なお、図３ではシールド部材１２を一点鎖線で示しているが、この第２参考例の電荷量測定装置２１でも、図２に示す実施形態のように、シールド部材を本体２などと一体化してもよい。
【００３７】
上記第１参考例、実施形態及び第２参考例の電荷量測定装置１，２０、２１は、いずれも、粉体輸送管１３から分岐した分岐管１４に取り付ければ、粉体輸送管１３で輸送される粉体輸送のラインを止めなくても、必要な時に電荷量を測定することができる。
但し、上記分岐管１４の端部に電荷量測定装置１，２０，２１を取り付けていないときには、分岐管１４の端部を塞ぐ閉塞部材を取り付けておく必要がある。
あるいは、分岐管１４の端部に、開閉バルブを介して、電荷量測定装置１，２０，２１を常時取り付け、電荷量測定をする際に、上記開閉バルブを開状態にして、本体２内に粉体を供給するようにしてもよい。
【００３８】
なお、上記第１参考例、実施形態及び第２参考例では、帯電物体としての粉体が搬送されている粉体輸送管１３に分岐管１４を介して各電荷量測定装置１，２０，２１の供給管３を接続して用いているが、上記供給管３に粉体輸送管１３を接続しないで室内などに浮遊あるいは堆積している粉体の電荷量を測定することもできる。
上記実施形態の電荷量測定装置１，２０，２１は、排気管４にファン１０を設けているので、このファン１０を駆動することによって、供給管３から空気を吸引し、形成した気流によって周囲の粉体を本体２内へ供給することができる。本体２内に供給された粉体は、上記実施形態と同様にその電荷量を測定することができる。
特に、図２に示す実施形態のように、シールド部材１５と上記本体２とを一体化し、取っ手１８を備えた電荷量測定装置２０は、様々な場所へ移動してその周囲の帯電体の電荷量を測定することが容易にできる。
【００３９】
また、上記では、帯電物体としての粉体の電荷量を測定する装置として説明したが、上記電荷量測定装置は、帯電物体が気体によって供給される液体粒子であっても、その電荷量を連続的に測定することができる。
液体粒子の電荷量の測定原理は、上記した粉体の電荷量測定と同じであるが、帯電物体となる液体粒子は、搬送気体によって搬送される間、粒子状を保っている必要がある。
【００４０】
そして、従来のフィルターを用いた電荷量測定装置では、フィルターに付着して気体の通過を妨げるような液体からなる粒子を測定しようとすると、粉体と同様に連続測定ができなくなるが、上記実施形態の電荷量測定装置では遠心力と重力とによって気体と液体粒子とを分離するため、フィルターの目詰まりがなく、連続的な測定も可能である。
一方、フィルターを通過してしまう液体粒子の場合には、フィルターによる捕集ができないため、従来の電荷量測定装置では比電荷量の測定はできない。しかし、上記実施形態の電荷量測定装置なら、帯電物体捕集部で液体粒子を捕集することができるため、液体粒子の比電荷量を測定することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
この発明の電荷量測定装置を用いれば、帯電体が連続的に搬送されている粉体の製造現場などで電荷量を測定し、管理することによって静電気による事故を防止することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１      電荷量測定装置
２      本体
３      供給管
４      排気管
５      第１帯電物体捕集部
６      接続管
７      測定手段
８      第２帯電物体捕集部
１０    ファン
Ｍ      電動モーター
１２    シールド部材
１５    シールド部材
１６    スペーサ
１７    測定器ケース
２０    電荷量測定装置
２１    電荷量測定装置
２２    測定手段
【図１】
0005474001.tif 000002
【図２】
0005474001.tif 000003
【図３】
0005474001.tif 000004