(57)【要約】【課題】  粉体の流動性を高めて、分散力の高い適切なエアロゾル化できる粉体分散装置を提供することである。【解決手段】  粉体の供給機１と粉体を分散させる粉体分散機２から成り、粉体が粉体供給機１から粉体供給管４を経由してその粉体分散機２の分散筒５に落下して、分散筒５の底部１３のインペラ６の羽根１２により旋回渦流としてエアゾール吐出管７より吐出させる粉体分散装置において、インペラ６の下端相当部に当たる分散筒５と底部１３が湾曲形状を構成したことを特徴とする。この粉体分散装置において、インペラ６の上端相当部より上部の分散筒の形状を逆円錐形状又は逆円形断面形状にしたり、インペラ６の羽根１２の断面形状の下部を三角形状としたり、インペラ６の羽根１２の下端と湾曲した底部１３との間隙を５−２０ｍｍ程度にできる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体の供給機１と粉体を分散させる粉体分散機２から成り、粉体が粉体供給機１から粉体供給管４を経由してその粉体分散機２の分散筒５に落下して、分散筒５の底部１３のインペラ６の羽根１２により旋回渦流としてエアロゾル吐出管７より吐出させる粉体分散装置において、インペラ６の下端相当部に当たる分散筒５と底部１３が湾曲形状を構成したことを特徴とする粉体分散装置。
【請求項２】
インペラ６の上端相当部より上部の分散筒の形状を逆円錐形状又は逆円形断面形状にしたことを特徴とする請求項１に記載の粉体分散装置。
【請求項３】
インペラ６の羽根１２の断面形状の下部を三角形状としたことを特徴とする請求項２に記載の粉体分散装置
【請求項４】
インペラ６の羽根１２の下端と湾曲した底部１３との間隙を５〜２０ｍｍ程度にできることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の粉体分散装置。
【請求項５】
分散筒５の逆円錐形状部又は逆円形断面形状部に粉体３の粒子径の個数中位径の１／１００〜１０倍程度の太さの突起を設けられていることを特徴とする請求項３或いは４に記載の粉体分散装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粉体を完全に分散した粒子の粉塵として空気と共に排出する粉体分散装置に関し、特に、粉体エアロゾル発生器の構造的に改良された構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の粉体分散装置は、モータにより高速回転する特殊構造のインペラによって分散を行っていて、まず最初に粉体を微少量、脈流なく高精度でマイクロフィーダにより分散機に供給され、次に、粉体分散機中でその粉体をモータにより高速回転するインペラによって粉塵流に分散して空気中にエアロゾル化して排出口から排出させるものであった。この場合に、粉体分散機の分散筒は側面が円筒状であり、底面が平らな床面であり、また、インペラは平らな平面に設置されたものであった（特許文献１参照）。
【０００３】
粉体分散装置の基本構成の概要は、図１に示すように、粉体供給機１と回転翼型分散機２から構成され、この粉体供給機１は小量用から大量用を供給できる各種の粉体供給機が市販されており、粉体エアロゾル発生器に使用する粉体３及びエアロゾルの供給量に対応する粉体供給機１を自在に選択採用可能である。
【０００４】
回転翼型分散機の基本構成の概要は、図１に示すように粉体供給管４、分散筒５、インペラ６及びエアロゾル吐出管７より構成される。別に設置の粉体供給機１から排出される粉体３は、粉体供給管４を経由して分散筒５内に落下する。モータ９とプーリ１０とベルト１１より構成される動力機構により高速回転するインペラ６と衝突し、粉体中の凝集粒子に剪断効果を発生する。また、プーリ軸１５に固定されている４〜６枚程度の羽根１２から成るインペラ６の先端と分散筒５内壁間の狭い空間を流動する凝集粉体にも、剪断効果が発生する。高速回転するインペラ６により発生する気体流と粉体３は混合し、粉体のエアロゾル８を形成して、エアロゾル吐出管７より排出する。また、インペラ６は４〜６枚の羽根１２から構成されている。インペラ６の回転速度は、２０、０００ｒｐｍ〜５、０００ｒｐｍ程度変動する構造となっており、粉体供給管４より粉体３と同伴にて分散筒５内へ流入する空気量は、その回転速度と関連する。また、粉体供給管４の部分に、更にバイパス吸入口１８を設けて、流入する空気量を増大させたり、粉体供給管４及びバイパス吸入口１８を絞ることにより流入する空気量を減らしたりすることができる。その結果、空気濃度の任意の調節が可能となる。
【０００５】
従来の粉体分散装置では、粉体３の処理量を増大する、或いは凝集粉体の分散効果を向上するためにインペラ６の回転速度を高めることがその対策の一つであるが、更に改善するためには、分散筒５と底部１３が直交しており、粉体の流動を著しく妨害する構造上の問題がある。また、分散筒５の上部１４においても直交しており改良の必要がある。
【０００６】
図２は、先行技術として広く使用されている回転翼型分散機の基本構成を示し、この構造は、入口（粉体供給管４）と出口（エアロゾル吐出管７）が円形であり、面積一定であるが、矩形でも良く、分散筒５と底部１３及び上部１４が直交している。これは、粉体３の供給量（処理量）を１００Ｋｇ／ｈ、２０ｍ３／ｍｉｎとする粉体分散装置の設計に基づく構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５７６８９４６号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０７３６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明の課題は、粉体の流動性を高めて、歩留まりが良く、分散力の高い適切な粉体エアロゾル化できる粉体分散装置を提供することである。
【０００９】
この発明の更なる課題は、粉体分散装置における分散筒の底部１３と上部１４の構造的改良によって、分散力、エアロゾル化を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、請求項１による粉体分散装置において、インペラ６の下端相当部に当たる分散筒５と底部１３が湾曲形状を構成したことによって、粉体の流動性を良くして分散力を向上させる。同様に、請求項２による構成、即ち分散筒の上端部を逆円錐形状又は逆円形断面形状によっても、同じように、粉体の流動性を良くして分散力を向上させることが達成される。
【００１１】
更に、この課題は、請求項３による粉体分散装置におけるインペラ６の羽根１２の断面形状を三角形状にして、羽根１２の攪拌効果を高めることができ、粉体の分散力を向上させて、粉体の流動性を高める。
【００１２】
また、請求項４による粉体分散装置におけるインペラ６の羽根の下部と湾曲した底部１３の隙間を５〜２０ｍｍとすることにより、テイラー・ゲルトラー渦効果の向上を生じさせる。
【００１３】
更に、請求項５による粉体分散装置における分散筒の逆円錐形状部又は逆円形断面形状部に適切な突起を設けることにより、気体と粉体の混合流の乱れを発生させて、粉体の分散効果も、分散筒への付着防止効果も高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の粉体分散装置によると、粉体の流動性を高めて、粉体の分散を効率的に向上させて粉体をエアロゾル化できる。
【００１５】
この発明の粉体分散装置によると、羽根と分散筒の間に適切な隙間を設けて、テイラー・ゲルトラー渦効果を向上させる。
【００１６】
この発明によると、分散筒に適切な突起によって、粉体の分散効果と分散筒への付着防止効果も高め得る。
【００１７】
この発明によると、インペラ６の回転速度が同じであっても、粉体３の処理量を増大する、或いは凝集粉体の分散効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は従来の粉体分散装置の基本構成の概要図を、（ｂ）は従来の粉体分散装置の基本構成のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示す。
【図２】（ａ）は先行技術の回転翼型分散機の基本構成を、（ｂ）は先行技術の回転翼型分散機のＢ−Ｂ断面図をそれぞれ示す。
【図３】（ａ）は本発明の回転翼型分散機の基本構成を、（ｂ）は本発明の回転翼型分散機のＤ−Ｄ断面図を、（ｃ）は本発明の回転翼型分散機のＥ−Ｅ断面図をそれぞれ示す。
【図４】（ａ）は本発明の回転翼型分散機の改良型回転翼の一態様を、（ｂ）は本発明の回転翼型分散機の改良型回転翼の一態様のＦ−Ｆ断面図を、（ｃ）は本発明の回転翼型分散機の改良型回転翼の一態様のＧ−Ｇ断面図をそれぞれ示す。
【図５】（ａ）は本発明の回転翼型分散機の改良型回転翼の別の態様を、（ｂ）は本発明の回転翼型分散機の改良型回転翼の別の態様のＨ−Ｈ断面図を、（ｃ）は本発明の回転翼型分散機の改良型回転翼の別の態様のＪ−Ｊ断面図をそれぞれ示す。
【図６】本発明の回転翼型分散機の分散筒の別の態様を示す。
【図７】（ａ）は本発明の回転翼型分散機の分散筒に突起を備える更に別の態様を、（ｂ）は本発明の回転翼型分散機の分散筒に突起を備える更に別の態様の分散筒５の投影側面を、（ｃ）は本発明の回転翼型分散機の分散筒に突起を備える更に別の態様のＫ−Ｋ断面図をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面と共に本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図３は、本発明の回転翼型分散機の基本構成を示し、分散筒５と底部１３が直交せず、分散筒５はインペラ６部のみが円筒となり、底部１３が湾曲形状を構成し、インペラ６流過後の粉体３と気体の混合流にテイラー・ゲルトラー渦が発生する構造となっており、この部分において強い分散効果の発生を期待している。本設計では、底部１３の湾曲形状を楕円断面としている。また、半球断面或いは直交部のみを円形断面とすることもできる。この選択は、粉体３の性状、空気及びそれ以外の気体の選択、或いは、温度、圧力等の環境条件などを加味して行う。
【００２１】
インペラ６は図３のＤ−Ｄ断面図に示すように、数枚の矩形状の羽根１２により構成されている。また、インペラ６の上端部相当より上部の分散筒５の形状は、逆円錐形状になっており、加速分散効果を期待している。
【００２２】
図４は、本発明の回転翼型分散機の改良型回転翼の一態様を示し、インペラ６の羽根１２の断面形状を下部三角形状としている点が、本発明の回転翼型分散機（図３）との相違点である。本発明におけるインペラ６の羽根１２を下部三角形状とした効果は、羽根１２が粉体と衝突する過程をより増大することと、テイラー・ゲルトラー渦効果をより拡大する点である。
【００２３】
図５は、本発明の回転翼型分散機の改良型回転翼の別の態様を示し、本発明の回転翼型分散機の基本構成（図３）に対してインペラ６の羽根１２の下部１７を底部１３の湾曲部との間に２〜２０ｍｍ程度の隙間を設けるように、設計している。その結果、テイラー・ゲルトラー渦効果の向上を目的としている。
【００２４】
図６は、本発明の回転翼型分散機の分散筒の別の態様を示し、インペラ６の上端部相当より上部の分散筒５の形状を下部円錐形状ではなく、円形断面形状とすることにより、加速分散効果を達成する点に特徴がある。其の他は本発明の分散機（図３〜５）の構造・形状と同一又は類似とする。
【００２５】
図７は、本発明の回転翼型分散機の分散筒の更に別の態様を示し、分散筒５の上部逆円錐形状部又は円形断面形状部に複数個の突起を設け、気体と粉体３の混合流に乱れを発生させ、粉体３の分散効果と粉体の逆円錐形状部又は円形断面形状部への付着防止効果を発生させている。突起の太さは、粉体３粒子径の個数中位径の１／１００〜１０倍程度の円柱とする。円柱の高さは１０ｍｍ程度とし、各円柱間の間隔は１００ｍｍ程度とした配置とする。
【００２６】
本発明のような粉体分散装置の構成は、各種の分野において、応用、利用され得るものである。ここで、幾つかの例示を説明記載する。
【００２７】
１）粉体の粒度調整
食品原料、トナー、粉体塗料、ガラス製造原料、電子材料などの粒度調整を行う乾式分級プロセスでは、供給原料である粉体が良く分散されてエアロゾル化されていなければ吸収率が非常に悪く、粉体エアロゾル化は必要不可欠な技術である。
【００２８】
２）燃焼排ガスの無害化
家庭ごみなどの焼却過程で発生する有害な酸性ガスは、消石灰を煙道噴射することにより無害化し、クリーンな排ガスとして排出される。塩化水素（ダイオキシンの元となる物質）や硫黄酸化物を除去するためにも使用される。このとき無害化反応を有効に行うには消石灰をよく分散・エアロゾル化して煙道噴射することが必要である。
【００２９】
３）土壌汚染などの無害化
消石灰は消毒効果があり、水害などによる土壌汚染や細菌感染（鳥インフルエンザなど）の消毒用としても使われる。分散機は、その有効性を上げ、効率よく分散散布するために役立つ。
【００３０】
４）作業環境の再現とリスク評価
粉体を扱う作業環境を再現模擬して行うリスク調査・研究では分散強度を調整した粉体エアロゾル化が必要である。
【００３１】
５）機器の耐摩耗試験
自動車やロボットをはじめとする各種機器の粉塵に対する耐久性を調べるには砂などを分散エアロゾル化して発生させることが必要である。
【００３２】
６）環境影響のモデル実験
ＰＭ２．５、放射性エアロゾルなど浮遊微粒子を模擬して環境分布などを予測・調査を行うモデル実験には粉体の分散エアロゾル化が必要である。
【００３３】
７）その他
自動車エアクリーナ、換気・空調用フィルタ、防塵マスク、工業用集塵・除塵装置などの気体浄化機器の性能試験
粒子径分布測定装置、じん肺濃度計などの粉体・粉塵用測定機器の検定、校正。
【００３４】
８）原子力発電所
原子力発電所において、発生する排気ガス中に含まれる放射性微粒子除去用フィルタの性能試験装置では、同粒子と類似径の微粒子をエアロゾルとして発生させる必要があるが、このエアロゾル発生器としては、粒子の分散が確実なエアロゾルの発生を必要としている。
【符号の説明】
【００３５】
１．．．粉体供給機
２．．．回転翼型分散機
３．．．粉体
４．．．粉体供給管
５．．．分散筒
６．．．インペラ
７．．．エアロゾル吐出管
８．．．エアロゾル
９．．．モータ
１０．．．プーリ
１１．．．ベット
１２．．．羽根
１３．．．底部
１４．．．上部
１５．．．プーリ軸
１６．．．突起
１７．．．羽根１２の下部
１８．．．バイパス吸入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018058001.tif 000008
【図７】
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