(57)【要約】【課題】粉粒体濃度が一定な粉粒体混合ガスを連続して生成することが可能な粉粒体混合ガス生成機の提供を目的とする。【解決手段】本発明の粉粒体混合ガス生成機１００によれば、粉粒体容器１０から単位時間当たり一定質量の粉粒体が正確に排出され、これを単位時間当たり一定体積のガスと混合して粉粒体混合ガスを生成しているので、粉粒体濃度が一定な粉粒体混合ガスを連続して生成することができる。また、側部開口７３からガス送給パイプ７０に流れ込んだガスが旋回流を生成するので、ガスに対する粉粒体の分散を促進させることができる。さらに、スリット８３からガス送給パイプ７０に流れ込んだガスによって、ガス送給パイプ７０の内面を覆うエアーカーテンが生成されるので、ガス送給パイプ７０の内面への粉粒体の付着を防止することができる。【選択図】図１
2008207063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスに粉粒体が分散して浮遊した粉粒体混合ガスを生成するための粉粒体混合ガス生成機であって、
前記ガスを送給可能なパイプ構造をなし、その送給先の終端部に備えたガス排出口からガスを排出可能なガス送給パイプと、
前記ガス送給パイプが内外を連通した状態で固定された容器収容ケースと、
前記ガス送給パイプに形成されて前記容器収容ケースの内側に開放し、前記粉粒体を前記ガス送給パイプ内に供給するための粉粒体受入口と、
前記ガス送給パイプに形成されて前記容器収容ケースの内側又は外側に開放し、前記ガスを前記ガス送給パイプ内に流入させるためのガス流入口と、
前記容器収容ケース内に収容されて前記粉粒体受入口の上方に配置され、前記粉粒体を収容した粉粒体容器と、
前記粉粒体容器の内部に設けられて、モータの動力を受けて駆動され、単位時間当たり一定質量の前記粉粒体を前記粉粒体容器から前記粉粒体受入口へと排出するための粉粒体排出機構と、
前記ガス送給パイプの前記ガス流入口に対し、前記容器収容ケースに形成されたガス充填口を介して間接的に或いは前記ガス充填口を介さずに直接的に接続されて、単位時間当たり一定体積量のガスを供給し、その単位時間当たり一定体積量のガスの全てを前記ガス送給パイプのガス排出口から前記単位時間当たり一定質量の粉粒体と共に排出させるためのガス供給装置とを備えたことを特徴とする粉粒体混合ガス生成機。
【請求項２】
前記ガス送給パイプのうち前記容器収容ケース内に配置された部分に形成されて、前記ガス送給パイプを内外に貫通する複数のスリットを形成し、
それらスリットを通して前記容器収容ケース内のガスを前記ガス送給パイプ内に流入させて前記ガス送給パイプの内面を覆うエアーカーテンを生成可能としたことを特徴とする請求項１に記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項３】
前記スリットは、前記ガス送給パイプの周方向に延びると共に、前記ガス送給パイプの周方向及び軸方向に亘って複数形成されたことを特徴とする請求項２に記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項４】
前記ガス送給パイプの中間部に形成されて側方に向かって開放した側部開口と、前記側部開口の開口縁から前記ガス送給パイプの側方に張り出し、前記ガス送給パイプの内周面の接線方向と略平行に延びたガス案内片とからなる旋回流発生部を設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項５】
前記旋回流発生部には、前記ガス送給パイプの内側又は外側に回動可能に嵌合し、前記側部開口の開口面積を拡縮可能な可動円弧部材と、前記可動円弧部材の一端部から側方に張り出し、前記ガス案内片と協働して前記ガスを前記側部開口に案内する補助案内片とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項６】
前記ガス送給パイプの内部に形成されて螺旋形状をなして前記ガス送給パイプの軸方向に延び、前記ガス送給パイプ内を通過するガスが旋回するように案内する旋回螺旋ガイドを備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項７】
前記ガス送給パイプの内部空間を絞ったガス圧縮部と広くしたガス膨張部とを前記ガス送給パイプの軸方向に交互に繰り返して設けたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項８】
前記ガス送給パイプの内部に嵌合されて前記ガスの送給方向の前方に向かって縮径し、先端に縮径口を有した集合コーンと、前記ガス送給パイプの内面から浮かせて保持されて前記ガスの送給方向の前方に向かうに従って徐々に拡径した拡散錐形体とを、前記送給方向に並べたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項９】
前記粉粒体容器と前記ガス送給パイプとの間を導通接続したことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項１０】
収容した前記粉粒体を含む前記粉粒体容器全体の単位時間当たりの低減量を計測するための質量計量器を備え、前記低減量に基づいて前記粉粒体容器から前記粉粒体受入口へと排出する単位時間当たりの前記粉粒体の質量をフィードバック制御することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項１１】
前記ガス送給パイプは、前記ガス排出口を含む終端部が前記容器収容ケースの底壁に固定されて前記容器収容ケース内で起立し、
前記ガス排出口が前記容器収容ケースの下方に向かって開放する一方、
前記ガス流入口が前記ガス送給パイプの上端部に配置されて上方に向かって開放し、その前記ガス流入口の上方に前記粉粒体容器が配置されたことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項１２】
前記粉粒体排出機構には、前記粉粒体容器の底壁に貫通形成され、前記粉粒体同士が付着してなる粉粒体アーチにより閉塞可能な複数の粉粒体通過孔と、
前記モータから動力を受けて前記底壁の上方を旋回して前記粉粒体アーチに外力を付与し、前記粉粒体アーチを構成していた前記粉粒体を前記粉粒体通過孔から前記底壁の下方に強制落下させるための底面旋回部材とから構成されたことを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機。
【請求項１３】
前記底壁に、上方に膨出した複数の底壁上面突部を形成し、
前記粉粒体通過孔は、前記各底壁上面突部の下方に形成されて途中で屈曲すると共に、前記底壁上面突部の側面に前記粉粒体通過孔の上端開口が配置されて前記底面旋回部材の旋回方向と対向する水平方向に向かって開放する一方、前記底壁上面突部の真下に前記粉粒体通過孔の下端開口が配置されて鉛直下方に開放したことを特徴とする請求項１２に記載の粉粒体精密供給装置。
【請求項１４】
前記底面旋回部材は、前記底壁の上面の法線方向と平行な旋回軸の回りを旋回すると共に下方に複数の旋回脚部を垂下して備え、それら複数の旋回脚部が前記底壁上面突部同士の間を通過して前記底壁の上面上を移動するように構成したことを特徴とする請求項１３に記載の粉粒体精密供給装置。
【請求項１５】
前記底壁に、下方に膨出した底壁下面突部を形成し、
前記粉粒体通過孔は、前記底壁下面突部の上方に形成されて途中で屈曲すると共に、前記底壁下面突部の側面に前記粉粒体通過孔の下端開口が配置されて水平方向に向かって開放する一方、前記底壁下面突部の真上に前記粉粒体通過孔の上端開口が配置されて鉛直上方に開放したことを特徴とする請求項１２に記載の粉粒体精密供給装置。
【請求項１６】
前記底壁は、上面と下面とが平行かつ平坦になっており、
前記粉粒体通過孔は、前記底壁の上面及び下面の法線方向に貫通形成されたことを特徴とする請求項１２に記載の粉粒体精密供給装置。
【請求項１７】
前記粉粒体通過孔は、下端部に向かって徐々に開口面積が広がっていることを特徴とする請求項１６に記載の粉粒体精密供給装置。
【請求項１８】
前記底面旋回部材は、前記底壁の上面の法線方向と平行な旋回軸の回りを旋回する突片構造をなすと共に、旋回方向の前端縁側が後端縁側より上方に位置するように傾斜した迎角を有したことを特徴とする請求項１２乃至１７の何れかに記載の粉粒体精密供給装置。
【請求項１９】
前記底面旋回部材は、前記底壁の上面の法線方向と平行な旋回軸の回りを旋回する突片構造をなすと共に、前記底壁の上面と平行になって隣接した隣接下端面を有したことを特徴とする請求項１２，１６又は１７の何れかに記載の粉粒体精密供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスに粉粒体が分散して浮遊した粉粒体混合ガスを生成するための粉粒体混合ガス生成機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の粉粒体混合ガス生成機としては、粉粒体が堆積した容器にガス導入管と粉塵導出管とを接続したものが知られている。この粉粒体混合ガス生成機は、ガス導入管から粉粒体の堆積物にガスを吹き付けて粉粒体を浮遊させることで粉粒体混合ガスを生成し、これを粉塵導出管から排出する構成であった（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４８６５８号公報（段落［００１６］、［００１７］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述した従来の粉粒体混合ガス生成機では、ガスの吹き付けにより浮遊する粉粒体の量が安定せず、粉粒体混合ガスの粉粒体濃度（単位体積のガスに分散した粉粒体の質量）がばらつくという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、粉粒体濃度が一定な粉粒体混合ガスを連続して生成することが可能な粉粒体混合ガス生成機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る粉粒体混合ガス生成機は、ガスに粉粒体が分散して浮遊した粉粒体混合ガスを生成するための粉粒体混合ガス生成機であって、ガスを送給可能なパイプ構造をなし、その送給先の終端部に備えたガス排出口からガスを排出可能なガス送給パイプと、ガス送給パイプが内外を連通した状態で固定された容器収容ケースと、ガス送給パイプに形成されて容器収容ケースの内側に開放し、粉粒体をガス送給パイプ内に供給するための粉粒体受入口と、ガス送給パイプに形成されて容器収容ケースの内側又は外側に開放し、ガスをガス送給パイプ内に流入させるためのガス流入口と、容器収容ケース内に収容されて粉粒体受入口の上方に配置され、粉粒体を収容した粉粒体容器と、粉粒体容器の内部に設けられて、モータの動力を受けて駆動され、単位時間当たり一定質量の粉粒体を粉粒体容器から粉粒体受入口へと排出するための粉粒体排出機構と、ガス送給パイプのガス流入口に対し、容器収容ケースに形成されたガス充填口を介して間接的に或いはガス充填口を介さずに直接的に接続されて、単位時間当たり一定体積量のガスを供給し、その単位時間当たり一定体積量のガスの全てをガス送給パイプのガス排出口から単位時間当たり一定質量の粉粒体と共に排出させるためのガス供給装置とを備えたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の粉粒体混合ガス生成機において、ガス送給パイプのうち容器収容ケース内に配置された部分に形成されて、ガス送給パイプを内外に貫通する複数のスリットを形成し、それらスリットを通して容器収容ケース内のガスをガス送給パイプ内に流入させてガス送給パイプの内面を覆うエアーカーテンを生成可能としたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２に記載の粉粒体混合ガス生成機において、スリットは、ガス送給パイプの周方向に延びると共に、ガス送給パイプの周方向及び軸方向に亘って複数形成されたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項２又は３に記載の粉粒体混合ガス生成機において、ガス送給パイプの中間部に形成されて側方に向かって開放した側部開口と、側部開口の開口縁からガス送給パイプの側方に張り出し、ガス送給パイプの内周面の接線方向と略平行に延びたガス案内片とからなる旋回流発生部を設けたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４に記載の粉粒体混合ガス生成機において、旋回流発生部には、ガス送給パイプの内側又は外側に回動可能に嵌合し、側部開口の開口面積を拡縮可能な可動円弧部材と、可動円弧部材の一端部から側方に張り出し、ガス案内片と協働してガスを側部開口に案内する補助案内片とを備えたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機において、ガス送給パイプの内部に形成されて螺旋形状をなしてガス送給パイプの軸方向に延び、ガス送給パイプ内を通過するガスが旋回するように案内する旋回螺旋ガイドを備えたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機において、ガス送給パイプの内部空間を絞ったガス圧縮部と広くしたガス膨張部とをガス送給パイプの軸方向に交互に繰り返して設けたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機において、ガス送給パイプの内部に嵌合されてガスの送給方向の前方に向かって縮径し、先端に縮径口を有した集合コーンと、ガス送給パイプの内面から浮かせて保持されてガスの送給方向の前方に向かうに従って徐々に拡径した拡散錐形体とを、送給方向に並べて備えたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機において、粉粒体容器とガス送給パイプとの間を導通接続したところに特徴を有する。
【００１４】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機において、収容した粉粒体を含む粉粒体容器全体の単位時間当たりの低減量を計測するための質量計量器を備え、低減量に基づいて粉粒体容器から粉粒体受入口へと排出する単位時間当たりの粉粒体の質量をフィードバック制御するところに特徴を有する。
【００１５】
請求項１１の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機において、ガス送給パイプは、ガス排出口を含む終端部が容器収容ケースの底壁に固定されて容器収容ケース内で起立し、ガス排出口が容器収容ケースの下方に向かって開放する一方、ガス流入口がガス送給パイプの上端部に配置されて上方に向かって開放し、そのガス流入口の上方に粉粒体容器が配置されたところに特徴を有する。
【００１６】
請求項１２の発明は、請求項１乃至１１の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機において、粉粒体排出機構には、粉粒体容器の底壁に貫通形成され、粉粒体同士が付着してなる粉粒体アーチにより閉塞可能な複数の粉粒体通過孔と、モータから動力を受けて底壁の上方を旋回して粉粒体アーチに外力を付与し、粉粒体アーチを構成していた粉粒体を粉粒体通過孔から底壁の下方に強制落下させるための底面旋回部材とから構成されたところに特徴を有する。
【００１７】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の粉粒体混合ガス生成機において、底壁に、上方に膨出した複数の底壁上面突部を形成し、粉粒体通過孔は、各底壁上面突部の下方に形成されて途中で屈曲すると共に、底壁上面突部の側面に粉粒体通過孔の上端開口が配置されて底面旋回部材の旋回方向と対向する水平方向に向かって開放する一方、底壁上面突部の真下に粉粒体通過孔の下端開口が配置されて鉛直下方に開放したところに特徴を有する。
【００１８】
請求項１４の発明は、請求項１３に記載の粉粒体混合ガス生成機において、底面旋回部材は、底壁の上面の法線方向と平行な旋回軸の回りを旋回すると共に下方に複数の旋回脚部を垂下して備え、それら複数の旋回脚部が底壁上面突部同士の間を通過して底壁の上面上を移動するように構成したところに特徴を有する。
【００１９】
請求項１５の発明は、請求項１２に記載の粉粒体混合ガス生成機において、底壁に、下方に膨出した底壁下面突部を形成し、粉粒体通過孔は、底壁下面突部の上方に形成されて途中で屈曲すると共に、底壁下面突部の側面に粉粒体通過孔の下端開口が配置されて水平方向に向かって開放する一方、底壁下面突部の真上に粉粒体通過孔の上端開口が配置されて鉛直上方に開放したところに特徴を有する。
【００２０】
請求項１６の発明は、請求項１２に記載の粉粒体混合ガス生成機において、底壁は、上面と下面とが平行かつ平坦になっており、粉粒体通過孔は、底壁の上面及び下面の法線方向に貫通形成されたところに特徴を有する。
【００２１】
請求項１７の発明は、請求項１６に記載の粉粒体混合ガス生成機において、粉粒体通過孔は、下端部に向かって徐々に開口面積が広がっているところに特徴を有する。
【００２２】
請求項１８の発明は、請求項１２乃至１７の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機において、底面旋回部材は、底壁の上面の法線方向と平行な旋回軸の回りを旋回する突片構造をなすと共に、旋回方向の前端縁側が後端縁側より上方に位置するように傾斜した迎角を有したところに特徴を有する。
【００２３】
請求項１９の発明は、請求項１２，１６又は１７の何れかに記載の粉粒体混合ガス生成機において、底面旋回部材は、底壁の上面の法線方向と平行な旋回軸の回りを旋回する突片構造をなすと共に、底壁の上面と平行になって隣接した隣接下端面を有したところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００２４】
［請求項１の発明］
請求項１の発明に係る粉粒体混合ガス生成機では、粉粒体容器内の粉粒体排出機構により、単位時間当たり一定質量の粉粒体が、粉粒体容器からガス送給パイプの粉粒体受入口へと排出される。また、ガス供給装置は、容器収容ケースのガス充填口を介して間接的に或いはガス充填口を介さず直接的に、ガス送給パイプに対して単位時間当たり一定体積のガスを供給する。このうち、ガス充填口から容器収容ケースに供給されたガスは、容器収容ケースの内側に開放した粉粒体受入口から粉粒体と共にガス送給パイプ内に流入するので、粉粒体を確実にガス送給パイプ内に供給することができる。そして、ガス供給装置によってガス送給パイプに供給された単位時間当たり一定体積量のガスの全てが、単位時間当たり一定質量の粉粒体と共に、ガス送給パイプのガス排出口から排出される。つまり、粉粒体排出機構によって単位時間当たり一定質量の粉粒体が正確に供給され、これと単位時間当たり一定体積量のガスとが混合されるので、粉粒体濃度、即ち、単位体積のガスに分散した粉粒体の質量が一定となった粉粒体混合ガスを連続して生成することができる。
【００２５】
［請求項２及び３の発明］
請求項２の発明によれば、ガス充填口から容器収容ケース内に供給されたガスが、スリットを通してガス送給パイプ内に流入し、ガス送給パイプの内面を覆うエアーカーテンを生成するので、粉粒体混合ガス中の粉粒体がガス送給パイプの内面へ付着することを防止することができる。
【００２６】
具体的には、請求項３の発明のように、ガス送給パイプの周方向に延びたスリットを、ガス送給パイプの周方向及び軸方向に亘って複数形成すると、効果的なエアーカーテンを生成することができる。
【００２７】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、ガス充填口から容器収容ケース内に供給されたガスが、ガス案内片に案内されてガス送給パイプの側部開口に流入し、ガス送給パイプ内に旋回流を生成する。この旋回流によりガスへの粉粒体の分散が促進される。
【００２８】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、可動円弧部材をガス送給パイプに対して回動することで、側部開口の開口面積を拡縮することができ、旋回流の勢いを調整することができる。また、可動円弧部材の一端部から側方に張り出した補助案内片が、ガス案内片と協働してガスを案内するので、側部開口に流入するガスの流れを安定させることができる。
【００２９】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、ガス送給パイプ内を通過するガスが旋回螺旋ガイドに案内されて旋回流となるので、ガスへの粉粒体の分散を促進することができる。
【００３０】
［請求項７の発明］
請求項７の発明によれば、粉粒体混合ガスが、ガス送給パイプの内部空間を絞ったガス圧縮部と広くしたガス膨張部とを交互に通過することで、ガスに対する粉粒体の分散を促進することができる。
【００３１】
［請求項８の発明］
請求項８の発明によれば、粉粒体混合ガスが集合コーンと拡散錐形体とを通過することで、粉粒体混合ガスの流れが蛇行し、ガスに対する粉粒体の分散を促進することができる。また、粉粒体混合ガスに含まれる粉粒体の塊は、集合コーン又は拡散錐形体に衝突して粉砕されるから、粒子の揃った粉粒体混合ガスを生成することができる。
【００３２】
［請求項９の発明］
粉粒体容器とガス送給パイプとの間に静電気が発生すると、粉粒体容器又はガス送給パイプへの粉粒体の付着が起き、粉粒体濃度に誤差が生じる。これに対し、請求項９の発明によれば、粉粒体容器とガス送給パイプとの間が導通接続されているから、静電気による粉粒体の付着を防止することができ、粉粒体濃度を一定にすることができる。
【００３３】
［請求項１０の発明］
請求項１０の発明によれば、収容した粉粒体を含む粉粒体容器全体の単位時間当たりの低減量を実測して、粉粒体容器から単位時間当たりに粉粒体受入口に排出される粉粒体の質量をフィードバック制御するので、粉粒体混合ガスの粉粒体濃度を確実に一定にすることができる。
【００３４】
［請求項１１の発明］
請求項１１の発明によれば、粉粒体容器から下方に排出された粉粒体は、ガス送給パイプの上端部に開口したガス流入口からガスと共にガス送給パイプ内に流入するから、ガス流入口からの粉粒体の噴出が防止される。
【００３５】
［請求項１２の発明］
請求項１２の発明によれば、粉粒体容器の底面には複数の粉粒体通過孔が貫通形成された底壁を有している。この底壁の上部に粉粒体を載置しても、通常は粉粒体同士が付着して粉粒体通過孔を閉塞する粉粒体アーチを形成するため粉粒体が粉粒体通過孔を通過することはない。
【００３６】
そして、底壁上部に備えた底面旋回部材を旋回させると、粉粒体アーチが外力を受けて崩れ、粉粒体アーチを構成していた粉粒体が粉粒体通過孔を通過して底壁の下方に落下し、、すぐに新たな粉粒体アーチが形成されて粉粒体通過孔が閉塞される。
【００３７】
ここで、一旦粉粒体アーチが崩れて再度粉粒体アーチが形成されるまでに粉粒体通過孔から流出する粉粒体の量は極微量であるので、底面旋回部材を一定速度で旋回させている間は、単位時間当たり一定質量の粉粒体を供給することができる。
【００３８】
［請求項１３の発明］
請求項１３の発明によれば、底壁に設けた底壁上面突部の粉粒体通過孔が粉粒体アーチによって上方を覆われているため、底壁上に粉粒体が堆積しても、その粉粒体が自重のみにより粉粒体通過孔を通過することが防がれる。
【００３９】
［請求項１４の発明］
請求項１４の発明によれば、底壁上部の底面旋回部材を旋回させると、底面旋回部材から垂下して備えられた旋回脚部が粉粒体を撹拌し、粉粒体が塊になることを防ぎながら、粉粒体アーチに外力を加えて粉粒体を粉粒体通過孔から底壁の下方に落下させることができる。
【００４０】
［請求項１５の発明］
請求項１５の発明によれば、底壁に設けた底壁下面突部の粉粒体通過孔が粉粒体アーチによって上方を覆われているため、底壁上に粉粒体が堆積しても、その粉粒体が自重のみにより粉粒体通過孔を通過することが防がれる。
【００４１】
［請求項１６の発明］
請求項１６の発明によれば、粉粒体通過孔を底壁の法線方向に貫通形成したので、付着力が比較的強い粉粒体を、スムーズに粉粒体通過孔を通して供給することができる。
【００４２】
［請求項１７の発明］
請求項１７の発明によれば、粉粒体通過孔を下端部に向かって徐々に開口面積が広がるように形成したため、粉粒体アーチが粉粒体通過孔の下端側に形成されることを防ぎ、付着力が比較的強い粉粒体をスムーズに粉粒体通過孔を通して供給することができる。
【００４３】
［請求項１８の発明］
請求項１８の発明によれば、底面旋回部材が迎角を有しているために、底面旋回部材が旋回することにより粉粒体が底壁側に押し付けられる。これにより、底壁上に形成された粉粒体アーチに効率よく外力を加えて、粉粒体を粉粒体通過孔から底壁の下方に強制的に落下させることができる。
【００４４】
［請求項１９の発明］
請求項１９の発明によれば、底壁上面と平行に隣接する隣接下端面を有する底面旋回部材が底壁の上方を旋回する。これにより、底壁上に形成された粉粒体アーチに外力が加わり、粉粒体アーチを構成していた粉粒体を粉粒体通過孔から底壁の下方に強制的に落下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
［第１実施形態］
以下、本発明に係る第１実施形態を、図１〜図１２に基づいて説明する。図１には、本発明の粉粒体混合ガス生成機１００の全体が示されている。粉粒体混合ガス生成機１００は、粉粒体混合ガスを生成して粉塵試験装置２００に送給している。粉塵試験装置２００では、粉粒体混合ガス生成機１００によって生成された粉粒体混合ガスを使用して、各種機器（例えば、精密機器や集塵機器）の粉塵に対する耐久性、耐摩耗性、防塵性や集塵性能、その他粉塵に対する各種試験が行われる。なお、本実施形態の粉粒体混合ガス生成機１００では、空気に対して「ＪＩＳ  Ｚ８９０１」で規定された試験用粉体を分散させて粉粒体混合ガスを生成している。
【００４６】
図１に示すように粉粒体混合ガス生成機１００は、単位時間当たり一定体積のガスを供給するガス供給装置９０（具体的には、電動ファン）と、単位時間当たり一定質量の粉粒体を供給する粉粒体供給装置５０とを備え、それらガスと粉粒体とを閉塞された容器収容ケース５１の内部で混合して、粉粒体濃度（単位体積のガスに含まれる粉粒体の質量）が一定な粉粒体混合ガスを連続的に生成している。
【００４７】
図２及び図３に示すように、容器収容ケース５１の側面にはガス充填口５１Ａが貫通形成されている。ガス充填口５１Ａにはダクト９１（図１を参照）を介してガス供給装置９０が接続されている。ダクト９１の途中には、容器収容ケース５１に供給されるガスの瞬時流量（単位時間当たりの通過体積）を計測するためのガス流量計９２が設けられている。ガス流量計９２の計測値は制御装置１０１に取り込まれ、制御装置１０１は、この計測値に基づいて、容器収容ケース５１へのガスの単位時間当たりの供給体積が一定となるようにガス供給装置９０をフィードバック制御している。
【００４８】
粉粒体供給装置５０は以下のようである。即ち、容器収容ケース５１の内部には、粉粒体を貯留した粉粒体容器１０が収容されており、粉粒体容器１０の下面から下方のガス送給パイプ７０に向けて粉粒体を排出する構成となっている。
【００４９】
図４に示すように、粉粒体容器１０は、上から順番に大径筒部１１、小径筒部１２、粉粒体排出部１３を備えてなり、下方に向かうに従って、縮径した構造になっている。そして、小径筒部１２と粉粒体排出部１３との水平段差面に円盤状の底壁１４が着脱可能に載置されている。また、粉粒体容器１０の上端は開放しており、その上端開口を覆った蓋１６の上面中央に供給モータ１５（本発明の「モータ」に相当する）が備えられている。供給モータ１５の回転軸１５Ａは蓋１６を貫通して粉粒体容器１０内でその中心軸に沿って延びている。
【００５０】
図３に示すように、蓋１６には、粉粒体容器１０に粉粒体を補充するための補充用開口部１６Ａが形成されている。補充用開口部１６Ａから補充された粉粒体は、一旦、大径筒部１１と小径筒部１２との間の水平段差面２１上に蓄積される。その粉粒体の堆積山は供給モータ１５の回転軸１５Ａに取り付けられたスクレーパ２２で崩されて小径筒部１２内に引き込まれ、底壁１４上に粉粒体が堆積する（図８参照）。
【００５１】
スクレーパ２２は、図５に示すように、供給モータ１５の回転軸１５Ａに取り付けられる円柱形状の軸部２５から側方に集粉羽２３と散粉羽２４を延ばした構造になっている。その集粉羽２３は回転方向（図５の矢印の方向）とは逆側に膨らんだ円弧状をなす一方、散粉羽２４は回転方向側に膨らんだ円弧状をなしている。また、集粉羽２３は、その先端が大径筒部１１の内側面１１Ｃと隣接する位置まで延び、散粉羽２４は、それより短くなっている。
【００５２】
集粉羽２３及び散粉羽２４は、水平段差面２１に僅かな隙間を空けて隣接している。そして、集粉羽２３により、水平段差面２１上の粉粒体を中心側に誘導して小径筒部１２内に取り込むと共に、散粉羽２４により集粉羽２３が取り込み過ぎた粉粒体を外側に移動して逃し、次に集粉羽２３が通過したときに取り込み小径筒部１２内の粉粒体圧を安定させ易くしている。また、集粉羽２３と散粉羽２４とが協働して粉粒体を撹拌して、粉粒体の塊を粉砕する効果も兼用する。さらに、粉粒体が２種以上の粉粒体の混合物である場合には、この集積と分散の繰り返しによって２種の粉粒体の混合度合いを高めることができる。
【００５３】
粉粒体容器１０の底壁１４には、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、複数の底壁上面突部１４Ａが設けられている。各底壁上面突部１４Ａは、側面の１つが垂直に起立した三角錐をなしており、底壁１４上の大小２つの同心円に沿って並べられている。そして底壁上面突部１４Ａの一側面から底壁１４の裏面に向けて粉粒体通過孔１４Ｂが貫通形成されている。この粉粒体通過孔１４Ｂは、図８に示すように、底壁上面突部１４Ａの下方に途中で屈曲して形成されており、底壁上面突部１４Ａの起立した側面に粉粒体通過孔１４Ｂの上端開口が配置されている。粉粒体通過孔１４Ｂの上端開口は、後述する底面旋回部材２６の旋回方向と逆向きの方向を向いている。また、底壁１４の裏面で、底壁上面突部１４Ａの真下に粉粒体通過孔１４Ｂの下端開口が配置され、鉛直下方に開放している。
【００５４】
ここで、粉粒体通過孔１４Ｂは、図８に示すように、底壁１４上に粉粒体が堆積したときに、粉粒体通過孔１４Ｂの上端開口に付着した粉粒体により粉粒体アーチが形成されると共に、その粉粒体アーチが崩れた状態で粉粒体が通過可能な大きさになっている。即ち、粉粒体通過孔１４Ｂは、粉粒体の粒径の数倍から十数倍の大きさでありかつ、上端開口付近の粉粒体同士の付着により粉粒体が自重のみにより通過することがない構造となっている。また、粉粒体の性状等によって粉粒体通過孔１４Ｂの最適な大きさは異なるため、粉粒体通過孔１４Ｂの大きさが異なる底壁１４が複数種類用意されており、粉粒体混合ガス生成機１００を使用する前に粉粒体に適した底壁１４を選んで取り替えることができるようになっている。
【００５５】
図６に示すように、小径筒部１２には、底壁１４上を旋回する底面旋回部材２６が備えられている。底面旋回部材２６は、供給モータ１５の回転軸１５Ａに接続する軸部２９から相対する半径方向に延びる２つの旋回プレート２７，２７を有し、これら各旋回プレート２７の下端から旋回脚部２８が垂下されている。
【００５６】
旋回プレート２７は、横長矩形の平板で、旋回方向（図６の矢印の方向）に対して旋回プレート２７の前端縁側が後端縁側より上方となるように傾斜する迎角を有している。底壁１４上で旋回プレート２７を旋回させると、小径筒部１２内の粉粒体を下側（底壁１４側）に押し付けながら旋回し、旋回脚部２８は底壁１４上の粉粒体に外力を付与する。また、旋回脚部２８の下端面は、底壁１４のうち底壁上面突部１４Ａ同士の間の平坦面に隙間を介して対向している。
【００５７】
そして、旋回プレート２７が旋回すると、旋回脚部２８が底壁上面突部１４Ａの間を移動し、粉粒体通過孔１４Ｂの上端開口を閉塞した粉粒体アーチに外力を付与する。すると粉粒体アーチが崩され、その粉粒体アーチを形成していた粉粒体が粉粒体通過孔１４Ｂから下方、即ち、ガス送給パイプ７０に排出される。そして、粉粒体通過孔１４Ｂには、すぐに新たな粉粒体アーチが形成されて再び閉塞される。なお、供給モータ１５によって回転駆動されるスクレーパ２２及び底面旋回部材２６は、本発明の「粉粒体排出機構」に相当する。
【００５８】
図２に示すように、粉粒体容器１０からガス送給パイプ７０に向けて排出された粉粒体の質量を計量するために、粉粒体供給装置５０には質量計量器５２が備えられている。質量計量器５２は容器収容ケース５１の上面に載置され、全体がカバー５３によって覆われている。
【００５９】
本実施形態の質量計量器５２は、所謂、「吊り下げ秤」である。即ち、質量計量器５２は、粉粒体容器１０の真上に配置され、その下面に備えた吊下部材５４が容器収容ケース５１の内部に垂れ下がっている。また、吊下部材５４の下端部には粉粒体容器１０を一体に備えた容器ホルダ５５が固定されている。これにより、粉粒体容器１０から単位時間当たりに排出された粉粒体の質量が、粉粒体容器１０全体の質量の単位時間当たりの低減量として計量可能となっている。
【００６０】
ここで、質量計量器５２による計量結果、即ち、粉粒体容器１０から単位時間当たりに排出された粉粒体の質量の計量結果は、制御装置１０１に取り込まれる。制御装置１０１は計量結果に基づいて、粉粒体容器１０から単位時間当たりに排出される粉粒体の質量が一定となるようにフィードバック制御を行う（図１参照）。具体的には、粉粒体の単位時間当たりの排出量が不足している場合には供給モータ１５の回転速度を上げて排出量を増やし、逆に、単位時間当たりの排出量が過剰である場合には供給モータ１５の回転速度を下げて排出量を抑える。
【００６１】
図２に示すように、粉粒体容器１０を保持した容器ホルダ５５は、粉粒体容器１０の上方に離して対向配置されたベース板５６と、そのベース板５６の外縁寄り位置から垂下した複数の連結柱５７とから構成されている。ベース板５６は、円板形状をなし、その上面中央には吊下部材５４の下端部が固定されている。また、連結柱５７は略円柱構造をなしており、ベース板５６を周方向に３等配した位置から垂下している。そして、これら３つの連結柱５７の下端部が、図４に示すように粉粒体容器１０のフランジ１１Ａに突き当てられて接合している。
【００６２】
ここで、吊り下げ式の質量計量器５２では、計量対象である粉粒体容器１０が横揺れした場合に、質量を正確に計量できないことがある。これに対し本実施形態では、粉粒体容器１０の横揺れを防止するために、以下のような揺動防止機構を備えている。
【００６３】
即ち、図３に示すように、粉粒体容器１０のフランジ１１Ａと略同一平面内には、フランジ１１Ａを側方から囲んだ円環状の揺動防止プレート５８が設けられている。揺動防止プレート５８は、容器収容ケース５１の上壁内面から垂下した複数の固定柱５９によって容器収容ケース５１の内部空間に浮いた状態に固定されている。
【００６４】
揺動防止プレート５８の上面とフランジ１１Ａの上面には、互いに反発し合う複数対（具体的には３対）の磁石対６５が径方向で対向配置されている。これら３対の磁石対６５は、揺動防止プレート５８及び粉粒体容器１０を周方向に３等配する位置に配置されており、これら磁石対６５の反発力により、粉粒体容器１０が全周に亘って揺動防止プレート５８の内周縁から離れた状態に位置決めされている。つまり、磁石対６５の反発力によって粉粒体容器１０の横揺れが防止されている。
【００６５】
また、質量計量器５２と容器ホルダ５５との間を繋いだ吊下部材５４は、図９（Ａ）に示すように上下に分離可能な１対の筒形磁石５４Ａ，５４Ａで構成されている。それら筒形磁石５４Ａ，５４Ａは、常には、互いの吸着力（磁力）によって接合しており、一方の筒形磁石５４Ａは質量計量器５２の下面に固定され、他方の筒形磁石５４Ａは容器ホルダ５５のベース板５６に固定されている。そして、筒形磁石５４Ａ，５４Ａの互いの接合面は水平面になっているので、吊下部材５４に横向きの力がかかっても、接合面同士の干渉により粉粒体容器１０の揺動が防止される。
【００６６】
ここで、吊下部材５４に対して、筒形磁石５４Ａ，５４Ａの吸着力を超える過剰な力がかかり、筒形磁石５４Ａ，５４Ａ同士の接合が解除された場合に備えて、筒形磁石５４Ａ，５４Ａの間は落下防止部材５４Ｂによって連結されている。落下防止部材５４Ｂは軸体の両端部をブロック状に膨出させたダンベル構造をなしており、その膨出部分がそれぞれ筒形磁石５４Ａ，５４Ａの内側に形成された段差部に係止可能となっている（図９（Ｂ）参照）。
【００６７】
さらに、１対の筒形磁石５４Ａ，５４Ａの互いの接合面には凹凸部が形成されており、接合時にそれらが凹凸係合することで、筒形磁石５４Ａ，５４Ａの心出しが行われるようになっている。本実施形態では、質量計量器５２側（図９（Ｂ）の上側）の筒形磁石５４Ａの接合面（下面）中央に半球状の凸部５４Ｃが形成され、容器ホルダ５５側（図９（Ｂ）の下側）の筒形磁石５４Ａの接合面（上面）中央に前記凸部５４Ｃと同じ半球状の凹部５４Ｄが形成されている。
【００６８】
以上が、粉粒体供給装置５０に関する説明である。ところで、粉粒体供給装置５０から排出された粉粒体が流入するガス送給パイプ７０は、図１０に示すように両端開放の円筒構造をなしている。図２に示すように、ガス送給パイプ７０は、容器収容ケース５１の底壁に下端部が固定されており、その下端開口７１（本発明の「ガス排出口」に相当する）が容器収容ケース５１の底壁に形成された連通口５１Ｂを介して下方に開放している。また、容器収容ケース５１の底壁外面には連通口５１Ｂを介してガス送給パイプ７０と連通した接続パイプ９５が取り付けられている。
【００６９】
図１に示すように、接続パイプ９５はダクト９７に繋がれ、そのダクト９７によってガス送給パイプ７０と粉塵試験装置２００との間が接続されている。ダクト９７の途中には、粉粒体濃度を計測するための粉塵計９８が備えられており、その粉塵計９８の計測値に基づいて制御装置１０１が、粉粒体及びガスの供給量をフィードバック制御している。
【００７０】
図２に示すようにガス送給パイプ７０は容器収容ケース５１の底壁から粉粒体容器１０に向かって直立しており、ガス送給パイプ７０の上端開口７２（本発明の「粉粒体受入口」及び「ガス流入口」に相当する）と粉粒体容器１０の粉粒体排出部１３とが隙間を空けて対峙している。ここで、粉粒体容器１０（詳細には、小径筒部１２）とガス送給パイプ７０との間は、伸縮可能なコイル状の導電ワイヤー９９によって導通接続されている。これにより、粉粒体容器１０とガス送給パイプ７０との間に発生した静電電位による、粉粒体容器１０（詳細には、小径筒部１２近傍）又はガス送給パイプ７０（詳細には、上端開口７２近傍）への粉粒体の付着を防止している。
【００７１】
図１０に示すように、ガス送給パイプ７０の軸方向におけるほぼ中間部分には、容器収容ケース５１内に充填されたガスをガス送給パイプ７０の内側に流入させるための側部開口７３が設けられている。図１１に示すように側部開口７３の周方向における一側縁からはガス案内片７４が延びている。ガス案内片７４は、ガス送給パイプ７０の側方に向かって張り出し、ガス送給パイプ７０の内周面の接線方向と略平行に延びている。また、図１０に示すように側部開口７３の上縁からは側方に向かって水平板７５が張り出しており、その水平板７５とガス案内片７４とが直角に交差して繋がっている。
【００７２】
図１０に示すように、ガス送給パイプ７０のうち側部開口７３が形成された部分は、段付き状に大径となっており、その大径部分の内側には可動円弧部材７６が回動可能に嵌合されている。
【００７３】
可動円弧部材７６は、ガス送給パイプ７０の内面に摺接可能な円弧状をなし、その周方向における一端部には補助案内片７７が一体に設けられている。補助案内片７７は、可動円弧部材７６の周方向における一端部にて鋭角に折れ曲がって可動円弧部材７６の側方に向かって延びた構造をなしている。
【００７４】
図１０に示すように、補助案内片７７の下縁部からは側方に向かって水平板８０が張り出しており、その水平板８０と補助案内片７７とが直角に交差している。
【００７５】
そして、ガス案内片７４、補助案内片７７及び水平板７５，８０とで四方を囲まれた角筒状のガス導入筒部８１が形成され、そのガス導入筒部８１がガス送給パイプ７０の周面（側部開口７３の開口縁）から側方に向かって突出している。
【００７６】
図１０及び図１１においてそれぞれ対比して示すように、ガス送給パイプ７０の内側で可動円弧部材７６が回動すると、ガス案内片７４と補助案内片７７とが接離し、ガス導入筒部８１の開口面積が拡縮する。また、可動円弧部材７６と側部開口７３とが重なる面積も変化して側部開口７３の開口面積も拡縮する。より具体的には、補助案内片７７をガス案内片７４に近づけるように可動円弧部材７６を回動させると、ガス導入筒部８１及び側部開口７３の開口面積が徐々に狭まる。反対に、補助案内片７７をガス案内片７４から離すように可動円弧部材７６を回動させると、ガス導入筒部８１及び側部開口７３の開口面積が徐々に広がる。
【００７７】
そして、容器収容ケース５１内のガスは、ガス導入筒部８１に案内されて側部開口７３からガス送給パイプ７０内に流入する。このとき、図１１（Ａ）及び同図（Ｂ）にて矢印で示したように、ガスは、ガス送給パイプ７０の内周面の接線方向と略平行な方向から流れ込むので、ガス送給パイプ７０内でガスの流れが旋回流となる。これにより、ガスに対する粉粒体の分散が促進されると共に、粉粒体混合ガス中の粉粒体が、ガス送給パイプ７０の内面に付着することが防止される。なお、上記した側部開口７３、ガス案内片７４、可動円弧部材７６及び補助案内片７７によって本発明の「旋回流発生部」が構成されている。
【００７８】
ここで、側部開口７３の開口面積を狭くした場合（図１０（Ａ）及び図１１（Ａ）の状態）には、旋回流の勢いを比較的強くすることができ、開口面積を広くした場合（図１０（Ｂ）及び図１１（Ｂ）の状態）には、旋回流の勢いを比較的弱くすることができる。よって、凝集性が比較的高い（粉粒体が塊になり易い）粉粒体をガスと混合する場合には、側部開口７３の開口面積を狭くして比較的強い旋回流と混合させれば、粉粒体を効果的に分散させることができる。
【００７９】
図１０に示すように、ガス送給パイプ７０のうち側部開口７３より下側部分には、複数のスリット８３が形成されている。これらスリット８３は、それぞれガス送給パイプ７０の周方向に延びており、ガス送給パイプ７０の周方向及び軸方向に並べて形成されている。また、軸方向に並んだ複数のスリット８３を１つのスリット列群８３Ｇとした場合に、周方向で隣り合ったスリット列群８３Ｇ同士は、互いに上下にずらして設けられている。これにより、ガス送給パイプ７０の剛性低下が抑えられている。更に、図１２に示すようにスリット８３の断面は、ガス送給パイプ７０の外面から内面に向かって下るように傾斜しており、スリット８３を通過したガスがガス送給パイプ７０内で下向きの流れを形成するようになっている。そして、これらスリット８３からガス送給パイプ７０内に流入したガスは、上端開口７２から粉粒体と共に流入したガスと合流して粉粒体の分散を促進させると共に、ガス送給パイプ７０の内周面を覆うエアーカーテンを生成する。このエアーカーテンにより、粉粒体混合ガス中の粉粒体がガス送給パイプ７０の内面へ付着することが防止される。なお、スリット８３も本発明の「ガス流入口」に相当する。
【００８０】
本実施形態の粉粒体混合ガス生成機１００の構成は以上である。次に、本実施形態の作用効果について説明する。図１に示すように、粉粒体容器１０に粉粒体を収容した状態で、供給モータ１５とガス供給装置９０とを駆動させる。すると、ガス供給装置９０から単位時間当たり一定体積のガスが容器収容ケース５１に供給されると共に、粉粒体容器１０から単位時間当たり一定質量の粉粒体が、ガス送給パイプ７０に向けて排出される。
【００８１】
詳細には、スクレーパ２２の回転により粉粒体が小径筒部１２に引き込まれ、底壁１４上に粉粒体が堆積する。このとき、粉粒体同士が付着して粉粒体通過孔１４Ｂを閉塞する粉粒体アーチが形成されるため、粉粒体が自重のみにより粉粒体通過孔１４Ｂを通過することはない。そして、小径筒部１２内を旋回している底面旋回部材２６が各粉粒体通過孔１４Ｂを閉塞している粉粒体アーチの近傍を通過したときに、それら粉粒体アーチが外力を受けて崩され、その粉粒体アーチを形成していた粉粒体が粉粒体通過孔１４Ｂから下方に排出される。そして、粉粒体通過孔１４Ｂには、すぐに新たな粉粒体アーチが形成されて再び閉塞される。一旦粉粒体アーチが崩れて再度形成されるまでに粉粒体通過孔１４Ｂから流出する粉粒体の量は極微量であるので、底面旋回部材２６（供給モータ１５）を一定速度で旋回させている間は、単位時間当たり一定質量の粉粒体をガス送給パイプ７０に供給することができる。また、粉粒体容器１０から単位時間当たりに排出された粉粒体の質量を質量計量器５２にて実際に計量し、その計量結果に基づいて粉粒体の供給量をフィードバック制御するので、単位時間当たり一定質量の粉粒体をより正確に供給することができる。
【００８２】
また、図６に示すように、底面旋回部材２６の旋回プレート２７は迎角を有しているために、底面旋回部材２６が旋回することにより粉粒体が底壁１４側に押し付けられる。これにより、底壁１４上に形成された粉粒体アーチに効率よく外力を加えて、粉粒体を粉粒体通過孔１４Ｂから底壁の下方に強制的に落下させることができる。さらに、旋回プレート２７から垂下した旋回脚部２８が粉粒体を撹拌し、粉粒体が塊になることを防ぎながら、粉粒体アーチに外力を加えて粉粒体を粉粒体通過孔１４Ｂから底壁１４の下方に落下させることができる。
【００８３】
一方、ガス供給装置９０は、全てのガスを容器収容ケース５１を介して間接的にガス送給パイプ７０に供給する。即ち、ガス供給装置９０は、ガス充填口５１Ａから容器収容ケース５１内にガスを供給し、そのガスは、ガス送給パイプ７０の上端開口７２、側部開口７３及びスリット８３からガス送給パイプ７０の内側に流入する。ガスが上端開口７２から粉粒体と共に流れ込むことで、上端開口７２からの粉粒体の噴出を防止することができる。また、側部開口７３から流れ込んだガスは、ガス送給パイプ７０の内側面に沿って流れて旋回流を生成する。その旋回流となったガスに粉粒体が合流するので、ガスに対する粉粒体の分散が促進されると共に、ガス送給パイプ７０の内面への粉粒体の付着が防止される。また、スリット８３から流入したガスは、ガス送給パイプ７０の内側面を覆うエアーカーテンを生成するので、仮に、ガス送給パイプ７０の下流側で旋回流が弱まっても、ガス送給パイプ７０の内面への粉粒体の付着を防止することができる。
【００８４】
ここで、上端開口７２、側部開口７３及びスリット８３からガス送給パイプ７０に単位時間当たりに流入するガスの全体積、即ち、ガス充填口５１Ａを介して容器収容ケース５１に単位時間当たりに供給されるガスの体積は、ガス流量計９２によって実測され、その計測結果により、ガスの送給量がフィードバック制御されているので、単位時間当たり一定体積のガスをより正確に供給することができる。
【００８５】
更に、ガス送給パイプ７０にて生成された粉粒体混合ガスは、粉塵試験装置２００に送給される途中で粉塵計９８によって粉粒体濃度が計測され、その計測結果に基づいて、粉粒体の供給量及びガスの供給量がフィードバック制御されているので、粉粒体濃度を正確に一定に保持することができる。
【００８６】
このように、本実施形態の粉粒体混合ガス生成機１００によれば、スクレーパ２２及び底面旋回部材２６によって粉粒体容器１０から単位時間当たり一定質量の粉粒体が正確に排出され、これを単位時間当たり一定体積のガスと混合して粉粒体混合ガスを生成しているので、粉粒体濃度が一定な粉粒体混合ガスを連続して生成することができる。
【００８７】
また、側部開口７３からガス送給パイプ７０に流れ込んだガスが旋回流を生成するので、ガスに対する粉粒体の分散を促進させることができ、粉粒体が均一に分散した粉粒体混合ガスを生成することができる。
【００８８】
さらに、スリット８３からガス送給パイプ７０に流れ込んだガスによって、ガス送給パイプ７０の内面を覆うエアーカーテンが生成されるので、ガス送給パイプ７０の内面への粉粒体の付着を防止することができる。これにより、粉粒体の付着による粉粒体濃度の誤差を防止することができる。
【００８９】
［第２実施形態］
上記第１実施形態では、ガス供給装置９０は全てのガスを容器収容ケース５１を介して間接的にガス送給パイプ７０に供給していたが、本実施形態では、容器収容ケース２５１を介して間接的にガスを供給すると共に、ガス送給パイプ２７０に直接ガスを供給するように構成した点が異なる。以下、図１３〜図１６に基づいて本実施形態の粉粒体混合ガス生成機について説明する。
【００９０】
図１３に示すように、本実施形態の粉粒体混合ガス生成機は、ガス送給パイプ２７０が容器収容ケース２５１を貫通して水平方向に延びており、途中部分のみが容器収容ケース２５１内に収容されている。即ち、ガス送給パイプ２７０の始端部に設けられた上流側開口２７８（本発明の「ガス流入口」に相当する）と、終端部に備えられた下流側開口２７９（本発明の「ガス排出口」に相当する）は、それぞれ容器収容ケース２５１の外側に開放している。そして、容器収容ケース２５１のうちガス送給パイプ２７０が貫通した対向壁２５１Ａ，２５１Ａによりガス送給パイプ２７０が固定されている。
【００９１】
図１４に示すように、ガス送給パイプ２７０のうち、容器収容ケース２５１に収容された部分のほぼ中央部には、上方に開放した粉粒体受入口２７２が形成され、その粉粒体受入口２７２の真上に、粉粒体を収容した粉粒体容器１０が離して配置されている。
【００９２】
粉粒体容器１０は容器ホルダ２５５に一体に設けられており、その容器ホルダ２５５が質量計量器２５２、具体的には、「台秤」の上に載置されている。ガス送給パイプ２７０は質量計量器２５２の上方に浮かされており、容器ホルダ２５５はガス送給パイプ２７０に対して非接触となっている。詳細には、容器ホルダ２５５は、ガス送給パイプ２７０に平行でかつガス送給パイプ２７０を上下方向で挟んだ一対の水平壁２５６，２５６を備え、その水平壁２５６，２５６のうちガス送給パイプ２７０の軸方向の一側部同士を垂直壁２５７で接続した構造をなしている。垂直壁２５７には、ガス送給パイプ２７０を遊嵌状態で貫通させた貫通孔２５７Ａ（図１３を参照）が形成されており、上側の水平壁２５６の中央部を下側に膨出させて粉粒体容器１０が一体形成されている。
【００９３】
これにより、粉粒体容器１０からガス送給パイプ２７０に向けて単位時間当たりに排出された粉粒体の質量が計量可能となっている。
【００９４】
図１５に示すように、ガス送給パイプ２７０の内側で、粉粒体受入口２７２より上流側部分には旋回螺旋ガイド２７３が設けられている。旋回螺旋ガイド２７３は、例えば、ガス送給パイプ２７０の内面から突出した突条であってガス送給パイプ２７０の軸方向に延びかつ螺旋状に旋回している。そして、ガス送給パイプ２７０の上流側開口２７８から流入したガスは旋回螺旋ガイド２７３により、粉粒体受入口２７２の下方を旋回流となって通過する。
【００９５】
図１６に示すように、ガス送給パイプ２７０の内側で粉粒体受入口２７２より下流側には、ガス送給パイプ２７０の軸方向に、集合コーン２７６と拡散錐形体２７４とが交互に間隔を空けて配置されている。集合コーン２７６は、扁平な円錐筒状をなしており、ガス送給パイプ２７０の内側に嵌合されている。詳細には、集合コーン２７６はガスの送給方向の前方（図１６における右側）に向かって縮径し、その先端にガス送給パイプ２７０の口径よりも小さい縮径口２７７を有している。
【００９６】
一方、拡散錐形体２７４は、ガス送給パイプ２７０の内面から突出した複数のリブ２７５によってガス送給パイプ２７０の中心部に保持されている。詳細にはガスの送給方向の前方に向かうに従ってテーパ状に拡径した扁平な円錐形状をなしており、集合コーン２７６の縮径口２７７を上流側から覆っている。
【００９７】
次に本実施形態の粉粒体混合ガス生成機の動作について説明する。
供給モータ１５とガス供給装置９０とを作動させると、ガス送給パイプ２７０と容器収容ケース２５１とに合わせて単位時間当たり一定体積のガスが供給されると共に、ガス送給パイプ２７０の粉粒体受入口２７２に向けて、粉粒体容器１０から単位時間当たり一定質量の粉粒体が排出される。
【００９８】
容器収容ケース２５１内は、ガス充填口２５１Ａから充填されたガスによってガス送給パイプ２７０の内圧より高くなっており、容器収容ケース２５１内のガスは、粉粒体容器１０から排出された粉粒体と共に、粉粒体受入口２７２からガス送給パイプ２７０内に流入する。よって、粉粒体受入口２７２からの粉粒体の噴出が防がれる。ここで、粉粒体受入口２７２は、本発明の「ガス流入口」に相当する。
【００９９】
ガス送給パイプ２７０の上流側開口２７８から流入したガスは、粉粒体受入口２７２の下方を旋回流となって通過し、その旋回流となったガスに粉粒体受入口２７２から粉粒体が混合されて、粉粒体混合ガスが生成される。
【０１００】
粉粒体混合ガスは、集合コーン２７６と拡散錐形体２７４とを交互に通過する。即ち、粉粒体混合ガスは、拡散錐形体２７４のテーパー面に案内されてガス送給パイプ２７０の内側面側に向かい、拡散錐形体２７４とガス送給パイプ２７０の内面との間の比較的狭い空間を通過する際に圧縮される。拡散錐形体２７４を通過すると内部空間が一時的に広がるため、粉粒体混合ガスは膨張する。
【０１０１】
拡散錐形体２７４を通過した粉粒体混合ガスは、次に、集合コーン２７６を通過する。即ち、粉粒体混合ガスは集合コーン２７６のテーパー面に案内されてガス送給パイプ２７０の中心部に集められて縮径口２７７を通過する。このとき粉粒体混合ガスは、再び圧縮される。集合コーン２７６を通過すると、再び内部空間が広がるため、粉粒体混合ガスは膨張する。このように、粉粒体受入口２７２より下流側には、粉粒体混合ガスが圧縮されるガス圧縮部と、膨張するガス膨張部とが軸方向に交互に繰り返して設けられている。
【０１０２】
また、拡散錐形体２７４と集合コーン２７６とを交互に配置したことで、粉粒体混合ガスがガス送給パイプ２７０の内側を蛇行するように流れ、ガスに対する粉粒体の分散が促進される。さらに、粉粒体混合ガスに粉粒体の塊が含まれていた場合には、集合コーン２７６の縮径口２７７を通過することにより加速された粉粒体の塊が拡散錐形体２７４に衝突して粉砕されるので、粒子の揃った粉粒体混合ガスを生成することができる。
【０１０３】
このように本実施形態によっても、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。  
【０１０４】
［第３実施形態］
本実施形態は、上記第１実施形態で例示した粉粒体混合ガス生成機１００の接続パイプ９５の下端部に、粉粒体混合ガス中に含まれる粉粒体の塊を粉砕するための解砕装置３００が接続されている点が異なり、その他の構成は第１実施形態と同じである。
【０１０５】
図１７（Ａ）に示すように、解砕装置３００は下端有底の筒形ハウジング３０１を備え、その筒形ハウジング３０１の上面中央に貫通形成された円形の接続口３０２に接続パイプ９５の下端部が接続可能となっている。また、筒形ハウジング３０１の側面からは円筒状の接続筒部３０３が側方に突出しており、その接続筒部３０３にダクト９７の一端が接続可能となっている。そして、接続口３０２と接続筒部３０３とが筒形ハウジング３０１の内側領域を介して連通している。
【０１０６】
筒形ハウジング３０１の内側には解砕ロータ３１０が備えられ、その解砕ロータ３１０が筒形ハウジング３０１の下面に備えたモータ３２０によって筒形ハウジング３０１内で回転可能となっている。図１７（Ｂ）に示すように、解砕ロータ３１０は、共に円形をなして上下方向で対向した上側プレート３１１と下側プレート３１２との間に、複数の解砕プレート３１５を差し渡した構造をなしている。上側プレート３１１の中央には、筒形ハウジング３０１の接続口３０２と連通した円形開口３１３が設けられており、下側プレート３１２の中心部には、筒形ハウジング３０１を貫通したモータ３２０の回転軸が固定されている。
【０１０７】
解砕プレート３１５は、上側プレート３１１及び下側プレート３１２に対して直角に設けられている。また、解砕プレート３１５は格子構造（メッシュ構造）をなしており、複数の矩形孔３１６が縦横に規則的に設けられている。さらに解砕プレート３１５は、解砕ロータ３１０の周方向に等間隔に配置されかつ、解砕ロータ３１０の回転中心を中心として放射状に設けられている。なお、解砕プレートは、板部材に複数の小孔やスリットが貫通形成された構成であればよく、パンチングメタルやスクリーン、金網等で構成してもよい。
【０１０８】
この解砕装置３００は、凝集性の高い粉粒体（塊状になり易い粉粒体）で粉粒体混合ガスを生成する場合に接続パイプ９５に接続して用いられる。ガス送給パイプ７０を通過して、解砕装置３００に流入した粉粒体混合ガスは、筒形ハウジング３０１の中心部分に流れ込み、回転している解砕ロータ３１０の中心部から径方向外側に向かって横切って接続筒部３０３から排出される。詳細には、粉粒体混合ガスは、その流れ方向の前方を横切る解砕プレート３１５の矩形孔３１６を通過して接続筒部３０３へ流れる。ここで、粉粒体混合ガスに粉粒体の塊が含まれていた場合、その塊は、解砕ロータ３１０を横切る際に解砕プレート３１５の矩形孔３１６を通過できずに（解砕プレート３１５の壁面で叩かれて）粉砕される。これにより、凝集性の高い粉粒体であっても粒子の揃った粉粒体混合ガスを生成することができる。
【０１０９】
［第４実施形態］
第４実施形態は図１８に示されており、粉粒体容器１０の揺動防止機構のみが上記第１実施形態と異なる。即ち、図１８（Ａ）に示すように、粉粒体容器１０と揺動防止プレート５８との間は、周方向の複数箇所（例えば３箇所）において極細ワイヤー４００で繋がれている。詳細には、同図（Ｂ）に示すように、粉粒体容器１０のフランジ１１Ａと揺動防止プレート５８には、固定具４０１，４０１がそれぞれ設けられ、それら固定具４０１，４０１の螺子を締め付けることで極細ワイヤー４００の両端が固定されている。そしてこれら極細ワイヤー４００により粉粒体容器１０の横方向の移動（横揺れ）を防止することができる。
【０１１０】
［第５実施形態］
第５実施形態は、図１９に示されており、粉粒体容器１０の揺動防止機構のみが上記第１実施形態と異なる。即ち、粉粒体容器１０と揺動防止プレート５８とのうちの何れか一方には、１対の支持壁の間に差し渡された水平な軸部４１０に回転可能に軸支されたローラ４１１を設けると共に、他方に、そのローラ４１１が突き当てられかつ転動する転動壁４１２を設け、それらローラ４１１と転動壁４１２とを、周方向に複数組（例えば、３組）均等配置した構成となっている。ここで、ローラ４１１の形状は、図１９（Ｂ）の如く、そろばん玉形状でもよいし円柱体形状でもよい。そろばん玉形状とした場合には、転動壁４１２の転動面４１２Ａに「Ｖ」字形のレール溝を形成してそのレール溝にローラ４１１のエッジ部４１１Ｅを係合させてもよい。また、図１９には、ローラ４１１を揺動防止プレート５８に設け、転動壁４１２を粉粒体容器１０に設けた例を図示したが、転動壁４１２とローラ４１１の配置をこの逆としてもよい。このような構成でも、粉粒体容器１０の横方向の移動（横揺れ）を防止することができる。
【０１１１】
［第６実施形態］
本実施形態は、図２０〜図２３に示されており、底壁及び底面旋回部材の形状が、第１実施形態とは異なる。即ち、図２０に示すように、底壁６０は、円形平板状をなし、上下の両面が平坦になっている。そして、底壁６０の法線方向に粉粒体通過孔６０Ｂが貫通形成されると共に、図２１に拡大して示すように下端部に向かって徐々に開口面積が広がっている。この構成によれば、付着力が比較的強い粉粒体をスムーズに粉粒体通過孔６０Ｂを通して供給することができる。また、粉粒体通過孔６０Ｂは、下方に向かって徐々に開口面積が広がっているので、粉粒体アーチが粉粒体通過孔の下端側に形成されることを防ぎ、付着力が比較的強い粉粒体をスムーズに粉粒体通過孔６０Ｂを通して供給することができる。
【０１１２】
また、本実施形態の底面旋回部材４３は、図２２（Ａ）に示すように、前記第１実施形態の底面旋回部材２６から旋回脚部２８を排除した形状になっており、旋回プレート２７の下端部が底壁６０の上面に隣接した状態で旋回する。
【０１１３】
このような構成にしても粉粒体通過孔６０Ｂに形成された粉粒体アーチに外力を付与して崩し、粉粒体通過孔６０Ｂから流出させることができる。ここで、旋回プレート２７によって粉粒体アーチに付与される外力は、底面旋回部材２６が旋回して付与する外力よりも大きいため、流動性の低い粉粒体に使用する場合や、粉粒体通過孔６０Ｂ，６１Ｂからの粉粒体の排出量を増やしたい場合には、この底面旋回部材４３を使用すればよい。
【０１１４】
なお、この突部のない底壁６０を用いる場合の粉粒体通過孔６０Ｂの形は円形に限られるものではなく、多角形であってもよい。図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）のように四角形の粉粒体通過孔６１Ｂを有する底壁６１であっても同様の効果を奏する。また、図２２（Ｂ）に示した底面旋回部材４６のように、旋回プレート４７を旋回方向に対して斜めではなく、垂直に形成してもよい。この場合は旋回プレート４７が傾斜していないため底面旋回部材４６のような強い外力を粉粒体アーチに加えることはできないが、底面旋回部材２６よりも強い外力を加えることができるため、粉粒体の種類によって適宜選択するとよい。なお、この底面旋回部材４３，４６の旋回プレート下面２７Ｂ，４７Ｂが本発明に係る「隣接下端面」に相当する。
【０１１５】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）前記第１実施形態では、ガス供給装置９０によって、容器収容ケース５１内にガスを供給していたが、吸引ポンプによって容器収容ケース５１内を減圧することで、容器収容ケース５１の外部からガス充填口５１Ａを介してガス（空気）を吸引するようにしてもよい。
【０１１６】
（２）前記第２実施形態では、ガス送給パイプ２７０の内部に旋回螺旋ガイド２７３と、集合コーン２７６及び拡散錐形体２７４とを備えていたが、旋回螺旋ガイド２７３だけでもよいし、集合コーン２７６及び拡散錐形体２７４だけでもよい。また、集合コーン２７６及び拡散錐形体２７４の代わりに、ガス送給パイプ２７０の内側面を覆うエアーカーテンを生成可能なスリットを設けてもよい。
【０１１７】
（３）集合コーン２７６及び拡散錐形体２７４の代わりに、各種孔形状のパンチングメタルやスクリーンを用いてもよい。
【０１１８】
（４）導電ワイヤー９９の代わりに、粉粒体容器１０とガス送給パイプ７０との間の電気的な極性及び帯電量を検出する検出器とイオン放出器とを備え、検出された極性と反対のイオンを帯電量に応じて粉粒体容器１０とガス送給パイプ７０との間に放出することで静電電荷を除去する構成としてもよい。
【０１１９】
（５）前記第１実施形態において、可動円弧部材７６はガス送給パイプ７０の外側に回動可能に嵌合していてもよい。
【０１２０】
（６）質量計量器５２と容器ホルダ５５との間を接続した吊り下げ部材は、可撓性のワイヤーで構成してもよいし、複数のリングを互いに交差するように繋いだ構造としてもよい。
【０１２１】
（７）また、図２６に示すように、容器ホルダ５５に、ベース板５６の上面から起立した１対の対向壁５０１，５０１の上端部同士を天井壁５０２で繋いだ構造の被吊下部５００を固定すると共に、質量計量器５２に軸状の吊下具５１０を固定し、その吊下具５１０の下端部を、被吊下部５００の天井壁５０２に形成された係止孔５０３に貫通させかつ係止させてもよい。
【０１２２】
例えば、係止孔５０３を円形にすると共に、吊下具５１０の下端部に下方に向かって拡径した円錐膨出部５１１を形成し、その円錐膨出部５１１のテーパー面に係止孔５０３の開口縁部を線接触させてもよい。また、係止孔５０３の内面を円錐膨出部５１１に対応して上方に窄んだテーパー面として、円錐膨出部５１１のテーパー面と係止孔５０３の内周面とを面接触させてもよい。さらに、吊下具５１０の下端部を係止孔５０３より大径な球状として、その球面を係止孔５０３の開口縁に係止させてもよい。
【０１２３】
（８）前記第１実施形態の底面旋回部材２６の旋回プレート２７は迎角を有していたが、図２４に示した底面旋回部材４０のように、旋回プレート４１を水平面と平行な板状とし、旋回プレート４１のうち旋回方向を向いた縁部から複数の旋回脚部２８を垂下した形状にしてもよい。
【０１２４】
（９）また、図２５に示すように、前記第１実施形態で説明した底壁１４の上下を逆さにして、底壁上面突部１４Ａを下方に突出させた状態で用いてもよい。なお、この下方に突出した底壁上面突部１４Ａが、請求項１３の発明に係る「底壁下面突部」に相当する。
【０１２５】
（１０）前記第１実施形態のスクレーパ２２から散粉羽２４を排除した構造にしてもよい。また、第１実施形態のスクレーパ２２における集粉羽２３は丸みを帯びて湾曲していたが、屈曲していてもよい。
【０１２６】
（１１）ガス送給パイプ７０に形成された複数のスリット８３を、ガス送給パイプ７０の周方向及び軸方向に亘って形成すると共に、その周方向に並んだ複数のスリット８３を１つの周方向スリット群とした場合に、ガス送給パイプ７０の軸方向で隣り合った周方向スリット群同士を、周方向に所定角度ずつずらして設けてもよい。
【０１２７】
（１２）側部開口７３及びガス案内片７４をガス送給パイプ７０の周方向に複数（例えば、周方向で互いに１８０度離れた位置に２つ）設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る粉粒体混合ガス生成機の概念図
【図２】粉粒体供給装置及びガス送給パイプの側面図
【図３】粉粒体供給装置及びガス送給パイプの斜視図
【図４】粉粒体供給装置の断面図
【図５】スクレーパを粉粒体容器に取り付けた状態を表す斜視図
【図６】底面旋回部材を粉粒体容器に取り付けた状態を表す断面図
【図７】（Ａ）底壁の平面図、（Ｂ）その側面図
【図８】粉粒体通過孔に粉粒体アーチができた状態を表す断面図
【図９】（Ａ）接合状態における吊下部材の断面図、（Ｂ）接合解除状態における吊下部材の断面図
【図１０】（Ａ）側部開口が最小時のガス送給パイプの斜視図、（Ｂ）側部開口と、側部開口の開口縁からガス送給パイプの側方に張り出し、ガス送給パイプの内周面の接線方向と略平行に延びたガス案内片側部開口が最大時のガス送給パイプの斜視図
【図１１】（Ａ）側部開口が最小時のガス送給パイプの断面図、（Ｂ）側部開口が最大時のガス送給パイプの断面図
【図１２】ガス送給パイプの拡大断面図
【図１３】第２実施形態に係る粉粒体混合ガス生成機の斜視図
【図１４】粉粒体混合ガス生成機の側断面図
【図１５】ガス送給パイプの部分断面図
【図１６】ガス送給パイプの部分断面図
【図１７】（Ａ）第３実施形態に係る解砕装置の斜視図、（Ｂ）解砕ロータの部分拡大図
【図１８】（Ａ）第４実施形態に係る揺動防止機構の斜視図、（Ｂ）揺動防止機構の拡大斜視図
【図１９】（Ａ）第５実施形態に係る揺動防止機構の斜視図、（Ｂ）揺動防止機構の拡大斜視図
【図２０】（Ａ）第６実施形態の底壁を表す正面図、（Ｂ）その断面図
【図２１】粉粒体通過孔に粉粒体アーチができた状態を表す正面図
【図２２】（Ａ）底面旋回部材を表す斜視図、（Ｂ）変形例の底面旋回部材を表す斜視図
【図２３】（Ａ）第６実施形態の変形例の底壁を表す平面図、（Ｂ）その断面図
【図２４】変形例の底面旋回部材を表す斜視図
【図２５】変形例の底壁を表す断面図
【図２６】変形例の吊下部材を表す断面図
【符号の説明】
【０１２９】
１０    粉粒体容器
１４    底壁
１４Ａ    底壁上面突部
１４Ｂ    粉粒体通過孔
１５    供給モータ（モータ）
２２    スクレーパ（粉粒体排出機構）
２６，４０，４３，４６    底面旋回部材（粉粒体排出機構）
２８    旋回脚部
５１    容器収容ケース
５１Ａ    ガス充填口
５２    質量計量器
６０，６１    底壁
６０Ｂ，６１Ｂ    粉粒体通過孔
７０    ガス送給パイプ
７１    下端開口（ガス排出口）
７２    上端開口（粉粒体受入口、ガス流入口）
７３    側部開口（ガス流入口）
７４    ガス案内片
７６    可動円弧部材
７７    補助案内片
８３    スリット（ガス流入口）
９０    ガス供給装置
１００    粉粒体混合ガス生成機
２５１    容器収容ケース
２５１Ａ    ガス充填口
２５２    質量計量器
２７０    ガス送給パイプ
２７２    粉粒体受入口（ガス流入口）
２７３    旋回螺旋ガイド
２７４    拡散錐形体
２７６    集合コーン
２７７    縮径口
２７８    上流側開口（ガス流入口）
２７９    下流側開口（ガス排出口）
【図１】
2008207063.tif 000003
【図２】
2008207063.tif 000004
【図３】
2008207063.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008207063.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008207063.tif 000009
【図８】
2008207063.tif 000010
【図９】
2008207063.tif 000011
【図１０】
2008207063.tif 000012
【図１１】
2008207063.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2008207063.tif 000016
【図１５】
2008207063.tif 000017
【図１６】
2008207063.tif 000018
【図１７】
2008207063.tif 000019
【図１８】
2008207063.tif 000020
【図１９】
2008207063.tif 000021
【図２０】
2008207063.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2008207063.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2008207063.tif 000026
【図２５】
2008207063.tif 000027
【図２６】
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