(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所与の粉体又は所与の粉体の混合物を移送するための移送装置であって、前記所与の粉体又は所与の粉体の混合物を収容することを意図したホッパ（２）を備え、前記ホッパ（２）が、側壁（８）と、少なくとも１つの排出開口部（６）とを含み、前記ホッパ（２）が軸対称形状を有し、且つ、ほぼ鉛直方向の回転軸（Ｘ）を有し、前記ホッパは、前記ホッパの排出開口部（６）が前記ホッパ（２）の下部に位置するように配置され、前記移送装置が、さらに、前記ホッパ（２）を当該ホッパ（２）の回転軸（Ｘ）を中心に回転変位させるための手段（１２）を備え、前記回転軸（Ｘ）上に前記排出開口部（６）が配置され、前記移送装置が、さらに、前記回転変位手段（１２）を制御する手段（ＣＵ）を備え、当該制御手段（ＣＵ）が、可動部と称される前記ホッパの前記側壁（８）の少なくとも一部に前記回転変位手段（１２）が第１の運動段階を与えるような手段であり、所与の粉体又は所与の粉体の混合物を前記可動部に対して滑らせることが可能な最小角加速度（ａｍｉｎ）以上の角加速度が前記可動部に加えられる、移送装置。
【請求項２】
前記最小角加速度（ａｍｉｎ）が、静摩擦係数と、前記粉体により前記ホッパの前記側壁上に加えられる力と、ホッパの半径との積を、前記粉体の慣性モーメントで割った値以上の値である、請求項１に記載の移送装置。
【請求項３】
前記制御手段（ＣＵ）が前記回転変位手段（１２）を、前記第１段階後の第２段階中に前記回転変位手段（１２）が前記可動部の回転運動を所与の回転方向に維持するように制御する、請求項１又は２に記載の移送装置。
【請求項４】
前記制御手段（ＣＵ）が、前記第２段階中に前記回転変位手段（１２）が前記可動部を一定速度で変位させるような手段である、請求項３に記載の移送装置。
【請求項５】
前記制御手段（ＣＵ）が、低速又はゼロ速度段階により分離された一連の第１段階を前記回転変位手段が前記可動部に与えるような手段である、請求項１又は２に記載の移送装置。
【請求項６】
前記制御手段が、前記回転変位手段（１２）に前記可動部を変位させるような手段であり、連続した２つの第１段階の間に前記可動部の回転方向が、揺動回転運動をもたらすように逆にされる、請求項５に記載の移送装置。
【請求項７】
前記揺動回転運動が周期的である、請求項６に記載の移送装置。
【請求項８】
前記揺動回転運動が５Ｈｚ〜５０Ｈｚの周期を有する、請求項７に記載の移送装置。
【請求項９】
前記移送装置の前記可動部と固定部との間に動的シール手段を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の移送装置。
【請求項１０】
前記ホッパは、容器である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の移送装置。
【請求項１１】
核燃料要素を製造するための装置であって、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の移送装置と、少なくとも１つの金型（３０）がその内部に形成されたテーブル（２８）を備えたプレス（２７）と、前記金型内で前記粉体を圧縮するための手段とを含み、前記金型（３０）の充填段階中に前記ホッパ（２）の前記排出開口部（６）が、前記金型（３０）に面して配置されることができ、且つ、充填段階以外では密閉されることができる、前記装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の移送装置を用いて、所与の粉体又は所与の粉体の混合物を移送する移送方法であって、少なくとも以下のステップ、すなわち、ａ）前記ホッパの少なくとも前記側壁の一部を、前記排出開口部の中心である軸を中心として、前記側壁に対する前記所与の粉体の滑りを生じさせる最小角加速度よりも大きい角加速度で回転させるステップを含む、移送方法。
【請求項１３】
前記最小角加速度（ａｍｉｎ）が、静摩擦係数と、前記粉体により前記ホッパの前記側壁に加えられる力と、前記ホッパの半径との積を、前記粉体の慣性モーメントで割った値以上の値である、請求項１２に記載の移送方法。
【請求項１４】
前記側壁の所与の回転方向における回転運動を維持する、その後のステップｂ）を含む、請求項１２又は１３に記載の移送方法。
【請求項１５】
前記ステップｂ）中に前記回転運動が一定速度で行われる、請求項１４に記載の移送方法。
【請求項１６】
前記ステップａ）が、低速又は一定速度のステップにより分離されて連続的に繰り返される、請求項１４に記載の移送方法。
【請求項１７】
前記回転方向が、２つの連続したステップａ）の間で逆転される、請求項１６に記載の移送方法。
【請求項１８】
前記回転方向が、２つの連続したステップａ）の間で周期的に逆転される、請求項１７に記載の移送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体又は粉体混合物を移送するための、改善された流れを提供する装置に関する。
【０００２】
本出願において、用語「粉体」(“powder”)は、１ｎｍ〜数十センチメートルの直径を有する粒状粒子から構成された粒状媒体を意味する。
【背景技術】
【０００３】
原子力分野において、原子炉のための、酸化ウランをベースとするペレット、或いは、酸化ウランとプルトニウムの混合物の形態の核燃料の製造は、粉体冶金の方法に基づいている。
【０００４】
この方法は３つのステップを含む。すなわち、粉体を調製するステップ、粉体を、目的の形状の物体に応じて圧縮するステップ、及び、熱処理によりこの物体を固めるステップである。
【０００５】
圧縮形成の操作まで、アクチニド酸化物（単数又は複数）は粉体状であり、種々のホッパに移送されて、圧縮される粒状媒体の調製に必要な設備に供給される。粉体が供給される設備の最終部品はプレス金型であり、ここで粉体が圧縮される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ホッパを空にする際に問題が生じる場合が多い。ホッパの充填中又はホッパを空にする間にアーチ又はドームが形成され、これが流速を変動させて減速し、粉体の流れを停止又は妨害することもある。これらのアーチの形成は、粉体の特性（特には、粉体の剪断される能力）、粒子寸法とホッパ排出開口寸法との関係、ホッパの形状、及び、粉体とホッパ壁との摩擦係数に依存する。
【０００７】
その他の場合、非常に小さい寸法のケーキ粒子が、静電気力、ファンデルワールス力、又は、毛細管力の作用を受ける。供給ホッパ（例えば核燃料プレスのホッパ）の場合、粉体の供給は断続的であり、粉体の圧縮及びペレット放出中に中断される。従って、粉体は、流動状態から流動していない状態に変わることになる。しかし、ホッパと粉体との静摩擦係数は、動摩擦係数よりも常に高く、これにより、供給が要求されるときに流れの遅れが生じる。このように遅延され且つ変動する流量は、容器から放出される材料の即時制御、或いは、プレス金型などの充填性能の再現性に関して非常に不利である。特に、この挙動は、プレス金型の充填速度及び充填均一性を制限し、その結果、生産速度及び生産量を制限する。
【０００８】
粉体の流動を改善するための技術的解決方法が提案されてきた。
【０００９】
例えば、粉体床に設置された侵入的な機械システム、例えば、スクレーパ／「ドームブレーカ」(“dome-breaker”)を使用できる。一方、これらの機械システムが不十分な場合もある。また一方で、これらのシステムの使用は、幾つかの不都合（具体的には、メンテナンス及びクリーニングの困難）を生じる。また、例えば、比較的研磨性の高い粉体（例えばアクチニド粉体）を用いた場合、機械システムが摩耗により摩損及び引裂される場合もあり、これが粉体を汚染する原因となる。さらに、機械システムは凝集体を変質させ、粉体の特性を大きく変えることがある。さらに、幾つかのダクト／ホッパが、それらの幾何学的形状及び寸法により、このような機械システムの実装を可能にしない場合がある。
【００１０】
しかし、流れを促進する試みとして、ガスの吹き込みによる空気圧タイプの詰まり解消システムがある。このようなシステムを高密度粉体に実施しても、有効性のレベルを低下させる。また、ガス吹き込みは、粒状媒体の圧縮を生じることがあり、或いは逆に、不都合な分散の可能性のリスクを高める場合もある（特には、汚染粉体、例えばアクチニド粉体において）。
【００１１】
ホッパ壁上に振動を発生するシステムもあり、これらは例えば、「ウッドペッカー(“woodpecker”)」型の、又は、超音波エミッタにより形成されるシステムである。発生された波は、粉体と壁部との相互作用を低減し、粉体粒子の積み重なりを防止する。しかし、これらの外乱がアーチの破壊をもたらす場合、それらは、粒子の積み重なりも修正し、それが、アーチの形成を促進する圧縮性の増大につながる。振動が過度に強ければ、粉体と壁部との相互作用を低減させる現象に対し、圧縮性の増大よるアーチ形成現象が優勢である。振動が過度に弱い場合、振動は粉体の流れに何ら影響を与えない。概して、「ウッドペッカー」型システムの動作は、過度に強い振動を発生して圧縮性を増大させるため、連続的でない。超音波は、粉体と壁部との相互作用に与える作用が弱い。超音波は、ウッドペッカー型システム（単数又は複数）にほぼ関連している。しかし、「ウッドペッカー」型システムは、不連続的に動作すると排出流量が変動し、排出量が少ないほど不利である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従って、本発明の目的は、粉体を移送するための、改善された粉体の流れを提供する装置を提供することである。
【００１３】
上記の目的は、軸対称形状を有する容器に収容された粉体を移送するための装置により達成される。この装置は、少なくとも１つの排出開口部を含み、当該排出開口部は、排出段階において前記容器の下部ゾーン域にあり、前記装置は、前記容器の壁部の可動部を、前記排出開口部の中心である軸を中心に回転させる手段を備えている。前記回転手段は、前記容器の前記壁部の前記可動部に、粉体が前記容器の前記壁部に対して連続的に滑ることを保証するための少なくとも１つの十分な値の角加速度を加え得る。
【００１４】
すなわち、前記粉体と前記容器の少なくとも一部との間に、前記粉体が前記容器壁に付着しないように相対運動が提供され、これが、ドームを支持し得る静的挙動の発現を防止する。こうして、流れはドームにより阻止されない。本発明の装置は、少なくとも所定の時間にわたり、粉体の流れを提供する。
【００１５】
本発明によれば、排出される容量に関係なく、一定の排出流量を得ることが可能である。
【００１６】
さらに、「ウッドペッカー」型システムを用いて容器を振動させる場合とは対照的に、前記容器の回転の開始が粉体粒子の積み重なりを変えることがない。従って、粉体の圧縮性は変更されず、これにより、粉体全体が流れている間、一定の質量流量を得ることが可能となる。
【００１７】
自然に流れる粉体の場合、本発明の手段は、粉体が前記容器に対して滑ることを保証するための十分な初期角加速度を適用し、そして、前記容器の前記壁部が前記粉体に対して永久的に運動することを保証するために、一定の回転速度で有利に回転を維持する。そして、前記粉体は、前記排出開口部が解放されるとすぐに流れ、粉体の流れは遅れを生じず、流量は、流れの全段階においてほぼ一定である。
【００１８】
自然に流れない粉体の場合、十分な角加速度が、前記容器の壁部付近の粒子と前記壁部からより遠い位置の粒子との間に剪断を生じさせ、この剪断が、アーチの破壊引き起こす粉体のダイラタンシーをもたらし、この結果、流れが生じる。
【００１９】
ドームの再形成により流れが中断されたときに、前記容器の回転を停止し、そして、ドームを再び破壊するために前記容器に別の角加速度を加えることが提案される。
【００２０】
非常に有利には、前記容器を回転変位させるための前記手段が、流れを維持するように、一方向及び他方向に回転変位を加えることが提案され得る。前記変位手段は、前記回転軸を中心とした前記容器の揺動運動を与える。実際、揺動回転運動を実行することで、ホッパと粒状媒体との相対速度の変化により、粉体と前記壁部との間の静的捕捉ゾーンを抑制することが可能になる。
【００２１】
本発明の主題は、容器に収容された所与の粉体又は所与の粉体の混合物を移送するための装置であり、前記容器は、側壁と、少なくとも１つの排出開口部とを含み、前記容器は、回転軸を有する軸対称形状であり、前記移送装置に、前記容器の前記排出開口部が前記容器の下部に位置するように配置されている。前記移送装置は、前記容器を前記容器の回転軸を中心に回転変位させるための手段を備え、前記軸を中心に前記排出開口部が配置されている。前記移送装置は、さらに、前記回転変位手段を制御するための制御手段を備え、この制御は、前記容器の前記側壁の少なくとも一部（可動部と称する）に第１の運動段階を与えるように行われ、前記粉体の、前記可動部に対する滑りを生じさせることを可能にする最小角加速度以上の角加速度が、前記可動部に加えられる。
【００２２】
非常に有利には、前記最小角加速度は、静摩擦係数と、前記粉体により前記容器の前記側壁上に加えられる力と、前記容器の半径との積を、前記粉体の慣性モーメントで割った値以上の値である。
【００２３】
一実施形態において、前記制御手段は、前記回転変位手段を、前記第１段階後の第２段階中に前記回転変位手段が前記可動部の回転変位を維持するように制御する。好ましくは、前記制御手段は、前記第２段階において前記回転変位手段に前記可動部を一定速度で変位させるような手段である。
【００２４】
別の実施形態において、前記制御手段は、前記回転変位手段が前記可動部に、低速又はゼロ速度段階により分離された一連の第１段階を与えるような制御手段である。好ましくは、前記制御手段は、前記回転変位手段が前記可動部の変位を行うような手段であり、当該変位は、２つの連続した第１段階の間に前記可動部の回転方向が、揺動回転運動を行うように逆にされるような変位である。有利には、前記揺動回転運動は周期的である。例えば、前記揺動回転運動は、５Ｈｚ〜５０Ｈｚの周期を有する。
【００２５】
前記移送装置は、前記移送装置の前記可動部と固定部との間に動的シール手段を含む。
【００２６】
前記容器は、例えばホッパである。
【００２７】
本発明の別の主題は、核燃料要素を製造するための装置であり、当該装置は、本発明による粉体移送装置と、少なくとも１つの金型がその内部に形成されたテーブルを備えたプレスと、前記金型内で前記粉体を圧縮するための手段とを含み、前記容器の排出端は、前記金型の充填段階中には前記容器の前記金型に面して配置され、充填段階以外では密閉され得る。
【００２８】
本発明の別の主題は、容器内に収容された所与の粉体又は所与の粉体の混合物を移送するための方法であり、当該容器は側壁及び排出開口部を含み、当該排出開口部は下部位置に配置され、前記方法は、少なくとも以下のステップ、すなわち、
ａ）前記容器の前記側壁の少なくとも一部を、前記排出開口部の中心軸を中心に、前記側壁に対する前記所与の粉体の滑りを生じさせる最小角加速度よりも大きい角加速度で回転させるステップ、を含む。
【００２９】
好ましくは、前記最小角加速度は、前記静摩擦係数と、前記粉体により前記容器の前記側壁に加えられる力と、前記容器の半径との積を、前記粉体の慣性モーメントで割った値以上の値である。
【００３０】
一実施形態において、前記移送方法は、その後のステップｂ）、すなわち、前記側壁の回転運動を維持するステップを含む。前記回転運動は、好ましくは一定速度で行われる。
【００３１】
別の実施形態において、ステップａ）は、低速又はゼロ速度により分離されて連続的に繰り返される。前記回転方向は、２つの連続したステップａ）の間で、有利には周期的に逆転され得る。
【００３２】
本発明は、以下の説明及び添付図面に基づいて、より良好に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による移送装置の実施形態を示す概略図である。
【図２】ホッパ壁の回転により粉体内で誘起される力による、粉体とホッパ壁との間の摩擦力のグラフ表示である。
【図３】２つの実施形態によるホッパの線速度のグラフ表示である。
【図４】本発明による粉体移送装置が実装された、核燃料ペレットを製造するための装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
ＩＳＯ４４９０規格に従えば、粉体は、開口部が開放されたときに流れ始めると、オリフィスを通って自然に流れる。
【００３５】
本発明は、粉体を移送するための装置に関する。この装置は、受容器を充填することを意図された、又は、粉体を用いた製造ユニット（例えば、核燃料ペレットを製造するための金型）に粉体を供給することを意図されたホッパを実現できる。或いは、この装置は、空にされるべき受容器を実現でき、この受容器は装置から取り外し可能である。
【００３６】
図１は、本発明による、粉体を移送するための装置を図式的に示す。示されている非限定的な例において、移送装置は、軸対称なホッパ２を備え、ホッパ２は、粉体Ｐが供給される上端４、粉体Ｐが排出される下端６、及び、上端４と下端６との間の側壁８を含む。ホッパは、下端６を一時的に密閉するための手段１０を含む。ホッパ２は、図１の表示において垂直方向に向いている回転軸Ｘを有する。
【００３７】
ホッパ全体を回転させることが可能である。
【００３８】
或いは、ホッパの所定の軸方向部分のみ（この場合、より好ましくは、下端側に位置する軸方向部）を回転させることが可能である。
【００３９】
好ましくは、粉体の動的シール手段（図示せず）が、ホッパとその他の固定部との間に、或いは、ホッパの可動部とホッパの固定部との間に設けられる。
【００４０】
また、この装置は、ホッパの側壁を、軸Ｘを中心に回転変位させる手段１２と、手段１２の制御手段ＣＵとを含む。本出願において、「ホッパの回転」(“rotation of the hopper”)、又は、より一般的に「容器の回転」(“rotation of the container”)は、ホッパ又は容器の、２つの角度位置間の完全回転又は揺動運動の形態を意味する。これらの２つの角度位置が、３６０度より大きい角度離れていてよいことが理解されよう。
【００４１】
手段ＣＵは変位手段１２を制御する。この制御は、変位手段１２がホッパに加える角加速度が、Ｘ軸を中心とした最小値ａｍｉｎ以上の値であるように調節されるように行われ、且つ、変位手段１２が側壁を、一定の又は不定の速度に従って回転駆動させるように行われる。
【００４２】
角加速度の最小値ａｍｉｎは、粉体の少なくとも一部が側壁８に対して滑らされるように選択される。この角加速度は、粉体と側壁との静止摩擦力以上の力を誘起するような速度である。
【００４３】
図２に、摩擦力Ｆｓ又はＦｄ、及び、ホッパ壁の回転により誘起された力Ｆｉが見られる。Ｆｓは静摩擦力であり、Ｆｄは動摩擦力である。壁部の回転により誘起された力が所定の値を超えると、摩擦力は動的のみになり、これは静摩擦力よりも弱く、この力が流れを妨げないことが分かる。
【００４４】
実際、粉体とホッパ壁との相対運動を開始する前には、粉体と壁部との摩擦力Ｆは、壁面上の粉体の抗力（Ｎ）の垂直成分に比例している。比例係数は、見かけの粉体／壁部摩擦係数、又は、静摩擦係数μｓである。この係数μｓは、複数のパラメータ、例えば、表面状態、及び、接触している固体の粗さなどに依存する。
【００４５】
摩擦の最大値は、粉体に加えられる壁部の垂直抗力が分っている場合、静摩擦係数により与えられる。すなわち、＜数１＞
Ｆｍ =μｓ×Ｎ
である。
【００４６】
概して、動摩擦係数は、粉体と壁部とが互いに対して相対運動する場合に誘起される摩擦力に対応している。この係数（μｄと称する）は、係数μｓよりも、概して約１０％〜２０％小さい。
【００４７】
静摩擦係数は、以下のように定義できる。
＜数２＞
μｓ＝ｔａｎθｓ
式中、θｓは、粉体が壁部上を滑り落ちる寸前の、水平方向に対する角度を示す。
【００４８】
動摩擦係数も同一の表現（式）で定義できるが、粉体が壁部上を滑り続けるときに成す角度θｄを用いる。
【００４９】
ホッパ内の粉体は、その重量により、ホッパ壁に対して力を加える。ホッパの最小角加速度は、静摩擦係数と、粉体によりホッパの壁部に加えられる力と、ホッパ半径との積を、粉体の慣性モーメントで割った値よりも大きいように選択される。
【００５０】
内径が１０ｃｍの円筒状カラム内に、１５ｃｍを上回る高さでＵＯ2粉体が収容されている場合、粉体をダクトと共に回転させないためには、相対角加速度が１．２よりも大きくなければならない。同一のＵＯ2粉体が、この粉体の自然流動の直径である１０ｍｍよりもよりも小さい直径８ｍｍのダクトに収容された場合、相対角加速度は５よりも大きくなければならない。粉体と側壁との間に、粉体の粒子寸法よりも大きい変位を得ることが要求される。例えば、粒子が１００μｍの直径を有する場合、変位は５００μｍであり得る。
【００５１】
従って、この最小角加速度が、側壁に対する粉体の滑り、及び、粉体の流れを誘起する。
【００５２】
自然に流れる粉体の操作に特に適した実施形態において、回転変位手段は、最小角加速度ａｍｉｎを加えた後に、ホッパ壁に永久回転速度（好ましくは一定）を、排出開口部の密閉状態に関係なく加えるように制御される。ホッパ側壁の回転を維持することにより、粉体と側壁との相対運動が維持される。従って、粉体と側壁との動摩擦のみを、排出開口部の開放又は閉鎖に関係なく考慮すべきである。粉体と側壁との間の滑りは維持される。従って、この滑りが維持される限り、放出開口部が開放されるとすぐに、粉体は一定の流量で流れる。
【００５３】
図３は、ホッパサブアセンブリに与えられ得る２つの運動例の、時間ｔの関数としての線速度Ｖ１を示す。
【００５４】
Ｖ１として示されている速度は、自然に流れる粉体に適した装置の場合の線速度を表し、速度Ｖ１は一定である。或いは、速度は、単調に又は非単調に可変であり得る。
【００５５】
Ｖ２として示されている速度は、自然には流れない粉体に適した装置の場合の線速度を表し、この操作方法について以下に説明する。
【００５６】
粉体は、その角加速度がホッパ側壁の所定の角加速度よりも大きい場合に流れる。回転速度は無限に増大できないため、ホッパの回転方向を逆転させる。回転方向の変更が、ホッパの表面付近の粉体の剪断方向の逆転を誘起する。摩擦係数は、ゼロに近づくように減少し、そして、再び増大するであろう。こうして、粉体の流れが促進される。角加速度は増大し、最小角加速度を超える。好ましくは、自然に流れないＵＯ２粉体に関し、一定の流量を得るために、相対角加速度は５よりも大きい。
【００５７】
自然に流れない粉体の操作に特に適した実施形態において、ホッパの運動は断続的であり、連続した回転段階が、加速ａｍｉｎでの開始、一方向への回転、及び停止を含む。図３に、ホッパに与えられ得る運動の例（線速度Ｖ２により示されている）が見られる。Ｖ２は鋸歯状であり、周期的に向きが変化し、これは、ホッパ側壁の回転方向の変化を示す。この運動は好ましいが、その他の運動（例えば非周期的な運動）を排除するものではない。
【００５８】
加速ａｍｉｎでの開始により、既に再形成されたアーチが破壊される。アーチ破壊後のホッパの回転により、アーチが再び形成されない限り、流動が維持される。
【００５９】
非常に有利には、側壁の回転方向が、回転の各段階で逆転される。従って、壁部付近の粒子と、壁部からより遠い位置の粒子との間に十分な剪断を生成することを可能にする相対揺動運動が加えられる。この剪断が粉体のダイラタンシーを生じさせてアーチの破壊を引き起こす。この破壊が粉体を流動させる。
【００６０】
より詳細には、揺動回転運動を２つの段階に分解し得る。
【００６１】
アーチが再形成されると、粉体はもはや流動しない。
【００６２】
ホッパの回転方向は逆転される。摩擦力は方向を変える。しかし、慣性の影響下では、粉体は同じ回転方向を維持する傾向がある。この段階において、ホッパ側壁と粉体とは反対の方向に回転する。粉体はホッパ側壁上を滑り、ホッパ側壁上で摩擦を有してもなお滑っている粒子と、壁部からより遠い位置の粒子との間に生じる応力が、粉体の強力な局所剪断をもたらす。この剪断は、壁部上の粉体のダイラタンシーを生じさせてアーチを破壊し、それにより流動を可能にする。摩擦力が慣性力よりも大きくなったとき、粉体は再びホッパ側壁により回転駆動される。次いで、粉体の流動を維持するために、容器の回転方向を再び逆転させる。
【００６３】
好ましくは、ホッパ側壁は、周期的な運動をする。
【００６４】
ホッパ側壁に対する粉体の相対変位の大きさは、ホッパ側壁の角加速度、粉体の慣性、及び、粉体とホッパ側壁との間の摩擦に依存する。この相対変位が、壁部付近の粉体の剪断応力の形成を引き起こし、粉体のダイラタンシーを生じさせ、これが、既に形成されたであろうアーチを破壊し、新しいアーチの形成を防止する。
【００６５】
揺動運動の周期は、好ましくは永久的な流れを得るように選択される。すなわち、回転方向は、アーチの形成により流動が中断される前に逆転される。
【００６６】
例えば、５Ｈｚ〜５０Ｈｚの周期は、ＵＯ２粉体を永続的に流動させることを可能にする。
【００６７】
しかし、フローセンサ（例えば、光学素子）が変位手段に情報提供するような場合、流動の停止が検出されたときにのみ回転方向を逆転させることも提案できる。
【００６８】
粉体が自然に流れる場合、粉体の排出流量を増大する作用を有する揺動回転運動をホッパに加えることが提案できる。
【００６９】
本発明は、壁部付近ゾーンで強力な剪断を発生させる回転面に対してほぼ接線方向に向けられた力を粒子上に生成する回転運動を実現する。この力は、超音波又はウッドペッカー型システムの実行により生じる、面に対して主に垂直な力とは異なる。揺動回転運動の場合、剪断により影響を受ける厚さは、ウッドペッカー型システムを用いる場合よりも、有利なことに、はるかに小さい。この低剪断体積は、粉体を厚くさせない利点を有する。これが、ウッドペッカー型システムにより生じる振動の作用下の影響とは著しく異なる。従って、粉体の圧縮と、それによる流動の不具合とが回避される。
【００７０】
回転手段１２は、適切な位置でインデックスされたモータにより形成され得る。モータのシャフトはホッパの軸と同軸であり、且つ、ホッパを吊るすための手段に回転的に固定されている。ホッパを吊るすための手段はモータのシャフトに直接係合されている。従って、シャフトの回転を開始するとホッパの回転変位が生じる。モータは、自然に流れない粉体の移送の場合、角加速度又は速度及び角度変位の振幅が、制御手段により制御される。
【００７１】
制御手段は、例えば、モータの制御プログラムを含むコンピュータにより形成される。制御プログラムは、移送される粉体又は粉体の混合物に応じて選択される。コンピュータを、例えば、モータの電源に接続できる。
【００７２】
粉体を移送するための装置は、例えば、核燃料要素を製造するための装置のプレス金型（単数又は複数）への供給のために使用できる。
【００７３】
核燃料要素を製造するためのこのような装置が図４に図式的に示されている。この装置は、少なくとも１つの金型３０（好ましくは複数の金型）が貫通された(carried out)テーブル２８を備えたプレス２７を含む。示されている例において、ホッパ２の排出端は、金型３０を充填するために開放されており、且つ、粉体の圧縮及び圧縮粉体の放出中にはテーブルの面により直接密閉されている。排出端はテーブル２８上をスライドし、金型に面しているとき、排出端は開放されている。本発明により、粉体はほぼ一定の流量で金型３０内に瞬時に流れ込む。次いで、粉体が圧縮される。こうして、充填の各段階で金型の均一な充填が得られ、また、ほぼ同一の特性を有するペレットが得られる。プレスのダイ（金型）の充填中に一般的に観察される流れの遅れが抑制され、流れの速度が増大され、金型に注がれる材料の量は、質量流量が一定であるため、金型の高さ全体にわたって均一である。本発明は、充填時間の短縮により生産速度を高めるだけでなく、圧縮後の製品の品質も高め得る。なぜなら、製品の品質の一部は、充填後に得られる材料の均一性の関数だからである。
【００７４】
２つの実施形態が、核燃料ペレットの製造のための金型の充填に適用される。
【００７５】
好ましくは、側壁を回転させることは、金型の一連の充填以前に開始する。これにより、排気端が開放されるとすぐに粉体が流れることが保証される。
【００７６】
上述の例において、粉体を収容している、空にされるべき要素はホッパであるが、より一般的には、排出されるべき粉体を収容することが意図された容器であってよく、この容器は、移送装置（例えばホッパ）内の適切な位置にあるときに充填されるか、或いは、容器は予め充填され、次いで、移送装置内の適切な位置にセットされ、そこに変位手段１２が、本発明に従う相対運動を加え得る。
【００７７】
本発明による粉体移送装置は、粉体を手段として用いる全ての活動分野のあらゆる種類の粉体を移送するのに適している。
【符号の説明】
【００７８】
２  ホッパ
４  ホッパ上端
６  ホッパ下端
８  側壁
１０  密閉手段
１２  変位手段
２７  プレス
２８  テーブル
３０  金型
Ｆｄ  動摩擦力
Ｆｉ  誘起された力
Ｆｓ  静摩擦力
【図１】
0006718447.tif 000002
【図２】
0006718447.tif 000003
【図３】
0006718447.tif 000004
【図４】
0006718447.tif 000005