(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容された粉粒体試料を落下させるための試料落下孔を前端側に有するトラフとこのトラフを振動させるリニアフィーダとを備え、トラフを振動させることにより、トラフ内の粉粒体試料を後端側から前記前端側の前記試料落下孔方向に送り出して前進移動させトラフに形成された前記試料落下孔から落下させるようにした乾式粒径分布測定装置の試料供給装置において、前記試料落下孔に対して試料送り出し方向上流側の前記トラフ内に、トラフの振動に基づいて上下方向に振動するブラシを前記トラフによる粉粒体試料の送り出し方向と交わり、かつ、その試料の送り出し方向と直交する方向のトラフ全幅に亘って横断するように設け、前記トラフは試料送り出し方向に向かって先細り形状に形成されており、前記ブラシは、このトラフの左右側板部によって前記試料落下孔から試料送り出し方向上流側に一定の距離を離れた位置においてくい止められて上下方向に振動するように構成され、このブラシによって前記粉粒体試料を前記試料落下孔からの落下前の前記試料送り出し方向上流側の位置で一旦堰止め、この位置でのブラシの上下振動によって一次粒子の状態に分散させるように構成したことを特徴とする乾式粒径分布測定装置の試料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、乾式粒径分布測定装置の試料供給装置（以下、単に試料供給装置という）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乾式粒径分布測定装置においては、一般に、粉粒体試料をフローセルの上方に設けられた試料供給装置のトラフ内に収容し、試料における粒径分布の測定に際して、粉粒体試料を落下させるための落下孔を有する前記トラフをリニアフィーダによって振動させてトラフに形成された前記落下孔から試料を落下させ、前記フローセルに落下供給している。
【０００３】
ところで、前記粉粒体試料は、それが乾燥している状態であっても粉粒体相互において作用する静電気力やファンデルワールス力、磁力などによって凝集し、粉粒体が一粒一粒に完全に分離した所謂一次粒子ではなく、二次粒子（一次粒子が数個凝集したもの）や三次粒子（二次粒子が数個結合したもの）になっていることがある。このように、一次粒子のみならず、二次粒子や三次粒子を含むような粉粒体を試料としてフローセルに供給し、これに光を照射して測定を行った場合、その粉粒体試料における真の一次粒子の粒径分布結果を得ることができない。
【０００４】
そこで、従来の試料供給装置においては、（イ）前記落下孔の下方に篩部材を設け、前記二次粒子や三次粒子が落下するのを防止し、所定の径以下の粉粒体を落下させたり、（ロ）前記篩部材内にベアリング玉のような球体を複数入れ、この玉の回転および玉どうしのすり合わせによって二次粒子や三次粒子を分散させて一次粒子にすることが試みられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの手法においても、粉粒体試料として二次粒子や三次粒子を含まない一次粒子だけの状態にするのが困難であるとともに、二次粒子や三次粒子によって篩に目詰まりが生じ、粉粒体を所定量スムーズに落下させることができないことがあった。特に、高濃度の試料をリニアフィーダの振動によって供給するような場合、粒径が１μｍ未満の所謂サブミクロンの粉粒体を試料として投入した場合、二次粒子状態の１μｍ止まりの分散しか行われないといった不都合があった。
【０００６】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、粉粒体試料に二次粒子や三次粒子が混入していても、これら粒子をトラフの振動によって落下させるまでに、前記二次粒子等を分散させて一次粒子の状態にすることができ、粉粒体試料を所望の一次粒子の状態でしかも制御された所定の投下量で安定して供給することのできる試料供給装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は、収容された粉粒体試料を落下させるための試料落下孔を前端側に有するトラフとこのトラフを振動させるリニアフィーダとを備え、トラフを振動させることにより、トラフ内の粉粒体試料を後端側から前記前端側の前記試料落下孔方向に送り出して前進移動させトラフに形成された前記試料落下孔から落下させるようにした乾式粒径分布測定装置の試料供給装置において、前記試料落下孔に対して試料送り出し方向上流側の前記トラフ内に、トラフの振動に基づいて上下方向に振動するブラシを前記トラフによる粉粒体試料の送り出し方向と交わり、かつ、その試料の送り出し方向と直交する方向のトラフ全幅に亘って横断するように設け、前記トラフは試料送り出し方向に向かって先細り形状に形成されており、前記ブラシは、このトラフの左右側板部によって前記試料落下孔から試料送り出し方向上流側に一定の距離を離れた位置においてくい止められて上下方向に振動するように構成され、このブラシによって前記粉粒体試料を前記試料落下孔からの落下前の前記試料送り出し方向上流側の位置で一旦堰止め、この位置でのブラシの上下振動によって一次粒子の状態に分散させるように構成したことを特徴としている。
【０００８】
上記試料供給装置においては、上前方向の振動によって粉粒体試料を前方向に送り出しこれを落下させるためのトラフ内にブラシを粉粒体試料の送り出し方向と交わり、かつ、その試料の送り出し方向と直交する方向のトラフ全幅に亘って横断するように設け、このブラシをトラフの前記振動によって上下方向に振動させるようにしているので、トラフ内に収容された粉粒体試料に二次粒子や三次粒子が混入していても、その粉粒体試料は試料落下孔からの落下前の位置で一旦堰止められ、その堰止められた位置で上下方向に振動するブラシによって前記二次粒子等が分散（粉砕）されて一次粒子になり、この一次粒子の状態で試料落下孔の方向に向かい、前端側の試料落下孔から落下するようになる。したがって、粉粒体試料は、所望の一次粒子の状態でフローセルに対して落下供給される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。図１〜図３は、この発明の一つの実施の形態を示すものである。まず、図１は、この発明の試料供給装置を組み込んだ乾式粒径分布測定装置の全体構成を概略的に示すもので、この図において、１は測定部、２はこの測定部１の上方に設けられる試料供給装置である。
【００１０】
前記測定部１は、例えば次のように構成されている。すなわち、３は上下方向に設けられる筒状のフローセルで、その対向する側面には光学窓３ａ，３ｂが形成されている。そして、一方の光学窓３ａの外方には、フローセル３内を落下する試料４に対してレーザ光５を照射するためのレーザ光源部６が一方の光学窓３ａに対向するように配置されるとともに、他方の光学窓３ｂの外方には、レーザ光５が試料４に照射されたときに生ずる散乱光および／または回折光を受光するための光検出部７が他方の光学窓３ｂに対向するように配置されている。
【００１１】
８はフローセル３の上方に設けられる試料導入部としてのエジェクタで、漏斗状部８ａを備えるとともに、この漏斗状部８ａの下方にはフローセル３に連なる試料ガイド部９が連設されている。そして、エジェクタ８には、圧縮空気１０の供給路１１が接続されるとともに、漏斗状部８ａの下面側には、圧縮空気供給路１１によって供給された圧縮空気１０を試料ガイド部９内に導入する空気流路８ｂが形成されており、この空気流路８ｂを流れる圧縮空気１０ａが試料供給装置２のトラフ１８（後述する）から落下する試料４に対して分散流として吹き付けられるようにしてある。また、試料ガイド部９の下端は、フローセル３に挿入接続され、その下端部には、光学窓３ａ，３ｂの上端付近まで延びた仕切り部９ａを備えている。さらに、１２は試料ガイド部９がフローセル３に挿入接続される部分の周囲に仕切り部９ａと平行になるように設けられる整流板で、外気１３を吸引し、この吸引された外気１３によってフローセル２内にシースフロー１４が形成されるようにしてある。
【００１２】
そして、１５はフローセル３の下端側に形成される試料回収流路で、吸引機１６を備えている。また、１７はエジェクタ８の上方に設けられるホッパで、試料供給装置２のトラフ１８から落下する試料４をエジェクタ８内に導くものである。
【００１３】
前記試料供給装置２の構成を、図２および図３をも参照しながら説明すると、この試料供給装置２は、粉粒体試料４を収容するトラフ１８とこのトラフ１８を振動させるリニアフィーダ１９とから主として構成される。そして、リニアフィーダ１９の振動はコントローラ２０によって制御される。
【００１４】
前記トラフ１８の構成を、図２および図３（Ａ）を参照しながら説明すると、このトラフ１８は、平面視細長い等脚台形状の底部２１と、その短辺側（以下、前端側という）に底部２１に対して垂直に立設される前板部２２と、その長辺側（以下、後端側という）の端部に底部２１の後端部から上方に傾斜して延びる等脚台形状の後板部２３と、前板部２２と後板部２３とを連結するように底部２１の左右両側部に立設される側板部２４とからなり、平面視細長い等脚台形状の上方が開放された箱型に形成されている。このトラフ１８は、図３に示すように、平面視形状が先細りであるとともに、図２から理解されるように、前板部２２の高さが後板部２３の後方部頂部２３ａの位置より低く、後端側により多くの試料４を載置収容できるように構成されている。２５は底部２１の前板部２２側のすぐ近くに開設される試料落下孔で、底部２１の左右方向一杯に長い平面視長方形状に形成されている。なお、トラフ１８の構成素材としては、適宜の機械的強度を有する他に、試料４を吸着しない性質を備え、しかも後述するリニアフィーダ１９との関係から磁性を帯びない性質を備えたものが好ましく、このような素材としてはステンレス鋼や適宜の合成樹脂がある。
【００１５】
前記リニアフィーダ１９の構成を、図２を参照しながら説明すると、２６は基台で、その上方には、ゴムなどの防振部材２７を介してベース２８が水平に保持されている。２９はベース２８の上面に設けられる電磁石固定ユニットで、電磁石３０が固定される。３１ａ，３１ｂは適宜の間隔をおいて設けられる一対の板ばねで、互いに平行、かつ、後ろ倒れ（図２において左方向）に傾斜するようにして、それらの下端側が電磁石固定ユニット２９の側面に固定され、それらの上端には、上下両面が平行な板状の吸着駆動部材３２が水平な状態に保持されている。そして、この吸着駆動部材３２は、鉄など磁力によって吸着される素材よりなり、その上面がトラフ１８の底部２１に固着されるとともに、その下面は電磁石３０の鉄心上部の吸着面と僅かな間隙を形成した状態で設けられている。また、一対の板ばね３１ａ，３１ｂは、上下方向の振動を前後方向の振動に変換するもので、一方（後端側）の板ばね３１ｂの押し出し力が他方（前端側）の板ばね３１ａのそれに比べて強くなるように構成されている。そして、トラフ１８は、電磁石３０に通電を行わない常時においては、底部２１が水平な状態となっている。
【００１６】
上記試料供給装置２においては、電磁石３０のコイルに、例えば最低時０Ｖ、最高時数Ｖといった矩形状のパルス電圧を印加することにより、吸着駆動部材３２が電磁石に一定周期で断続的に吸着されることにより、電磁石３０およびベース２８の質量を反力にしてトラフ１８に上前方向に振動が与えられ、この振動によってトラフ１８に載置収容された試料４をトラフ１８の前端側方向（試料落下孔方向）に移動させ、これを試料落下孔２５から落下させることができる。
【００１７】
再び図１において、３３は演算制御部で、例えばパソコンよりなり、装置全体を制御するとともに、測定部１からの出力信号を基にしてフランホーファ解析理論やミ−散乱理論に則った演算式を用いて粒径分布を演算し、試料４における粒径分布を求め、その演算結果などをディスプレイ３３ａに表示したり、内部に設けられたメモリ部または着脱自在に装着されるメモリカードやメモリディスクなどに収納する機能を備えている。
【００１８】
上述のように構成された試料供給装置２によれば、リニアフィーダ１９による振動をトラフ１８に与え、トラフ１８の振動によってトラフ１８上に載置された試料４をトラフ１８内において前進移動させ、トラフ１８の前端側に開設された試料落下孔２５から落下させることができるが、この実施の形態における試料供給装置２においては、トラフ１８内にトラフ１８の振動に基づいて上下方向に振動するブラシ３４を、試料落下孔２５の近くであって試料移動方向上流側に設け、このブラシ３４の振動によって試料４をその落下前に分散させるようにしている。
【００１９】
前記ブラシ３４は、保持体３５とこれに植立される毛３６とからなり、図３（Ａ）に示すように、その長手方向を試料４の前進する方向３７と直交させるようにしてトラフ１８内に横設されている。すなわち、この保持体３５は例えば直方体状であり、その底面３５ａには、図４（Ａ）に示すように、多数の毛３６が均等に植立されている。より詳しくは、保持体３５は、その長手方向の幅Ｗが前板部２２の幅ｗよりもやや大きく、トラフ１８の平面視における幅が前板部２２に向かうほど徐々に小さくなることにより、トラフ１８の左右の側板部２４によって、試料落下孔２５から試料４の移動方向上流側の適宜の距離ａだけ離れた位置においてくい止められ、そのくい止められた位置において、図３（Ｂ）において両矢印３８で示す上下方向に振動するとともに、両矢印３９で示す前後方向に僅かに前後進する。そして、保持体３５は、例えば合成樹脂など適宜の材料よりなり、毛３６は、ナイロンなどの合成樹脂や金属線よりなる。
【００２０】
上記構成の試料供給装置２においては、トラフ１８内の後端側に適宜の粉粒体を試料４として載置した状態で、電磁石に所定のパルス電圧を印加すると、トラフ１８が振動し、このトラフ１８の振動によって前記試料４は、図３（Ａ）において矢印３７で示す方向に前進移動する。この場合、トラフ１８内には、直方体形状のブラシ３４が横設されており、これが前記トラフ１８の振動に基づいて、試料落下孔２５から距離ａだけ離れた位置において上下方向に振動している。
【００２１】
そして、トラフ１８の後端側から前端側に前進してきた粉粒体試料４は、ブラシ３４の毛３６によって一旦堰止められ、粉粒体試料４が上下方向に振動する毛３６の下に入り込む。この場合、粉粒体試料４に含まれる一次粒子は、毛３６の植立間隔よりも小さいので毛３６の間をすり抜けるが、二次粒子や三次粒子は前記植立間隔よりも大きいので毛３６の間をすり抜けることができない。そして、二次粒子や三次粒子は、上下振動する毛３６によって粉砕され、分散されて一次粒子になる。ブラシ３４をすり抜けた粉粒体試料４は、トラフ１８の振動によって試料落下孔２５方向に向かい、この試料落下孔２５から落下し、ホッパ１７、エジェクタ８および試料ガイド部９を経てフローセル３内に供給される。
【００２２】
上述のように、この発明の試料供給装置２においては、上前方向の振動によって試料４を前方向に送り出しこれを落下させるためのトラフ１８内に、ブラシ３４を前記試料４の送り方向３７と直交するようにして設け、このブラシ３４をトラフ１８の前記振動によって上下方向に振動させるようにしているので、トラフ１８内に収容された試料４に二次粒子や三次粒子が混入していても、上下方向に振動するブラシ３４によって前記二次粒子等が分散（粉砕）されて一次粒子になり、この一次粒子の状態で試料落下孔２５から落下することができる。したがって、試料４は、所望の一次粒子の状態でフローセル３に対して供給される。
【００２３】
この場合、二次粒子等を粉砕するためのブラシ３４は、その上下振動のための駆動力は、トラフ１８の振動であり、しかも、先細り状態のトラフ１８内においてその前端側に開設された試料落下孔２５から一定の距離ａをおいて上下振動するものであるので、ブラシ３４に対する特別の駆動装置や振動位置を固定させるための部材などが不要である。
【００２４】
そして、トラフ１８を振動させるための強度を適宜調整することにより、粉粒体試料４の投下量を定量性よく制御することができる。
【００２５】
前記ブラシ３４の形状は、上述の実施の形態におけるものに限られるものではなく、種々に変形することができる。例えば、毛３６の植立状態として、図４（Ｂ）に示すように、数本〜数１０本の毛３６で小集団３６Ａを形成し、この小集団３６Ａを奥行き寸法Ｄがやや大きい保持体３５の底面（以下、植立面という）３５ａの周辺部分に連続的に形成し、植立面３５ａの中央部分３５ａ’には、毛３６を設けないようにしてもよい。
【００２６】
そして、上記図４（Ａ），（Ｂ）の保持体３５は、直方体形状であり、植立面３５ａが長方形（正方形でもよい）であったが、同図（Ｃ）に示すように、植立面３５ａが台形状であってもよい。この場合、少なくとも長辺の長さをＷとしておけば、必ずしも等脚台形でなくてもよい。
【００２７】
また、図４（Ｄ）に示すように、植立面３５ａの奥行き寸法Ｄ´をより大きくとり、植立面３５ａ全体に前記小集団３６Ａを多数配列してもよい。
【００２８】
さらに、図４（Ｅ）に示すように、保持体３５として長さＷの円筒体（または円柱体）３５Ａを用い、その周面に毛３６を密に植立してもよい。
【００２９】
そして、トラフ１８は、その平面視形状としては、試料落下孔２５側が細くなる先細り形状であればよく、必ずしも等脚台形でなくてもよい。また、トラフ１８の底部２１の前端側に形成される試料落下孔２５は、その平面視形状が必ずしも長方形でなくてもよく、角孔や円形、楕円形など任意である。
【００３０】
さらに、上記実施の形態においては、トラフ１８は、その底部２１が水平になるように保持されていたが、これに代えて、底部２１を、その試料落下孔２５側が低くなるように傾斜させて設けるようにしてあってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、収容された粉粒体試料を落下させるための試料落下孔を前端側に有するトラフとこのトラフを振動させるリニアフィーダとを備え、トラフを振動させることにより、トラフ内の粉粒体試料を後端側から前記前端側の前記試料落下孔方向に送り出して前進移動させトラフに形成された前記試料落下孔から落下させるようにした乾式粒径分布測定装置の試料供給装置において、前記試料落下孔に対して試料送り出し方向上流側の前記トラフ内に、トラフの振動に基づいて上下方向に振動するブラシを前記トラフによる粉粒体試料の送り出し方向と交わり、かつ、その試料の送り出し方向と直交する方向のトラフ全幅に亘って横断するように設け、前記トラフは試料送り出し方向に向かって先細り形状に形成されており、前記ブラシは、このトラフの左右側板部によって前記試料落下孔から試料送り出し方向上流側に一定の距離を離れた位置においてくい止められて上下方向に振動するように構成され、このブラシによって前記粉粒体試料を前記試料落下孔からの落下前の前記試料送り出し方向上流側の位置で一旦堰止め、この位置でのブラシの上下振動によって一次粒子の状態に分散させるように構成しているので、トラフ内に収容された粉粒体試料に二次粒子や三次粒子が混入していても、その粉粒体試料は試料落下孔からの落下前の試料送り出し方向上流側の位置で一旦堰止められ、その堰止められた位置で上下方向に振動するブラシによって前記二次粒子等が分散（粉砕）されて一次粒子になり、この一次粒子の状態で試料落下孔の方向に向かい、その試料落下孔から落下するようになる。したがって、粉粒体試料を所望の一次粒子の状態でしかも制御された所定の投下量で安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の試料供給装置を組み込んだ乾式粒径分布測定装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】  この発明の試料供給装置の一例を示す側面図である。
【図３】  前記試料供給装置の要部の構成を示すものであり、（Ａ）はトラフおよびブラシの一例を示す斜視図、（Ｂ）はトラフ内におけるブラシの配置状態を説明するための部分拡大断面図である。
【図４】  ブラシにおける保持体の植立面の形状および毛の植立の態様を示す図である。
【符号の説明】
２…試料供給装置、４…粉粒体試料、１８…トラフ、１９…リニアフィーダ、２５…試料落下孔、３４…ブラシ、３６…毛。
【図１】
0003793455.tif 000002
【図２】
0003793455.tif 000003
【図３】
0003793455.tif 000004
【図４】
0003793455.tif 000005