サンプリング冶具
【課題】銅製錬の自熔炉バーナーコーン内を落下する精鉱粒子を適宜捕集、サンプリングし、バーナーコーン半径方向の流量分布、その粒度分布を定量的に評価するためのサンプリング冶具を提供する。
【解決手段】管壁に流入孔と前記流入孔と通じた流出孔を設け、かつ前記流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部が設けられる管状体を先端に備える内部構造体と、前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、前記外部構造体は、前記内部構造体が回転自在あるいは移動自在に配置されたときに、前記内部構造体の流入孔および流出孔と合致する位置に流入孔および流出孔を備え、前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とするサンプリング冶具。
【解決手段】管壁に流入孔と前記流入孔と通じた流出孔を設け、かつ前記流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部が設けられる管状体を先端に備える内部構造体と、前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、前記外部構造体は、前記内部構造体が回転自在あるいは移動自在に配置されたときに、前記内部構造体の流入孔および流出孔と合致する位置に流入孔および流出孔を備え、前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とするサンプリング冶具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅製錬に使用する自熔炉の反応塔の塔頂部に設けられた精鉱バーナー内を落下する精鉱をサンプリングするための冶具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乾式の銅製錬プロセスでは、まず自熔炉にて銅精鉱（以下精鉱と称す）を酸化して、硫黄と鉄の一部を除去した後、銅を含有したマットが生成させる。このとき、自熔炉では、図９に示すように原料の精鉱とフラックス２０、及び酸素富化した反応用空気２１を、自熔炉１０の反応塔の塔頂部に設けられた精鉱バーナー内を介して反応シャフトに供給し、原料が反応シャフト内を落下する間に酸化熔錬が行われる。
【０００３】
この精鉱バーナー内には、バーナーコーン１５と呼ばれる精鉱と反応用空気を混合する領域がある。このバーナーコーン１５内を落下する精鉱粒子のバーナーコーン半径方向の流量分布、粒度分布を把握することは、操業条件の改善あるいは精鉱バーナー構造の改善を試みる上で極めて重要である。
【０００４】
そのためには、精鉱バーナー下部に位置する反応シャフトにおいて、反応用空気に乗って降下する反応粒子を捕集し、その精鉱粒子の状態を把握することが求められる。
【０００５】
その捕集するためのサンプリング冶具として非特許文献１にも記載されている図１０（ａ）に示すような捕集部１０３が柄杓形状のものが、一般には用いられている。
【０００６】
また、図１０（ｂ）に示すような上下方向に開閉が可能な上蓋１０４を捕集部１０３に取り付けたサンプリング冶具を用いる方法も特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６５８２３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】N．Kemori，Y．Kondo、Journal of MMIJ（資源素材学会誌）、Vol.106（1990）、p．873．
【非特許文献２】Y．Sasaki，Y．Mori，Y．Hattori、Journal of MMIJ（資源素材学会誌）、Vol．125（2009）、p．29．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１０（ａ）に示す従来からのサンプリング冶具１０１ａを用い、精鉱密度が高いバーナーコーン内の半径方向の精鉱流量分布を測定する場合、冶具先端の捕集部１０３の開口は常に開いている状態であるために所定位置でのサンプリングを終え、サンプリング冶具を引き抜く際に所定のサンプリング位置以外を落下する精鉱粒子が捕集部１０３に混入するため、所定位置における精鉱量を正確に測定することは難しい。
【００１０】
また、特許文献１に開示される図１０（ｂ）のサンプリング冶具１０１ｂを用いた場合、非特許文献２に記載されているように、精鉱粒子はバーナーコーン内を数ｍ／ｓから１００ｍ／ｓ以上で流れる反応用空気に乗って落下して、一度捕集部１０３に入った精鉱粒子は、後続の反応用空気と精鉱粒子により捕集部１０３外に押し出されてしまうため、その冶具によりサンプリングできる精鉱量は少量となる。したがって、精鉱粒子のバーナーコーン半径方向の流量分布を精度良く評価することは困難である。また、高速の反応用空気と精鉱粒子の流れの中において、上蓋１０４を上下方向に開閉することは流体抵抗が大きくなるために容易ではない。
【００１１】
そこで、本発明は、銅製錬における自熔炉バーナーコーン内を落下する精鉱粒子を適宜捕集することによりサンプリングし、バーナーコーン半径方向の流量分布、およびその粒度分布を定量的に評価するためのサンプリング冶具の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明のサンプリング冶具に係る第１の発明は、管壁に少なくとも流入孔を設け、かつ前記流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部が設けられる管状体を先端に備える内部構造体と、前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、前記外部構造体は、前記内部構造体を回転自在あるいは移動自在に配置した時に、前記内部構造体の流入孔と合致する位置に流入孔を備え、前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とする。
【００１３】
本発明のサンプリング冶具に係る第２の発明は、管壁に流入孔と前記流入孔と通じた流出孔を設け、かつ前記流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部が設けられる管状体を先端に備える内部構造体と、前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、前記外部構造体は、前記内部構造体が回転自在あるいは移動自在に配置されたときに、前記内部構造体の流入孔および流出孔と合致する位置に流入孔および流出孔を備え、前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とする。
【００１４】
本発明のサンプリング冶具に係る第３の発明は、管壁に複数個の流入孔と前記流入孔と通じた流出孔からなる組を、相互に干渉しない位置に備える管状体を有する内部構造体と、前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、前記外部構造体は、前記内部構造体が回転自在あるいは移動自在に配置されたときに、前記内部構造体の流入孔および流出孔と合致する位置に、それぞれ流入孔および流出孔を備え、前記管状体は、一の流入孔と前記一の流入孔に通じた流出孔からなる一組ごとに前記一の流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部を備え、前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とする。
【００１５】
本発明のサンプリング冶具に係る第４の発明は、第１の発明から第３の発明において、その内部構造体の流入孔の閉鎖手段が、外部構造体を径方向に回転することによる内部構造体と外部構造体の径方向に沿った相対的位置を変えることで、内部構造体の流入孔を閉鎖することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明のサンプリング冶具に係る第５の発明は、第１の発明から第３の発明において、その内部構造体の流入孔の閉鎖手段が、外部構造体を軸方向に移動することによる内部構造体と外部構造体の中心軸に沿った相対的位置を変えることで、内部構造体の流入孔を閉鎖することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のサンプリング冶具を用いることにより、自熔炉バーナーコーン内の精鉱粒子を適宜サンプリングすることができ、したがってバーナーコーン半径方向の精鉱粒子の流量分布、および粒度分布の定量的評価を可能とする。そのため、そのサンプリング結果を、数値流体解析と組み合わせて用いることでバーナーコーン内における精鉱粒子と反応用空気の挙動を推測し、自熔炉の操業条件の改善あるいは精鉱バーナー構造の改善に大きく寄与する効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のサンプリング冶具の一例を示す外観斜視図で、実施例１で用いたものである。
【図２】図１に示すサンプリング冶具の先端部を説明する図で、（ａ）は先端部の側面図、（ｂ）は吸入孔側から見た先端部の外観斜視図、（ｃ）は流出孔側から見た先端部の外観斜視図である。
【図３】図１に示すサンプリング冶具の先端部の構成を説明する図で、（ａ）は流入孔側から見た先端部の外観斜視図、（ｂ）は外部構造体を取り除いた状態の内部構造体を示す外観斜視図、（ｃ）は内部構造体の管状体に設けられた精鉱粒子の捕集空間であるセル部を示す外観斜視図である。
【図４】図１に示すサンプリング冶具の流入孔と流出孔の位置の説明図である。
【図５】図１に示すサンプリング冶具の流入孔と流出孔の「開状態」と「閉状態」の説明図である。
【図６】図１に示すサンプリング冶具のセル部内における精鉱粒子が捕集される領域とセル部内に流入した空気の流れの概略を説明する図である。
【図７】本発明のサンプリング冶具を用いたバーナーコーン内の精鉱粒子のサンプリング方法を示す自熔炉の概略断面図である。
【図８】実施例２の３連セルタイプの本発明に係るサンプリング冶具を示す外観斜視図である。
【図９】自熔炉の概略を示す断面図である。
【図１０】従来のサンプリング冶具を示す図で、（ａ）は柄杓型の捕集部を有する冶具、（ｂ）は柄杓型の捕集部に蓋を設けた冶具である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、自熔炉のバーナーコーン内の精鉱粒子をサンプリングするには、次のような点に留意する必要があることを見出した。
まず、バーナーコーン内を落下する精鉱粒子の落下速度は、バーナーコーン半径方向で分布があり、バーナー側壁近傍では反応用空気の主流があり１００ｍ／ｓ以上の高速な流れがあると考えられる。そして、このような流れ場において精鉱粒子をサンプリングするには、捕集した精鉱粒子をサンプリング冶具内に留めておくため、サンプリング冶具の流入孔を閉鎖する蓋が必要であり、その蓋を開閉する際に高速な精鉱粒子と反応用空気の流れによる流体抵抗の影響をできるだけ受けない構造にすべきである。
【００２０】
また、精鉱粒子を多く捕集するためには、一度捕集した精鉱粒子が流入口から続いて流入する精鉱粒子と反応用空気によりサンプリング冶具外に押し出されないよう、サンプリング冶具内に流れの影響をあまり受けない領域を設ける必要がある。
【００２１】
上記２つの留意点に着眼した本発明のサンプリング冶具の一例を図１に示す。
図１において、１ａはサンプリング冶具、２は内筒、２ａは内筒の流入孔、２ｂは内筒の流出孔、３は外筒、３ａは外筒の流入孔、３ｂは外筒の流出孔である。ここで、内筒２は、先端部に管状体（記載せず）を備える内部構造体であり、外筒３は外部構造体である。
図１における内筒２と外筒３は径方向に回転自在に組み合わされていて、内筒２を回転させることも、外筒３を回転させることもできる。なお、内筒２と外筒３は軸方向に移動自在、もしくはその両者を備えて、外筒３に内筒２を収めても良く、すなわち直動スライドや回転スライドによる動作を可能とする。
【００２２】
この内筒２には、先端部に精鉱粒子を捕集する役目を果たす管状体（記載せず）が備えられ、それには、精鉱粒子を含む反応用空気の流入孔２ａおよび流出孔２ｂ、および精鉱粒子を捕集するセル部（記載せず）が設けられている。
【００２３】
一方、外筒３には、内筒２を組み合わせて収めたときに、内筒２の流入孔２ａと重なり合う流入孔３ａ、ならびに流出孔２ｂと重なり合う流出孔３ｂが設けられている。
【００２４】
本発明のサンプリング冶具では精鉱粒子の捕集箇所である冶具先端部は、図２に示すように管状体を兼ねる内部構造体である内筒２が、外部構造体である外筒３と径方向に回転自在に挿入された形の２重管構造を備えている。
さらに、図２（ｂ）に示すように内筒２の先端部を構成する管状体４（記載せず）の筒壁部には流入孔２ａ、流出孔２ｂが設けられ、図２（ｃ）に示すように外筒３の筒壁部には流入孔３ａ、流出孔３ｂが設けられている。
【００２５】
図３は、精鉱粒子の捕集箇所である冶具先端部を説明する図で、図３（ａ）は外観を捉えたもので、外筒３に挿入された内筒２、および内筒２、外筒３に設けられた流入孔２ａ、３ａの位置が示されている。このように両流入孔は、内筒２、外筒３を所定の位置で組み合わせた時に重なり合う状態、すなわち合致した状態となる。
【００２６】
図３（ｂ）は、外筒３を取り除いた内筒２の精鉱粒子の捕集箇所の構造を示す図で、内筒２の先端部には、管状体４が備えられている。
このサンプリング冶具では、後述する図３（ｃ）に示すように、管状体４は管状体本体４ｂと管状体蓋４ｃ（以下、蓋と称す）により閉鎖された空間を形成し、精鉱粒子の捕集空間としている。蓋４ｃには流入孔２ａが、管状体本体４ｂには、セル部４ａおよび流出孔２ｂが設けられている。サンプリング後は、蓋４ｃを外して、捕集した精鉱粒子を回収する。８ａは蓋留め具、８ｂは管状体留め具である。
【００２７】
図３（ｃ）は、管状体４の蓋４ｃを外した状態の図で、管状体本体４ｂには先端側にセル部４ａが、逆側には流出孔２ｂを設けている。この管状体４は図３のように、別体として作製して組み込んで内筒を構成しても良く、また管状体を一体とした内筒を構成しても良い。
【００２８】
次に、各流入孔、流出孔の位置について図４を用いて説明する。
まず、その流入孔２ａおよび流入孔３ａの位置は、図４で示すように内筒２と外筒３を回動自在に組み上げた時に、両流入孔を通じて外部から内筒２内部（ここでは、管状体４）に反応用空気が流れるように両者が合致する位置に設けられる。
【００２９】
一方、流出孔２ｂおよび流出孔３ｂの位置は、このサンプリング冶具を利用する場合にＯＦバーナー１１（図７参照）に対して角度θ（水平方向に対する角度）で斜めに傾けた状態で冶具を設置した場合において、流入孔２ａを上方に向けたとき流出孔２ｂは下方向きになり、反応用空気とともに精鉱が容易に流入しやすい配置となる、流入孔（２ａ、３ａ）の位置と対向する内外筒の筒壁面に設けられる。なお、この内筒および外筒の流入孔の形状ならびに流出孔の形状は、内筒２と外筒３を組み上げて、流入孔および流出孔が合致したときに、重なり合って合致する形状であることが好ましい。
【００３０】
なお、この流出孔は流入した反応用空気を円滑に流出させることを目的とするものであることから、精鉱粒子のサンプリング時間（流入孔の開閉時間）が短い場合には、サンプリング冶具に流出孔を設けなくても希求される精鉱粒子のサンプリングは可能である。
【００３１】
次に、このサンプリング冶具による精鉱粒子の捕集方法について説明する。
図５に示すように内筒２、外筒３のどちらかを固定した状態で、一方を回転させて流入孔２ａを開閉する構造であるため、その開閉時には、流体抵抗の影響を受けることはほとんどない。
なお、流入孔２ａの開閉に際しては、外筒３を回転させて開閉する方が良く、捕集した精鉱粒子の破損（内筒を回転させた場合では、内筒壁面との接触あるいは衝突による被捕集粒子の変形、破壊の恐れが高まる）、あるいはセル部４ａからの精鉱粒子の飛び出しを防止できる。
【００３２】
さらに、流入孔（２ａ、３ａ）と流出孔（２ｂ、３ｂ）の位置は、精鉱粒子を含む反応用空気の流れの方向に対して、その位置がずれていることから、流入孔（２ａ、３ａ）から入った精鉱粒子は、図６に示すように精鉱粒子５を捕集するセル部４ａ内部の先端側の澱み領域にたまる。一方、流入孔（２ａ、３ａ）から流入した精鉱粒子の一部と反応用空気は、流出孔（２ｂ、３ｂ）から、容易に抜け出ることから管状体４内部の圧力はあまり高くならない。そのため流入孔（２ａ、３ａ）から精鉱粒子５と反応用空気は容易に流入することになる。
【００３３】
実際に精鉱粒子５をサンプリングする場合では、図５の「開」状態に示す内筒２の流入孔２ａと外筒３の流入孔３ａが合致する、すなわち外部と内筒２内部（管状体４内部）が通じた位置から、外筒３を適宜回転、たとえば９０度回転させて流入孔を閉じた状態（図５「閉」状態）にしたサンプリング冶具１を、図７に見られるように、ＯＦバーナー１１の側壁に設けられた点検孔１６から斜め下方向（鉛直方向に対して角度θ）に挿入する。
【００３４】
その挿入する長さは、サンプリング冶具１の長手方向に予め付けておいた印により把握し、バーナーコーン１５内における流入孔位置を所定位置となるように設置し、その状態で外筒３を適宜戻す、たとえば９０度戻すように回転させて、流入孔３ａと内筒２の流入孔２ａを合致させて流入孔を開ける。そして、所定時間サンプリングした後、再び外筒３を適宜回転、たとえば９０度回転させて流入孔を閉じた状態にし、その状態を維持したままサンプリング冶具１を点検孔１６から引き抜く。
【００３５】
図６に、精鉱粒子をサンプリングした状態を示す。
精鉱粒子を含む反応用空気流が、流入孔（２ａ、３ａ）から流入し、流出孔（２ｂ、３ｂ）から流出する過程において、精鉱粒子５がセル部４ａに捕集される。
【００３６】
次に、引き抜いたサンプリング冶具１から精鉱粒子を回収する。
その回収は、外筒３を内筒２に対して中心軸に沿って管状体４が露出するように移動させて、管状体４のセル部４ａ内に溜まった精鉱粒子５を回収する。
【００３７】
同様の方法を繰り返し、バーナーコーン半径方向の位置を変えて精鉱粒子をサンプリングし、それら精鉱粒子の重量および粒度分布を専用の測定器を用いて評価することで精鉱粒子のバーナーコーン半径方向の流量分布および粒度分布を定量的に評価する。
【実施例】
【００３８】
以下に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３９】
実施例１では、図１のサンプリング冶具１ａを用いた。
このサンプリング冶具１ａは、図７に示す自熔炉１０のＯＦバーナー１１の側壁に設けられた点検孔１６が下向きに約４５度斜めに設置されている場合に精鉱粒子をサンプリングすることを目的としたサンプリング冶具の例である。
【００４０】
サンプリング冶具１ａは、図７に示す自熔炉１０の点検孔１６に設置された状態においては、外径６０ｍｍの外筒３（外部構造体）に外径約５０ｍｍの内筒２（内部構造体）を挿入した２重管構造を備え、内筒２の先端部の管状体上側と外筒３の先端部上側には先端から約６５ｍｍの位置におおよそ２０×３０ｍｍの流入孔２ａおよび流入孔３ａが設けられている。また管状体下側と外筒の先端部下側には、先端から約１００ｍｍの位置に直径２０ｍｍの流出孔２ｂ、流出孔３ｂが設けられる構造となっている。
この内筒２と外筒３に設けられる各々の流入出孔の位置は、両者を組み合わせたときに合致する構造とした。
【００４１】
このサンプリング冶具１ａにおける流入孔２ａおよび流入孔３ａは、サンプリング冶具１ａを点検孔１６から下向きに約４５度斜めに挿入した際に、精鉱粒子の流れが抵抗を受けずにセル内に流入するように４５度傾けて切削加工してある。全ての材質は耐熱性、強度を考慮してステンレスを用いた。
【００４２】
このサンプリング冶具１ａを用いて、バーナーコーン半径方向の位置をＯＦバーナー１１から約５０ｍｍ、約１３０ｍｍ、約２００ｍｍの３ヶ所で精鉱粒子をサンプリングし、バーナーコーン半径方向の精鉱粒子の流量分布を評価した。
サンプリングに際しては、自熔炉１０のＯＦバーナー１１の側壁に設けられた点検孔１６から下向きに約４５度斜めに所定位置まで挿入し、各地点で約０．５秒間、流入孔を開いて精鉱粒子をサンプリングした。
その結果、各位置での精鉱粒子量の重量比は、ＯＦバーナー１１から近い順に４００：５０：１の結果が得られた。
【実施例２】
【００４３】
図８は、実施例２のサンプリング冶具１ｂを示す外観図である。
本実施例も実施例１と同様に。図７に示す自熔炉１０のＯＦバーナー１１の側壁に設けられた点検孔１６が下向きに約４５度斜めに設置されている場合に、精鉱粒子をサンプリングする際に使用するサンプリング冶具である。
【００４４】
実施例２のサンプリング冶具１ｂは、図７に示す自熔炉１０の点検孔１６に設置された状態においては、外径６０ｍｍの外筒３に外径５０ｍｍの内筒２を回動自在に挿入した２重管構造を備え、内筒２の先端側には精鉱粒子を捕集するセル部（記載せず）が長手方向に３ヶ所設けられ、内筒２と外筒３の先端部上側には先端から約５０ｍｍ、約１３０ｍｍ、約２００ｍｍの３ヶ所に、各セル部に対応する流入孔２ａ、３ａが設けられている。また先端部下側には先端から約１００ｍｍ、１８０ｍｍ、２５０ｍｍの３ヶ所に直径２０ｍｍの流出孔が設けられ、内筒２と外筒３に設けられた各々の流入出孔の位置は、組み合わされたときに合致する構造とした。
なお流入孔の孔壁は、サンプリング冶具１ｂを点検孔１６から下向きに約４５度斜めに挿入した際に、精鉱粒子が鉛直方向に少ない抵抗でセル内に流入するように４５度傾け切削加工してある。また、サンプリング冶具は、耐熱性、強度を考慮してステンレス製とした。
【００４５】
このサンプリング冶具１ｂを用いてバーナーコーン半径方向の３地点における精鉱粒子を同時にサンプリングし、バーナーコーン半径方向の精鉱流量分布を評価した。自熔炉バーナー側壁に設けられた点検孔１６から下向きに約４５度斜めに、サンプリング冶具１ｂの先端がＯＦバーナー１１に突き当たる位置まで挿入し、約０．５秒の間、すべての流入孔を開いて精鉱粒子をサンプリングした。
その結果、各位置での精鉱量の重量比は、ＯＦバーナー１１から近い順に４００：５０：１という結果が得られた。
【符号の説明】
【００４６】
１、１ａ、１ｂ 本発明のサンプリング冶具
２ 内筒（内部構造体）
２ａ 内筒の流入孔
２ｂ 内筒の流出孔
３ 外筒（外部構造体）
３ａ 外筒の流入孔
３ｂ 外筒の流出孔
４ 管状体
４ａ セル部
４ｂ 管状体本体
４ｃ 管状体蓋
５ 捕集された精鉱粒子
８ａ 管状体蓋留め具
８ｂ 管状体留め具
１０ 自熔炉
１１ ＯＦバーナー
１２ 精鉱シュート
１３ ウィンドボックス
１４ 風速調整器
１５ バーナーコーン
１６ 点検孔
１７ 分散コーン
２０ 精鉱＋フラックス
２１ 反応用空気
１０１ａ、１０１ｂ 従来のサンプリング冶具
１０２ 柄
１０３ 捕集部
１０４ 蓋
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅製錬に使用する自熔炉の反応塔の塔頂部に設けられた精鉱バーナー内を落下する精鉱をサンプリングするための冶具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乾式の銅製錬プロセスでは、まず自熔炉にて銅精鉱（以下精鉱と称す）を酸化して、硫黄と鉄の一部を除去した後、銅を含有したマットが生成させる。このとき、自熔炉では、図９に示すように原料の精鉱とフラックス２０、及び酸素富化した反応用空気２１を、自熔炉１０の反応塔の塔頂部に設けられた精鉱バーナー内を介して反応シャフトに供給し、原料が反応シャフト内を落下する間に酸化熔錬が行われる。
【０００３】
この精鉱バーナー内には、バーナーコーン１５と呼ばれる精鉱と反応用空気を混合する領域がある。このバーナーコーン１５内を落下する精鉱粒子のバーナーコーン半径方向の流量分布、粒度分布を把握することは、操業条件の改善あるいは精鉱バーナー構造の改善を試みる上で極めて重要である。
【０００４】
そのためには、精鉱バーナー下部に位置する反応シャフトにおいて、反応用空気に乗って降下する反応粒子を捕集し、その精鉱粒子の状態を把握することが求められる。
【０００５】
その捕集するためのサンプリング冶具として非特許文献１にも記載されている図１０（ａ）に示すような捕集部１０３が柄杓形状のものが、一般には用いられている。
【０００６】
また、図１０（ｂ）に示すような上下方向に開閉が可能な上蓋１０４を捕集部１０３に取り付けたサンプリング冶具を用いる方法も特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６５８２３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】N．Kemori，Y．Kondo、Journal of MMIJ（資源素材学会誌）、Vol.106（1990）、p．873．
【非特許文献２】Y．Sasaki，Y．Mori，Y．Hattori、Journal of MMIJ（資源素材学会誌）、Vol．125（2009）、p．29．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１０（ａ）に示す従来からのサンプリング冶具１０１ａを用い、精鉱密度が高いバーナーコーン内の半径方向の精鉱流量分布を測定する場合、冶具先端の捕集部１０３の開口は常に開いている状態であるために所定位置でのサンプリングを終え、サンプリング冶具を引き抜く際に所定のサンプリング位置以外を落下する精鉱粒子が捕集部１０３に混入するため、所定位置における精鉱量を正確に測定することは難しい。
【００１０】
また、特許文献１に開示される図１０（ｂ）のサンプリング冶具１０１ｂを用いた場合、非特許文献２に記載されているように、精鉱粒子はバーナーコーン内を数ｍ／ｓから１００ｍ／ｓ以上で流れる反応用空気に乗って落下して、一度捕集部１０３に入った精鉱粒子は、後続の反応用空気と精鉱粒子により捕集部１０３外に押し出されてしまうため、その冶具によりサンプリングできる精鉱量は少量となる。したがって、精鉱粒子のバーナーコーン半径方向の流量分布を精度良く評価することは困難である。また、高速の反応用空気と精鉱粒子の流れの中において、上蓋１０４を上下方向に開閉することは流体抵抗が大きくなるために容易ではない。
【００１１】
そこで、本発明は、銅製錬における自熔炉バーナーコーン内を落下する精鉱粒子を適宜捕集することによりサンプリングし、バーナーコーン半径方向の流量分布、およびその粒度分布を定量的に評価するためのサンプリング冶具の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する本発明のサンプリング冶具に係る第１の発明は、管壁に少なくとも流入孔を設け、かつ前記流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部が設けられる管状体を先端に備える内部構造体と、前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、前記外部構造体は、前記内部構造体を回転自在あるいは移動自在に配置した時に、前記内部構造体の流入孔と合致する位置に流入孔を備え、前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とする。
【００１３】
本発明のサンプリング冶具に係る第２の発明は、管壁に流入孔と前記流入孔と通じた流出孔を設け、かつ前記流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部が設けられる管状体を先端に備える内部構造体と、前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、前記外部構造体は、前記内部構造体が回転自在あるいは移動自在に配置されたときに、前記内部構造体の流入孔および流出孔と合致する位置に流入孔および流出孔を備え、前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とする。
【００１４】
本発明のサンプリング冶具に係る第３の発明は、管壁に複数個の流入孔と前記流入孔と通じた流出孔からなる組を、相互に干渉しない位置に備える管状体を有する内部構造体と、前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、前記外部構造体は、前記内部構造体が回転自在あるいは移動自在に配置されたときに、前記内部構造体の流入孔および流出孔と合致する位置に、それぞれ流入孔および流出孔を備え、前記管状体は、一の流入孔と前記一の流入孔に通じた流出孔からなる一組ごとに前記一の流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部を備え、前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とする。
【００１５】
本発明のサンプリング冶具に係る第４の発明は、第１の発明から第３の発明において、その内部構造体の流入孔の閉鎖手段が、外部構造体を径方向に回転することによる内部構造体と外部構造体の径方向に沿った相対的位置を変えることで、内部構造体の流入孔を閉鎖することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明のサンプリング冶具に係る第５の発明は、第１の発明から第３の発明において、その内部構造体の流入孔の閉鎖手段が、外部構造体を軸方向に移動することによる内部構造体と外部構造体の中心軸に沿った相対的位置を変えることで、内部構造体の流入孔を閉鎖することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のサンプリング冶具を用いることにより、自熔炉バーナーコーン内の精鉱粒子を適宜サンプリングすることができ、したがってバーナーコーン半径方向の精鉱粒子の流量分布、および粒度分布の定量的評価を可能とする。そのため、そのサンプリング結果を、数値流体解析と組み合わせて用いることでバーナーコーン内における精鉱粒子と反応用空気の挙動を推測し、自熔炉の操業条件の改善あるいは精鉱バーナー構造の改善に大きく寄与する効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のサンプリング冶具の一例を示す外観斜視図で、実施例１で用いたものである。
【図２】図１に示すサンプリング冶具の先端部を説明する図で、（ａ）は先端部の側面図、（ｂ）は吸入孔側から見た先端部の外観斜視図、（ｃ）は流出孔側から見た先端部の外観斜視図である。
【図３】図１に示すサンプリング冶具の先端部の構成を説明する図で、（ａ）は流入孔側から見た先端部の外観斜視図、（ｂ）は外部構造体を取り除いた状態の内部構造体を示す外観斜視図、（ｃ）は内部構造体の管状体に設けられた精鉱粒子の捕集空間であるセル部を示す外観斜視図である。
【図４】図１に示すサンプリング冶具の流入孔と流出孔の位置の説明図である。
【図５】図１に示すサンプリング冶具の流入孔と流出孔の「開状態」と「閉状態」の説明図である。
【図６】図１に示すサンプリング冶具のセル部内における精鉱粒子が捕集される領域とセル部内に流入した空気の流れの概略を説明する図である。
【図７】本発明のサンプリング冶具を用いたバーナーコーン内の精鉱粒子のサンプリング方法を示す自熔炉の概略断面図である。
【図８】実施例２の３連セルタイプの本発明に係るサンプリング冶具を示す外観斜視図である。
【図９】自熔炉の概略を示す断面図である。
【図１０】従来のサンプリング冶具を示す図で、（ａ）は柄杓型の捕集部を有する冶具、（ｂ）は柄杓型の捕集部に蓋を設けた冶具である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、自熔炉のバーナーコーン内の精鉱粒子をサンプリングするには、次のような点に留意する必要があることを見出した。
まず、バーナーコーン内を落下する精鉱粒子の落下速度は、バーナーコーン半径方向で分布があり、バーナー側壁近傍では反応用空気の主流があり１００ｍ／ｓ以上の高速な流れがあると考えられる。そして、このような流れ場において精鉱粒子をサンプリングするには、捕集した精鉱粒子をサンプリング冶具内に留めておくため、サンプリング冶具の流入孔を閉鎖する蓋が必要であり、その蓋を開閉する際に高速な精鉱粒子と反応用空気の流れによる流体抵抗の影響をできるだけ受けない構造にすべきである。
【００２０】
また、精鉱粒子を多く捕集するためには、一度捕集した精鉱粒子が流入口から続いて流入する精鉱粒子と反応用空気によりサンプリング冶具外に押し出されないよう、サンプリング冶具内に流れの影響をあまり受けない領域を設ける必要がある。
【００２１】
上記２つの留意点に着眼した本発明のサンプリング冶具の一例を図１に示す。
図１において、１ａはサンプリング冶具、２は内筒、２ａは内筒の流入孔、２ｂは内筒の流出孔、３は外筒、３ａは外筒の流入孔、３ｂは外筒の流出孔である。ここで、内筒２は、先端部に管状体（記載せず）を備える内部構造体であり、外筒３は外部構造体である。
図１における内筒２と外筒３は径方向に回転自在に組み合わされていて、内筒２を回転させることも、外筒３を回転させることもできる。なお、内筒２と外筒３は軸方向に移動自在、もしくはその両者を備えて、外筒３に内筒２を収めても良く、すなわち直動スライドや回転スライドによる動作を可能とする。
【００２２】
この内筒２には、先端部に精鉱粒子を捕集する役目を果たす管状体（記載せず）が備えられ、それには、精鉱粒子を含む反応用空気の流入孔２ａおよび流出孔２ｂ、および精鉱粒子を捕集するセル部（記載せず）が設けられている。
【００２３】
一方、外筒３には、内筒２を組み合わせて収めたときに、内筒２の流入孔２ａと重なり合う流入孔３ａ、ならびに流出孔２ｂと重なり合う流出孔３ｂが設けられている。
【００２４】
本発明のサンプリング冶具では精鉱粒子の捕集箇所である冶具先端部は、図２に示すように管状体を兼ねる内部構造体である内筒２が、外部構造体である外筒３と径方向に回転自在に挿入された形の２重管構造を備えている。
さらに、図２（ｂ）に示すように内筒２の先端部を構成する管状体４（記載せず）の筒壁部には流入孔２ａ、流出孔２ｂが設けられ、図２（ｃ）に示すように外筒３の筒壁部には流入孔３ａ、流出孔３ｂが設けられている。
【００２５】
図３は、精鉱粒子の捕集箇所である冶具先端部を説明する図で、図３（ａ）は外観を捉えたもので、外筒３に挿入された内筒２、および内筒２、外筒３に設けられた流入孔２ａ、３ａの位置が示されている。このように両流入孔は、内筒２、外筒３を所定の位置で組み合わせた時に重なり合う状態、すなわち合致した状態となる。
【００２６】
図３（ｂ）は、外筒３を取り除いた内筒２の精鉱粒子の捕集箇所の構造を示す図で、内筒２の先端部には、管状体４が備えられている。
このサンプリング冶具では、後述する図３（ｃ）に示すように、管状体４は管状体本体４ｂと管状体蓋４ｃ（以下、蓋と称す）により閉鎖された空間を形成し、精鉱粒子の捕集空間としている。蓋４ｃには流入孔２ａが、管状体本体４ｂには、セル部４ａおよび流出孔２ｂが設けられている。サンプリング後は、蓋４ｃを外して、捕集した精鉱粒子を回収する。８ａは蓋留め具、８ｂは管状体留め具である。
【００２７】
図３（ｃ）は、管状体４の蓋４ｃを外した状態の図で、管状体本体４ｂには先端側にセル部４ａが、逆側には流出孔２ｂを設けている。この管状体４は図３のように、別体として作製して組み込んで内筒を構成しても良く、また管状体を一体とした内筒を構成しても良い。
【００２８】
次に、各流入孔、流出孔の位置について図４を用いて説明する。
まず、その流入孔２ａおよび流入孔３ａの位置は、図４で示すように内筒２と外筒３を回動自在に組み上げた時に、両流入孔を通じて外部から内筒２内部（ここでは、管状体４）に反応用空気が流れるように両者が合致する位置に設けられる。
【００２９】
一方、流出孔２ｂおよび流出孔３ｂの位置は、このサンプリング冶具を利用する場合にＯＦバーナー１１（図７参照）に対して角度θ（水平方向に対する角度）で斜めに傾けた状態で冶具を設置した場合において、流入孔２ａを上方に向けたとき流出孔２ｂは下方向きになり、反応用空気とともに精鉱が容易に流入しやすい配置となる、流入孔（２ａ、３ａ）の位置と対向する内外筒の筒壁面に設けられる。なお、この内筒および外筒の流入孔の形状ならびに流出孔の形状は、内筒２と外筒３を組み上げて、流入孔および流出孔が合致したときに、重なり合って合致する形状であることが好ましい。
【００３０】
なお、この流出孔は流入した反応用空気を円滑に流出させることを目的とするものであることから、精鉱粒子のサンプリング時間（流入孔の開閉時間）が短い場合には、サンプリング冶具に流出孔を設けなくても希求される精鉱粒子のサンプリングは可能である。
【００３１】
次に、このサンプリング冶具による精鉱粒子の捕集方法について説明する。
図５に示すように内筒２、外筒３のどちらかを固定した状態で、一方を回転させて流入孔２ａを開閉する構造であるため、その開閉時には、流体抵抗の影響を受けることはほとんどない。
なお、流入孔２ａの開閉に際しては、外筒３を回転させて開閉する方が良く、捕集した精鉱粒子の破損（内筒を回転させた場合では、内筒壁面との接触あるいは衝突による被捕集粒子の変形、破壊の恐れが高まる）、あるいはセル部４ａからの精鉱粒子の飛び出しを防止できる。
【００３２】
さらに、流入孔（２ａ、３ａ）と流出孔（２ｂ、３ｂ）の位置は、精鉱粒子を含む反応用空気の流れの方向に対して、その位置がずれていることから、流入孔（２ａ、３ａ）から入った精鉱粒子は、図６に示すように精鉱粒子５を捕集するセル部４ａ内部の先端側の澱み領域にたまる。一方、流入孔（２ａ、３ａ）から流入した精鉱粒子の一部と反応用空気は、流出孔（２ｂ、３ｂ）から、容易に抜け出ることから管状体４内部の圧力はあまり高くならない。そのため流入孔（２ａ、３ａ）から精鉱粒子５と反応用空気は容易に流入することになる。
【００３３】
実際に精鉱粒子５をサンプリングする場合では、図５の「開」状態に示す内筒２の流入孔２ａと外筒３の流入孔３ａが合致する、すなわち外部と内筒２内部（管状体４内部）が通じた位置から、外筒３を適宜回転、たとえば９０度回転させて流入孔を閉じた状態（図５「閉」状態）にしたサンプリング冶具１を、図７に見られるように、ＯＦバーナー１１の側壁に設けられた点検孔１６から斜め下方向（鉛直方向に対して角度θ）に挿入する。
【００３４】
その挿入する長さは、サンプリング冶具１の長手方向に予め付けておいた印により把握し、バーナーコーン１５内における流入孔位置を所定位置となるように設置し、その状態で外筒３を適宜戻す、たとえば９０度戻すように回転させて、流入孔３ａと内筒２の流入孔２ａを合致させて流入孔を開ける。そして、所定時間サンプリングした後、再び外筒３を適宜回転、たとえば９０度回転させて流入孔を閉じた状態にし、その状態を維持したままサンプリング冶具１を点検孔１６から引き抜く。
【００３５】
図６に、精鉱粒子をサンプリングした状態を示す。
精鉱粒子を含む反応用空気流が、流入孔（２ａ、３ａ）から流入し、流出孔（２ｂ、３ｂ）から流出する過程において、精鉱粒子５がセル部４ａに捕集される。
【００３６】
次に、引き抜いたサンプリング冶具１から精鉱粒子を回収する。
その回収は、外筒３を内筒２に対して中心軸に沿って管状体４が露出するように移動させて、管状体４のセル部４ａ内に溜まった精鉱粒子５を回収する。
【００３７】
同様の方法を繰り返し、バーナーコーン半径方向の位置を変えて精鉱粒子をサンプリングし、それら精鉱粒子の重量および粒度分布を専用の測定器を用いて評価することで精鉱粒子のバーナーコーン半径方向の流量分布および粒度分布を定量的に評価する。
【実施例】
【００３８】
以下に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３９】
実施例１では、図１のサンプリング冶具１ａを用いた。
このサンプリング冶具１ａは、図７に示す自熔炉１０のＯＦバーナー１１の側壁に設けられた点検孔１６が下向きに約４５度斜めに設置されている場合に精鉱粒子をサンプリングすることを目的としたサンプリング冶具の例である。
【００４０】
サンプリング冶具１ａは、図７に示す自熔炉１０の点検孔１６に設置された状態においては、外径６０ｍｍの外筒３（外部構造体）に外径約５０ｍｍの内筒２（内部構造体）を挿入した２重管構造を備え、内筒２の先端部の管状体上側と外筒３の先端部上側には先端から約６５ｍｍの位置におおよそ２０×３０ｍｍの流入孔２ａおよび流入孔３ａが設けられている。また管状体下側と外筒の先端部下側には、先端から約１００ｍｍの位置に直径２０ｍｍの流出孔２ｂ、流出孔３ｂが設けられる構造となっている。
この内筒２と外筒３に設けられる各々の流入出孔の位置は、両者を組み合わせたときに合致する構造とした。
【００４１】
このサンプリング冶具１ａにおける流入孔２ａおよび流入孔３ａは、サンプリング冶具１ａを点検孔１６から下向きに約４５度斜めに挿入した際に、精鉱粒子の流れが抵抗を受けずにセル内に流入するように４５度傾けて切削加工してある。全ての材質は耐熱性、強度を考慮してステンレスを用いた。
【００４２】
このサンプリング冶具１ａを用いて、バーナーコーン半径方向の位置をＯＦバーナー１１から約５０ｍｍ、約１３０ｍｍ、約２００ｍｍの３ヶ所で精鉱粒子をサンプリングし、バーナーコーン半径方向の精鉱粒子の流量分布を評価した。
サンプリングに際しては、自熔炉１０のＯＦバーナー１１の側壁に設けられた点検孔１６から下向きに約４５度斜めに所定位置まで挿入し、各地点で約０．５秒間、流入孔を開いて精鉱粒子をサンプリングした。
その結果、各位置での精鉱粒子量の重量比は、ＯＦバーナー１１から近い順に４００：５０：１の結果が得られた。
【実施例２】
【００４３】
図８は、実施例２のサンプリング冶具１ｂを示す外観図である。
本実施例も実施例１と同様に。図７に示す自熔炉１０のＯＦバーナー１１の側壁に設けられた点検孔１６が下向きに約４５度斜めに設置されている場合に、精鉱粒子をサンプリングする際に使用するサンプリング冶具である。
【００４４】
実施例２のサンプリング冶具１ｂは、図７に示す自熔炉１０の点検孔１６に設置された状態においては、外径６０ｍｍの外筒３に外径５０ｍｍの内筒２を回動自在に挿入した２重管構造を備え、内筒２の先端側には精鉱粒子を捕集するセル部（記載せず）が長手方向に３ヶ所設けられ、内筒２と外筒３の先端部上側には先端から約５０ｍｍ、約１３０ｍｍ、約２００ｍｍの３ヶ所に、各セル部に対応する流入孔２ａ、３ａが設けられている。また先端部下側には先端から約１００ｍｍ、１８０ｍｍ、２５０ｍｍの３ヶ所に直径２０ｍｍの流出孔が設けられ、内筒２と外筒３に設けられた各々の流入出孔の位置は、組み合わされたときに合致する構造とした。
なお流入孔の孔壁は、サンプリング冶具１ｂを点検孔１６から下向きに約４５度斜めに挿入した際に、精鉱粒子が鉛直方向に少ない抵抗でセル内に流入するように４５度傾け切削加工してある。また、サンプリング冶具は、耐熱性、強度を考慮してステンレス製とした。
【００４５】
このサンプリング冶具１ｂを用いてバーナーコーン半径方向の３地点における精鉱粒子を同時にサンプリングし、バーナーコーン半径方向の精鉱流量分布を評価した。自熔炉バーナー側壁に設けられた点検孔１６から下向きに約４５度斜めに、サンプリング冶具１ｂの先端がＯＦバーナー１１に突き当たる位置まで挿入し、約０．５秒の間、すべての流入孔を開いて精鉱粒子をサンプリングした。
その結果、各位置での精鉱量の重量比は、ＯＦバーナー１１から近い順に４００：５０：１という結果が得られた。
【符号の説明】
【００４６】
１、１ａ、１ｂ 本発明のサンプリング冶具
２ 内筒（内部構造体）
２ａ 内筒の流入孔
２ｂ 内筒の流出孔
３ 外筒（外部構造体）
３ａ 外筒の流入孔
３ｂ 外筒の流出孔
４ 管状体
４ａ セル部
４ｂ 管状体本体
４ｃ 管状体蓋
５ 捕集された精鉱粒子
８ａ 管状体蓋留め具
８ｂ 管状体留め具
１０ 自熔炉
１１ ＯＦバーナー
１２ 精鉱シュート
１３ ウィンドボックス
１４ 風速調整器
１５ バーナーコーン
１６ 点検孔
１７ 分散コーン
２０ 精鉱＋フラックス
２１ 反応用空気
１０１ａ、１０１ｂ 従来のサンプリング冶具
１０２ 柄
１０３ 捕集部
１０４ 蓋
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管壁に少なくとも流入孔を設け、かつ前記流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部が設けられる管状体を先端に備える内部構造体と、
前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、
前記外部構造体は、前記内部構造体を回転自在あるいは移動自在に配置した時に、前記内部構造体の流入孔と合致する位置に流入孔を備え、
前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、
前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とするサンプリング冶具。
【請求項２】
管壁に流入孔と前記流入孔と通じた流出孔を設け、かつ前記流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部が設けられる管状体を先端に備える内部構造体と、
前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、
前記外部構造体は、前記内部構造体が回転自在あるいは移動自在に配置されたときに、前記内部構造体の流入孔および流出孔と合致する位置に流入孔および流出孔を備え、
前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、
前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とするサンプリング冶具。
【請求項３】
管壁に複数個の流入孔と前記流入孔と通じた流出孔からなる組を、相互に干渉しない位置に備える管状体を有する内部構造体と、
前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、
前記外部構造体は、前記内部構造体が回転自在あるいは移動自在に配置されたときに、前記内部構造体の流入孔および流出孔と合致する位置に、それぞれ流入孔および流出孔を備え、
前記管状体は、一の流入孔と前記一の流入孔に通じた流出孔からなる一組ごとに前記一の流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部を備え、
前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、
前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とするサンプリング冶具。
【請求項４】
前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段が、
前記外部構造体を径方向に回転することによる内部構造体と外部構造体の径方向に沿った相対的位置を変えることで、前記内部構造体の流入孔を閉鎖することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のサンプリング冶具。
【請求項５】
前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段が、
前記外部構造体を軸方向に移動することによる内部構造体と外部構造体の中心軸に沿った相対的位置を変えることで、前記内部構造体の流入孔を閉鎖することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のサンプリング冶具。
【請求項１】
管壁に少なくとも流入孔を設け、かつ前記流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部が設けられる管状体を先端に備える内部構造体と、
前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、
前記外部構造体は、前記内部構造体を回転自在あるいは移動自在に配置した時に、前記内部構造体の流入孔と合致する位置に流入孔を備え、
前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、
前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とするサンプリング冶具。
【請求項２】
管壁に流入孔と前記流入孔と通じた流出孔を設け、かつ前記流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部が設けられる管状体を先端に備える内部構造体と、
前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、
前記外部構造体は、前記内部構造体が回転自在あるいは移動自在に配置されたときに、前記内部構造体の流入孔および流出孔と合致する位置に流入孔および流出孔を備え、
前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、
前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とするサンプリング冶具。
【請求項３】
管壁に複数個の流入孔と前記流入孔と通じた流出孔からなる組を、相互に干渉しない位置に備える管状体を有する内部構造体と、
前記内部構造体が径方向に回転自在あるいは軸方向に移動自在なように内部に収められる管状の外部構造体とからなり、
前記外部構造体は、前記内部構造体が回転自在あるいは移動自在に配置されたときに、前記内部構造体の流入孔および流出孔と合致する位置に、それぞれ流入孔および流出孔を備え、
前記管状体は、一の流入孔と前記一の流入孔に通じた流出孔からなる一組ごとに前記一の流入孔から入る被捕集粒子を保持する空間を形成するセル部を備え、
前記内部構造体または外部構造体を、径方向に回転あるいは軸方向に移動させる前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段を備え、
前記セル部に被捕集粒子を保持することを特徴とするサンプリング冶具。
【請求項４】
前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段が、
前記外部構造体を径方向に回転することによる内部構造体と外部構造体の径方向に沿った相対的位置を変えることで、前記内部構造体の流入孔を閉鎖することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のサンプリング冶具。
【請求項５】
前記内部構造体の流入孔の閉鎖手段が、
前記外部構造体を軸方向に移動することによる内部構造体と外部構造体の中心軸に沿った相対的位置を変えることで、前記内部構造体の流入孔を閉鎖することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のサンプリング冶具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−６８９３１（Ｐ２０１１−６８９３１Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１９６７７（Ｐ２００９−２１９６７７）
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
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