JPH11248349A

JPH11248349A - 粉粒体用振動処理装置

Info

Publication number: JPH11248349A
Application number: JP4812498A
Authority: JP
Inventors: Shinkichi Ito; 新吉伊藤
Original assignee: CHUO KAKOKI; Chuo Kakohki Coltd
Current assignee: CHUO KAKOKI; Chuo Kakohki Coltd
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-14
Anticipated expiration: 2018-02-27
Also published as: JP3996256B2

Abstract

(57)【要約】【課題】内部に部材を配設する手段によらずに、粉粒
体の混合流動性を向上させることのできる粉粒体用振動
処理装置を提供すること。【解決手段】粉粒体の又は投入後粉粒体となる被処理
物が投入され、軸線Ｌが略水平となるように弾性体上に
配される筒状の処理容器１２と、該処理容器１２に振動
を付与する発振機（駆動手段）１６とを備えた振動処理
装置。処理容器１２は、軸線Ｌの略直下に少なくとも１
個の処理済物排出口４４を備えているとともに、その大
径側端に前記被処理物排出口４４を有する錐台筒状であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉粒体用振動処理
装置に関する。特に、粉粒体用振動乾燥装置として好適
な発明である。

【０００２】ここでは、粉粒体用振動加熱乾燥装置を、
主として、例に採り説明するが、これに限られるもので
はない。例えば、減圧乾燥装置、凍結乾燥装置、更に
は、造粒装置、反応装置、発酵装置、等にも本発明は適
用可能である。

【０００３】また、ここで「粉粒体」とは、狭義の粒径
０．１μｍ以下の粉末ばかりでなく、０．１μｍを越え
る粒体、顆粒体も含む概念である（化学工学協会編「化
学工学辞典」（昭和４９年５月３０日）丸善、ｐ４１５
参照）。

【０００４】

【背景技術】ファインケミカルの分野における粉状薬剤
の最終工程に使用する乾燥装置として下記のようなもの
があった。

【０００５】粉状の被乾燥物を投入処理する筒状の処理
容器が、軸線を略水平とするように配（横置き）され、
該処理容器の内部に回転羽根を設けるとともに、筒体の
外周に熱媒体を流すジャットを備え、被乾燥物である粉
粒体を回転羽根により攪拌する過程でジャケット内を流
れる熱媒体により、加熱乾燥させるものがある。

【０００６】しかし、この乾燥装置では、下記のような
問題点があった（特公昭５５−３７９４４号公報参
照）。

【０００７】回転羽根と筒状の処理容器との内周面との
隙間がデッドスペースとなって、粉粒体の攪拌が十分に
行われ難く、粉粒体が局部的に加熱されたり、また、該
隙間に粉粒体が詰まって、つぶされてしまうおそれがあ
った。

【０００８】特に、ファインケミカルの分野の如く、多
品種・少量生産で、しかも高純度が要求されるような、
即ち、薬剤の不純物混入（いわゆるコンタミ）を極端に
嫌うような場合、内部に回転羽根等の機械部品があるの
は望ましくない。即ち、回転軸シール部及び回転羽根等
の隅部や交差部に付着した他の薬品を完全に洗浄除去す
る必要があり、洗浄工数がかかるためである。

【０００９】そこで、本願出願人は、先に、筒形の処理
容器を振動させて、粉粒体を浮遊状態とすることによ
り、粒子を破壊してしまうことなく粉粒体全体を万遍な
く攪拌することができるとともに、全体を均一に加熱す
ることのできる粉粒体乾燥装置（粉粒体処理装置）を提
案し、製造販売している（同公報請求の範囲等参照）。

【００１０】そして、これと同じ技術的思想をベースと
する連続乾燥装置として特公昭６０−１３７４２・６３
−６３２４１号公報等に記載されたものがある。

【００１１】これらの同じ技術的思想をベースとするバ
ッチ式の乾燥装置において、更なる、乾燥効率の向上の
要請が強くなってきている。

【００１２】乾燥効率の向上手段としては、内部に熱伝
達フィンや前記熱媒体を流す単一の筒状部材を設けたり
することが考えれるが（前記特公昭６０−１３７４２号
公報参照）、熱伝達フィン等で対処することは、前述の
回転羽根を設ける場合程ではないが、前記バッチ替えの
際の容器内部の洗浄等の見地から望ましくない。

【００１３】本発明は、上記にかんがみて、内部に部材
を配設する手段によらずに、粉粒体の混合流動性を向上
させることのできる粉粒体用振動処理装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】本発明の他の目的は、内部に部材を配設す
る手段によらずに、粉粒体の混合流動性を向上させて、
乾燥効率を向上させることができる粉粒体用振動乾燥装
置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意開発に努力をする過程で、水平
配置した筒状の処理容器を錐台筒状にし、かつ、該処理
容器に主として軸線周りの円振動ないし楕円振動を発生
させれば、良好な流動混合性が得られること、ひいて
は、乾燥効率を向上させることができることを見出し、
下記構成の粉粒体用振動処理装置に想到した。

【００１６】粉粒体の又は投入後粉粒体となる被処理物
が投入され、軸線が略水平となるように弾性体上に配さ
れる筒状の処理容器と、該処理容器に振動を付与する発
振機とを備えた振動処理装置において、前記被処理物排
出口を大径側端に有する錐台筒状であることを特徴とす
る。

【００１７】上記構成において、発振機が、前記処理容
器に主として軸線回りの円振動ないし楕円振動を発生さ
せるものであることが、粉粒体の混合流動性が向上して
望ましい。

【００１８】また、処理容器が周璧に温調手段を備えて
いることが、装置の汎用性が増大して望ましい。

【００１９】更に、前記処理容器が中間膨出の二連円錐
台形で、かつ、両端が鏡板で形成されていることが、更
に粉粒体の金剛流動性が向上して望ましい。

【００２０】そして、上記粉粒体用振動処理装置におい
て、前記処理容器に排気口を形成すれば粉粒体用振動乾
燥装置となる。

【００２１】更に、該排気口に真空吸引手段を連結すれ
ば、乾燥効率を向上させることができる。

【００２２】

【発明の作用・効果】本発明の粉粒体用振動処理装置
は、処理容器１２の中に粉粒体Ｐを、又は投入後粉粒体
となるものを、図１(a) ・(b) に示す如く、処理容器１
２の見かけ嵩量で約６０vol%以上となるように投入す
る。そして、該処理容器１２に発振機により振動を付与
する。このとき、処理容器に発生する振動は、通常、軸
線Ｌ回りの楕円ないし円振動を含む（図１(a) 矢印参
照）。すると、粉粒体の見かけ断面は、回転方向側に盛
り上がりが発生した図１(a) の二点鎖線Ｗ１に示すよう
な形となる。そして小径側では粉粒体が相対的に振動エ
ネルギーを直接的に受け易く、小径側（端部側）の各粒
子の有する運動エネルギーが大径側に比して増大する。
このため図１(b) の二点鎖線Ｗ２に示す如く、小径側が
盛り上がる。すると該盛り上がりを減衰する方向に力が
作用して、粉粒体は大径側へ移動するとともに、底部側
の粉粒体も重力により大径側へ移動して、図１(b) の二
点鎖線Ｗ３に示す如く大径側が盛り上がる。すると、大
径側の壁面からの反作用が発生して、今度は逆に小径側
へ移動して、図１(b) の二点鎖線Ｗ２に示す如く、小径
側が盛り上がる。このように、粉粒体には、処理容器の
軸を中心とする回転運動とともに、軸方向を往復移動す
る潮の満ち引きに似たうねり運動が発生する。

【００２３】従って、粉粒体の混合流動性が増大し、乾
燥装置として使用した場合は、当然、乾燥効率も増大す
る。

【００２４】特開平６−３０７７６４号の如く、処理済
物排出口に向けて底面のみ傾斜させた構成では、処理済
物排出口側と反対側が全体的に縮径していないため、上
記ような作用・効果は、期待できない。

【００２５】そして、当然のことながら、処理容器に主
として軸線回りの円振動ないし楕円振動を発生させた場
合に、効果が顕著である。

【００２６】また、処理容器が中間膨出の二連円錐台形
で、かつ、両端が鏡板で形成されている構成とすること
により、隅部がなく、前記軸方向を往復するうねり運動
がより円滑に行える。また、副次的に、被処理物替えの
際の清掃がさらに容易となるとともに、処理容器から処
理済物の排出も迅速かつ円滑となる。

【００２７】更に、処理容器に排気口を形成し、必要に
より、排気口に真空吸引手段を連結した場合は、粉粒体
用振動乾燥装置として好適に使用可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図例に
基づいて説明する。

【００２９】(1) 図２〜４は、本発明の一実施形態を示
す横形振動加熱乾燥装置の一例を示す。

【００３０】本装置の基本構成は、粉粒体のまたは投入
後粉体となる被処理物が投入され、軸線Ｌが略水平とな
るように弾性体１４上に配される筒状の処理容器１２
と、該処理容器１２に振動を付与する発振機（駆動手
段）１６とを備えたものである。

【００３１】ここで、投入後粉粒体となるは、特公昭６
３−６３２４１号の如く、溶質を含む液状体（泥状体を
含む。）が、投入後乾燥（溶剤揮散）して粉粒体になる
場合や、液状体が反応、更には凍結して粉粒体になる場
合、更には、粉末体が造粒作用により顆粒体になる場合
を含む。

【００３２】ここで、投入口１８は、天井壁側に形成さ
れている。投入口１８の位置は、これに限られず、粉粒
体を投入可能な位置なら、両端壁面上側部等、任意であ
る。投入口の大きさは、例えば、処理容器１２の容量が
１０００Ｌのとき、開口径８〜１０cmとする。以下、処
理容器１２等の設計仕様は、特に断らない限り、処理容
器１２の容量が１０００Ｌの場合の仕様である。

【００３３】弾性体１４は、コイルばねであり、架台３
２の支持柱３２ａ上に配され、ブラケット３４を介して
処理容器１２を支持している。処理容器１２に付与され
る振動を吸収できる弾性及び強度を有する弾性体なら、
特に限定されない。

【００３４】このような弾性体としては、板ばね、エア
ばね、ゴム状弾性体等を使用可能である。なお、コイル
ばねのとき、該コイルばねをエラストマー材料で包んだ
ものが、ばね弾性に加えて、ゴム状弾性の減衰性能を利
用できて望ましい。

【００３５】発振機１６は、図例では、不平衡錘２２を
両側に配した発振部２４をユニバーサルジョイント２６
を介して原動機（モータ）２８で回転させる機械式であ
る。処理量、必要振動数、振動のタイプに応じて、機械
式に限らず、電磁石方式、振動モータ方式も、単独、又
は、必要により機械式に組み合わせて使用できる。ま
あ、発振機１６と処理容器１２との連結は、発振機１６
の発振部２４をブラケット３４の下方延設部３４ａに取
付けて行っている。

【００３６】このとき、処理容器１２に付与する振動
は、主として軸線回りの円振動ないし楕円振動を付与さ
せるものであることが、本発明の効果（粉粒体の混合流
動性）を確実に向上させるために望ましい。振動のタイ
プを、上下や斜め直線振動、更には、水平方向の直線な
いし円・楕円振動であっても良い。

【００３７】更に、発振機１６の取付位置は、通常、処
理容器１２の略直下とする。なお、図５に示す如く、軸
線Ｌの高さで処理容器１２の一側に、やはり、ブラケッ
ト３４の側方延設部３４ｂに発振機１６を設けてもよ
い。この場合は、反対側にバランスウェイト１７を配す
る必要がある。処理容器１２の直下に発振機１６を配し
た場合に比して、円振動をよりエネルギー効率よく、処
理容器１２に付与できる。

【００３８】更には、発信機１６は、処理容器１２の両
側に一対設けてもよく、清掃性等が阻害されるが、処理
容器１２の軸芯位置に設けてもよい。

【００３９】また、振動数・振動ピッチは、処理要領及
び要求される混合流動性等により異なるが、例えば、粉
体加熱乾燥に使用する場合、振動数：５００〜１８００
cpm、振動ピッチ：１０〜０．５mmとする。ここで通
常、振動数の増大に比して振動ピッチは小さく設定す
る。

【００４０】温調手段は、過熱蒸気又は冷媒等の熱媒体
を通過可能に配管されたジャケット３０とされている。
ジャケットへの蒸気流入口３１の位置は、特に限定され
ないが、本実施形態では、後述の集塵筒部３８の周璧部
位に設けてある。温調手段としては、これに限られず、
抵抗加熱、誘導加熱用のコイルを処理容器１２に巻き付
けたり、また、マイクロ波発振器を天井に取付てマイク
ロ波加熱と併用したり、更に、面状の化学反応発熱体を
処理容器に巻付けても良い。

【００４１】本処理容器は、乾燥装置であるため、排気
口３６を備えている。具体的には、粉体（粉塵）の処理
系外への漏出を防止するため、処理容器１２の天井側中
央に形成された集塵筒部３８を介して排気口３６を形成
してある。

【００４２】該集塵筒部３８は、中間高さ位置の保持板
４０から複数のバッグフィルタ４２を吊り下げた構成で
ある。この集塵筒部３８の内径は、４０〜５０cmとす
る。この排気口３６には、集塵筒部３８を介さない場合
は、必然的ではないが、真空ポンプ、コンプレッサ等の
真空吸引手段（図示せず）が連結可能となっている。こ
のときの、真空吸引能力は、１〜１．５Ｎｍ³ ／分の吸
引容量、又は、処理容器１２内に絶対圧５〜１０Torr
（０．５〜１kPa ）の真空度が得られるものとする。と
する。

【００４３】(2) 本実施形態の処理容器１２は、上記に
おいて、軸線Ｌの略直下に少なくとも１個の処理済物排
出口４４を備えているとともに、該被処理物排出口４４
を大径側端に有する錐台筒状であることを特徴的要件と
する。

【００４４】ここで、処理済物排出口４４を大径側端に
形成するのは、処理済物の排出を容易にするためであ
る。

【００４５】図例では、処理容器１２は、中間膨出の二
連円錐台形で、かつ、両端が鏡板で形成されている。そ
して、処理済物排出口４４は、排出バルブ４６を介した
蛇腹ホース４８で形成されている。二点円錐台形とする
ことにより、処理能力を増大できることは勿論、排出口
からの処理済物の排出をより迅速かつ円滑に行える。

【００４６】また、両端を鏡板１２ａで形成することに
より、角ばった隅部が発生せず、混合流動性がより良好
となる。このことは、図１に示すような単円錐台形の両
端を鏡板で形成する場合でも言える。

【００４７】このとき、円錐台形のテーパ角度（軸線に
対する交差角度）は、処理容器１２の容量（即ち、円錐
台形の平均径及び長さ）にもよるが、５°〜４０°、望
ましくは、１０°〜３０°とする。テーパ角度が小さ過
ぎても多き過ぎても、本発明の混合流動性の向上が期待
できず、また、排出口からの排出速度（排出性）も低下
する。

【００４８】なお、円錐台形の平均径（中央径）及び長
さ（高さ）は、通常、前者：７５〜１２０cm、後者：１
２０〜７５cmとする。

【００４９】ここでは、図２〜５に示すような二連円錐
台形を例に採り説明したが、図６に示すような二連円錐
台形を２組み連接した構成、更には、中央部縮径の二連
円錐台形等、又、錐台形は円錐に限らず、多角錐台形
（六角錐台形等）でもよく発明の作用・効果を奏する限
り、円錐台形の連接数・方法は任意である。

【００５０】また、必然的でなく、混合流動性は疎外
し、かつ、清掃作業性を阻害するおそれがあるが、必要
により、図例の如く伝熱フィン５０を設けてもよい。

【００５１】なお、図例中、５２は掃除等のためのマン
ホールであり、５４は、内部確認のための覗き窓であ
る。

【００５２】(3) 次に、上記横置き形振動乾燥装置の、
使用態様を説明する。

【００５３】まず、投入口１８から、被処理物を、処理
容器１２の容量の５０〜８０容量％、望ましくは、６０
〜７０容量％を投入する。投入量が少なすぎると、錐台
形にしたことによる本発明の混合流動性向上の効果を得
難い。また、粉粒体の径は、１μｍ〜５mm、望ましく
は、０．１〜１mm位が、混合流動性向上の効果が得易
い。粉粒体は、真比重が０．５〜１０、望ましくは０．
８〜２とすることが、混合流動性向上の見地から望まし
い。

【００５４】次に、モータ２８を起動させて発振機１６
を駆動させ、処理容器１２に振動を付与するとともに、
所定温度の蒸気（加圧・減圧）をジャケット３０に蒸気
流入口３１を介して流入させる。所定温度を維持するた
めに、ジャケット３０には図示しないが所定圧で開閉す
るドレン弁を備えた配管がジャバラホース等を介して接
続されている。該蒸気は処理物（粉体）の材質によって
は、蒸気は、被処理物投入前に通過させて、処理容器１
２を加熱しておいても良い。また、蒸気の代わりに温水
を使用しても良い。

【００５５】発振機の駆動馬力は、処理量により異なる
が、例えば、５．５〜７．５ｋＷとし、そして発振機１
６の駆動仕様は、粉粒体の種類（粒径・比重）及び充填
量により異なるが、前述の如く、振動数５００〜１８０
０cpm 、振動ピッチ０．５〜１０mmとする。同時に、真
空ポンプ等を作動させて、真空吸引を行って、乾燥処理
を継続する。

【００５６】すると、図７に示す如く、処理物の温度及
び真空圧が変化して、処理物温度が加熱温度に漸***行
状態になるとともに、処理容器１２内の真空度が真空ポ
ンプ（真空吸引手段）の能力に漸***行状態になったと
きに、運転を停止して、即ち、発振機、真空ポンプを停
止させ、必要により蒸気弁を閉じる。

【００５７】このとき、処理容器１２内の処理物は、前
述の如く、混合流動性が良好であるので、迅速かつ万邊
なくに乾燥処理される。

【００５８】そして、運転停止後、排出バルブ４６を開
として、処理済物（乾燥処理物）を排出口４４から排出
させる。このとき、発振機１６を起動させて処理容器１
２に振動を付与することにより、容易に乾燥処理済物を
排出できる。この処理済物排出時の振動数は、乾燥処理
時のそれより、相対的に小さい出力・ピッチ、回転数で
良い。このとき、例えば、振動数：１５００〜３００cp
m 、振動ピッチ：０．５〜１０mmとする。

【００５９】また、振動のタイプは、円・楕円振動であ
っても良いが、錐台形斜面における粉粒体の落下を促進
させる作用をする振動形式なら限定されない。この場合
は、、乾燥処理の混合用発振機とは、別の排出用発振機
を処理容器に取り付けることも考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動処理装置内に処理容器内における
粉粒体の混合流動性を示す説明図

【図２】本発明の一実施形態における横形振動乾燥機の
概略平面図

【図３】同じく概略側面断面図

【図４】同じく概略正面図

【図５】図２〜４の実施形態において軸線の高さの一側
に発振機を設けた概略正面図

【図６】図３を多連式とした実施形態における概略側面
断面図

【図７】本発明の処理装置を用いて処理物を乾燥処理を
した場合の乾燥概念グラフ図

【符号の説明】

１２処理容器１４弾性体（コイルばね）１６発振機３０温調手段（ジャケット）３６排気口３８集塵筒部４４処理済物排出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉粒体の又は投入後粉粒体となる被処理
物が投入され、軸線が略水平となるように弾性体上に配
される筒状の処理容器と、該処理容器に振動を付与する
発振機（駆動手段）とを備えた振動処理装置において、前記処理容器は、前記軸線の略直下に少なくとも１個の
処理済物排出口を備えているとともに、前記被処理物排
出口を大径側端に有する錐台筒状であることを特徴とす
る粉粒体用振動処理装置。
【請求項２】前記発振機が、前記処理容器に主として
軸線回りの円振動ないし楕円振動を付与させるものであ
ることを特徴とする請求項１記載の粉粒体用振動処理装
置。
【請求項３】前記処理容器が周璧に温調手段を備えて
いることを特徴とする請求項１又は２記載の粉粒体用振
動処理装置。
【請求項４】前記処理容器が中間膨出の二連円錐台形
で、かつ、両端が鏡板で形成されていることを特徴とす
る請求項３記載の粉粒体用振動処理装置。
【請求項５】前記処理容器が中間膨出の二連円錐台形
で、かつ、両端が鏡板で形成されていることを特徴とす
る請求項１又は２記載の粉粒体用振動処理装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかにおいて、前記
処理容器が排気口を備えていることを特徴とする粉粒体
用振動乾燥装置。
【請求項７】前記排気口に真空吸引手段が連結されて
いることを特徴とする請求項６記載の粉粒体用振動乾燥
装置。