CN105236084A - 粉体搅拌装置 - Google Patents

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Abstract

粉体搅拌装置包含反应容器以及旋转驱动装置。反应容器具有圆筒形状的外周壁以及一对端面壁。在外周壁的一端以及另一端分别设有端面壁。反应容器以外周壁的轴心与水平方向平行的方式配置于隔热盖内。外周壁具有关于该轴心而旋转对称的内周面。在粉体处理时，粉体容纳在反应容器内，反应容器利用旋转驱动装置而绕通过外周壁轴心的旋转轴旋转。在该状态下，对反应容器内供给处理气体。另外，排出反应容器内的处理气体。

Description

粉体搅拌装置
本申请是于2014年2月28日提交的已进入中国国家阶段的PCT专利申请(中国国家申请号为201280042265.7，国际申请号为PCT/JP2012/005413，申请日为2012年8月28日，发明名称为“粉体搅拌装置”)的分案申请。
技术领域
本发明涉及搅拌粉体的粉体搅拌装置。
背景技术
一直以来，使用氟气等处理气体来进行粉体的处理。为了提高处理效率，要求使处理气体与粉体有效地接触。在专利文献1所记载的氟化聚合体的制造方法中，使用氟化气体来进行粉状的含氢聚合体的氟化处理。
上述氟化处理在反应器内进行。反应器具备横型的筒状体、旋转轴以及多个搅拌翼。旋转轴以与筒状体所延伸的方向平行且贯通筒状体内部的方式设置。多个搅拌翼在筒状体内部隔开一定的间隔地安装于旋转轴。在横型的筒状体设有氟气供给口以及氟气排出口。
在氟化处理时，含氢聚合体的粉体容纳在筒状体内部。在该状态下，旋转轴旋转，多个搅拌翼旋转。此时，从氟气供给口对筒状体内部供给氟气，并且筒状体的内部气体介质(雰囲気)从氟气排出口排出。由此，在筒状体内部，含氢聚合体的粉体由多个搅拌翼搅拌，与从氟气供给口供给的氟气反应。
在专利文献2所记载的碳纳米构造体粉末的处理方法中，作为处理气体(反应气体)，例如使用氟化气体进行碳纳米构造体粉末的处理。在该情况下，从反应器的下级部通过过滤器对反应器内供给载气(carriergas)，从而在反应器内形成载气朝上方流动的流动化区域。在该状态下，从反应器的下级部通过过滤器对反应器内供给处理气体。由此，在流动化区域，能够使碳纳米构造体粉末与处理气体接触。
专利文献1：日本特开平9-309918号公报；
专利文献2：日本特开2005-1980号公报。
发明内容
发明要解决的问题
在上述专利文献1所记载的反应器中，容纳在筒状体内部的粉体由在筒状体内部旋转的多个搅拌翼搅拌。在该情况下，在筒状体的内部粉体之中，存在于多个搅拌翼不通过的部分的粉体不被搅拌。因此，不能够对粉体整体均匀地进行氟化处理。
在上述反应器中，为了搅拌粉体整体，考虑提高多个搅拌翼的旋转速度。然而，氟气具有高反应性。因此，在使用此种处理来处理粉体的情况下，若提高多个搅拌翼的旋转速度，则因摩擦而产生静电，容易发生粉尘爆炸。因而，难以将多个搅拌翼的旋转速度提高至能够搅拌粉体整体的旋转速度。
另外，本发明人发现，在专利文献2的处理方法中，碳纳米构造体粉末的一部分粘着于过滤器，该粘着于过滤器的碳纳米构造体粉末与处理气体过剩地反应。因此，在上述处理方法中，难以均匀地处理碳纳米构造体粉末整体。
本发明的目的在于提供能够确保安全性而且均匀地处理粉体的粉体搅拌装置。
用于解决问题的方案
(1)本发明的一个方面所涉及的粉体搅拌装置是利用反应性的处理气体处理粉体的粉体搅拌装置，具备：反应容器，其具有关于大致水平方向的轴而旋转对称的内周面，并且以能够绕轴旋转的方式设置，以能够容纳粉体的方式构成；旋转驱动部，其使反应容器绕轴旋转；气体导入系统，其用于将处理气体导入利用旋转驱动部而旋转的反应容器内；以及气体排出系统，其用于将利用旋转驱动部而旋转的反应容器内的处理气体排出。
在该粉体搅拌装置中，在粉体容纳在反应容器内的状态下，从气体导入部对反应容器内导入处理气体。在该状态下，旋转驱动部使反应容器绕大致水平方向的轴旋转。由此，利用处理气体处理粉体。包含处理气体的反应容器内的处理气体从气体排出系统排出。
在该情况下，在反应容器内，位于内周面最下部的粉体因在内周面与该粉体之间发生的摩擦力而在反应容器旋转的同时上升。在上升的粉体之中，表层部的粉体以滑向内周面的最下部的方式移动，并且剩余的下层部粉体进一步上升。之后，反应容器进一步旋转，从而在内周面与下层部粉体之间发生的摩擦力变得比作用于该粉体的重力小。由此，上升的下层部粉体以滑向内周面的最下部的方式移动。其结果，表层部粉体与下层部粉体调换。
通过重复此种动作，在旋转中的反应容器内，均匀地搅拌粉体整体。由此，能够在不提高反应容器的旋转速度的情况下有效地使反应性的处理气体接触粉体的表面。其结果，能够确保安全性并且有效且均匀地处理粉体。
(2)还可以具备突出部，该突出部以从反应容器的内周面突出的方式设置。
在该情况下，即使在反应容器的旋转中在粉体与内周面之间发生的摩擦力较小的情况下，也能够利用突出部将粉体提升到某高度。由此，在反应容器内重复进行粉体的上升以及下落。其结果，能够更均匀地搅拌粉体整体。
(3)突出部还可以是以与轴平行地延伸并且朝旋转中心的方式配置的多个板部件。
在该情况下，能够以简单的构成和低成本更均匀地搅拌粉体整体。
(4)气体排出系统还可以包含气体排出管，该气体排出管从反应容器外部插入反应容器内部，并且具有在反应容器内部向上方开口的排出口。
在该情况下，气体排出管的排出口向上方开口，从而存在于反应容器内下部的粉体难以流入排出口。其结果，抑制粉体通过气体排出管排出的情况。
(5)还可以是气体排出管的一部分以向上方延伸的方式设置，排出口设于向上方延伸的部分的上端，还具备以覆盖气体排出管的排出口的周围以及上方的方式设置的粉体流入限制部件。
在该情况下，在气体排出管的一部分与粉体流入限制部件之间，形成弯曲的气体流入路径。由此，在粉体在反应容器内飞散的情况下，粉体也难以流入气体排出管的排出口。其结果，防止粉体通过气体排出管排出的情况。
(6)还可以是粉体搅拌装置还具备设于轴上的固定部件，反应容器以能够相对于固定部件而相对地旋转的方式设置，气体导入系统以及气体排出系统以贯通固定部件的方式设置。
在该情况下，固定部件在反应容器的旋转中不旋转。因而，气体导入系统以及气体排出系统的构成不复杂化。其结果，实现构成简单且低成本的粉体搅拌装置。
发明效果
根据本发明，能够确保安全性并且均匀地处理粉体。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的粉体处理装置的构成的示意图。
图2是示出图1的粉体搅拌装置的构成的立体图。
图3是图2的粉体搅拌装置的A-A线截面图。
图4是示意性地表示沿图2的旋转轴的粉体搅拌装置的纵截面的图。
在图5中，(a)是图2的配管支持机构及其周边部件的正视图，(b)是(a)的B-B线处的配管支持机构及其周边部件的纵截面图。
图6是示出第一参考方式所涉及的粉体处理装置的内部构造的侧视图。
图7是图6的上升搬送路径的A部的放大截面图。
图8是示出图6的上升搬送路径的B部处的一例的平面图。
图9是示出图6的上升搬送路径的B部处的一例的放大截面图。
图10是示出在上升搬送路径处粉体偏移的状态的截面图。
图11是示出第二参考方式所涉及的粉体处理装置的内部构造的侧视图。
图12是示出第三参考方式所涉及的粉体处理装置的内部构造的侧视图。
具体实施方式
<A>发明的实施方式
以下，参照附图说明本发明的一个实施方式所涉及的粉体搅拌装置。
(1)粉体处理装置的整体构成
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的粉体处理装置的构成的示意图。如图1所示，粉体处理装置1具备处理气体发生装置10、粉体搅拌装置20、分离器30、吸引装置40、吸附塔50以及洗涤器(scrubber)60。
处理气体发生装置10具备氟气发生源11、氮气发生源12、氧气发生源13以及气体混合器14。氟气发生源11、氮气发生源12以及氧气发生源13分别通过配管连接于气体混合器14。从氟气发生源11、氮气发生源12以及氧气发生源13分别以预定的流量对气体混合器14供给氟气、氮气以及氧气。气体混合器14通过混合所供给的氟气、氮气以及氧气来生成用于粉体处理的处理气体。
在本实施方式中，粉体为能够利用气体处理的有机物或无机物。例如，粉体为树脂粉、陶瓷粉或金属粉。更具体而言，粉体为包括聚酯树脂、聚乙烯树脂或丙烯树脂等的树脂粉或颜料等。
另外，在本实施方式中，利用处理气体的处理为使处理气体接触粉体表面以使粉体表面改性的表面处理(以下称为粉体处理)。在使用包含氟气、氧气以及氮气的处理气体的情况下，能够通过对粉体表面的官能基导入亲水性的基来赋予亲水性。另外，在使用包含氟气以及氮气的处理气体的情况下，能够通过对粉体表面附加氟来赋予憎水性。
粉体搅拌装置20经由配管L1而连接于处理气体发生装置10的气体混合器14。利用气体混合器14生成的处理气体通过配管L1供给至粉体搅拌装置20。在粉体搅拌装置20中，在后述反应容器100(图2)内，利用从气体混合器14供给的处理气体来处理粉体。之后说明粉体搅拌装置20的构成细节以及粉体搅拌装置20在粉体处理中的动作。
分离器30经由配管L2而连接于粉体搅拌装置20。通过后述吸引装置40动作，粉体处理中的粉体搅拌装置20的反应容器100(图2)内的气体介质作为排出气体通过配管L2给送至分离器30。在分离器30中，与排出气体一同从粉体搅拌装置20给送的尘埃(粉体)被去除。
吸引装置40经由配管L3而连接于分离器30。另外，吸附塔50经由配管L4而连接于吸引装置40。在本例中，吸引装置40为干泵(drypump)。通过干泵动作，如上所述，粉体搅拌装置20的反应容器100(图2)内的气体介质作为排出气体通过配管L2、分离器30以及配管L3、L4给送至吸附塔50。
作为吸附剂，例如碱石灰(sodalime)填充于吸附塔50。在从配管L4给送的排出气体，混入了腐蚀性高的F2(氟)以及HF(氟化氢)。该F2以及HF吸附于吸附塔50，以从排出气体去除。
洗涤器60经由配管L5连接于吸附塔50。利用吸附塔50去除了F2以及HF的排出气体通过配管L5给送至洗涤器60。洗涤器60利用水滴或水膜捕集排出气体所包含的固体或液体的微粒。去除了微粒的排出气体通过配管L6给送至粉体处理装置1的外部。
(2)粉体搅拌装置的构成
图2是示出图1的粉体搅拌装置20的构成的立体图。如图2所示，粉体搅拌装置20主要由反应容器100、旋转驱动装置200、加热冷却装置300以及隔热盖400构成。
在隔热盖400内设有反应容器100、旋转驱动装置200以及加热冷却装置300。在图2中，以虚线示出隔热盖400，并且以实线示出隔热盖400内的各构成要素。
如图2所示，反应容器100具有圆筒形状的外周壁110以及一对端面壁111。在外周壁110的一端以及另一端分别设有具有圆盘形状的端面壁111。反应容器100以外周壁110的轴心与水平方向平行的方式配置于隔热盖400内。外周壁110具有关于该轴心而旋转对称的内周面110i(图3)。
在反应容器100内形成处理空间S，处理空间S由外周壁110的内周面110i以及一对端面壁111的内表面包围。在一对端面壁111之中，在一个端面壁111形成开口部111h，并且在该开口部111h设有能够开闭的门112。通过打开门112，能够将未处理的粉体容纳至反应容器100内，另外能够从反应容器100内回收已处理的粉体。在粉体处理时，在粉体容纳在反应容器100内的状态下关闭门112。
在一个端面壁111的中央部设有配管支持机构120a。配管L1以贯通配管支持机构120a的方式设置。在另一个端面壁111的中央部设有配管支持机构120b。配管L2以贯通配管支持机构120b的方式设置。
配管支持机构120a、120b利用未图示的固定部件而固定于隔热盖400。反应容器100利用旋转驱动装置200而以能够绕旋转轴R1旋转的方式被支持，旋转轴R1通过外周壁110的轴心。另外，反应容器100能够相对于各配管支持机构120a、120b相对地旋转。之后说明配管支持机构120a、120b的细节。
旋转驱动装置200包含多个(在本例中为4个)滚筒210a、210b、210c、210d、多个(在本例中为2根)动力传递轴211a、211b、以及多个(在本例中为2个)马达220a、220b。多个滚筒210a～210d分别具有圆筒形状，以能够沿周方向旋转的方式由未图示的台座支持。
滚筒210a、210b在一个端面壁111附近在外周壁110的周方向上隔开一定的间隔排列，滚筒210c、210d在另一个端面壁111附近在外周壁110的周方向上隔开一定的间隔排列。另外，滚筒210a、210c在外周壁110的长度方向上隔开一定的间隔排列，滚筒210b、210d在外周壁110的长度方向上隔开一定的间隔排列。如此，多个滚筒210a～210d配置于反应容器100的下部。多个滚筒210a～210d的外周面的一部分分别抵接于反应容器100的外周壁110的外周面。
一个动力传递轴211a以通过滚筒210a、210c的轴心的方式共同地安装于滚筒210a、210c。动力传递轴211a连接于一个马达220a的旋转轴。同样地，另一个动力传递轴211b以通过滚筒210b、210d的轴心的方式共同地安装于滚筒210b、210d。动力传递轴211b连接于另一个马达220b的旋转轴。
通过马达220a、220b同时动作，动力传递轴211a、211b分别沿一个方向旋转。由此，如图2以实线示出的，多个滚筒210a～210d同时沿一个方向旋转。其结果，如图2以粗单点划线所示，反应容器100沿与多个滚筒210a～210d的旋转方向相反的方向旋转。
以与反应容器100的外周壁110的一部分相向的方式，在隔热盖400内设有多个(在本例中为2个)加热冷却装置300。加热冷却装置300例如包含加热器等加热装置以及送风机等冷却装置。在粉体处理时，通过加热装置动作来加热反应容器100内的粉体以及气体介质。另外，通过冷却装置动作来冷却反应容器100内的粉体以及气体介质。
(3)反应容器的内部构造
图3是图2的粉体搅拌装置20的A-A线截面图，图4是示意性地表示沿图2的旋转轴R1的粉体搅拌装置20的纵截面的图。在图3中，省略图2的加热冷却装置300以及隔热盖400的图示，在图4中省略图2的旋转驱动装置200、加热冷却装置300以及隔热盖400的图示。
如图3所示，在反应容器100的外周壁110的内周面110i，以相对于反应容器100的旋转轴R1为等角度间隔且从外周壁110的内周面110i朝旋转轴R1突出的方式安装有多个板部件113。如图4所示，各板部件113具有在反应容器100内从一个端面壁111的内表面与旋转轴R1平行地延伸到另一个端面壁111的内表面的带形状。
以贯通图1的配管支持机构120b的方式设置的配管L2的一部分位于反应容器100内。如图3以及图4所示，在反应容器100内的配管L2的顶端部，形成有排出口L2a，排出口L2a用于排出反应容器100内的气体介质。配管L2的顶端部附近以排出口L2a朝上方的方式弯曲。以覆盖配管L2的排出口L2a周围以及上方的方式设有伞部件114。伞部件114具有下部开口且上部闭塞的圆筒形状。伞部件114经由固定部件114a固定于后述图5的固定中空管130。
在该情况下，在配管L2的一部分与伞部件114之间，形成弯曲的气体介质的流入路径。由此，即使在粉体PA在反应容器100内飞散的情况下，飞散的粉体PA也难以流入配管L2的排出口L2a。其结果，防止粉体PA通过配管L2排出，提高粉体PA的处理效率。
(4)配管支持机构的构造
图5(a)是图2的配管支持机构120a及其周边部件的正视图，图5(b)是图5(a)的B-B线处的配管支持机构120a及其周边部件的纵截面图。
如图5(a)、(b)所示，配管支持机构120a主要由圆盘部件121以及固定中空管130构成。在圆盘部件121的中央部，以排列成一列的方式形成有3个贯通孔122、123、124。固定中空管130具有圆筒形状。另外，固定中空管130具有闭塞该固定中空管130一端的端面131。未图示的固定中空管130的另一端开口。在固定中空管130的端面131，形成有与圆盘部件121的贯通孔122、123、124分别对应的配管保持孔132、螺纹孔133以及温度测定孔134。另外，在固定中空管130的外周面的一部分，形成有沿周方向延伸的环状的阶梯差139。从端面131到阶梯差139之间的固定中空管130的外径与从阶梯差139到固定中空管130另一端的外径相比较小。
在安装配管支持机构120a的端面壁111的中央部，形成有用于安装固定中空管130的管状突出部140。管状突出部140以从端面壁111的内表面朝反应容器100内侧突出的方式形成。
在管状突出部140的内周面，以沿反应容器100的轴心排列的方式，形成有多个环状槽部141、142、143。环状槽部141以朝反应容器100外侧开口的方式形成。尘封(dustseal)152嵌入环状槽部141。环状的板部件153以覆盖尘封152的方式安装于端面壁111外表面。在环状槽部142安装有O形圈151。在环状槽部143安装有多个轴承150。固定中空管130插入管状突出部140。此时，尘封152的内周部以及O形圈151的内周部与固定中空管130的外周面相互以能够滑动的方式抵接。另外，多个轴承150的内周面与固定中空管130的外周面抵接。由此，反应容器100以及固定中空管130能够相互相对地旋转。
在固定中空管130插入管状突出部140的状态下，圆盘部件121螺纹紧固于固定中空管130的端面131。具体而言，螺钉N通过圆盘部件121的贯通孔123而安装于固定中空管130的螺纹孔133。
此时，圆盘部件121的一部分抵接于螺纹紧固于端面壁111的环状的板部件153。另外，固定中空管130的阶梯差139抵接于轴承150的一部分。由此，环状的板部件153、管状突出部140以及多个轴承150由圆盘部件121以及固定中空管130的阶梯差139在水平方向上夹住。由此，包括圆盘部件121以及固定中空管130的配管支持机构120a相对于端面壁111以能够相对地旋转的方式安装。
配管L1以通过圆盘部件121的贯通孔122以及固定中空管130的配管保持孔132的方式安装于配管支持机构120a。另外，温度测定管THa以通过圆盘部件121的贯通孔124以及固定中空管130的温度测定管134的方式安装于配管支持机构120a。例如热电偶等温度传感器插入温度测定管THa。在该状态下，能够基于利用温度传感器检测的处理空间S内的温度来控制图2的加热冷却装置300。
如上所述，在固定中空管130与管状突出部140之间，安装有尘封152以及O形圈151。由此，在配管支持机构120a安装于端面壁111的状态下，反应容器100的外部空间与反应容器100的处理空间S利用尘封152以及O形圈151而可靠地隔断。图2的配管支持机构120b具有与上述配管支持机构120a相同的构造。
此外，如图5(a)中以虚线所示，在配管支持机构120a形成有用于安装配管L2的贯通孔125也可。在该情况下，通过将图1的配管L2安装于贯通孔125，不需要将配管支持机构120b安装于另一个端面壁111。
(5)粉体处理时的动作
在图1的粉体处理装置1中，在进行粉体PA的处理的情况下，首先将预定量的粉体PA容纳在图2的反应容器100内。
接着，利用图1的处理气体发生装置10发生的处理气体通过配管L1引导至反应容器100内。同时，反应容器100内的气体介质通过配管L2排出至分离器30。
在该状态下，通过图2的旋转驱动装置200动作，反应容器100以旋转轴R1为中心以预定的旋转速度旋转。通过反应容器100旋转，在反应容器100内搅拌所容纳的粉体PA整体。由此，处理粉体PA整体。
之后，预定的时间经过，从而利用旋转驱动装置200的反应容器100的旋转动作停止，并且处理气体向反应容器100内的供给停止。另外，利用氮气等气体介质置换包含反应容器100内的处理气体的气体介质，从反应容器100内取出处理后的粉体PA。
(6)效果
(6-1)在本实施方式所涉及的粉体搅拌装置20中，在粉体处理中，位于反应容器100内周面110i最下部的粉体PA因在内周面110i与该粉体PA之间发生的摩擦力而在反应容器100旋转的同时上升。
在反应容器100外周壁110的内周面110i，安装有多个板部件113。因而，即使在反应容器100的旋转中在粉体PA与内周面110i之间发生的摩擦力较小的情况下，也能够利用多个板部件113将粉体PA提升到某高度。
在上升的粉体PA之中，表层部的粉体以滑向内周面110i的最下部的方式移动，并且剩余的下层部粉体PA进一步上升。之后，通过反应容器100进一步旋转，在内周面110i与下层部粉体PA之间发生的摩擦力以及在板部件113的表面与下层部粉体PA之间发生的摩擦力变得比作用于该粉体PA的重力小。由此，上升的下层部粉体PA以滑向内周面110i的最下部的方式或以下落的方式移动。由此，上升的下层部粉体PA以滑向内周面110i的最下部的方式或以下落的方式移动。其结果，表层部粉体PA与下层部粉体PA调换。
通过重复此种动作，在旋转中的反应容器100内，均匀地搅拌粉体PA整体。由此，能够在不提高反应容器100的旋转速度的情况下有效地使反应性的处理气体接触粉体PA的表面。其结果，能够确保安全性并且有效且均匀地处理粉体PA。
(6-2)在一对端面壁111的中央部分别设置的配管支持机构120a、120b固定于隔热盖400。反应容器100相对于配管支持机构120a、120b以能够相对地旋转的方式设置。配管L1、L2分别以贯通配管支持机构120a、120b的方式设置。在该情况下，配管支持机构120a、120b在反应容器100的旋转中不旋转。因而，配管L1、L2的构成不复杂化。其结果，实现构成简单且低成本的粉体搅拌装置20。
(7)其他实施方式
(7-1)在上述实施方式中，作为处理用气体，使用在氟气、氧气以及氮气之中包含任一种的混合气体，但是不限于此，还可以使用其他处理气体。例如，作为处理气体，还可以使用包括氟气以及氮气的混合气体。在该情况下，通过进行粉体PA的表面处理，能够提高粉体PA的疏水性。另外，若防止粉尘爆炸的发生，则处理气体还可以不包含氮气。而且，还可以使用臭氧气等不包含氟气的处理气体。如此，处理气体能够根据处理的种类来选择。
(7-2)在上述实施方式中，在反应容器100的外周壁110的一端以及另一端分别设有具有圆盘形状的端面壁111，但是反应容器100两端的形状不限定于此。例如，在外周壁110的一端以及另一端还可以分别设有具有底面部开放的圆锥形状的端面壁。在该情况下，在粉体处理中，在反应容器100内，粉体PA的一部分以在端面壁的内表面上滑动的方式移动。由此，在反应容器100内的端面壁附近，能够更均匀地搅拌粉体PA。
(7-3)在上述实施方式中，为了在粉体处理中在反应容器100内将粉体PA提升至某高度，在外周壁110的内周面110i，以相对于旋转轴R1为等角度间隔且从外周壁110的内周面110i朝旋转轴R1突出的方式安装有多个板部件113。
不限于此，若能够将粉体PA提升至某高度，则多个板部件113还可以不相对于旋转轴R1以等角度间隔设置。
另外，作为在内周面110i安装多个板部件113的替代，还可以是具有三角形状截面的多个部件安装在内周面110i上。另外，还可以是截面圆形状、截面三角形状或截面四角形状的多个棒状部件以从内周面110i朝旋转轴R1延伸的方式分散地配置在内周面110i上。
此外，在上述实施方式中，多个板部件113与旋转轴R1平行地安装在内周面110i上，但是不限于此，还可以是多个板部件113以在相互相邻的各两个板部件113之间沿互不相同的方向延伸的方式安装在内周面110i上。
(7-4)在上述实施方式中，在配管L2的顶端部形成排出口L2a，配管L2的顶端部附近以排出口L2a朝上方的方式弯曲，但是不限于此，还可以在除配管L2的顶端部之外的配管L2上表面部分处以朝上方的方式形成开口部，从而将该开口部用作排出口L2a。
另外，配管L2还可以具有多个排出口L2a。例如，在除配管L2的顶端部之外的配管L2的上表面部分处，以朝上方的方式形成多个开口部。由此，能够将形成的多个开口部分别用作多个排出口L2a。
在上述实施方式中，伞部件114具有圆筒形状，但是伞部件114的形状不限于此。例如，伞部件114还可以具有底面部开放的圆锥形状。在该情况下，附着于伞部件114上部的粉体PA以在伞部件114的上表面滑动的方式移动。由此，能够将在反应容器100内飞散的粉体PA顺利地引导至反应容器100内的下部。
(7-5)在上述实施方式中，反应容器100通过旋转驱动装置200的多个滚筒210a～210d旋转而旋转，但是用于使反应容器100旋转的构成不限于此例。作为利用多个滚筒210a～210d使反应容器100旋转的替代，还可以使用旋转皮带使反应容器100旋转。
(8)权利要求的各构成要素与实施方式的各要素的对应关系
以下，虽然说明权利要求的各构成要素与实施方式的各要素的对应的示例，但是本发明不限定于下列示例。
在上述实施方式中，为处理气体为处理气体的示例，为粉体搅拌装置20为粉体搅拌装置的示例，为反应容器100的轴心以及旋转轴R1为轴的示例，为内周面110i为内周面的示例，为反应容器100为反应容器的示例，为旋转驱动装置200为旋转驱动部的示例。
另外，为配管L1为气体导入系统的示例，为配管L2为气体排出系统的示例，为多个板部件113为突出部以及多个板部件113的示例，为排出口L2a为排出口的示例。
而且，为配管L2为气体排出管的示例，为伞部件114为粉体流入限制部件的示例，为配管支持机构120a、120b为固定部件的示例。
作为权利要求的各构成要素，还能够使用具有权利要求所记载的构成或功能的其他各种要素。
<B>参考方式
参考方式涉及使用处理气体处理粉体的粉体处理装置。
[1]第一参考方式
以下，参照附图说明第一参考方式所涉及的粉体处理装置。
(1)粉体处理装置的整体构成
图6是示出第一参考方式所涉及的粉体处理装置的内部构造的侧视图。如图6所示，粉体处理装置100包含处理容器10、多个弹簧30、多个振动马达40、轴50以及上升搬送路径60。处理容器10由下部框体10a以及上部框体10b构成。
下部框体10a具有四个侧面部、底面部以及上表面部。下部框体10a的上表面部的一部分开口。上部框体10b具有由上表面部以及周面部构成的圆筒状。上部框体10b的底部开口。上部框体10b在底部朝下方向的状态下以沿上下方向延伸的方式一体地设于下部框体10a的上表面部。下部框体10a的内部空间与上部框体10b的内部空间相互连通，形成处理空间。
在下部框体10a的底面部的下表面侧设有多个弹簧30。在下部框体10a的相向的两个侧面部，分别设有振动马达40。在处理容器10内部以沿上下方向延伸的方式设有圆柱状的中心轴50。另外，在处理容器10内部设有上升搬送路径60，上升搬送路径60一边以中心轴50为中心画出螺旋一边沿上下方向延伸。
在上部框体10b的周面部的下部，设有用于导入处理气体的气体导入部1。另外，在上部框体10b的上表面部，设有用于排出处理气体的气体排出部2。在该情况下，能够连续地将处理气体导入粉体处理装置100的处理容器10，并且连续地排出处理气体。由此，能够将利用处理气体处理时的处理容器10内的处理气体浓度保持为大致一定。其结果，能够更均匀地处理粉体。
在下部框体10a的一个侧面部的下部，设有用于对上升搬送路径60供给粉体的粉体供给部3。上升搬送路径60的一端(下端)连通于粉体供给部3。另外，在上部框体10b的周面部的上部，设有粉体回收部4，粉体回收部4用于回收在上升搬送路径60中处理的粉体。上升搬送路径60的另一端(上端)连通于粉体回收部4。粉体对上升搬送路径60的供给以及粉体从上升搬送路径60的回收利用螺线给料器(screwfeeder)或气体输送法来进行。
在上升搬送路径60中，通过多个振动马达40驱动，多个弹簧30伸缩并且振动。由此，从粉体供给部3供给的粉体以在倾斜的螺旋状上升搬送路径60上上升的方式滑动且被搬送。利用振动马达40对上升搬送路径60施加伴随上下位移的扭转振动，从而粉体沿上升搬送路径60上升。作为以沿该螺旋状的上升搬送路径60上升的方式搬送粉体的装置，优选地使用所谓盘旋式提升机(spiralelevator)。
从气体导入部1供给处理气体，从气体排出部2排出处理气体，从而处理气体在粉体处理装置100的处理容器10内部流通。所供给的粉体在从上升搬送路径60的下部搬送到上部期间由处理气体处理。由此，能够利用处理气体处理粉体的表面。从粉体回收部4回收利用处理气体处理的粉体。利用螺线给料器或气体输送法进行粉体从粉体回收部4的回收。另外，包含氟气的处理气体从气体排出部2排出，并利用未图示的气体处理设备无害化。
在本参考方式中，利用为处理气体的氟的处理为使处理气体接触粉体表面以使粉体表面改性的表面处理。作为处理气体，在使用包含氟气、氧气以及氮气的处理气体的情况下，能够通过对粉体表面的官能基导入亲水性的基来赋予亲水性。另外，能够通过对粉体表面附加氟来赋予憎水性。处理气体不限定于氟气、氧气以及氮气，能够根据处理的种类来选择。
(2)上升搬送路径的构成
图7是图6的上升搬送路径60的A部的放大截面图。图8是示出图6的上升搬送路径60的B部处的一例的平面图。图9是示出图6的上升搬送路径60的B部处的一例的放大截面图。
如图9所示，上升搬送路径60具备沿上下方向螺旋状地延伸的带状搬送部61、以及沿该带状搬送部61两侧延伸的侧面部62、63。带状搬送部61具有与粉体接触的上表面(粉体接触面)61a。侧面部62、63是防止沿带状搬送部61移动的粉体的下落的引导件。
如图7所示，在上升搬送路径60，以既定的间隔设有四边形的多个高度限制部件64。如图9所示，高度限制部件64具有与上升搬送路径60的侧面部62、63分别相连的侧部64a、64b，并且具有与带状搬送部61相向的下端部64c。高度限制部件64的下端部64c与上升搬送路径60的带状搬送部61平行地配置。在下端部64c与上升搬送路径60的带状搬送部61之间形成间隙S。如图8所示，高度限制部件64具有关于上升搬送路径60中的粉体的移动方向位于上游侧的面64d。
在上升搬送路径60内移动的粉体通过高度限制部件64的下端部64c与上升搬送路径60的带状搬送部61之间的间隙S。在此，在上升搬送路径60的带状搬送部61上的粉体堆积到比高度限制部件64的下端部64c高的位置的情况下，利用高度限制部件64的下端部64c限制粉体的高度。
如图8以及图9所示，侧面部62以及侧部64a关于带状搬送部61位于螺旋的内侧，侧面部63以及侧部64b关于带状搬送部61位于螺旋的外侧。面64d具有侧部64a侧的边64e以及侧部64b侧的边64f。该面64d关于与螺旋的切线方向垂直的方向W以边64e与边64f相比位于下游侧的方式倾斜。在图8中，带状搬送部61上的箭头的方向为粉体移动的方向，是从上游向下游的方向。在图8的示例中，面64d以相对于与螺旋的切线方向垂直的方向W具有倾斜角度θ的状态设置。倾斜角度θ比0°大且比90°小。
在上升搬送路径60内移动的粉体容易由于离心力而偏向螺旋的外侧。由于在该情况下面64d也以高度限制部件64的内侧的边64e与外侧的边64f相比位于下游的方式倾斜，故偏向边64f一侧的粉体沿高度限制部件64的面64d而被引导至边64e一侧。由此，利用高度限制部件64的下端部64c有效地限制粉体的高度。
此外，只要能够限制通过的粉体的高度则不特别限定高度限制部件64的倾斜角度θ。
另外，在上升搬送路径60，设有多个高度限制部件64。多个高度限制部件64优选地以等间隔设置。由此，消除粉体偏移的情况。其结果，能够利用处理气体更均匀地处理粉体。
图10是示出在上升搬送路径60处粉体偏移的状态的截面图。在图10的示例中，上升搬送路径60的带状搬送部61水平地设置。在该情况下，粉体P在由于离心力而偏向上表面61a的位于螺旋外侧的部分的状态下在带状搬送部61上被搬送。在粉体P如此偏移的状态下，上升搬送路径60的侧面部63侧的粉体P较厚地积累，在搬送中存在埋在粉体P内部而不露出至表面的部分。在本参考方式中，在粉体通过高度限制部件64下部的间隙S时高度限制部件64限制偏移的粉体的高度，从而埋在积累的粉体P内部而不露出至表面的部分露出至表面。由此，粉体整体与处理气体接触。其结果，能够利用处理气体更均匀地处理粉体。
在本参考方式中，如图9所示，还可以是上表面61a以上表面61a的位于螺旋内侧的部分与上表面61a的位于螺旋外侧的部分相比变低的方式倾斜。在该情况下，对在上升搬送路径60内移动的粉体，因重力而欲沿倾斜的上表面61a向内侧移动的力作用，并且因离心力而欲向外侧移动的力作用。因而，缓和粉体因离心力而偏向上升搬送路径60内的外侧的情况。由此，利用高度限制部件64的下端部64c有效地限制粉体的高度。其结果，能够利用处理气体均匀地处理粉体整体。
在本参考方式中，如图9所示，以上表面61a的位于螺旋内侧的部分与上表面61a的位于螺旋外侧的部分相比变低的方式倾斜，但是不限定于此。如图10所示，上表面61a还可以是水平的。在该情况下，也能够利用高度限制部件64限制粉体的高度。
另外，在本参考方式中，高度限制部件64是在其下端部64c与带状搬送部61之间设有间隙S的状态下设置的板状部件。该下端部64c的形状部不特别限定，也可以是直线状，还可以是波状等。在下端部64c为直线状的情况下，能够使粉体平滑化。在下端部64c为波状的情况下，能够增大粉体露出的面积以使与处理气体的接触面积增加。
此外，时间较大地影响利用处理气体的处理。处理时间能够通过变更上升搬送路径60中的粉体的移动速度来调整。另外，处理时间还能够通过变更粉体的搬送距离来调整。
在本参考方式中，在使处理气体在粉体处理装置100的处理容器10内流通的同时处理粉体，但是还可以在将处理气体封入处理容器10内的状态下处理粉体。
在本参考方式中，粉体处理装置100具有向上方搬送粉体的上升搬送路径60，但是粉体处理装置100还可以作为上升搬送路径60的替代而具有向下方搬送粉体的下降搬送路径。
(3)效果
在本参考方式中，在上升搬送路径60内移动的粉体通过高度限制部件64与带状搬送部61之间的间隙S时，利用高度限制部件64限制粉体的高度。通过该粉体的高度限制，埋在积累的粉体内部的部分露出至表面。由此，粉体整体与处理气体接触。其结果，能够利用处理气体连续且均匀地处理粉体整体。
另外，粉体在处理容器10内在不散乱于空中的情况下在上升搬送路径60的带状搬送部61上滑动并且被搬送。因此，在粉体的处理时发生的热通过上升搬送路径60的带状搬送部61以及侧面部62、63而放出。由此，防止粉体的表面被过度加热。其结果，防止由热引起的粉体变质等，并且防止粉体的表面烤焦。而且，能够防止由粉体的散乱以及热引起的粉体的粉尘爆炸的发生。带状搬送部61的与粉体的接触面优选地由金属构成。在该情况下，能够通过带状搬送部61的与粉体的接触面来将粉体的热放出。由此，能够更均匀地处理粉体。
[2]第二参考方式
(1)粉体处理装置的整体构成
对于第二参考方式所涉及的粉体处理装置100，说明与第一参考方式所涉及的粉体处理装置100的不同点。图11是示出第二参考方式所涉及的粉体处理装置100的内部构造的侧视图。如图11所示，本参考方式所涉及的粉体处理装置100还包含下降搬送路径70。
下降搬送路径70在处理容器10内部以中心轴50为中心在上升搬送路径60的内侧处以螺旋状地延伸的方式沿上下方向设置。上升搬送路径60的上端与下降搬送路径70的上端相互连接。下降搬送路径70的螺旋的卷绕方向与上升搬送路径60的螺旋的卷绕方向相反。粉体回收部4不设在上部框体10b的周面部的上部，而是设于下部框体10a的底面部。下降搬送路径70的另一端连通于粉体回收部4。
下降搬送路径70除了螺旋的卷绕方向，与图7～图9的上升搬送路径60具有相同的构成。在下降搬送路径70，与上升搬送路径60同样地，设有多个高度限制部件64。
从粉体供给部3供给的粉体以沿倾斜的螺旋状上升搬送路径60上上升的方式滑动且移动。沿上升搬送路径60移动的粉体经过上升搬送路径60的上端并被引导至下降搬送路径70的上端。之后，粉体以沿下降搬送路径70下降的方式滑动且移动。
由于上升搬送路径60的螺旋的卷绕方向与下降搬送路径70的螺旋的卷绕方向相互相反，故通过利用振动马达40赋予相同的振动，上升搬送路径60中的粉体移动方向与下降搬送路径70中的粉体移动方向相互相反。由此，能够在处理容器10内使粉体在上下方向上往复移动。在往复移动中利用处理气体处理粉体。从粉体回收部4回收利用处理气体处理的粉体。
(2)效果
在本参考方式中，粉体不仅在沿上升搬送路径60移动时，在沿下降搬送路径70移动时也由处理气体处理。由此，能够在不使处理容器10大型化的情况下延长粉体的处理时间。其结果，能够使粉体处理装置小型化。
另外，在上升搬送路径60以及下降搬送路径70，设有高度限制部件64。因此，粉体在沿上升搬送路径60移动时以及沿下降搬送路径70移动时由高度限制部件64限制高度。由此，能够长时间地利用处理气体均匀地处理粉体。
[3]第三参考方式
图12是示出第三参考方式所涉及的粉体处理装置100的内部构造的侧视图。如图12所示，上升搬送路径60配置于下降搬送路径70内侧。
一般而言，由于重力，故下降搬送路径70中粉体的移动速度比上升搬送路径60中粉体的移动速度高。在图12的粉体处理装置100中，下降搬送路径70比上升搬送路径60长。由此，能够使下降搬送路径70中粉体的移动速度与上升搬送路径60中粉体的移动速度大致相等。
[4]其他参考方式
(1)在第一参考方式所涉及的粉体处理装置100中，粉体在上升搬送路径60内从下端朝上端移动，但是不限定于此。还可以以粉体从上端朝下端移动的方式构成粉体搬送路径。
(2)在第二以及第三参考方式所涉及的粉体处理装置100中，粉体在于上升搬送路径60内从下端朝上端移动之后，在下降搬送路径70内从上端朝下端移动，但是不限定于此。还可以以粉体在下降搬送路径70内从上端朝下端移动之后，在上升搬送路径60内从下端朝上端移动的方式连接上升搬送路径60以及下降搬送路径70。
(3)在第二以及第三参考方式所涉及的粉体处理装置100中，下降搬送路径70的卷绕数与上升搬送路径60的卷绕数相等，但是不限定于此。下降搬送路径70的卷绕数还可以比上升搬送路径60的卷绕数多。在该情况下，下降搬送路径70的坡度变得比上升搬送路径60的坡度小，并且下降搬送路径70的长度变得比上升搬送路径60的长度长。由此，能够使下降搬送路径70中粉体的移动速度与上升搬送路径60中粉体的移动速度大致相等。
[5]参考方式的总括性概念
(1)依照参考方式的粉体处理装置为利用处理气体处理粉体的粉体处理装置，具有：粉体搬送路径，其沿上下方向螺旋状地延伸，具有用于粉体移动的带状搬送部；粉体供给部，其用于对粉体搬送路径供给粉体；振动赋予部，其通过使粉体搬送路径振动来使对粉体搬送部供给的粉体沿带状搬送部移动；处理容器，其供对粉体搬送路径供给的粉体在移动中由处理气体处理；粉体回收部，其回收处理的粉体；以及至少一个高度限制部件，其限制沿带状搬送部移动的粉体的高度。
在该粉体处理装置中，粉体搬送路径沿上下方向螺旋状地延伸。粉体搬送路径具有用于粉体移动的带状搬送部。粉体利用粉体供给部而对粉体搬送路径供给。粉体搬送路径被振动赋予部振动，从而对粉体搬送路径供给的粉体沿粉体搬送路径移动。在粉体搬送路径内移动的粉体在移动中因离心力而成为偏向螺旋外侧的状态。在此种情况下，也利用高度限制部件限制粉体的高度。由此，防止粉体在偏移的状态下成块地移动。另外，利用高度限制部件搅拌粉体。因而，处理气体容易接触粉体整体。其结果，能够利用处理气体均匀地处理粉体。
(2)还可以是高度限制部件具有与带状搬送部相向的下端部，以在下端部与带状搬送部之间形成间隙的方式配置。
在该情况下，在粉体搬送路径内移动的粉体通过高度限制部件的下端部与粉体搬送路径的带状搬送部之间的间隙。在粉体搬送路径的带状搬送部上的粉体堆积到比高度限制部件的下端部高的位置的情况下，利用高度限制部件的下端部有效地限制粉体的高度。
(3)还可以是高度限制部件的带状搬送部的螺旋内侧方向的侧部与螺旋外侧方向的侧部相比关于粉体的移动方向而位于下游侧。
在粉体搬送路径内移动的粉体容易由于离心力而偏向螺旋外侧。在该情况下，由于高度限制部件的带状搬送部的螺旋内侧方向的部分与螺旋外侧方向的部分相比位于下游，故偏向螺旋的外侧方向的粉体沿高度限制部件的一面而被引导至螺旋内侧方向。由此，利用高度限制部件的下端部有效地限制粉体的高度。
(4)还可以是带状搬送部的与粉体的接触面以螺旋内侧变得比螺旋外侧低的方式倾斜。
在该情况下，对沿搬送路径移动的粉体，因重力而欲沿倾斜的上表面向内侧移动的力作用，并且欲向外侧移动的力作用。由此，防止粉体因离心力而偏向粉体搬送路径外侧的情况。其结果，利用高度限制部件的下端部有效地限制粉体的高度。
(5)粉体搬送路径还可以包含：第一搬送路径，其沿上下方向螺旋状地延伸，具有用于粉体移动的第一带状搬送部；以及第二搬送路径，其沿上下方向螺旋状地延伸，具有用于粉体移动的第二带状搬送部，第一以及第二带状搬送部在一端处相互连接，并且第二带状搬送部的螺旋的卷绕方向与第一带状搬送部的螺旋的卷绕方向相反。
在该情况下，沿第一带状搬送部移动的粉体经过第一带状搬送部的一端并被引导至第二带状搬送部的一端。之后，粉体沿第二带状搬送部移动。由于第一带状搬送部的螺旋的卷绕方向与第二带状搬送部的螺旋的卷绕方向相互相反，故通过利用振动赋予部赋予相同的振动，第一搬送路径中的粉体移动方向与第二搬送路径中的粉体移动方向相互相反。由此，能够在处理容器内使粉体在上下方向上往复移动。
因而，粉体不仅在沿第一带状搬送部移动时，在沿第二带状搬送部移动时也由处理气体处理。由此，能够在不使处理容器大型化的情况下延长粉体的处理时间。其结果，能够使粉体处理装置小型化。
(6)高度限制部还可以以等间隔设置多个。在该情况下，沿第一搬送路径以及第二搬送路径移动的粉体的高度由多个高度限制部件限制。由此，能够长时间地利用处理气体均匀地处理粉体。另外，多个高度限制部件以等间隔设置。由此，消除粉体偏移的情况。其结果，能够利用处理气体更均匀地处理粉体。
(7)带状搬送部的与粉体的接触面还可以由金属构成。在该情况下，能够通过带状搬送部的与粉体的接触面来将粉体的热放出。由此，能够更均匀地处理粉体。
(8)处理容器还可以具有用于导入处理气体的气体导入部、以及用于排出处理气体的气体排出部。
在该情况下，能够连续地将处理气体导入粉体处理装置，并且连续地排出处理气体。由此，能够将利用处理气体处理时的处理容器内的处理气体浓度保持为大致一定。其结果，能够更均匀地处理粉体。
(9)处理气体还可以包含氟气。在该情况下，通过利用氟气处理粉体，能够对粉体表面附加氟来赋予憎水性。另外，在使用包含氧气以及氟气的处理气体的情况下，在利用氧气以及氟气使粉体表面的分子末端的基变为－CF＝O之后，通过加水分解而成为羟基等亲水基。其结果，粉体的亲水性提高。
[6]参考方式的总括性概念的各构成要素与参考方式的各部分的对应关系
以下，虽然说明总括性概念的各构成要素与参考方式的各部分的对应的示例，但是参考方式不限定于下列示例。
是粉体处理装置100为粉体处理装置的示例，是处理容器10为处理容器的示例，是上升搬送路径60以及下降搬送路径70为粉体搬送路径的示例，是上升搬送路径60为第一搬送路径的示例，是下降搬送路径70为第二搬送路径的示例。是气体导入部1为气体导入部的示例，是气体排出部2为气体排出部的示例，是粉体供给部3为粉体供给部的示例，是粉体回收部4为粉体回收部的示例，是振动马达40为振动赋予部的示例。
是高度限制部件64为高度限制部件的示例，是下端部64c为下端部的示例。是带状搬送部61为带状搬送部的示例，另外，是第一及第二带状搬送部的示例。是上表面61a为接触面的示例，是间隙S为间隙的示例。
作为总括性概念的各构成要素，还能够使用具有总括性概念所记载的构成或功能的其他各种要素。
本参考方式能够有效地用于利用各种处理气体的粉体处理。
[7]参考方式的摘要
在处理容器内，上升搬送路径沿上下方向螺旋状地延伸。上升搬送路径具有用于粉体移动的带状搬送部。粉体利用粉体供给部而对上升搬送路径供给。上升搬送路径由振动马达振动，从而对上升搬送路径供给的粉体沿上升搬送路径移动。利用高度限制部件限制在上升搬送路径内移动的粉体的高度并且搅拌粉体。在处理容器中，对上升搬送路径供给的粉体在移动中被利用处理气体处理。处理的粉体由粉体回收部回收。
产业上的利用可能性
本发明能够用于处理粉体。

Claims (9)

1.一种粉体处理装置，为利用处理气体处理粉体的粉体处理装置，具备：
粉体搬送路径，其沿上下方向螺旋状地延伸，具有用于粉体移动的带状搬送部；
粉体供给部，其用于对所述粉体搬送路径供给粉体；
振动赋予部，其通过使所述粉体搬送路径振动来使对所述粉体搬送部供给的粉体沿所述带状搬送部移动；
处理容器，其供对所述粉体搬送路径供给的粉体在移动中由处理气体处理；
粉体回收部，其回收处理的粉体；以及
至少一个高度限制部件，其限制在所述带状搬送部移动的粉体的高度。
2.根据权利要求1所述的粉体处理装置，其特征在于，所述高度限制部件具有与所述带状搬送部相向的下端部，以在所述下端部与所述带状搬送部之间形成间隙的方式配置。
3.根据权利要求1或2所述的粉体处理装置，其特征在于，所述高度限制部件的带状搬送部的螺旋内侧方向的侧部与螺旋外侧方向的侧部相比关于粉体的移动方向而位于下游侧。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的粉体处理装置，其特征在于，所述带状搬送部的与粉体的接触面以螺旋内侧变得比螺旋外侧低的方式倾斜。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的粉体处理装置，其特征在于，
所述粉体搬送路径包含：第一搬送路径，其沿上下方向螺旋状地延伸，具有用于粉体移动的第一带状搬送部；以及第二搬送路径，其沿上下方向螺旋状地延伸，具有用于粉体移动的第二带状搬送部，
所述第一及第二带状搬送部在一端处相互连接，并且所述第二带状搬送部的螺旋的卷绕方向与所述第一带状搬送部的螺旋的卷绕方向相反。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的粉体处理装置，其特征在于，所述高度限制部以等间隔设置多个。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的粉体处理装置，其特征在于，所述带状搬送部的与粉体的接触面由金属构成。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的粉体处理装置，其特征在于，所述处理容器具有用于导入处理气体的气体导入部、以及用于排出处理气体的气体排出部。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的粉体处理装置，其特征在于，处理气体包含氟气。
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