JP2004148164A - サイクロン式固気分離装置及びこれを用いた造粒コーティング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体含有気体中の粉体の粒子径が小さい場合であっても有効に粉体と気体とを分離でき、且つ気体流の乱れや流速変化をハウジング内の排気口への連通部周辺で生じ難くすることができ、もって良好な捕集効率を確保できるサイクロン式固気分離装置を提供する。
【解決手段】流入口５ａを通じて粉体含有気体が旋回流として導入されるハウジング２内に、一端が流出口７ａ（排気手段）に通じると共に他端が閉塞し且つその周壁１３ａに複数の排気口１５が円周方向に所定の相互間隔を隔てて形成された内筒７と、この内筒７の外周側に形成され且つ粉体含有気体から粉体を分離する遠心分離室１６とを設ける。内筒７の下端位置には、ハウジング２の内径よりも小径で且つ内筒７の外径よりも大径の隔壁板１４を配設する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジングの内部で、粉塵や微粉等の粉体でなる固体と、空気や不活性ガス等でなる気体とを、旋回流による遠心力を利用して分離するように構成したサイクロン式固気分離装置及びこれを用いた造粒コーティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、集塵や分級を目的として使用されるサイクロン式固気分離装置は、粉塵や微粉等の固体その他これらに類するもの（以下、単に粉体という）を含有してなる粉体含有気体に遠心力を付与し、これにより該気体から粉体を分離捕集するように構成したものである。
【０００３】
この種のサイクロン式固気分離装置は、下記の特許文献１に開示されているような構成を備えているのが通例である。すなわち、同文献に開示の装置は、基本的には、下方に移行するに連れて漸次縮径するハウジングの周壁上端部に、粉体含有気体をその接線方向に導入するための流入筒を配設すると共に、該ハウジングの上端壁中央部に、排気筒を外部から貫通させてその内部の所定位置まで引き込んだ構成である。そして、粉体含有気体をハウジング内に導く手法としては、接線導入型と全円周渦巻型との２種類が開示されている。
【０００４】
この装置によれば、流入筒の先端開口部である流入口を通じてハウジング内に導かれた粉体含有気体は、旋回による遠心力の影響を受けて、粉体と気体とに分離され、分離後の粉体は、自重によりハウジング底部に落下して捕集される一方、分離後の気体は、排気筒の下端開口部から上端開口部（排気口）を通じて外部に排出される。
【０００５】
一方、粉体の処理が重要課題となる造粒コーティング装置の一例として、下記の特許文献２によれば、食品や医薬品等の錠剤、ソフトカプセル、ペレット、顆粒、その他これらに類するものの原料となる粒子（以下、単に粉粒体粒子という）を流動層容器に投入し、該流動層容器の底部から導入した流動化気体によって、粉粒体粒子を浮遊流動させて流動層を形成しつつ、スプレーノズルからスプレー液（膜剤液、結合剤液等）を噴霧して造粒を行う構成が開示されている。
【０００６】
更に、この造粒コーティング装置（流動層装置）の排気部には、流動化された粉粒体粒子から、流動化に際して使用された気体を分離するバグフィルタが設けられている。この場合、流動層容器内で粉粒体粒子が浮遊流動する際には、粉粒体粒子の相互衝突等に起因して微細粉でなる粉体が発生し、この粉体が流動化気体の流れに乗って舞い上がることになるが、この舞い上がった粉体は、バグフィルタによって捕集される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２９２３０８号公報
【特許文献２】
特開２００１−８１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の特許文献１に開示のような基本構成を備えたサイクロン式固気分離装置によれば、ハウジング内における排気筒の外周側空間、特に排気筒の上部における外周側空間では、粉体含有気体の強い旋回流が生成され、粉体に大きな遠心力が作用するため、この粉体はハウジングの内周面に押し付けられつつ搬送される。これに対して、粉体含有気体が上記の位置から下方に移行していく過程では、旋回流及び粉体の旋回速度が除々に弱められていくことになり、これに起因して粉体に作用する遠心力の影響よりもその自重による影響が大きくなった時点で、粉体はハウジングの底部に落下する。
【０００９】
しかしながら、このような作用が行われることを前提としていても、粉体含有気体中の粉体の粒子径が小さい場合や、初期段階での旋回流の強さが充分でない場合には、これに作用する遠心力も必然的に小さくなるため、排気筒の下端周辺に至った粉体含有気体中の粉体は、ハウジングの内周面から離隔して排気筒の下端開口部に向かって流れる傾向がある。これが原因となって、この種の粉体が気体と共に排気筒の下端開口部を通じて外部に排出され、粉体の捕集効率が悪化するという不具合を招く。また、排気筒の下端周辺では、流路面積が急激に増大することから、粉体含有気体の流れに乱れが生じたり、その流速が大きく変化するおそれがある。このため、排気筒の下端近傍で粉体が攪拌された状態となり、上記と同様にしてその粉体が排気筒の下端開口部から外部に排出され、捕集効率の悪化を招くおそれが生じる。
【００１０】
一方、上記の特許文献２に開示のように、造粒コーティング装置の排気部にバグフィルタを設け、このバグフィルタにより微細粉でなる粉体を捕集する構成であると、バグフィルタの濾材に粉体が付着した状態となり、これが原因となって所謂コンタミネーション（汚染）を招く。詳述すると、後のコーティング処理に供される粉粒体粒子が、先のコーティング処理に供された粉粒体粒子と異なる場合には、バグフィルタの濾材に付着している先のコーティング処理時の粉体が、後のコーティング処理時に異種の粉粒体粒子と混じり合うことになるため、上述のコンタミネーションを招くことになる。このようなコンタミネーションは、粉粒体粒子が食品用や薬品用等である場合に、特に深刻な問題となる。
【００１１】
更に、このバグフィルタは、使用期間が短期間であると、微細な粉体が素通りして捕集不能になる傾向があるため、確実に捕集効果を得るには、濾材に適度な目詰まりが生じるまで待たねばならないという問題がある。しかも、このバグフィルタは、濾材の目詰まりが過多になった場合には、圧力損失の増加等に起因して捕集性能が悪化するため、濾材に付着している粉体を払い落とすための機械的振動等を付与する必要性が生じ、装置の複雑化等を招くおそれもある。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、粉体含有気体から効率良く確実に粉体を分離でき、且つ気体流の乱れや流速変化をハウジング内の排気口周辺で生じ難くすることができ、もって良好な捕集効率を確保できるサイクロン式固気分離装置を提供することを第１の技術的課題とする。また、従来のようにバグフィルタを使用していた場合におけるコンタミネーションの発生や、濾材の目詰まりに起因する捕集効率の悪化を抑制でき、且つ機械的振動の付与等を不要にできる造粒コーティング装置を提供することを第２の技術的課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記第１の技術的課題を解決するためになされた本発明は、流入口を通じてハウジング内に導いた粉体含有気体から、その旋回流による遠心力を利用して粉体を分離するサイクロン式固気分離装置において、前記ハウジング内に配置され、一端が排気手段に通じ、他端が閉塞し、その周壁に複数の排気口が円周方向に所定の相互間隔を隔てて形成された筒状の排気部と、前記ハウジングの内周と前記排気部の外周との間に形成され、前記粉体含有気体から粉体を分離する遠心分離室とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
この場合、前記ハウジングは、一端から他端までが同一径の円筒形であってもよく、或いは、一端から軸方向中間位置まで、好ましくは上端から筒状の排気部の下端近傍に対応する位置までが同一径の円筒形で且つ軸方向中間部から下端までが漸次縮径する円錐筒形であってもよいが、前記筒状の排気部は、ハウジングと同軸上に配設されていることが好ましい。一方、前記遠心分離室は、円筒状に形成されていることが好ましく、また遠心分離室の下部には、粉体含有気体から分離された粉体を捕集する捕集室が設けられていることが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、流入口からハウジング内に導入された粉体含有気体は、筒状の排気部（以下、内筒という）の外周側空間である遠心分離室を旋回するが、特に遠心分離室の流入口側部位では、粉体含有気体の強い旋回流が生成され、粉体に大きな遠心力が作用するため、この粉体はハウジングの内周面に押し付けられつつ搬送される。そして、粉体含有気体が下方に移行していく過程で、旋回流が除々に弱められると共に粉体の旋回速度が低下し、この結果として粉体に作用する遠心力にその自重が打ち勝った時点で、粉体はハウジングの底部に落下する。このようにして粉体が分離された後の気体は、内筒の周壁に形成された排気口を通過して該内筒の内部空間に至り、その内部空間に通じる排気手段により外部に排出される。
【００１６】
この場合において、遠心分離室における内筒の排気口近傍では、ハウジングの内周面に接触または接近しつつ旋回する強い旋回流と、内筒の外周面に接触または接近しつつ排気口に向かって流れる分離後の気体流とが、適度に明確に区分された状態で生成されると考えられる。すなわち、粉体含有気体が内筒の閉塞側端部まで移行してしまうと、旋回流が弱められ或いは乱されて、充分な大きさの遠心力が粉体に作用しなくなるが、その閉塞側端部の手前であれば、充分な強さの旋回流、及び充分な大きさの遠心力を得ることが可能であると考えられる。したがって、内筒の閉塞側端部に至るまでの周壁に、排気手段に通じる排気口を形成しておけば、その外周側空間である遠心分離室では、大きな遠心力によって粉体含有気体中の粉体がハウジングの内周面に押し付けられつつ搬送されると同時に、その粉体の搬送を阻害することなく分離後の気体が内筒の外周面に沿って排気口に至るものと考えられる。この結果、排気口周辺では、粉体含有気体中の粉体が充分な大きさの遠心力を受け得ることから、粉体と気体とを可能な限り確実に分離できると共に、旋回流或いは気体流の乱れやその流速変化等の不当な影響を受けることがなくなり、捕集効率を改善できると考えられる。しかも、排気口は、円周方向に所定の相互間隔を隔てて複数箇所に形成されていることから、分離後に各排気口に向かう気体流は、内筒の円周方向全周に亘るものとはならず、所定の相互間隔を隔てた複数の領域にのみ形成されるため、この気体流が粉体の旋回移動を阻害する確率がより一層低くなると考えられる。このような利点を的確に得るには、前記排気口が、内筒の軸方向にスリット状に形成されていることが好ましい。
【００１７】
以上の構成において、前記排気口は、内筒の軸心方向中央よりも流入口寄りに形成されていることが好ましい。このようにすれば、遠心分離室における内筒の軸心方向中央よりも流入口寄りの部位、つまり粉体含有気体の旋回流が極めて強い領域に、分離後の気体の排気口に向かう流れが生成されることになる。したがって、粉体含有気体中の粉体は、極めて大きな遠心力によってハウジングの内周面に押し付けられつつ搬送されると同時に、分離後の気体は、その粉体の搬送を阻害することなく内筒の外周面に沿って円滑に排気口に至るものと考えられる。
【００１８】
以上の構成において、前記遠心分離室には、粉体含有気体の旋回流を増速する旋回流増速手段が設けられていることが好ましい。すなわち、遠心分離室内に生成される粉体含有気体の旋回流の流速が、旋回流増速手段によって積極的に高められると、粉体含有気体中の粉体に作用する遠心力もこれに応じて大きくなり、粉体のハウジング内周面に沿う旋回移動が分離後の気体流によって乱される度合いを極めて小さくできると考えられる。したがって、捕集効率の大幅な改善につながることが期待される。
【００１９】
以上の構成において、前記遠心分離室と捕集室との境界部に、遠心分離室で分離された粉体が前記捕集室に沈降する流路を形成し、該沈降流路を前記遠心分離室よりも半径方向に幅狭とすることが好ましい。このようにすれば、粉体含有気体が下方に移行してその旋回流が弱まることに起因して、自重により沈降流路を通過して捕集室に落下した粉体、或いは落下しつつある粉体が、気体流の作用によって逆流しようとしても、沈降流路が遠心分離室よりも半径方向に幅狭であるから、その粉体の逆流が適度に阻止される。
【００２０】
この場合、前記沈降流路は、ハウジングの内周と、内筒よりも大径の隔壁の外周との間に形成されることが、設計の簡易化等を図る上で好ましく、また前記隔壁は、内筒の閉鎖した下端に設けられることが、製作の容易化等を図る上で好ましい。
【００２１】
以上の構成において、前記捕集室には、該捕集室内の粉体を吸引して外部に排出するための吸引口が設けられていることが好ましい。このようにすれば、捕集室に落下して蓄積した粉体は、吸引口を通じて負圧等により外部に取り出すことができるので、その取り出し作業の容易化ひいてはその作業の自動化を図ることが可能となる。
【００２２】
以上の構成において、前記遠心分離室の上部に、前記流入口から導かれた粉体含有気体の旋回流を生成するための旋回室を形成し、該旋回室内における流路の下流端を前記遠心分離室に連通させることが好ましい。このようにすれば、流入口から導かれた粉体含有気体は、旋回室内で他の気体流に流れを阻害されることなく旋回した後に遠心分離室に流入するため、この遠心分離室では、その慣性により極めて強い粉体含有気体の旋回流が生成され得ることになる。したがって、捕集効率の大幅な改善を期待できる。
【００２３】
また、前記旋回室に、粉体含有気体の旋回流を増速する旋回流増速手段を設けることが好ましい。このようにすれば、旋回室ひいては遠心分離室に生成される粉体含有気体の旋回流が積極的に高められ、より一層大幅な捕集効率の改善が期待される。
【００２４】
更に、前記内筒の一端部は、前記旋回室の中心部を貫通して上方に延びていることが好ましい。この場合、内筒の一端部は、該内筒の本体部よりも小径であることが好ましい。このようにすれば、分離後の気体は、内筒の本体部周壁に形成されている排気口からその内部空間に流入した後、内筒の内部空間を通過し、その上端に通じている排気手段により外部に排出される。そして、内筒の一端部が旋回室の中心部を貫通しているので、流入口から導かれた粉体含有気体は、旋回室内で内筒の外周側空間を旋回した後、該旋回室における流路の下流端から内筒の外周側空間である遠心分離室に至る。したがって、内筒の径を適切に設定することにより、粉体含有気体の初期段階での旋回流を最適なものとすることができる。しかも、このような構成とすることにより、ハウジングに対する内筒のレイアウトの適切化や組み付け性の最適化が図られる。
【００２５】
また、上記第２の技術的課題を解決するためになされた本発明は、流動層容器内の粉粒体粒子を気体により浮遊させて流動層を形成しつつ、該紛粒体粒子にスプレー液を噴霧するように構成した造粒コーティング装置の排気部に、上述の何れかの構成を備えたサイクロン式固気分離装置の流入口を通じさせたことを特徴とするものである。
【００２６】
このような構成によれば、流動層容器内で粉粒体粒子が浮遊流動する際に、粉粒体粒子の相互衝突等に起因して微細粉でなる粉体が発生し、この粉体が流動化気体の流れに乗って舞い上がった場合には、この粉体を含有してなる粉体含有気体が、当該装置の排気部に至る。そして、この排気部にはサイクロン式固気分離装置の流入口が通じているため、その粉体含有気体は、サイクロン式固気分離装置の流入口からハウジング内に導かれ、既に述べた事項と同様にして、その粉体含有気体中の粉体が捕集室に落下収納される。このような粉体の捕集処理が行われることにより、先のコーティング処理時の粉体が後のコーティング処理時に異種の粉粒体粒子と混じり合うことによるコンタミネーションの発生が回避されると共に、捕集されて蓄積される粉体の量が多くなっても、圧力損失等の不具合が生じなくなり、機械的振動発生手段等の粉体払い落とし用の手段が不要となる。
【００２７】
この場合、前記サイクロン式固気分離装置で分離した粉体が前記流動層の所要部位に戻されることが好ましい。このようにすれば、流動層容器内で流動化気体の流れに乗って舞い上がった粉体が、サイクロン式固気分離装置の捕集室に落下収納されると共に、この落下収納された粉体が造粒コーティング装置の流動層に戻される。したがって、この粉体は、造粒コーティング装置によって再利用されることになり、原料の無駄防止に寄与できることになる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１実施形態に係るサイクロン式固気分離装置（以下、単に分離装置という）１の全体概略構成を示す縦断正面図である。同図に示すように、この分離装置１は、軸心方向の全長に亘って略同一径とされた円筒形のハウジング２と、該ハウジング２の周壁３上端部（最上周壁４）に固設された流入筒５と、該ハウジング２の上端壁６中心部を貫通して固設された内筒７とを有する。そして、流入筒５の先端開口部は、分離対象となる粉体含有気体をハウジング２内に流入するための流入口５ａとされる。また、内筒７の上端開口部は、分離後の気体を外部に排出するための流出口７ａとされ、その下端は閉鎖されている。この実施形態では、流出口７ａに負圧を発生させることにより、換言すれば流出口７ａを通じて排出手段により気体を外部に吸引することにより、ハウジング２内に所要の気流が生成される構成である。
【００３０】
前記ハウジング２の上端部には、流入口５ａから流入筒５の内部通路を経由して導かれた粉体含有気体の旋回流を生成するための旋回室８が形成されている。この旋回室８は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、上端壁６と、その下方に離隔して配置された仕切壁９と、この両壁６、９間に介設された最上周壁４とによって区画形成されている。そして、この旋回室８には、軸心と直交する面に平行な方向で且つハウジング２（最上周壁４）の接線方向に沿うように、流入筒５の内部通路が連通している。また、この旋回室８は、流入筒５の配設位置で行き止まりとなっており、この行き止まり部が、粉体含有気体の流路の下流端とされている。更に、この旋回室８は、仕切壁９のその下流端に対応する位置に、粉体含有気体の旋回流の流出連通口となる開口部１０が形成されると共に、上端壁６内面のその下流端に対応する位置に、粉体含有気体の旋回流を下方に円滑に案内するための傾斜面１１が形成されている。この傾斜面１１は、流入筒５側が下降傾斜している。
【００３１】
前記内筒７の上端部には、図１に示すように、流出口７ａを上端開口部とする排気筒部１２が形成され、この排気筒部１２は、内筒７の本体部１３よりも小径とされている。そして、この排気筒部１２は、前記旋回室８の軸心部を貫通してハウジング２の上方に突出している。一方、内筒７の本体部１３は、その上端が旋回室８の仕切壁９に当接または近接し、その下端がハウジング２の軸方向中央部の近傍または軸方向中央部よりも下方に位置している。そして、この本体部１３の下端には、ハウジング２の内径よりも小径で且つ本体部１３の外径よりも大径の円形を呈する隔壁板１４が固定され、したがって内筒７の内部空間の下端は、その隔壁板１４によって閉鎖されている。
【００３２】
更に、内筒７の周壁１３ａ、詳しくは内筒７の本体部１３の周壁１３ａには、その本体部１３の軸心方向中央よりも上方の領域に、円周方向に所定の相互間隔を介在させた状態で、複数（２つ以上で８つ以下、好ましくは４つ）の排気口１５が形成されている。この各排気口１５は、上下方向に長尺なスリット状に形成され、その上下方向寸法は、本体部１３の上下方向寸法の１／３〜１／２とされている。そして、ハウジング２の内部における旋回室８の下方で且つ隔壁板１４の上方の空間、つまり内筒７の本体部１３の外周側空間１６は、主として粉体含有気体が旋回することによる遠心力の作用によって粉体と気体とを分離する円筒状の遠心分離室とされている。また、ハウジング２の内部における隔壁板１４の下方空間１７は、主として分離後の粉体を捕集回収する捕集室とされている。この場合、遠心分離室１６は、内筒７の本体部１３外周面と、ハウジング２の上側中間周壁１８との間に介在し、この遠心分離室１６の軸心方向中央よりも上方寄り（流入口５ａ寄り）に、各排気口１５が形成されている。一方、捕集室１７は、ハウジング２の下側中間周壁１９と、底壁を有する底蓋２０との内方に存在している。そして、遠心分離室１６と捕集室１７との境界部、つまり隔壁板１４の外周側空間が、遠心分離室１６で分離された粉体が捕集室１７に沈降する沈降流路とされている。なお、ハウジング２の中間周壁は、上側中間周壁１８と下側中間周壁１９とを固定することにより構成されている。そして、底蓋２０の内部空間２０ａは、分離後の粉体を収納する収納部とされると共に、底蓋２０の一部には吸引口（図示略）が形成され、この吸引口に、エジェクタによって収納部２０ａの粉体を外部に引き出すための引出通路２１が連通している。
【００３３】
また、図２（ａ）に示すように、ハウジング２の最上周壁４には、旋回室８内に生じる粉体含有気体の旋回流を強めるための旋回流増速手段２２が取付けられている。この旋回流増速手段２２は、例えばジェット気体（ジェットエア）を噴射する噴射ノズルであって、旋回室８における粉体含有気体の流路の上流端に設置されている。更に、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ハウジング２の上側中間周壁１８、つまり遠心分離室１６の外周にも、上記と同様の構成とされた旋回流増速手段２３が複数箇所に取付けられている。詳述すると、上側中間周壁１８における軸心の両側対称となるそれぞれの位置であって且つ軸心方向中央部と下端部とのそれぞれの計４位置に、上述の旋回流増速手段２３が設置されている。
【００３４】
以上の第１実施形態に係る分離装置１の構成によれば、図２（ａ）に示す流入口５ａから流入筒５の内部通路を経由して旋回室８に導かれた粉体含有気体は、矢印ａで示すように排気筒部１２の外周側に形成された旋回室８内を上流端側から下流端側に向かって旋回して流れる。この粉体含有気体の旋回流は、旋回流増速手段２２から噴射される例えばジェットエアによって高速になる。そして、旋回室８の下流端に至った粉体含有気体は、図２（ｂ）に矢印ｂで示すように、上端壁６の傾斜面１１に沿うように緩やかに下降傾斜して流れ、仕切壁９の開口部１０を通過して、その下方の遠心分離室１６に流入する。この遠心分離室１６においても、上述の粉体含有気体は旋回流となり、該粉体含有気体中の粉体は、その遠心力によりハウジング２（上側中間周壁１８）の内周面に接触もしくは近接した状態で旋回移動する。この場合の粉体含有気体の旋回流も、複数の旋回流増速手段２３から噴射される例えばジェットエアによって高速になる。
【００３５】
そして、粉体含有気体が隔壁板１４の配設位置近傍、つまり粉体含有気体が遠心分離室１６から捕集室１７に流入する直前においては、旋回流が弱められると共に粉体の旋回移動速度が低下して、粉体含有気体中の粉体に充分な遠心力が作用しなくなる。この結果、その粉体は、沈降流路を通過して自重により落下し、底蓋２０の内部空間（収納部）２０ａに収納され、これにより粉体含有気体が粉体と気体とに分離される。
【００３６】
一方、分離後の気体は、排気口１５を通じて内筒７の内部空間に吸い込まれるため、捕集室１７から排気口１５に向かう分離後の気体の流れが生成される。この排気口１５に向かう分離後の気体の流れは、内筒７の周壁１３ａの円周方向全域に生成されるわけではなく、各排気口１５の円周方向相互間隔に対応する領域を除外した箇所に生成される。この場合、遠心分離室１６では、粉体含有気体の強い旋回流が生成されているが、この粉体含有気体中の粉体は、大きな遠心力によってハウジング２（上側中間周壁１８）の内周面に接触または近接した状態で旋回移動するのに対して、分離後の気体は、内筒７の本体部１３の外周面に接触または近接した状態で排気口１５に向かって移動すると考えられる。このように、遠心分離室１６では、ハウジング２の周壁３側を粉体含有気体中の粉体が流れ、内筒７側を分離後の気体が流れることに伴って、分離後の気体が粉体の流れを阻害するという事態が生じ難くなると考えられる。したがって、粉体が分離後の気体と共に排気口１５を通じて排出されるという不具合が可及的に回避される。しかも、捕集室１７と遠心分離室１６との間には、隔壁板１４が配設されていることから、捕集室１７内の粉体が遠心分離室１６側に逆流し難くなり、これによっても粉体が分離後の気体と共に排気口１５を通じて排出されるという事態が生じ難くなる。一方、粉体含有気体中の粉体は、上述のように遠心力によってハウジング２の周壁３側に押し遣られていることから、この粉体が遠心分離室１６から沈降流路を通過して捕集室１７に流入する際に、隔壁板１４が邪魔になることはない。以上の各事項の相乗作用によって、この分離装置１の捕集効率が大幅に改善される。
【００３７】
図４は、上述の分離装置１を造粒コーティング装置３０に使用した状態を示す概略図である。この造粒コーティング装置３０は、食品用や医薬品用等の粉粒体粒子を流動層容器３１に投入し、この流動層容器３１の底部から吸気系３２を通じて導入した流動化気体によって、粉粒体粒子を浮遊流動させて流動層を形成しつつ、スプレーノズル３３からスプレー液（膜剤液、結合剤液等）を噴霧して造粒を行うものである。また、流動層容器３１内で粉粒体粒子が浮遊流動する際に、粉粒体粒子の相互衝突等に起因して発生した微細粉等を含む粉体は、流動化気体と共に排気系（排気部）３４を通じて排出される構成である。そして、この造粒コーティング装置３０の排気系３４に、上述の分離装置１の流入口５ａ（流入筒５）が通じると共に、該造粒コーティング装置３０の吸気系３２に、上記分離装置１のハウジング２の底蓋２０に形成された吸引口（引出通路２１）が通じている。なお、分離装置１は、流動層容器３１の上方に固定設置することが好ましい。
【００３８】
このような構成を備えた造粒コーティング装置３０によれば、流動層容器３１内で流動化気体の流れに乗って舞い上がった粉体は、流動化気体と共に排気系３４に流出するが、この排気系３４には分離装置１の流入口５ａが通じているため、その粉体含有気体は、流入口５ａからハウジング２内（旋回室８内）に導かれ、既に述べた事項と同様にして、その粉体含有気体中の粉体が、ハウジング２の底蓋２０の収納部２０ａに落下収納される。このような粉体の捕集処理が行われることにより、コンタミネーションの発生が回避されると共に、捕集されて蓄積される粉体の量が多くなっても、圧力損失等の不具合が生じなくなる。
【００３９】
更に、造粒コーティング装置３０の吸気系３２には、分離装置１のハウジング２の底蓋２０に形成された開口部が通じているため、底蓋２０の収納部２０ａに落下収納された粉体は、流動層容器３１内に導かれ、スプレーノズル３３からのスプレー液の噴霧を受けて造粒される。したがって、分離装置１で捕集された粉体が、造粒コーティング装置３０によって再利用されることになる。なお、分離装置１から造粒コーティング装置３０に対しては、吸気系３２以外の経路であっても、粉体が流動層容器３１内の流動層に戻される経路であればよい。
【００４０】
図５は、本発明の第２実施形態に係る分離装置１’を示す縦断正面図である。この分離装置１’のハウジング２’は、上端壁４０と、その下面に固定された上側周壁体４１と、その下端に固定された下側周壁体４２と、その下端に連設された収納箱体４３とから構成される。そして、上側周壁体４１は、軸方向全長に亘って同一径の円筒形を呈しているのに対して、下側周壁体４２は、下方に移行するに連れて漸次縮径する円錐筒形を呈している。また、流入筒５’は、上側周壁体４１の上端部に取付けられると共に、内筒７’における本体部１３’の上端は、ハウジング２’の上端壁４０に当接または近接し、且つ該本体部１３’の下端は、両周壁体４１、４２の合せ面近傍に位置している。したがって、隔壁板１４’は、両周壁体４１、４２の合せ面近傍に位置している。なお、ハウジング２’には、旋回流増速手段を設置してもよい。
【００４１】
この第２実施形態に係る分離装置１’は、ここで述べた事項以外については、上述の第１実施形態と同一である。そこで、両者共通の構成要件については、図５に同一符号を付してその説明を省略する。この第２実施形態に係る分離装置１によれば、旋回室を形成したことによる作用効果が得られないものの、流入口５ａから導入された粉体含有気体がハウジング２’内で旋回流となり、最終的に収納箱体４３の内部に粉体が落下収納される点、分離後の気体が内筒７’の排気口１５を通じて排出される点、造粒コーティング装置に使用できる点などに関する作用効果は、上述の第１実施形態と同様である。
【００４２】
図６は、本発明の第３実施形態に係る分離装置１’’の縦断正面図、図７（ａ）は、その分離装置１’’の構成要素である旋回室の周辺構造を示す縦断正面図、図７（ｂ）は、同じく旋回室の周辺構造を示す底面図である。この分離装置１’’は、軸心方向全長に亘って同一径のハウジング５０を有し、該ハウジング５０の上端部に旋回室５１が形成されると共に、該ハウジング５０の旋回室５１下方の内部空間が、下方寄りの区画壁５２によって上方空間５３と下方空間５４とに仕切られている。そして、区画壁５２の上面には、旋回室５１との間に隙間が形成されるように内筒５５が管状座体５６を介して固定されている。この内筒５５は、その上端が閉鎖されると共に、その下端が管状座体５６の内部通路及び区画壁５２の開口部５７を通じて下方空間５４に連通されている。なお、この下方空間５４は、先端に流出口５８ａを有する排気筒５８の内部通路に通じている。また、この内筒５５は、管状座体５６よりも外径が小さく、この内筒５５の周壁５５ａの円周方向複数箇所（２箇所以上で８箇所以下、好ましくは４箇所）には、上方空間５３に通じる排気口５８が所定間隔おきに形成されている。更に、この内筒５５の下端位置には、ハウジング５０の内径よりも小径で且つ内筒５５及び管状座体５６の外径よりも大径の隔壁板６０が配設され、この隔壁板６０は、管状座体５６の上端に固定されている。そして、上方空間５３における隔壁板６０の上側が遠心分離室６１とされ、その下側が捕集室６２とされ、更に隔壁板６０の外周側が沈降流路とされている。
【００４３】
一方、この分離装置１’’の旋回室５１は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ハウジング５０の上端壁６３と、その下方の仕切壁６４と、最上周壁６５と、その内周側の内側周壁６６とにより区画形成される。内側周壁６６は、旋回室５１の上流側端部に対応する位置に、欠落部６７を有し、仕切壁６４は、旋回室５１の下流側端部に対応する位置に、下方（遠心分離室６１）への流出連通口となる開口部６８を有している。そして、上端に流入口６９ａを有する流入筒６９が、仕切壁６４との間に隙間が形成されるように上端壁６３の軸心部を貫通して固設されている。
【００４４】
このような構成によれば、流入口６９ａから内側周壁６６の内周側空間７０に導かれた粉体含有気体は、内側周壁６６の欠落部６７を通じて旋回室５１内に流入した後、開口部６８を通じて遠心分離室６１に流出する。したがって、遠心分離室６１では、内筒５５の外周側空間に粉体含有気体の旋回流が形成されると共に、この粉体含有気体が隔壁板６０の近傍に達した時点で、遠心力が不足して粉体が自重により捕集室６２（区画壁５２の上面）に落下する。一方、分離後の気体は、内筒５５の周壁５５ａに形成された排気口５９に吸い込まれた後、管状座体５６の内部通路、区画壁５２の開口部５７、区画壁５２の下方空間５４、及び排気筒５８の内部通路を通過して、流出口５８ａから外部に排出される。
【００４５】
この場合、遠心分離室６１で粉体含有気体の強い旋回流が生成されること、及び分離後の気体が粉体の旋回移動を阻害することなく排気口５９に向かって流れること、ひいては流入口６９ａら流出口５８ａに至るまでの粉体及び気体の流れに関する作用効果については、上述の第１実施形態と同様である。なお、この分離装置１’’においても、旋回室５１及び／または遠心分離室６１を対象として、旋回流増速手段を設置してもよい。
【００４６】
なお、以上の実施形態では、本発明に係る分離装置が、造粒コーティング装置に適用された場合を例示したが、本発明に係る分離装置は、他の紛粒体輸送経路の途中（その一例として掃除機の粉体輸送経路の途中）に設けることも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る分離装置によれば、ハウジング内に、一端が排気手段に通じると共に他端が閉塞し且つその周壁に複数の排気口が円周方向に所定の相互間隔を隔てて形成された内筒と、該内筒の外周側に形成され且つ粉体含有気体から粉体を分離する遠心分離室とを設けたから、遠心分離室における排気口近傍では、ハウジングの内周面に接触または接近しながら旋回する強い旋回流と、内筒の外周面に接触または接近しながら排気口に向かって流れる分離後の気体流とが、適度に明確に区分された状態で生成され、分離後の気体流が分離前の粉体の旋回移動を阻害する確率が低くなる。これにより、粉体が分離後の気体と共に排気口を通じて排出される事態が生じ難くなり、捕集効率が改善される。
【００４８】
そして、前記内筒の閉塞端位置に、ハウジングの内径よりも小径で且つ内筒の外径よりも大径の隔壁（隔壁板）を配設すれば、自重によりハウジングの底部に落下した粉体、或いは落下しつつある粉体が、気体流の作用によって逆流しようとしても、隔壁の存在によってその粉体の逆流が適度に阻止されることになる。
【００４９】
また、前記排気口を、内筒の軸心方向中央よりも流入口寄りに形成すれば、粉体含有気体の旋回流が極めて強い領域に、分離後の気体の排気口に向かう気体流が生成されることになる。したがって、粉体含有気体中の粉体は、極めて大きな遠心力によってハウジングの内周面に押し付けられつつ搬送されると共に、分離後の気体は、その粉体の搬送を阻害することなく内筒の外周面に沿って円滑に排気口に至ることが可能となる。
【００５０】
更に、当該装置が、ハウジング内に生成される粉体含有気体の旋回流を強める旋回流増速手段を備えていれば、ハウジング内に生成される粉体含有気体の旋回流の流速が、旋回流増速手段によって積極的に高められ、該粉体含有気体中の粉体に作用する遠心力もこれに応じて大きくなり、粉体のハウジング内周面に沿う旋回移動が分離後の気体流によって乱される度合いを極めて小さくすることが可能となる。
【００５１】
加えて、ハウジングの上端部に、流入口から導かれた粉体含有気体の旋回流を生成させる旋回室を形成し、該旋回室内における流路の下流端を、遠心分離室に連通させれば、流入口から導かれた粉体含有気体が、旋回室内で他の気体流に流れを阻害されることなく旋回した後、遠心分離室に流入するため、この遠心分離室で、その慣性により極めて強い粉体含有気体の旋回流を生成することが可能となる。
【００５２】
また、本発明に係る造粒コーティング装置によれば、該装置の排気部に、上述の分離装置の流入口を通じさせたから、コンタミネーションの発生が回避されると共に、捕集されて蓄積される粉体の量が多くなっても、圧力損失等の不具合が生じなくなり、高品位のコーティング処理を行うことが可能となる。
【００５３】
この場合、分離装置で分離した粉体が造粒コーティング装置の流動層容器内の所要部位に戻されるようにすれば、分離装置で捕集された粉体を再利用できることになり、原料の無駄防止を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るサイクロン式固気分離装置の全体構成を示す縦断正面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るサイクロン式固気分離装置の構成要素である旋回室を示す要部破断底面図、図２（ｂ）は、その旋回室を示す要部破断縦断正面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第１実施形態に係るサイクロン式固気分離装置の構成要素であるハウジングの一部を示す平面図、図３（ｂ）は、そのハウジングの一部を示す正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るサイクロン式固気分離装置が使用された造粒コーティング装置を示す概略図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るサイクロン式固気分離装置を示す縦断正面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るサイクロン式固気分離装置を示す縦断正面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の第３実施形態に係るサイクロン式固気分離装置の構成要素である旋回室を示す縦断正面図、図７（ｂ）は、その旋回室を示す底面図である。
【符号の説明】
１ サイクロン式固気分離装置
１’ サイクロン式固気分離装置
１’’ サイクロン式固気分離装置
２ ハウジング
２’ ハウジング
５０ ハウジング
５ａ 流入口
６９ａ 流入口
７ａ 流出口
５８ａ 流出口
７ 内筒（排気部）
７’ 内筒（排気部）
５５ 内筒（排気部）
１４ 隔壁板（隔壁）
１４’ 隔壁板（隔壁）
１５ 排気口
５９ 排気口
１６ 遠心分離室
１７ 捕集室
６２ 捕集室
６１ 遠心分離室
６０ 隔壁板（隔壁）
２２ 旋回流増速手段
２３ 旋回流増速手段
８ 旋回室
５１ 旋回室
３０ 造粒コーティング装置
３１ 流動層容器
３２ 吸気系
３３ スプレーノズル
３４ 排気系（排気部）

Claims (15)

1. 流入口を通じてハウジング内に導いた粉体含有気体から、その旋回流による遠心力を利用して粉体を分離するサイクロン式固気分離装置において、
   前記ハウジング内に配置され、一端が排気手段に通じ、他端が閉塞し、その周壁に複数の排気口が円周方向に所定の相互間隔を隔てて形成された筒状の排気部と、
   前記ハウジングの内周と前記排気部の外周との間に形成され、前記粉体含有気体から粉体を分離する遠心分離室とを備えたことを特徴とするサイクロン式固気分離装置。
2. 前記排気口は、前記排気部の軸方向中央よりも前記流入口寄りに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサイクロン式固気分離装置。
3. 前記排気口は、前記排気部の軸方向にスリット状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサイクロン式固気分離装置。
4. 前記遠心分離室は、円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のサイクロン式固気分離装置。
5. 前記遠心分離室に、前記粉体含有気体の旋回流を増速する旋回流増速手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のサイクロン式固気分離装置。
6. 前記遠心分離室の下部に、前記粉体含有気体から分離された粉体を捕集する捕集室を有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のサイクロン式固気分離装置。
7. 前記遠心分離室と捕集室との境界部は、前記遠心分離室で分離された粉体が前記捕集室に沈降する流路を形成し、該沈降流路は前記遠心分離室よりも半径方向に幅狭になっていることを特徴とする請求項６に記載のサイクロン式固気分離装置。
8. 前記沈降流路は、前記ハウジングの内周と、前記排気部よりも大径の隔壁の外周との間に形成されることを特徴とする請求項７に記載のサイクロン式固気分離装置。
9. 前記隔壁は、前記排気部の閉塞した下端に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のサイクロン式固気分離装置。
10. 前記捕集室に、該捕集室内の粉体を吸引して外部に排出するための吸引口が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のサイクロン式固気分離装置。
11. 前記遠心分離室の上部に、前記流入口から導かれた粉体含有気体の旋回流を生成するための旋回室を形成し、該旋回室内における流路の下流端を前記遠心分離室に連通させたことを特徴とする請求項１に記載のサイクロン式固気分離装置。
12. 前記旋回室に、粉体含有気体の旋回流を増速する旋回流増速手段が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のサイクロン式固気分離装置。
13. 前記排気部の一端部が、前記旋回室の中心部を貫通して上方に延びていることを特徴とする請求項１１に記載のサイクロン式固気分離装置。
14. 流動層容器内の粉粒体粒子を気体により浮遊させて流動層を形成しつつ、該紛粒体粒子にスプレー液を噴霧するように構成した造粒コーティング装置の排気部に、請求項１〜１３の何れかに記載のサイクロン式固気分離装置の流入口を通じさせたことを特徴とする造粒コーティング装置。
15. 前記サイクロン式固気分離装置で分離した粉体が前記流動層の所要部位に戻されることを特徴とする請求項１４に記載の造粒コーティング装置。

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