JP2005193131A - フィルタ及びフィルタ装置並びに粉粒体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉粒体処理装置用フィルタにおける逆洗時の払い落とし効果を向上させる。
【解決手段】フィルタ３は、ポリエステル製の不織布からなる濾布をプリーツ加工し、それを円筒形状に成形した濾材２０によって構成される。濾布を襞状に曲折して形成したプリーツ部２２の捕集面とは反対側の面上には凸部２４が多数突設されている。凸部２４は、対向するプリーツ面２１に交互に形成される。プリーツ面２１上にはさらに、凸部２４が対向するプリーツ面２１に当接したとき、互いに接触することなく対向するプリーツ面２１の間に間隙が形成される対向平面部２５が形成されている。微粉がプリーツ部２２に多数付着しても、凸部２４によりプリーツ面２１同士が密着することなく、また、対向平面部２５によりプリーツ面２１の間に逆洗エアの通り道となる間隙が確保される。
【選択図】図４

Description

本発明は、気体流により流動化された粉体や粉粒体などの微細物を気体と分離するフィルタに関し、特に、付着した微細物の払い落とし効果に優れた粉粒体処理装置用のフィルタ及びフィルタ装置に関する。

医薬品や化粧品、食品などの分野では、粉体や粉粒体などの微細物を造粒、コーティング、混合、乾燥等の処理を行って種々の製品を製造している。このような処理には、微細物を気体流によって流動化して造粒等の処理を行う流動層造粒コーティング装置などの粉粒体処理装置が使用される。粉粒体処理装置では、流動化した粉粒体にバインダやコーティング液等をスプレーにて供給するなどして造粒等の処理が実施される。

粉粒体処理装置には、粉粒体の流動化のために気体が供給される一方、その排気から粉粒体を分離するためのフィルタが設けられている。フィルタとしては、濾過面積を増大させるため、濾布をプリーツ状に成形したものが使用されることが多い。。気体流によって流動化された粉粒体はこのフィルタによって濾別され、気体だけが分離されて粉粒体処理装置の外部に排出される。

このようなフィルタでは、濾材の目詰まり防止のため、適宜、濾材に付着した微粉の払い落としが行われる。微粉の払い落としは「逆洗」とも呼ばれ、流動化気体流とは逆方向にパルスエアを供給することにより行われる。例えば、フィルタの外側から内側へ流動化気体流が流通する場合には、フィルタの内側にパルスジェット用ノズルを配し、図１２（ａ）に示すように、フィルタの内から外に向かってパルスエアを噴出させる。これにより、フィルタ５１の捕集面５２（ここでは外側面）に付着した粉粒体の微粉５３が払い落とされ、フィルタ機能の維持が図られる。

逆洗パルスエアを用いたフィルタとしては次のような技術が公知である。特許文献１は、複数のフィルタ対を配し、交互に逆流する空気の流れを送り効率的に清掃を行うシステムを開示している。また、特許文献２は、フィルタハウジングの内部をフィルタ毎に分割し浄化効率を高める工夫を開示している。さらに、特許文献３は、フィルタ内部の空間を分割し、同一フィルタ内で、目詰まり除去作業とフィルタ作業（集塵作業）を並行して行うフィルタが開示されている。特許文献１〜３の技術は、集塵と除塵の効率を高めることはできるが、個々のフィルタ機能が維持される運転時間は限られたものであり十分ではない。

特許文献４は、フィルタ濾材の全表面に凹凸差が０.１〜１.０mmの凹凸を形成し、塵埃の保持容積を大きくして使用寿命を長くするフィルタ濾材を開示している。特許文献５は、粉塵との衝突、あるいはフィルタ内部支持体である金網等により擦過して発生するフィルタ基材の毛羽立ちを抑制し、パルスジェット後の粉塵離脱性を向上させるためのくぼみ付きのフィルタ不織布及びフィルタ装置を開示している。しかしながら、特許文献４又は特許文献５に記載されたフィルタであっても、長時間の使用により逆洗時の払い落とし効果が低下してしまう問題を完全に解決することは難しかった。
特許第2929022号公報 特許第3436546号公報 特開2001-817号公報 特開平7-256026号公報 特許第3339283号公報

すなわち、図１２（ｂ）に示すように、フィルタ５１のプリーツ部５４の間に微粉５３が入り込むと、隣接する濾布５５同士が密着してしまうおそれがある。濾布５５同士が密着すると、逆洗時のパルスエアの通り道がなくなり、フィルタ外周に付着した微粉５３の払い落としが困難になる場合がある。ここで、図１２（ａ）の場合には、図１３（ａ）のようにフィルタ５１を内側から見ると濾布５５間に間隙５６が存在し、そこにパルスエアが流通して微粉５３が払い落とされる。ところが、図１２（ｂ）のようになると、図１３（ｂ）に示すように濾布５５間に間隙５６がきわめて小さくなり、パルスエアが流通しにくくなる。このため、逆洗時の払い落とし効果が低下し、所望のフィルタ機能を維持できないという問題があった。

本発明の目的は、粉粒体処理装置に使用されるフィルタにおいて、逆洗時の捕集物払い落とし効果を向上させることにある。

本発明のフィルタは、気体流により流動化された微細物と前記気体とを分離させるためのフィルタであって、濾布を襞状に曲折して形成されたプリーツ部と、前記プリーツ部における前記微細物の捕集面とは反対側の面上に形成された凸部と、前記プリーツ面上に形成され、前記凸部が対向するプリーツ面に当接したとき、互いに接触することなく対向する前記プリーツ面の間に間隙が形成される対向平面部とを有することを特徴とする。

本発明にあっては、対向するプリーツ面上に凸部と対向平面部とを設けたので、微細物がプリーツ部に多数付着しても、凸部によりプリーツ面同士が密着することなく、また、対向平面部によりプリーツ面の間に逆洗エアの通り道となる間隙が確保され、逆洗時における微細物払い落とし効果の向上が図られる。

前記フィルタにおいて、前記凸部を前記プリーツ部の対向する両プリーツ面に交互に突設するようにしても良い。また、前記凸部を前記プリーツ部の対向するプリーツ面の一方のみに突設ようにしても良い。

前記フィルタにおいて、前記凸部の長さを前記プリーツ面の幅の１０〜９０％としても良い。また、前記凸部の高さを前記濾布の厚みの５０〜１５０％としても良い。さらに、前記凸部の形成間隔を前記プリーツ面の幅の５０〜３００％としても良い。加えて、前記濾布の前記プリーツ部にディンプルを成形することによって前記凸部を形成しても良い。

一方、本発明のフィルタ装置は前述ようなフィルタを有することを特徴とする。このフィルタ装置において、前記濾布に対しパルスエアを噴出する気体噴出ノズルを設け、前記濾布にて捕集された前記微細物を前記パルスエアによって前記濾布から除去するようにしても良い。

また、本発明の粉粒体処理装置は、前述のフィルタ装置を有してなり、粉粒体を流動化させ、前記粉粒体の造粒処理、コーティング処理、混合処理、乾燥処理の少なくとも何れか一つの処理を行うことを特徴とする。

本発明のフィルタによれば、濾布を襞状に曲折して形成したプリーツ部の微細物捕集面とは反対側の面上に、対向するプリーツ面から凸部を突設させると共に、このプリーツ面上に、凸部が対向するプリーツ面に当接したとき互いに接触することなく対向しプリーツ面間に間隙を形成する対向平面部を設けたので、微細物がプリーツ部に多数付着しても、プリーツ面同士が密着することなく、プリーツ面の間に逆洗エアの通り道となる間隙を確保できる。このため、逆洗時における微粉の払い落とし効果を向上させることができ、所望のフィルタ機能を長期に亘って維持することが可能となる。

本発明のフィルタを有するフィルタ装置は、逆洗時における微細物の払い落とし機能に優れ、微細物と気体とを分離する機能を長期に亘って維持することができる。

本発明のフィルタ装置を有する粉粒体処理装置は、フィルタ機能を長時間に亘って維持することができるため、保守工程を省力化しつつ、粉粒体の造粒、コーティング、混合及び乾燥などの処理工程を効率的に実施することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例であるフィルタを用いた流動層造粒装置の構成を示す説明図である。図１の流動層造粒装置１では、略円筒形状の造粒筒２がほぼ直立状に設けられており、その内部に本発明によるフィルタ３が取り付けられている。本実施例はフィルタ２台の設置例を示すものであるが、粉粒体処理装置におけるフィルタの設置数は、１台でも２台以上の複数でも良い。なお、フィルタ機能を高めるためには複数のフィルタを設置することが好ましい。造粒筒２の底部には多孔板４が取り付けられており、給気ダクト５と接続されている。給気ダクト５内には、清浄用フィルタ６及び熱交換器７が設けられている。給気ダクト５には図示しないブロアから気体が供給される。

給気ダクト５に導入された気体は清浄用フィルタ６にて清浄化された後、熱交換器７にて加熱又は冷却されて所定温度に調整される。所定温度にされた気体は、多孔板４を通過して造粒筒２内に入り、原料の粉粒体を流動化する。造粒筒２内の気体はフィルタ３を介して造粒筒上部へ流れ、排気ダクト８を介して装置外へと排出される。

造粒筒２内にはスプレーノズル９が設けられている。スプレーノズル９は図示しない送液ポンプと接続されており、バインダ液やコーティング液などを造粒筒２内に噴霧できるようになっている。これにより、気体流によって流動化された粉粒体にバインダ液等が供給され、造粒処理やコーティング処理が行われる。

スプレーノズル９の上方には、フィルタ３が設けられている。フィルタ３は、造粒筒２内に設置されたフィルタ台座１０に取り付けられている。フィルタ台座１０は略円板状に形成され、その周縁は造粒筒２の内面に接触している。フィルタ台座１０の上方には、逆洗用のパルスエアを噴出するパルスジェットノズル（気体噴出ノズル）１１が設置されている。パルスジェットノズル１１は図示しないパルスエア供給源に接続されており、フィルタ３の内側にパルスエアを噴射してフィルタ３に付着した粉粒体の払い落としを行う。

図２は本発明の実施例１であるフィルタ３の取付状態を示す側面図、図３はその分解図である。フィルタ台座１０には、パルスジェットノズル１１の下方に、図３に示すような開口部１２が形成されている。開口部１２の下方にはリテーナ１５が取り付けられている。フィルタ３は、このリテーナ１５をガイドとして、フィルタ固定ノブ１６にてフィルタ台座１０に固定される。フィルタ３の端部にはステンレス製のエンドキャップ１７ａ,１７ｂが取り付けられており、エンドキャップ１７ａとフィルタ台座１０との間にはさらにゴムパッキン１８が介設される。（図３において、フィルタ３は、その他の部品が多くあるため濾材２０、エンドキャップ１７a,１７ｂ及びゴムパッキン１８の分解図は図示しない。）

フィルタ３は、ポリエステル製の不織布からなる濾布をプリーツ加工し、それを円筒形状に成形した濾材２０によって構成される。フィルタ３の長手方向の寸法Ｌ１は、小型の装置では130〜550mm、大型の装置では220〜1200mm程度、フィルタ３の外径Ｄは、小型の装置では75〜120mm、大型の装置では200〜325mm程度に形成される。フィルタ３の外周には、濾布を襞状に曲折して形成したプリーツ部２２が設けられている。プリーツ部２２は小型の装置では13〜25mm、大型の装置では45〜55mm程度に形成される。図４はプリーツ部２２部分の部分拡大図、図５（ａ）はプリーツ部２２部分の平面展開図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。なお、図５（ａ）、図５（ｂ）の寸法は大型の装置に使用されるフィルタ３のプリーツ部２２に関する一例である。

図４に示すように、プリーツ部２２のプリーツ面２１上には多数の凸部２４及び凹部２７が形成されている。凸部２４は、好ましくは、フィルタ３の捕集面（本実施例では外側面）にディンプル（凹部）２７を成形することにより、捕集面とは反対側の面に突起して形成される。ディンプル（凹部）２７は、両端が半円となった長孔形状の底面を有しており、その裏面に凸部２４が対応する形状で形成されている。つまり、プリーツ部２２の対向する内側面２３ａ,２３ｂにおいて凸部２４Ａ〜２４Ｃが突設されている。凸部２４は、プリーツ内側面２３ａ,２３ｂにおいて、図５に示すように、長手方向に向かって交互に設けられている。凸部２４の高さｈは0.3〜3.0mm程度であり、濾材２０の厚さｔの50〜150％程度に設定されている。また、凸部２４の長さｌはプリーツ幅Ｂの10〜90％、幅ｂはプリーツ幅Ｂの10〜50％程度に設定されている。

一方、凸部２４の設置間隔Ｐは、凸部２４の幅ｂに対して、2b＜Ｐ＜10b程度、プリーツ幅Ｂの50〜300％程度に設定されており、凸部２４の間には対向平面部２５が形成されている。対向平面部２５においては、凸部２４が対向するプリーツ面２１に当接したとき、対向するプリーツ面２１同士が互いに接触しないようになっている。このため、プリーツ部２２が捕集した粉粒体によって狭められ凸部２４が対向するプリーツ面２１に当接しても、対向するプリーツ面２１の間には図６（ｂ）に示すような間隙２６が形成される。

このような構成を備えた流動層造粒装置１は、次のようにして粉粒体の処理を行う。まず、造粒筒２内には給気ダクト５を介して、所定温度に調整された気体が供給される。造粒筒２内には図示しない原料投入口から原料の粉粒体が投入され、多孔板４を通過して造粒筒２内に流入した気体によって流動状態とされる。一方、スプレーノズル９からは、バインダ液やコーティング液が噴霧され、粉粒体の造粒やコーティングが行われる。粉粒体の流動化に使用された気体は、フィルタ３を通って排気ダクト８から排出される。

フィルタ３を気体が通過する際には、フィルタ３の濾材２０によって粉粒体と気体が分離される。フィルタ３による分離処理をそのまま継続すると、粉粒体の微粉（微細物）により濾材２０が目詰まりし、フィルタ３の濾過効率が低下する。そこで、かかる効率低下の原因となる目詰まりを解消すべく、適宜微粉の払い落としを行う。微粉の払い落としに際しては、フィルタ３の上方に設置されたパルスジェットノズル１１からパルスエアをフィルタ３内の空間に噴出させる。

ここで、フィルタ３においては、微粉が図１２（ｂ）のように付着している場合であっても、図６（ｂ）に示すように、凸部２４が対向するプリーツ内側面２３ａ,２３ｂに当接し、プリーツ面２１同士（内側面２３ａ,２３ｂ）が密着しない。また、凸部２４の間に対向平面部２５が存在するため、プリーツ部２２内には間隙２６が形成される。このため、微粉が図１２（ｂ）のように付着し、フィルタ３が図６（ａ）の状態から図６（ｂ）のようになっても、逆洗気流の通り道を確保することができる。これにより、パルスジェットノズル１１から噴出された逆洗エアは、間隙２６を通ってプリーツ部２２の内側から外側へ流通し、フィルタ３の外側に付着した微粉を効率良く払い落とすことが可能となる。

図７に、本発明のフィルタ（凸部有り）を用いた場合と、従来のフィルタ（凸部無し）の場合におけるフィルタ前後の差圧経時変化の実験例を示す。当該実験は、フロイント産業株式会社製の流動層造粒乾燥装置「フローコーター」（商品名）を用い、乳糖（重量比８％の水分保持）をフィルタへ間欠的に逆洗処理を加えながら乾燥処理したものである。

図７に示すように、「凸部無し」の場合、乾燥処理中に急激にフィルタ前後の差圧が増大する。つまり、ある一定以上の微粉が付着すると逆洗エアの通りが大幅に悪くなる。これに対し「凸部有り」の場合は、乾燥処理時間に関係なくフィルタ前後の差圧はほとんど変化しない。これは、処理時間が長くなり微粉付着量が多くなっても逆洗エアの通り道が確保され、エアの通り具合が変わらないことを示している。すなわち、本発明のフィルタでは、乾燥処理時間が長くなり微粉付着量が多くなっても微粉払い落とし効果が低下しない。

このように、本発明によるフィルタ３によれば、微粉がプリーツ部２２の外側に多数付着しても、図１３（ｂ）のように濾材２０同士が密着することなく、凸部２４間に逆洗エアの通り道となる間隙２６を確保できる。従って、逆洗時における微粉の払い落とし効果を向上させることができ、所望のフィルタ機能を長期に亘って維持することが可能となる。また、逆洗処理の実施間隔を長くすることもでき、その分、生産効率も向上する。

図８は本発明の実施例２であるフィルタ３１のプリーツ部の部分の平面展開図である。なお、以下の実施例では、実施例１と同様の部材、部分については同一の符号を付し、その説明は省略する。

フィルタ３１では、プリーツ部２２の対向するプリーツ面２１の一方側のみ（ここでは内側面２３ｂ側のみ）に凸部２４が設けられている。凸部２４の間には対向平面部２５が形成されている。このフィルタ３１においても、微粉が図１２（ｂ）のように付着した場合、図９に示すように、凸部２４が対向するプリーツ内側面２３ｂに当接する。この際、凸部２４の間に対向平面部２５が存在するため、プリーツ部２２内には間隙２６が形成され、逆洗気流の通り道が確保される。

図１０は、本発明の実施例３であるフィルタ３２のプリーツ部の部分の平面展開図である。フィルタ３１では、プリーツ部２２の対向するプリーツ面２１の両面に半球状の凸部２４が設けられている。ここでは、凸部２４は散点状に配置され、内側面２３ａ,２３ｂのそれぞれの側にある凸部２４が互いに当接しないように設けられている。また、凸部２４の間は対向平面部２５となっている。

このフィルタ３２においても、微粉が図１２（ｂ）のように付着した場合は、図１１に示すように、凸部２４が対向するプリーツ内側面２３ｂに当接すると共に、対向平面部２５により間隙２６が形成され、逆洗気流の通り道が確保される。なお、このフィルタ３２においても、実施例２のフィルタ３１のように凸部２４を対向するプリーツ面２１の一方側のみに設けることも可能である。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
前述の実施例では、ポリエステル製不織布のフィルタを使用した例を示したが、フィルタの材質はそれには限定されない。また、凸部の各種寸法も図５に示したものには限定されず、前述の範囲を任意に組み合わせることができる。さらに、本発明のフィルタは、流動層造粒装置のみならず、流動層を用いたコーティング装置や混合装置、乾燥装置などにも適用可能である。

本発明の一実施例であるフィルタを用いた流動層造粒装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施例１であるフィルタの取付状態を示す側面図である。 本発明の実施例１であるフィルタの取付状態を示す分解図である。 図２のフィルタにおけるプリーツ部部分の部分拡大図である。 （ａ）はプリーツ部の平面展開図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。 図２のフィルタにおける微粉付着時の様子を内側から見た状態を示す説明図であり、（ａ）は微粉付着量が少ない場合、（ｂ）は微粉付着量が多い場合をそれぞれ示している。 本発明のフィルタ（凸部有り）を用いた場合と、従来のフィルタ（凸部無し）の場合の逆洗時におけるフィルタ前後の差圧を示すグラフである。 本発明の実施例２であるフィルタのプリーツ部の平面展開図である。 図８のフィルタにおける微粉付着時の様子を内側から見た状態を示す説明図である。 本発明の実施例３であるフィルタのプリーツ部の平面展開図である。 図１０のフィルタにおける微粉付着時の様子を内側から見た状態を示す説明図である。 従来のフィルタにおける微粉付着時の様子を上方から見た状態を示す説明図であり、（ａ）は微粉付着量が少ない場合、（ｂ）は微粉付着量が多い場合をそれぞれ示している。 従来のフィルタにおける微粉付着時の様子を内側から見た状態を示す説明図であり、（ａ）は微粉付着量が少ない場合、（ｂ）は微粉付着量が多い場合をそれぞれ示している。

符号の説明

１ 流動層造粒装置
２ 造粒筒
３ フィルタ
４ 多孔板
５ 給気ダクト
６ 清浄用フィルタ
７ 熱交換器
８ 排気ダクト
９ スプレーノズル
１０ フィルタ台座
１１ パルスジェットノズル（気体噴出ノズル）
１２ 開口部
１５ リテーナ
１６ フィルタ固定ノブ
１７ａ,１７ｂ エンドキャップ
１８ ゴムパッキン
２０ 濾材
２１ プリーツ面
２２ プリーツ部
２３ａ,２３ｂ プリーツ内側面
２４ 凸部
２４Ａ〜２４Ｃ 凸部
２５ 対向平面部
２６ 間隙
２７ ディンプル（凹部）
３１ フィルタ
３２ フィルタ
５１ フィルタ
５２ 捕集面
５３ 微粉
５４ プリーツ部
５５ 濾布
５６ 間隙
Ｌ１ フィルタ長さ
Ｄ フィルタ外径
Ｂ プリーツ幅
ｌ 凸部長さ
ｂ 凸部幅
ｈ 凸部高さ
Ｐ 凸部設置間隔
ｔ 濾材の厚さ

Claims (10)

1. 気体流により流動化された微細物と前記気体とを分離させるためのフィルタであって、
   濾布を襞状に曲折して形成されたプリーツ部と、
   前記プリーツ部における前記微細物の捕集面とは反対側の面上に形成された凸部と、
   前記プリーツ面上に形成され、前記凸部が対向するプリーツ面に当接したとき、互いに接触することなく対向する前記プリーツ面の間に間隙が形成される対向平面部とを有することを特徴とするフィルタ。
2. 請求項１記載のフィルタにおいて、前記凸部は、前記プリーツ部の対向する両プリーツ面に交互に突設されることを特徴とするフィルタ。
3. 請求項１記載のフィルタにおいて、前記凸部は、前記プリーツ部の対向するプリーツ面の一方のみに突設されることを特徴とするフィルタ。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載のフィルタにおいて、前記凸部の長さが前記プリーツ面の幅の１０〜９０％であることを特徴とするフィルタ。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のフィルタにおいて、前記凸部の高さが前記濾布の厚みの５０〜１５０％であることを特徴とするフィルタ。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載のフィルタにおいて、前記凸部の形成間隔が前記プリーツ面の幅の５０〜３００％であることを特徴とするフィルタ。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載のフィルタにおいて、前記凸部は、前記濾布の前記プリーツ部にディンプルを成形することにより形成されることを特徴とするフィルタ。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載のフィルタを有することを特徴とするフィルタ装置。
9. 請求項８記載のフィルタ装置において、前記濾布に対しパルスエアを噴出する気体噴出ノズルを備え、前記濾布にて捕集された前記微細物を前記パルスエアによって前記濾布から除去することを特徴とするフィルタ装置。
10. 請求項８又は９記載のフィルタ装置を有してなり、粉粒体を流動化させ、前記粉粒体の造粒処理、コーティング処理、混合処理、乾燥処理の少なくとも何れか一つの処理を行うことを特徴とする粉粒体処理装置。
    

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