JP2006525861A - 噴流層装置の固体流に液体を付与するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、噴流層装置の固体流に液体を付与するための方法並びに該方法に所属する装置に関する。
本発明の特徴は、噴流層装置の反応室の軸方向で位置する少なくとも１つの円形状の固体流の形成が規定されており、この固体流の形成では、固体流の形成に必要とされる流入空気が反応室の下部域に軸方向で位置するギャップを介して供給され、更に、液体が１つ又は複数の単成分ノズル及び／又は多成分ノズルによって１箇所又は複数箇所で固体流に付与されるという点にある。これにより、ノズル供給域内の流れ条件が調節可能なので、液体を所望のように且つ調節可能に固体流に付与することができる。この場合に生ぜしめられる最終製品は、同じ材料特性を備えたほぼ同一の粒径という点において優れている。固体流に１つ又は複数の単成分ノズル及び／又は多成分ノズルを介して純粋な液体、溶液又は溶融物等を噴霧することにより、様々な最終製品が製作され得る。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の構成を有する噴流層装置の固体流に液体を付与するための方法及び該方法に所属する、請求項１１の上位概念に記載の構成を有する装置に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３１１７８９２号明細書から公知の粒子製作用の噴流層装置では、液体が噴流層造粒機の固体流に付与される。この公知の噴流層装置は、下側部分が円錐形に狭められて形成された円形横断面を有している。噴流層造粒機の中心の円錐部分にはガス通路が開口しており、このガス通路内には液体を供給するためのノズルが配置されている。ガス通路を介して、噴流層を維持するための適当なガスが供給される。中心に供給されたガスは、ノズルを介して付与された液体と、噴流層造粒機内の材料の一部とを連行する。この場合、噴流通路が生ぜしめられ、この噴流通路内で材料粒子が液体によって濡らされる。円錐形の底部を介して、噴霧された材料は再び噴流通路へ供給され、これにより、粒子の循環が生ぜしめられる。適当な粒子サイズが得られた後に、これらの粒子は噴流層造粒機から搬出される。

この形式の噴流層造粒機における欠点は、噴流層を形成するためのガスの供給と、付与しようとする液体とが、噴流層造粒機の下側部分の１共通箇所で供給されるという点にある。処理しようとする全ての材料粒子の液体による一様な給湿は困難であるか、若しくは実現し得ない。若干の材料粒子は極端に多く液体を噴霧され、その他の材料粒子は極端に少なく液体を噴霧されるので、同一粒径と同一材料構成とを有する最終製品は得られない。更に、この公知の装置は小さな材料処理量を造粒するためにしか適していない。より大きな処理量の場合は、噴流層の形成及び維持に関して問題が生じる。

ドイツ連邦共和国特許第１０００４９３９号明細書に基づいて、概ね任意で成形された、粒子寸法及び粒子質量の異なる材料を流動化させ且つ熱処理するための噴流層装置が公知である。このバッチ用又は連続的なプロセス運転用の噴流層装置は、該噴流層装置の下部域に配置された空気流入室から成っており、この空気流入室には、例えば空気等の流動化媒体が供給される。流動化媒体は、空気流入室と流動化領域との間に配置された制御可能なガス流入装置によって、噴流層装置の流動化領域に供給される。この流動化領域は、下部域に配置されたガス流入装置、噴流流入壁、この噴流流入壁に対向位置する噴流戻し壁及び側壁によって形成される。噴流流入壁と噴流戻し壁とは垂直線に対して傾斜されているので、円錐形を形成している。これにより、噴流流入壁及び噴流戻し壁の上位に噴流層装置の拡張された横断面が生ぜしめられ、この横断面は、流動化媒体のための膨張範囲として役立ち且つ排気用の出口を備えている。この場合、噴流層装置は片側形成されているか、又は両側形成されていてよい、つまり、ダブル円錐を備えて形成されていてよい。噴流流入壁及び噴流戻し壁の配置形式並びにガス流入装置による流動化媒体の供給に基づいて、流動化領域内に一種の固体回転渦が発生し、この固体回転渦内で適当な材料処理が行われる。

固体流に液体を付与することは、前記形式の公知の噴流装置では規定されていない。

本発明の課題は、噴流層装置に関して、コーティングされた粒子を製作し、材料粒子に給湿し、種々様々な産業分野のための異なる材料を造粒し且つ凝集させるための噴流層内の材料に、液体を所望のように且つ調節可能に付与できるようにし、これにより、大きな材料処理量の場合でも、ほぼ同一の粒径と同じ材料特性とを備えた最終製品が生ぜしめられる方法及び該方法に所属する装置を提供することである。

この課題は本発明に基づいて、請求項１の特徴部に記載の方法及び請求項１１の特徴部に記載の装置によって解決される。

固体流を形成するために必要とされる流入空気が、反応室の下部域で軸方向に位置するギャップを介して供給され、液体は、１つ又は複数の単成分ノズル及び／又は多成分ノズルを介して１箇所又は複数箇所で固体流に付与される、噴流層装置の反応室の軸方向で位置する少なくとも１つの円形状の固体流の形成に基づいて、ノズル供給域の流れ条件を調節することができるので、液体を所望のように且つ調節可能に固体流に付与することが可能である。この場合に生ぜしめられる最終製品は、同じ材料特性を備えたほぼ同一の粒径という点において優れている。純粋な液体、溶液、溶融物等を１つ又は複数の単成分ノズル及び／又は多成分ノズルを介して固体流内へ噴霧することにより、種々様々な最終製品を製作することができる。

本発明による構成手段の別の利点は、提案した方法及び装置を以て、処理しようとする材料に、造粒、凝集、給湿及びコーティング等の種々様々な技術を施すことができるという点にある。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１に示した噴流層装置の装置横断面９は、方形の横断面を有している。図２には、図１に示した噴流層装置の一部が斜視図で示されている。噴流層装置の基本的な構成は、空気流入室８、この空気流入室８の上位に配置された、横断面拡張された膨張域１４及び除塵装置１９から成っている。噴流装置のケーシング４内では、空気流入室８の下側部分に流入空気１０のための供給部が配置されている一方で、噴流層装置の上部域には、排気１１のための排気部が配置されている。除塵装置１９には、自体公知のフィルタクリーナ１８が設けられており、このフィルタクリーナ１８は、分離されたダストを噴流層装置の反応室２６へ戻し案内する。

空気流入室８の領域において、噴流層装置のケーシング４内には、軸方向で見て少なくとも１つの噴流戻し壁２と噴流流入壁３とが配置されており、これらの噴流戻し壁２と噴流流入壁３とが、噴流層装置の本来の反応室２６を仕切っている。図１には、反応室２６の下部域が、軸方向で見て傾斜して配置された２つの噴流戻し壁２によって仕切られており且つこれらの噴流戻し壁２に、軸方向で延びる２つのギャップ１の形成下で傾斜して配置された各１つの噴流流入壁３が対応配置されており、これらの噴流流入壁３の上部域が互いに結合されている、反応室２６の構成の有利な１実施例が示されている。但し、反応室２６の下部域は、傾斜して配置された１つの噴流戻し壁２と、対向位置する傾斜して配置された１つの噴流流入壁３とだけによって、流入空気１０を供給するための、軸方向で反応室２６を通走するギャップ１の形成下で形成されてもよい。このギャップ１には、反応室２６に供給される空気流１２の量及び速度を調節するための制御可能な調節装置が配置されている。ギャップ１は、流入空気１０の空気流１２が噴流流入壁３の下部域に向かって案内されるように形成されている。

反応室２６内で処理しようとする材料の供給は、材料入口１３を介して行われる。この場合、供給される空気流１２の作用下で、反応室２６の軸方向で位置する円形状の固体流１５が形成される。材料入口１３は、有利には固体流１５の下向き流２４の範囲内で反応室２６に開口している。材料は固体出口５を介して反応室２６から流出し、この場合、固体出口５は、固体流１５の横方向流２３の、下向き固体流２４への移行部の範囲内に配置されている。

固体流１５に液体を付与するためには、ギャップ１の上位の様々な箇所で１つ又は複数のノズル６，７，１７が反応室２６に開口している。この場合、ノズル７は上向き流２２の方向で作用するように配置されており、ノズル６は上向き流２２の方向とは逆方向で作用するように配置されており、ノズル１７は下向き流２４の範囲内に配置されている。反応室２６の軸方向で相並んで配置された複数のノズル６及び／又はノズル７及び／又はノズル１７が、噴流層装置の反応室２６に開口している。

図２から判るように、反応室２６の下部域において噴流戻し壁２とケーシング壁３との間に、軸方向で延在する分離板１６が配置されており、この分離板１６の下縁部は、噴流戻し壁２に対して間隔をあけて配置されている。

図３には、組み込まれた除塵装置１９無しの噴流層装置が示されている。この場合、ダスト負荷された排気２０は、排気１１として噴流層装置から排出されて、下流側に接続された別個の除塵装置（図示せず）で除塵される。

図４に示した多段式の噴流層装置は、相並んで配置された複数の反応室２６から形成される。この場合、相並んで配置された２つの反応室２６が１つの共通の溢流部を介して互いに接続されており、この溢流部は第１の反応室では固体出口５として形成されており、第２の反応室では固体入口１３として形成されている。この場合、空気流入室８の下部域は、隔壁２５を配置することによって、１つ又は複数の反応室２６を有する複数のセグメントに分割されてよい。この場合、反応室２６の下位に生ぜしめられるスペースには、それぞれ異なる量、温度及び流速の流入空気１０が供給されてよい。

次に、本発明による噴流層装置の作用を、本発明による方法に基づいて詳しく説明する。

コーティングされた粒子を製作し、材料粒子に給湿し、種々様々な産業分野のための異なる材料を造粒し且つ凝集させるための噴流層装置の固体流に液体を付与するための本発明による方法では、反応室２６の軸方向で位置する少なくとも１つの円形状の固体流１５を生ぜしめ、この固体流１５に所定の液体をノズルによって供給する。この場合、高い流速を有する上向き流２２と、比較的低い流速を有する横方向流２３と、この横方向流２３よりも低い流速を有する下向き流２４とを有する固体流１５は、反応室の下部域内に軸方向で位置するギャップ１を介して流入空気１０を供給することと、ノズルによって供給される液体とによって形成される。反応室２６内の下向き固体流２４は、重力作用によって形成される。

処理しようとする材料は、円形状の固体流１５によって、細長い反応室２６を通って材料入口１３から固体出口５に搬送される。この場合、当該材料は反応室２６の軸方向で相前後して配置されたノズル６及び／又はノズル７及び／又はノズル１７を介して液体を噴霧される。この場合、液体は単成分ノズル及び／又は多成分ノズル６，７，１７によって１箇所又は複数箇所で固体流１５に付与される。製作しようとする最終製品に相応して、純粋な液体、溶液、溶融物等が固体流１５に噴霧される。適当に調節される反応室２６内の流れ状況と、固体流１５に液体を供給することとに基づいて、製作しようとする最終製品に相応した材料の給湿、コーティング又は造粒又は凝集が行われる。

所望の流れプロフィールを有する固体流１５を形成するためには、反応室２６に供給される流入空気１０及び／又は空気流１２の量及び流速が制御可能に調節可能であり、この場合、有利には反応室２６内に２つの円形状の固体流１５が逆方向で生ぜしめられる。固体流１５の形成は、液体の噴霧及び配置された分離板１６によって助成される。この分離板１６と噴流戻し壁２との間に生ぜしめられたギャップを通って、下向き流２４の材料がギャップ１を介して供給された空気流１２へ直接に供給され、これにより、上向き流２２の安定化も同時に達成される。更に、分離板１６によって、下向き流２４と上向き流２２との間の材料の不都合な重なり流が、特に固体流１５の高い材料負荷時に回避される。

反応室２６への材料供給が、下向き固体流２４の範囲に設けられた材料入口１３を介して行われるのに対して、反応室２６からの完成品の材料搬出又は下流側に接続された別の反応室２６への材料搬入は、横方向流２３の、下向き固体流２４への移行部の範囲内で行われる。

処理しようとする材料による汚染から環境又は後続の装備を保護するためには、除塵装置１９が噴流層装置の１組込み構成部材となっている。ダスト負荷された排気２０の除塵が、例えばバッグフィルタ又はカートリッジフィルタにおいて行われるのに対して、分離されたダスト２１は固体流１５に再び供給され延いては引き続く処理プロセスに関与する。

まとめると、以下のことが確認される。即ち：
本発明は、請求項１の上位概念に記載の構成を有する噴流層装置の固体流に液体を付与するための方法及び該方法に所属する、請求項１１の上位概念に記載の構成を有する装置に関する。

本発明の課題は、噴流層装置に関して、コーティングされた粒子を製作し、材料粒子に給湿し、種々様々な産業分野のための異なる材料を造粒し且つ凝集させるための噴流層内の材料に、液体を所望のように且つ調節可能に付与し、これにより、大きな材料処理量の場合でも、ほぼ同一の粒径及び同じ材料特性を有する最終製品が、生ぜしめられる方法及び該方法に所属する装置を提供することである。

このことは本発明に基づいて、噴流層装置の反応室の軸方向で位置する少なくとも１つの円形状の固体流を形成することによって達成される。この固体流の場合、固体流を形成するために必要とされる流入空気が、反応室の下部域で軸方向に位置するギャップを介して供給され、液体は、１つ又は複数の単成分ノズル及び／又は多成分ノズルを介して１箇所又は複数箇所で固体流に付与される。これにより、ノズル供給域の流れ条件を調節することができるので、液体を所望のように且つ調節可能に固体流に付与することが可能である。この場合に生ぜしめられる最終製品は、同じ材料特性を備えたほぼ同一の粒径という点において優れている。純粋な液体、溶液、溶融物等を１つ又は複数の単成分ノズル及び／又は多成分ノズルを介して固体流内へ噴霧することにより、種々様々な最終製品を製作することができる。

本発明による噴流層装置の断面図である。 本発明による噴流層装置の１実施例の斜視図である。 本発明による噴流層装置の別の実施例の断面図である。 本発明による噴流層装置の相並んで配置された複数の反応室の斜視図である。

符号の説明

１ ギャップ、 ２ 噴流戻し壁、 ３ 噴流流入壁、 ４ ケーシング、 ５ 固体出口、 ６，７ ノズル、 ８ 空気流入室、 ９ 装置横断面、 １０ 流入空気、 １１ 排気、 １２ 空気流、 １３ 材料入口、 １４ 膨張域、 １５ 固体流、 １６ 分離板、 １７ ノズル、 １８ フィルタクリーナ、 １９ 除塵装置、 ２０ ダスト負荷された排気、 ２２ 上向き流、 ２３ 横方向流、 ２４ 下向き流、 ２５ 隔壁、 ２６ 反応室

Claims (23)

1. 噴流層装置の固体流に液体を付与するための方法であって、液体をノズルによって噴流層に付与する形式のものにおいて、
   ‐噴流層装置の方形横断面を有する反応室（２６）内で、該反応室（２６）の軸方向で位置する少なくとも１つの円形状の固体流（１５）を形成し、
   ‐該固体流（１５）に液体をノズルにより供給し、
   ‐反応室の下部域で軸方向に位置するギャップ（１）を介して流入空気（１０）を供給し且つノズルにより液体を供給することによって、高い流速を有する上向き流（２２）、比較的低い流速を有する横方向流（２３）及び該横方向流（２３）よりも低い流速を有する下向き流（２４）を有する固体流（１５）を形成することを特徴とする、噴流層装置の固体流に液体を付与するための方法。
2. 単成分ノズル及び／又は多成分ノズル（６，７，１７）により、液体を１箇所又は複数箇所で固体流（１５）に付与する、請求項１記載の方法。
3. 反応室（２６）に供給される流入空気（１０）及び／又は空気流（１２）の量及び流速を制御可能に調節することができる、請求項１又は２記載の方法。
4. 反応室（２６）内の下向き固体流（２４）を重力作用によって形成する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 反応室（２６）が複数の場合、各反応室（２６）への材料搬送を各１つの材料溢流部を介して行う、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 除塵装置（１９）において分離された材料ダスト（２１）を固体流（１５）に再度供給する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 材料供給を、材料入口（１３）を介して反応室（２６）内の下向き流（２４）の範囲へ行う、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 完成品の反応室（２６）からの材料搬出又は下流側に接続された別の反応室（２６）への材料搬入を、横方向流（２３）の下向き固体流（２４）への移行域内で行う、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 反応室（２６）内に、逆方向で流れる２つの円形状の固体流（１５）を形成する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 純粋な液体、溶液又は溶融物等を固体流（１５）に噴霧する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 噴流層装置の固体流に液体を付与するための装置であって、スプレーノズルが噴流層装置の反応室に開口している形式のものにおいて、
    噴流層装置の方形横断面を備えた反応室（２６）の下部域が、流入空気（１０）を供給するための軸方向で反応室（２６）を通走するギャップ（１）の形成下で、軸方向で傾斜されて配置された少なくとも１つの噴流戻し壁（２）と、対向位置する傾斜されて配置された噴流流入壁（３）とによって制限され、液体を付与するための少なくとも１つのノズル（６，７，１７）が、ギャップ（１）の上位で反応室（２６）に開口していることを特徴とする、噴流層装置の固体流に液体を付与するための装置。
12. 反応室（２６）の下部域が、軸方向で傾斜されて配置された２つの噴流戻し壁（２）によって制限され、これらの噴流戻し壁に、軸方向で延びる２つのギャップ（１）の形成下でそれぞれ傾斜されて配置された各１つの噴流流入壁（３）が対応配置されており、これらの噴流流入壁が上部域において互いに結合されている、請求項１１記載の装置。
13. 反応室（２６）に供給される空気流（１２）の量及び速度を調節するための制御可能な調節装置がギャップ（１）に配置されている、請求項１１又は１２記載の装置。
14. 流入空気（１０）の空気流（１２）が噴流流入壁（３）の下部域に向かって案内されるようにギャップ（１）が形成されている、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 固体流（１５）に液体を付与するための単数又は複数のノズル（６，７，１７）が、ギャップ（１）の上位の様々な位置で反応室（２６）に開口している、請求項１１から１４までのいずれか１項記載の装置。
16. 噴流層装置が、１つ又は相並んで配置された複数の反応室（２６）から形成される、請求項１１から１５までのいずれか１項記載の装置。
17. 相並んで配置された２つの反応室（２６）が、第１の反応室では固体出口（５）として形成され且つ第２の反応室では固体入口（１３）として形成された共通の溢流部を介して互いに接続されている、請求項１１から１６までのいずれか１項記載の装置。
18. 反応室（２６）の下部域において噴流戻し壁（２）とケーシング壁（３）との間に軸方向で延在する分離板（１６）が配置されており、該分離板の下縁部が噴流戻し壁（２）に対して間隔をあけて配置されている、請求項１１から１７までのいずれか１項記載の装置。
19. 反応室（２６）の上部域が分離室（１９）として形成されている、請求項１１から１８までのいずれか１項記載の装置。
20. 材料入口（１５）が、下向き固体流（２４）の範囲内で反応室（２６）に開口している、請求項１１から１９までのいずれか１項記載の装置。
21. 固体出口（５）が、横方向流（２３）の下向き固体流（２４）への移行域内に配置されている、請求項１１から２０までのいずれか１項記載の装置。
22. 軸方向で相並んで配置された複数のノズル（６）及び／又はノズル（７）及び／又はノズル（１７）が噴流層装置の反応室（２６）に開口している、請求項１１から２１までのいずれか１項記載の装置。
23. ノズル（７）が上向き流（２２）の方向で作用するように配置されており、ノズル（６）が上向き流（２２）とは逆方向で作用するように配置されており、ノズル（１７）が下向き流（２４）の範囲内に配置されている、請求項１１から２２までのいずれか１項記載の装置。

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