JP2008150154A

JP2008150154A - 粉粒体定量排出器

Info

Publication number: JP2008150154A
Application number: JP2006339706A
Authority: JP
Inventors: Akinori Fujiwara; 章典藤原; Takahiro Komatsu; 孝廣小松
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2026-12-18
Also published as: JP5171023B2

Abstract

【課題】溶媒を用いて粉粒体定量排出器の内部の洗浄を行なう場合に、粉粒体定量排出器の内部を、溶媒を用いて十分に洗浄することができ、また、粉粒体定量排出器の内部の洗浄状態を容易に確認することができ、また、溶媒を用いて流体定量排出器の内部の洗浄を行なう場合に、回転軸と底板とのシール構造の信頼性の向上を可能とする粉粒体定量排出器を提供することにある。
【解決手段】この粉粒体定量排出器１００Ａにおいては、外筒１２の上端側にガス抜き装置３０が設けられている。また、底板１０を支持する支柱４０と底板１０との間には、外筒１２の底板１０とのボルト・ナット５１による連結を外した状態において、底板１０を下方に移動させるため、底板１０を支持する昇降支持装置５０が設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、粉粒体定量排出器の構造の改良に関する。

医薬品、農薬品、電子工業薬品、化学工業薬品、食品などの製品は、粉粒体であるものが数多くある。また、これらの製品はその品質上の要求から高い純度が求められる場合が多い。

一方、高い純度が求められる製品は多品種少量生産であることが多く、同一の機器で多くの品種が製造されている。この際、該機器は、製造の品種を変更するごとに十分に洗浄されなければ、前に製造された品種が、現在製造している製品の品種に混入してしまい、品種の純度が低下する、という問題があった。

ところで、粉粒体を定量的に排出するためには、下記特許文献１に開示されるような、サークルフィーダと呼ばれる粉粒体定量排出器が用いられる。この粉粒体定量排出器は、医薬中間体や添加物等の粉体およびウェットケーキ等の流体の定量排出に採用されている機器である。粉粒体定量排出器の一般的なレイアウトは、ホッパー・サイロ底部に設置され、粉粒体を定量排出する機械である。

図５および図６に、粉粒体定量排出器１００Ｂの構成を示す。図５は、粉粒体定量排出器１００Ｂの内部構造を示す縦断面図であり、また、図６は、内部構造を示す平面図である。この粉粒体定量排出器１００Ｂは、回転大羽根１を有し、この回転大羽根１は、モータ４に連結された回転軸５により回転可能に支持されている。

回転大羽根１はモータ４の回転が伝達される回転軸５を軸芯とした片持ち梁構造である。ホッパーは、底板１０、内筒１１、および、外筒１２から構成されている。内筒１１は、その下端部が底板１０と所定の間隙を隔てて配置されている。また、外筒１２は、内筒１１の外側を取囲むように設けられ、上端側が閉ざされるとともに、下端側が底板１０にボルト・ナット５１などにより、締結されている。なお、内筒１１の上方は、粉粒体定量排出器１００Ｂが設置される施設側に固定されている（図示省略）。また、底板１０には、支柱４０が複数箇所配設され、粉粒体定量排出器１００Ｂが設置される施設のベースに固定されている。

次に、回転大羽根１および回転軸５と、底板１０とのシール構造２００について、説明する。図７は、回転大羽根１および回転軸５と、底板１０とのシール構造を示す部分拡大縦断面図である。底板１０に設けられた軸開口部１０ｈから、回転軸５が上方に向けて突出している。底板１０の下面側においては、軸方向に４つのグランドパッキン２１０，２２０，２３０，２４０が、回転軸５の外周面に嵌め入れられており、これらのグランドパッキン２１０，２２０，２３０，２４０は、スタフィングボックスを構成する側面ブロック１１０および底面ブロック１２０により位置決め固定されている。側面ブロック１１０および底面ブロック１２０は、ボルト等を用いて（図示省略）、底板１０に固定されている。

この粉粒体定量排出器１００Ｂにおける粉粒体の排出原理は、底板１０の上を薄い水平な回転大羽根１が回転することにより、内筒１１内に収容された内容物は図６中の矢印で示すように、外筒１２側に送られ、外周の内容物は外周に配置された回転小羽根２により、底板１０に設けられた排出部３から定量排出されることとなる。

ここで、上記構成からなる粉粒体定量排出器１００Ｂにおいては、以下に示すような課題が指摘されている。まず、粉粒体定量排出器が高い純度が求められる粉粒体の製造に品種変更される際には、前に製造された粉粒体が残存しないように、粉粒体定量排出器１００Ｂ内部を十分に洗浄する必要がある。そこで、粉粒体定量排出器１０の内部に溶媒を充填した攪拌による洗浄が考えられる。

しかし、粉粒体定量排出器１００Ｂの構造は、図５の断面図に示すように、丸印Ａで囲まれる外筒１２の上方内部領域においては、粉粒体定量排出器１０の内部に溶媒を充填した場合に空気層が形成されてしまう。その結果、溶媒がこの内部領域には届かず、粉粒体定量排出器１０の内部を、溶媒を用いて十分に洗浄することができない問題が挙げられる（第１の課題）。また、この外筒１２の上方内部領域は、目視できない領域であることから、溶媒による洗浄が十分に行なわれたかどうかについて目視による確認ができない問題も挙げられる（第２の課題）。

また、溶媒を用いた洗浄の場合、溶媒は、医薬中間体や添加物等の粉体およびウェットケーキ等に比べて流動性に富んでいる。このため、回転軸５と底板１０とのシール構造に関して、溶媒に対するシール性を確保する必要が生じる。しかし、グランドパッキンでは、溶媒に対するシール性が不十分であるとの問題も挙げられる(第３の課題）。
特開平０６−６４７５６号公報

この発明が解決しようとする課題は粉粒体定量排出器において、粉粒体定量排出器の内部を、溶媒を用いて洗浄する場合に上記第１から第３の課題が生じる点にある。したがって、この発明の第１の目的は、溶媒を用いて粉粒体定量排出器の内部の洗浄を行なう場合に、粉粒体定量排出器の内部を、溶媒を用いて十分に洗浄することができる構造を備える粉粒体定量排出器を提供することにある。また、この発明の第２の目的は、粉粒体定量排出器の内部の洗浄状態を容易に確認することのできる構造を備える粉粒体定量排出器を提供することにある。また、この発明の第３の目的は、溶媒を用いて流体定量排出器の内部の洗浄を行なう場合に、回転軸と底板とのシール構造の信頼性の向上を可能とする粉粒体定量排出器を提供することにある。

この発明に基づいた粉粒体定量排出器のある局面においては、容器内に収容された粉粒体を定量排出する粉粒体定量排出器であって、容器底部に設けられる底板と、上記底板の上面側において、所定の間隙を隔てて回転通過するように配置される回転羽根と、上記容器を構成し、その下端部が上記底板と所定の間隙を隔てて配置される内筒と、上記内筒の外側を取囲むよう上記内筒に連結され、上端側が閉ざされるとともに、下端側が上記底板に連結される外筒と、上記外筒の上端側に配設されるガス抜き装置とを備えている。

この発明に基づいた粉粒体定量排出器の他の局面においては、容器内に収容された粉粒体を定量排出する粉粒体定量排出器であって、容器底部に設けられる底板と、上記底板の上面側において、所定の間隙を隔てて回転通過するように配置される回転羽根と、上記容器を構成し、その下端部が上記底板と所定の間隙を隔てて配置される内筒、および、上記内筒の外側を取囲むよう上記内筒に連結され、上端側が閉ざされるとともに、下端側が上記底板に対して着脱可能に連結される外筒と、上記外筒の上記底板との連結を外した状態において、上記底板を下方に移動可能なように、上記底板を支持する昇降支持装置とを備えている。

この発明に基づいた粉粒体定量排出器の他の局面においては、容器内に収容された粉粒体を定量排出する粉粒体定量排出器であって、容器底部に設けられる底板と、上記底板の上面側において、所定の間隙を隔てて回転通過するように配置される回転羽根と、上記底板に設けられた軸穴において、上記底板の下面側から上面側に向けて突出し、上面側において上記回転羽根を支持し、下面側において上記底板との間にシール構造が設けられる回転軸とを備え、上記シール構造は、上記回転軸の軸方向に沿って複数積層配置されるグランドパッキンと、このグランドパッキンの回転軸の軸方向の最上部に設けられるＯリングとを有する。

この発明に基づいた粉粒体定量排出器のある局面によれば、外筒の上端側にガス抜き装置が設けられることにより、粉粒体定量排出器の内部に溶媒を充填した場合に、空気は、このガス抜き装置を通じて外部に逃がすことができる。その結果、外筒の上端側に至るまで溶媒を充填させること可能となり、粉粒体定量排出器の内部を、溶媒を用いて十分に洗浄することが可能となる。これにより、定量排出される粉粒体を製造品目に応じて変更する場合においても、前の粉粒体が粉粒体定量排出器内部に残存させることがない。

この発明に基づいた粉粒体定量排出器の他の局面によれば、外筒の底板との連結を外した状態において、底板を下方に移動可能なように、底板を支持する昇降支持装置を備えている。この構成により、たとえば、溶媒による粉粒体定量排出器の内部洗浄が終了した後に、昇降支持装置により底板を下降させることで、容易に、粉粒体定量排出器の内部洗浄状態を目視により確認することが可能となる。その結果、粉粒体定量排出器の内部洗浄を確実に行なうことが可能となる。

この発明に基づいた粉粒体定量排出器の他の局面によれば、底板と回転軸との間のシール構造において、回転軸の軸方向に沿って複数積層配置されるグランドパッキンと、回転軸の軸方向の最上部にＯリングが設けられている。これにより、粉粒体定量排出器の洗浄時に、医薬中間体や添加物等の粉体およびウェットケーキ等に比べて流動性に富む溶媒を用いた場合であっても、回転軸と底板とのシール構造に関して、溶媒に対する高いシール性（軸封止性）を確保することが可能となる。

以下、この発明に基づいた実施の形態における粉粒体定量排出器について図を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態において、背景技術において説明した部分と同一または相当部分については、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

まず、本発明に基づいた実施の形態における粉粒体定量排出器１００Ａについて、図１から図３を参照しながら説明する。なお、図１は、粉粒体定量排出器１００Ａの内部構造を示す縦断面図であり、また、図２は、外筒１２の上端側に設けられるガス抜き装置３０の構造を示す拡大断面図であり、図３は、底板１０に連結された昇降支持装置５０の動作を示す縦断面図である。また、粉粒体定量排出器１００Ａの基本的構成は、上述した背景技術に示す粉粒体定量排出器１００Ｂと同じであることから、以下の説明では、特徴的部分について詳細に説明する。

（ガス抜き装置）
本発明に基づいた粉粒体定量排出器１００Ａの第１の特徴的構成として、外筒１２の上端側にガス抜き装置３０が設けられている。ガス抜き装置３０の配置箇所は、適宜選択されるが、通常、外筒１２は円筒形状に設けられていることから、１８０度対向する位置に設けることが好ましい。また、外筒１２の内部に補強用のリブが設けられる場合には、リブにより仕切られることで、１つの空間が形成させることから、リブで仕切られる空間毎に、ガス抜き装置３０を設けることも可能である。

ガス抜き装置３０の詳細構造を図２に示す。内筒１１および外筒１２は、いすれも、鋼板やＳＵＳ部材からなる本体１１ａ，１２ａの表面に耐食性材料１１ｂ、１２ｂが被覆されている。ここで、耐食性材料としては、取り扱う製品に対して腐食しない材料であれば特に限定されないが、広範な製品の取り扱いができるように、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体などのフッ素樹脂が好適である。外筒１２の上端部に設けられた穴部１２ｈには、ＳＵＳ部材で構成され、軸部２０ｂに貫通穴２０ｈが形成されたガス排出用ボルト２０が挿入されている。このガス排出用ボルト２０は、外筒１２に対して、ワッシャ２１およびナット２２を用いて締結されている。ガス排出用ボルト２０の軸部２０ｂの一端側には、半径方向の外側に張り出すフランジ部２０ａが設けられ、このフランジ部２０ａと外筒１２との間には、ガスケット２３が嵌め入れられている。

また、フランジ部２０ａの表面、および、貫通穴２０ｈの表面には、耐食性材料が被覆されている。ガス排出用ボルト２０の先端部には、ガス排出制御用弁体３１が螺合により連結されている。ガス排出制御用弁体３１の開弁および閉弁の制御は、コック３１ａの回転により行なわれる。ガス排出制御用弁体３１として、玉形弁、仕切弁、バタフライ弁など、その他公知の弁機構を用いることも可能である。なお、上記したように、内筒１１および外筒１２の内表面には、耐食性材料１１ｂ、１２ｂが被覆されているため、溶接によりガス抜き装置３０を配設することはできない。そのため、本実施の形態に示すように、ボルト締結構造の採用が好ましい。

（昇降支持装置）
再び、図１を参照して、本発明に基づいた本実施の形態における粉粒体定量排出器１００Ａの第２の特徴的構成として、底板１０を支持する支柱４０と底板１０との間には、外筒１２の底板１０とのボルト・ナット５１による連結を外した状態において、底板１０を下方に移動させるため、底板１０を支持する昇降支持装置５０が設けられている。昇降支持装置５０としては、手動式のスクリュ−ジャッキ、電動式のスクリュ−ジャッキ、その他公知の昇降装置を用いることが可能である。なお、本実施の形態においては、４箇所に支柱４０が設けられていることから、昇降支持装置５０も、支柱４０の位置合わせて、４箇所設けている。

（シール構造：軸封止構造）
また、本発明に基づいた本実施の形態における粉粒体定量排出器１００Ａの第３の特徴的構成として、回転軸５と底板１０との間に設けられるシール構造３００について、図４を参照して説明する。なお、図４は、本実施の形態における粉粒体定量排出器１００Ａに採用されるシール構造３００を示す部分拡大縦断面図である。

底板１０に設けられた軸開口部１０ｈから、回転軸５が上方に向けて突出している。底板１０の下面側においては、軸方向に３つのグランドパッキン２１０，２２０，２３０が、回転軸５の外周面に嵌め入れられている。また、回転軸５の軸方向最上部に位置するグランドパッキン２３０の上側には、耐食性材料製のＯリング３１０が嵌め入れられている。

グランドパッキン２１０，２２０，２３０およびＯリング３１０は、スタフィングボックスを構成する側面ブロック１１０および底面ブロック１２０により位置決め固定されている。側面ブロック１１０および底面ブロック１２０は、ボルト等を用いて（図示省略）、底板１０に固定されている。

上記構成からなる粉粒体定量排出器１００Ａにおける粉粒体の排出原理は、上述した粉粒体定量排出器１００Ｂと同様であり、底板１０の上を回転面が水平方向である回転大羽根１が回転することにより、内筒１１内に収容された内容物は、外筒１２側に送られ、外周の内容物は外周に配置された回転小羽根２により、底板１０に設けられた排出部３から定量排出されることとなる（図６参照）。

以上、本発明に基づいた本実施の形態における粉粒体定量排出器１００Ａによれば、外筒１２の上端側にガス抜き装置３０が設けられることにより、粉粒体定量排出器１００Ａの内部に溶媒を充填した場合に、空気は、このガス抜き装置３０を通じて外部に逃がすことができる。その結果、外筒１２の上端側に至るまで溶媒を充填させること可能となり、粉粒体定量排出器１０の内部を、溶媒を用いて十分に洗浄することが可能となる。これにより、定量排出される粉粒体を製造品目に応じて変更する場合においても、前の粉粒体が粉粒体定量排出器内部に残存させることがない。

たとえば、ジブチルヒドロキシトルエンの定量排出の後に、粉粒体定量排出器１０の内部をトルエン溶媒を用いて満杯洗浄した後に、粉粒体のビスフェノールＡを定量排出する場合においても、粉粒体定量排出器１０からジブチルヒドロキシトルエンを完全に除去することが可能である。

また、底板１０と回転軸５との間のシール構造３００においては、回転軸５の軸方向に沿って、複数積層配置されるグランドパッキン２１０，２２０，２３０と、軸方向の最上部のグランドパッキン２３０の上に、バックアップリング３２０およびＯリング３１０が下から順次、設けられている。複数積層配置されるグランドパッキン（２１０〜２３０）およびＯリング３１０により、粉粒体定量排出器１００Ａの洗浄時に、医薬中間体や添加物等の粉粒体（たとえば、上記ジブチルヒドロキシトルエンやビスフェノールＡなど）に比べて流動性に富む溶媒（たとえば、上記トルエン）を用いた場合であっても、回転軸５と底板１０とのシール構造に関して、溶媒に対するシール性能（軸封止性能）を十分確保することが可能となる。

ここで、Ｏリングの材質としては、耐摩耗性および耐溶剤性の観点から、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体などの軟質のフッ素樹脂であることが好ましい。

また、最上層のグランドパッキン２１０とＯリング３１０との間に硬質のバックアップリング３２０を挟むことにより、軟質のグランドパッキンおよびＯリングの位置ずれなどによりシール性能（軸封止性能）が低下することを抑制することができる。バックアップリング３２０の材質としては、金属の混入抑止の観点から硬質樹脂製が好ましく、とりわけ、耐溶剤性の観点からポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体などの硬質のフッ素樹脂製であることが好ましい。

なお、上記実施の形態においては、ガス抜き装置３０、昇降支持装置５０、および、シール構造３００を、同一の粉粒体定量排出器１０に配設した場合について説明したが、いずれかの装置・構成のみを採用することも可能である。

以上、本発明に基づく実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

この発明に基づいた実施の形態における粉粒体定量排出器の内部構造を示す縦断面図である。この発明に基づいた実施の形態における粉粒体定量排出器の外筒の上端側に設けられるガス抜き装置の構造を示す拡大断面図である。この発明に基づいた実施の形態における粉粒体定量排出器の底板に連結された昇降支持装置の動作を示す縦断面図である。この発明に基づいた実施の形態における粉粒体定量排出器に採用されるシール構造を示す部分拡大縦断面図である。背景技術における粉粒体定量排出器の内部構造を示す縦断面図である。背景技術における粉粒体定量排出器の内部構造を示す平面図である。背景技術における粉粒体定量排出器の回転大羽根および回転軸と、底板とのシール構造を示す部分拡大縦断面図である。

符号の説明

１回転大羽根、４モータ、５回転軸、１０底板、１０ｈ軸開口部、１１内筒、１１ａ，１２ａ本体、１１ｂ、１２ｂ耐食性材料による被覆材、１２外筒、２０ガス排出用ボルト、２０ａフランジ部、２０ｂ軸部、２０ｈ貫通穴、２１ワッシャ、２２ナット、２３ガスケット、３０ガス抜き装置、３１ガス排出制御用弁体、３１ａコック、４０支柱、５０昇降支持装置、５１ボルト・ナット、１００Ａ粉粒体定量排出器、１１０側面ブロック、１２０底面ブロック、２１０，２２０，２３０グランドパッキン、３００シール構造、３１０Ｏリング、３２０バックアップリング。

Claims

容器内に収容された粉粒体を定量排出する粉粒体定量排出器であって、
容器底部に設けられる底板と、
前記底板の上面側において、所定の間隙を隔てて回転通過するように配置される回転羽根と、
前記容器を構成し、その下端部が前記底板と所定の間隙を隔てて配置される内筒と、
前記内筒の外側を取囲むよう前記内筒に連結され、上端側が閉ざされるとともに、下端側が前記底板に連結される外筒と、
前記外筒の上端側に配設されるガス抜き装置と、
を備える、粉粒体定量排出器。
容器内に収容された粉粒体を定量排出する粉粒体定量排出器であって、
容器底部に設けられる底板と、
前記底板の上面側において、所定の間隙を隔てて回転通過するように配置される回転羽根と、
前記容器を構成し、その下端部が前記底板と所定の間隙を隔てて配置される内筒、および、前記内筒の外側を取囲むよう前記内筒に連結され、上端側が閉ざされるとともに、下端側が前記底板に対して着脱可能に連結される外筒と、
前記外筒の前記底板との連結を外した状態において、前記底板を下方に移動可能なように、前記底板を支持する昇降支持装置と、
を備える、粉粒体定量排出器。
容器内に収容された粉粒体を定量排出する粉粒体定量排出器であって、
容器底部に設けられる底板と、
前記底板の上面側において、所定の間隙を隔てて回転通過するように配置される回転羽根と、
前記底板に設けられた軸穴において、前記底板の下面側から上面側に向けて突出し、上面側において前記回転羽根を支持し、下面側において前記底板との間にシール構造が設けられる回転軸と、を備え、
前記シール構造は、前記回転軸の軸方向に沿って複数積層配置されるグランドパッキンと、前記グランドパッキンの回転軸の軸方向の最上部に設けられるＯリングとを有する、粉粒体定量排出器。