JP2012091165A

JP2012091165A - 粉粒体処理装置

Info

Publication number: JP2012091165A
Application number: JP2011211200A
Authority: JP
Inventors: Naotoshi Kinoshita; 直俊木下; Takuya Nagato; 琢也長門
Original assignee: Powrex KK
Current assignee: Powrex KK
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2012-05-17

Abstract

【課題】プリーツフィルタを使用した粉粒体処理装置において、粉粒体の付着を低減する装置形態を提供すること。
【解決手段】粉粒体処理装置におけるフィルタ部の濾材に使用されるプリーツフィルタに第１谷部ｂ１と第２谷部ｂ２を設けた。第２谷部ｂ２は第１谷部ｂ１より浅い。
【選択図】図３

Description

本発明は、固気分離用のフィルタ部を備えた流動層装置や攪拌造粒装置等の粉粒体処理装置に関する。

例えば、流動層装置は、一般に、流動層容器の底部から導入した気体（流動化気体）によって、流動層容器内で粉粒体を浮遊流動させて流動層を形成しつつ、造粒、コーティング、乾燥を行なうものである。この種の流動層装置には、粉粒体粒子の転動、噴流、及び攪拌等を伴うものも含まれる（複合型流動層装置と呼ばれている）。

これらの流動層装置では、粉粒体粒子を含む気体から粉粒体粒子を分離するためのフィルタ部を流動層容器内の処理室の上方に配設している（特許文献１参照）。この種のフィルタ部の濾材として、筒状であって、図８に示すような複数の山部ａ’と谷部ｂ’が円周方向に交互に形成された横断面形状を有するプリーツフィルタと呼ばれるものが使用されることがある。流動層装置の通常の運転時には、このような濾材の外周側から内周側に気体が流れる。

特開２００１−８１７号公報

ところで、流動層装置では、フィルタ部の濾材表面に付着した粉粒体粒子を除去するために、フィルタ部に対して、通常の運転時とは逆方向に気体を流すことによって濾材に付着した粉粒体粒子を除去する洗浄、いわゆる逆流洗浄（以下、逆洗と略記する）を適宜行なう。

従来のプリーツフィルタでは、図９（ｂ）に示すように、逆洗時に内周側（図では下側）から空気圧がかかった場合には、谷部ｂ’は閉じるように変形する。このため、谷部ｂ’の底に溜まった粉粒体は、谷部ｂ’に挟まれ、逆洗時に除去され難い。

このように、プリーツフィルタに付着した粉粒体が逆洗時に除去されずに残ってしまうと様々な弊害が生じる。例えば、処理室において実際に処理される粉粒体の量が、プリーツフィルタに付着した分減少してしまう。このため、製品において、造粒のための結合剤やコーティング剤等の各種の成分濃度が、設計値からはずれる可能性がある。また、処理室における造粒やコーティング処理の初期にプリーツフィルタに付着してしまった粉粒体に対しては、当然ながら、造粒やコーティング処理がなされない（未処理となる）。このような未処理の粉粒体が逆洗時にプリーツフィルタから除去されず（処理室に戻されず）、処理室における造粒やコーティング処理の後期に、何かの拍子に、プリーツフィルタから脱落して処理室に戻った場合には、製品の品質不良の原因となる。また、乾燥中にプリーツフィルタに付着したままの粉粒体は十分に乾燥されず、これがその後に脱落して処理室に戻った場合にも、製品の品質不良の原因となる。

本発明は、上記事情に鑑み、プリーツフィルタを使用した粉粒体処理装置において、粉粒体の付着を低減する装置形態を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明の粉粒体処理装置は、粉粒体の処理室と、該処理室の上方に設けられたフィルタ室と、該フィルタ室内に配置され、該フィルタ室内の粉粒体粒子を含む気体から粉粒体粒子を分離するフィルタ部とを備え、前記フィルタ部は筒状の濾材を備え、該濾材は複数の山部と谷部とが円周方向に交互に形成された横断面形状を有する粉粒体処理装置において、前記複数の谷部は、深さが相対的に大きい第１谷部と、深さが相対的に小さい第２谷部とで構成されていることを特徴とする。

この構成であれば、フィルタの第２谷部が逆流洗浄の際に開くため、逆流洗浄によって第２谷部の底に溜まった粉粒体を容易に除去することができる。従って、プリーツフィルタへの粉粒体の付着を低減することができる。

上記の構成において、前記第１谷部と第２谷部を、前記山部を介して円周方向に交互に形成したものとすることができる。

この構成であれば、第１谷部が複数連続しないことになるので、谷部全体の中で第１谷部の割合を減少させることができる。第１谷部は従来の谷部と同様の構成なので、谷部の底の粉粒体は従来と同様除去され難い。従って、第１谷部の減少によって、谷部全体の洗浄効率が向上する。

また、第２谷部が複数連続しないことになるので、第２谷部が逆流洗浄の際により確実に開く。従って、より確実に洗浄性を向上させることができる。

上記何れかの構成において、前記第１谷部の横断面の輪郭線が曲線であってもよい。

この構成であれば、逆洗の際に、第１谷部が閉じるように変形することが抑止される。このため、第１谷部の底に溜まった粉粒体は逆洗時に容易に除去され、谷部ｂ全体の逆洗時の洗浄性が向上する。

本発明によれば、プリーツフィルタを使用した粉粒体処理装置において、粉粒体の付着を低減する装置形態を提供することができる。

実施形態に係るフィルタ部を備えた粉粒体処理装置の一構成例を示す断面図である。フィルタ部を示す拡大断面図である。実施形態に係るフィルタ部の濾材を模式的に示す横断面図である。実施形態に係るフィルタ部の濾材における横断面を模式的に示す拡大図で、（ａ）が通常の状態を示す図、（ｂ）が逆流洗浄時の状態を示す図である。フィルタ部の濾材の変形例における横断面を模式的に示す拡大図である。フィルタ部の濾材の変形例における横断面を模式的に示す拡大図である。フィルタ部の濾材の変形例における横断面を模式的に示す拡大図である。従来のフィルタ部の濾材を模式的に示す横断面図である。従来のフィルタ濾材の一部を模式的に示す横断面図で、（ａ）が通常の状態を示す図、（ｂ）が逆流洗浄時の状態を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。

図１は、この実施形態に係るフィルタ部を備えた粉粒体処理装置として流動層装置の一構成例を示している。

流動層容器１は、粉粒体の処理、例えば粉粒体の造粒又はコーティングを行なう処理室２と、処理室２の上方に設けられたフィルタ室３と、フィルタ室３の上方に設けられた排気室４とを備えている。フィルタ室３と排気室４は、仕切壁５によって仕切られている。

処理室２の底部には、パンチングメタル等の多孔板（又は金網）で構成された気体分散板２ａが配設されている。給気ダクト６から給気チャンバ７に供給された熱風等の処理気体は、気体分散板２ａを介して流動層容器１内に導入される。また、処理室２の中央部にはスプレー液（膜剤液、結合剤液等）を下方に向けて噴霧するスプレーノズル８が設置され、処理室２の上方のフィルタ室３には１又は複数のフィルタ部２０が配置されている。フィルタ部２０は仕切壁５の開口部に取付けられており、フィルタ室３はフィルタ部２０を介して排気室４と連通する。また、排気室４は排気ダクト９に接続されている。さらに、フィルタ室３には、フィルタ部２０に洗浄液を噴射してフィルタ部２０を洗浄する１又は複数の洗浄ノズル１０が設置されている。

図２に拡大して示すように、フィルタ部２０は、例えば円筒状の濾材２０ａと、濾材２０ａに挿入したリテーナ２０ｂと、リテーナ２０ｂの上部に固定された排気口２０ｃと、リテーナ２０ｂの下部に着脱自在に装着されたエンドキャップ２０ｄとで構成される。フィルタ部２０は、それぞれ、仕切壁５に設けられた装着穴５ａに挿通され、排気口２０ｃの基部に設けられたフランジ２０ｅを仕切壁５にネジ２０ｆで固定される。また、フランジ２０ｅと仕切壁５との間はシール部材２０ｇによってシールされる。本実施形態のフィルタ部２０は、所謂カートリッジ式で、濾材２０ａ、リテーナ２０ｂ、排気口２０ｃ、及びエンドキャップ２０ｄを一体とした状態で交換可能であるが、特にこれに限定されるものではない。

濾材２０ａは、例えば通気性樹脂シート等であるが、これに限定されるものではない。例えば金属製で、金属線材の織布又は不織布、あるいは焼結金属等の金属多孔質材で構成されてもよい。また、天然繊維、合成繊維等の織布又は不織布で構成されてもよい。

図１において、流動層容器１の処理室２に収容された粉粒体は、気体分散板２ａを介して流動層容器１内に導入される処理気体によって浮遊流動される。そして、この粉粒体の流動層に向けてスプレーノズル８からスプレー液（膜剤液、結合剤液等）が下向きに噴霧される。スプレーノズル８から噴霧されるスプレー液、例えば膜剤液のミストによって粉粒体粒子が湿潤を受けると同時に、膜剤液中に含まれる固形成分が粉粒体粒子の表面に付着し、乾燥固化されて、粉粒体粒子の表面に被覆層が形成される（コーティング）。あるいは、スプレーノズル８から噴霧されるスプレー液、例えば結合剤液のミストによって粉粒体粒子が湿潤を受けて付着凝集し、乾燥されて、所定径の粒子に成長する（造粒）。

処理室２内で粉粒体を浮遊流動させた処理気体は、粉粒体粒子を含んだ気体として処理室２内を上昇してフィルタ室３に入る。そして、フィルタ室３のフィルタ部２０に達した処理気体は、フィルタ部２０の濾材２０ａによって粉粒体粒子が分離された後、フィルタ部２０の内部を通って、仕切壁５の開口部から排気室４に流入し、排気室４に接続された排気ダクト９を通って流動層容器１の外部に排気される。

フィルタ部２０は、固気分離された粉粒体粒子が濾材２０ａの外面に付着すると濾過機能が低下する。この濾過機能の低下は、適宜の手段で検出される（例えば、排気ダクト９を通る排気の流量を測定することにより濾過機能の低下を検知することができる）。濾過機能に関する検出値（例えば、排気流量の測定値）が予め設定された基準値に達した時点で、あるいは、予め設定されたサイクルタイムが経過した時点で（フィルタ部２０の浄化をあるサイクルタイムで定期的に行なう場合）、図示されていないフィルタ浄化装置が作動して、フィルタ部２０に対して逆洗が行なわれる。フィルタ部２０の逆洗は、フィルタ部２０の内部に圧縮空気を間欠的に供給し、濾材２０ａを通して濾材外面側に噴出させることによって行なう。これにより、濾材２０ａの外面に付着した粉粒体粒子が圧縮空気の噴出圧によって落とされて、処理室２内で浮遊流動する粉粒体の流動層に戻される。

逆洗に使用する圧縮空気は、ヘッダータンクを経て、間欠的に開閉するバルブによって、フィルタに供給される。このバルブは、所望の開閉速度で開閉するものであればよいが、特に、ダイヤフラム式バルブが好ましい。ヘッダータンクで保持される圧縮空気の圧力（すなわち噴射圧）は、フィルタを浄化するのに十分な圧力が必要である。本発明においては、０．４ＭＰａ〜１．０ＭＰａが好ましく、さらに好ましくは、０．５〜０．８ＭＰａである。０．４ＭＰａよりも圧力が低いと、浄化作用が十分でなく、１．０ＭＰａより高いと、流動層に供給される流動化空気が逆流するため好ましくない。バルブの開時間（噴射時間）は０．１ｓから０．５ｓが好ましく、さらに好ましくは０．２〜０．４ｓである。開時間が０．１ｓよりも短すぎると、十分な噴射空気量が得られず、好ましい浄化作用が得られない。０．５ｓより長いと、過剰に圧縮空気を使用するのみで、浄化作用の向上が得られない。

次に、本発明の要部について説明する。

図３に示すように、濾材２０ａは、プリーツフィルタであり、筒状で、複数の山部ａと谷部ｂが円周方向に交互に形成された横断面形状を有する。谷部ｂは、内接円Ｃ１に接する第１谷部ｂ１と内接円Ｃ２に接する第２谷部ｂ２との２種類形成されている。山部ａは全て単一の外接円Ｃ３に接する。谷部ｂの深さは、この外接円Ｃ３から谷部ｂの底の外周側表面までの半径方向に沿った距離とする。第２谷部ｂ２は、第１谷部ｂ１より浅い。第１谷部ｂ１と第２谷部ｂ２は交互に周方向に配設されている。本実施形態では、山部ａは２４個で、谷部ｂは２４個であるが、これに限定されるものではない。

なお、山部ａの半径方向の位置は、エンドキャップ２０ｄと仕切り壁５の装着穴５ａに山部ａの先端の外周側が当接することによって規定され、第１谷部ｂ１の半径方向の位置は、リテーナ２０ｂに谷部の底部の内周側が当接することによって規定される（図２参照）。

以上の構成によって、本実施形態の流動層装置のフィルタ部２０に使用されるプリーツフィルタ（濾材２０ａ）では、以下の効果が享受できる。

本実施形態のプリーツフィルタ（濾材２０ａ）は、第２谷部ｂ２は、第１谷部ｂ１より浅い。このため、図４（ａ）に拡大して示すように、１つの山部ａの頂点Ｐａから第１谷部ｂ１の底Ｐｂ１までの接続部Ｌ１と、第２谷部ｂ２の底Ｐｂ２までの接続部Ｌ２とを比較すると、接続部Ｌ１が接続部Ｌ２より長い。従って、逆洗時に内周側（図では下側）から空気圧がかかった場合に、接続部Ｌ１の部位の方が、接続部Ｌ２の部位より大きな力を受けて、接続部Ｌ１の部位が大きく膨出する。従って、逆洗時に、図４（ｂ）に示すように、１つの第２谷部ｂ２を挟んだ２つの山部ａにおける接続部Ｌ１の部位が膨出するのに従って第２谷部ｂ２が開くように変形する。このため、第２谷部ｂ２の底に溜まった粉粒体は、逆洗時に容易に除去される。

一方、第１谷部ｂ１は、逆洗時に従来の谷部ｂ’と同様に閉じるように変形するため、第１谷部ｂ１の底に溜まった粉粒体は除去され難い。しかし、谷部ｂ全体で見れば、第２谷部ｂ２の存在によって、逆洗時の洗浄性が向上している。

このように、本実施形態では、プリーツフィルタである濾材２０ａの第２谷部ｂ２が逆洗の際に開くため、逆洗によって第２谷部ｂ２の底に溜まった粉粒体を容易に除去することができる。これによって、逆洗時の濾材２０ａの洗浄性を向上させることができる。従って、濾材２０ａへの粉粒体の付着を低減することができる。

逆洗でのプリーツフィルタの洗浄性が向上することによって、谷部に残留する粉粒体が減少する。換言すれば、粉粒体が逆洗によってプリーツフィルタから処理室２に戻される。従って、未処理になる粉粒体が減少し、粉粒体の収率が向上する。更に、プリーツフィルタの洗浄性が向上することによって、プリーツフィルタの濾過性能を長期に亘って維持可能となる。

また、第２谷部ｂ２が第１谷部ｂ１より浅いので、流動層装置の運転中に溜まる粉粒体の量は、第２谷部ｂ２の方が第１谷部ｂ１より少ない。このことによっても、本実施形態のプリーツフィルタの濾過性能を長期に亘って維持可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば、図５（ａ）に示すように、谷部ｂの中で第１谷部ｂ１が複数連続していてもよいし、第２谷部ｂ２が複数連続していてもよい。また、図５（ｂ）に示すように、第２谷部ｂ２の深さが複数種類あってもよい。

上記実施形態の図示例では、山部ａと谷部ｂがそれぞれ三角形状の横断面形状を有しているが、山部ａと谷部ｂは、それぞれ多少の丸みを有していてもよい。

また、別の変形例を図６に示す。図６に実線で示すように、通常の状態で、山部ａ、第１谷部ｂ１、第２谷部ｂ２の横断面の輪郭線が曲線である。山部ａと第１谷部ｂ１の間、山部ａと第２谷部ｂ２の間の輪郭線は、直線でも曲線でもよく、山部ａ、第１谷部ｂ１、第２谷部ｂ２の輪郭線に対して滑らかに繋がっている。

このような場合には、逆洗時に、図６で点線、一点鎖線で示すように膨張していく（一点鎖線の方がより膨張した状態）。本例では、図４（ｂ）と比較すると理解できるように、逆洗の際に、第１谷部ｂ１と第２谷部ｂ２とが閉じるように変形することが抑止される。このため、第１谷部ｂ１と第２谷部ｂ２の底に溜まった粉粒体は逆洗時に容易に除去され、図４（ｂ）の場合より谷部ｂ全体の逆洗時の洗浄性が更に向上する。

勿論、通常の状態で、山部ａ、第１谷部ｂ１、第２谷部ｂ２の横断面における輪郭線の全てが曲線である必要は無く、例えば図７に示すように、第１谷部ｂ１の横断面の輪郭線のみが曲線であってもよい。図７では、山部ａ，第２谷部ｂ２の輪郭線は折れ線となっている。

この場合には、逆洗時には、図７で点線、一点鎖線で示すように、膨張していく（一点鎖線の方がより膨張した状態）。この場合にも、図４（ｂ）と比較すると理解できるように、逆洗の際に、第１谷部ｂ１が閉じるように変形することが抑止される。このため、第１谷部ｂ１の底に溜まった粉粒体は逆洗時に容易に除去され、図４（ｂ）の場合より谷部ｂ全体の逆洗時の洗浄性が向上する。また、第２谷部ｂ２については、図４（ｂ）と同様に、開くように変形する。すなわち、第１谷部ｂ１が曲面であれば、第２谷部ｂ２に折り目があっても第２谷部ｂ２は谷が開くように変形する。

また、本発明は、図１に示すような流動層装置に限らず、処理容器の底部に攪拌羽根を回転自在に配置した構成を有する攪拌造粒装置、その他の粉粒体処理装置に適用可能である。

本発明は以上の説明に限定されることなく、その技術的思想の範囲内であれば、様々な変形が可能である。

１流動層容器
２処理室
３フィルタ室
２０フィルタ部
２０ａ濾材
ａ山部
ｂ谷部
ｂ１第１谷部
ｂ２第２谷部

Claims

粉粒体の処理室と、該処理室の上方に設けられたフィルタ室と、該フィルタ室内に配置され、該フィルタ室内の粉粒体粒子を含む気体から粉粒体粒子を分離するフィルタ部とを備え、前記フィルタ部は筒状の濾材を備え、該濾材は複数の山部と谷部とが円周方向に交互に形成された横断面形状を有する粉粒体処理装置において、
前記複数の谷部は、深さが相対的に大きい第１谷部と、深さが相対的に小さい第２谷部とで構成されていることを特徴とする粉粒体処理装置。
前記第１谷部と第２谷部を、前記山部を介して円周方向に交互に形成した請求項１に記載の粉粒体処理装置。
前記第１谷部の横断面の輪郭線が曲線である請求項１又は２に記載の粉粒体処理装置。