JP2017136537A - 流動層装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流動層容器内で爆発が起こった場合のフィルター部の損傷を軽減する。
【解決手段】各フィルター部３は、それぞれ、フィルター支持部材６に設けられた装着穴部６ａに装着され、通気性の濾材３Ａ１を有する基体部３Ａと、基体部３Ａの濾材３Ａ１よりも破裂又は焼失し易い素材で形成された放散口部材３Ｂ１を有する爆発放散部３Ｂとを備えている。流動層容器内で爆発が起こり、流動層容器内の圧力又は温度が所定値に達すると、爆発放散部３Ｂの放散口部材３Ｂ１が、流動層容器内の圧力によって破裂し又は流動層容器内の温度によって焼失して、爆発放散部３Ｂが開かれる。爆発放散部３Ｂが開かれると、流動層容器内の爆発圧力（爆風）が、フィルター支持部材６の装着穴部６ａを介して排気室に放散される。
【選択図】図３

Description

本発明は、医薬品製造、食品製造、農薬製造等の各種分野において、粉粒体の造粒、コーティング、乾燥等を行う流動層装置に関する。

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、乾燥等の処理を行うものである。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（複合型流動層装置と呼ばれている。）、その代表的なものとして、流動層容器の底部に回転体を配設した転動流動層装置、流動層容器の内部にドラフトチューブ（内塔）を設置したワースター式流動層装置がある。

粉粒体の処理に供される流動層装置では、粉塵爆発や溶剤ガスによる爆発等が起こった場合の防護対策として、爆発放散口を設けている。この爆発放散口は、爆発の際に流動層容器の一部を開放して爆発圧力を減少させ（爆風を逃がし）、装置を保護するものであり、大別して、破裂板式、蝶番ドア式、離脱パネル式の３種類が知られている。破裂板式は、流動層容器の開口を覆う金属や樹脂等の薄板が爆発圧力によって破裂して開口を生じる方式である。蝶番ドア式は、蝶番で支持された扉が爆発圧力によって開いて開口を生じる方式である。離脱パネル式は、流動層容器の開口にはめ込まれ又は押付けられたパネルが爆発圧力によって離脱して開口を生じる方式である。

例えば、下記の特許文献１〜７には、流動層容器の天井部に爆発放散口を設けた構成が開示されている。

また、この種の流動層装置では、粉粒体を含む固気混合気体から気体を分離するためのフィルター部を流動層容器内の処理室の上方に配設している。フィルター部のフィルターとしては、バグフィルターと呼ばれる織布フィルターや（例えば下記の特許文献１、４を参照）、樹脂製濾材（プリーツ加工を施した通気性樹脂シート等）又は金属製濾材（金属メッシュや多孔質焼結金属等）からなる濾材（濾過エレメント）を有するカートリッジ式フィルターが用いられている（例えば下記の特許文献３、５、６を参照）。

特公平６−１６８２７号公報 特開平７−２５９９９９号公報 特開２００１−８１７号公報 特開２００２−１７２３２０号公報 特開２００５−３１３０８９号公報 特開２００７−３０１４８６号公報

この種の流動層装置では、通常、流動層容器の天井部に爆発放散口が設けられている（特許文献１〜５を参照）。そのため、流動層容器の処理室内で爆発が起こった場合、フィルター部が爆発圧力（爆風）の放散経路に介在していることにより、フィルター部に大きな爆発圧力が作用して、フィルター部が大きな損傷を受けてしまい、装置の復旧に多くの費用と時間が掛かるという問題がある。そこで、特許文献６では、フィルター室の上部を仕切る仕切壁の外周部の複数個所に爆発放散口を設けることにより、上記問題点の解決を図っている。すなわち、流動層容器の処理室内で爆発が起こった場合、処理室及びフィルター室内の爆発圧力（爆風）が仕切壁の爆発放散口を介して放散され、フィルター室内のフィルター部には大きな爆発圧力が作用しなくなるので、フィルター部の損傷を防止又は軽減することができる。その一方で、特許文献６の構成では、爆発圧力の放散に必要な爆発放散口の開口面積を確保するために、仕切壁の直径を大きくする必要があり、これに伴い、フィルター室を構成する流動層容器の側壁を上方に向かって漸次拡径した円錐筒形状に形成している。そのため、流動層容器が大型化する傾向があると共に、フィルター室の内壁部分に粉溜まりが生じて、流動層容器の洗浄性低下や製品収率の低下に繋がることが心配される。

本発明の課題は、流動層容器の大型化や洗浄性低下、製品収率の低下を招くことなく、流動層容器内で爆発が起こった際のフィルター部の損傷を防又は軽減することができる流動層装置の構成を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、流動層容器内で粉粒体を気体により浮遊流動させながら造粒、コーティング、及び乾燥のうち少なくとも一の処理を行う流動層装置において、流動層容器は、粉粒体の処理を行う処理室と、処理室の上方に位置し、固気分離用のフィルター部が配されるフィルター室と、フィルター室の上方に位置する排気室と、フィルター室と排気室とを仕切ると共に、フィルター部が装着される装着穴を有するフィルター支持部材とを備え、フィルター部は、通気性の濾材を有する基体部と、基体部の濾材よりも破裂又は焼失し易い素材で形成された放散口部材を有する爆発放散部とを備え、爆発放散部は、流動層容器内で爆発が起こったときに、放散口部材が破裂又は焼失し、流動層容器内の爆発圧力をフィルター支持部材の装着穴部を介して排気室に放散する構成を提供する。

上記構成において、放散口部材は、基体部の濾材と同じ又は小さい通気度を有する通気性の濾材で形成することができる。

上記構成において、放散口部材は、樹脂又は金属の織布又は不織布で形成することができる。

上記構成において、爆発放散部は、フィルター支持部材の装着穴に装着され、基体部は、爆発放散部に装着されている構成とすることができる。

上記構成において、爆発放散部は、フィルター支持部材の装着穴に装着される保持部材と、保持部材に保持される放散口部材とで構成され、基体部は、爆発放散部の保持部材に装着されている構成とすることができる。

本発明によれば、流動層容器の大型化や洗浄性低下、製品収率の低下を招くことなく、流動層容器内で爆発が起こった際のフィルター部の損傷を防止又は軽減することができる。

実施形態に係る流動層装置の一構成例を模式的示す断面図である。 フィルター部を装着したフィルター支持部材を上方からみた図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

図１は、この実施形態に係る流動層装置の一構成例を模式的に示している。

流動層容器１は、粉粒体Ｍの処理、例えば粉粒体Ｍの造粒又はコーティングを行う処理室２と、処理室２の上方に位置し、固気分離用のフィルター部３が配されるフィルター室と４、フィルター室４の上方に位置する排気室５と、フィルター室４と排気室５とを仕切ると共に、フィルター部３が装着される（フィルター部３を支持する）フィルター支持部材６とを備えている。

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８から給気チャンバ９に供給された熱風等の気体Ａ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の上部にはスプレー液（膜剤液、結合剤液等）を噴霧するスプレーノズル１０が設置されている。フィルター室４は、均一径を有する円筒形状に形成され、処理室２の上部と連続する。排気室５には、排気ダクト１３が接続される。

図２に拡大して示すように、この実施形態において、フィルター支持部材６には、複数、例えば４つのフィルター部３が装着されている。各フィルター部３は、それぞれ、フィルター支持部材６に設けられた装着穴部６ａに装着される。

図３に拡大して示すように、各フィルター部３は、通気性の濾材３Ａ１を有する基体部３Ａと、基体部３Ａの濾材３Ａ１よりも破裂又は焼失し易い素材で形成された放散口部材３Ｂ１を有する爆発放散部３Ｂとを備えている。

基体部３Ａの濾材３Ａ１は、通気性の樹脂シート又は金属シート、あるいは、多孔質の焼結金属等で形成される。この実施形態では、濾材３Ａ１は、プリーツ加工を施した通気性の樹脂シート（樹脂繊維の織布又は不織布等）を円筒状に成形して構成される。濾材３Ａ１の上部には金属製の排気口３Ａ２が装着され、濾材３Ａ１の下部には金属製のエンドキャップ３Ａ３が装着される。排気口３Ａ２の外周部には、取付フランジ３Ａ２１が設けられている。

爆発放散部３Ｂの放散口部材３Ｂ１は、基体部３Ａの濾材３Ａ１よりも破裂強度が小さいか又は焼失温度が低い素材で形成される。放散口部材３Ｂ１は、通気性を有しない樹脂板又は金属薄板等で形成しても良いが、好ましくは、通気性の濾材、例えば通気性の樹脂シート（樹脂繊維の織布又は不織布等）、とくに樹脂製の織布で形成するのが良い。この実施形態では、放散口部材３Ｂ１は、濾材３Ａ１よりも焼失温度が低い樹脂製の織布を円筒状に成形して構成される。放散口部材３Ｂ１の通気度（ｃｍ³／ｃｍ²／ｓｅｃ）は、濾材３Ａ１の通気度と同じか又は小さい。また、放散口部材３Ｂ１は、濾材３Ａ１よりも柔軟性が高い。

爆発放散部３Ｂの放散口部材３Ｂ１は、例えば金属製の保持部材３Ｂ２に保持され、保持部材３Ｂ２は、フィルター支持部材６の装着穴部６ａに装着される。保持部材３Ｂ２は、上端の環状フランジ３Ｂ２１と、下端の環状プレート３Ｂ２２と、環状フランジ３Ｂ２１及び環状プレート３Ｂ２２の円周方向に沿って所定間隔で配置され、環状フランジ３Ｂ２１及び環状プレート３Ｂ２２に接合された複数の丸棒状の保持柱３Ｂ２３とで構成される。放散口部材３Ｂ１は、複数の保持柱３Ｂ２３の外周側に装着される。環状フランジ３Ｂ２１は、フィルター支持部材６の装着穴部６ａの外縁にＯリング等のシール部材Ｓ１を介して装着され、装着穴部６ａの外縁に立設された複数の取付ボルト６ｂと、取付ボルト６ｂに螺合されたクランプナット６ｃでフィルター支持部材６に固定される。環状プレート３Ｂ２２には、複数の取付ボルト３Ｂ２４が立設される。基体部３Ａの取付フランジ３Ａ２１は、Ｏリング等のシール部材Ｓ２を介して環状プレート３Ｂ２２に装着され、取付ボルト３Ｂ２４に螺合されたナット３Ｂ２５で環状プレート３Ｂ２２に固定される。これにより、フィルター部３の基体部３Ａが爆発放散部３Ｂを介してフィルター支持部材６の装着穴部６ａに装着され、各フィルター部３はそれぞれフィルター支持部材６に懸吊支持された状態になる。

フィルター支持部材６の外周端部には、フィルター室４の内壁部に装着された膨張シール４ａ（図１参照）が密着するシール座６ｄが設けられている。膨張シール４ａは、ゴム等の弾性材で形成された中空状のシール部材であり、膨張シール４ａの内部空間に圧縮空気を供給すると、膨張シール４ａが圧縮空気の圧力によって膨張してフィルター支持部材６のシール座６ｄに密着する。これにより、フィルター支持部材６とフィルター室４の内壁部との間がシールされる。一方、膨張シール４ａの内部空間から圧縮空気を排出すると、膨張シール４ａが収縮してシール座６ｄから離れる。

図１に示すように、粉粒体Ｍの処理時は、フィルター支持部材６とフィルター室４の内壁部との間が膨張シール４ａによって常時シールされる。フィルター部３の基体部３Ａの濾材３Ａ１（及び爆発放散部３Ｂの放散口部材３Ｂ１）によって固気分離された気体Ａは、フィルター部３の内部を通ってフィルター支持部材６の装着穴部６ａから排気室７に排気される。一方、洗浄時等にフィルター支持部材６をフィルター部３と共に昇降移動させる際は、膨張シール４ａの内部空間から圧縮空気を排出して、フィルター支持部材６のシール座６ｄとの密着状態を解除する。

この実施形態において、フィルター支持部材６はフィルター昇降機構、例えばエアーシリンダ１２によって昇降移動させることができる。エアーシリンダ１２は排気室５の上部壁に適宜の手段で固定され、そのピストンロッド１２ａは排気室５を貫通してフィルター支持部材６の中心部に連結されている。洗浄時等にエアーシリンダ１２を作動させると、フィルター支持部材６がフィルター部３と共に図１に示す位置から下降する。尚、フィルター昇降機構に、フィルター支持部材６を回転させる機能を付加しても良い。

流動層容器１の処理室２に収容された粉粒体Ｍは、気体分散板２ａを介して流動層容器１内に導入される気体Ａによって浮遊流動される。そして、この粉粒体Ｍの流動層に向けてスプレーノズル１０からスプレー液（膜剤液、結合剤液等）が噴霧される。スプレーノズル１０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Ｍ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Ｍの表面に付着し、乾燥固化されて、粉粒体粒子Ｍ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１０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Ｍ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）。

粉粒体Ｍを浮遊流動させた気体Ａは、処理室２を上昇してフィルター室４に入り、各フィルター部３によって固気分離され、フィルター支持部材６の装着穴部６ａを通って排気室５に流入する。そして、排気室５に接続された排気ダクト１３を通って流動層容器１の外部に排気される。

また、何らかの理由により処理室２内で爆発が起こり、流動層容器１内（処理室２及びフィルター室４内）の圧力又は温度が所定値に達すると、爆発放散部３Ｂの放散口部材３Ｂ１が、流動層容器１内の圧力によって破裂し又は流動層容器１内の温度によって焼失して、爆発放散部３Ｂが開かれる。この実施形態では、爆発放散部３Ｂの放散口部材３Ｂ１が、基体部３Ａの濾材３Ａ１よりも焼失温度が低い樹脂製の織布で形成されているため、放散口部材３Ｂ１は流動層容器１内の温度によって焼失する。放散口部材３Ｂ１が焼失して、爆発放散部３Ｂが開かれると、流動層容器１内の爆発圧力（爆風）が、保持部材３Ｂ２の保持柱３Ｂ２３の間隔部を通ってフィルター支持部材６の装着穴部６ａから排気室７に放散される。従って、フィルター部３の基体部３Ａやフィルター支持部材６は、大きな爆発圧力を受けず、爆発圧力による損傷から保護される。

ところで、粉粒体Ｍの処理時、粉粒体Ｍやその微粉、スプレーダスト（スプレー液が粉粒体Ｍに付着せずに乾燥固化して生成される微粉）がフィルター部３の濾材３Ａ１と放散口部材３Ｂ１の外周面に付着して滞留すると、フィルター部３の濾過性能が低下してしまうので、濾過性能を回復するため、フィルター部３の逆洗が行われる。一般に、フィルターの逆洗は、フィルターの内部に圧縮気体（逆洗気体）を断続的又は連続的に供給して、フィルターの外周面に付着した粉体を払い落とす操作であるが、逆洗気体の供給側であるフィルターの上部分には逆洗気体が充分に行き渡りにくく、フィルターの上部分での払落し効果が不充分になり易い。これに対して、この実施形態のフィルター部３では、装着穴部６ａの側（上側）に位置する放散口部材３Ｂ１が濾材３Ａ１よりも柔軟性が高い樹脂製の織布で形成されているので、装着穴部６ａを介してフィルター部３の内部に逆洗気体を供給したとき、放散口部材３Ｂ１が逆洗気体の圧力によって外周側に膨張変形し、この膨張変形によって、放散口部材３Ｂ１の外周面に付着した粉体も効果的に払い落とされる。従って、この実施形態のフィルター部３では、逆洗操作によって、濾材３Ａ１と放散口部材３Ｂ１の外周面に付着した粉体が効果的に払い落とされ、所期の濾過性能が回復される。

本発明は、上述したような流動層装置に限らず、転動流動層装置やワースター式流動層装置等の複合型流動層装置にも同様に適用できる。

１ 流動層容器
２ 処理室
３ フィルター部
３Ａ 基体部
３Ａ１ 濾材
３Ｂ 爆発放散部
３Ｂ１ 放散口部材
３Ｂ２ 保持部
４ フィルター室
５ 排気室
６ フィルター支持部材
６ａ 装着穴部

Claims (5)

1. 流動層容器内で粉粒体を気体により浮遊流動させながら造粒、コーティング、及び乾燥のうち少なくとも一の処理を行う流動層装置において、
   前記流動層容器は、粉粒体の処理を行う処理室と、該処理室の上方に位置し、固気分離用のフィルター部が配されるフィルター室と、該フィルター室の上方に位置する排気室と、前記フィルター室と前記排気室とを仕切ると共に、前記フィルター部が装着される装着穴部を有するフィルター支持部材とを備え、
   前記フィルター部は、通気性の濾材を有する基体部と、該基体部の濾材よりも破裂又は焼失し易い素材で形成された放散口部材を有する爆発放散部とを備え、該爆発放散部は、前記流動層容器内で爆発が起こったときに、前記放散口部材が破裂又は焼失し、前記流動層容器内の爆発圧力を前記フィルター支持部材の前記装着穴部を介して前記排気室に放散することを特徴とする流動層装置。
2. 前記放散口部材は、前記基体部の濾材と同じか又は小さい通気度を有する通気性の濾材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の流動層装置。
3. 前記放散口部材は、樹脂又は金属の織布又は不織布で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の流動装置。
4. 前記爆発放散部は、前記フィルター支持部材の装着穴に装着され、前記基体部は、前記爆発放散部に装着されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の流動層装置。
5. 前記爆発放散部は、前記フィルター支持部材の装着穴部に装着される保持部材と、該保持部材に保持される前記放散口部材とで構成され、前記基体部は、前記爆発放散部の前記保持部材に装着されていることを特徴とする請求項４に記載の流動層装置。

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