JP2022089611A - 連続式粉体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理容器内で粉体を適切に送る。【解決手段】粉体の混合又は粉体から顆粒の造粒を行う連続式粉体処理装置は、入口から出口へ向かう横向きの送り方向に延びる筒状の処理容器と、処理容器の入口と接続された供給管と、供給管内に設けられて供給管内の粉体を処理容器の入口へ送り出すスクリューと、処理容器内に配置されて送り方向に延びる回転シャフトと、処理容器内で回転シャフトに固定された送り方向に並ぶ複数の回転羽根であって、回転することにより、送り方向へ移動する送り力を当該粉体に与えるとともに粉体を攪拌及び解砕する複数の回転羽根と、を備える。複数の回転羽根の各々は回転方向の前部にナイフエッジを有する。複数の回転羽根は複数の標準羽根と少なくとも１つの送り羽根とを含み、送り羽根が複数の標準羽根の各々よりも大きな送り力を粉体に与える。【選択図】図１

Description

本発明は、粉体の混合又は湿潤した粉体から顆粒の造粒を行う連続式粉体処理装置に関する。

従来から、例えば医薬品、化学薬品、食品などの分野では、複数の粉体を混合し、混合粉体を湿潤させ、その湿潤粉体から顆粒を製造することが行われている。粉体はそのままではハンドリングが困難であるため、顆粒とすることでハンドリング性を向上させることができる。このように粉体の混合や、湿潤粉体からの造粒に用いられる連続式粉体処理装置が知られている。特許文献１は、この種の連続式粉体処理装置を開示する。

特許文献１の連続式粉体処理装置（特許文献１では、「連続式撹拌処理装置」と称呼）は、軸方向一方の端部に入口が設けられ他方の端部に出口が設けられた筒状の処理容器と、処理容器の内部に挿通されたアジテータとを備える。アジテータは、回転軸と、回転軸の外周部に設けられた複数の攪拌羽根とを有する。攪拌羽根の各々は、回転面(即ち、回転軸に直角な面)と平行に扁平な形状を有し、当該攪拌羽根の回転方向の前部には片刃状のナイフエッジ部が設けられている。この攪拌羽根が回転軸を中心として回転することにより、処理容器内の被処理物が攪拌混合されるとともに、被処理物がナイフエッジ部で解砕されて分散される。

特開２０１６－７５７１号公報

上記特許文献１の攪拌羽根では、ナイフエッジ部の回転面に対する傾きによって、被処理物が処理容器の入口から出口へ向けて送られる。処理容器内での被処理物の滞留時間を確保する観点からは、処理容器内で回転する羽根による被処理物の送り作用は小さいほうが望ましい。一方で、回転する羽根による被処理物の送り作用が小さいと、被処理物（例えば、バインダと粉体）の混合が十分に進んでいない箇所では、処理容器内の他の場所と比較して被処理物が処理容器の壁に付着しやすいなどの課題もある。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、粉体の混合又は粉体から顆粒の造粒を行う連続式粉体処理装置において、処理容器内で粉体を適切に送る技術を提案することにある。

本発明の一態様に係る連続式粉体処理装置は、粉体の混合又は粉体から顆粒の造粒を行う連続式粉体処理装置であって、
入口及び出口を有し、前記入口から前記出口へ向かって横向きの送り方向に延びる筒状の処理容器と、
前記処理容器の前記入口と接続された供給管と、
前記供給管内に配置されて、前記供給管内の前記粉体を前記処理容器の前記入口へ送り出すスクリューと、
前記処理容器内に配置されて前記送り方向に延びる回転シャフトと、
前記処理容器内で前記回転シャフトに固定された前記送り方向に並ぶ複数の回転羽根であって、回転することにより、前記送り方向へ移動する送り力を前記粉体に与えるとともに前記粉体を攪拌及び解砕する複数の回転羽根と、を備え、
前記複数の回転羽根の各々は回転方向の前部にナイフエッジを有し、
前記複数の回転羽根は複数の標準羽根と少なくとも１つの送り羽根とを含み、前記送り羽根が前記複数の標準羽根の各々よりも大きな前記送り力を前記粉体に与えるように構成されていることを特徴としている。

上記構成の連続式粉体処理装置によれば、粉体の移動が滞る要因があるところに送り羽根が配置されることによって局所的に粉体の移動が促進されるが、処理容器全体としての粉体の移動は標準羽根の送り力に律速される。このように、処理容器での粉体の滞留時間を確保しつつ、局所的な粉体の滞留を抑制して粉体をより均一に移動させることができる。よって、連続式粉体処理装置では、粉体の送りムラに起因する造粒ムラや混合ムラが抑えられ、安定した造粒や混合を行うことができる。

また、本発明の別の一態様に係る連続式粉体処理装置は、粉体の混合又は粉体から顆粒の造粒を行う連続式粉体処理装置であって、
入口及び出口を有し、前記入口から前記出口へ向かって横向きの送り方向に延びる筒状の処理容器と、
前記処理容器の前記入口と連続して配置され、前記送り方向に延びる供給管と、
前記供給管内に配置されて、前記供給管内の前記粉体を前記処理容器の前記入口へ送り出すスクリューと、
前記処理容器内に配置されて前記送り方向に延びる回転シャフトと、
前記処理容器内で前記回転シャフトに固定された前記送り方向に並ぶ複数の回転羽根であって、回転することにより、前記送り方向へ移動する送り力を前記粉体に与えるとともに前記粉体を攪拌及び解砕する複数の回転羽根と、を備え、
前記複数の回転羽根の各々は回転方向の前部にナイフエッジを有し、
前記複数の回転羽根は複数の標準羽根と少なくとも１つの戻し羽根とを含み、前記送り方向と逆の戻り方向へ移動する戻り力を前記粉体に与えるように構成されていることを特徴としている。

上記構成の連続式粉体処理装置によれば、回転する戻し羽根が局所的に配置されて粉体に戻り力が与えられることによって、粉体の処理容器での滞留時間を延ばすことができる。これにより、処理容器での処理量が比較的少ない場合であっても、粉体が適切な滞留時間だけ処理容器に留まるように粉体を送ることができるので、造粒不足や混合不足を抑制することができる。

本発明によれば、粉体の混合又は粉体から顆粒の造粒を行う連続式粉体処理装置において、処理容器内で粉体を適切に送る技術を提案することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る連続式粉体処理装置の縦断面図である。 図２は、図１のII－II線に沿った横断面図である。 図３は、図１の要部の拡大図である。 図４は、図３のIV－IV線に沿った正面断面図である。 図５（Ａ）は標準羽根を含む羽根部品の構成を示す図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＶＢ矢視図である。 図６（Ａ）は送り羽根を含む羽根部品の構成を示す図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のVIＢ矢視図である。 図７は、本実施形態の変形例１に係る連続式粉体処理装置の縦断面図である。 図８（Ａ）は戻し羽根を含む羽根部品の構成を示す図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のVIIIＢ矢視図である。

図１及び図２に、本発明の一実施形態に係る連続式粉体処理装置１を示す。この連続式粉体処理装置１は、粉体の混合又は湿潤した粉体の造粒に用いられるものである。例えば、湿潤前の混合粉体の平均粒径は３０～７０μｍであり、顆粒の平均粒径は８０～２５０μｍである。

〔連続式粉体処理装置１の概略構成〕
本実施形態に係る連続式粉体処理装置１は、横向きに延びる筒状の処理容器２と、処理容器２の入口２ａと連続して配置された供給管３と、処理容器２及び供給管３の内部に配置された回転シャフト４と、供給管３内において回転シャフト４に取り付けられたスクリュー５と、処理容器２内において回転シャフト４に取り付けられた複数の回転羽根６とを備える。

処理容器２は、両端開放の筒状体であって、一方の開口端部の内周面２ｃによって形成された入口２ａと、他方の開口端部の内周面２ｃによって形成された出口２ｂとを有する。入口２ａから出口２ｂへ向かう横向きの方向を「送り方向Ｘ」と称し、送り方向Ｘと反対方向を「戻り方向Ｙ」と称する。送り方向Ｘ及び戻り方向Ｙは、処理容器２の中心軸２０の延在方向と平行である。本実施形態に係る処理容器２では、中心軸２０は略水平に延びる。但し、処理容器２の中心軸２０は、入口２ａから出口２ｂへ向かって下向きに若干傾斜してもよいし、入口２ａから出口２ｂへ向かって上向きに若干傾斜してもよい。このように処理容器２の中心軸２０を傾斜させることで、処理容器２内での粉体の滞留時間を調整することができる。

本実施形態では、処理容器２の内周面２ｃの入口側端部が径方向内向きに張り出しており、入口２ａの直径が出口２ｂの直径よりも小さい。即ち、処理容器２の内周面２ｃは、入口側端部以外では、一定の直径Ｄの円筒面である。処理容器２の入口２ａに、供給管３の端部が嵌入されている。

供給管３の内部には、送り方向Ｘと平行に延びる円筒状のガイド穴３ａが設けられている。ガイド穴３ａは処理容器２の内部と連通している。供給管３の処理容器２と連通される端部には、第１閉塞部材１２が接合されている。第１閉塞部材１２と処理容器２の入口側端面との間の空間には、当該空間へ処理容器２の入口２ａと供給管３との間の隙間を通じて粉体が流入するのを防止するために、図略の圧縮機から圧縮空気が導入される。この圧縮空気は、処理容器２の入口２ａと供給管３との間の隙間を通じて処理容器２の内部へ流出する。

供給管３には、上向きに開口する投入口３ｂが設けられている。この投入口３ｂにホッパー３５が接続されている。ホッパー３５には、混合される粉体、又は、処理液が添加されて湿潤した粉体が投入される。

本実施形態において、処理容器２はフレーム１１によって回転可能に支持されている。フレーム１１は、処理容器２の側方に位置するベース１１ａと、ベース１１ａから突出する一対の容器支持部１１ｂ，１１ｃを含む。容器支持部１１ｂ，１１ｃは、ベアリング２１，２２を介して処理容器２を中心軸２０を中心として回転可能に支持する。

フレーム１１のベース１１ａには、処理容器２を回転させる電動機７１が取り付けられている。電動機７１の出力シャフト及び処理容器２の外周面には、ベベルギア７２，７３がそれぞれ設けられており、それらのベベルギア７２，７３が互いに噛み合っている。

フレーム１１のベース１１ａには電動機支持部１６が固定されており、この電動機支持部１６に、回転シャフト４を回転させる電動機７５が取り付けられている。更に、フレーム１１の容器支持部１１ｂには、ベアリング２１及びその内側を覆う第１閉塞部材１２が固定されており、容器支持部１１ｃには、ベアリング２２及びその内側を覆う第２閉塞部材１３が固定されている。本実施形態では、第１閉塞部材１２が円盤状であり、供給管３と一体となっている。第２閉塞部材１３は環状であり、処理容器２に貫通されている。また、フレーム１１の容器支持部１１ｂ，１１ｃには、それらの間の空間を覆うカバー１５が取り付けられている。第２閉塞部材１３には、処理容器２の出口２ｂから排出される顆粒を案内するシュート１４が取り付けられている。

図３及び図４に示すように、回転シャフト４は、処理容器２内及び供給管３内において、処理容器２の軸方向（即ち、送り方向Ｘ）に延びている。本実施形態では、供給管３内及び処理容器２内における回転シャフト４の断面形状が正方形状である。但し、回転シャフト４の形状はこれに限られるものではない。

本実施形態では、回転シャフト４の中心軸４０が処理容器２の中心軸２０よりも下方に位置している。即ち、回転シャフト４は処理容器２に対し偏心している。例えば、処理容器２の中心軸２０に対する回転シャフト４の中心軸４０の偏心量ｅは、処理容器２の内周面２ｃの中央部及び出口側端部の直径Ｄの１／６～１／１２である。

更に、本実施形態では、回転シャフト４の回転方向が処理容器２の回転方向と同じであるとともに、回転シャフト４の回転速度が処理容器２の回転速度よりも速い。回転シャフト４の回転速度は、後述する回転羽根６の先端部での周速が１０ｍ／ｓ程度となるように設定され、処理容器２の回転速度は、処理容器２の内周面２ｃでの周速が１ｍ／ｓ程度となるように設定される。

供給管３内では、回転シャフト４の周囲にスクリュー５が設けられている。スクリュー５は、回転シャフト４に挿通されるボス５１と、ボス５１の外周面に設けられた螺旋状のスクリュー羽根５２を含む。スクリュー５の長さは、ガイド穴３ａの長さと同程度である。

一方、処理容器２内では、回転シャフト４の周囲に複数の回転羽根６が設けられている。回転シャフト４には複数の羽根部品６０と複数のスペーサリング６１とが挿通されている。スペーサリング６１によって、送り方向Ｘに並ぶ羽根部品６０同士の間隙が調整される。以下、回転羽根６及びそれを含む羽根部品６０について詳細に説明する。

〔羽根部品６０の構成〕
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）、並びに、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、羽根部品６０は、回転シャフト４が挿通されるボス６５と、ボス６５の周囲から放射状に延びる一対の回転羽根６とからなる。一対の回転羽根６は、ボス６５を介して対角（又は、点対称）に配置されている。ボス６５には、回転シャフト４が挿通されるボス孔６ａが形成されている。本実施形態では、ボス孔６ａは回転シャフト４の断面形状と対応した正方形状を呈する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、一対の回転羽根６が同一平面内に収まる場合には、ボス６５は省略されてもよい。

各回転羽根６は、略菱形の板状体である。回転羽根６の回転方向Ｒ前部には、回転方向Ｒ前方へ向かって尖るようにナイフエッジ６ｂが形成されている。ナイフエッジ６ｂは、回転方向Ｒ前方に向かって、入口２ａへ近づく（出口２ｂから遠ざかる）ように傾斜している。このため、回転羽根６が回転すると、ナイフエッジ６ｂによって、粉体へ処理容器２の出口２ｂへ向かう送り力が付与される。

図３及び図４に戻って、複数の羽根部品６０は、隣り合う羽根部品６０の位相が９０°ずれるように、回転シャフト４に取り付けられる。隣り合う羽根部品６０の間には、スペーサリング６１が適宜配置される。各スペーサリング６１は、回転シャフト４の断面形状と対応した正方形状の貫通孔を有し、回転シャフト４に挿通される。回転シャフト４の先端には、羽根部品６０及びスペーサリング６１の落脱を防止する、保持部材６２が取り付けられている。羽根部品６０の直径Ｌは、各回転羽根６と処理容器２の内周面２ｃとの最短距離（処理容器２の中心軸２０の真下でのクリアランス）が数ミリ（例えば、１～５ｍｍ）程度となるように設定される。

複数の回転羽根６は、複数の標準羽根６Ａと少なくとも１つの送り羽根６Ｂとを含む。本実施形態では、標準羽根６Ａを有する羽根部品６０Ａと、送り羽根６Ｂを有する羽根部品６０Ｂとが、回転シャフト４に取り付けられている。

回転する標準羽根６Ａ及び送り羽根６Ｂは、ともに、送り方向Ｘへ移動する送り力を粉体に与えるとともに、粉体を攪拌及び解砕する機能を有する。各送り羽根６Ｂは、各標準羽根６Ａよりも大きな送り力を粉体に与えるように構成されている。

具体的には、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、各標準羽根６Ａの羽根角θＡは、概ね０°である。なお、羽根角とは、回転面Ｓ(即ち、回転シャフト４の中心軸４０に直角な面)に対する羽根の断面の傾きと規定される。これに対し、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、各送り羽根６Ｂの少なくとも根本部の羽根角θＢは、標準羽根６Ａの羽根角θＡよりも大きい。送り羽根６Ｂでは、回転方向Ｒ前部が回転方向Ｒ後部よりも送り方向Ｘへ後退した位置（換言すれば、戻り方向Ｙへ前進した位置）にある。

送り羽根６Ｂの羽根角θＢは、標準羽根６Ａの羽根角θＡよりも大きいことから、粉体へより大きな送り力を与えることができる。送り羽根６Ｂの羽根角θＢが大きいほど、送り力は大きくなる一方で送り羽根６Ｂに付着する粉体の量が増える。より詳細には、送り羽根６Ｂが処理容器２へ粉体を押し付ける力は羽根角θＢの増大に伴って大きくなり９０°で最大となるが、送り羽根６Ｂの送り力は羽根角θＢの増大に伴って大きくなり或る角度（約４５°）を超えると減少して９０°でゼロとなる。このような理由から、送り羽根６Ｂの羽根角θＢは１°～１５°であることが望ましい。

送り羽根６Ｂは、根本部（即ち、ボス６５との接続部分）の羽根角と、先端部（即ち、ボス６５から放射方向・半径方向に最も離れた部分）の羽根角とが、略同一であってよい。また、送り羽根６Ｂは、根本部と先端部とで羽根角の異なる、所謂「捩じり羽根」であってもよい。この場合、送り羽根６Ｂは、根本部の羽根角が羽根角θＢであり、先端へいくにつれて羽根角が小さくなり、先端部の羽根角が略０°（又は、標準羽根６Ａの羽根角θＡと同じ）であるように、形成されていてよい。このように送り羽根６Ｂを先端部の羽根角の大きさが根本部と比較して小さい捩じり羽根とすることによって、送り羽根６Ｂの根本部では粉体を放射方向（半径方向）へ移動させる力が大きくなる。これにより、送り羽根６Ｂの根本部によって粉体は先端側へ押し出され、粉体は周速の速い送り羽根６Ｂの先端部に集められる結果、造粒効果を高めることができる。

また、図１～３に示す例では、処理容器２の入口２ａの側から一段目及び二段目の回転羽根６が送り羽根６Ｂであり、その他の段の回転羽根６は標準羽根６Ａとなっている。この場合、一段目の送り羽根６Ｂの羽根角と、二段目の送り羽根６Ｂの羽根角は略同一であってよい。或いは、一段目の送り羽根６Ｂの羽根角は、二段目の送り羽根６Ｂの羽根角よりも大きくてよい。また、送り羽根６Ｂは処理容器２の入口２ａの側から連続する二段となっているが、２段の送り羽根６Ｂの間に標準羽根６Ａからなる段が介されていてもよい。

上記では、送り羽根６Ｂが処理容器２の入口２ａの側に局所的に設けられた例を示したが、送り羽根６Ｂは上記例に限らず、送り方向Ｘに並ぶ複数の回転羽根６のうち粉体の送り方向Ｘの移動が阻害される要因がある部分に局所的に設けられてよい。また、送り羽根６Ｂは、連続する二段に限られず、間に標準羽根６Ａの段を介した一つおきの二段、又は、単段で設けられてもよい。

〔連続式粉体処理装置１の動作〕
ここで、上記構成の連続式粉体処理装置１で湿潤粉体の造粒を行う場合の動作について説明する。連続式粉体処理装置１では、ホッパー３５に貯留されている湿潤粉体（例えば、バインダと粉体との混合体）が、投入口３ｂを通じて供給管３内へ投入される。供給管３内の湿潤粉体は、スクリュー５の回転によって処理容器２の入口２ａへ定量的に供給される。処理容器２内では、回転羽根６が回転シャフト４と一体的に回転することによって、湿潤粉体が送り方向Ｘへ送られるとともに、湿潤粉体が混合及び解砕される。湿潤粉体は、処理容器２を送り方向Ｘへ移動するうちに顆粒となって出口２ｂから排出される。このようにして顆粒が製造され、製造された顆粒が処理容器２の出口２ｂから排出される。なお、連続式粉体処理装置１が造粒に用いられる場合について説明したが、連続式粉体処理装置１は粉体の混合に用いられる場合も前述と同様に動作する。

〔変形例〕
次に、上記実施形態に係る連続式粉体処理装置１の変形例を説明する。図７は、本実施形態の変形例１に係る連続式粉体処理装置１Ａの縦断面図である。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態に係る連続式粉体処理装置１と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図７に示す本実施形態の変形例１に係る連続式粉体処理装置１Ａでは、複数の回転羽根６が、複数の標準羽根６Ａ及び少なくとも１つの送り羽根６Ｂのほかに、少なくとも１つの戻し羽根６Ｃを含む。本変形例では、標準羽根６Ａを有する羽根部品６０Ａと、送り羽根６Ｂを有する羽根部品６０Ｂと、戻し羽根６Ｃを含む羽根部品６０Ｃとが、回転シャフト４に取り付けられている。

回転する戻し羽根６Ｃは、戻り方向Ｙへ移動する戻り力を粉体に与える。具体的には、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、戻し羽根６Ｃの少なくとも根本部の羽根角θＣの大きさ（絶対値）は、標準羽根６Ａの羽根角θＡの大きさと比較して大きい。また、戻し羽根６Ｃの少なくとも根本部の羽根角θＣの傾きは、送り羽根６Ｂの少なくとも根本部の羽根角θＢの傾きと逆向きである。即ち、戻し羽根６Ｃでは、回転方向Ｒ前部が回転方向Ｒ後部よりも送り方向Ｘへ前進した位置（換言すれば、戻り方向Ｙへ後退した位置）にある。

戻し羽根６Ｃは、根本部（即ち、ボス６５との接続部分）の羽根角と、先端部（即ち、ボス６５から放射方向・半径方向に最も離れた部分）の羽根角とが、略同一であってよい。また、戻し羽根６Ｃは、根本部と先端部とで羽根角の異なる、所謂「捩じり羽根」であってもよい。この場合、戻し羽根６Ｃは、根本部の羽根角が羽根角θＣであり、先端へいくにつれて羽根角が小さくなり、先端部の羽根角が略０°（又は、標準羽根６Ａの羽根角θＡと同じ）であるように、形成されていてよい。このように戻し羽根６Ｃを先端部の羽根角の大きさが根本部と比較して小さい捩じり羽根とすることによって、戻し羽根６Ｃの根本部では粉体を放射方向（半径方向）へ移動させる力が大きくなる。これにより、戻し羽根６Ｃの根本部によって粉体は先端側へ押し出され、粉体は周速の速い戻し羽根６Ｃの先端部に集められる結果、造粒効果を高めることができる。

図７に示す例では、回転シャフト４の周囲に設けられた複数の回転羽根６において、処理容器２の入口２ａの側から一段目及び二段目の回転羽根６が送り羽根６Ｂであり、処理容器２の出口２ｂの側から四段目及び五段目の回転羽根６は戻し羽根６Ｃであり、残りの段の回転羽根６は標準羽根６Ａとなっている。送り羽根６Ｂの羽根角θＢの大きさ（絶対値）は、戻し羽根６Ｃの羽根角θＣの大きさよりも大きい。

このように、送り羽根６Ｂは処理容器２の入口２ａの側に局所的に配置され、戻し羽根６Ｃは処理容器２の出口２ｂの側に局所的に配置されている。但し、顆粒が処理容器２の出口２ｂから速やかに排出されるようにするために、複数の回転羽根６のうち最も出口２ｂに近い段には標準羽根６Ａが配置されることが好ましく、戻し羽根６Ｃは複数の回転羽根６のうち出口２ｂの側から数段おいたところに配置されることが好ましい。また、上記では複数段に渡って戻し羽根６Ｃが設けられているが、戻し羽根６Ｃは一段であってもよい。

本実施形態の変形例１に係る連続式粉体処理装置１Ａでは、複数の回転羽根６に複数の標準羽根６Ａ、少なくとも１つの送り羽根６Ｂ、及び、少なくとも１つの戻し羽根６Ｃが含まれるが、このうち送り羽根６Ｂが省略されてもよい。この場合、回転する戻し羽根６Ｃが局所的に配置されて粉体に戻り力が与えられることによって、粉体の処理容器２での滞留時間を延ばすという効果が得られる。

〔総括〕
以上に説明した通り、本実施形態に係る連続式粉体処理装置１は、粉体の混合又は粉体から顆粒の造粒を行う連続式粉体処理装置１であって、
入口２ａ及び出口２ｂを有し、入口２ａから出口２ｂへ向かって横向きの送り方向Ｘに延びる筒状の処理容器２と、
処理容器２の入口２ａと接続された供給管３と、
供給管３内に配置されて、供給管３内の粉体を処理容器２の入口２ａへ送り出すスクリュー５と、
処理容器２内に配置されて送り方向Ｘに延びる回転シャフト４と、
処理容器２内で回転シャフト４に固定された送り方向Ｘに並ぶ複数の回転羽根６であって、回転することにより、送り方向Ｘへ移動する送り力を当該粉体に与えるとともに粉体を攪拌及び解砕する複数の回転羽根６と、を備える。
そして、複数の回転羽根６の各々は回転方向Ｒの前部にナイフエッジ６ｂを有し、複数の回転羽根６は複数の標準羽根６Ａと少なくとも１つの送り羽根６Ｂとを含み、送り羽根６Ｂが複数の標準羽根６Ａの各々よりも大きな送り力を粉体に与えるように構成されていることを特徴としている。

上記構成の連続式粉体処理装置１によれば、粉体の移動が滞る要因があるところ（一か所に限定されない）に送り羽根６Ｂが配置されることによって局所的に粉体の移動が促進されるが、処理容器２全体としての粉体の移動は標準羽根６Ａの送り力に律速される。従って、処理容器２での粉体の滞留時間を確保しつつ、局所的な粉体の滞留を抑制して粉体をより均一に移動させることができる。よって、連続式粉体処理装置１では、粉体の送りムラに起因する造粒ムラや混合ムラが抑えられ、安定した造粒や混合が行われる。

また、本実施形態に係る連続式粉体処理装置１において、送り羽根６Ｂは、複数の回転羽根６のうち処理容器２の入口２ａの側に配置されている。

処理容器２の入口２ａでは、粉体の混合が十分に進んでいないことから、処理容器２内の他の場所と比較して粉体が処理容器２の壁に付着しやすい。よって、処理容器２の入口２ａの近傍に配置された送り羽根６Ｂによって局所的に粉体の移動が促進されることによって、粉体の処理容器２の壁への付着が抑制される。

処理容器２の入口２ａの近傍では、処理容器２と供給管３との間隙に粉体が入り込まないように、この間隙を通じた圧縮空気の供給が行われる。混合が十分に進んでいない湿潤粉体は、含水量が不均等で、含水量が多い部分は付着しやすく、隙間からの空気の流出を阻害する。処理容器２の入口２ａの近傍で混合が十分に進んでいない湿潤粉体の濃度が過剰に高くなると、上記間隙のシールが難しくなることから、供給量を増大させることが難しい。これに対し、処理容器２の入口２ａの近傍に配置された送り羽根６Ｂによって局所的に粉体の移動が促進されれば、処理容器２の入口２ａの近傍における粉体の滞留量を抑えられて、圧縮空気による上記間隙の良好なシールを維持することが可能となる。これにより、処理容器２への粉体の供給量を増大させることが可能となり、全体としての処理量を増加させることが可能となる。

また、本実施形態に係る連続式粉体処理装置１では、複数の標準羽根６Ａの各々は第１羽根角θＡを有し、送り羽根６Ｂは少なくとも根本部において第１羽根角θＡよりも大きな第２羽根角θＢを有する。

このように、送り羽根６Ｂの羽根角を標準羽根６Ａの羽根角よりも大きくすることで、送り羽根６Ｂが粉体へ与える送り力を標準羽根６Ａが湿潤流体へ与える送り力よりも大きくしている。

上記において、第２羽根角θＢは、１°以上１５°以下であることが好ましい。これにより、送り羽根６Ｂへの粉体の付着が抑制される範囲で、粉体に与える送り力を増大させることができる。

また、上記実施形態の変形例に係る連続式粉体処理装置１Ａでは、複数の回転羽根６は、送り方向Ｘと逆の戻り方向Ｙへ移動する戻り力を粉体に与える少なくとも１つの戻し羽根６Ｃを更に含む。

回転する戻し羽根６Ｃが局所的に配置されて粉体に戻り力が与えられることによって、粉体の処理容器２での滞留時間を延ばすことができる。これにより、処理容器２での処理量が比較的少ない場合であっても、粉体を適切な滞留時間だけ処理容器２に留めておくことができるので、造粒不足や混合不足を抑制することができる。

また、上記実施形態の変形例に係る連続式粉体処理装置１Ａでは、戻し羽根６Ｃは、複数の回転羽根６のうち処理容器２の出口２ｂの側に配置されている。このように戻し羽根６Ｃが配置されることで、標準羽根６Ａでの攪拌や解砕に与える影響を抑えつつ、粉体の処理容器２での滞留時間を効果的に延ばすことができる。なお、複数の回転羽根６が戻し羽根６Ｃを含む場合、送り羽根６Ｂが省略されてもよい。

また、上記実施形態の変形例に係る連続式粉体処理装置１Ａでは、戻し羽根６Ｃの羽根角θＣの大きさ（絶対値）は、送り羽根６Ｂの羽根角θＢの大きさよりも小さい。

これにより、１枚の戻し羽根６Ｃが粉体に与える戻し力よりも１枚の送り羽根６Ｂが粉体に与える送り力のほうが大きい。このようにして、送り力と戻し力とのバランスを図ることにより、処理容器２内の粉体を、より均一で、且つ、十分な滞留時間が確保できるように、移動させることができる。

また、本実施形態に係る連続式粉体処理装置１，１Ａにおいて、処理容器２は筒の中心軸２０（軸心）を中心として回転するように構成されており、回転シャフト４の回転方向は、処理容器２の回転方向と同じであり、回転シャフト４の回転速度は、処理容器２の回転速度よりも速い。

このように処理容器２が回転することによって粉体の流動が促進されて、処理容器２の内周面２ｃへの粉体の付着が抑制され、粉体の均一化が期待される。回転シャフト４の回転方向と処理容器２の回転方向は逆であってもよいが、その場合は粉体が処理容器２内の下部に貯まりやすい。これに対し、回転シャフト４の回転方向と処理容器２の回転方向が同じであれば、粉体が処理容器２内の下部に貯まり難くすることができる。

また、本実施形態に係る連続式粉体処理装置１，１Ａにおいて、回転シャフト４の中心軸４０は、処理容器２の中心軸２０よりも下方に位置する。

この構成によれば、回転羽根６の上方に空間が確保されるため、処理容器２の内周面２ｃに追従して持ち上がった粉体が回転羽根６の上方で処理容器２の内周面２ｃから剥離して落下したときに回転羽根６に衝突して解砕される。従って、回転シャフト４の中心軸４０と処理容器２の中心軸２０とが一致している場合に比べて、造粒効果や混合効果を向上させることができる。

以上に本発明の好適な実施の形態（及び変形例）を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態の具体的な構造及び／又は機能の詳細を変更したものも本発明に含まれ得る。上記の構成は、例えば、以下のように変更することができる。

例えば、上記の連続式粉体処理装置１，１Ａでは、処理容器２が回転するが、処理容器２は回転が固定されていてもよい。また、処理容器２が固定されている場合には、処理容器２と供給管３とが分離構成されて、処理容器２に上方に向けて開口した入口２ａが設けられていてもよい。

また、例えば、上記の連続式粉体処理装置１，１Ａでは、処理容器２の中心軸２０に対し回転シャフト４の中心軸４０が偏心しているが、処理容器２の中心軸２０に対し回転シャフト４の中心軸４０とが同心状に配置されていてもよい。

１，１Ａ ：連続式粉体処理装置
２ ：処理容器
２ａ ：入口
２ｂ ：出口
３ ：供給管
４ ：回転シャフト
５ ：スクリュー
６ ：回転羽根
６Ａ ：標準羽根
６Ｂ ：送り羽根
６Ｃ ：戻し羽根
６ｂ ：ナイフエッジ
２０ ：中心軸
４０ ：中心軸
Ｘ ：送り方向
Ｙ ：戻り方向

Claims (11)

1. 粉体の混合又は粉体から顆粒の造粒を行う連続式粉体処理装置であって、
   入口及び出口を有し、前記入口から前記出口へ向かって横向きの送り方向に延びる筒状の処理容器と、
   前記処理容器の前記入口と接続された供給管と、
   前記供給管内に配置されて、前記供給管内の前記粉体を前記処理容器の前記入口へ送り出すスクリューと、
   前記処理容器内に配置されて前記送り方向に延びる回転シャフトと、
   前記処理容器内で前記回転シャフトに固定された前記送り方向に並ぶ複数の回転羽根であって、回転することにより、前記送り方向へ移動する送り力を前記粉体に与えるとともに前記粉体を攪拌及び解砕する複数の回転羽根と、を備え、
   前記複数の回転羽根の各々は回転方向の前部にナイフエッジを有し、
   前記複数の回転羽根は複数の標準羽根と少なくとも１つの送り羽根とを含み、前記送り羽根が前記複数の標準羽根の各々よりも大きな前記送り力を前記粉体に与えるように構成されている、
   連続式粉体処理装置。
2. 前記送り羽根は、前記複数の回転羽根のうち前記処理容器の前記入口の側に配置されている、
   請求項１に記載の連続式粉体処理装置。
3. 前記複数の標準羽根の各々は第１羽根角を有し、前記送り羽根は少なくとも根本部において前記第１羽根角よりも大きな第２羽根角を有する、
   請求項１又は２に記載の連続式粉体処理装置。
4. 前記第２羽根角は、１°以上１５°以下である、
   請求項３に記載の連続式粉体処理装置。
5. 前記複数の回転羽根は、前記送り方向と逆の戻り方向へ移動する戻り力を前記粉体に与える少なくとも１つの戻し羽根を含む、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の連続式粉体処理装置。
6. 前記戻し羽根は、前記複数の回転羽根のうち前記処理容器の前記出口の側に配置されている、
   請求項５に記載の連続式粉体処理装置。
7. 前記戻し羽根の羽根角の大きさは、前記送り羽根の羽根角の大きさよりも小さい、
   請求項５又は６に記載の連続式粉体処理装置。
8. 前記処理容器は筒の中心軸を中心として回転するように構成されており、
   前記回転シャフトの回転方向は、前記処理容器の回転方向と同じであり、前記回転シャフトの回転速度は、前記処理容器の回転速度よりも速い、
   請求項１～７のいずれか一項に記載の連続式粉体処理装置。
9. 前記回転シャフトの中心軸は、前記処理容器の前記中心軸よりも下方に位置する、
   請求項８に記載の連続式粉体処理装置。
10. 粉体の混合又は粉体から顆粒の造粒を行う連続式粉体処理装置であって、
    入口及び出口を有し、前記入口から前記出口へ向かって横向きの送り方向に延びる筒状の処理容器と、
    前記処理容器の前記入口と接続された供給管と、
    前記供給管内に配置されて、前記供給管内の前記粉体を前記処理容器の前記入口へ送り出すスクリューと、
    前記処理容器内に配置されて前記送り方向に延びる回転シャフトと、
    前記処理容器内で前記回転シャフトに固定された前記送り方向に並ぶ複数の回転羽根であって、回転することにより、前記送り方向へ移動する送り力を前記粉体に与えるとともに前記粉体を攪拌及び解砕する複数の回転羽根と、を備え、
    前記複数の回転羽根の各々は回転方向の前部にナイフエッジを有し、
    前記複数の回転羽根は複数の標準羽根と少なくとも１つの戻し羽根とを含み、前記送り方向と逆の戻り方向へ移動する戻り力を前記粉体に与えるように構成されている、
    連続式粉体処理装置。
11. 前記戻し羽根は、前記複数の回転羽根のうち前記処理容器の前記出口の側に配置されている、
    請求項１０に記載の連続式粉体処理装置。

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