JP4820799B2 - 容器回転型造粒装置及び造粒システム - Google Patents
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特許庁、"標準技術集"、農薬製剤技術(B−1−(3)造粒、成形技術)、[online]、[平成19年10月18日検索]、インターネット[URL:http://www.jpo.go.jp/shiryou/index.htm]
上記のように構成した請求項1の発明に係る容器回転型造粒装置によれば、回転容器内で転動する粒子にプラズマフレームが噴射されると、粒子が溶融して付着性が生じ、周囲の粒子との接触により粒子同士が固着して造粒物が製造される。これにより、造粒物を構成した粒子間の結合強度を従来より向上させることができ、造粒後の破壊を防ぐことができる。
請求項2の発明によれば、プラズマフレームの状態が安定し、造粒物の性状のばらつきを抑えることができる。
請求項3の発明によれば、回転容器内の粒子群の表面がプラズマフレームによって加熱されるので、回転容器の内壁面への粒子の固着を防止することができる。
請求項4の発明によれば、回転容器内の粒子量が適正に保たれ、連続的に造粒物を製造することができる。
請求項6の発明に係る造粒システムによれば、核粒子供給装置から1粒ずつ落下した第2の粒子は、筒形加熱炉を通過する過程で加熱され、高温状態で回転容器内の第1の粒子群の中へと付与される。回転容器内の第1の粒子はプラズマフレームによって予熱されて第1の粒子の第2の粒子に対する付着性が高められており、その第1の粒子群の中に第2の粒子が付与されると、それら第1又は第2の粒子の少なくとも何れかが溶融して、核としての第2の粒子の表面に第1の粒子が固着した造粒物が製造される。これにより、造粒物を構成した第1の粒子と第2の粒子との間の結合強度を従来より向上させることができ、造粒後の破壊を防ぐことができる。なお、第1の粒子と第2の粒子の物性を異ならせると、それら異なる物性を併せ持った造粒物を製造することができる。
請求項7の発明によれば、核構成粒子供給装置から下方に排出された核構成粒子に風圧が付与されて、それら複数の核構成粒子が筒形加熱炉の真上又は筒形加熱炉の上部内側に集められる。それら集められた核構成粒子の何れかは、強制帯電手段によって帯電しているので、集められた核構成粒子同士を電気的に付着させた状態で筒形加熱炉に送り込むことができる。ここで、核構成粒子の物性を異ならせることで、それら異なる物性を併せ持った第2の粒子を生成することができる。
以下、図1〜11に基づいて本発明の容器回転型造粒装置10について説明する。
図1に示すように、容器回転型造粒装置10は、原料の粒子群(粉粒体)を回転パン12(本発明の「回転容器」に相当する)内で転動させて、粒子同士が結合した造粒物を生成するための転動造粒器11と、回転パン12へと原料の粒子群を補充する粒子補充装置20とを備えている。なお、粒子は、無機粒子(金属粒子)、有機粒子の何れでもよい。
回転パン12がモータ13によって回転駆動されると、回転パン12内で転動する粒子群のうち、比較的小さい未反応の粒子は回転パン12の底側に集められて転動し、その粒子群の表面に位置する粒子にプラズマフレームF1が当てられる。プラズマフレームF1が当たった粒子は、少なくとも表層部が溶融して付着性が高まり、周囲の粒子が付着する。これにより、複数の粒子が互いに付着した造粒物が形成される。造粒物は、回転パン12内で転動することで雪だるま式に大型化するに従い回転パン12の排出口12A側に移動し、プラズマフレームF1から徐々に離れていく。この過程で造粒物は冷却されて固化し、粒子同士が強固に固着する。そして、所定の大きさ(粒径)以上に成長した造粒物は、回転パン12の内面を転動して排出口12Aから排出される。なお、回転パン12の回転速度、傾斜角度、プラズマの状態、その他、造粒条件を最適化することで、プラズマに含まれるイオンやラジカルの作用により、造粒物にイオンを注入したり、表面に被膜を形成することも可能である。具体的には、プラズマフレーム生成用ガスを窒素とすれば、窒素イオンを注入したり窒化物の被膜を形成することが可能である。また、プラズマフレーム生成用ガスを酸素とすれば、酸素イオンを注入したり酸化物の皮膜を形成することが可能であり、プロパンガスやメタンガスとすれば炭素イオンを注入したり炭素皮膜を形成することが可能である。
図13〜図15に基づいて、本発明の造粒システム100について説明する。この造粒システム100は、上記第1実施形態の容器回転型造粒装置10と、核粒子供給装置60と、筒形加熱炉70とを備えてなる。
核粒子の表面全体が複数の子粒子によって覆われると、さらなる子粒子の付着は規制されると共に、その時点で造粒物は所定の粒径以上となり、回転パン12から排出される。なお、核粒子1つに対して付着する(造粒物1つ当たりの)子粒子の量はほぼ一定なので、回転パン12から排出された造粒物の重量から造粒物として排出された子粒子の量を概算することができ、その分の子粒子が粒子補充装置20から補充される。
この第3実施形態は、核粒子供給装置の構成が、上記第2実施形態と異なる。即ち、一次粒子で構成された核粒子ではなく、複数の核構成粒子を合体してなる核粒子を生成するために、本実施形態の核粒子供給装置は、核構成粒子を供給する複数(本実施形態では2つ)の核構成粒子供給装置80,80と、それら核構成粒子を帯電させるためのイオナイザ85,85(本発明の「強制帯電手段」、「風圧移動手段」に相当する)とを備えている。
この第4実施形態は、図19〜図23に示されており、粒子群収容容器の構成を上記第1〜第3実施形態と異ならせたものである。この粒子群収容容器90は、スクリーン壁91を1枚だけ備えている。スクリーン壁91は、図21に示すように、回転軸27Aを中心とした円周上に複数の粒子通過孔91Aを備えた構成をなしており、各粒子通過孔91Aの径は、粒子の粒径の数倍程度の大きさとなっている。
[他の実施形態]
11 転動造粒器
12 回転パン(回転容器)
15 プラズマトーチ
20 粒子補充装置
45 計量装置(排出量計測手段)
50 制御装置(プラズマ制御装置)
51 ラジカル測定装置
60 核粒子供給装置
70 筒形加熱炉
80 核構成粒子供給装置
85 イオナイザ(強制帯電手段、風圧移動手段)
100 造粒システム
F1 プラズマフレーム
Claims (7)
- 上面が開放した円筒形又は円錐形の回転容器を中心軸が重力方向に対して傾斜した状態にしてその中心軸回りに回転駆動すると共に、前記回転容器内に収容した粒子が互いに固着して所定の粒径以上まで成長した場合に、前記回転容器の内面を転動して前記回転容器外へと落下するように前記回転容器の回転速度を設定した容器回転型造粒装置であって、
前記回転容器内の前記粒子に向けてプラズマフレームを噴射して前記粒子同士を互いに固着させるためのプラズマトーチを備えたことを特徴とする容器回転型造粒装置。 - 前記プラズマフレームのラジカルを測定するラジカル測定装置と、前記ラジカルが一定の値になるように前記プラズマトーチへのプラズマフレーム生成用ガスの供給量又は供給圧力又はプラズマ発生用電力を調節するプラズマ制御装置とが備えられたことを特徴とする請求項1に記載の容器回転型造粒装置。
- 前記プラズマトーチは、前記プラズマフレームの先端が前記回転容器内の前記粒子群の表面に位置するように配置されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の容器回転型造粒装置。
- 前記回転容器からの粒子の排出量を計測する排出量計測手段と、前記排出量計測手段の計測結果に基づき前記回転容器から排出された分の粒子を前記回転容器に補充する粒子補充装置とを備えたことを特徴とする請求項3に記載の容器回転型造粒装置。
- 前記プラズマトーチに供給されるプラズマフレーム生成用ガスは窒素であることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の容器回転型造粒装置。
- 上面が開放した円錐形の回転容器を中心軸が重力方向に対して傾斜した状態にしてその中心軸回りに回転駆動すると共に、前記回転容器内に収容した第1の粒子群の中に核となる第2の粒子が付与され、その第2の粒子の表面に第1の粒子が固着して所定の粒径以上まで成長した場合に、前記回転容器の内面を転動して前記回転容器外へと落下するように前記回転容器の回転速度を設定した容器回転型造粒装置と、
前記回転容器内の前記第1の粒子に向けてプラズマフレームを噴射して前記第1の粒子の第2の粒子に対する付着性を高めるためのプラズマトーチと、
前記回転容器の上方に配置され、前記第2の粒子を前記回転容器に向けて1粒ずつ落下させる核粒子供給装置と、
前記核粒子供給装置と前記回転容器との間に設けられ、前記核粒子供給装置から落下した前記第2の粒子を加熱して前記第1の粒子に対する付着性を高めるための筒形加熱炉とを備えたことを特徴とする造粒システム。 - 前記核となる前記第2の粒子は、複数の核構成粒子を合体してなり、
前記核粒子供給装置は、前記筒形加熱炉の上面開口から側方に離れた位置に配置されて、それぞれ前記核構成粒子を1粒ずつ落下させることが可能な複数の核構成粒子供給装置と、
前記核構成粒子供給装置から落下した前記核構成粒子を帯電させるための強制帯電手段と、
前記核構成粒子供給装置から落下した前記核構成粒子に風圧を付与して、全ての核構成粒子供給装置からの前記核構成粒子を前記筒形加熱炉の上面開口の真上又は前記筒形加熱炉の上部内側に集めて互いに電気的に付着させるための風圧移動手段とを備えたことを特徴とする請求項6に記載の造粒システム。
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