JP5130404B2 - 噴流層内での微粒子状の物質の処理のための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の構成を有する噴流層内において微粒子状の物質若しくは原料を処理するための方法、並びに請求項８の上位概念に記載の構成を有する装置に関する。

独国特許出願公開第１０３２２０６２Ａ１号明細書により、噴流層を形成する噴流層装置内の固形物流に液体を供給する方法及び装置が公知である。噴流層装置は、方形の反応室と、必然に反応室の軸線方向に配置された単一構造若しくは二重構造のガス流供給装置とによって形成されている。複数の反応室を設けてある場合には、反応室は物質溢流部を介して互いに接続されている。液体を噴霧する場合には、必要なノズルは、噴流層装置の中央に配置されている。ガス流供給装置は、プロセス空気の量及び流れ速度を変化させるために制御可能に構成されている。該公知の方法及び装置は、ガス流を直線的に案内するように形成されている。

公知の方法及び装置における欠点は、装置の全長にわたる一様なガス供給流を保証するために、ガス流供給装置の製作精度に対する高い要求が課せられることにある。更に装置の長さ寸法が制約されており、必然的に物質溢流部による物質流の転向が行われている。更に、装置の必要な長さ寸法により装置の幾何学寸法が大きくなっており、結果として、装置の価格が高くなっている。

独国特許出願公開第３１１７８９２Ａ１号明細書により、顆粒の製造のための噴流層装置が公知であり、該噴流層装置においては、液体は、噴流層式顆粒製造装置内の固形物流に供給される。噴流層装置は、円形の横断面を有しており、噴流層装置の下側の部分は円錐形に先細に形成されている。噴流層式顆粒製造装置の円錐形の部分の中心にはガス通路が開口しており、ガス通路内には液体の噴霧のための１つのノズルが配置されている。ガス通路によって、噴流層の維持のためのガスが供給される。円錐形の部分の中心に供給されるガスは、ノズルを介して供給される液体及び噴流層式顆粒製造装置内にある物質の一部分を引きさらっていき、つまり連行し、これによって噴流通路が形成され、噴流通路内では物質粒子が液体で濡らされる。濡らされた物質粒子は、円錐形の底部を介して再び噴流通路に送られ、これによって粒子循環流を形成するようになっている。所定の顆粒サイズが達成されると、顆粒は噴流層式顆粒製造装置から送出される。

上記形式の噴流層式顆粒製造装置における欠点は、液体による物質粒子の均一な濡らしに問題があり、更に、噴流層の形成及び維持のための供給量の増加に問題がある。

更に公知技術は、円形形状の渦流底部を有する装置内における渦流層形成や、乾燥、スプレー式粒状化、塊状化若しくはコーティングのためのあらゆる装置の使用に関するものであり、プロセスは、バッチ式にも連続的にも行われるようになっている。

本発明の課題は、噴流層内において微粒子状の物質を処理するための方法及び装置に改良を加えて、該方法及び装置により、公知技術の欠点を避けることができ、かつプロセス室内におけるプロセス条件を種々に調節若しくは制御することができ、かつ装置を簡単かつ経済的な構造で形成することである。

前記課題は、本発明に係る方法において、請求項１に記載の構成により解決され、かつ本発明に係る装置において、請求項８に記載の構成により解決される。

横断面円形の噴流層装置において、流動化媒体は、ガス流として、互いに離間されていてかつ大きさ（寸法若しくは幅）の調節可能な２つのリング間隙を介して供給されて、外側のリング間隙を介しては、外側のプロセス壁に向かって円錐リング状に拡大するガス流が形成され、かつ内側のリング間隙を介しては、プロセス室の中心線に向かって円錐リング状に拡大するガス流が形成され、これによって、プロセス室内で処理すべき物質の、噴流層形成にとって最適な物質運動が得られるようになっている。本発明に係る装置は、プロセス室の下側の領域の中央に配置されかつプロセス室内へ突入している押し退け部材と、該押し退け部材の周囲に該押し退け部材に対して間隔を置いて配置されたリング状の媒体輪郭形成部とから成っている。中央輪郭成形部とも称されるリング状の媒体輪郭形成部（媒体輪郭画定部）及びプロセス室の内側縁部に対応して押し退け部材を配置することにより、内側及び外側のリング間隙が形成され、該リング間隙を介してガス流は流動化媒体として供給される。該ガス流供給装置は、ガス流の流量及び流れ速度を変化させるために、調節可能に形成されている。このような調節は、押し退け部材及びリング状の媒体輪郭形成部のそれぞれの下方に配置された各調節装置を用いて行われるようになっている。

本発明に係る方法の利点は、プロセスの簡単かつ正確な実施にあり、物質の処理のために必要なプロセス条件は、制御により適切に調節されるようになっている。本発明に係る装置の利点は、装置の簡単な構造及びほぼ回転対称的な構成部分の簡単な製作にある。噴流層装置の円形の構成形状により、比較的少ない構成スペースしか必要とされず、ひいては装置重量も減少される。

次に、本発明を図示の実施の形態に基づき詳細に説明する。

本発明に係る噴流層装置の断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図１に示す噴流層装置は、円形構造を有していて、１つのプロセス室５から成っており、該プロセス室は、円筒形の区分と下方に向かって円錐形に先細になる区分とを有している。プロセス室５の上方には、円錐形に広がる膨張室３が配置されている。プロセス室５の下方には、プロセス室５内へ流動化媒体を供給するための空気供給室１が配置されている。符号１０は、空気供給室１内への流動化媒体入口を示している。流動化媒体は、主として、プロセス室５内で行われる物質処理に対応して温度調節されるガス流である。

プロセス室５の画定は、下方において、中央中心に配置された押し退け部材２、及び円形リング状に形成されかつ押し退け部材２に対して間隔を置いて配置された媒体輪郭形成部９によって行われている。回転対称に形成される押し退け部材２及び媒体輪郭形成部９は、該押し退け部材及び媒体輪郭形成部の輪郭面がプロセス室５内に突入するように形成されている。押し退け部材２は、プロセス室５内に向かって突入していて、Ｘ軸方向で円錐形に先細に形成されており、該円錐形部分に、円筒形に形成された部分が続いている。押し退け部材２のこのような構成により、プロセス室５はリング状のベース面を有している。リング状のベース面から、プロセス室５は、Ｘ軸方向で、一方では外側へ広がる円錐形の外側輪郭１４によって、他方では押し退け部材２の、内側へ広がる輪郭１３によって拡大している。

媒体輪郭形成部９は、該媒体輪郭形成部の外周とプロセス室５の外側縁部の下側との間に間隙７′を形成し、かつ該媒体輪郭形成部の内周と押し退け部材２の外側縁部の下側との間に間隙８′を形成するように、構成されている。各間隙幅は、図１から見て取れるように、Ｘ軸方向に規定されるものである。押し退け部材２及び媒体輪郭形成部９の下方には、間隙幅７′及び／又は８′の調節のための各調節装置（図示省略）が配置されている。

押し退け部材２と媒体輪郭形成部９とは、流動化媒体の供給のために、押し退け部材２とリング状の媒体輪郭形成部９の内側輪郭との間には内側のリング間隙８が形成され、かつリング状の媒体輪郭形成部９の外側輪郭とプロセス室５の下側の外側縁部との間には外側のリング間隙７が形成されるように、配置されている。

プロセス室５内には、仕切壁１７が配置されており、該仕切壁は、プロセス室５の外側の内壁から押し退け部材２の輪郭まで延びている。膨張室３の円筒形の領域には、公知の除塵システム１５及び流動化媒体出口１６が配置されている。プロセス室５の外側輪郭１４には、プロセス室５内で処理すべき物質のための１つの固形物装入部６が配置されている。プロセス室５内で処理された物質の送出は、円錐形の外側輪郭１４に配置された１つの固形物送出部１２を介して、及び／又はリング状の媒体輪郭形成部９に配置された１つ若しくは複数の固形物送出部１８を介して行われる。

プロセス室５内にある物質に液体をスプレーするために、１つ若しくは複数のスプレーノズルが設けられている。物質へのスプレーは、上方及び／又は側方及び／又は下方から行われてよいものである。下方からＸ軸方向のスプレーは、リング状の媒体輪郭形成部９に配置された１つ若しくは複数のスプレーノズル１１によって行われる。上方からのスプレーは、物質層へのスプレーのための液体噴霧器４によって行われる。側方からのスプレーは、プロセス室５の外周壁を貫通する１つ若しくは複数のスプレーノズル（図示省略）によって行われる。

プロセス室５内で処理すべき物質は、外側のリング間隙７及び内側のリング間隙８を介して供給されるガス流によって流動化される。プロセス室５内を一方では外側に向かってかつ他方では内側に向かって広がる両方の円錐リング状の流動化領域により、該領域内にある物質は、噴流層形成にとって最適な物質運動を確実に行うようになっている。噴流層を形成するこのような物質運動は、外側のリング間隙７を介して供給されて円錐リング状に形成されるガス流の速度が、各ｙ−ｚ平面で見て直径の小さい方の領域で、直径の大きい方の領域でよりも大きくなっており、かつ、内側のリング間隙８を介して供給されて円錐リング状に形成されるガス流の速度が、各ｙ−ｚ平面で見て直径の小さい方の領域で、直径の大きい方の領域でよりも小さくなっていることにより、更に促進される。

仕切壁１７を設けることにより、プロセス室５内における物質の流動化領域は仕切られている。図２に示してあるように、仕切壁１７から約１０°の角度位置に、分散固体若しくは粉末状の固形物のための固形物装入部６が配置されている。処理すべき物質は、噴流層装置のプロセス室５の流動化領域を、ｙ−ｚ平面で見て円形（環状）に通過しつつ、ノズル４及び／又は１１によって濡らされ、次いで、流動化媒体によって乾燥され、最終的に、本実施の形態では約３５０°の角度位置にある固形物送出部１８を経て、プロセス室５から送り出される。

プロセス室５の上方に配置されている膨張室３内においては、リング間隙７，８を介して供給されたガス流の速度は低下し、これによって、連行された粒子の分離が行われる。空気流により運ばれた埃は、除塵システム１５によって空気流から分離されて、再び流動化領域内へ戻される。

プロセス室５内におけるｙ−ｚ平面で見て環状（円形）の物質搬送は、互いに個別に調節可能な間隙幅７′，８′により促進される。内側のリング間隙８及び外側のリング間隙７を介して、流動化媒体のガス流速度及びガス流量を種々に調節することができる。間隙７，７′；８，８′の輪郭を適切に形成することにより、間隙幅を調節（規定）すると共に、ガス流の流入方向に影響を及ぼすことができる。追加的に、プロセス室５内における物質運動に、案内装置により影響を及ぼすことができ、該案内装置は、プロセス室５内で円錐形の内壁１４に、及び／又は押し退け部材２の円錐形の輪郭１３に、及び／又はプロセス室５内へ入り込んでいる媒体輪郭形成部９に配置されている。

プロセス室５内における物質処理への更なる影響は、空気供給室１のセグメント構成により行われてよいものである。所定のセグメントから、環状のリング間隙７，８の対応する円弧部分を介して、流動化媒体が円弧部分毎に異なる温度及び／又は異なるガス流速度及び／又は異なるガス流量で供給されるようになっている。

要約すれば、本発明は、噴流層内において微粒子状の物質を処理するための方法及びその装置に関する。本発明の課題は、噴流層内において微粒子状の物質を処理するための方法及びその装置に改良を加えて、該方法及び装置により、公知技術の欠点を避けることができ、かつプロセス室内におけるプロセス条件を種々に調節若しくは制御することができ、かつ装置を簡単かつ経済的な構造で形成することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る方法によれば、プロセス室５内に、ｙ−ｚ平面内に位置する外側のリング間隙７を介して、ｘ軸の方向に向かっていてかつプロセス室５内において直径方向で外側へ拡大する流動化媒体のほぼ円形リング状のガス流が形成され、かつ、ｙ−ｚ平面内に位置する内側のリング間隙８を介して、ｘ軸の方向に向かっていてかつプロセス室５内において直径方向で内側へ拡大する流動化媒体のほぼ円形リング状のガス流が形成される。

上記課題を解決するために、本発明に係る装置によれば、プロセス室５の下側の領域で中央に、押し退け部材２とリング状の媒体輪郭形成部９とが、流動化媒体の案内のために、押し退け部材２とリング状の媒体輪郭形成部９の内側輪郭との間には内側のリング間隙８を形成し、かつリング状の媒体輪郭形成部９の外側輪郭とプロセス室５の下側の外側縁部との間には外側のリング間隙７を形成するように、配置されている。

１ 空気供給室、 ２ 押し退け部材、 ３ 膨張室、 ４ 液体噴霧器、 ５ プロセス室、 ６ 固形物装入部、 ７ リング間隙、 ７′ 間隙又は間隙幅、 ８ リング間隙、 ８′ 間隙又は間隙幅、 ９ 媒体輪郭形成部、 １０ 流動化媒体入口、 １１ スプレーノズル、 １２ 固形物送出部、 １３ 輪郭、 １４ 外側輪郭、 １５ 除塵システム、 １６ 流動化媒体出口、 １７ 仕切壁、 １８ 固形物送出部

Claims (17)

1. 噴流層内において微粒子状の物質を処理するための方法であって、流動化媒体が、噴流層の形成及び維持のためにプロセス室内に下方から供給される形式のものにおいて、プロセス室（５）内に、上下方向に直交する平面内に位置する外側のリング間隙（７）を介して、上下方向に向かっていてかつプロセス室（５）内において直径方向で外側へ拡大する流動化媒体のほぼ円形リング状のガス流が形成され、かつ、上下方向に直交する平面内に位置する内側のリング間隙（８）を介して、上下方向に向かっていてかつプロセス室（５）内において直径方向で内側へ拡大する流動化媒体のほぼ円形リング状のガス流が形成され、
   プロセス室（５）の下側領域内に配置されて該プロセス室（５）の内側輪郭（１３）をなす押し退け部材（２）と、一部が押し退け部材（２）とプロセス室（５）との間に挿入される媒体輪郭形成部（９）との位置を上下方向に調節して間隙（７′，８′）の大きさを調節することを特徴とする、噴流層内での微粒子状の物質の処理のための方法。
2. 外側のリング間隙（７）を介して供給されて円形リング状に形成されるガス流の速度が、上下方向に直交する各平面で見て直径の小さい方の領域で、直径の大きい方の領域でよりも大きくなっており、かつ、内側のリング間隙（８）を介して供給されて円形リング状に形成されるガス流の速度が、上下方向に直交する各平面で見て直径の小さい方の領域で、直径の大きい方の領域でよりも小さくなっている請求項１に記載の方法。
3. プロセス室（５）内に、環状のリング間隙（７，８）の全周にわたって、流動化媒体を、同一のガス流速度及び／又はガス流量及び／又はガス温度で、又は全周にわたって見てそれぞれ異なるガス流速度及び／又はガス流量及び／又はガス温度で調節可能に供給する請求項１又は２に記載の方法。
4. 処理すべき物質が、プロセス室（５）内へ、外側のリング間隙（７）を介して供給されたガス流の外側の領域内に供給される請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 処理すべき物質に、プロセス室（５）内で、上方、及び／又は下方、及び／又は側方から液体が、１つ若しくは複数の部位での噴霧により吹き付けられる請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. プロセス室（５）内に供給された物質が、プロセス室（５）内を、上下方向に直交する平面で見て固形物送出部（１２若しくは１８）にまで円形リング状に通過する請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 外側のリング間隙（７）及び内側のリング間隙（８）を介して供給されるガス流の流入方向が調節可能である請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. 噴流層装置内において微粒子状の物質を処理するための装置であって、円筒形に形成されかつ下方へ円錐形に形成された１つのプロセス室を有しており、該プロセス室内に、下方から流動化媒体のためのガス供給部が開口している形式のものにおいて、プロセス室（５）の下側の領域で中央に、押し退け部材（２）とリング状の媒体輪郭形成部（９）とが、流動化媒体の案内のために、押し退け部材（２）とリング状の媒体輪郭形成部（９）の内側輪郭との間には内側のリング間隙（８）を形成し、かつリング状の媒体輪郭形成部（９）の外側輪郭とプロセス室（５）の下側の外側縁部との間には外側のリング間隙（８）を形成するように、配置されており、
   押し退け部材（２）は、プロセス室（５）の下側領域内に配置されて該プロセス室（５）の内側輪郭（１３）をなしており、媒体輪郭形成部（９）は、プロセス室（５）の外側輪郭（１４）と押し退け部材（２）との間において一部がプロセス室（５）内に挿入されて、内側輪郭（１３）及び外側輪郭（１４）との間に間隙（７′，８′）を形成するように配置され、
   媒体輪郭形成部（９）及び押し退け部材（２）は、間隙（７′，８′）の大きさの調節のために各調節装置を介して上下方向に調節されるようになっていることを特徴とする、噴流層内での微粒子状の物質の処理のための装置。
9. 押し退け部材（２）は、プロセス室（５）に向かって円錐形に先細に形成されている請求項８に記載の装置。
10. プロセス室（５）の下方に空気供給室（１）が配置されている請求項８または９のいずれか１項に記載の装置。
11. プロセス室（５）の円錐形の外側輪郭（１４）内に、固形物装入部（６）及び固形物送出部（１２）が配置されている請求項８から１０のいずれか１項に記載の装置。
12. リング間隙（７，８）の下方で、空気供給室（１）は、プロセス室（５）内に、環状のリング間隙（７，８）の全周にわたって、流動化媒体を、同一のガス流速度及び／又はガス流量及び／又はガス温度で、又は全周にわたって見てそれぞれ異なるガス流速度及び／又はガス流量及び／又はガス温度で調節可能に供給するように、仕切壁を備えている請求項８から１１のいずれか１項に記載の装置。
13. プロセス室（５）内に、仕切壁（１７）が配置されており、該仕切壁はプロセス室（５）の外側の内壁から押し退け部材（２）の輪郭まで延びている請求項８から１２のいずれか１項に記載の装置。
14. リング状の媒体輪郭形成部（９）に、１つ若しくは複数の固形物送出部（１８）及び、プロセス室（５）内へのスプレーのための１つ若しくは複数のスプレーノズル（１１）が配置されている請求項８から１３のいずれか１項に記載の装置。
15. プロセス室（５）内において、円錐形の内壁（１４）、及び／又は押し退け部材（２）の円錐形の輪郭（１３）、及び／又はプロセス室（５）内へ突入する媒体輪郭形成部（９）が、案内装置を備えている請求項８から１４のいずれか１項に記載の装置。
16. プロセス室（５）内に、プロセス室（５）内の物質への上方からのスプレーのための１つ若しくは複数の液体噴霧器（４）が配置されている請求項８から１５のいずれか１項に記載の装置。
17. プロセス室（５）の外壁に、プロセス室（５）内の物質への側方からのスプレーのための１つ若しくは複数のノズルが配置されている請求項８から１６のいずれか１項に記載の装置。

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