JP5324857B2 - 流動層装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体の造粒、コーティング等に使用される流動層装置に関し、特に、集塵用フィルタが収容されるフィルタケーシングの昇降機構に関する。

流動層造粒コーティング装置を用いた造粒やコーティングでは、処理中に発生した粉塵が流動層外に排出しないように、フィルタによる粉塵と空気の分離が行われている。フィルタにはバグフィルタやカートリッジフィルタが多く用いられているが、濾過効率や洗浄性の面から、近年、カートリッジフィルタの利用が増加している。カートリッジフィルタは、フィルタケーシングの上端部に設置される天板に支持固定され、天板からケーシング内に吊設される形で配置される。カートリッジフィルタの交換や洗浄は、フィルタを支持天板ごとフィルタケーシングから分離・下降させ、装置下部にフィルタを降ろした状態で交換等の作業が行われる。

また、フィルタの交換・洗浄を容易にするため、フィルタケーシングを支持部材に対し回転可能に配した装置も提案されている。例えば、特許文献１の装置では、フィルタケーシングは、ライザに取り付けられた支持部材により回転自在に取り付けられており、上方を排気室のカバー、下方を粉粒体が収容されたバスケットに挟まれた状態でセッティングされる。フィルタケーシングは、側部支柱によって支持部材に回転自在に支持されている。当該装置では、粉粒体処理が終了し、フィルタの交換・洗浄を行う場合には、フィルタケーシングを上下反転させて下降させる。このようにフィルタケーシングを反転・下降させることにより、ケーシング上端部に取り付けられたフィルタが作業がし易い位置まで降ろされ、フィルタ交換等の作業を行うことが可能となる。フィルタケーシングは、排気室カバーが降下し、フィルタケーシングの下部に位置されるバスケットが上昇することにより挟持される。
特許第3464222号公報

一方、前述のような従来の流動層装置では、フィルタケーシングは上下のケーシング等に挟まれる形でセッティングされ、上下の部材から挟持力を受ける。ところが、フィルタケーシングはかなりの重量をもつ大型のケースであるため、上下から均等な力で挟持される位置にケーシングをセッティングすることは容易ではない。このため、フィルタケーシングを上下のケーシング間に均等な力で挟み込むことができず、時にフィルタケーシングに歪みが生じる場合がある。その場合、フィルタケーシングが挟持時に上下方向に可動余裕がなく、支持部材等に固定されている構造では、歪みが生じるとその逃げ場がなく、回転機構及び上昇・降下機構などの装置各部にもダメージを与えるおそれがあるという問題があった。その一方、このような歪みが生じないようにフィルタケーシングを正確に移動制御するには、相当の機構とセンサ系を備えなければならず、装置が大型化・複雑化すると共に、装置価格も非常に高価となるという問題があり、その対策が求められていた。

本発明の目的は、集塵用のフィルタが収容されるフィルタケーシングを昇降可能に配置した流動層装置において、フィルタケーシングのセッティングの際にケーシングに生じる歪みを低減させ、装置に加わるダメージを抑えることにある。

本発明の流動層装置は、被処理物に対し液体を噴霧するスプレー装置が配置されたスプレーケーシングユニットと、処理気体濾過用のフィルタが配置されたフィルタケーシングユニットと、前記スプレーケーシングユニット及び前記フィルタケーシングユニットを支持する支持台とを有してなる流動層装置であって、前記スプレーケーシングユニットは、前記支持台に対し水平方向にスウィング移動可能に取り付けられ、前記フィルタケーシングユニットは、前記支持台に片持ち支持にて上下移動可能に取り付けられ、前記スプレーケーシングユニットを水平方向にスウィング移動させることにより、上下方向に移動可能となることを特徴とする。

本発明にあっては、スプレーケーシングユニットとフィルタケーシングユニットが別体に形成されているため、フィルタケーシングユニットが小型・軽量化され、フィルタケーシングユニットを片持ち支持できる。このため、フィルタケーシングを両側で支持するための側面支柱が不要となると共に、スプレーケーシングの水平方向へのスウィング移動が可能となり、フィルタケーシングの昇降が可能となる。

前記流動層装置において、前記フィルタケーシングユニットを前記支持台に取り付けられた昇降機構によって上下移動可能に設置し、該昇降機構は、上下方向に延びる昇降ガイド軸に上下移動可能に取り付けられ、一端側に前記フィルタケーシングユニットが固定される支持軸を有するブラケットガイドと、前記昇降ガイド軸と平行に配置されたボールスクリュー軸と、前記ボールスクリュー軸に取り付けられ、該ボールスクリュー軸の回転に伴って上下方向に移動するスクリューナットと、前記ブラケットガイドに設けられ、前記スクリューナットの上端部に当接し、前記スクリューナットに支持されて上下方向に移動可能な係合片と、を有するようにしても良い。

これにより、スクリューナットと係合片の係合によってフィルタケーシングユニットが上昇し、フィルタケーシングを所定のセット位置よりも下方にて停止させることにより、フィルタケーシングを上下方向にフリーな状態でセット位置にセッティングできる。このため、フィルタケーシングを均等な力で挟み込むことが容易となると共に、フィルタケーシングを均等な力で挟み込むことができない場合でも、フィルタケーシングに歪みが生じることがなく、昇降機構にもダメージを与えない。

また、前記支持軸を前記ブラケットガイドに回転自在に取り付けると共に、前記支持軸をその他端側に取り付けられたモータによって回転駆動しても良い。これにより、フィルタケーシングユニットを回転させつつ、上下方向に移動させることが可能となる。

本発明の流動層装置によれば、スプレーケーシングユニットとフィルタケーシングユニットとそれらを支持する支持台とを有してなる流動層装置にて、スプレーケーシングユニットを支持台に対し水平方向にスウィング移動可能に取り付けると共に、フィルタケーシングユニットを支持台に片持ち支持にて上下移動可能に取り付け、スプレーケーシングユニットを水平方向にスウィング移動させることによりフィルタケーシングユニットが上下方向に移動可能となるようにしたので、スプレーケーシングユニットと別体に形成されたフィルタケーシングユニットが小型・軽量化され、フィルタケーシングユニットを片持ち支持することが可能となる。このため、フィルタケーシングを両側で支持するための側面支柱が不要となると共に、スプレーケーシングの水平方向へのスウィング移動が可能となり、フィルタケーシングの昇降が可能となる。従って、フィルタを低位置でメンテナンスできるようになり、高位置での作業に比して作業性が大幅に改善される。

また、フィルタケーシングユニットを支持台に取り付けられた昇降機構によって上下移動可能に設置し、この昇降機構のスクリューナットと係合片の係合によってフィルタケーシングユニットを上昇させるようにしたので、フィルタケーシングを所定のセット位置よりも下方にて停止させることにより、フィルタケーシングを上下方向にフリーな状態でセット位置にセッティングすることができる。このため、フィルタケーシングを均等な力で挟み込むことが容易となると共に、フィルタケーシングを均等な力で挟み込むことができない場合でも、フィルタケーシングの歪みを防止することができると共に、昇降機構へのダメージも防止することができ、装置寿命の向上を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である流動層装置の外観を示す正面図、図２は、図１の流動層装置の側面図である。図１の流動層装置１は、例えば、顆粒状の医薬品や食品等の製造に使用され、装置内では、処理気体によって流動化された粉粒体にバインダ液やコーティング液が噴霧される。

流動層装置１には、原料材となる粉粒体が収容され、所望の造粒コーティング処理等が行われる円筒状の処理容器２が設けられている。処理容器２はステンレス鋼にて形成されており、図１,２に示すように、支持台３によって支持されている。流動層装置１の処理容器２は、上から順に、カバーユニット４、フィルタケーシング５、スプレーケーシング６、原料容器コンテナ７及び給気ユニット８を重ねて配置した形態となっている。粉粒体処理時には、カバーユニット４とフィルタケーシング５間など各ユニット間は、リング状のシール部材によって気密に締結される。

カバーユニット４は、カバーブラケット１１によって支持台３に固定支持されている。カバーユニット４の上面には排気口１２が形成されており、この排気口１２には図示しない排気ダクトが接続される。カバーユニット４の下面側には、スプレーケーシング６とは別途形成されたフィルタケーシング５が取り付けられる。当該流動層装置１では、フィルタケーシング５がスプレーケーシング６と分離されており、両者を一体に形成した装置に比して、フィルタケーシング５の小型・軽量化が図られている。フィルタケーシング５は、支持台３に組み込まれた昇降機構１３によって、上下方向に移動可能なように設けられている。フィルタケーシング５の上端部には円板状の天板１４が固定されており、天板１４にはカートリッジフィルタ１５が取り付けられている。流動層装置１では、天板１４はフィルタケーシング５の内周に隙間なく溶接固定されており、ケーシング−天板間から粉漏れが生じないようになっている。

流動層装置１のカートリッジフィルタ１５には、ポリエステル製の不織布を用いたフィルタ材１６が使用される。フィルタ材１６の中央には、ステンレス製のリテーナ１７が挿通される。リテーナ１７の上端は天板１４に固定され、下端にはエンドキャップ１８とフィルタ固定ノブ１９が取り付けられる。フィルタ材１６は、フィルタ固定ノブ１９を締め込むことにより、リテーナ１７をガイドにして天板１４に固定される。

スプレーケーシング６内には、粉粒体にバインダ液やコーティング液を噴霧するためのスプレーノズル２１が設けられている。スプレーケーシング６は、スウィングブラケット２２にて支持台３に取り付けられており、水平方向にスウィング移動可能に設けられている。スイングブラケット２２は、水平方向へのスウィング移動の他に、スプレーケーシング６に下から力が作用した際にスプレーケーシング６が上方に移動可能なスライド機構を有している。なお、流動層装置１では、スプレーケーシング６がフィルタケーシング５と分離されているため、スプレーケーシング６を水平方向に退避させることにより、フィルタケーシング内のカートリッジフィルタ１５に下方からアクセスすることも可能である。また、スプレーケーシング６内には、流動室２３が形成されている。流動室２３内にはスプレーノズル２１が配置されており、図示しないチューブによって、装置外に設けられたポンプからバインダ液やコーティング液が供給される。

スプレーケーシング６の下方には原料容器コンテナ７が配置され、原料容器コンテナ７内には被処理物となる粉粒体が投入される。原料容器コンテナ７は、下方に向けて小径となった逆円錐台形状の円筒となっており、床面上を自在に移動可能なように台車２４に取り付けられている。原料容器コンテナ７の内部には原料収容室２５が形成されており、原料容器コンテナ７の下部には通気性を有する目皿板２６が設けられている。原料収容室２５内に投入された粉粒体はこの目皿板２６上にて支持される。

原料容器コンテナ７の下方には、内部に給気室２７を有する給気ユニット８が据え付けられている。給気ユニット８は、給気室２７に連通する給気ダクト２８に接続されている。給気ダクト２８は、装置外に設けられた図示しないエア供給源に接続されている。給気室２７内には、この給気ダクト２８を介して、粉粒体を流動化するための処理気体（流動エア）が供給される。

このような流動層装置１では、給気ダクト２８から給気室２７に流動エアを供給すると、このエアが目皿板２６を通って原料収容室２５に流入する。これにより、原料収容室２５内の粉粒体が吹き上げられ、原料収容室２５や流動室２３内にて流動状態となる。この状態にてスプレーノズル２１から適宜バインダ液やコーティング液をスプレー状に噴霧することにより、粉粒体の造粒処理やコーティング処理が実行される。その際、粉粒体を流動状態とした気体は、微細な固体粒子がカートリッジフィルタ１５によって除去されて清浄化され、その後、排気ダクトを通って装置外へと排出される。

一方、造粒コーティング処理を行うに連れて、フィルタ材１６に微粉が付着して濾過効率が低下するため、カートリッジフィルタ１５の交換・洗浄を適宜行う必要がある。図３は、カートリッジフィルタ１５のメンテナンス作業（交換・洗浄）の過程を示す説明図である。図３（ａ）に示すように、ここではまず、台車２４を動かし原料容器コンテナ７を装置外に引き出す。次に、同図（ｂ）のように、スプレーケーシング６を水平方向にスウィングさせ、フィルタケーシング５の下方を空ける。スプレーケーシング６を側方に退避させた後、図３（ｃ）,（ｄ）に示すように、フィルタケーシング５を上下反転させつつ、セット位置Ｘからメンテナンス位置Ｙに下降させる。

その際、当該流動層装置１では、フィルタケーシング５の小型・軽量化が図られているため、フィルタケーシング５を回転させるために必要な平面積が少なくて済み、装置の小型化や設置面積の低減が図られる。また、フィルタケーシング５を３６０度回転させることも可能であるため、カートリッジフィルタ１５の２次側（排気側：図１において天板１４の上面側）の確認が容易となると共に、メンテナンス時の２次側への工具等の置き忘れも防止できる。

フィルタケーシング５を図３（ｄ）のメンテナンス位置Ｙまで降ろした後、カートリッジフィルタ１５をフィルタケーシング５から取り外し、フィルタの交換や洗浄を行う。このように、カートリッジフィルタ１５を装置下方のメンテナンス位置Ｙに反転移動させ、そこでフィルタの取り外しを行うと、フィルタを低位置でメンテナンスできるようになり、高位置での作業に比して作業性が大幅に改善される。また、特許文献１の装置のように、スプレーケーシング６とフィルタケーシング５が一体となった構成では、ケーシングを反転させるための平面積を広く必要とすると共に、反転時にスプレーノズル２１から液だれが生じ、これがカートリッジフィルタ１５に付着する場合がある。これに対し、流動層装置１では、スプレーケーシング６を側方に退避させた状態で、フィルタケーシング５を回転下降させるため、スプレーノズル２１が反転することがなく、液だれの問題も生じない。

カートリッジフィルタ１５の交換等を行った後、カートリッジフィルタ１５を改めてフィルタケーシング５に装着する。次に、フィルタケーシング５を上下反転させつつ、メンテナンス位置Ｙからセット位置Ｘに上昇させる。フィルタケーシング５を所定のセット位置Ｘに設置した後、スプレーケーシング６を水平方向にスウィングさせ、元の所定位置にセッティングする。フィルタケーシング５やスプレーケーシング６を所定位置にセットした後、台車２４に載った原料容器コンテナ７をスプレーケーシング６の下方に配置する。そして、給気ユニット８内に設けられた図示しないリフト機構により、原料容器コンテナ７を上方に押し上げ、下方側からスプレーケーシング６とフィルタケーシング５、カバーユニット４を互いに密接させる。これにより、処理容器２が流動処理可能な状態となり、流動エアの供給やコーティング液の噴霧等を行うことにより、粉粒体の造粒コーティング処理が実施される。

ここで、当該流動層装置１もまた、フィルタケーシング５は、カバーユニット４とスプレーケーシング６に挟まれる形でセッティングされる。前述のように、このような構成の装置では、フィルタケーシング５を上下部材間に均等な力で挟み込むことができないと、フィルタケーシング５に歪みが生じたり、昇降機構１３等にダメージを与えてしまったりするおそれがある。そこで、本発明による流動層装置１では、昇降機構１３とフィルタケーシング５の間に、歪みやダメージを防止する機構を付加し、装置寿命の向上を図っている。

図４は、昇降機構１３が流動層装置１の支持台３に組み込まれた状態を示す説明図、図５は、昇降機構１３の正面図、図６は、昇降機構１３の要部の構成を示す説明図である。図４に示すように、昇降機構１３は支持台３内に収容されており、取付フレーム３１によって支持台３に固定される。昇降機構１３には、２本の昇降ガイド軸３２が設けられており、この昇降ガイド軸３２には、ブラケットガイド３３を介してベースプレート３４が上下移動自在に取り付けられている。ベースプレート３４には回転支持軸３６が回転自在に取り付けられており、回転支持軸３６の一端側にはフィルタケーシング５が取り付けられている。すなわち、フィルタケーシング５は、昇降機構１３によって後方から片持ち状に支持されている。回転支持軸３６の他端側は、同じくベースプレート３４に取り付けられたモータ３５に接続されており、モータ３５が作動すると、回転支持軸３６を中心としてフィルタケーシング５が回転する。

このように、流動層装置１では、フィルタケーシング５の小型・軽量化が図られているため、フィルタケーシング５を片持ちの背面支持が可能となっている。このため、フィルタケーシング５を両側で支持するための側面支柱が不要となると共に、スプレーケーシング６のスウィング移動が可能となり、フィルタケーシング５の昇降が可能となっている。また、図３のように、フィルタケーシング５の後方片持ち支持により、フィルタケーシング５を装置正面から見て横方向に回転させることも可能となる。

昇降機構１３にはまた、昇降ガイド軸３２と平行にボールスクリュー軸３７が設けられている。ボールスクリュー軸３７は、上下方向に延びる形で設置されており、昇降機構１３の下部に設けられたモータ３８によって回転駆動される。ボールスクリュー軸３７には、スクリューナット３９が取り付けられており、モータ３８によってボールスクリュー軸３７が回転すると、それに伴ってスクリューナット３９が上下方向に移動するようになっている。スクリューナット３９は、ボールスクリュー軸３７の回転角度に応じて、上下の任意の位置に昇降・停止させることができる。一方、ベースプレート３４には、このスクリューナット３９の上端部に当接するように、リフトプレート（係合片）４１が突設されている。リフトプレート４１とスクリューナット３９との間は固定されておらず、スクリューナット３９は、リフトプレート４１の下方側からリフトプレート４１に接触する。

このような昇降機構１３では、スクリューナット３９が上昇すると、その上にリフトプレート４１が載る形となり、フィルタケーシング５はスクリューナット３９と共に上方に移動する。これに対し、スクリューナット３９が下降すると、フィルタケーシング５の自重により、リフトプレート４１がスクリューナット３９に追従して下降し、フィルタケーシング５も下方に移動する。なお、フィルタケーシング５が上下移動する際、それに連動する形でモータ３５を作動させ回転支持軸３６を回転させると、前述の図３（ｃ）,（ｄ）のように、フィルタケーシング５は、天地を反転させつつ上下方向に移動する。

そこで、本発明による流動層装置１では、次のようにしてフィルタケーシング５をセット位置Ｘに配置する。フィルタメンテナンス作業等の後、流動層装置１を流動処理可能な状態とする場合、スクリューナット３９を上昇させ、ここではまず、フィルタケーシング５を所定の位置（セット位置Ｘ）よりも若干下方にて停止させる。その状態でフィルタケーシング５を保持しつつスプレーケーシング６と原料容器コンテナ７をセットし、給気ユニット８内に設けられた図示しないリフト機構により下方から押し上げる。これにより、フィルタケーシング５がカバーユニット４とスプレーケーシング６の間に挟み込まれると共に、スプレーケーシング６とフィルタケーシング５、カバーユニット４が互いに密接し、処理容器２が流動処理可能な状態となる。

その際、リフトプレート４１はスクリューナット３９の上に置かれているだけのため、フィルタケーシング５は、その重量以上の力で下から押されると、スクリューナット３９から離れて上方に持ち上げられる。従って、フィルタケーシング５は、昇降機構１３による先程の停止位置よりも上方に押し上げられ、リフトプレート４１はスクリューナット３９から上方に離脱し、両者は非接触状体となる。すなわち、フィルタケーシング５をセット位置Ｘに押し上げ、カバーユニット４とスプレーケーシング６の間に配置した状態では、昇降機構１３とフィルタケーシング５とは縁が切れた状態となる。

このように、流動層装置１では、昇降機構１３とフィルタケーシング５が固定状態ではなく、スクリューナット３９上にリフトプレート４１を載せる形でフィルタケーシング５を上方に移動させる。従って、スクリューナット３９の上昇端をセット位置Ｘよりも若干下方に設定するなどして、フィルタケーシング５をセット位置Ｘよりも下方にて停止させることにより、上下方向にフリーな状態でフィルタケーシング５をセット位置Ｘにセッティングすることが可能となる。

このため、フィルタケーシング５が昇降機構に固定されている場合のように、フィルタケーシング５をセット位置Ｘに正確に停止させる必要がなく、また、セッティング時にフィルタの上下移動が妨げられないので、フィルタケーシング５を均等な力で挟み込むことが容易となる。また、フィルタケーシング５を均等な力で挟み込むことができない場合でも、フィルタケーシング５が他部材に固定された状態とはなっていないため、フィルタケーシング５に歪みが生じることがなく、その際、昇降機構１３との間の縁も切れているため、昇降機構１３等にダメージを与えることもない。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、前述の実施例は、粉粒体にコーティング処理を施すための流動層装置を示したが、粉粒体を造粒する装置あるいは乾燥する装置にも本発明を適用することができる。また、前述の実施例では、フィルタケーシング５をメンテナンス位置まで降ろしてフィルタの交換や洗浄を行う手順を述べたが、昇降機構１３により、フィルタケーシング５は、任意の高さ位置にて停止可能であり、また、任意の高さでの回転も可能であるため、作業者や作業環境等に応じて、その停止位置や回転角度は任意に変更可能である。さらに、本実施例では、天板１４の下面側からカートリッジフィルタ１５を取り付ける方式を説明しているが、フィルタケーシング５を３６０度回転させることが可能であるため、天板１４の上面側から取り付け・取り外しの行える別構造のカートリッジフィルタも使用できる。

本発明の一実施例である流動層装置の外観を示す正面図である。 図１の流動層装置の側面図である。 カートリッジフィルタのメンテナンス作業の過程を示す説明図である。 昇降機構が流動層装置の支持台に組み込まれた状態を示す説明図である。 昇降機構の正面図である。 昇降機構の要部の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 流動層装置
２ 処理容器
３ 支持台
４ カバーユニット
５ フィルタケーシング
６ スプレーケーシング
７ 原料容器コンテナ
８ 給気ユニット
１１ カバーブラケット
１２ 排気口
１３ 昇降機構
１４ 天板
１５ カートリッジフィルタ
１６ フィルタ材
１７ リテーナ
１８ エンドキャップ
１９ フィルタ固定ノブ
２１ スプレーノズル
２２ スウィングブラケット
２３ 流動室
２４ 台車
２５ 原料収容室
２６ 目皿板
２７ 給気室
２８ 給気ダクト
３１ 取付フレーム
３２ 昇降ガイド軸
３３ ブラケットガイド
３４ ベースプレート
３５ モータ
３６ 回転支持軸
３７ ボールスクリュー軸
３８ モータ
３９ スクリューナット
４１ リフトプレート（係合片）
Ｘ セット位置
Ｙ メンテナンス位置

Claims (3)

1. 被処理物に対し液体を噴霧するスプレー装置が配置されたスプレーケーシングユニットと、処理気体濾過用のフィルタが配置されたフィルタケーシングユニットと、前記スプレーケーシングユニット及び前記フィルタケーシングユニットを支持する支持台とを有してなる流動層装置であって、
   前記スプレーケーシングユニットは、水平方向にスウィング移動可能なように前記支持台に取り付けられ、
   前記フィルタケーシングユニットは、前記支持台に片持ち支持にて上下移動可能に取り付けられ、前記スプレーケーシングユニットを水平方向にスウィング移動させることにより、上下方向に移動可能となることを特徴とする流動層装置。
2. 請求項１記載の流動層装置において、前記フィルタケーシングユニットは、前記支持台に取り付けられた昇降機構によって上下移動可能に設置され、該昇降機構は、
   上下方向に延びる昇降ガイド軸に上下移動可能に取り付けられ、一端側に前記フィルタケーシングユニットが固定される支持軸を有するブラケットガイドと、
   前記昇降ガイド軸と平行に配置されたボールスクリュー軸と、
   前記ボールスクリュー軸に取り付けられ、該ボールスクリュー軸の回転に伴って上下方向に移動するスクリューナットと、
   前記ブラケットガイドに設けられ、前記スクリューナットの上端部に当接し、前記スクリューナットに支持されて上下方向に移動可能な係合片と、を有することを特徴とする流動層装置。
3. 請求項２記載の流動層装置において、前記支持軸は、前記ブラケットガイドに回転自在に取り付けられると共に、その他端側に取り付けられたモータによって回転駆動されることを特徴とする流動層装置。

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