JP5820653B2 - 容器回転型混合乾燥機 - Google Patents

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Description

本発明は、容器に供給した被処理物(粉粒体、湿潤粉体)を混合・乾燥させるための容器回転型混合乾燥機に関する。
従来から、下記特許文献1に示す容器回転型混合乾燥機が知られている。この容器回転型混合乾燥機は、回転軸回りに回転駆動可能に軸支された容器と、容器内部の気体を吸引して容器内部を減圧するための吸引管と、容器内部に供給された被処理物が吸引管内に吸引されないようにするためのフィルター部とを備えている。該フィルター部は、容器の周面と吸引管の一端部との接続部に設けられている。そしてこの容器回転型混合乾燥機は、容器を回転軸の軸線回りに回転駆動させることと、吸引管にてフィルター部を介して容器内部の気体を吸引することとによって、被処理物を混合乾燥処理する。
特開2008−292102号公報(特願2007−139918)
上記従来の容器回転型混合乾燥機では、容器を回転軸回りに回転駆動させるとフィルターが被処理物で覆われる場合が生じる。そして、フィルターが被処理物で覆われている場合に、吸引管によって容器内部の気体を吸引すると、吸引力によりフィルターの目に被処理物が入り込んで、フィルターの目詰まりが発生してしまうという問題があった。
そこで本発明は、フィルターの目詰まりを抑制し得る容器回転型混合乾燥機の提供を目的とする。
本発明は、回転軸回りに回転駆動可能に軸支された容器と、一端部が容器の周面に接続され該容器内部の気体を吸引して当該内部を減圧するための吸引管と、前記容器内部に供給された被処理物が前記吸引管内に吸引されないようにするためのフィルター部とを備え、該フィルター部は前記容器の周面と前記吸引管の一端部との接続部に設けられて、前記容器が回転軸回りに回転駆動すると、フィルター部が被処理物により覆われる状態と容器内部の気体に晒される状態とを繰り返す容器回転型混合乾燥機において、フィルター部が被処理物により覆われる状態では吸引管による吸引を行わず、フィルター部が容器内部の気体に晒される状態では吸引管による吸引を行うための吸引手段が設けられていることを特徴としている。
上記構成において、容器が回転軸回りに回転駆動してフィルター部が被処理物により覆われる状態では、吸引手段により吸引管による吸引が行われないから、吸引管からの吸引力が被処理物に働かず、フィルター部の目詰まりが抑えられ、フィルター部が容器内部の気体に晒される状態では、吸引手段により吸引管による吸引が行われ、また、フィルター部が容器内部の気体に晒される状態ではフィルター部と被処理物とは離れているから、被処理物が効率よく乾燥される。
本発明の容器回転型混合乾燥機では、吸引管は吸引ポンプに連通され、前記吸引管は、容器に接続されて容器と共に回転軸回りに回転する一端部側と、吸引ポンプに接続されると共に非回転に支持された他端部側とから構成され、吸引手段は、前記他端部側において、前記一端部側との接続部に形成された吸引口を備え、該吸引口はフィルター部が被処理物により覆われる状態では不通となり、フィルター部が容器内部の気体に晒される状態では連通される構成を採用することができる。
上記構成において、フィルター部が被処理物により覆われる状態では、吸引手段の吸引口は不通となるから、吸引ポンプの吸引力が吸引管内部に伝わらずに容器内部が吸引されず、フィルター部が容器内部の気体に晒される姿勢では、吸引手段の吸引口は連通されるから、吸引ポンプの吸引力が吸引管内部に伝わり、フィルター部を介して容器内部の気体が吸引される。
本発明の容器回転型混合乾燥機では、フィルター部に付着した被処理物をフィルター部から除去するための除去手段が設けられている構成を採用することができる。
上記構成によれば、仮にフィルター部に被処理物が付着しても、除去手段によって付着した被処理物をフィルター部から除去することが可能であり、吸引管での吸引効率の低下を回避することが可能となり、被処理物の乾燥処理の効率低下が抑えられる。
本発明の容器回転型混合乾燥機では、除去手段は、容器の外部側から内部側の方向へ向けてフィルター部に気体を噴出するための噴出管を備えた構成を採用することができる。
上記構成において、容器の外部側から内部側へ向けて噴出管から気体が噴出されると、フィルター部には、容器の外部側から内部側へ向けて気体が噴きつけられ、フィルター部には、容器の外部側から内部側へ向けて押される力が働き、フィルター部は当該押される力とフィルター部自身の弾性力等とによって膨張(フィルター部が容器内部側へ変形)する。
また、噴出管からの気体の噴出方向が容器の外部側から内部側へ向かう方向であるので、フィルター部には、吸引管によって吸引される方向(吸引方向)に働く力(圧力)とは反対の方向に働く力(圧力)、即ち、容器の外部側から内部側へ向けて働く力(圧力)が作用する。
このように、除去手段によって、フィルター部を振動させることと、フィルター部に容器の外部側から内部側へ向く力(圧力)を働かせることとによって、フィルター部に付着した被処理物がフィルター部から除去される。
本発明の容器回転型混合乾燥機では、フィルター部が被処理物により覆われる状態では吸引管による吸引を行わず、フィルター部が容器内部の気体に晒される状態で吸引管による吸引を行う吸引手段が設けられているから、容器が回転軸回りに回転駆動してフィルター部が被処理物により覆われる状態では、吸引手段により吸引管による吸引が行われず、吸引管からの吸引力が被処理物に働かないから、フィルター部の目詰まりを抑えることができる。
本発明の一実施形態に係る容器回転型混合乾燥機の正面図である。 同容器回転型混合乾燥機のフィルター部を表した正面断面図である。 同容器回転型混合乾燥機の断続的吸引手段を表した正面断面図である。 同容器回転型混合乾燥機の吸引管のうち吸引基端側を表した正面図である。 同容器回転型混合乾燥機の回転工程と吸引工程を表し、被処理物を安息角で表した模式的側面図である。
以下、本発明に係る容器回転型混合乾燥機の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1に示すように、容器回転型混合乾燥機1は、被処理物Sが供給される容器2と、該容器2を回転駆動可能に軸支する一対の回転軸3(水平軸)と、容器2内部の気体を吸引して当該内部を真空状態とするための吸引管4と、容器2内部に供給された被処理物Sが吸引管4内に吸引されるのを防止するためのフィルター部5と、フィルター部5に付着した被処理物Sをフィルター部5から除去するための除去手段6とを備える。
かかる容器回転型混合乾燥機1は、容器2内部を真空状態とする真空工程と、容器2を回転駆動させる回転工程と、真空状態の容器2内部を大気圧状態にまで復帰させる復圧工程とによって、容器2内部の被処理物Sを混合処理及び/または乾燥処理することができる。尚、被処理物Sとしての粉粒体等として、例えば、化学・電材・医薬品業界等の分野における原体または中間体等があげられる。
同図に示すように、容器2はダブルコーン型(外面及び内面は正面視、側面視してともに八角形)であり、被処理物Sをその内部で混合乾燥処理するための容器本体7と、容器本体7との間に隙間を形成するよう容器本体7を覆うジャケット8とを備える。容器本体7は、被処理物Sをその内部に供給するための供給部71と、その内部の被処理物Sを取り出すための排出部72とを備える。
供給部71は、図1及び図2に示すように、容器本体7の一部を径方向に円筒状に延設して形成された延設部714と、延設部714の内側空間であって被処理物Sを投入するための開口となる供給口711と、該供給口711を開閉する蓋部712と、蓋部712で閉じた供給口711を気密状態とするためのクランプ713とを備える。供給口714は、容器2の内部空間と連通されている。
本実施形態では、延設部714は、その先端部に、径方向外向きに突出する環状のフランジ715を一体的に備えている。フランジ715の先端面に、フランジ715と略等しい外径で、供給口711の径(延設部714内径)に略等しい内径を有した環状の樹脂体(ポリテトラフルオロエチレン製)718が、同心で取り付けられている。そして、樹脂体718の先端面に環状の溝が形成され、該溝にOリング716が配備されている。
また、樹脂体718の内側空間718Aと供給口711とは連通している。尚、供給口711の大きさは、適宜設定することができ、例えば容器本体7の内部に作業者が入ることができるような大きさとすることもできるし、作業者の両腕が入る程度の大きさに設定することもできる。
蓋部712は、樹脂体718の内側空間718Aを閉じることで、内側空間718Aに連通した供給口711全体を閉じることができるように構成されている。本実施形態では、蓋部712の周縁部が樹脂体718に重なり合う程度の大きさに形成されている。蓋部712は、樹脂体718の外周部に取り付けられた押さえリング719に、ヒンジ717を介して連結されている。そして、ヒンジ717を中心に回動することによって内側空間718A(供給口711)を開閉するようになっている。つまり、蓋部712は、樹脂体718に対して接離するように回動することで、内側空間718A、すなわち供給口711を開閉する構成である。尚、蓋部712は、その面方向に移動すること、即ち、樹脂体718に対してスライドまたは摺動することで供給口711を開閉するように構成とすることも可能である。
クランプ713は、内側空間718Aを蓋部712にて密閉するためのもので、フランジ715と蓋部712の周縁部とを狭持することができるように構成され、蓋部712の周縁部と樹脂体718とを狭持することによって、内側空間718Aすなわち供給口711を気密状態とすることができる。尚、Oリング716によって確実に内側空間718Aを気密状態とすることができる。
容器2内部の被処理物Sを取り出すための排出部72は、供給部71に対向する位置に設けられている。よって、容器2が回転駆動して、供給部71が上側に位置している際には、排出部72は下側に位置している。この排出部72は、容器本体7の径方向に突設される排出口721と、排出口721を開閉するための排出弁722とを備え、排出弁722の開閉動作によって、排出口721を気密状態で閉塞したり開放したりすることができる。
ジャケット8は、容器本体7の周囲を覆うように配置されている。具体的には、図1に示すように、容器本体7の供給部71と排出部72とを除く全体を覆うように設けられている。従って、供給部71と排出部72とは、ジャケット8に覆われることなく表出している。このジャケット8と容器本体7との間には隙間が形成されており、該隙間には、例えば熱水等の熱媒体を供給及び排出することができるようになっている。これにより、容器2内部を暖めることができ、被処理物Sの混合乾燥処理をより促進することができる。
容器2を回転駆動可能に軸支するための回転軸3は、容器2の両側面に一対で設けられている。具体的には、回転軸3は中空であり、一方の回転軸3の軸線C1と他方の回転軸3の軸線C1とが直線状になるように配置されてそれぞれ容器2に接続されている。また、容器2内部には回転軸3は挿入されていない。尚、本実施形態では、一方の回転軸3がボックス9を介して容器2に接続されている。
かかる回転軸3は、その軸線C1が水平方向となるように配置されて軸受台10に軸受装置Bを介して支持されている。容器2は、回転軸3にて回転駆動可能に軸支され、水平方向の軸線C1回りに回転駆動するように配置される。尚、容器2の回転駆動の態様は、適宜設定することができ、例えば、連続的に回転駆動するように設定することもできるし、或いは、所定角度ずつ回転駆動するように設定することもできる。また、正回転と逆回転とが可能なように設定することも可能である。
吸引管4は、容器2内部の気体を吸い出すことで、当該内部を減圧して真空状態とするためのものである。吸引管4は、その一端部側である吸引先端側12Aが容器2に接続されて容器2内部に連通しており、他端部側である吸引基端側12Bが回転軸3(この場合、一方の回転軸3)内を挿通して吸引ポンプ(図示しない)に連通接続されている。吸引管4は、吸引ポンプの吸引力を利用して、吸引先端側12Aから吸引基端側12Bへ向けて(吸引方向X)容器2内部の気体を吸引するよう構成されている。
具体的には、吸引管4の吸引先端側12Aの容器2側端部は、回転軸3の軸線C1回りの周面(容器2の回転駆動における周面)に接続されている。換言すると、吸引管4の吸引先端側12Aの容器2側端部は、容器2の外面のうち回転軸3が接続されている部分を除いた部分の一部に接続されている。より詳細に説明すると、吸引管4の吸引先端側12Aの容器2側端部は、蓋部712よりも容器2内部側に突出しないように蓋部712に接続されている。つまり、吸引先端側12Aの容器2側端部の先端面(吸引先端面121)が蓋部712の内面712aに面一となるように接続されている。
吸引管4は、上述のように蓋部712に接続されているので、蓋部712の開閉動作に連動して移動する構成である。また、本実施形態では、吸引管4は、その吸引先端側12Aの他方の端部側が、ボックス9内で吸引基端側12Bに連通接続され、軸受装置Bによって回転軸3及びボックス9と共に軸線C1回りに回転駆動するよう構成されている。すなわち、本実施形態における容器回転型混合乾燥機1は、回転軸3と容器2と吸引管4の吸引先端側12Aとが、回転軸3の軸線C1回りに回転する所謂共回り構造となっている。そして、前述のように吸引管4の吸引基端側12Bは回転軸3内を挿通して、その軸方向途中部分を支持部材18によって非回転に支持されている。
吸引先端側12Aの端部は、蓋部712の略中央位置に配備されている。また、フィルター部5は、容器2内の被処理物Sが真空側(吸引管4内)へ混入するのを防止するためのものである。換言すると、容器2内部から吸引管4へ吸引される気体を濾すためのものであり、当該吸引される気体に含まれる被処理物Sを取りわけるためのものである。具体的には、フィルター部5は、吸引管4に吸引される気体を濾過するための濾布51と、例えば金網等のような目の粗いメッシュ構造を有するメッシュスペーサ52とを備える。メッシュスペーサ52は、濾布51の一方の面側に貼り付けられている。尚、フィルター部5の大きさ(面積)は、本実施形態では、供給口711の開口面積と同程度の大きさであるが、適宜設定することが可能である。例えば、吸引管4の太さ(断面の大きさ)と同程度の大きさとすることも可能である。
フィルター部5は、容器2の周面と吸引管4の吸引先端側12Aとの接続部、具体的には、容器2の蓋部712と吸引管4の吸引先端側12Aとの接続部に設けられている。より詳細に説明すると、フィルター部5は、容器2内部から吸引先端面121へ向けて吸い込まれる気体を濾過することができるように、吸引先端面121の容器2内部側に設けられている。
フィルター部5は、吸引管4の吸引先端面121を覆うように蓋部712の内面712a側に設けられている。尚、本実施形態では、フィルター部5と吸引先端面121とは非接触で対向させているが、これに限られず、吸引先端面121をフィルター部5に接触させるようにしてもよい。
また、フィルター部5は、内側空間718A全体を覆うように配備されている。フィルター部5は、そのメッシュスペーサ52が容器2の外部側に、濾布51が容器2の内部側に位置するように配置されており、従って、吸引先端側12Aと濾布51との間、或いは、蓋部712と濾布51との間には、メッシュスペーサ52が介在した状態となっている。尚、フィルター部5は、蓋部712の内面712a側に形成されている溝部に、スペーサ53にて挟み込まれて蓋部712の内面712a側に貼り付けられている。また、フィルター部5は、蓋部712に設けられるので、蓋部712の開閉動作に従って内側空間718Aを覆う位置と開放する位置とを移動する。
除去手段6は、フィルター部5に付着した被処理物Sをフィルター部5から除去するためのものである。本実施形態では、容器2の外部側から内部側へ向けてフィルター部5に気体(例えば、窒素ガス等)を噴出するための噴出管13と、噴出管13内にフィルター部5に噴出するための気体を送り込むガスタンク(図示しない)とを具備する。噴出管13は、吸引先端側12Aの軸線方向C2に同心で軸線方向C2に沿って内装され、その一端部(噴出先端部14)がフィルター部5に向けて配備され、他端部(噴出基端部)が前記ガスタンクに接続されている。よって、除去手段6は、ガスタンクによって噴出基端部から噴出先端部14へ向けて気体が送り込まれ、噴出基端部側から送り込まれた気体が、噴出先端部14から噴出して(噴出方向Y)フィルター部5に吹き付けられるように構成されている。
従って、噴出先端部14から噴出される気体は、フィルター部5の略中央の位置に噴きつけられることとなる。除去手段6によるフィルター部5への気体の噴出は、吸引管4によって吸引している吸引工程中に行われる。すなわち、フィルター部5が被処理物Sから露出(表出)している間に気体を噴出させる。また、該気体の噴出は定期的に行う。つまり、所定時間毎に所謂パルス状態で行う。該パルスは、例えばフィルター部5が被処理物Sから表出している間に、1回のみ噴出するよう設定することも、複数回噴出するように設定することもできる。
ここで、前記回転工程は、容器2を回転軸3の軸線C1回りに1回転させる単位回転工程を複数回行う工程である。換言すれば、単位回転工程を継続させることで回転工程がなっている。前記真空工程は複数回の吸引工程からなり、吸引工程は、単位工程中に1回だけ行われる。吸引工程は、フィルター部5が被処理物Sにより覆われる状態、すなわちフィルター部5が被処理物Sにより覆われる容器2の姿勢では行なわれず、フィルター部5が容器2内部の気体に晒される状態、すなわちフィルター部5が容器2内部の気体に晒される容器2の姿勢で行なわれるよう、回転工程中に複数回、断続的に行われる。
ここで、図3及び図4に基づいて、吸引工程すなわち吸引管4による吸引を回転工程中に断続的に行うための吸引手段(以下「断続的吸引手段」と称す)11を説明する。断続的吸引手段11は、フィルター部5が被処理物Sにより覆われる容器2の姿勢では吸引管4による吸引を行わず、フィルター部5が容器2内部の気体に晒される容器2の姿勢で吸引管4による吸引を行うよう構成されている。
断続的吸引手段11は、吸引先端側12Aの構成要素と吸引基端側12Bの構成要素とからなる。吸引先端側12Aの構成要素は、有底形状の筒型のキャップ部材15からなる。キャップ部材15は、吸引基端側12Bに摺動自在に外嵌され、且つ吸引先端側12Aと共に一方の回転軸3回りに回転するよう、吸引先端側12Aの他端部に一体的に形成されている。また、吸引先端側12Aの他端部はキャップ部材15の筒部16の軸方向途中部に接続固定されており、キャップ部材15の底板17は、吸引基端側12Bの端部開放面側を覆い、筒部16は軸受装置Bによって軸線C1回りに回転自在に取り付けられている。
吸引基端側12Bの構成要素は、吸引基端側12Bにおいて、吸引先端側12Aとの接続部に形成された吸引口19からなる。この場合、吸引口19は該接続部の外周面に形成されている。吸引基端側12Bは非回転に支持されているから、吸引口19も非回転である。そして吸引口19は、フィルター部5が被処理物Sにより覆われる容器2の姿勢では、吸引先端側12Aに対して閉鎖され(不通であり)、フィルター部5が容器2内部の気体に晒される容器2の姿勢では開放されて吸引先端側12Aと連通されるよう、該外周面の周方向所定領域で且つ吸引先端側12Aの直径内に収まるよう形成されている。
また、キャップ部材15には、キャップ部材15が軸線C1回りに1回転するごとに吸引口19に連通する、吸引口と略同じ大きさで同じ形状の取込口20が一箇所に形成されている。
ここで、図5に基づいて、フィルター部5が容器2内部の気体に晒される容器2の姿勢の設定について、容器2の基準姿勢Aを基準に説明する。すなわち、フィルター部5が容器2の上部において水平面に平行にある姿勢を基準姿勢Aとし(図5の(a))、容器2が基準姿勢Aから軸線C1回りに正回転方向(時計方向)に90°だけ回転した姿勢を反転姿勢(図5の(a)において仮想線で示す)として、この反転姿勢から容器2が軸線C1回りに逆回転方向(反時計方向)に270°だけ回転した姿勢(フィルター部5が容器の下部において水平面に平行にある姿勢)を臨界姿勢(図5の(e)の姿勢)とする。そして、反転姿勢から臨界姿勢の間をフィルター部5が容器2内部の気体に晒される区間として定め、該区間のうちの所定の範囲内で、吸引工程を行うように定める。
1回の吸引工程を行う区間は、取り扱う被処理物Sの種類に応じて異ならせることが好ましく、容器2内部で攪拌される被処理物Sの安息角より大きく、該安息角+180°より小さい範囲までが好ましい。さらに具体的に、本実施形態では、基準姿勢Aから正回転方向に45°回転した姿勢(図5の(h)の姿勢)と、基準姿勢Aから容器2が逆回転方向に135°だけ回転するまでの姿勢(図5の(d)の姿勢)との間を吸引工程区間として設定している。従って、図4の拡大部分に示すように、吸引口19は、吸引基端側12Bにおいて、その断面視90°〜180°の範囲に形成されている。図4の拡大部分における断面表示はZ−Z線端面図であり、吸引口19は、断面において90°〜180°の範囲に形成されていることを表している。
尚、前述した通り、キャップ部材15にも吸引口19と略同じ大きさで同じ形状の取込口20が形成されており、キャップ部材15が容器2と共に回転することにより吸引口19が開閉される。ここで、図5に示す通り、本実施形態においては(b)の姿勢、すなわち容器2が基準姿勢Aから逆回転方向に45°回転した姿勢で、吸引口19とキャップ部材15に形成した取込口20とが一致する。
尚、前記吸引ポンプは乾燥工程中においては常時駆動とし、軸線C1回りに回転する取込口20が吸引口19に連通する場合にのみ、吸引管4が容器2内の気体を吸引する吸引工程となり、吸引工程以外では乾燥工程のうちの回転工程のみが行われる。
図5の(a)〜(i)に、容器2が基準姿勢Aから逆回転方向に回転して再び基準姿勢Aに戻るまでの容器2の1回転である単位回転工程を表している。また(a)〜(i)は、容器2の回転の順番を矢印で表しており、(b)は(a)の状態から45°だけ負方向に回転した姿勢、(c)は(a)の状態から90°だけ負方向に回転した姿勢である。
また、(d)は(a)の状態から135°だけ負方向に回転した姿勢、(e)は(a)の状態から180°だけ負方向に回転した姿勢、(f)は(a)の状態から225°だけ負方向に回転した姿勢、(g)は(a)の状態から270°だけ負方向に回転した姿勢、(h)は(a)の状態から315°だけ負方向に回転した姿勢である。そして、(i)は(a)の状態から360°だけ負方向に回転した姿勢であり、これは基準姿勢Aである。
図5の(a)に示す基準姿勢Aから(c)の姿勢までは、吸引口19が取込口20に連通しているから、吸引工程が行われる。しかし、(d)〜(h)の容器2の姿勢では、吸引口19は取込口20に連通していないから、回転工程のみが行われ、吸引工程は行われない。そして、(a)の基準姿勢Aから(c)の姿勢までは、フィルター部5が容器2内部の気体に晒される容器2の姿勢(フィルター部5が被処理物Sにより覆われない容器2の姿勢)に相当する。
また、フィルター部5が被処理物Sに覆われた状態で吸引工程を行うと、被処理物Sがフィルター部5で目詰まりを起こすことで、乾燥効率が低下する。これに対して、フィルター部5が被処理物Sに覆われていないとき(フィルター部5が被処理物Sに覆われておらず、フィルター部5が容器2内部の気体に晒されているとき)にのみ吸引工程を行うことで、フィルター部5の目詰まりを抑制することができる。その結果、乾燥効率の低下を抑制することができ、しかもフィルター部5自体の長寿命化を図ることができるから、フィルター部5の交換頻度を少なくすることができる。
また、フィルター部5が被処理物Sにより覆われた状態で吸引工程を行うと、被処理物Sを直接的に吸引する状態に近似するから、吸引ポンプに大きな負荷が働いてしまい、その分だけ消費電力が大きくなってランニングコストが高くなったり、吸引ポンプの製品寿命が短くなったりする。しかしながら、これに対して、フィルター部5が被処理物Sに覆われておらず、フィルター部5が容器2内部の気体に晒されていれば、吸引力が不要に減少させられることがなく、消費電力を抑えることができて、しかも吸引ポンプの製品寿命が短くなるのを抑えることができる。
上記構成の容器回転型混合乾燥機1では、吸引管4の吸引先端面121が蓋部712の内面712aと面一となるように接続されている、即ち、吸引先端側12Aが容器2内部にまで挿入されない状態で吸引管4が容器2に接続されている。このため、例えば、被処理物Sの混合乾燥処理を行っている最中(真空工程、回転工程、復圧工程の何れも含む)であっても、容器2内部において吸引管4と被処理物Sとが直接接することがない。従って、被処理物Sへの不純物(金属イオン)の混入を抑制することができる。
また、吸引先端面121が蓋部712の内面712aに面一となる状態で吸引管4が当該蓋部712に接続されており、併せて、フィルター部5が蓋部712の内面712aに設けられているので、吸引管4の洗浄やフィルター部5の洗浄または交換などに係る作業を、容器2内部にて行う必要がなく、容器2の外部側にて行うことができ、当該作業を容易に行うことができる。
更に、吸引管4を蓋部712に接続し、フィルター部5を蓋部712に設けることによって、被処理物Sを容器2内部に供給するための構造(供給口711及び蓋部712)と、容器2内部の気体を吸引するための構造(吸引管4及びフィルター部5)とを、容器2の周面における一つの領域にて形成することができるので、容器回転型混合乾燥機1自体の構造が簡単になる。また、容器2内部に摺動部が存在しないため、被処理物Sに不純物等が混入してしまうこと(コンタミ)を効果的に抑制することができる。
また、フィルター部5(特に、濾布51)に付着した被処理物Sをフィルター部5から除去するための除去手段6が設けられているので、前記真空工程(吸引工程)を行っている場合に、仮に吸引管4による吸引によってフィルター部5(特に、濾布51)に被処理物Sが付着しても、当該付着した被処理物Sをフィルター部5から除去することができる。このため、吸引効率の低下を回避し、被処理物Sの混合乾燥処理の効率低下を回避することができる。
除去手段6において、噴出管13の噴出先端部14から気体が噴出されると、フィルター部5には、容器2の外部側から内部側へ向けて気体が噴きつけられることになる。そうすると、フィルター部5には、容器2の外部側から内部側へ向けて押される力が作用し、フィルター部5は、当該押される力とフィルター部5自体の弾性力等とによって膨張する。具体的には、フィルター部5は、容器内部側へ凸となるように湾曲することとなる。
そして、噴出管13からの気体の噴出方向は、容器2の外部側から内部側へ向かう方向(つまり、吸引方向とは逆向きの方向)であるので、フィルター部5には、吸引方向に働く力(圧力)とは反対の方向に働く力(圧力)、即ち、容器2の外部側から内部側へ向けて働く力(圧力)が作用することとなる。特に、本実施形態においては、この噴出管からの気体の噴出が定期的に行われているので、フィルター部には、吸引方向の圧力と反対方向に働く圧力が交互に作用することとなる。
このように、噴出管13からフィルター部5へ気体を噴きつけて、フィルター部5を膨張させると共にフィルター部5に容器2の外部側から内部側へ向いた力(圧力)を働かせることによって、フィルター部5に付着した被処理物Sを当該フィルター部5から確実に除去することができる。
更に、噴出管13の噴出先端部14は、フィルター部5の略中央の位置へ向けて気体を噴出するように配備されているので、フィルター部5を大きく且つ確実に膨張させることができる。
上記実施形態における断続的吸引手段11は、吸引先端側12Aの構成要素と吸引基端側12Bの構成要素とから構成したがこれに限定されない。例えば、吸引管4内の途上に、容器2内と吸引管4との連通を遮断する弁体(電磁弁)を装着し、該弁体を吸引工程中にのみ開放するようにしても、上記実施形態と同様の作用効果を奏し得る。この場合弁体は、非回転である吸引基端側12B内に配置するほうが、製作が容易でコストを安価にすることができる。
また、吸引ポンプのオン・オフ操作可能に制御し、フィルター部5が容器2内部の気体に晒される場合にのみ、吸引ポンプをオンして容器2内の気体を吸引することも可能である。
本実施形態では、吸引管4の一端部(吸引先端側12A)が蓋部712に接続される場合について説明したが、これに限られず、例えば、容器2の周面であって供給部71と排出部72との間の位置に接続される場合であってもよい。また、容器2の周面であって供給部71(または排出部72)と一方の回転軸3との間の位置に接続されてもよい。また、容器2の回転半径が大きくなっている部分または小さくなっている部分に接続されてもよい。
また、本実施形態では、フィルター部5が濾布51とメッシュスペーサ52とを備えている場合について説明したが、これに限られず、例えば濾布51のみを備える場合であってもよい。但し、フィルター部5を濾布51とメッシュスペーサ52との二層構造とすることにより、濾布51と蓋部712との間にメッシュスペーサ52を介在させることができ、濾布51を通過した気体がメッシュスペーサ52の内部を通過して吸引管4に吸引されることとなる結果、濾過面積を大きくすることができるという利点がある。尚、フィルター部5は、延設部714に設けることもできる。
更に、本実施形態では、除去手段6が、フィルター部5を膨張させることができ、且つ、容器2の外部側から内部側へ向けて働く力(圧力)をフィルター部5に作用させることができる構成である場合について説明した。しかしながら、これに限らず、例えば、フィルター部5を振動させることのみが可能な構成であってもよく、或いは、容器2の外部側から内部側へ向けて働く力(圧力)をフィルター部5に作用させることのみができる構成であってもよい。
具体的には、例えば、吸引管4内にポリテトラフルオロエチレン製の球を供給し、該球が、容器2の回転駆動に応じて、フィルター部5に対して離間した位置と当接した位置との間を移動することができるように構成する。このような構成であると、容器2の回転駆動に応じて球がフィルター部5に対して離間した位置から移動してフィルター部5に当接し、フィルター部5に衝撃を加えることができ、当該衝撃によってフィルター部5を振動させることができる結果、フィルター部5に付着した被処理物Sをフィルター部5から除去することができる。
あるいは、吸引管4内にエアーバイブレータを配置し、該エアーバイブレータに接続するとともに吸引管4の軸心に沿ってエアーノズルを配置し、エアーバイブレータに気体を供給・停止することで該エアーノズルの先端からフィルター部5に気体をパルス的に供給して、フィルター部5を振動させる構成であってもよい。そして、フィルター部5を振動させるタイミングは、吸引工程中に限らず、回転工程中に常時的に行うようにしてもよい。
また更に、本実施形態では、回転軸3の軸線C1方向が水平方向となっている場合について説明したが、これに限られず、例えば、水平方向に対して所定角度(例えば5°乃至10°)傾いた方向になっていてもよい。また、本実施形態では、容器内部については特に言及していないが、耐食性等が求められる場合、グラスライニング処理を施すことが好ましい。
尚、本実施形態では吸引基端側12Bに形成した吸引口19とキャップ部材15に設けた取込口20が略同一となるように形成し、断面視で90°〜180°(図4参照)が開口するように形成している。このため、吸引工程を行う区間は、図5における姿勢(h),(a)〜(d)(回転角度約180°の間は連通した状態)となっている。しかしながら、この吸引工程を行う区間の大きさ、及び吸引工程を開始する角度(もしくは吸引を終了する角度)は、容器2内に収容する被処理物Sの安息角に合わせて適宜変更可能である。
例えば、吸引工程の区間(吸引口19と取込口20が連通状態にある回転角度の範囲)を回転角度約180°に固定した状態で、吸引工程を開始する角度を変更したい場合、キャップ部材15側は何ら変更することなく、吸引基端側12B自体を正回転又は逆回転方向に回転させることによって吸引工程を開始する角度を変更することが可能である。尚、吸引基端側12B自体を回転させる代わりに、吸引基端側12Bに設けられた吸引口19の開口形成する個所を変更することによっても、吸引工程を開始する角度を変更することができる。例えば、吸引基端側12Bを正回転方向(時計回り)に若干回転させて、断面視で例えば85°〜175°が開口するように調整することで、吸引工程の開始を、図5の姿勢(h)よりも姿勢(g)に近い段階で開始させることが可能となる。
また、吸引工程の区間の大きさ(吸引口19と取込口20が連通状態にある回転角度の範囲)を変更したい場合、吸引口19の開口の大きさ又は/及び取込口20の開口の大きさを(周方向長さ)変更することによって、両者の連通状態が連通状態にある回転角度を変更することが可能となる。例えば、吸引口19および取込口20の開口を100°〜170°の範囲とすることにより、両者が連通状態となる回転角度を約140°とすることができる。
また、本装置では容器2の回転開始前から吸引工程を実施しても良いし、容器2を回転させ、容器2が一定回転に安定した後に吸引工程を開始するようにしても良い。
また、吸引工程を行う区間は被処理物Sの安息角に応じて適宜変更可能であることに加え、例えば被処理物Sの安息角が、投入初期と終了直前とで異なる場合では、いずれかの安息角に合わせて吸引工程を行う区間を設定しても良い。この場合、フィルター部5と接した状態での吸引工程を確実に防止する観点では、吸引工程を開始する角度を、安息角の高い(大きい)ほうに合わせ、吸引工程を終了する角度を、安息角の低い(小さい)ほうに合わせることが好ましい。具体的には投入初期の被処理物S(湿潤粉体)の安息角をαとし、終了前の被処理物S(乾燥粉体)の安息角をβとすると、通常はα>βとなる。そのため、吸引工程を開始する角度をαよりも大きく、吸引工程を終了する角度をβ+180°よりも小さくすることが好ましい。
1…容器回転型混合乾燥機、2…容器、3…回転軸、4…吸引管、5…フィルター部、6…除去手段、10…軸受台、11…断続的吸引手段、12A…吸引先端側、12B…吸引基端側、13…噴出管、14…噴出先端部、19…吸引口、20…取込口、712…蓋部、A…基準姿勢、S…被処理物、X…吸引方向、Y…噴出方向、

Claims (4)

  1. 回転軸回りに回転駆動可能に軸支された容器と、一端部が容器の周面に接続され該容器内部の気体を吸引して当該内部を減圧するための吸引管と、前記容器内部に供給された被処理物が前記吸引管内に吸引されないようにするためのフィルター部とを備え、
    該フィルター部は前記容器の周面と前記吸引管の一端部との接続部に設けられて、前記容器が回転軸回りに回転駆動すると、フィルター部が被処理物により覆われる状態と容器内部の気体に晒される状態とを繰り返す容器回転型混合乾燥機において、
    フィルター部が被処理物により覆われる状態では吸引管による吸引を行わず、フィルター部が容器内部の気体に晒される状態では吸引管による吸引を行うための吸引手段が設けられていることを特徴とする容器回転型混合乾燥機。
  2. 吸引管は吸引ポンプに連通され、前記吸引管は、容器に接続されて容器と共に回転軸回りに回転する一端部側と、吸引ポンプに接続されると共に非回転に支持された他端部側とから構成され、
    吸引手段は、前記他端部側において、前記一端部側との接続部に形成された吸引口を備え、該吸引口はフィルター部が被処理物により覆われる状態では不通となり、フィルター部が容器内部の気体に晒される状態では連通されることを特徴とする請求項1記載の容器回転型混合乾燥機。
  3. フィルター部に付着した被処理物をフィルター部から除去するための除去手段が設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の容器回転型混合乾燥機。
  4. 除去手段は、容器の外部側から内部側の方向へ向けてフィルター部に気体を噴出するための噴出管を備えることを特徴とする請求項3記載の容器回転型混合乾燥機。
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