JP5925615B2 - 粉粒体処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体の混合、乾燥、造粒、コーティング等の処理を行う粉粒体処理部を、外部環境に対して気密に隔離された作業ボックスの作業室内に収容した粉粒体処理装置に関する。

例えば、高薬理活性薬物や人体に有害な化学物質などの粉粒体材料を処理する場合、作業者の保護や外部環境の汚染防止を図るために、外部環境に対して気密に隔離された作業ボックス（アイソレータ）の作業室内に粉粒体処理部を収容すると共に、粉粒体処理部に対して作業ボックスの外部から所要の作業を行えるようにした粉粒体処理装置が用いられている。この種の粉粒体処理装置は、例えば下記の特許文献１〜３に開示されている。

特許第４７１５９８３号公報 特開２０１０−１０５０６４号公報 特開２００５−２９６８８９号公報

この種の粉粒体処理装置は、微量創薬の開発（研究、実験、製造、分析、測定等）に用いられることが多く、粉粒体処理部で処理する処理原料が少量かつ多品種に及ぶと共に、処理原料の切り換え頻度も高くなることが想定される。そのため、粉粒体処理部からの処理済品の取り出し、粉粒体処理部の分解、組立、洗浄等の作業頻度が高く、しかも、これらの作業を限られたスペースの作業室内で行う必要があることから、これらの作業を効率的に行うことができる装置構造が求められる。

本発明の課題は、作業ボックスの作業室内に収容された粉粒体処理部からの処理済品の取り出し、粉粒体処理部の分解、組立、洗浄等の作業を効率的に行うことができる粉粒体処理装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、外部環境に対して気密に隔離された作業室を有する作業ボックスと、作業室の内部に収容された粉粒体処理部とを備えた粉粒体処理装置において、粉粒体処理部は、作業室内の空間に対して封止された内部空間を有するケーシングと、ケーシングの内部空間に収容された回転ドラムと、回転ドラムの内部に収容された粉粒体にスプレー液を噴霧するスプレーノズルユニットとを備え、ケーシングは、回転ドラムの最大外径以上の内径を有する開口部と、該開口部を開閉可能な開閉扉とを有し、スプレーノズルユニットは、ケーシングの開閉扉に装着され、回転ドラムの一端側に設けられた開口部を介して回転ドラムの内部に挿入され、開閉扉を開いたとき、回転ドラムがケーシングの開口部を介して、ケーシングから引き出し可能である構成を提供する。

上記構成において、開閉扉は、旋回アームの一端部に取り付けられ、旋回アームの他端部は、ケーシング又はケーシングの外部に位置する支持部材に枢軸を介して旋回自在に取り付けられている構成とすることができる。

上記構成において、開閉扉は、旋回アームの一端部に、旋回アームの他端部の枢軸と平行な枢軸を介して回動自在に取り付けられていることが好ましい。

上記構成において、回転ドラムは、周壁部と、周壁部から一端側に連続し、開口部が設けられた端壁部とを有し、該端壁部が周壁部に開閉自在に取り付けられている構成とすることができる。

上記構成において、回転ドラムは、回転ドラムを回転駆動する回転駆動軸に着脱自在に取り付けられている構成とすることができる。

本発明によれば、作業ボックスの作業室内に収容された粉粒体処理部からの処理済品の取り出し、粉粒体処理部の分解、組立、洗浄等の作業を効率的に行うことができる粉粒体処理装置を提供することができる。

実施形態の粉粒体処理装置を右側面側から見た図である。 実施形態の粉粒体処理装置を前面側から見た図｛図２（ａ）｝、上方から見た図｛図２（ｂ）｝である。 コーティング装置（粉粒体処理部）の縦断面図である。 コーティング装置の横断面図である。 回転ドラムの前端壁部を開いた状態を示す側面図である。 ケーシングの開閉扉を前方から見た図｛図６（ａ）｝、旋回アームの他端部の周辺を示す図｛図６（ｂ）｝である。 コーティング装置の横断面図である。 開閉扉の開閉動作を上方から見た図である。

図１及び図２に示すように、この実施形態の粉粒体処理装置は、外部環境に対して気密に隔離された作業室１ａを有する作業ボックス１と、作業室１ａの内部に収容された粉粒体処理部としてのドラム式のコーティング装置２とを備えている。作業ボックス１は、キャスター３ａを備えた架台３に搭載され、その前面Ａには、作業用グローブ（図示省略）が気密に取り付けられた１又は複数（この実施形態では３つ）の作業口１ｂが設けられている。作業ボックス１は、少なくとも前面Ａ、好ましくは全面が透明な材料で形成され、作業室１ａの内部を外部から視認することができる。また、作業者Ｍは、作業ボックス１の前面Ａの作業口１ｂから手を挿入し、作業口１ｂに装着された作業用グローブをはめて、作業室１ａ内での所要の作業を行うことができる。また、作業ボックス１の左側面Ｃには、ＲＰＴ容器４が気密に接続されており、ＲＰＴ容器４の前面扉４ａを開くことにより、ＲＰＴ容器４から作業室１ａ内に処理原料を供給し、また、作業室１ａ内からＲＰＴ容器４に処理済品を取り出すことができる。作業室１ａ内からＲＰＴ容器４に処理済品を取り出し、前面扉４ａを閉じた後、容器部４ｂを前面扉４ａから取り外すことにより、作業室１ａに対して完全にクローズドな状態で処理済品を外部に取り出すことができる。

図２に示すように、作業ボックス１の背面Ｂの側には、コーティング装置２と、給気フィルタボックス５と排気フィルタボックス６が取り付けられている。コーティング装置２、給気フィルタボックス５、排気フィルタボックス６の一部は、それぞれ、作業ボックス１の背面Ｂから作業ボックス１の外部に露出し、背面側Ｂに装着された背面カバー７（図１参照）によって覆われている。給気フィルタボックス５と排気フィルタボックス６の内部には、ヘパフィルタ等のフィルタが収容される。給気フィルタボックス５は、作業室１ａの内部で給気配管８と給気部材９を介してコーティング装置２に接続され、作業室１ａの外部で図示されていない給気ラインに接続される。また、排気フィルタボックス６は、作業室１ａの内部で排気配管１０と排気部材１１を介してコーティング装置２に接続され、作業室１ａの外部で図示されていない排気配管を介して排気ブロア（架台３の内部に収容）に接続される。尚、作業室１ａ内の雰囲気を所望の環境（例えば陰圧）に設定し、維持するために、作業室１ａに対して給排気を行う給排気設備が別途設けられているが、この給排気設備については種々の公知のものを採用することができるので、図示及び説明を省略する。

図３は、作業室１ａの内部に収容されるコーティング装置２を示している。このコーティング装置２は、回転駆動軸２１に連結され、回転駆動軸２１の軸線Ｘ回りに回転する処理容器としての回転ドラム２２と、回転ドラム２２を収容するケーシング２３と、回転ドラム２２の内部に収容された粉粒体に膜剤液等のスプレー液を噴霧するスプレーノズルユニット２４とを備えている。回転駆動軸２１を回転駆動する回転駆動部２５は、作業室１ａの外部（背面Ｂ側）に配置される。

図３〜図５に示すように、この実施形態において、回転ドラム２２は、多角形（例えば１２角形）の横断面形状を有する周壁部２２ａと、周壁部２２ａの前端側（前面Ａ側）の前端壁部２２ｂと、周壁部２２ａから後端側（背面Ｂ側）に連続した後端壁部２２ｃとを備えている。周壁部２２ａの各辺面には、それぞれ多孔部で形成される通気部が設けられている。この実施形態では、周壁部２２ａの各辺面にそれぞれ多孔板を装着することによって通気部を形成している。前端壁部２２ｂの前端部には開口部２２ｄが設けられ、後端端壁部２２ｃの後端部は取付部材、例えばロックナット２６で回転駆動軸２１の軸端部に着脱自在に取り付けられている。

また、図５に示すように、この実施形態において、回転ドラム２２の周壁部２２ａの軸方向両端部には、例えばフッ素系樹脂（ＰＴＦＥ等）等の合成樹脂材や硬質ゴム等の合成ゴム材で形成された環状のシールリング２２ａ１が設けられ、周壁部２２ａの外周には、例えばフッ素系樹脂（ＰＴＦＥ等）等の合成樹脂材や硬質ゴム等の合成ゴム材で形成された複数の仕切り板２２ａ２が回転方向に所定間隔で設けられている。仕切り板２２ａ２は周壁部２２ａの軸方向寸法とほぼ同じ長手方向寸法を有し、回転ドラム２２の軸線と平行な向きで周壁部２２ａの外周に配置される。

さらに、この実施形態において、回転ドラム２２の前端壁部２２ｂは、周壁部２２ａから分離され、周壁部２２ａの前端部に取付部材、例えば回動継手２２ｆと摘みねじ２２ｇで開閉自在に取り付けられている。

図３に示すように、ケーシング２３は、円筒部２３ａと、円筒部２３ａの前端（前面Ａ側）に設けられた開口部２３ｂと、開口部２３ｂを開閉可能な開閉扉２３ｃと、後端（背面Ｂ側）の後端壁２３ｄとを備え、その内部空間は作業室１ａ内の空間に対して気密に封止されている。円筒部２３ａ及び開口部２３ｂの内径は、回転ドラム２２の最大外径（この実施形態では、仕切り板２２ａ２の先端での直径）と同じか同程度である。開閉扉２３ｃは、円筒部２３ａの前端部に取付部材、例えばクリップタイプの継手２３ｅで着脱自在に取り付けられている。また、円筒部２３ａの後端部は、後端壁２３ｄに取付部材、例えば摘みねじ２３ｆで着脱自在に取り付けられている。また、この実施形態では、開閉扉２３ｃに、処理原料の投入口２３ｃ１が設けられている。投入口２３ｃ１から漏斗のような適当な投入用部材を挿入することにより、回転ドラム２２の内部に処理原料を投入することができる。

図４に示すように、回転ドラム２２の回転時、回転ドラム２２の周壁部２２ａに設けられた環状のシールリング２２ａ１と仕切り板２２ａ２はケーシング２３の円筒部２３ａの内周面に摺接し、これにより、円筒部２３ａの内周面と回転ドラム２２の周壁部２２ａとの間に通気空間Ｓが形成される。この通気空間Ｓは、円筒部２３ａの所定箇所に設けられた給気口２３ｇと排気口２３ｈと連通する。また、円筒部２３ａの給気口２３ｇに給気部材９が接続され、排気口２３ｈに排気部材１１が接続される。尚、周壁部２２ａの仕切り板２２ａ２の外径部分を、フッ素系樹脂（ＰＴＦＥ等）の合成樹脂材や硬質ゴム等の合成ゴム材で平板状に形成されたシール部材で構成し、このシール部材を、周壁部２２ａの内外周方向への移動が許容された状態で、仕切り板２２ａ２の基部に装着するようにしても良い（例えば、シール部材を内外周方向の長穴とボルト又はピンとより仕切り板２２ａ２の基部に装着する）。

図６及び図７に示すように、この実施形態において、ケーシング２３の開閉扉２３ｃは、旋回アーム３０の一端部に鉛直方向の枢軸Ｙ１を介して回動自在に取り付けられ、旋回アーム３０の他端部は、ケーシング２３の外部に位置する支持部材３１に鉛直方向の枢軸Ｙ２を介して旋回自在に取り付けられている。また、旋回アーム３０は、鉛直面に沿う方向で円弧状等の湾曲をもった湾曲部３０ａと、湾曲部３０ａの他端に接続された基部３０ｂとを備え、湾曲部３０ａの一端部が開閉扉２３ｃの下部に枢軸Ｙ１を介して取り付けられ、基部３０ｂが支持部材３１に枢軸Ｙ２を介して取り付けられている。尚、湾曲部３０ａと基部３０ｂとの接続部分は、固定的な接続であっても良いし、回動ピン等による回動可能な接続であっても良い。

スプレーノズルユニット２４は、ケーシング２３の開閉扉２３ｃに装着され、回転ドラム２２の前端壁部２２ｂの開口部２２ｄを介して回転ドラム２２の内部に挿入される。

図４に示すように、粉粒体の処理時、温風又は冷風等の処理気体は、給気部材９から給気口２３ｇ、通気空間Ｓ、周壁部２２の通気部を介して回転ドラム２２の内部に流入し、回転ドラム２２の内部の粉粒体層を通過した後、周壁部２２の通気部から、通気空間Ｓ、排気口２３ｈを介して排気部材１１に排気される。スプレーノズルユニット２４のスプレーノズルから粉粒体層に噴霧された膜材液等のスプレー液は、回転ドラム２２の回転に伴う攪拌混合作用によって各粉粒体粒子の表面に展延され、粉粒体層を通過する処理気体によって乾燥される。これにより、各粉粒体粒子の表面にコーティング被膜が形成される。

上記の粉粒体処理が完了した後、作業者Ｍが作業ボックス１の前面Ａの作業口１ｂから手を挿入し、作業口１ｂに装着された作業用グローブをはめて、作業室１ａ内でケーシング２３の開閉扉２３ｃを開くことにより、回転ドラム２２の内部から処理済品を取り出すことができる。図８は、ケーシング２３の開閉扉２３ｃの開閉動作を上方から見た図である。まず、図８（ａ）に示すように、開閉扉２３ｃを円筒部２３ａに連結しているクリップタイプの継手２３ｅを外し、旋回アーム３０を枢軸Ｙ２を支点として同図の紙面方向に旋回させて、開閉扉２３ｃを旋回移動させる。このとき、開閉扉２３ｃを枢軸Ｙ１を支点として同図の紙面方向に回動させ、スプレーノズルユニット２４が回転ドラム２２の開口部２２ｄと干渉しないように、スプレーノズルユニット２４の向きを調整する。この状態から、旋回アーム３０を枢軸Ｙ２を支点としてさらに旋回させて、開閉扉２３を旋回移動させると、図８（ｂ）に示すように、スプレーノズルユニット２４が開口部２２ｄと干渉することなく、回転ドラム２２の内部から抜き出される。その後、図８（ｃ）に示すように、開閉扉２３ｃを枢軸Ｙ１を支点として回動させつつ、旋回アーム３０を枢軸Ｙ２を支点としてさらに旋回させて、開閉扉２３ｃを図８（ｄ）に示す位置まで旋回移動させると、ケーシング２３の開口部２３ｂ及び回転ドラム２２の開口部２２ｄの前方側が完全に開放された状態になる。

上記のように、枢軸Ｙ２を支点とする旋回アーム３０の旋回動作と、枢軸Ｙ１を支点とする開閉扉２３ｃの回動動作とを組み合わせることにより、スプレーノズルユニット２４を回転ドラム２２の開口部２２ｄに干渉することなく、回転ドラム２２の内部から抜き出することができる共に、ケーシング２３の開口部２３ｂ及び回転ドラム２２の開口部２２ｄの前方側が完全に開放される位置まで開閉扉２３ｃを移動させることができ、しかも、開閉扉２３ｃの移動動作に要するスペースを可及的に小さくすることができる。尚、開閉扉２３ｃを閉じる場合は、上記と逆の動作を行う。

上記の態様で、開閉扉２３ｃを図８（ｄ）に示す位置まで旋回移動させると、ケーシング２３の開口部２３ｂ及び回転ドラム２２の開口部２２ｄの前方側が完全に開放された状態になるので、限られたスペースの作業室１ａ内で、回転ドラム２２の内部から処理済品を取り出す作業が容易になる。しかも、この実施形態では、図５に示すように、回転ドラム２２の前端壁部２２ｂを周壁部２２ａの前端部に開閉自在に取り付けているので、処理済品の取り出し時に、前端壁部２２ｂを開くことにより、処理済品の取り出し作業がより一層容易になる。回転ドラム２２の内部から取り出した処理済品は、作業ボックス１の左側面Ｃに気密に接続されたＲＰＴ容器４に移して作業室１ａの外部に取り出すことにより、作業室１ａに対して完全にクローズドな状態で処理済品を外部に取り出すことができる。

また、開閉扉２３ｃを開くことにより、ケーシング２３の開口部２３ｂ及び回転ドラム２２の開口部２２ｄの前方側が完全に開放された状態になり、さらに、回転ドラム２２の前端壁部２２ｂが開いた状態になることにより、限られたスペースの作業室１ａ内で、ケーシング２３の内部や回転ドラム２２の内部を洗浄する作業が容易になると共に、洗浄効果も高くなる。また、開閉扉２３ｃを枢軸Ｙ１を支点として回動させ、その内面を作業ボックス１の前面Ａ側に向けることにより、開閉扉２３ｃの内面も効果的に洗浄することができる。

また、ケーシング２３の円筒部２３ａ及び開口部２３ｂの内径が、回転ドラム２２の最大外径（この実施形態では、仕切り板２２ａ２の先端での直径）と同じか同程度であるので、開閉扉２３ｃを開いた状態で、ロックナット２６を外すと、回転ドラム２２をケーシング２３の開口部２３ｂから前方側に引き出すことができる。そのため、コーティング装置２の分解・組立作業が容易であると共に、洗浄時に、限られたスペースの作業室１ａ内で、回転ドラム２２をケーシング２３から引き出して、回転ドラム２２の内部や外部（特に周壁部２２ａの外周側等）、ハウジング２３の内部をより一層効果的に洗浄することができる。

１ 作業ボックス
１ａ 作業室
２ コーティング装置（粉粒体処理部）
２１ 回転駆動軸
２２ 回転ドラム（処理容器）
２２ｂ 前端壁部
２２ｃ 後端壁部
２２ｄ 開口部
２２ｆ 回動継手２２ｆ
２２ｇ 摘みねじ
２３ ケーシング
２３ｂ 開口部
２３ｃ 開閉扉
２３ｅ 継手
２４ スプレーノズルユニット
２６ ロックナット
３０ 旋回アーム
Ｙ１ 枢軸
Ｙ２ 枢軸

Claims (5)

1. 外部環境に対して気密に隔離された作業室を有する作業ボックスと、前記作業室の内部に収容された粉粒体処理部とを備えた粉粒体処理装置において、
   前記粉粒体処理部は、前記作業室内の空間に対して封止された内部空間を有するケーシングと、該ケーシングの内部空間に収容された回転ドラムと、該回転ドラムの内部に収容された粉粒体にスプレー液を噴霧するスプレーノズルユニットとを備え、
   前記ケーシングは、前記回転ドラムの最大外径以上の内径を有する開口部と、該開口部を開閉可能な開閉扉とを有し、
   前記スプレーノズルユニットは、前記ケーシングの開閉扉に装着され、前記回転ドラムの一端側に設けられた開口部を介して該回転ドラムの内部に挿入され、
   前記開閉扉を開いたとき、前記回転ドラムが前記ケーシングの開口部を介して、前記ケーシングから引き出し可能であることを特徴とする粉粒体処理装置。
2. 前記開閉扉は、旋回アームの一端部に取り付けられ、該旋回アームの他端部は、前記ケーシング又は前記ケーシングの外部に位置する支持部材に枢軸を介して旋回自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体処理装置。
3. 前記開閉扉は、前記旋回アームの一端部に、該旋回アームの他端部の枢軸と平行な枢軸を介して回動自在に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の粉粒体処理装置。
4. 前記回転ドラムは、周壁部と、該周壁部から一端側に連続し、前記開口部が設けられた端壁部とを有し、前記端壁部が前記周壁部に開閉自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体処理装置。
5. 前記回転ドラムは、該回転ドラムを回転駆動する回転駆動軸に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体処理装置。

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