JPH06190260A - 粒子処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロススクリューをプロペラ状に形成するこ
とにより、粒子の流動運動を損なうことなく、処理容器
の上蓋や側壁等に付着する粒子を低減させる。 【構成】 クロススクリュー（３）を、回転軸（５）
と、この回転軸（５）に放射状に取り付けた複数の翼部
材（７）とでプロペラ状に形成する。前記翼部材（７）
は、細長平板状部材で形成し、前端縁（7a）に対して後
端縁（7b）が回転軸（５）の先端側に位置するよう所定
角度（θ）傾けて取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医薬品、食品業界等を
はじめ、粒子の処理工程（造粒・混合等）を必要とする
産業界で広く用いられる粒子加工装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】粉粒体の造粒・混合等を行なうための装
置の一つにいわゆる攪拌造粒装置がある。この攪拌造粒
装置は、図５に示すように、略円筒状の処理容器（21）
と、処理容器（21）の底部（21ａ）に設けられ、垂直方
向の回転軸（23）を有する攪拌部材（24）と、処理容器
（21）の側壁（21ｂ）に設けられ、水平方向の回転軸
（25）を有するクロススクリュー（27）と、バインダー
液を添加するノズル（29）とを主要な構成要素としてい
る。

【０００３】前記攪拌部材（24）は、回転軸（25）に複
数枚の攪拌羽根（31）を放射状に取り付けることにより
構成される。前記攪拌羽根（31）は、回転方向に下り勾
配となっており、その先端部（31ａ）は基端部（31ｂ）
に対して回転方向に先行配置されている。また、クロス
スクリュー（27）には、図６に示すように回転軸（25）
にコの字型の羽根（33）を取り付けたものや、図７に示
すように、回転軸（25）に細長平板状の羽根（35）を放
射状に取り付け、これを軸方向に沿って複数列設けたも
のが用いられている。

【０００４】このような構成において、攪拌部材（24）
を回転させると、処理容器（21）内に収容された原料粉
体も回転し、遠心力によって径方向に移動する。そし
て、この粒子は、各攪拌羽根（31）に跳ね上げられて上
昇運動を開始する。これにより、粒子は処理容器（21）
内を渦巻き状に旋回・上昇し、やがて処理容器の中心付
近に落下する。このような粒子の流動運動中に、ノズル
（29）からバインダー液を滴下あるいはスプレーする
と、粒子が適度に凝集する。さらに、クロススクリュー
（27）を回転させると、図６に示すタイプのものでは、
羽根（33）の前端縁（33ａ）で粒子の剪断がなされ、羽
根（33）の面（33ｂ）で粒子の転動・圧密がなされる。
一方、図７に示すタイプのものでは、羽根（35）の前端
縁（35ａ）で粒子の剪断と転動・圧密とが同時になされ
る。このような剪断、転動・圧密作用によって、粒子が
徐々に所望の粒径に造粒されていく。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６に示す
クロススクリュー（27）では、図８（ａ）に示すよう
に、羽根（33）の面（33ｂ）が循環流に対して垂直に位
置した際に、粒子（34）の流動運動が比較的広い範囲で
遮蔽される。このため、当該粒子（34）の流動性が低下
し、処理作業完了後に粒度のばらつきといった製品品位
の低下を招きやすくなる。また、羽根（33）に衝突する
粒子（34）が多くなるので、クロススクリュー（27）の
駆動トルクが増大する。これにより、駆動源の負荷変動
が大きくなり、振動等が発生するおそれがある。

【０００６】また、同図（ｂ）（ｃ）に示すように、羽
根（33）の面（33ｂ）が循環流に対して斜めに位置した
場合には、羽根（33）に衝突した粒子（34）に上方若し
くは下方の分力が作用する。このため、衝突した粒子
（34）が上下方向に跳ね飛ばされ、処理容器（21）の底
面（21ａ）や上蓋（37）に付着しやすくなる。さらに、
上述のように、粒子は旋回しており、常時遠心力が作用
しているため、処理容器の側壁（21ｂ）にも付着しやす
い。このように、処理容器（21）の底面（21ａ）や上蓋
（37）あるいは側壁（21ｂ）に粒子が付着すれば、処理
作業完了後の造粒物の回収率が低下する。

【０００７】一方、図７に示すクロススクリュー（27）
では、粒子に対して十分な剪断作用を付与できるもの
の、前端縁（35ａ）が狭隘なエッジ状であることから、
転動・圧密作用が十分に付与できない。

【０００８】そこで、本発明は、粒子の流動運動を損な
うことなく、処理容器の上蓋や側壁等に付着する粒子を
低減させると共に、粒子に対して十分な転動・圧密作用
を付与し得る粒子処理装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明では、処理容器の側面に、略水平方向の回転軸を有
するクロススクリューが設けられ、このクロススクリュ
ーにより処理容器内を旋回する粒子に剪断、転動、圧密
等の作用が付与される粒子処理装置において、前記クロ
ススクリューを、回転軸と、この回転軸に取り付けた翼
部材とでプロペラ状に構成した。

【００１０】また、翼部材を、処理容器の内部方向に推
力を生じる向きに取り付けた。

【００１１】さらに、クロススクリューを、水平面上で
粒子の旋回方向の上流側に傾けて設けた。

【００１２】

【作用】クロススクリューを、回転軸と、この回転軸に
取り付けた翼部材とでプロペラ状に構成したことから、
粒子を上下方向に跳ね上げる作用が少なくなり、処理容
器の底面や上蓋に付着する粒子量が減少する。また、図
６に示すものに比べて、流動粒子の遮蔽面積が少なくな
るので、粒子の流動性を損なうこともない。さらに、流
動粒子の転動・圧密が翼部材の面でなされるので、エッ
ジ状の前端縁でなされる場合（図７参照）に比べて、効
率的な圧密等がなされる。

【００１３】また、翼部材を、処理容器の内部方向に向
けて推力を生じる向きに取り付けることにより、遠心方
向に移動する粒子が当該推力によって処理容器の中心方
向に押し戻される。従って、処理容器の側面に付着する
粒子量が減少する。

【００１４】また、クロススクリューを、水平面上で粒
子の旋回方向の上流側に傾けて設けることにより、旋回
粒子に上方の分力が作用するので、粒子の上昇運動が活
発化する。また、翼部材に衝突する粒子の入射角が大き
くなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を攪拌造粒装置に適用した場合
の実施例を図１乃至図４に基づいて説明する。

【００１６】本発明装置は、従来品と同様に、処理容器
（１）内に攪拌部材及びノズル（何れも図示省略）、ク
ロススクリュー（３）を配置することにより構成され
る。

【００１７】図１は、本発明に係るクロススクリュー
（３）の斜視図である。図示のように、このクロススク
リュー（３）は、回転軸（５）と、この回転軸（５）に
放射状に取り付けた複数の翼部材（７）とでプロペラ状
に形成されている。前記翼部材（７）は、細長平板状部
材で形成され、前端縁（7a）（回転方向に先行する長手
側の端縁をいう）に対して後端縁（7b）が回転軸（５）
の先端側に位置するよう所定角度（θ）傾けて取り付け
られている。この時、翼部材（７）の傾斜角度（θ：仮
想垂直面（ｖ）に対する傾斜角度）は、３°〜45°程度
であるのが望ましい。

【００１８】このクロススクリュー（３）を矢示方向に
回転させると、図面左方向、即ち、処理容器（１）の内
部方向に向かう推力が生じる。この時、クロススクリュ
ー（３）の近傍に達した粒子には各翼部材（７）の前端
縁（7a）で剪断作用が付与され、各翼部材（７）の面
（7c）で転動・圧密作用が付与される。

【００１９】以下、本発明装置の作用・効果を図１及び
図２に基づいて説明する。

【００２０】 図２に示すように、本発明のクロスス
クリュー（３）では、粒子の流動運動を遮蔽する面積、
即ち、粒子から見たクロススクリュー（３）の最大投影
面積が、図６に示すもの（33：二点鎖線で示す）に比べ
て著しく小さくなる。従って、粒子の流動性を大きく害
することもなく、粒度のバラツキの少ない高品位の造粒
物を得ることが可能となる。また、翼部材（７）に衝突
する粒子が少ないため、駆動源（図示省略）の負荷変動
を低く抑えることができる。

【００２１】 粒子の転動・圧密が翼部材（７）の面
（7c）でなされるので、エッジ状の前端縁（34ａ）でな
される場合（図７参照）に比べて有効面積が増大する。
従って、粒子に対し、より効率的な転動・圧密作用が付
与される。

【００２２】 翼部材（７）の位置に関わらず、翼部
材（７）に衝突した粒子には、常時軸線（X−X）方向の
分力が付与される。即ち、図１に示すように、軸線（X
−X）より上方に位置する翼部材（７）に衝突した粒子
（9a）は、回転軸（５）の基端部側に跳ね飛ばされ、軸
線（X−X）より下方に位置する翼部材（７）に衝突した
粒子（9b）は、回転軸（５）の先端部側に跳ね飛ばされ
る。このため、上下方向に跳ね飛ばされる粒子が少なく
なり、処理容器（１）の上蓋や底面（何れも図示省略）
に付着する粒子が減少する。

【００２３】 処理容器（１）の内部方向に向かう推
力により、遠心方向に移動する粒子が処理容器（１）の
内部方向に押し戻されるので、円滑な循環流が構成さ
れ、処理容器（１）の側面（1b）に付着する粒子が減少
する。

【００２４】翼部材（７）の他の構成例を図３に示す。
この翼部材（７）は、細長平板状部材の先端部（13）か
ら基端部（15）にかけて捻りを加え、この捻り部分に前
記傾斜角（θ）を持たせたものである。

【００２５】図４は、本発明の他の実施例の横断面図で
ある。これは、クロススクリュー（３）を水平面上で粒
子の旋回方向の上流側に傾けたものであり、この時の傾
斜角度（γ）は、０°〜35°程度であるのが望ましい。

【００２６】以下、この構成の作用・効果を説明する。

【００２７】処理容器（１）の内周面近傍で旋回・上昇
している粒子（９）を側面から見ると、同図（ｂ）に示
すように、斜め上方の移動軌跡を描いている。ここで、
クロススクリュー（３）を上流側に傾けると、クロスス
クリュー（３）の推力の一部が接線方向から粒子（９）
に作用する。この結果、粒子（９）が上方に付勢され、
粒子の上昇運動がより活発化するようになる。また、翼
部材（７）の面（7c）に衝突する粒子の入射角が大きく
なるので、当該粒子が受ける転動・圧密作用も増大す
る。

【００２８】なお、以上の説明は、翼部材（７）を３枚
装着した場合についてのものであるが、翼部材（７）の
装着枚数はこれに限定されず、２枚或いは４枚以上であ
ってもよい。また、翼部材（７）は図示のような単列だ
けでなく、回転軸（５）の軸方向に沿って複数列設けて
もよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、クロ
ススクリューを、回転軸と、この回転軸に取り付けた翼
部材とでプロペラ状に構成したことから、粒子を上下方
向に跳ね上げる作用が少なくなり、処理容器の底面や上
蓋に付着する粒子量が減少する。従って、処理作業完了
後の製品回収率を向上させることが可能となる。また、
粒子の流動運動が阻害されず且つ十分な転動・圧密作用
が粒子に付与されるので、粒度のバラツキの少ない高品
位の製品を得ることが可能となる。さらに、装置の振動
等も抑制することができる。

【００３０】また、翼部材を、処理容器の内部方向に向
けて推力を生じる向きに取り付けることにより、処理容
器の側面に付着する粒子量が減少し、処理作業完了後の
製品回収率がより一層向上する。

【００３１】さらに、クロススクリューを、水平面上で
粒子の旋回方向の上流側に傾けて設けることにより、粒
子の上昇運動がより活発化し且つ粒子により多くの転動
・圧密作用が付与される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクロススクリューの斜視図であ
る。

【図２】上記クロススクリューの側面図である。

【図３】クロススクリューの他の実施例を示す斜視図で
ある。

【図４】クロススクリューの配置態様の一例を示す横断
面図（ａ）、及び、この場合の作用を示す縦断面図
（ｂ）である。

【図５】攪拌造粒装置の縦断面図（ａ）、及び、A−A線
での断面図（ｂ）である。

【図６】従来のクロススクリューの斜視図である。

【図７】従来のクロススクリューの正面図（ａ）、及
び、側面図である（ｂ）。

【図８】図６に示すクロススクリューの動作を示す正面
図である。

【符号の説明】

１ 処理容器 ３ クロススクリュー ５ 回転軸 ７ 翼部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理容器の側面に、略水平方向の回転軸
   を有するクロススクリューが設けられ、このクロススク
   リューにより処理容器内を旋回する粒子に剪断、転動、
   圧密等の作用が付与される粒子処理装置において、 前記クロススクリューが、回転軸と、この回転軸に取り
   付けた翼部材とでプロペラ状に構成されたことを特徴と
   する粒子処理装置。
2. 【請求項２】 前記翼部材が、処理容器の内部方向に推
   力を生じる向きに取り付けられたことを特徴とする請求
   項１記載の粒子処理装置。
3. 【請求項３】 前記クロススクリューが、水平面上で粒
   子の旋回方向の上流側に傾けて設けられたことを特徴と
   する請求項１記載の粒子処理装置。