WO2016181810A1 - 粒子充填装置 - Google Patents

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英樹 増山
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鹿島エンジニアリング株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a particle filling apparatus for spraying and filling particles such as catalyst, grain, and feed into containers such as reaction vessels and storage silos.
  • Catalysts are used for synthesis and decomposition in various chemical reactions.
  • a reaction that uses a catalyst to decompose heavy gas oil into a high octane gasoline a reaction that uses a catalyst in the presence of hydrogen to simultaneously perform desulfurization and decomposition, etc.
  • a particulate solid catalyst is used.
  • the reaction vessel is filled with a catalyst, and it is known that the filling state of the catalyst affects the operation efficiency.
  • Densi Cat method UOP method, and COP method are known as filling devices for filling a catalyst.
  • the Densi Cat method uses a plurality of rubber blades to uniformly disperse particles in all directions based on the blade opening and the scattering by the blades.
  • UOP method particles are dispersed using centrifugal force generated by 2 to 4 straight blades.
  • COP method particles are dispersed using 1 to 3 blades with guides on an elliptical plate (see FIGS. 12 to 14 of Patent Document 1).
  • a conventional filling device for example, at least two distribution plates that rotate coaxially below the catalyst supply pipe and whose upper side has a larger diameter than the lower side are arranged in parallel, and the surface of each distribution plate is partitioned by a plurality of ribs. And a catalyst distribution portion that expands radially outward, and the catalyst distribution portions are formed such that the radial lengths thereof are different from each other, and the lower distribution plate passes through the central portion of the upper distribution plate.
  • a catalyst dropping portion having a central cylindrical body that reaches the vicinity and a long hole that penetrates through the front and back of the lowermost distribution plate and extends in the radial direction from the central portion (see Patent Document 2).
  • An object of the present invention is to provide a particle filling apparatus capable of uniformly filling particles such as a catalyst without damaging them.
  • a particle filling apparatus is a particle filling apparatus for filling particles inside a container, and is rotated with respect to a base held in a fixed position with respect to the container and a central axis extending in a vertical direction.
  • a particle filling device is a particle filling device for filling particles inside a container, and has a particle supply unit extending in a vertical direction, and the particle supply unit has an upper end opening at an upper end and a lower end. Having a lower end opening and a shutter mechanism for blocking the supply of particles in the middle, and the shutter mechanism is a discontinuous part formed in the middle of the particle supply part, and the lower end of the discontinuous part is opened. It has a discontinuous part whose diameter is larger than the opening diameter of the upper end of the discontinuous part, and a shutter plate that is inserted into the discontinuous part and opens and closes a particle supply path.
  • a base that is held at a fixed position with respect to the container, a distributor that is rotationally symmetric with respect to a central axis that extends in the vertical direction, and a particle that is fixed to the base.
  • a bearing that rotatably holds the distributor, and is fixed to the base, has a rotationally symmetric shape with respect to the central axis, and has a lower end opening smaller than the inner diameter of the bearing, and particles from the lower end opening to the distributor Since it has the particle supply part to supply and the motor which rotates a divider
  • the shutter has a particle supply portion extending in the vertical direction, and the particle supply portion has an upper end opening at the upper end, a lower end opening at the lower end, and a supply of particles in the middle.
  • the shutter mechanism is a discontinuous portion formed in the middle of the particle supply unit, and the opening diameter of the lower end of the discontinuous portion is larger than the opening diameter of the upper end of the discontinuous portion. Since it has a continuous part and a shutter plate inserted in the discontinuous part and opens and closes the supply path of the particles, the particles such as the catalyst can be filled without being damaged.
  • FIG. (1) for demonstrating operation
  • FIG. (2) for demonstrating operation
  • FIG. (3) shows the modification of the shutter mechanism of the particle
  • the inventor of the present application diligently studied the breakage of particles such as a catalyst in a conventional particle filling apparatus, and this is a rotating plate for dispersing particles and its rotating shaft in the supply path of particles such as a catalyst, Since there is a bent portion in the supply path of the particles such as the catalyst, the particles such as the catalyst may be broken by being pressurized unevenly, or the particles provided in the supply path of the particles such as the catalyst may be supplied.
  • Research has been conducted focusing on the fact that particles are destroyed by the blocking shutter mechanism, and the present invention has been recalled.
  • FIG. 1 is a view showing a state in which the particle filling apparatus according to the present embodiment is installed in a reaction vessel
  • FIG. 2 is a front view showing the particle filling apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a particle filling apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a dome-shaped portion of the distributor of the particle filling device according to the present embodiment.
  • reaction vessel As shown in FIG. 1, for example, a particle filling device 20 for dispersing and filling particles 11 such as a catalyst in a reaction vessel 10 which is a reaction tower for petroleum refining and petrochemical is provided as a vessel.
  • the reaction vessel 10 is a bottomed cylindrical reaction tower filled with a catalyst. During the reaction operation, the reaction vessel 10 introduces a reaction fluid from a pipe on the upper end or the upper side wall, reacts with the catalyst in contact with it, and guides the product fluid after the reaction from the pipe on the lower end.
  • An upper tray 16 for supplying the reaction fluid uniformly to the catalyst layer is formed on the upper part of the reaction vessel 10.
  • a lower tray 17 for preventing the catalyst particles from flowing out of the catalyst layer is formed in the lower part of the reaction vessel 10.
  • the lower part of the reaction vessel 10 is fixed and supported in the vertical direction by a base 14.
  • the method of supplying the reaction fluid to the reaction vessel 10 may be supplied from the upper tray 16 on the upper side to the catalyst layer, or may be supplied from the lower lower tray 17 to the catalyst layer.
  • the upper pipe of the reaction vessel 10 is removed and the opening 12 is formed.
  • the particle filling device 20 is installed in the installation hole 16 a of the upper tray 16 provided in the reaction vessel 10.
  • Particles such as catalyst are supplied to the particle filling device 20 from the upper hose 18.
  • the particle filling device 20 uniformly and evenly disperses particles such as a catalyst in the reaction vessel 10 without destroying the particles, and fills the reaction vessel 10 with particles such as a catalyst.
  • the particle filling device 20 is installed in the opening 16a provided in the center of the upper tray 16, but if there is no opening in the center, an opening can be appropriately provided. If there is no upper tray 16, it can be installed in the opening 12.
  • the particle filling device 20 can be sequentially installed from the lower tray for filling.
  • the hose 18 or the like is introduced through the opening 12 formed by piping at the upper end of the reaction vessel 10.
  • the hose 18 or the like is introduced through the opening 13 formed by piping on the upper side surface of the reaction vessel 10. You can also.
  • particles other than the catalyst such as grains, minerals, drugs, food, paper, resin chips, wood chips, metal chips, gravel, sand, concrete glass, etc.
  • any particles may be sprayed and filled.
  • the particle supply device of this embodiment is particularly effective for fragile particles such as catalysts and adsorbents, for example, porous particles.
  • the porous particles are suitable for porous particles having a specific surface area of 50 m 2 / g or more and 5000 m 2 / g or less, particularly 150 m 2 / g or more and 1000 m 2 / g or more.
  • the particle filling device 20 is installed in the upper tray 16 as shown in FIG.
  • the particle filling device 20 is attached to the opening 16 a of the upper tray 16 by the device mount 22.
  • the apparatus base 22 is held at a fixed position with respect to the upper tray 16 which is a part of the reaction vessel 10 and functions as a base to which each member of the particle filling apparatus 20 is fixed.
  • the apparatus mount 22 is supported by a jig 16b made of an angle, a square pipe, or the like provided at the edge of the opening 16a of the upper tray 16.
  • Adjustment bolts 24a, 24b, 24c, and 24d are provided to adjust the horizontal state when the particle filling device 20 is installed. By adjusting the adjustment bolts 24a, 24b, 24c, and 24d as appropriate, the height of the four points on the upper tray 16 is adjusted, and the installation state of the particle filling device 20 is adjusted.
  • a spirit level 26 is provided on the upper part of the device mount 22.
  • the operator rotates the adjustment bolts 24a, 24b, 24c, and 24d while checking with the level 26, and adjusts so that the apparatus mount 22 is horizontal. Thereby, it adjusts so that the installation state of particle filling device 20 may become horizontal.
  • the horizontal position of the rotating shaft can be adjusted by moving the installation position of the apparatus base 22 in the opening 16a.
  • a horizontal adjustment mechanism (not shown) that is an adjustment function for adjusting the position of the central axis C may be provided so that the position of the central axis C of the particle filling device 20 can be adjusted.
  • a round tubular member 28 is provided in the center of the apparatus base 22.
  • the round cylindrical tube member 28 is open at the top and bottom.
  • a bearing 34 for rotatably attaching a distributor 32 (described later) to the cylindrical member 28 is provided outside the lower portion of the cylindrical member 28.
  • the inner diameter of the bearing 34 is larger than the outer shape of the cylindrical member 28.
  • bearing 34 for example, a ball bearing is used.
  • An inner ring 34 a of the bearing 34 is fixed to the cylindrical member 28, and an outer ring 34 c is fixed to a disk rotating shaft (not shown) of the distributor 32.
  • a ball bearing 34b is provided between the inner ring 34a and the outer ring 34c.
  • the disc rotation shaft (not shown) of the distributor 32 and the cylindrical member 28 have a larger diameter than the lower end opening of the particle supply unit 40 described later. Therefore, the particles discharged from the particle supply unit 40 are supplied to the distributor 32 without colliding with the wall of the cylindrical member 28.
  • the distributor 32 has a function of accommodating particles to be distributed and dispersing the particles from below according to the rotation.
  • the distributor 32 has a hollow inside, and the upper cylindrical portion 32a and the lower dome-shaped portion 32b are continuous.
  • the entire distributor 32 has a rotationally symmetric shape.
  • the dome-shaped portion 32b of the distributor 32 is a uniaxial spheroidal disk. As shown in FIG. 4, the dome-shaped portion 32b is formed with four slits 32c for spraying particles outward. It is preferable that the slits 32c of each strip are continuous long holes in order for the particles 11 to smoothly move on the inner surface of the dome-shaped portion 32.
  • the number of the slits 32c may be about 2 to 8, and the slits 32c may be openings such as small holes as long as particles can pass through.
  • the four slits 32c have a spiral shape that extends from the center of the dome-shaped portion 32b toward the surrounding four directions.
  • the widths of the slits 32c are preferably all the same.
  • Each slit 32c is provided with ribs 32d everywhere so as to maintain the shape of the dome-shaped portion 32b.
  • the ribs 32 are preferably as thin and thin as possible. The width of each slit 32c may be changed depending on the particle or the container.
  • each slit 32c The formation position of the rib 32d in each slit 32c is devised so that the particles 32 are uniformly dispersed when the distributor 32 rotates and particles are dispersed from the slit 32c of the dome-shaped portion 32b.
  • the adjacent slits 32c are devised such that the ribs 32d are not formed at the same distance from the center.
  • the apparatus base 22 is provided with a motor 36 for rotating the distributor 32.
  • the rotational force of the motor 36 is transmitted to the distributor 32 by the transmission mechanism 38.
  • the distributor 32 rotatably attached by the bearing 34 rotates in synchronization with the rotation of the motor 36.
  • the rotational speed of the motor 36 can be arbitrarily changed.
  • the motor 36 can be an electric motor, a hydraulic motor, a pneumatic motor, or the like.
  • As the transmission mechanism 38 a mechanism such as a belt or a gear can be used.
  • a particle supply unit 40 for supplying particles to be dispersed is provided above the device mount 22. Particles such as a catalyst supplied from the upper hose 18 are supplied to the distributor 32 by the particle supply unit 40.
  • the particle supply unit 40 adjusts the supply of particles to the hopper 42 for receiving particles supplied from the upper hose 18, the shutter unit 44 for interrupting and restarting the supply of particles, and the distributor 32. And an orifice 45 for the purpose.
  • the shutter portion 44 is provided with a discontinuous portion 46 in which the supplied particles are not restricted by the side wall but can be exposed and viewed from the outside. A shutter plate 50 described later is inserted into the discontinuous portion 46.
  • the hopper 42 as a whole has a so-called funnel shape in which the diameter of the opening at the upper end is larger than the diameter of the opening at the lower end.
  • the hopper 42 includes a cylindrical upper guide cylinder 42a having a constant diameter, a conical portion 42b having a diameter of the upper end opening larger than that of the lower end opening, and a cylindrical lower guide cylinder 42c having a constant diameter.
  • the diameter of the opening at the upper end of the conical portion 42b is the same as the diameter of the upper guide tube 42a, and the diameter of the opening at the lower end of the conical portion 42b is the same as the diameter of the lower guide tube 42c.
  • the lower part of the shutter part 44 has a so-called funnel shape in which the diameter of the opening at the upper end is larger than the diameter of the opening at the lower end.
  • the shutter portion 44 is continuous from the upper guide tube 44a for supporting the lower guide tube 42c of the hopper 42, the upper guide tube 44a, and has a conical portion 44b whose upper end diameter is larger than that of the lower end opening. It consists of a fixed lower guide tube 44c.
  • the orifice 45 as a whole has a so-called funnel shape in which the diameter of the opening at the upper end is larger than the diameter of the opening at the lower end.
  • a cylindrical upper guide cylinder 45a having a constant diameter
  • a conical portion 45b having a diameter of the upper end opening larger than that of the lower end opening
  • a cylindrical lower guide cylinder 45c having a constant diameter.
  • the supply speed and supply amount of particles to the distributor 32 can be adjusted.
  • the angle of inclination ⁇ of the side wall of the cone-shaped portion 42b of the hopper 42, the cone-shaped portion 44b of the shutter portion 44, and the cone-shaped portion 45b of the orifice 45 whose opening diameter decreases is the repose angle of the particles to be filled.
  • the angle of repose ⁇ of the particles is defined as the angle of the inclined surface that keeps the particles stable without collapsing spontaneously when the particles are stacked on a flat plate.
  • the angle of inclination ⁇ of the side wall can be designed using the repose angle ⁇ of the particles.
  • This angle of repose ⁇ is an inclination that maintains stability without spontaneously collapsing when particles filled with a so-called funnel shape with a conical shape whose upper end opening is sufficiently larger than the lower end opening are discharged from the lower end opening. It is almost equal to the angle of the surface.
  • the particles when the particles are supplied by the hopper 42, the particles are not retained by setting the angle ⁇ of the side wall of the conical portion 42b to be larger than the repose angle ⁇ of the particles. It can be prevented from rubbing and destroying each other.
  • the breakage of the particles can be prevented by making the inclination angle ⁇ of the side walls of the conical portions 42b, 44b, 45b larger than the repose angle ⁇ of the particles to be filled.
  • This angle of repose is an angle determined by the size of the particles and the excessive roundness and shape of the particles.
  • the angle of repose of a columnar particle having a four-leaf cross section as a catalyst is about 40 degrees.
  • particles other than the catalyst for example, particles such as grains, minerals, drugs, food, paper, resin chips, wood chips, metal chips, gravel, sand, and concrete glass are sprayed and filled. Is possible. Each of these particles has a unique angle of repose.
  • the supplied particles are exposed.
  • the opening angle of the conical portion 44b of the shutter portion 44 is set so that the particles are stacked to form an angle of repose ⁇ . To decide.
  • the upper end of the conical portion 44b of the shutter portion 44 has a wider aperture than the lower end of the hopper 42. Thereby, particles do not spill out from the discontinuous portion 46 of the shutter portion 44.
  • the shutter plate 50 When stopping the supply of particles, the shutter plate 50 is inserted into the discontinuous portion 46 of the shutter unit 44.
  • the particle filling apparatus is characterized in that the hopper 42, the shutter portion 44, and the orifice 45 are arranged in a straight line with a common central axis C as a center. Further, the hopper 42, the shutter portion 44, the orifice 45, and the distributor 32 are characterized by being rotationally symmetric with respect to the central axis C.
  • the particles supplied from the hose 18 are supplied to the distributor 32 without colliding with a failure such as a bent portion in the particle supply path and being damaged. Then, the particles are supplied to the center of the distributor 32, and the particles are spread evenly around by the centrifugal force of the rotation of the distributor 32, and are evenly distributed into the reaction vessel 10 through the slits 32 c of the distributor 32.
  • a solid line indicates a state where the shutter plate 50 of the shutter mechanism 52 is opened, that is, a state where the supply of particles is not blocked by the shutter plate 50, and the shutter plate 50 of the shutter mechanism 52 is closed by a virtual line. The state where the supply of particles is blocked by the shutter plate 50 is shown.
  • a solid line indicates a state where the shutter plate 50 of the shutter mechanism 52 is closed, that is, a state where the supply of particles is blocked by the shutter plate 50.
  • FIG. 3 does not show a state where the shutter plate 50 of the shutter mechanism 52 is open, that is, a state where the supply of particles is not blocked by the shutter plate 50.
  • the shutter plate 50 is provided with a support arm 54 and a handle 56.
  • the support arm 54 is attached so that the shutter plate 50 rotates about the shutter rotation shaft 58.
  • the shutter plate 52, the support arm 54, the handle 56, and the shutter rotation shaft 58 constitute a shutter mechanism 52.
  • the operator operates the shutter plate 50 with the handle 56.
  • the shutter plate 50 When stopping the supply of particles, the shutter plate 50 is pushed downward using the handle 56 and inserted into the supplied particle group. At this time, the particles are stacked to form an angle of repose, so that the particles do not spill out of the discontinuous portion 46.
  • the separation distance of the discontinuous portion 46 is sufficiently long compared to the size of the particles, so that the particles are not destroyed by the insertion of the shutter plate 50.
  • the distance between the discontinuous portions 46 can be set to be twice or more, particularly 10 times or more the size of the particles.
  • the separation distance is desirably 20 times or less the size of the particle.
  • the shutter plate 50 When resuming the supply of particles, the shutter plate 50 is pulled up using the handle 56. At this time, the particle group stacked on the shutter plate 50 falls into the conical portion 44b of the lower shutter portion 44 as it is, so that particles do not spill out from the discontinuous portion 46.
  • the particles are clogged from the hopper 42 to the shutter portion 44, and the particles are stacked on the inclined surface of the conical portion 44 b of the shutter portion 44. Yes.
  • the angle of the surface of the stacked particles is an angle of repose ⁇ that remains stable without spontaneous collapse.
  • the supplied particles are exposed.
  • the operator uses the handle 56 to push the shutter plate 50 downward.
  • the shutter plate 50 is inserted into the particle group from the discontinuous portion 46. Since the particles are stacked to form an angle of repose ⁇ , the particles do not spill out of the discontinuous portion 46.
  • the operator When resuming the supply of particles, the operator slowly pulls the shutter plate 50 upward from the state shown in FIG. The shutter plate 50 enters the state shown in FIG. 6A through the state shown in FIG. Also at this time, the particle group stacked on the shutter plate 50 gently falls into the lower shutter portion 44 as it is, and particles do not spill out of the discontinuous portion 46.
  • the particle supply can be stopped / restarted by the shutter mechanism without spilling the particles to the outside.
  • the position and size of the shutter plate 50 are set so that the particles are wider from the lower end of the hopper 42 than the conical portion 42b that spreads by the angle of repose ⁇ . Thereby, even if the shutter plate 50 is closed, particles do not spill out from the discontinuous portion 46.
  • the shutter mechanism 60 of this modification is characterized in that the particle supply path is opened / closed by the shutter plate without providing an obstacle such as the shutter rotation shaft 58 in the particle supply path.
  • a solid line indicates a state where the shutter plate 62 of the shutter mechanism 60 is closed, that is, a state where the supply of particles is blocked by the shutter plate 62, and the shutter plate 62 of the shutter mechanism 60 is opened by a virtual line. The state where the supply of particles is blocked by the shutter plate 62 is shown.
  • a rectangular shutter plate storage portion 64 is provided on the upper portion of the so-called funnel-shaped cone-shaped portion 44b of the shutter portion 44.
  • the shutter plate storage portion 64 is connected to the upper guide tube 44a.
  • the shutter plate storage portion 64 is provided with a plurality of guide rods 66a and 66b on both the left and right walls as viewed from the direction in which the shutter plate 62 is inserted.
  • the guide rods 66 a and 66 b protrude inward from the shutter plate storage portion 64 and are provided along the insertion line of the shutter plate 62.
  • the plurality of guide rods 66 a and 66 b are provided at positions on the upper side and the lower side alternately along the insertion line of the shutter plate 62 so as to support the inserted shutter plate 62.
  • the interval between the guide bars 66a and 66b is increased so that the particles do not accumulate on the guide bars 66a and 66b, thereby forming a round bar shape.
  • a handle 63 is provided on the shutter plate 62. The operator operates the shutter plate 62 with the handle 63.
  • An insertion port 68 for the shutter plate 62 is provided on the right side of the shutter plate storage portion 64 in FIG.
  • the insertion opening 68 is provided with a guide 70 for guiding the direction when the shutter plate 62 is inserted.
  • a guide 70 having a fixed length in the shape of a groove is formed in the left and right insertion openings 68 when viewed from the shutter plate 62 insertion side of the shutter plate storage portion 64.
  • the guide 70 defines the insertion direction of the shutter plate 62.
  • the operator When inserting the shutter plate 62 into the shutter plate storage portion 64, the operator holds the handle 63, and when the shutter plate 62 is inserted from the insertion port 68, the insertion direction is defined by the guide 70, and a plurality of guide rods 66a are directly used. , 66b and smoothly inserted into the shutter plate storage portion 64.
  • the operator When pulling out the shutter plate 62 from the shutter plate storage portion 64, the operator holds the handle 63 and pulls out the shutter plate 62 from the right side of FIG.
  • the shutter plate 62 is guided by the plurality of guide bars 66a and 66b and is smoothly drawn out from the insertion port 68.
  • the drawn shutter plate 62 is placed in the vicinity of the particle filling device with a wire (not shown), for example.
  • the reaction vessel as the vessel is filled with the catalyst, but the present invention may be applied to the case where the adsorbent is filled in the adsorption tower. Further, the present invention may be applied to the case where the container is a storage silo for storage and the storage silo is filled with particles.
  • the reaction vessel was a bottomed cylindrical reaction tower filled with a catalyst inside, but a multitubular reaction vessel provided with a number of tubes and a plurality of stages were provided.
  • a multistage reaction vessel may be used.

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Abstract

触媒等の粒子を破損することなく、均一に充填することができる粒子充填装置を提供する。反応容器の内部に粒子を充填する粒子充填装置であって、反応容器に対して一定位置に保持されるベースと、鉛直方向に延びる中心軸に対して回転対称形状であり、粒子を分配する分配器と、ベースに固定され、分配器を回転可能に保持する軸受けと、ベースに固定され、中心軸に対して回転対称形状であり、軸受けの内径よりも小さい下端開口部を有し、下端開口部から分配器に粒子を供給する粒子供給部と、分配器を回転するモータとを有する。

Description

粒子充填装置
　本発明は、反応容器や貯蔵サイロ等の容器に触媒、穀粒、飼料などの粒子を散布して充填するための粒子充填装置に関する。
　反応容器や貯蔵サイロ等の容器へは、粒子を均一に充填することを要求されることが多い。各種化学反応での合成・分解のために触媒が使用される。例えば、石油工業においては、触媒を使用して重質軽油を原料としオクタン価の高いガソリンにする分解する反応や、水素の存在下で触媒を使用して脱硫と分解とを同時に行わせる反応等において、粒子状の固体触媒を使用する。このような反応では、反応容器に触媒を充填するが、触媒の充填状態が操業の効率を左右することが知られている。
　触媒を充填する充填装置として、従来からＤｅｎｓｉ　Ｃａｔ方式、ＵＯＰ方式、ＣＯＰ方式が知られている。Ｄｅｎｓｉ　Ｃａｔ方式は、複数枚のゴム羽根を使用し、羽根の開度と羽根による散乱に基づく全方向に均一に粒子を散布するものである。ＵＯＰ方式は、２～４枚の直線羽根による遠心力を利用して粒子を散布するものである。ＣＯＰ方式は、楕円板にガイド付きの１～３層羽根を使用して粒子を散布するものである（特許文献１の図１２～１４参照）。
　従来の充填装置として、例えば、触媒供給管の下方に同軸で回転しかつ上側が下側より大径となる少なくとも２枚の分配板を平行配置し、各分配板の表面を複数のリブで仕切って径方向外向きに拡開する触媒分配部を設け、この触媒分配部の径方向の長さが互いに異なるように形成するとともに、上側の分配板の中央部を貫通して下側の分配板近傍に到る中心筒体と最下段の分配板の表裏を貫通しかつ中央部から径方向に延びる長孔とを有する触媒落下部を設けたものが知られている（特許文献２参照）。
特許３１３３６７２号公報 特公平６－４４９８７号公報
　しかしながら、従来の粒子充填装置では、触媒等の粒子を破損するおそれがあった。粒子が破損した場合には、触媒層の差圧上昇や反応流体の偏流を招く恐れがあり、かつ、粒子の粒度分布が変化することにより、予定の充填を行うことができない。
　本発明の目的は、触媒等の粒子を破損することなく、均一に充填することができる粒子充填装置を提供することにある。
　本発明の一態様による粒子充填装置は、容器の内部に粒子を充填する粒子充填装置であって、前記容器に対して一定位置に保持されるベースと、鉛直方向に延びる中心軸に対して回転対称形状であり、粒子を分配する分配器と、前記ベースに固定され、前記分配器を回転可能に保持する軸受けと、前記ベースに固定され、前記中心軸に対して回転対称形状であり、前記軸受けの内径よりも小さい下端開口部を有し、前記下端開口部から前記分配器に粒子を供給する粒子供給部と、前記分配器を回転するモータとを有することを特徴とする。
　本発明の一態様による粒子充填装置は、容器の内部に粒子を充填する粒子充填装置であって、鉛直方向に延びた粒子供給部を有し、前記粒子供給部は、上端に上端開口、下端に下端開口、かつ、途中に粒子の供給を遮断するシャッター機構を有し、前記シャッター機構は、前記粒子供給部の途中に形成された不連続部分であって、前記不連続部分の下端の開口径が、前記不連続部分の上端の開口径よりも大きい不連続部分と、前記不連続部分に挿入され、粒子の供給経路を開閉するシャッター板とを有することを特徴とする。
　以上の通り、本発明によれば、容器に対して一定位置に保持されるベースと、鉛直方向に延びる中心軸に対して回転対称形状であり、粒子を分配する分配器と、ベースに固定され、分配器を回転可能に保持する軸受けと、ベースに固定され、中心軸に対して回転対称形状であり、軸受けの内径よりも小さい下端開口部を有し、下端開口部から分配器に粒子を供給する粒子供給部と、分配器を回転するモータとを有するようにしたので、触媒等の粒子を破損することなく、均一に充填することができる。
　以上の通り、本発明によれば、鉛直方向に延びた粒子供給部を有し、前記粒子供給部は、上端に上端開口、下端に下端開口、かつ、途中に粒子の供給を遮断するシャッター機構を有し、前記シャッター機構は、前記粒子供給部の途中に形成された不連続部分であって、前記不連続部分の下端の開口径が、前記不連続部分の上端の開口径よりも大きい不連続部分と、前記不連続部分に挿入され、粒子の供給経路を開閉するシャッター板とを有するようにしたので、触媒等の粒子を破損することなく充填することができる。
本発明の一実施形態による粒子充填装置を反応容器に設置した状態を示す図である。 本発明の一実施形態による粒子充填装置を示す正面図である。 本発明の一実施形態による粒子充填装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態による粒子充填装置の分配器のドーム形状部を示す図である。 本発明の一実施形態による粒子充填装置における粒子供給部の説明図である。 本発明の一実施形態による粒子充填装置のシャッター機構の動作を説明するための図（その１）である。 本発明の一実施形態による粒子充填装置のシャッター機構の動作を説明するための図（その２）である。 本発明の一実施形態による粒子充填装置のシャッター機構の変形例を示す図である。
　本願発明者は、従来の粒子充填装置における触媒等の粒子の破損について鋭意研究し、これが、触媒等の粒子の供給経路中に、粒子散布のための回転板やその回転軸があり、また、触媒等の粒子の供給経路に曲がり部分があるので、触媒等の粒子が不均一に加圧されることにより破壊されることや、触媒等の粒子の供給経路中に設けられた粒子の供給を遮断するシャッター機構により粒子が破壊されることに着目して研究をすすめ、本願発明を想起するに至った。
　［一実施形態］
　本発明の一実施形態による粒子充填装置について図１乃至図５を用いて説明する。図１は本実施形態による粒子充填装置を反応容器に設置した状態を示す図であり、図２は本実施形態による粒子充填装置を示す正面図であり、図３は本実施形態による粒子充填装置を示す側面図であり、図４は本実施形態による粒子充填装置の分配器のドーム形状部を示す図である。
　（反応容器）
　図１に示すように、例えば、容器として石油精製用及び石油化学用の反応塔である反応容器１０に触媒等の粒子１１を散布して充填するための粒子充填装置２０が設けられている。
　反応容器１０は、内部に触媒が充填される有底円筒状の反応塔である。反応運転時の反応容器１０は、上端部又は上部側壁の配管から反応流体を導入し、触媒と接触させて反応し、反応後の生成流体を下端部の配管から導出するものである。
　反応容器１０の上部には反応流体を均等に触媒層へ供給するための上部トレイ１６が形成されている。反応容器１０の下部には触媒層からの触媒粒子の流出を防止するための下部トレイ１７が形成されている。反応容器１０の下部は基礎１４により、鉛直方向に固定支持されている。
　反応容器１０への反応流体の供給方法は、上方の上部トレイ１６から触媒層に供給する場合もあるし、下方の下部トレイ１７から触媒層に供給する場合もある。
　触媒充填時には、反応容器１０の上部配管が外されて、開口１２が形成される。この開口１２から反応容器１０内部に人が入り、粒子充填装置２０を搬入し、設置する。粒子充填装置２０は、反応容器１０内に設けられた上部トレイ１６の設置用穴１６ａに設置される。
　触媒等の粒子は、上方のホース１８から粒子充填装置２０に供給される。粒子充填装置２０は、触媒等の粒子を破壊することなく反応容器１０内に均一にむらなく平坦に散布して、反応容器１０内を触媒等の粒子で充填する。
　この実施形態では、粒子充填装置２０は、上部トレイ１６の中央に設けられた開口１６ａに設置されるが、中央に開口が無い場合には、適宜開口を設けることもできる。上部トレイ１６が無い場合は、開口１２に設置することもできる。
　また、多数のトレイを有する反応容器の場合には、下段のトレイから順次、粒子充填装置２０を設置して充填することもできる。
　この実施形態では、反応容器１０の上端部の配管による開口１２を介してホース１８などを導入しているが、反応容器１０の上部側面の配管による開口１３を介してホース１８などを導入することもできる。
　本実施形態の粒子充填装置により散布して充填する粒子としては、触媒以外の粒子、例えば、穀物、鉱物、薬剤、食品、紙、樹脂チップ、木材チップ、金属チップ、礫、砂、コンクリートガラ等、用途に応じて、いかなる粒子を散布、充填してもよい。
　本実施形態の粒子供給装置は、特に、触媒、吸着剤などの壊れやすい粒子、例えば、多孔質の粒子に対して有効である。多孔質の粒子としては、比表面積が５０ｍ２／ｇ以上、５０００ｍ２／ｇ以下、特に、１５０ｍ２／ｇ以上、１０００ｍ２／ｇ以上の多孔質の粒子に対して好適である。
　（粒子充填装置）
　本実施形態による粒子充填装置の詳細を図２乃至図４に示す。
　粒子充填装置２０は、図３に示すように、上部トレイ１６に設置される。粒子充填装置２０は装置架台２２により上部トレイ１６の開口１６ａに取り付けられる。
　装置架台２２は、反応容器１０の一部である上部トレイ１６に対して一定位置に保持され、粒子充填装置２０の各部材が固定されるベースとして機能する。
　装置架台２２は、上部トレイ１６の開口１６ａの縁部に設けられたアングルや角パイプ等からなる治具１６ｂに支持される。粒子充填装置２０の設置時の水平状態を調節するために調整ボルト２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられている。調整ボルト２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを適宜回転することにより、上部トレイ１６上での４点の高さを調節し、粒子充填装置２０の設置状態を調節する。
　装置架台２２の上部には水準器２６が設けられている。操作者は水準器２６で確認しながら調整ボルト２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを回転させて、装置架台２２が水平になるように調整する。それにより、粒子充填装置２０の設置状態が水平になるように調整する。
　これにより、装置架台２２に垂直に取り付けられた、後述するホッパー４２、シャッター部４４、オリフィス４５の中心軸Ｃが鉛直になるように設置することができ、分配器３２の角度を調整する調整機能となる。
　なお、この回転軸の水平方向の位置は、開口１６ａにおける装置架台２２の設置位置を移動させることで調整することができる。別の態様としては、中心軸Ｃの位置を調整する調整機能である水平調整機構（図示せず）を設けて、粒子充填装置２０の中心軸Ｃの位置を調整できるようにしてもよい。
　装置架台２２の中央には丸い筒状の筒部材２８が設けられている。丸い筒状の筒部材２８は上下とも開放されている。
　筒部材２８の下部の外側には、後述する分配器３２を筒部材２８に回転自在に取り付けるための軸受３４が設けられている。軸受３４の内径は、筒部材２８の外形よりも大きい。
　軸受３４としては、例えば、玉軸受を用いる。軸受３４の内輪３４ａが筒部材２８に固定され、外輪３４ｃが分配器３２の円盤回転軸（図示せず）に固定される。内輪３４ａと外輪３４ｃの間にボールベアリング３４ｂが設けられている。
　分配器３２の円盤回転軸（図示せず）、筒部材２８は、後述する粒子供給部４０の下端開口部よりも大きな直径を有している。このため、粒子供給部４０から排出される粒子が筒部材２８の壁に衝突することなく分配器３２に供給される。
　分配器３２は、分配する粒子を収容し、回転に応じて粒子を下方から散布する機能を有する。分配器３２は、内部が空洞であり、上部の筒形状部３２ａと、下部のドーム形状部３２ｂが連続している。分配器３２全体は回転対称形状である。
　分配器３２のドーム形状部３２ｂは一軸回転楕円形状の円盤である。ドーム形状部３２ｂには、図４に示すように、粒子を外方に散布するための４条のスリット３２ｃが全面に形成されている。各条のスリット３２ｃは、粒子１１がドーム形状部３２内面を滑らかに移動するために、連続した長穴であることが好ましい。
　なお、このスリット３２ｃの条数は２～８程度でもよく、スリット３２ｃは、粒子が通過できるものであれば小孔等の開口でもよい。
　４条のスリット３２ｃは、ドーム形状部３２ｂの中心から周囲の４方に向かう渦巻形状をしている。各スリット３２ｃの幅は、全て同じ幅であることが好ましい。各スリット３２ｃには随所にリブ３２ｄが設けられ、ドーム形状部３２ｂの形状を維持するようにしている。リブ３２は極力少なくかつ細くすることが好ましい。なお、粒子や容器によっては各スリット３２ｃの幅を変えてもよい。
　各スリット３２ｃにおけるリブ３２ｄの形成位置は、分配器３２が回転してドーム形状部３２ｂのスリット３２ｃから粒子が散布される際に均一に散布されるように工夫されている。例えば、隣り合ったスリット３２ｃでは中心からの距離が同じ位置にリブ３２ｄを形成しない等の工夫をしている。
　装置架台２２には、分配器３２を回転させるためのモータ３６が設けられている。モータ３６の回転力は、伝達機構３８により分配器３２に伝達される。軸受３４により回転自在に取り付けられている分配器３２は、モータ３６の回転に同期して回転する。モータ３６の回転数は任意に変更することができる。
　なお、モータ３６は、電動モータ、油圧モータ、空気圧モータなどを用いることもできる。伝達機構３８も、ベルト、ギアなどの機構を利用することができる。
　装置架台２２の上方には、散布する粒子を供給するための粒子供給部４０が設けられている。上方のホース１８から供給される触媒等の粒子は、粒子供給部４０により分配器３２に供給される。
　粒子供給部４０は、上方のホース１８から供給される粒子を受けるホッパー４２と、粒子の供給を遮断したり再開したりするためのシャッター部４４と、分配器３２への粒子の供給を調節するためのオリフィス４５とにより構成されている。シャッター部４４には、供給されている粒子が側壁により規制されておらず、露出して外方から視認することができる不連続部分４６が設けられている。この不連続部分４６に後述するシャッター板５０を挿入する。
　ホッパー４２は、全体として、上端の開口の直径が下端の開口の直径より大きい錐形の所謂じょうご形をしている。ホッパー４２は、直径が一定の筒型の上部ガイド筒４２ａと、上端の開口の直径が下端の開口の直径より大きい錐形部４２ｂと、直径が一定の筒型の下部ガイド筒４２ｃとにより構成されている。錐形部４２ｂの上端の開口の直径は上部ガイド筒４２ａの直径と同じであり、錐形部４２ｂの下端の開口の直径は下部ガイド筒４２ｃの直径と同じである。
　シャッター部４４の下部は、上端の開口の直径が下端の開口の直径より大きい錐形の所謂じょうご形をしている。シャッター部４４は、ホッパー４２の下部ガイド筒４２ｃを支持する上部ガイド筒４４ａと、上部ガイド筒４４ａから連続し、上端の開口の直径が下端の開口の直径より大きい錐形部４４ｂと、直径が一定の下部ガイド筒４４ｃとから構成されている。
　オリフィス４５は、全体として、上端の開口の直径が下端の開口の直径より大きい錐形の所謂じょうご形をしている。直径が一定の筒型の上部ガイド筒４５ａと、上端の開口の直径が下端の開口の直径より大きい錐形部４５ｂと、直径が一定の筒型の下部ガイド筒４５ｃとにより構成されている。
　オリフィス４５を交換することにより、分配器３２への粒子の供給速度や供給量を調節することができる。
　粒子供給部４０において、開口径が減少するホッパー４２の錐形部４２ｂ、シャッター部４４の錐形部４４ｂ、オリフィス４５の錐形部４５ｂの側壁の傾きの角度αを、充填する粒子の安息角θよりも、大きくすることで、粒子供給部４０での粒子の破損を抑制することが可能となる。
　錐形部４２ｂ、４４ｂ、４５ｂの側壁の傾きの角度αと、充填する粒子の安息角θとの関係について、図５を用いて説明する。
　粒子の安息角θとは、平板上に粒子を積み上げたとき、粒子が自発的に崩れることなく安定を保つ傾斜面の角度として定義される。この粒子の安息角θを用いて側壁の傾きの角度αを設計することができる。この安息角θは、上端の開口が下端の開口より十分に大きい錐形の所謂じょうご形に満たされた粒子を、下端の開口から排出した場合に粒子が自発的に崩れることなく安定を保つ傾斜面の角度ともほぼ等しい。
　図５（ａ）に示すように、ホッパー４２により粒子を供給する場合、錐形部４２ｂの側壁の角度αを粒子の安息角θよりも大きくすることで、粒子が滞留することがなく、粒子同士が擦れて破壊することを防止できる。
　図５（ｃ）に示すように、ホッパー４２の錐形部４２ｂの側壁の角度αを粒子の安息角θよりも小さく、例えば０°にすると、粒子は滞留し、安息角αを形成して積み上げられてしまい、積み上げられた表面近傍から滑り落ちる粒子同士が擦れて破壊される。
　図５（ｂ）に示すように、ホッパー４２の錐形部４２ｂの側壁の角度αを粒子の安息角θと同じにすると、粒子はほとんど滞留せず、粒子同士が擦れて破壊されることはほとんどない。
　このように、錐形部４２ｂ、４４ｂ、４５ｂの側壁の傾きの角度αを、充填する粒子の安息角θより大きくすることで粒子の破損を防止することができる。
　この安息角は、粒子の大きさや粒子の過度の丸みや形状により決定される角度である。例えば、触媒である断面が四つ葉の柱状形状の粒子の安息角は約４０度である。
　本実施形態の粒子充填装置では、触媒以外の粒子、例えば、穀物、鉱物、薬剤、食品、紙、樹脂チップ、木材チップ、金属チップ、礫、砂、コンクリートガラ等の粒子を散布、充填することが可能である。これら粒子はそれぞれ固有の安息角を有する。
　シャッター部４４の不連続部分４６では、供給されている粒子が露出するが、その露出部分では、粒子が安息角αを形成して積み上げられるように、シャッター部４４の錐形部４４ｂの開き角を決定する。
　ホッパー４２の下端よりもシャッター部４４の錐形部４４ｂの上端が広い口径を有するようにしている。これにより、シャッター部４４の不連続部分４６から粒子がこぼれ出ることはない。
　粒子の供給を停止する場合には、シャッター部４４の不連続部分４６にシャッター板５０を挿入する。
　本実施形態による粒子充填装置は、図２及び図３に示すように、ホッパー４２、シャッター部４４、オリフィス４５が共通の中心軸Ｃを中心として一直線に並んでいることを特徴としている。更に、ホッパー４２、シャッター部４４、オリフィス４５、分配器３２が、中心軸Ｃに対して回転対称形状であることを特徴としている。
　これにより、ホース１８から供給される粒子が、粒子供給経路中にある曲がり部分等の障害に衝突して破損することなく、分配器３２に供給される。そして、粒子は分配器３２の中央に供給され、分配器３２の回転の遠心力により粒子が周囲に均等に広がり、分配器３２のスリット３２ｃから反応容器１０内に均等に分配される。
　（シャッター機構）
　次に、図２及び図３により、シャッター板５０を用いて粒子の供給を停止／再開するシャッター機構５２について説明する。
　図２では、実線により、シャッター機構５２のシャッター板５０が開いた状態、すなわち、シャッター板５０により粒子の供給を遮断していない状態を示し、仮想線により、シャッター機構５２のシャッター板５０が閉じた状態、すなわち、シャッター板５０により粒子の供給を遮断している状態を示す。
　図３では、実線により、シャッター機構５２のシャッター板５０が閉じた状態、すなわち、シャッター板５０により粒子の供給を遮断している状態を示す。なお、図３では、シャッター機構５２のシャッター板５０が開いた状態、すなわち、シャッター板５０により粒子の供給を遮断していない状態を示していない。
　シャッター板５０には支持アーム５４と取手５６が設けられている。支持アーム５４はシャッター用回転軸５８を中心としてシャッター板５０が回動するように取り付けられている。シャッター板５０と支持アーム５４と取手５６とシャッター用回転軸５８によりシャッター機構５２が構成されている。
　操作者は取手５６を持ってシャッター板５０を操作する。
　粒子の供給を停止する場合には、取手５６を用いてシャッター板５０を下方に押して、供給されている粒子群中に挿入する。このとき、粒子群は安息角を形成して積み上げられているので、不連続部分４６から粒子がこぼれ出ることはない。
　不連続部分４６の離間距離は、粒子の大きさに比べて十分に大きな長さとなっているため、シャッター板５０の挿入により、粒子が破壊されることもない。この不連続部分４６の離間距離は、粒子の大きさの２倍以上、特には、１０倍以上に設定することができる。また、離間距離は、粒子の大きさの２０倍以下とすることが望ましい。
　粒子の供給を再開する場合には、取手５６を用いてシャッター板５０を上方に引き上げる。このとき、シャッター板５０上に積み上げられた粒子群は、そのまま下方のシャッター部４４の錐形部４４ｂ内に落下するので、不連続部分４６から粒子がこぼれ出ることはない。
　（粒子供給の停止／再開動作）
　次に、図６及び図７を用いて、シャッター機構５２を用いて粒子の供給を停止／再開する動作について説明する。
　まず、粒子が供給された状態では、図６（ａ）に示すように、ホッパー４２からシャッター部４４に粒子が詰まっており、シャッター部４４の錐形部４４ｂの斜面上に粒子が積み上げられている。積み上げられた粒子の表面の角度は、自発的に崩れることなく安定を保つ安息角θである。シャッター部４４の不連続部分４６では、供給されている粒子が露出している。
　粒子の供給を停止する場合には、操作者は、取手５６を用いてシャッター板５０を下方に押し下げる。シャッター板５０は、図６（ｂ）に示すように、不連続部分４６から粒子群に挿入される。粒子群は安息角θを形成して積み上げられているので、不連続部分４６から粒子がこぼれ出ることはない。
　シャッター板５０が更に押し下げられると、図７（ａ）に示すように、粒子の供給経路がシャッター板５０により完全に遮断される。シャッター板５０の先端が粒子群から突出する際も、粒子群は安息角θを形成して積み上げられているので、不連続部分４６から粒子がこぼれ出ることはない。
　その後、分配器３２から、粒子が反応容器１０内に散布されると、図７（ｂ）に示すように、シャッター板５０下の粒子の表面が下降して空洞が形成される。この際、シャッター部４４の錐形部４４ｂの側壁の角度αが粒子の安息角θよりも大きいので、粒子が滞留することなく、粒子同士が擦れて破壊することがない。
　粒子の供給を再開する場合には、図７（ｂ）の状態から、操作者が取手５６を持ちシャッター板５０を上方にゆっくり引き上げる。シャッター板５０は、図６（ｂ）の状態を経て、図６（ａ）の状態となる。このときも、シャッター板５０上に積み上げられた粒子群は、そのまま下方のシャッター部４４内に静かに落下し、不連続部分４６から粒子がこぼれ出ることはない。
　このように、本実施形態の粒子充填装置では、粒子が外部にこぼれ出すことなく、シャッター機構により、粒子供給の停止／再開動作を行うことができる。
　また、本実施形態の粒子充填装置では、ホッパー４２の下端から粒子が安息角θにより広がる錐形部４２ｂよりも広い範囲となるようにシャッター板５０の位置、大きさを設定している。これにより、シャッター板５０を閉じた状態でも不連続部分４６から粒子がこぼれ出ることはない。
　（シャッター機構の変形例）
　次に、図８により、シャッター板を用いて粒子の供給を停止／再開するシャッター機構の変形例について説明する。
　本変形例のシャッター機構６０は、粒子の供給経路中にシャッター用回転軸５８のような障害物を設けることなく、シャッター板で粒子の供給経路を開放／閉鎖することを特徴としている。
　図８では、実線により、シャッター機構６０のシャッター板６２が閉じた状態、すなわち、シャッター板６２により粒子の供給を遮断している状態を示し、仮想線により、シャッター機構６０のシャッター板６２が開いた状態、すなわち、シャッター板６２により粒子の供給を遮断している状態を示している。
　図８（ｂ）に示すように、シャッター部４４の所謂じょうご形の錐形部４４ｂの上部に、四角形状のシャッター板収納部６４を設ける。シャッター板収納部６４は上部ガイド筒４４ａに接続されている。
　シャッター板収納部６４には、図８（ａ）に示すように、シャッター板６２が挿入される方向から見て左右の両壁に、それぞれ、複数のガイド棒６６ａ、６６ｂを設けられている。ガイド棒６６ａ、６６ｂは、シャッター板収納部６４から内側に突出しており、シャッター板６２の挿入ラインに沿って設けられている。複数のガイド棒６６ａ、６６ｂは、挿入されたシャッター板６２を支持するように、シャッター板６２の挿入ラインに沿って、交互に上側、下側となる位置に設けられている。粒子がガイド棒６６ａ、６６ｂに積もらないように、ガイド棒６６ａ、６６ｂ同士の間隔を広くし、丸棒の形状としている。
　シャッター板６２には取手６３が設けられている。操作者は取手６３を持ってシャッター板６２を操作する。
　シャッター板収納部６４の図８（ｂ）右側には、シャッター板６２の挿入口６８が設けられている。挿入口６８には、シャッター板６２の挿入時の方向を案内するガイド７０が設けられている。
　図８（ａ）に示すように、シャッター板収納部６４のシャッター板６２挿入側から見て左右の挿入口６８に溝形状の一定長さのガイド７０が形成されている。このガイド７０によりシャッター板６２の挿入方向が規定される。
　シャッター板収納部６４にシャッター板６２を挿入する場合には、操作者は取手６３を持ち、シャッター板６２を挿入口６８から挿入すると、ガイド７０により挿入方向が規定され、そのまま複数のガイド棒６６ａ、６６ｂに案内されてスムーズに挿入されてシャッター板収納部６４に収納される。
　シャッター板収納部６４からシャッター板６２を引き出す場合には、操作者は取手６３を持ち、シャッター板６２を図８（ｂ）右側から引き出す。シャッター板６２は、複数のガイド棒６６ａ、６６ｂに案内されてスムーズに挿入口６８から引き出される。
　引き出されたシャッター板６２は、例えば、ワイヤ（図示せず）により粒子充填装置の近傍に置いておく。
　このように、本変形例のシャッター機構６０によれば、粒子の供給経路中に障害となる部品がないので、スムーズな粒子供給が可能となる。
　［変形実施形態］
　本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
　上記実施形態では、容器としての反応容器に触媒を充填しているが、吸着剤を吸着塔に充填するような場合に本発明を適用してもよい。また、容器が貯蔵のための貯蔵サイロであり、貯蔵サイロ内に粒子を充填するような場合に本発明を適用してもよい。
　上記実施形態では、反応容器が、内部に触媒が充填される有底円筒状の反応塔であったが、多数の管が設けられた多管式の反応容器や、複数の段が設けられた多段式の反応容器でもよい。
１０…反応容器
１１…触媒
１２…開口
１３…開口
１４…基礎
１６…上部トレイ
１６ａ…開口
１６ｂ…治具
１７…下部トレイ
１８…ホース
２０…粒子充填装置
２２…装置架台
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ…調整ボルト
２６…水準器
２８…筒部材
３２…分配器
３２ａ…筒形状部
３２ｂ…ドーム形状部
３２ｃ…スリット
３２ｄ…リブ
３４…軸受
３４ａ…内輪
３４ｂ…ボールベアリング
３４ｃ…外輪
３６…モータ
３８…伝達機構
４０…粒子供給部
４２…ホッパー
４２ａ…上部ガイド筒
４２ｂ…錐形部
４２ｃ…下部ガイド筒
４４…シャッター部
４４ａ…上部ガイド筒
４４ｂ…錐形部
４４ｃ…下部ガイド筒
４５…オリフィス
４５ａ…上部ガイド筒
４５ｂ…錐形部
４５ｃ…下部ガイド筒
４６…不連続部分
５０…シャッター板
５２…シャッター機構
５４…支持アーム
５６…取手
６０…シャッター機構
６２…シャッター板
６３…取手
６４…シャッター板収納部
６６ａ、６６ｂ…ガイド棒
６８…挿入口
７０…ガイド

Claims (7)

  1. 　容器の内部に粒子を充填する粒子充填装置であって、
    　前記容器に対して一定位置に保持されるベースと、
    　鉛直方向に延びる中心軸に対して回転対称形状であり、粒子を分配する分配器と、
    　前記ベースに固定され、前記分配器を回転可能に保持する軸受けと、
    　前記ベースに固定され、前記中心軸に対して回転対称形状であり、前記軸受けの内径よりも小さい下端開口部を有し、前記下端開口部から前記分配器に粒子を供給する粒子供給部と、
    　前記分配器を回転するモータと
    を有することを特徴とする粒子充填装置。
  2. 　前記分配器は、
    　前記粒子を放出するスリットが形成された一軸回転楕円形状の円盤と、
    　前記円盤を前記軸受けの回転軸に接続し、前記粒子供給部から前記円盤へ供給される粒子が接触しない形状の円盤回転軸とを有する
    　ことを特徴とする請求項１記載の粒子充填装置。
  3. 　前記粒子供給部の前記下端開口部は、前記円盤回転軸の内径より小さく、
    　前記粒子供給部の上端開口部は前記下端開口部より大きく、
    　前記粒子供給部の前記上端開口部と前記下端開口部間の側壁の傾きは、前記粒子の安息角よりも大きい
    　ことを特徴とする請求項２記載の粒子充填装置。
  4. 　前記粒子供給部の途中に、粒子の供給を遮断するシャッター機構を更に有し、
    　前記シャッター機構は、
    　前記粒子供給部の途中に形成された不連続部分であって、前記不連続部分の下端の前記粒子供給部の開口径が、前記不連続部分の上端の前記粒子供給部の開口径よりも大きい不連続部分と、
    　前記不連続部分に挿入され、粒子の供給経路を開閉するシャッター板とを有する
    　ことを特徴とする請求項１記載の粒子充填装置。
  5. 　前記ベースに、前記中心軸の位置及び／又は角度を調整する調整機構を更に有する
    　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の粒子充填装置。
  6. 　容器の内部に粒子を充填する粒子充填装置であって、
    　鉛直方向に延びた粒子供給部を有し、
    　前記粒子供給部は、上端に上端開口、下端に下端開口、かつ、途中に粒子の供給を遮断するシャッター機構を有し、
    　前記シャッター機構は、
    　前記粒子供給部の途中に形成された不連続部分であって、前記不連続部分の下端の開口径が、前記不連続部分の上端の開口径よりも大きい不連続部分と、
    　前記不連続部分に挿入され、粒子の供給経路を開閉するシャッター板とを有する
    　ことを特徴とする粒子充填装置。
  7. 　閉じた状態での前記シャッター板が、前記不連続部分の上端から粒子の安息角で広がる範囲を包含することを特徴とする請求項６記載の粒子充填装置。
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