容器回転型造粒装置及び造粒システム
【課題】造粒物を構成する粒子間の結合強度を向上させることが可能な容器回転型造粒装置及び造粒システムの提供を目的とする。
【解決手段】本発明の容器回転型造粒装置１０によれば、回転パン１２内で転動する粒子群にプラズマフレームＦ１が噴射されることで、粒子が溶融してそれら粒子同士が固着する。つまり、造粒物を構成する粒子間の結合強度を、バインダ液により結合した従来のものより向上することができる。これにより、製造後の造粒物の破壊を防止することができる。また、プラズマ中のイオン又はラジカルの作用で造粒物の表面に被膜（コーティング）が形成された場合には、その皮膜による粒子間の架橋により、造粒物をより破壊され難くすることができる。さらに、バインダ液を使用しないから、造粒後の乾燥工程が不要となる。
【解決手段】本発明の容器回転型造粒装置１０によれば、回転パン１２内で転動する粒子群にプラズマフレームＦ１が噴射されることで、粒子が溶融してそれら粒子同士が固着する。つまり、造粒物を構成する粒子間の結合強度を、バインダ液により結合した従来のものより向上することができる。これにより、製造後の造粒物の破壊を防止することができる。また、プラズマ中のイオン又はラジカルの作用で造粒物の表面に被膜（コーティング）が形成された場合には、その皮膜による粒子間の架橋により、造粒物をより破壊され難くすることができる。さらに、バインダ液を使用しないから、造粒後の乾燥工程が不要となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転容器の回転により、回転容器に収容した粒子を互いに固着させて造粒を行う容器回転型造粒装置及び造粒システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の造粒装置として、回転容器に収容した粒子群にバインダー液を噴霧しながら粒子を転動させることで、粒子と粒子との間にバインダー液の架橋を形成して造粒を行う造粒装置が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】特許庁、”標準技術集”、農薬製剤技術（Ｂ−１−（３）造粒、成形技術）、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１９年１０月１８日検索］、インターネット［URL:http://www.jpo.go.jp/shiryou/index.htm］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述した従来の造粒装置で製造された造粒物は粒子間の結合が十分ではなく、その後の乾燥工程において造粒物を撹拌しながら乾燥させた場合に、造粒物が壊れ易いという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、造粒物を構成する粒子間の結合強度を向上させることが可能な容器回転型造粒装置及び造粒システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る容器回転型造粒装置は、上面が開放した円筒形又は円錐形の回転容器を中心軸が重力方向に対して傾斜した状態にしてその中心軸回りに回転駆動すると共に、回転容器内に収容した粒子が互いに固着して所定の粒径以上まで成長した場合に、回転容器の内面を転動して回転容器外へと落下するように回転容器の回転速度を設定した容器回転型造粒装置であって、回転容器内の粒子に向けてプラズマフレームを噴射して粒子同士を互いに固着させるためのプラズマトーチを備えたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の容器回転型造粒装置において、プラズマフレームのラジカルを測定するラジカル測定装置と、ラジカルが一定の値になるようにプラズマトーチへのプラズマフレーム生成用ガスの供給量又は供給圧力又はプラズマ発生用電力を調節するプラズマ制御装置とが備えられたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の容器回転型造粒装置において、プラズマトーチは、プラズマフレームの先端が回転容器内の粒子群の表面に位置するように配置されたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載の容器回転型造粒装置において、回転容器からの粒子の排出量を計測する排出量計測手段と、排出量計測手段の計測結果に基づき回転容器から排出された分の粒子を回転容器に補充する粒子補充装置とを備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の容器回転型造粒装置において、プラズマトーチに供給されるプラズマフレーム生成用ガスは窒素であるところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明に係る造粒システムは、上面が開放した円錐形の回転容器を中心軸が重力方向に対して傾斜した状態にしてその中心軸回りに回転駆動すると共に、回転容器内に収容した第１の粒子群の中に核となる第２の粒子が付与され、その第２の粒子の表面に第１の粒子が固着して所定の粒径以上まで成長した場合に、回転容器の内面を転動して回転容器外へと落下するように回転容器の回転速度を設定した容器回転型造粒装置と、回転容器内の第１の粒子に向けてプラズマフレームを噴射して第１の粒子の第２の粒子に対する付着性を高めるためのプラズマトーチと、回転容器の上方に配置され、第２の粒子を回転容器に向けて１粒ずつ落下させる核粒子供給装置と、核粒子供給装置と回転容器との間に設けられ、核粒子供給装置から落下した第２の粒子を加熱して第１の粒子に対する付着性を高めるための筒形加熱炉とを備えたところに特徴を有する。なお、本発明における「１粒」とは、複数の粒子が強固に凝集して見かけ上「１粒」となったものも含まれる。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項６に記載の造粒システムにおいて、核となる第２の粒子は、複数の核構成粒子を合体してなり、核粒子供給装置は、筒形加熱炉の上面開口から側方に離れた位置に配置されて、それぞれ核構成粒子を１粒ずつ落下させることが可能な複数の核構成粒子供給装置と、核構成粒子供給装置から落下した核構成粒子を帯電させるための強制帯電手段と、核構成粒子供給装置から落下した核構成粒に風圧を付与して、全ての核構成粒子供給装置からの核構成粒子を筒形加熱炉の上面開口の真上又は筒形加熱炉の上部内側に集めて互いに電気的に付着させるための風圧移動手段とを備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
［請求項１及び５の発明］
上記のように構成した請求項１の発明に係る容器回転型造粒装置によれば、回転容器内で転動する粒子にプラズマフレームが噴射されると、粒子が溶融して付着性が生じ、周囲の粒子との接触により粒子同士が固着して造粒物が製造される。これにより、造粒物を構成した粒子間の結合強度を従来より向上させることができ、造粒後の破壊を防ぐことができる。
【００１３】
ここで、プラズマトーチへ供給するプラズマフレーム生成用ガスの種類に応じて、造粒物にイオンを注入したり被膜を形成することも可能である。例えば、請求項５の発明のように、プラズマフレーム生成用ガスを窒素とした場合には、プラズマ中の窒素イオンが造粒物に注入され、窒化物の被膜を形成することが可能である。また、プラズマフレーム生成用ガスを酸素とすれば、酸素イオンの注入や酸化物皮膜の形成が可能であり、プロパンガスやメタンガスとすれば炭素イオンの注入や炭化物皮膜の形成が可能である。そして、これら被膜が造粒物の粒子間に架橋されるので、造粒物をより破壊され難くすることができる。
【００１４】
［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、プラズマフレームの状態が安定し、造粒物の性状のばらつきを抑えることができる。
【００１５】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、回転容器内の粒子群の表面がプラズマフレームによって加熱されるので、回転容器の内壁面への粒子の固着を防止することができる。
【００１６】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、回転容器内の粒子量が適正に保たれ、連続的に造粒物を製造することができる。
【００１７】
［請求項６の発明］
請求項６の発明に係る造粒システムによれば、核粒子供給装置から１粒ずつ落下した第２の粒子は、筒形加熱炉を通過する過程で加熱され、高温状態で回転容器内の第１の粒子群の中へと付与される。回転容器内の第１の粒子はプラズマフレームによって予熱されて第１の粒子の第２の粒子に対する付着性が高められており、その第１の粒子群の中に第２の粒子が付与されると、それら第１又は第２の粒子の少なくとも何れかが溶融して、核としての第２の粒子の表面に第１の粒子が固着した造粒物が製造される。これにより、造粒物を構成した第１の粒子と第２の粒子との間の結合強度を従来より向上させることができ、造粒後の破壊を防ぐことができる。なお、第１の粒子と第２の粒子の物性を異ならせると、それら異なる物性を併せ持った造粒物を製造することができる。
【００１８】
［請求項７の発明］
請求項７の発明によれば、核構成粒子供給装置から下方に排出された核構成粒子に風圧が付与されて、それら複数の核構成粒子が筒形加熱炉の真上又は筒形加熱炉の上部内側に集められる。それら集められた核構成粒子の何れかは、強制帯電手段によって帯電しているので、集められた核構成粒子同士を電気的に付着させた状態で筒形加熱炉に送り込むことができる。ここで、核構成粒子の物性を異ならせることで、それら異なる物性を併せ持った第２の粒子を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、図１〜１１に基づいて本発明の容器回転型造粒装置１０について説明する。
図１に示すように、容器回転型造粒装置１０は、原料の粒子群（粉粒体）を回転パン１２（本発明の「回転容器」に相当する）内で転動させて、粒子同士が結合した造粒物を生成するための転動造粒器１１と、回転パン１２へと原料の粒子群を補充する粒子補充装置２０とを備えている。なお、粒子は、無機粒子（金属粒子）、有機粒子の何れでもよい。
【００２０】
まず、粒子補充装置２０について説明する。図２に示すように、粒子補充装置２０は、原料の粒子群を収容した粒子群収容容器２１を備えている。粒子群収容容器２１は、大径筒部２２と小径筒部２３と粒子排出筒部２４とを備え、下方に向かうに従って縮径した構造になっている。大径筒部２２の側壁の下端部と、小径筒部２３の側壁の上端部との間は平板状の水平段差壁２５によって接続されており、粒子排出筒部２４は小径筒部２３の外側に螺合固定されている。そして、粒子排出筒部２４の下面開口から粒子が排出される。
【００２１】
粒子群収容容器２１の上端は開放しており、その上端外周面に螺合された上端キャップ２６にて閉じられている。上端キャップ２６の上面中央にはモータ２７が固定載置されている。モータ２７に連結された回転軸２７Ａは、上端キャップ２６を貫通して大径筒部２２及び小径筒部２３でその中心軸に沿って延びている。回転軸２７Ａは、中間部より下側が段付き状に細くなった六角柱状をなしており、その太軸部の下端部には容器内円盤２８が一体回転可能に取り付けられている。
【００２２】
容器内円盤２８は、水平段差壁２５の上面に重ねて配置され、その水平段差壁２５のうち、小径筒部２３の上面開口とその周囲を覆うように、大径筒部２２内に遊嵌している。具体的には、容器内円盤２８は大径筒部２２の内径よりも小径でかつ、小径筒部２３の内径よりも大径な平らな円板で構成されており、水平段差壁２５の上面から上方に離して水平に取り付けられている。
【００２３】
この容器内円盤２８上に堆積した粒子群を、容器内円盤２８の周縁部と大径筒部２２の側壁との間の環状隙間に掻き出すために、大径筒部２２の内側には上面待ち受けガイド２９が設けられている。図２に示すように上面待ち受けガイド２９は、Ｌ字状に屈曲した板状をなしている。上面待ち受けガイド２９の水平板２９Ａは、容器内円盤２８の上面に隣接配置され、水平板２９Ａの基端部から垂直上方に延びた垂直板２９Ｂが上端キャップ２６に固定されている。
【００２４】
そして、水平板２９Ａの先端側の平面を回転軸２７Ａの側面に当接させて取り付けることで、容器内円盤２８の回転方向に対して水平板２９Ａが傾斜し、容器内円盤２８の回転時に、容器内円盤２８上の粒子群が水平板２９Ａに堰き止められて容器内円盤２８の外縁部に向けて案内される。また、水平板２９Ａの基端部は、容器内円盤２８の外縁部より外側位置まで延びているので、水平板２９Ａに案内された粒子群を水平段差壁２５の外縁部、即ち、水平段差壁２５の上面のうち容器内円盤２８の外縁部に沿って設けられた環状堆積部２５Ａへと流下させる。さらに、上面待ち受けガイド２９が粒子群収容容器２１内の粒子群を撹拌するので、大径筒部２２内で粒子群が固化することを防ぐことができる。これにより、容器内円盤２８上の粒子群を安定して環状堆積部２５Ａへと流下させることが可能となる。
【００２５】
上面待ち受けガイド２９によって環状堆積部２５Ａへと流下した粒子群は、容器内円盤２８と水平段差壁２５との間で所定の安息角を有した粒子群の山を形成する。この粒子群の山の安息角は、粒子群の種類によって一定となり、容器内円盤２８から水平段差壁２５へと過剰な粒子群が供給されないようにすることができる。即ち、容器内円盤２８と水平段差壁２５の上面との間で粒子群を堰き止めて、小径筒部２３に粒子群が雪崩れ込まないようにすることができる。
【００２６】
環状堆積部２５Ａに堆積した粒子群の山は、その山裾部分が大径筒部２２内で回転する容器内旋回部材３０によって削り取られて小径筒部２３へと送り込まれる。容器内旋回部材３０は、回転軸２７Ａに固定されており、図４に示すように回転軸２７Ａが貫通した軸心プレート３１から側方に片持ち梁状の集粒羽３２と散粒羽３３とが延びている。これら集粒羽３２と散粒羽３３とが水平段差壁２５の上面に摺接しつつ水平面内で回転する（図３参照）。
【００２７】
集粒羽３２は、容器内旋回部材３０の回転方向（図４の矢印の方向）とは逆側に膨らむように複数の平板をつなげた屈曲構造をなす一方、散粒羽３３は、容器内旋回部材３０の回転方向に対して傾斜した状態で軸心プレート３１から大径筒部２２の側壁に向かって真っ直ぐ延びている。また、図示されていないが、集粒羽３２は、その先端が大径筒部２２の側壁と隣接した位置まで延びており、散粒羽３３はそれより短くなっている。
【００２８】
そして、集粒羽３２によって、環状堆積部２５Ａに堆積した粒子群を中心側に誘導して小径筒部２３へと送り込むと共に、散粒羽３３により、集粒羽３２が取り込み過ぎた粒子群を外側に移動して逃し、次に集粒羽３２が通過したときに小径筒部２３内に取り込み、小径筒部２３内の粒子群にかかる圧力を安定させ易くしている。また、集粒羽３２と散粒羽３３とが協働して粒子群を撹拌して、環状堆積部２５Ａにおける粒子群の塊を粉砕する効果も奏する。
【００２９】
図４に示すように、容器内旋回部材３０の軸心プレート３１のうち集粒羽３２の付け根部分には、軸心プレート３１から斜めに切り起こされた補助ガイド壁３４が形成されている。補助ガイド壁３４は、集粒羽３２による粒子群の誘導方向に向かって徐々に下るように傾斜している。そして、集粒羽３２に誘導されてその基端部に達した粒子群は、補助ガイド壁３４によって小径筒部２３へと強制的に落とされる。
【００３０】
容器内旋回部材３０には、軸心プレート３１から下方に向かって延びた複数の旋回脚部３５，３６が一体に設けられている。図３に示すように、これら旋回脚部３５，３６は何れも小径筒部２３内に配置され、そこで旋回可能となっている。
【００３１】
第１の旋回脚部３５は、軸心プレート３１のうち散粒羽３３の付け根部分と、集粒羽３２の付け根部分とにそれぞれ対をなして設けられている。第１の旋回脚部３５は、帯板状をなしており、下方に向かうに従って容器内旋回部材３０の旋回方向の後方へ向かうように斜めに（詳細には、鉛直方向に対して約３０度傾いて）延びている。
【００３２】
第２の旋回脚部３６は、軸心プレート３１のうち散粒羽３３の付け根部分から垂下しており、第１の旋回脚部３５とほぼ同じ幅の帯板状をなしている。
【００３３】
これら両旋回脚部３５，３６が小径筒部２３内を旋回することにより、小径筒部２３内での粒子群の固化や凝集が防止されている。
【００３４】
図３に示すように、粒子群収容容器２１のうち、第１及び第２の旋回脚部３５，３６の下端部より下方には、１対のスクリーン壁３７，３８が上下に間隔を開けて重ねて設けられている。
【００３５】
図６に示すように、上段のスクリーン壁３７は、薄肉円板に複数の粒子通過孔３７Ａが貫通形成された構造をなす。これら粒子通過孔３７Ａは、大径筒部２２から小径筒部２３へと送り込まれた粒子群同士が付着（架橋）して形成されたアーチにより閉塞されると共に、その粒子群アーチが崩れた状態で粒子群が通過可能な大きさになっている。具体的には、上段のスクリーン壁３７に取り付けられた超音波振動子３７Ｂの振動によってアーチが破壊され、粒子が下段のスクリーン壁３８へと落下するように構成されている。なお、本実施形態において、上段のスクリーン壁３７は、粒子通過孔３７Ａの大きさやその数及び配置を異ならせた複数種類のものが用意されており（例えば、図９参照）、粒子の粒径等に応じて適宜選択して取り付けることが可能となっている。
【００３６】
一方、下段のスクリーン壁３８は、中心部に１つだけ粒子通過孔３８Ａが形成されている。図７に示すように粒子通過孔３８Ａは、下方に向かって縮径したすり鉢状をなし、最も小径な部分の内径が、原料の粒子Ｐ１の平均粒径の数倍程度となっている（図８参照）。これにより、極微少量ずつ（例えば、１〜３粒ずつ）粒子を排出可能となっている。また、下段のスクリーン壁３８には超音波振動子３８Ｂが取り付けられており、万が一、粒子通過孔３８Ａが詰まった場合には、超音波振動子３８Ｂの振動によって粒子を強制落下させて、詰まりを解消することが可能となっている。なお、下段のスクリーン壁３８としては、図１０に示すように、粒子の平均粒径の数倍程度の粒子通過孔３８Ａを、上段のスクリーン壁３７の粒子通過孔３７Ａの数より多く備えたものも用意されており、適宜選択して取り付けることが可能となっている。
【００３７】
図３に示すように、各スクリーン壁３７，３８は、何れも粒子排出筒部２４の側面に開放したスリット２４Ａ，２４Ａから挿抜可能となっている、上段のスクリーン壁３７は、その周縁部が小径筒部２３の下端部と粒子排出筒部２４の内周段差面との間で挟まれており、下段のスクリーン壁３８は、その周縁部が粒子排出筒部２４の内周面に形成された溝部に係合している。なお、スクリーン壁３７，３８を板厚方向から挟んで密着した１対のＯリングによって、各スリット２４Ａ，２４Ａと各スクリーン壁３７，３８との間の隙間からの粒子の漏出が防止されている。
【００３８】
図３に示すように、下段のスクリーン壁３８の上面には、スクレーパ４０が備えられている。スクレーパ４０は、上段のスクリーン壁３７を貫通した回転軸２７Ａ（細軸部）の下端部に着脱可能に固定されている。図５に示すように、スクレーパ４０は、回転軸２７Ａの外側に嵌合する円柱部４１と、その円柱部４１の下面から片持ち梁状に張り出した帯板部４２とから構成されており、帯板部４２は回転方向の後方に向かって膨らむように湾曲している。スクレーパ４０は、下段のスクリーン壁３８の上面に摺接しつつ旋回し、上段のスクリーン３７を通過して下段のスクリーン壁３８に落下した粒子群を、その中心部へと掻き集めて、粒子通過孔３８Ａから粒子補充装置２０の下方に落下させる構成となっている。
【００３９】
以上が粒子補充装置２０の説明である。なお、図１に示すように、粒子補充装置２０は、ブラケット３９Ａを介して計量装置３９から吊り下げられており、原料の粒子群の排出量が、粒子補充装置２０全体の重量の減少量として計測されている。
【００４０】
次に転動造粒器１１について説明する。図１に示すように転動造粒器１１は、粒子補充装置２０の真下に配置されている。転動造粒器１１は、重力方向（鉛直方向）に対して傾斜した回転軸１３Ａの一端に回転パン１２が固定され、回転軸１３Ａの他端にモータ１３が連結されている。回転パン１２は、底部に向かうに従って縮径した円錐筒形状をなしており、排出口１２Ａが斜め上方に開放している。回転軸１３Ａは、支持盤１４の上台１４Ａに傾斜して取り付けられており、上台１４Ａはヒンジ１４Ｃを介して下台１４Ｂに回動可能に軸支されている。そして、下台１４Ｂの一端と上台１４Ａの一端との間に挟まれた伸縮シャフト１４Ｄによって、回転パン１２（回転軸１３Ａ）の傾斜角度を調節可能となっている。
【００４１】
粒子補充装置２０から落下した粒子は、回転パン１２の底部寄り位置に供給され、回転パン１２の回転によりそれら粒子群が回転パン１２内で転動する。その過程で粒子群を構成する粒子同士が付着して雪だるま式に成長することで造粒物が製造される。なお、造粒物の大きさは、回転パン１２（回転軸１３Ａ）の傾斜角度や回転速度を変更することで適宜変更することができる。
【００４２】
ここで、本実施形態の回転パン１２は円錐筒形状をなしているので、その内径差によって周速度差が生じ、回転パン１２内に落下した直後の比較的小さい粒子は回転パン１２の内面を転動して底側へ移動し、造粒が進行して大型化するに従って回転パン１２の内面を転動して排出口１２Ａ側に移動する。そして、所定の大きさになった造粒物は排出口１２Ａからオーバーフローして自然に排出される。つまり、回転パン１２内で分級作用が起きて造粒物の大きさを揃えることができる。なお、この分級作用の原理については公知であるので（坂下攝著「入門粉体トラブル工学」（株式会社工業調査会、１９９８年１０月１日発行）の「４．２容器回転型重力流動」を参照）、詳細な説明は省略する。
【００４３】
回転パン１２の排出口１２Ａの下方には計量装置４５（本発明の「排出量計測手段」に相当する）が設けられている。回転パン１２から排出された造粒物はトレイ４５Ａに集められ、この計量装置４５で計量される。その計量結果に基づき、造粒物として回転パン１２から排出された分の粒子群が粒子補充装置２０から補充される。これにより、回転パン１２内の粒子群の量が適正に保たれ、連続的に造粒物を製造することができる。
【００４４】
さて、転動造粒器１１には、回転パン１２内で転動する粒子群にプラズマフレームＦ１を噴射するプラズマトーチ１５が備えられている。プラズマトーチ１５は、石英製のプラズマ発生管１６と、その外側に設けられた誘導コイル１７とを備え、誘導コイル１７に高周波電力を印加するための電源１８がマッチング回路１９を介して接続されている。
【００４５】
プラズマ発生管１６は下端開放の円筒状をなし、鉛直方向に対して傾斜して設けられている。図示されていないが、プラズマ発生管１６は二重管構造をなしており、その内外管の間に冷却水或いは冷却用ガスが流されている。プラズマ発生管１６の内側には、その上端部からプラズマフレーム生成用ガス（例えば、水素、ヘリウム、窒素、酸素、ネオン、アルゴン及びそれらの混合ガス）が導入され、その状態で誘導コイル１７に高周波電力が印加されると、プラズマフレーム生成用ガスがプラズマ状態になって、プラズマ発生管１６の下端開口から回転パン１２内へとプラズマフレームＦ１が噴射される。
【００４６】
図１１に示すように、プラズマトーチ１５は、プラズマフレームＦ１の先端部が、回転パン１２内で転動する粒子群の表面に位置するように配置されている。つまり、回転パン１２内に堆積した粒子群のうち、回転パン１２の内面に近い位置にある粒子には、プラズマフレームＦ１の熱が伝わり難くなっているので、粒子が回転パン１２の内壁面に固着することを防止することができる。また、比較的温度の低いプラズマフレームＦ１の先端部を粒子群の表面から離したことで、過加熱による粒子の液状化や蒸発を防ぐことができる。
【００４７】
ここで、プラズマトーチ１５は、プラズマフレームＦ１の先端部が、回転パン１２内で転動する粒子群のうち、比較的粒径の小さい（他の粒子と固着していない未反応の）粒子に優先的に当たるような位置に配置するとより好ましい。具体的には、図１２に示すように、回転パン１２の内壁面との摩擦によって上方に引き揚げられた粒子群の上端部分にプラズマフレームＦ１の先端部が位置するように配置すると、比較的粒径の小さい粒子にプラズマフレームＦ１が優先的に当たって効率的に造粒を行うことができる。
【００４８】
図１１に示すように、プラズマ発生管１６の下端開口の近傍には、プラズマフレームＦ１中のラジカル量を測定するラジカル測定装置５１が配設されている。ラジカル測定装置５１は、例えば、特定波長の赤外線レーザーをプラズマフレームＦ１に照射する構成となっており、そのレーザーがラジカルに吸収されて強度が変化することを利用して、ラジカルの密度等を計測すると共に、その測定結果を制御装置５０（本発明の「プラズマ制御装置」に相当する）に出力している。制御装置５０は、計測されたラジカル量に応じてガス流量バルブ５２の開度を変化させて、ラジカル量がほぼ一定になるように、プラズマ発生管１６に導入するプラズマフレーム生成用ガスの流量又は供給圧力を調節する。これにより、プラズマフレームＦ１を一定状態に保つことができ、造粒物の性状のばらつきを抑えることができる。ここで、誘導コイル１７に印加するプラズマ発生用の高周波電力を一定の周期でパルス変調させて、そのデューティー比を変化させることでラジカル量を制御してもよい。また、ラジカル量が不足した場合に、外部に備えた図示しないラジカル発生源にて発生させたラジカルをプラズマフレームＦ１の中に注入するようにしてもよい。
【００４９】
なお、プラズマトーチ１５におけるプラズマの発生方式は、上述の誘導結合方式（コイル方式）に限定するものではなく、容量結合方式（平行平板型）でもよい。また、マイクロ波、直流電流、グロー放電等を利用して発生させる方式でもよい。また、造粒する粒子の材質に応じて、高温プラズマと低温プラズマとを使い分けることが好ましい。高温プラズマは、金属や無機物等の比較的融点の高い粒子の溶融結合に適し、低温プラズマは、有機・高分子等の比較的融点の低い粒子の溶融結合や表面改質による付着性の向上に適している。
【００５０】
次に、本実施形態の容器回転型造粒装置１０の作用について説明する。
回転パン１２がモータ１３によって回転駆動されると、回転パン１２内で転動する粒子群のうち、比較的小さい未反応の粒子は回転パン１２の底側に集められて転動し、その粒子群の表面に位置する粒子にプラズマフレームＦ１が当てられる。プラズマフレームＦ１が当たった粒子は、少なくとも表層部が溶融して付着性が高まり、周囲の粒子が付着する。これにより、複数の粒子が互いに付着した造粒物が形成される。造粒物は、回転パン１２内で転動することで雪だるま式に大型化するに従い回転パン１２の排出口１２Ａ側に移動し、プラズマフレームＦ１から徐々に離れていく。この過程で造粒物は冷却されて固化し、粒子同士が強固に固着する。そして、所定の大きさ（粒径）以上に成長した造粒物は、回転パン１２の内面を転動して排出口１２Ａから排出される。なお、回転パン１２の回転速度、傾斜角度、プラズマの状態、その他、造粒条件を最適化することで、プラズマに含まれるイオンやラジカルの作用により、造粒物にイオンを注入したり、表面に被膜を形成することも可能である。具体的には、プラズマフレーム生成用ガスを窒素とすれば、窒素イオンを注入したり窒化物の被膜を形成することが可能である。また、プラズマフレーム生成用ガスを酸素とすれば、酸素イオンを注入したり酸化物の皮膜を形成することが可能であり、プロパンガスやメタンガスとすれば炭素イオンを注入したり炭素皮膜を形成することが可能である。
【００５１】
このように本実施形態によれば、回転パン１２内で転動する粒子群にプラズマフレームＦ１が噴射されると粒子が溶融してそれら粒子同士が固着する。つまり、造粒物を構成する粒子間の結合強度を、バインダ液により結合した従来のものより向上することができる。これにより、製造後の造粒物の破壊を防止することができる。また、プラズマ中のイオン又はラジカルの作用で造粒物の表面に被膜（コーティング）が形成された場合には、その皮膜による粒子間の架橋により、造粒物をより破壊され難くすることができる。さらに、バインダ液を使用しないから、造粒後の乾燥工程が不要となる。
【００５２】
［第２実施形態］
図１３〜図１５に基づいて、本発明の造粒システム１００について説明する。この造粒システム１００は、上記第１実施形態の容器回転型造粒装置１０と、核粒子供給装置６０と、筒形加熱炉７０とを備えてなる。
【００５３】
図１３に示すように、容器回転型造粒装置１０（粒子補充装置２０及び転動造粒器１１）と、核粒子供給装置６０及び筒形加熱炉７０の主要部は何れも装置収容ケース１０１内に収容されている。装置収容ケース１０１は内部仕切壁１０２によって上側部屋１０３と下側部屋１０４とに仕切られており、下側部屋１０４に容器回転型造粒装置１０と筒形加熱炉７０とが収容され、上側部屋１０３に核粒子供給装置６０が収容されている。また、核粒子供給装置６０と筒形加熱炉７０と回転パン１２は鉛直線上に配置されており、粒子補充装置２０は回転パン１２の斜め上方に配置されている。粒子補充装置２０から排出された粒子は、図示しない送給パイプを通って、回転パン１２の上方から落下するように構成されている。なお、核粒子供給装置６０から供給される「核粒子」（本発明の「第２の粒子」に相当する）と区別するために、粒子補充装置２０から供給される粒子（本発明の「第１の粒子」に相当する）を、以下、「子粒子」という。
【００５４】
核粒子供給装置６０は、造粒物の核となる核粒子群を収容した粒子群収容容器６１を備えている。粒子群収容容器６１は、粒子補充装置２０に備えた粒子群収容容器２１と同一構造をなしており、下段のスクリーン壁３８に備えた粒子通過孔３８Ａは、核粒子を１粒ずつ排出可能となっている。粒子群収容容器６１は、ブラケット３９Ａを介して計量装置３９から吊り下げられており、核粒子群の排出量が、核粒子供給装置６０の重量の減少量として計測されている。なお、本実施形態において、核粒子は、粒子補充装置２０から供給される子粒子とは異なる物性を有したものである。
【００５５】
核粒子供給装置６０の鉛直下方には、筒形加熱炉７０が備えられている。筒形加熱炉７０は、転動造粒器１１に備えたプラズマトーチ１５と同様の構成であり、内部仕切壁１０２から垂下した石英製のプラズマ発生管７１と、その外側に設けられた誘導コイル７２とを備え、誘導コイル７２に高周波電力を印加するための電源７３がマッチング回路７４を介して接続されている。
【００５６】
プラズマ発生管７１は上下の両端が開放した円筒状をなし、プラズマ発生管７１の上端部には粒子導入管７５が接続されている。粒子導入管７５は、内部仕切壁１０２から上側部屋１０３内に直立して上方に開放している。図１４に示すように、粒子導入管７５の上端部は漏斗形状をなしており、核粒子供給装置６０から下方に排出された核粒子を、上側部屋１０３に導入されたキャリヤガスと共にプラズマ発生管７１内へと導入するように構成されている。
【００５７】
また、粒子導入管７５には、プラズマ発生管７１内にプラズマ発生用ガス（例えば、水素、ヘリウム、窒素、酸素、ネオン、アルゴン及びそれらの混合ガス）を導入するための複数のガス導入管７６が設けられている。図１４及び図１５に示すように、ガス導入管７６は、粒子導入管７５の側方に開放したガス導入口７６Ａから、粒子導入管７５の内周面の接線方向に延びており、ガス導入管７６を通って粒子導入管７５に流入したプラズマ生成用ガスが、粒子導入管７５の上面開口から導入されるキャリヤガスと共にプラズマ発生管７１の下端開口へ向かう旋回流となるように構成されている。なお、本実施形態では、粒子導入管７５の上端寄り位置と、下端寄り位置とにそれぞれ１対のガス導入管７６，７６が設けられており、上側のガス導入管７６，７６（図１４には一方のガス導入管７６のみが示されている）には一定流量でプラズマ生成用ガスが供給される。これに対し、下側のガス導入管７６，７６（図１４には一方のガス導入管７６のみが示されている）に供給されるプラズマ生成用ガスの流量はガス流量バルブ５２によって変更可能となっている。なお、図示されていないが、プラズマ発生管７１は二重管構造をなしており、その内外管の間に冷却水或いは冷却用ガスが流されている。
【００５８】
この筒形加熱炉７０の誘導コイル７２に高周波電力が流されると、プラズマ発生管７１内のガス（キャリヤガス、プラズマ生成用ガス）がプラズマ状態になり、そのプラズマの芯部を核粒子が降下する過程で核粒子に加熱処理が行われる。具体的には、プラズマの熱により核粒子が溶融する。また、プラズマ中に生成したイオンやラジカルの作用により、核粒子にイオンを注入したり被膜を形成することも可能である。プラズマを通過すると核粒子の温度は下がるが、依然として溶融状態又は高温状態を保ったまま、回転パン１２へと供給される。
【００５９】
ここで、プラズマ発生管７１の下端開口の近傍には、プラズマ中のラジカル量を測定するラジカル測定装置５１が配設されており、その測定結果が制御装置５０に取り込まれている。制御装置５０は、計測されたラジカル量に応じてガス流量バルブ５２の開度を変化させて、ラジカル量がほぼ一定になるように、プラズマ発生管７１に導入するプラズマ生成用ガスの流量又は供給圧力を調節する。これにより、筒形加熱炉７０にて発生するプラズマを一定状態に保持することができる。なお、誘導コイル７２に印加するプラズマ発生用の高周波電力を一定の周期でパルス変調させて、そのデューティー比を変化させることでラジカル量を制御してもよい。
【００６０】
ここで、筒形加熱炉７０におけるプラズマ発生方式は、上述の誘導結合方式（コイル方式）に限定するものではなく、容量結合方式（平行平板型）でもよい。また、マイクロ波、直流電流、グロー放電等を利用して発生させる方式でもよい。さらに、プラズマの熱を利用するものに限定するものではなく、核粒子の少なくとも表層部を溶融状態或いは溶融直前の高温状態として回転パン１２に供給可能なものであればよい。例えば、核粒子を可燃性ガスの燃焼炎（ガスバーナー）の中を通過させたり、高温の熱風の中を通過させるようにしてもよい。筒形加熱炉７０の熱源や温度は、粒子の材質に応じて適宜設定すればよい。以上が、筒形加熱炉７０に関する説明である。以上が造粒システム１００の構成に関する説明であって、以下、本実施形態の作用を説明する。
【００６１】
回転パン１２内には予め所定量の子粒子が収容され、回転パン１２の回転により転動しており、その転動状態の子粒子群は、プラズマトーチ１５によって加熱（予熱）されている。具体的には、子粒子同士が付着しない（子粒子の表面が溶融しない）程度に加熱されており、溶融状態或いは高温状態の核粒子と接触したときには子粒子が容易に溶融するように、核粒子に対する付着性が予め高められている。
【００６２】
核粒子供給装置６０から落下した核粒子は、筒形加熱炉７０を通過することで少なくとも表層部が溶融した状態又は高温状態で回転パン１２内の子粒子群の中に落下する。すると、その核粒子の熱によって周囲の子粒子が溶融され、核粒子の表面に複数の子粒子が固着する。そして、回転パン１２の回転に伴う転動により、核粒子の表面全体が複数の子粒子によって覆われた造粒物が製造される。
核粒子の表面全体が複数の子粒子によって覆われると、さらなる子粒子の付着は規制されると共に、その時点で造粒物は所定の粒径以上となり、回転パン１２から排出される。なお、核粒子１つに対して付着する（造粒物１つ当たりの）子粒子の量はほぼ一定なので、回転パン１２から排出された造粒物の重量から造粒物として排出された子粒子の量を概算することができ、その分の子粒子が粒子補充装置２０から補充される。
【００６３】
このように本実施形態の造粒システム１００によれば、核粒子とその周囲を覆うように固着した子粒子とからなる造粒物が製造され、それら核粒子と子粒子とが溶融固着しているので、粒子間の結合強度を従来のものより向上させることができる。また、核粒子と子粒子の物性を異ならせることで、それら異なる物性を併せ持つ造粒物を製造することができる。また、筒形加熱炉７０のプラズマ発生管７１中でガスが旋回流となるので、核粒子がプラズマ発生管７１の内壁面に付着することが防がれる。
【００６４】
［第３実施形態］
この第３実施形態は、核粒子供給装置の構成が、上記第２実施形態と異なる。即ち、一次粒子で構成された核粒子ではなく、複数の核構成粒子を合体してなる核粒子を生成するために、本実施形態の核粒子供給装置は、核構成粒子を供給する複数（本実施形態では２つ）の核構成粒子供給装置８０，８０と、それら核構成粒子を帯電させるためのイオナイザ８５，８５（本発明の「強制帯電手段」、「風圧移動手段」に相当する）とを備えている。
【００６５】
図１６に示すように、２つの核構成粒子供給装置８０，８０は、装置収容ケース１０１の上側部屋１０３内で、粒子導入管７５の上面開口の側方に離れた位置に横並びに配置されている。核構成粒子供給装置８０は、核構成粒子を収容した粒子群収容容器８１を備えている。粒子群収容容器８１は、粒子補充装置２０に備えた粒子群収容容器２１と同一構造をなしており、下段のスクリーン壁３８に備えた粒子通過孔３８Ａは、核構成粒子を１粒ずつ排出可能となっている。また、核構成粒子供給装置８０は、計量装置３９に載置された支持台３９Ｂによって計量装置３９の上方に保持されており、核構成粒子供給装置８０からの核構成粒子の排出量は、核構成粒子供給装置８０の全体の重量減少量として計測されている。
【００６６】
イオナイザ８５は、例えば、コロナ放電を利用してガス中の気体分子を電離し、正又は負の気体イオンを生成する。気体イオンの生成方式は、コロナ放電以外に放射線や熱電離を利用した方式があるが、それらの気体イオンの生成原理については公知であるので（ＪＩＳ Ｂ９９２９：２００６「空気中のイオン密度測定方法」を参照）詳細な説明は省略する。
【００６７】
イオナイザ８５は、生成した気体イオンを含むガスを、装置収容ケース１０１内に挿入されたノズル８５Ａから噴射する。図１７に示すように、ノズル８５Ａは、核構成粒子供給装置８０から落下する核構成粒子の落下経路の側方に配置されかつ、その落下経路に向けられており、落下途中の核構成粒子の側方から気体イオンを含むガスを吹き付ける。これにより、核構成粒子に気体イオンが付着し、それら核構成粒子が正又は負に帯電する。ここで、イオナイザ８５が生成する気体イオンは、筒形加熱炉７０のプラズマ中に生成する気体イオンと同じでもよいし、異なっていてもよい。なお、イオナイザ８５は、ガスの噴射をオンオフ切り替えできるようになっており、ガスを噴射せずに気体イオンだけを放出することもできる。
【００６８】
本実施形態では、一方（図１７における左側）の核構成粒子供給装置８０から落下する核構成粒子に対しては、イオナイザ８５から正の気体イオンを含むガスが吹き付けられ、他方（図１７における右側）の核構成粒子供給装置８０から供給される核構成粒子に対しては、イオナイザ８５から負の気体イオンを含むガスが吹き付けられる。
【００６９】
図１７に示すように、両イオナイザ８５，８５のノズル８５Ａ，８５Ａは、２つの核構成粒子供給装置８０，８０の並び方向で対向しており、両イオナイザ８５，８５のノズル８５Ａ，８５Ａから噴射されるガスにより、帯電した核構成粒子が、反対極性の核構成粒子に向かって気体搬送される。そして、２つの核構成粒子供給装置８０，８０の中間位置、即ち、粒子導入管７５の上面開口の真上で、互いに反対極性に帯電した核構成粒子同士が合流してそれらが静電吸着し、複数の核構成粒子が合体した核粒子が生成される。この核粒子は、上側部屋１０３に導入されたキャリヤガスによって筒形加熱炉７０へと流入し、筒形加熱炉７０を通過する過程で核構成粒子同士が溶融結合する。これにより、回転パン１２に到達する前及び、転動造粒器１１における造粒工程において、核粒子が複数の核構成粒子に再分裂することが防がれる。なお、筒形加熱炉７０を通過する前の核粒子は、反対極性の核構成粒子が１対１で吸着した形態となるようにしてもよいし（図１８（Ａ）参照）、一方の核構成粒子１つに対して他方の核構成粒子が複数個吸着した形態となるようにしてもよい（図１８（Ｂ）〜（Ｄ）参照）。図１８（Ｄ）に示すように、一方の核構成粒子の周囲を複数の他方の核構成粒子で覆った形態として筒形加熱炉７０を通過させると、所謂、コアシェル構造（芯部と外殻部とからなる２層構造）の核粒子を生成することが可能となる。なお、これらの形態は、核構成粒子の粒径や核構成粒子に付着する気体イオンの量（帯電量）によって制御することが可能である。
【００７０】
本実施形態によれば、核構成粒子に気体イオンを付着させることで核構成粒子同士を帯電させているので、粒子同士の衝突や摩擦によって帯電させた場合にように、核構成粒子が破壊されることがない。そして、核構成粒子の物性を異ならせることで、それら異なる物性を併せ持った核粒子及び造粒物を生成することができる。
【００７１】
［第４実施形態］
この第４実施形態は、図１９〜図２３に示されており、粒子群収容容器の構成を上記第１〜第３実施形態と異ならせたものである。この粒子群収容容器９０は、スクリーン壁９１を１枚だけ備えている。スクリーン壁９１は、図２１に示すように、回転軸２７Ａを中心とした円周上に複数の粒子通過孔９１Ａを備えた構成をなしており、各粒子通過孔９１Ａの径は、粒子の粒径の数倍程度の大きさとなっている。
【００７２】
また、容器内旋回部材９５は、図２０に示すように軸心プレート３１から集粒羽３２が張り出しかつ旋回脚部３６が垂下した構造をなしており、集粒羽３２が粒子群収容容器９０の水平段差壁２５の上面に摺接しつつ旋回して、粒子群を小径筒部２３に取り込むと共に、旋回脚部３６が小径筒部２３内で旋回して小径筒部２３内の粒子群を撹拌するようになっている。
【００７３】
さらに、回転軸２７Ａの下端部に固定されたスクレーパ４０の帯板部４２は回転方向の後側に膨らむように「く」の字状に屈曲している。詳細には、帯板部４２は、円柱部４１の外周面の接線と平行に回転方向の後側に延び、複数の粒子通過孔９１Ａ同士を結んで描かれる円（図２１の２点鎖線で示された円）との交差部分で屈曲して径方向外側に真っ直ぐ延びている。
【００７４】
なお、スクリーン壁９１とスクレーパ４０の組合せは、これに限るものではなく、例えば、図２２に示すように、長短１対の帯板部４２，４２を備えたスクレーパ４０と、それら帯板部４２，４２が交互に粒子通過孔９１Ａを横切るように（２つの粒子通過孔９１Ａから同時に粒子が排出されないように）複数の粒子通過孔９１Ａを配置したスクリーン壁９１との組み合わせでもよい。或いは、図２３に示すように、円柱部４１の外周面のうち、回転方向の後側にオフセットした位置から小径筒部２３の内面に向かって真っ直ぐ延びた帯板部４２，４２を対にして備えたスクレーパ４０と、それら各帯板部４２，４２がほぼ同時にそれぞれ１つの粒子通過孔９１Ａを横切るように（２つの粒子通過孔９１Ａからほぼ同時に粒子が排出されるように）複数の粒子通過孔９１Ａを配置したスクリーン壁９１との組み合わせでもよい。
［他の実施形態］
【００７５】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００７６】
（１）前記実施形態において、回転パン１２内で転動する粒子群にバインダ液を噴霧するバインダ供給装置を備えていてもよい。つまり、バインダ液とプラズマフレームＦ１とを併用してもよい。
【００７７】
（２）前記実施形態において、回転パン１２は、円錐筒形状をなしていたが、扁平な円筒構造でもよい。
【００７８】
（３）上記第３実施形態では、核構成粒子供給装置８０を２つ備えていたが、３つ以上の核構成粒子供給装置８０を備えて、３つ以上の異なる核構成粒子が合体した核粒子を生成するようにしてもよい。
【００７９】
（４）上記第３実施形態では、２つの核構成粒子供給装置８０，８０のそれぞれの下方にイオナイザ８５，８５を配置して、正に帯電した核構成粒子と負に帯電した核構成粒子とを静電吸着させていたが、一方の核構成粒子供給装置８０の下方だけにイオナイザ８５を設け、他方の核構成粒子供給装置８０の下方には、気体イオンを含まないガスを吹き出すノズルを配置してもよい。ここで、仮に、他方の核構成粒子供給装置８０から落下した粒子が電気的に中性であっても、一方の核構成粒子供給装置８０から落下した粒子が正又は負に帯電していれば、それら粒子同士を静電吸着させることは可能である。これは、電気的に中性な粒子であっても、外部の正電荷に吸引又は負電荷と反発して粒子内で電子が移動（誘電分極）するからである。
【００８０】
（５）上記第３実施形態において、核構成粒子供給装置８０，８０から排出された核構成粒子を、粒子導入管７５の上方へと案内する筒状又は樋状の粒子案内部材を設けてもよい。そして、粒子案内部材との接触又は摩擦によって、核構成粒子を帯電させるようにしてもよい。
【００８１】
（６）前記第２及び第３実施形態において、筒形加熱炉７０を図２４に示すように上下２段に備えていてもよい。
【００８２】
（７）前記第１〜第３実施形態において、容器内旋回部材３０における第１の旋回脚部３５を、図２５に示すように、散粒羽３３側と集粒羽３２側とにそれぞれ３つずつ備えていてもよい。
【００８３】
（８）上記第２及び第３実施形態では、核粒子の熱によって子粒子が溶融して核粒子の周囲に付着する構成であったが、プラズマフレームＦ１で予熱された子粒子の熱によって核粒子の表層部が溶融して、それらが溶融固着するように構成してもよい。
【００８４】
（９）前記実施形態において、粒子が有機・高分子材料である場合に、プラズマフレームＦ１による粒子の表面改質（架橋層の形成、反応性官能基の導入、エッチングなど）を促進して、粒子同士の付着性を向上させるために、図２６に示すように、回転パン１２内で転動する粒子群に各種イオン（例えば、ヘリウムイオン、窒素イオン、酸素イオン）を付与するイオン注入ノズル９７を設けてもよい。イオン注入ノズル９７は、プラズマトーチ１５から離した位置に配置すればよい。
【００８５】
（１０）イオナイザ以外の公知な帯電処理装置によって、核構成粒子を帯電させてもよい。
【００８６】
（１１）上記実施形態では、プラズマフレーム中のラジカル量が一定になるようにして、プラズマを一定状態に保持していたが、他のパラメータ（プラズマ中のイオン密度や電子密度）が一定になるように制御して、粒子同士を互いに固着させるために必要なプラズマが一定状態になるようにしてもよい。
【００８７】
（１２）粒子導入管７５の上部に、粒子を結合させるためのイオナイザ８５を粒子導入管７５の上端開口に向け下方向に取りけて、常時粒子導入管７５に静電気イオン風を発生させておき、粒子供給装置８０から下方に排出された粒子にガス風圧を付与して、粒子導入管７５の静電気イオン風へ移動させ、粒子導入管７５への静電気イオン風に静電吸着されるように粒子を直接当て帯電させて、粒子同士を静電吸着させ、粒子導入管７５に導いてもよい。
【００８８】
（１３）上記実施形態において、粒子は、回転パン１２の底部寄り位置に供給され、回転パン１２の回転によりそれら粒子群が回転パン１２内で転動するが、粒子の種類によっては、摩擦係数が小さく粒子が回転パン１２の回転数に伴わない場合が有る。その場合は回転パン１２の内面粒子接触面に凹凸または段差を設け摩擦力を増しても良い。粒子接触面凹凸、段差の形状（凹のみ、凸のみ、深さ、高さ、大きさ、配列、形状）の度合いは、粒子の特性に合わせ適時調整し、回転パン１２の回転数に近くなる様、効率を上げるのが望ましい。
【００８９】
（１４）上記実施形態では、粒子補充装置２０から回転パン１２へと補充された粒子量を計量装置３９にて計量していたが、予め求めた検量線量に従って粒子の補充量を制御する方法でもよい。
【００９０】
（１５）上記第３実施形態において、イオナイザ８５は、生成した気体イオンを含むガスを、装置収容ケース１０１内に挿入されたノズル８５Ａから噴射する構成であったが、ガスを噴射せず気体イオンのみを放出する構成とし、核構成粒子間に働く静電気だけで、全ての核構成粒子供給装置８０，８０からの核構成粒子を筒形加熱炉７０の上面開口の真上又は筒形加熱炉７０の上部内側に集めて互いに電気的に付着させるようにしてもよい。
【００９１】
（１６）上記第１実施形態では、粒子補充装置２０は、ブラケット３９Ａを介して計量装置３９から吊り下げられていたが、上記第２実施形態の核構成粒子供給装置８０のように、計量装置３９に載置された支持台３９Ｂによって計量装置３９の上方に保持されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１施形態に係る容器転動型造粒装置の概念図
【図２】粒子補充装置の断面図
【図３】粒子補充装置の拡大断面図
【図４】容器内旋回部材の斜視図
【図５】スクレーパの斜視図
【図６】上段のスクリーン壁の斜視図
【図７】下段のスクリーン壁の断面斜視図
【図８】下段のスクリーン壁の断面図
【図９】上段のスクリーン壁の斜視図
【図１０】下段のスクリーン壁の斜視図
【図１１】転動造粒器の拡大断面図
【図１２】回転容器内におけるプラズマフレームの噴射位置を示した正面図
【図１３】第２実施形態に係る造粒システムの概念図
【図１４】粒子導入管の断面図
【図１５】粒子導入管の平面図
【図１６】第３実施形態に係る造粒システムの概念図
【図１７】核構成粒子に気体イオンを吹き付けている状態の造粒システムの概念図
【図１８】（Ａ）２つの核構成粒子が合体した核粒子の概念図、（Ｂ）３つの核構成粒子が合体した核粒子の概念図、（Ｃ）５つの核構成粒子が合体した核粒子の概念図、（Ｄ）一方の核構成粒子を他方の核構成粒子が覆った核粒子の概念図核粒子の概念図
【図１９】第４実施形態に係る粒子群収容容器の断面図
【図２０】容器内旋回部材の斜視図
【図２１】スクリーン壁及びスクレーパの平面図
【図２２】スクリーン壁及びスクレーパの変形例を示した平面図
【図２３】スクリーン壁及びスクレーパの変形例を示した平面図
【図２４】変形例に係る造粒システムの部分拡大図
【図２５】変形例に係る容器内旋回部材を備えた粒子群収容容器の部分断面図
【図２６】（Ａ）変形例に係る回転容器の正面図、（Ｂ）変形例に係る回転容器の正面図
【符号の説明】
【００９３】
１０ 容器回転型造粒装置
１１ 転動造粒器
１２ 回転パン（回転容器）
１５ プラズマトーチ
２０ 粒子補充装置
４５ 計量装置（排出量計測手段）
５０ 制御装置（プラズマ制御装置）
５１ ラジカル測定装置
６０ 核粒子供給装置
７０ 筒形加熱炉
８０ 核構成粒子供給装置
８５ イオナイザ（強制帯電手段、風圧移動手段）
１００ 造粒システム
Ｆ１ プラズマフレーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転容器の回転により、回転容器に収容した粒子を互いに固着させて造粒を行う容器回転型造粒装置及び造粒システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の造粒装置として、回転容器に収容した粒子群にバインダー液を噴霧しながら粒子を転動させることで、粒子と粒子との間にバインダー液の架橋を形成して造粒を行う造粒装置が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】特許庁、”標準技術集”、農薬製剤技術（Ｂ−１−（３）造粒、成形技術）、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１９年１０月１８日検索］、インターネット［URL:http://www.jpo.go.jp/shiryou/index.htm］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述した従来の造粒装置で製造された造粒物は粒子間の結合が十分ではなく、その後の乾燥工程において造粒物を撹拌しながら乾燥させた場合に、造粒物が壊れ易いという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、造粒物を構成する粒子間の結合強度を向上させることが可能な容器回転型造粒装置及び造粒システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る容器回転型造粒装置は、上面が開放した円筒形又は円錐形の回転容器を中心軸が重力方向に対して傾斜した状態にしてその中心軸回りに回転駆動すると共に、回転容器内に収容した粒子が互いに固着して所定の粒径以上まで成長した場合に、回転容器の内面を転動して回転容器外へと落下するように回転容器の回転速度を設定した容器回転型造粒装置であって、回転容器内の粒子に向けてプラズマフレームを噴射して粒子同士を互いに固着させるためのプラズマトーチを備えたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の容器回転型造粒装置において、プラズマフレームのラジカルを測定するラジカル測定装置と、ラジカルが一定の値になるようにプラズマトーチへのプラズマフレーム生成用ガスの供給量又は供給圧力又はプラズマ発生用電力を調節するプラズマ制御装置とが備えられたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の容器回転型造粒装置において、プラズマトーチは、プラズマフレームの先端が回転容器内の粒子群の表面に位置するように配置されたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項３に記載の容器回転型造粒装置において、回転容器からの粒子の排出量を計測する排出量計測手段と、排出量計測手段の計測結果に基づき回転容器から排出された分の粒子を回転容器に補充する粒子補充装置とを備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の容器回転型造粒装置において、プラズマトーチに供給されるプラズマフレーム生成用ガスは窒素であるところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明に係る造粒システムは、上面が開放した円錐形の回転容器を中心軸が重力方向に対して傾斜した状態にしてその中心軸回りに回転駆動すると共に、回転容器内に収容した第１の粒子群の中に核となる第２の粒子が付与され、その第２の粒子の表面に第１の粒子が固着して所定の粒径以上まで成長した場合に、回転容器の内面を転動して回転容器外へと落下するように回転容器の回転速度を設定した容器回転型造粒装置と、回転容器内の第１の粒子に向けてプラズマフレームを噴射して第１の粒子の第２の粒子に対する付着性を高めるためのプラズマトーチと、回転容器の上方に配置され、第２の粒子を回転容器に向けて１粒ずつ落下させる核粒子供給装置と、核粒子供給装置と回転容器との間に設けられ、核粒子供給装置から落下した第２の粒子を加熱して第１の粒子に対する付着性を高めるための筒形加熱炉とを備えたところに特徴を有する。なお、本発明における「１粒」とは、複数の粒子が強固に凝集して見かけ上「１粒」となったものも含まれる。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項６に記載の造粒システムにおいて、核となる第２の粒子は、複数の核構成粒子を合体してなり、核粒子供給装置は、筒形加熱炉の上面開口から側方に離れた位置に配置されて、それぞれ核構成粒子を１粒ずつ落下させることが可能な複数の核構成粒子供給装置と、核構成粒子供給装置から落下した核構成粒子を帯電させるための強制帯電手段と、核構成粒子供給装置から落下した核構成粒に風圧を付与して、全ての核構成粒子供給装置からの核構成粒子を筒形加熱炉の上面開口の真上又は筒形加熱炉の上部内側に集めて互いに電気的に付着させるための風圧移動手段とを備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１２】
［請求項１及び５の発明］
上記のように構成した請求項１の発明に係る容器回転型造粒装置によれば、回転容器内で転動する粒子にプラズマフレームが噴射されると、粒子が溶融して付着性が生じ、周囲の粒子との接触により粒子同士が固着して造粒物が製造される。これにより、造粒物を構成した粒子間の結合強度を従来より向上させることができ、造粒後の破壊を防ぐことができる。
【００１３】
ここで、プラズマトーチへ供給するプラズマフレーム生成用ガスの種類に応じて、造粒物にイオンを注入したり被膜を形成することも可能である。例えば、請求項５の発明のように、プラズマフレーム生成用ガスを窒素とした場合には、プラズマ中の窒素イオンが造粒物に注入され、窒化物の被膜を形成することが可能である。また、プラズマフレーム生成用ガスを酸素とすれば、酸素イオンの注入や酸化物皮膜の形成が可能であり、プロパンガスやメタンガスとすれば炭素イオンの注入や炭化物皮膜の形成が可能である。そして、これら被膜が造粒物の粒子間に架橋されるので、造粒物をより破壊され難くすることができる。
【００１４】
［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、プラズマフレームの状態が安定し、造粒物の性状のばらつきを抑えることができる。
【００１５】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、回転容器内の粒子群の表面がプラズマフレームによって加熱されるので、回転容器の内壁面への粒子の固着を防止することができる。
【００１６】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、回転容器内の粒子量が適正に保たれ、連続的に造粒物を製造することができる。
【００１７】
［請求項６の発明］
請求項６の発明に係る造粒システムによれば、核粒子供給装置から１粒ずつ落下した第２の粒子は、筒形加熱炉を通過する過程で加熱され、高温状態で回転容器内の第１の粒子群の中へと付与される。回転容器内の第１の粒子はプラズマフレームによって予熱されて第１の粒子の第２の粒子に対する付着性が高められており、その第１の粒子群の中に第２の粒子が付与されると、それら第１又は第２の粒子の少なくとも何れかが溶融して、核としての第２の粒子の表面に第１の粒子が固着した造粒物が製造される。これにより、造粒物を構成した第１の粒子と第２の粒子との間の結合強度を従来より向上させることができ、造粒後の破壊を防ぐことができる。なお、第１の粒子と第２の粒子の物性を異ならせると、それら異なる物性を併せ持った造粒物を製造することができる。
【００１８】
［請求項７の発明］
請求項７の発明によれば、核構成粒子供給装置から下方に排出された核構成粒子に風圧が付与されて、それら複数の核構成粒子が筒形加熱炉の真上又は筒形加熱炉の上部内側に集められる。それら集められた核構成粒子の何れかは、強制帯電手段によって帯電しているので、集められた核構成粒子同士を電気的に付着させた状態で筒形加熱炉に送り込むことができる。ここで、核構成粒子の物性を異ならせることで、それら異なる物性を併せ持った第２の粒子を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、図１〜１１に基づいて本発明の容器回転型造粒装置１０について説明する。
図１に示すように、容器回転型造粒装置１０は、原料の粒子群（粉粒体）を回転パン１２（本発明の「回転容器」に相当する）内で転動させて、粒子同士が結合した造粒物を生成するための転動造粒器１１と、回転パン１２へと原料の粒子群を補充する粒子補充装置２０とを備えている。なお、粒子は、無機粒子（金属粒子）、有機粒子の何れでもよい。
【００２０】
まず、粒子補充装置２０について説明する。図２に示すように、粒子補充装置２０は、原料の粒子群を収容した粒子群収容容器２１を備えている。粒子群収容容器２１は、大径筒部２２と小径筒部２３と粒子排出筒部２４とを備え、下方に向かうに従って縮径した構造になっている。大径筒部２２の側壁の下端部と、小径筒部２３の側壁の上端部との間は平板状の水平段差壁２５によって接続されており、粒子排出筒部２４は小径筒部２３の外側に螺合固定されている。そして、粒子排出筒部２４の下面開口から粒子が排出される。
【００２１】
粒子群収容容器２１の上端は開放しており、その上端外周面に螺合された上端キャップ２６にて閉じられている。上端キャップ２６の上面中央にはモータ２７が固定載置されている。モータ２７に連結された回転軸２７Ａは、上端キャップ２６を貫通して大径筒部２２及び小径筒部２３でその中心軸に沿って延びている。回転軸２７Ａは、中間部より下側が段付き状に細くなった六角柱状をなしており、その太軸部の下端部には容器内円盤２８が一体回転可能に取り付けられている。
【００２２】
容器内円盤２８は、水平段差壁２５の上面に重ねて配置され、その水平段差壁２５のうち、小径筒部２３の上面開口とその周囲を覆うように、大径筒部２２内に遊嵌している。具体的には、容器内円盤２８は大径筒部２２の内径よりも小径でかつ、小径筒部２３の内径よりも大径な平らな円板で構成されており、水平段差壁２５の上面から上方に離して水平に取り付けられている。
【００２３】
この容器内円盤２８上に堆積した粒子群を、容器内円盤２８の周縁部と大径筒部２２の側壁との間の環状隙間に掻き出すために、大径筒部２２の内側には上面待ち受けガイド２９が設けられている。図２に示すように上面待ち受けガイド２９は、Ｌ字状に屈曲した板状をなしている。上面待ち受けガイド２９の水平板２９Ａは、容器内円盤２８の上面に隣接配置され、水平板２９Ａの基端部から垂直上方に延びた垂直板２９Ｂが上端キャップ２６に固定されている。
【００２４】
そして、水平板２９Ａの先端側の平面を回転軸２７Ａの側面に当接させて取り付けることで、容器内円盤２８の回転方向に対して水平板２９Ａが傾斜し、容器内円盤２８の回転時に、容器内円盤２８上の粒子群が水平板２９Ａに堰き止められて容器内円盤２８の外縁部に向けて案内される。また、水平板２９Ａの基端部は、容器内円盤２８の外縁部より外側位置まで延びているので、水平板２９Ａに案内された粒子群を水平段差壁２５の外縁部、即ち、水平段差壁２５の上面のうち容器内円盤２８の外縁部に沿って設けられた環状堆積部２５Ａへと流下させる。さらに、上面待ち受けガイド２９が粒子群収容容器２１内の粒子群を撹拌するので、大径筒部２２内で粒子群が固化することを防ぐことができる。これにより、容器内円盤２８上の粒子群を安定して環状堆積部２５Ａへと流下させることが可能となる。
【００２５】
上面待ち受けガイド２９によって環状堆積部２５Ａへと流下した粒子群は、容器内円盤２８と水平段差壁２５との間で所定の安息角を有した粒子群の山を形成する。この粒子群の山の安息角は、粒子群の種類によって一定となり、容器内円盤２８から水平段差壁２５へと過剰な粒子群が供給されないようにすることができる。即ち、容器内円盤２８と水平段差壁２５の上面との間で粒子群を堰き止めて、小径筒部２３に粒子群が雪崩れ込まないようにすることができる。
【００２６】
環状堆積部２５Ａに堆積した粒子群の山は、その山裾部分が大径筒部２２内で回転する容器内旋回部材３０によって削り取られて小径筒部２３へと送り込まれる。容器内旋回部材３０は、回転軸２７Ａに固定されており、図４に示すように回転軸２７Ａが貫通した軸心プレート３１から側方に片持ち梁状の集粒羽３２と散粒羽３３とが延びている。これら集粒羽３２と散粒羽３３とが水平段差壁２５の上面に摺接しつつ水平面内で回転する（図３参照）。
【００２７】
集粒羽３２は、容器内旋回部材３０の回転方向（図４の矢印の方向）とは逆側に膨らむように複数の平板をつなげた屈曲構造をなす一方、散粒羽３３は、容器内旋回部材３０の回転方向に対して傾斜した状態で軸心プレート３１から大径筒部２２の側壁に向かって真っ直ぐ延びている。また、図示されていないが、集粒羽３２は、その先端が大径筒部２２の側壁と隣接した位置まで延びており、散粒羽３３はそれより短くなっている。
【００２８】
そして、集粒羽３２によって、環状堆積部２５Ａに堆積した粒子群を中心側に誘導して小径筒部２３へと送り込むと共に、散粒羽３３により、集粒羽３２が取り込み過ぎた粒子群を外側に移動して逃し、次に集粒羽３２が通過したときに小径筒部２３内に取り込み、小径筒部２３内の粒子群にかかる圧力を安定させ易くしている。また、集粒羽３２と散粒羽３３とが協働して粒子群を撹拌して、環状堆積部２５Ａにおける粒子群の塊を粉砕する効果も奏する。
【００２９】
図４に示すように、容器内旋回部材３０の軸心プレート３１のうち集粒羽３２の付け根部分には、軸心プレート３１から斜めに切り起こされた補助ガイド壁３４が形成されている。補助ガイド壁３４は、集粒羽３２による粒子群の誘導方向に向かって徐々に下るように傾斜している。そして、集粒羽３２に誘導されてその基端部に達した粒子群は、補助ガイド壁３４によって小径筒部２３へと強制的に落とされる。
【００３０】
容器内旋回部材３０には、軸心プレート３１から下方に向かって延びた複数の旋回脚部３５，３６が一体に設けられている。図３に示すように、これら旋回脚部３５，３６は何れも小径筒部２３内に配置され、そこで旋回可能となっている。
【００３１】
第１の旋回脚部３５は、軸心プレート３１のうち散粒羽３３の付け根部分と、集粒羽３２の付け根部分とにそれぞれ対をなして設けられている。第１の旋回脚部３５は、帯板状をなしており、下方に向かうに従って容器内旋回部材３０の旋回方向の後方へ向かうように斜めに（詳細には、鉛直方向に対して約３０度傾いて）延びている。
【００３２】
第２の旋回脚部３６は、軸心プレート３１のうち散粒羽３３の付け根部分から垂下しており、第１の旋回脚部３５とほぼ同じ幅の帯板状をなしている。
【００３３】
これら両旋回脚部３５，３６が小径筒部２３内を旋回することにより、小径筒部２３内での粒子群の固化や凝集が防止されている。
【００３４】
図３に示すように、粒子群収容容器２１のうち、第１及び第２の旋回脚部３５，３６の下端部より下方には、１対のスクリーン壁３７，３８が上下に間隔を開けて重ねて設けられている。
【００３５】
図６に示すように、上段のスクリーン壁３７は、薄肉円板に複数の粒子通過孔３７Ａが貫通形成された構造をなす。これら粒子通過孔３７Ａは、大径筒部２２から小径筒部２３へと送り込まれた粒子群同士が付着（架橋）して形成されたアーチにより閉塞されると共に、その粒子群アーチが崩れた状態で粒子群が通過可能な大きさになっている。具体的には、上段のスクリーン壁３７に取り付けられた超音波振動子３７Ｂの振動によってアーチが破壊され、粒子が下段のスクリーン壁３８へと落下するように構成されている。なお、本実施形態において、上段のスクリーン壁３７は、粒子通過孔３７Ａの大きさやその数及び配置を異ならせた複数種類のものが用意されており（例えば、図９参照）、粒子の粒径等に応じて適宜選択して取り付けることが可能となっている。
【００３６】
一方、下段のスクリーン壁３８は、中心部に１つだけ粒子通過孔３８Ａが形成されている。図７に示すように粒子通過孔３８Ａは、下方に向かって縮径したすり鉢状をなし、最も小径な部分の内径が、原料の粒子Ｐ１の平均粒径の数倍程度となっている（図８参照）。これにより、極微少量ずつ（例えば、１〜３粒ずつ）粒子を排出可能となっている。また、下段のスクリーン壁３８には超音波振動子３８Ｂが取り付けられており、万が一、粒子通過孔３８Ａが詰まった場合には、超音波振動子３８Ｂの振動によって粒子を強制落下させて、詰まりを解消することが可能となっている。なお、下段のスクリーン壁３８としては、図１０に示すように、粒子の平均粒径の数倍程度の粒子通過孔３８Ａを、上段のスクリーン壁３７の粒子通過孔３７Ａの数より多く備えたものも用意されており、適宜選択して取り付けることが可能となっている。
【００３７】
図３に示すように、各スクリーン壁３７，３８は、何れも粒子排出筒部２４の側面に開放したスリット２４Ａ，２４Ａから挿抜可能となっている、上段のスクリーン壁３７は、その周縁部が小径筒部２３の下端部と粒子排出筒部２４の内周段差面との間で挟まれており、下段のスクリーン壁３８は、その周縁部が粒子排出筒部２４の内周面に形成された溝部に係合している。なお、スクリーン壁３７，３８を板厚方向から挟んで密着した１対のＯリングによって、各スリット２４Ａ，２４Ａと各スクリーン壁３７，３８との間の隙間からの粒子の漏出が防止されている。
【００３８】
図３に示すように、下段のスクリーン壁３８の上面には、スクレーパ４０が備えられている。スクレーパ４０は、上段のスクリーン壁３７を貫通した回転軸２７Ａ（細軸部）の下端部に着脱可能に固定されている。図５に示すように、スクレーパ４０は、回転軸２７Ａの外側に嵌合する円柱部４１と、その円柱部４１の下面から片持ち梁状に張り出した帯板部４２とから構成されており、帯板部４２は回転方向の後方に向かって膨らむように湾曲している。スクレーパ４０は、下段のスクリーン壁３８の上面に摺接しつつ旋回し、上段のスクリーン３７を通過して下段のスクリーン壁３８に落下した粒子群を、その中心部へと掻き集めて、粒子通過孔３８Ａから粒子補充装置２０の下方に落下させる構成となっている。
【００３９】
以上が粒子補充装置２０の説明である。なお、図１に示すように、粒子補充装置２０は、ブラケット３９Ａを介して計量装置３９から吊り下げられており、原料の粒子群の排出量が、粒子補充装置２０全体の重量の減少量として計測されている。
【００４０】
次に転動造粒器１１について説明する。図１に示すように転動造粒器１１は、粒子補充装置２０の真下に配置されている。転動造粒器１１は、重力方向（鉛直方向）に対して傾斜した回転軸１３Ａの一端に回転パン１２が固定され、回転軸１３Ａの他端にモータ１３が連結されている。回転パン１２は、底部に向かうに従って縮径した円錐筒形状をなしており、排出口１２Ａが斜め上方に開放している。回転軸１３Ａは、支持盤１４の上台１４Ａに傾斜して取り付けられており、上台１４Ａはヒンジ１４Ｃを介して下台１４Ｂに回動可能に軸支されている。そして、下台１４Ｂの一端と上台１４Ａの一端との間に挟まれた伸縮シャフト１４Ｄによって、回転パン１２（回転軸１３Ａ）の傾斜角度を調節可能となっている。
【００４１】
粒子補充装置２０から落下した粒子は、回転パン１２の底部寄り位置に供給され、回転パン１２の回転によりそれら粒子群が回転パン１２内で転動する。その過程で粒子群を構成する粒子同士が付着して雪だるま式に成長することで造粒物が製造される。なお、造粒物の大きさは、回転パン１２（回転軸１３Ａ）の傾斜角度や回転速度を変更することで適宜変更することができる。
【００４２】
ここで、本実施形態の回転パン１２は円錐筒形状をなしているので、その内径差によって周速度差が生じ、回転パン１２内に落下した直後の比較的小さい粒子は回転パン１２の内面を転動して底側へ移動し、造粒が進行して大型化するに従って回転パン１２の内面を転動して排出口１２Ａ側に移動する。そして、所定の大きさになった造粒物は排出口１２Ａからオーバーフローして自然に排出される。つまり、回転パン１２内で分級作用が起きて造粒物の大きさを揃えることができる。なお、この分級作用の原理については公知であるので（坂下攝著「入門粉体トラブル工学」（株式会社工業調査会、１９９８年１０月１日発行）の「４．２容器回転型重力流動」を参照）、詳細な説明は省略する。
【００４３】
回転パン１２の排出口１２Ａの下方には計量装置４５（本発明の「排出量計測手段」に相当する）が設けられている。回転パン１２から排出された造粒物はトレイ４５Ａに集められ、この計量装置４５で計量される。その計量結果に基づき、造粒物として回転パン１２から排出された分の粒子群が粒子補充装置２０から補充される。これにより、回転パン１２内の粒子群の量が適正に保たれ、連続的に造粒物を製造することができる。
【００４４】
さて、転動造粒器１１には、回転パン１２内で転動する粒子群にプラズマフレームＦ１を噴射するプラズマトーチ１５が備えられている。プラズマトーチ１５は、石英製のプラズマ発生管１６と、その外側に設けられた誘導コイル１７とを備え、誘導コイル１７に高周波電力を印加するための電源１８がマッチング回路１９を介して接続されている。
【００４５】
プラズマ発生管１６は下端開放の円筒状をなし、鉛直方向に対して傾斜して設けられている。図示されていないが、プラズマ発生管１６は二重管構造をなしており、その内外管の間に冷却水或いは冷却用ガスが流されている。プラズマ発生管１６の内側には、その上端部からプラズマフレーム生成用ガス（例えば、水素、ヘリウム、窒素、酸素、ネオン、アルゴン及びそれらの混合ガス）が導入され、その状態で誘導コイル１７に高周波電力が印加されると、プラズマフレーム生成用ガスがプラズマ状態になって、プラズマ発生管１６の下端開口から回転パン１２内へとプラズマフレームＦ１が噴射される。
【００４６】
図１１に示すように、プラズマトーチ１５は、プラズマフレームＦ１の先端部が、回転パン１２内で転動する粒子群の表面に位置するように配置されている。つまり、回転パン１２内に堆積した粒子群のうち、回転パン１２の内面に近い位置にある粒子には、プラズマフレームＦ１の熱が伝わり難くなっているので、粒子が回転パン１２の内壁面に固着することを防止することができる。また、比較的温度の低いプラズマフレームＦ１の先端部を粒子群の表面から離したことで、過加熱による粒子の液状化や蒸発を防ぐことができる。
【００４７】
ここで、プラズマトーチ１５は、プラズマフレームＦ１の先端部が、回転パン１２内で転動する粒子群のうち、比較的粒径の小さい（他の粒子と固着していない未反応の）粒子に優先的に当たるような位置に配置するとより好ましい。具体的には、図１２に示すように、回転パン１２の内壁面との摩擦によって上方に引き揚げられた粒子群の上端部分にプラズマフレームＦ１の先端部が位置するように配置すると、比較的粒径の小さい粒子にプラズマフレームＦ１が優先的に当たって効率的に造粒を行うことができる。
【００４８】
図１１に示すように、プラズマ発生管１６の下端開口の近傍には、プラズマフレームＦ１中のラジカル量を測定するラジカル測定装置５１が配設されている。ラジカル測定装置５１は、例えば、特定波長の赤外線レーザーをプラズマフレームＦ１に照射する構成となっており、そのレーザーがラジカルに吸収されて強度が変化することを利用して、ラジカルの密度等を計測すると共に、その測定結果を制御装置５０（本発明の「プラズマ制御装置」に相当する）に出力している。制御装置５０は、計測されたラジカル量に応じてガス流量バルブ５２の開度を変化させて、ラジカル量がほぼ一定になるように、プラズマ発生管１６に導入するプラズマフレーム生成用ガスの流量又は供給圧力を調節する。これにより、プラズマフレームＦ１を一定状態に保つことができ、造粒物の性状のばらつきを抑えることができる。ここで、誘導コイル１７に印加するプラズマ発生用の高周波電力を一定の周期でパルス変調させて、そのデューティー比を変化させることでラジカル量を制御してもよい。また、ラジカル量が不足した場合に、外部に備えた図示しないラジカル発生源にて発生させたラジカルをプラズマフレームＦ１の中に注入するようにしてもよい。
【００４９】
なお、プラズマトーチ１５におけるプラズマの発生方式は、上述の誘導結合方式（コイル方式）に限定するものではなく、容量結合方式（平行平板型）でもよい。また、マイクロ波、直流電流、グロー放電等を利用して発生させる方式でもよい。また、造粒する粒子の材質に応じて、高温プラズマと低温プラズマとを使い分けることが好ましい。高温プラズマは、金属や無機物等の比較的融点の高い粒子の溶融結合に適し、低温プラズマは、有機・高分子等の比較的融点の低い粒子の溶融結合や表面改質による付着性の向上に適している。
【００５０】
次に、本実施形態の容器回転型造粒装置１０の作用について説明する。
回転パン１２がモータ１３によって回転駆動されると、回転パン１２内で転動する粒子群のうち、比較的小さい未反応の粒子は回転パン１２の底側に集められて転動し、その粒子群の表面に位置する粒子にプラズマフレームＦ１が当てられる。プラズマフレームＦ１が当たった粒子は、少なくとも表層部が溶融して付着性が高まり、周囲の粒子が付着する。これにより、複数の粒子が互いに付着した造粒物が形成される。造粒物は、回転パン１２内で転動することで雪だるま式に大型化するに従い回転パン１２の排出口１２Ａ側に移動し、プラズマフレームＦ１から徐々に離れていく。この過程で造粒物は冷却されて固化し、粒子同士が強固に固着する。そして、所定の大きさ（粒径）以上に成長した造粒物は、回転パン１２の内面を転動して排出口１２Ａから排出される。なお、回転パン１２の回転速度、傾斜角度、プラズマの状態、その他、造粒条件を最適化することで、プラズマに含まれるイオンやラジカルの作用により、造粒物にイオンを注入したり、表面に被膜を形成することも可能である。具体的には、プラズマフレーム生成用ガスを窒素とすれば、窒素イオンを注入したり窒化物の被膜を形成することが可能である。また、プラズマフレーム生成用ガスを酸素とすれば、酸素イオンを注入したり酸化物の皮膜を形成することが可能であり、プロパンガスやメタンガスとすれば炭素イオンを注入したり炭素皮膜を形成することが可能である。
【００５１】
このように本実施形態によれば、回転パン１２内で転動する粒子群にプラズマフレームＦ１が噴射されると粒子が溶融してそれら粒子同士が固着する。つまり、造粒物を構成する粒子間の結合強度を、バインダ液により結合した従来のものより向上することができる。これにより、製造後の造粒物の破壊を防止することができる。また、プラズマ中のイオン又はラジカルの作用で造粒物の表面に被膜（コーティング）が形成された場合には、その皮膜による粒子間の架橋により、造粒物をより破壊され難くすることができる。さらに、バインダ液を使用しないから、造粒後の乾燥工程が不要となる。
【００５２】
［第２実施形態］
図１３〜図１５に基づいて、本発明の造粒システム１００について説明する。この造粒システム１００は、上記第１実施形態の容器回転型造粒装置１０と、核粒子供給装置６０と、筒形加熱炉７０とを備えてなる。
【００５３】
図１３に示すように、容器回転型造粒装置１０（粒子補充装置２０及び転動造粒器１１）と、核粒子供給装置６０及び筒形加熱炉７０の主要部は何れも装置収容ケース１０１内に収容されている。装置収容ケース１０１は内部仕切壁１０２によって上側部屋１０３と下側部屋１０４とに仕切られており、下側部屋１０４に容器回転型造粒装置１０と筒形加熱炉７０とが収容され、上側部屋１０３に核粒子供給装置６０が収容されている。また、核粒子供給装置６０と筒形加熱炉７０と回転パン１２は鉛直線上に配置されており、粒子補充装置２０は回転パン１２の斜め上方に配置されている。粒子補充装置２０から排出された粒子は、図示しない送給パイプを通って、回転パン１２の上方から落下するように構成されている。なお、核粒子供給装置６０から供給される「核粒子」（本発明の「第２の粒子」に相当する）と区別するために、粒子補充装置２０から供給される粒子（本発明の「第１の粒子」に相当する）を、以下、「子粒子」という。
【００５４】
核粒子供給装置６０は、造粒物の核となる核粒子群を収容した粒子群収容容器６１を備えている。粒子群収容容器６１は、粒子補充装置２０に備えた粒子群収容容器２１と同一構造をなしており、下段のスクリーン壁３８に備えた粒子通過孔３８Ａは、核粒子を１粒ずつ排出可能となっている。粒子群収容容器６１は、ブラケット３９Ａを介して計量装置３９から吊り下げられており、核粒子群の排出量が、核粒子供給装置６０の重量の減少量として計測されている。なお、本実施形態において、核粒子は、粒子補充装置２０から供給される子粒子とは異なる物性を有したものである。
【００５５】
核粒子供給装置６０の鉛直下方には、筒形加熱炉７０が備えられている。筒形加熱炉７０は、転動造粒器１１に備えたプラズマトーチ１５と同様の構成であり、内部仕切壁１０２から垂下した石英製のプラズマ発生管７１と、その外側に設けられた誘導コイル７２とを備え、誘導コイル７２に高周波電力を印加するための電源７３がマッチング回路７４を介して接続されている。
【００５６】
プラズマ発生管７１は上下の両端が開放した円筒状をなし、プラズマ発生管７１の上端部には粒子導入管７５が接続されている。粒子導入管７５は、内部仕切壁１０２から上側部屋１０３内に直立して上方に開放している。図１４に示すように、粒子導入管７５の上端部は漏斗形状をなしており、核粒子供給装置６０から下方に排出された核粒子を、上側部屋１０３に導入されたキャリヤガスと共にプラズマ発生管７１内へと導入するように構成されている。
【００５７】
また、粒子導入管７５には、プラズマ発生管７１内にプラズマ発生用ガス（例えば、水素、ヘリウム、窒素、酸素、ネオン、アルゴン及びそれらの混合ガス）を導入するための複数のガス導入管７６が設けられている。図１４及び図１５に示すように、ガス導入管７６は、粒子導入管７５の側方に開放したガス導入口７６Ａから、粒子導入管７５の内周面の接線方向に延びており、ガス導入管７６を通って粒子導入管７５に流入したプラズマ生成用ガスが、粒子導入管７５の上面開口から導入されるキャリヤガスと共にプラズマ発生管７１の下端開口へ向かう旋回流となるように構成されている。なお、本実施形態では、粒子導入管７５の上端寄り位置と、下端寄り位置とにそれぞれ１対のガス導入管７６，７６が設けられており、上側のガス導入管７６，７６（図１４には一方のガス導入管７６のみが示されている）には一定流量でプラズマ生成用ガスが供給される。これに対し、下側のガス導入管７６，７６（図１４には一方のガス導入管７６のみが示されている）に供給されるプラズマ生成用ガスの流量はガス流量バルブ５２によって変更可能となっている。なお、図示されていないが、プラズマ発生管７１は二重管構造をなしており、その内外管の間に冷却水或いは冷却用ガスが流されている。
【００５８】
この筒形加熱炉７０の誘導コイル７２に高周波電力が流されると、プラズマ発生管７１内のガス（キャリヤガス、プラズマ生成用ガス）がプラズマ状態になり、そのプラズマの芯部を核粒子が降下する過程で核粒子に加熱処理が行われる。具体的には、プラズマの熱により核粒子が溶融する。また、プラズマ中に生成したイオンやラジカルの作用により、核粒子にイオンを注入したり被膜を形成することも可能である。プラズマを通過すると核粒子の温度は下がるが、依然として溶融状態又は高温状態を保ったまま、回転パン１２へと供給される。
【００５９】
ここで、プラズマ発生管７１の下端開口の近傍には、プラズマ中のラジカル量を測定するラジカル測定装置５１が配設されており、その測定結果が制御装置５０に取り込まれている。制御装置５０は、計測されたラジカル量に応じてガス流量バルブ５２の開度を変化させて、ラジカル量がほぼ一定になるように、プラズマ発生管７１に導入するプラズマ生成用ガスの流量又は供給圧力を調節する。これにより、筒形加熱炉７０にて発生するプラズマを一定状態に保持することができる。なお、誘導コイル７２に印加するプラズマ発生用の高周波電力を一定の周期でパルス変調させて、そのデューティー比を変化させることでラジカル量を制御してもよい。
【００６０】
ここで、筒形加熱炉７０におけるプラズマ発生方式は、上述の誘導結合方式（コイル方式）に限定するものではなく、容量結合方式（平行平板型）でもよい。また、マイクロ波、直流電流、グロー放電等を利用して発生させる方式でもよい。さらに、プラズマの熱を利用するものに限定するものではなく、核粒子の少なくとも表層部を溶融状態或いは溶融直前の高温状態として回転パン１２に供給可能なものであればよい。例えば、核粒子を可燃性ガスの燃焼炎（ガスバーナー）の中を通過させたり、高温の熱風の中を通過させるようにしてもよい。筒形加熱炉７０の熱源や温度は、粒子の材質に応じて適宜設定すればよい。以上が、筒形加熱炉７０に関する説明である。以上が造粒システム１００の構成に関する説明であって、以下、本実施形態の作用を説明する。
【００６１】
回転パン１２内には予め所定量の子粒子が収容され、回転パン１２の回転により転動しており、その転動状態の子粒子群は、プラズマトーチ１５によって加熱（予熱）されている。具体的には、子粒子同士が付着しない（子粒子の表面が溶融しない）程度に加熱されており、溶融状態或いは高温状態の核粒子と接触したときには子粒子が容易に溶融するように、核粒子に対する付着性が予め高められている。
【００６２】
核粒子供給装置６０から落下した核粒子は、筒形加熱炉７０を通過することで少なくとも表層部が溶融した状態又は高温状態で回転パン１２内の子粒子群の中に落下する。すると、その核粒子の熱によって周囲の子粒子が溶融され、核粒子の表面に複数の子粒子が固着する。そして、回転パン１２の回転に伴う転動により、核粒子の表面全体が複数の子粒子によって覆われた造粒物が製造される。
核粒子の表面全体が複数の子粒子によって覆われると、さらなる子粒子の付着は規制されると共に、その時点で造粒物は所定の粒径以上となり、回転パン１２から排出される。なお、核粒子１つに対して付着する（造粒物１つ当たりの）子粒子の量はほぼ一定なので、回転パン１２から排出された造粒物の重量から造粒物として排出された子粒子の量を概算することができ、その分の子粒子が粒子補充装置２０から補充される。
【００６３】
このように本実施形態の造粒システム１００によれば、核粒子とその周囲を覆うように固着した子粒子とからなる造粒物が製造され、それら核粒子と子粒子とが溶融固着しているので、粒子間の結合強度を従来のものより向上させることができる。また、核粒子と子粒子の物性を異ならせることで、それら異なる物性を併せ持つ造粒物を製造することができる。また、筒形加熱炉７０のプラズマ発生管７１中でガスが旋回流となるので、核粒子がプラズマ発生管７１の内壁面に付着することが防がれる。
【００６４】
［第３実施形態］
この第３実施形態は、核粒子供給装置の構成が、上記第２実施形態と異なる。即ち、一次粒子で構成された核粒子ではなく、複数の核構成粒子を合体してなる核粒子を生成するために、本実施形態の核粒子供給装置は、核構成粒子を供給する複数（本実施形態では２つ）の核構成粒子供給装置８０，８０と、それら核構成粒子を帯電させるためのイオナイザ８５，８５（本発明の「強制帯電手段」、「風圧移動手段」に相当する）とを備えている。
【００６５】
図１６に示すように、２つの核構成粒子供給装置８０，８０は、装置収容ケース１０１の上側部屋１０３内で、粒子導入管７５の上面開口の側方に離れた位置に横並びに配置されている。核構成粒子供給装置８０は、核構成粒子を収容した粒子群収容容器８１を備えている。粒子群収容容器８１は、粒子補充装置２０に備えた粒子群収容容器２１と同一構造をなしており、下段のスクリーン壁３８に備えた粒子通過孔３８Ａは、核構成粒子を１粒ずつ排出可能となっている。また、核構成粒子供給装置８０は、計量装置３９に載置された支持台３９Ｂによって計量装置３９の上方に保持されており、核構成粒子供給装置８０からの核構成粒子の排出量は、核構成粒子供給装置８０の全体の重量減少量として計測されている。
【００６６】
イオナイザ８５は、例えば、コロナ放電を利用してガス中の気体分子を電離し、正又は負の気体イオンを生成する。気体イオンの生成方式は、コロナ放電以外に放射線や熱電離を利用した方式があるが、それらの気体イオンの生成原理については公知であるので（ＪＩＳ Ｂ９９２９：２００６「空気中のイオン密度測定方法」を参照）詳細な説明は省略する。
【００６７】
イオナイザ８５は、生成した気体イオンを含むガスを、装置収容ケース１０１内に挿入されたノズル８５Ａから噴射する。図１７に示すように、ノズル８５Ａは、核構成粒子供給装置８０から落下する核構成粒子の落下経路の側方に配置されかつ、その落下経路に向けられており、落下途中の核構成粒子の側方から気体イオンを含むガスを吹き付ける。これにより、核構成粒子に気体イオンが付着し、それら核構成粒子が正又は負に帯電する。ここで、イオナイザ８５が生成する気体イオンは、筒形加熱炉７０のプラズマ中に生成する気体イオンと同じでもよいし、異なっていてもよい。なお、イオナイザ８５は、ガスの噴射をオンオフ切り替えできるようになっており、ガスを噴射せずに気体イオンだけを放出することもできる。
【００６８】
本実施形態では、一方（図１７における左側）の核構成粒子供給装置８０から落下する核構成粒子に対しては、イオナイザ８５から正の気体イオンを含むガスが吹き付けられ、他方（図１７における右側）の核構成粒子供給装置８０から供給される核構成粒子に対しては、イオナイザ８５から負の気体イオンを含むガスが吹き付けられる。
【００６９】
図１７に示すように、両イオナイザ８５，８５のノズル８５Ａ，８５Ａは、２つの核構成粒子供給装置８０，８０の並び方向で対向しており、両イオナイザ８５，８５のノズル８５Ａ，８５Ａから噴射されるガスにより、帯電した核構成粒子が、反対極性の核構成粒子に向かって気体搬送される。そして、２つの核構成粒子供給装置８０，８０の中間位置、即ち、粒子導入管７５の上面開口の真上で、互いに反対極性に帯電した核構成粒子同士が合流してそれらが静電吸着し、複数の核構成粒子が合体した核粒子が生成される。この核粒子は、上側部屋１０３に導入されたキャリヤガスによって筒形加熱炉７０へと流入し、筒形加熱炉７０を通過する過程で核構成粒子同士が溶融結合する。これにより、回転パン１２に到達する前及び、転動造粒器１１における造粒工程において、核粒子が複数の核構成粒子に再分裂することが防がれる。なお、筒形加熱炉７０を通過する前の核粒子は、反対極性の核構成粒子が１対１で吸着した形態となるようにしてもよいし（図１８（Ａ）参照）、一方の核構成粒子１つに対して他方の核構成粒子が複数個吸着した形態となるようにしてもよい（図１８（Ｂ）〜（Ｄ）参照）。図１８（Ｄ）に示すように、一方の核構成粒子の周囲を複数の他方の核構成粒子で覆った形態として筒形加熱炉７０を通過させると、所謂、コアシェル構造（芯部と外殻部とからなる２層構造）の核粒子を生成することが可能となる。なお、これらの形態は、核構成粒子の粒径や核構成粒子に付着する気体イオンの量（帯電量）によって制御することが可能である。
【００７０】
本実施形態によれば、核構成粒子に気体イオンを付着させることで核構成粒子同士を帯電させているので、粒子同士の衝突や摩擦によって帯電させた場合にように、核構成粒子が破壊されることがない。そして、核構成粒子の物性を異ならせることで、それら異なる物性を併せ持った核粒子及び造粒物を生成することができる。
【００７１】
［第４実施形態］
この第４実施形態は、図１９〜図２３に示されており、粒子群収容容器の構成を上記第１〜第３実施形態と異ならせたものである。この粒子群収容容器９０は、スクリーン壁９１を１枚だけ備えている。スクリーン壁９１は、図２１に示すように、回転軸２７Ａを中心とした円周上に複数の粒子通過孔９１Ａを備えた構成をなしており、各粒子通過孔９１Ａの径は、粒子の粒径の数倍程度の大きさとなっている。
【００７２】
また、容器内旋回部材９５は、図２０に示すように軸心プレート３１から集粒羽３２が張り出しかつ旋回脚部３６が垂下した構造をなしており、集粒羽３２が粒子群収容容器９０の水平段差壁２５の上面に摺接しつつ旋回して、粒子群を小径筒部２３に取り込むと共に、旋回脚部３６が小径筒部２３内で旋回して小径筒部２３内の粒子群を撹拌するようになっている。
【００７３】
さらに、回転軸２７Ａの下端部に固定されたスクレーパ４０の帯板部４２は回転方向の後側に膨らむように「く」の字状に屈曲している。詳細には、帯板部４２は、円柱部４１の外周面の接線と平行に回転方向の後側に延び、複数の粒子通過孔９１Ａ同士を結んで描かれる円（図２１の２点鎖線で示された円）との交差部分で屈曲して径方向外側に真っ直ぐ延びている。
【００７４】
なお、スクリーン壁９１とスクレーパ４０の組合せは、これに限るものではなく、例えば、図２２に示すように、長短１対の帯板部４２，４２を備えたスクレーパ４０と、それら帯板部４２，４２が交互に粒子通過孔９１Ａを横切るように（２つの粒子通過孔９１Ａから同時に粒子が排出されないように）複数の粒子通過孔９１Ａを配置したスクリーン壁９１との組み合わせでもよい。或いは、図２３に示すように、円柱部４１の外周面のうち、回転方向の後側にオフセットした位置から小径筒部２３の内面に向かって真っ直ぐ延びた帯板部４２，４２を対にして備えたスクレーパ４０と、それら各帯板部４２，４２がほぼ同時にそれぞれ１つの粒子通過孔９１Ａを横切るように（２つの粒子通過孔９１Ａからほぼ同時に粒子が排出されるように）複数の粒子通過孔９１Ａを配置したスクリーン壁９１との組み合わせでもよい。
［他の実施形態］
【００７５】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００７６】
（１）前記実施形態において、回転パン１２内で転動する粒子群にバインダ液を噴霧するバインダ供給装置を備えていてもよい。つまり、バインダ液とプラズマフレームＦ１とを併用してもよい。
【００７７】
（２）前記実施形態において、回転パン１２は、円錐筒形状をなしていたが、扁平な円筒構造でもよい。
【００７８】
（３）上記第３実施形態では、核構成粒子供給装置８０を２つ備えていたが、３つ以上の核構成粒子供給装置８０を備えて、３つ以上の異なる核構成粒子が合体した核粒子を生成するようにしてもよい。
【００７９】
（４）上記第３実施形態では、２つの核構成粒子供給装置８０，８０のそれぞれの下方にイオナイザ８５，８５を配置して、正に帯電した核構成粒子と負に帯電した核構成粒子とを静電吸着させていたが、一方の核構成粒子供給装置８０の下方だけにイオナイザ８５を設け、他方の核構成粒子供給装置８０の下方には、気体イオンを含まないガスを吹き出すノズルを配置してもよい。ここで、仮に、他方の核構成粒子供給装置８０から落下した粒子が電気的に中性であっても、一方の核構成粒子供給装置８０から落下した粒子が正又は負に帯電していれば、それら粒子同士を静電吸着させることは可能である。これは、電気的に中性な粒子であっても、外部の正電荷に吸引又は負電荷と反発して粒子内で電子が移動（誘電分極）するからである。
【００８０】
（５）上記第３実施形態において、核構成粒子供給装置８０，８０から排出された核構成粒子を、粒子導入管７５の上方へと案内する筒状又は樋状の粒子案内部材を設けてもよい。そして、粒子案内部材との接触又は摩擦によって、核構成粒子を帯電させるようにしてもよい。
【００８１】
（６）前記第２及び第３実施形態において、筒形加熱炉７０を図２４に示すように上下２段に備えていてもよい。
【００８２】
（７）前記第１〜第３実施形態において、容器内旋回部材３０における第１の旋回脚部３５を、図２５に示すように、散粒羽３３側と集粒羽３２側とにそれぞれ３つずつ備えていてもよい。
【００８３】
（８）上記第２及び第３実施形態では、核粒子の熱によって子粒子が溶融して核粒子の周囲に付着する構成であったが、プラズマフレームＦ１で予熱された子粒子の熱によって核粒子の表層部が溶融して、それらが溶融固着するように構成してもよい。
【００８４】
（９）前記実施形態において、粒子が有機・高分子材料である場合に、プラズマフレームＦ１による粒子の表面改質（架橋層の形成、反応性官能基の導入、エッチングなど）を促進して、粒子同士の付着性を向上させるために、図２６に示すように、回転パン１２内で転動する粒子群に各種イオン（例えば、ヘリウムイオン、窒素イオン、酸素イオン）を付与するイオン注入ノズル９７を設けてもよい。イオン注入ノズル９７は、プラズマトーチ１５から離した位置に配置すればよい。
【００８５】
（１０）イオナイザ以外の公知な帯電処理装置によって、核構成粒子を帯電させてもよい。
【００８６】
（１１）上記実施形態では、プラズマフレーム中のラジカル量が一定になるようにして、プラズマを一定状態に保持していたが、他のパラメータ（プラズマ中のイオン密度や電子密度）が一定になるように制御して、粒子同士を互いに固着させるために必要なプラズマが一定状態になるようにしてもよい。
【００８７】
（１２）粒子導入管７５の上部に、粒子を結合させるためのイオナイザ８５を粒子導入管７５の上端開口に向け下方向に取りけて、常時粒子導入管７５に静電気イオン風を発生させておき、粒子供給装置８０から下方に排出された粒子にガス風圧を付与して、粒子導入管７５の静電気イオン風へ移動させ、粒子導入管７５への静電気イオン風に静電吸着されるように粒子を直接当て帯電させて、粒子同士を静電吸着させ、粒子導入管７５に導いてもよい。
【００８８】
（１３）上記実施形態において、粒子は、回転パン１２の底部寄り位置に供給され、回転パン１２の回転によりそれら粒子群が回転パン１２内で転動するが、粒子の種類によっては、摩擦係数が小さく粒子が回転パン１２の回転数に伴わない場合が有る。その場合は回転パン１２の内面粒子接触面に凹凸または段差を設け摩擦力を増しても良い。粒子接触面凹凸、段差の形状（凹のみ、凸のみ、深さ、高さ、大きさ、配列、形状）の度合いは、粒子の特性に合わせ適時調整し、回転パン１２の回転数に近くなる様、効率を上げるのが望ましい。
【００８９】
（１４）上記実施形態では、粒子補充装置２０から回転パン１２へと補充された粒子量を計量装置３９にて計量していたが、予め求めた検量線量に従って粒子の補充量を制御する方法でもよい。
【００９０】
（１５）上記第３実施形態において、イオナイザ８５は、生成した気体イオンを含むガスを、装置収容ケース１０１内に挿入されたノズル８５Ａから噴射する構成であったが、ガスを噴射せず気体イオンのみを放出する構成とし、核構成粒子間に働く静電気だけで、全ての核構成粒子供給装置８０，８０からの核構成粒子を筒形加熱炉７０の上面開口の真上又は筒形加熱炉７０の上部内側に集めて互いに電気的に付着させるようにしてもよい。
【００９１】
（１６）上記第１実施形態では、粒子補充装置２０は、ブラケット３９Ａを介して計量装置３９から吊り下げられていたが、上記第２実施形態の核構成粒子供給装置８０のように、計量装置３９に載置された支持台３９Ｂによって計量装置３９の上方に保持されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１施形態に係る容器転動型造粒装置の概念図
【図２】粒子補充装置の断面図
【図３】粒子補充装置の拡大断面図
【図４】容器内旋回部材の斜視図
【図５】スクレーパの斜視図
【図６】上段のスクリーン壁の斜視図
【図７】下段のスクリーン壁の断面斜視図
【図８】下段のスクリーン壁の断面図
【図９】上段のスクリーン壁の斜視図
【図１０】下段のスクリーン壁の斜視図
【図１１】転動造粒器の拡大断面図
【図１２】回転容器内におけるプラズマフレームの噴射位置を示した正面図
【図１３】第２実施形態に係る造粒システムの概念図
【図１４】粒子導入管の断面図
【図１５】粒子導入管の平面図
【図１６】第３実施形態に係る造粒システムの概念図
【図１７】核構成粒子に気体イオンを吹き付けている状態の造粒システムの概念図
【図１８】（Ａ）２つの核構成粒子が合体した核粒子の概念図、（Ｂ）３つの核構成粒子が合体した核粒子の概念図、（Ｃ）５つの核構成粒子が合体した核粒子の概念図、（Ｄ）一方の核構成粒子を他方の核構成粒子が覆った核粒子の概念図核粒子の概念図
【図１９】第４実施形態に係る粒子群収容容器の断面図
【図２０】容器内旋回部材の斜視図
【図２１】スクリーン壁及びスクレーパの平面図
【図２２】スクリーン壁及びスクレーパの変形例を示した平面図
【図２３】スクリーン壁及びスクレーパの変形例を示した平面図
【図２４】変形例に係る造粒システムの部分拡大図
【図２５】変形例に係る容器内旋回部材を備えた粒子群収容容器の部分断面図
【図２６】（Ａ）変形例に係る回転容器の正面図、（Ｂ）変形例に係る回転容器の正面図
【符号の説明】
【００９３】
１０ 容器回転型造粒装置
１１ 転動造粒器
１２ 回転パン（回転容器）
１５ プラズマトーチ
２０ 粒子補充装置
４５ 計量装置（排出量計測手段）
５０ 制御装置（プラズマ制御装置）
５１ ラジカル測定装置
６０ 核粒子供給装置
７０ 筒形加熱炉
８０ 核構成粒子供給装置
８５ イオナイザ（強制帯電手段、風圧移動手段）
１００ 造粒システム
Ｆ１ プラズマフレーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が開放した円筒形又は円錐形の回転容器を中心軸が重力方向に対して傾斜した状態にしてその中心軸回りに回転駆動すると共に、前記回転容器内に収容した粒子が互いに固着して所定の粒径以上まで成長した場合に、前記回転容器の内面を転動して前記回転容器外へと落下するように前記回転容器の回転速度を設定した容器回転型造粒装置であって、
前記回転容器内の前記粒子に向けてプラズマフレームを噴射して前記粒子同士を互いに固着させるためのプラズマトーチを備えたことを特徴とする容器回転型造粒装置。
【請求項２】
前記プラズマフレームのラジカルを測定するラジカル測定装置と、前記ラジカルが一定の値になるように前記プラズマトーチへのプラズマフレーム生成用ガスの供給量又は供給圧力又はプラズマ発生用電力を調節するプラズマ制御装置とが備えられたことを特徴とする請求項１に記載の容器回転型造粒装置。
【請求項３】
前記プラズマトーチは、前記プラズマフレームの先端が前記回転容器内の前記粒子群の表面に位置するように配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の容器回転型造粒装置。
【請求項４】
前記回転容器からの粒子の排出量を計測する排出量計測手段と、前記排出量計測手段の計測結果に基づき前記回転容器から排出された分の粒子を前記回転容器に補充する粒子補充装置とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の容器回転型造粒装置。
【請求項５】
前記プラズマトーチに供給されるプラズマフレーム生成用ガスは窒素であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の容器回転型造粒装置。
【請求項６】
上面が開放した円錐形の回転容器を中心軸が重力方向に対して傾斜した状態にしてその中心軸回りに回転駆動すると共に、前記回転容器内に収容した第１の粒子群の中に核となる第２の粒子が付与され、その第２の粒子の表面に第１の粒子が固着して所定の粒径以上まで成長した場合に、前記回転容器の内面を転動して前記回転容器外へと落下するように前記回転容器の回転速度を設定した容器回転型造粒装置と、
前記回転容器内の前記第１の粒子に向けてプラズマフレームを噴射して前記第１の粒子の第２の粒子に対する付着性を高めるためのプラズマトーチと、
前記回転容器の上方に配置され、前記第２の粒子を前記回転容器に向けて１粒ずつ落下させる核粒子供給装置と、
前記核粒子供給装置と前記回転容器との間に設けられ、前記核粒子供給装置から落下した前記第２の粒子を加熱して前記第１の粒子に対する付着性を高めるための筒形加熱炉とを備えたことを特徴とする造粒システム。
【請求項７】
前記核となる前記第２の粒子は、複数の核構成粒子を合体してなり、
前記核粒子供給装置は、前記筒形加熱炉の上面開口から側方に離れた位置に配置されて、それぞれ前記核構成粒子を１粒ずつ落下させることが可能な複数の核構成粒子供給装置と、
前記核構成粒子供給装置から落下した前記核構成粒子を帯電させるための強制帯電手段と、
前記核構成粒子供給装置から落下した前記核構成粒子に風圧を付与して、全ての核構成粒子供給装置からの前記核構成粒子を前記筒形加熱炉の上面開口の真上又は前記筒形加熱炉の上部内側に集めて互いに電気的に付着させるための風圧移動手段とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の造粒システム。
【請求項１】
上面が開放した円筒形又は円錐形の回転容器を中心軸が重力方向に対して傾斜した状態にしてその中心軸回りに回転駆動すると共に、前記回転容器内に収容した粒子が互いに固着して所定の粒径以上まで成長した場合に、前記回転容器の内面を転動して前記回転容器外へと落下するように前記回転容器の回転速度を設定した容器回転型造粒装置であって、
前記回転容器内の前記粒子に向けてプラズマフレームを噴射して前記粒子同士を互いに固着させるためのプラズマトーチを備えたことを特徴とする容器回転型造粒装置。
【請求項２】
前記プラズマフレームのラジカルを測定するラジカル測定装置と、前記ラジカルが一定の値になるように前記プラズマトーチへのプラズマフレーム生成用ガスの供給量又は供給圧力又はプラズマ発生用電力を調節するプラズマ制御装置とが備えられたことを特徴とする請求項１に記載の容器回転型造粒装置。
【請求項３】
前記プラズマトーチは、前記プラズマフレームの先端が前記回転容器内の前記粒子群の表面に位置するように配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の容器回転型造粒装置。
【請求項４】
前記回転容器からの粒子の排出量を計測する排出量計測手段と、前記排出量計測手段の計測結果に基づき前記回転容器から排出された分の粒子を前記回転容器に補充する粒子補充装置とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の容器回転型造粒装置。
【請求項５】
前記プラズマトーチに供給されるプラズマフレーム生成用ガスは窒素であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の容器回転型造粒装置。
【請求項６】
上面が開放した円錐形の回転容器を中心軸が重力方向に対して傾斜した状態にしてその中心軸回りに回転駆動すると共に、前記回転容器内に収容した第１の粒子群の中に核となる第２の粒子が付与され、その第２の粒子の表面に第１の粒子が固着して所定の粒径以上まで成長した場合に、前記回転容器の内面を転動して前記回転容器外へと落下するように前記回転容器の回転速度を設定した容器回転型造粒装置と、
前記回転容器内の前記第１の粒子に向けてプラズマフレームを噴射して前記第１の粒子の第２の粒子に対する付着性を高めるためのプラズマトーチと、
前記回転容器の上方に配置され、前記第２の粒子を前記回転容器に向けて１粒ずつ落下させる核粒子供給装置と、
前記核粒子供給装置と前記回転容器との間に設けられ、前記核粒子供給装置から落下した前記第２の粒子を加熱して前記第１の粒子に対する付着性を高めるための筒形加熱炉とを備えたことを特徴とする造粒システム。
【請求項７】
前記核となる前記第２の粒子は、複数の核構成粒子を合体してなり、
前記核粒子供給装置は、前記筒形加熱炉の上面開口から側方に離れた位置に配置されて、それぞれ前記核構成粒子を１粒ずつ落下させることが可能な複数の核構成粒子供給装置と、
前記核構成粒子供給装置から落下した前記核構成粒子を帯電させるための強制帯電手段と、
前記核構成粒子供給装置から落下した前記核構成粒子に風圧を付与して、全ての核構成粒子供給装置からの前記核構成粒子を前記筒形加熱炉の上面開口の真上又は前記筒形加熱炉の上部内側に集めて互いに電気的に付着させるための風圧移動手段とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の造粒システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００９−１０６８５２（Ｐ２００９−１０６８５２Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８１６６４（Ｐ２００７−２８１６６４）
【出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（３０２０５５１３９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月３０日（２００７．１０．３０）
【出願人】（３０２０５５１３９）
【Ｆターム（参考）】
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