流動層装置
【課題】気体脈動波を使用する流動層装置において、振動を抑制すると共にエネルギー効率を向上させること。
【解決手段】流動層装置は、流動層容器１と、複数の給気室２（２ｂ，２ｃ）と、給気経路３と、給気経路３に介装された１個の脈動波発生装置４と、ブロアー６とを備える。給気経路３は、脈動波発生装置４より上流側の上流側給気経路３ａと、脈動波発生装置４と給気室２ｂとを接続する第１給気経路３ｂと、脈動波発生装置４と給気室２ｃとを接続する第２給気経路３ｃとで構成される。脈動波発生装置４は、上流側給気経路３ａが、第１給気経路３ｂと第２給気経路３ｃのうち一方にのみ連通する状態と、他方にのみ連通する状態とに、両方に連通する状態を経由して、漸次に切り換わるように作動する。これによって、第１給気経路３ｂに第１気体脈動波を発生すると共に、第２給気経路３ｃに第２気体脈動波を発生する。ブロアー６と脈動波発生装置４の作動により、各給気室２ｂ，２ｃを介して第１及び第２気体脈動波が流動層容器１に供給される。
【解決手段】流動層装置は、流動層容器１と、複数の給気室２（２ｂ，２ｃ）と、給気経路３と、給気経路３に介装された１個の脈動波発生装置４と、ブロアー６とを備える。給気経路３は、脈動波発生装置４より上流側の上流側給気経路３ａと、脈動波発生装置４と給気室２ｂとを接続する第１給気経路３ｂと、脈動波発生装置４と給気室２ｃとを接続する第２給気経路３ｃとで構成される。脈動波発生装置４は、上流側給気経路３ａが、第１給気経路３ｂと第２給気経路３ｃのうち一方にのみ連通する状態と、他方にのみ連通する状態とに、両方に連通する状態を経由して、漸次に切り換わるように作動する。これによって、第１給気経路３ｂに第１気体脈動波を発生すると共に、第２給気経路３ｃに第２気体脈動波を発生する。ブロアー６と脈動波発生装置４の作動により、各給気室２ｂ，２ｃを介して第１及び第２気体脈動波が流動層容器１に供給される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品、農薬、食品等の細粒、顆粒等を製造する際に用いられる流動層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動層装置は、一般に、流動層容器の底部から導入した熱風等の流動化気体によって、流動層容器内で粉粒体粒子を浮遊流動させて流動層を形成しつつ、スプレーノズルからスプレー液（膜剤液、結合剤液等）を噴霧して造粒又はコーティング処理を行うものである。
【０００３】
また、上記の流動層装置において、性状が均一で且つ比容積が小さい造粒物を容易且つ効率よく製造するために、流動層容器の底部から導入する流動化気体として空気脈動波を用いた造粒方法が提案されている（下記の特許文献１〜３）。例えば特許文献３では、流動層装置では、底部の通気部が中央領域と周辺領域の２つに区画され、各領域に対して流動化気体を給気する給気経路の一方または双方に、流動化気体を気体脈動波にする脈動波発生手段が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２９１３６号公報
【特許文献２】特開平７−１９７２８号公報
【特許文献３】特開２００８−２２９６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、流動層装置に空気脈動波を使用した場合、脈動波に起因して流動層装置に振動が発生する。また、空気脈動波を発生する機構において、脈動波を発生する際に、上流の配管からの気流の一部を排出するため、流動層装置のエネルギー効率が良好でない。
【０００６】
また、従来の装置構成で流動層装置に空気脈動波を使用した場合、広い面積の通気部（いわゆる目皿板、通気板）に対して間欠的に速い風速の空気流を流すため、構造的に通気風速の偏流(偏り)を起こしやすいという問題がある。また、同じ理由で粉体層（流動層）も吹き抜けを起こしやすいという問題がある。この観点からも、流動層装置のエネルギー効率が良好でない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、気体脈動波を使用する流動層装置において、振動を抑制すると共にエネルギー効率を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本発明の流動層装置は、底部に通気部を有する流動層容器と、該流動層容器の下部に設けられた複数の給気室と、これらの給気室に接続された給気経路と、該給気経路に介装された１個の脈動波発生手段と、前記流動層容器に接続された気体吸引手段とを備え、前記給気経路は、前記脈動波発生手段より上流側の上流側給気経路と、前記脈動波発生手段と給気室の一部とを接続する第１給気経路と、前記脈動波発生手段と給気室の残りとを接続する第２給気経路とで構成され、前記脈動波発生手段は、前記上流側給気経路が、前記第１給気経路と前記第２給気経路のうちの一方にのみ連通する状態と、他方にのみ連通する状態とに、切り換わるように作動することによって、前記第１給気経路に第１気体脈動波を発生すると共に、前記第２給気経路に第２気体脈動波を発生し、前記気体吸引手段と前記脈動波発生手段の作動により、各給気室を介して前記第１及び第２気体脈動波が前記流動層容器に供給されることを特徴とする。
【０００９】
この構成であれば、第１気体脈動波と第２気体脈動波は、上流側給気経路からの気流を脈動波発生装置により分配することによって発生したものである。従って、第１気体脈動波と第２気体脈動波は、流動層容器内で合流すると、略一定の風速の気流となる。従って、流動層容器以降の下流配管での脈動波に起因する振動を抑制することができる。また、これによって、流動層容器以降の下流配管での脈動波による負荷が低減することになるので、耐久性向上につながる。
【００１０】
また、上流側給気経路から脈動波発生装置に入った気流の全てを脈動波として流動層容器に供給する。従って、上流側給気経路の内部を流れる気流のエネルギーのほとんどを、粉粒体原料を流動層容器内で浮遊流動させることに利用することができる。すなわち、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００１１】
さらに、脈動派を供給する通気部の面積を小さくすることが出来るため、通気風速の偏流を抑制し、また流動層の吹き抜けを抑制することで、乾燥能力を向上させ、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００１２】
上記構成において、前記流動層容器内で前記第１気体脈動波と前記第２気体脈動波とを相互に仕切る仕切り板を、前記流動層容器の底部側に設けたものとすることができる。
【００１３】
流動層容器内にこのような仕切り板が設けられていない場合、各給気室から流動層容器内に導入された脈動波は、流動層容器内で相互に接触しやすい。給気室の一方から導入される脈動波と、給気室の他方から導入される脈動波は、元々上流側給気経路内の気流が分配されることによって発生しているため、接触すると相互に打ち消しあう。このため、各給気室から流動層容器内に導入された脈動波が、粉粒体原料を浮遊流動することに十分に利用されるとはいえない。
【００１４】
これに対して、流動層容器内に上記のような仕切り板が設けられていれば、各給気室から流動層容器内に導入された脈動波は、流動層容器内で、接触し難くなる。従って、各給気室から流動層容器内に導入された脈動波が、粉粒体原料を浮遊流動することに有効に利用される。
【００１５】
また、上記何れかの構成において、前記第１給気経路に接続する給気室と、前記第２給気経路に接続する給気室とを相互に連通する連通路を設けたものとすることができる。
【００１６】
連通路が設けられていない場合には、脈動波発生手段によって第１給気経路と第２給気経路の一方が、上流側給気経路と非連通となる時に、この一方の給気経路に接続した給気室では、気流が停止する。このため、気流が停止した給気室では、通気部を介して、微小な粉粒体粒子が浸入する可能性がある。
【００１７】
これに対して、連通路が設けられていれば、一方の給気室で気流が停止する時でも、他方の給気室の気流が連通路を介して、一方の給気室に導入される。この導入された気流により、微小な粉粒体粒子が、一方の給気室に浸入することを抑制できる。
【００１８】
また、上記何れかの構成において、少なくとも１つの給気室から前記流動層容器に供給される気体脈動波が、前記通気部に垂直な方向に対して斜め方向に噴出するように構成することができる。
【００１９】
気体脈動波が通気部に垂直な方向に対して斜め方向に噴出することにより、粉粒体原料がこの噴出方向へ移動することや分散することが促進される。従って、気体脈動波によって効率的に粉粒体原料を浮遊流動させることが可能である。すなわち、給気室から流動層容器内に導入された気体脈動波が、粉粒体原料を浮遊流動させることに有効に利用されることになり、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００２０】
更に、本構成において、相互に隣接する給気室から前記流動層容器に供給されるそれぞれの気体脈動波が、前記通気部に垂直な方向に対して斜め方向に噴出し、かつ、噴出方向が相互に異なるように構成することができる。
【００２１】
この構成であれば、粉粒体原料が様々な方向へ移動することや分散することが期待され得る。従って、気体脈動波によって更に効率的に粉粒体原料を浮遊流動させ、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることが期待され得る。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、気体脈動波を使用する流動層装置において、振動を抑制すると共にエネルギー効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態に係る流動層装置の一構成例を模式的に示す図である。
【図２】脈動波発生装置の周辺部を示す図である。
【図３】（ａ）が第２の実施形態に係る流動層装置の一構成例の要部を模式的に示す図、（ｂ）が第３の実施形態に係る流動層装置の一構成例の要部を模式的に示す図である。
【図４】流動層装置における給気室の構成例の横断面図である。
【図５】流動層装置における給気室の構成例の横断面図である。
【図６】流動層装置の構成の変形例を模式的に示す図である。
【図７】脈動波の流動層容器への噴出方向を説明するための図で、（ａ）が通気部周辺の縦断面図、（ｂ）が通気部の平面図である。
【図８】脈動波の流動層容器への噴出方向を説明するための通気部の平面図である。
【図９】脈動波の流動層容器への噴出方向を説明するための通気部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。
【００２５】
図１は、第１の実施形態に係る流動層装置の一構成例を模式的に示している。
【００２６】
この実施形態の流動層装置は、底部に通気部１ａを有する流動層容器１と、流動層容器１の下部に設けられた２個の給気室２と、２個の給気室２に接続された給気経路３と、給気経路３に介装された脈動波発生手段としての１個の脈動波発生装置４と、流動層容器１の上部に接続された排気経路５と、排気経路５に接続された気体吸引手段としてのブロアー６とを備えている。
【００２７】
流動層容器１の底部の通気部１ａは、例えばパンチングメタル等の多孔板とメッシュからなる気体分散板で構成されており、本実施形態では円板形状である。また、流動層容器１の上部空間にフィルターシステム８が設置されると共に、フィルターシステム８より下部の空間にスプレー液、例えば結合剤液を噴霧するスプレーノズル９が設置されている。
【００２８】
２個の給気室２は、区画板２ａを介して相互に隣接し、それぞれを第１給気室２ｂと第２給気室２ｃと以下称する。
【００２９】
給気経路３は、脈動波発生装置４より上流側の上流側給気経路３ａと、下流側の第２と第２給気経路３ｂ，３ｃとで構成される。上流側給気経路３ａには、気体、例えば空気の温度を調整する空調機７と、空気の速度を測定する風速計１０、給気ダンパ１１が介装されている。また、上流側給気経路３ａの一端は、脈動波発生装置４の流入口４ａ（図２参照）に接続され、他端は図示されていないフィルターを介して大気に通じている。
【００３０】
第１給気経路３ｂの一端は、脈動波発生装置４の第１吐出口４ｂ（図２参照）に接続され、他端は第１給気室２ｂに接続されている。第２給気経路３ｃの一端は、脈動波発生装置４の第２吐出口４ｃ（図２参照）に接続され、他端は第２給気室２ｃに接続されている。
【００３１】
排気経路５は、流動層容器１のフィルターシステム８より上部の空間（排気室）に接続され、排気ダンパ１２と集塵機１３を介してブロアー６に接続されている。
【００３２】
図２に拡大して示すように、脈動波発生装置４は、周壁に流入口４ａ、第１吐出口４ｂ、及び第２吐出口４ｃを有する断面円形のケーシング４ｄと、ケーシング４ｄの周壁内面に摺接して回転するロータリー弁４ｅとを備えている。上述のように、流入口４ａに上流側給気経路３ａが接続され、第１吐出口４ｂに第１給気経路３ｂが接続され、第２吐出口４ｃに第２給気経路３ｃが接続される。ロータリー弁４ｅは、図示されていない駆動手段により回転駆動される。
【００３３】
ロータリー弁４ｅの回転により、上流側給気経路３ａが第１給気経路３ｂにのみ連通した状態｛図２（ａ）の状態｝と、上流側給気経路３ａが第２給気経路３ｃにのみ連通した状態｛図２（ｂ）の状態｝とに、上流側給気経路３ａが第１及び第２給気経路３ｂ，３ｃに連通した状態に連通する状態を経由して、漸次に連続的に切り換わる。図２（ａ）の状態から図２（ｂ）の状態に漸次に変化する間、上流側給気経路３ａからの気体の流れは、第１給気経路３ｂから第２給気経路３ｃに漸次に分配されてゆく。すなわち、図２（ａ）の状態では、上流側給気経路３ａからの気体の流れの全量が第１給気経路３ｂに流れるが、この状態から、ロータリー弁４ｅの回転により、上流側給気経路３ａからの気体の流れの一部が漸次に増量しながら第２給気経路３ｃに分配されてゆき、ロータリー弁４ｅが図２（ｂ）の位置に達した状態では、上流側給気経路３ａからの気体の流れの全量が第２給気経路３ｃに流れる。また、図２（ｂ）の状態から図２（ａ）の状態に漸次に変化する間、上流側給気経路３ａからの気体の流れは、第２給気経路３ｃから第１給気経路３ｂに漸次に分配されてゆく。すなわち、図２（ｂ）の状態では、上流側給気経路３ａからの気体の流れの全量が第２給気経路３ｃに流れるが、この状態から、ロータリー弁４ｅの回転により、上流側給気経路３ａからの気体の流れの一部が漸次に増量しながら第１給気経路３ｂに分配されてゆき、ロータリー弁４ｅが図２（ａ）の位置に達した状態では、上流側給気経路３ａからの気体の流れの全量が第１給気経路３ｂに流れる。
【００３４】
上記のような脈動波発生装置４の作動により、上流側給気経路３ａからの気体の流れは、周期的な風量変化を伴った第１気体脈動波となって第１給気経路３ｂに流れる。すなわち、脈動波発生装置４を介して第１給気経路３ｂに流れる気体の風速は、図２（ａ）の状態で最も大きく（最大通過風速）、図２（ｂ）の状態で最も小さくなり（最小通過風速）、この最大通過流風速と最小通過風速はロータリー弁４ｅの回転に応じて所定周期で連続的に現れる。
【００３５】
また、第１給気経路３ｂに流れる気体の流量は上記の最大通過風速と最小通過風速との間で漸次に変化し、この第１気体脈動波の風速変化に応じて、上流側給気経路３ａからの気体の流れの一部又は全部が脈動波発生装置４を介して第２給気経路３ｃに流れる。換言すれば、脈動波発生装置４の作動により、上流側給気経路３ａからの気体の流れは、周期的な風量変化を伴った第２気体脈動波となって第２給気経路３ｃに流れる。すなわち、脈動波発生装置４を介して第２給気経路３ｃに流れる気体の風速は、図２（ｂ）の状態で最も大きく（最大通過風速）、図２（ａ）の状態で最も小さくなり（最小通過風速）、この最大通過流風速と最小通過風速はロータリー弁４ｅの回転に応じて所定周期で連続的に現れる。
【００３６】
以上の構成において、ブロアー６及び脈動波発生装置４が作動すると、ブロアー６による気体吸引力が、排気経路５、流動層容器１の内部、第１給気室２ｂ、第１給気経路３ｂ及び脈動波発生装置４という経路を介して、また、排気経路５、流動層容器１の内部、第２給気室２ｃ、第２給気経路３ｃ及び脈動波発生装置４という経路を介して、上流側給気経路３ａに作用する。そして、上記の脈動波発生装置４の機能により、上流側給気経路３ａ、脈動波発生装置４、及び第１給気経路３ｂと第２給気経路３ｃを介して、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃのそれぞれに、第１気体脈動波と第２気体脈動波が供給される。この第１及び第２給気室２ｂ，２ｃに供給される第１及び第２気体脈動波のそれぞれは、空調機７によって例えば２５〜２００°Ｃの温度に調整され、給気ダンパ１１と排気ダンパ１２によって０．２５〜１．５ｍ／ｓｅｃの平均通過風速に調整され、脈動波発生装置４によって０．５〜５Ｈｚの周波数に調整される。
【００３７】
第１及び第２給気室２ｂ，２ｃに供給された第１及び第２気体脈動波は、通気部１ａを介して流動層容器１の内部に噴出し、これらの気体脈動波の噴出によって粉粒体原料が流動層容器１内で浮遊流動して流動層が形成される。そして、この粉粒体原料の流動層に対してスプレーノズル９から結合剤液が噴霧される。結合剤液の噴霧を受けた粉粒体原料は粒子同士の結合によって粒子径が成長すると共に、第１及び第２気体脈動波による乾燥を受けて所定の粒子径をもった造粒製品になる。
【００３８】
第１給気経路３ｂと第２給気経路３ｃのそれぞれに導入される第１気体脈動波と第２気体脈動波は、上流側給気経路３ａからの気流を脈動波発生装置４で分配することによって発生したものである。従って、流動層容器１内に導入される第１気体脈動波と第２気体脈動波は、流動層容器１内で合流すると、略一定の風速の気流となる。従って、流動層容器１以降の下流配管での脈動波に起因する振動を抑制することができる。また、これによって、流動層容器１以降の下流配管での脈動波による負荷が低減することになるので、耐久性向上につながる。
【００３９】
また、第１給気経路３ｂと第２給気経路３ｃのうち、一方の内部を流れる気体脈動波の風速変化に応じて、上流側給気経路３ａからの気体の流れの一部又は全部が脈動波発生装置４を介して、他方の内部を脈動波として流れる。これによって、常に、流動層容器１内に気体脈動波が導入される。従って、ブロアー６の気体吸引力に起因して流動層容器１の内部に過大な負圧が作用する現象を防止することができる。これによっても、流動層容器１に生じる振動を抑制することができる。また、流動層容器１の負荷を低減することができ、耐久性を向上させることができる。
【００４０】
また、上流側給気経路３ａから脈動波発生装置４に入った気流の全てを脈動波として利用し、流動層容器１に導入している。従って、上流側給気経路３ａ内を流れる気流のエネルギーのほとんどを、粉粒体原料を流動層容器１内で浮遊流動させることに利用することができる。すなわち、流動層全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００４１】
図３（ａ）は、第２の実施形態に係る流動層装置の一構成例の要部を模式的に示す。この実施形態では、第１の実施形態と異なるのは、流動層容器１の底部の通気部１ａより上側に仕切り板１ｂが配設されている点である。
【００４２】
この仕切り板１ｂは、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃの間の区画板２ａと同平面状となるように配設されている。換言すれば、仕切り板１ｂによって区画された流動層容器１内における空間のそれぞれの下部は、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃのそれぞれの上部に合致する。
【００４３】
第１の実施形態では、流動層容器１内はこのように区画されていない。このため、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃのそれぞれから通気部１ａを介して流動層容器１内に導入された第１脈動波と第２脈動波は、流動層容器１内で相互に接触し易い。第１給気室２ｂから導入される第１脈動波と、第２給気室２ｃから導入される第２脈動波は、元々上流側給気経路３ａ内の気流が分配されることによって発生しているため、接触すると打ち消しあう。このため、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃから流動層容器１内に導入された脈動波が、粉粒体原料を浮遊流動することに十分に利用されるとはいえない。
【００４４】
これに対して、この第２実施形態では、流動層容器１内には仕切り板１ｂが設けられているので、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃのそれぞれから通気部１ａを介して流動層容器１内に導入された第１脈動波と第２脈動波は、仕切り板１ｂによって仕切られる。すなわち、第１脈動波と第２脈動波は、流動層容器１内で、相互に接触し難い。従って、流動層容器１内に導入された第１脈動波と第２脈動波が、粉粒体原料を浮遊流動することに有効に利用される。その他の構成は、第１実施形態と同様なので、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
図３（ｂ）は、第３の実施形態に係る流動層装置の一構成例の要部を模式的に示す。この実施形態が、第１の実施形態と異なるのは、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃの間の区画板２ａに、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとを相互に連通する連通路としての連通孔２ｄが設けられている点である。
【００４６】
第１の実施形態のように、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとを相互に連通する連通路が設けられていない場合には、脈動波発生装置４により、第１及び第２給気経路３ｂ，３ｃのうちの一方が第１の給気経路３ｃと非連通となる時に、この一方の給気経路に接続した給気室では、気流が停止する。このため、気流が停止した給気室では、通気部１ａを介して、微小な粉粒体粒子が浸入する可能性がある。
【００４７】
これに対して、この第３の実施形態では、区画板２ａに、連通孔２ｄが設けられているため、一方の給気室で気流が停止する時でも、他方の給気室の気流が連通孔２ｄを介して、一方の給気室に導入される。この導入された気流により、微小な粉粒体粒子が、気流が停止した側の給気室に浸入することが抑制される。その他の構成は、第１の実施形態と同様なので、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
上記第１〜第３の実施形態では、給気室２は、１個の第１給気室２ｂと１個の第２給気室２ｃの２個として説明したが、本発明は、これに限定されない。例えばｎ個の第１給気室２ｂとｎ個の第２給気室２ｃとの２ｎ（偶数）個の給気室２を設けてもよい。ここで、ｎは整数であり、例えば１〜４で、１〜２が好適である。
【００４９】
ｎ個の第１給気室２ｂとｎ個の第２給気室２ｃは、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、横断面で放射線状になるように、区画板２ａを複数配設することによって形成してもよい（同図（ａ）ではｎ＝２、同図（ｂ）ではｎ＝３、同図（ｃ）ではｎ＝４）。このように区画板２ａが放射線状に配置されている場合、空気脈動波の効果を周方向で均等にするために、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃの横断面積を同一とし、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとを周方向に交互になるように形成することが好ましい。しかし、これに限定されず、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃの横断面積を異ならせてもよい。また、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとを周方向に交互にしなくともよい。
【００５０】
また、ｎ個の第１給気室２ｂとｎ個の第２給気室２ｃは、例えば図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、横断面で同心円状になるように、区画板２ａを複数配設することによって形成してもよい（同図（ａ）ではｎ＝１、同図（ｂ）ではｎ＝２、同図（ｃ）ではｎ＝３）。このように区画板２ａが同心円状に配置されている場合、空気脈動波の効果を向上させるために、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃを半径方向に交互になるように形成することが好ましい。勿論、これに限定されず、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとを半径方向に交互にしなくともよい。
【００５１】
ｎ個の第１給気室２ｂとｎ個の第２給気室２ｃを設ける場合の配管は、図６に模式的に示すように、第１給気経路３ｂと第２給気経路３ｃのそれぞれをｎ個（図示例ではｎ＝３）に分岐するとよい。
【００５２】
ここでは、ｎ個の第１給気室２ｂとｎ個の第２給気室２ｃとの２ｎ（偶数）個の給気室２を設ける場合を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとは、合わせて奇数個であってもよい。すなわち、本発明では、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとが、合わせて複数個であればよい。
【００５３】
また、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃから流動層容器１に供給される第１及び第２気体脈動波が、通気部１ａを介して流動層容器１の内部に噴出する際に、通気部１ａの板面に垂直な方向に噴出するように構成することができるが、本発明はこれに限定されない。例えば、少なくとも１つの給気室２ｂ，２ｃから流動層容器１に供給される第１又は第２気体脈動波が、通気部１ａの板面に垂直な方向に対して斜め方向に噴出するように構成してもよい。通常、通気部１ａは水平となっており、その場合には、第１又は第２気体脈動波が、鉛直方向に対して斜め方向に噴出することになる。
【００５４】
例えば図７に示すように、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃがそれぞれ１つで、区画板２ａが通気部１ａの直径に沿って配設されている場合について説明する。図７（ａ）の図示例では、通気部１ａに形成された複数の穴１ｃのそれぞれは、流動層容器１側に移行するに従って、区画板２ａの厚さ方向の中心を通る平面に漸次接近するように延在し、この平面を対称面として面対称形状となっている。これによって、給気室２ｂ，２ｃから流動層容器１に供給される第１及び第２気体脈動波が、通気部１ａに垂直な方向に対して斜め方向に噴出する。具体的には、図７（ｂ）に矢印で示すように、第１給気室２ｂから流動層容器１に供給される第１気体脈動波は、平面視で、区画板２ａに向かって噴出する。一方、第２給気室２ｃから流動層容器１に供給される第２気体脈動波も、平面視で、区画板２ａに向かって噴出する。つまり、第１気体脈動波と第２気体脈動波は、平面視で、相互に逆向きに噴出する。
【００５５】
この場合には、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃのそれぞれに対応する左右の領域の粉粒体原料が、相互に場所を入れ替わりつつ浮遊流動する。従って、第１及び第２気体脈動波が粉粒体原料を浮遊流動させることに有効に利用されることになり、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００５６】
また、図８（ａ）に矢印で示すように、第１気体脈動波と第２気体脈動波が、平面視で、区画板２ａに沿って、相互に逆向きに噴出するように構成してもよい。この場合には、第１気体脈動波と第２気体脈動波は、それぞれ、流動層容器１の周壁に衝突し、その後、周壁に沿って移動する。これによって、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃのそれぞれに対応する左右の領域の粉粒体原料が、旋回流を形成するように移動しながら相互に場所を入れ替わりつつ浮遊流動する。従って、上述と同様に、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００５７】
第１及び第２給気室２ｂ，２ｃが図４（ａ）に示す構成の場合には、図８（ｂ）に矢印で示すように、第１気体脈動波と第２気体脈動波が、平面視で、通気部１ａにおける周方向に沿って噴出するように構成することができる。この構成であれば、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃのそれぞれに対応する各領域の粉粒体原料が、旋回流を形成するように移動しながら相互に場所を入れ替わりつつ浮遊流動する。従って、上述と同様に、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。図４（ｂ），（ｃ）の構成においても、同様に構成すれば、同様の効果が享受できる。
【００５８】
第１及び第２給気室２ｂ，２ｃが図５（ａ）に示す構成の場合には、図９（ａ）に矢印で示すように、第２給気室２ｃから供給される第２気体脈動波が、平面視で、通気部１ａにおける径方向内側に向かって噴出するように構成することができる。一方で、第１給気室２ｂから供給される第１気体脈動波は、この図示例では、通気部１ａに垂直な方向に噴出するように構成している。これにより、流動層容器１の通気部１ａ周辺では径方向の外側から内側へ粉粒体原料が移動し、これに伴い、流動層容器１の通気部１ａから離隔した部分では径方向の内側から外側へ粉粒体原料が移動し、全体として粉粒体原料が循環するように浮遊流動する。従って、上述と同様に、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００５９】
第１及び第２給気室２ｂ，２ｃが図５（ｂ）に示す構成の場合には、図９（ｂ）に矢印で示すように、第１気体脈動波と第２気体脈動波が噴出するように構成することができる。すなわち、第２給気室２ｃから供給される第２気体脈動波が、平面視で、通気部１ａにおける径方向内側に向かって噴出する。通気部１ａの中央側の第１給気室２ｂから供給される第１気体脈動波は、通気部１ａに垂直な方向に噴出する。一方、２つの第２給気室２ｃの間に形成された第１給気室２ｂから供給される第１気体脈動波は、平面視で、通気部１ａにおける径方向外側に向かって噴出する。これにより、流動層容器１の径方向外側と径方向内側の粉粒体原料が相互に場所を入れ替わりつつ浮遊流動する。従って、上述と同様に、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。図５（ｃ）の構成においても、同様に構成すれば、同様の効果が享受できる。
【００６０】
また、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃが図５（ｂ）に示す構成の場合には、図９（ｃ）に矢印で示すように、第１気体脈動波と第２気体脈動波が噴出するように構成することができる。図９（ｂ）に示した構成と異なるのは、２つの第２給気室２ｃの間に形成された第１給気室２ｂから供給される第１気体脈動波が、通気部１ａにおける径方向内側に向かって噴出する点である。この場合には、図９（ａ）に示した構成の場合と同様に、粉粒体原料が循環するように浮遊流動する。従って、上述と同様に、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。図５（ｃ）の構成においても、同様に構成すれば、同様の効果が享受できる。
【００６１】
なお、図７〜９に基づいて説明した各例において、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃの数を増加させれば、粉粒体原料の移動に伴う分散が促進される。従って、第１及び第２気体脈動波が粉粒体原料を浮遊流動させることに有効に利用されることになり、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００６２】
なお、本発明は以上の説明に限定されることなく、その技術的思想の範囲内であれば、様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 流動層容器
１ａ 通気部
１ｂ 仕切り板
２ 給気室
２ａ 区画板
２ｂ 第１給気室
２ｃ 第２給気室
２ｄ 連通孔
３ 給気経路
３ａ 上流側給気経路
３ｂ 第１給気経路
３ｃ 第２給気経路
４ 脈動波発生装置
５ 排気経路
６ ブロアー（気体吸引手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品、農薬、食品等の細粒、顆粒等を製造する際に用いられる流動層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動層装置は、一般に、流動層容器の底部から導入した熱風等の流動化気体によって、流動層容器内で粉粒体粒子を浮遊流動させて流動層を形成しつつ、スプレーノズルからスプレー液（膜剤液、結合剤液等）を噴霧して造粒又はコーティング処理を行うものである。
【０００３】
また、上記の流動層装置において、性状が均一で且つ比容積が小さい造粒物を容易且つ効率よく製造するために、流動層容器の底部から導入する流動化気体として空気脈動波を用いた造粒方法が提案されている（下記の特許文献１〜３）。例えば特許文献３では、流動層装置では、底部の通気部が中央領域と周辺領域の２つに区画され、各領域に対して流動化気体を給気する給気経路の一方または双方に、流動化気体を気体脈動波にする脈動波発生手段が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２９１３６号公報
【特許文献２】特開平７−１９７２８号公報
【特許文献３】特開２００８−２２９６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、流動層装置に空気脈動波を使用した場合、脈動波に起因して流動層装置に振動が発生する。また、空気脈動波を発生する機構において、脈動波を発生する際に、上流の配管からの気流の一部を排出するため、流動層装置のエネルギー効率が良好でない。
【０００６】
また、従来の装置構成で流動層装置に空気脈動波を使用した場合、広い面積の通気部（いわゆる目皿板、通気板）に対して間欠的に速い風速の空気流を流すため、構造的に通気風速の偏流(偏り)を起こしやすいという問題がある。また、同じ理由で粉体層（流動層）も吹き抜けを起こしやすいという問題がある。この観点からも、流動層装置のエネルギー効率が良好でない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、気体脈動波を使用する流動層装置において、振動を抑制すると共にエネルギー効率を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本発明の流動層装置は、底部に通気部を有する流動層容器と、該流動層容器の下部に設けられた複数の給気室と、これらの給気室に接続された給気経路と、該給気経路に介装された１個の脈動波発生手段と、前記流動層容器に接続された気体吸引手段とを備え、前記給気経路は、前記脈動波発生手段より上流側の上流側給気経路と、前記脈動波発生手段と給気室の一部とを接続する第１給気経路と、前記脈動波発生手段と給気室の残りとを接続する第２給気経路とで構成され、前記脈動波発生手段は、前記上流側給気経路が、前記第１給気経路と前記第２給気経路のうちの一方にのみ連通する状態と、他方にのみ連通する状態とに、切り換わるように作動することによって、前記第１給気経路に第１気体脈動波を発生すると共に、前記第２給気経路に第２気体脈動波を発生し、前記気体吸引手段と前記脈動波発生手段の作動により、各給気室を介して前記第１及び第２気体脈動波が前記流動層容器に供給されることを特徴とする。
【０００９】
この構成であれば、第１気体脈動波と第２気体脈動波は、上流側給気経路からの気流を脈動波発生装置により分配することによって発生したものである。従って、第１気体脈動波と第２気体脈動波は、流動層容器内で合流すると、略一定の風速の気流となる。従って、流動層容器以降の下流配管での脈動波に起因する振動を抑制することができる。また、これによって、流動層容器以降の下流配管での脈動波による負荷が低減することになるので、耐久性向上につながる。
【００１０】
また、上流側給気経路から脈動波発生装置に入った気流の全てを脈動波として流動層容器に供給する。従って、上流側給気経路の内部を流れる気流のエネルギーのほとんどを、粉粒体原料を流動層容器内で浮遊流動させることに利用することができる。すなわち、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００１１】
さらに、脈動派を供給する通気部の面積を小さくすることが出来るため、通気風速の偏流を抑制し、また流動層の吹き抜けを抑制することで、乾燥能力を向上させ、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００１２】
上記構成において、前記流動層容器内で前記第１気体脈動波と前記第２気体脈動波とを相互に仕切る仕切り板を、前記流動層容器の底部側に設けたものとすることができる。
【００１３】
流動層容器内にこのような仕切り板が設けられていない場合、各給気室から流動層容器内に導入された脈動波は、流動層容器内で相互に接触しやすい。給気室の一方から導入される脈動波と、給気室の他方から導入される脈動波は、元々上流側給気経路内の気流が分配されることによって発生しているため、接触すると相互に打ち消しあう。このため、各給気室から流動層容器内に導入された脈動波が、粉粒体原料を浮遊流動することに十分に利用されるとはいえない。
【００１４】
これに対して、流動層容器内に上記のような仕切り板が設けられていれば、各給気室から流動層容器内に導入された脈動波は、流動層容器内で、接触し難くなる。従って、各給気室から流動層容器内に導入された脈動波が、粉粒体原料を浮遊流動することに有効に利用される。
【００１５】
また、上記何れかの構成において、前記第１給気経路に接続する給気室と、前記第２給気経路に接続する給気室とを相互に連通する連通路を設けたものとすることができる。
【００１６】
連通路が設けられていない場合には、脈動波発生手段によって第１給気経路と第２給気経路の一方が、上流側給気経路と非連通となる時に、この一方の給気経路に接続した給気室では、気流が停止する。このため、気流が停止した給気室では、通気部を介して、微小な粉粒体粒子が浸入する可能性がある。
【００１７】
これに対して、連通路が設けられていれば、一方の給気室で気流が停止する時でも、他方の給気室の気流が連通路を介して、一方の給気室に導入される。この導入された気流により、微小な粉粒体粒子が、一方の給気室に浸入することを抑制できる。
【００１８】
また、上記何れかの構成において、少なくとも１つの給気室から前記流動層容器に供給される気体脈動波が、前記通気部に垂直な方向に対して斜め方向に噴出するように構成することができる。
【００１９】
気体脈動波が通気部に垂直な方向に対して斜め方向に噴出することにより、粉粒体原料がこの噴出方向へ移動することや分散することが促進される。従って、気体脈動波によって効率的に粉粒体原料を浮遊流動させることが可能である。すなわち、給気室から流動層容器内に導入された気体脈動波が、粉粒体原料を浮遊流動させることに有効に利用されることになり、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００２０】
更に、本構成において、相互に隣接する給気室から前記流動層容器に供給されるそれぞれの気体脈動波が、前記通気部に垂直な方向に対して斜め方向に噴出し、かつ、噴出方向が相互に異なるように構成することができる。
【００２１】
この構成であれば、粉粒体原料が様々な方向へ移動することや分散することが期待され得る。従って、気体脈動波によって更に効率的に粉粒体原料を浮遊流動させ、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることが期待され得る。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、気体脈動波を使用する流動層装置において、振動を抑制すると共にエネルギー効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態に係る流動層装置の一構成例を模式的に示す図である。
【図２】脈動波発生装置の周辺部を示す図である。
【図３】（ａ）が第２の実施形態に係る流動層装置の一構成例の要部を模式的に示す図、（ｂ）が第３の実施形態に係る流動層装置の一構成例の要部を模式的に示す図である。
【図４】流動層装置における給気室の構成例の横断面図である。
【図５】流動層装置における給気室の構成例の横断面図である。
【図６】流動層装置の構成の変形例を模式的に示す図である。
【図７】脈動波の流動層容器への噴出方向を説明するための図で、（ａ）が通気部周辺の縦断面図、（ｂ）が通気部の平面図である。
【図８】脈動波の流動層容器への噴出方向を説明するための通気部の平面図である。
【図９】脈動波の流動層容器への噴出方向を説明するための通気部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。
【００２５】
図１は、第１の実施形態に係る流動層装置の一構成例を模式的に示している。
【００２６】
この実施形態の流動層装置は、底部に通気部１ａを有する流動層容器１と、流動層容器１の下部に設けられた２個の給気室２と、２個の給気室２に接続された給気経路３と、給気経路３に介装された脈動波発生手段としての１個の脈動波発生装置４と、流動層容器１の上部に接続された排気経路５と、排気経路５に接続された気体吸引手段としてのブロアー６とを備えている。
【００２７】
流動層容器１の底部の通気部１ａは、例えばパンチングメタル等の多孔板とメッシュからなる気体分散板で構成されており、本実施形態では円板形状である。また、流動層容器１の上部空間にフィルターシステム８が設置されると共に、フィルターシステム８より下部の空間にスプレー液、例えば結合剤液を噴霧するスプレーノズル９が設置されている。
【００２８】
２個の給気室２は、区画板２ａを介して相互に隣接し、それぞれを第１給気室２ｂと第２給気室２ｃと以下称する。
【００２９】
給気経路３は、脈動波発生装置４より上流側の上流側給気経路３ａと、下流側の第２と第２給気経路３ｂ，３ｃとで構成される。上流側給気経路３ａには、気体、例えば空気の温度を調整する空調機７と、空気の速度を測定する風速計１０、給気ダンパ１１が介装されている。また、上流側給気経路３ａの一端は、脈動波発生装置４の流入口４ａ（図２参照）に接続され、他端は図示されていないフィルターを介して大気に通じている。
【００３０】
第１給気経路３ｂの一端は、脈動波発生装置４の第１吐出口４ｂ（図２参照）に接続され、他端は第１給気室２ｂに接続されている。第２給気経路３ｃの一端は、脈動波発生装置４の第２吐出口４ｃ（図２参照）に接続され、他端は第２給気室２ｃに接続されている。
【００３１】
排気経路５は、流動層容器１のフィルターシステム８より上部の空間（排気室）に接続され、排気ダンパ１２と集塵機１３を介してブロアー６に接続されている。
【００３２】
図２に拡大して示すように、脈動波発生装置４は、周壁に流入口４ａ、第１吐出口４ｂ、及び第２吐出口４ｃを有する断面円形のケーシング４ｄと、ケーシング４ｄの周壁内面に摺接して回転するロータリー弁４ｅとを備えている。上述のように、流入口４ａに上流側給気経路３ａが接続され、第１吐出口４ｂに第１給気経路３ｂが接続され、第２吐出口４ｃに第２給気経路３ｃが接続される。ロータリー弁４ｅは、図示されていない駆動手段により回転駆動される。
【００３３】
ロータリー弁４ｅの回転により、上流側給気経路３ａが第１給気経路３ｂにのみ連通した状態｛図２（ａ）の状態｝と、上流側給気経路３ａが第２給気経路３ｃにのみ連通した状態｛図２（ｂ）の状態｝とに、上流側給気経路３ａが第１及び第２給気経路３ｂ，３ｃに連通した状態に連通する状態を経由して、漸次に連続的に切り換わる。図２（ａ）の状態から図２（ｂ）の状態に漸次に変化する間、上流側給気経路３ａからの気体の流れは、第１給気経路３ｂから第２給気経路３ｃに漸次に分配されてゆく。すなわち、図２（ａ）の状態では、上流側給気経路３ａからの気体の流れの全量が第１給気経路３ｂに流れるが、この状態から、ロータリー弁４ｅの回転により、上流側給気経路３ａからの気体の流れの一部が漸次に増量しながら第２給気経路３ｃに分配されてゆき、ロータリー弁４ｅが図２（ｂ）の位置に達した状態では、上流側給気経路３ａからの気体の流れの全量が第２給気経路３ｃに流れる。また、図２（ｂ）の状態から図２（ａ）の状態に漸次に変化する間、上流側給気経路３ａからの気体の流れは、第２給気経路３ｃから第１給気経路３ｂに漸次に分配されてゆく。すなわち、図２（ｂ）の状態では、上流側給気経路３ａからの気体の流れの全量が第２給気経路３ｃに流れるが、この状態から、ロータリー弁４ｅの回転により、上流側給気経路３ａからの気体の流れの一部が漸次に増量しながら第１給気経路３ｂに分配されてゆき、ロータリー弁４ｅが図２（ａ）の位置に達した状態では、上流側給気経路３ａからの気体の流れの全量が第１給気経路３ｂに流れる。
【００３４】
上記のような脈動波発生装置４の作動により、上流側給気経路３ａからの気体の流れは、周期的な風量変化を伴った第１気体脈動波となって第１給気経路３ｂに流れる。すなわち、脈動波発生装置４を介して第１給気経路３ｂに流れる気体の風速は、図２（ａ）の状態で最も大きく（最大通過風速）、図２（ｂ）の状態で最も小さくなり（最小通過風速）、この最大通過流風速と最小通過風速はロータリー弁４ｅの回転に応じて所定周期で連続的に現れる。
【００３５】
また、第１給気経路３ｂに流れる気体の流量は上記の最大通過風速と最小通過風速との間で漸次に変化し、この第１気体脈動波の風速変化に応じて、上流側給気経路３ａからの気体の流れの一部又は全部が脈動波発生装置４を介して第２給気経路３ｃに流れる。換言すれば、脈動波発生装置４の作動により、上流側給気経路３ａからの気体の流れは、周期的な風量変化を伴った第２気体脈動波となって第２給気経路３ｃに流れる。すなわち、脈動波発生装置４を介して第２給気経路３ｃに流れる気体の風速は、図２（ｂ）の状態で最も大きく（最大通過風速）、図２（ａ）の状態で最も小さくなり（最小通過風速）、この最大通過流風速と最小通過風速はロータリー弁４ｅの回転に応じて所定周期で連続的に現れる。
【００３６】
以上の構成において、ブロアー６及び脈動波発生装置４が作動すると、ブロアー６による気体吸引力が、排気経路５、流動層容器１の内部、第１給気室２ｂ、第１給気経路３ｂ及び脈動波発生装置４という経路を介して、また、排気経路５、流動層容器１の内部、第２給気室２ｃ、第２給気経路３ｃ及び脈動波発生装置４という経路を介して、上流側給気経路３ａに作用する。そして、上記の脈動波発生装置４の機能により、上流側給気経路３ａ、脈動波発生装置４、及び第１給気経路３ｂと第２給気経路３ｃを介して、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃのそれぞれに、第１気体脈動波と第２気体脈動波が供給される。この第１及び第２給気室２ｂ，２ｃに供給される第１及び第２気体脈動波のそれぞれは、空調機７によって例えば２５〜２００°Ｃの温度に調整され、給気ダンパ１１と排気ダンパ１２によって０．２５〜１．５ｍ／ｓｅｃの平均通過風速に調整され、脈動波発生装置４によって０．５〜５Ｈｚの周波数に調整される。
【００３７】
第１及び第２給気室２ｂ，２ｃに供給された第１及び第２気体脈動波は、通気部１ａを介して流動層容器１の内部に噴出し、これらの気体脈動波の噴出によって粉粒体原料が流動層容器１内で浮遊流動して流動層が形成される。そして、この粉粒体原料の流動層に対してスプレーノズル９から結合剤液が噴霧される。結合剤液の噴霧を受けた粉粒体原料は粒子同士の結合によって粒子径が成長すると共に、第１及び第２気体脈動波による乾燥を受けて所定の粒子径をもった造粒製品になる。
【００３８】
第１給気経路３ｂと第２給気経路３ｃのそれぞれに導入される第１気体脈動波と第２気体脈動波は、上流側給気経路３ａからの気流を脈動波発生装置４で分配することによって発生したものである。従って、流動層容器１内に導入される第１気体脈動波と第２気体脈動波は、流動層容器１内で合流すると、略一定の風速の気流となる。従って、流動層容器１以降の下流配管での脈動波に起因する振動を抑制することができる。また、これによって、流動層容器１以降の下流配管での脈動波による負荷が低減することになるので、耐久性向上につながる。
【００３９】
また、第１給気経路３ｂと第２給気経路３ｃのうち、一方の内部を流れる気体脈動波の風速変化に応じて、上流側給気経路３ａからの気体の流れの一部又は全部が脈動波発生装置４を介して、他方の内部を脈動波として流れる。これによって、常に、流動層容器１内に気体脈動波が導入される。従って、ブロアー６の気体吸引力に起因して流動層容器１の内部に過大な負圧が作用する現象を防止することができる。これによっても、流動層容器１に生じる振動を抑制することができる。また、流動層容器１の負荷を低減することができ、耐久性を向上させることができる。
【００４０】
また、上流側給気経路３ａから脈動波発生装置４に入った気流の全てを脈動波として利用し、流動層容器１に導入している。従って、上流側給気経路３ａ内を流れる気流のエネルギーのほとんどを、粉粒体原料を流動層容器１内で浮遊流動させることに利用することができる。すなわち、流動層全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００４１】
図３（ａ）は、第２の実施形態に係る流動層装置の一構成例の要部を模式的に示す。この実施形態では、第１の実施形態と異なるのは、流動層容器１の底部の通気部１ａより上側に仕切り板１ｂが配設されている点である。
【００４２】
この仕切り板１ｂは、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃの間の区画板２ａと同平面状となるように配設されている。換言すれば、仕切り板１ｂによって区画された流動層容器１内における空間のそれぞれの下部は、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃのそれぞれの上部に合致する。
【００４３】
第１の実施形態では、流動層容器１内はこのように区画されていない。このため、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃのそれぞれから通気部１ａを介して流動層容器１内に導入された第１脈動波と第２脈動波は、流動層容器１内で相互に接触し易い。第１給気室２ｂから導入される第１脈動波と、第２給気室２ｃから導入される第２脈動波は、元々上流側給気経路３ａ内の気流が分配されることによって発生しているため、接触すると打ち消しあう。このため、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃから流動層容器１内に導入された脈動波が、粉粒体原料を浮遊流動することに十分に利用されるとはいえない。
【００４４】
これに対して、この第２実施形態では、流動層容器１内には仕切り板１ｂが設けられているので、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃのそれぞれから通気部１ａを介して流動層容器１内に導入された第１脈動波と第２脈動波は、仕切り板１ｂによって仕切られる。すなわち、第１脈動波と第２脈動波は、流動層容器１内で、相互に接触し難い。従って、流動層容器１内に導入された第１脈動波と第２脈動波が、粉粒体原料を浮遊流動することに有効に利用される。その他の構成は、第１実施形態と同様なので、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
図３（ｂ）は、第３の実施形態に係る流動層装置の一構成例の要部を模式的に示す。この実施形態が、第１の実施形態と異なるのは、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃの間の区画板２ａに、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとを相互に連通する連通路としての連通孔２ｄが設けられている点である。
【００４６】
第１の実施形態のように、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとを相互に連通する連通路が設けられていない場合には、脈動波発生装置４により、第１及び第２給気経路３ｂ，３ｃのうちの一方が第１の給気経路３ｃと非連通となる時に、この一方の給気経路に接続した給気室では、気流が停止する。このため、気流が停止した給気室では、通気部１ａを介して、微小な粉粒体粒子が浸入する可能性がある。
【００４７】
これに対して、この第３の実施形態では、区画板２ａに、連通孔２ｄが設けられているため、一方の給気室で気流が停止する時でも、他方の給気室の気流が連通孔２ｄを介して、一方の給気室に導入される。この導入された気流により、微小な粉粒体粒子が、気流が停止した側の給気室に浸入することが抑制される。その他の構成は、第１の実施形態と同様なので、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
上記第１〜第３の実施形態では、給気室２は、１個の第１給気室２ｂと１個の第２給気室２ｃの２個として説明したが、本発明は、これに限定されない。例えばｎ個の第１給気室２ｂとｎ個の第２給気室２ｃとの２ｎ（偶数）個の給気室２を設けてもよい。ここで、ｎは整数であり、例えば１〜４で、１〜２が好適である。
【００４９】
ｎ個の第１給気室２ｂとｎ個の第２給気室２ｃは、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、横断面で放射線状になるように、区画板２ａを複数配設することによって形成してもよい（同図（ａ）ではｎ＝２、同図（ｂ）ではｎ＝３、同図（ｃ）ではｎ＝４）。このように区画板２ａが放射線状に配置されている場合、空気脈動波の効果を周方向で均等にするために、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃの横断面積を同一とし、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとを周方向に交互になるように形成することが好ましい。しかし、これに限定されず、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃの横断面積を異ならせてもよい。また、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとを周方向に交互にしなくともよい。
【００５０】
また、ｎ個の第１給気室２ｂとｎ個の第２給気室２ｃは、例えば図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、横断面で同心円状になるように、区画板２ａを複数配設することによって形成してもよい（同図（ａ）ではｎ＝１、同図（ｂ）ではｎ＝２、同図（ｃ）ではｎ＝３）。このように区画板２ａが同心円状に配置されている場合、空気脈動波の効果を向上させるために、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃを半径方向に交互になるように形成することが好ましい。勿論、これに限定されず、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとを半径方向に交互にしなくともよい。
【００５１】
ｎ個の第１給気室２ｂとｎ個の第２給気室２ｃを設ける場合の配管は、図６に模式的に示すように、第１給気経路３ｂと第２給気経路３ｃのそれぞれをｎ個（図示例ではｎ＝３）に分岐するとよい。
【００５２】
ここでは、ｎ個の第１給気室２ｂとｎ個の第２給気室２ｃとの２ｎ（偶数）個の給気室２を設ける場合を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとは、合わせて奇数個であってもよい。すなわち、本発明では、第１給気室２ｂと第２給気室２ｃとが、合わせて複数個であればよい。
【００５３】
また、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃから流動層容器１に供給される第１及び第２気体脈動波が、通気部１ａを介して流動層容器１の内部に噴出する際に、通気部１ａの板面に垂直な方向に噴出するように構成することができるが、本発明はこれに限定されない。例えば、少なくとも１つの給気室２ｂ，２ｃから流動層容器１に供給される第１又は第２気体脈動波が、通気部１ａの板面に垂直な方向に対して斜め方向に噴出するように構成してもよい。通常、通気部１ａは水平となっており、その場合には、第１又は第２気体脈動波が、鉛直方向に対して斜め方向に噴出することになる。
【００５４】
例えば図７に示すように、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃがそれぞれ１つで、区画板２ａが通気部１ａの直径に沿って配設されている場合について説明する。図７（ａ）の図示例では、通気部１ａに形成された複数の穴１ｃのそれぞれは、流動層容器１側に移行するに従って、区画板２ａの厚さ方向の中心を通る平面に漸次接近するように延在し、この平面を対称面として面対称形状となっている。これによって、給気室２ｂ，２ｃから流動層容器１に供給される第１及び第２気体脈動波が、通気部１ａに垂直な方向に対して斜め方向に噴出する。具体的には、図７（ｂ）に矢印で示すように、第１給気室２ｂから流動層容器１に供給される第１気体脈動波は、平面視で、区画板２ａに向かって噴出する。一方、第２給気室２ｃから流動層容器１に供給される第２気体脈動波も、平面視で、区画板２ａに向かって噴出する。つまり、第１気体脈動波と第２気体脈動波は、平面視で、相互に逆向きに噴出する。
【００５５】
この場合には、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃのそれぞれに対応する左右の領域の粉粒体原料が、相互に場所を入れ替わりつつ浮遊流動する。従って、第１及び第２気体脈動波が粉粒体原料を浮遊流動させることに有効に利用されることになり、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００５６】
また、図８（ａ）に矢印で示すように、第１気体脈動波と第２気体脈動波が、平面視で、区画板２ａに沿って、相互に逆向きに噴出するように構成してもよい。この場合には、第１気体脈動波と第２気体脈動波は、それぞれ、流動層容器１の周壁に衝突し、その後、周壁に沿って移動する。これによって、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃのそれぞれに対応する左右の領域の粉粒体原料が、旋回流を形成するように移動しながら相互に場所を入れ替わりつつ浮遊流動する。従って、上述と同様に、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００５７】
第１及び第２給気室２ｂ，２ｃが図４（ａ）に示す構成の場合には、図８（ｂ）に矢印で示すように、第１気体脈動波と第２気体脈動波が、平面視で、通気部１ａにおける周方向に沿って噴出するように構成することができる。この構成であれば、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃのそれぞれに対応する各領域の粉粒体原料が、旋回流を形成するように移動しながら相互に場所を入れ替わりつつ浮遊流動する。従って、上述と同様に、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。図４（ｂ），（ｃ）の構成においても、同様に構成すれば、同様の効果が享受できる。
【００５８】
第１及び第２給気室２ｂ，２ｃが図５（ａ）に示す構成の場合には、図９（ａ）に矢印で示すように、第２給気室２ｃから供給される第２気体脈動波が、平面視で、通気部１ａにおける径方向内側に向かって噴出するように構成することができる。一方で、第１給気室２ｂから供給される第１気体脈動波は、この図示例では、通気部１ａに垂直な方向に噴出するように構成している。これにより、流動層容器１の通気部１ａ周辺では径方向の外側から内側へ粉粒体原料が移動し、これに伴い、流動層容器１の通気部１ａから離隔した部分では径方向の内側から外側へ粉粒体原料が移動し、全体として粉粒体原料が循環するように浮遊流動する。従って、上述と同様に、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００５９】
第１及び第２給気室２ｂ，２ｃが図５（ｂ）に示す構成の場合には、図９（ｂ）に矢印で示すように、第１気体脈動波と第２気体脈動波が噴出するように構成することができる。すなわち、第２給気室２ｃから供給される第２気体脈動波が、平面視で、通気部１ａにおける径方向内側に向かって噴出する。通気部１ａの中央側の第１給気室２ｂから供給される第１気体脈動波は、通気部１ａに垂直な方向に噴出する。一方、２つの第２給気室２ｃの間に形成された第１給気室２ｂから供給される第１気体脈動波は、平面視で、通気部１ａにおける径方向外側に向かって噴出する。これにより、流動層容器１の径方向外側と径方向内側の粉粒体原料が相互に場所を入れ替わりつつ浮遊流動する。従って、上述と同様に、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。図５（ｃ）の構成においても、同様に構成すれば、同様の効果が享受できる。
【００６０】
また、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃが図５（ｂ）に示す構成の場合には、図９（ｃ）に矢印で示すように、第１気体脈動波と第２気体脈動波が噴出するように構成することができる。図９（ｂ）に示した構成と異なるのは、２つの第２給気室２ｃの間に形成された第１給気室２ｂから供給される第１気体脈動波が、通気部１ａにおける径方向内側に向かって噴出する点である。この場合には、図９（ａ）に示した構成の場合と同様に、粉粒体原料が循環するように浮遊流動する。従って、上述と同様に、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。図５（ｃ）の構成においても、同様に構成すれば、同様の効果が享受できる。
【００６１】
なお、図７〜９に基づいて説明した各例において、第１及び第２給気室２ｂ，２ｃの数を増加させれば、粉粒体原料の移動に伴う分散が促進される。従って、第１及び第２気体脈動波が粉粒体原料を浮遊流動させることに有効に利用されることになり、流動層装置全体のエネルギー効率を向上させることができる。
【００６２】
なお、本発明は以上の説明に限定されることなく、その技術的思想の範囲内であれば、様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 流動層容器
１ａ 通気部
１ｂ 仕切り板
２ 給気室
２ａ 区画板
２ｂ 第１給気室
２ｃ 第２給気室
２ｄ 連通孔
３ 給気経路
３ａ 上流側給気経路
３ｂ 第１給気経路
３ｃ 第２給気経路
４ 脈動波発生装置
５ 排気経路
６ ブロアー（気体吸引手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に通気部を有する流動層容器と、該流動層容器の下部に設けられた複数の給気室と、これらの給気室に接続された給気経路と、該給気経路に介装された１個の脈動波発生手段と、前記流動層容器に接続された気体吸引手段とを備え、
前記給気経路は、前記脈動波発生手段より上流側の上流側給気経路と、前記脈動波発生手段と給気室の一部とを接続する第１給気経路と、前記脈動波発生手段と給気室の残りとを接続する第２給気経路とで構成され、
前記脈動波発生手段は、前記上流側給気経路が、前記第１給気経路と前記第２給気経路のうちの一方にのみ連通する状態と、他方にのみ連通する状態とに、切り換わるように作動することによって、前記第１給気経路に第１気体脈動波を発生すると共に、前記第２給気経路に第２気体脈動波を発生し、
前記気体吸引手段と前記脈動波発生手段の作動により、各給気室を介して前記第１及び第２気体脈動波が前記流動層容器に供給されることを特徴とする流動層装置。
【請求項２】
前記流動層容器内で前記第１気体脈動波と前記第２気体脈動波とを相互に仕切る仕切り板を、前記流動層容器の底部側に設けた請求項１に記載の流動層装置。
【請求項３】
前記第１給気経路に接続する給気室と、前記第２給気経路に接続する給気室とを相互に連通する連通路を設けた請求項１又は２に記載の流動層装置。
【請求項４】
少なくとも１つの給気室から前記流動層容器に供給される気体脈動波が、前記通気部に垂直な方向に対して斜め方向に噴出するように構成した請求項１〜３の何れか１項に記載の流動層装置。
【請求項５】
相互に隣接する給気室から前記流動層容器に供給されるそれぞれの気体脈動波が、前記通気部に垂直な方向に対して斜め方向に噴出し、かつ、噴出方向が相互に異なるように構成した請求項４に記載の流動層装置。
【請求項１】
底部に通気部を有する流動層容器と、該流動層容器の下部に設けられた複数の給気室と、これらの給気室に接続された給気経路と、該給気経路に介装された１個の脈動波発生手段と、前記流動層容器に接続された気体吸引手段とを備え、
前記給気経路は、前記脈動波発生手段より上流側の上流側給気経路と、前記脈動波発生手段と給気室の一部とを接続する第１給気経路と、前記脈動波発生手段と給気室の残りとを接続する第２給気経路とで構成され、
前記脈動波発生手段は、前記上流側給気経路が、前記第１給気経路と前記第２給気経路のうちの一方にのみ連通する状態と、他方にのみ連通する状態とに、切り換わるように作動することによって、前記第１給気経路に第１気体脈動波を発生すると共に、前記第２給気経路に第２気体脈動波を発生し、
前記気体吸引手段と前記脈動波発生手段の作動により、各給気室を介して前記第１及び第２気体脈動波が前記流動層容器に供給されることを特徴とする流動層装置。
【請求項２】
前記流動層容器内で前記第１気体脈動波と前記第２気体脈動波とを相互に仕切る仕切り板を、前記流動層容器の底部側に設けた請求項１に記載の流動層装置。
【請求項３】
前記第１給気経路に接続する給気室と、前記第２給気経路に接続する給気室とを相互に連通する連通路を設けた請求項１又は２に記載の流動層装置。
【請求項４】
少なくとも１つの給気室から前記流動層容器に供給される気体脈動波が、前記通気部に垂直な方向に対して斜め方向に噴出するように構成した請求項１〜３の何れか１項に記載の流動層装置。
【請求項５】
相互に隣接する給気室から前記流動層容器に供給されるそれぞれの気体脈動波が、前記通気部に垂直な方向に対して斜め方向に噴出し、かつ、噴出方向が相互に異なるように構成した請求項４に記載の流動層装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−８１４６４（Ｐ２０１２−８１４６４Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００７１１（Ｐ２０１１−２００７１１）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（５９１０１１３８４）株式会社パウレック (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（５９１０１１３８４）株式会社パウレック (44)
【Ｆターム（参考）】
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