(57)【要約】【課題】異なる粒径の被散布材を大きさの偏在がなく均等に散布することができる散布装置を提供する。【解決手段】異なる粒径の被散布材として触媒を収納するカップ部材５２と、カップ部材５２に収納された触媒を撹拌して底部中心と開口端縁との間に形成された排出口５２Ｂから排出する第一撹拌翼５３１と、排出口５２Ｂから排出された触媒を撹拌する第二撹拌翼５３２とを備えた。そのため、粒径の大きな触媒は、排出口５２Ｂのうちカップ部材５２の底部中心から離れた部分から排出されるだけでなく、底部中心に近い部分からも排出されることになり、排出口５２Ｂのうち底部中心から排出される触媒は、粒径の小さいものが大きいものに比べて多いとしても、第二撹拌翼５３２により、再度、撹拌される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる粒径の被散布材を収納し前記被散布材を排出する排出口が底部中心と開口端縁との間に形成されたカップ部材と、
前記カップ部材に収納された前記被散布材を撹拌して前記排出口から排出する第一撹拌翼と、
前記排出口から排出された前記被散布材を撹拌する第二撹拌翼とを備えた
ことを特徴とする散布装置。
【請求項２】
請求項１に記載された散布装置において、
前記第一撹拌翼は、第一軸部と、前記第一軸部に固定された第一撹拌板部とを備え、
前記第二撹拌翼は、第二軸部と、前記第二軸部に固定された第二撹拌板部とを備え、
前記第一軸部と前記第二軸部とが連結されて軸体が構成され、前記軸体は、前記カップ部材の底部中心に形成された挿通孔に挿通され、
前記排出口は、前記カップ部材の底部中心から径方向に沿ってスリット状に形成されている
ことを特徴とする散布装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された散布装置を備え、前記被散布材は触媒であり、前記散布装置は前記触媒を反応塔の内部に散布する
ことを特徴とする触媒充填装置。
【請求項４】
請求項３に記載された触媒充填装置において、
前記触媒と前記触媒より小さな触媒粉とを混在して収納するホッパと、前記ホッパから供給された触媒を触媒粉から分離して前記散布装置に送る分離装置とを備え、
前記分離装置は、前記触媒と前記触媒粉とが混在して流通する触媒管と、前記触媒管の内部に配置された内管と、前記触媒管の外部に配置された外管とを備え、
前記触媒管は、前記触媒粉が通過可能かつ前記触媒が通過不可能の連通孔が複数形成された周面部を有し、
前記内管は、前記連通孔から前記触媒粉を排出するための触媒粉排出用流体を前記触媒管との間の空間に供給する流体供給孔が複数形成された壁部を有し、
前記外管は、前記触媒管との間に前記連通孔から排出された前記触媒粉を収納する収納スペースを有し、
前記触媒管の周面部と前記内管の壁部との少なくとも一方には、前記触媒粉と前記触媒との混在物の流れに渦を発生させる渦流発生部が設けられ、
前記流体供給孔は、少なくとも前記渦流発生部で渦流が発生した位置と対向して配置されている
ことを特徴とする触媒充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散布装置及び散布装置を備えた触媒充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油精製設備や化学工業設備等では、化学反応を促進させるために、各種の触媒が利用されている。触媒は、例えば顆粒状に造形され、原料流体を流通させる反応塔の内部に充填される。
このような触媒の充填には触媒充填装置が用いられている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の触媒充填装置は、触媒を反応塔の内部に散布するために触媒放出器を備えており、この触媒放出器は、複数の仕切板を有する多段円板状の分散ロータを有する分散ロータ機構を回転駆動機構で駆動する構造である。
回転駆動機構は、触媒放出器で放出される触媒が反応塔内で平らに充填されるように、制御手段で制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２８１０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の従来例では、分散ロータは、所定間隔を離して複数が多段状に積み重ねられており、分散ロータ機構が回転駆動されることにより、各分散ロータの外周縁から触媒がそれぞれ径方向に放出される。
反応塔に充填される触媒は、大きさの異なるものが混在している。大きな触媒は、分散ロータの回転に伴う遠心力によって、反応塔の内壁近くまで飛ばされることになるが、小さな触媒は、反応塔の中心部に止まることになり、散布される触媒の大きさは、充填される箇所に応じて偏在することになる。
【０００６】
触媒充填作業後に、反応塔に充填された触媒に油等の原料流体を反応塔の頂部からまんべんなく散布して、原料流体を流通させる反応作業が行われる。
ここで、反応塔の内壁近傍では、充填されている触媒の大きさが大きいので、散布された多数の触媒の隙間が大きくなる。そのため、反応塔の内壁近傍では、原料流体が流通しやすくなり、流通される原料流体の量が多くなる。
これに対して、反応塔の中心部では、充填されている触媒の大きさが小さいので、散布される多数の触媒の隙間が小さくなる。そのため、反応等の中心部では、原料流体が流通しにくくなり、流通する原料流体の量が少ないものとなる。
そのため、反応作業のために、触媒充填後に原料流体を流通させると、その流通量が充填された触媒の位置により異なるので、反応作業の効率が悪いという課題がある。
【０００７】
本発明の目的は、異なる粒径の被散布材を大きさの偏在がなく均等に散布することができる散布装置及び触媒充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の散布装置は、異なる粒径の被散布材を収納し前記被散布材を排出する排出口が底部中心と開口端縁との間に形成されたカップ部材と、前記カップ部材に収納された前記被散布材を撹拌して前記排出口から排出する第一撹拌翼と、前記排出口から排出された前記被散布材を撹拌する第二撹拌翼とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の散布装置では、カップ部材の内部に被散布材が収納された状態で、第一撹拌翼を回転すると、カップ部材の排出口から被散布材が排出される。
排出口は、カップ部材の底部中心から開口端縁に向けて形成されているので、粒径の大きな被散布材は、排出口のうちカップ部材の底部中心から離れた部分から排出されるだけでなく、底部中心に近い部分からも排出される。
排出口のうち底部中心から排出される被散布材は、粒径の小さいものが大きいものに比べて多いとしても、第一撹拌翼と連結された第二撹拌翼により、再度、撹拌されるので、被散布材の散布に伴う大きさの偏在が少なくなる。
【００１０】
本発明では、前記第一撹拌翼は、第一軸部と、前記第一軸部に固定された第一撹拌板部とを備え、前記第二撹拌翼は、第二軸部と、前記第二軸部に固定された第二撹拌板部とを備え、前記第一軸部と前記第二軸部とが連結されて軸体が構成され、前記軸体は、前記カップ部材の底部中心に形成された挿通孔に挿通され、前記排出口は、前記カップ部材の底部中心から径方向に沿ってスリット状に形成されている構成としてもよい。
この構成では、第一軸部と第二軸部とを連結して形成された軸体に、第一撹拌板部と第二撹拌板部とを固定して第一撹拌翼と第二撹拌翼とを一体に形成した。そのため、軸体を回転駆動することで、第一撹拌板部と第二撹拌板部とを同時に回転させることができるので、第一撹拌翼と第二撹拌翼の構造を簡易なものにできる。しかも、排出口は、カップ部材の底部中心から径方向に沿ってスリット状に形成したから、排出口の構造を簡易なものにできる。
【００１１】
本発明の触媒充填装置は、前述の構成を有する散布装置を備え、前記被散布材は触媒であり、前記散布装置は前記触媒を反応塔の内部に散布することを特徴とする。
本発明では、カップ部材の内部に触媒が供給された状態で、第一撹拌翼を回転すると、カップ部材の排出口から粒径にかかわらず、触媒が排出される。排出口から排出された触媒は、第二撹拌翼により、再度、撹拌されるので、反応塔に充填される触媒は、その内壁側や中心部といった充填される位置にかかわらず、大きさの偏在が少なくなる。
そのため、触媒充填後に、反応塔に原料流体を流して反応作業を行った場合、反応塔の中心部側や内壁部側にかかわらず、原料流体が均等に流れるので、反応作業の効率を向上させることができる。
【００１２】
本発明では、前記触媒と前記触媒より小さな触媒粉とを混在して収納するホッパと、前記ホッパから供給された触媒を触媒粉から分離して前記散布装置に送る分離装置とを備え、前記分離装置は、前記触媒と前記触媒粉とが混在して流通する触媒管と、前記触媒管の内部に配置された内管と、前記触媒管の外部に配置された外管とを備え、前記触媒管は、前記触媒粉が通過可能かつ前記触媒が通過不可能の連通孔が複数形成された周面部を有し、前記内管は、前記連通孔から前記触媒粉を排出するための触媒粉排出用流体を前記触媒管との間の空間に供給する流体供給孔が複数形成された壁部を有し、前記外管は、前記触媒管との間に前記連通孔から排出された前記触媒粉を収納する収納スペースを有し、前記触媒管の周面部と前記内管の壁部との少なくとも一方には、前記触媒粉と前記触媒との混在物の流れに渦を発生させる渦流発生部が設けられ、前記流体供給孔は、少なくとも前記渦流発生部で渦流が発生した位置と対向して配置されている構成としてもよい。
この構成では、ホッパに収納された触媒と触媒粉とは、分離装置で分離され、触媒粉は分離装置の外に排出され、触媒は散布装置に送られる。
分離装置では、触媒と触媒粉との混在物が触媒管の内部を軸方向に沿って流通し、渦流発生部に当たって、渦流が発生する。混在物の流れに渦流が発生すると、触媒に比べて小さい触媒粉が乱流した状態で滞留する。
内管の内部を流通する触媒粉排出用流体を流体供給孔から触媒管の内部に送る。流体供給孔は、渦流発生部で渦流が発生した位置と対向して配置されるので、渦流状態で滞留した触媒粉が連通孔に向かって押し出されることになる。すると、触媒粉が効率的に連通孔を通って外管と触媒管との間の収納スペースに排出される。一方、触媒自体は、触媒粉排出用流体で押し出されようとしても、連通孔を通過することができないので、触媒管の内部を軸方向に沿って引き続き流通する。従って、触媒管の周面部と内管の壁部との少なくとも一方に、触媒と触媒粉との混在物の流れに渦流を発生させる渦流発生部が設けられ、内管の流体供給孔と渦流発生部で渦流が発生した位置とが対向配置されているので、渦流発生部により乱流状態となって渦流発生部の近傍で滞留している触媒粉を流体供給孔から送られた流体が連通孔に向かって押し出すことになり、触媒粉が効率的に収納スペースに排出される。一方、触媒自体は触媒管の内部で流通し続けるので、触媒と触媒粉とが確実に分離されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる触媒充填装置が反応塔に配置された状態を示す概略図。
【図２】分離装置の断面図。
【図３】散布装置の断面図。
【図４】カップ部材の平面図。
【図５】カップ部材の斜視図。
【図６】本発明の変形例にかかる散布装置のカップ部材の斜視図。
【図７】変形例にかかる散布装置の第一撹拌翼と第二撹拌翼とを示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図１から図５に基づいて説明する。
図１において、反応塔１は、内部に触媒２が充填される。触媒２を反応塔１に充填する際には、反応塔１の上部開口から内部へ、触媒充填装置３が導入される。
触媒充填装置３は、上下に延びる供給装置１０と、供給装置１０の下端に設置された散布装置５０とを有するものであり、反応塔１の内外に配置された足場４によって、垂直に設置されている。
〔供給装置１０〕
供給装置１０は、上から下へ順にホッパ１１、分離装置２０、流通管３０、バルブ４０を備えている。
ホッパ１１は、反応塔１の上部開口の外側に配置されており、触媒２と触媒粉２Ａとが混在する混在物２Ｂを貯留し、その下端から分離装置２０へと混在物２Ｂを供給可能である。触媒粉２Ａは、触媒２より小さくかつ軽量なダストであり、反応塔１に充填される対象としては除かれるものである。触媒２は、粒径の異なるものが混在している。
【００１５】
〔分離装置２０〕
分離装置２０は、触媒管２１と、触媒管２１の内部に配置された内管２２と、触媒管２１の外部に配置された外管２３とからなる３重構造とされている。
内管２２は、触媒管２１の内側に同芯で配置され、触媒管２１との間に空間２１Ａ（図２参照）が空けられている。
外管２３は、触媒管２１の外側に同芯で配置され、触媒管２１との間に収納スペース２３Ａ（図２参照）が空けられている。
触媒管２１は、上端をホッパ１１の触媒出口に連結され、下端を、流通管３０を介してバルブ４０に連結されている。従って、ホッパ１１からバルブ４０へと供給される触媒２は、触媒管２１の内側を通される。
内管２２の上端には除塵エア供給管２４が接続されている。
除塵エア供給管２４は、外部の除塵エア供給源（図示省略）からの加圧エアを、内管２２の上端へと導入する。なお、除塵エア供給管２４は、図１では、一部が外管２３の外部に露出した水平管部と触媒管２１の内部に配置された鉛直管部とからなるＬ字管が図示されているが、本実施形態では、除塵エア供給管２４を、それぞれ一部が外部に露出した水平管部と水平管部の中心に接続され触媒管２１の内部に配置された鉛直管部とからなるＴ字管から構成してもよい。
従って、触媒管２１を通過する触媒２は、除塵エアにより触媒粉２Ａを除去された清浄な状態で、バルブ４０へと送り出される。
【００１６】
外管２３は、全長にわたって気密性を有する管体である。
外管２３の下端には除塵エア排出管２５が接続され、この除塵エア排出管２５には除塵用の排気機構２６が接続されている。排気機構２６の構成として、例えば、ブロアやサイクロンを例示することができる。
除塵エアは、触媒管２１内の触媒２の隙間を通過する際に、触媒２に付着していた触媒粉２Ａ、あるいは触媒２から生じた触媒粉２Ａを取り込み、この触媒粉２Ａとともに除塵エア排出管２５へ送り出される。
本実施形態では、除塵エア排出管２５及び排気機構２６から収納スペース２３Ａに収納された触媒粉２Ａを吸引する吸引装置が構成される。
従って、触媒管２１内で除塵エアが取り込んだ触媒粉２Ａは、排気機構２６で回収され、一括して廃棄することができる。一方、排気機構２６を通過した搬送エアは、触媒粉２Ａを含まない清浄な状態とされたうえで、大気に解放される。
【００１７】
図２には分離装置２０の詳細な構成が示されている。
図２において、触媒管２１は、外管２３で覆われた筒状の周面部２１Ｂを備えている。周面部２１Ｂは、多数の連通孔２１１を有し、その内面側と外面側とで通気可能である。ただし、連通孔２１１は、触媒２を通過させない大きさ又は形状であるが、触媒２より小さい触媒粉２Ａを通過させる。
図２では、触媒管２１をメッシュ材料で形成してその格子間隔を連通孔２１１としているが、本実施形態では、触媒管２１の材料に孔明け加工をして形成された複数の孔を連通孔２１１としてもよい。
【００１８】
内管２２は、触媒管２１に覆われる筒状部２２Ａと、筒状部２２Ａのバルブ４０側の端部に設けられた端面部２２Ｂ（図１参照）とを有する壁部２２Ｃを備える。
筒状部２２Ａは、複数の流体供給孔２２１を有し、その内面側と外面側とで通気可能である。
内管２２をメッシュ材料で形成してその格子間隔を流体供給孔２２１としているが、本実施形態では、内管２２の材料に多数の孔明け加工で形成されたものを流体供給孔２２１としてもよい。
流体供給孔２２１は、後述する第一フィン８０が設けられた位置と対応する位置を少なくとも含み、かつ、内管２２の周方向に沿って複数が互いに等間隔に配置されている。なお、内管２２に孔明け加工で流体供給孔２２１を形成する場合、流体供給孔２２１を第一フィン８０が設けられた位置と対応する位置にのみ形成してもよい。
【００１９】
触媒管２１の内周部には、触媒粉２Ａと触媒２との混在物２Ｂの渦流Ｐを発生させる渦流発生部８が設けられている。
渦流発生部８は、触媒管２１の周面部２１Ｂに基端が固定された第一フィン８０と、内管２２に基端が固定された第二フィン８１とを有する。
第一フィン８０は、その先端が触媒粉２Ａと触媒２との混在物２Ｂの流通方向のうち下流側に向いている。つまり、第一フィン８０は、基端から先端にかけて下り傾斜している。
第二フィン８１は、その先端が混在物２Ｂの流通方向のうち上流側に向いている。つまり、第二フィン８１は、基端から先端にかけて上り傾斜している。第二フィン８１の基端の水平位置は、第一フィン８０の先端の水平位置と同じである。
第一フィン８０の先端と第二フィン８１の先端との間には、混在物２Ｂが流通するための隙間Ｓが形成されている。
第一フィン８０は、触媒管２１の軸芯を中心とした環状に形成されている。第一フィン８０の先端と触媒管２１の周面部２１Ｂとの間の寸法は触媒管２１の周方向に沿って同じである。
第二フィン８１は、内管２２の軸芯を中心とした環状に形成されている。第二フィン８１の先端と内管２２の外周との間の寸法は内管２２の周方向に沿って同じである。
以上の構成の渦流発生部８では、上流側から送られる触媒２及び触媒粉２Ａからなる混在物２Ｂ、特に、触媒粉２Ａは、第一フィン８０と第二フィン８１とを通過した直後に渦流Ｐが発生する。
第一フィン８０は、触媒管２１の軸方向に沿って複数段（図２では３段）形成されており、第二フィン８１は、内管２２の軸方向に沿って複数段（図２では３段）形成されている。
【００２０】
〔バルブ４０〕
図１において、バルブ４０は、分離装置２０から散布装置５０へと触媒２を通過させる状態と、これを遮断する状態とを切り替える機構である。
バルブ４０は、制御装置５からの信号を受けて開閉操作される。なお、図１では、制御装置５が反応塔１の内部に配置されている状態が示されているが、本実施形態では、制御装置５が反応塔１の外部に配置されるものでもよい。
【００２１】
〔散布装置５０〕
図１において、散布装置５０は、供給装置１０の下部に接続されるものであって、供給装置１０から供給される触媒２を被散布材として反応塔１内に回転散布する装置である。
散布装置５０は、ケーシング５１、カップ部材５２、撹拌翼５３、撹拌翼駆動部５４を有する。
ケーシング５１は、上端がバルブ４０と接続され下端がカップ部材５２を固定する筒状部材である。
ケーシング５１の周面は、反応塔１の内部に設けられた足場４に固定されている。
カップ部材５２は、バルブ４０からケーシング５１を通じて送られる粒径の異なる触媒２を収納するものであり、合成樹脂から形成されている。
【００２２】
散布装置５０の具体的な構成が図３から図５に示されている。
図３から図５において、カップ部材５２は、その外周と内周が半球面とされたカップ本体５２１と、カップ本体５２１の開口端縁に固定された蓋部材５２２とを有する。
カップ本体５２１の底部中心は、ケーシング５１の軸芯と一致する。底部中心には挿通孔５２Ａが形成されている。
カップ本体５２１には、触媒２を排出する排出口５２Ｂが挿通孔５２Ａから径方向に沿ってスリット状に形成されている。
【００２３】
排出口５２Ｂの数は、図では、４個形成されているが、本実施形態では、４個に限定されるものではなく、１個あるいは２個、３個、５個以上でもよい。排出口５２Ｂを複数箇所形成する場合には、挿通孔５２Ａを中心として等間隔に配置されることが好ましい。
排出口５２Ｂは、図では、挿通孔５２Ａからカップ部材５２の外周縁近傍にわたり、同じ幅寸法に形成されている。本実施形態では、排出口５２Ｂの幅寸法を挿通孔５２Ａからカップ部材５２の外周縁近傍に従って狭くするものでもよく、逆に、挿通孔５２Ａからカップ部材５２の外周縁近傍に従って広くするものでもよい。
蓋部材５２２は、ケーシング５１から送られる触媒２をカップ本体５２１の上面から漏出することを防止するものである。なお、図４及び図５では、蓋部材５２２の図示が省略されている。
【００２４】
撹拌翼５３は、合成樹脂から形成されるものであって、カップ部材５２の内部に配置されカップ部材５２に収納された触媒２を撹拌する第一撹拌翼５３１と、カップ部材５２の外部に配置され排出口５２Ｂから排出された触媒を撹拌する第二撹拌翼５３２とを有する。
第一撹拌翼５３１は、第一軸部５３３と、第一軸部５３３に固定された第一撹拌板部５３４とを有する。第一撹拌板部５３４は、第一軸部５３３の外周に沿って等間隔に複数、図では４枚固定されている。
第一撹拌翼５３１は、その外周端縁がカップ本体５２１の内周形状に合わせて円弧状とされた扇形形状を有する。
【００２５】
第二撹拌翼５３２は、第二軸部５３５と、第二軸部５３５に固定された第二撹拌板部５３６とを有する。第二撹拌板部５３６は、第二軸部５３５の外周に沿って等間隔に複数、図では４枚固定されている。本実施形態では、これらの第二撹拌板部５３６は、それぞれ平面矩形状に形成されており、第二軸部５３５と接する基端辺を除く３辺の周縁が反応塔１の内部に露出される。
第二撹拌板部５３６は、第二軸部５３５の軸方向に沿って複数対、図では２対設けられている。つまり、本実施形態では、第二撹拌板部５３６は、カップ部材５２に近接した位置に４枚、カップ部材５２から離れた位置に４枚、合計、８枚配置されている。
第一軸部５３３と第二軸部５３５とは図示しない連結部材を介して連結されている。連結部材により、第一軸部５３３と第二軸部５３５から軸体５３０が構成される。
軸体５３０は、カップ部材５２の挿通孔５２Ａに挿通されている。
【００２６】
図１において、撹拌翼駆動部５４は、ケーシング５１の内部に配置されたエアモータ５４１と、エアモータ５４１の回転を測定する回転計５４２と、エアモータ５４１にエアを供給するエア供給源５４３と、エアモータ５４１からのエアを排出するエア排出管５４４とを有する。
エアモータ５４１は、その軸芯がケーシング５１の軸芯と一致するように支持され、その主軸５４１Ａには第一軸部５３３が連結されている。
エアモータ５４１は、主軸５４１Ａを有する。主軸５４１Ａと軸体５３０とは図示しない連結部材で連結されている。そのため、エア供給源５４３から供給されるエアによりエアモータ５４１の主軸５４１Ａが回転すると、主軸５４１Ａとともに軸体５３０が回転する。
【００２７】
回転計５４２は、エアモータ５４１に附設され、エアモータ５４１の主軸５４１Ａの回転速度を検出し、制御装置５に信号を出力する。
制御装置５は、回転計５４２からの出力信号を受けて撹拌翼５３を適正な回転数となるようにエア供給源５４３を制御する。
［その他の装置］
反応塔１の内部には照明装置６と図示しないカメラとが配置されている。照明装置６とカメラとは制御装置５からの信号を受けてＯＮまたはＯＦＦとされる。
制御装置５は、図示しない外部電源に接続されている。
【００２８】
〔触媒の充填方法〕
［準備工程］
まず、反応塔１に足場４を組み立てて、触媒充填装置３を設置する。
［分離工程］
ホッパ１１に混在物２Ｂを収納しておく。ホッパ１１から混在物２Ｂを分離装置２０に送る。
分離装置２０では、ホッパ１１から送られる混在物２Ｂが触媒管２１と内管２２との間の空間２１Ａを下方に向かって流通する。すると、混在物２Ｂのうち、内管２２に近い部分を流通する混在物２Ｂは、第二フィン８１に当たって流れが阻害され、外管２３に近い部分を流通する混在物２Ｂは、第一フィン８０に当たり、基端側から先端にかけて第一フィン８０の上面（表面）に沿って流れる。混在物２Ｂは、第一フィン８０の先端から離れた直後に渦流Ｐが発生する。渦流Ｐにより、混在物２Ｂのうち触媒２より小さな触媒粉２Ａが乱流する。渦流Ｐに伴って触媒粉２Ａが第一フィン８０の下方の間に形成された領域Ｑに入り込み滞留する。
【００２９】
ここで、内管２２の内部に除塵エアを送ると、除塵エアは、第二フィン６１の基端より上方に位置する流体供給孔２２１を通って第二フィン８１によって流れが阻害されている混在物２Ｂを逆流させて触媒管２１側に送り、さらに、渦流Ｐにより第一フィン８０の下方で滞留している触媒粉２Ａを連通孔２１１に向けて押し出すことになり、除塵エアとともに触媒粉２Ａが連通孔２１１を通って収納スペース２３Ａに収納される。収納スペース２３Ａに収納された触媒粉２Ａは、除塵エア排出管２５及び排気機構２６により吸引される。
収納スペース２３Ａが除塵エア排出管２５及び排気機構２６により吸引されることで、触媒管２１と内管２２との間の空間２１Ａに負圧が生じ、空間２１Ａにある触媒粉２Ａが強制的に連通孔２１１を通って収納スペース２３Ａに送られる。触媒粉２Ａより大きな触媒２は、連通孔２１１を通らないので、下流側に送られる。
【００３０】
［散布工程］
分離装置２０から送られる粒径の異なる多くの触媒２は、散布装置５０に送られて反応塔１の内部に散布される。
まず、制御装置５からの信号を受けてバルブ４０が開放操作されると、触媒２は、散布装置５０のケーシング５１の内部を通ってカップ部材５２の内部に送られる。触媒２は、粒径の異なるものがカップ部材５２の内部に収納されることになる。
そして、制御装置５からの駆動信号を撹拌翼駆動部５４のエア供給源５４３が受けると、エア供給源５４３から供給されるエアは、エアモータ５４１を回転駆動させた後、エア排出管５４４を通って排出される。
【００３１】
エアモータ５４１とともに撹拌翼５３が回転すると、撹拌翼５３の第一撹拌翼５３１は、カップ部材５２の内部に収納された触媒２を撹拌する。
カップ部材５２の内部で撹拌されている触媒２は、カップ本体５２１に形成された排出口５２Ｂを通じて、カップ部材５２の下方から側方にかけて排出される。
ここで、粒径の大きな触媒２は、排出口５２Ｂのうちカップ部材の底部中心から離れた部分から排出されるだけでなく、底部中心に近い部分からも排出されることになる。
排出口５２Ｂのうち底部中心から排出される触媒２は、その粒径が小さいものが多いとしても、第二撹拌翼５３２を構成する第二撹拌板部５３６に衝突して、再度、撹拌されて反応塔１の内壁側に飛ばされることになる。
そのため、撹拌翼５３で撹拌された触媒２は、大きさの偏在が少ない状態で、反応塔１の下部から徐々に集積されることになる。
なお、エアモータ５４１の回転数を回転計５４２が測定し、その測定値を制御装置５に送る。制御装置５では、エアモータ５４１に適正な回転数で回転させるようにエア供給源５４３に信号を送る。
【００３２】
［反応工程］
散布工程が終了したら、触媒充填装置３を反応塔１から撤去し、反応塔１の内部に充填された触媒２に原料流体を反応塔１の上部から流し込む。この際、触媒２は、その粒径にかかわらず反応塔１の内部において均等に充填されているので、原料流体は、触媒が充填された位置、例えば、反応塔１の中心部側や内壁部側にかかわらず、流れ込む。
【００３３】
〔実施形態の作用効果〕
前述のような本実施形態では、以下のような作用効果が得られる。
（１）異なる粒径の被散布材として触媒２を収納するカップ部材５２と、カップ部材５２に収納された触媒２を撹拌して底部中心から開口端縁に向けて形成された排出口５２Ｂから排出する第一撹拌翼５３１と、排出口５２Ｂから排出された触媒２を撹拌する第二撹拌翼５３２とを備えて撹拌翼５３を構成した。そのため、粒径の大きな触媒２は、排出口５２Ｂのうちカップ部材５２の底部中心から離れた部分から排出されるだけでなく、底部中心に近い部分からも排出されることになり、しかも、排出口５２Ｂのうち底部中心から排出される触媒２は、粒径の小さいものが大きいものに比べて多いとしても、第二撹拌翼５３２により、再度、撹拌されるので、触媒２の散布に伴う大きさの偏在が少なくなる。
【００３４】
（２）撹拌翼５３を第一撹拌翼５３１と第二撹拌翼５３２とから構成し、第一撹拌翼５３１を、第一軸部５３３に第一撹拌板部５３４を固定して形成し、第二撹拌翼５３２を、第二軸部５３５に第二撹拌板部５３６を固定して形成し、第一軸部５３３と第二軸部５３５とを連結して軸体５３０を構成した。そのため、軸体５３０を回転駆動することで、第一撹拌板部５３４と第二撹拌板部５３６とを同時に回転させることができるので、第一軸部５３３と第二軸部５３５とを別々に回転させる場合に比べて、撹拌翼５３の構造を簡易なものにできる。
（３）排出口５２Ｂを、カップ部材５２の底部中心から径方向に沿ってスリット状に形成したから、排出口５２Ｂの構造を簡易なものにできる。
【００３５】
（４）前述の構成の散布装置５０を備えて触媒充填装置３を構成したから、反応塔１に充填される触媒２は、その内壁側や中心部といった充填される位置にかかわらず、大きさの偏在が少なくなる。そのため、触媒充填後に、反応塔１に原料流体を流して反応作業を行った場合、反応塔１の位置にかかわらず、原料流体が同じように流れるので、反応作業の効率が向上する。
（５）第二撹拌板部５３６を、第二軸部５３５の軸方向に沿って複数対設ける構造としたので、触媒２を十分に撹拌することができる。
【００３６】
（６）触媒管２１の周面部２１Ｂに、触媒２と触媒２より小さな触媒粉２Ａとの混在物２Ｂの流れに渦流Ｐを発生させる渦流発生部８を設け、内管２２の流体供給孔２２１を渦流発生部８で渦流Ｐが発生した位置に対向配置したので、渦流発生部８により乱流状態で滞留している第一粉体を流体供給孔２２１から送られた除塵エアが連通孔２１１に向かって押し出すことになり、触媒粉２Ａが効率的に収納スペース２３Ａに排出される。一方、触媒２は内管２２と触媒管との間の空間に流通し続けるので、触媒粉２Ａとは確実に分離される。しかも、渦流発生部８を触媒管２１に設けるだけなので、構造が簡易である。その上、分離装置２０により、触媒粉２Ａと触媒２とが確実に分離されるので、散布装置５０で反応塔１の内部に散布される触媒２の純度が高いものとなる。
【００３７】
（７）渦流発生部８は、先端が混在物２Ｂの流通方向のうち下流側に向いた第一フィン８０を有し、第一フィン８０の先端と内管２２の壁部２２Ｃとの間に混在物２Ｂが流れる隙間Ｓがあるので、第一フィン８０に混在物２Ｂが当たると、触媒粉２Ａが第一フィン８０の先端から下方に回り込んで渦流Ｐが発生する。渦流Ｐにより乱流となった触媒粉２Ａは、除塵エアによって確実に収納スペース２３Ａに送り出され、触媒２と確実に分離される。そのため、渦流Ｐの発生を確実に行えるとともに渦流発生部８の構成を簡易なものにできる。
（８）第一フィン８０は、触媒管２１の軸芯を中心とした環状に形成されているから、第一フィン８０が周方向に沿って欠損した部位がなく、第一フィン８０による混在物２Ｂの渦流を確実に発生させることができる。
（９）内管２２の外周に外周面に沿った混在物２Ｂの流れを阻害する第二フィン８１を設けたので、混在物２Ｂが撹拌されることになり、渦流Ｐを確実に発生させることができる。
【００３８】
（１０）外管２３には収納スペース２３Ａに収納された触媒粉２Ａを吸引する除塵エア排出管２５及び排気機構２６が接続されているので、収納スペース２３Ａに負圧が生じ、触媒管２１の内部にある触媒粉２Ａを強制的に収納スペース２３Ａに送り出すことができ、この点からも、触媒粉２Ａと触媒２との分離をより確実に行うことができる。
【００３９】
〔変形例〕
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、カップ部材５２を、外周と内周が半球面とされたカップ本体５２１と蓋部材５２２とを備えて構成したが、本発明では、図６に示される通り、カップ部材５２０を、円板部５２３Ａと筒部５２３Ｂとを有する有底円筒状のカップ本体５２３と、蓋部材５２２とを備えて構成してもよい。この場合、排出口５２Ｂは、円板部５２３Ａにのみ形成されるものでもよく、円板部５２３Ａから筒部５２３Ｂにかけて形成されるものでもよい。図６で示されるカップ部材５２は、図３で示される撹拌翼５３を用いてもよい。第一撹拌翼５３１の第一撹拌板部５３４を、図３で示されるように、扇形形状としてもよいが、カップ本体５２３の内部形状に合わせて平面矩形状としてもよい。
【００４０】
また、前記実施形態では、第一撹拌板部５３４と第二撹拌板部５３６とをそれぞれ平面矩形状としたが、本発明では、図７で示される通り、平面扇形形状としてもよい。この場合、扇形を形成する直線部を反応塔１の下部に向け、円弧部分を反応塔１の上部に向ける形状としてもよい。
【００４１】
さらに、前記実施形態では、第一撹拌翼５３１と第二撹拌翼５３２とは連結された構造であったが、本発明では、分離した構造とし、それぞれ駆動機構により回転駆動させる構成としてもよい。
また、排出口５２Ｂを、カップ部材５２の底部中心から径方向に沿ってスリット状に形成したが、本発明では、排出口５２Ｂは、カップ部材５２の底部中心と開口端縁との間に形成されていればよく、例えば、排出口５２Ｂを複数の孔から構成し、これらの孔を底部中心から径方向に沿って並べて配置してもよい。排出口５２Ｂをスリット状に形成する場合であっても、前記実施形態のように、直線状に形成することを要せず、カップ部材５２の底部中心から開口端縁に向けて螺旋状に形成するものでもよい。
【００４２】
前記実施形態では、第二撹拌板部５３６を、第二軸部５３５の外周に複数固定して形成し、これらの第二撹拌板部５３６を、第二軸部５３５と接する基端辺を除く３辺の周縁が反応塔１の内部に露出した構成としたが、本発明では、これらの第二撹拌板部５３６同士を、第二軸部５３５の軸芯と直交する板部で連結する構成としてもよい。板部で連結することで、第二撹拌翼５３２の強度が大きなものになる。ただし、前記実施形態のように、複数の第二撹拌板部５３６を、第二軸部５３５と接する基端辺を除く３辺の周縁が反応塔１の内部に露出した構成とすれば、板部の上に触媒２が落下し、板部の遠心力で反応塔１の壁部近傍まで飛ばされることが少ないので、散布する触媒２の粒径の偏差をより少ないものにできる。
【００４３】
本発明では、分離装置２０を省略した構成としてもよい。
仮に、分離装置２０を設ける場合であっても、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、第二フィン８１を省略してもよく、さらには、第一フィン８０と第二フィン８１を複数段から構成することを要せず、１段から構成するものでもよい。
さらに、本発明の被散布材は、反応塔１の内部に散布される触媒２に限定されるものではなく、例えば、アルミパウダー、亜鉛粉、合金粉等の金属分野で使用される粒状体、カーボン粉、活性炭、樹脂粉、樹脂ビーズ等の化学分野で使用される粒状体、アルミナ、クレー等の窯業分野で使用される粒状体、塩、上砂糖、グラニュー糖等の食品分野で使用される粒状体、その他の分野で使用される粒状体としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、金属分野、化学分野、食品分野における製造、並びに、石油精製設備や化学工業設備等の反応塔への触媒の充填に利用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１…反応塔、１１…ホッパ、２…触媒（被散布材）、２０…分離装置、２１…触媒管、２１１…連通孔、２１Ａ…空間、２１Ｂ…周面部、２２…内管、２２１…流体供給孔、２２Ａ…筒状部、２２Ｃ…壁部、２３…外管、２３Ａ…収納スペース、２Ａ…触媒粉、２Ｂ…混在物、３…触媒充填装置、５０…散布装置、５１…ケーシング、５２，５２０…カップ部材、５２１，５２３…カップ本体、５２Ａ…挿通孔、５２Ｂ…排出口、５３…撹拌翼、５３０…軸体、５３１…第一撹拌翼、５３２…第二撹拌翼、５３３…第一軸部、５３４…第一撹拌板部、５３５…第二軸部、５３６…第二撹拌板部、５４…撹拌翼駆動部、５４１…エアモータ、８…渦流発生部、８０…第一フィン、８１…第二フィン、Ｐ…渦流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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