(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温調手段及び排気手段を具備して微粉体乃至超微粉体の乾燥処理を行う処理容器と、該処理容器に傾斜ねじり振動を付与する加振手段とを備え、
前記加振手段は、水平傾斜度１０〜４５°方向に振動が発生するように配された３本以上の板ばねで固定支持された振動台と、該振動台の裏面に固定される往復動型の発振機とを備え、
前記振動台と前記処理容器とが、容易に着脱可能に一体化されており、かつ、
前記処理容器の処理容量が、２０〜１５０ｃｃであるとともに、前記発振機の振動数が５０〜２００Ｈｚで、振動方向振幅が０．２〜１mmであり、また、
前記処理容器が、容器本体と、該容器本体に対して容易に着脱かつ密閉嵌合可能な蓋体とからなり、前記排気手段を除き密閉構造とされている、
ことを特徴とする竪型振動乾燥機。
【請求項２】
前記排気手段が、減圧排気手段であることを特徴とする請求項１記載の竪型振動乾燥機。
【請求項３】
前記温調手段が、前記振動台上に一体化される温調ジャケット本体と、該温調ジャケット本体に容易に着脱可能に密閉嵌合される容器本体とで形成される温調ジャケットであることを特徴とする請求項２記載の竪型振動乾燥機。
【請求項４】
前記温調ジャケットのジャケット本体の上端と前記容器本体の周面との間に第一フェルール部対が形成され、該第一フェルール部対を第一フェルールクランプで締結・解除可能とされているとともに、前記処理容器の容器本体の上端と、該容器本体に嵌合する蓋体の嵌合部直上位置周面との間に第二フェルール部対が形成され、該第二フェルール部対を第二フェルールクランプで締結・解除可能とされていることを特徴とする請求項３記載の竪型振動乾燥機。
【請求項５】
前記減圧排気手段が、前記処理容器本体内に配され、フィルタで周面が形成された排気導入筒部と、該排気導入筒部から減圧配管に接続される配管継手とを備えていることを特徴とする請求項３又は４記載の竪型振動乾燥機。
【請求項６】
前記減圧排気手段が、前記処理容器本体内に配され、フィルタで周面が形成された排気導入筒部と、該排気導入筒部から減圧配管に接続される配管継手とを備えていることを特徴とする請求項２記載の竪型振動乾燥機。
【請求項７】
さらに、温度検知手段を備え、該温度検知手段が、前記排気導入筒部の下側に突出する温度検知部を備えた熱電対であることを特徴とする請求項５又は６記載の竪型振動乾燥機。
【請求項８】
前記処理容器の蓋体の上面が透明板で形成され、密閉状態で覗き可能とされていることを特徴とする請求項１〜７いずれか一記載の竪型振動乾燥機。
【請求項９】
前記温調手段が、前記振動台上に一体化される温調ジャケット本体と、該温調ジャケット本体に容易に着脱可能に密閉嵌合される容器本体とで形成される温調ジャケットであることを特徴とする請求項１記載の竪型振動乾燥機。
【請求項１０】
前記温調ジャケットのジャケット本体の上端と前記容器本体の周面との間に第一フェルール部対が形成され、該第一フェルール部対を第一フェルールクランプで締結・解除可能とされているとともに、前記処理容器の容器本体の上端と、該容器本体に嵌合する蓋体の嵌合部直上位置周面との間に第二フェルール部対が形成され、該第二フェルール部対を第二フェルールクランプで締結・解除可能とされていることを特徴とする請求項９記載の竪型振動乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粉体乃至超微粉体の乾燥に好適な竪型振動乾燥機に係る。特に、微粉体乃至超微粉体である希少化学物質（希少金属、医薬品等）や実験室で試料を乾燥処理するのに好適な竪型振動乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動乾燥機は、下記のような要因・特長を有するため（特に、サニタリー化に適し、材料汚染が少ないため。）、薬剤を含むファインケミストリーの分野で多用されている。振動乾燥機の構造および流動化状況から派生する要因と振動乾燥機の特長について、非特許文献１「最近の化学工学」（化学工学会、2000．11．15）の「16．振動乾燥機の進展と振動流動乾燥機への展開」ｐ137から、以下に引用する。
【０００３】
要因1)粉粒体を動かす手段として振動力を利用している。
【０００４】
・空気を利用することなく流動化が得られる。
【０００５】
・粉粒体の破壊が比較的に少ない。
【０００６】
・粒子単位の運動であるので粉粒体の局部加熱や乾燥ムラが少ない。
【０００７】
・粉粒体の飛散が少ない。
【０００８】
・乾燥後の粉粒体は振動により容易に排出できる。
【０００９】
要因2）構造がきわめてシンプルである。
【００１０】
・取り扱いが簡単で洗浄が容易である。
【００１１】
・サニタリー化に適する。
【００１２】
・材料汚染が少なく、乾燥材料の切替が容易である。
【００１３】
要因3）密閉構造で、ジャケットによる間接加熱方式を標準としている。
【００１４】
・温水、スチーム、減圧スチーム、冷水などによる間接加熱方式を標準としている。
【００１５】
・減圧乾燥、不活性ガスシールが容易で、熱劣化、酸化の防止ができる。
【００１６】
・有機溶剤の分離に適し、溶剤の回収が容易である。
【００１７】
・スラリーおよびペースト状の乾燥材料に対応できる。
【００１８】
・粉塵、有機溶剤の飛散を防止できる。
【００１９】
要因4）解砕用媒体の投入ができる。
【００２０】
・乾燥、解砕が同時にできる。
【００２１】
・スラリーフィードによる乾燥、蒸発操作が容易である。
【００２２】
要因5)攪拌は外部取付の振動による。
【００２３】
・駆動動力が小さい。
【００２４】
・摩耗が少ない。
【００２５】
そして、振動乾燥機の基本構造は、スプリング上にフレーム等を介して支持された乾燥容器本体を振動発生体の加振力により、ある範囲内で自由運動を与えることである。竪型乾燥機は２台の振動モータを対向面側で互い交差するように竪型容器本体の下部に取り付け、斜め上方（通常、容器本体の周方向に対して４５°方向）に楕円状のツイスト(ねじれ)振動を加える構造となっている（非特許文献１第137頁参照）。
【００２６】
即ち、図１に示すように、竪型容器本体に周方向の往復運動（回動運動）と斜め上方（45°方向）の合成された楕円振動が発生する。なお、図１は、非特許文献１第137頁における「図１竪型振動乾燥機の流動状態」の引用図である。（Ａ）は上から見た振動の方向を示す概略図であり、（Ｂ）は横から見た振動の方向を示す概略図である。非特許文献１の当該箇所には、「図１（Ｂ）のように粉粒体は容器壁面にそって盛り上がり、中心部に向かって滑り落ちる動きと、図１（Ａ）のように全体が周方向に旋回する動きの複合した流動現象がみられる。」と記載されている。
【００２７】
なお、本発明の特許性に影響を与えるものではないが、本発明の関連先行技術文献として、特許文献１・２等がある。
【００２８】
そして、上記竪型振動乾燥機は、通常、容器本体と振動駆動源である振動モータおよびばね支持された振動台と一体的であった。容器本体から振動モータを簡単に取り外したり、容器本体を振動台から簡単に取り外したりすることできなかった（特許文献１の添付図等参照）。
【００２９】
また、竪型振動乾燥機の乾燥処理容量の最小値は、通常、２００ｃｃであった。なお、最大値は、出願人の上市機種のうちでは、８７０ｃｃである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００３０】
【非特許文献１】社団法人化学工学会関東支部編「最近の化学工学」社団法人化学工学会、2000．11．15発行、「16．振動乾燥機の進展と振動流動乾燥機への展開」ｐ137
【特許文献】
【００３１】
【特許文献１】特公昭５５−５０２６５号公報
【特許文献２】特開昭６２−７４４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
そして、昨今のファインケミストリー研究開発の活発化に伴い、さらに小量処理が可能で、且つ、容器本体の取り扱い性（被処理物の投入、取り出し、洗浄性、衛生性）に優れた竪型振動乾燥機の出現が要望されるようになってきている。
【００３３】
しかし、当該要望に応えられる竪型振動乾燥機は、本発明者らは寡聞にして知らない。
【００３４】
本発明は、上記要望に応えることが容易な竪型振動乾燥機を提供することを目的（課題）とする。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意開発に努力をする過程で、従来、パーツフィーダの発振機（加振機）として多用されている電磁式又はエア式の往復動型発振機を使用して、さらに、着脱容易な構造とすれば、上記課題を解決できることを知見して下記構成の竪型振動乾燥機に想到した。
【００３６】
温調手段及び排気手段を具備して微粉体乃至超微粉体の乾燥処理を行う処理容器と、該処理容器に傾斜ねじり振動を付与する加振手段とを備え、
前記加振手段は、水平傾斜度１０〜４５°方向に振動が発生するように配された３本以上の板ばねで固定支持された振動台と、該振動台の裏面に固定される往復動型の発振機とを備え、
前記振動台と前記処理容器とが、容易に着脱可能に一体化されており、かつ、
前記処理容器の処理容量が、２０〜１５０ｃｃであるとともに、前記発振機の振動数が５０〜２００Ｈｚで、振動方向振幅が０．２〜１mmであり、また、
前記処理容器が、容器本体と、該容器本体に対して容易に着脱かつ密閉嵌合可能な蓋体とからなり、前記排気手段を除き密閉構造とされている、
ことを特徴とする。
【００３７】
なお、発振機（加振機）として、電磁式又はエア式の前後動（直動）型発振機では、効果的な振動を付与することが困難であるとされていた。即ち、振動モータの場合、通常、振動方向：４５°（対水平面：以下同じ。）で前後に交差させて配され、振幅：３ｍｍ、振動数：１８００Ｈｚのものであった。これに対し、電磁式発振機では、通常、１個で加振可能で、振動方向：１０〜２５°、振幅：０．５ｍｍ、振動数：５０〜２００ＨＺであった。
【００３８】
しかし、本発明者らが、実験したところ、処理容量が少ない場合、加振により被処理物（粉粒体）に有効な流動現象を発生させることができることを知見したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】竪型振動乾燥機の処理容器内における流動現象説明のための上から見た概略図（Ａ）および横から見た概略図（Ｂ）である。
【図２】本発明の一実施形態である竪型振動乾燥機の一例を示す概略断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】本発明の電磁式発振機の斜視図である。
【図５】本発明で使用するエア式発振機の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の一形態について、図例に基づいて説明する。
【００４１】
本発明の竪型振動乾燥機Ｍは、基本的には、温調手段１２及び排気手段１４を具備して乾燥処理を行う処理容器１６と、該処理容器１６に傾斜ねじり振動を付与する加振手段１８とを備えたものである（図２・３参照）。
【００４２】
上記加振手段１８は、水平傾斜度１０〜４５°（望ましくは２５〜４５°）方向に振動が発生するように配された３本以上の板ばね２０で固定支持された振動台２２と、該振動台２２の裏面に固定される往復動型の発振機２４とを備えている。なお、板ばね２０の配設角度は、振動台２２の振動方向の角度と直交関係にある。例えば、水平傾斜度２５°の方向に振動を発生させようとする場合は、板バネ２０は図例の如く鉛直傾斜度２５°とする(図２参照)。
【００４３】
発振機２４は、通常、電磁コイルを励磁して往復振動させる電磁式発振機を用いる。電磁式発振機は、半波方式と全波方式があるが、どちらでもよい。なお、電磁式の代わりに、ピストンの戻しばね定数とエア圧で振動数を調節可能なエア式発振機であってもよい（図５参照）。より具体的には、板ばね２０は、複数（３個以上）の防振ゴム２６、防振ゴム座２７を介して台座２８上に保持された固定台（支持台）３０に、所定隙間（１〜２ｍｍ）をおいて振動台２２が浮き支持されている（図３・４参照）。なお、図３・４は、シンフォニアテクノロジー株式会社（旧社名：神鋼電機株式会社）発行のパーツフィーダカタログを参照にして描いたものである。また、図５は、スイスFindeva社製のピストンバイブレータカタログ「ＦＰシリーズ」から引用したものである。
【００４４】
上記排気手段は、減圧排気手段１４とされているが、減圧排気でなくても大気圧排気であってもよい。乾燥のためには、排気手段は必然的である。ここで、減圧排気手段１４の能力は、処理条件により異なるが、例えば、絶対圧で０．１〜５０kPaを達成できるものとする。
【００４５】
温調手段は、温調ジャケット１２で形成されている。該温調ジャケット１２は、振動台２２上に一体化されるジャケット本体３２と、該ジャケット本体３２に容易に着脱可能に密閉嵌合される処理容器本体３４とで形成されている。この温調ジャケット１２の熱媒体は、通常、水（熱水・冷水）とするが、より、高い加熱温度が要求される場合は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）やオイルや水蒸気（スチーム）であってもよい。さらに、温調ジャケットの代わりに又は温調ジャケットとともに、容器本体の周面に電磁誘導加熱や抵抗加熱（例えば、テープヒータ、マントルヒータ）等の加熱手段を配してもよい。なお、温調範囲は、原料（被処理物）によって異なり、特に限定されないが、例えば、３０〜１３０℃の範囲で調節可能としておく。
【００４６】
そして、本実施形態では、振動台２２と処理容器１６とが、着脱容易に一体化されているとともに、処理容器１６から製品（処理済み品）を容易に排出可能に、処理容器１６の端面に着脱容易で密閉嵌合可能な蓋体５８を備えている。こうして、処理容器１６は、排気手段を除き密閉構造とされている。
【００４７】
振動台２２と処理容器１６との着脱構成は、道具等を使用せず容易に着脱できるものであれば特に限定されない。本実施形態では、下記のような構成とされている。
【００４８】
ジャケット本体３２の上端と容器本体の周面との間に第一フェルール部（金環部：フランジ部）対３６、３６が形成され、該第一フェルール部対３６、３６を第一フェルールクランプ３８で締結・開放可能とされている。なお、第一フェルールクランプ３８は、内側クランプ溝がテーパ溝とされ、強力かつフェルール部全周を均一に締め付けることができる。したがって、第一フェルール部対３６、３６の対向面間にＯリング４０を介在させることにより、ジャケット本体３２に容器本体を密閉嵌合させて温調ジャケット部１２を形成することができる。なお、フェルール部（フランジ部）対を圧力タンクで多用されている蝶ナット付き倒しボルトにより締結・解除可能としてもよい。
【００４９】
排気手段１４は、前記処理容器本体３４内に配され、焼結金属フィルタで周面が形成された排気導入筒部５２と、該排気導入筒部５２から減圧配管５５に接続される減圧用継手５４とを備えている。なお、焼結金属フィルタに代えてバッグフィルタを使用してもよいが、バッグフィルタの場合、繊維屑が被処理物に混入するおそれがある。
【００５０】
本実施形態では、さらに、温度検知手段を備え、該温度検知手段が、前記排気導入筒部の下側に突出する温度検知部５６ａを備えた熱電対５６とされている。
【００５１】
なお、処理容器が温調ジャケットを備えない場合は、処理容器の周壁に取付けブラケット（フランジ）を形成したりして間接的に又は直接的に振動台に処理容器をワンタッチ取り付け可能とする。
【００５２】
また、上記処理容器１６の容器本体３４と蓋体５８とは下記のような構成とされている。
【００５３】
容器本体３４の上端と該容器本体３４に嵌合する蓋体の嵌合部直上位置周面との間に第二フェルール部対３６Ａ、３６Ａが形成されて、該第二フェルール部対３６Ａ、３６Ａを第二フェルールクランプ３８Ａで締結・開放可能とされている。なお、第二フェルールクランプ３８Ａは、第一フェルールクランプ３８と同様、強力かつフェルール部全周を均一に締め付けることができる。したがって、第二フェルール部対３６Ａ、３６Ａの対向面間にＯリング４０Ａを介在させることにより、容器本体３４に蓋体５８を密閉嵌合させて処理容器１６を形成することができる。なお、蓋体５８は容器本体３４に対して、内側嵌合とされているが、外側嵌合であってもよく、処理容器底部側を蓋体として、底部側から原料投入・製品排出可能としてもよい。また、図例中、３２ａは熱媒体が温調ジャケット１２内をショートパスしないようにするための邪魔板である。
【００５４】
ここで、蓋体５８は、上面が無機ガラス等の透明板６０で形成され、密閉状態で覗き可能とされている。そして、透明板６０に前記排気導入筒部５２がユニオン６２を介して接続され、該ユニオン６２に前記減圧用継手５４が接続され、さらに、該減圧用継手５４に前記熱電対がカップラー６４を介して接続可能とされている。
【００５５】
なお、容器本体３４は、底部側の中央部が山部３４ａとされ、該山部３４ａの頂部周囲環状の処理操作部Ｔとされ、通常、二点鎖線Ｌ１とＬ２との間に投入原料の上面が略来るようにする。
【００５６】
上記において、処理容器の蓋体は、開閉容易であれば、特に限定されず、ヒンジ蓋体であってもよい。若干、製品取り出し性・容器清掃性が低下する。
【００５７】
なお、熱媒体配管と温調ジャケット１２との接続・解除、及び、排気導入筒部５２と減圧配管５５との接続・解除は、流体配管で慣用されている、道具不要ないわゆるワンタッチカプラ（ワンタッチ継手）により、ワンタッチ的に操作可能としておくことが望ましい。
【００５８】
次に、上記実施形態の使用態様について説明する。
【００５９】
ここでは、容器本体容量３００ｃｃ（内径７２ｍｍ×高さ７２ｍｍ）の場合を例に採り説明する。
【００６０】
なお、処理容量は、Ｌ１位置で約５０ｃｃ、Ｌ２（山の高さ）位置で約９０ｃｃとなる。
【００６１】
先ず、第一フェルールクランプ３８を解除して、処理容器１６をジャケット本体３２、即ち、振動台２２から取り外す。このとき、蓋体５８の排気導入筒部５２は減圧配管５５と接続されていない。
【００６２】
そして、第二フェルールクランプ３８Ａを解除して、蓋体５８を容器本体３４から取り外し、原料（被処理物）を投入する。原料（被処理物）の投入高さは、Ｌ１からＬ２の範囲に略収まるようにする。Ｌ１位置より低すぎたり、Ｌ２位置よりも高すぎたりすると、原料に前記図１に示すような有効な振動現象を付与し難い。
【００６３】
そして、原料を投入後、蓋体５８を容器本体３４に嵌合後、第二フェルール部対３６Ａ、３６Ａを第二フェルールクランプ３８Ａで締結する。すると、処理容器１６は密閉状態となる。
【００６４】
そして、当該処理容器１６をジャケット本体３２に被せて、第一フェルール部対３６、３６を第一フェルールクランプ３８で締結する。すると、密閉状態の温調ジャケット１２が形成される。該温調ジャケット１２に継手（図示せず）等を介して、熱媒体配管を接続する。こうして、処理容器１６を振動台２２に取り付けた後、減圧配管５５と排気導入筒部５２を、減圧用継手５４を介して接続する。
【００６５】
そして、温調ジャケット１２に設定温度の熱媒体を通過させるとともに、発振機２４を通電状態として、原料の流動乾燥処理を行う。
【００６６】
すなわち、電磁式の発振機２４を通電すると、コイル励磁が繰り返され発振機２４に接続された振動台２２が上下方向に往復振動をしようとする。このとき、振動台２２は固定台３０上に３枚の斜め方向に配された板ばね２０により浮き支持されているため、周方向に所定振幅のねじり（ツイスト）振動に変換される。そして、従来の振動モータにおける場合と同様、図１（Ａ）・（Ｂ）に示すような流動状態を、被処理物（粉粒体）に付与可能となる。
【００６７】
この際、透明板６０を介して、原料の振動による流動状態および乾燥状態を目視観察することができる。乾燥装置の運転を継続して、温度、被処理物（粉粒体）の状態（目視）、サンプリング等により乾燥処理終点を判定して、乾燥処理を終了する。乾燥処理終了後、原料投入時とは逆に、熱媒体配管と温調ジャケット１２との、及び、排気導入筒部５２と減圧配管５５との接続を外したあと、処理容器１６をジャケット本体３２から取り外し、さらには、蓋体５８を取り外して、製品（処理済品）を取り出す。このとき、容器本体３４は反転させることができて、製品を完全（綺麗）に取り出すことができる。
【００６８】
このように、本実施形態の竪型振動乾燥装置は、小量（90ｃｃ以下）の乾燥処理が効率良く行えるとともに、処理容器を振動台から容易に取り外し、さらに、容器本体の端面を全開放状態とでき、処理後の製品の取り出しが容易・完全にでき、かつ、洗浄性にも優れている。したがって、希少金属や医薬品（薬剤）の流動乾燥処理に好適である。
【００６９】
ここで、被処理物（原料）の形態としては、粉粒体ばかりでなく、塊状、ペースト状、スラリー状であってもよい。なお、原料が、塊状・粒状の場合は、解砕用媒体（ミディアム）を投入すれば、塊状・粒状原料の解砕乃至微粉化を同時に行なうことができる。
【００７０】
なお、透明板（覗き窓）６０が曇るような場合は、表面側から加熱すれば、露結状態が解消されて、曇りが解消される。
【００７２】
さらに、本発明の竪型振動乾燥機は、処理容器内で被処理物を振動流動させて反応処理するよう反応処理容器にも転用可能である。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
【００７４】
上記仕様の竪型乾燥機において、下記条件で、含水率（湿量基準；以下同じ）：２３％の被処理物（原料：医薬品）を処理した。その結果、含水率：0.50％の製品を得ることができた。
【００７５】
振動数：１６０Ｈｚ
最大振幅：０．５ｍｍ
板ばね傾斜角度：２５°
原料投入量：６０ｃｃ 
処理時間：１２０min
真空度：１kPa
温調ジャケット設定温度：５０℃
【符号の説明】
【００７６】
１２・・・温調ジャケット（温調手段）、
１４・・・減圧排気手段
１６・・・処理容器
１８・・・加振手段
２０・・・板ばね
２４・・・発振機
３２・・・ジャケット本体
３４・・・容器本体
【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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