(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種装置で造粒または成形され、材料投入口から供給された目的粒度以上の湿潤凝集物や乾燥塊状物等の材料を所定の滞留域を経て解砕し、一定の粒度範囲に整粒する粉粒体の解砕整粒装置であって、該装置を構成するケーシング内に、回転体と該回転体に所定間隙を存して対向離間する対向面部とを設けて円周全域に間隙領域を形成し、該間隙領域を、その入口部に形成される最狭間隙部と、該最狭間隙部の後方に形成される対面域とによって、前記所定の間隙設定に適合した粒子の通過は許容するが不適合な粒子の通過は不能とする粒度調整領域に構成し、該粒度調整領域は、前記間隙領域を通過不能な粒子を、前記最狭間隙部の入口部またはその近傍面域部で、前記回転体の回動に連携して前記対向面部に接触せしめて最狭間隙部を通過可能に解砕し、該最狭間隙部を通過した粒子を、前記対面域で接触せしめて整粒し排出口より排出するよう構成されていることを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【請求項２】
請求項１において、前記最狭間隙部は、面取り形状または刃形状の面域部または線域部に形成せしめて粒子の解砕を行うよう構成されていることを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記最狭間隙部は、前記対向面部を構成すべく配設されたリング状部材の内周角部と前記回転体とにより形成されていることを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにおいて、前記回転体を略円錐形状に前記ケーシングを略中空円錐形状に形成し、前記粉粒体滞留域を、ケーシング内壁と回転体との間で構成すると共に、前記最狭間隙部は、該円錐状回転体の傾斜面部の裾端縁に形成されていることを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【請求項５】
請求項４において、前記粉粒体滞留域の前記材料投入口側に位置する前記ケーシング内壁と回転体とに、供給材料を粗解砕する解砕ピンを夫々複数設けたことを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかにおいて、前記間隙領域を構成する回転体を、水平面部と傾斜面部とで構成したことを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかにおいて、前記回転体の表面を、凹凸面に構成してあることを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかにおいて、前記対向面部の表面を、凹凸面に構成してあることを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかにおいて、前記材料投入口は、前記ケーシングの中央に設けられていることを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかにおいて、前記排出部には、前記間隙領域を通過した粒子の送り出しを効率的に行うローター片が、前記回転体と一体回動すべく回転体下面部に設けられていることを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記ローター片は、外周部を残して中央部が切り欠かれていることを特徴とする粉粒体の解砕整粒装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種装置で造粒または成形された医薬品、食品、飼料、化学薬品、肥料、粉炭、石灰石等の種々湿潤または乾燥材料を所定の粒度に整粒する粉粒体の解砕整粒装置にかかり、詳しくは、各種装置で造粒または成形された湿潤凝集物や乾燥塊状物等、すなわち目的粒度以上の造粒物（ダマ）を解砕して、一定の粒度範囲に整える粉粒体の解砕整粒装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
今日、医薬、食品分野をはじめとする幅広い分野で混合、造粒、整粒操作が行われており、製品生成過程における粒度調整作業は、粉体の品質向上、流動乾燥時における流動化の向上など、ハンドリング改善の重要な単位操作の一つとなっているが、従来の粉粒体解砕整粒装置では、粒度のコントロールをスクリーンによって行なうよう構成されている。
【０００３】
すなわち、従来の粉粒体の解砕整粒装置は、図７に示すように、材料投入口ａが設けられた上部ケーシングｂに円筒状のスクリーン（分級機構）ｃが取り付けれられ、該スクリーンｃの中心内部に駆動機構に連動連結された回転軸ｄが垂直に嵌装されており、この回転軸ｄに所定間隔を存して複数設けられた造粒刃ｅを水平に回転させることによって、湿潤凝集物や乾燥塊状物を解砕し、前記円筒状のスクリーンｃの整粒用孔ｃ１から所定の粒度に整粒した粒子として排出するよう構成したものであった。
【０００４】
しかしながら、この様なスクリーンｃを用いたものにあっては、所定の粒度に整粒するにあたり、所望する粒度によって異なる整粒用孔を有した円筒状スクリーンｃを種々用意し、使用後にはスクリーンｃの洗浄作業を行わなければならず、また、継続的使用によってスクリーン自体が摩耗して破損をきたし、製品粉体中にスクリーンの摩耗粉や破損片が混入してしまうという事態を誘発しかねず、こまめにスクリーンをチェックしなければならないなど、厳格な品質維持管理が強いられるという欠点を有していた。
しかも、湿潤材料の場合は、被処理物の物性によっては付着によるスクリーンの目詰まりを生じ易く、スクリーンｃの内部で被処理物を練ってしまうという問題を有しているばかりか、湿潤材料、乾燥材料のいずれの場合においても、造粒刃ｅの衝撃力により適正粒度を有した粒子をも解砕してしまい、微粉を多量に発生して収率が悪いという不具合を生じてしまう等の問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、粉粒体の解砕整粒装置でありながら、従来の如き造粒刃やスクリーンを全く使用することなく粒度のコントロールを行い得て解砕・整粒することができ、使用後における洗浄作業、製品中へのスクリーンの摩耗粉や破損片の混入を回避すべく厳格な品質維持管理、スクリーンの目詰まりなどスクリーン使用に起因する不具合を一切無くすことができるばかりか、湿潤材料の場合は被処理物を練ってしまったり、湿潤材料、乾燥材料のいずれの場合においても、造粒刃の衝撃力によって適正粒度を有した粒子をも解砕して微粉を多量に発生して収率が悪いという不具合を解消し得て、前記最狭間隙部後方の対面域において適正な粒度範囲で整粒を行うことができる粉粒体の解砕整粒装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明が採用した技術手段は、各種装置で造粒または成形され、材料投入口から供給された目的粒度以上の湿潤凝集物や乾燥塊状物等の材料を所定の滞留域を経て解砕し、一定の粒度範囲に整粒する粉粒体の解砕整粒装置であって、該装置を構成するケーシング内に、回転体と該回転体に所定間隙を存して対向離間する対向面部とを設けて円周全域に間隙領域を形成し、該間隙領域を、その入口部に形成される最狭間隙部と、該最狭間隙部の後方に形成される対面域とによって、前記所定の間隙設定に適合した粒子の通過は許容するが不適合な粒子の通過は不能とする粒度調整領域に構成し、該粒度調整領域は、前記間隙領域を通過不能な粒子を、前記最狭間隙部の入口部またはその近傍面域部で、前記回転体の回動に連携して前記対向面部に接触せしめて最狭間隙部を通過可能に解砕し、該最狭間隙部を通過した粒子を、前記対面域で接触せしめて整粒し排出口より排出するよう構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を好適な実施の形態として例示する粉粒体の解砕整粒装置に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５において、図１は、粉粒体の解砕整粒装置の全体側面図であり、１はパイプ架台１ａに取り付けられた内部が円形凹溝状に形成された基部ケーシングであって、該基部ケーシング１の上部側には、円筒状の材料投入口２０１と後述する円錐状回転体との間で粉粒体滞留域２０２を構成する略中空円錐状部材とが一体形成された上部ケーシング２が、３カ所のアジャストファスナー２ａによって着脱自在に装着されている。また、基部ケーシング１の下部側には、駆動装置３とそのケースカバー３ａ、及び排出口４がそれぞれ装着され、該排出口４も前記上部ケーシング２と同様にアジャストファスナー４ａによって着脱自在となっている。５は前記パイプ架台１ａに装着された本装置の操作盤である。
【０００８】
図２は、図１の側断面図であり、６は前記基部ケーシング１内に設けられた回転体であって、該回転体６は、前記駆動装置３に連動連結された回転軸３０１に対しその中心部が嵌着自在に嵌装される円盤状回転体６０１と、該円盤状回転体６０１の上部に設けられた円錐状回転体６０２とが一体的に構成され、この円錐状回転体６０２の頂部よりボルト７を螺着することで前記回転軸３０１と連結されるようになっている。
そして、前記円錐状回転体６０２と上部ケーシング２の略中空円錐状部材との間で構成される粉粒体滞留域２０２は、両者の傾斜角を異ならしめた状態で円盤状回転体６０１側へ向うほど幅狭となるよう構成されている。
また、前記円盤状回転体６０１は、基部ケーシング１の凹溝状の内壁の下方及び側方に対し粉粒体排出域１０１を形成するよう所定空間を存して配置され、前記円錐状回転体６０２の底面（接合面）の外径は、前記円盤状回転体６０１のそれよりも小径に設定されていてる。
さらに、前記円盤状回転体６０１の下面部には、粉粒体の排出をスムーズに行うためのローター片８が９０度間隔で都合４カ所に設けられており、前記操作盤５の駆動操作による前記駆動装置３の回動に連動して、前記回転体６と共に一体回動するようになっていて、整粒された粉粒体は、基部ケーシング１の内壁底部の外周側の一部に形成された排出孔４０１から排出される構成となっている。なお、前記ローター片８は、単なる平板状ではなく、外周部を除く他の部分（中央部）が切り欠かれた形状であることが好ましい。この様な形状にすることにより、ローター片８の回動による気流の発生を極力抑えて排出中の粉粒体の再凝集を防止すると共に、湿潤材料の場合にローター片８がこの湿潤材料を基部ケーシング１の内壁に押しつけて、この間で湿潤材料を練ってしまうことを防止することができる。
【０００９】
一方、前記円盤状回転体６０１の円周端縁には、リング部材６０３が設けられており、また、前記上部ケーシング２には、該リング部材６０３に対して所定間隙を存して対向離間する対向面部を構成するリング部材２０３が設けられており、このリング部材２０３と、前記リング部材６０３及び前記円錐状回転体６０２の裾端縁を含む回転体６とにより円周全域に一条の間隙領域９が形成されている。
図３は、間隙領域９の要部説明図であって、この間隙領域９は、所定の間隙設定に適合した粒子の通過は許容するが不適合な粗大粒子の通過は不能とする粒度調整領域として構成されている。すなわち、対向面部を構成するリング部材２０３と、回転体６を構成するリング部材６０３及び円錐状回転体６０２の裾端縁により形成された間隙領域９は、所定厚さを有するリング部材２０３に対して、回転体６が水平面部と傾斜面部とで構成された態様となっている。また、リング部材２０３の角部と前記円錐状回転体６０２の裾端縁により形成される傾斜面部の最短間隙と、両リング部材２０３、６０３が対向する面間の間隙は、ほぼ同じか、または前者の間隙が若干狭く設定され、本実施例では最も間隙の狭い最狭間隙部９０１が形成されている。これにより間隙領域９は、両リング部材２０３、６０３が正対面する面域部と最狭間隙部９０１の線域部とで構成される。なお、リング部材２０３は上部ケーシング２と一体成形させて対向面部としても良く、円錐状回転体６０２を設けないで回転体６を構成することも任意であり、また、前記最狭間隙部９０１の形成部位は上記に限定されず、リング部材２０３や６０３の形状等を変えることにより任意に設定でき、或いは間隙領域９に、その様な最狭間隙部９０１を設けないことも任意である。さらに、本実施例の間隙領域９は、円周全域に一条として形成されているが、これを半周域又は複数に分割するなどしても良く、或いは縦または横に多段、多層構造とした複条のもの、例えば、リング部材６０３の径を変えたものを円錐状回転体６０２の中腹に設けるなどとすることも任意であり、要するに、処理量、処理時間、被処理物の物性等に応じ、適宜最適な整粒が行えるようにしたものであれば良い。
【００１０】
間隙領域９の間隙設定は、処理する粉粒体の目標最大粒子径によって任意であるが、本実施例では０．５ｍｍ〜４ｍｍ程度の範囲の設定値に変更可能に構成されており、通常前記目標最大粒子径の２〜３倍程度の値で設定される。設定値の変更は、リング部材２０３の厚さの異なるものを数種用意し、上部ケーシング２を取り外し所望のリング部材２０３を適宜選択し取り付けることで行う方法や、リング部材２０３自体を上下動する構成、または回転体６を上下動する構成などにより行う方法等、種々の態様が考えられるが、それらの選択は任意であって、本実施例では数種の厚さの異なるリング部材２０３を用意することで粒度調整を行う方法を採用した。
【００１１】
１０は解砕ピンであって、該解砕ピン１０は、例えば供給材料が乾燥材料である場合に該供給材料を粗解砕するためのものであり、前記粉粒体滞留域２０２の前記材料投入口２０１側に位置する前記上部ケーシング２の内壁と円錐状回転体６０２とに夫々所定間隔を存して取付け、これを一対のものとして等間隔に都合６カ所に着脱自在に設けられている。この解砕ピン１０は、供給材料が乾燥粗大粒子で、粉粒体滞留域２０２に挟まり下方の間隙領域９に移動できない様な場合に該供給材料を粗粉砕して、前記間隙領域９における解砕・整粒を補助するために使用されるものであるから、前記粗粉砕を必要としない場合には取り外されるものである。
【００１２】
通常、リング状部材２０３、６０３の接粉部は平滑面であるが、図４、図５はリング部材２０３、６０３の表面を夫々凹凸面とした実施の形態を表した外観図である。先ず、図４（ａ）に示すものは、リング部材２０３の前記リング部材６０３と対面する下面側内周端縁にＶ溝等線状の溝部２０３ａを等角度間隔で放射状に設け、リング部材２０３の下面側内周端縁を凹凸面に構成したものであり、図４（ｂ）に示すものは、前記下面側内周端縁に加えてリング部材２０３の内周側面にも同様にＶ溝等線状の溝部２０３ｂを等間隔に設けたものであり、また、図４（ｃ）に示すものは、図４（ｂ）に示す凹凸面の度合いを更に大きくしたものである。
次に、図５（ａ）に示すものは、リング部材６０３の上面に上記同様に６０３ａを等角度間隔で放射状に設け、凹凸面を形成したものであり、また、図５（ｂ）に示すものは、リング状部材６０３の中心を通る直線に対して一方向に一定角度傾斜したＶ溝等直線状の溝部６０３ｂを該リング状部材６０３の上面に等間隔に設け、凹凸面に形成したものである。なお、上記溝部６０３ｂは、直線状ではなく湾曲線状としてもよい。
これらリング部材２０３、６０３の両者が互いに対向する面に形成された溝部２０３ａ、６０３ａ、６０３ｂは、整粒機能は勿論であるが、加えて粉粒体を排出域１０１側へスムーズに押しやるか、または反対に間隙領域９に滞留させる機能を有し、溝部２０３ｂ、２０３ｃは、粉粒体の解砕・整粒をより行い易くするために機能するものである。なお、前記Ｖ状の各溝部２０３ａ、２０３ｂ、６０３ａ、６０３ｂに代えて、逆Ｖ状の突起部を設けてもよく、リング部材２０３や６０３自体を断面台形状にするなど、形状を異ならしめてもよい。
【００１３】
叙述の如く構成された本発明の実施例の形態において、図６に示すように、回転体６が回動した状態で、原料である湿潤凝集物や乾燥塊状物等の供給材料を材料投入口２０１から供給すると、該供給材料は粉粒体滞留域２０２に滞留するのであるが、この粉粒体滞留域２０２は、間隙領域９側ほど幅狭に形成されており、かつ材料投入口２０１が中央部に設けられているため、供給材料は、上方からの該供給材料の重力や円錐状回転体６０２の回動による遠心力の作用により、前記間隙領域９側へ均一な状態で集積される。この間隙領域９では、間隙設定に適合した粒子はそのまま通過が許容されるが、不適合な粒子は通過することができない。
ところが本発明の粉粒体の解砕整粒装置は、従来のように造粒刃ｅの衝撃力によって解砕し、スクリーンｃによって整粒するのではなく、この間隙領域９が解砕・整粒を行う粒度調整領域に構成されているため、通過を拒否された粗大粒子は、前記最狭間隙部９０１の入り口またはその近傍面域部で、前記円錐状回転体６０２の回動に連携して前記リング部材６０３の角部を含む解砕に寄与する対向面部に接触することとなり、これにより間隙領域９を通過可能にまで解砕される。前記最狭間隙部９０１を通過した粒子は、後方のリング部材２０３と６０３の対面域でもさらに解砕・整粒が行われた後、排出域１０１へ排出されることになる。
したがって、粉粒体の解砕整粒装置でありながら、従来の如き解砕用の造粒刃ｅや、整粒用のスクリーンｃを全く使用することなく粒度のコントロールを行うことができ、使用後における洗浄作業、製品粉体中へのスクリーンｃの摩耗粉や破損片の混入を回避すべく厳格な品質維持管理、スクリーンｃの目詰まりなどスクリーン使用に起因する不具合を一切無くすことができ、また、装置自体の洗浄についても、上部ケーシング２、排出口４、回転体６の着脱が容易に行えるため、作業性が良い。
さらに、湿潤材料の場合は被処理物を練ってしまったり、湿潤材料、乾燥材料のいずれの場合においても、造粒刃ｅの衝撃力によって適正粒度を有した粒子をも解砕して微粉を多量に発生して収率が悪いという不具合を解消し得て、スクリーンｃを用いることなく、前記最狭間隙部９０１後方の対面域において適正な粒度範囲で整粒を行うことができる。
【００１４】
すなわち、上記のような粉粒体の解砕に際し、微粉を発生しない点は、例えば、原料として乳糖とコンスターチを７：３の割合で混合後、ＨＰＣ−Ｌ（ヒドロキシプロピルセルロース）の１％水溶液を、混合粉体重量の２１％加えて造粒した湿潤造粒物を用い、０．１〜１ｍｍの範囲の粒径に整粒するにあたり、間隙領域９の間隙を３ｍｍ（最狭間隙２ｍｍ）に設定した整粒処理試験において、原料中の１ｍｍ以上の割合が約２０％であったのに対し、処理後の製品はほぼ１００％１ｍｍ以下であり、０．１ｍｍ以下の割合はほとんど増えていないという効果により確認されている。
このことは、間隙設定に適合した粒子は速やかに通過が許容され、通過を拒否された粗大粒子のみが選択的に解粉、整粒されるため、微粉の発生が抑えられたものと考えられる。
そして、製品の粒度は、前記間隙領域９の幅の調節と共に前記回転体６の回転速度調節によってもコントロール可能なことが確認されている。
【００１５】
さらに、溝部２０３ｂ、２０３ｃが施されて凹凸面が形成された対向面部を構成するリング部材２０３を用いることにより、前記回転体６の回転速度の調節と相まって、粉粒体の対向面部への接触度合いを調整でき、原料となる処理材料の性質に適合した解砕、整粒を行うことができる。なお、解砕にあたっては、最狭間隙部９０１を形成するリンク部材２０３の角部は、角形となっているが、刃形状や種々の面取り形状としても良い。
また、リング部材２０３と６０３の対面域で、溝部２０３ａと、６０３ａや、６０３ｂとを組み合わせるとにより、所定の整粒形状に整えて製品形状のバラツキを抑えることも可能となり、加えて粉粒体を排出域１０１側へスムーズに排出することも、逆に粉粒体を間隙領域９に滞留させることもできる。
【００１６】
この様に整粒された粉粒体は、排出域１０１へ排出されのであるが、この排出域１０１には、円盤状回転体６０１の下面部にローター片８が設けられており、このローター片８が回転することで排出孔４０１へ粒粉体を効率的に送り出すことができ、排出口４より整粒された製品を取り出すことができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、各種装置で造粒または成形され、材料投入口２０１から供給された目的粒度以上の湿潤凝集物や乾燥塊状物等の材料を所定の滞留域１０１を経て解砕し、一定の粒度範囲に整粒する粉粒体の解砕整粒装置であって、該装置を構成するケーシング１，２内に、回転体６と該回転体６に所定間隙を存して対向離間する対向面部とを設けて円周全域に間隙領域９を形成し、該間隙領域９を、その入口部に形成される最狭間隙部９０１と、該最狭間隙部９０１の後方に形成される対面域とによって、前記所定の間隙設定に適合した粒子の通過は許容するが不適合な粒子の通過は不能とする粒度調整領域に構成し、該粒度調整領域は、前記間隙領域９を通過不能な粒子を、前記最狭間隙部９０１の入口部またはその近傍面域部で、前記回転体６の回動に連携して前記対向面部に接触せしめて最狭間隙部９０１を通過可能に解砕し、該最狭間隙部を通過した粒子を、前記対面域で接触せしめて整粒し排出口４より排出するよう構成されていることにより、
粉粒体の解砕整粒装置でありながら、従来の如き造粒刃ｅやスクリーンｃを全く使用することなく粒度のコントロールを行い得て解砕・整粒することができ、使用後における洗浄作業、製品中へのスクリーンｃの摩耗粉や破損片の混入を回避すべく厳格な品質維持管理、スクリーンｃの目詰まりなどスクリーン使用に起因する不具合を一切無くすことができるばかりか、湿潤材料の場合は被処理物を練ってしまったり、湿潤材料、乾燥材料のいずれの場合においても、造粒刃ｅの衝撃力によって適正粒度を有した粒子をも解砕して微粉を多量に発生して収率が悪いという不具合を解消し得て、前記最狭間隙部９０１後方の対面域において適正な粒度範囲で整粒を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉粒体の解砕整粒装置の全体側面図
【図２】粉粒体の解砕整粒装置の側断面図
【図３】間隙領域の要部説明図
【図４】リング部材の実施例の形態を示す外観図
【図５】リング部材の実施例の形態を示す外観図
【図６】粉粒体の解砕整粒装置の作用説明図
【図７】従来の粉粒体の解砕整粒装置を示す概略断面図
【符号の説明】
１        基部ケーシング
１ａ      パイプ架台
１０１    排出域
２        上部ケーシング
２ａ      アジャストファスナー
２０１    材料投入口
２０２    粉粒体滞留域
２０３    リング部材
２０３ａ  溝部
２０３ｂ  溝部
２０３ｃ  溝部
３        駆動装置
３ａ      ケースカバー
３０１    回転軸
４        排出口
４ａ      アジャストファスナー
４０１    排出孔
５        操作盤
６        回転体
６０１    円盤状回転体
６０２    円錐状回転体
６０３    リング部材
６０３ａ  溝部
６０３ｂ  溝部
７        ボルト
８        ローター片
９        間隙領域
９０１    最狭間隙部
１０      解砕ピン
【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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