(57)【要約】  本発明は、粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置及び方法に関する。この流動層装置は旋回流発生器を有し、この旋回流発生器は流動層装置のスプレー装置本体に取り付けられるとともに空気分与板を貫通して圧縮空気源に接続される。旋回流発生器はスプレー装置本体の周りを囲んで延伸する管状のスリーブを有し、スリーブとスプレー装置本体との間に空気室が画成されている。スリーブはガイドスロットを複数有し、圧縮空気源からの空気は空気室を経由して前記ガイドスロットを通して回転しながら外方に向かうようにガイドされて、流動層装置のガイド筒においてスプレー装置に対して円周に沿って外方に向かう旋回気流が提供される。本発明によれば、噴霧の形態及び粒子流の形態の成長に寄与するとともに、粒子はガイド筒の内壁との極小な摩擦によってそれぞれ自転することにより、後でノズルの上方にある噴霧領域を通る時にさらに均一にスプレーされる機会が増えており、さらに流動層装置の性能が向上する。
2019504759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動層装置（10）は、製品容器（20）と、下部に位置しているプレナムベース（30）と、前記製品容器（20）と前記プレナムベース（30）との間に設置されている空気分与板（40）と、ガイド筒（50）とを備え、
前記流動層装置（10）は、少なくとも１つのスプレー装置（60）を更に備え、
該スプレー装置（60）はスプレー装置本体（62）を備えるとともに、上端にノズル（61）が配置されており、前記スプレー装置（60）の下端が前記空気分与板（40）を貫通しており、前記ガイド筒（50）は、前記製品容器（20）内において前記スプレー装置（60）と同軸に垂直して位置決められるとともに、前記空気分与板（40）の上方に懸垂設置されており、
前記スプレー装置本体（62）に取り付けられる粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置（10）における旋回流発生器（70）であって、
前記旋回流発生器（70）は、前記空気分与板（40）を貫通して圧縮空気源に接続されるとともに、前記スプレー装置本体（62）の周りを囲んで延伸する管状のスリーブ（71）を備え、
前記スリーブ（71）は、前記スプレー装置本体（62）との間に空気室（74）が画成されるとともに、ガイドスロット（79）を複数備え、
前記圧縮空気源からの空気は、前記空気室（74）を経由して前記ガイドスロット（79）を通して回転しながら外方に向かうようにガイドされることで、前記ガイド筒（50）に前記スプレー装置（60）に対して円周に沿って外方に向かう旋回気流が提供される、
ことを特徴とする粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置（10）における旋回流発生器（70）。
【請求項２】
前記ガイドスロット（79）は前記スリーブ（71）の壁内において径方向の接線に沿って外方へ延伸することを特徴とする請求項１に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項３】
前記ガイドスロット（79）は前記スリーブ（71）の壁内において径方向の漸近接線に沿って外方へ延伸することを特徴とする請求項２に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項４】
前記ガイドスロット（79）は前記スリーブ（71）の壁内において径方向の接線に沿って外方且つ上方へ延伸しており、
気流は前記ガイドスロット（79）を通して回転しながら外方且つ上方へ向かうようにガイドされることを特徴とする請求項２に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項５】
前記ガイドスロット（79）は水平面に対して5°〜80°の仰角を成すことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項６】
前記ガイドスロット（79）は水平面に対して15°〜60°の仰角を成すことを特徴とする請求項５に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項７】
前記ガイド筒（50）における所定の垂直区間には前記旋回気流が提供されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項８】
前記スリーブ（71）は上端（77）及び下端（78）を備え、
前記ガイドスロット（79）は前記上端（77）と前記下端（78）との間に軸方向に沿って延伸することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項９】
前記スリーブ（71）の下端（78）に複合部材（81）が固定されており、前記圧縮空気源から延出される空気管路（73）は、前記複合部材（81）に接続されており、且つ、前記スリーブ（71）はカラー（82）を更に備え、前記空気分与板（40）は前記複合部材（81）と前記カラー（82）とに挟まれていることを特徴とする請求項８に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項１０】
軸方向に沿って延伸するとともに前記複合部材（81）及び前記カラー（82）を貫通している拡張開孔（84）が設けられており、該拡張開孔（84）には、空気管路（73）ひいては前記圧縮空気源に接続されるように継ぎ手（72）が装着されることを特徴とする請求項８に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項１１】
流動層装置（10）の稼働が中止する時に粒子が前記ガイドスロット（79）を通して侵入することを防止するように、前記スリーブ（71）の上端（77）と下端（78）との間に円筒形状の金網（95）が覆われていることを特徴とする請求項８に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項１２】
前記ガイド筒（50）は円筒形状又は近似円筒形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項１３】
粒子を収納するための膨張室（21）を備える製品容器（20）と、
前記製品容器（20）の下方に設置されるとともに、第一気体源から延出される吸気管（31）を備えるプレナムベース（30）と、
前記膨張室（21）の底部にセットされるとともに、前記プレナムベース（30）からの気流を前記製品容器（20）に入らせるための空気通路である開孔（41、42）を複数備える空気分与板（40）と、
粒子へのコーティング又は造粒をするように、前記空気分与板（40）の上方に垂直して位置決められるとともに、前記膨張室（21）に上方へ溶液の噴霧を噴射するための、少なくとも１つのスプレー装置（60）と、
前記製品容器（20）内において前記スプレー装置（60）と同軸に垂直して位置決められるとともに、前記空気分与板（40）の上方に懸垂設置されている、少なくとも１つのガイド筒（50）と、を備える粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置（10）であって、
前記空気分与板（40）において、前記ガイド筒（50）の垂直投影領域内にある開孔（41）の孔径が、前記ガイド筒（50）の垂直投影領域以外の領域にある開孔（42）の孔径よりも大きくされることで、前記垂直投影領域内にある開孔（41）の領域において風量が大きく、風速が高いような強い上昇気流が形成される一方、前記垂直投影領域以外の領域にある開孔（42）の領域において風量が小さく、風速が低いような弱い上昇気流が形成されており、これにより、前記粒子に対して、前記容器（20）において前記ガイド筒（50）により仕切られている上向き流動ゾーン（23）と下向き流動ゾーン（24）とが空気力学において形成されており、
前記スプレー装置（60）は、請求項１〜１２の何れか一項に記載の旋回流発生器（70）に結合され、前記旋回流発生器（70）は空気室（74）及び複数のガイドスロット（79）を通して前記スプレー装置（60）に対して円周に沿って外方に向かう旋回気流を提供し、前記旋回気流と、孔径が大きい前記開孔（41）から提供された前記強い上昇気流との共同作用により、前記ガイド筒（50）において回転上昇気流が形成されて、前記粒子は前記上向き流動ゾーン（23）において回転上昇するとともに、前記下向き流動ゾーン（24）において落下する循環経路に沿って進行する、ことを特徴とする粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置（10）。
【請求項１４】
前記ガイド筒（50）は開放されている上端（51）及び下端（52）を備え、
前記ガイド筒（50）の上端（51）は、空気力学において前記上向き流動ゾーン（23）と前記下向き流動ゾーン（24）との間にある膨張ゾーン（25）に入り込むように上方へ延伸し、
前記ガイド筒（50）の下端（52）は、前記空気分与板（40）の上方に懸垂設置されるとともに、前記空気分与板（40）と環状隙間（53）が形成された、ことを特徴とする請求項１３に記載の流動層装置（10）。
【請求項１５】
前記ガイド筒（50）の所定の垂直区間において回転上昇気流が形成されたことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の流動層装置（10）。
【請求項１６】
少なくとも１つの第二ガイド筒（54）を更に備え、該第二ガイド筒（54）は前記ガイド筒（50）よりも大きい直径を有するとともに、前記ガイド筒（50）と前記第二ガイド筒（54）との間に近似円環形の空気通路（26）が形成されるように、前記ガイド筒（50）と同軸に位置決められた、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の流動層装置（10）。
【請求項１７】
前記ガイド筒（50）と前記第二ガイド筒（54）との間にある、前記空気分与板（40）の環状の垂直投影領域内には開孔を有しない、ことを特徴とする請求項１６に記載の流動層装置（10）。
【請求項１８】
前記第二ガイド筒（54）は開放されている上端（55）及び下端（56）を備えることを特徴とする請求項１６に記載の流動層装置（10）。
【請求項１９】
前記第二ガイド筒（54）の上端（55）と、前記ガイド筒（50）の上端（51）とは、同一の水平面に位置しているとともに、両者により環状の開口（57）が形成された、ことを特徴とする請求項１８に記載の流動層装置（10）。
【請求項２０】
前記第二ガイド筒（54）の下端（56）と、前記ガイド筒（50）の下端（52）とによりもう一つの環状開口（58）が形成されるとともに、
前記第二ガイド筒（54）の下端（56）と、前記空気分与板（40）とにより第二環状隙間（59）が形成された、ことを特徴とする請求項１８に記載の流動層装置（10）。
【請求項２１】
前記ガイド筒（50）と前記第二ガイド筒（54）との間に沈降流動ゾーン（27）が形成され、
粒径の小さい粒子は、小さい運動量によって、前記上向き流動ゾーン（23）において回転上昇するとともに、前記沈降流動ゾーン（27）において落下する循環経路に沿って進行する、ことを特徴とする請求項１６に記載の流動層装置（10）。
【請求項２２】
前記第二ガイド筒（54）は、円筒形状又は近似円筒形状である、ことを特徴とする請求項１６に記載の流動層装置（10）。
【請求項２３】
請求項１３〜２２の何れか一項に記載の流動層装置（10）において粒子をコーティング又は造粒する方法において、
前記流動層装置（10）の製品容器（20）において前記粒子に対して前記強い上昇気流をガイドして、空気力学においてガイド筒（50）により仕切りられる上向き流動ゾーン（23）及び下向き流動ゾーン（24）が形成されることで、前記粒子を、前記強い上昇気流に乗って上向き流動ゾーン（23）を上方へ通過するとともに、そこに、前記膨張室（21）に溶液の噴霧を噴射するための少なくとも１つのスプレー装置（60）によりコーティング又は造粒する工程と、
旋回気流を、空気力学において前記粒子が前記スプレー装置（60）に対して円周に沿って外方へ回転運動するようにガイドする工程と、を備え、
したがって、前記強い上昇気流と前記旋回気流との共同作用により、前記ガイド筒（50）において回転上昇気流が形成され、これにより、前記粒子は、前記上向き流動ゾーン（23）に回転上昇するとともに、前記下向き流動ゾーン（24）及び/又は前記沈降流動ゾーン（27）に落下する循環経路に沿って進行する、ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記旋回気流を、前記スプレー装置（60）のスプレー装置本体（62）の周りを囲む前記旋回流発生器（70）におけるスリーブ（71）により形成する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
旋回気流を、前記スリーブ（71）により回転しながら外方且つ上方に向かうように排出する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記粒子を、噴霧領域に入る前に回転運動をして前記スプレー装置（60）から外方へ飛び出るようにガイドする、ことを特徴とする請求項２３〜２５の何れか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記スプレー装置（60）の近くの回転しながら外方に向かう旋回気流により、前記粒子を、回転しながら前記スプレー装置（60）から外方へ飛び出るようにガイドする、ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記粒子が前記ガイド筒（50）の所定の垂直区間において回転及び上昇方向の加速が得られるように、前記ガイド筒（50）の前記所定の垂直区間において回転上昇気流を形成する、ことを特徴とする請求項２３〜２５の何れか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記回転上昇気流の軸方向の速度及び接線方向の速度とをそれぞれに変更するように、前記強い上昇気流と前記旋回気流とを個別に制御する、ことを特徴とする請求項２３〜２５の何れか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記粒子は、前記ガイド筒（50）の内壁との軽い摩擦により自転運動が付与される、ことを特徴とする請求項２３〜２５の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置における旋回流発生器、この旋回流発生器を備える流動層装置、及びこの流動層装置において粒子をコーティング又は造粒する方法に関する。本発明は、更に、粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置におけるシングルガイド筒の代わりとしてのダブルガイド筒、このダブルガイド筒と旋回流発生器との組み合わせを備える流動層装置、及びこの流動層において粒子をコーティング又は造粒する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コーティング又は造粒に用いられる専用の機器及び装置が多数あることが知られている。このような装置は、一般的に、容器内に垂直設置された円筒形状のガイド筒と、ガイド筒と同軸に装着されたスプレー装置とを備える。このガイド筒は、開孔を有し且つその上に金網が積層された空気分与板の上に懸垂設置されて、容器内において中央にある上向き流動ゾーンと周辺にある下向き流動ゾーンとが仕切られている。この空気分与板において、ガイド筒の垂直投影領域内にある中央領域の開孔の孔径を大きくする一方、ガイド筒の垂直投影領域以外の領域にある周辺領域の開孔の孔径を小さくする。下向き流動ゾーンから上向き流動ゾーンへの粒子の環状通路として、ガイド筒と空気分与板との間に環状隙間が垂直に存在している。
【０００３】
空気分与板の中央領域を通って上昇した強い上昇気流の高速度によって、ガイド筒の筒壁の下方の環状隙間及びガイド筒の下方にある空気分与板における環状の境界領域に極小な静圧が内方へ形成されている。同時に、空気分与板の周辺領域を通って上昇した弱い上昇気流によって、粒子は浮遊している半流動化状態にある。この弱い上昇気流によって、空気分与板の周辺領域の上に流動層が形成されており、流動層における処理される粒子同士の粘着を適切に防止するとともに、粒子の軽度の運動を保持することができる。したがって、強い上昇気流による極小な静圧によって、ガイド筒の外側の流動層における処理される粒子は、ガイド筒の筒壁の下方の環状隙間を通してガイド筒の内側へ移動する。
【０００４】
空気分与板を通して上昇した高速度の強い上昇気流は粒子を載せてガイド筒内に上方へ運動する。粒子は、ここでスプレー装置のノズルにより噴出される噴霧を通過してコーティング又は造粒される。その後、粒子はガイド筒の上方の膨張ゾーンで低速度の弱い上昇気流と出会う。気流の速度が粒子を支えられなくなると、粒子は重力で下向き流動ゾーンに落下する。粒子は環状隙間での吸引力によってガイド筒の内側に再び入り込んで高速度の上昇気流と出会う。このように、上向き流動ゾーンにおいてコーティング又は造粒、下向き流動ゾーンにおいて乾燥を行う循環が図られる。従来の技術において、プロセス及び製品の品質を向上させるように、この強い上昇気流は最適化される余地がある。
【０００５】
このような装置の改良の一つ（US6773747 B2を参照）は、噴霧中にノズルから粒子を吹き飛ばす気流転向装置を備え、この気流転向装置は、スプレー装置本体を囲んで延伸するとともにノズルに接近する箇所に円孔を複数有するスリーブを備える。このスリーブは、操作可能に圧縮空気源に接続される。この圧縮空気源の圧送により、空気はスリーブにおける円孔を通して径方向において円周を沿って外方に排出される。転向気流は空気分与板を通過した強い上昇気流と出会うと、径方向において外方に向かう転向上昇気流が形成される。この転向上昇気流により、噴霧の形態の成長は更に十分になって噴霧領域の有効面積が増加する。したがって、この転向上昇気流により粒子がノズルから吹き飛ばされ、噴霧領域を通過する前にノズルへの粒子の崩壊が防止されるので、この工程において、より高い速度で噴霧しても、オーバーウェット、不均一な湿潤及び塊が減少される。しかし、この工程において転向気流の径方向の速度ベクトルが高いので、粒子は径方向の高速度ベクトルによりガイド筒の内壁にぶつかる可能性があり、コーティング膜又は顆粒が損なわれる恐れがある。
【０００６】
従来の技術であるこの装置の一連の実施例（US5718764及びUS6492024 B1を参照）において、プロセスを向上し、促進するための空気渦流発生手段と、ノズルの上方に垂直設置されるとともにこのノズルと同軸に位置決められた円筒形状のガイド筒とを備える。このノズルは、空気分与板における円形孔内に取り付けられるとともに前記空気分与板と同一の水平面にセットされて、ノズルを囲んで環状スロットが形成される。この空気渦流発生手段は、空気分与板の下方に位置決められるとともにプレナムベース内に位置している。前記空気渦流発生手段は、空気分与板の下方に位置しているとともに環状スロットの縁部に装着されるガス案内壁を備える。このガス案内壁は、下方に拡がる水平断面を有する回転対称スペースが仕切られており、代表的には下方に拡張する円錐として形成される。偏向板は、回転対称にガス案内壁の下部に配置され、各偏向板は気流を同じ方向に偏向させるように代表的には垂直部分と傾斜部分とを有する。これにより、空気渦流は生成されてノズルの周りの環状スロットを通過してから、粒子を載せてガイド筒内において螺旋状に上昇する経路に沿って噴霧領域及び上向き流動ゾーンを通過する。このように制御された空気渦流は噴霧領域を通過する時に、粒子の螺旋状の上昇運動によって粒子と噴出された霧滴との接触機会の増加に寄与することが確認された。しかし、軸方向の高速度ベクトルによって、この空気渦流は、粒子が噴霧領域に入り込む前に噴霧の形態及び粒子流の形態の十分成長に障害を与え、オーバーウェット、不均一な湿潤及び塊が発生する恐れがある。
【０００７】
このような装置のもう一つの改良（US2011/0315079 A1を参照）は、プロセスにおいて従来の装置よりもより均一なコーティングが得られ、粒子の粘着が減少され、且つより小さい粒子に適用されるように、もう一つの空気渦流発生手段を備える。この円盤形の空気渦流発生手段は、外方へ開放されるとともに垂直方向と角をなす溝を複数備える。この空気渦流発生手段は円筒形状のガイド筒の下方にある空気分与板の中央領域に装着されるとともに、ここに位置しているスプレー装置と同軸である。更に、渦流となるように上昇空気を転向させるために、複数の溝を傾斜させる。その結果、この空気渦流により、粒子はガイド筒内の噴霧領域に入り込んでコーティングされるようにスプレーされる。軸方向の流動方向の距離でのより長い経路の結果として、この空気渦流により２相流動の熱交換を向上させる。より良い熱交換によって、より均一なコーティングが得られ、粒子の粘着が減少され、且つコーティング工程におけるより小さい粒子の問題が解決されることが期待される。しかし、まず、空気渦流の軸方向の速度と接線方向の速度とは個別に制御されることができないので、軸方向速度と接線方向の速度との比率は不可変である。このような空気渦流により、特定の工程において、バッチ、粒径及び工程の属性などを変更する個性的な要求を満たさない。これは、空気渦流が特定の工程に対応するよう最適化されることができないことを意味している。また、この円盤形の空気渦流発生手段による空気渦流は、スプレー装置を囲む中央領域において強く、スプレー装置から離れた周辺領域において弱いという特徴があることで、空気渦流により噴霧の形態の成長が損なわれて霧滴の十分の霧化が干渉されており、オーバーウェット、不均一な湿潤が発生する恐れがある。更にまた、空気渦流が発生手段を通過すると瞬間的に膨張すること及び粒子が発生手段において突然に加速することで、空気渦流により粒子流の形態の成長が損なわれて粒子の運動が干渉されており、これは工程において粒子が不良なランダム運動が付与されることを意味している。
【０００８】
噴霧の形態及び粒子流の形態の成長に寄与する空気力学的方法によれば、製品及びプロセスの品質が改善できることは、明らかである。このように改善された空気力学的方法によれば、噴霧の形態及び粒子流の形態が十分に成長される一方、最適化された製品の対流経路によれば、粒子が均一にスプレーされる。その結果、噴霧速度を増加した場合であっても、噴霧の効率の最大化及び操作の非常な安定性が保証されるとともに、優良な物性を有する高品質の製品が製造される。ノズルのタイプとして、通常、エア霧化のタイプであり、例えば液体ジェットを円錐状雲又は噴霧の形態の霧滴に分散させるように、高速エアジェットが採用され、好ましく二流体ノズルが採用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そのため、本発明の構想はガイド筒の上向き流動ゾーン内におけるスプレー装置の近くに回転上昇気流を形成する空気力学的方法である。この方法によれば、噴霧の形態及び粒子流の形態の成長に寄与するとともに、粒子のそれぞれが回転上昇経路にあり且つガイド筒の内壁との極小な摩擦により自転することで、粒子がその後ノズルの上方の噴霧領域を通過する時に更に均一にスプレーされる機会が増える。このように、流動層装置での粒子は噴霧の形態が十分に成長して霧滴の濃度が低下するまでに噴霧領域に入り込んで霧滴と接触しないことが確保されるとともに、ガイド筒の内壁を沿う螺旋状の粒子の上昇運動によって、粒子の摩耗が減少される。従来の技術における垂直方向の発生/水平方向のガイドに基づく空気渦流と違って、本発明の構想は水平方向の発生/垂直方向のガイドに基づいて旋回気流を形成して、旋回気流によりガイド筒の所定の垂直区間において粒子に対して連続且つ安定な接線加速を行い、噴霧の形態及び粒子流の形態の成長に寄与し、製品の対流経路が最適化される。そして、本発明に係る旋回流発生器は、付属品として従来の流動層装置に対して簡単な変更、追加を行ってその性能を向上できる。
【００１０】
本発明のもう一つの構想は、シングルガイド筒の代わりに、ダブルガイド筒を使用して、二つのガイド筒の間にある沈降流動ゾーン内に沈降気流を形成する空気力学的方法である。この方法によれば、スプレーされた粒子に対して粒子の粒径に基づいて区別して、且つ異なる粒径の粒子に対してそれぞれ区別な処理を行うことで、コーティング又は造粒工程において小さい粒子の高い表面エネルギーによる粘着を回避することができる。そして、小さい粒子は選択的に連続循環処理されてその粒径が迅速に増加することで、全ての粒子は均一な粒径が形成される。また、粒子同士の相互遮蔽効果による粒子同士のスプレーの不均一である不良が解消又は減少され、高い表面エネルギーを有する粒子への本発明の流動層装置の対応能力が向上し、コーティング及び造粒工程の適用範囲が拡大される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の目的を達成するために、本発明は、粒子へのコーティング又は造粒に用いる流動層装置における旋回流発生器が提供される。該流動層装置は、製品容器と、下部に位置しているプレナムベースと、製品容器とプレナムベースとの間に設置されている空気分与板と、ガイド筒とを備える。前記流動層装置は、少なくとも１つのスプレー装置を更に備える。該スプレー装置はスプレー装置本体を備えるとともに、上端にノズルが配置されており、その下端が空気分与板を貫通している。ガイド筒は、製品容器内においてスプレー装置と同軸に垂直して位置決められるとともに、空気分与板の上方に懸垂設置されており、旋回流発生器はスプレー装置本体に取り付けられる。本発明によれば、旋回流発生器は空気分与板を貫通して圧縮空気源に接続されるとともに、スプレー装置本体の周りを囲んで延伸する管状のスリーブを備える。スリーブは、スプレー装置本体との間に空気室が画成されるとともに、ガイドスロットを複数備える。圧縮空気源からの空気は、空気室を経由してガイドスロットを通して回転しながら外方に向かうようにガイドされることで、ガイド筒にスプレー装置に対して円周に沿って外方に向かう旋回気流が提供される。
【００１２】
本発明の好ましい態様によれば、ガイドスロットはスリーブの壁内において径方向の接線に沿って外方へ延伸する。
【００１３】
本発明の好ましい態様によれば、ガイドスロットはスリーブの壁内において径方向の漸近接線に沿って外方へ延伸する。
【００１４】
本発明の好ましい態様によれば、ガイドスロットはスリーブの壁内において径方向の接線に沿って外方且つ上方へ延伸しており、気流はガイドスロットにより回転しながら外方且つ上方に向かうようにガイドされる。
【００１５】
本発明の好ましい態様によれば、ガイドスロットは水平面に対して5°〜80°の仰角を成す。
【００１６】
本発明の好ましい態様によれば、ガイドスロットは水平面に対して15°〜60°の仰角を成す。
【００１７】
本発明の好ましい態様によれば、ガイド筒外の気流及び粒子への干渉が回避されるように、ガイド筒における所定の垂直区間に旋回気流が提供される。
本発明の好ましい態様によれば、スリーブは上端及び下端を備え、ガイドスロットは上端と下端との間に軸方向に沿って延伸する。
【００１８】
本発明の好ましい態様によれば、スリーブの下端に複合部材が固定されており、圧縮空気源から延出される空気管路は複合部材に接続されており、且つ、スリーブの下端にカラーが更に固定されており、空気分与板は複合部材とカラーとに挟まれる。
【００１９】
本発明の好ましい態様によれば、複合部材及びカラーを貫通するように延伸する拡張開孔が設けられており、該拡張開孔には、空気管路ひいては圧縮空気源に接続されるように継ぎ手が装着される。
【００２０】
本発明の好ましい態様によれば、流動層装置の稼働が中止する時に粒子がガイドスロットを通して侵入することを防止するように、スリーブの上端と下端との間に円筒形状の金網が覆われている。
【００２１】
本発明の好ましい態様によれば、旋回流発生器は複数種類の形状のスリーブ及び/又は複合部材を有してもよい。
【００２２】
本発明の好ましい態様によれば、ガイド筒は円筒形状又は近似円筒形状である。
【００２３】
本発明のもう一つの形態によれば、粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置であって、
粒子を収納するための膨張室を備える製品容器と、
製品容器の下方に設置されるとともに、第一気体源から延出される吸気管を備えるプレナムベースと、
膨張室の底部にセットされるとともに、プレナムベースからの気流を製品容器（20）に入らせるための空気通路である開孔を複数備える空気分与板と、
粒子へのコーティング又は造粒をするように、空気分与板の上方に垂直して位置決められるとともに、膨張室に上方へ溶液の噴霧を噴射するための、少なくとも１つのスプレー装置と、
製品容器内においてスプレー装置と同軸に垂直して位置決められるとともに、空気分与板の上方に懸垂設置されている、少なくとも１つのガイド筒と、を備える前記流動層装置において、
空気分与板において、ガイド筒の垂直投影領域内にある開孔の孔径が、ガイド筒の垂直投影領域以外の領域にある開孔の孔径よりも大きくされることで、孔径が大きい開孔の領域において風量が大きく、風速が高いような強い上昇気流が形成される一方、孔径が小さい開孔の領域において風量が小さく、風速が低いような弱い上昇気流が形成されており、これにより、粒子に対して、膨張室においてガイド筒により仕切られている上向き流動ゾーンと下向き流動ゾーンとが空気力学において形成されており、
スプレー装置は、前述した旋回流発生器に結合され、旋回流発生器は空気室及び複数のガイドスロットを通してスプレー装置に対して円周に沿って外方に向かう旋回気流が提供され、旋回気流と、孔径が大きい開孔から提供された強い上昇気流との共同作用により、ガイド筒において回転上昇気流が形成されて、粒子は上向き流動ゾーンにおいて回転上昇するとともに、下向き流動ゾーンにおいて落下する循環経路に沿って進行する、粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置が提供される。
【００２４】
本発明の好ましい態様によれば、ガイド筒は開放されている上端及び下端を備え、前記上端は、空気力学において上向き流動ゾーンと下向き流動ゾーンとの間にある膨張ゾーンに入り込むように上方へ延伸し、前記下端は、空気分与板の上方に懸垂設置されるとともに、空気分与板と環状隙間が形成された。
【００２５】
本発明の好ましい態様によれば、ガイド筒の所定の垂直区間において回転上昇気流が形成された。
【００２６】
本発明の好ましい態様によれば、少なくとも１つの第二ガイド筒を更に備え、該第二ガイド筒はガイド筒よりも大きい直径を有するとともに、ガイド筒と第二ガイド筒との間に近似円環形の空気通路が形成されるように、ガイド筒と同軸に位置決められた。
【００２７】
本発明の好ましい態様によれば、ガイド筒と第二ガイド筒との間にある、空気分与板の環状の垂直投影領域内には開孔を有しない。
【００２８】
本発明の好ましい態様によれば、第二ガイド筒は開放されている上端及び下端を備える。
【００２９】
本発明の好ましい態様によれば、第二ガイド筒の上端と、ガイド筒の上端とは、同一の水平面に位置しているとともに、両者により環状の開口が形成された。
【００３０】
本発明の好ましい態様によれば、第二ガイド筒の下端と、ガイド筒の下端とによりもう一つの環状開口が形成されるとともに、第二ガイド筒の下端と、空気分与板とにより第二環状隙間が形成された。
【００３１】
本発明の好ましい態様によれば、ガイド筒と第二ガイド筒との間に沈降流動ゾーンが形成され、粒径の小さい粒子は、小さい運動量によって、上向き流動ゾーンにおいて回転上昇するとともに、沈降流動ゾーンにおいて落下する循環経路に沿って進行する。
本発明の好ましい態様によれば、第二ガイド筒は、円筒形状又は近似円筒形状である。
本発明の更なる形態によれば、前述した流動層装置において粒子をコーティング又は造粒する方法において、
流動層装置の製品容器において粒子に対して強い上昇気流をガイドして、空気力学においてガイド筒により仕切りられる上向き流動ゾーン及び下向き流動ゾーンが形成されることで、粒子を、強い上昇気流に乗って上向き流動ゾーンを上方へ通過するとともに、そこに、膨張室に溶液の噴霧を噴射するための少なくとも１つのスプレー装置によりコーティング又は造粒する工程と、
旋回気流を、空気力学において粒子がスプレー装置に対して円周に沿って外方へ回転運動するようにガイドする工程と、を備え、
したがって、強い上昇気流と旋回気流との共同作用により、ガイド筒において回転上昇気流が形成され、これにより、粒子は、上向き流動ゾーンにおいて回転上昇するとともに、下向き流動ゾーン及び/又は沈降流動ゾーンに落下する循環経路に沿って進行する、前述した流動層装置において粒子をコーティング又は造粒する方法が提供される。
本発明の好ましい態様によれば、粒子を、噴霧領域に入る前に回転運動をしてスプレー装置から外方へ飛び出るようにガイドする。
【００３２】
本発明の好ましい態様によれば、粒子がガイド筒の所定の垂直区間において回転及び上昇方向の加速が得られるように、ガイド筒の所定の垂直区間において回転上昇気流を形成する。
【００３３】
本発明の好ましい態様によれば、回転上昇気流の軸方向の速度及び接線方向の速度とをそれぞれに変更するように、強い上昇気流と旋回気流とを個別に制御する。これにより、回転上昇気流の進行特徴が二次元に最適化される。
【００３４】
本発明の好ましい態様によれば、粒子は、ガイド筒の内壁との軽い摩擦により自転運動が付与されることで、粒子は、旋回気流により好適な接線加速効果が得られて、均一にスプレーされることに寄与する。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る旋回流発生器によれば、噴霧の形態の成長及び噴射される溶液の霧化が十分となるとともに、回転上昇気流により粒子流の形態が十分に成長されて粒子を載せて上向き流動ゾーン内において回転上昇経路を沿って運動する。このように、粒子が噴霧領域を通過しているときに均一にスプレーされるとともに、粒子が高速でガイド筒の内壁にぶつかって損なわれることが防止される。また、本発明の旋回流発生器によれば、湿潤の粒子の粘着が解消又は減少されることができる。
【００３６】
本発明に係る流動層装置によれば、その旋回流発生器により粒子は回転上昇気流に乗って上向き流動ゾーン内において回転上昇経路に入り込み、これによりガイド筒内において螺旋状に垂直上昇運動する粒子流の形態が形成される。このように、ガイド筒の内壁に接近する領域において粒子の密度が高く、中心領域において粒子の密度が相対的に低い。また、噴出された霧滴は粒子の干渉が少なく又はない状況で螺旋状の粒子流の近くに同軸に飛び向く。故に、粒子は螺旋状の粒子流の内壁の近くで霧滴と同軸に出会う機会が増える。また、霧滴がガイド筒の内壁に到着することが防止されることで、従来の工程での壁粘着効果が解消又は減少される。
【００３７】
本発明に係る流動層装置では、製品の粒径の増大に伴う工程全体中に流動層装置の性能を向上させるように、旋回流発生器を流れる風量及び気圧はモニタリング及び制御可能である。また、本発明に係る流動層装置によれば、旋回流発生器の空気ガイドスロットからの圧縮空気は膨張して上向き流動ゾーンにおいて相対的に低温となる。この相対な低温により、噴射された霧滴及び湿潤の粒子の蒸発が減少されて、コーティング膜又は顆粒の形成に寄与する。そして、工程中の噴霧乾燥効果が解消又は減少されるので、噴霧の利用率が向上する。また、本発明に係る流動層装置によれば、噴霧領域内の噴霧の形態及び粒子流の形態の流動特性が最適化されて、噴霧の速度が向上する。
【００３８】
本発明の以上及びその他の目的は以下の説明により明確になる。
用語の用法及び定義：
本書類及び添付書類の範囲内に、用語の「空気」は広義に解釈されるべき、大気ガス及び人工ガスをも含む。
本書類及び添付書類の範囲内に、用語の「粒子」は広義に解釈されるべき、コーティングされる粒子状の素材及び造粒される粉末をも含む。
本書類及び添付書類の範囲内に、用語の「製品」は広義に解釈されるべき、製造中の半製品及び最終製品をも含む。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図1は本発明の第一実施例に係る流動層装置の軸方向の断面側面図である。
【図２】図2は本発明の第一実施例に係る旋回流発生器の斜視図である。その中に、旋回流発生器の円柱状の金網が展開状態として示されている。
【図３】図3は本発明の第一実施例に係るスプレー装置及びそれに装着された旋回流発生器の軸方向の断面側面図である。
【図４】図4は本発明の第一実施例に係るスリーブ及びスプレー装置の径方向の断面平面図である。
【図５】図5は本発明の第一実施例に係る流動層装置の軸方向の断面側面図である。その中に、製品の対流経路が示されている。
【図６】図6は本発明の第一実施例に係る断面模式図である。その中に、流動層装置にはノズル及びガイド筒が複数備えられている。
【図７】図7は図6に示す第一実施例に係る流動層装置の水平断面図をである。
【図８】図8は本発明の第二実施例に係る流動層装置の軸方向の断面側面図である。その中に、製品の対流経路が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図1に示すように、流動層装置10は、膨張室21を有し且つ粒子を収容するための製品容器20と、製品容器20の下部に位置しているプレナムベース30と、製品容器20とプレナムベース30との間に位置している空気分与板40とを備えている。製品容器20の上端22は、その上方に位置しているフィルタカバー（図示されず）と接続されるように開放可能であり、エアフィルタ構造及び空気出口を有する。吸気管31はプレナムベース30を第一気体源（図示されず）に連通させる。
【００４１】
空気分与板40は空気通路である開孔41、42を複数備え、その下部にあるプレナムベース30からの気流が前記空気通路である開孔41、42を通して製品容器20に進入することができる。通常は円筒形状であるガイド筒50は、容器20の中央に懸垂設置されて、容器20内において中央にある上向き流動ゾーン23と周辺にある下向き流動ゾーン24とが仕切られている。ガイド筒50は、開放されている上端51及び下端52を備え、その上端51が空気力学において上向き流動ゾーン23と下向き流動ゾーン24との間にある膨張ゾーン25に入るように上方に延伸されており、その下端52が空気分与板40の上方に懸垂設置され且つ空気分与板40との間に環状隙間53が形成されている。空気分与板40において、ガイド筒50の垂直投影領域内にある開孔41の孔径が、ガイド筒の垂直投影領域以外の領域にある開孔42の孔径よりも大きくすることにより、開孔41の領域に風量の大きく、風速の高いような強い上昇気流が形成され、開孔42の領域に風量の小さく、風速が低いような弱い上昇気流が形成されている。これにより、粒子に対して、容器20内においてガイド筒50により仕切りられている、中央にある上向き流動ゾーン23と周辺にある下向き流動ゾーン24とが空気力学において形成されている。スプレー装置60は、ガイド筒50の中央軸線に同軸に垂直装着されるとともに、空気分与板40を貫通して容器20の上向き流動ゾーン23に入るように延伸する。スプレー装置60は先端部にノズル61が配置されている。このノズル61は、空気供給源（図示されず）からの圧縮空気を受け取るとともに、液体供給源（図示されず）からの溶液を加圧噴射する。
【００４２】
業界に周知されているように、上記した構成はこの分野における通常な流動層装置の慣用の構成である。
【実施例１】
【００４３】
本発明の第一実施例によれば、スプレー装置60に対して周方向に沿って外方に向かう旋回気流が提供されるように、上記した通常の流動層装置におけるスプレー装置60と組み合わせることができる旋回流発生器70が更に提供される。特に、図2、図3及び図5に示すように、旋回流発生器70は、スプレー装置本体62に装着可能なスリーブ71を有し、このスリーブ71は上端77及び下端78を有する。ガイドスロット79は、上端77と下端78との間に軸方向に沿って延伸する。そして、旋回流発生器70は、下端78に固定された複合部材81とカラー82とを更に備える。圧縮空気源から延出された空気管路73は、継ぎ手72を介してカラー82及び複合部材81に接続されている。複合部材81は底部に空気分与板40の中央開孔に嵌入される凸出部83を有する。したがって、空気分与板40が複合部材81とカラー82とに挟まれるように、スリーブ71、複合部材81及びカラー82は、一緒にスプレー装置本体62に螺合又は締め付けられてから、スプレー装置本体62とともに空気分与板40に装着されている。スプレー装置60のナット64は、スプレー装置本体62に螺合されている。スリーブ71は、例えばOリング92であるシールが嵌入される内部溝91を更に有する。同様に、複合部材81も、例えばOリング94であるシールが嵌入される内部溝93を有する。
【００４４】
図2及び図3に示すように、旋回流発生器70は、軸方向に沿って延伸して複合部材81及びカラー82を貫通する拡張開孔84、85を更に有する。拡張開孔84には、第二空気管路73に接続され、さらに圧縮空気源（図示されず）に接続された継ぎ手72が装着される。拡張開孔85には、液体管路63及び第一空気管路66、さらにこれらに対応する液体供給源（図示されず）及び圧縮空気供給源（図示されず）にそれぞれ接続される継ぎ手65が装着される。液体導管67は、噴霧するためにノズル61へ液体管路63からの液体を供給するように、スプレー装置本体62内において上方へ延伸する。
【００４５】
図3に示すように、スプレー装置本体62に装着される旋回流発生器70は、スリーブ71の内壁76とスプレー装置本体62の外壁68との間に通常は円筒形状である空気室74が形成され、該空気室74は拡張された下端75を有する。Oリング92、94により、空気室74の上端及び下端がそれぞれシールされている。
【００４６】
旋回流発生器70のスリーブ71は、中空の管状又は円筒状の部材であり、流動層装置10の稼働が中止するときに粒子がガイドスロット79を通して侵入することを防止するように、その外周に円筒形状の金網95が覆われている。図3及び図4に示すように、ガイドスロット79は、管状のスリーブ71の壁内において径方向の接線に沿って外方へ延伸する。特に、ガイドスロット79は、スリーブ71の円周に沿って回転対称に並んでスリーブ71の壁内において径方向の漸近接線に沿って外方へ延伸する。ガイドスロット79は、水平面に対して仰角を成すように設定されてもよく、例えば水平面に対して5°〜80°、好ましく15°〜60°に設定される。空気は、空気室74からスロット79を経由して上向き流動ゾーン23に入った時に、ガイドスロット79のこの特徴により、旋回流運動をすることが図られる。重要なのは、スロット79はスリーブ71の壁内において同じ接線方向に沿って外方へ延伸することである。これは、スロット79によりスプレー装置60の近くにおいて同じ時計回り又は反時計回りに流動する気流が形成されるので、気流の旋回流運動の効果を向上させることを意味している。
【００４７】
図5に、本発明に係る旋回流発生器70が用いられる流動層装置10における製品の対流経路を示している。図5に矢印Aで示すように、従来の形態に従って第一気体源から第一空気ダクト31を通して供給される加圧空気は、空気分与板40の開孔41及び42をそれぞれ貫通して排出されて上昇気流が形成される一方、第二気体源から第二空気管路73及び継ぎ手72を経由した圧縮空気は、空気室74に入り込んでから、その気流がスロット79を通して排出されてスプレー装置60に対して回転しながら外方へ流動する旋回気流が形成されている。強い上昇気流と旋回気流との共同作用により、上向き流動ゾーン23において回転上昇気流が形成されている。図5に矢印Bで示すように、高速度の回転上昇気流により、粒子流の形態が十分に成長され、且つ粒子が回転上昇経路に連れられており、また、粒子はガイド筒50の内壁との軽い摩擦による自転運動（図示されず）により、後でノズル61の上方にある噴霧領域を通る時にさらに均一にスプレーされる機会が増えており、回転上昇気流の風量により、噴霧の形態が回転上昇する粒子と接触される前に十分に成長されている。図5に矢印Cで示すように、噴霧領域を通した湿潤の粒子は、ガイド筒50の上方の膨張ゾーン25に入ると、低速度の気流と出会って下向き流動ゾーン24内において下方へ落下する。粒子は、下降経路において、空気分与板40の周辺領域からの弱い上昇気流により流動層での塊が出現することが十分に回避できる程度に乾燥される。回転上昇気流は環状隙間53において吸引力が形成されるので、粒子は後でこの隙間53を通して上向き流動ゾーン23に吸入される。したがって、上向き流動ゾーン23でのスプレーと下向き流動ゾーン24での乾燥との粒子の循環が形成される。旋回流発生器70により回転上昇気流を有する空気力学的方法が提供される。これは、噴霧の形態及び粒子流の形態の十分成長に寄与する一方、製品の対流経路が最適化されて粒子の均一なスプレーが得られる。
【実施例２】
【００４８】
図8に示すように、本発明の第二実施例は本発明の第一実施例に基づく改良であり、ガイド筒50の他に第二ガイド筒54が設置されて、ガイド筒50と第二ガイド筒54との間に下方への沈降気流が提供される。同様に通常は円筒形状である第二ガイド筒54は、ガイド筒50よりも大きい直径を有するとともに、ガイド筒50と第二ガイド筒54との間に円環形の空気通路26が形成されるよう、ガイド筒50と同軸に位置決められている。例えば円筒形状であるガイド筒50及び第二ガイド筒54は、容器20の中央に取り付けられて、容器20内において中央にある上向き流動ゾーン23と、周辺にある下向き流動ゾーン24と、ガイド筒50と第二ガイド筒54との間にある沈降流動ゾーン27とが仕切りられている。第二ガイド筒54は、開放されている上端55及び下端56を備える。特に、その上端55は、ガイド筒50の上端51と同一の水平面に位置しているとともに、両上端55、51により環状の開口57が形成されている。一方、その下端56は、鉛直方向での高さがガイド筒50の下端52よりも低くされることで、両下端56、52の間に所定の高度差がある。そして、その下端56は、ガイド筒50の下端52との間に他方の環状の開口58が形成されるとともに、空気分与板40との間に第二環状隙間59が形成されている。空気分与板40において、ガイド筒50と第二ガイド筒54との間にある環状の垂直投影領域内に開孔を有しない。
【００４９】
図8に、本発明の第二実施例に係る第二ガイド筒54にガイド筒50と旋回流発生器70とを組み合わせる流動層装置10における製品の対流経路を示している。図8に示す本発明の第二実施例と図5に示す本発明の第一実施例との類似点は以下通りである。図8に矢印Aで示すように、従来の形態に従って第一気体源から第一空気ダクト31を通して供給される加圧空気は、空気分与板40の開孔41及び42をそれぞれ貫通して排出されて上昇気流が形成される一方、第二気体源から第二空気管路73及び継ぎ手72を経由した圧縮空気は、空気室74に入り込んでから、その気流がスロット79を通して排出されてスプレー装置60に対して回転しながら外方へ流動する旋回気流が形成されている。図8に矢印Bで示すように、強い上昇気流と旋回気流との共同作用により、上向き流動ゾーン23において回転上昇気流が形成されている。高速度の回転上昇気流により、粒子流の形態が十分に成長され、且つ粒子が回転上昇経路に連れられており、また、粒子はガイド筒50の内壁との軽い摩擦による自転運動（図示されず）により、後でノズル61の上方にある噴霧領域を通る時にさらに均一にスプレーされる機会が増えている。回転上昇気流の風量により、噴霧の形態が回転上昇する粒子と接触される前に十分に成長されている。図8に示す本発明の第二実施例と図5に示す本発明の第一実施例との相違点は以下通りである。追加された第二ガイド筒54の下端56は鉛直方向での高さがガイド筒50の下端52よりも低くされて両者の間に所定の高度差があるので、回転上昇気流により第二ガイド筒54の下端56とガイド筒50の下端52との間にある環状の開口58において吸引力が形成され、ひいてはガイド筒50と第二ガイド筒54との間にある円環形の空気通路26である沈降流動ゾーン27に沈降気流が形成されている。噴霧領域を通した湿潤の粒子はガイド筒50と第二ガイド筒54との間の環状の開口57の上方にある沈降ゾーン28に入ると、図8に矢印Dで示すように、小さい粒子は運動量が小さいので沈降気流とともに環状の開口57に落下する一方、図8に矢印Cで示すように、大きい粒子は運動量が大きいので飛び続けてガイド筒50の上方にある膨張ゾーン25に入り込んでから、そこで低速度の弱い上昇気流と出会って下向き流動ゾーン24内において下方へ落下する。小さい粒子は、ガイド筒50と第二ガイド筒54との間に位置している円環形の空気通路26である沈降流動ゾーン27内において落下して乾燥される。小さい粒子は比表面積が大きくて高速で流動する気流に乗るので、沈降経路において、小さい粒子同士の粘着が出現することを十分に回避できる程度に乾燥される。一方、大きい粒子は、下降経路において、空気分与板40の周辺領域からの弱い上昇気流により流動層で塊が出現することを十分に回避できる程度に乾燥される。回転上昇気流により環状隙間53ひいては環状の開口58において形成されている吸引力によって、小さい粒子は沈降した後に環状の開口58ひいては環状隙間53を通して上向き流動ゾーン23に吸入される。回転上昇気流により環状隙間53ひいては第二環状隙間59において形成されている吸引力によって、大きい粒子は落下した後に第二環状隙間59ひいては環状隙間53を通して上向き流動ゾーン23に吸入される。したがって、小さい粒子は、上向き流動ゾーン23でのスプレーと沈降流動ゾーン27で��乾燥との循環が形成される一方、大きい粒子は、上向き流動ゾーン23でのスプレーと下向き流動ゾーン24での乾燥との循環が形成される。沈降流動ゾーン27内には空気分与板40を通して排出される上昇気流がないので、小さい粒子の循環は大きい粒子の循環よりも周期が短くなり、スプレーされる機会が増えている。これにより、ガイド筒50と第二ガイド筒54との組み合わせによって、ガイド筒50と第二ガイド筒54との間に位置している円環形の空気通路26である沈降流動ゾーン27内に沈降気流を有して、スプレーを経た粒子に対して粒子の粒径に基づいて区別するとともに、異なるスプレー効果による異なる粒径の粒子に対してそれぞれ区別的な処理を行う空気力学的方法が提供される。
【００５０】
なお、図8に示す本発明の第二実施例に係る製品の対流経路において、粒子は回転上昇気流に乗ってガイド筒50の所定の垂直区間において回転上昇方向に沿って連続的に加速されることにより、噴霧領域で湿潤化された全ての粒子は、ほぼ同じ接線方向の速度でガイド筒50の上端51から飛び出す。粒子の粒径により粒子の質量が決められ、ひいては粒子の飛行の運動量が決められる。沈降ゾーン28における沈降気流によって、粒子の飛行の運動量によりその飛行の径方向の距離及び落下する径方向区間が決められるので、沈降ゾーン28の沈降気流は、異なる粒径の粒子を区別する機能を有する。また、強い上昇気流及び旋回気流の風量及び圧力を調節することで、回転上昇気流の速度を変更して粒子がガイド筒50の上端51から飛び出す接線速度を変更することができる。その結果、沈降流動ゾーン27に落下する粒子の粒径の範囲を選択的に調節して、工程の要求に対する流動層装置10の最適化される能力を向上させることができる。
【００５１】
なお、本発明の第二実施例の実用中の意義は、以下通りである。小さい粒子は高い表面エネルギーを有するので、コーティング又は造粒工程において流動層への小さい粒子の落下が回避されることで、小さい粒子と大きい粒子との粘着が回避される一方、小さい粒子は高速で流動する気流に乗って小さい粒子同士の粘着が回避されることで、製品の塊が解消又は減少される。そして、小さい粒子は選択的に連続循環処理されることで、全ての製品は粒径が均一な粒子となるまで、大きい粒子との粒径の差が縮小されていき、その結果、製品の品質が向上しており、造粒工程において特に著しい。また、噴霧領域を通過している時に粒子同士の相互遮蔽効果でスプレーされない粒子は、質量が小さいので選択的に沈降流動ゾーン27を経由して循環していくことで、粒子同士の相互遮蔽効果による粒子同士のスプレーの不均一である不良が解消または減少され、その結果、粒子へのスプレーの品質が向上しており、特にコーティングが必要である粒子に対して、その表面に、より均一なコーティング膜が形成される。更にまた、前述した幾つかのメリットを有するため、本発明の第二実施例に係る流動層装置10によれば、高い表面エネルギーを有する粒子を処理するための工程の要求への対応能力及び最適化能力が向上し、コーティング及び造粒工程の適用範囲が拡大される。
【００５２】
以上のように、本発明の第一実施例及び第二実施例への説明により、従来の技術である気流転向装置及び空気渦流発生手段に対する本発明の旋回流発生器70のメリットが示される。本発明の旋回流発生器70はガイド筒50内に同軸に取り付けられ、それにより提供される旋回気流がガイド筒50内に制限され、ガイド筒外の気流及び製品の対流経路への干渉が回避される。そして、本発明の旋回流発生器70はガイド筒50の所定の垂直区間に旋回気流が提供されることで、強い上昇気流と旋回気流との共同作用による回転上昇気流には安定な空気力学的特徴があり、噴霧の形態及び粒子流の形態の十分な成長に寄与して霧滴の霧化及び粒子の加速が安定に促進される。また、本発明の旋回流発生器70により提供される旋回気流はその風量及び圧力を変更することで調節することができ、回転上昇気流の空気力学的特徴は高精度で制御することができ、特定の工程の要求への本発明の流動層装置10の対応能力及び最適化能力が向上する。更にまた、本発明の旋回流発生器70は直接且つ簡単に従来の流動層装置に追加して改良及び性能の向上が図られ、社会資源が大量に節約され、本発明の適用及びプロモーションの価値が向上する。
【００５３】
旋回流発生器70により排出される気流の風量及び圧力は、バルブ及びメーター（図示されず）で容易に制御及びモニタリングされることができる。
【００５４】
ここまで、本発明の第一実施例の一回の循環を説明したが、処理される粒子は所望の処理程度となるまでに上向き流動ゾーン23と下向き流動ゾーン24との間に複数回循環していくことができ、その後、処理された製品が容器20から取り出される。同じように、ここまで本発明の第二実施例の一回の循環を説明したが、処理される粒子はスプレーされた後粒子の粒径によって区別され、異なる粒径の粒子に対して区別的な処理を行い、小さい粒子を所望の処理程度となるまでに上向き流動ゾーン23と沈降流動ゾーン27との間に複数回循環させ、大きい粒子を所望の処理程度となるまで上向き流動ゾーン23と下向き流動ゾーン24との間に複数回循環させていくことができ、その後、処理された製品が容器20から取り出される。
【００５５】
対応的に、本発明に係る流動層装置10及び本発明による方法によれば、ノズル61からの噴霧の形態及びガイド筒内にある粒子流の形態がより十分に成長することができ、ノズル61から噴出された液体がより十分に霧化され、粒子が噴霧領域を通過している時により均一にスプレーされることができ、製品の塊が解消又は減少される。本発明に係る流動層装置10及び本発明に係る方法によれば、更に、スプレーされた粒子に対して、粒子の粒径による区別及び区別的な処理を行い、流動層装置10の性能及び製品の品質を向上させる。
【００５６】
本発明に係る流動層装置10のメリットによって、この流動層装置10は従来の工程、例えばコーティング、造粒及び乾燥に十分に適用されることができる。また、本発明に係る方法は、あらゆる素材、例えば粉末、粒状素材、顆粒、ビーズ、ピル、カプセル及びミニ錠剤に十分に適用されることができる。
【００５７】
また、本発明に係る方法は、一連工程のステップの一つとしてもよく、本発明に係る装置10が使用されることが好ましい。
【００５８】
前述した実施例は様々な変形を有してもよい。例えば、スプレー装置60及び本発明に係る旋回流発生器70は、空気力学的方法に基づく流動層装置10以外の他のシステムに適用されてもよい。このようなシステムでは、スプレー装置60は必ずしも上方に向かって立設されるわけではなく、容器20の主軸と角を成してもよい。スプレー装置60及び本発明に係る旋回流発生器70は、ガイド筒50がない場合にも適用されてもよい。また、場合によって、噴霧の形態及び粒子流の形態への粒子の干渉を防止するように、旋回流発生器70をスプレー装置60と一体にしてもよい。
【００５９】
本発明に係る旋回流発生器70は、軸方向に沿って延伸するガイドスロット79を複数備える。本発明の実施例において、４つのガイドスロット79及びその構成形態を説明したが、本発明の目的を達成するために、より多い又は小さい数のガイドスロット79であってもよいことが明らかである。本発明の旋回流発生器70の空気力学的特徴を満たす限り、各ガイドスロット79は、旋回流発生器70のスリーブ71の壁内において互いに同一又は類似の構成形態で径方向に沿って延伸する複数のガイド円孔又は空気ノズルが軸方向に並んでいることにより構成され、気流がガイド円孔又は空気ノズルから排出されてスプレー装置60に対して回転しながら外方に向かう旋回気流が形成されてもよい。
【００６０】
スプレー装置60ごとに、本発明に係るガイド筒の数は１つのガイド筒50又はガイド筒50と第二ガイド筒54との組み合わせであってもよく、より多くのガイド筒の組み合わせであってもよい。本発明のガイド筒の空気力学的特徴を満たす限り、本発明のガイド筒の形状は、回転対称をなす円筒形状であってもよく、近似円筒形状、例えば回転対称を成すベンチューリ形（Venturi-like）又は一部ベンチューリ形であってもよい。組み合わせて使用される複数のガイド筒は、同一又は類似の形状であってもよく、異なる形状であってもよい。本発明の第二実施例において、組み合わせて使用される２つのガイド筒は、上端が同じ水平面に位置していることが説明したが、本発明のガイド筒の空気力学的特徴を満たす限り、組み合わせて使用される２つ又は複数のガイド筒は、上端同士に一定の高度差が形成されてもよい。また、各ガイド筒と空気分与板40との間の環状隙間は、工程全体中での製品のバッチの増加及び製品の対流経路の変化に対応されるように調節可能である。
【００６１】
本発明の実施例において空気分与板40を説明したが、上昇気流は、他の構成又は分与形態で生成されて流動層装置10に入り込んでもよい。容易に理解するために、本発明の実施例において、空気分与板は開孔41の孔径が大径であり、開孔42の孔径が小径であることを説明したが、旋回流発生器70の風量及び圧力を調節することで旋回気流の軸方向の速度及び接線方向の速度を変更して、旋回気流の風量及び軸方向の速度の増加によって強い上昇気流の機能を一部補償又は全部代わることができるので、開孔41の孔径が必ずしも開孔42の孔径よりも大きいわけではない。また、選択的に、本発明の空気分与板40は水平円板の形状であってもよく、ガイド筒50の外側にある、空気分与板40の上の流動層の粒子がガイド筒50の内側の中央領域への移動に寄与するように、円錐形又はガイド筒50の内側の中央領域へ傾斜する他の形状であってもよい。
【００６２】
図6及び図7に示すように処理モジュールを複数備える第一実施例では、前記モジュールは同一又は類似の配置及び構成で普通の円形の空気分与板40にセットされた。処理される粒子は各処理モジュールのそれぞれにおいて実質的に同一の形態で循環しており、粒子は噴霧雲を通過するには実質的に同一の時間がかかる。この実施例では高品質且つ均一な処置が行われることで、噴霧速度が高く且つ操作が速くなり、粒子同士の粘着及びノズル61の詰りの恐れも解消又は減少され、粒子の塊による流動抵抗の変化の恐れも排除され、更に、ガイド筒50内の粒子流の形態が螺旋状に上昇運動するという事実で、粒子の摩耗が減少される。同じように、第二実施例においても処理モジュール（図示されず）を複数備え、前記モジュールを同一又は類似の配置及び構成で普通の円形の空気分与板40にセットしてもよい。処理される粒子は、モジュールのそれぞれにおいて個別に実質的に同一の形態で循環しており、スプレーされた粒子に対して粒子の粒径によって区別を行い、異なる粒径の粒子に対してそれぞれ区別的に処理を行う。これにより、コーティング又は造粒工程において小さい粒子同士の粘着が回避され、小さい粒子が選択的に連続循環処理されて製品が均一な粒径となり、粒子同士の相互遮蔽効果による粒子同士のスプレーの不均一である不良が解消または減少され、高い表面エネルギーを有する粒子への本発明の流動層装置10の対応能力が向上し、コーティング及び造粒工程の適用範囲が拡大される。
【００６３】
ここまで、本発明について好ましい実施例を参照しながら説明したが、本発明の請求の範囲による広い範囲内で変形、置換及び追加可能であることが明らかである。
【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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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年1月11日(2019.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動層装置（10）は、製品容器（20）と、下部に位置しているプレナムベース（30）と、前記製品容器（20）と前記プレナムベース（30）との間に設置されている空気分与板（40）と、ガイド筒（50）とを備え、
前記流動層装置（10）は、少なくとも１つのスプレー装置（60）を更に備え、
該スプレー装置（60）はスプレー装置本体（62）を備えるとともに、上端にノズル（61）が配置されており、前記スプレー装置（60）の下端が前記空気分与板（40）を貫通しており、前記ガイド筒（50）は、前記製品容器（20）内において前記スプレー装置（60）と同軸に垂直して位置決められるとともに、前記空気分与板（40）の上方に懸垂設置されており、
前記スプレー装置本体（62）に取り付けられる粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置（10）における旋回流発生器（70）であって、
前記旋回流発生器（70）は、前記空気分与板（40）を貫通して圧縮空気源に接続されるとともに、前記スプレー装置本体（62）の周りを囲んで延伸する管状のスリーブ（71）を備え、
前記スリーブ（71）は、前記スプレー装置本体（62）との間に空気室（74）が画成されるとともに、ガイドスロット（79）を複数備え、
前記圧縮空気源からの空気は、前記空気室（74）を経由して前記ガイドスロット（79）を通して回転しながら外方に向かうようにガイドされることで、前記ガイド筒（50）に前記スプレー装置（60）に対して円周に沿って外方に向かう旋回気流が提供される、
ことを特徴とする粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置（10）における旋回流発生器（70）。
【請求項２】
前記ガイドスロット（79）は前記スリーブ（71）の壁内において径方向の接線に沿って外方へ延伸することを特徴とする請求項１に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項３】
前記ガイドスロット（79）は前記スリーブ（71）の壁内において径方向の漸近接線に沿って外方へ延伸することを特徴とする請求項２に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項４】
前記ガイドスロット（79）は前記スリーブ（71）の壁内において径方向の接線に沿って外方且つ上方へ延伸しており、
気流は前記ガイドスロット（79）を通して回転しながら外方且つ上方へ向かうようにガイドされることを特徴とする請求項２に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項５】
前記ガイドスロット（79）は水平面に対して5°〜80°の仰角を成すことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項６】
前記ガイドスロット（79）は水平面に対して15°〜60°の仰角を成すことを特徴とする請求項５に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項７】
前記ガイド筒（50）における所定の垂直区間には前記旋回気流が提供されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項８】
前記スリーブ（71）は上端（77）及び下端（78）を備え、
前記ガイドスロット（79）は前記上端（77）と前記下端（78）との間に軸方向に沿って延伸することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項９】
前記スリーブ（71）の下端（78）に複合部材（81）が固定されており、前記圧縮空気源から延出される空気管路（73）は、前記複合部材（81）に接続されており、且つ、前記スリーブ（71）はカラー（82）を更に備え、前記空気分与板（40）は前記複合部材（81）と前記カラー（82）とに挟まれていることを特徴とする請求項８に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項１０】
軸方向に沿って延伸するとともに前記複合部材（81）及び前記カラー（82）を貫通している拡張開孔（84）が設けられており、該拡張開孔（84）には、空気管路（73）ひいては前記圧縮空気源に接続されるように継ぎ手（72）が装着されることを特徴とする請求項９に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項１１】
流動層装置（10）の稼働が中止する時に粒子が前記ガイドスロット（79）を通して侵入することを防止するように、前記スリーブ（71）の上端（77）と下端（78）との間に円筒形状の金網（95）が覆われていることを特徴とする請求項８に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項１２】
前記ガイド筒（50）は円筒形状又は近似円筒形状であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の旋回流発生器（70）。
【請求項１３】
粒子を収納するための膨張室（21）を備える製品容器（20）と、
前記製品容器（20）の下方に設置されるとともに、第一気体源から延出される吸気管（31）を備えるプレナムベース（30）と、
前記膨張室（21）の底部にセットされるとともに、前記プレナムベース（30）からの気流を前記製品容器（20）に入らせるための空気通路である開孔（41、42）を複数備える空気分与板（40）と、
粒子へのコーティング又は造粒をするように、前記空気分与板（40）の上方に垂直して位置決められるとともに、前記膨張室（21）に上方へ溶液の噴霧を噴射するための、少なくとも１つのスプレー装置（60）と、
前記製品容器（20）内において前記スプレー装置（60）と同軸に垂直して位置決められるとともに、前記空気分与板（40）の上方に懸垂設置されている、少なくとも１つのガイド筒（50）と、を備える粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置（10）であって、
前記空気分与板（40）において、前記ガイド筒（50）の垂直投影領域内にある開孔（41）の孔径が、前記ガイド筒（50）の垂直投影領域以外の領域にある開孔（42）の孔径よりも大きくされることで、前記垂直投影領域内にある開孔（41）の領域において風量が大きく、風速が高いような強い上昇気流が形成される一方、前記垂直投影領域以外の領域にある開孔（42）の領域において風量が小さく、風速が低いような弱い上昇気流が形成されており、これにより、前記粒子に対して、前記容器（20）において前記ガイド筒（50）により仕切られている上向き流動ゾーン（23）と下向き流動ゾーン（24）とが空気力学において形成されており、
前記スプレー装置（60）は、請求項１〜１２の何れか一項に記載の旋回流発生器（70）に結合され、前記旋回流発生器（70）は空気室（74）及び複数のガイドスロット（79）を通して前記スプレー装置（60）に対して円周に沿って外方に向かう旋回気流を提供し、前記旋回気流と、孔径が大きい前記開孔（41）から提供された前記強い上昇気流との共同作用により、前記ガイド筒（50）において回転上昇気流が形成されて、前記粒子は前記上向き流動ゾーン（23）において回転上昇するとともに、前記下向き流動ゾーン（24）において落下する循環経路に沿って進行する、ことを特徴とする粒子へのコーティング又は造粒に用いられる流動層装置（10）。
【請求項１４】
前記ガイド筒（50）は開放されている上端（51）及び下端（52）を備え、
前記ガイド筒（50）の上端（51）は、空気力学において前記上向き流動ゾーン（23）と前記下向き流動ゾーン（24）との間にある膨張ゾーン（25）に入り込むように上方へ延伸し、
前記ガイド筒（50）の下端（52）は、前記空気分与板（40）の上方に懸垂設置されるとともに、前記空気分与板（40）と環状隙間（53）が形成された、ことを特徴とする請求項１３に記載の流動層装置（10）。
【請求項１５】
前記ガイド筒（50）の所定の垂直区間において回転上昇気流が形成されたことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の流動層装置（10）。
【請求項１６】
少なくとも１つの第二ガイド筒（54）を更に備え、該第二ガイド筒（54）は前記ガイド筒（50）よりも大きい直径を有するとともに、前記ガイド筒（50）と前記第二ガイド筒（54）との間に近似円環形の空気通路（26）が形成されるように、前記ガイド筒（50）と同軸に位置決められた、ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の流動層装置（10）。
【請求項１７】
前記ガイド筒（50）と前記第二ガイド筒（54）との間にある、前記空気分与板（40）の環状の垂直投影領域内には開孔を有しない、ことを特徴とする請求項１６に記載の流動層装置（10）。
【請求項１８】
前記第二ガイド筒（54）は開放されている上端（55）及び下端（56）を備えることを特徴とする請求項１６に記載の流動層装置（10）。
【請求項１９】
前記第二ガイド筒（54）の上端（55）と、前記ガイド筒（50）の上端（51）とは、同一の水平面に位置しているとともに、両者により環状の開口（57）が形成された、ことを特徴とする請求項１８に記載の流動層装置（10）。
【請求項２０】
前記第二ガイド筒（54）の下端（56）と、前記ガイド筒（50）の下端（52）とによりもう一つの環状開口（58）が形成されるとともに、
前記第二ガイド筒（54）の下端（56）と、前記空気分与板（40）とにより第二環状隙間（59）が形成された、ことを特徴とする請求項１８に記載の流動層装置（10）。
【請求項２１】
前記ガイド筒（50）と前記第二ガイド筒（54）との間に沈降流動ゾーン（27）が形成され、
粒径の小さい粒子は、小さい運動量によって、前記上向き流動ゾーン（23）において回転上昇するとともに、前記沈降流動ゾーン（27）において落下する循環経路に沿って進行する、ことを特徴とする請求項１６に記載の流動層装置（10）。
【請求項２２】
前記第二ガイド筒（54）は、円筒形状又は近似円筒形状である、ことを特徴とする請求項１６に記載の流動層装置（10）。
【請求項２３】
請求項１３〜２２の何れか一項に記載の流動層装置（10）において粒子をコーティング又は造粒する方法において、
前記流動層装置（10）の製品容器（20）において前記粒子に対して前記強い上昇気流をガイドして、空気力学においてガイド筒（50）により仕切りられる上向き流動ゾーン（23）及び下向き流動ゾーン（24）が形成されることで、前記粒子を、前記強い上昇気流に乗って上向き流動ゾーン（23）を上方へ通過するとともに、そこに、前記膨張室（21）に溶液の噴霧を噴射するための少なくとも１つのスプレー装置（60）によりコーティング又は造粒する工程と、
旋回気流を、空気力学において前記粒子が前記スプレー装置（60）に対して円周に沿って外方へ回転運動するようにガイドする工程と、を備え、
したがって、前記強い上昇気流と前記旋回気流との共同作用により、前記ガイド筒（50）において回転上昇気流が形成され、これにより、前記粒子は、前記上向き流動ゾーン（23）に回転上昇するとともに、前記下向き流動ゾーン（24）に落下する循環経路に沿って進行する、ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの第二ガイド筒（54）を更に備え、該第二ガイド筒（54）は前記ガイド筒（50）よりも大きい直径を有するとともに、前記ガイド筒（50）と前記第二ガイド筒（54）との間に近似円環形の空気通路（26）が形成されるように、前記ガイド筒（50）と同軸に位置決められ、前記ガイド筒（50）と前記第二ガイド筒（54）との間に沈降流動ゾーン（27）が形成され、粒径の小さい粒子は、小さい運動量によって、前記上向き流動ゾーン（23）において回転上昇するとともに、前記沈降流動ゾーン（27）において落下する循環経路に沿って進行する請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記旋回気流を、前記スプレー装置（60）のスプレー装置本体（62）の周りを囲む前記旋回流発生器（70）におけるスリーブ（71）により形成する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
旋回気流を、前記スリーブ（71）により回転しながら外方且つ上方に向かうように排出する工程を更に備える、ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記粒子を、噴霧領域に入る前に回転運動をして前記スプレー装置（60）から外方へ飛び出るようにガイドする、ことを特徴とする請求項２３〜２６の何れか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記スプレー装置（60）の近くの回転しながら外方に向かう旋回気流により、前記粒子を、回転しながら前記スプレー装置（60）から外方へ飛び出るようにガイドする、ことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記粒子が前記ガイド筒（50）の所定の垂直区間において回転及び上昇方向の加速が得られるように、前記ガイド筒（50）の前記所定の垂直区間において回転上昇気流を形成する、ことを特徴とする請求項２３〜２６の何れか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記回転上昇気流の軸方向の速度及び接線方向の速度とをそれぞれに変更するように、前記強い上昇気流と前記旋回気流とを個別に制御する、ことを特徴とする請求項２３〜２６の何れか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記粒子は、前記ガイド筒（50）の内壁との軽い摩擦により自転運動が付与される、ことを特徴とする請求項２３〜２６の何れか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2019504759.tif 000011
2019504759.tif 000012
2019504759.tif 000013
2019504759.tif 000014