(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環する粉体にプラズマフレームを噴射する又は、熱、イオン又は霧状の吸着物質を付与することで前記粉体同士を付着又は、前記粉体の表面にて前記吸着物質の層を成長させて所定の粒径以上に成長した大径粒体を製造する造粒装置であって、
容器の底部から筒体を起立させてその筒体の内部にコイル式又はスクリュー式のコンベアを回転可能に備え、前記容器の底部に溜まった粉体を前記筒体の下部に開口した粉体取入口から受け入れて前記コンベアにて上昇させ、前記筒体の上部側方に張り出した排出管の先端より前記容器の底部に向けて自由落下させ、その落下中の前記粉体に前記プラズマフレームを噴射する又は、前記熱、前記イオン又は前記霧状の吸着物質を付与するものにおいて、
前記筒体が前記容器の底部を貫通して前記容器より下方に突出し、
前記筒体の下端開口を開閉する開閉弁と、
前記容器から下方に突出し前記筒体の下端部を側方から囲むカバー筒体とを備えたことを特徴とする造粒装置。
【請求項２】
前記カバー筒体の下端側を下方に向かうに従って先細りになったテーパー筒部にしたことを特徴とする請求項１に記載の造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体を所定の粒径以上に成長させて大径粒体を製造する造粒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の造粒装置としては、所謂、「ワースター式」の流動層装置を利用したものが知られている。
【０００３】
具体的には、造粒容器の中心部に両端開放の筒体を浮かした状態に配置し、筒体の内部に上昇気流を発生させることで、造粒容器の中心部、天井部、側部、底部そして中心部の順番に循環する循環ガス流を発生させ、その循環ガス流に粉体を乗せて循環させると共に、筒体内の粉体に薬剤を噴霧することで粉体同士を凝集或いは粉体の表面をコーティングするものである（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】特許庁、”標準技術集”、農薬製剤技術（Ｂ−１−（４）被覆技術）、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１９年１２月７日検索］、インターネット［URL:http://www.jpo.go.jp/shiryou/index.htm］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した従来の造粒装置は、造粒容器の底部が閉じており、所定の粒径以上に成長して循環ガス流から離脱した大径粒体が造粒容器の底部に溜まり、その結果、粒径のばらつきが大きくなるといった事態が起こり得た。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、粒径の均等性を向上させることが可能な造粒装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る造粒装置は、循環する粉体にプラズマフレームを噴射する又は、熱、イオン又は霧状の吸着物質を付与することで粉体同士を付着又は、粉体の表面にて吸着物質の層を成長させて所定の粒径以上に成長した大径粒体を製造する造粒装置であって、容器の底部から筒体を起立させてその筒体の内部にコイル式又はスクリュー式のコンベアを回転可能に備え、容器の底部に溜まった粉体を筒体の下部に開口した粉体取入口から受け入れてコンベアにて上昇させ、筒体の上部側方に張り出した排出管の先端より容器の底部に向けて自由落下させ、その落下中の粉体にプラズマフレームを噴射する又は、熱、イオン又は霧状の吸着物質を付与するものにおいて、筒体が容器の底部を貫通して容器より下方に突出し、筒体の下端開口を開閉する開閉弁と、容器から下方に突出し筒体の下端部を側方から囲むカバー筒体とを備えたところに特徴を有する。なお、「造粒」には、粉体同士を凝集させて大径粒体を製造するものと、粉体の表面を吸着物質で被覆（コーティング）しその被覆層を成長させることで大径粒体を製造するものが含まれる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の造粒装置において、カバー筒体の下端側を下方に向かうに従って先細りになったテーパー筒部にしたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した本発明に係る造粒装置によれば、容器の底部に溜まった粉体は、コイル式又はスクリュー式のコンベアにより上昇し、排出管の先端より容器の底部に向けて自由落下することで、容器内を循環する。このように、コイル式又はスクリュー式コンベアにより粉体を上昇させるので大径粒体となったものでも容器内を循環させることが可能となり、従来よりも粒径の均等性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１施形態に係る造粒容器の側断面図
【図２】粉体供給装置の断面図
【図３】粉体供給装置の拡大断面図
【図４】容器内旋回部材の斜視図
【図５】スクレーパの斜視図
【図６】上段の底壁の斜視図
【図７】下段の底壁の断面斜視図
【図８】下段の底壁の断面図
【図９】上段の底壁の斜視図
【図１０】下段の底壁の斜視図
【図１１】変形例（１）に係る粉体供給装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
以下、図１〜図１０に基づいて本発明の造粒装置４７０について説明する。図１に示すように、造粒装置４７０は、原料の粉体から所定の粒径以上の大径粒体を造粒する造粒容器４６０と、造粒容器４６０に原料の粉体を供給するための粉体供給装置２０と、造粒容器４６０から排出された大径粒体の重量を計量するための図示しない計量器（具体的には、台秤）とに分けることができる。
【００１２】
まず、粉体供給装置２０について説明する。図２に示すように、粉体供給装置２０は、原料の粉体を収容した粉体収容容器２１を備えている。粉体収容容器２１は、大径筒部２２と小径筒部２３と粉体排出筒部２４とを備え、下方に向かうに従って縮径した構造になっている。大径筒部２２の側壁の下端部と、小径筒部２３の側壁の上端部との間は平板状の水平段差壁２５によって接続されており、粉体排出筒部２４は小径筒部２３の外側に螺合固定されている。そして、粉体排出筒部２４の下面開口から粉体が排出される。
【００１３】
粉体収容容器２１（大径筒部２２）の上端は開放しており、その上端外周面に螺合された上端キャップ２６にて閉じられている。上端キャップ２６の上面中央には、図示しない制御装置によって駆動制御されるモータ２７が固定載置されている。モータ２７に連結された回転軸２７Ａは、上端キャップ２６を貫通して大径筒部２２及び小径筒部２３でその中心軸に沿って延びている。回転軸２７Ａは、中間部より下側が段付き状に細くなった六角柱状をなしており、その太軸部の下端部には容器内円盤２８が一体回転可能に取り付けられている。
【００１４】
容器内円盤２８は、水平段差壁２５の上面に重ねて配置され、その水平段差壁２５のうち、小径筒部２３の上面開口とその周囲を覆うように、大径筒部２２内に遊嵌している。具体的には、容器内円盤２８は大径筒部２２の内径よりも小径でかつ、小径筒部２３の内径よりも大径な平らな円板で構成されており、水平段差壁２５の上面から上方に離して水平に取り付けられている。
【００１５】
この容器内円盤２８上に堆積した粉体を、容器内円盤２８の周縁部と大径筒部２２の側壁との間の環状隙間に掻き出すために、大径筒部２２の内側には上面待ち受けガイド２９が設けられている。図２に示すように上面待ち受けガイド２９は、Ｌ字状に屈曲した板状をなしている。上面待ち受けガイド２９の水平板２９Ａは、容器内円盤２８の上面に隣接配置され、水平板２９Ａの基端部から垂直上方に延びた垂直板２９Ｂが上端キャップ２６に固定されている。
【００１６】
そして、水平板２９Ａの先端側の平面を回転軸２７Ａの側面に当接させて取り付けることで、容器内円盤２８の回転方向に対して水平板２９Ａが傾斜し、容器内円盤２８の回転時に、容器内円盤２８上の粉体が水平板２９Ａに堰き止められて容器内円盤２８の外縁部に向けて案内される。また、水平板２９Ａの基端部は、容器内円盤２８の外縁部より外側位置まで延びているので、水平板２９Ａに案内された粉体を水平段差壁２５の外縁部、即ち、水平段差壁２５の上面のうち容器内円盤２８の外縁部に沿って設けられた環状堆積部２５Ａへと流下させる。さらに、上面待ち受けガイド２９が粉体収容容器２１内の粉体を撹拌するので、大径筒部２２内で粉体が固化することを防ぐことができる。これにより、容器内円盤２８上の粉体を安定して環状堆積部２５Ａへと流下させることが可能となる。
【００１７】
上面待ち受けガイド２９によって環状堆積部２５Ａへと流下した粉体は、容器内円盤２８と水平段差壁２５との間で所定の安息角を有した粉体の山を形成する。この粉体の山の安息角は、粉体の種類によって一定となり、容器内円盤２８から水平段差壁２５へと過剰な粉体が供給されないようにすることができる。即ち、容器内円盤２８と水平段差壁２５の上面との間で粉体を堰き止めて、小径筒部２３に粉体が崩れ込まないようにすることができる。
【００１８】
環状堆積部２５Ａに堆積した粉体の山は、その山裾部分が大径筒部２２内で回転する容器内旋回部材３０によって削り取られて小径筒部２３へと送り込まれる。容器内旋回部材３０は、回転軸２７Ａに固定されており、図４に示すように回転軸２７Ａが貫通した軸心プレート３１から側方に片持ち梁状の集粉羽３２と散粉羽３３とが延びている。これら集粉羽３２と散粉羽３３とが水平段差壁２５の上面に摺接しつつ水平面内で回転する（図３参照）。
【００１９】
集粉羽３２は、容器内旋回部材３０の回転方向（図４の矢印の方向）とは逆側に膨らむように複数の平板をつなげた屈曲構造をなす一方、散粉羽３３は、容器内旋回部材３０の回転方向に対して傾斜した状態で軸心プレート３１から大径筒部２２の側壁に向かって真っ直ぐ延びている。また、図示されていないが、集粉羽３２は、その先端が大径筒部２２の側壁と隣接した位置まで延びており、散粉羽３３はそれより短くなっている。
【００２０】
そして、集粉羽３２によって、環状堆積部２５Ａに堆積した粉体を中心側に誘導して小径筒部２３へと送り込むと共に、散粉羽３３により、集粉羽３２が取り込み過ぎた粉体を外側に移動して逃し、次に集粉羽３２が通過したときに小径筒部２３内に取り込み、小径筒部２３内の粉体にかかる圧力を安定させ易くしている。また、集粉羽３２と散粉羽３３とが協働して粉体を撹拌して、環状堆積部２５Ａにおける粉体の塊を粉砕する効果も奏する。
【００２１】
図４に示すように、容器内旋回部材３０の軸心プレート３１のうち集粉羽３２の付け根部分には、軸心プレート３１から斜めに切り起こされた補助ガイド壁３４が形成されている。補助ガイド壁３４は、集粉羽３２による粉体の誘導方向に向かって徐々に下るように傾斜している。そして、集粉羽３２に誘導されてその基端部に達した粉体は、補助ガイド壁３４によって小径筒部２３へと強制的に落とされる。
【００２２】
容器内旋回部材３０には、軸心プレート３１から下方に向かって延びた複数の旋回脚部３５，３６が一体に設けられている。図３に示すように、これら旋回脚部３５，３６は何れも小径筒部２３内に配置され、そこで旋回可能となっている。
【００２３】
第１の旋回脚部３５は、軸心プレート３１のうち散粉羽３３の付け根部分と、集粉羽３２の付け根部分とにそれぞれ対をなして設けられている。第１の旋回脚部３５は、帯板状をなしており、下方に向かうに従って容器内旋回部材３０の旋回方向の後方へ向かうように斜めに（詳細には、鉛直方向に対して約３０度傾いて）延びている。
【００２４】
第２の旋回脚部３６は、軸心プレート３１のうち散粉羽３３の付け根部分から垂下しており、第１の旋回脚部３５とほぼ同じ幅の帯板状をなしている。
【００２５】
これら両旋回脚部３５，３６が小径筒部２３内を旋回することにより、小径筒部２３内での粉体の固化や凝集が防止されている。
【００２６】
図３に示すように、粉体収容容器２１のうち、第１及び第２の旋回脚部３５，３６の下端部より下方には、１対の底壁３７，３８が上下２段にして設けられている。
【００２７】
図６に示すように、上段の底壁３７は、薄肉円板に複数の粉体通過孔３７Ａが貫通形成された構造をなす。これら粉体通過孔３７Ａは、大径筒部２２から小径筒部２３へと送り込まれた粉体同士が付着（架橋）して形成されたアーチにより閉塞されると共に、その粉体アーチが崩れた状態で粉体が通過可能な大きさになっている。具体的には、上段の底壁３７に取り付けられた超音波振動子３７Ｂの振動によってアーチが破壊され、粉体が下段の底壁３８へと落下するように構成されている。なお、本実施形態において、上段の底壁３７は、粉体通過孔３７Ａの大きさやその数及び配置を異ならせた複数種類のものが用意されており（例えば、図９参照）、粉体の粒径等に応じて適宜選択して取り付けることが可能となっている。
【００２８】
一方、下段の底壁３８は、中心部に１つだけ粉体通過孔３８Ａが形成されている。図７に示すように粉体通過孔３８Ａは、下方に向かって縮径したすり鉢状をなし、図８に示すように、最も小径な部分の孔径が、粉体Ｐ１の平均粒径の数倍程度となっている。これにより、極微少量ずつ（例えば、１〜３粒ずつ）粉体を排出可能となっている。ここで、下段の底壁３８には超音波振動子３８Ｂが取り付けられており、万が一、粉体通過孔３８Ａが詰まった場合には、超音波振動子３８Ｂの振動によって粉体を強制落下させて、詰まりを解消することが可能となっている。なお、下段の底壁３８としては、図１０に示すように、粉体の平均粒径の数倍程度の粉体通過孔３８Ａを、上段の底壁３７の粉体通過孔３７Ａの数より多く備えたものも用意されており、適宜選択して取り付けることが可能となっている。
【００２９】
図３に示すように、各底壁３７，３８は、粉体排出筒部２４の側面に開放したスリット２４Ａ，２４Ａから挿抜可能となっている、上段の底壁３７は、その周縁部が小径筒部２３の下端部と粉体排出筒部２４の内周段差面との間で挟まれており、下段の底壁３８は、その周縁部が粉体排出筒部２４の内周面に形成された溝部に係合している。なお、底壁３７，３８を板厚方向から挟んで密着した１対のＯリングによって、各スリット２４Ａ，２４Ａと各底壁３７，３８との間の隙間からの粉体の漏出が防止されている。
【００３０】
図３に示すように、下段の底壁３８の上面には、スクレーパ４０が備えられている。スクレーパ４０は、上段の底壁３７を貫通した回転軸２７Ａ（細軸部）の下端部に着脱可能に固定されている。スクレーパ４０は、図５に示すように回転軸２７Ａの外側に嵌合する円柱部４１と、その円柱部４１の下面から片持ち梁状に張り出した帯板部４２とから構成されており、帯板部４２は回転方向の後方に向かって膨らむように湾曲している。スクレーパ４０は、下段の底壁３８の上面に摺接しつつ旋回し、上段のスクリーン３７を通過して下段の底壁３８に落下した粉体を、その中心部へと掻き集めて、粉体通過孔３８Ａから、粉体供給装置２０の下方へと落下させる構成となっている。以上が粉体供給装置２０の説明である。なお、念のために述べておくが、「粉体」とは、「固体粒子の集合体」のことであり、「固体粒子」には、１次粒子、２次粒子及び凝集粒子が含まれる。さらに、固体粒子の大きさとしては、所謂「ナノ粒子」レベルのものも含まれる。
【００３１】
ここで、上述した粉体供給装置２０は、図１に示すように、吊り下げ部材を介して台秤４８から吊り下げられており、粉体供給装置２０からの粉体の排出量は、粉体供給装置２０の全体の重量減少量として計測され、図示しない制御装置に出力されている。
【００３２】
さて、本実施形態の造粒装置４７０は、コイル式コンベアやスクリュー式コンベア等の粉体搬送装置によって、粉体を造粒容器４６０の下端部から上端部まで押し上げ、上端部から下方に自重で落下させることで、循環流動させる。具体的には、図１に示すように、垂直方向に延びたコンベアチューブ４６１（本発明の「筒体」に相当する）が造粒容器４６０内に配置され、コンベアチューブ４６１の下端部が造粒容器４６０の下端部から下方に突出すると共に、その下方に突出したコンベアチューブ４６１の下端開口４６１Ａが開閉弁４６２によって開閉可能となっている。また、コンベアチューブ４６１のうち、造粒容器４６０の下端部には、造粒容器４６０の内部に開放した粉体取入口４６３が貫通形成されると共に、コンベアチューブ４６１の上端部には、斜め下方に向かって延びた分岐管４６４が一体に設けられている。そして、コンベアチューブ４６１の内部には、モータ４６５により回転駆動されるコイル４６６が設けられている。
【００３３】
また、造粒容器４７０から下方に突出しコンベアチューブ４６１の下端部を側方から囲むカバー筒体４６７を備え、そのカバー筒体４６７の下端側が下方に向かうに従って先細りになったテーパー筒部４６８になっている。
【００３４】
コンベアチューブ４６１の下端開口４６１Ａを開閉弁４６２によって閉塞した状態で、予め造粒容器４６０に粉体を所定量供給し、粉体の供給を停止した状態でコイル４６６を回転させると、造粒容器４６０の底部に溜まった粉体は、粉体取入口４６３からコンベアチューブ４６１内に流入し、コイル４６６によって垂直上方に搬送される。コンベアチューブ４６１の上端部に達すると、粉体は分岐管４６４（本発明の「排出管」に相当する）を通って斜め下方に排出される。そして、分岐管４６４から排出された粉体に、プラズマトーチ７０にて発生したプラズマフレームＦ２が照射される。
【００３５】
所定時間に亘ってこのような循環流動が行われて大径粒体が生成したら、コイル４６６の回転を停止し、開閉弁４６２を開放する。すると、造粒容器４６０内の大径粒体が、粉体取入口４６３を経由してコンベアチューブ４６１の下端開口４６１Ａから回収容器へと排出される。なお、コイル４６６を、有軸又は無軸のスクリューにしてもよい。また、プラズマトーチ７０に替えてイオナイザ２２０を設けてもよい。
［他の実施形態］
【００３６】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３７】
（１）粉体供給装置は、上記実施形態の構造に限定するものではなく、その他の公知な粉体供給装置でもよい。また、上記実施形態の粉体供給装置２０において、粉体排出筒部２４に替えて、図１１に示すＬ形パイプ３６０を接続し、そのＬ形パイプ３６０の途中に設けたバイブレータ３６１によってＬ形パイプ３６０を振動（低周波振動又は超音波振動）させることで、粉体を微少量ずつ排出するようにしてもよい。また、Ｌ形パイプ３６０の先端に断面Ｖ字状の樋部３６２を設けることで、粉体を一列に整列させて極微少量ずつ（１粒ずつ）排出可能な構成としてもよい。
【００３８】
（２）粉体を原料としてナノ粒子を合成し、それを造粒容器４７０に供給してもよい。具体的には、粉体供給装置２０から落下した粉体をプラズマフレームに通過させてナノ粒子を合成すればよい。
【００３９】
（３）また、所謂「気相合成法」によってナノ粒子を合成し、それを本発明に係る「粉体」として造粒容器４７０に供給してもよい。具体的には、粉体供給装置２０の替わりにナノ粒子の原料となる原料ガスの供給源を設け、原料ガスをプラズマフレームを通過させることで、ナノ粒子を合成すればよい。さらに、粉体が懸濁したサスペンジョン、スラリー又は粉体原料物質が溶解した溶液、又は有機物原料物質及び有機化合物原料物質が溶解した溶液を、微小な液滴にしてその微小な液滴をプラズマフレームの熱で乾燥又は、イオン化させて粉体（ナノ粒子）を製造し、これをそのまま造粒容器４７０に供給し循環させてもよい。
【００４０】
（４）粉体供給装置２０は、台秤４８によって重量が計量されていたが、粉体の材質特性並びに造粒・コーティング生成物の目的によっては、予め作成しておいた検量線によって計量を行ってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
２０    粉体供給装置
６３Ａ    ガス排出孔
７０    プラズマトーチ
４６０    造粒容器（容器）
４６１    コンベアチューブ（筒体）
４６２    開閉弁
４６３    粉体取入口
４６４    分岐管（排出管）
４６６    コイル
４６７    カバー筒体
４６８    テーパー筒部
【図１】
0005684770.tif 000002
【図２】
0005684770.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005684770.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005684770.tif 000008
【図８】
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【図９】
0005684770.tif 000010
【図１０】
0005684770.tif 000011
【図１１】
0005684770.tif 000012