(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体が充填される容器(10a)の一方の側部に設けられ前記容器(10a)に粉粒体を供給するための供給部(12)と、
前記容器(10a)の他方の側部に設けられ前記容器(10a)から粉粒体を排出するための排出部(13)と、
前記供給部(12)と前記排出部(13)の間の前記容器(10a)を複数の室に仕切る鉛直方向に設けられスリット(19)又は孔(26)を有する仕切板(11)とを備え、
前記供給部側の室(21a)から前記排出部側の室(21b)に粉粒体を移動し得るように前記スリット(19)又は孔(26)の上縁の仕切板(11)に前記供給部側の室(21a)及び前記排出部側の室(21b)にそれぞれ臨む第１及び第２下向き傾斜板(22,23)の上端がそれぞれ固着されかつ前記第１下向き傾斜板(22)の長さと前記第２下向き傾斜板(23)の長さが等しい多室型流動層装置において、
前記第２下向き傾斜板(23)の下端に補助板(24)が一体的に設けられたことを特徴とする多室型流動層装置。
【請求項２】
補助板(24)が第２下向き傾斜板(23)の下端に鉛直に又は鉛直方向から前記傾斜板(23)の傾斜方向までの間で傾斜して設けられた請求項１記載の多室型流動装置。
【請求項３】
粉粒体が充填される容器(10a)の一方の側部に設けられ前記容器(10a)に粉粒体を供給するための供給部(12)と、
前記容器(10a)の他方の側部に設けられ前記容器(10a)から粉粒体を排出するための排出部(13)と、
前記供給部(12)と前記排出部(13)の間の前記容器(10a)を複数の室に仕切る鉛直方向に設けられスリット(19)又は孔(26)を有する仕切板(11)とを備え、
前記供給部側の室(21a)から前記排出部側の室(21b)に粉粒体を移動し得るように前記スリット(19)又は孔(26)の上縁の仕切板(11)に前記供給部側の室(21a)及び前記排出部側の室(21b)にそれぞれ臨む第１及び第２下向き傾斜板(22,23)の上端がそれぞれ固着された多室型流動層装置において、
前記第２下向き傾斜板(23)の下端が前記第１下向き傾斜板(22)の下端より下方に延びたことを特徴とする多室型流動層装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器を複数の室に仕切る仕切板を有する多室型流動層装置に関する。更に詳しくは仕切板のスリット又は孔のひさしとなる下向き傾斜板を有する多室型流動層装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多室型流動層装置は、容器内部に充填された粉粒体を効率よく反応させるための流動層反応装置として多用されている。この流動層装置は容器を複数の室に仕切る鉛直方向に設けられた仕切板を有し、各室には粉粒体が充填される。この容器底部には分散板が設けられ、この分散板を介して、分散板下方より流動用ガスが容器内部の各室内に送込まれる。図５及び図６に示すように、仕切板１にはスリット２が設けられる。供給する流動用ガスの流速がある一定の流速になると室内の粉粒体が流動化し、流動化した粉粒体は供給側の室３ａから仕切板１のスリット２を通って排出部側の室３ｂへ移動する。流動層が反応装置の場合には、この移動を調整することにより段階的に反応を進行させることが可能となる。この移動を調整するために、スリット２の上縁の仕切板には供給部側の室３ａ及び排出部側の室３ｂにそれぞれ臨む第１及び第２下向き傾斜板４、５の上端がそれぞれ固着される。従来、第１及び第２下向き傾斜板４、５は仕切板１に関して対称であり、２つの傾斜板の長さａ及びｂは互いに等しく、また２つの傾斜板の下端と仕切板との距離ｄ1及びｄ2は互いに等しい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、多室型流動層装置において傾斜板４、５の長さが等しく第１下向き傾斜板４の下端と第２下向き傾斜板５の下端が同一レベルにある場合には、スリット２の近傍の排出部側の室３ｂにある粉粒体は流動状態になったときに飛上り、図６の破線矢印に示すようにスリット２を介して供給部側の室３ａに逆戻りして供給部側の室３ａにある粉粒体と混合される、いわゆる逆混合の現象が起り易い。この現象が起ると、流動層装置が反応装置の場合には、反応率の異なる粉粒体が室内で混在するため反応率の高い粉粒体を得ることが困難となっていた。
本発明の目的は、粉粒体の排出部側の室から供給部側の室への逆混合現象を著しく低減する多室型流動層装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１（ａ）、図２及び図３（ａ）に示すように粉粒体が充填される容器１０ａの一方の側部に設けられ容器１０ａに粉粒体を供給するための供給部１２と、容器１０ａの他方の側部に設けられ容器１０ａから粉粒体を排出するための排出部１３と、供給部１２と排出部１３の間の容器１０ａを複数の室に仕切る鉛直方向に設けられスリット１９又は孔２６を有する仕切板１１とを備え、供給部側の室２１ａから排出部側の室２１ｂに粉粒体を移動し得るようにスリット１９又は孔２６の上縁の仕切板１１に供給部側の室２１ａ及び排出部側の室２１ｂにそれぞれ臨む第１及び第２下向き傾斜板２２、２３の上端がそれぞれ固着されかつ第１下向き傾斜板２２の長さと第２下向き傾斜板２３の長さが等しい多室型流動層装置において、第２下向き傾斜板２３の下端に補助板２４が一体的に設けられたことを特徴とする多室型流動層装置１０である。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、図１（ａ）又は図３（ａ）に示すように、補助板２４が第２下向き傾斜板２３の下端に鉛直に又は鉛直方向から前記傾斜板２３の傾斜方向までの間で傾斜して設けられた多室型流動装置である。
【０００６】
請求項３に係る発明は、図１（ｂ）、図２及び図３（ｂ）に示すように粉粒体が充填される容器１０ａの一方の側部に設けられ容器１０ａに粉粒体を供給するための供給部１２と、容器１０ａの他方の側部に設けられ容器１０ａから粉粒体を排出するための排出部１３と、供給部１２と排出部１３の間の容器１０ａを複数の室に仕切る鉛直方向に設けられスリット１９又は孔２６を有する仕切板１１とを備え、供給部側の室２１ａから排出部側の室２１ｂに粉粒体を移動し得るようにスリット１９又は孔２６の上縁の仕切板１１に供給部側の室２１ａ及び排出部側の室２１ｂにそれぞれ臨む第１及び第２下向き傾斜板２２、２３の上端がそれぞれ固着された多室型流動層装置において、第２下向き傾斜板２３の下端が第１下向き傾斜板２２の下端より下方に延びたことを特徴とする多室型流動層装置である。
【０００７】
請求項１、２又は３に係る発明では、補助板２４の下端位置又は第２下向き傾斜板２３の下端位置を第１下向き傾斜板２２の下端位置より低くすることにより、流動層形成時に排出部側の室２１ｂの粉粒体の上面Ｓ2の位置が供給部側の室２１ａの粉粒体の上面Ｓ1の位置よりも低くなり、排出部側の室２１ｂの粉粒体の飛上りを原因とする逆戻り現象を抑制し、粉粒体の逆混合現象を著しく低減する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２に示すように、この実施の形態では多室型流動層装置は多室型流動層反応装置１０である。この装置１０は、容器１０ａを４つの室に仕切るインコネル（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金）製の３枚の仕切板１１が鉛直方向に設けられる。容器１０ａの一方の側部には粉粒体を供給するための供給部１２が設けられ、容器１０ａの他方の側部には粉粒体を排出するための排出部１３が設けられる。仕切板１１により仕切られた４つの室の上部にはそれぞれ固気分離フィルター１４が設けられ、容器１０ａの頂部には排気管１６が設けられる。また４つの室の下部には多孔板又は金属メッシュからなる分散板１７が設けられ、容器１０ａの底部には流動用ガスを送込む送気管１８が設けられる。３枚の仕切板１１のそれぞれにはスリット１９が設けられる。これらのスリット１９は粉粒体のショートパスがなく装置内における滞留時間が確保できるように第２室と第３室との仕切板では上部に、それ以外の仕切板では下部に設けられる。
【０００９】
図１（ａ）及び図４（ａ）に詳しく示すように、スリット１９の上縁の仕切板１１には供給部側の室２１ａ及び排出部側の室２１ｂにそれぞれ臨むインコネル（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金）製の第１及び第２下向き傾斜板２２、２３の上端がそれぞれ溶接により固着される。この実施の形態では第１及び第２下向き傾斜板２２、２３は仕切板１１に対して対称であり、第２下向き傾斜板２３の下端にこの傾斜板２３と同一幅の補助板２４が鉛直に一体的に設けられる。仕切板１１から傾斜板２２の下端までの距離ｄ1は仕切板１１から補助板２４までの距離ｄ2に等しい。
【００１０】
このような構成の流動層装置では、各室に粉粒体を充填した状態で流動用ガスを分散板１７を介して各室内に送込むと、粉粒体は流動化し、流動化した粉粒体は下向き傾斜板２２、２３により供給部側の室２１ａから図４（ａ）の実線矢印に示すようにスリット１９を通って排出部側の室２１ｂへ段階的に移動する。このとき仕切板１１と補助板２４との間の粉粒体の上面Ｓ2は補助板２４の位置に形成される。一方仕切板１１と第１下向き傾斜板２２との間の粉粒体の上面Ｓ1は第１下向き傾斜板２２の下部に形成される。このため上面Ｓ2は従来の図６に示した上面Ｓ2と比較してより一層上面Ｓ1より低くなり、粉粒体の逆混合現象が著しく低減される。
【００１１】
次に本発明の第２の実施の形態を図１（ｂ）及び図４（ｂ）に示す。これらの図において図１（ａ）及び図４（ａ）に示した符号と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態の特徴ある点は、第１の実施の形態の補助板２４は用いずに、第２下向き傾斜板２３の下端を第１下向き傾斜板２２の下端より下方に延ばしたことにある。仕切板１１から傾斜板２２の下端までの距離ｄ1は傾斜板２３の下端までの距離ｄ2に等しい。
粉粒体の流動状態で仕切板１１と下向き傾斜板２２、２３との間の粉粒体は図示するようにその上面Ｓ2は従来の図６に示した上面Ｓ2と比較してより一層上面Ｓ1より低くなり、粉粒体の逆混合現象が著しく低減される。
【００１２】
なお、上記第１の実施の形態では補助板２４を傾斜板２３の下端に鉛直に設けた例を示したが、図３（ａ）に示すようにこの補助板２４の設定角は鉛直方向に限らず、鉛直方向から傾斜板２３の傾斜方向までの間の角度でもよい。上記実施の形態では仕切板１１にスリット１９が設けられた例を示したが、スリット１９の代りに図３（ｂ）に示すように同じ高さで複数の孔２６を配列して設けるか、或いは、図示しないが単一の角孔を設けてもよい。
また４つの室と３枚の仕切板１１を説明したが、本発明はこれに限らず２室以上で１枚以上の仕切板１１を有する流動層装置にも適用される。
【００１３】
【実施例】
次に本発明の実施例を比較例とともに説明する。
＜実施例１＞
流動媒体としてＵ3Ｏ8を、流動ガスとしてＮ2を用いた上述した多室型流動層反応装置１０に、供給部１２からＵＯ2Ｆ2粉末を連続供給したトレーサ試験を実施した。この際に装置内で起る供給部側の室２１ａと排出部側の室２１ｂでの逆混合の割合と粉粒体の上面の位置の差を求めた。
【００１４】
この例では図４（ａ）に示すように第１下向き傾斜板２２の長さａを６０ｍｍ、傾斜板２２の下端と仕切板１１との距離ｄ1を２５ｍｍとした。また第２下向き傾斜板２３は仕切板１１に関して第１下向き傾斜板２２と鏡面対称とし、この傾斜板２３の下端に補助板２４を設置し、傾斜板２３の長さｂと補助板２４の長さｃを合わせた長さ（ｂ＋ｃ）を１００ｍｍとした。またスリット１９の幅は１０ｍｍとした。
【００１５】
＜実施例２＞
第１下向き傾斜板２２の長さａ及び第２下向き傾斜板２３の長さｂをそれぞれ８０ｍｍとした以外は実施例１と同様の装置を実施例２とした。
【００１６】
＜実施例３＞
この例では図４（ｂ）に示すように第２下向き傾斜板２３の形状の長さｂを１００ｍｍ、仕切板１１との距離ｄ2を２５ｍｍとし、補助板２４を取付けない以外は実施例１と同様の装置を実施例３とした。
【００１７】
＜比較例１＞
第１下向き傾斜板２２、第２下向き傾斜板２３及び補助板２４を取付けない以外は実施例１と同様の装置を比較例１とした。
【００１８】
＜比較例２＞
この例では図６に示すように補助板２４を取付けない以外は実施例１と同様の装置を比較例２とした。
【００１９】
＜比較評価＞
実施例１〜３、比較例１、２の装置において、Ｕ3Ｏ8粉末を供給口より供給して各室をＵ3Ｏ8で充填し、分散板を介してＮ2ガスで流動させる。次に、トレーサとして供給口からＵＯ2Ｆ2粉末を連続供給する。このＵＯ2Ｆ2粉末が供給部側の室から排出部側の室にスリット及び傾斜板を介して移動した際の逆混合度と粉粒体の上面の位置を測定した。その結果を次の表１に示す。
ただし、表１において、ｈは供給部側の粉粒体の上面の位置Ｓ1と排出部側の粉粒体の上面の位置Ｓ2の差であり、逆混合度は数字が小さい程、排出部側の室から供給部側の室への粉体の戻りが少ないことを表している。
【００２０】
【表１】
0004038934.tif 000002
【００２１】
表１より明らかなように、比較例では逆混合度が大きくまた目視においても粉体の逆混合現象が観察された。特に、比較例１ではその現象が著しかった。実施例では比較例よりも逆混合度の値は小さく、殆ど粉粒体の逆混合が観察されなかった。供給部側の室と排出部側の室との粉粒体の上面の位置の差ｈと逆混合の関係としては、粉粒体の上面の位置の差ｈが大きいほど逆混合度が小さい傾向が見られた。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、第１下向き傾斜板の下端より第２下向き傾斜板の下端に固着させた補助板の下端を低くするか、又は多室型流動層反応装置の第１下向き傾斜板の下端より第２下向き傾斜板の下端を低くすることにより、粉粒体の容器内における進行を阻害する逆混合現象を著しく低減することができる。この結果、多室型流動層装置が反応装置の場合には、各室での反応率を大幅に改善でき、最終的に製品として反応率の高い粉体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）  図２のＡ部を拡大した第１の実施の形態の斜視図。
（ｂ）  図２のＡ部を拡大した第２の実施の形態の斜視図。
【図２】本発明の実施の形態の多室型流動層反応装置の構成図。
【図３】（ａ）  図２のＡ部を拡大した請求項２に係る流動層装置の斜視図。
（ｂ）  図１（ｂ）のスリットの代りに孔を設けた斜視図。
【図４】（ａ）  図２のＡ部を拡大した第１の実施の形態の断面図。
（ｂ）  図２のＡ部を拡大した第２の実施の形態の断面図。
【図５】従来例を示す図１（ａ）に対応する斜視図。
【図６】従来例を示す図４（ａ）に対応する断面図。
【符号の説明】
１０  流動層装置（流動層反応装置）
１０ａ  容器
１１  仕切板
１２  供給部
１３  排出部
１９  スリット
２１ａ  供給部側の室
２１ｂ  排出部側の室
２２  第１下向き傾斜板
２３  第２下向き傾斜板
２４  補助板
２６  孔
【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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