CN102328359A

CN102328359A - 水中切割造粒装置

Info

Publication number: CN102328359A
Application number: CN2011102047494A
Authority: CN
Inventors: 长冈达人; 柏真彦
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2012-01-25
Also published as: DE102011079028A1; DE102011079028B4; JP5557631B2; US20120012686A1; US8974209B2; JP2012020438A

Abstract

本发明涉及一种水中切割造粒装置，该水中切割造粒装置具有切断装置、分离装置以及罐，该切断装置在水室内利用刀具将从模具挤出的熔融树脂切断而成为颗粒，该分离装置将与搬送水一起从该切断装置的水室向下游送出的颗粒从搬送水分离，该罐设置于该分离装置的下方并存积从分离装置排出的搬送水，并且，以使搬送水在该罐和上述水室之间循环的方式形成有循环路径，其中，在形成于水室的下游侧的返回侧循环路径，设有利用在该路径内从上向下流下的搬送水的能量来发电的水力发电装置。通过这样的构成，从而在水中切割造粒装置中，能够回收并再次利用伴随着使搬送水向高处抽水而产生的势能，由此，谋求节能化。

Description

水中切割造粒装置

技术领域

本发明涉及制造树脂颗粒的水中切割造粒装置。

背景技术

水中切割造粒装置具有切断装置、设置于比该切断装置更高的位置的分离装置以及设置于该分离装置的下方的罐。这些切断装置、分离装置、罐的相互之间进行给水连接，作为水中切割造粒装置的整体而形成水的循环路径(例如，参照日本特开2006-110777号等)。

切断装置在水室内将从树脂混炼机加压供给的熔融树脂切断得较细而成为颗粒。该颗粒与水一起从水室排出，向分离装置送出。分离装置用于将与水一起从切断装置的水室送出的颗粒从水分离。另外，罐暂时地存积从分离装置排出的水。从罐出来的水在被冷却至规定的温度之后，被再次向切断装置的水室供给。

此外，从切断装置向分离装置运送的水由于具有搬送颗粒的作用而被称为搬送水，以下，将作为水中切割造粒装置的整体而循环的水全部(即，包括从分离装置向罐和切断装置返回的水)称为搬送水。

发明内容

如前所述，分离装置的设置位置比切断装置更高，其原因是，防止在切断装置的水室内发生气蚀(赋予背压)且将搬送水的搬送距离以某种程度延长而使水温尽可能地冷却等。

因此，分离装置设置于设置切断装置的建筑物的上层的楼层等的比切断装置更高的位置，结果，分离装置和罐的高低差也变大。例如，在从切断装置的水室向着分离装置吐出的水量超过600m³/h的大型的水中切割造粒装置中，从分离装置至罐的高低差有时候也达到20～30m。

在现有技术中，并未从自分离装置向罐运送的搬送水进行任何能量的回收，在此产生势能的浪费。

另一方面，将切断装置的水室内控制为在大约50℃～80℃左右成为一定，从而变得适合于熔融树脂的切断。所以，从切断装置的水室(向着分离装置)吐出的搬送水的水温成为90℃或90℃以上的温度。

因此，在将该搬送水经由罐而再次向切断装置的水室供给的路径途中，设置冷却装置(热交换器)，将搬送水的温度冷却至50℃左右。未对由该热交换器散热的热量，即搬送水在切断装置的水室内从熔融树脂吸收的热量进行任何利用，在此产生热能的浪费。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种水中切割造粒装置，该水中切割造粒装置能够回收并再次利用通过将搬送水抽水至高处而产生的势能和搬送水从熔融树脂吸收的热能等，由此，谋求节能化。

为了达成上述目的，本发明采取以下的手段。

即，本发明的水中切割造粒装置，由以下的部件构成：切断装置，在水室内由刀具将从模具挤出的熔融树脂切断而成为颗粒；分离装置，将与搬送水一起从所述切断装置的所述水室向下游送出的颗粒从搬送水分离，所述分离装置设置于比所述切断装置更高的位置；罐，设置于所述分离装置的下方，存积从分离装置排出的搬送水；循环路径，以使搬送水在所述罐和所述水室之间循环的方式形成；以及发电装置。在此，所述发电装置是利用从上向下流下的搬送水的能量来发电的水力发电装置和以位于所述循环路径内的搬送水所具有的热量为基础而进行发电的热电发电装置的至少一方。

所述水力发电装置能够设在例如搬送水从设置于高处的分离装置向着设置于该分离装置的下方的罐流下的路径等。

如果为具备所述水力发电装置的构成，那么，利用从上向下流下的搬送水的能量，在该水力发电装置进行发电。所以，能够将所发电的电用于各种用途，有效利用能量。

另一方面，优选，所述热电发电装置设于所述循环路径的、位于所述水室的下游侧且位于所述罐的上游侧的部位，只要在该路径内，就不特别地详细地限定设置处。尤其是，更优选设在靠近所述水室的出口的地方。

如果为具备所述热电发电装置的构成，那么，以搬送水所具有的热量，在该热电发电装置进行发电。所以，能够将所发电的电用于各种用途，有效利用能量。

如果为具备水力发电装置和热电发电装置的两方的构成，那么，能够以从上向下流下的搬送水的能量和搬送水所具有的热量的两方进行发电，能够进一步有效利用能量。

所述热电发电装置能够为安装于构成所述返回侧循环路径的配管或罐的热电元件。

本发明的水中切割造粒装置能够回收并再次利用通过将搬送水抽水至高处而产生的势能和搬送水从熔融树脂吸收的热能等，结果，能够谋求节能化。

附图说明

图1是模式地显示本发明的水中切割造粒装置的第1实施方式的侧面图。

图2是模式地显示本发明的水中切割造粒装置的第2实施方式的侧面图。

图3是模式地显示本发明的水中切割造粒装置的第3实施方式的侧面图。

具体实施方式

以下，基于附图，说明本发明的实施方式。

[第1实施方式]

图1显示了本发明的水中切割造粒装置1的第1实施方式。

该水中切割造粒装置1具有切断装置2、分离装置3以及罐4。分离装置3设置在比切断装置2更高的位置。另外，在该分离装置3的下方，设置有罐4，在罐4的出侧，设置有泵20。

切断装置2的出侧和分离装置3的入侧的相互之间由第1配管5连接，分离装置3的出侧和罐4的入侧的相互之间由第2配管6连接，罐4的出侧和泵20的入侧的相互之间由第3配管7连接，泵20的出侧和切断装置2的入侧的相互之间由第4配管8连接。

这样，该水中切割造粒装置1的装置整体(切断装置2、分离装置3以及罐4)作为能够使搬送水循环的循环路径而形成。

而且，在切断装置2的出侧和泵20的入侧之间，即在返回侧循环路径中的上下之间，进而言之，在分离装置3的出侧和罐4的入侧的上下之间(第2配管6的路径中)，设有通过从上向下的搬送水的流动而发电的水力发电装置10。

接着，详细地说明各装置的构成。

切断装置2具有壳体12，在该壳体12的内部，形成有水室11。该壳体12的一方侧由以面向水室11内的方式设置的模具(省略图示)构成，另外，在壳体12的另一方侧，设有能够在水室11内向着模具进退且能够旋转的刀具(省略图示)。模具是大致圆板状，大致等间隔地设有贯通的许多喷嘴。在该模具的初级侧，连接有齿轮泵或挤出机等树脂供给装置13。另外，在该树脂供给装置13是齿轮泵的情况下，进而在初级侧联接有树脂混炼机14。

所以，如果由树脂混炼机14熔融且混炼的熔融树脂经过树脂供给装置13而向切断装置2侧供给，那么，在切断装置2的水室11内，熔融树脂一边保持一定的剖面形状，一边从模具的各喷嘴被连续地吐出，该熔融树脂被旋转的刀具切断得较细而成为颗粒。该颗粒与水一起从水室11经由第1配管5而向分离装置3被送出。

这些切断装置2、树脂供给装置13以及树脂混炼机14等例如以相互相同的高度设置在建筑物的1层。

分离装置3为具有分选部15的水槽，该分选部15形成有许多搬送水通过但颗粒不通过的程度的狭缝或分选孔等，在分选部15的次级侧或槽下端部，设有只排出搬送水的出口部3a、3b。

所以，与搬送水一起从切断装置2的水室11送出的颗粒由该分离装置3从搬送水分离。将由分选部15分离的颗粒向设置于该分离装置3的附近的颗粒干燥机16运送并进行干燥。另一方面，分离并除去颗粒之后的搬送水从分离装置3的出侧(出口部3a、3b)经由第2配管6而向着罐4排出。

如前所述，该分离装置3设置为比切断装置2更高。例如，在切断装置2设置于建筑物的1层的情况下，该分离装置3设置在相同的建筑物的2层或比2层更上层的楼层。该分离装置3设置为比切断装置2更高，由此，经由将切断装置2的出侧和分离装置3的入侧的相互之间连接的第1配管5中的搬送水而对切断装置2的水室11内赋予背压。因此，防止在该水室11内发生气蚀。另外，利用第1配管5的搬送距离，使搬送水散热(冷却)。

罐4用于暂时地存积从分离装置3排出的搬送水。如前所述，该罐4设置于分离装置3的下方，例如，以相对于分离装置3而成为下方20～30m的方式设置。

此外，在将该罐4的出侧和切断装置2的入侧的相互之间连接的第3配管7(返回侧循环路径的一部分)和第4配管8(运送侧循环路径)的路径中，设有泵20和热交换器21。当然，泵20对搬送水赋予送水压力，热交换器21是对搬送水进行冷却的冷却装置。在热交换器21中，采用水冷方式等，将90℃左右的搬送水冷却至大约50℃左右。

另外，在将泵20的出侧和切断装置2的入侧的相互之间连接的第4配管8的路径途中，设有三通阀25。除了第4配管8以外，还由第5配管26将该三通阀25和罐4的相互之间连接。

在该三通阀25，在使第4配管8成为连通状态并从罐4的出侧经由泵20而向切断装置2的水室11供给搬送水的情况下，将由热交换器21冷却之后(50℃左右)的搬送水向水室11供给，由切断装置2开始切断。与此相对的是，在切换三通阀25且使搬送水从第5配管26返回至罐4而不向切断装置2的水室11供给搬送水的情况下，切断装置2的切断停止。必要时，进行这样的三通阀25的切换，进行向水室11内的搬送水的供给和停止。

水力发电装置10为这样的构成：具备接受从分离装置3排出并向着罐4流下的搬送水的流动而旋转的水车(省略图示)，通过该水车的旋转而使发电机(省略图示)旋转驱动，由该发电机发电。

优选将用于使水车的旋转稳定并根据情况而进行可变控制的调速机(省略图示)设在水车的旋转支撑部。另外，预先形成将再生装置30相对于发电机而连接的构成即可，该再生装置30用于使由发电机发电的电的相位、频率、电压等成为规定值且使其返回至外部。

此外，对由再生装置30取出的电(直流或交流)的实际应用方法未进行任何限定。例如，在水中切割造粒装置1中，可以用作各种控制用的电力，也可以用作对周边设备的驱动电力、建筑物内的照明或空气调节用电力。当然，也可以向输电设施回归(所谓向电力公司售电)。

接着，对水中切割造粒装置1的动作进行说明。

现在，由泵20将存积于罐4的搬送水经由作为运送侧循环路径的第4配管8而向切断装置2的水室11供给。另外，将熔融树脂经过树脂混炼机14和树脂供给装置13而向切断装置2供给，在切断装置2的水室11内制造颗粒。

根据经由热交换器21而冷却的搬送水的温度、在切断装置2的水室11内从熔融树脂吸收的温度以及进而由设于热交换器21的初级冷却水侧的配管CW的温度调节阀27使用设置于第3配管7上的温度传感器28和温度控制器29来管理的温度，将水室11内的温度保持为最适合于熔融树脂的切断的温度(50℃～80℃)。

所以，从切断装置2吐出的搬送水的温度也稳定在90℃左右。

在水室11内制造的颗粒与搬送水一起从水室11送出。含有颗粒的搬送水由第1配管5引导而被抽水至设置有分离装置3的高度，然后，向该分离装置3送入。

该搬送水通过分离装置3内，由此，将颗粒从搬送水分离，随后，仅将颗粒向颗粒干燥机16运送并进行干燥。另一方面，分离颗粒之后的搬送水从分离装置3的出侧(出口部3a、3b)经由第2配管6而向着罐4排出(流下)。

在该第2配管6流下的搬送水，在到达罐4之前，通过水力发电装置10内，使该水力发电装置10所具备的水车旋转驱动。因此，在该水力发电装置10中进行发电。

再生装置30电连接至水力发电装置10，由水力发电装置10发电的电在由再生装置30调整相位、频率、电压等之后，作为各种电源而供给。

该水力发电装置10的发电的具体示例如下。

在罐4和分离装置3的高低差H为25(m)的情况下，在流动于第1配管5内的搬送水的水量Q为约0.194(m³/sec)，即700(m³/h)时，通过下式而求出水力发电装置10的输出功率P(kW)。

P＝9.8×Q×H×μG×μT

其中，μG是发电装置效率，μT是水车效率。在此，采用μG×μT＝0.85。

结果，判定通过水力发电装置10而得到约40kW的输出功率。

如从以上的说明所明显看出的，在本第1实施方式的水中切割造粒装置1中，是由从分离装置3向着罐4运送(流下)的搬送水的流动导致水力发电装置10发电的构成。所以，能够将由该水力发电装置10发电的电用于各种用途。

即，在本第1实施方式的水中切割造粒装置1中，对于伴随着使搬送水从切断装置2向着设置于高处的分离装置3抽水而产生的搬送水的势能，谋求了其有效利用。

[第2实施方式]

图2显示了本发明的水中切割造粒装置1的第2实施方式。

在该第2实施方式中，除了第1实施方式的构成之外，还设有热电发电装置40。

热电发电装置40用于以搬送水所具有的热量为基础而进行发电，例如，由热电元件构成。

只要该热电发电装置40在切断装置2(水室11)的出侧和泵20的入侧之间，就不特别地限定其设置位置。在第2实施方式中，为了成为尽可能地靠近切断装置2的水室11的配置，在第1配管5中的从切断装置2侧向上方立起的部分，配置该热电发电装置40。通过这样的构成，从而能够将在水室11内从熔融树脂吸收的热最大限度地用于发电。

优选使热电发电装置40以与第1配管5的外周面接触的状态配备。

其原因是，在将热电发电装置40设在第1配管5的内部的情况下，或由于密封构造的复杂化等而导致第1配管5内的管路阻力变大，或担心由于搬送水内的树脂渣滓的滞留而导致的对工艺的坏影响，或热电发电装置40的维护变得麻烦，或热电发电装置40由于水分而变得容易引起腐蚀或短路等。即，通过将热电发电装置40设在第1配管5的外部，从而能够防止这些不良状况。但是，在采用能够可靠地避免这些不良状况的构造的情况下，也可以将热电发电装置40设在第1配管5的内部(与搬送水接触的配置)。

变换装置41电连接至该热电发电装置40，由热电发电装置40发电的电在由变换装置41调整相位、频率、电压等之后，作为各种电源而供给。

这样，在第2实施方式的水中切割造粒装置1中，是不仅设有水力发电装置10，还设有以搬送水所具有的热量为基础而进行发电的热电发电装置40的构成。所以，也能够将由该热电发电装置40发电的电用于各种用途。

即，在本第2实施方式的水中切割造粒装置1中，对于伴随着使搬送水从切断装置2向着设置于高处的分离装置3抽水而产生的搬送水的势能，谋求了其有效利用，并且，对于搬送水在切断装置2的水室11内从熔融树脂吸收的热能，谋求了其有效利用。

此外，关于热能的有效利用，换言之，能够事前回收将搬送水存积于罐4的期间的散热和伴随着在罐4的下游侧由热交换器21使搬送水冷却的热能的损失。

[第3实施方式]

图3显示了本发明的水中切割造粒装置1的第3实施方式。

在该第3实施方式中，在切断装置2(水室11)的出侧和泵20的入侧之间，仅设有热电发电装置40。

这样，即使只是省略水力发电装置10而仅设置热电发电装置40的构成，也谋求了在搬送水所产生的热能的有效利用。此外，由于仅配备热电发电装置40，因而其配备位置也可以为分离装置3和罐4的相互之间(第2配管6的中途部)、罐4本身或罐4和泵20的相互之间(第3配管7的中途部)等。

此外，由于罐4存积大量的搬送水，因而通过将热电发电装置40安装于罐4本身，从而能够有效地回收伴随着存积于罐4的期间的来自罐4的散热的、热能的损失。

本发明不限定于前述各实施方式，能够根据实施方式而适当变更。

例如，水中切割造粒装置1以及水中切割造粒装置1的各构成或整体的构造、形状、尺寸、个数、材质等能够遵循本发明的要旨而适当变更。

在水力发电装置10中，未特别地限定分离装置3和罐4的相互之间的设置高度。另外，未限定该水力发电装置10和再生装置30的细节构造、输出功率等。

能够设置将搬送水从切断装置2的水室11的出侧不经过分离装置3而向罐4的入侧引导的旁通配管(被包括在返回侧循环路径)。在设置这样的旁通配管的情况下，能够将水力发电装置10或热电发电装置40设在该旁通配管。

未限定热电发电装置40和变换装置41的细节构造、输出功率等。

Claims

1.一种水中切割造粒装置，由以下的部件构成：

切断装置，在水室内由刀具将从模具挤出的熔融树脂切断而成为颗粒；

分离装置，将与搬送水一起从所述切断装置的所述水室向下游送出的颗粒从搬送水分离，所述分离装置设置于比所述切断装置更高的位置；

罐，设置于所述分离装置的下方，存积从分离装置排出的搬送水；

循环路径，以使搬送水在所述罐和所述水室之间循环的方式形成；以及

发电装置，所述发电装置是利用从上向下流下的搬送水的能量来发电的水力发电装置和以位于所述循环路径内的搬送水所具有的热量为基础而进行发电的热电发电装置的至少一方。

2.根据权利要求1所述的水中切割造粒装置，其特征在于，所述发电装置是水力发电装置，

所述水力发电装置设于所述循环路径的、所述分离装置和所述罐之间。

3.根据权利要求1所述的水中切割造粒装置，其特征在于，所述发电装置是热电发电装置，

所述热电发电装置设于所述循环路径的、位于所述水室的下游侧且位于所述罐的上游侧的部位。

4.根据权利要求3所述的水中切割造粒装置，其特征在于，所述热电发电装置是安装于构成所述循环路径的配管或罐的热电元件。