JP2010023273A - 吸引装置および吸引方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸引用ポンプの下流側に設けられるサイレンサからドレンの回収を行わなくてもよい吸引装置および吸引方法を提供する。
【解決手段】 成形材料Ｍから発生するガス状物質に含まれる水分を吸引する吸引装置において、ガス状物質に含まれる水分を吸引する吸引用ポンプ１９と、吸引用ポンプ１９の下流側に設けられるサイレンサ２１と、吸引用ポンプ１９の下流側の接続管路２０またはサイレンサ２１へガス状物質よりも水分含有率の低い気体を供給する気体供給装置２３とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、成形材料から発生するガス状物質に含まれる水分を吸引する吸引装置および吸引方法に関する。

凝縮性物質を含有するガスを真空ポンプにより吸引するものであって、前記真空ポンプの下流側にサイレンサ（消音器）を設けたものとしては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１では、攪拌槽の中で発生したガスが吸引管により真空ポンプに送られ、前記真空ポンプから吐出管路および吐出サイレンサを介して外部に放出される。そして前記吐出サイレンサの下部にはドレン排出管が設けられ、ドレンが一定量貯まると開閉弁を開いて排出されるようになっている。しかしながらドレンの排出は、作業員によって一定時間毎に行われており、それを忘れるとガス吸引が正常に行えなくなる可能性があった。またはドレンが一定量貯まったことにより自動的にドレンを回収することも考えられるが、自動化のためのコストが高額となるものであった。

特開平１１−２７０３２６号公報（請求項４、００１９、図１）

本発明では上記の問題を鑑みて、吸引用ポンプの下流側に設けられるサイレンサからドレンの回収を行わなくてもよい吸引装置および吸引方法を提供することを目的とする。

本発明の吸引装置は、成形材料から発生するガス状物質に含まれる水分を吸引する吸引装置において、ガス状物質を吸引する吸引用ポンプと、吸引用ポンプの下流側に設けられるサイレンサと、吸引用ポンプの下流側の接続管路またはサイレンサへガス状物質よりも水分含有率の低い気体を供給する気体供給装置と、が備えられたことを特徴とする。

本発明の吸引方法は、成形材料から発生するガス状物質に含まれる水分を吸引する吸引方法において、吸引用ポンプによりガス状物質がサイレンサへ送られる際に、吸引用ポンプの下流側の接続管路またはサイレンサへガス状物質よりも水分含有率の低い気体を供給し、サイレンサ内におけるガス状物質の水分含有率を低下させることを特徴とする。

本発明の吸引装置および吸引方法は、成形材料から発生するガス状物質に含まれる水分を吸引する吸引装置において、ガス状物質を吸引する吸引用ポンプと、吸引用ポンプの下流側に設けられるサイレンサと、吸引用ポンプの下流側の接続管路またはサイレンサへガス状物質よりも水分含有率の低い気体を供給する気体供給装置とが備えられ、サイレンサ内におけるガス状物質の水分含有率を低下させるので、サイレンサからドレンの回収を行わなくてもよい。

本発明の実施形態について、図１および図２を参照して説明する。図１は、本実施形態の吸引装置の概略説明図である。図２は、本実施形態の吸引装置の要部の正面図である。

射出成形機の射出装置１１は、加熱筒１２の内部にスクリュ１３が配設され、フィードスクリュ１４から供給された成形材料Ｍを溶融し、スクリュ１３の前進により成形金型１５のキャビティ１６内へ射出されることによって成形品が成形される。フィードスクリュ１４が配設される筒部を含む加熱筒１２内は、シールされており外部から密閉構造となっている。そして前記フィードスクリュ１４が配設される筒部には吸引用の管路１７が接続され、フィルタ装置１８を介して吸引用ポンプである真空ポンプ１９に接続されている。

本実施形態で真空ポンプ１９は、ポンプの潤滑油が飛散せず結露も発生しにくいルーツ型のドライポンプが使用されている。ただし吸引用ポンプとしては、他の種類の真空ポンプや、低圧の負圧状態にしか到達出来ない吸引用ポンプを用いたものでもよい。真空ポンプ１９の下流側は、接続管路２０を介してサイレンサ２１に接続されている。図２に示されるようにサイレンサ２１は、前記真空ポンプ１９で発生する騒音を減少させるためのものであり、側面に円筒面２２を有する円筒形状をしている。なおサイレンサ２１の形状や種類は限定されない。そしてサイレンサ２１の前記円筒面２２の略中央には、真空ポンプ１９から送られるガス等を導入用の接続管路２０が接続されている。またサイレンサ２１の円筒面２２の下から１／４以下の部分には、気体供給装置２３に接続される管路２４が設けられている。気体供給装置２３としてはエアドライヤ付のコンプレッサが使用され、圧縮状態の乾燥空気が供給可能となっている。

なお本実施形態では、サイレンサ２１に接続される管路２４には、開閉弁等は設けられていない。ただし常時使用はしないが、成形材料Ｍによっては水分の発生が多い材料もあり、前記管路２４に継手を設け、継手から分岐する管路の一方にはドレンを抜くための開閉弁を設けるようにしてもよい。また気体供給装置２３に接続される管路２４は、真空ポンプ１９の下流側の接続管路２０に接続されるように設けてもよく、直接または間接にサイレンサ２１へ乾燥空気等の気体が供給され、少なくともサイレンサ２１内で前記気体と真空ポンプ１９から送られるガス状物質が混合された状態とされるようになっている。

サイレンサ２１の上面２５には排出用の管路２６が接続され、排出用の管路２６は、脱臭装置２７に接続されている。なお排出用の管路２６はサイレンサ２１の円筒面２２の上から１／３以上の部分に設けてもよい。そしてサイレンサ２１の内部には、小径が複数設けられたパンチングメタルが円筒形状に配設され、真空ポンプ１９側の接続管路２０に接続される部分と排出用の管路２６に接続される部分が前記パンチングメタルによって区画されている。また脱臭装置２７は白金触媒式の脱臭装置であって、外部から取り入れた酸素と化合させることにより、排出されるガスの臭いを脱臭し、排出口２８から排出する。本実施形態では脱臭装置２７には空気（酸素）を取り入れるための専用の管路や装置は設けられていない。なお必要に応じて真空ポンプ１９とガス状物質の排出口２８の間には別のフィルタ等を設けてもよい。

次に吸引装置による吸引方法について説明する。射出装置１１では成形材料Ｍの可塑化、射出が順次に行われるが、吸引用ポンプである真空ポンプ１９は常時稼動し、加熱筒１２内の成形材料Ｍが溶融する時に発生する水分を含むガス状物質を吸引している。ガス状物質としては、成形材料Ｍが樹脂ペレットの場合、樹脂から発生するガスが中心となるが、他には微細な固形物質や粘着流動物質も含まれる。そして水分は、樹脂ペレットに含有されていたものが中心となるが、加熱筒のシール部分からのリークにより外部から入ってくる僅かな空気にも水分が含まれる。そして前記水分は、樹脂の加熱とともに水蒸気となる。よって未乾燥または乾燥時間が短い樹脂ペレットを用いると、水分を多く含んでいるので水蒸気の発生量も増加する。例えば未乾燥で水分率が５０００ｐｐｍの成形材料Ｍを使用すると成形材料１０ｋｇあたり５０ｇの水が排出されることになり、１時間の成形材料Ｍの使用量を５０ｋｇとすると、２４時間で６Ｌの水が排出されることになる。

本実施形態では加熱筒１２内は、真空ポンプ１９により−７０ｋＰａないし−１００ｋＰａに真空引きされている。加熱筒１２内の気密性を高め高真空状態とすると、加熱筒１２内で発生し、真空ポンプ１９によって排出されるガス状物質に含まれる水分の比率は相対的に高くなる。加熱筒１２内から吸引された水蒸気、ガス、および微細な固形物質や粘着液状物質が含有されたガス状物質は、管路１７を経て真空ポンプ１９の上流側のフィルタ装置１８に送られる。そしてフィルタ装置１８内部のフィルタによりガス状物質に含まれる微細な固形物質や粘着液状物質が捕集される。ただしガス状物質に含まれる水分（水蒸気）は、フィルタ装置１８によってはほとんど捕集されず、真空ポンプ１９の側へ送られ、真空ポンプ１９を経て下流側のサイレンサ２１へ送られる。真空ポンプ１９の下流側の接続管路２０においてガス状物質は常圧または常圧近くに昇圧されるのでサイレンサ２１内では高温状態のままでも水蒸気が結露しやすくなる。特にはサイレンサ２１の設置される雰囲気温度が低い場合（冬など）には結露が発生しやすい。

本実施形態では、気体供給装置２３からサイレンサ２１の下部に接続される管路２４を経て常時、乾燥空気が供給されている。この際の気体供給装置２３から供給される乾燥空気の量は、射出装置１１の容量にも影響されるが、１分あたり３０Ｌ以下でよい。そして加熱筒１２内から真空ポンプ１９を経て送られたガス状物質と、前記乾燥空気とがサイレンサ２１内で混合される。なお気体供給装置２３から供給される気体は、ガス状物質よりも水分含有率の低い気体であればよく、サイレンサ２１内におけるガス状物質に含まれる水分含有率を減少させ、サイレンサ２１内部での結露を防止することができる。従って前記条件を満たす場合は、外気をそのまま利用してもよい。また供給される気体は加熱したものや窒素等でもよく限定されない。

本実施形態では加熱筒１２内を高真空に保つことによりガス状物質に含まれる水分含有率が高いのでサイレンサ２１内の結露が発生しやすく、ガス状物質よりも水分含有率の低い気体を導入することが特に有効である。そしてガス状物質よりも水分含有率の低い気体を加える位置を真空ポンプ１９の下流側にすることにより、加熱筒１２内を高真空に保つことが可能である。

そしてサイレンサ２１内で混合され希釈されたガス状物質は、排出用の管路２６から脱臭装置２７に送られる。脱臭装置２７は前記したように白金触媒式の脱臭装置であるが、サイレンサ２１内においてガス状物質と乾燥空気が混合され、所定以上に酸素を含有する状態となっているため、脱臭装置専用の空気（酸素）供給機構を設ける必要が無くなった。そして脱臭が行われたガス状物質は、排出口２８から大気中に放出される。

また本発明はサイレンサ２１を電気ヒータにより加熱して結露を防止するものを除外するものではないが、水分含有率の低い気体をサイレンサ２１内に供給することによりより低コストで同じ目的を達成することができ、作業員によるメンテナンス作業が不要となった。

本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。本発明が取付けられる吸引装置は、射出成形機の射出装置の他、プランジャ装置、押出機、混練機、プレス機、ペレット造粒装置、半導体製造装置、積層成形装置、および化学プラント装置などで成形材料の化学反応等により水分を含むガス状物質が発生する装置であれば種類を選ばない。そしてガス状物質は、ほとんどが水蒸気であってもよい。また本発明に用いられる成形材料についても、樹脂の他、金属、有機物質、無機物質、それらの混合物等、種類を問わない。

本実施形態の吸引装置の概略説明図である。 本実施形態の吸引装置の要部の正面図である。

符号の説明

１２ 加熱筒
１８ フィルタ装置
１９ 真空ポンプ（吸引用ポンプ）
２０ 接続管路
２１ サイレンサ
２３ 気体供給装置
２７ 脱臭装置
Ｍ 成形材料

Claims (4)

1. 成形材料から発生するガス状物質に含まれる水分を吸引する吸引装置において、
   前記ガス状物質を吸引する吸引用ポンプと、
   前記吸引用ポンプの下流側に設けられるサイレンサと、
   吸引用ポンプの下流側の接続管路またはサイレンサへ前記ガス状物質よりも水分含有率の低い気体を供給する気体供給装置と、が備えられたことを特徴とする吸引装置。
2. 前記吸引用ポンプの上流側には前記ガス状物質の一部を捕集するフィルタが備えられたことを特徴とする請求項１に記載の吸引装置。
3. 前記サイレンサの下流側には脱臭装置が備えられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の吸引装置。
4. 成形材料から発生するガス状物質に含まれる水分を吸引する吸引方法において、
   前記ガス状物質が吸引用ポンプによりサイレンサへ送られる際に、
   吸引用ポンプの下流側の接続管路またはサイレンサへ前記ガス状物質よりも水分含有率の低い気体を供給し、
   サイレンサ内におけるガス状物質の水分含有率を低下させることを特徴とする吸引方法。

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