JP2011194623A

JP2011194623A - 乾燥装置

Info

Publication number: JP2011194623A
Application number: JP2010061719A
Authority: JP
Inventors: Yukio Nakamura; 行雄中村; Mikio Ito; 幹夫伊藤
Original assignee: STOLZ CO Ltd
Current assignee: STOLZ CO Ltd
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2011-10-06
Also published as: KR20110104901A; TW201201990A; CN102218780A

Abstract

【課題】連続的な減圧乾燥が可能であり、短時間で温度ムラのない状態に材料を乾燥する。
【解決手段】乾燥装置１０は、材料Ｗの減圧乾燥を行う第１ドラム１２，乾燥材料を減圧下で保温する第２ドラム７０，これらドラムを個別に加熱する加熱手段，減圧手段，減圧解除手段や、材料の輸送経路及び輸送手段により構成される。輸送経路の垂直部４２Ａ，５６Ａ，８４Ａには、輸送経路の密閉・開放を行うコントロールバルブ４４，５８，８６が設けられる。外部への材料Ｗの供給を第２ドラム７０から行うことで、第１ドラム１２では乾燥中に減圧を解除する必要がなくなり連続的な減圧乾燥が可能となる。また、第１ドラム１２に攪拌手段を設けたため、乾燥ムラのない均一な品質の材料を短時間で提供できる。更に、コントロールバルブを輸送経路の垂直部に設けたことで、確実な密封を確保し、開閉部の耐久性も向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被乾燥物の乾燥を行う乾燥装置に関し、更に具体的には、減圧下における乾燥を行う乾燥装置に関するものである。

樹脂の射出成形の原料としては、例えば、ペレット状の樹脂材料が用いられている。一般的に、樹脂材料は吸湿しやすいものが多く、製造場所から射出成形を行う場所まで搬送する間や保管中に、空気中の水分を含んでしまう。樹脂材料に水分が含まれていると、射出成形時に水蒸気が発生し、成形品にシルバーと呼ばれる線状の模様が発生したり、加水分解によって成形品の強度が低下したりするなど、不良の発生原因となる。このため、製品品質を高め不良率を低減する上で、成形前に樹脂材料を乾燥することが不可欠となっている。また、樹脂材料によっては、大気中の酸素によって酸化を起こし、成形品が黄変する場合があり、こうした樹脂材料に対しては、減圧し、酸素濃度を低下させた状態で乾燥することが一般的になっている。

ペレット状の樹脂材料を乾燥する装置としては、既に様々な構造の乾燥装置が存在している。代表的なものとしては、大気圧下の乾燥ドラム内に熱風を送り込み、材料を所定の温度に加熱することで、材料中の水分を放出させる熱風式乾燥装置（例えば、下記特許文献１）や、熱風に低露点の乾燥エアを混入させ、乾燥効率を向上させた除湿式乾燥装置，更には、乾燥ドラム内で材料を停留させている間、材料を加熱すると共にドラム内を減圧し、酸素濃度を低下させる減圧式乾燥装置が存在している。

上述した減圧式乾燥装置は、一般的に、減圧によって黄変を防ぐとともに、沸点が低下することを利用し、水分の放出を促進させることで乾燥効率を高めたものである。代表的な減圧乾燥装置の構成を図９に示す。同図に示す減圧乾燥装置２００では、乾燥ドラム２０２内を減圧するとともに、ドラム内外に設置された複数個のヒータ２０４Ａ〜２０４Ｃによって、樹脂材料が接触する壁面２０６Ａ〜２０６Ｄを加熱するとともに、これら壁面２０６Ａ〜２０６Ｄの近接間隔を同一、又は、ほぼ同一に設置することにより、前記壁面２０６Ａ〜２０６Ｄから前記樹脂材料への伝導熱を均一化している。また、各壁面２０６Ａ〜２０６Ｄの形態は、樹脂材料に対する伝熱効率を高める，あるいは、より均一な加熱がなされるように工夫されており、フィン状に加工した複数の加熱壁を緊密に配置し、それらの間に材料を停留させる等の方法が知られている。また、減圧室である前記乾燥ドラム２０２は、原材料部２１８からの樹脂材料の投入時や、成形機２２０への樹脂材料の排出時以外は、材料投入口２０８に設けられた開閉シャッタ２１０や、材料排出口２１２に設けられた開閉シャッタ２１４によって密封されるとともに、減圧発生装置２１６等で吸気することにより大気圧よりも減圧する構造となっている。

前記乾燥ドラム２０２で乾燥された材料は、成形機２２０上に設置された成形機ホッパー２２２へ排出され成形機２２０へ供給される。成形機ホッパー２２２には、材料の残量を検出する材料検出センサ２２４が設置されており、残量が所定の量になると材料検出センサ２２４が「空」を検出し、乾燥ドラム２０２の減圧を解除するとともに、乾燥ドラム下部の排出口２１２から成形機ホッパー２２２へ所定量を供給することで連続成形を可能としている。

特開２０００−３０１５３５号公報

ところで、前記成形機ホッパー２２２は、一般的には減圧されていない場合が多く、成形機ホッパー２２２内の乾燥材料が酸化や吸湿することを防止するため、成形機ホッパーは容積を小さくし停留時間を短くするようにしている。従って、成形機ホッパー２２２への材料供給は頻繁に行われることになる。一方、乾燥ドラム２０２内の材料は、前記成形機ホッパー２２２へ供給を繰り返すことにより次第に減少する。そのため、乾燥ドラム２０２には材料の残量を検出する材料検出センサ２２６が設置されており、残量が所定の量に達した時点で、乾燥ドラム２０２の減圧を解除するとともに、原材料部２１８から送られた未乾燥材を、上部の投入口２０８から補充投入するように設定されている。このため、前記背景技術においては、材料の補充投入や成形機ホッパー２２２へ材料を供給する度に乾燥ドラム２０２の減圧が解除されることになるため、乾燥ドラム２０２内の材料は頻繁に大気と接触することになり、甚だ効率の悪い乾燥となっていた。

その対策として、乾燥ドラム２０２の投入口２０８や排出口２１２に小型の減圧室（図示せず）を追加設置する方法が考えられる。しかしながら、この場合、乾燥ドラム２０２の入口の開閉シャッタ２１０，出口の開閉シャッタ２１４の他に、小型投入口減圧室の投入口，小型排出口減圧室の排出口にも開閉シャッタが必要となるため、開閉シャッタの設置数が増え、構造が複雑になるとともに、コストが上がってしまうという不都合がある。

また、減圧下における熱伝達の大半は接触部位における熱伝導となるが、一般的に樹脂材料は金属と比較し、熱伝導率が低いため熱移動がなされにくい。このため、乾燥ドラム２０２内に停留している樹脂材料は、熱源（壁面）から離れた材料ほど熱移動が緩慢になって昇温しにくいという状態になる。従って、前記背景技術においては、乾燥ドラム２０２内に投入された材料を均一に加熱することは困難であり、結果的に温度ムラが発生し、均一な乾燥品質が保ちにくくなるとともに、乾燥時間も長くなり、決して乾燥効率が良いとはいえなかった。

また、背景技術における乾燥ドラム（上述の小型減圧室を含む）の材料投入口，材料排出口に設置されている開閉シャッタ２１０，２１４などにおいて、特に乾燥ドラム２０２の排出口２１２に設置される開閉シャッタ２１４の開閉部は、材料が接触している状態で開閉することになる。従って、特に粉砕材を混入させた材料の場合は、粉砕材は形状が様々であるため、シャッタの開閉部に咬み込みが発生し、開閉不良や密封不良といった不具合が発生する懸念がある。更に、開閉部には乾燥ドラム内材料のほぼ全重量がかかるため、荷重を受けた状態でスムースに開閉可能な構造にする必要があり、構造の複雑化及びコストアップの要因となっている。

本発明は、以上の点に着目したもので、減圧を解除することなく被乾燥物を連続的に乾燥するとともに、短時間で温度ムラのない均一な状態に乾燥することができる乾燥装置を提供することを、その目的とする。他の目的は、開閉シャッタを用いずに、乾燥ドラム等の減圧室の材料投入口及び材料排出口の密閉が可能な乾燥装置を提供することである。

本発明の乾燥装置は、減圧下において被乾燥物である材料を所定の温度に加熱することによって減圧乾燥を行う第１ドラムと、該第１ドラム内の全材料が一括投入可能であって、投入された乾燥材料を減圧下で所定の温度に保温する第２ドラムと、前記第１及び第２ドラムを個別に加熱可能な加熱手段と、前記第１及び第２ドラムを個別に減圧可能な減圧手段と、前記第１及び第２ドラムを個別に減圧解除可能な減圧解除手段と、前記第１ドラムへの材料の供給，該第１ドラムから排出した材料の前記第２ドラムへの供給，前記第２ドラムからの材料の排出をそれぞれ行う複数の輸送経路と、該複数の輸送経路にそれぞれ設置されており、各輸送経路を個別に密封及び開放可能な複数のコントロールバルブと、前記複数の輸送経路における材料の輸送を行う輸送手段と、を備えるとともに、外部への乾燥材料の供給を、前記第２ドラムからの材料の排出を行う輸送経路から行うことで、前記第１ドラムにおける減圧乾燥中に、減圧状態の維持を可能としたことを特徴とする。

主要な形態の一つは、前記第１ドラム及び第２ドラムのうち、少なくとも前記第１ドラムに、前記材料を攪拌する攪拌手段を設けたことを特徴とする。他の形態は、前記コントロールバルブを、前記輸送経路が略垂直方向に設置された部分に設けたことを特徴とする。更に他の形態は、前記第２ドラムから材料を排出する輸送経路に接続されており、前記第２ドラム内の空気を吸引する２次エア取込み部を有するとともに、前記第２ドラム内の材料を吸引する吸引パイプと、該吸引パイプ又は前記材料を排出する輸送経路に、前記２次エア取込み部と前記コントロールバルブの間に設けられており、外部の空気を取込むための３次エア取込み部と、該３次エア取込み部に接続されており、３次エアを遮断及び開放する開閉バルブと、を備えており、前記開閉バルブの閉塞による２次エアの取込みによって前記吸引パイプから材料を吸引し、所定量を排出した時点で前記開閉バルブを開放し、３次エアの取込みによって材料の吸引力を低下させて材料の排出を停止させるとともに、前記輸送経路を空輸送させて材料の残留を防止したことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明によれば、減圧下において被乾燥物である材料を所定の温度に加熱することによって減圧乾燥を行う第１ドラムと、該第１ドラム内の全材料が一括投入可能であって、投入された乾燥材料を減圧下で所定の温度に保温する第２ドラムと、前記第１及び第２ドラムを個別に加熱可能な加熱手段と、前記第１及び第２ドラムを個別に減圧可能な減圧手段と、前記第１及び第２ドラムを個別に減圧解除可能な減圧解除手段と、前記第１ドラムへの材料の供給，該第１ドラムから排出した材料の前記第２ドラムへの供給，前記第２ドラムからの材料の排出をそれぞれ行う複数の輸送経路と、該複数の輸送経路にそれぞれ設置されており、各輸送経路をそれぞれ個別に密封及び開放可能な複数のコントロールバルブと、前記複数の輸送経路における材料の輸送を行う輸送手段と、を備える。

そして、外部への乾燥材料の供給を、前記第２ドラムからの材料の排出を行う輸送経路から行うこととしたので、第１ドラムは乾燥途中で減圧を解除することなく連続的な減圧乾燥が可能になるという効果が得られる。また、第１又は第２ドラムのうち、少なくとも第１ドラムに攪拌手段を設けることで、短時間で乾燥ムラのない均一の乾燥材料の提供が可能となり、被乾燥物の乾燥効率の向上を図ることができる。更に、減圧下において乾燥処理を行うため、酸化による黄変を防止することができる。また、第１及び第２ドラムに対する材料の供給及び排出を行う輸送経路の適切な位置に、該輸送経路の密封及び開放が可能なコントロールバルブを設けることで、材料の咬み込み等による不具合がなく、従来必要とされていた開閉シャッタを不要とすることができる。

本発明の実施例１の全体構成を示す図である。前記実施例１における原材料部から第１ドラムへの材料輸送動作を示す図である。前記実施例１における第１ドラムから第２ドラムへの材料輸送動作を示す図である。前記実施例１における第２ドラムから成形機ホッパーへの材料輸送動作を示す図である。前記実施例１における第２ドラムから成形機ホッパーへの材料輸送（３次エアによる空輸送）動作を示す図である。前記実施例１における第１ドラム及び第２ドラムの減圧動作を示す図である。前記実施例１の各動作における第１ドラム，第２ドラム，成形機ホッパー内の材料の残量を示す模式図である。前記実施例１の各動作における第１ドラム，第２ドラム，成形機ホッパー内の材料の残量を示す模式図である。背景技術の一例を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

最初に、図１〜図８を参照しながら、本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の全体構成を示す図である。図２〜図６は、本実施例の各種輸送動作における各ユニットの動作状態を示す図であって、図２は、原材料部から第１ドラムへの材料輸送動作を示し、図３は、第１ドラムから第２ドラムへの材料輸送動作を示し、図４は、第２ドラムから成形機ホッパーへの材料輸送動作を示し、図５は、第２ドラムから成形機ホッパーへの材料輸送における３次エアによる空輸送の動作を示し、図６は、第１及び第２ドラムにおける減圧動作を示している。また、図７及び図８は、前記各部の動作に対応する第１ドラム，第２ドラム，成形機ホッパー中の材料の残量を示す図である。なお、本実施例においては、被乾燥物として、射出成形材料のペレット状の樹脂材料を例にあげて説明しているが、本発明の乾燥装置の適用対象は、前記樹脂材料に限定されるものではなく、樹脂材料以外のものであってもよい。また、被乾燥物の形状は、ペレット状に限らず、粒状等の各種形状のものが適用可能である。

図１に示すように、本実施例の乾燥装置１０は、減圧下において被乾燥物である樹脂材料（以下「材料Ｗ」）を所定の温度に加熱することによって減圧乾燥を行う第１ドラム１２と、該第１ドラム１２内の全材料が一括投入可能であって、投入された乾燥材料を減圧下で所定の温度に保温して吸湿や酸化を防止する第２ドラム７０を中心に構成されている。このほか、前記乾燥装置１０には、前記第１ドラム１２及び第２ドラム７０を個別に加熱する加熱手段，個別に減圧する減圧手段，個別に減圧解除する減圧解除手段，複数の輸送経路，輸送ブロワ５４，複数のコントロールバルブ４４，５８，８６などを含んでいる。以下、各部について順に説明する。

まず、前記第１ドラム１２について説明すると、該第１ドラム１２の壁面１２Ａの周囲には、加熱用の空気が送り込まれる外周空間１５を形成するジャケット１４が設けられている。該ジャケット１４には、熱風供給路１６Ａ及び熱風回収路１６Ｂが接続されており、これら熱風供給路１６Ａ，熱風回収路１６Ｂはともに送風ブロワ１８に接続されている。前記熱風供給路１６Ａには、送風ブロワ１８によって排出された空気を加熱するためのヒータ２０が設けられており、該ヒータ２０によって加熱した空気（熱風）を前記外周空間１５に送風することで、第１ドラム壁面１２Ａを通じて内部の材料Ｗに伝熱し、材料Ｗを加熱する。なお、第１ドラム１２の外周空間１５を通過した熱風は、熱風回収路１６Ｂを介して送風ブロワ１８に戻り、再度排出され、図１に矢印Ｆ１で示すように、循環回路が形成されている。

前記第１ドラム１２の内部には、前記材料Ｗを攪拌するための攪拌スクリュー２６が外周部に設けられた吸引パイプ２７が略垂直方向に設けられている。該吸引パイプ２７は、下端側が、第１ドラム１２の底面側に設けられた攪拌モータ２２の回転軸２４に接続されており、前記攪拌モータ２２の駆動によって回転可能となっている。また、前記吸引パイプ２７は、下端近傍に複数の穴２７Ａを有するとともに、上端側が後述する輸送経路５６の端部に対して回転可能に接続されている。また、前記第１ドラム壁面１２Ａの外側上方，すなわち、材料Ｗの投入口付近には、第１ドラム１２内の材料Ｗの有無を検出するための材料検出センサ２８が設けられている。更に、第１ドラム１２の内部を減圧する減圧手段は、減圧発生装置３６と、該減圧発生装置３６と第１ドラム１２を接続する配管３４と、該配管３４に設けられた真空電磁弁３８Ａにより構成される。また、減圧を解除する減圧解除手段は、第１ドラム１２の外部に設けられた減圧解除ユニット３０と、その弁体３０Ａと、前記減圧解除ユニット３０と第１ドラム１２を接続する配管３２により構成される。

前記第１ドラム１２は、輸送経路４２によって、原材料部（例えば、バージンタンクなど）４０と接続されている。前記輸送経路４２の垂直部４２Ａには、該輸送経路４２の密封及び開放を行うコントロールバルブ４４が設けられている。前記輸送経路４２には、前記第１ドラム１２の近傍において輸送エア吸引路４６が接続されている。該輸送エア吸引路４６は、他方が輸送エア切換ユニット５０の弁体５０Ａに接続されている。また、輸送エア切換ユニット５０自体は、配管５２によって輸送ブロワ５４に接続されている。これら輸送経路４２，輸送エア吸引路４６，輸送エア切換ユニット５０，輸送ブロワ５４によって、原料部４０から第１ドラム１２への材料輸送機構が形成されている。

以上のような構成の第１ドラム１２は、輸送経路５６によって、第２ドラム７０に接続されている。該輸送経路５６は、第１ドラム１２からの材料Ｗの排出路であると同時に、第２ドラム７０への材料Ｗの供給路でもある。前記輸送経路５６は、図示の例では、略コ字状であって、第１ドラム１２側の垂直部５６Ａに、輸送経路５６の密封及び開放を行うためのコントロールバルブ５８を備えている。前記垂直部５６Ａの先端には、前記吸引パイプ２７が回転可能に接続されており、第１ドラム１２内の材料Ｗは、吸引パイプ２７の穴２７Ａを介して吸引され、輸送経路５６へ送られる。また、輸送経路５６の第２ドラム７０側の垂直部５６Ｂには、輸送エア吸引路６０が接続されている。該輸送エア吸引路６０の他端は、前記輸送エア切換ユニット５０の弁体５０Ｂに接続されている。前記輸送経路５６，輸送エア吸引路６０，輸送エア切換ユニット５０，輸送ブロワ５４によって、第１ドラム１２から第２ドラム７０への材料輸送機構が形成されている。

次に、第２ドラム７０について説明する。第２ドラム７０は、壁面７０Ａの外側のほぼ全面にヒータ７２を備えており、前記壁面７０Ａを通じて内部の材料Ｗに伝熱し、材料Ｗを所定の温度に保っている。本実施例では、前記ヒータ７２として、ラバーヒータを使用している。また、第２ドラム壁面７０Ａの外側の中間部付近と上方寄りの位置には、第２ドラム７０中の材料Ｗの残量を検出するための第１バッチ上限レベル計８０と、第２バッチ上限レベル計８２が設けられている。本実施例では、第２ドラム７０は、第１ドラム１２から全量排出される材料Ｗを、２回以上貯留できる容量に設定されている。そのため、前記第１バッチ上限レベル計８０の高さは、空の状態の第２ドラム７０に、第１ドラム１２中の全材料を投入したときに材料Ｗがあることを検出できる高さに設定されている。また、第１バッチ上限レベル計８０から第２バッチ上限レベル計８２までの容量は、第１ドラム１２の全排出量よりも若干少なく設定してある。従って、第１バッチ上限レベル計８０が空を検出した後に、２バッチ分の原料を輸送すると、第２バッチ上限レベル計８２を超えて材料が入ることなる。

前記第２ドラム７０の内部を減圧する減圧手段は、前記減圧発生装置３６と、該減圧発生装置３６と第２ドラムを接続する配管７８と、該配管７８に設けられた真空電磁弁３８Ｂにより構成される。また、減圧を解除する減圧解除手段は、第２ドラム７０の外部に設けられた減圧解除ユニット７４と、その弁体７４Ａと、前記減圧解除ユニット７４と第２ドラム７０を接続する配管７６により構成される。更に、前記第２ドラム７０は、輸送経路８４によって、成形機１００のホッパー１０２に接続されている。該成形機ホッパー１０２には、成形機１００寄りの位置に、材料Ｗの有無を検出するための材料検出センサ１０４が設けられている。前記輸送経路８４の第２ドラム７０側の垂直部８４Ａには、該輸送経路８４の密封及び開放を行うコントロールバルブ８６が設けられている。一方、前記成形機ホッパー１０２には、前記輸送エア切換ユニット５０の弁体５０Ｃに接続された輸送エア吸引路１０６が接続されている。これら輸送経路８４，輸送エア吸引路１０６，輸送エア切換ユニット５０，輸送ブロワ５４によって、第２ドラム７０から成形機ホッパー１０２への材料輸送機構が形成されている。

前記輸送経路８４には、前記第２ドラム７０内の空気（２次エア）を吸引する２次エア取込み口９６を有する吸引パイプ８８が接続されている。該吸引パイプ８８は、第２ドラム７０に先に投入された材料Ｗを優先的に排出することができるように、先端が第２ドラム７０の底部近傍に達する長さに設定されている。第２ドラム７０外部における前記輸送経路垂直部８４Ａには、前記コントロールバルブ８６と前記２次エア取込み口９６の間に、外部の空気（３次エア）を取込むための３次エア取込み口９４が設けられている。該３次エア取込み口９４には、３次エアを遮断及び開放する３次エア切換バルブ９２が設けられている。該３次エア切換バルブ９２を閉塞すると、前記２次エア取込み口９６からの２次エアの取込みによって前記吸引パイプ８８から材料Ｗが吸引され、材料Ｗが成形機ホッパー１０２へ輸送される。所定量を排出した時点で前記３次エア切換バルブ９２を開放し、３次エアを取込むと、材料Ｗの吸引力を低下させて、材料Ｗの排出を停止させるとともに、前記輸送経路８４を空輸送させて材料Ｗの残留を防止する。

次に、図２〜図８も参照しながら、本実施例の作用を説明する。乾燥装置１０の運転開始前においては、図７(A)に示すように、第１ドラム１２の材料検出センサ２８，第２ドラム７０の第１バッチ上限レベル計８０及び第２バッチ上限レベル計８２，成形機ホッパー１０２の材料検出センサ１０４は、それぞれ空を検出している。この状態から、原材料部４０から第１ドラム１２への材料Ｗ（第１バッチＷ１）の供給が開始される。なお、第１バッチＷ１の供給開始時点では、第１ドラムは大気圧状態のため、減圧解除ユニット３０の弁体３０Ａは閉塞状態のままである。材料供給時は、輸送経路４２のコントロールバルブ４４を開放するとともに、輸送エア切換ユニット５０の弁体５０Ａを開放すると、輸送ブロワ５４の運転によって、図２に矢印ＦＡ及びＦ２ａに示すように輸送エアが吸引され、同図に矢印Ｆ２ｂで示すように、原材料部４０から第１ドラム１２へ材料が吸引輸送される。

その後、図７(B)に示すように、第１ドラム１２の材料検出センサ２８が材料の満タンを検出すると、輸送ブロワ５４が停止し、輸送経路４２のコントロールバルブ４４が閉塞するとともに、輸送エア切換ユニット５０の弁体５０Ａが閉塞し、第１ドラム１２は密封状態となる。本実施例では、前記コントロールバルブ４４が輸送経路垂直部４２Ａに設けられているため、前記輸送ブロワ５４が停止すると、コントロールバルブ４４よりも上側の輸送経路４２中にある材料は、コントロールバルブ４４よりも下方に落下するため、コントロールバルブ４４の開閉時には材料がない状態になる。従って、コントロールバルブ４４を輸送開始前に開放し、輸送終了後に閉塞することによって、開閉時は材料との接触がなくなるため、咬み込み等による不具合を解消できる。

次に、第１ドラム１２の攪拌スクリュー２６によって第１ドラム１２内の材料（第１バッチＷ１）を攪拌するとともに、減圧発生装置３６を駆動して真空電磁弁３８Ａを開き、図６に矢印Ｆ６ａで示すように第１ドラム１２を減圧する。なお、図６には、第２ドラム７０側の減圧動作も同時に示されているが、これら第１ドラム１２，第２ドラム７０の減圧は、状況に応じて同時に行うこともあれば、独立して行うこともある。

このように第１ドラム１２内を減圧した状態で、送風ブロワ１８及びヒータ２０を駆動すると、ジャケット１４内に供給された熱風により壁面１２Ａが加熱され、該壁面１２Ａを通じて材料が加熱乾燥される。一般的に、減圧下における熱伝達の大半は接触部位における熱伝導であるが、本実施例で被乾燥物として例に挙げた樹脂材料は熱伝導率が低いため、従来の技術では熱源からの距離によって材料温度にムラが発生する懸念があった。しかしながら、本実施例では、第１ドラム１２に設けた攪拌機能によって均一な熱交換が可能となり、材料温度のムラの発生が抑えられるとともに、短時間で均一な乾燥状態にすることができる。なお、乾燥中は、図示しない材料温度検出センサと前記ヒータ２０を連動させることにより、第１ドラム１２内の材料が所定の温度を保つように制御されている。

第１ドラム１２で所定時間乾燥された材料は、第２ドラム７０へ全量排出される。なお、本実施例では、乾燥装置１０の運転開始直後の２バッチ以外は、第１ドラム１２で乾燥された材料は、第２ドラム７０の第１バッチ上限レベル計８０が空を検出するまで第１ドラム１２内で待機し、空検出したら第２ドラム７０へ全量排出されるものとする。第１ドラム１２からの材料の排出は、減圧解除ユニット３０の弁体３０Ａが開放し、第１ドラム１２の減圧が解かれた状態で行う。なお、第１バッチＷ１の輸送時は、第２ドラム７０は大気圧状態のため、減圧解除ユニット７４の弁体７４Ａは閉塞状態のままである。第２バッチＷ２以降の輸送においては、減圧解除ユニット３０の弁体３０Ａと同時に、減圧解除ユニット７４の弁体７４Ａを一度開放し、両ドラムの減圧を解除したあと、減圧解除ユニット７４の弁体７４Ａのみすぐに閉塞し、輸送を開始する。これは、減圧解除ユニット７４が開放したままだと、弁体７４Ａから入ったエアが吸引されて材料の輸送ができなくなるためである。次に、輸送経路５６のコントロールバルブ５８を開放するとともに、輸送エア切換ユニット５０の弁体５０Ｂが開放されると、輸送ブロワ５４の運転によって、図３に矢印ＦＡ及びＦ３ａで示すように輸送エアの吸引が行われ、同図に矢印Ｆ３ｂで示すように、第１ドラム１２から第２ドラム７０へ材料（第１バッチＷ１）が吸引輸送される。

第１ドラム１２から第１バッチＷ１の全量排出が終了し、輸送ブロワ５４が停止すると、輸送経路５６のコントロールバルブ５８と、輸送エア切換ユニット５０の弁体５０Ｂが閉塞し、第２ドラム７０は密封状態となる。ここで、前記コントロールバルブ５８は、第１ドラム１２内の材料を全量輸送した後で閉塞することにより、開閉時は材料が接触していない状態になるため、咬み込み等の不具合を解消できる。また、仮に、輸送ブロワ５４が停止する間際に材料の粒子が輸送されて、輸送経路５６中に粒子が停止することがあったとしても、本実施例では、前記コントロールバルブ５８を垂直部５６Ａに設けているため、材料を落下させて咬み込みを防止することが可能である。その後、真空電磁弁３８Ｂを開き、図６に矢印Ｆ６ｂで示すように第２ドラム７０内を減圧する。なお、第２ドラム７０の外周は、ヒータ７２により予め加熱されており、ドラム内の材料の温度低下を防止するとともに、減圧することによって酸化や吸湿を防いでいる。また、第２ドラム７０の外周には、図示しない温度センサが設置されており、ヒータ７２と連動して、所定の温度を保つように制御されている。

第１ドラム１２から第２ドラム７０への第１バッチＷ１の輸送後の状態は、図７(C)に示す通りであり、第２ドラム７０では、第１バッチ上限レベル計８０の空の検出が消え、第２バッチ上限レベル計８２が空を検出している。また、第１ドラム１２の材料検出センサ２８は空を検出している。このため、前述と同様の手順で、新たな未乾燥材料が第１ドラム１２へ吸引輸送され、第２バッチＷ２の減圧攪拌乾燥が行われる（図７(D)）。本実施例では、減圧乾燥装置１０の運転開始時は、第２ドラム７０に２バッチ分を貯留してから成形機ホッパー１０２への材料供給を開始することとしているため、減圧乾燥が完了した第２バッチＷ２は、前述と同様の手順で第２ドラム７０へ吸引輸送される（図７(E)）。

このとき、上述したように、第１バッチ上限レベル計８０から第２バッチ上限レベル計８２までの容量は、第１ドラム１２の１バッチ分の全排出量よりも若干少なく設定しているため、第２バッチＷ２の全量を輸送すると、第２バッチ上限レベル計８２を超えて材料が入ることになる。従って、第２バッチ上限レベル計８２が材料を検出した後も、輸送ブロワ５４を所定時間運転することで、第２バッチＷ２の全量輸送を可能としている。一方、再び材料検出センサ２８で空が検出された第１ドラム１２には、新たな未乾燥材料が吸引輸送され、第３バッチＷ３の減圧攪拌乾燥が行われる（図８(A)）。減圧攪拌乾燥が完了したら、第２ドラム７０の第１バッチ上限レベル計８０が空を検出するまで、第３バッチＷ３は第１ドラム１２内で待機する。

第２ドラム７０に貯留された乾燥材料は、成形機ホッパー１０２に所定量排出（供給）される。該第２ドラム７０から成形機ホッパー１０２への材料の供給は、第２ドラム７０に２バッチ分貯留されてからは、前記成形機ホッパー１０２の材料検出センサ１０４が空を検出する都度、行われる。材料の排出時は、まず、減圧解除ユニット７４の弁体７４Ａが開放し、第２ドラム７０のみ減圧が解除される。次に、輸送経路８４のコントロールバルブ８６が開放するとともに、輸送エア切換ユニット５０の弁体５０Ｃが開放し、輸送ブロワ５４の運転によって、図４に矢印ＦＡ及びＦ４ａで示すように輸送エアを吸引することによって、同図に矢印Ｆ４ｂで示すように材料が吸引輸送される。このときの材料は、図８(B)に示すように、第１バッチＷ１から優先して輸送される。

なお、材料の輸送時は、前記３次エア切換バルブ９２を閉塞すると共に減圧解除ユニット７４の弁体７４Ａを開放し、第２ドラム７０内に設置された吸引パイプ８８の２次エア取込み口９６から、図４に矢印Ｆ４ｃで示すように２次エアを取込むことによって材料を吸引排出する。そして、所定量排出した時点で、３次エア切換バルブ９２を開放し、図５に矢印Ｆ５ａで示すように３次エアを取込むことによって、材料吸引力が低下して材料排出が停止するとともに、輸送経路８４が空輸送され、３次エア取込み口９４以降（すなわち、成形機ホッパー１０２側）の輸送経路８４内の材料が、全て成形機ホッパー１０２へ輸送される（矢印Ｆ５ｂ）。輸送ブロワ５４は所定時間だけ空輸送すると停止し、その後、３次切換バルブ９２が閉塞し、輸送経路８４のコントロールバルブ８６が閉塞するとともに、減圧解除ユニット５０の弁体５０Ｂと減圧解除ユニット７４の弁体７４Ａが閉塞し、第２ドラム７０は密閉状態となる。その後、減圧発生装置３６により減圧され、乾燥材料（第１バッチＷ１及び第２バッチＷ２）の酸化や吸湿を防止する。なお、前記コントロールバルブ８６を、前記３次エア取込み口９４の下流側に設けたことによって、開閉時は材料が接触していない状態になるため、咬み込み等の不具合を解消できる。また、コントロールバルブ８６を輸送経路８４の垂直部８４Ａに設けたことによる効果は、前記コントロールバルブ５８の場合と同様である。

前記第２ドラム７０内の材料は、図８(C)に示すように、成形機ホッパー１０２の材料検出センサ１０４が空を検出する度に、上述と同様の動作によって、成形機ホッパー１０２への輸送が繰り返されるため、残量が次第に減少する。そして、図８(D)に示すように、第２ドラム７０の第１バッチ上限レベル計８０が空を検出すると、第１ドラム１２で待機していた乾燥材料（第３バッチＷ３）が、前述と同様の動作によって、第２ドラム７０へ全量輸送される。空になった第１ドラム１２には、前記図８(A)と同様に新たな未乾燥材が投入される。以降は、前記図８(A)〜(E)までの動作を繰り返すことにより、材料Ｗの連続乾燥が可能となる。

このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)減圧乾燥可能な第１ドラム１２及び第２ドラム７０を設け、外部への材料Ｗの供給を、前記第２ドラム７０から行うこととしたので、第１ドラム１２においては、乾燥中に減圧を解除する必要がなくなるため、大気に触れない状態で連続的な減圧乾燥が可能となる。
(2)前記第１ドラム１２に攪拌スクリュー２６を設けたため、乾燥ムラのない均一な乾燥品質の材料を提供することが可能となる。
(3)減圧乾燥により材料Ｗの酸化が防止でき、黄変対策として効果がある。
(4)減圧による沸点低下により、大気圧下における乾燥装置よりも乾燥温度を低温にできるとともに、乾燥時間の短縮を図ることができる。

(5)輸送経路の垂直部４２Ａ，５６Ａ，８４Ａに、コントロールバルブ４４，５８，８６を設けるとともに、第２ドラム７０の排出路（輸送経路８４）のコントロールバルブ８６の上流側（第２ドラム７０の排出口側）に、３次エア取込み口９４及び３次エア切換バルブ９２を設けることとした。このため、背景技術における開閉シャッタが不要になる，材料Ｗに混入された粉砕材等の咬み込みによる開閉動作不良の解消による確実な密封の確保，コントールバルブの開閉部にかかる負荷の解消による開閉部の耐久性の向上，を見込むことができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した各部の形状，寸法，材質は一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。
(2)前記実施例では、第２ドラム７０の加熱手段としてラバーヒータを使用しているが、ドラム壁面７０Ａを加熱可能なものであれば、第１ドラム１２と同様の加熱手法としてもよいし、他の公知の各種の加熱手段を用いてよい。
(3)同様に、第１ドラム１２の加熱方法も適宜変更可能であるが、前記実施例で採用した熱風式とすると制御が容易であるので都合がよい。
(4)前記実施例では、第１ドラム１２にのみ攪拌手段を設けたが、第２ドラム７０のみ，あるいは第１ドラム１２及び第２ドラム７０の双方に設けるようにしてもよい。

(5)前記実施例では、第２ドラム７０の容量を、第１ドラム１２のほぼ２倍としたが、これも一例であり、第１ドラム１２内の材料の一括投入が可能であれば、第２ドラム７０の容量は必要に応じて適宜変更してよい。
(6)前記実施例では、吸引パイプ８８に２次エア取込み口９６を設けることとしたが、輸送経路８４が第２ドラム７０内部に達する長さに設定されているときは、輸送経路８４に２次エア取込み口９６を設けるようにしてもよい。同様に、前記実施例では、輸送経路８４に３次エア取込み口９４を設けることとしたが、吸引パイプ８８が、コントロールバルブ８６の直近まで設けられているときは、吸引パイプ８８に３次エア取込み口９４を設けてもよい。

(7)前記実施例では、輸送経路４２，５６，８４の垂直部４２Ａ，５６Ａ，８４Ａにコントロールバルブ４４，５８，８６を設けることとしたが、これも一例である。例えば、コントロールバルブ５８，８６については、輸送経路５６，８４の垂直部５６Ａ，８４Ａ以外の部分に設けても材料Ｗの輸送後に閉塞するため咬み込みが生じず、従来の開閉シャッタの省略が可能である。
(8)本発明の乾燥装置の適用対象は、樹脂材料に限定されるものではなく、公知の各種の被乾燥物に対して適用可能である。また、その形態についてもペレット状に限定されるものではなく、各種形状の被乾燥物に対して適用可能である。

本発明によれば、減圧下において被乾燥物である材料を所定の温度に加熱することによって減圧乾燥を行う第１ドラムと、該第１ドラム内の全材料が一括投入可能であって、投入された乾燥材料を減圧下で所定の温度に保温する第２ドラムと、前記第１及び第２ドラムを個別に加熱可能な加熱手段と、前記第１及び第２ドラムを個別に減圧可能な減圧手段と、前記第１及び第２ドラムを個別に減圧解除可能な減圧解除手段と、前記第１ドラムへの材料の供給，該第１ドラムから排出した材料の前記第２ドラムへの供給，前記第２ドラムからの材料の排出をそれぞれ行う複数の輸送経路と、該複数の輸送経路にそれぞれ設置されており、各輸送経路を個別に密封及び開放可能な複数のコントロールバルブと、前記複数の輸送経路における材料の輸送を行う輸送手段と、を備える。そして、外部への乾燥材料の供給を、前記第２ドラムからの材料の排出を行う輸送経路から行うこととしたので、第１ドラムは乾燥途中で減圧を解除することなく連続的な減圧乾燥が可能になる。また、第１又は第２ドラムのうち、少なくとも第１ドラムに攪拌手段を設けることで、短時間で乾燥ムラのない均一な乾燥材料の供給を可能としたので、被乾燥物の乾燥効率が高い自動乾燥装置の用途に適用できる。また、減圧下において乾燥処理を行うため、酸化による黄変の防止が望まれる被乾燥物の乾燥装置に適用できる。

更に、前記コントロールバルブを、前記輸送経路が略垂直方向に設けられた部分に配置するとともに、前記第２ドラムから材料を排出する輸送経路に接続されており、前記第２ドラム内の空気を吸引する２次エア取込み部を有するとともに、前記第２ドラム内の材料を吸引する吸引パイプと、該吸引パイプ又は前記材料の排出を行う輸送経路中であって、前記２次エア取込み部と前記コントロールバルブの間に設定されており、外部の空気を取込むための３次エア取込み部と、該３次エア取込み部に接続されており、３次エアを遮断及び開放する開閉バルブと、を設ける。そして、第２ドラム内の材料を外部へ供給するときは、前記開閉バルブの閉塞による２次エアの取込みによって前記吸引パイプから材料を吸引し、所定量を排出した時点で前記開閉バルブを開放し、３次エアの取込みによって材料の吸引力を低下させて材料の排出を停止させるとともに、前記輸送経路を空輸送させて材料の残留を防止する。このため、従来の乾燥ドラムの材料投入口や排出口に設置される開閉シャッタを廃止でき、開閉部に対する材料の咬み込みも防止可能となるため、特に、減圧乾燥装置の用途に好適である。

１０：乾燥装置
１２：第１ドラム
１２Ａ：壁面
１４：ジャケット
１５：外周空間
１６Ａ：熱風供給路
１６Ｂ：熱風回収路
１８：送風ブロワ
２０：ヒータ
２２：攪拌モータ
２４：回転軸
２６：攪拌スクリュー
２７：吸引パイプ
２７Ａ：穴
２８：材料検出センサ
３０：減圧解除ユニット
３０Ａ：弁体
３２，３４：配管
３６：減圧発生装置
３８Ａ，３８Ｂ：真空電磁弁
４０：原材料部
４２：輸送経路
４２Ａ：垂直部
４４：コントロールバルブ
４６：輸送エア吸引路
５０：輸送エア切換ユニット
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ：弁体
５２：配管
５４：輸送ブロワ
５６：輸送経路
５６Ａ，５６Ｂ：垂直部
５８：コントロールバルブ
６０：輸送エア吸引路
７０：第２ドラム
７０Ａ：壁面
７２：ヒータ
７４：減圧解除ユニット
７４Ａ：弁体
７６，７８：配管
８０：第１バッチ上限レベル計
８２：第２バッチ上限レベル計
８４：輸送経路
８４Ａ：垂直部
８６：コントロールバルブ
８８：吸引パイプ
９２：３次エア切換バルブ
９４：３次エア取込み口
９６：２次エア取込み口
１００：成形機
１０２：成形機ホッパー
１０４：材料検出センサ
１０６：輸送エア吸引路
２００：減圧乾燥装置
２０２：乾燥ドラム
２０４Ａ〜２０４Ｃ：ヒータ
２０６Ａ〜２０６Ｄ：壁面
２０８：投入口
２１０，２１４：開閉シャッタ
２１２：排出口
２１６：減圧発生装置
２１８：原材料部
２２０：成形機
２２２：成形機ホッパー
２２４，２２６：材料検出センサ
Ｗ：材料
Ｗ１：第１バッチ
Ｗ２：第２バッチ
Ｗ３：第３バッチ

Claims

減圧下において被乾燥物である材料を所定の温度に加熱することによって減圧乾燥を行う第１ドラムと、
該第１ドラム内の全材料が一括投入可能であって、投入された乾燥材料を減圧下で所定の温度に保温する第２ドラムと、
前記第１及び第２ドラムを個別に加熱可能な加熱手段と、
前記第１及び第２ドラムを個別に減圧可能な減圧手段と、
前記第１及び第２ドラムを個別に減圧解除可能な減圧解除手段と、
前記第１ドラムへの材料の供給，該第１ドラムから排出した材料の前記第２ドラムへの供給，前記第２ドラムからの材料の排出をそれぞれ行う複数の輸送経路と、
該複数の輸送経路にそれぞれ設置されており、各輸送経路を個別に密封及び開放可能な複数のコントロールバルブと、
前記複数の輸送経路における材料の輸送を行う輸送手段と、
を備えるとともに、
外部への乾燥材料の供給を、前記第２ドラムからの材料の排出を行う輸送経路から行うことで、前記第１ドラムにおける減圧乾燥中に、減圧状態の維持を可能としたことを特徴とする乾燥装置。
前記第１ドラム及び第２ドラムのうち、少なくとも前記第１ドラムに、前記材料を攪拌する攪拌手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の乾燥装置。
前記コントロールバルブを、前記輸送経路が略垂直方向に設置された部分に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の乾燥装置。
前記第２ドラムから材料を排出する輸送経路に接続されており、前記第２ドラム内の空気を吸引する２次エア取込み部を有するとともに、前記第２ドラム内の材料を吸引する吸引パイプと、
該吸引パイプ又は前記材料を排出する輸送経路に、前記２次エア取込み部と前記コントロールバルブの間に設けられており、外部の空気を取込むための３次エア取込み部と、
該３次エア取込み部に接続されており、３次エアを遮断及び開放する開閉バルブと、
を備えており、
前記開閉バルブの閉塞による２次エアの取込みによって前記吸引パイプから材料を吸引し、所定量を排出した時点で前記開閉バルブを開放し、３次エアの取込みによって材料の吸引力を低下させて材料の排出を停止させるとともに、前記輸送経路を空輸送させて材料の残留を防止したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の乾燥装置。