JP2012228890A - 水中カット造粒装置のダイプレート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】径外流路20、径内流路21及びヒートチャネル22の少なくとも1つに、ヒートチャネル22に流れる加熱媒体の流量を安定化させる流量安定化手段が設ける。流量安定化手段は、径外流路20側又は径内流路21側のどちらか一方に形成されて当該流路に加熱媒体を供給する供給口30と、供給口30が形成されていない径外流路20側又は径内流路21側の他方に形成されて当該流路から加熱媒体を排出する排出口31とにより構成されている。また、流量安定化手段は、各ヒートチャネル22に形成した同一断面積の絞り部33により構成されている。
【選択図】図5
Description
したがって、特許文献1及び特許文献2のダイプレートでは、ノズルの位置によって溶融樹脂の加熱条件にばらつきが大きく、これが造粒のカッティングに影響して、製品の粒子の径が安定しないという問題があった。さらに加熱が十分でないノズルにおいては、溶融樹脂がノズル内において固化してノズルの穴が閉塞することもあった。これらを防ぐために、加熱媒体の流量を増加させたり、あるいは加熱媒体の温度を上昇させるということが考えられるが、この場合、ダイプレート表面から水室に放出される熱が増えることとなり、加熱の効率が悪化するという問題があった。
溶融した処理材が通過するノズルが形成され、且つ、このノズル間を通る処理材を加熱する加熱媒体が通る加熱流路が内部に形成された円形状のダイプレートであって、前記加熱流路は、径外側に形成された径外流路と、径内側に形成された径内流路と、前記径外流路と径内流路とを径方向に連通して且つ前記ノズル間に設けられた複数のヒートチャネルとを備え、前記径外流路、径内流路及びヒートチャネルの少なくとも1つに、前記ヒートチャネルに流れる加熱媒体の流量を安定化させる流量安定化手段が設けられていて、前記流量安定化手段は、前記各ヒートチャネルに設けた絞り部を備え、ぞれぞれの絞り部は同一断面積である点にある。
前記絞り部は、前記ヒートチャネルにおいて前記加熱媒体が流れる下流側に形成されていることが好ましい。
[第1参考形態]
図1は、第1参考形態にかかる水中カット造粒装置の側面断面図である。
図1に示すように、水中カット造粒装置1は、溶融樹脂を混練する押出混練機2の下流側(樹脂排出側)に設けられるもので、押出混練機2の樹脂排出側2aに取り付けられて多数のノズル(ダイ孔)3が形成されたダイプレート4と、このノズル3から押し出された溶融樹脂(溶融した処理材)を切り取るカッタ5と、カッタ5をダイプレート4上で回転駆動させる駆動手段6と、ダイプレート4と共に水室7を形成する環状箱(ケース)8とを備えている。
この水中カット造粒装置1では、押出混練機2の樹脂排出側2aに設けられた樹脂導入孔11に溶融樹脂を送り、この樹脂導入孔11に連通する複数のノズル3に溶融樹脂を通すことによって、溶融樹脂が水室7側へと押し出すことができる。一方で、駆動手段6の回転軸9を回転させることによって、カッタ5はダイプレート4の水室7側の面に沿って回転することなり、ノズル3を介して水室7側に押し出された溶融樹脂は、回転するカッタ5によって所定の大きさに切断される。カッタ5によって切断された溶融樹脂は水室7内でペレット12となり、このペレット12は水室7に形成された入口13から導入された冷却水によって、水室7に形成された出口14に向かって流されて運搬される。
いうことがある。
図2に示すように、ダイプレート4は円形状であって、外側を構成する外側体15と、この外側体15の内部に設けられてノズル3が設けられたダイプレート本体16と、このダイプレート本体16の内部に設けられた内側体17とを備えている。
加熱流路18は、径外側に設けられた径外流路20と、径内側に設けられた径内流路21と、径外流路20と径内流路21とを径方向に連通して且つノズル3間に設けられた複数のヒートチャネル22とを備えている。
図2に示すように、ダイプレート4の内部には、周方向に8個の径外流路20が設けられ、周方向に4個の径内流路21が設けられている。それぞれの径外流路20や径内流路21は、上下に伸びる中心線C1を中心に左右対称であり、左右に伸びる中心線C2を中心に上下対称となっている。即ち、ダイプレート4(外側体15、ダイプレート本体16、内側体17)を90度毎に4分割した各エリアに、径外流路20や径内流路21が設けられている。
以下、第1区画(0〜90度の範囲)について説明をする。他の部分については、対称であるため説明を省略する。
第1区画Kには、2つの径外流路20(20a,20b)が周方向に離間して設けられており、両者の径外流路20a,20b間には両者を仕切る第1仕切体25が設けられている。この第1仕切体25によって、一方の径外流路(第1径外流路)20a内の加熱媒体が他方の径外流路(第2径外流路)20bへと流れないようにしている。なお、各区画(エリア)において、互いに隣接する部分には、径外流路20を仕切る第2仕切体26が設けられている。
第1区画K内において、90度〜45度となる範囲、即ち、第1エリアKAに複数のヒートチャネル22が設けられてと共に、0度〜45度となる範囲、即ち、第2エリアKBに複数のヒートチャネル22が設けられている。
径外流路20、径内流路21及びヒートチャネル22の少なくとも1つには、ヒートチ
ャネル22に流れる加熱媒体の流量を安定化させる流量安定化手段が設けられている。
この第1参考形態における流量安定化手段は、加熱流路18に加熱媒体を供給する供給口30と、加熱媒体を排出する排出口31とを適宜配置することによって構成され、供給口30及び排出口31の位置関係によって加熱媒体の流量が安定化するものとなっている。
このように供給口30を第1径外流路20a及び第2径外流路20bのぞれぞれに設け、径外流路20が設けられていない側の径内流路21に排出口31を設けることによって、第1径外流路20aに入った加熱媒体は、第1エリアKAのヒートチャネル22を通過して第1エリアKAの径内流路21に入り、径内流路21に中央に向けて流れて排出口31から排出する。
したがって、ダイプレート4の全体を見ると、加熱媒体は外側に配置された供給口30から内側に配置された排出口31へ向けて、径内外を行ったり来たりすることなく(戻りが少なく)、径外側から径内側へとスムーズに流れることになる。これによって各ヒートチャネル22内の加熱媒体の流量が安定する。
図4はダイプレートの内部における変形例を示したものであり、第2参考形態である。
この第2参考形態においても、ダイプレート4を4分割した対称となる各エリアに径外流路20や径内流路21が設けられているため、以下、説明の便宜上、第1区画K(0〜90度の範囲)について説明をする。他の部分については、対称であるため説明を省略する。
この径外流路20と径内流路21との間には、複数のヒートチャネル22が設けられている。即ち、複数のヒートチャネル22に連通する1つの径外流路20が設けられ、複数のヒートチャネル22に連通する1つの径内流路20が設けられて、ヒートチャネル22の径外側が径外流路20に連通していて、径内側が径内流路21に連通している。
この第2参考形態における流量安定化手段は、第1参考形態と同様に、供給口30と、排出口31との配置により構成されていて、供給口30及び排出口31の位置関係によって加熱媒体の流量が安定化するものとなっている。具体的には、供給口30は径外流路20の略真ん中となる位置に設けられ、排出口31は供給口30が設けられていない径内流路21の略真ん中となる位置に設けられている。なお、供給口30は、1の区間毎に径外流路20側にすくなくとも1つ設けらればよく、排出口31も1の区間毎に径内流路21
側に少なくとも1つの設ければよい。
以上、第1参考形態及び第2参考形態によれば、供給口30は、径外流路20側又は径内流路21側のどちらか一方に設けられていればよく、排出口31は、供給口30が設けられていない径外流路20側又は径内流路21側の他方に設けられていればよい。
[本実施形態]
図5は流量安定化手段の実施形態を示したものである。
図5に示すように、各ヒートチャネル22には、他の部分に比べて断面積が小さい絞り部33が形成されている。各ヒートチャネル22の絞り部33の断面積はそれぞれ同じとなっている。即ち、ヒートチャネル22に設けた全ての絞り部33の断面積がそれぞれ同じとなっている。
以上、本実施形態によれば、流量安定化手段は、各ヒートチャネル22に形成した同一断面積の絞り部33により構成されており、この絞り部33によってヒートチャネル22に流れる加熱媒体の流量を安定化させることができる。
図7〜図11は、実施例及び比較例における各ヒートチャネル22での流量変化をまとめたものである。同図において流量番号はヒートチャネル22の順番を示していて、例えば、流量番号10では10番目のヒートチャネル22のことを示している。図7〜図11
における流速はヒートチャネル22の両端部の流量を測定した上でその差分を記載したものである。また、同図では流速0m/sを基準として流速の振れが小さい場合は戻りが少なく、振れが大きい場合は戻りが大きいことを示している。なお、図7〜図11において、図中の記号[○]は1回目の結果を示しており、記号[□]は2回目の結果を示している。
表1に示す流路モデルAは、ヒートチャネル22に絞り部33を設けていないダイプレート4を示しており、ヒートチャネル22の断面積の比率が同じであるものを示している。流路モデルBは、ヒートチャネル22に絞り部33を設けたダイプレート4を示しており、ヒートチャネル22の断面積の比率が10%以上50%以下の範囲にあるものを示している。
実施例1では、1つの区画(0〜90度の範囲)につき、供給口30を径外側に2個設けると共に、排出口31を径内側に1個設けた図2に示すようなダイプレート4Aを用いた(表1、供給位置及び個数の欄「外2」、排出位置及び個数の欄「内1」)。
実施例3では、供給口30及び排出口31の位置が図2に示すものと同じであって、ヒートチャネル22に絞り部33を設けたダイプレート4Cを用いた(表1、供給位置及び個数の欄「外2」、排出位置及び個数の欄「内1」)。
比較例1及び実施例1〜実施例4では、各ダイプレート4について、供給口30から加熱媒体(温水)を供給し、排出口31から加熱媒体を排出することとし、各ヒートチャネル22における加熱媒体の流量を測定した。なお、ヒートチャネル22における加熱媒体の流量と、ダイプレート4の表面温度との相関関係は過去に表面温度の測定により確認している。加熱媒体の流量が多いヒートチャネル22が集まる領域付近ではダイプレート4の表面温度は高く、加熱媒体の流量が少ないヒートチャネル22が集まる領域付近では表面温度は低いものとなり、このことから、流量分布の均一度とダイプレート4の表面温度の均一度(ノズル3内の処理材に対しての加熱度合い)には相関関係がある。
そこで、比較例1及び実施例1〜実施例4に示す如く、各ヒートチャネル22においての加熱媒体の流量のバラツキの度合いを評価した。
一方で、実施例1においては、比較例1に比べ、加熱媒体が径内外を行ったり来たりすることないように、2つの供給口30を径外流路20に設けると共に1つの排出口31を径内流路21に設けているため、図8に示すように、IN側及びOUT側の付近での流量偏差が大きいものの、中間部分(流量番号が4番〜17番)では流量偏差は小さなものとなっている(表1、流量の均一度、「△」)。
実施例4においては、1つの供給口30を径外流路20に設けると共に1つの排出口31を径内流路21に設け、さらに、ヒートチャネル22に絞り部33を設けているため、図11に示すように、全体的に流量偏差は小さいものとなった(表1、流量の均一度、「◎」)。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
18 加熱流路
20 径外流路
21 径内流路
22 ヒートチャネル
30 供給口
31 排出口
Claims (3)
- 溶融した処理材が通過するノズルが形成され、且つ、このノズル間を通る処理材を加熱する加熱媒体が通る加熱流路が内部に形成された円形状のダイプレートであって、
前記加熱流路は、径外側に形成された径外流路と、径内側に形成された径内流路と、前記径外流路と径内流路とを径方向に連通して且つ前記ノズル間に設けられた複数のヒートチャネルとを備え、
前記径外流路、径内流路及びヒートチャネルの少なくとも1つに、前記ヒートチャネルに流れる加熱媒体の流量を安定化させる流量安定化手段が設けられていて、
前記流量安定化手段は、前記各ヒートチャネルに設けた絞り部を備え、ぞれぞれの絞り部は同一断面積であることを特徴とする水中カット造粒装置のダイプレート。 - 前記絞り部は、当該絞り部の断面積と前記ヒートチャネルの他の部分の断面積との断面比率が10%以上50%以下となるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の水中カット造粒装置のダイプレート。
- 前記絞り部は、前記ヒートチャネルにおいて前記加熱媒体が流れる下流側に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の水中カット造粒装置のダイプレート。
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