JP2013088015A

JP2013088015A - 貯留装置

Info

Publication number: JP2013088015A
Application number: JP2011228486A
Authority: JP
Inventors: Osamu Minebayashi; 修峯林; Yoshinori Okabe; 美憲岡部
Original assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2013-05-13

Abstract

【課題】貯留容器の内側面に、粉体または粒体が付着することを抑制できる貯留装置を提供する。
【解決手段】この貯留装置１は、貯留容器１０、材料供給管２３、検出手段２９、材料供給機構２８、および制御手段４０を、有している。材料供給管２３は、貯留容器１０に接続されている。検出手段２９は、材料供給管２３内の所定位置における材料９の有無を検出する。制御手段４０は、検出手段２９の検出結果に基づいて、材料供給機構２８を制御する。材料９は、貯留容器１０の内部と材料供給管２３の内部とに、連続的に貯留され、材料９の上面が材料供給管２３内に存在する状態に、維持される。このようにすれば、貯留容器１０の内部において、材料９が勢いよく落下することを、防止できる。したがって、貯留容器１０の内部における粉体または粒体の舞い上がりを、抑制できる。その結果、貯留容器１０の内側面に、粉体または粒体が付着することを、抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉体または粒体を含む材料を貯留する貯留装置に関する。

従来、粉体または粒体を含む材料を、貯留容器の内部に貯留する貯留装置が知られている。従来の貯留装置の一例として、特許文献１には、粉粒体材料を貯留する円筒状のホッパ本体を備えた、粉粒体材料の除湿乾燥システムが記載されている（段落００２４〜段落００２５，図１）。

特許文献１の除湿乾燥システムでは、ホッパ本体の上方に、粉粒体材料を一時的に貯留する捕集器が、接続されている。そして、捕集器の下方に形成された材料投入バルブの開閉により、粉粒体材料がホッパ本体内に順次投入されている（段落００２５）。

特開２００８−３０４０７１号公報

しかしながら、特許文献１の除湿乾燥システムでは、粉粒体材料のホッパ本体への投入が、ホッパ本体に配設された材料センサの信号に基づいて、なされている（段落００２６）。このため、特許文献１の図１のように、貯留された粉粒体材料の上面は、ホッパ本体の内部に位置している。

したがって、特許文献１の材料投入バルブを開くと、ホッパ本体に既に貯留された粉粒体材料の上面へ向けて、粉粒体材料が勢いよく落下（自由落下）すると考えられる。そうすると、粉粒体材料自体または粉粒体材料に含まれる微粉末が舞い上がり、ホッパ本体の内側面に付着する。また、ホッパ本体の内側面に付着した粉粒体材料または微粉末は、次第に大きな塊となり、落下する場合がある。当該塊は、製品の不良や、装置トラブルの原因となり得る。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、貯留容器の内側面に、粉体または粒体が付着することを抑制できる貯留装置を提供することを、目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、粉体または粒体を含む材料を貯留する貯留装置であって、材料を貯留する貯留容器と、前記貯留容器に接続された材料供給管と、前記材料供給管内の所定位置における材料の有無を検出する検出手段と、前記材料供給管へ材料を供給する材料供給機構と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記材料供給機構を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記貯留容器の内部と前記材料供給管の内部とに、材料が連続的に貯留され、当該材料の上面が前記材料供給管内に存在する状態を維持するように、前記材料供給機構を制御する。

本願の第２発明は、第１発明の貯留装置であって、乾燥媒体となる気体を、前記貯留容器の内部へ供給する気体供給手段を、さらに備える。

本願の第３発明は、第１発明の貯留装置であって、不活性ガスを、前記貯留容器の内部へ供給する気体供給手段を、さらに備える。

本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれかの貯留装置であって、前記材料供給管は、前記貯留容器の蓋部に設けられた供給口から、上方へ向けて延びている。

本願の第５発明は、第４発明の貯留装置であって、前記貯留容器の蓋部の下面は、前記供給口から下方へ向かうにつれて広がるように傾斜した傾斜面を含んでいる。

本願の第６発明は、第１発明から第５発明までのいずれかの貯留装置であって、前記材料供給管より上流側において、前記材料に含まれる微粉末を分離除去する粉分離手段を、さらに備える。

本願の第７発明は、第１発明から第６発明までのいずれかの貯留装置であって、前記材料供給管より上流側において、前記材料にイオン化された気体を供給するイオンガス供給手段を、さらに備える。

本願の第１発明〜第７発明によれば、貯留容器の内部において、材料が勢いよく落下することを、防止できる。したがって、貯留容器の内部における粉体または粒体の舞い上がりを、抑制できる。その結果、貯留容器の内側面に、粉体または粒体が付着することを、抑制できる。

特に、本願の第２発明によれば、貯留容器の内部と材料供給管の内部とに、連続的に材料が貯留されている。このため、貯留容器から材料供給管側への乾燥媒体の漏れ出しが、抑制される。したがって、貯留容器の内部における材料の乾燥効率を、向上させることができる。

特に、本願の第３発明によれば、貯留容器の内部と材料供給管の内部とに、連続的に材料が貯留されている。このため、貯留容器から材料供給管側への不活性ガスの漏れ出しが、抑制される。したがって、貯留容器内の酸素濃度を、効率よく低下させることができる。

特に、本願の第４発明によれば、貯留容器の上部付近に形成される空隙を、小さくすることができる。このため、貯留容器の内側面のうち、空隙に面する部分を小さくして、当該部分に対する粉体または粒体の付着を、より低減できる。

特に、本願の第５発明によれば、貯留容器の上部付近に形成される空隙を、より小さくすることができる。このため、貯留容器の内側面のうち、空隙に面する部分をより小さくして、当該部分に対する粉体または粒体の付着を、より低減できる。

特に、本願の第６発明によれば、貯留容器の内部へ供給される微粉末の量自体を、低減できる。したがって、貯留容器の内側面に対する微粉末の付着を、より抑制できる。

特に、本願の第７発明によれば、貯留容器の内側面に対する粉体または粒体の帯電付着を、抑制できる。

乾燥装置の縦断面図である。制御部の動作シーケンスを示したフローチャートである。変形例に係る乾燥装置の縦断面図である。変形例に係る乾燥装置の縦断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．一実施形態に係る乾燥装置＞
図１は、本発明に係る貯留装置の一例となる乾燥装置１の縦断面図である。この乾燥装置１は、光学レンズ等の樹脂製品を成型する射出成形機２の上部に、設置される。乾燥装置１は、粒状の樹脂ペレット９を貯留容器１０に一旦貯留し、貯留容器１０内で樹脂ペレット９を乾燥させて、射出成形機２へ供給する装置である。図１に示すように、本実施形態の乾燥装置１は、貯留容器１０、材料供給部２０、気体供給部３０、および制御部４０を備えている。

貯留容器１０は、略円筒状の側壁１１と、側壁１１の下端部から下方へ向けて漸次に収束する底部１２と、貯留容器１０の上部を覆う蓋部１３と，を有している。貯留容器１０の内部には、樹脂ペレット９を貯留するための空間が、形成されている。貯留容器１０は、例えば、ステンレスや鉄などの金属からなる。また、貯留容器１０の底部１２には、下方へ向けて延びる排出管５０が、接続されている。排出管５０の下流側の端部は、射出成形機２に接続されている。射出成形機２において成形処理が進行すると、それに応じて、貯留容器１０から排出管５０を通って射出成形機２へ、樹脂ペレット９が供給される。

材料供給部２０は、一次供給管２１、一次ホッパ２２、二次供給管２３、イオンガス供給管２４、および吸引管２５を有している。二次供給管２３は、一次ホッパ２２の底部と、貯留容器１０の蓋部１３に設けられた供給口１３１との間で、上下に延びている。一次供給管２１および吸引管２５は、一次ホッパ２２に、それぞれ連通接続されている。一次供給管２１の他端部は、樹脂ペレット供給源２６に、接続されている。また、吸引管２５の他端部は、真空ポンプ２７に接続されている。

一次ホッパ２２と二次供給管２３との間には、開閉可能なバルブ２８が設けられている。バルブ２８を閉鎖した状態で、真空ポンプ２７を動作させると、樹脂ペレット供給源２６から一次供給管２１を通って一次ホッパ２２へ、樹脂ペレット９が輸送され、一次ホッパ２２に樹脂ペレット９が貯留される。その後、真空ポンプ２７を停止させて、バルブ２８を開放すると、一次ホッパ２２から二次供給管２３へ、樹脂ペレット９が供給される。すなわち、本実施形態のバルブ２８は、一次ホッパ２２から、材料供給管である二次供給管２３へ、樹脂ペレット９を供給するための材料供給機構を構成している。

ここで、樹脂ペレット供給源２６から供給される樹脂ペレット９には、樹脂ペレット９の生成や搬送の過程で発生する微粉末が、含まれている。本実施形態では、これらの微粉末を除去するために、一次ホッパ２２の上部に、フィルタ２２１が設けられている。フィルタ２２１には、例えば、複数の貫通孔を有する金属板が使用される。樹脂ペレット９が一次ホッパ２２に供給されると、樹脂ペレット９に含まれる微粉末は、空気とともに、フィルタ２２１を通って吸気管２５へ排出される。これにより、樹脂ペレット９に含まれる微粉末の量が、低減される。すなわち、本実施形態では、フィルタ２２１が、二次供給管２３より上流側において、樹脂ペレット９から微粉末を分離除去する粉分離手段を、構成している。

特に、本実施形態では、一次ホッパ２２へ供給される樹脂ペレット９に対して、イオンガス供給管２４から、イオン化された気体が供給される。これにより、樹脂ペレット９および微粉末が、除電される。樹脂ペレット９および微粉末が除電されると、樹脂ペレット９と微粉末とが、互いに分離しやすくなる。したがって、樹脂ペレット９から微粉末が、より効率よく除去される。

二次供給管２３の経路途中には、サイトガラス部２３１が設けられている。サイトガラス部２３１は、透明な筒状ガラスにより構成されている。また、サイトガラス部２３１の外周面の近傍には、検出手段としてのセンサ２９が、設けられている。センサ２９は、サイトガラス部２３１内の所定の高さ位置における樹脂ペレット９の有無を、検出する。センサ２９には、例えば、光電管を利用した反射型または透過型の光センサが使用される。ただし、光電管に代えて、静電容量式の近接センサが使用されていてもよい。また、樹脂ペレット９に直接接触して、抵抗や振動を検知する機械式のセンサが、使用されていてもよい。

気体供給部３０は、気体供給管３１と加熱機構３２とを有している。気体供給管３１は、上述した二次供給管２３とは別の供給経路を構成している。気体供給管３１の上流側の端部は、窒素ガス供給源３３に接続されている。窒素ガス供給源３３から供給される窒素ガスは、気体供給管３１を通って、貯留容器１０の内部へ導入される。また、気体供給管３１の経路途中において、窒素ガスは、加熱機構３２のヒータ３２１により、加熱される。

気体供給管３１の下流側の端部は、貯留容器１０の内部に貯留された樹脂ペレット９に、埋もれた状態となっている。気体供給管３１から吐出される高温の窒素ガスは、樹脂ペレット９の隙間を通って、貯留容器１０の内部に充填される。これにより、樹脂ペレット９から水分が蒸発し、樹脂ペレット９が乾燥する。

また、貯留容器１０の蓋部１３には、排気管６０が接続されている。貯留容器１０の内部に窒素ガスが供給されるとともに、貯留容器１０から排気管６０へ気体が排出されると、貯留容器１０内の気体が、徐々に窒素ガスに置換される。その結果、貯留容器１０内の酸素濃度が低下する。これにより、樹脂ペレット９の酸化が抑制される。すなわち、本実施形態では、窒素ガスが、樹脂ペレット９を乾燥させる乾燥媒体としての役割と、樹脂ペレット９の酸化を抑制する不活性ガスとしての役割と、の双方を果たしている。

なお、気体供給部３０から供給される気体は、乾燥媒体としての役割と、不活性ガスとしての役割と、のいずれか一方のみを果たすものであってもよい。例えば、乾燥媒体として、高温の窒素ガスに代えて、高温の空気を供給するようにしてもよい。また、不活性ガスとして、常温の窒素ガスを供給するようにしてもよい。

図１に概念的に示すように、制御部４０は、バルブ２８およびセンサ２９と、電気的に接続されている。制御部４０は、ＣＰＵ等の演算処理部やメモリを有するコンピュータにより構成されていてもよく、あるいは、電子回路により構成されていてもよい。制御部４０は、センサ２９が発する検出信号を受信し、当該検出信号に基づいて、バルブ２８の開閉動作を制御する。

図２は、制御部４０の動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、センサ２９が、樹脂ペレット９を検出しているときに、検出信号を発するものとする。図２に示すように、制御部４０は、センサ２９からの検出信号の有無を監視する（ステップＳ１）。制御部４０は、センサ２９から検出信号を受信している場合（ステップＳ１において「あり」の場合）には、引き続き、センサ２９からの検出信号の有無を監視する。

射出成形機２において成形処理が進行すると、排出管５０から射出成形機２へ、樹脂ペレット９が排出される。そうすると、二次供給管２３内の樹脂ペレット９の上面の高さ位置が、低下する。センサ２９からの検出信号が途絶えると（ステップＳ１において「なし」の場合）、制御部４０は、バルブ２８を開放する（ステップＳ２）。これにより、一次ホッパ２２に貯留された樹脂ペレット９が、二次供給管２３へ供給される。そして、一定時間バルブ２８を開放した後、制御部４０は、バルブ２８を再び閉鎖する（ステップＳ３）。その後、ステップＳ１に戻って、制御部４０は、センサ２９からの検出信号の有無を、再び監視する。

上記の制御により、貯留容器１０の内部と二次供給管２３の内部とに、樹脂ペレット９が連続的に貯留された状態が、維持される。樹脂ペレット９の上面は、センサ２９の検出位置を、一時的に下回るものの、貯留容器１０の内部まで低下することはない。すなわち、樹脂ペレット９の上面は、継続的に二次供給管２３の内部に位置することとなる。

二次供給管２３の内部に樹脂ペレット９の上面があれば、貯留容器１０の内部において、樹脂ペレット９が勢いよく落下（自由落下）することはない。このため、貯留容器１０の上部付近に空隙１０１があったとしても、当該空隙１０１における微粉末の舞い上がりは、抑制される。したがって、貯留容器１０の内側面のうち、空隙１０１に面する部分（側壁１１の上端部付近の内側面や、蓋部１３の下面）に対する微粉末の付着が、抑制される。

特に、本実施形態では、一次ホッパ２２において、樹脂ペレット９に含まれる微粉末が、分離除去されている。これにより、二次供給管２３および貯留容器１０へ供給される微粉末の量自体が、低減されている。その結果、貯留容器１０の内側面への微粉末の付着量が、より低減されている。

また、本実施形態では、イオンガス供給管２４から供給されるイオン化された気体によって、樹脂ペレット９および微粉末が、除電されている。これにより、微粉末が効率よく分離除去されるようになっている。また、分離除去されずに貯留容器１０内に供給された微粉末も、帯電が抑えられた状態となっている。したがって、貯留容器の内側面に対する微粉末の帯電付着が、抑制される。

貯留容器１０の内側面に対する微粉末の付着が抑制されれば、微粉末が塊となって落下し、樹脂ペレット９に再び混入する問題も、抑制される。したがって、微粉末の塊に起因する樹脂製品の成形不良を、抑制できる。

また、この乾燥装置１では、貯留容器１０の供給口１３１が、樹脂ペレット９で塞がれた状態となる。このため、バルブ２８の開放時にも、貯留容器１０から二次供給管２３側へ、窒素ガスが漏れ出しにくい。したがって、貯留容器１０の内部に窒素ガスをより効率よく充填させることができる。その結果、樹脂ペレット９の乾燥効率を、向上させることができる。また、貯留容器１０内の酸素濃度を、より効率よく低下させて、樹脂ペレット９の酸化を抑制することができる。

＜２．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

図３は、一変形例に係る乾燥装置１Ａの縦断面図である。図３の例では、貯留容器１０Ａの側壁１１Ａに設けられた供給口１１１Ａから外側へ向けて、二次供給管２３Ａが延びている。そして、二次供給管２３Ａの経路途中に、センサ２９Ａが設けられている。このような構造であっても、センサ２９Ａの検出結果に基づいてバルブ２８Ａの開閉動作を制御すれば、樹脂ペレット９Ａの上面が二次供給管２３Ａの内部に位置する状態を、維持できる。

図３の構造は、図１の構造に比べて、装置全体の高さを抑制できる点で、好ましい。ただし、図１のように、貯留容器１０の蓋部１３に供給口１３１を設ける方が、貯留容器１０の上部に形成される空隙１０１を、より小さくすることができる。貯留容器１０の内側面のうち、空隙１０１に面する部分を小さくして、当該部分に対する微粉末の付着を、より低減させる点においては、図１の構造の方が好ましい。

図４は、他の変形例に係る乾燥装置１Ｂの縦断面図である。図４の例では、貯留容器１０Ｂの蓋部１３Ｂが、供給口１３１Ｂから下方へ向かうにつれて、漸次に広がるように傾斜している。このようにすれば、貯留容器１０Ｂの内部における樹脂ペレット９Ｂの上面と、蓋部１３Ｂの下面とが接近する。したがって、貯留容器１０Ｂの上部に形成される空隙１０１Ｂが、より低減される。その結果、貯留容器１０の内側面のうち、空隙１０１Ｂに面する部分が、より小さくなり、当該部分に対する微粉末の付着の問題が、さらに低減される。

なお、図４の例では、蓋部１３Ｂの上面と下面との双方を傾斜させているが、蓋部１３Ｂの上面は、水平に広がっていてもよい。すなわち、蓋部１３Ｂの下面のみを、供給口１３１Ｂから下方へ向かうにつれて広がるように、傾斜させてもよい。

また、上記の実施形態では、乾燥装置について説明したが、本発明の貯留装置は、乾燥機能をもたない装置であってもよい。また、上記の実施形態では、樹脂ペレットに含まれる微粉末の付着を問題としたが、樹脂ペレット自体がより細かい粉状または粒状である場合には、樹脂ペレット自体の付着が問題となる場合もあり得る。そのような場合にも、本発明を適用すれば、貯留容器の内側面に対する樹脂ペレットの付着を、抑制できる。また、本発明の貯留装置は、粉体または粒体を含む材料であれば、樹脂ペレット以外の材料を貯留するものであってもよい。

また、貯留装置の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ乾燥装置
２射出成形機
９，９Ａ，９Ｂ樹脂ペレット
１０，１０Ａ，１０Ｂ貯留容器
１１，１１Ａ側壁
１２底部
１３，１３Ｂ蓋部
２０材料供給部
２１一次供給管
２２一次ホッパ
２３，２３Ａ二次供給管
２４イオンガス供給管
２５吸引管
２６樹脂ペレット供給源
２７真空ポンプ
２８，２８Ａバルブ
２９，２９Ａセンサ
３０気体供給部
３１気体供給管
３２加熱機構
３３窒素ガス供給源
４０制御部
５０排出管
６０排気管
１０１空隙
１１１Ａ供給口
１３１，１３１Ｂ供給口
２２１フィルタ
２３１サイトガラス部

Claims

粉体または粒体を含む材料を貯留する貯留装置であって、
材料を貯留する貯留容器と、
前記貯留容器に接続された材料供給管と、
前記材料供給管内の所定位置における材料の有無を検出する検出手段と、
前記材料供給管へ材料を供給する材料供給機構と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記材料供給機構を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記貯留容器の内部と前記材料供給管の内部とに、材料が連続的に貯留され、当該材料の上面が前記材料供給管内に存在する状態を維持するように、前記材料供給機構を制御する貯留装置。
請求項１に記載の貯留装置であって、
乾燥媒体となる気体を、前記貯留容器の内部へ供給する気体供給手段を、さらに備える貯留装置。
請求項１に記載の貯留装置であって、
不活性ガスを、前記貯留容器の内部へ供給する気体供給手段を、さらに備える貯留装置。
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の貯留装置であって、
前記材料供給管は、前記貯留容器の蓋部に設けられた供給口から、上方へ向けて延びている貯留装置。
請求項４に記載の貯留装置であって、
前記貯留容器の蓋部の下面は、前記供給口から下方へ向かうにつれて広がるように傾斜した傾斜面を含んでいる貯留装置。
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の貯留装置であって、
前記材料供給管より上流側において、前記材料に含まれる微粉末を分離除去する粉分離手段を、さらに備える貯留装置。
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の貯留装置であって、
前記材料供給管より上流側において、前記材料にイオン化された気体を供給するイオンガス供給手段を、さらに備える貯留装置。