JP2015038392A

JP2015038392A - 乾燥装置

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Publication number: JP2015038392A
Application number: JP2012012191A
Authority: JP
Inventors: 秀則森畑; Hidenori Morihata; 幸雄川瀬; Yukio Kawase
Original assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kawata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-01-24
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2015-02-26

Abstract

【課題】効率よく省エネルギー化を図ることができる乾燥装置を提供すること。【解決手段】粉粒体を貯留する貯留ホッパ１３と、貯留ホッパ１３内に乾燥空気を供給する乾燥空気供給部１２とを備える乾燥装置１において、乾燥空気供給部１２に、貯留ホッパ１３に供給される空気に含まれる水分を吸着する吸着部材２５と、吸着部材２５に吸着された水分を除去する再生装置２６と、再生装置２６によって吸着部材２５から除去された水分を含む排気を排出する排気ライン３１と、排気の温度を測定する第２温度センサ３２とを設け、排気の温度の低下に基づいて、再生装置２６の動作量を増大させ、排気の温度の上昇に基づいて、再生装置２６の動作量を低減させる。【選択図】図１

Description

本発明は、粉粒体を乾燥する乾燥装置に関する。

従来、プラスチック成形などにおいて、成形材料であるプラスチックペレットなどの粉粒体を、成形機へ投入する前に乾燥する乾燥装置が用いられている。

そのような乾燥装置として、例えば、粉粒体を貯留する乾燥ホッパーと、乾燥ホッパーに乾燥ガスを送風するための乾燥ブロワと、乾燥ガス中の湿り成分を除去する回転可能な吸着筒と、乾燥ガスを加熱する乾燥ヒーターとを備える脱湿乾燥装置が提案されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。

この脱湿乾燥装置では、湿り成分を吸着した吸着筒を再生して使用するために、再生ラインを備えている。再生ラインは、湿り成分を吸着した部分に加熱ガスを送風する再生ブロワと、加熱ガスを加熱する再生ヒーターとを備えている。

特開平１０−１８５４３３号公報

しかるに、上記した特許文献１に記載の脱湿乾燥装置では、粉粒体の処理量や、乾燥ホッパーの乾燥ガス出口側の温度に基づいて、乾燥ブロワのモータの回転、吸着筒の回転、および、再生ブロワのモータの回転を制御している。

そのため、乾燥ホッパー内の粉粒体の状態によっては、吸着筒に吸着された湿り成分に対して、過度に、再生ブロワのモータが動作する場合があり、脱湿乾燥装置の省エネルギー化が不十分である。

そこで、本発明の目的は、効率よく省エネルギー化を図ることができる乾燥装置を提供することにある。

上記した目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、乾燥装置であって、粉粒体を貯留する貯留槽と、前記貯留槽内に乾燥媒体を供給する乾燥媒体供給手段と、前記乾燥媒体供給手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記乾燥媒体供給手段は、前記貯留槽へ向かう気流を発生させる第１気流発生装置と、前記貯留槽と前記第１気流発生装置との間に設けられ、第１気流発生装置からの気流に含まれる水分を吸着する吸着部材と、前記吸着部材に吸着された水分を除去する再生装置と、前記再生装置によって前記吸着部材から除去された水分を含む排出成分を排出する排出部と、前記排出成分の状態を測定する測定装置とを備え、前記制御手段は、前記排出成分中の水分量の増加に基づいて、前記再生装置の動作量を増大させ、前記排出成分中の水分量の減少に基づいて、前記再生装置の動作量を低減させることを特徴としている。

この構成によれば、排出成分中の水分量に応じて、再生装置の動作量を変動させることができる。

つまり、第１気流発生装置から貯留槽へ向かう気流に含まれる水分が少なく、吸着部材に吸着される水分が減少した場合に、再生装置の動作を自動的に低下させることができる。

その結果、効率よく省エネルギー化を図ることができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記再生装置は、前記吸着部材へ向かう気流を発生させる第２気流発生装置と、前記吸着部材と前記第２気流発生装置との間に設けられ、前記第２気流発生装置からの気流を加熱する加熱装置とを備え、前記制御手段は、前記第２気流発生装置および／または加熱装置の動作量を下げることにより、前記再生装置の動作量を下げることを特徴としている。

この構成によれば、加熱装置によって加熱された気流を吸着部材に供給することができ、簡易な構成で、吸着部材に吸着された水分を除去することができる。

また、第２気流発生装置および／または加熱装置の動作量を下げることにより、容易に再生装置の動作量を低下させることができる。

請求項１に記載の発明によれば、吸着部材に吸着される水分が減少した場合に、再生装置の動作を自動的に低下させることができ、効率よく省エネルギー化を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、第２気流発生装置および／または加熱装置の動作量を下げることにより、容易に再生装置の動作量を低下させることができる。

図１は、本発明の乾燥装置の一実施形態を示す概略構成図である。図２は、本発明の乾燥装置の変形例を示す概略構成図である。

図１は、本発明の乾燥装置の一実施形態を示す概略構成図である。

図１に示すように、乾燥装置１は、樹脂材料からなる粉粒体（ペレット）が貯留されているタンク（図示せず）から供給される粉粒体を乾燥して、乾燥された粉粒体を、成形機（図示せず）などへ供給する装置である。

乾燥装置１は、粉粒体を乾燥する乾燥部２と、乾燥装置１の動作を制御する制御部３（制御手段の一例）とを備えている。

乾燥部２は、粉粒体を貯留する貯留部１１と、貯留部１１へ乾燥空気（乾燥媒体の一例）を供給する乾燥空気供給部１２（乾燥媒体供給手段の一例）とを備えている。

貯留部１１は、貯留ホッパ１３（貯留槽の一例）およびローダホッパ１５を備えている。

貯留ホッパ１３は、略円筒形状の上側部分と、下方に向かって開口断面積が小さくなる略円錐形状の下側部分とが連続するように形成されている。

また、貯留ホッパ１３の上端部には、粉粒体が投入される投入口１６が設けられている。また、貯留ホッパ１３の下端部には、貯留ホッパ１３から粉粒体を排出する排出口１７が設けられている。

ローダホッパ１５は、貯留ホッパ１３よりも小型のホッパであり、略円筒形状の上側部分と、下方に向かって開口断面積が小さくなる略円錐形状の下側部分とが連続するように形成されている。また、ローダホッパ１５は、下端部において、貯留ホッパ１３の投入口１６に連通されるように、貯留ホッパ１３の上端部に接続されている。

乾燥空気供給部１２は、乾燥空気供給ライン１８、乾燥ブロワ１９（第１気流発生装置の一例）および循環ライン２０を備えている。

乾燥空気供給ライン１８は、乾燥ブロワ１９からの気流を加熱して貯留ホッパ１３へ供給する配管であり、その供給方向上流側端部が、乾燥ブロワ１９に接続されており、その供給方向下流側端部が、貯留ホッパ１３の側壁を貫通して貯留ホッパ１３内に配置されている。乾燥空気供給ライン１８の供給方向下流側端部は、貯留ホッパ１３の下端部近傍に配置され、貯留ホッパ１３内に熱風を吹き込むために下方に向けて開放されるノズル２２を備えている。

また、乾燥空気供給ライン１８は、除湿装置２３と、冷却ライン２４と、ヒータ２１とを備えている。

除湿装置２３は、水分を吸着する吸着部材２５と、吸着部材２５に吸着された水分を除去する再生装置２６とを備えている。

吸着部材２５は、ゼオライトなどの水分を吸着可能なセラミック材料から略円柱形状に形成されており、その径方向一端部において、乾燥空気供給ライン１８の途中に介在されている。吸着部材２５は、ケーシング２７内において、その中心軸線を回転中心として回転可能に支持されている。吸着部材２５は、除湿装置２３の動作中、常には、ケーシング２７内において、一定の速度で回転されている（図１中に示す矢印参照）。

再生装置２６は、再生ライン２８と、再生ブロワ２９（第２気流発生装置の一例）と、排気ライン３１（排出部の一例）と、第２温度センサ３２（測定装置の一例）を備えている。

再生ライン２８は、再生ブロワ２９からの気流を加熱して吸着部材２５の径方向他端部へ供給する配管であり、その供給方向上流側端部が、再生ブロワ２９に接続されており、その供給方向下流側端部が、吸着部材２５の径方向他端部に対向するようにケーシング２７に接続されている。

また、再生ライン２８の途中には、再生ブロワ２９からの気流を加熱する再生ヒータ３０（加熱装置の一例）と、再生ヒータ３０で加熱された気流の温度を測定する第３温度センサ３５とが設けられている。

再生ヒータ３０は、第３温度センサ３５で測定された温度に基づいて、ＣＰＵ５１によってその動作が制御される。再生ヒータ３０の加熱温度（再生装置の動作量の一例）は、第３温度センサ３５で測定される温度が、例えば、２３０〜２５０℃となるように調整される。

第３温度センサ３５は、再生ライン２８の途中において、再生ヒータ３０に対して供給方向下流側に設けられている。第３温度センサ３５は、測定した気流の温度のデータを制御部３へ送信する。

再生ブロワ２９は、再生ライン２８内に送風して、吸着部材２５の径方向他端部へ向かう気流を発生させる。また、再生ブロワ２９は、ＣＰＵ５１によってインバーター制御される。

排気ライン３１は、再生ブロワ２９から吸着部材２５に対して作用された気流を、吸着部材２５のケーシングから排気するための配管である。排気ライン３１の排気方向上流側端部は、吸着部材２５の径方向他端部に対向するようにケーシング２７に接続されている。排気ライン３１の排気方向下流側端部は、大気開放されている。

第２温度センサ３２は、排気ライン３１の途中に設けられている。第２温度センサ３２は、吸着部材２５のケーシング２７から排出される排気（排出成分の一例）の温度を測定し、測定した排気の温度のデータを制御部３へ送信する。

冷却ライン２４は、乾燥空気供給ライン１８の途中（乾燥ブロワ１９と除湿装置２３との間）から分岐された配管であり、吸着部材２５の回転方向における、再生ライン２８の下流側、かつ、乾燥空気供給ライン１８の上流側において、吸着部材２５のケーシング２７に接続され、さらに、吸着部材２５のケーシング２７を介して、循環ライン２０の途中（貯留ホッパ１３とフィルタ３４との間）に接続されている。冷却ライン２４は、再生装置２６によって加熱された吸着部材２５を冷却する。

ヒータ２１は、乾燥空気供給ライン１８の供給方向において、再生装置２６の下流側に設けられ、再生装置２６において水分が除去されることにより得られた乾燥空気を加熱する。ヒータ２１の加熱温度は、例えば、１００〜１５０℃である。

乾燥ブロワ１９は、循環ライン２０内を吸引しながら、乾燥空気供給ライン１８内へ送風して、循環ライン２０から、乾燥ブロワ１９および乾燥空気供給ライン１８を順次介して貯留ホッパ１３内へ向かう気流を発生させる。

循環ライン２０は、貯留ホッパ１３内の空気を乾燥ブロワ１９に吸気させる配管であり、その吸気方向上流側端部が、貯留ホッパ１３に接続され、その吸気方向下流側端部が、乾燥ブロワ１９に接続されている。これにより、乾燥ブロワ１９、乾燥空気供給ライン１８、貯留ホッパ１３および循環ライン２０により、クローズドラインが形成されている。

また、循環ライン２０は、第１温度センサ１４と、フィルタ３４と、冷却装置３３とを備えている。

第１温度センサ１４は、フィルタ３４よりも吸気方向上流側に設けられている。第１温度センサ１４は、貯留ホッパ１３から排気される空気の温度を測定し、そのデータを制御部３へ送信する。

フィルタ３４は、循環ライン２０の途中に設けられている。フィルタ３４は、粉塵などを捕集する。

冷却装置３３は、フィルタ３４と乾燥ブロワ１９との間に設けられている。冷却装置３３は、乾燥ブロワ１９に吸引される空気を冷却する。

制御部３は、ＣＰＵ５１を備えている。

ＣＰＵ５１は、第１温度センサ１４、乾燥ブロワ１９、ヒータ２１、第２温度センサ３２、第３温度センサ３５、再生ブロワ２９および再生ヒータ３０に電気的に接続されている。

また、ＣＰＵ５１は、再生ブロワ２９をＰＩＤ制御するためのプログラムが格納されているＲＯＭ５２、および、再生ブロワ２９をＰＩＤ制御するためのプログラムを実行するための一時的な数値を記憶するためのＲＡＭ５３などを備えている。

以下、粉粒体の乾燥処理について説明する。

この乾燥装置１を用いて粉粒体を乾燥させるには、貯留ホッパ１３に粉粒体が貯留された後、乾燥運転を開始する。なお、乾燥が開始されたときには、貯留ホッパ１３の排出口１７は、閉鎖されている。

乾燥運転を開始すると、制御部３は、乾燥ブロワ１９の送風量、および、ヒータ２１の加熱温度を調整しながら、乾燥空気供給部１２を動作させる。

乾燥ブロワ１９から発生された気流は、乾燥空気供給ライン１８を介して吸着部材２５の径方向一端部に作用する。すると、乾燥ブロワ１９からの気流に含有される水分は、吸着部材２５の径方向一端部（乾燥空気供給ライン１８と対向する部分）に吸着され、乾燥ブロワ１９からの気流から除去される。これにより、乾燥ブロワ１９からの気流は、水分が除去された乾燥空気となる。

その後、乾燥空気は、ヒータ２１で加熱されて貯留ホッパ１３へ供給される。

これにより、貯留ホッパ１３内の温度（具体的には、第１温度センサ１４で測定された貯留ホッパ１３から排気される空気の温度）は、粉粒体の推奨予備乾燥温度（成形前の予備乾燥温度であって、粉粒体のメーカーが推奨する温度。）に基づいて任意に設定された温度、具体的には、１００〜１５０℃に調整される。

なお、貯留ホッパ１３へ供給された乾燥空気は、貯留ホッパ１３内において粉粒体を乾燥した後、循環ライン２０へ供給される。貯留ホッパ１３から循環ライン２０へ供給された空気は、フィルタ３４を介して冷却装置３３に供給され、冷却装置３３で冷却された後、再度、乾燥ブロワ１９に供給される。貯留ホッパ１３から循環ライン２０へ供給された空気には、粉粒体から除去された水分が含有されている。

一方、乾燥運転中には、制御部３は、再生ブロワ２９の送風量（再生装置の動作量の一例）、および、再生ヒータ３０の加熱温度（再生装置の動作量の一例）を調整しながら、再生装置２６を動作させる。これにより、吸着部材２５の再生が実施される。

吸着部材２５のうち水分を吸着した部分は、乾燥空気供給ライン１８と対向する位置から、図１中に矢印で示す方向へ回転されて、再生装置２６の再生ライン２８の供給方向下流側端部に対向される。すると、再生装置２６からの気流は、吸着部材２５に吸着されている水分を揮発させ、その後、ケーシング２７から排気ライン３１へ排気される。

これにより、水分を吸着した吸着部材２５は、再度、水分を吸着していない状態に再生される。一方、排気ライン３１からの排気には、吸着部材２５から揮発された水分が含有される。

このとき、ケーシング２７からの排気は、吸着部材２５に吸着されている水分量が多いと、その含有される水分量が増加するとともに、その温度が低下する傾向にある。また、吸着部材２５に吸着されている水分量が少ないと、その含有される水分量が減少するとともにその温度が上昇する傾向にある。

そして、再生ブロワ２９の送風量は、ケーシング２７からの排気の温度が、例えば、１２５〜１３５℃となるように、ＰＩＤ制御される。

つまり、再生ブロワ２９の送風量は、吸着部材２５に吸着されている水分量の増加に基づいて、ケーシング２７からの排気の温度が上記の温度範囲内に収束するように増大され、吸着部材２５に吸着されている水分量の減少に基づいて、ケーシング２７からの排気の温度が上記の温度範囲内に収束するように低減される。

その後、吸着部材２５のうち水分が除去された部分は、再生ライン２８と対向する位置から、図１中に矢印で示す方向へ回転されて、冷却ライン２４に対向される。これにより、水分が除去された吸着部材２５は、冷却される。

その後、吸着部材２５のうち冷却された部分は、図１中に矢印で示す方向へ回転されて、再度、乾燥空気供給ライン１８と対向される。

このように、除湿装置２３では、吸着部材２５が一定速度で回転されながら、貯留ホッパ１３に供給される空気に含まれる水分の吸着部材２５に対する吸着と、吸着部材２５に吸着された水分の除去とが繰り返される。

この乾燥装置１によれば、ケーシング２７からの排気に含有される水分量、具体的には、ケーシング２７からの排気の温度に応じて、再生ブロワ２９の送風量を変動させることができる。

つまり、乾燥ブロワ１９から貯留ホッパ１３へ向かう気流に含まれる水分が少なく、吸着部材２５に吸着される水分が減少した場合に、再生ブロワ２９の送風量を自動的に低下させることができる。

その結果、効率よく省エネルギー化を図ることができる。

また、この乾燥装置１によれば、再生ヒータ３０によって加熱された気流を吸着部材２５に供給することができ、簡易な構成で、吸着部材２５に吸着された水分を除去することができる。

また、再生ブロワ２９の送風量を下げることにより、容易に再生装置２６の動作量を低下させることができる。
（変形例）
上記した実施形態では、再生装置２６の動作を低下させるときに、再生ヒータ３０の動作を変動させないで、再生ブロワ２９の送風量を低下させているが、例えば、再生ブロワ２９の送風量を変動させないで、再生ヒータ３０の加熱温度を低下させることもでき、また、再生ブロワ２９の送風量を低下させるとともに、再生ヒータ３０の加熱温度を低下させることもできる。

また、上記した実施形態では、再生ブロワ２９の送風量をＰＩＤ制御により変動させているが、例えば、プリセットされる特定の閾値に基づいて、再生ブロワ２９の送風量を切り替えることもできる。具体的には、ケーシング２７からの排気の温度が、例えば、１３０℃を超過した場合に、再生ブロワ２９の送風量を低減させ、ケーシング２７からの排気の温度が１３０℃未満となった場合に、再生ブロワ２９の送風量を増大させてもよい。

また、上記した実施形態では、再生装置２６に再生ブロワ２９と再生ヒータ３０とを設け、吸着部材２５に、再生ヒータ３０で加熱された空気を作用させたが、例えば、再生装置２６にマイクロ波発生装置を設け、吸着部材２５をマイクロ波発生装置からのマイクロ波で加熱することもできる。

また、上記した実施形態では、循環ライン２０の吸気方向下流側端部が乾燥ブロワ１９に接続されており、貯留ホッパ１３からの排気は、循環ライン２０を介して乾燥ブロワ１９へ供給されている。しかし、循環ライン２０の吸気方向下流側端部は大気開放されていてもよく、貯留ホッパ１３からの排気は、乾燥ブロワ１９へ戻されることなく、大気へ放出されてもよい。

また、上記した実施形態では、再生ブロワ２９から再生ヒータ３０へ向かう気流を、再生ブロワ２９の送風量を変動させることにより調整しているが、再生ブロワ２９から再生ヒータ３０へ向かう気流は、図２に示すように、再生ブロワ２９から再生ヒータ３０へ向かう気流を分岐させるバイパスライン６１の開度を調整することにより、調整することもできる。

バイパスライン６１は、一端が再生ブロワ２９と再生ヒータ３０との間に接続され、他端が再生ブロワ２９の吸気ラインに接続されている。バイパスライン６１の途中には、バイパスライン６１を開閉するバルブ６２が設けられている。

バルブ６２は、ＣＰＵ５１に電気的に接続されており、ＣＰＵ５１によってその開閉動作を制御される。

なお、上記した各変形例は、互いに組み合わせることもできる。

これらの変形例においても、上記した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

１乾燥装置
３制御部（制御手段の一例）
１２乾燥空気供給部（乾燥媒体供給手段の一例）
１３貯留ホッパ（貯留槽の一例）
１９乾燥ブロワ（第１気流発生装置の一例）
２５吸着部材
２６再生装置
２９再生ブロワ（第２気流発生装置の一例）
３０再生ヒータ（加熱装置の一例）
３１排気ライン（排出部の一例）
３２第２温度センサ（測定装置の一例）

Claims

粉粒体を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽内に乾燥媒体を供給する乾燥媒体供給手段と、
前記乾燥媒体供給手段の動作を制御する制御手段と
を備え、
前記乾燥媒体供給手段は、
前記貯留槽へ向かう気流を発生させる第１気流発生装置と、
前記貯留槽と前記第１気流発生装置との間に設けられ、第１気流発生装置からの気流に含まれる水分を吸着する吸着部材と、
前記吸着部材に吸着された水分を除去する再生装置と、
前記再生装置によって前記吸着部材から除去された水分を含む排出成分を排出する排出部と、
前記排出成分の状態を測定する測定装置と
を備え、
前記制御手段は、前記排出成分中の水分量の増加に基づいて、前記再生装置の動作量を増大させ、前記排出成分中の水分量の減少に基づいて、前記再生装置の動作量を低減させることを特徴とする、乾燥装置。
前記再生装置は、
前記吸着部材へ向かう気流を発生させる第２気流発生装置と、
前記吸着部材と前記第２気流発生装置との間に設けられ、前記第２気流発生装置からの気流を加熱する加熱装置と
を備え、
前記制御手段は、
前記第２気流発生装置および／または加熱装置の動作量を下げることにより、前記再生装置の動作量を下げることを特徴とする、請求項１に記載の乾燥装置。