JP4485094B2 - 粉粒体の噴流式加熱乾燥方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プラスチックなどの樹脂成形機に供給するプラスチックペレット等の粉粒体を加熱乾燥ホッパに供給し、この加熱乾燥ホッパの下方から粉粒体に加熱気体の噴流を供給することによって、この粉粒体を加熱乾燥する噴流式加熱乾燥方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
プラスチックなどの樹脂成形機では、供給される原材料のプラスチックペレットなどの粉粒体は、射出直前に一定の温度で一定の乾燥度であることが要求される。この温度と乾燥度は、具体的には、プラスチックについては、水分率は0.02%〜0.1%程度、温度は80℃〜160℃程度であるが、粉粒体の種類、成形方法や形状に応じて定められ、さらに、定められた温度及び乾燥度に対するバラ付きの許容度はかなり厳しいものである。
【0003】
また、プラスチックなど、例えば、飲料ボトルの原料であるPET(ポリエチレンテレフタレート)等を上記したような射出直前に要求される高温で長時間乾燥すると加水分解反応が起こり、分子量の低下による製品強度の低下の問題、アセトアルデヒドの生成による製品への臭気の残留の問題等が発生する。さらに、高温状態が継続されると、材料としての性質が変化する問題や、ブロッキングの問題もある。
【0004】
この問題を解決するものとして、特開平11−230670号公報において、いわゆる流動槽式の粉粒体乾燥装置が提案されており、このものは、粉粒体を連続的、短時間に所定の温度と乾燥度にすることができたが、装置が大きくなり、個々の樹脂成形機に直結設置して用いることは困難であった。
【0005】
一方、樹脂成形機に直結設置して、粉粒体の加熱乾燥も行うことができるものとして、実登2537880号公報では、粉粒体の混合装置が提案されており、この装置の概要を図6に示す。
【0006】
この装置は、樹脂成形機Cの投入ホッパCAの上部に設けられ、下方から供給される噴流により、その内部に貯留した複数種類の粉粒体を噴き上げ、これによって、粉粒体を混合する混合ホッパ101、この混合ホッパ101から導出される導出気体から微粉粒を集塵する集塵器104、この導出気体をその吸引側に接続し吸引することで混合ホッパー101に噴流を生じさせるブロア105、混合ホッパ101に供給される複数の異なる粉粒体をそれぞれ貯留した複数の材料ホッパ111、材料ホッパ111と混合ホッパ101を接続する管路109a、混合ホッパ101からの導出気体をブロア105の吸引側に接続する管路109c、管路109aの管端に設けられ吸引される外気を濾過するフィルタ110を備えている。
【0007】
混合ホッパ101の上部には、導出気体から、混合対象である粉粒体を分離回収する分離器101aが設けられ、その下部には混合された粉粒体を樹脂成形機Cの投入ホッパCAへ排出する排出路101bが設けられている。
【0008】
管路109aが混合ホッパ101の下部に接続される部分は、傾斜接続部109bとされ、前記排出路101bに対して、図示するように、鋭角で合流接続されている。
【0009】
複数の材料ホッパ111のそれぞれ下部には、個々に貯留された粉粒体を計量して排出する計量器111aが設置されている。樹脂成形機Cの投入ホッパCAには、このホッパCAに貯留された粉粒体の貯留量が一定レベルより少なくなったかどうかを検知するレベルゲージCLが設けられている。
【0010】
このような構成で、この装置では、まず、混合ホッパ101の排出路101bに設けられた開閉弁(不図示)を閉じ、樹脂成形機Cの投入ホッパCAへの粉粒体の排出を阻止した状態で、ブロア105を作動させ、管路109c、109b、109aに吸引力を供給し、それぞれの材料ホッパ111の計量器111aを作動させて、樹脂成形機Cに供給すべき混合粉粒体の比率になるように、必要な粉粒体を計量し、供給させる。
【0011】
こうして、供給されたそれぞれの粉粒体は、吸引空気による噴流に伴なわれ混合ホッパー101に移送され、効率よく混合される。また、この装置は、混合ホッパ101に供給される空気に加熱手段を設けることで、粉粒体を混合するだけでなく、加熱乾燥もすることができるものであった。
【0012】
しなしながら、この装置では、図示するように、装置全体は小型化でき、樹脂成形機に直結設置することができるものであるが、噴流を単に粉粒体の混合に用いるだけで、粉粒体の加熱乾燥については、積極的な配慮はされず、また、そのための具体的な制御方法も示されていなかった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解決しようとするもので、プラスチックなど樹脂成形機に供給する粉粒体を、ブロッキングを生じることなく短時間で正確に加熱乾燥することができ、熱エネルギーの節約ができ、樹脂成形機に直結設置可能な程度に小型化可能で、また、加熱温度の制御が簡単な粉粒体の噴流式加熱乾燥方法および装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は従来、主として効率的な混合用として認識されていた噴流式混合装置が持つ第1の特性、つまり、噴流によって粉粒体がバラバラになるので高温加熱しても粉粒体同士がくっつき合うブロッキングを生じにくいという抗ブロッキング特性、第2の特性、つまり、噴流によって混合だけでなく温度伝播も効率的になるという熱伝播特性、第3の特性、つまり、制御対象である粉粒体を噴流によって分散させることでバラバラの単位で捉え、熱の分散も早く局部加熱がなく、噴流全体に渡る温度分布が均一あるいは定常的になるという熱分散特性を見出し、これを粉粒体の加熱乾燥に積極有効利用するという、全く新規な発想の下に発明されたものである。
【0015】
特に、請求項1に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥方法は、加熱乾燥ホッパに供給された粉粒体の下方から加熱気体の噴流を供給することによって、この粉粒体を加熱乾燥する噴流式加熱乾燥方法であって、前記加熱乾燥ホッパの粉粒体を加熱乾燥するときには、加熱乾燥の対象である粉粒体の標準加熱温度より高い温度になるように加熱気体の噴流を供給する管路と材料ホッパからの管路とを前記加熱乾燥ホッパの下部に切換接続する切換弁を切り換えて、前記加熱気体の管路を前記加熱乾燥ホッパの下部に接続して該加熱気体の噴流を供給し、該加熱乾燥ホッパの上部に設けられた分離器によって粉粒体を回収しながら該加熱乾燥ホッパの上部から導出気体を導出させて該加熱乾燥ホッパの粉粒体を加熱乾燥する一方、加熱乾燥後の粉粒体を排出した後、前記加熱乾燥ホッパに粉粒体を供給するときには、前記切換弁を切り換えて、前記材料ホッパからの管路を前記加熱乾燥ホッパの下部に接続し、前記分離器によって粉粒体を回収しながら該加熱乾燥ホッパの上部から導出気体を導出させて該材料ホッパから排出された粉粒体を前記加熱乾燥ホッパに吸引して供給することを特徴とする。
【0016】
ここで、加熱気体、導出気体における気体とは、大気、及び、加熱乾燥対象である粉粒体に悪影響を与えない気体、例えば、窒素ガスなどをさす。また、粉粒体には、プラスチックペレットなどの合成樹脂粉粒だけでなく、錠剤や、小麦、大麦、米などの穀粒なども含まれる。
【0017】
この加熱乾燥方法は、噴流の持つ上記第1の特性、抗ブロッキング特性を利用して、粉粒体をその標準加熱温度、つまり、通常の通気式とか滞留式とか呼ばれる加熱乾燥方法で定められている粉粒体相互間のブロッキングを生じさせないための標準加熱温度より高い温度になるように加熱気体の噴流を供給して、加熱乾燥するもので、噴流の抗ブロッキング特性のため、高温でもブロッキングが発生せず、一方、高温加熱のため、通常の加熱乾燥では2、3時間要する所を半時間程度で粉粒体の加熱乾燥することができ、熱エネルギーの節約ができ、粉粒体の段取り換え時間に十分対応することができるようになった。
【0018】
なお、この標準加熱温度は、加熱により粉粒体の物性を変化させない温度の意味で用いる場合もあるが、ここでは、噴流式加熱乾燥方法の有する抗ブロッキング特性との対比で用いているため、上述した意味を持つものとする。
【0019】
ただし、標準加熱温度より高い温度に加熱することによって、粉粒体の物性などを変化させたり、他の弊害をもたらす場合には、その高温加熱は用いることができないが、ここで例示するABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン)、PBT樹脂(ポリブチレンテレフタレート)、PC樹脂(ポリカーボネイト)、PA樹脂(ナイロン)などの場合は、このような高温加熱をすることによって、本発明の顕著な効果を発揮する。
【0020】
また、上記の第2の特性、熱伝播特性によっても、短時間で正確な加熱乾燥が可能になり、また、装置の小型化も可能となり、樹脂成形機に直結設置することができるようになった。
【0021】
請求項2に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥方法は、請求項1に記載の噴流式加熱乾燥方法において、加熱乾燥の対象である粉粒体の加熱温度として、前記導出気体の温度を測定し、前記加熱気体を供給する管路に設けられた加熱器を制御して、前記加熱気体の温度を制御することを特徴とする。
この加熱乾燥方法は、上記第3の特性、熱分散特性を有効利用して、粉粒体の加熱温度として、単に最も計測容易な導出気体の温度を用いるようにしたもので、温度制御が非常に簡単になり、また、正確になる。
【0022】
つまり、噴流により温度分散が均一あるは定常的となり、加熱対象である粉粒体の温度を測ることなく、導出気体の温度でもって、粉粒体の加熱温度を的確に推測可能で、もって、十分に正確な制御が可能となるのである。
【0023】
請求項3に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥装置は、加熱乾燥ホッパに供給された粉粒体の下方から加熱気体の噴流を供給することによって、この粉粒体を加熱乾燥する噴流式加熱乾燥装置であって、前記加熱乾燥ホッパの下部には、加熱乾燥の対象である粉粒体の標準加熱温度より高い温度になるように加熱気体の噴流を供給する管路と材料ホッパからの管路とを切換接続する切換弁と、加熱乾燥後の粉粒体を排出する開閉弁と、が設けられ、前記加熱乾燥ホッパの上部には、該加熱乾燥ホッパから導出される導出気体から粉粒体を回収する分離器と、該導出気体を導出する管路と、が設けられており、前記加熱乾燥ホッパの粉粒体を加熱乾燥するときには、前記切換弁を切り換えて、前記加熱気体の管路を該加熱乾燥ホッパの下部に接続し、前記加熱気体の噴流を供給させる一方、加熱乾燥後の粉粒体を排出した後、前記加熱乾燥ホッパに粉粒体を供給するときには、前記切換弁を切り換えて、前記材料ホッパからの管路を前記加熱乾燥ホッパの下部に接続し、該材料ホッパから排出された粉粒体を吸引して前記加熱乾燥ホッパに供給させる制御部を備えていることを特徴とする。
【0024】
この加熱乾燥装置は、請求項1の加熱乾燥方法を実現するもので、請求項1と同様の効果を発揮する。この加熱乾燥装置は、噴流式の加熱乾燥装置の利点を更に利用すべく分離器を設けたもので、これにより噴流に伴われた粉粒体から、粉粒体のみを回収し、つまり、微粉粒や気化物などは導出気体とともに導出させるので、加熱乾燥ホッパには、微粉粒や気化物の少ない粉粒体のみが残留し、樹脂成形機に供給される材料としては、より望ましい材料を供給することができる。
【0025】
請求項4に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥装置は、請求項3に記載の噴流式加熱乾燥装置において、加熱乾燥の対象である粉粒体の加熱温度として、前記加熱乾燥ホッパから導出される導出気体の温度を測定する温度測定器を設けており、前記制御部は、この温度測定器で測定した温度を用い、前記加熱気体を供給する管路に設けられた加熱器を制御して、前記加熱気体の温度を制御することを特徴とする。
この加熱乾燥装置は、請求項2の加熱乾燥方法を実現するもので、請求項2と同様の効果を発揮する。
【0028】
請求項5に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥装置は、請求項3または4のいずれかに記載の噴流式加熱乾燥装置において、前記材料ホッパからの管路には、それぞれに異なる種類の粉粒体を貯留する、複数の材料ホッパが接続され、各材料ホッパの下部には、計量器が設けられており、該計量器で計量されて排出された粉粒体を、前記加熱乾燥ホッパに供給することを特徴とする。
【0029】
この加熱乾燥装置は、加熱乾燥ホッパに供給される粉粒体が異なる複数の種類となるようにしたもので、このようにすると、混在する粉粒体は、噴流の作用によって、上述のように短時間、正確、簡易に加熱乾燥される上に、良好に混合される。
【0030】
請求項6に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥装置は、請求項3から5のいずれか1項に記載の噴流式加熱乾燥装置において、前記加熱乾燥ホッパから導出される導出気体の一部を、前記加熱乾燥ホッパに供給する加熱気体として還流させる管路を備えていることを特徴とする。
【0031】
この加熱乾燥装置は、導出気体の一部を加熱気体として還流させること、つまり、使用後の気体の一部を再利用するようにしており、これにより、導出気体に残留する熱エネルギーの有効利用と、更に、その還流割合を調整することで、粉粒体の乾燥程度も調節することができる。
【0032】
請求項7に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥装置は、請求項3から5のいずれか1項に記載の噴流式加熱乾燥装置において、前記加熱乾燥ホッパから導出される導出気体の全部を、前記加熱乾燥ホッパに供給する加熱気体として還流させる管路と、この還流される導出気体から水分を除去する除湿器とを設けたことを特徴とする。
【0033】
この加熱乾燥装置は、導出気体の全部を加熱気体として還流させること、つまり、使用後の気体を全部再利用するようにしており、これにより、導出気体に残留する熱エネルギーの更なる有効利用が図れる。ただし、そのまま、還流させたのでは、循環系の湿度が高くなる一方なので、除湿器を設ける必要があり、この除湿器によって、粉粒体の乾燥程度を調節することができる。
【0034】
また、この場合、循環系となっているので、特に、大気以外の気体、具体的には、窒素ガスなどを加熱気体などとして用いる場合に向いている。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0036】
図1は、本発明に係る粉粒体の噴流式加熱乾燥装置の一例について、その全体構成を示す概略構成図である。
【0037】
この噴流式加熱乾燥装置20は、樹脂成形機Cの投入ホッパCAの直上に直結接続された加熱乾燥ホッパ1、この加熱乾燥ホッパ1からの導出気体AOを冷却するための冷却器2、この導出気体AOから微粉粒などを集塵する集塵器3、この集塵器3で集塵しきれなかったより細かい微粉粒などを除塵する除塵器4、その吸気側に導出気体AOを取り入れ、この導出気体AOを強力に吸引することで加熱乾燥ホッパ1に供給される加熱気体の噴流AIを形成するブロア5、ブロア5からの給気の一部を取り込み、加熱して加熱乾燥ホッパ1の下部に加熱気体として供給する加熱器6、この加熱器6からの管路9fと材料ホッパ11からの管路9gとを加熱乾燥ホッパ1の下部に切換接続する切換弁7、この装置全体、特に、加熱乾燥ホッパ1に供給する加熱気体AIの温度を制御する制御盤8、これらの部分を接続する管路9(個々の管路9a、9e、9f、9gなどを総称するものである。)、ブロア5から加熱器6への管路9eの気体を部分的に大気へ放出する調整弁10を備えている。
【0038】
加熱乾燥ホッパ1は、その上部に、導出気体AOから加熱乾燥対象である粉粒体mを分離回収する分離器1a、導出気体AOの温度を測定する温度検出器1b、加熱気体の噴流AIによる加熱乾燥が済んだ粉粒体を、樹脂成形機Cからの要請に応じて、投入ホッパCAに供給するための開閉弁1cを備えている。また、こうして投入ホッパCAに貯留された適当な温度と乾燥度の粉粒体は、投入弁CBによって、樹脂成形機Cへ、つまり、スクリューシリンダへ投入される。
【0039】
冷却器2は、粉粒体を目標温度まで加熱するために高い温度となっている導出気体AOの温度を、後続するブロア5の性能に悪影響を与えない程度に下げるものである。材料ホッパ11の下部には、個々に貯留された粉粒体を計量して排出する計量器11aが設置されている。
【0040】
このような構成において、この噴流式加熱乾燥装置20では、図示した状態では、ブロア5によって、導出気体AOが強力に吸引され、これに伴い、加熱乾燥ホッパ1の下部から切換弁7を介して加熱器6からの加熱気体が噴流AIとなって供給され、加熱乾燥ホッパ1に供給された一定量の粉粒体mが、この噴流AIの伴われて、分散し、バラバラの状態で加熱乾燥される。
【0041】
つまり、通常の通気式とか滞留式とか呼ばれる加熱乾燥方法で定められている粉粒体相互間のブロッキングを生じさせないための標準加熱温度より高い温度になるように加熱気体の噴流を供給して、加熱乾燥するもので、噴流の抗ブロッキング特性のため、高温でもブロッキングが発生せず、一方、高温加熱のため、通常の加熱乾燥では2、3時間要する所を半時間程度で粉粒体の加熱乾燥することができ、粉粒体の段取り換え時間に十分対応することができるようになった。
【0042】
また、温度伝播が効率的に行われ、また、そのため、局部加熱がなく、噴流全体に渡る温度分布が均一あるいは定常的となるので、これによっても、非常に短時間に効率的な加熱乾燥を行うことができる。
【0043】
さらに、温度分布が均一あるいは定常的であるので、温度測定の困難な加熱乾燥された粉粒体の温度を測定する替わりに、温度測定の非常にしやすい導出気体AOの温度を温度検出器1bで測定し、これを粉粒体の温度とみなして制御盤8にフィードバックして、加熱器6を制御して、加熱気体AIの温度を制御することで、的確な温度制御をすることができ、制御が非常に簡単になる。
【0044】
一方、バッチ処理であって、所定量の粉粒体に加熱気体の噴流を供給して加熱乾燥する方法であるため、加熱乾燥対象である粉粒体の量に比べて、より容積の大きい加熱乾燥ホッパが必要となるが、加熱効率が高く、高温で短時間加熱乾燥できるため、全体的なエネルギー効率は他の乾燥方法に比べ大幅に改善され、また、加熱乾燥対象が小ロット化でき、小型なものとして、樹脂成形機に直結接続して使用する加熱乾燥機として優れている。
【0045】
さらに、図1に示すように、加熱乾燥ホッパ1を断熱保温手段1dで、投入ホッパCAを同様に断熱保温手段CDで覆うようにしており、更に、外部への熱エネルギーの発散を防止して、エネルギー効率を向上させている。
【0046】
また、噴流式という、気体が常に動いているという利点を更に利用して、導出気体AOに分離器1aを設け、噴流に伴われた粉粒体から、粉粒体のみを回収し、つまり、微粉粒や気化物などは導出気体とともに導出されるようにしたので、加熱乾燥ホッパ1には、微粉粒や気化物の少ない粉粒体のみが残留し、樹脂成形機に供給される材料としては、より望ましい材料を供給することができる。
【0047】
また、この装置20では、微粉粒などは集塵器3、除塵器4で処理し、気化物などは調整弁10で大気へ放出することができ、一方、この調整弁10の開き程度を調整することで、管路9eを通過する導出気体AOの内、所望量を、加熱器6へ送り込んで、加熱気体AIとして循環させることができ、これによって、加熱気体AIの乾燥度を調節して、加熱乾燥された粉粒体の乾燥度を調節することができる。また、一定温度に加熱された還流気体を再利用することで、その気体が持つ熱エネルギーも再利用でき、省エネルギーとなる。
【0048】
また、調整弁10の大気放出側には、図で二点鎖線の想像線で示すように、放出される気体から、更に微粉粒や、粉粒体からの気化物を除去するような吸着器13を設けるようにすると、外気を汚染することが防止でき、環境に優しい装置とすることができる。
【0049】
なお、この装置20では、材料ホッパ11から粉粒体mを加熱乾燥ホッパ1に供給する場合には、切換弁7が、管路9gを加熱乾燥ホッパ1の下部に接続するように切り替わり、この状態で、材料ホッパ11から、所定量の粉粒体mが計量器11aで計量されて管路9gに排出されるとともに、ブロア5の吸引力が管路9a、加熱乾燥ホッパ1を介して、この管路9gに及んで、排出された粉粒体mが吸引され、加熱乾燥ホッパ1に供給されるようにする。
【0050】
こうして、粉粒体mが供給された後は、切換弁7が図示の位置となり、噴流による加熱乾燥を行う。
【0052】
本発明者は、この加熱乾燥装置による粉粒体の加熱乾燥実験を行い、その結果を以下に報告する。この実験は、外気温(室温)18.5℃、加熱乾燥ホッパ1の容積が約9.5リットルに対して、粉粒体1kgを供給して、加熱乾燥実験を行ったものであるが、以下ような大いに満足できる結果となった。
【0053】
<本発明の実験1> 試料:ABS樹脂(アクリロニトリルブタジエンスチレン)/初期水分 0.2〜0.4%、許容水分 0.07%/導出気体の温度と時間:120℃で25分、後、90℃で5分、合計30分(M)/結果:粉粒体温度は、84.5℃であり、ブロッキングは生じなかった。
【0054】
これに対し、従来法では、加熱温度は80℃で、加熱時間は約2時間であり、同様にブロッキングは生じなかった。
【0055】
<本発明の実験2> 試料:PBT樹脂(ポリブチレンテレフタレート)/初期水分 0.2〜0.4%、許容水分 0.02%/導出気体の温度と時間:140℃で25分、後、130℃で5分、合計30分(M)/結果:粉粒体温度は、125℃であり、ブロッキングは生じなかった。
【0056】
これに対し、従来法では、加熱温度は130℃で、加熱時間は約3時間であり、同様にブロッキングは生じなかった。
【0057】
<本発明の実験3> 試料:PC樹脂(ポリカーボネイト)/初期水分 0.1〜0.2%、許容水分 0.02%以下/導出気体の温度と時間:135℃で25分、後、120℃で5分、合計30分(M)/結果:粉粒体温度は、111℃であり、ブロッキングは生じなかった。
【0058】
これに対し、従来法では、加熱温度は120℃で、加熱時間は約2時間であり、同様にブロッキングは生じなかった。
【0059】
これら本発明の加熱乾燥時間を、従来法の加熱乾燥時間と比較すると、時間が大幅に短縮されており、またその結果から全体として、加熱乾燥に要する熱エネルギーも節約できることが解る。また、加熱乾燥時間の絶対値としても、本発明では、約30分という時間を達成しており、急速に時間短縮が図られている樹脂成形機側の段取り換えにも対応することができる。
【0060】
また、上記において、粉粒体温度とあるのは、加熱乾燥後の粉粒体を取り出して、計測した値を示したもので、この粉粒体温度をそれぞれの導出気体の温度と比較すると、両者がよく対応しているのが解る。
【0061】
図2は、本発明に係る粉粒体の噴流式加熱乾燥装置による粉粒体の加熱乾燥実験の結果の表を示す図である。
【0062】
この実験は、表中に記載の条件以外は、上述の実験とほぼ同じ条件で行ったものであり、また、実験材料は、上述の実験と同じポリカーボネイトと、別の樹脂であるナイロン(PA6)としている。
【0063】
この表で、従来例である通気式加熱装置と比べて、本発明の噴流式加熱乾燥装置の場合、ポリカーボネイトの場合で乾燥時間は約半分となり、乾燥後の水分量の差異はない。ナイロンの場合には乾燥時間は、5分の1程度となっており、これも乾燥後の水分量の差異はない。
【0064】
また、このように高温加熱した場合に、材料の物性変化が心配されるが、外部機関において、従来例と本発明で乾燥した粉粒体の物性を比較した所、標準的な指標である引っ張り強さ、引っ張り破断伸び、引っ張り弾性率、アイゾット衝撃強さなどにおいては、有意の差は認められなかった。
【0065】
このように本発明の噴流式加熱乾燥方法を用いると、材料の物性の変化を生じることなく、乾燥後の水分量は同等のものを達成し、乾燥時間は大幅に短縮できる。
【0066】
図3は、本発明に係る粉粒体の噴流式加熱乾燥装置の他例について、その全体構成を示す概略構成図である。これより、すでに説明した部分と同じ部分については、同じ符号を付して、重複説明を省略する。
【0067】
この噴流式加熱乾燥装置20Aは、図1の装置20に比べて、加熱乾燥ホッパ1への材料供給のための管路9gに複数の材料ホッパ11が接続され、これらの材料ホッパ11には、それぞれ異なる種類の粉粒体が貯留されている点が相違する。
【0068】
このようにすると、単に複数種類の粉粒体を供給するだけで、噴流式の利点を更に有効に利用して、供給された複数種類の粉粒体は、噴流の作用によって、上述のように短時間、正確、簡易に加熱乾燥される上に、良好に混合される。
【0069】
図4は、本発明に係る粉粒体の噴流式加熱乾燥装置の他例について、その全体構成を示す概略構成図である。
【0070】
この噴流式加熱乾燥装置20Bは、図1の装置20に比べて、加熱乾燥ホッパ1から導出される導出気体AOの全部を、加熱乾燥ホッパ1に供給される加熱気体AIとして還流させ、この還流される導出気体から水分を除去する除湿器12を設けた点が異なっている。
【0071】
このため、ブロア5と加熱器6を結ぶ管路9eには分岐や調整弁10がなく、替わりに、上記除湿器12が設けられている。この除湿器12は、還流する気体から水分を除去して、循環系の気体の湿度、あるいは、水分率を調整するもので、これによって、加熱気体の乾燥能力の低下を防ぎ、さらには、所望の乾燥度になるように調整をすることもできる。
【0072】
また、この装置20Bでは、図3の装置20Aと同様に、複数の材料ホッパ11が接続されているが、その管路9gは、加熱器6と切換弁7の間に、更に別の切換弁7Aを介して、直通管路9hと切換可能に挿入されている点が異なっている。
【0073】
この装置20Bでは、加熱乾燥する場合には、切換弁7、7Aは、直通管路9hで、加熱器6と加熱乾燥ホッパ1を接続するように切り替わり、材料供給時には、切換弁7、7Aは、管路9gで、加熱器6と加熱乾燥ホッパ1を接続するように切り替わる。
【0074】
こうして、この装置20Bでは、導出気体AOの全量が加熱気体AIとして還流されるので、より外気へのエネルギーロスが少ない。また、この装置は、循環気体の外気への逃げ出しがないので、特に、大気以外の気体、具体的には、窒素ガスなどを加熱気体などとして用いる場合に向いている。
【0075】
なお、この装置20Bにおいて、切換弁7A、管路9hを除去し、加熱器6からの管路9fを切換弁7に直結し、また、切換弁7Aから材料ホッパ11への管路9gも不要として、材料ホッパ11と切換弁7とを管路9g′で接続するようにしてもよい。
【0076】
そのようにすると、材料ホッパ11からの材料の供給の際には、加熱器6からの気体を用いずに、材料供給が可能である。
【0077】
図5は、本発明に係る粉粒体の噴流式加熱乾燥装置の他例について、その全体構成を示す概略構成図である。
【0078】
この噴流式加熱乾燥装置20Cは、図1の装置20に比べ、加熱乾燥ホッパ1が、樹脂成形機Cの投入ホッパCAの直上に直結設置されるのではなく、別置き設置されている点で異なっている。
【0079】
つまり、加熱乾燥ホッパ1の下部に設けられた切換弁7には、別の切換弁7Bを介して、材料ホッパ11の管路9gか、樹脂成形機Cの投入ホッパCAに加熱乾燥ホッパ1から加熱乾燥された粉粒体mを供給するための管路9jかを選択的に接続する管路9iが接続されている。また、加熱乾燥ホッパ1の導出気体AOの出口側は、この導出気体AOの管路9lか、樹脂成形機Cの投入ホッパCAの上部からの管路9kを選択的に冷却器2への管路9aに接続する切換弁7Cが設けられている。
【0080】
このような構成で、この装置20Cでは、粉粒体mを加熱乾燥する場合には、図示の状態で行う。
【0081】
こうして、加熱乾燥された粉粒体mを樹脂成形機Cの投入ホッパCAに供給する場合は、切換弁7を管路9i側、切換弁7Bを管路9g側、切換弁7Cを管路9k側とすると、ブロア5の吸引力が、管路9a、9k、投入ホッパCA、管路9j、9i、加熱乾燥ホッパ1と伝達され、加熱乾燥ホッパ1に貯留された粉粒体mが、管路9i、9jを通って、投入ホッパCAへ吸引される。一方、この投入ホッパCAには、加熱乾燥ホッパ1に設けられた分離器1aと同様の分離器CCが設けられ、微粉粒などは管路9kの方へ排出されるが、粉粒体mは、この投入ホッパCAに分離回収される。
【0082】
また、材料を供給する場合には、切換弁7を管路9i側、切換弁7Bを材料ホッパ11のある管路9g側とし、切換弁7Cは、管路9l側とすればよい。
【0083】
本発明の噴流式加熱乾燥装置は、小型化の特性を利用して、樹脂成形機に直結設置するのが望ましいが、このように、別置き設置することも可能である。
【0084】
【発明の効果】
請求項1に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥方法によれば、噴流の持つ第1の特性、抗ブロッキング特性を利用して、粉粒体をその標準加熱温度、つまり、通常の通気式とか滞留式とか呼ばれる加熱乾燥方法で定められている粉粒体相互間のブロッキングを生じさせないための標準加熱温度より高い温度になるように加熱気体の噴流を供給して、加熱乾燥するので、噴流の抗ブロッキング特性のため、高温でもブロッキングが発生せず、一方、高温加熱のため、通常の加熱乾燥では2、3時間要する所を半時間程度で粉粒体の加熱乾燥することができ、熱エネルギーの節約ができ、粉粒体の段取り換え時間に十分対応することができるようになった。
【0085】
また、第2の特性、熱伝播特性によっても、短時間で正確な加熱乾燥が可能になり、また、装置の小型化も可能となり、樹脂成形機に直付けすることができるようになった。
【0086】
請求項2に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥方法によれば、請求項1の効果に加え、第3の特性、熱分散特性を有効利用して、粉粒体の加熱温度として、単に最も計測容易な導出気体の温度を用いるようにしたもので、温度制御が非常に簡単になり、また、正確になる。
【0087】
請求項3に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥装置によれば、請求項1の加熱乾燥方法を実現するもので、請求項1と同様の効果を発揮する。
【0088】
請求項4に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥装置によれば、請求項2の加熱乾燥方法を実現するもので、請求項2と同様の効果を発揮する。
【0089】
請求項1または3によれば、噴流式の加熱乾燥装置の利点を更に利用すべく分離器を設けたので、これにより噴流に伴われた粉粒体から、粉粒体のみを回収し、つまり、微粉粒や気化物などは導出気体とともに導出させるので、加熱乾燥ホッパには、微粉粒や気化物の少ない粉粒体のみが残留し、樹脂成形機に供給される材料としては、より望ましい材料を供給することができる。
【0090】
請求項5に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥装置によれば、請求項3または4のいずれかの効果に加え、加熱乾燥ホッパに供給される粉粒体が異なる複数の種類となるようにしたので、混在する粉粒体は、噴流の作用によって、短時間、正確、簡易に加熱乾燥される上に、良好に混合される。
【0091】
請求項6に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥装置によれば、請求項3から5のいずれかの効果に加え、導出気体の一部を加熱気体として還流させること、つまり、使用後の気体の一部を再利用するようにしており、これにより、導出気体に残留する熱エネルギーの有効利用と、更に、その還流割合を調整することで、粉粒体の乾燥程度も調節することができる。
【0092】
請求項7に記載の粉粒体の噴流式加熱乾燥装置によれば、請求項3から5のいずれかの効果に加え、導出気体の全部を加熱気体として還流させること、つまり、使用後の気体を全部再利用するようにしており、これにより、導出気体に残留する熱エネルギーの更なる有効利用が図れる。ただし、そのまま、還流させたのでは、循環系の湿度が高くなる一方なので、除湿器を設ける必要があり、この除湿器によって、粉粒体の乾燥程度を調節することができる。
【0093】
また、この場合、循環系となっているので、特に、大気以外の気体、具体的には、窒素ガスなどを加熱気体などとして用いる場合に向いている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る粉粒体の噴流式加熱乾燥装置の一例について、その全体構成を示す概略構成図
【図2】本発明に係る粉粒体の噴流式加熱乾燥装置による粉粒体の加熱乾燥実験の結果の表を示す図
【図3】本発明に係る粉粒体の噴流式加熱乾燥装置の他例について、その全体構成を示す概略構成図
【図4】本発明に係る粉粒体の噴流式加熱乾燥装置の他例について、その全体構成を示す概略構成図
【図5】本発明に係る粉粒体の噴流式加熱乾燥装置の他例について、その全体構成を示す概略構成図
【図6】従来用いられていた粉粒体の加熱乾燥装置の一例について、その全体構成を示す概略構成図
【符号の説明】
1 加熱乾燥ホッパ
1a 分離器
1b 温度検出器
2 冷却器
3 集塵器
4 除塵器
5 ブロア
6 加熱器
7 切換弁
8 制御盤
9 管路
11 材料ホッパ
12 除湿器
20 噴流式加熱乾燥装置
AI 加熱気体(加熱気体の噴流)
AO 導出気体
m 粉粒体
C 樹脂成形機
CA 投入ホッパ
CB 投入弁
Claims (7)
- 加熱乾燥ホッパに供給された粉粒体の下方から加熱気体の噴流を供給することによって、この粉粒体を加熱乾燥する噴流式加熱乾燥方法であって、
前記加熱乾燥ホッパの粉粒体を加熱乾燥するときには、加熱乾燥の対象である粉粒体の標準加熱温度より高い温度になるように加熱気体の噴流を供給する管路と材料ホッパからの管路とを前記加熱乾燥ホッパの下部に切換接続する切換弁を切り換えて、前記加熱気体の管路を前記加熱乾燥ホッパの下部に接続して該加熱気体の噴流を供給し、該加熱乾燥ホッパの上部に設けられた分離器によって粉粒体を回収しながら該加熱乾燥ホッパの上部から導出気体を導出させて該加熱乾燥ホッパの粉粒体を加熱乾燥する一方、
加熱乾燥後の粉粒体を排出した後、前記加熱乾燥ホッパに粉粒体を供給するときには、前記切換弁を切り換えて、前記材料ホッパからの管路を前記加熱乾燥ホッパの下部に接続し、前記分離器によって粉粒体を回収しながら該加熱乾燥ホッパの上部から導出気体を導出させて該材料ホッパから排出された粉粒体を前記加熱乾燥ホッパに吸引して供給することを特徴とする粉粒体の噴流式加熱乾燥方法。 - 請求項1に記載の噴流式加熱乾燥方法において、
加熱乾燥の対象である粉粒体の加熱温度として、前記導出気体の温度を測定し、前記加熱気体を供給する管路に設けられた加熱器を制御して、前記加熱気体の温度を制御することを特徴とする粉粒体の噴流式加熱乾燥方法。 - 加熱乾燥ホッパに供給された粉粒体の下方から加熱気体の噴流を供給することによって、この粉粒体を加熱乾燥する噴流式加熱乾燥装置であって、
前記加熱乾燥ホッパの下部には、加熱乾燥の対象である粉粒体の標準加熱温度より高い温度になるように加熱気体の噴流を供給する管路と材料ホッパからの管路とを切換接続する切換弁と、加熱乾燥後の粉粒体を排出する開閉弁と、が設けられ、
前記加熱乾燥ホッパの上部には、該加熱乾燥ホッパから導出される導出気体から粉粒体を回収する分離器と、該導出気体を導出する管路と、が設けられており、
前記加熱乾燥ホッパの粉粒体を加熱乾燥するときには、前記切換弁を切り換えて、前記加熱気体の管路を該加熱乾燥ホッパの下部に接続し、前記加熱気体の噴流を供給させる一方、
加熱乾燥後の粉粒体を排出した後、前記加熱乾燥ホッパに粉粒体を供給するときには、前記切換弁を切り換えて、前記材料ホッパからの管路を前記加熱乾燥ホッパの下部に接続し、該材料ホッパから排出された粉粒体を吸引して前記加熱乾燥ホッパに供給させる制御部を備えていることを特徴とする粉粒体の噴流式加熱乾燥装置。 - 請求項3に記載の噴流式加熱乾燥装置において、
加熱乾燥の対象である粉粒体の加熱温度として、前記加熱乾燥ホッパから導出される導出気体の温度を測定する温度測定器を設けており、
前記制御部は、この温度測定器で測定した温度を用い、前記加熱気体を供給する管路に設けられた加熱器を制御して、前記加熱気体の温度を制御することを特徴とする粉粒体の噴流式加熱乾燥装置。 - 請求項3または4のいずれかに記載の噴流式加熱乾燥装置において、
前記材料ホッパからの管路には、それぞれに異なる種類の粉粒体を貯留する、複数の材料ホッパが接続され、各材料ホッパの下部には、計量器が設けられており、該計量器で計量されて排出された粉粒体を、前記加熱乾燥ホッパに供給することを特徴とする粉粒体の噴流式加熱乾燥装置。 - 請求項3から5のいずれか1項に記載の噴流式加熱乾燥装置において、
前記加熱乾燥ホッパから導出される導出気体の一部を、前記加熱乾燥ホッパに供給する加熱気体として還流させる管路を備えていることを特徴とする粉粒体の噴流式加熱乾燥装置。 - 請求項3から5のいずれか1項に記載の噴流式加熱乾燥装置において、
前記加熱乾燥ホッパから導出される導出気体の全部を、前記加熱乾燥ホッパに供給する加熱気体として還流させる管路と、この還流される導出気体から水分を除去する除湿器とを設けたことを特徴とする粉粒体の噴流式加熱乾燥装置。
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