JP4629380B2 - 高温加熱混合装置のヒータ通電制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉体や粒体等の被加熱処理物を所要の温度により加熱処理する場合において使用する高温加熱混合装置の改良に関するものである。

従来、粉体や粒体等の被加熱処理物を所要の温度にて加熱処理する場合は、例えば、匣鉢に被加熱処理物を適量詰めて、これを電気式のシャトルキルンとか固定炉床式の単独キルンに収容して加熱処理を行っていた。

しかし、被加熱処理物を前記の加熱処理方法によって処理した場合、被加熱処理物の匣鉢に接触する部分と匣鉢の中心部分においては大きな温度差が生じ、被加熱処理物を均一に加熱処理することが困難であった。

このため、最近では前記の問題点に鑑み、例えば被加熱処理物をロータリーキルンに直接収納して加熱処理を行うようにしていた。前記のロータリーキルンとしては、例えば、特開２００２−２７７１６６号公報に提示されているように、上下方向に傾斜可能に設けた炉体の内側にヒータを配置するとともに、そのヒータと同心的に炉体を貫通して回転するレトルト(回転ドラム)を設け、このレトルトを水平姿勢、あるいは、傾斜姿勢を維持させながら回転させて、被加熱処理物を所定温度により加熱処理していた。

特開２００２−２７７１６６号公報

前記のロータリーキルンは、レトルトの回転により被加熱処理物を撹拌しながら加熱処理されるため、被加熱処理物は全体的にほぼ均一に加熱処理することが可能となる。しかし、前記ロータリーキルンにおいては、被加熱処理物を撹拌しながら所定の温度にて加熱処理を行っていたが、加熱処理に際しては、処理に適した温度での加熱管理が充分に行われていないので、被加熱処理物の処理温度が個々に異なるような場合、常に最適な温度管理状態で加熱を行うには、作業者の経験に頼ることが多かったので、温度管理には手間と経験を要することはもとより、加熱処理温度の管理を作業者任せにしていた場合に加熱にむらが生じると、加熱処理した被加熱処理物の一部に焼付きが生じていたり、あるいは、逆に加熱が不充分（未熟）であったりして、折角加熱処理した被加熱処理物の一部が使用できなくなるという虞があった。

また、前記加熱処理を行う粉体とか粒体等の被加熱処理物は、温度管理が充分に行われないままに加熱処理した場合、その都度、被加熱処理物の中から材料として使用が困難な、例えば、焼付き部分とか、加熱処理が不充分な部分を除去しなければならないという作業工程を必要としていた。特に、前記加熱処理にむらが多いような場合は、被加熱処理物そのものを使用可能部分も含めて全て廃棄する等していたので、加熱処理作業の歩留まりが非常に悪くなることはもとより、加熱処理温度が個々に異なる粉体等被加熱処理物の処理作業においては、加熱処理作業を円滑・良好に行うことが難しく、その作業効率を低下させる大きな要因となっていた。

本発明は、前記の種々の問題点に鑑み、加熱処理温度が異なる被加熱処理物においても、常に適確に温度管理を行うことにより、粉体等被加熱処理物の高温加熱処理を迅速・確実に、かつ、省エネにて行うことを可能とした簡素な構成の高温加熱混合装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、回転ドラム内で攪拌・混合する被加熱処理物を加熱するヒータの通電制御方法において、ヒータの表面温度とその加熱目標温度との差温を検出し、前記ヒータの表面温度がその加熱目標温度に達した場合は、前記被加熱処理物の加熱温度がその加熱目標温度より低い場合であっても、前記ヒータへの通電を一時停止し、該停止後、ヒータの表面温度とその加熱目標温度との差温を検出し、前記ヒータの表面温度がその加熱目標温度を下回った場合は、前記ヒータの加熱目標温度とヒータの表面温度の差温を検出し、前記ヒータの通電を再開することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、回転ドラム内で攪拌・混合する被加熱処理物を加熱するヒータの通電制御方法において、ヒータへの通電再開し、該再開後、回転ドラムの外側の表面温度とその加熱目標温度の差温を検出し、前記回転ドラムの外側の表面温度がその加熱目標温度を超えている場合は、前記被加熱処理物の加熱温度がその加熱目標温度より低い場合であっても、前記ヒータへの通電を停止することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、回転ドラム内で攪拌・混合する被加熱処理物を加熱するヒータの通電制御方法において、前記被加熱処理物の加熱温度とその加熱目標温度の差温を検出し、前記被加熱処理物の加熱温度がその加熱目標温度を超えていた場合、前記ヒータの表面温度がその加熱目標温度以下であっても、前記ヒータへの通電を停止し、その後、前記被加熱処理物の加熱温度がその加熱目標温度以下となった場合は、前記ヒータへの通電を再開することを特徴とする。

請求項１記載の発明においては、被加熱処理物の加熱温度がその目標加熱温度以下の場合でも、ヒータの表面温度がその加熱目標温度を超えた場合は、ヒータへの通電を停止させるようにしているので、ヒータの通電制御を効率的、かつ、省エネ的に行うことができる。

請求項２記載の発明においては、被加熱処理物の加熱温度がその目標加熱温度以下の場合でも、回転ドラムの外側の表面温度がその加熱目標温度を超えた場合は、ヒータへの通電を停止させるようにしているので、ヒータの通電制御を効率的、かつ、省エネ的に行うことができる。

請求項３記載の発明においては、ヒータの表面温度がその加熱目標温度以下であっても、ヒータへの通電を不要と判断してヒータへの通電を停止し、この状態で、被加熱処理物の加熱温度がその加熱目標温度以下となれば、ヒータへの通電を再開するため、被加熱処理物をその加熱処理温度を維持して加熱処理を続けることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１ないし図７を参照しながら説明する。最初に、図１ないし図４において、１は高温加熱混合装置、２はその揺動台であり、Ｌ形鋼等を矩形状に枠組みして形成し、その左右両端（図２，３の左右方向）の中央に突設した支軸３を、ベース４に直立させた支持枠５の上端に取付けた軸受５ａに挿通することにより、前記支持枠５にシーソーの如く揺動自在に取付けられている。

６は前記支軸３の突出方向と直交する揺動台２の前後方向（図１，４の左右方向）に軸受２ａを介して回転自在に平行配置した回転軸であり、これら回転軸６の両端部には回転車輪７，８が、また、中央部付近にはスプロケット９がそれぞれ取付けられ、揺動台２の下面中央に垂設した電動機１０と、前記スプロケット９とをチェーン１１を用いて駆動可能に連結することにより、回転車輪７，８を電動機１０にて回転させる。

１２は揺動台２の一方側（図１の右側）の下端部と、ベース４上に設置した減速機１３の出力軸１４（図４参照）とを駆動可能に連結する一対のリンク１５，１６からなるクランク機構であり、前記減速機１３を、ベルト１８を介して駆動可能に連結した電動機１７により駆動すると、前記揺動台２は支軸３を中心として図１の上下方向にシーソーの如く揺動する。

２０は揺動台２上に回転車輪７，８を介して回転自在に乗載される中空円筒状の回転ドラムで、図５で示すように、被加熱処理物Ｐを収容する収容部２１と、前記収容部２１の左右両端部に形成した、該収容部２１よりもやや径小な筒状部２２ａ，２２ｂと、前記筒状部２２ａ，２２ｂの外周に設けた径大な乗載環部２３とを備えて構成されており、前記乗載環部２３を回転車輪７，８上に乗載することにより、回転ドラム２０は揺動台２上に回転自在に、かつ、乗載環部２３の鍔部２３ａに受止められて揺動台２から脱落しないように保持される。なお、図４において、２４は回転ドラム２の収容部２１内に設けた掻上板で回転ドラム２０を回転車輪７，８により回転させて収容部２１内に収容した被加熱処理物Ｐ（図５参照）を周方向へ掻上げることにより、前記被加熱処理物Ｐを攪拌しながら効率よく加熱処理することができる。

次に、２５は回転ドラム２０の収容部２１の左側に位置する筒状部２２ａの開口部に、締付クランプ２６を用いて開閉自在に取付けた蓋体で、この蓋体２５は、図５に示すように、回転ドラム２０から蓋体２５への熱伝達を抑制するための断熱材２７と、前記蓋体２５を冷却媒体の流通によって強制冷却するための中空状の冷却部２８と、前記冷却部２８へ冷却媒体を流通させるための流通路を備えた回転継手２９とを具備して概略構成されている。なお、前記断熱材２７は、前記蓋体２５に回転ドラム２０の径小な筒状部２２ａへの挿脱が可能な状態で形成した有底筒状の断熱材収容部２５ａ内に収容されている。

また、前記回転継手２９は、図５に示すように、蓋体２５に嵌着されて冷却部２８と外部とを連通し、かつ、前記蓋体２５と共動回転する中空状の回転部３０と、前記回転部３０の外周に軸受３０ａを介して取付けた固定部３１と、前記固定部３１に一方端側が固定され、かつ、他方端側が前記回転部３０を貫通して冷却部２８内に突出する冷却媒体の流入管３２と、前記回転部３０と流入管３２との間に形成される冷却媒体の流出路３３と、前記流入管３２と連通する冷却媒体の流入部３４と、前記流出路３３と連通する冷却媒体の流出部３５とを備えて概略構成されている。なお、前記流入部３４及び流出部３５には、それぞれ可撓性の冷媒流通管ａ１，ａ２（図４参照）が接続される。

そして、前記蓋体２５は、断熱材２７によって被加熱処理物Ｐの加熱処理時における回転ドラム２０からの熱伝達が良好に抑制されるとともに、冷媒流通管ａ１→流入部３４→流入管３２→冷却部２８→流出路３３→流出部３５→冷媒流通管ａ２の順に流通する冷却媒体によって良好に冷却される結果、前記蓋体２３が必要以上に加熱されるのを確実に防ぐことができる。

なお、図４において、３６は回転継手２９の固定部３１に垂設した回止板であり、この回止板３６を、例えば、図１，２に示すように、揺動台２の一方端側（図１の左側）から延設した支持アーム３７の上端部に所定間隔を設けて直立させた係止板３７ａ，３７ａ間に係合することにより、回転ドラム２０の回転時に前記回転継手２９の固定部３１が回動するのを阻止する。

つづいて、図４において、４０は回転ドラム２０の収容部２１の右側に位置する筒状部２２ｂの開口部に、締付クランプ４１を用いて着脱自在に取付けた回転継手であり、前記回転継手４０は、図５に示すように、第１〜第３の貫通孔４２ａ〜４２ｃを穿孔した固定体４２と、前記固定体４２の外周に被着したカバー体４３と、前記カバー体４３の外周に軸受４３ａを介して回転自在に嵌合されて、回転ドラム２０と共動回転する回転体４４と、回転ドラム２０の収容部２１側において前記回転体４４とカバー体４３との間に介在されて、軸受４３ａ側に被加熱処理物Ｐが侵入するのを阻止する耐熱性のグランドパッキン４５とを備えて概略構成されている。

前記固定体４２に穿孔した第１の貫通孔４２ａには、図５に示すように、フィルター４６を介して回転ドラム２０内の空気を吸引してその内部を真空状態にしたり、あるいは、回転ドラム２０内の雰囲気を窒素ガス等に置換したりするための気体流通管４７，４７ａが連通可能に接続されており、また、第２の貫通孔４２ｂには、必要に応じて噴霧ノズル４８から回転ドラム２０の収容部２１内に収容される被加熱処理物Ｐへ向けて噴霧される霧状の液体を給送するための給送管４９，４９ａが連通可能に接続されており、更に、第３の貫通孔４２ｃには、回転ドラム２０の収容部２１内に収容される被加熱処理物Ｐの温度を検出する温度センサＳ１が挿通されている。なお、前記気体流通管４７及び給送管４９は、回転ドラム２０内に位置する固定体４２の端部に溶着されている。

また、前記固定体４２及びカバー体４３には、図５に示すように、凹溝を凹設して前記固定体４２とカバー体４３との間に冷却媒体を流通させる流通路５２が形成されている。そして、前記流通路５２において、上部側の流通路５２は冷却媒体の流入部５５と、下部側の流入路５２は冷却媒体の流出部５６とそれぞれ連通しており、更に、前記冷却媒体の流入部５５及び流出部５６には、それぞれ可撓性の冷媒流通管ａ１，ａ２（図４参照）が接続される。

そして、前記回転継手４０は、冷媒流通管ａ１→流入部５５→上部側の流通路５２→下部側の流通路５２→流出部５６→冷媒流通管ａ２の順に流通する冷却媒体によって良好に冷却され、カバー体４３の外周に嵌着した軸受４３ａや、前記カバー体４３と回転体４４との間に介在させたグランドパッキン４５が、被加熱処理物Ｐの加熱処理時における熱の影響を受けて早期に劣化・損傷するのを良好に防ぐことができる。

更に、前記回転体４４とカバー体４３との間に介在させた耐熱性のグランドパッキン４５は、回転ドラム２０の収容部２１側に位置する回転体４４の端部にカバー体４３側へ向けて突設した係止片４４ａにより外部に突出することなく保持されている。

なお、図５において、５７は回転ドラム２０から突出する固定体４２及びカバー体４３の端部に跨って止着した固定板で、前記固定板５７には、気体流通管４７ａ，給送管４９ａ，温度センサＳ１，流入部５５，流出部５６が、それぞれ第１〜第３の貫通孔４２ａ〜４２ｃ、並びに、上部側及び下部側の流通路５２と合致する状態で具備されている。また、５８は前記固定板５７に垂設した回止板であり、この回止板５８を、図１，３で示すように、揺動台２の他方端側（図１の右側）から延設した支持アーム５９の上方端に所定間隔を設けて直立させた係止板５９ａ，５９ａ間に係合することにより、回転ドラム２０の回転時に、回転継手４０の固定体４２及びカバー体４３が回動するのを阻止する。

つづいて、図２ないし図４において、６０は揺動台２上に回転ドラム２０の乗載環部２３と対向する状態で取付けた揺動車輪であり、前記乗載環部２３の鍔部２３ａと当接させることにより、揺動台２の揺動時に、回転ドラム２０が揺動台２から滑落するのを阻止する。

６１は揺動台２に固定されて回転ドラム２０の下半分を囲繞する断面コ字状の下部保温枠体、６２は前記下部保温枠体６１に蝶番６３を介して開閉自在に取付けられて回転ドラム２０の上半分を囲繞する断面コ字状の上部保温枠体であり、前記各保温枠体６１，６２は、図４に示すように、その内部にそれぞれ回転ドラム２０の長さ方向に平行させてヒータ６４を周方向に複数本配設するとともに、前記ヒータ６４を断熱材６５で囲繞することにより構成されている。この結果、前記回転ドラム２０は、その外周をヒータ６４によって囲繞した状態で保持されるため、前記回転ドラム２０の収容部２１内に収容した被加熱処理物Ｐを効率よく加熱処理することができる。なお、図２，３において、６６は上部保温枠体６２の自由端側を下部保温枠体６１に掛止するための掛止具であり、前記掛止具６６による掛止を解除することにより、前記上部保温枠体６２は、図２，３に２点鎖線で示すように、蝶番６３を中心として開放することができる。

なお、回転ドラム２０の乗載環部２３が乗載される回転車輪７，８及び前記乗載環部２３の鍔部２３ａと当接する揺動車輪６０は、図４で示すように、それぞれ前記保温枠体６１，６２の外側に配置されて、前記回転車輪７，８及び揺動車輪６０が、被加熱処理物Ｐの加熱処理時に、熱的な影響を受けるのを阻止している。

次に、図６において、７０は上部および下部保温枠体６２，６１に内蔵したヒータ６４への通電を制御するための通電制御装置を示し、この通電制御装置７０は大別すると、第１の温度検出・制御手段７１と第２の温度検出・制御手段７２とコントローラ７７とによって構成されている。

前記第１の温度検出・制御手段７１は、回転ドラム２０内に収容した被加熱処理物Ｐの温度を温度センサＳ１によって検出する手段を具備した被加熱処理物Ｐの温度検出手段（以下、第１の温度検出手段という）７３と、回転ドラム２０の表面温度を温度センサＳ２によって検出する手段を備えた回転ドラム２０の温度検出手段（以下、第２の温度検出手段という）７４からなる差温算定・指令送出手段７５を備えて構成されている。

そして、前記差温算定・指令送出手段７５の一方を構成する第１の温度検出手段７３は、温度センサＳ１により検出した被加熱処理物Ｐの温度と被加熱処理物Ｐの加熱目標温度との差温を検出する差温検出回路７３ａと、前記差温により被加熱処理物Ｐが加熱目標温度より低いか、高いかの指令信号を第２の温度検出手段７４に指令・出力する指令回路７３ｂとによって構成されている。

また、差温算定・指令送出手段７５の他方を構成する第２の温度検出手段７４は、温度センサＳ２によって検出した回転ドラム２０の表面温度と、回転ドラム２０の加熱目標温度との差温を検出するとともに、前記第１の温度検出手段７３から入力された指令信号が被加熱処理物Ｐの加熱目標温度以下か、あるいは、以上かを判断するための差温検出回路７４ａと、前記差温検出回路７４ａから出力される信号が、回転ドラムの表面温度がその加熱目標温度以下で、かつ、第１の温度検出手段７３からの指令信号が被加熱処理物Ｐの加熱目標温度以下の場合は、第２の温度検出・制御手段７２にヒータ６４への通電指令信号を出力し、前記条件以外の場合、即ち、被加熱処理物Ｐが加熱目標温度に達したとき、あるいは、回転ドラム２０の表面温度がその加熱目標温度に達したときは、いづれもヒータ６４への通電を断つ通電停止指令信号を前記第２の温度検出・制御手段７２に出力するための指令回路７４ｂとによって構成されている

つづいて、第２の温度検出・制御手段７２は、ヒータ６４の表面温度を検出する温度センサＳ３と、コントローラ７７に対してヒータ６４への通電もしくは通電停止指令信号を出力するための温度算定・指令送出手段７６とによって構成されている。

そして、前記温度算定・指令送出手段７６は、温度センサＳ３により検出したヒータ６４の表面温度とその加熱目標温度との差温を検出するとともに、前記第１の温度検出・制御手段７１の差温算定・指令送出手段７５から入力されるヒータ６４への通電・通電停止指令を判断する差温検出回路７６ａと、前記差温検出回路７６ａから出力される信号が、ヒータ６４の表面温度がその加熱目標温度以下で、かつ、前記差温算定・指令送出手段７５からの入力がヒータ６４への通電指令信号である場合は、コントローラ７７に対しヒータ６４への通電指令信号を出力し、前記条件以外の場合、即ち、ヒータ６４の表面温度がその加熱目標温度に達したとき、あるいは、差温算定・指令送出手段７５からの入力がヒータへの通電停止指令信号であるときは、コントローラ７７にヒータ６４への通電を断つ指令信号をコントローラ７７に出力する指令回路７６ｂとによって構成されている。なお、図６中・７８はヒータ６４に通電するための交流電源である。

次に、本発明装置の動作について説明する。はじめに、加熱処理する粉体や粒体等の被加熱処理物Ｐを回転ドラム２０の収容部２１へ収容（投入）する場合は、締付クランプ２６による固定を解除した状態で蓋体２５を図４の左方向へスライドさせ、前記蓋体２５に具備した回転継手２９の固定部３１に垂設されている回止板３６と、揺動台２から延設した支持アーム３７の上端部に直立させた係止板３７ａ，３７ａ（図２参照）との枢支を解除するとともに、前記蓋体２５に形成した断熱材収容部２５ａを筒状部２２ａから引き抜いて、蓋体２５を筒状部２２ａの開口部から取外すことにより、前記筒状部２２ａの開口部を開放し、その開口部から被加熱処理物Ｐを回転ドラム２０の収容部２１内へ所定量投入する。

被加熱処理物Ｐを回転ドラム２０に投入したら、前記とは逆の手順で、蓋体２５に形成した断熱材収容部２５ａを筒状部２２ａ内へ挿入するとともに、前記蓋体２５に具備した回転継手２９の固定部３１に垂設されている回止板３６を、揺動台２から延設した支持アーム３７の上端部の係止板３７ａ，３７ａ間に枢支させた状態で、前記蓋体２５を締付クランプ２６を用いて筒状部２２ａの開口部に取付けることにより、前記筒状部２２ａの開口部を閉鎖する。

つづいて、回転ドラム２０内に収容した被加熱処理物Ｐを、所定の雰囲気温度下において攪拌・混合しながら加熱処理する場合は、まず、気体流通管４７ａの基端側に可撓性の配管を介して接続した図示しない真空ポンプを駆動することにより、気体流通管４７の先端側に取付けたフィルター４６を介して回転ドラム２０内の空気を排出し、前記回転ドラム２０内を真空状態とする。なお、被加熱処理物Ｐの種類や加熱温度等に対応して、前記真空状態とした回転ドラム２０内に、気体流通管４７，４７ａを介して窒素ガス等を封入することにより、回転ドラム２０内の雰囲気を置換するようにしてもよい。

また、前記と併行して図示しないバルブを開放して、冷媒流通管ａ１→流入部５５→上部側の流通路５２→下部側の流通路５２→流出部５６→冷媒流通管ａ２の順に冷却媒体を流通させて回転継手４０を強制的に冷却させると同時に、冷媒流通管ａ１→流入部３４→流入管３２→冷却部２８→流出路３３→流出部３５→冷媒流通管ａ２の順で冷却媒体を流通させて蓋体２５側も強制的に冷却させる。

前記のように、被加熱処理物Ｐを加熱処理するための事前準備が終了したら、電動機１０を起動して回転車輪７，８上に乗載した回転ドラム２０を所定方向へ回転させるとともに、電動機１７を起動して前記回転ドラム２０を乗載した揺動台２をクランク機構１２にてシーソーの如く揺動させることにより、前記回転ドラム２０内に収容した被加熱処理物Ｐを、掻上板２４による回転ドラム２０の周方向への掻上げ動作と、揺動による回転ドラム２０の軸方向への往復動作とによって、迅速・良好に攪拌・混合する。

また、これと同時に、回転ドラム２０の外周を囲繞するように配置したヒータ６４への通電を、被加熱処理物Ｐを所定の加熱処理温度に維持して加熱処理すべく通電制御装置７０にて制御することにより、前記回転ドラム２０内に収容した被加熱処理物Ｐが所定の温度（加熱目標温度）となるように加熱する。このように、本発明においては、回転ドラム２０を回転・揺動させることにより、その収容部２１内に収容した被加熱処理物Ｐを攪拌・混合するとともに、前記回転ドラム２０の外周を囲繞するように配置したヒータ６４への通電により、被加熱処理物Ｐを所定の温度に加熱して加熱処理するようにしたので、前記被加熱処理物Ｐは加熱むらや焼付き等を生じさせることなく、均一に、かつ、効率よく加熱処理することができる。また、回転ドラム２０に付設した回転継手４０や蓋体２５は、回転ドラム２０の揺動・回転中は冷却媒体を常時循環させて強制的に冷却されているので、回転ドラム２０はその内・外部が被加熱処理物Ｐの加熱処理温度に維持されていても良好に揺動・回転して被加熱処理物Ｐを加熱処理することができる。

次に、前記回転ドラム２０を揺動・回転させて被加熱処理物Ｐを所定の温度にて加熱処理する場合におけるヒータ６４の通電制御の状況を図６に示す通電制御装置７０の概略構成図および図７のフローチャート図に基づいて説明する。被加熱処理物Ｐを回転ドラム２０に投入して加熱処理を行う場合は、最初に通電制御装置７０において、被加熱処理物Ｐの加熱目標温度および、回転ドラム２０とヒータ６４の各表面温度における加熱目標温度を設定する。

前記加熱目標温度は、被加熱処理物Ｐを例えば、３５０℃で加熱処理する場合は、その加熱目標温度３５０℃を差温検出回路７３ａに入力して設定する。同じく、回転ドラム２０の表面温度を例えば、４００℃とする場合は、第１の温度制御手段７３の差温検出回路７４ａに４００℃と入力してその加熱目標温度を設定する。ヒータ６４においても同様にその表面温度を例えば、６００℃とする場合は、温度算定・検出送出手段７６の差温検出回路７６ａに６００℃と入力してその加熱目標温度を設定する（図７のＳ₁₁〜Ｓ₁₃参照）。

また、回転ドラム２０に投入して加熱処理する被加熱処理物Ｐとしては、例えば、回転ドラム２０に定量の金属粉末とバインダーとを投入し、バインダーをその加熱目標温度約３５０℃で溶融化して球状体（造粒）を形成するとともに、この球状体のバインダーに金属粉末を付着させることによりペレットを形成する場合の例において説明する。

前記のように、被加熱処理物Ｐ、回転ドラム２０、ヒータ６４の加熱目標温度を設定したら、ヒータ６４に通電を行い、回転ドラム２０の加熱を開始する。回転ドラム２０は、この時点では既に揺動・回転を行っているため、ヒータ６４の通電により回転ドラム２０はどの位置においてもヒータ６４にて均一な温度で加熱される。また、被加熱処理物Ｐにおいても回転ドラム２０が揺動・回転することにより、回転ドラム２０内を上下・左右方向への移動を常時繰り返して撹拌されているため、回転ドラム２０内のどの部位においても均一な温度で加熱することができる（図７のステップＳ₁₄参照）。

そして、ヒータ６４の通電により回転ドラム２０内の被加熱処理物Ｐの温度がその加熱目標温度に達しておらず、しかも、回転ドラム２０とヒータ６４の表面温度が、それぞれの加熱目標温度まで上昇していない場合は、ヒータ６４の通電を継続して被加熱処理物Ｐの加熱処理を続行する。

前記の場合は、温度センサＳ１にて被加熱処理物Ｐの温度を検出し、第１の温度検出手段７３の差温検出回路７３ａに出力する。差温検出回路７３ａは、被加熱処理物Ｐの加熱温度と加熱目標温度との差温を検出し、検出した結果、加熱温度がその加熱目標温度より低い場合は、指令回路７３ｂから第２の温度検出手段７４の差温検出回路７４ａに被加熱処理物Ｐの温度はその加熱目標温度より低いという指令信号を出力する。一方、前記指令回路７３ｂからの指令信号を入力した差温検出回路７４ａは、温度センサＳ２により検出した回転ドラム２０の表面温度と回転ドラム２０の加熱目標温度との差温検出する。そして、前記検出の結果回転ドラム２０の表面温度がその加熱目標温度より低い場合と、前記第１の温度検出手段７３の指令回路７３ｂから出力された被加熱処理物Ｐの温度が、その加熱目標温度より低いという指令信号が前記差温検出回路７４ａに入力されていた場合は、第２の温度検出手段７４の指令回路７４ｂを備えた第１の温度検出・制御手段７１の差温算定・指令送出手段７５より、ヒータ６４への通電指令信号を第２の温度検出・制御手段７２を構成する温度算定・指令送出手段７６の差温検出回路７６ａに出力する。

前記温度算定・指令送出手段７６の差温検出回路７６ａは、ヒータ６４の表面温度を温度センサＳ３により検出し、その検出の結果、ヒータ６４の加熱目標温度より低い場合と、前記差温算定・指令送出手段７５からのヒータ６４への通電指令信号が入力されていた場合は、ヒータ６４への通電が必要と判断して指令回路７６ｂを有する前記温度算定・指令送出手段７６よりコントローラ７７にヒータ６４への通電を継続するための指令信号を出力し、ヒータ６４の通電を継続（ヒータ６４の通電状態を維持させる）させて被加熱処理物Ｐの加熱処理を継続する（図７のＳ１５、Ｓ１７〜Ｓ２０参照）。

次に、前記のように、ヒータ６４への通電により被加熱処理物Ｐの加熱処理作業を行っているときに、被加熱処理物Ｐの加熱温度がその加熱目標温度以下であるにもかかわらず、例えば、ヒータ６４の表面温度がその加熱目標温度に達したことを温度センサＳ３が検出した場合は、第１の温度検出・制御手段７１の差温算定・指令送出手段７５からヒータ６４への通電指令信号が温度算定・指令送出手段７６の差温検出回路７６ａに出力されているにもかかわらず、前記差温検出回路７６ａは、ヒータ６４の表面温度が温度センサＳ３によりその加熱目標温度６００℃に達していることを検出した場合、ヒータ６４への通電を不要と判断して、指令回路７６ｂを有する温度算定・指令送出手段７６より、コントローラ７７にヒータ６４への通電を停止するための通電停止指令信号を出力し、ヒータ６４への通電を一時停止させる（図７のＳ２０，Ｓ１６参照）。

前記ヒータ６４への通電停止によりヒータ６４自体は過熱による損傷・断線を回避できるとともに、被加熱処理物Ｐは回転ドラム２０の余熱を利用して効率的に加熱処理を継続することができる。また、前記ヒータ６４への通電停止に伴いヒータ６４の表面温度が、ヒータ６４への通電停止によりその加熱目標温度を温度センサＳ３の検出により下回っている場合、差温検出回路７６ａはヒータ６４の加熱目標温度との差温を検出するとともに、ヒータ６４の表面温度が加熱目標温度より降下していることによりヒータ６４への通電が必要と判断し、温度算定・指令送出手段７６の指令回路７６ｂからコントローラ７７にヒータ６４への通電指令信号を出力し、ヒータ６４への通電を再開する（図７のＳ２０，Ｓ１４参照）。

また、前記ヒータ６４の再通電により、例えば、回転ドラム２０が再加熱されて、その加熱目標温度（４００℃）を超えていることを温度センサＳ２が検出した場合は、前記ヒータ６４の加熱目標温度超過の場合と同様に、第２の温度検出手段７４の差温検出回路７４ａは、その差温を検出し、その検出結果に基づき第１の検出手段７３より被加熱処理物Ｐの加熱温度はその加熱目標温度より低いという指令信号が入力されているにもかかわらず、回転ドラム２０の表面温度がその加熱目標温度に達していることによりヒータ６４への通電を不要と判断して、指令回路７４ｂを有する差温算定・指令送出手段７５から温度算定・指令送出手段７６の差温検出回路７６ａに、ヒータ６４への通電を停止させる通電停止信号を出力する。

ヒータ６４への通電停止指令信号を受けた前記温度算定・指令送出手段７６の差温検出回路７６ａは、ヒータ６４の表面温度がその加熱目標温度以下であっても、ヒータ６４への通電は不要と判断して、指令回路７６ｂからコントローラ７７にヒータ６４への通電停止指令信号を出力してヒータ６４への通電を停止させる（図７のＳ１８，１６参照）。

前記のように、本発明においては、回転ドラム２０に投入した被加熱処理物Ｐの加熱温度がその目標加熱温度以下の場合でも、前記ヒータ６４あるいは回転ドラム２０の表面温度が自体の加熱目標温度を超えた場合は、温度センサＳ２，Ｓ３が超過温度を検出して直ちに温度算定・指令送出手段７６の指令回路７６ｂからコントローラ７７にヒータ６４への通電停止指令信号を出力し、ヒータ６４への通電を停止させるようにしているので、ヒータ６４の通電制御は効率的に、かつ、省エネ的に行うことができる。

前記のように、ヒータ６４への通電を被加熱処理物Ｐの加熱温度を中心にして、被加熱処理物Ｐの温度がその加熱目標温度を下回っている場合は、ヒータ６４および回転ドラム２０の表面温度がそれらの加熱目標温度を超過していない限りヒータ６４への通電を続け、逆にヒータ６４、あるいは、回転ドラム２０のいづれか一方の表面温度が、その加熱目標温度を超過していれば、直ちにコントローラ７７に温度算定・指令送出手段７６の指令回路７６ｂからヒータ６４への通電を断つ通電停止指令信号を出力して、ヒータ６４への通電を停止するように構成されているので、ヒータ６４への通電は前記のように省エネ的に行うことができるとともに、被加熱処理物Ｐはヒータ６４、回転ドラム２０の余熱の有効利用と、回転ドラム２０の揺動・回転作用と相まって、加熱処理作業をヒータ６４の通電が停止されていても、被加熱処理物Ｐの急激な温度降下を招くことなく、円滑・良好に行うことができる。

次に、回転ドラム２０に投入した被加熱処理物Ｐの加熱温度が温度センサＳ１の検出によりその加熱目標温度を超えていた場合は、第１の温度検出手段７３の差温検出回路７３ａが被加熱処理物Ｐの加熱温度とその加熱目標温度との差温を検出することにより、被加熱処理物Ｐの加熱温度が加熱目標温度を上回っておれば、被加熱処理物Ｐの温度がその加熱目標温度より高いという指令信号を、第１の温度検出手段７３ａを構成する指令回路７３ｂから第２の温度検出手段７４の差温検出回路７４ａに出力する。すると、差温検出回路７４ａは被加熱処理物Ｐの加熱温度がその加熱目標温度に達していることにより、ヒータ６４への通電は不要と判断し、指令回路７４ｂを介して差温算定・指令送出手段７５から温度算定・指令送出手段７６の差温検出回路７６ａに、ヒータ６４への通電を停止させる通電停止指令信号を出力する。

前記通電停止指令信号の入力により、温度算定・指令送出手段７６の差温検出回路７６ａは、ヒータ６４の表面温度が加熱目標温度以下であっても、ヒータ６４への通電を不要と判断し、指令回路７６ｂからコントローラ７７に通電停止指令信号を出力し、ヒータ６４への通電を停止させて被加熱処理物Ｐへの加熱を一時中止する（図７のＳ１５，Ｓ１６参照）。この場合も回転ドラム２０は揺動・回転を繰り返しているので、被加熱処理物Ｐが回転ドラム内の１ヶ所に滞留していることによって、加熱むらや焼付現象を起すということはない。

前記の状態で、被加熱処理物Ｐの加熱温度がその加熱目標温度以下となれば、これまで説明したように、第１の温度制御手段７３から第２の温度制御手段７４に被加熱処理物Ｐの温度が低いという指令信号が出力されることにより、差温算定・指令送出手段７５から温度算定・指令送出手段７６を介してコントローラ７７にヒータ６４への通電指令信号が出力されて、ヒータ６４への通電を再開し、被加熱処理物Ｐをその加熱処理温度を維持して加熱処理を続ける（図７のＳ１５，Ｓ１７参照）。

そして、被加熱処理物Ｐの加熱処理時間が終了すると、例えば、コントローラ７７はヒータ６４に対する通電を停止して被加熱処理物Ｐの加熱処理を終了する（図７のＳ２１、Ｓ２２参照）。前記被加熱処理物Ｐの加熱処理終了によって、例えば、金属粉末を付着させた金属粉末射出成形用ペレットの製造を完了する。

なお、揺動・回転する回転ドラム２０は、被加熱処理物Ｐを加熱処理している間は、その筒状部２２ａ，２２ｂ外周に設けた乗載環部２３の鍔部２３ａに、下部保温枠体６１の外側に位置する揺動台２上に設けた揺動車輪６０が当接していることにより、前記揺動台２をクランク機構１２により揺動させても、前記揺動台２から滑落することもなく、良好に被加熱処理物Ｐを撹拌しながら加熱処理を行うことができる。また、揺動車輪６０、回転車輪７，８は、上下保温枠体６１，６２の軸方向の外側に位置する回転ドラム２０の筒状部２２ａ、２２ｂに取り付けた乗載環部２３に当接しており、かつ、前記筒状部２２ａ，２２ｂは、断熱材２７を内蔵したり、常時冷却されている回転継手４０に併設されている結果、回転ドラム２０の高温化に伴う弊害が良好に抑制でき、回転車輪７，８等が回転ドラム２０からの熱伝導によって歪が生じる現象を良好に防ぐことができる。

前記のように、回転ドラム２０を回転・揺動させるとともに、ヒータ６４への通電制御を行うことにより、前記回転ドラム２０内に収容した被加熱処理物Ｐを、所定時間攪拌・混合しながら加熱処理を行ったら、即ち、予め設定した被加熱処理物Ｐの加熱処理時間が終了したら、電動機１０，１７の駆動を停止するとともに、ヒータ６４への通電を停止することにより、前記被加熱処理物Ｐの加熱処理を終了する。また、被加熱処理物Ｐの加熱処理終了後、所定時間（被加熱処理物Ｐの冷却時間）が経過したら、図示しないバルブを閉鎖して、蓋体２５及び回転継手４０への冷却媒体の流通を停止する。

つづいて、加熱処理の終了後、回転ドラム２０内から被加熱処理物Ｐを排出する場合は、締付クランプ２６による固定を解除して蓋体２５を回転ドラム２０の筒状部２２ａから取外し、この状態で、例えば、クランク機構１２により回転ドラム２０を筒状部２２ａ側が所定角度下向きとなるように傾斜させるとともに、回転車輪７，８にて回転ドラム２０を所定方向へ回転させることにより、前記回転ドラム２０内に収容されている被加熱処理物Ｐを円滑・迅速に排出することができる。

ここで、前記被加熱処理物Ｐの排出は、加熱処理の終了から所定時間経過後（例えば、被加熱処理物Ｐの温度が常温付近まで低下した後）に行なうことが望ましいが、仮に加熱処理の終了後、直ちに行なうようにしても、本発明の場合、回転ドラム２０の筒状部２２ａを閉鎖している蓋体２５は、前記したように冷却媒体を流通させることにより強制的に冷却されて、人体が仮に接触したとしても問題のない程度の温度となっているので、前記蓋体２５を筒状部２２ａから取外す際に、該蓋体２５に接触することで火傷を負う等といった安全上の問題が発生することは全くない。

なお、本発明においては、必要に応じて給送管４９ａの基端側に可撓性の配管を介して接続した図示しない液封入タンクから、所要の液体を圧縮空気等により霧状にした状態で給送し、給送管４９の先端側に取付けた噴霧ノズル４８から、回転ドラム２０内に収容した被加熱処理物Ｐへ向けて噴霧させ、前記所要の液体と被加熱処理物Ｐとを十分に馴染ませた状態で、前記被加熱処理物Ｐを攪拌・混合しながら加熱処理するようにしてもよい。この場合、被加熱処理物Ｐへの液噴霧は、前記被加熱処理物Ｐの温度が比較的低い段階、即ち、加熱を開始する前、もしくは、加熱の初期段階において行うことが好ましい。

また、回転ドラム２０内を洗浄する場合や、加熱処理した被加熱処理物Ｐを回転ドラム２０ごと次工程へ搬送する場合等において、前記回転ドラム２０を回転車輪７，８から降ろす場合は、掛止具６６による上部保温枠体６２の自由端側と下部保温枠体６１との掛止状態を解除し、前記上部保温枠体６２を、図２，３に２点鎖線で示すように、蝶番６３を中心として回動させることにより、ほぼ１動作で開放する。前記上部保温枠体６２の開放により、回転ドラム２０の上方には、該回転ドラム２０の着脱の障害となる部材が存在しなくなるため、前記回転ドラム２０を迅速・容易に回転車輪７，８から降ろして、内部の洗浄や次工程への搬送等を行うことができる。しかも、前記上部保温枠体６２は、掛止具６６による掛止を解除し、蝶番６３を中心として回動させることにより、非常に簡易に開放することができるので、その作業は複数の人手を要することなく行うことが可能となり、大変利便である。

また、本発明においては、回転ドラム２０を回転自在に乗載する揺動台２を、クランク機構１２によってシーソーの如く揺動させるようにした例について説明したが、これに代えて、例えば、揺動台２に突設した支軸３の一方にスプロケットを止着し、このスプロケットとベース４上に配置した電動機とをチェーンを介して駆動可能に連結した状態で、前記電動機を正転・逆転させることにより、揺動台２をシーソーの如く揺動させるようにしてもよい。

本発明の高温加熱混合装置を示す側面図である。 本発明の高温加熱混合装置を示す正面図である。 本発明の高温加熱混合装置を示す背面図である。 本発明の高温加熱混合装置の縦断側面図である。 回転ドラムの要部縦断側面図である。 ヒータの通電制御装置の回路構成を概略的に示すブロック図である。 ヒータの通電制御装置の動作を説明するフローチャート図である。

符号の説明

１ 高温加熱混合装置
２ 揺動台
７，８ 回転車輪
１０ 電動機
１２ クランク機構
１７ 電動機
２０ 回転ドラム
２５ 蓋体
２８ 冷却部
２９，４０ 回転継手
６０ 揺動車輪
６１，６２ 保温枠体
６４ ヒータ
７０ 通電制御装置
７１ 第１の温度検出・制御手段
７２ 第２の温度検出・制御手段
７３ 被加熱処理物の温度検出手段
７４ 回転ドラムの温度検出手段
７５ 差温算定・指令送出手段
７６ 温度算定・指令送出手段
７３ａ，７４ａ，７５ａ 差温検出回路
７３ｂ，７４ｂ，７６ｂ 指令回路
７７ コントローラ
Ｓ１〜Ｓ３ 温度センサ

Claims (3)

1. 回転ドラム内で攪拌・混合する被加熱処理物を加熱するヒータの通電制御方法において、ヒータの表面温度とその加熱目標温度との差温を検出し、前記ヒータの表面温度がその加熱目標温度に達した場合は、前記被加熱処理物の加熱温度がその加熱目標温度より低い場合であっても、前記ヒータへの通電を一時停止し、該停止後、ヒータの表面温度とその加熱目標温度との差温を検出し、前記ヒータの表面温度がその加熱目標温度を下回った場合は、前記ヒータの加熱目標温度とヒータの表面温度の差温を検出し、前記ヒータの通電を再開することを特徴とする高温加熱混合装置のヒータ通電制御方法。
2. 回転ドラム内で攪拌・混合する被加熱処理物を加熱するヒータの通電制御方法において、ヒータへの通電再開し、該再開後、回転ドラムの外側の表面温度とその加熱目標温度の差温を検出し、前記回転ドラムの外側の表面温度がその加熱目標温度を超えている場合は、前記被加熱処理物の加熱温度がその加熱目標温度より低い場合であっても、前記ヒータへの通電を停止することを特徴とする請求項１記載の高温加熱混合装置のヒータ通電制御方法。
3. 回転ドラム内で攪拌・混合する被加熱処理物を加熱するヒータの通電制御方法において、前記被加熱処理物の加熱温度とその加熱目標温度の差温を検出し、前記被加熱処理物の加熱温度がその加熱目標温度を超えていた場合、前記ヒータの表面温度がその加熱目標温度以下であっても、前記ヒータへの通電を停止し、その後、前記被加熱処理物の加熱温度がその加熱目標温度以下となった場合は、前記ヒータへの通電を再開することを特徴とする高温加熱混合装置のヒータ通電制御方法。

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