JP6384673B2 - 乾燥装置 - Google Patents

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Description

本発明は、通気性の被乾燥物を熱処理する熱風循環式乾燥装置に関するものである。
従来の乾燥装置は、図10のように構成されている。
この装置は、複数個の被乾燥物Wをローラコンベア31上に載置して乾燥室32に搬入する。乾燥室32を被乾燥物Wが通過する間に、乾燥室32に供給される熱風33が、通路34を通り被乾燥物Wに吹き付けられる。被乾燥物Wを通過した空気は整流板35を通過して熱風出口36から吸引して一部は排気し、残りは循環している。
特開平10−306977号公報
しかしながら、この従来の構成では、複数個の被乾燥物Wがローラコンベア31の上に配置限度まで満たされている状態で乾燥処理する場合は良いが、ローラコンベア31の上の配置スペースに幾つかの被乾燥物Wが配置されずに、歯抜けの状態で乾燥処理する場合には、吹き付ける熱風が、被乾燥物Wが配置されずに歯抜けになっていて空気抵抗の少ない個所を通過するため、被乾燥物Wの中を通る熱風の量が少なくなり、被乾燥物Wが配置限度まで満たされている状態よりも乾燥時間が長くなる課題がある。
本発明は、一度に乾燥処理する被乾燥物の数がばらついても、乾燥時間を短くできる乾燥装置を提供することを目的とする。
本発明の乾燥装置は、通気性を有した複数の被乾燥物をトレーに載置し、このトレーを貫通する乾燥用媒体によって前記被乾燥物を乾燥処理する乾燥装置であって、前記被乾燥物の各載置位置に乾燥用媒体を通過させるトレー通気孔が形成されたトレーと、前記トレーの下面側に設けられ前記トレー通気孔から乾燥用媒体を吸引する吸引ダクトと、前記吸引ダクトの吸引口を開閉して前記乾燥用媒体の通過抵抗を調節するとともに前記吸引口を閉じた状態で前記乾燥用媒体が通過する第1通気孔を有する第1抵抗蓋とを有し、前記トレーの各載置位置のうちの前記被乾燥物が載置されている前記トレー通気孔に対応する前記吸引ダクトでは、前記第1抵抗蓋と前記吸引ダクトの吸引口と間に形成された第1隙間を通して乾燥用媒体を循環させ、前記トレーの各載置位置のうちの前記被乾燥物が載置されていない前記トレー通気孔に対応する前記吸引ダクトでは、前記第1抵抗蓋に形成された前記第1通気孔を通して乾燥用媒体を循環させる、ことを特徴とする。
この構成によれば、第1抵抗蓋を使用することによって、被乾燥物がセットされていない乾燥位置についても被乾燥物がセットされている乾燥位置と同じ通気抵抗で乾燥用媒体を流すことができ、一度に乾燥処理する被乾燥物の数がばらついても、乾燥時間を短くできる。
本発明の実施の形態1における乾燥装置の(a)縦断面図と(b)水平断面図 図1のI−Iの断面図 図1のII−II の断面図 被乾燥物を載置したトレーが乾燥位置に到着した乾燥中の断面図 トレーに被乾燥物がセットされた個所と被乾燥物がセットされていない個所がある場合の断面図 本発明の実施の形態2における乾燥装置の乾燥位置の要部断面図 本発明の実施の形態2において乾燥位置に搬入する(a)トレーの平面図と(b)III−III 断面図 本発明の実施の形態2において(a)被乾燥物がセットされている個所の乾燥位置での状態を示す断面図と(b)被乾燥物がセットされていない個所の乾燥位置での状態を示す断面図、および(c)通気抵抗が小さい被乾燥物がセットされている個所の乾燥位置での状態を示す断面図 本発明の実施の形態3の要部の断面図 従来の乾燥装置の構成図
以下、本発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、同様の作用を成すものには同一の符号を付けて説明する。
(実施の形態1)
図1〜図5は本発明の実施の形態1の乾燥装置を示す。
この乾燥装置は、通気性を有した被乾燥物を一度に複数づつに処理する乾燥処理を繰り返し実行するものである。被乾燥物の具体例としては、ディーゼルエンジン排ガス中のPM(粒子状物質)を低減するディーゼル排ガス浄化用触媒DPF(ディーゼル・パティキュレート・フィルタ)などがある。セラミック製ハニカム構造体などの乾燥にも利用できる。
図1(a)(b)に示すように、この乾燥装置は、本体1の搬入口から搬出口にわたって搬送装置としてのチェーン2が敷設されている。Xは搬送方向、Yは本体1の高さ方向、Zは本体1の幅方向である。
被乾燥物W1は、複数個づつをトレー3にセットしてチェーン2の上に載せて、搬出口に向かって搬送される。被乾燥物W1は、例えば円筒状セラミック:サイズ直径250mm×高さ250mm程度で重さ10kg程度のものである。この実施の形態ではトレー3には4個のトレー通気孔4が形成されており、一枚のトレー3にセットできる個数は最大4個である。この4個の被乾燥物の間で重量には差がない。通過抵抗である空気抵抗も同じとして説明する。
本体1の途中の乾燥エリアには、到着したトレー3に乾燥用媒体としての熱風を供給して吸引する乾燥室5が設けられている。乾燥室5は、密閉空間を形成する箱形で、グラスウール等の断熱材で囲まれている。
図2は図1のI−I断面図で、トレー3が乾燥室5に向かって搬送中の状態を示している。トレー3の上面には、被乾燥物W1をセットする第1段部6aがトレー通気孔4の周りに形成されている。
図3はトレー3が乾燥室5に到着前の状態における図1のII−II 断面図を示す。乾燥室5は、空気を循環させるためにファン7とモータ8及びシャフト9の他に、ヒータ10,温度センサ11,吸引ダクト12,第1抵抗蓋R1,圧縮ばね13などが設けられている。ファン7は例えばシロッコファンやターボファンである。ファン7によって発生した風は、乾燥室5の側壁内側に沿って第1通路14を上昇する。第1通路14の天井付近の角部にヒータ10が配置されている。ヒータ10で暖められた熱風は、矢印Fで示すように乾燥室5の庫内の天井付近へ送り込まれる。
乾燥室5を通過するチェーン2を挟んで乾燥室5の底部には、乾燥位置に到着したトレー3のトレー通気孔4毎に吸引ダクト12が配置されている。吸引ダクト12はチェーン2の通過経路に対して昇降自在に乾燥室5に取り付けられており、トレー3が乾燥室5に到着前の状態を示した図3では、吸引ダクト12は下降位置に位置している。この状態の吸引ダクト12は、圧縮ばね13によって上方へ向かって付勢された第1抵抗蓋R1によって、吸引口15が塞がれている。詳しくは、第1抵抗蓋R1上面の外周部分が、吸引ダクト12の内側で吸引口15の周りに当接している。16は吸引ダクト12における圧縮ばね13の支持点を示している。なお、第1抵抗蓋R1の内周には、多数の第1通気孔17aが形成されている。第1抵抗蓋R1の上面の中央には、凸部18が形成されている。
吸引ダクト12の出口は、ファン7の吸込口の近傍の第1通路14に連通する第2通路19に、蛇腹状のダクト20によって接続されている。また、吸引ダクト12の出口とダクト20の接続部付近には、電動式のダンパ21が設けられている。22は隔壁、23は圧力センサである。24は運転制御部で、ヒータ10への通電制御、ダンパ21の開度調整、及びチェーン2の運転制御などを司っている。
次に、運転制御部24の構成を乾燥動作に基づいて説明する。
運転制御部24は、トレー3が乾燥室5に到着するとしないにかかわらずモータ8を運転して乾燥室5に矢印Fで示すように風を循環させるとともに、温度センサ11の検出温度が設定温度に近付くように運転されている。例えばリレー回路によりヒータ10に供給される電力をPID制御している。設定温度とは、被乾燥物W1に含浸させた溶剤の乾燥温度であり150℃〜200℃程度の温度に設定される。
トレー3が乾燥室5に到着するまでは、吸引ダクト12の吸引口15の周囲に第1抵抗蓋R1で図3に示したように密着して閉塞されているため、乾燥室5での熱風の循環経路は、第1抵抗蓋R1の第1通気孔17aを通過して循環する。第1抵抗蓋R1の多数の第1通気孔17aは、第1抵抗蓋R1の第1通気孔17aを通過する空気抵抗が被乾燥物W1と同じ空気抵抗になるよう大きさと数が調節されている。その空気抵抗は、例えば500Paである。
運転制御部24は、各吸引ダクト12の圧力を検出している圧力センサ23の検出圧力の相互の差が小さくなるようにダンパ21の開度を可変して、各吸引ダクト12を流れる空気の量を一定にする。
トレー3が乾燥室5に到着すると、運転制御部24は、図4に示すように吸引ダクト12を上昇させる。まず、到着したトレー3に最大数の4個の被乾燥物W1がセットされている場合を説明する。
各吸引ダクト12が上昇位置に駆動されることによって、各吸引ダクト12の吸引口15がトレー3の下面に当接して密着する。各吸引ダクト12に設けられた第1抵抗蓋R1は、吸引ダクト12の上昇初期には吸引ダクト12とともに上昇するが、上昇に伴って第1抵抗蓋R1の凸部18が被乾燥物W1に当接してからは、圧縮ばね13の付勢に抗して全ての第1抵抗蓋R1が被乾燥物W1によって押し下げられる。これによって、吸引ダクト12と第1抵抗蓋R1の間に第1隙間S1が形成される。第1隙間S1の空気抵抗が第1抵抗蓋R1の第1通気孔17aの空気抵抗よりも小さい、例えば10Pa程度であるため、乾燥室5での熱風は、第1抵抗蓋R1の第1通気孔17aを通過せずに第1隙間S1を通過して循環する。このときにも運転制御部24は、各圧力センサ23の検出圧力の相互の差が小さくなるようにダンパ21の開度を可変して、各吸引ダクト12を流れる空気の量を一定にする。
この状態で4個の被乾燥物W1の乾燥処理が完了したことを運転制御部24が検出すると、全ての吸引ダクト12を下降させて、チェーン2を運転してトレー3を乾燥室5から搬出し、次のトレー3を乾燥室5に搬入する。
上記の説明は4個の被乾燥物W1を同時に乾燥処理する場合であったが、トレー3に3個の被乾燥物W1だけしかセットされていないような、被乾燥物W1の歯抜け状態の場合には、トレー3が到着したことを検出した運転制御部24が吸引ダクト12を上昇させると、図5の右側のように、トレー3の被乾燥物W1がセットされている乾燥位置では、図4の場合と同じように吸引ダクト12と第1抵抗蓋R1との間に第1隙間S1が形成されて、乾燥室5での熱風は、第1抵抗蓋R1の第1通気孔17aを通過せずに第1隙間S1を通過して循環する。
トレー3の被乾燥物W1がセットされていない乾燥位置では、図5の左側のように、吸引ダクト12を上昇させても第1抵抗蓋R1が圧縮ばね13の付勢力に抗して押し下げられないため、図3の場合と同じように第1抵抗蓋R1の第1通気孔17aを通過して循環する。
このときにも運転制御部24は、各圧力センサ23の検出圧力の相互の差が小さくなるようにダンパ21の開度を可変して、各吸引ダクト12を流れる空気の量を一定にするので、トレー3に4個の被乾燥物W1がセットされている場合と同じ時間で乾燥処理できる。
乾燥処理が完了したことを運転制御部24が検出すると、全ての吸引ダクト12を下降させた後にチェーン2を駆動して乾燥室5からトレー3を搬出する。
なお、ダンパ21と運転制御部24によるダンパ21の制御は必須の構成要件ではない。ダンパ21の開度を制御せずに第1抵抗蓋R1によって吸引ダンパ21の吸引口15を開放したり閉塞したりするだけでも、一度に乾燥処理する被乾燥物の数がばらついても、乾燥時間を短くできる。
なお、第1抵抗蓋R1を使用せずにダンパ21の開度を制御するだけで被乾燥物の数のばらつきによる乾燥時間の延長を回避しようとした場合には、乾燥室5における庫内の熱風の流れが短時間に安定しないため、熱風の流れが安定するまでに遅れが生じる。そのため、トレー3に載せられて乾燥室5に搬入されたそれぞれの被乾燥物に対して、適正な熱風量で乾燥処理を迅速に開始するためには、第1抵抗蓋R1とダンパ21による調整との組み合わせが最も好ましい。
なお、トレー3に最大4個の被乾燥物W1をセットした場合を例に挙げて説明したが、3個以下の被乾燥物、または5個以上の被乾燥物をトレー3にセットした場合も、同様に実施できる。
(実施の形態2)
図6〜図8は本発明の実施の形態2を示す。
実施の形態1では通気性板状体の複数個の被乾燥物の重量が同じ場合であったが、この実施の形態2では、一度に乾燥処理する複数個の被乾燥物の重量にばらつきがある場合でも、重量にばらつきが無い場合と同じ時間で乾燥処理できる。
図6は本発明の実施の形態2の乾燥装置の要部を示す。その他は実施の形態1と同じである。
この実施の形態2での乾燥条件は、
トレーに最大数の被乾燥物をセットして乾燥処理する場合、
トレーに最大数未満の被乾燥物をセットして乾燥処理する歯抜け場合、
トレーにセットする被乾燥物の相互間に重量差がある場合
である。
トレー3には、被乾燥物W1をセットする第1段部6aとは別に第2抵抗蓋R2をセットする第2段部6bが形成されている。第2抵抗蓋R2は、第1抵抗蓋R1よりも小径である。
図7(a)は最大数が6個の被乾燥物をセットするトレー3で、6つの載置位置P1〜P6の何れにも第1段部6aと第2段部6bが形成されている。トレー3の載置位置P1,P3,P5には被乾燥物がセットされている。載置位置P3にセットされた被乾燥物W2は、その高さが載置位置P1,P5にセットされた被乾燥物W1の高さの半分である。つまり、被乾燥物W2の空気抵抗は、被乾燥物W1の空気抵抗の半分である。図7(b)にトレー3の載置位置P1−P3の断面を示す。
この図7(b)に示されているように、被乾燥物がセットされない載置位置P2,P4,P6については、それぞれ第2抵抗蓋R2が第2段部6bにセットした状態でトレー3が乾燥室5に搬入される。
トレー3が乾燥室5に到着するまでは、吸引ダクト12の吸引口15の周囲に第1抵抗蓋R1で図3に示したように密着して閉塞されているため、乾燥室5での熱風の循環経路は、第1抵抗蓋R1の第1通気孔17aを通過して循環する。第1抵抗蓋R1の多数の第1通気孔17aは、第1抵抗蓋R1を通過する空気抵抗が被乾燥物W1と同じ空気抵抗になるよう大きさと数が調節されている。その空気抵抗は、被乾燥物W1と同じで例えば500Paである。
運転制御部24は、各吸引ダクト12の圧力を検出している圧力センサ23の検出圧力の相互の差が小さくなるようにダンパ21の開度を可変して、各吸引ダクト12を流れる空気の量を一定にする。
トレー3が乾燥室5に到着すると、運転制御部24が各吸引ダクト12を上昇させる。上昇した各吸引ダクト12の吸引口15が、トレー3の下面に当接して密着する。図8(a)(b)(c)は、それぞれ載置位置P1,P2,P3に対応した吸引ダクト12の状態を示している。
載置位置P1の吸引ダクト12に設けられた第1抵抗蓋R1は、吸引ダクト12の上昇初期には吸引ダクト12とともに上昇するが、上昇に伴って凸部18が被乾燥物W1に当接してからは、圧縮ばね13の付勢に抗して全ての第1抵抗蓋R1が被乾燥物W1によって押し下げられる。これによって、吸引ダクト12と第1抵抗蓋R1の間に第1隙間S1が形成される。第1隙間S1の空気抵抗が第1抵抗蓋R1の空気抵抗よりも小さい、例えば10Pa程度であるため、乾燥室5での熱風は、第1抵抗蓋R1の第1通気孔17aを通過せずに第1隙間S1を通過して循環する。このときにも運転制御部24は、各圧力センサ23の検出圧力の相互の差が小さくなるようにダンパ21の開度を可変して、各吸引ダクト12を流れる空気の量を一定にする。
この載置位置P2の吸引ダクト12に設けられた第1抵抗蓋R1は、吸引ダクト12の上昇にともなって吸引ダクト12とともに上昇し、上昇した吸引ダクト12の吸引口15が、トレー3の下面に当接して密着する。また、上昇によって第1抵抗蓋R1の凸部18が載置位置P2にセットされている第2抵抗蓋R2に当設する。第1抵抗蓋R1を上方に付勢している圧縮ばね13の付勢力の方が、第2抵抗蓋R2の重量に比べて大きいため、第1抵抗蓋R1の凸部18が第2抵抗蓋R2に当接してからは、吸引ダクト12の上昇にともなって第2抵抗蓋R2がトレー3の第2段部6bから持ち上げられて、トレー3と第2抵抗蓋R2の間に第2隙間S2が形成される。そのため熱風は、第2抵抗蓋R2に形成されている多数の第2通気孔17bよりも空気抵抗が小さい、例えば10Pa程度であるため、乾燥室5での熱風は、第2抵抗蓋R2の第2通気孔17bを通過せずに第2隙間S2を通過して、さらに、空気抵抗500Paの第1抵抗蓋R1の第1通気孔17aを通過して循環する。このときにも運転制御部24は、各圧力センサ23の検出圧力の相互の差が小さくなるようにダンパ21の開度を可変して、各吸引ダクト12を流れる空気の量を一定にする。
載置位置P3には第2抵抗蓋R2と被乾燥物W2がセットされている。載置位置P3の吸引ダクト12に設けられた第1抵抗蓋R1は、吸引ダクト12の上昇初期には吸引ダクト12とともに上昇するが、上昇に伴って凸部18が第2抵抗蓋R2に当接してからは、圧縮ばね13の付勢に抗して全ての第1抵抗蓋R1が被乾燥物W2によって押し下げられる。これによって、吸引ダクト12と第1抵抗蓋R1の間に第1隙間S1が形成される。第1隙間S1の空気抵抗が第1抵抗蓋R1の空気抵抗よりも小さい、例えば10Pa程度である。被乾燥物W2を通過し、さらに第2抵抗蓋R2を通過した乾燥室5の熱風は、第1抵抗蓋R1の第1通気孔17aを通過せずに第2隙間S2を通過して循環する。このときにも運転制御部24は、各圧力センサ23の検出圧力の相互の差が小さくなるようにダンパ21の開度を可変して、各吸引ダクト12を流れる空気の量を一定にする。つまり、例えば被乾燥物W2の空気抵抗が250Paの場合、第2抵抗蓋R2の空気抵抗を250Paにすることで合計の空気抵抗が500Paになり、被乾燥物W1と同一条件で乾燥ができる。
なお、被乾燥物が無くて第2抵抗蓋R2だけがセットされている載置位置P4,P6は、載置位置P2の場合と同じである。載置位置P5に被乾燥物W1がセットされている場合は、載置位置P1の場合と同じである。載置位置P5に被乾燥物W2と第2抵抗蓋R2がセットされている場合は、載置位置P3の場合と同じである。
このようにトレー3に被乾燥物W1,W2がセットされていない歯抜けの載置位置があったり、多品種を同時に乾燥する場合であっても、第1,第2抵抗蓋R1,R2を設けることによって、ファン7、ヒータ10が一系統でも複数個のワークを乾燥できる。
(実施の形態3)
図10は本発明の実施の形態3を示す。
実施の形態2では吸引ダクト12を上昇させてトレー3の下面に吸引ダクト12の吸引口15を密着させたが、吸引ダクト12とトレー3との間のシールについては説明しなかった。しかし、実際には図10に示すガスケット25が設けられている。さらに詳しくは、吸引ダクト12のトレー3と接する端面に、吸引ダクト12の吸引口15を取り囲むようにガスケット25が設けられている。さらに吸引ダクト12には、ガスケット25が必要以上に変形しないように、ガスケット25の内周側に吸引ダクト12とトレー3との間の最小間隔の高さに加工されたスペーサ26が取り付けられている。
ここでは実施の形態2の場合を例に挙げて説明したが、実施の形態1においても実施の形態2と同じようにガスケット25とスペーサ26を設けることが好ましい。
本発明は通気性板状体などの乾燥処理の他、被乾燥物を連続して乾燥処理することが必要な各種の製造ラインの設置スペースの小型化に寄与する。
W1 被乾燥物
W2 被乾燥物
R1 第1抵抗蓋
R2 第2抵抗蓋
S1 第1隙間
S2 第2隙間
X 搬送方向
Y 本体1の高さ方向
Z 本体1の幅方向
1 本体
2 チェーン
3 トレー
4 トレー通気孔
5 乾燥室
6a 第1段部
6b 第2段部
7 ファン
8 モータ
9 シャフト
10 ヒータ
11 温度センサ
12 吸引ダクト
13 圧縮ばね
14 第1通路
15 吸引ダクト12の吸引口
16 圧縮ばね13の支持点
17a 第1通気孔
17b 第2通気孔
18 凸部
19 第2通路
20 ダクト
21 ダンパ
22 隔壁
23 圧力センサ
24 運転制御部
25 ガスケット
26 スペーサ
P1〜P6 トレー3の乾燥位置

Claims (8)

  1. 通気性を有した複数の被乾燥物をトレーに載置し、このトレーを貫通する乾燥用媒体によって前記被乾燥物を乾燥処理する乾燥装置であって、
    前記被乾燥物の各載置位置に乾燥用媒体を通過させるトレー通気孔が形成されたトレーと、
    前記トレーの下面側に設けられ前記トレー通気孔から乾燥用媒体を吸引する吸引ダクトと、
    前記吸引ダクトの吸引口を開閉して前記乾燥用媒体の通過抵抗を調節するとともに前記吸引口を閉じた状態で前記乾燥用媒体が通過する第1通気孔を有する第1抵抗蓋と
    を有し、
    前記トレーの各載置位置のうちの前記被乾燥物が載置されている前記トレー通気孔に対応する前記吸引ダクトでは、前記第1抵抗蓋と前記吸引ダクトの吸引口と間に形成された第1隙間を通して乾燥用媒体を循環させ、
    前記トレーの各載置位置のうちの前記被乾燥物が載置されていない前記トレー通気孔に対応する前記吸引ダクトでは、前記第1抵抗蓋に形成された前記第1通気孔を通して
    乾燥用媒体を循環させる、
    乾燥装置。
  2. 前記トレーの上面で前記トレー通気孔の周りに前記被乾燥物に係合する第1段部を設けた、
    請求項1記載の乾燥装置。
  3. 前記吸引ダクトの吸引口を閉じる方向に前記第1抵抗蓋を付勢するバネを設け、
    前記被乾燥物の重量によって前記付勢に抗して前記第1抵抗蓋が前記乾燥用媒体の通過抵抗を下げる方向に移動させられて前記第1隙間が形成されている、
    請求項1記載の乾燥装置。
  4. 前記吸引ダクト内にダンパを配置した、
    請求項1記載の乾燥装置。
  5. 前記吸引ダクトの前記トレーと接する端面に、ガスケットを設け、前記ガスケットの内周側にスペーサを設けた、
    請求項1記載の乾燥装置。
  6. 前記乾燥用媒体が通過する第2通気孔を有し、前記トレー通気孔を覆うように前記トレーに載置される第2抵抗蓋を設け、
    前記トレーの各載置位置のうちの前記第2抵抗蓋が載置されて前記被乾燥物が載置されていない前記トレー通気孔に対応する前記吸引ダクトでは、前記吸引ダクトの前記吸引口が前記第1抵抗蓋で閉じた状態で前記トレーから押し上げられた前記第2抵抗蓋と前記トレーとの間に形成された第2隙間と、前記第1抵抗蓋の第1通気孔を通して乾燥用媒体を循環させ、
    前記トレーの各載置位置のうちの前記第2抵抗蓋と前記被乾燥物が載置されている前記トレー通気孔に対応する前記吸引ダクトでは、前記第2抵抗蓋の前記第2通気孔および前記第1抵抗蓋と前記吸引ダクトの吸引口と間に形成された前記第1隙間を通して前記被乾燥物に乾燥用媒体を循環させる、
    請求項1記載の乾燥装置。
  7. 前記吸引ダクトの吸引口を閉じる方向に前記第1抵抗蓋を付勢するバネを設け、
    前記付勢によって前記吸引ダクトの吸引口が前記第1抵抗蓋によって閉塞された状態では、前記第2抵抗蓋が前記第1抵抗蓋を介して押し上げられて前記第2隙間が形成されている、
    請求項6記載の乾燥装置。
  8. 前記トレーの上面の前記トレー通気孔の周りに前記被乾燥物に係合する第1段部を設け、
    前記トレーの前記トレー通気孔と前記第1段部との間に第2抵抗蓋を収容する第2段部を設けた、
    請求項6記載の乾燥装置。
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