(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分が付着した樹脂ペレットを掻き上げるため複数の回転羽根が外周に取り付けられた回転体と、当該回転体の外側に配置されていて前記水分の通過は許容するが前記樹脂ペレットの通過は阻止する筒状スクリーンと、前記回転体に渦電流を誘導することにより前記回転体を直接的に加熱する誘導加熱手段と、を備え、
前記回転体に設けられている温度センサが検出した検出温度と温度設定器において設定された設定温度とに基づいて、前記誘導加熱手段による前記回転体の加熱が制御されるようにされていることを特徴とする、樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機。
【請求項２】
前記回転体は内部を中空にした回転胴体を有しており、前記誘導加熱手段はその回転胴体の内部に配置された誘導コイルであることを特徴とする、請求項１記載の樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機。
【請求項３】
前記回転胴体は固定軸のまわりにその固定軸と同心状態に且つ回転可能に配置されており、前記誘導コイルは前記固定軸に取り付けられた鉄心のまわりに前記回転胴体の内周面と僅かな隙間を置いた状態に巻き付けられていて、その誘導コイルには前記固定軸に配設された給電ワイヤを通じて電流が供給されるようにされていることを特徴とする、請求項２記載の樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機。
【請求項４】
前記温度センサは前記回転体をその軸線方向に複数個に分割した区分毎に設けられ、且つ前記回転体の前記区分毎に前記設定温度が与えられており、前記誘導加熱手段による前記回転体の加熱の制御は、前記区分毎において、その区分に対応した前記検出温度と前記設定温度とに基づいて行われるようにされていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか記載の樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、水中で切断成形された樹脂ペレットから水分を除去する脱水乾燥機に関するもので、特に、樹脂ペレットに付着している水分を、遠心力を利用した脱水と乾燥とによって除去するようにした樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂ペレットは、例えば、図３に概略図として示されているような、溶融混練され成形用ダイスから水中にストランド状に押し出された樹脂を所定長さに切断する水中カット式ペレット製造装置１によって製造される。即ち、水中カット式ペレット製造装置１においては、混練押出し機２の回転スクリュー３によって溶融混練された合成樹脂原料が、混練押出し機２の先端に設けられている成形ダイ４から冷却水室５内の水中にストランド状に押し出される。成形ダイ４に関連して、成形ダイ４の表面上で回転するカッタナイフ７と、駆動軸９を介してカッタナイフ７を駆動する駆動モータ８とを有する水中カット装置６が設けられており、成形ダイ４から押し出されたストランド状の溶融樹脂は、冷却水室５内の水中にてカッタナイフ７により切断されて樹脂ペレットＰとされる。
【０００３】
水中カット装置６の冷却水室５には、循環ポンプ１１のポンプ作用によって冷却水が冷却水用のタンク１０からフィルタ１２を介して供給されている。製造された樹脂ペレットＰは、その冷却水によって冷却されると共に、冷却水をペレット搬送水として搬送ライン１３を通じて脱水機１４に送られる。脱水機１４に導入された樹脂ペレットは、一部、互着状態の樹脂塊となっていることがあるが、そのような樹脂塊は、脱水スクリーン１５にて分離され、搬出可能な台車１６に投入される。脱水スクリーン１５を通過した多量のペレット搬送水は、脱水機１４の排水口１７から冷却水用のタンク１０内に戻される。
【０００４】
脱水スクリーン１５にて樹脂塊及び搬送水から分離された樹脂ペレットは、水分が付着しているので、通常、ペレット出口１８から遠心脱水乾燥機２０に送られ、その遠心脱水乾燥機２０にて更に脱水される。図４は、従来の遠心脱水乾燥機２０の一例を示す縦断面図である。遠心脱水乾燥機２０の構造の詳細については後述するが、樹脂ペレットは、遠心脱水乾燥機２０の下部に配置されるペレット投入口２１に導かれ、後述するように回転羽根に掻き上げられながら上部に搬送される。この際に、ペレット表面に付着した水分は、遠心力の作用によって樹脂ペレットから振り切られる。樹脂ペレットは、上部に向かって搬送中に脱水乾燥機２０内の気流に触れることで若干の乾燥も行われる。脱水された樹脂ペレットは、上部のペレット排出口２２から次工程としての振動篩別機２５へ導かれる。振動篩別機２５では、樹脂ペレットはサイズ別に分けられ、所定の範囲内のサイズの樹脂ペレットが、空送パイプから成る空送ライン２６を通じてペレットサイロ（図示せず）に送られて貯蔵される。
【０００５】
樹脂ペレットを搬送し脱水機１４の脱水スクリーン１５で分離された冷却水は排水口１７を通じて、また遠心脱水乾燥機２０で遠心力によって分離された水分は排水口２３を通じて、それぞれ冷却水用のタンク１０に戻される。タンク１０に戻された冷却水は、循環ポンプ１１によって水中カット装置６に送られて、連続的に自動循環運転がなされ、樹脂ペレットの冷却と搬送とに再利用される。また、遠心脱水乾燥機２０の上部に排気ダクト２４が設けられており、遠心脱水乾燥機２０内部で発生する湿気を吸引ファンで吸引して排気ダクト２４を通じて外部へ排出することで、遠心脱水乾燥機２０の乾燥能力を向上させている。振動篩別機２５においても排風ファン２７を設けることで、振動篩別機２５の内部で発生する湿気が排気ダクト２８を通じて外部へ排出される。
【０００６】
図４に示されているように、遠心脱水乾燥機２０は、基台３０上に全体として筒状の外筒３１を縦置き状態に据え付けた構造を有している。外筒３１の上部に取り付けられたハウジング３３を介して、駆動モータ３２も縦置き状態に支持されている。外筒３１内には、駆動モータ３２によって回転駆動される回転体３４が配設されており、駆動モータ３２の出力は、カップリング３５を介して、回転体３４の回転軸３６に伝達される。回転軸３６は、垂直に延びる状態に配置されており、且つ上下の端部において、外筒３１に対して軸受３７，３７によって回転可能に且つ上下方向に規制された状態に支持されている。
【０００７】
回転体３４は、回転軸３６に取り付けられた回転胴体３８と、回転胴体３８の外周面に配列された板状の複数の回転羽根３９（一部にのみ符号を付す）とを有している。各回転羽根３９は、回転方向に対してすくい角度を付けて取り付けられているので、投入されたペレットを上向きに掻き上げて搬送する作用を持つ。外筒３１の内側で且つ回転羽根３９を取り囲む態様で、筒状スクリーン４０が配置されている。筒状スクリーン４０は、上下の端部の位置及び中間の位置において、外筒３１に対して複数のステー４１によって支えられている。筒状スクリーン４０のメッシュは、樹脂ペレットを通過させることはないが、水分は通過可能な程度の粗さに設定されている。回転胴体３８と外筒３１との間に形成される環状空間４２は、筒状スクリーン４０によって、回転胴体３８側に形成される内側空間４３と、外筒３１側に形成される外側空間４４とに分割されている。内側空間４３は、下端部においてペレット投入口２１に接続している一方で、上端部においてペレット排出口２２に接続している。外側空間４４は下端部において排水口２３に接続している。環状空間４２は、ペレット投入口２１、ペレット排出口２２及び排水口２３が設けられている以外は、上下も端壁によって封鎖されている。
【０００８】
ペレット投入口２１から投入された樹脂ペレットは、駆動モータ３２によって駆動される回転体３４の回転羽根３９により掻き上げられながら、回転胴体３８と筒状スクリーン４０との間の内側空間４３を上部方向に搬送されて、上端部に設けられているペレット排出口２２から次工程である振動篩別機２５へと導かれる。内側空間４３内を搬送中に樹脂ペレットが回転羽根３９や筒状スクリーン４０に衝突し、又は樹脂ペレット同士が衝突することで、樹脂ペレットの表面に付着していた水分は樹脂ペレットから慣性力によって分離される。分離された水分は、遠心力の作用によって筒状スクリーン４０を通過して飛散し、外側空間４４内に集水されて排水口２３を通じてタンク１０に戻される。
【０００９】
駆動モータ３２は、通常、４極又は６極の一定回転数の誘導電動機であるが、可変速モータを使用してもよい。駆動モータ３２は、図示の例では上部に取り付けられているが、下部に取り付けられることもある。また、Ｖプーリでベルト駆動されることもある。駆動モータ３２への電源供給は、電源リード線４５を通じて行われる。
【００１０】
遠心脱水乾燥機２０における回転羽根３９の枚数や取付角度、回転数、回転半径、回転体３４の高さ等の諸元は、一般的には、樹脂ペレットの単位時間当たりの処理量やペレット搬送水量等により決定されるが、樹脂ペレットの乾燥を促進させるには、次のような対策が講じられる。即ち、樹脂ペレットの乾燥度が低い（含水量が高い）場合には、遠心脱水乾燥機２０の上部やペレット排出口２２に排気ダクト２４を接続し、更に排気ダクト２４に関連して吸引ファンを配設する対策が講じられる。遠心脱水乾燥機２０内で樹脂ペレットを乾燥させることによって発生した湿気は、吸引ファンによって排気ダクト２４を通じて外部へ吸引される。脱水乾燥の効率を向上させるために、乾燥エアーを遠心脱水乾燥機２０の内部に送風して乾燥度を上げるということも行われている。上記のような改造が不可能である場合には、回転羽根３９の枚数・角度、回転数や、回転体３４の径の変更、更には、回転体３４の高さを増すことなどの対策が取られる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来の遠心脱水乾燥機の脱水能力は、主としてその遠心力に依存しており、水分の効率的な除去には限界がある。水分の蒸発は、遠心脱水乾燥機内での搬送中における樹脂ペレット自身の自己発熱や内部気流との接触による蒸発のみであり、樹脂ペレットに付着した水分を乾燥し切るものではない。吸引ファンを用いて遠心脱水乾燥機内の湿気の排気を行っても、湿気の排出それ自体には効果があるが、樹脂ペレットに付着した水分を積極的に除去するものではない。また、乾燥エアーを遠心脱水乾燥機の内部に送風することは、送風用のダクト等を組み込む工夫が必要となるなど、大がかりな改造を伴って費用が嵩むので、結果的に樹脂ペレットの製造コストを引き上げることになる。
【００１２】
そこで、水中カット方式で製造された樹脂ペレットの脱水と乾燥を行う樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機において、遠心力を利用した付着水分の脱水に加えて、遠心脱水乾燥機の内部を高温にすることで樹脂ペレットに付着した水分の蒸発を促して、樹脂ペレットからの水分の除去を効率的に行う点に解決すべき課題がある。
【００１３】
この発明の目的は、上記課題を解決し、遠心力を利用して水分を振り切ることによって脱水するのみならず、遠心脱水乾燥機の内部を高温にすることで樹脂ペレットに付着した水分を蒸発させることによって、大がかりな装置の改造を伴うことなく、乾燥能力を向上し、低コストにて樹脂ペレットの水分の除去を確実にして製品としての樹脂ペレットの信頼性を向上させることができる樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機は、水分が付着した樹脂ペレットを掻き上げるため複数の回転羽根が外周に取り付けられた回転体と、当該回転体の外側に配置されていて水分の通過は許容するが樹脂ペレットの通過は阻止する筒状スクリーンと、前記回転体に渦電流を誘導することによりその回転体を直接的に加熱する誘導加熱手段と、から構成される。回転体には温度センサが設けられており、その温度センサが検出した検出温度と温度設定器において設定された設定温度とに基づいて、前記誘導加熱手段による回転体の加熱が制御されるようにされている。
【００１５】
この樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機によれば、水中でカットされた樹脂ペレットが回転体と筒状スクリーンとによって形成されるスペースに供給されると、その樹脂ペレットは、回転体の外周に取り付けられているすくい角度を持った複数の回転羽根により掻き上げられる。そして、樹脂ペレットが外方に飛ばされることは筒状スクリーンによって阻止されているので、樹脂ペレットに付着した水分のみが、従来と同様に、遠心力の作用によって筒状スクリーンを通して排出される。その一方で、誘導加熱手段が回転体に渦電流を誘導することにより、回転体には渦電流によるジュール熱が発生して回転体が高温になると共に、回転体からの熱伝導によって回転体周囲の雰囲気の温度が高められて湿度が低下する。その結果、脱水しきれずに樹脂に付着している水分は、高温の回転体に直接触れたり、温度上昇した樹脂ペレットから熱を受けたり、更には高温の雰囲気から熱を受けたりすることになり、蒸発が促されるので、遠心脱水乾燥機の乾燥能力が向上する。更に、検出された回転体の温度と設定温度とに基づいて誘導加熱手段による回転体の加熱が制御されるようにされているので、回転体の過熱防止を図ることが可能となり、樹脂ペレットに付着した水分は、一層効率的且つ効果的に蒸発されるようになる。
【００１６】
また、この樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機において、前記回転体は内部を中空にした回転胴体を有しており、前記誘導加熱手段はその回転胴体の内部に配置された誘導コイルとすることができる。そのようにすれば、誘導加熱手段としての誘導コイルは、中空にした回転胴体の内部に配置されるので、誘導加熱手段の配置にスペースを要さず、遠心脱水乾燥機が大型化することがない。
【００１７】
更に、この樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機において、前記回転胴体は固定軸のまわりにその固定軸と同心状態に且つ回転可能に配置されており、前記誘導コイルは固定軸に取り付けられた鉄心のまわりに回転胴体の内周面と僅かな隙間を置いた状態に巻き付けられていて、その誘導コイルには固定軸に配設された給電ワイヤを通じて電流供給するという構成を採ることもできる。そのような構成とすれば、固定軸に取り付けられた鉄心のまわりへの誘導コイルの巻付けと、固定軸に配設された給電ワイヤを通じての誘導コイルへの電流供給とにより、誘導コイルの配置と給電のための配線とをコンパクトに構成することが可能になる。
【００１８】
この樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機は、従来の水中カット式樹脂製造装置における遠心脱水乾燥機に代えて適用可能である。そのためには、樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機は、回転体が上下方向に延びる回転軸のまわりを回転する縦置き構造とすることが好ましい。また、筒状スクリーンの外側に外筒を配置し、脱水した水分は、集められて下側に設けた排水口から外部に排水されるようにする。樹脂ペレットを脱水筒の下端部に投入し、回転羽根によって掻き上げて、上端部から脱水・乾燥した樹脂ペレットを排出する構造を採用すればよい。
【００１９】
この樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機において、更に、回転体を軸線方向に複数個に分割して各区分毎にそれぞれ温度センサを設けると共に、その各区分毎にそれぞれ設定温度を与えて、前記誘導過熱手段による回転体の加熱の制御を各区分毎に、その区分に対応した検出温度と設定温度とに基づいて行うようにすることもできる。そのようにすれば、回転体の一層きめ細かな温度制御が可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、この発明による樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機の実施の形態を説明する。図中、図１はこの発明による樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機の一実施例を示す縦断面図であり、図２は図１に示す樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機のＡ−Ａ断面図である。なお、この実施例において、図３及び図４で説明した従来の樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機に用いられているのと同様の構成要素については、図３及び図４に付された符号と同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１に示されているように、この樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機（以下、「遠心脱水乾燥機」と略す）５０は、機枠に固定されている固定軸５１と、その固定軸５１のまわりに固定軸５１と同心状態に且つ回転可能に配設されている回転体５４とを備えている。固定軸５１は、上側の端部５２ａ，下側の端部５２ｂ及び両端部５２ａ，５２ｂを連結する筒軸部５２ｃから構成されている。回転体５４は、回転羽根３９が外周面に取り付けられた内部が中空の回転胴体５５、及び回転胴体５５の上端と下端とにそれぞれ一体的に固定された上側の環状端壁５５ａと下側の環状端壁５５ｂとを有しており、両環状端壁５５ａ，５５ｂが、それぞれ、軸受５３，５８を介して固定軸５１の上側端部５２ａと下側端部５２ｂとに回転可能に支持されている。
【００２２】
回転体５４は、また、上側の環状端壁５５ａから上方に延びる軸端部５６を有しており、その軸端部５６は外筒３１と一体のハウジング３３に対して軸受５７によって回転自在に支持されると共に、最端部がカップリング３５を介して駆動モータ３２に連結されている。回転体５４の下側の環状端壁５５ｂは、スラスト軸受５８を介して外筒３１と一体の固定軸５１に回転自在に支持されており、回転体５４の荷重はスラスト軸受５８を介して固定軸５１から基台３０に伝達されるようになっている。
【００２３】
図１及び図２から明らかなように、回転胴体５５の中空の内部において、固定軸５１の筒軸部５２ｃの外周上には鉄心６０が装着されており、鉄心６０の外側には誘導コイル６１が配設されている。誘導コイル６１が回転体５４に接触するのを回避するために、誘導コイル６１の外側表面と回転体５４の回転胴体５５の内面との間には適切な隙間６２が設けられている。商用電源に接続されている給電ワイヤ６３は、固定軸５１の下側端部５２ｂを通して延びて、誘導コイル６１に電源を供給している。回転胴体５５は、ペレットが接触するので、通常、ステンレス材で製作されるが、いずれにしても磁性材料が使用される。
【００２４】
商用電源から給電ワイヤ６３を通じて誘導コイル６１に高周波電流を流すと、鉄心６０に巻かれた誘導コイル６１の周りに交番磁束が発生し、高周波の交番磁束が通過する領域に存在している回転胴体５５にはこの交番磁界の変化に抵抗するように渦電流が発生する。その結果、回転胴体５５には渦電流によってジュール熱が発生し、回転胴体５５が直接的に加熱される。回転胴体５５に生じた熱は回転羽根３９にも伝熱されて、回転体５４の全体が高温となる。交番磁界が回転羽根３９にまで及ぶようにすれば、回転羽根３９自体も直接的に加熱される。筒状スクリーン４０と回転胴体５５との間の内側空間４３内の雰囲気も、高温になった回転体５４からの熱伝導と回転羽根３９の攪拌作用に伴う摩擦とによって、温度が上昇して湿度が低下（乾燥度は上昇）する。樹脂ペレットに付着している水分は、遠心脱水されるだけでなく、回転体５４との直接的な接触や温度上昇した樹脂ペレットからの熱伝達、又は温度上昇した雰囲気との接触によって蒸発が促されるので、樹脂ペレットを早期に且つ高度に乾燥させることができる。水分の蒸発によって内側空間４３及び外側空間４４内の雰囲気の湿度は上方に至るほど高くなるので、排気ファンにより、環状空間４２に接続されている排気ダクト２４を通じて、脱水乾燥機内の空気を外部に排出するのが好ましい。
【００２５】
回転体５４には、その温度を制御するための温度センサ６５が設けられている。その温度センサ６５によって、まず、回転体５４の温度が検出される。検出された回転体５４の温度信号は、リモートセンサ６７を介して取り出され、その検出温度と温度設定器６６により設定された所望の温度とが比較される。そして、回転体５４の温度が設定温度に一致するように、誘導コイル６１への通電がオンオフ制御、あるいはＰＩＤ制御される。このようにして、回転体５４の加熱温度が制御される。その場合、回転体５４をその軸線方向に複数区分（例えば上段部、中段部、下段部のような上下の区分）に分け、これに対応して誘導コイルも複数ゾーンに区分すると共に、温度センサ６５も各区分の温度をそれぞれ検出するように複数個（６５ａ，６５ｂ，６５ｃ）設けて、複数個の温度設定器（６６ａ，６６ｂ，６６ｃ）にそれぞれ異なる温度を設定するようにすると、例えば、上方の区分ほど高温になるように回転体５４の温度を制御することができる。そのような温度制御をすれば、遠心脱水乾燥機５０内の湿度が樹脂ペレットからの水分の蒸発に起因して上方ほど高くなるのに対処することが可能となるので、縦置き構造の遠心脱水乾燥機５０に最適の温度制御を行うことができる。
なお、誘導コイル６１の温度変化と回転胴体５５の温度との間には時間的な遅れがあるので、誘導コイル６１の温度を直接検出するようにして、誘導コイル６１自体の損傷を防止すると共に、内側空間４３内の雰囲気温度の一層精度の高い制御を図ることも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、樹脂ペレットは回転体の外周に取り付けられている複数の回転羽根によって攪拌されるので、樹脂ペレットに付着した水分は筒状スクリーンを通して遠心力の作用にて脱水される。その一方で、誘導加熱手段によって回転体に渦電流を誘導して回転体を加熱し、回転体の温度及びその周辺の雰囲気温度を高めることによって、脱水し切れずに樹脂ペレットに付着して残る水分の蒸発が促される。このように、この発明による遠心脱水乾燥機は、遠心力で水分を振り切ることによって脱水するのみならず、遠心脱水乾燥機の内部で生じた熱によって樹脂ペレットに付着した水分を蒸発させる構成となっているので、ペレットの乾燥効率を上げることができ、大がかりな装置の改造を伴うことなく遠心脱水乾燥機の乾燥能力を向上させることができる。更に、樹脂ペレットからの水分の除去が確実になるので、樹脂ペレットの製品としての信頼性が向上すると共に、別途乾燥装置を設置する必要がないので、製造コストも低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機の一実施例を、一部を破断して示す縦断面図である。
【図２】図１に示す樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機のＡ−Ａ線での横断面図である。
【図３】この発明による樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機が適用される水中カット式ペレット製造装置を示す概略図である。
【図４】従来の樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  水中カット式ペレット製造装置
２  混練押出し機
１０  冷却水用タンク
１４  脱水機
２５  振動篩別機
３９  回転羽根
４０  筒状スクリーン
４３  内側空間
５０  樹脂ペレット用遠心脱水乾燥機
５１  固定軸
５４  回転体
５５  回転胴体
６０  鉄心
６１  誘導コイル（誘導加熱手段）
６２  隙間
６３  給電ワイヤ
６５（６５ａ，６５ｂ，６５ｃ）  温度センサ
６６（６６ａ，６６ｂ，６６ｃ）  温度設定器
【図１】
0003677226.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003677226.tif 000004
【図４】
0003677226.tif 000005