(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体材料を貯留する貯留部と、
前記貯留部の排気側に接続される排気ラインに吸込側が接続される一方、該貯留部の給気側に接続される給気ラインに吐出側が接続されるガス循環源を構成するコンプレッサと、
前記給気ラインに組み込まれ、前記ガス循環源を通過したガスを冷却する冷却器と、
前記冷却器の下流側の前記給気ラインに組み込まれ、該給気ラインを通過するガスから酸素を分離させて粉粒体材料の乾燥用の窒素富化ガスを下流側に送出する窒素分離膜と、
を備えていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記給気ラインにおける前記窒素分離膜の上流側部位と下流側部位とを連通させる第１バイパスラインを更に備えていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記排気ラインと前記給気ラインにおける前記窒素分離膜の下流側部位とを連通させる第２バイパスラインと、この第２バイパスラインの排気ライン側に吸込側が接続される一方、給気ライン側に吐出側が接続される送風機と、を更に備えていることを特徴とする乾燥装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の乾燥装置と、
前記給気ラインにおける前記窒素分離膜の下流側部位から分岐するように設けられ、前記貯留部に貯留された粉粒体材料の供給先に連通される供給先側給気ラインと、
を備えていることを特徴とする乾燥システム。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の乾燥装置と、
前記給気ラインにおける前記窒素分離膜の下流側部位から分岐するように設けられ、材料元から前記貯留部に粉粒体材料を気力輸送する輸送ラインと、
を備えていることを特徴とする乾燥システム。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の乾燥装置と、
前記給気ラインにおける前記窒素分離膜の下流側部位から分岐するように設けられ、前記貯留部に貯留された粉粒体材料の供給先に連通される供給先側給気ラインと、
前記給気ラインにおける前記窒素分離膜の下流側部位から分岐するように設けられ、材料元から前記貯留部に粉粒体材料を気力輸送する輸送ラインと、
前記輸送ラインに乾燥用のガスを通過させる状態に切り替えられる切替弁と、
を備えていることを特徴とする乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体材料を乾燥する乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、粉粒体材料を乾燥する乾燥装置が知られている。このような乾燥装置としては、粉粒体材料を貯留するホッパー内にヒータで加熱した外気を供給して乾燥する装置が知られているが、外気には、水分や酸素が含まれていることから粉粒体材料の表面等に外気中の水分や酸素が吸着し易く、後の成形工程において成形不良が生じたり、酸化による劣化等が生じ易くなることが考えられた。
例えば、下記特許文献１には、ホッパドライヤからの循環ガスを循環させる送風機を配した熱風循環回路と、送風機の送気側に生成した窒素を注入する窒素発生器と、窒素の混入により余剰となった循環ガスを排気する排気口と、を設けた乾燥装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６３５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された乾燥装置では、窒素発生器において圧縮空気入口を介して取り込んだ圧縮空気から窒素を生成し、その生成したガスを循環ガスに混入させる構成とされている。そのため、循環ガス中の窒素の濃度を高めるには、大量の圧縮空気が必要となったり、大型の窒素発生器を要し、また、その濃度も窒素発生器の性能が上限となり、更なる改善が望まれる。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、粉粒体材料を効果的に乾燥し得る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る乾燥装置は、粉粒体材料を貯留する貯留部と、前記貯留部の排気側に接続される排気ラインに吸込側が接続される一方、該貯留部の給気側に接続される給気ラインに吐出側が接続されるガス循環源を構成するコンプレッサと、前記給気ラインに組み込まれ、前記ガス循環源を通過したガスを冷却する冷却器と、前記冷却器の下流側の前記給気ラインに組み込まれ、該給気ラインを通過するガスから酸素を分離させて粉粒体材料の乾燥用の窒素富化ガスを下流側に送出する窒素分離膜と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る乾燥システムは、本発明に係る乾燥装置と、前記給気ラインにおける前記窒素分離膜の下流側部位から分岐するように設けられ、前記貯留部に貯留された粉粒体材料の供給先に連通される供給先側給気ラインと、を備えていることを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明に係る乾燥システムは、本発明に係る乾燥装置と、前記給気ラインにおける前記窒素分離膜の下流側部位から分岐するように設けられ、材料元から前記貯留部に粉粒体材料を気力輸送する輸送ラインと、を備えていることを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、本発明に係る乾燥システムは、本発明に係る乾燥装置と、前記給気ラインにおける前記窒素分離膜の下流側部位から分岐するように設けられ、前記貯留部に貯留された粉粒体材料の供給先に連通される供給先側給気ラインと、前記給気ラインにおける前記窒素分離膜の下流側部位から分岐するように設けられ、材料元から前記貯留部に粉粒体材料を気力輸送する輸送ラインと、前記輸送ラインに乾燥用のガスを通過させる状態に切り替えられる切替弁と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムは、上述のような構成としたことで、粉粒体材料を効果的に乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムの一例を模式的に示す概略システム構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、同乾燥装置に適用される分離膜を配した給気ラインの一変形例をそれぞれ模式的に示す一部省略概略システム構成図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムの一例を模式的に示す概略システム構成図である。
【図４】本発明の更に他の実施形態に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムの一例を模式的に示す概略システム構成図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムの一例を模式的に示す概略システム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、図１〜図５では、粉粒体材料やガス等が通過する経路となる管路（配管）を、実線にて模式的に示している。
図１は、第１実施形態に係る乾燥装置の一例及びこの乾燥装置を備えた乾燥システムの一例を模式的に示す図である。
【００１１】
本実施形態に係る乾燥装置１は、図１に示すように、粉粒体材料を貯留する貯留部１０と、この貯留部１０の排気側に接続される排気ライン１４に吸込側が接続される一方、貯留部１０の給気側に接続される給気ライン１６に吐出側が接続されるガス循環源１７と、給気ライン１６に組み込まれ、この給気ライン１６を通過するガスから粉粒体材料の乾燥用のガスを分離させて下流側に送出する分離膜２５と、を備えている。
本実施形態に係る乾燥システムＡは、この乾燥装置１と、給気ライン１６における分離膜２５の下流側部位から分岐するように設けられ、貯留部１０に貯留された粉粒体材料の供給先２に連通される供給先側給気ライン３３と、を備えている。また、乾燥システムＡは、給気ライン１６における分離膜２５の下流側部位から分岐するように設けられ、材料元５から貯留部１０に粉粒体材料を気力輸送する輸送ライン３４，３５を備えている。また、本実施形態では、乾燥システムＡは、輸送ライン３４，３５に乾燥用のガスを通過させる状態に切り替えられる切替弁３２を備えている。
【００１２】
ここに、上記粉粒体材料は、粉体・粒体状の材料を指すが、微小薄片状や短繊維片状、スライバー状の材料等を含む。
また、上記材料としては、樹脂ペレットや樹脂繊維片等の合成樹脂材料、金属材料、半導体材料、木質材料、薬品材料、食品材料等どのようなものでもよい。
また、粉粒体材料としては、例えば、合成樹脂成形品を成形する場合には、ナチュラル材（バージン材）や粉砕材、マスターバッチ材、各種添加材等が挙げられる。また、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含んだ構成としてもよい。
【００１３】
貯留部１０の供給先２としては、例えば、射出成形機等の成形機としてもよい。本実施形態では、貯留部１０を、供給先２としての成形機上に直接的に設置した例を示している。また、図例では、貯留部１０の下端部を供給先２としての成形機上に設けられた投入管３に接続した例を示している。なお、供給先２としての成形機は、合成樹脂成形品を成形する射出成形機に限られず、他の材料用の射出成形機としてもよく、または種々の材料用の押出成形機や圧縮成形機等の他の成形機を供給先とする態様としてもよい。また、貯留部１０の供給先２としては、単一の供給先に限られず、複数の供給先としてもよい。
【００１４】
貯留部１０は、粉粒体材料を貯留する貯留部本体としてのホッパー本体１１と、このホッパー本体１１内に給気ライン１６を経て供給される乾燥用のガスを加熱する加熱部１３と、材料元５から気力輸送された粉粒体材料を捕集する捕集部１２と、を備えている。
加熱部１３は、例えば、給気ライン１６の末端が接続され、シーズヒーター等の発熱体を内蔵したボックス状とされたものとしてもよい。この場合、後記するようにガス循環源１７を介して給気される乾燥用のガスが高圧であるため、給気ライン１６を経て加熱部１３内に供給される乾燥用のガスが発熱体に効果的に接触するように、加熱部１３の上流側で乾燥用のガスの圧力を降下させるべく配管を拡径状にしたり、拡径部等を設けたりしてもよい。また、この加熱部１３を経た乾燥用のガスは、ホッパー本体１１内に連通する通気管を介してホッパー本体１１内に導入される。
【００１５】
なお、加熱部１３としては、上記のようなボックス状とされたものに限られず、線状発熱体を長手方向に内蔵した管状の加熱部としてもよく、その他、種々の構成とされたものの採用が可能である。また、この加熱部１３の下流側に、ホッパー本体１１内に導入される加熱された乾燥用のガスの温度を検出する温度センサーを設けている。この温度センサーの検出温度に基いて、加熱された乾燥用のガスが所定の温度となるように、発熱体への通電制御がなされるものとしてもよい。
【００１６】
ホッパー本体１１は、上部側部位が略筒形状とされ、下部側部位が略逆錐形状とされたホッパー状とされている。
このホッパー本体１１の下端部は、上記した供給先２上に設けられた投入管３に接続されている。この投入管３は、ホッパー本体１１に設けられたものとしてもよい。また、ホッパー本体１１内と供給先２の投入口とは、常時、連通する構造、つまりは、ホッパー本体１１内の粉粒体材料が、言わば垂れ流し状に供給先２に向けて供給されるものとしてもよい。または、ホッパー本体１１の下端部に、適宜の開閉機構や切出部等の排出部を設けた構成としてもよい。
【００１７】
また、この加熱部１３の上流側で、かつ分離膜２５を含む後記する調質ユニット２０の下流側の給気ライン１６には、流量調整弁１９が設けられている。この流量調整弁１９は、当該流量調整弁１９の上流側の圧力が概ね所定の高圧状態となり、当該流量調整弁１９の下流側に概ね一定流量で、貯留部１０に貯留された粉粒体材料の乾燥に適した流量の乾燥用のガスが流れるように、適宜、調整されるものとしてもよい。なお、この流量調整弁１９は、手動調整可能なニードルバルブ（絞り弁）等としてもよく、または、流量調整の制御が可能とされた流量制御バルブとしてもよい。
また、ホッパー本体１１には、加熱部１３において加熱された乾燥用のガスを導入する導入口が設けられている。図例では、加熱部１３の下流側に接続され、ホッパー本体１１内において上下方向に延びるように設けられた通気管の下端に導入口を設けた構成としている。この導入口からホッパー本体１１内における下端部に吐出された乾燥用のガスは、ホッパー本体１１内に貯留された粉粒体材料層を通過し、上端部に設けられた排気口を介して排気ライン１４に向けて排気される。
【００１８】
図例では、ホッパー本体１１の上端部にホッパー本体１１内に連通するように設けられた捕集部１２の上端部に排気ライン１４が接続される排気口を設けた例を示している。
捕集部１２には、材料元５の排出部の下流側に設けられた下流側輸送ライン３５が接続されている。また、この捕集部１２には、輸送ガスから粉粒体材料を分離させる分離部が設けられている。このような分離部としては、粉粒体材料と輸送ガスとを分離可能なものであればどのようなものでもよいが、輸送ガスに加えて粉塵を通過させる一方、原料となる粉粒体材料の通過を阻止するパンチングメタルや網状（メッシュ状）の多孔板状体等からなるものとしてもよい。また、このような分離部を設けずに、いわゆるサイクロン式にて輸送ガスから粉粒体材料を分離させる構造とされたものとしてもよい。
この捕集部１２において捕集した粉粒体材料は、自重によってホッパー本体１１内に落下し、貯留される。
【００１９】
材料元５としては、材料タンクや、粉粒体材料を計量する計量ホッパー、複数種の粉粒体材料を所定割合で配合する配合ホッパー等としてもよい。また、これら各種ホッパーの下流側に設けられる一時貯留部を材料元５としてもよい。また、輸送ライン３４，３５を単一の材料元５に接続して単一の粉粒体材料を貯留部１０に向けて輸送する態様に限られず、相異なる粉粒体材料をそれぞれに貯留する複数の材料元５に接続して複数種の粉粒体材料を貯留部１０に向けて輸送可能とした態様としてもよい。
【００２０】
この材料元５の下端部に設けられた排出部は、粉粒体材料を言わば垂れ流し状に輸送ライン３４，３５に向けて排出するものとしてもよいが、排出制御（作動制御乃至は開閉制御）可能な適宜の開閉機構や切出部等を設けた構成とされたものとしてもよい。このような排出部としては、排出管に対して直交方向に移動される弁体を備えたスライドダンパーや、同排出管に対して軸方向に移動される弁体を備えたプッシュダンパー、ローターを備えたロータリーフィーダー、スクリューを備えたスクリューフィーダー、周面に材料を収容する凹部（マス部）が設けられた回転体を備えたマスフィーダー等としてもよい。さらには、排出部としては、容量調整可能とされた容器（計量マス）を排出管に対してスライドさせて排出させる構成とした計量マスダンパーとしてもよい。
【００２１】
また、材料元５の排出部の上流側に設けられた上流側輸送ライン３４は、給気ライン１６から分岐するように設けられた分岐ライン３０に切替弁３２を介して接続されている。本実施形態では、この切替弁３２を、三方切替弁とし、この切替弁３２に、分岐ライン３０及び上流側輸送ライン３４に加え、供給先２に連通される供給先側給気ライン３３を接続した構成としている。つまり、この切替弁３２を、分岐ライン３０と上流側輸送ライン３４とを連通させる輸送側切替状態とすれば、給気ライン１６を経た乾燥用のガスが分岐ライン３０及び上流側輸送ライン３４を経て材料元５側に向けて送気される。このように切替弁３２を輸送側切替状態とし、材料元５の排出部を排出制御されるものとした場合には、排出状態とすれば、上流側輸送ライン３４を経て送気される高圧ガスによって、材料元５から排出された粉粒体材料が下流側輸送ライン３５を介して捕集部１２に向けて圧送（気力輸送）される。なお、この切替弁３２の輸送側切替状態への切り替えは、ホッパー本体１１に設けられた材料センサー等の材料要求信号に基いてなされるものとしてもよい。また、下流側輸送ライン３５に粉粒体材料が滞留しないように、切替弁３２及び材料元５の排出部を適宜、制御するようにしてもよい。
【００２２】
一方、切替弁３２を、分岐ライン３０と供給先側給気ライン３３とを連通させる供給先側切替状態とすれば、給気ライン１６を経た乾燥用のガスが分岐ライン３０及び供給先側給気ライン３３を経て供給先２側に向けて送気される。本実施形態では、この供給先側給気ライン３３を、投入管３に接続した構成としている。なお、ガス循環源１７が起動されている際には、材料輸送時以外は、切替弁３２を供給先側切替状態とし、供給先２にガスを給気する態様としてもよい。また、切替弁３２を三方切替弁とした態様に代えて、２つの開閉弁によって構成するようにしてもよい。
また、分岐ライン３０には、上記同様の流量調整弁３１が設けられている。この流量調整弁３１は、上記同様、当該流量調整弁３１の上流側の圧力が概ね所定の高圧状態となり、当該流量調整弁３１の下流側に概ね一定流量で、粉粒体材料の輸送に適した流量のガスが流れるように、適宜、調整されるものとしてもよい。
【００２３】
捕集部１２の排気側に接続された排気ライン１４には、材料輸送において分離された粉塵やホッパー本体１１からの排気に含まれる粉塵等を捕捉するフィルター１５が設けられている。また、このフィルター１５の上流側（吸込側）には、外気を取り込む外気導入口が設けられている。この外気導入口を介して、後記するように分離膜２５において分離されて系外に排出される酸素等に応じた量の外気が導入される。
また、排気ライン１４の末端が吸込側に接続されたガス循環源１７は、吐出側となる給気ライン１６に向けて高圧のガスを吐出するコンプレッサ（圧縮機）とされている。このガス循環源１７の容量は、後記する分離膜２５や貯留部１０、輸送ライン３４，３５等を含む循環ラインの構成に応じて、適宜の容量とされたものとしてもよい。また、このガス循環源１７を、防音ケース内に収容させた構成としてもよい。
【００２４】
このガス循環源１７の吐出側に接続された給気ライン１６には、ガス循環源１７において高温となったガスを冷却する冷却器（アフタークーラ）１８が設けられている。この冷却器１８は、当該冷却器１８を経たガスの温度が、例えば、８０度以下、好ましくは、４０度〜６０度程度となるように冷却するものとしてもよい。図例では、この冷却器１８を、空冷式のものとした例を示しているが、水冷式のものとしてもよく、種々の構成とされたものの採用が可能である。また、この冷却器１８に、析出される水を除去するドレンセパレータを設けた構成としてもよい。
【００２５】
分離膜２５を含む調質ユニット２０は、冷却器１８の下流側の給気ライン１６に設けられている。
この調質ユニット２０は、フィルター２１、オイルミストセパレータ２２、マイクロセパレータ２３、分離膜２５及び圧力計２４を、下流側に向けてこの順に配した構成とされている。フィルター２１、オイルミストセパレータ２２及びマイクロセパレータ２３には、除去した水分や油分を排出するドレン排出部が設けられている。
分離膜２５は、粉粒体材料の乾燥に不適な水分及び酸素の両方または一方を取り込んだガスから分離させて系外に排出し、残余のガスを下流側の給気ライン１６に送出する構成とされている。本実施形態では、この分離膜２５を、取り込んだガスから酸素を分離させて窒素富化ガス（窒素リッチガス）を下流側の給気ライン１６に送出する窒素分離膜（窒素セパレーター）２５としている。このような窒素分離膜２５としては、筒状体内に多数の中空糸膜を収容させた構成とされた中空糸膜式の窒素分離膜２５としてもよい。このような窒素分離膜２５においては、圧縮ガスが中空糸内を通過する際に、酸素が膜を透過して排出され、中空糸の出口側において窒素富化ガス（窒素リッチガス）が得られる。
【００２６】
上記したガス循環源１７は、このような中空糸膜式の窒素分離膜２５に応じた高圧（圧縮）ガスの吐出が可能とされている。なお、ガス循環源１７は、このような中空糸膜式の窒素分離膜２５において効率的に窒素が得られるように、吐出側の圧縮ガスの圧力が設定されたものとしてもよい。
圧力計２４は、窒素分離膜２５の下流側の給気ライン１６の圧力を測定する構成とされている。この圧力計２４に、圧力スイッチ等を設け、設定圧力以下になれば、ランプやアラーム等によって異常を報知可能な構成としてもよい。また、窒素分離膜２５の下流側の給気ライン１６の圧力が概ね一定の圧力となるように調整可能な構成とされたものとしてもよい。
また、乾燥装置１またはこの乾燥装置１を含む乾燥システムＡの適所には、上記した各機器に信号線等を介して接続されたＣＰＵ等の制御回路や、メモリ等によって構成され、各種動作プログラム等を記憶する記憶部等が設けられた制御盤が設けられている。
【００２７】
上記構成とされた乾燥装置１を含む乾燥システムＡにおいては、予め設定されたプログラムに従い、各機器が制御部に制御されて粉粒体材料の乾燥や輸送がなされる。例えば、ガス循環源１７を起動し、加熱部１３を起動すれば、窒素分離膜２５において分離された乾燥用のガスとしての窒素富化ガスが、給気ライン１６及び加熱部１３を経て加熱されてホッパー本体１１内に導入され、ホッパー本体１１内の粉粒体材料を加熱、乾燥し、排気ライン１４を介してホッパー本体１１外に排出され、ガス循環源１７を介して循環される。また、給気ライン１６を経たガスの一部は、分岐ライン３０及び供給先側給気ライン３３を介して供給先２側に供給され、ホッパー本体１１内を通過し、上記同様、排気ライン１４を経てガス循環源１７を介して循環される。また、供給先２への粉粒体材料の供給によってホッパー本体１１内の材料レベルが低下すれば、切替弁３２を輸送側切替状態とする。これにより、給気ライン１６を経たガスの一部が輸送ライン３４，３５に供給され、材料元５からホッパー本体１１に向けて粉粒体材料の圧送がなされ、この圧送に用いられたガスは、上記同様、排気ライン１４を経てガス循環源１７を介して循環される。なお、上記動作例は、一例に過ぎず、その他、種々の変形が可能である。
【００２８】
本実施形態に係る乾燥装置１及びこれを備えた乾燥システムＡは、上述のような構成としたことで、粉粒体材料を効果的に乾燥することができる。
つまり、ガス循環源１７の吸込側及び吐出側のそれぞれに接続された排気ライン１４及び給気ライン１６を介して貯留部１０（ホッパー本体１１）に循環供給されるガスを、分離膜（窒素分離膜）２５を通過させる構成としている。従って、系外から取り込んだ外気や圧縮空気から窒素を生成し、循環回路に混入させるようなものと比べて、循環されるガスの略全量を、窒素分離膜２５を通過させて乾燥用のガスにでき、粉粒体材料を効果的に乾燥することができる。これにより、大量の圧縮空気が必要となったり、大型の窒素発生器等を設けたりする必要性を低減することができる。
【００２９】
つまり、乾燥装置１自体に、排気ライン１４及び給気ライン１６を介して貯留部１０にガスを循環供給するガス循環源１７及び循環されるガスから酸素を系外に排出する窒素分離膜２５を設けた構成としている。従って、装置外から窒素を導入するようなものと比べて、系内の圧力変動が生じ難く、また、外気よりも高温（例えば、４０度〜６０度程度）のガスを窒素分離膜２５や貯留部１０に循環供給することができ、粉粒体材料を効果的に乾燥することができる。
また、本実施形態では、分離膜２５を、窒素分離膜２５としているので、粉粒体材料の酸化を抑制することができる。また、乾燥が進むに従い循環されるガスの窒素濃度を、窒素分離膜２５の性能以上の濃度に高めることも可能となり、高濃度の（純度の高い）窒素富化ガス（窒素リッチガス）を効率的に循環させることができる。これにより、窒素分離膜２５の小型化を図ることもできる。
【００３０】
また、本実施形態では、貯留部１０に貯留された粉粒体材料の供給先２に連通される供給先側給気ライン３３を、給気ライン１６における窒素分離膜２５の下流側部位から分岐させるように設けた構成としている。従って、供給先２側にも窒素分離膜２５を通過して循環されるガスを供給することができ、供給先２側における粉粒体材料の酸化等を抑制することができる。
また、本実施形態では、材料元５から貯留部１０に粉粒体材料を気力輸送する輸送ライン３４，３５を、給気ライン１６における窒素分離膜２５の下流側部位から分岐させるように設けた構成としている。従って、窒素分離膜２５を通過して循環されるガスを用いて材料元５からの粉粒体材料を気力輸送することができ、輸送時における粉粒体材料の酸化等を抑制することができる。
また、本実施形態では、この輸送ライン３４，３５にガスを通過させる状態に切り替えられる切替弁３２を設けた構成としている。従って、この切替弁３２を上記のように切り替えることで、材料元５から貯留部１０に粉粒体材料を気力輸送することができる。
【００３１】
次に、本実施形態に係る乾燥装置１及びこれを備えた乾燥システムＡに組み込まれる調質ユニットの変形例について図２を参照して説明する。なお、上記した例との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略または簡略に説明する。
【００３２】
図２（ａ）は、第１変形例に係る調質ユニット２０Ａを模式的に示している。
本変形例では、分離膜として、窒素分離膜２５に代えて、除湿分離膜２６を設けた構成としている。つまり、マイクロセパレータ２３と圧力計２４との間に、除湿分離膜２６を設けた構成としている。この除湿分離膜２６は、取り込んだガスから水分を分離させて低露点の乾燥ガスを下流側の給気ライン１６に送出する構成とされている。このような除湿分離膜２６としては、上記同様、筒状体内に多数の中空糸膜を収容させた構成とされた中空糸膜式の除湿分離膜（メンブレンドライヤー）２６としてもよい。このような除湿分離膜２６においては、圧縮ガスが中空糸内を通過する際に、水蒸気が膜を透過して排出され、中空糸の出口側において低露点の乾燥ガスが得られる。このような調質ユニット２０Ａを備えた構成とすれば、除湿分離膜２６を通過して循環供給されるガスが低露点のガスとなり、粉粒体材料を効果的に乾燥することができる。
【００３３】
図２（ｂ）は、第２変形例に係る調質ユニット２０Ｂを模式的に示している。
本変形例では、分離膜として、窒素分離膜２５及び除湿分離膜２６の両方を設けた構成としている。図例では、マイクロセパレータ２３の下流側に、除湿分離膜２６と窒素分離膜２５とを下流側に向けてこの順に設けた構成としている。このような調質ユニット２０Ｂを備えた構成とすれば、除湿分離膜２６及び窒素分離膜２５を通過して循環供給されるガスが低露点でかつ窒素富化ガスとなり、粉粒体材料をより効果的に乾燥することができる。
【００３４】
図２（ｃ）は、第３変形例に係る調質ユニット２０Ｃを模式的に示している。
本変形例では、給気ライン１６における分離膜（窒素分離膜）２５の上流側部位と下流側部位とを連通させる第１バイパスライン２７を設けた構成としている。つまり、給気ライン１６を通過するガスの一部を、窒素分離膜２５を通過させることなく下流側に給気する第１バイパスライン２７を設けた構成としている。このような構成とすれば、窒素分離膜２５において分離されて系外に排出される酸素等の量が減少されることから、このような第１バイパスライン２７を設けていないものと比べて、下流側に給気されるガスの流量を多くすることができる。なお、効率的に高濃度の窒素富化ガスを循環供給する観点から、第１バイパスライン２７を通過するガスの流量が適宜の流量となるように、第１バイパスライン２７の径を適宜、設定したり、第１バイパスライン２７に上記同様の流量調整弁を設けたりしてもよい。
【００３５】
なお、本変形例において説明した第１バイパスライン２７を、上記した調質ユニット２０や、第１変形例に係る調質ユニット２０Ａに設けた構成としてもよい。また、本変形例では、第１バイパスライン２７の上流側端を、除湿分離膜２６の下流側に接続した例を示しているが、除湿分離膜２６の上流側に接続した構成としてもよい。つまり、給気ライン１６を通過するガスの一部を、除湿分離膜２６及び窒素分離膜２５の両方を通過させることなく下流側に給気する構成とされたものとしてもよい。
また、上記した供給先側給気ライン３３や輸送ライン３４，３５に連通される分岐ライン３０を、分離膜（窒素分離膜）２５の下流側部位の給気ライン１６に接続された第１バイパスライン２７の接続部よりも上流側部位から分岐させるように設けた構成としてもよい。これによれば、貯留部１０側に供給されるガスの流量を多くすることが可能でありながらも、供給先２側（または材料元５側）には、高濃度の窒素富化ガスを供給することができる。
【００３６】
次に、本発明に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムの他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図３は、第２実施形態に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムを模式的に示す図である。
なお、上記第１実施形態との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略または簡略に説明する。
【００３７】
本実施形態に係る乾燥装置１Ａ及びこれを備えた乾燥システムＢは、それぞれにガス循環源１７，１７、冷却器１８，１８及び調質ユニット２０，２０を配した複数（図例では、２つ）の給気ライン１６Ａ，１６Ｂを並列状に設けた構成とされている。本実施形態では、フィルター１５の下流側において分岐させるように２本の給気ライン１６Ａ，１６Ｂを設け、一方の第１給気ライン１６Ａの末端を、上記同様、貯留部１０に接続した構成としている。他方の第２給気ライン１６Ｂの末端を、合流ライン３０Ａ及び上流側輸送ライン３４が接続された切替弁３２Ａに接続した構成としている。また、合流ライン３０Ａを、調質ユニット２０の下流側の第１給気ライン１６Ａに合流させるように接続した構成としている。また、この合流ライン３０Ａにおける第１給気ライン１６Ａとの接続部よりも上流側から分岐させるように供給先２に連通される供給先側給気ライン３３Ａを設けた構成としている。また、この供給先側給気ライン３３Ａには、上記同様の流量調整弁３１Ａが設けられている。
【００３８】
切替弁３２Ａを、第２給気ライン１６Ｂと合流ライン３０Ａとを連通させる第１切替状態とすれば、第２給気ライン１６Ｂを経たガスが合流ライン３０Ａを介して第１給気ライン１６Ａ及び供給先側給気ライン３３Ａに送気される。一方、切替弁３２Ａを、第２給気ライン１６Ｂと上流側輸送ライン３４とを連通させる第２切替状態とすれば、第２給気ライン１６Ｂを経たガスが上流側輸送ライン３４を経て材料元５側に向けて送気される。
このような構成とすれば、貯留部１０や、供給先２、輸送ライン３４，３５に供給されるガスの流量を、上記第１実施形態と比べて、増大させることができる。
【００３９】
なお、第１給気ライン１６Ａ及び第２給気ライン１６Ｂの両方または一方の調質ユニット２０を、上記した各変形例のいずれかの調質ユニットとしてもよい。
また、本実施形態では、各給気ライン１６Ａ，１６Ｂのそれぞれに、ガス循環源１７，１７、冷却器１８，１８及び調質ユニット２０，２０を設けた例を示しているが、このような態様に限られない。例えば、単一のガス循環源１７に対して複数の分離膜２５を含む調質ユニット２０を直列状乃至は並列状に設けたり、直列状乃至は並列状に複数設けられたガス循環源１７に対して単一の分離膜２５を含む調質ユニット２０を設けた態様等としてもよい。
【００４０】
次に、本発明に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムの更に他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図４は、第３実施形態に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムを模式的に示す図である。
なお、上記第１実施形態との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略または簡略に説明する。
【００４１】
本実施形態に係る乾燥装置１Ｂ及びこれを備えた乾燥システムＣは、排気ライン１４と給気ライン１６における分離膜（窒素分離膜）２５の下流側部位とを連通させる第２バイパスライン２８と、この第２バイパスライン２８の排気ライン１４側に吸込側が接続される一方、給気ライン１６側に吐出側が接続される送風機２９と、を設けた構成とされている。このような構成とすれば、循環されるガスの一部を、ガス循環源１７及び窒素分離膜２５を通過させることなく第２バイパスライン２８を介して貯留部１０に向けて給気することができ、貯留部１０に供給されるガスの風量を効果的に増大させることができる。
【００４２】
本実施形態では、フィルター１５の下流側の排気ライン１４から分岐させるように、かつ流量調整弁１９の下流側の給気ライン１６に合流させるように第２バイパスライン２８を設けた構成としている。
なお、第２バイパスライン２８に、流量調整の制御が可能とされた流量制御バルブを設け、貯留部１０の排気側のガスの窒素濃度や露点、温度等の所定の制御要因を検出する検出器の検出値に基いて、流量制御バルブを制御し、第２バイパスライン２８を通過させるガスの流量を変更するような制御を実行するようにしてもよい。つまりは、貯留部１０に貯留された粉粒体材料の乾燥度合や、ガスの露点や窒素濃度等に応じて、窒素分離膜２５を通過させるガスの流量を増減させるようにしてもよい。
また、本実施形態においても、調質ユニット２０を、上記した各変形例のいずれかの調質ユニットとしてもよい。
また、上記各実施形態では、給気ライン１６（１６Ｂ）から分岐させるように、供給先側給気ライン３３（３３Ａ）と輸送ライン３４，３５とを設けた例を示しているが、これら供給先側給気ライン３３（３３Ａ）及び輸送ライン３４，３５のうちの一方のみを設けた構成としてもよく、または、両方を設けていない乾燥装置としてもよい。
【００４３】
次に、本発明に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムの更に他の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図５は、第４実施形態に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムを模式的に示す図である。
なお、上記第１実施形態との相違点について主に説明し、同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略または簡略に説明する。
【００４４】
本実施形態に係る乾燥装置１Ｃ及びこれを備えた乾燥システムＤは、貯留部１０Ａを、加熱部１３を設けていないタンク状としている。また、分離膜として除湿分離膜２６を設けた第１変形例に係る調質ユニット２０Ａを給気ライン１６に配した構成としている。また、供給先２に連通される供給先側給気ライン３０Ｂを、給気ライン１６における分離膜（除湿分離膜）２６の下流側部位から分岐させるように設けた構成としている。また、貯留部１０Ａから供給先２に粉粒体材料を気力輸送する輸送ライン３７，３８を、給気ライン１６における分離膜（除湿分離膜）２６の下流側部位から分岐させるように設けた構成としている。
【００４５】
つまり、本実施形態では、貯留部１０Ａから供給先２に向けて粉粒体材料を気力輸送する構成としている。また、供給先２上に設けられた投入管３に、気力輸送された粉粒体材料を捕集する上記同様の捕集部４を設けた構成としている。この捕集部４には、貯留部１０Ａの排出部の下流側に設けられた下流側輸送ライン３８と、貯留部１０Ａからの排気ライン１４に合流するように接続される供給先側排気ライン３９と、が接続されている。
供給先側給気ライン３０Ｂは、上記同様の流量調整弁３１を設けた構成とされ、調質ユニット２０Ａと流量調整弁１９との間の給気ライン１６から分岐するように設けられている。また、この供給先側給気ライン３０Ｂの末端は、供給先２上に設けられた捕集部４に加熱部６を介して接続されている。このような構成とすれば、供給先２に供給される粉粒体材料を加熱部６によって加熱されたガスによって予備昇温することができる。なお、供給先側給気ライン３０Ｂの末端を、加熱部６を介して投入管３に接続した態様としてもよい。
【００４６】
貯留部１０Ａの排出部の上流側に設けられた上流側輸送ライン３７は、切替弁３６を介して給気ライン１６に接続されている。この切替弁３６は、三方切替弁とされ、この切替弁３６には、貯留部１０Ａにガスを給気する貯留部側ライン１６Ｃが接続されている。この切替弁３６を、給気ライン１６と貯留部側ライン１６Ｃとを連通させる貯留部側切替状態とすれば、ガス循環源１７及び調質ユニット２０Ａを経たガスが給気ライン１６、貯留部側ライン１６Ｃ及び排気ライン１４を介して貯留部１０Ａに循環供給される。一方、切替弁３６を、給気ライン１６と輸送ライン３７，３８とを連通させる輸送側切替状態とすれば、ガス循環源１７及び調質ユニット２０Ａを経たガスが輸送ライン３７，３８に供給され、これにより、貯留部１０Ａから排出された粉粒体材料の捕集部４への輸送がなされる。また、上記いずれの状態においても、ガス循環源１７及び調質ユニット２０Ａを経たガスの一部が供給先側給気ライン３０Ｂ及び供給先側排気ライン３９を介して供給先２側に循環供給される。
【００４７】
なお、切替弁３６の輸送側切替状態への切り替えは、供給先２の投入管３に設けられた材料センサー等の材料要求信号に基いてなされるものとしてもよい。
また、貯留部１０Ａの排出部は、粉粒体材料を言わば垂れ流し状に輸送ライン３７，３８に向けて排出するものとしてもよいが、上記同様、排出制御（作動制御乃至は開閉制御）可能な適宜の開閉機構や切出部等を設けた構成とされたものとしてもよい。
また、本実施形態では、第１変形例に係る調質ユニット２０Ａを設けた例を示しているが、これに代えて、上記第１実施形態において説明した調質ユニット２０や、他の変形例に係る調質ユニット２０Ｂ，２０Ｃを設けた構成としてもよい。
また、本実施形態では、給気ライン１６から分岐させるように、供給先側給気ライン３０Ｂと輸送ライン３７，３８とを設けた構成としたが、これら供給先側給気ライン３０Ｂ及び輸送ライン３７，３８のうちの一方のみを設けた構成としてもよく、または、両方を設けていない乾燥装置としてもよい。
また、上記各実施形態において説明した互いに異なる構成を、適宜、組み替えたり、組み合わせたりして適用するようにしてもよく、また、本発明に係る乾燥装置及びこれを備えた乾燥システムは、上記のような構成に限られず、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ        乾燥システム
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  乾燥装置
１０，１０Ａ          貯留部
１４                  排気ライン
１６                  給気ライン
１６Ａ                第１給気ライン（給気ライン）
１６Ｂ                第２給気ライン（給気ライン）
１６Ｃ                貯留部側ライン（給気ライン）
１７                  ガス循環源
２５                  窒素分離膜
２６                  除湿分離膜
２７                  第１バイパスライン
２８                  第２バイパスライン
２９                  送風機
３０Ｂ，３３，３３Ａ  供給先側給気ライン
３２，３２Ａ          切替弁
３４                  上流側輸送ライン
３５                  下流側輸送ライン
２                    供給先
５                    材料元
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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