(57)【要約】本発明は、粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル材料を、実質的に矩形断面を有する平形シャフト反応器の中で二次的熱処理するための装置に関する。シャフト１は上部領域４と下部領域５とから構成され、下部領域の水平断面Ｑ５は垂直方向下向きに先細になっている。少なくとも垂直シャフト壁４Ａ、４Ｂの区画はスクリーン形式のガス拡散領域を有している。下部出口領域５の大きな対向するシャフト壁５ａ、５ｂも同様にガス拡散領域である。ガス拡散領域はウェッジワイヤ・スクリーンから構成され、これは要件に応じてさまざまなスロット配置を取ることができる。ウェッジワイヤ・スクリーンの特別のスロット配置は、シャフト領域における水平断面にわたる粒状物の速度プロファイルを標準化することができる。エレメント（ダイヤモンド）を取り付けることによって装置の振動と衝撃は減少し、粒状物の速度プロファイルはさらに最適化される。
2004508991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル材料の熱処理または後処理のための装置であって、上部入口ポート（２）と下部出口ポート（３）とを有する垂直シャフト（１）を有し、シャフトの中で粒状物が垂直方向に頂部から底部へ導かれ、こうしてシャフト（１）は本質的に上部区域（４）と下部区域（５）とを有し、上部区域の矩形水平断面Ｑ４は垂直方向に沿って本質的に一定であり、下部区域の水平断面Ｑ５は垂直方向下向きに先細になっており、こうして垂直シャフト壁は少なくとも部分的領域にスクリーン状の区域を有し、スクリーン状の区域は例えば窒素を含むガス混合物による粒状物の横断ガス処理を可能にし、こうして横断ガス処理用のスクリーン状部分区域は少なくとも対向するシャフト壁（４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ）に配置され、それらの水平幅がそれぞれの断面Ｑ４、Ｑ５の矩形長辺に対応する装置において、シャフト壁（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）の内側面が少なくとも部分区域（６、７、８、９）において円滑な表面を有する材料で作られており、この材料は、粒状物の粒子の寸法に本質的に対応するある一定の優先的な方向を備えた表面構造を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
部分区域（６、７、８、９）がガスを透過することができるガス処理区域であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
シャフト壁（４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ）が、上部区域（４）と下部区域（５）の両方において粒状物の横断ガス処理を行なうためのスクリーン状領域または部分的領域を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
粒状物の横断ガス処理を行なうためのスクリーン状領域または部分的領域が、スロット孔スクリーン（１０、２０、３０、４０）から成り、これらスクリーンのスロットの幅は粒状物の最小寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
スロット孔スクリーン（１０）におけるスロットが本質的に垂直方向に走っていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
下部区域（５）において、水平断面Ｑ５が少なくとも１つの水平寸法にて垂直方向に頂部から底部へ減少し、こうして漏斗状の出口が形成されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
漏斗状の出口（５）が一対の対向する矩形面と一対の対向する台形面とから成り、こうして矩形面は上部区域（４）の対向するシャフト壁に隣接し、上部区域の水平方向幅は断面Ｑ４の短い矩形辺に対応することを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記矩形面がスロット孔スクリーンから成り、これらスクリーンのスロットは矩形辺に平行に走っていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
漏斗状の出口（５）が第１対の対向する台形面と第２対の対向する台形面とからなることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
広いシャフト壁（４ａ、４ｂ）に連結された台形面対の一対（５ａ、５ｂ）について、台形面はスロット孔スクリーン（１０）から成り、これらスクリーンのスロットは互いに平行に、かつそれぞれの台形面の上下底辺（１１、１２）に直角に走っていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
広いシャフト壁（４ａ、４ｂ）に連結された台形面対の一対（５ａ、５ｂ）について、台形面はスロット孔スクリーン（２０）から成り、これらスクリーンのスロットは台形面の対称軸Ａに対して対称に配置され、かつ対称軸Ａの両側においてそれぞれの台形面の斜辺（２３、２４）に平行に走っていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
広いシャフト壁（４ａ、４ｂ）に連結された台形面対の一対（５ａ、５ｂ）について、台形面はスロット孔スクリーン（３０）から成り、これらスクリーンのスロットは台形面の対称軸Ａに対して対称に配置され、かつ対称軸Ａの両側において互いに平行に走り、かつ台形面の対称軸Ａとそれぞれの斜辺（３３、３４）との間の角度分割線Ｗに平行に走っていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
台形面が対称軸Ａの周りに対称に伸びる矩形区域（４５）を有し、この短形区域の辺はそれぞれの台形面の上下底辺（４１、４２）に平行または直交して走り、スロットは矩形区域（４５）の中において台形面の対称軸Ａに平行に走っていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
台形面の対称軸Ａと台形面の斜辺（２３、２４；３３、３４；４３、４４）との間の角度αが１０°と３０°との間にあり、好ましくは約２０°であることを特徴とする請求項１０から請求項１３までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
台形面の上下底辺（４１、４２）に平行に伸びる矩形辺（４６、４７）の長さが、台形面の長い底辺（４１）の長さの約１／１０から台形面の短い底辺（４２）の長さまでの範囲内にあることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
上部区域（４）において、断面Ｑ４の長い矩形辺Ｌ４と短い矩形辺Ｋ４との比が２０：１と５：１との間にあり、好ましくは約１０：１であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
シャフト（１）の区域（４、５）において、すべての内側縁部（４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ）が斜めになっているかまたは丸くなっており、こうして水平断面Ｑ４、Ｑ５は多角形、卵形（円形競技場形状）、特に八角形となり、水平断面Ｑ４、Ｑ５は単にほぼ矩形であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
上向きに尖ったピーク（５１）を有するルーフ（５０）がシャフトの内部に配置されていることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
ルーフがシャフト（１）内でいくつかの水平列として配置され、列は垂直間隔を置いて離隔されていることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
ルーフ（５０）が対向する大きなシャフト壁（４ａ、４ｂ）の内側に取り付けられていることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル材料の熱処理または後処理のための、請求項１から請求項１９までのいずれか一項に記載の装置を使用する方法であって、
粒状物をシャフトの上部区域へ給送する段階と、
粒状物がシャフトを通って下向きに移動するときに、空気またはガスによって両側からガス処理する段階であって、特にシャフトの上部領域のスクリーン状部分区域を通じて横断方向に１８０°〜２５０°の温度で純粋な窒素によってガス処理する段階と、
粒状物が下向きに移動するときに、空気、ガス、特に純粋な窒素によって、シャフトの下部区域のスクリーン状部分区域を通じて８０°〜１２０°の温度で両側から粒状物をガス処理する段階と、
粒状物をシャフトから漏斗状出口を通じて排出させる段階と
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル材料の熱処理または後処理のための、特許請求の範囲における請求項１の前提部に記載の装置、ならびに本発明による装置によって実施することができる請求項２０に記載の対応する方法に関する。
【０００２】
ポリマー・プラスチックを結晶化して固相後凝縮するための方法と装置は周知である。例えば、ＰＥＴの後凝縮が適当な反応器において固相で２００℃以上の温度で数時間にわたって起こる。
【０００３】
ポリマー粒状物のさらなる用途に応じて、材料に関するさまざまな要件が存在する。食品包装業界において使用するためには、例えばアセトアルデヒドがないことがポリマーにとって重要である。使い捨てまたは返却可能な飲料用ボトルを製造するためにさらに加工する場合、特に高い機械的強度と透明度が必要である。高い機械的強度を達成するために、より高い反応温度および／またはより長い反応時間で達成される高度の重合が必要である。しかしながら、材料の熱分解または酸化を工程中に決して起させないことが重要であり、これは結果的に黄化を起す可能性があるからである。また他方では、粒状物の軟化を防止しなければならないので、粒状物は共に融解しないものである。
【０００４】
したがって、ポリマー粒状物のさらなる用途に応じて最適の反応条件を維持するが、反応器を通過するすべてのポリマー粒状物がある時間にわたって同じ反応条件に確実にさらされるようにすることが重要である。また、シャフト反応器の動作条件がこの目的のための時間にわたって一定に保持されている場合でも、粒状物のすべての粒体がほとんど同じ長さの時間だけ反応器の中に残ることを、同時に保証しなければならない。
【０００５】
これは、粒状物の垂直流れ方向に直角な断面にわたる粒状物の速度分布がシャフト反応器の各垂直位置において均一であることを意味する。シャフトにおけるある垂直位置での不均一な速度分布が可能である場合には、これらの分布を、粒状物の流れ挙動を流線形と仮定して、別の垂直位置における逆向きの速度分布によって補償しなければならない。
【０００６】
しかしながら、シャフトのあらゆる垂直位置において粒状物の均質の速度分布が達成される場合が最良であり、この目的のために、粒状物の望みの時間的に連続的な流れ挙動から、粒状物どうしおよび粒状物とシャフトの内壁との間の接着摩擦と滑り摩擦との相互作用が原因で過度に大きく逸れないことを確実にしなければならない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、一方ではシャフトの断面全体にわたってポリマー粒状物の均質な速度分布を達成し、他方では障害なしに粒状物の円滑で連続的な流れを達成することである。
【０００８】
この目的は、装置に関する請求項１から方法に関する請求項２１までに記載した特徴によって達成される。
【０００９】
少なくともある区域では、シャフト壁の顕微鏡的に微細で円滑な内部のために、しかし優先的な方向における肉眼で見える構造化によって、壁の区域においてポリマー粒状物と壁の内側との間に相互作用があり、したがってこれは粒状物の流れ挙動に影響を与える。
【００１０】
これらの部分的区域が、スロット付きおよび／または孔状開口部を有する通気性のガス処理区域によって形成されることが有利である。
【００１１】
横断ガス処理は、上部区域と下部区域すなわちシャフト壁の出口の両方において実施するのが都合がよい。これはシャフトの所定の構造高さによって最大ガス処理を発生させる。
【００１２】
粒状物の横断ガス処理のスクリーン状領域は、スロット幅が粒状物の最小寸法よりも小さなスロット孔スクリーンから構成することが好ましい。これは、シャフトの内壁に近い区域から出発する粒状物の動きに対する影響を可能にするが、これはまた、粒状物間の相互からみ合いおよび摩擦によってシャフトの内側区域に部分的に伝達される。粒状物に対するシャフト反応器内側のこの影響は、シャフトが浅い構造を有するためにすべての粒状物がシャフト壁の近くに位置するので、矩形断面を有するシャフトの浅い本設計の場合に特に顕著である。
【００１３】
シャフトの出口は漏斗形状に設計されることが好ましい。製造技術の点で、一対の対向する矩形表面と一対の対向する台形表面から成る漏斗形状出口が特に有利であり、こうして１つの水平寸法において漏斗形状のくびれが存在し、他の水平寸法ではシャフトの全幅が出口の全高にわたって維持されている。したがってこの設計によって、出口区域においても大きなガス処理区域が可能であり、矩形側部と台形側部とはすべてスロット孔スクリーンによって作られることが好ましい。スロット孔スクリーン内部におけるスロットの方向分布を、粒状物の外形と工程条件にしたがって適合させることもできる。例えば、さまざまなスロット構造を有する交換可能なグリッドもこの目的には考えられる。
【００１４】
しかしながら、スロット孔スクリーンは、スロットが互いに平行に走る領域から成ることが好ましい。
【００１５】
シャフトの別の好ましい実施形態では、漏斗形状の出口は、一対の第１対向台形面と一対の第２の対向する台形面とから成っている。これは円錐に似た構造を形成する。
【００１６】
出口区域における横断ガス処理が対向する大面積の側部を通じて起こることは都合がよい。上述のように、これらを台形面または矩形面のいずれかにすることができる。
【００１７】
特に安価な一実施形態では、対向する大面積のガス処理側部は、スロットが互いに平行に走って矩形または台形の面の底辺に直角に延在する、スロット孔スクリーンから成っている。
【００１８】
シャフト反応器の浅い本設計によって、出口の目標とされるくびれを通じて、そしてシャフトの内側の目標とされる構造化を通じて、シャフト反応器における速度プロファイルに対して影響を与えることは、特に有利であることが確証されている。シャフトの水平幅は一般的に、シャフトの水平深さよりも約５〜１０倍大きく、さらにまた粒状物の粒径に基づくシャフトの水平深さは大き過ぎないので、シャフトの深さに沿った粒状物の速度分布は比較的均質である。しかしながら、シャフトの幅にわたる粒状物の速度分布を考慮する場合、中間部における粒の速度は縁部区域における速度よりもはるかに高いことがわかっている。
【００１９】
この不等の速度分布を等しくするために、台形面におけるさまざまなスロット孔スクリーン構造が、シャフトの幅に沿った出口の一次元漏斗形状のくびれと共に提案されている。
【００２０】
スロットが台形面の対称軸に対して対称に位置し、対称軸の両側で台形面の斜辺に平行に走る台形面は、特に有利である。スロット孔スクリーンにおいてスロットが矢筈（ヘリボーン）模様で配置されているので、粒状物はここでは、シャフトの出口の中央区域における粒状物が減速されて、こうして速度プロファイルがより均一になるように、影響を受ける。スロット孔スクリーンは台形の斜辺に平行に配置されているので、このスロット孔スクリーン構造も、その製造において無駄がほとんどないという利点を有する。
【００２１】
スロット孔スクリーンの別の好ましい実施形態は、やはり台形面の対称軸に対称に配置されているが、互いに平行に、同時に対称軸と台形面のそれぞれの斜辺との間の角二等分線に平行に、対称軸の両側を走るスロットを有する。この設計によって、達成される速度プロファイルの均質性は特に良好であるが、スロット孔スクリーンの製造では特に大量の無駄がある。
【００２２】
スロット・グリッドの特に好ましい実施形態では、台形面は、台形面の対称軸の周りに対称に延在する矩形区域を有し、矩形区域の側部は台形面の底辺に平行または直角に走り、スロットは矩形区域の中で台形面の対称軸に平行に走っている。速度プロファイルをさらに均質にすることに対するこの設計の効果は、前節に述べたものと同様に良好であるが、製造において無駄がより少ないという利点をもたらす。さらに、矩形区域は、矩形の幅の増加または減少のいずれかによってスロット孔スクリーンの複雑な変化を減らすのに適している。これは台形スロット孔のモジュール設計を通じて達成することができ、この場合、台形の斜辺に平行なスロットを有する２つの分離した台形半分と長い辺に平行なスロットを有する矩形とが使用される。中央矩形区域についても同じく、グリッドの右または左半分を多少重ねることによって変化させることが可能である。
【００２３】
本発明によるシャフトの出口では、台形面の対称軸と台形面の斜辺との間の角度は１０°〜３０°であり、約２０°であることが好ましい。
【００２４】
中央矩形区域を有する台形スロット・グリッドの実施形態では、台形面の底辺に平行に走る矩形辺の長さは、台形面の大きな底辺の長さの約１／１０であり、台形面の小さな底辺に対応する最大値をとることもできる。
【００２５】
本発明によるシャフトの浅い設計では、粒状物の流れ方向に直角な断面の短い矩形辺と長い矩形辺の比は２０：１〜５：１の間である。１０：１の比の場合には特に良好な結果が達成された。
【００２６】
シャフト反応器のすべての実施形態において、シャフトの上部区域ならびにシャフトの下部区域におけるすべての内側縁部が斜めか、もしくは丸くなっており、こうして水平断面が多角形、卵形（円形競技場形状）、または特に八角形である場合が特に有利である。したがって水平断面はさらによく調べると単にほぼ矩形である。これは、内側縁部において粒状物のくさび状詰まりが起らないように特に重要である。粒状物は、特に高温において固着する傾向がある。粒状物は通常は形が立方体または直平行六面体または円筒形であるので、２つの対角壁側部が内側縁部への接着表面となる危険性はない。内側縁部のこの傾きまたは傾斜によって、粒状物の凝結を防止することができる。
【００２７】
シャフトにおける粒状物の速度プロファイルに対する影響を、ルーフの目標とされる設置によって達成することができ、これらのルーフはそれらのピークが粒状物の流れ方向に対して上向きに向くように配置されている。これらのルーフはシャフトの中央区域に取り付けられることが好ましい。
【００２８】
シャフトの上部区域において多くの小さなルーフがいくつかの水平列になって、ルーフの列が垂直方向に互いに間隔をおいて配置されていることは特に有利である。これは、シャフト内に入れた粒状物の塊全体の気まぐれな移動を制限する上で特に有用であることを証明しており、断面が小さいので或るゾーンから他のゾーンへのガスの迂回がより少ないという利点がある。上部シャフト区域にこのような水平ルーフ列がなければ、粒状物どうしの、そして或る一定の処理条件および粒状物条件の下でシャフトの内壁との接着摩擦および滑り摩擦という好ましくない相互作用が発生することがあり、これは、粒状物全部が大量であるため設備全体の強い振動を引き起こす可能性がある。水平ルーフの列は粒状物全容積のさまざまな区域の分割を生じさせるので、接着摩擦と滑り摩擦（スリップスティック）のこのような相互作用は個々の区域において個別にのみ起り、これにより、全量が少なくなって落下高さが小さくなるので振動を大幅に減らすことができる。ルーフのくびれ部において粒状物の速度が変化するので、これは、粒状物全量にわたっての非同期躍動ではなく、粒状物全体の、複数の少量部分の非同期振動を起させる。
【００２９】
ルーフは対向する大きなシャフト壁の内側に取り付けられることが好ましい。これはシャフト構造全体の安定化にさらに貢献することになる。
【００３０】
本発明のその他の利点、特徴、および可能な適用分野は、本発明の範囲を少しも限定するものではない好ましい実施形態の、図面に基づいて行う下記の説明から導き出される。
【００３１】
図１は、本発明による、上部区域４と下部区域５とから成るシャフト１の概略斜視図である。上部区域４の上端部には入口ポート２が設けられ、下部区域５の下端部には出口ポート３が設けられている。上部区域４は４つの垂直シャフト壁４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによって画定され、その全高にわたって一定の水平断面Ｑ４を有する。
【００３２】
４つの本質的に垂直なシャフト壁５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄによって画定される下部区域５が上部区域４に続く。
【００３３】
下部区域５の水平断面Ｑ５は頂部から底部へ向かって連続的に小さくなっている。
【００３４】
下部区域の側部５ａ、５ｂは台形状に設計されているが、下部区域の側部５ｃ、５ｄは矩形状に設計されている。したがって下部区域５は頂部から底部に向かって１つの寸法において次第に先細になっている。
【００３５】
ガス処理は、対向する大きなシャフト壁、すなわち一方では４ａ、４ｂ、他方では５ａ、５ｂにおけるスクリーン状ガス処理区域（図示せず）を通じて実施される。処理すべき粒状物は上部入口ポート２を通じて加えられ、重力の影響の下でシャフト１を通じて移動し、下部出口ポート３から出る。
【００３６】
シャフト１の内側縁部区域における部分的に粘着性のＰＥＴ粒状物の固化を防止するために、上部区域４の縁部４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈならびに下部区域５の縁部５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈは、内側に先細になっているか或いは丸く（図示せず）なっており、したがって隣接シャフト壁間の内角は９０°よりも大きい。
【００３７】
ＰＥＴ粒状物は通常は形が立方体または円筒状であるので、壁のこの傾斜または丸みは、粒状物の２つの表面が内側縁部における２つの直交する内側表面に固着するのを防止する。
【００３８】
図２、３、４、５、６は、シャフト１の下部区域５のための、台形スロット孔スクリーンのさまざまな実施形態を示し、スロット孔スクリーンは出口区域５の対向する表面５ａ、５ｂを形成する。
【００３９】
図２は、スロット付きグリッドの平行スロットが対称軸Ａに平行にかつ台形の上下底辺１１、１２に直角に走る、台形スロット付きグリッド１０を示す。台形の斜辺１３、１４は対称軸Ａに対して角度αをなし、この角度は１０°〜３０°の間であり、約２０°であることが好ましい。
【００４０】
スロットは本質的に直角に配向されているので、シャフト１の頂部から底部まで流れる粒状物はほとんど妨害されず、したがってこれは、シャフトの内部区域を下向きに移動する粒状物とシャフトの縁部区域を下向きに移動する粒状物との間の速度差を小さくする。シャフトの上部区域４におけるガス処理区域はまた、スロットが頂部から底部へ直角に走るスロット孔スクリーンによっても形成される。
【００４１】
図３は、対称軸Ａに平行な中間部に障害物１５すなわちいわゆるダイヤモンドが設けられている、図２の台形スロット孔スクリーン１０を示す。このダイヤモンド１５は２つのスロット孔スクリーン１０の間に連続的に延在し、各スクリーンはシャフト１の下部区域５の面５ａ、５ｂを形成している。ダイヤモンドは３つの役割をはたす。
【００４２】
第１に、シャフト１の中央区域では、ダイヤモンドは頂部から底部へ移動する粒状物を妨害し、したがって下向きに流れる粒状物の垂直方向の速度をさらに均一にする。
【００４３】
第２に、ダイヤモンドの容積排除によって、ダイヤモンドはまた出口区域の部分を減らし、さもなければ（すなわちダイヤモンドが設けられていない場合）粒状物は均質性がかなり劣る速度分布で通過することになろう。
【００４４】
第３に、出口区域５の対向する側部５ａ、５ｂとのダイヤモンド１５の固定連結は、設備全体の安定性を増加する。これは、シャフト壁に対する力が下部区域５において特に大きいので、特に重要である。
【００４５】
図４は、出口区域５の面５ａ、５ｂについての、台形スロット孔スクリーン２０の実施形態を示す。台形スロット孔スクリーン２０は、対称軸Ａに対称に配置された２つの半分スクリーンから成っている。台形の２つの半分スクリーン各々において、スロット孔スクリーンのスロットは、互いに平行にかつそれぞれの斜辺２３、２４に平行に走っている。したがって、ここではスロットは台形の上下底辺２１、２２に直角に走ってはいない。さまざまなスロット孔スクリーンのこの配置は、シャフトの上部区域４における水平断面Ｑ４および下部区域５の水平断面Ｑ５との全体にわたって、垂直方向の粒子速度の非常に良好な均質性を達成する。
【００４６】
台形スロット孔スクリーンのこの形をもちろんダイヤモンド１５によって補足することもでき、または２つの実施形態を組み合わせて使用することもできる。
【００４７】
図５は、出口区域５の面５ａ、５ｂについての、台形スロット孔スクリーンの別の実施形態を示す。
【００４８】
図４におけるように、ここでもまた台形スロット孔スクリーンは、対称軸Ａに対称な２つの区域から成っている。区域の各々において、スロットは互いに平行に、また同時に対称軸Ａと台形の斜面３３、３４との間の角度分割線Ｗに平行に走っている。ここでもまた、スロットは台形の上下底辺３１、３２に直角に走ってはいない。このスロット孔スクリーンの幾何形状は、水平断面Ｑ４、Ｑ５にわたって特に均質の垂直方向速度プロファイルを達成する。
【００４９】
図６は、出口区域５の面５ａ、５ｂについての、台形スロット孔スクリーンのさらに別の実施形態を示す。ここでは台形は上下底辺４１、４２ならびに両斜辺４３、４４から成っている。
【００５０】
スロット孔スクリーン４０はスロット孔スクリーン４と本質的に同一であるが、その中央区域に、対称軸Ａに対称であってそのスロットが対称軸Ａに平行に走っている矩形の区域も有する。矩形の上辺および下辺４６、４７は台形スロット孔スクリーンの上下底辺４１、４２の一部分を形成している。このスロット孔スクリーン４０は本質的に、シャフト１の水平断面全体にわたって粒状物速度プロファイルのかなり完全な均質性を達成する。この結果は、図５におけるスロット孔スクリーン３０によって得られた結果と本質的に同一である。
【００５１】
しかしながら、これは、さまざまなスロット孔スクリーン区域を切り出すときに材料の無駄が少ないため、図５におけるスロット孔スクリーンと比較して製造技術の面で利点を有している。もう一つの利点は、中央矩形区域の幅、すなわち矩形の辺４６、４７の長さを必要に応じて変えることができることである。
【００５２】
シャフトにおける水平断面にわたる粒状物の速度プロファイルがシャフトの寸法、内壁表面の粗度ならびに粒状物の特性と寸法に依存するので、さまざまなシャフト・サイズならびに粒状物の種類のための適合した修正を、中央矩形区域の幅を調節することによって得ることができる。
【００５３】
図２から図６までのさまざまな設計の特徴を、もちろん必要に応じて組み合わせることもできる。
【００５４】
図７は、図１における対向するシャフト側部４ａ、４ｂに平行な断面に沿った概略断面図である。これは、図面の平面に対して直角方向に、すなわちシャフトの上部区域４の側部４ａ、４ｂに対して直角に伸びる、全部で１０個のルーフ５０を示している。ルーフのピーク５１は上方を向いている。ルーフ列全体は補強取付け区域５２における側部４ａ、５ａに接合されている。スロット孔スクリーン区域５３は締付け区域５２の両側部に向かって伸びている。
【００５５】
図８は、シャフト反応器の第１実施形態の概略側面図である。シャフト１の上部区域４にはガス処理区域６、７、８があり、またシャフト１の下部区域５にはガス処理区域９がある。ガス処理区域６、７、８、９の各々の間に１つの取付け区域５２があり、これはシャフト１全体の安定性を増加させる。各ガス処理区域６、７、８、９はスロット孔スクリーン区域５３から成る。
【００５６】
図９は、本発明によるシャフト反応器の、別の実施形態の概略側面図である。図９の実施形態は、シャフトの内部に様々な障害物がある点で図８のものとは異なっている。したがって、複数のルーフ５０から成る１つのルーフ列がガス処理区域６、７の間に配置され、もう１つがガス処理区域７、８の間に配置され、出口区域５には１つのダイヤモンド１５がある。
【００５７】
粒状物は互いに斜めに突き当たり、粒状物の内部および粒状物とシャフト内壁との間には接着摩擦と滑り摩擦との相互作用があるので、粒状物の流れの中に応力が形成され、応力は時々突然開放されることもある。これはシャフト反応器全体に対する高い負荷を引き起こす。シャフト１の上部区域４においてルーフ列がさまざまな高さに取り付けられており、したがって達成される粒状物の速度が変化するので、シャフト１における粒状物の全容積は、本質的にガス処理区域６、７、８に対応する異なる区域に細分される。
【００５８】
この分割によって、粒状物における応力の気まぐれな解放がそれぞれの小区域６、７、８においてのみ発生するので、応力のこのような気まぐれな解放に巻き込まれる量は粒状物の全量よりもはるかに小さい。図８、９における取付け区域５２を、シャフト１の外壁から直角方向に伸びる鋼製の平らなバーによって補強することもできる。
【００５９】
図１０Ａ、１１Ａは水平断面Ｑ４の詳細図である。図示するように、水平断面Ｑ４は単にほぼ矩形である。
【００６０】
シャフト１の上部区域の内側縁部はすべて斜めになっているか丸くなっており、この斜め部分６０または丸い部分６１は縁部区域における内角をすべて９０°以上にし、これは、主として形状が立方体または円筒形である粒状物の固着をほとんど防止する。
【００６１】
図１０Ｂ、１１Ｂは、シャフト１の下部区域５における水平断面Ｑ５の詳細図である。
【００６２】
ここでもまた、内側縁部はすべて斜めになっているか丸くなっており、この斜め部分６０または丸い部分６１は粒状物の固着を防止する。もちろん斜め部分６０を丸い部分６１に置き換えることもでき、これは上述の斜め部分よりも製造が安価である。
【００６３】
図示したように、スロット孔スクリーンは、摩擦による材料の流れに対する大きな影響が全くないガス処理可能な容器をもたらす。しかしながら粒状物が出口区域５における移送導管の小さな断面の中に一緒に来ると、スロットの方向が粒状物の流れ速度に、したがって出口における粒状物の滞留時間スペクトルに大きく影響する。スロット孔スクリーンにおける多くの長いスロットは、粒状物がスロットに平行に流れることができない場合には、高い流れ抵抗を引き起こし、スロットの方向を通じて粒状物の方向を偏向させることも可能である。
【００６４】
速度プロファイルおよび滞留時間スペクトルを望みに応じて、特にシャフト１の出口区域５におけるスロットの特殊な配置を通じて影響を与えることができる。
【００６５】
（参照符号のリスト）
１　シャフト
２　入口ポート
３　出口ポート
４　上部区域
５　下部区域
６、７、８、９　ガス処理区域
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ　シャフト壁、上部区域
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ　シャフト壁、下部区域
Ｑ４　水平断面、上部区域
Ｑ５　水平断面、下部区域
４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ　シャフト縁部、上部区域
５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ　シャフト縁部、下部区域
１０　スロット孔スクリーン、台形
２０　スロット孔スクリーン、台形
３０　スロット孔スクリーン、台形
４０　スロット孔スクリーン、台形
１１、１２　スロット孔スクリーン１０の上下底辺
１３、１４　スロット孔スクリーン１０の斜辺
１５　ダイヤモンド型障害物
２１、２２　スロット孔スクリーン２０の上下底辺
２３、２４　スロット孔スクリーン２０の斜辺
３１、３２　スロット孔スクリーン３０の上下底辺
３３、３４　スロット孔スクリーン３０の斜辺
４１、４２　スロット孔スクリーン４０の上下底辺
４３、４４　スロット孔スクリーン４０の斜辺
４５　スロット孔スクリーン４０の矩形区域
４６、４７　矩形４５の矩形辺
Ａ　対称軸
Ｗ　角度二分線
α　対称軸Ａと台形斜辺との間の角度
５０　ルーフ
５１　ルーフの上部ピーク
５２　取付け区域
５３　スロット孔スクリーン区域
６０　斜め部分
６１　丸い部分
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるシャフト反応器の概略斜視図である。
【図２】
本発明によるスロット孔スクリーンの実施形態を示す図である。
【図３】
本発明によるスロット孔スクリーンの別の実施形態を示す図である。
【図４】
本発明によるスロット孔スクリーンの別の実施形態を示す図である。
【図５】
本発明によるスロット孔スクリーンの別の実施形態を示す図である。
【図６】
本発明によるスロット孔スクリーンの別の実施形態を示す図である。
【図７】
図１における側部４ａ、４ｂに平行な切断平面に沿った概略断面図である。
【図８】
シャフト反応器の第１実施形態の概略側面図である。
【図９】
シャフト反応器の第２実施形態の概略側面図である。
【図１０Ａ】
図１のシャフト反応器を通る水平断面Ｑ４、Ｑ５の詳細図である。
【図１０Ｂ】
図１のシャフト反応器を通る別の水平断面Ｑ４、Ｑ５の詳細図である。
【図１０Ｃ】
図１のシャフト反応器を通る別の水平断面Ｑ４、Ｑ５の詳細図である。
【図１１Ａ】
図１のシャフト反応器を通る別の水平断面Ｑ４、Ｑ５の詳細図である。
【図１１Ｂ】
図１のシャフト反応器を通る別の水平断面Ｑ４、Ｑ５の詳細図である。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年9月3日(2002.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル材料の熱処理または後処理のための装置であって、上部入口ポート（２）と下部出口ポート（３）とを有する垂直シャフト（１）を有し、シャフトの中で粒状物が垂直方向に頂部から底部へ導かれ、こうしてシャフト（１）は本質的に上部区域（４）と下部区域（５）とを有し、上部区域の矩形水平断面Ｑ４は垂直方向に沿って本質的に一定であり、下部区域の水平断面Ｑ５は垂直方向下向きに先細になっており、こうして垂直シャフト壁は少なくとも部分的領域にスクリーン状の区域を有し、スクリーン状の区域は例えば窒素を含むガス混合物による粒状物の横断ガス処理を可能にし、こうして横断ガス処理用のスクリーン状部分区域は少なくとも対向するシャフト壁（４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ）に配置され、それらの水平幅がそれぞれの断面Ｑ４、Ｑ５の矩形長辺に対応する装置において、シャフト壁（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）の内側面が少なくとも部分区域（６、７、８、９）において円滑な表面を有する材料で作られており、この材料は、粒状物の粒子の寸法に本質的に対応するある一定の優先的な方向を備えた表面構造を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
部分区域（６、７、８、９）がガスを透過することができるガス処理区域であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
シャフト壁（４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ）が、上部区域（４）と下部区域（５）の両方において粒状物の横断ガス処理を行なうためのスクリーン状領域または部分的領域を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
ウエッジワイヤ・スクリーン（１０）におけるギャップが実質的に垂直方向に延在していることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
下部区域（５）において、水平断面Ｑ５が少なくとも１つの水平寸法にて垂直方向に頂部から底部へ先細となり、こうして漏斗状の出口が形成されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
漏斗状の排出部（５）が一対の対向する矩形表面と一対の対向する台形表面とを含み、こうして矩形表面は各々、上部区域（４）の対向するシャフト壁に連結し、上部区域の水平方向幅は断面Ｑ４の長い矩形辺に対応することを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
矩形表面がウエッジワイヤ・スクリーンを含み、ウエッジワイヤ・スクリーンのギャップは矩形辺に平行に走っていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
漏斗状の排出部（５）が第１対の対向する台形表面と第２対の対向する台形表面を含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
広いシャフト壁（４ａ、４ｂ）に連結した台形表面対の一対（５ａ、５ｂ）において、台形表面はウエッジワイヤ・スクリーン（１０）から成り、ウエッジワイヤ・スクリーンのギャップは互いに平行に、かつそれぞれの台形表面の上下底辺（１１、１２）に垂直に走っていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
広いシャフト壁（４ａ、４ｂ）に連結した台形表面対の一対（５ａ、５ｂ）において、台形表面はウエッジワイヤ・スクリーン（１０）から成り、ウエッジワイヤ・スクリーンのギャップは台形表面の対称軸Ａに対称に配置され、かつ対称軸Ａの両側において各台形表面の横断辺（２３、２４）に平行に走っていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
広いシャフト壁（４ａ、４ｂ）に連結した台形表面対の一対（５ａ、５ｂ）において、台形表面はウエッジワイヤ・スクリーン（１０）から成り、ウエッジワイヤ・スクリーンのギャップは台形表面の対称軸Ａに対称に配置され、かつ対称軸Ａの両側において互いに平行に走り、かつ台形表面の対称軸Ａと台形表面の各横断辺（３３、３４）との間の中線Ｗに平行に走っていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
台形表面が対称軸Ａの周りに対称に延びる矩形領域（４５）を有し、この矩形領域の辺は各台形表面の上下底辺（４１、４２）に平行または直交して走り、矩形領域（４５）の内部においてギャップは台形表面の対称軸Ａに平行に走っていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
台形表面の対称軸Ａと台形表面の横断辺（２３、２４；３３、３４；４３、４４）との間の角度αが１０°と３０°との間にあり、好ましくは約２０°であることを特徴とする請求項９から請求項１２までのいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
台形表面の上下底辺（４１、４２）に平行に延びる矩形辺（４６、４７）の長さが、台形表面の長い底辺（４１）の長さの約１／１０から台形表面の短い底辺（４２）の長さまでの区域内にあることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
上部区域（４）において、断面Ｑ４の長い矩形辺Ｌ４と短い矩形辺Ｋ４との比が２０：１と５：１との間にあり、好ましくは約１０：１であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
シャフト（１）の区域（４、５）において、すべての内側縁部（４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ）が面取りされているかまたは丸くなっており、こうして水平断面Ｑ４、Ｑ５は多角形、卵形（競技場の円形状）、特に八角形となり、水平断面Ｑ４、Ｑ５は単にほぼ矩形であることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
上向きに尖ったピーク（５１）を有するルーフ（５０）がシャフトの内部に配置されていることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
ルーフがシャフト（１）内でいくつかの水平列として配置され、列は垂直方向に互いに離隔されていることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項１９】
ルーフ（５０）が対向する大きなシャフト壁（４ａ、４ｂ）の内側に取り付けられていることを特徴とする請求項１７または１８に記載の装置。
【請求項２０】
粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル材料の熱処理または二次処理のための、請求項１から請求項１９までのいずれか一項に記載の装置を使用する方法であって、
シャフトの上部区域に粒状物を装入する段階と、
シャフトを通って下向きに移動する粒状物を、空気またはガスによって、特に純粋な窒素によって両側からガス処理する段階であって、シャフトの上部区域のスクリーン状部分区域を通じて横断方向に１８０°〜２５０°の温度でガス処理する段階と、
下向きに移動する粒状物を、空気、ガス、特に純粋な窒素によって、シャフトの下部区域のスクリーン状部分区域を通じて約８０°〜１２０°の温度で両側からガス処理する段階と、
粒状物をシャフトから漏斗状排出部を通じて排出させる段階と
を含む方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
ポリマー・プラスチックを結晶化して固相後凝縮するための方法と装置は周知である。例えば、ＰＥＴの後凝縮が適当な反応器において固相で２００℃以上の温度で数時間にわたって起こる。
ＤＥ１９７４３４６１Ａ１は、ＰＥＴ粒状物またはさらにＰＡまたはＰＥＮ粒状物の乾燥またはＳＳＰ事前処理（接着のない加熱）のための乾燥機または熱交換器を開示している。この乾燥機は流路を有し、流路の側壁は多孔板などの要素である。流路の幅は２５〜４０ｃｍ、長さは３．５ｍまで、高さは約１５ｍまでであることが好ましい。ディスプレーサおよび／または偏向要素を流路の下部区画に配置することができる。
ＤＥ　ＵＳ２４７４１９９は、粒子材料がほぼ垂直方向に、本質的に小型のカラムとして設計された乾燥ゾーンを通じて下向き運動によって流れる、粒子固体材料を乾燥するための方法を開示している。同時に乾燥ガスが、水平方向にカラムを通じて、カラム断面の全体にわたってほぼ均一のスループットで送られる。乾燥室内または処理室内のガス処理ゾーンと下にある排出区域とを通る粒子材料の流れに影響を与えるために、さまざまなバッフルが設けられ、これによって材料流の混合、したがって乾燥ゾーンまたは処理ゾーンにおける材料の滞留時間の一様化が達成される。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
しかしながら、シャフトのあらゆる垂直位置において粒状物の均質の速度分布が達成される場合が最良であり、この目的のために、粒状物の望みの時間的に連続的な流れ挙動から、粒状物どうしおよび粒状物とシャフトの内壁との間の接着摩擦と滑り摩擦との相互作用が原因で過度に大きく逸れないことを確実にしなければならない。
先行技術から、粒状物の連続流れ挙動がきちんと配列した内部構造物によって影響をうけることが、特に均等にされることが判っている。しかしながら、このような内部構造物は、複雑になって、粒形状の合成材料の熱処理ないし後処理用の設備のコストを増加させがちである。




【手続補正書】
【提出日】平成14年9月20日(2002.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
粒形状のプラスチック材料、特にポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル材料の熱処理または二次処理のための装置であって、上部充てん開口部（２）と下部排出開口部（３）とを備えた垂直シャフト（１）を有し、シャフトの中で粒状物が垂直方向に頂部から底部へ導かれ、こうしてシャフト（１）は実質的に上部区域（４）と下部区域（５）とを示し、上部区域の矩形水平断面Ｑ４は垂直方向に沿って実質的に一定であり、下部区域の水平断面Ｑ５は垂直方向に沿って下向きに先細になっており、こうして垂直シャフト壁は少なくとも部分的領域においてスクリーン状の区域を有し、スクリーン状の区域は例えば窒素を含むガス混合物による粒状物の横断ガス処理を可能にし、こうして横断ガス処理用のスクリーン状部分的区域は少なくとも対向するシャフト壁（４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ）に配置され、この水平幅は各断面Ｑ４、Ｑ５の矩形長辺に対応し、こうしてシャフト壁（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）の内側表面は少なくとも部分的区域（６、７、８、９）において円滑な表面を有する材料を含む装置において、シャフト壁の内側上のスクリーン状区域は特定の主要方向を持つ表面構造を有し、主要方向に垂直なその大きさは粒状物の粒子の寸法に実質的に対応し、こうして粒状物の横断ガス処理のためのスクリーン状部分的区域はウエッジワイヤ・スクリーン（１０；２０；３０；４０）を含み、そのギャップ幅は最小の粒状物の寸法よりも小さく、したがって壁領域において、粒状物と壁の内側との間で相互作用が起り、これによって粒状物の粒子の流れ挙動が影響を受けることを特徴とする装置。
【国際調査報告】
2004508991.tif 000035
2004508991.tif 000036
2004508991.tif 000037
2004508991.tif 000038
2004508991.tif 000039
2004508991.tif 000040