(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入口(7) 及び吐出口(8) を有するポンプハウジング(2）内に、ギア部(10)と軸部(11)とが一体成形された１対のギアロータ(3) を噛合状態で回転自在に配置し、前記ポンプハウジング(2）と各ギアロータ(3) との間のクリアランス(13)から洩れる樹脂を吸入口(7) に案内する回収路(14)を形成し、各ギアロータ(3) 内にクリアランス(13)形成域に対応して冷却及び温熱用の穴(15)を穿設すると共に、この穴(15)内に冷却及び温熱媒体を供給するパイプ(16)を挿通した冷却及び温熱媒体用通路(17)を設ける一方、各ギアロータ(3) を支持している各軸受体(5) に冷却及び温熱媒体用通路(18)を形成し、当該各ギアロータ(3) の冷却及び温熱媒体用通路(17)と当該各軸受体(5) の冷却及び温熱媒体用通路(18)の双方を、多くとも２つ設けられた冷却媒体供給源(24)及び温熱媒体供給源(25)に配管接続してなることを特徴とする溶融樹脂用ギアポンプ。
【請求項２】
吸入口(7) 及び吐出口(8) を有するポンプハウジング(2）内に、ギア部(10)と軸部(11)とが一体成形された１対のギアロータ(3) を噛合状態で回転自在に配置し、前記ポンプハウジング(2）と各ギアロータ(3) との間のクリアランス(13)から洩れる樹脂を吸入口(7) に案内する回収路(14)を形成し、各ギアロータ(3) 内にクリアランス(13)形成域に対応して冷却及び温熱用の穴(15)を穿設すると共に、この穴(15)内に冷却及び温熱媒体を供給するパイプ(16)を挿通した冷却及び温熱媒体用通路(17)を設ける一方、各ギアロータ(3) を支持している各軸受体(5) に冷却及び温熱媒体用通路(18)を形成し、前記ギアロータ(3) の冷却及び温熱媒体用通路(17)と軸受体(5) の冷却及び温熱媒体用通路(18)とを供給媒体切換弁(23)を介在させて冷却媒体供給源(24)と温熱媒体供給源(25)に配管接続してなることを特徴とする溶融樹脂用ギアポンプ。
【請求項３】
請求項１または２記載の溶融樹脂用ギアポンプの運転方法であって、ギアロータ(3) の冷却及び温熱媒体用通路(17)と軸受体(5) の冷却及び温熱媒体用通路(18)の少なくとも一方に、機械始動時における所定時間、温熱媒体を流し、この所定時間経過後、冷却媒体を流すことを特徴とする溶融樹脂用ギアポンプの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば混練造粒装置において、混練機とペレタイザとの間で溶融樹脂の昇圧送給に用いられるギアポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、混練造粒装置全体を示す一部断面説明図である。この図において、混練造粒装置26は混練機27と、ギアポンプ28とペレタイザ29とを有し、混練機27の供給口30から、樹脂材料及び添加材等をチャンバ31内に供給し、平行に配設された２本のロータ32で混練、溶融し、その高温の溶融樹脂を排出口33からギアポンプ28で昇圧してペレタイザ29へ送給する。前記ギアポンプ28は、ポンプハウジング２内に１対のギアロータ３が配置され、また混練機27側に吸入口７が、ペレタイザ29側に排出口８が夫々形成されている。そして、ギアポンプ28は、混練機27から送り出されてくる 200〜 300℃の溶融樹脂を、20〜30MPa の高圧に昇圧してペレタイザ29へ供給するものであり、高温高圧仕様となっていて、特にそのシール構造は特別になっている。
【０００３】
図４は、ギアポンプのギアロータを示す断面図である。この図において、ギアロータ３は１対の軸受体５によって支持されており、この軸受体５の潤滑は、吐出圧力によって強制的に供給される溶融樹脂によって行なわれる。そして、ポンプハウジング２とギアロータ３との間に積極的にクリアランス13を形成して、このクリアランス13から洩れる溶融樹脂で上記潤滑を行ないポンプハウジング２の吸入口７に流動させて回収している。ところが、この回収方式では、クリアランス13を流れる樹脂が剪断作用を受けて発熱し、この発熱によって溶融樹脂が劣化することがあるため、ギアロータ３内に冷却穴34を形成し、この冷却穴34にパイプ35を挿入して冷却媒体を還流させ、これによりギアロータ３を冷却することで発熱を抑制して劣化防止が行なわれている。（特公平 6− 45135号公報参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術によれば、回収樹脂の発熱劣化はある程度防止できるが、機械の大型化、高吐出量化によるギアロータ３の高速回転化、溶融樹脂の高粘度化に伴い、クリアランス13での樹脂の剪断作用による発熱がより大きくなり、冷却不足による樹脂劣化が発生するおそれがある。また、機械始動時において、予熱されていないギアロータ３と軸受体５とのクリアランス13に洩れる潤滑用溶融樹脂が冷却固化してしまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑み、機械の大型化、高吐出量化によるギアロータ３の高速回転化、溶融樹脂の高粘度化に伴う冷却不足による樹脂劣化を解決しうると共に、機械始動時において、潤滑用溶融樹脂の固化を防止することができる溶融樹脂用ギアポンプとその運転方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る溶融樹脂用ギアポンプは、吸入口７及び吐出口８を有するポンプハウジング２内に、ギア部10と軸部11とが一体成形された１対のギアロータ３を噛合状態で回転自在に配置し、前記ポンプハウジング２と各ギアロータ３との間のクリアランス13から洩れる樹脂を吸入口７に案内する回収路14を形成し、各ギアロータ３内にクリアランス13形成域に対応して冷却及び温熱用の穴15を穿設すると共に、この穴15内に冷却及び温熱媒体を供給するパイプ16を挿通した冷却及び温熱媒体用通路17を設ける一方、各ギアロータ３を支持している各軸受体５に冷却及び温熱媒体用通路18を形成し、当該各ギアロータ３の冷却及び温熱媒体用通路17と当該各軸受体５の冷却及び温熱媒体用通路18の双方を、多くとも２つ設けられた冷却媒体供給源24及び温熱媒体供給源25に配管接続してなるものである。
【０００７】
そして、本発明の請求項２に係る溶融樹脂用ギアポンプは、吸入口７及び吐出口８を有するポンプハウジング２内に、ギア部10と軸部11とが一体成形された１対のギアロータ３を噛合状態で回転自在に配置し、前記ポンプハウジング２と各ギアロータ３との間のクリアランス13から洩れる樹脂を吸入口７に案内する回収路14を形成し、各ギアロータ３内にクリアランス13形成域に対応して冷却及び温熱用の穴15を穿設すると共に、この穴15内に冷却及び温熱媒体を供給するパイプ16を挿通した冷却及び温熱媒体用通路17を設ける一方、各ギアロータ３を支持している各軸受体５に冷却及び温熱媒体用通路18を形成し、前記ギアロータ３の冷却及び温熱媒体用通路17と軸受体５の冷却及び温熱媒体用通路18とを供給媒体切換弁23を介在させて冷却媒体供給源24と温熱媒体供給源25に配管接続してなるものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に係る溶融樹脂用ギアポンプの運転方法は、上記請求項１または２記載の溶融樹脂用ギアポンプの運転方法であって、ギアロータ３の冷却及び温熱媒体用通路17と軸受体５の冷却及び温熱媒体用通路18の少なくとも一方に、機械始動時における所定時間、温熱媒体を流し、この所定時間経過後、冷却媒体を流すようにするものである。
【０００９】
上記本発明の構成では、各ギアロータ３に冷却及び温熱媒体用通路17を設けると共に、各ギアロータ３を支持している各軸受体５にも冷却及び温熱媒体用通路18を設けているので、これら冷却及び温熱媒体用通路17, 18に冷却媒体を通すことで、ポンプハウジング２とギアロータ３との間のクリアランス13に洩れた樹脂がギアロータ３の回転による剪断を受けても効果的に発熱を抑制することができる。またこれにより、洩れた樹脂の劣化が防止されるので機械の大型化、高吐出量化によるギアロータ３の高速回転化、溶融樹脂の高粘度化が十分可能となる。
【００１０】
また、上記冷却及び温熱媒体用通路17, 18を供給媒体切換弁23を介在させて冷却媒体供給源24と温熱媒体供給源25に配管接続することで、冷却及び温熱媒体用通路17, 18に冷却媒体と温熱媒体とを切り換えて通すことができ、これにより、上述した冷却媒体による冷却時の効果の他、機械始動時に温熱媒体を通すことで、機械始動時にクリアランス13に洩れる潤滑用溶融樹脂の固化を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態の１例を示す図１、図２に基づいて説明する。なお、図において従来技術と実質的に同じ部分については同一符号を以て示す。
【００１２】
ギアポンプ１はポンプハウジング２内に１対のギアロータ３を配置している。ポンプハウジング２は、ボディ４内に左右１対の軸受体５を配置しこれら左右側部に側板６を配置してボディ４に固定して構成され、混練機27側に吸入口７が、ペレタイザ29側に吐出口８がそれぞれ形成されている。なお、図において、符号９はビスコシールを示す。
【００１３】
１対のギアロータ３はギア部10と軸部11とが一体成形されており、ギア部10の両側の軸部11は軸受体５に回転自在に支持され、ギアロータ３はカップリング12を介して図示省略する駆動装置に連結されている。１対のギアロータ３はギア部10が噛合している。
【００１４】
前記ギアロータ３のギア部10の左右側面及び軸部11の外周面と軸受体５との間にはクリアランス13が形成され、ギア部10が圧送する溶融樹脂が洩れ可能になっている。そして、各クリアランス13はビスコシール９に開けられた回収孔9aを通して回収路14と連通している。
【００１５】
前記各ギアロータ３には軸芯と同芯の冷却及び温熱媒体用の穴15が一端からクリアランス13形成域に対応して、又はそれ以上の長さで穿設され、その穴15内にパイプ16を挿通して冷却及び温熱媒体用通路17が形成されている。
【００１６】
各軸受体５には外周と内周の間に径方向に冷却及び温熱媒体用通路18となる溝が形成され、側板６に穿設した２つの孔19, 20と連通しており、一方の孔19より冷却又は温熱媒体を冷却及び温熱媒体用通路18に供給し、もう一方の孔20より回収する。なお、符号21, 22は軸受体５と側板６、ビスコシール９間に設けたシールパッキンであって、冷却及び温熱媒体用通路17から冷却又は温熱媒体が洩れるのを防止するものである。
【００１７】
また、本実施形態では、ギアロータ３の冷却及び温熱媒体用通路17と軸受体５の冷却及び温熱媒体用通路18とに供給媒体切換弁（三方切換弁）23を介在させて冷却媒体供給源24と温熱媒体供給源25を切換え可能に配管しており、冷却及び温熱媒体用通路17, 18に冷却媒体を通すことでギアロータ３及び軸受体５の冷却が、また温熱媒体を通すことでギアロータ３及び軸受体５の予熱が可能に構成されている。
【００１８】
本発明に係る溶融樹脂用ギアポンプは上記の如き構成であるから、従来のギアロータ３のみの冷却だけでなく軸受体５も冷却されており、これにより、洩れ樹脂に生じる剪断熱を十分に吸収し、洩れ樹脂の発熱劣化を防止できる。
【００１９】
また、ギアロータ３の冷却及び温熱媒体用通路17と軸受体５の冷却及び温熱媒体用通路18に温熱媒体を通すことができるので、機械始動時にギアロータ３及び軸受体５を予熱することができ、機械始動時の潤滑用溶融樹脂の冷却固化を防止することができる。
【００２０】
また、ギアロータ３の冷却及び温熱媒体用通路17と軸受体５の冷却及び温熱媒体用通路18とに供給媒体切換弁23を介在させて冷却媒体供給源24と温熱媒体供給源25を切換え可能に配管しているので、機械始動時に温熱媒体を所定時間通すことで機械始動時の潤滑用溶融樹脂の固化を防止した運転ができ、また所定時間経過後は供給媒体切換弁23を切換えて冷却媒体供給源24から冷却媒体を通すことで、運転中にクリアランス13に洩れる潤滑用溶融樹脂の発熱を抑制して発熱による劣化を防止した運転ができる。
【００２１】
なお、冷却媒体としては水、エア等を、温熱媒体としては温水、ホットオイル、蒸気等を用いることができる。また、上記実施例では、冷却媒体供給源24と温熱媒体供給源25を１つづつ設けた構成としたが２つ設けて、ギアロータ３と軸受体５の双方に別々の媒体を通しても良い。また、配管途中に開閉弁を設け、ギアロータ３と軸受体５双方を同時に冷却したり、どちらか一方だけを冷却して過冷却を防止した運転もできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、軸受体５に冷却及び温熱媒体用通路18を設け、これに冷却媒体を通して軸受体５を冷却し、ギアロータ３の冷却と併用することにより、従来のギアロータのみの冷却より、さらに高い冷却効果が得られる。これにより、機械の大型化、高吐出量化によるギアロータ３の高回転化、樹脂の高粘度化に伴うクリアランス13での剪断熱を十分に冷却し、樹脂劣化の防止に確実に対応することができる。
【００２３】
また、機械始動時に、ギアロータ３及び軸受体５の冷却及び温熱媒体用通路17, 18に温熱媒体を流し、ギアロータ３、軸受体５を予熱することによって、潤滑用溶融樹脂の冷却固化を防止し、機械を確実かつスムースに始動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶融樹脂用ギアポンプの一部断面説明図である。
【図２】本発明に係る支持体の説明図であって、ａは正断面図、ｂはａの右側面図である。
【図３】混練造粒装置全体を示す一部断面説明図である。
【図４】従来のギアロータを示す断面図である。
【符号の説明】
１：ギアポンプ          ２：ポンプハウジング    ３：ギアロータ
４：ボディ              ５：軸受体              ６：側板
７：吸入口              ８：吐出口              ９：ビスコシール
9a：回収孔              10：ギア部              11：軸部
12：カップリング        13：クリアランス        14：回収路
15：穴                  16：パイプ
17, 18：冷却及び温熱媒体用通路                  19, 20：孔
21, 22：シールパッキン  23：供給媒体切換弁      24：冷却媒体供給源
25：熱媒体供給源
【図１】
0003894991.tif 000002
【図２】
0003894991.tif 000003
【図３】
0003894991.tif 000004
【図４】
0003894991.tif 000005