(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱ホッパーにおいて加熱された粉粒体材料を順次、乾燥ホッパーに供給し、
この乾燥ホッパーでは、供給された粉粒体材料を貯留した後、乾燥ホッパーを密閉させた状態で保温及び減圧処理することによって、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、
この乾燥ホッパー内に湿度や温度等の調製されたキャリアガスを外部から強制的に導入させて、上記雑ガスを含む気体を乾燥ホッパーの外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥することを特徴とするキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥方法。
【請求項２】
材料捕集装置を上端に設け、粉粒体材料を加熱するための熱伝導加熱手段、または、パイプヒータなどの加熱手段を備えた加熱ホッパーと、この加熱ホッパーとバルブを通じて接続された乾燥ホッパーとで構成され、
この乾燥ホッパーは、貯留された粉粒体材料を保温する保温手段と、
この乾燥ホッパーに外部より湿度や温度等の調製されたキャリアガスを導入する導入口と、この乾燥ホッパー内で発生した水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを含む気体を外部に導出させるガス放出手段とを有し、
上記加熱ホッパから粉粒体材料を順次供給し、この乾燥ホッパーに貯留した後に、乾燥ホッパーを密閉させた状態で、貯留された粉粒体材料を保温することによって、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この乾燥ホッパー内に湿度や温度等の調製されたキャリアガスを外部から強制的に導入させて、上記雑ガスを含む気体を乾燥ホッパーの外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥することを特徴とするキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置。
【請求項３】
材料捕集装置を上端に設け、粉粒体材料を加熱するための熱伝導加熱手段、または、パイプヒータなどの加熱手段を備えた加熱ホッパーと、この加熱ホッパーとバルブを通じて接続された乾燥ホッパーとで構成され、
この乾燥ホッパーは、
貯留された粉粒体材料を保温する保温手段及びこの乾燥ホッパー内を減圧する減圧手段と、この乾燥ホッパーに外部より湿度や温度等の調製されたキャリアガスを導入する導入口と、この乾燥ホッパー内で発生した水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを含む気体を外部に導出させるガス放出手段とを有し、
上記加熱ホッパーから粉粒体材料を順次供給し、この乾燥ホッパーに貯留した後に、乾燥ホッパーを密閉させた状態で、貯留された粉粒体材料を保温及び減圧処理することによって、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この乾燥ホッパー内に湿度や温度等の調製されたキャリアガスを外部から強制的に導入させて、上記雑ガスを含む気体を乾燥ホッパーの外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥することを特徴とするキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置。
【請求項４】
材料捕集装置を上端に設け、粉粒体材料を加熱するための熱伝導加熱手段あるいはパイプヒータなどの加熱手段を備えた共通の加熱ホッパーと、この加熱ホッパーとバルブを設けた輸送管路を通じて分岐接続された複数の乾燥ホッパーと、共通の加熱ホッパー内で加熱された粉粒体材料を、順次下方より取り出して、乾燥ホッパーに選択的に自動供給する材料輸送手段とで構成され、
複数の乾燥ホッパーのそれぞれは、貯留された粉粒体材料を保温する保温手段と、乾燥ホッパーに外部より湿度や温度等の調製されたキャリアガスを導入する導入口と、乾燥ホッパー内で発生した水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを含む気体を外部に導出させるガス放出手段とを有し、
共通の加熱ホッパーで加熱された粉粒体材料は、下方層から順次複数の乾燥ホッパーに選択的に供給され、その供給を受けた乾燥ホッパーでは、粉粒体を貯留した後に、その乾燥ホッパーを密閉させた状態で、貯留された粉粒体材料を保温することによって、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この乾燥ホッパー内に湿度や温度等の調製されたキャリアガスを外部から強制的に導入させて、上記雑ガスを含む気体を乾燥ホッパーの外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥することを特徴とするキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置。
【請求項５】
材料捕集装置を上端に設け、粉粒体材料を加熱するための熱伝導加熱手段あるいはパイプヒータなどの加熱手段を備えた共通の加熱ホッパーと、この加熱ホッパーとバルブを設けた輸送管路を通じて分岐接続された複数の乾燥ホッパーと、共通の加熱ホッパー内で加熱された粉粒体材料を、順次下方より取り出して、乾燥ホッパーに選択的に自動供給する材料輸送手段とで構成され、
複数の乾燥ホッパーのそれぞれは、貯留された粉粒体材料を保温する保温手段及び乾燥ホッパー内を減圧する減圧手段と、乾燥ホッパーに外部より湿度や温度等の調製されたキャリアガスを導入する導入口と、乾燥ホッパー内で発生した水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを含む気体を外部に導出させるガス放出手段とを有し、
共通の加熱ホッパーで加熱された粉粒体材料は、下方層から順次複数の乾燥ホッパーに選択的に供給され、その供給を受けた乾燥ホッパーでは、粉粒体を貯留した後に、その乾燥ホッパーを密閉させた状態で、貯留された粉粒体材料を保温及び減圧処理することによって、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この乾燥ホッパー内に湿度や温度等の調製されたキャリアガスを外部から強制的に導入させて、上記雑ガスを含む気体を乾燥ホッパーの外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥することを特徴とするキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱ホッパーと乾燥ホッパーが別体とされ、粉粒体材料を短時間に効率的に除湿乾燥することができるキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、粉粒体材料の除湿乾燥装置として従来多用されていた、粉粒体材料を乾燥ホッパーに貯留し、これに加熱乾燥した空気を通気させることで、粉粒体材料を除湿乾燥する、いわゆる通気式と呼ばれる除湿乾燥方法や装置を改良するものとして、一体型のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥方法及び装置を提案している。
【０００３】
このキャリアガス置換とは、従来、通気式の除湿乾燥方法や装置では、粉粒体材料の加熱と除湿乾燥を一連のものとして扱われていたのを、加熱と除湿乾燥を分離させるようにしたことを特徴としている。そして、除湿乾燥は、加熱や減圧処理によって、乾燥ホッパー内の粉粒体材料から発生した水蒸気や、揮発性ガスなどの雑ガスを含む気体を、湿度や温度等の調製されたキャリアガスと置換することによって、行うようにしている。したがって、この方法をキャリアガス置換と呼んでいる。
【０００４】
図５は、そのような加熱乾燥一体型のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置の一例の全体構成を示す系統図である。
図５に示す除湿乾燥装置Ｇは、床置き型であって、円筒状に形成された熱伝導壁１１２と、その外周に設けられた加熱手段１１３を備えた乾燥ホッパー１１１を、機台１１１ａに設置し、この機台１１１ａの下部には、コロ１１１ｂが設けられ移動可能となっている。
【０００５】
乾燥ホッパー１１１には、材料タンクなどに設けられたノズル１２１、捕集器１２２、材料投入バルブ１２３、材料排出バルブ１２４が設置されている。このノズル１２１によって、除湿乾燥の為に乾燥ホッパー１１１に順次供給する粉粒体材料を吸引して、捕集器１２２に捕集し、材料投入バルブ１２３によって、乾燥ホッパー１１１内に粉粒体材料を供給し、この乾燥ホッパー１１１内で、キャリアガス置換を用いて、除湿乾燥された粉粒体材料は、下部に配置された材料排出バルブ１２４から次工程である樹脂成形機などへ排出される。
【０００６】
この乾燥ホッパー１１１内には、ホッパー内の粉粒体材料の量を検出するためのレベルゲージ（ＬＶ）１１４が配設されており、更にホッパー内を真空にするためのバキュームポンプ（ＶＰ）１２７が機台１１１ａに設置され、乾燥ホッパー１１１の上部側に配管で接続されていて、この配管には、所定の真空度を検知する真空センサ（ＰＳ）１２６、吸引する気体を濾過するフィルタ１２５、乾燥ホッパー１１１内を大気圧に戻すためのバルブ１２８、乾燥ホッパー１１１内の真空度、あるいは、減圧度を測定する圧力ゲージ（ＰＧ）１２８ａが接続されている。
【０００７】
この除湿乾燥装置Ｇでは、上記バキュームポンプ（ＶＰ）１２７が、粉粒体材料から水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させるための減圧手段を構成するとともに、この雑ガスを含んだ乾燥ホッパー内の気体を外部へ導出するためのガス放出手段を兼ねている。
また、下部側には、キャリアガス置換のためにキャリアガスを導入するバルブ１２９ａと、その導入量を調節する調整弁１２９ｂからなる導入口１２９が接続されており、材料排出バルブ１２４の下端には、材料輸送用ブロアー（Ｂ）１３０の送風側が輸送切換弁１３１を介して接続されている。なお、調整弁１２９ｂは、必ずしもなくとも良いものである。
【０００８】
この材料輸送用ブロアー１３０の吸引側には、輸送用空気を濾過する輸送フィルタ１３２が接続され、この輸送フィルタ１３２には、切換弁１３４を介して、次工程である樹脂成形機からの輸送排気あるいは、捕集器１２２からの輸送排気が選択的に接続されている。機台１１１ａには、さらに、除湿乾燥装置Ｇの全体を制御する制御盤１３３が設置されている。
【０００９】
このように、この除湿乾燥装置Ｇは、機台１１１ｂの上に関連機器がコンパクトに設置され移動可能となっているので、使いたい場所で使え、便利がよい。
このキャリアガス置換を用いた粉粒体の除湿乾燥装置Ｇでは、輸送切換弁１３１を切り換えて輸送ブロアー１３０の送風側を開放し、一方、切換弁１３４を捕集器１２２側に切り換えて、輸送ブロアー１３０の吸引側を捕集器１２２に接続して、捕集器１２２にノズル１２１を介して粉粒体材料を捕集する。
【００１０】
ついで、捕集器１２２から、レベルゲージ１１４が信号を発するまで、乾燥ホッパー１１１に粉粒体材料が投入、貯留されると、材料投入バルブ１２３が閉じられ、乾燥ホッパー１１１内の気密が維持されるように密閉し、加熱手段１１３で、貯留された粉粒体材料を加熱し、さらに、バキュームポンプ１２７によって、乾燥ホッパー１１１内を所定の減圧度に減圧しながら、粉粒体材料を減圧処理する。
【００１１】
こうすると、粉粒体材料から、その内部に保持されていた水分が水蒸気として発生し、また、揮発成分が揮発性ガスとして発生する。
このとき、加熱するだけでも粉粒体材料から水蒸気や揮発性ガスが発生するが、材料によっては、あまり高温度に加熱すると材料が劣化するものがあり、その場合には減圧処理を兼ね合わせて行うと、水などの沸点が下がって、より低い温度で蒸発や揮発をさせることができる。また、必要に応じて、蒸発や揮発を促進するために減圧処理を合わせて行ってもよい。
【００１２】
一方、減圧処理だけでも、水蒸気や揮発性ガスが発生するが、通常、樹脂ペレットなどの粉粒体材料では、次工程である樹脂成形機での加工上の要請から、所定温度に加熱されていることが条件となるので、加熱も合わせて行われることが多い。
こうして、乾燥ホッパー１１１内に、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この除湿乾燥装置Ｇでは、導入口１２９から、湿度や温度等の調整されたキャリアガスを強制的に導入させ、同時に乾燥ホッパー１１１の雑ガスを含む気体を、バキュームポンプ１２７によって、吸い出すことによって乾燥ホッパー１１１の外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥している。
【００１３】
具体的には、ここでは、キャリアガスとして、通常の大気を用い、導入口１２９の調整弁１２９ｂを調整して、外気を導入しながら、その導入した大気の分だけ、バキュームポンプ１２７によって、乾燥ホッパー１１１内の気体を吸引して、圧力ゲージ１２８ａによって、所定の減圧度を維持するようにする。
このように、キャリアガス置換を用いて除湿乾燥すると、貯留された粉粒体材料の体積を除いた乾燥ホッパー内の実質空気量の数倍程度のキャリアガス量で、粉粒体の除湿乾燥ができ、実質空気量の数十倍程度の熱風を必要とする通気式除湿乾燥装置に比べて、大幅に、除湿乾燥に必要な気体量を減らすことができ、装置の小型化も図れる。また、除湿乾燥も短時間で効率的にできる
こうして、除湿乾燥した後は、バルブ１２８によって、外気を導入して、乾燥ホッパー１１１内の気圧を外部と同じ気圧に戻してから、次工程からの要求に応じて、材料排出バルブ１２４を開いて、除湿乾燥された粉粒体材料を排出し、切換弁１３４を樹脂成形機側に切り換えて、輸送切換弁１３１を切換へ、輸送ブロアー１３０によって、次工程の樹脂成形機に粉粒体材料を輸送する。また、必要に応じて、除湿乾燥すべき粉粒体材料を、捕集器１２２から、乾燥ホッパー１１１に供給する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この一体型のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置においては、加熱と、キャリアガス置換による除湿乾燥を分離させることができるという利点が、まだ、十分には、生かされていなかった。
また、時間がかかる加熱工程は一括で処理し、短時間でできるキャリアガス置換処理は、分散させて、それぞれの次工程の直前で行うといった、分散処理システムへの要請にこたえる事ができなかった。
【００１５】
本発明は、上記従来の問題を解消し、キャリアガス置換の利点を最大限に活用することができ、分散処理システムを構築できるキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥方法及び装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥方法は、加熱ホッパーにおいて加熱された粉粒体材料を順次、乾燥ホッパーに供給し、この乾燥ホッパーでは、供給された粉粒体材料を貯留した後、乾燥ホッパーを密閉させた状態で保温及び減圧処理することによって、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この乾燥ホッパー内に湿度や温度等の調製されたキャリアガスを外部から強制的に導入させて、上記雑ガスを含む気体を乾燥ホッパーの外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥することを特徴とする。
【００１７】
ここで、キャリアガスとは、外部から、乾燥ホッパー内に供給されるガスのことをいい、所定の温度に設定され、代わりに乾燥対象である粉粒体材料や、乾燥ホッパー内より排出されるガスよりも湿度が低く、不純物の濃度などの低いガスであることが望ましい。また、いわゆる空気、大気に限られず、乾燥対象の粉粒体材料の種類に合わせた除湿乾燥態様に応じて、窒素ガスなどのガスも成分として含まれるものである。
【００１８】
このキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥方法は、キャリアガス置換のための加熱を加熱ホッパーで、雑ガスの置換は乾燥ホッパーで、それぞれ別のホッパーで行うようにしたことを特徴とする。
上述したように、キャリアガス置換は、樹脂ペレットのような粉粒体材料を除湿乾燥する際に、加熱と雑ガスの除去とを分離することによって、大量の加熱乾燥エアーを使用しなくとも、効率のよい除湿乾燥処理が出来ものであるが、本発明では、更に、加熱工程、と雑ガスの置換工程を別体の装置として、分散処理を実現している。
【００１９】
このようにすることによって、例えば、時間のかかる粉粒体材料の加熱は、大型の加熱ホッパーで行い、短時間でできる雑ガスの置換は、小型の乾燥ホッパーで行う、といったシステム構成ができ、システム構成の自由度が向上する。
また、この場合の加熱ホッパーにおける加熱方法は、パイプヒータとヒートパイプを用いる方法、熱伝導加熱方法（後述する）、いわゆる通気方式のものなど、いずれであってもよく、限定されないので、その点でも、システム構成の自由度が向上する。
【００２０】
さらに、雑ガスの置換においては、乾燥ホッパーは、小型に形成できるので、置換のためのキャリアガスの量もさらに少なくすることができ、装置のさらに小型化が図れる。
請求項２に記載のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置は、材料捕集装置を上端に設け、粉粒体材料を加熱するための熱伝導加熱手段、または、パイプヒータなどの加熱手段を備えた加熱ホッパーと、この加熱ホッパーとバルブを通じて接続された乾燥ホッパーとで構成され、この乾燥ホッパーは、貯留された粉粒体材料を保温する保温手段と、この乾燥ホッパーに外部より湿度や温度等の調製されたキャリアガスを導入する導入口と、この乾燥ホッパー内で発生した水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを含む気体を外部に導出させるガス放出手段とを有し、
上記加熱ホッパから粉粒体材料を順次供給し、この乾燥ホッパーに貯留した後に、乾燥ホッパーを密閉させた状態で、貯留された粉粒体材料を保温することによって、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この乾燥ホッパー内に湿度や温度等の調製されたキャリアガスを外部から強制的に導入させて、上記雑ガスを含む気体を乾燥ホッパーの外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥することを特徴とする。
【００２１】
ここで、保温手段とは、乾燥ホッパーに供給される加熱された粉粒体材料の温度が、雑ガスの置換工程において、所定温度より下がらない程度に加熱する手段をいう。したがって、加熱ホッパーに設けられるような、積極的に粉粒体材料を所定温度に加熱するような加熱手段に比べて、より、簡易な、小出力のものが通常設けられるが、加熱ホッパーの加熱手段と、同等の保温手段を設けてもよい。
【００２２】
この装置は、請求項１に記載の方法を実現する装置で、保温手段のみを有するものであり、請求項１に記載の方法の効果を発揮する。
請求項３に記載のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置は、材料捕集装置を上端に設け、粉粒体材料を加熱するための熱伝導加熱手段、または、パイプヒータなどの加熱手段を備えた加熱ホッパーと、この加熱ホッパーとバルブを通じて接続された乾燥ホッパーとで構成され、この乾燥ホッパーは、貯留された粉粒体材料を保温する保温手段及びこの乾燥ホッパー内を減圧する減圧手段と、この乾燥ホッパーに外部より湿度や温度等の調製されたキャリアガスを導入する導入口と、この乾燥ホッパー内で発生した水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを含む気体を外部に導出させるガス放出手段とを有し、
上記加熱ホッパーから粉粒体材料を順次供給し、この乾燥ホッパーに貯留した後に、乾燥ホッパーを密閉させた状態で、貯留された粉粒体材料を保温及び減圧処理することによって、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この乾燥ホッパー内に湿度や温度等の調製されたキャリアガスを外部から強制的に導入させて、上記雑ガスを含む気体を乾燥ホッパーの外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥することを特徴とする。
【００２３】
この装置は、請求項１に記載の方法を実現する装置で、保温手段と減圧手段とを有するものであり、請求項１に記載の方法の効果をさらに効率的に発揮する。請求項４に記載のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置は、材料捕集装置を上端に設け、粉粒体材料を加熱するための熱伝導加熱手段あるいはパイプヒータなどの加熱手段を備えた共通の加熱ホッパーと、この加熱ホッパーとバルブを設けた輸送管路を通じて分岐接続された複数の乾燥ホッパーと、共通の加熱ホッパー内で加熱された粉粒体材料を、順次下方より取り出して、乾燥ホッパーに選択的に自動供給する材料輸送手段とで構成され、複数の乾燥ホッパーのそれぞれは、貯留された粉粒体材料を保温する保温手段と、乾燥ホッパーに外部より湿度や温度等の調製されたキャリアガスを導入する導入口と、乾燥ホッパー内で発生した水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを含む気体を外部に導出させるガス放出手段とを有し、共通の加熱ホッパーで加熱された粉粒体材料は、下方層から順次複数の乾燥ホッパーに選択的に供給され、その供給を受けた乾燥ホッパーでは、粉粒体を貯留した後に、その乾燥ホッパーを密閉させた状態で、貯留された粉粒体材料を保温することによって、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この乾燥ホッパー内に湿度や温度等の調製されたキャリアガスを外部から強制的に導入させて、上記雑ガスを含む気体を乾燥ホッパーの外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥することを特徴とする。
【００２４】
この装置は、共通の加熱ホッパーに対し、複数台の乾燥ホッパーを接続したものであり、加熱とガス置換とを分離できるので、このような、システムも構築することができる。
共通の加熱ホッパーで大量に加熱処理し、加熱された材料は、材料輸送手段によって、乾燥ホッパーに補給されるとともに、他の材料供給ステーションから供給された材料は、材料捕集装置によって共通の加熱ホッパーに補給されるようにして、加熱乾燥した材料をバッチ連続的に供給している。
【００２５】
このようにすると、例えば、共通の加熱ホッパーを大型の床置き型で構成し、それに、複数の樹脂成形機の機上に設けた複数の乾燥ホッパーを、材料輸送手段で連結し、加熱された粉粒体材料を分配する、といったシステムを構築することができる。この場合、加熱ホッパーは大型にして共通化し、一方、乾燥ホッパーは、一体型に比べてさらに小型化したものを、機上型として、次工程の機上にそれぞれ設けることができ、全体として、システムの無駄を省き、コストダウンを図ることができる。
【００２６】
請求項５に記載のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置は、材料捕集装置を上端に設け、粉粒体材料を加熱するための熱伝導加熱手段あるいはパイプヒータなどの加熱手段を備えた共通の加熱ホッパーと、この加熱ホッパーとバルブを設けた輸送管路を通じて分岐接続された複数の乾燥ホッパーと、加熱ホッパー内で加熱された粉粒体材料を、順次下方より取り出して、乾燥ホッパーに選択的に自動供給する材料輸送手段とで構成され、複数の乾燥ホッパーのそれぞれは、貯留された粉粒体材料を保温する保温手段及び乾燥ホッパー内を減圧する減圧手段と、乾燥ホッパーに外部より湿度や温度等の調製されたキャリアガスを導入する導入口と、乾燥ホッパー内で発生した水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを含む気体を外部に導出させるガス放出手段とを有し、共通の加熱ホッパーで加熱された粉粒体材料は、下方層から順次複数の乾燥ホッパーに選択的に供給され、その供給を受けた乾燥ホッパーでは、粉粒体を貯留した後に、その乾燥ホッパーを密閉させた状態で、貯留された粉粒体材料を保温及び減圧処理することによって、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この乾燥ホッパー内に湿度や温度等の調製されたキャリアガスを外部から強制的に導入させて、上記雑ガスを含む気体を乾燥ホッパーの外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥することを特徴とする。
【００２７】
この除湿乾燥装置は、請求項４に記載の分散型のものにおいて、複数のそれぞれの乾燥ホッパーに、保温手段に加え、更に減圧手段を設け、雑ガスを発生させるのに、保温するだけでなく、減圧処理もすることを特徴とする。
したがって、請求項４の除湿乾燥装置に比べ、キャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥が、より効率的に行われる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る粉粒体材料の除湿乾燥装置の実施の形態について、図を参照しつつ説明する。
図１は、本発明のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置の一例の全体構成を概念的に示す系統図である。
【００２９】
このキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置Ａは、粉粒体材料の加熱を行う加熱ホッパー１と、この加熱ホッパー１から加熱された粉粒体材料の供給を受けて、雑ガス置換を行うことによって、粉粒体を除湿乾燥する乾燥ホッパー１０の２種類のホッパーを備えていることを最大の特徴とし、これら加熱ホッパー１と乾燥ホッパー１０をバルブ９を設けた配管によって接続して構成されている。
【００３０】
加熱ホッパー１は、加熱すべき粉粒体材料を一時貯留する材料捕集装置１ａを最上部に備え、ここから、適宜、加熱すべき粉粒体材料が供給される。
加熱ホッパー１の本体部は、熱伝導加熱手段を設けた構成となっている。
この加熱ホッパー１は、図１に示すように加熱ホッパー１の外周部にアルミニュウム材等の熱伝導性の良好な素材で形成された円筒状の熱伝導壁２を設け、その外周にバンドヒーターからなる外部側加熱手段３を設けるとともに、加熱ホッパー１の内部にアルミニュウム材等の熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導筒４を設け、その中心部にパイプヒーターからなる内部側加熱手段５を内臓している。なお、加熱ホッパー１の熱伝導壁２の形状は円筒状が望ましいが、楕円筒状、角筒状などであってもよい。
【００３１】
そして、熱伝導壁２には、複数の上下方向に連設した仕切壁６を内部中心側に向けて放射状にかつほぼ同じ厚みでほぼ同間隔をもって延出させ、熱伝導筒４には、複数の上下方向に連設した仕切壁７を中心部から内壁を構成する熱伝導壁２に向けて放射状にかつほぼ同じ厚みでほぼ同間隔をもって延出させている。
こうして、熱伝導壁２、熱伝導筒４、仕切壁６、７で仕切られた小区画が生成されるが、この小区画の断面積はほぼ等しく、熱伝導壁２などからの伝導熱が、その小区画内部の粉粒体材料に、均一に伝わるようにしている。また、出来るだけ、仕切壁６、７を多く設けるようにして、熱伝導のための表面積を広くし、熱伝導効率を向上させている。さらに、仕切壁６、７は、材料の熱伝導率を考慮して、熱伝導壁２などに加えられた熱が、仕切壁６、７の先端まで、温度ムラなく伝わるように、一定の厚さを有している。
【００３２】
なお、上述したように、乾燥ホッパーの仕切壁は、外から中へ放射状に、また中から外へ放射状に延出させるのが望ましいが、熱伝導が良好に行われ、乾燥ホッパー内部の粉粒体材料にできるだけ均一に温度ムラなく熱伝導されるような仕切壁であれば、どのような延出態様のものであってもよい。また、上記仕切壁６、７は、必ずしもほぼ同じ厚みでほぼ同間隔で延設されるものでなくともよい。
【００３３】
ここで、加熱ホッパー１を構成する材料の熱伝導率を比較すると、摂氏２０度の場合で、従来、乾燥ホッパーに用いられている炭素鋼で、３７Kcal/mhr℃、ステンレス鋼で、約２０Kcal/mhr℃以下であり、それに対して、本願で推奨するアルミニウムでは、１７５Kcal/mhr℃と格段の差がある。純銅では、３６０Kcal/mhr℃と熱伝導率の点では、優れているが、材料単価の面、直接粉粒体材料に触れると材料に悪影響を与える可能性があるので、適宜被覆処理が必要なことなどから、これを採用するには、解決すべき問題が多い。
【００３４】
なお、上記した、熱伝導壁２、外部側加熱手段（発熱源）３、熱伝導筒４、内部側加熱手段（発熱源）５、仕切壁６、７によって、熱伝導加熱手段を構成している。このような熱伝導加熱手段を設けた加熱ホッパーによれば、加熱ホッパー１内に供給された粉粒体材料が、熱伝導壁２の外周に設けた外部側加熱手段３と、内側の熱伝導筒４の中心部に設けた内部側加熱手段５とでそれぞれ加熱された熱伝導壁２、熱伝導筒４、及び各仕切壁６、７の伝導熱によって、間接的に優しく、かつ温度ムラなく、加熱されて、均一に除湿乾燥される。また、熱伝導壁２、熱伝導筒４、及び各仕切壁６、７によって仕切られた小区画内の粉粒体材料は、それを囲む熱伝導壁２などの表面からの伝導熱によって、効率的に加熱される。
【００３５】
しかも、従来、用いられている銅製のパイプヒータとヒートパイプの加熱手段では、加熱対象の粉粒体材料に悪影響を与える可能性があるが、本発明の加熱ホッパー１を構成し、直接、粉粒体材料に接触する熱伝導壁２、熱伝導筒４、及び各仕切壁６、７は、アルミニウム材など、加熱の際に粉粒体材料に悪影響を与えない素材で形成されているので、そのようなことはない。
【００３６】
なお、加熱ホッパー１は、アルミニウム材で形成され、その表面にアルマイト等の表面硬化処理が施されていることが好ましく、このように、表面がアルマイト等の表面硬化処理されていると、材料への悪影響もより少ないし、耐久性に優れていて長持ちする利点がある。
また、加熱手段３、５は、ニクロムヒーターやセラミックヒーターを熱伝導壁２及び熱伝導筒４に設けてもよく、これらは部分的に設けて部分加熱するようにしてもよい。
【００３７】
さらに、加熱ホッパー１は、アルミニウム材などを用いる場合、押し出し型材、あるいは、引き抜き型材を用いて、熱伝導壁や仕切壁の形状を同時成形したものを用いるのがよい。そのようにすると、表面状態が滑らかなものに仕上がり、粉粒体材料が、その表面に付着するようなことがなく、粉粒体材料はスムーズに乾燥ホッパーの上部から下部へ移動する。
【００３８】
次に、乾燥ホッパー１０について説明する。
この乾燥ホッパー１０は、加熱された粉粒体材料を貯留する乾燥ホッパー本体１１と、その外周に設けられた保温手段１２、この保温手段１２の保温効果を更に高めるために、この保温手段１２の外周を覆うホッパーカバー１２ａから構成されている。
【００３９】
乾燥ホッパー本体１１は、一般の炭素鋼鋼材、あるいはステンレス鋼材、あるいはアルミニウム材等で構成された円筒状の容器であって、その排出側は、下部に向かって断面内径が小さくなる円錐状に形成され、除湿乾燥された粉粒体材料が、滞留することなく、スムーズに排出されるようになっている。この乾燥ホッパー本体１１内部に、周知の先入れ先出し傘や、内部を小区画に区分する仕切壁を設けてもよい。なお、乾燥ホッパー１０の形状も円筒状が望ましいが、楕円筒状、角筒状などであってもよい。
【００４０】
保温手段１２は、バンドヒータ、ニクロムヒータ、セラミックヒータなどで構成されるが、また、この図のように、乾燥ホッパー本体１１の外周でなく、内部にパイプヒータ、セラミックパイプヒータ、ヒートパイプを用いたものを設けるようにしてもよい。いずれにしても、この保温手段１２の目的は、内部の粉粒体材料を積極的に加熱するものではなく、雑ガスの置換をしている間に、粉粒体材料の温度が下がるのを防止し、所定の温度を維持するために加熱する程度のものである。しかしながら、積極的に加熱するものを設けてもよい。
【００４１】
ホッパーカバー１２ａは、保温手段１２を設けた乾燥ホッパー本体１１の外周を覆って、熱が外部に逃げるのを出来るだけ阻止し、保温効果を高めるためのものである。
乾燥ホッパー１０には、更に、下部側に、キャリアガス置換のために外部より湿度や温度等の調製されたキャリアガスを導入するバルブと、その導入量を調節する調整弁からなる導入口１３が設けられ、上部側に、粉粒体材料から水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させるための減圧手段を構成するとともに、この雑ガスを含んだ乾燥ホッパー内の気体を外部へ導出するためのガス放出手段を兼ねているバキュームポンプ１４が設けられ、キャリアガス置換によって除湿乾燥された粉粒体材料を排出するための材料排出バルブ１５が、下部に設けられている。
【００４２】
この乾燥ホッパー１０には、更に、上記一体型のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置Ｇ（図５）と同様に、レベルゲージ（不図示）、真空センサ（不図示）などを設けるのが望ましいが、なくともよい。
この乾燥ホッパー１０では、加熱ホッパー１から粉粒体材料が投入、貯留されると、バルブ９が閉じられ、乾燥ホッパー１１１内の気密が維持されるように密閉し、保温手段１２で、貯留された粉粒体材料の温度を保持し、さらに、バキュームポンプ１４によって、乾燥ホッパー１１１内を所定の減圧度に減圧しながら、粉粒体材料を減圧処理する。
【００４３】
こうすると、粉粒体材料から、その内部に保持されていた水分が水蒸気として発生し、また、揮発成分が揮発性ガスとして発生する。
このとき、保温加熱するだけでも粉粒体材料から水蒸気や揮発性ガスが発生するが、材料によっては、あまり高温度にすると材料が劣化するものがあり、その場合には減圧処理を兼ね合わせて行うと、水などの沸点が下がって、より低い温度で蒸発や揮発をさせることができる。また、必要に応じて、蒸発や揮発を促進するために減圧処理を合わせて行ってもよい。
【００４４】
一方、減圧処理だけでも、水蒸気や揮発性ガスが発生するが、通常、樹脂ペレットなどの粉粒体材料では、次工程である樹脂成形機での加工上の要請から、所定温度に加熱されていることが条件となるので、加熱保温も合わせて行われることが多い。
こうして、乾燥ホッパー１０内に、水蒸気や揮発性ガスなどの雑ガスを発生させながら、この除湿乾燥装置Ａでは、導入口１３から、湿度や温度等の調整されたキャリアガスを強制的に導入させ、同時に乾燥ホッパー１０の雑ガスを含む気体を、バキュームポンプ１４によって吸い出し、乾燥ホッパー１０の外部へ導出することによって、粉粒体材料を除湿乾燥している。
【００４５】
具体的には、ここでは、キャリアガスとして、通常の大気を用い、導入口１３の調整弁を調整して、外気を導入しながら、その導入した大気の分だけ、バキュームポンプ１４によって、乾燥ホッパー１０内の気体を吸引して、乾燥ホッパー１０内の所定の減圧度を維持するようにする。
このように、キャリアガス置換を用いて除湿乾燥すると、貯留された粉粒体材料の体積を除いた乾燥ホッパー内の実質空気量の数倍程度のキャリアガス量で、粉粒体の除湿乾燥ができ、実質空気量の数十倍程度の熱風を必要とする通気式除湿乾燥装置に比べて、大幅に、除湿乾燥に必要な気体量を減らすことができ、装置の小型化も図れる。また、除湿乾燥も短時間で効率的にできる
この分離型のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置では、上述のように、熱伝導加熱手段を設けた加熱ホッパーと、雑ガス置換を行う乾燥ホッパーを別体で設けていることを特徴とする。
【００４６】
このように別体とすることで、例えば、時間のかかる粉粒体材料の加熱は、大型の加熱ホッパーで行い、短時間でできる雑ガスの置換は、小型の乾燥ホッパーで行う、といったシステム構成ができ、システム構成の自由度が向上する。
さらに、雑ガスの置換においては、乾燥ホッパーを分離すると、加熱ホッパーの大きさに拘束されないで、小型に形成できるので、置換のためのキャリアガスの量もさらに少なくすることができ、装置のさらに小型化が図れる。
【００４７】
また、この場合の加熱ホッパーにおける加熱方法は、パイプヒータとヒートパイプを用いる方法、熱伝導加熱方法、いわゆる通気方式のものなど、いずれであってもよく、限定されないので、その点でも、システム構成の自由度が向上する。さらに、ここで記載している熱伝導加熱方式の加熱ホッパーと、雑ガス置換を組み合わせると、加熱の場合にも、大量の熱風を必要としないという熱伝導加熱方式の利点と合わせて、相乗的な効果を発揮する。
【００４８】
なお、上記フィルターは必須のものではなく、設けなくともよい。また、導入口１３は乾燥ホッパー１０の底部に設け、ガス放出手段１４はホッパー１０の上方に設けるのが、キャリアガス置換の流れからは望ましいが、必ずしも、これに限られるものではない。また、導入口に設けられた調整弁も、設けなくともよい場合もある。
【００４９】
図２は、本発明のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置の他例の全体構成を概念的に示す系統図である。これ以降、既に説明した部分と同じ部分については、同じ符号を付して重複説明を省略する。
このキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置Ｂは、減圧下で雑ガス置換が行われる図１の除湿乾燥装置Ａと相違して、乾燥ホッパーでの雑ガス置換が、大気圧または正圧下で行われもので、導入口とガス放出手段の態様が相違する。
【００５０】
この除湿乾燥装置Ｂの乾燥ホッパー１０Ａには、下部側に、除湿乾燥装置Ａの乾燥ホッパー１０に設けられたバルブと調整弁からなる導入口１３の替わりに、強制的に正圧のキャリアガスを導入するブロアと開閉弁からなる導入口１３Ａが設けられ、上部側に、バキュームポンプ１４の替わりに、フィルタを設けた開放弁から構成されるガス放出手段１４Ａが設けられている。
【００５１】
この除湿乾燥装置Ｂの乾燥ホッパー１０Ａでは、大気圧状態で、加熱ホッパー１から供給された粉粒体材料を保温しながら、水蒸気や揮発性ガスの雑ガスを発生させ、導入口１３Ａのブロアーによって、乾燥ホッパー１０内を大気圧状態、あるいはブロアーで加圧空気を過給気することで、正圧状態とすることによって、その給気の分だけ、ガス放出手段３８で乾燥ホッパー１０内の気体を放出することで、粉粒体材料を除湿乾燥する。
【００５２】
この除湿乾燥装置Ｂによれば、大気圧状態、あるいは、正圧状態で、キャリアガス置換を用いて粉粒体の除湿乾燥を効率的に、かつ、大量の熱風ガスを用いないですることができる。
なお、上記フィルターは必須のものではなく設けなくともよい。また、導入口１３Ａは乾燥ホッパー１０Ａの底部に設け、ガス放出手段１４Ａはホッパー１０Ａの上方に設けるのが、キャリアガス置換の流れからは望ましいが、必ずしも、これに限られるものではない。また、導入口に設けられた調整弁も、設けなくともよい場合もある。
【００５３】
図３は、本発明のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置の他例の全体構成を概念的に示す系統図である。
このキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置Ｃは、これまで説明した除湿乾燥装置Ａ、Ｂに比べ、共通の加熱ホッパー１Ａに対して複数の乾燥ホッパー１０が接続され、加熱は共通の加熱ホッパー１Ａで行い、雑ガス置換は、複数の乾燥ホッパー１０で、それぞれ必要に応じて分散して行う、いわゆる、雑ガス置換分散処理システムとして構成されている点が相違する。
【００５４】
この除湿乾燥装置Ｃを構成する共通の加熱ホッパー１Ａは、複数の乾燥ホッパー１０に粉粒体材料を供給するため、より大型のものであり、ここでは、加熱手段として、パイプヒータとヒートパイプで構成された加熱手段３Ａを、ホッパー１Ａ内部に設けている。上述したように、本発明のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥方法を用いる場合、基本的には、加熱手段を問わないので、加熱ホッパー１Ａは、このように、パイプヒータを内部に設けるような加熱手段を用いたものでもよい。
【００５５】
なお、この図では、材料捕集装置を省略しているが、この加熱ホッパー１Ａにも、加熱ホッパー１と同様の材料捕集装置が設置されている。
この共通の加熱ホッパー１Ａと複数の乾燥ホッパー１０は、輸送管路２１で接続され、それぞれの乾燥ホッパー１０の投入側には、バルブ９Ａが設けられている。このそれぞれのバルブ９Ａは、制御線によって、材料輸送手段２２に接続され、この材料輸送手段２２は、共通の加熱ホッパー１Ａ内で加熱された粉粒体材料を、順次下方より取り出して、材料要求信号を発した乾燥ホッパー１０のバルブ９Ａを開いて、その乾燥ホッパー１０に選択的に自動供給する。
【００５６】
このようにすると、例えば、共通の加熱ホッパー１Ａを大型の床置き型で構成し、それに、複数の樹脂成形機の機上に設けた複数の乾燥ホッパー１０を、材料輸送手段２２で連結し、加熱された粉粒体材料を分配する、といったシステムを構築することができる。この場合、加熱ホッパー１Ａは大型にして共通化し、一方、乾燥ホッパー１０は、一体型に比べてさらに小型化したものを、機上型として、次工程の機上にそれぞれ設けることができ、全体として、システムの無駄を省き、コストダウンを図ることができる。
【００５７】
図４は、本発明のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置の他例の全体構成を概念的に示す系統図である。
このキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置Ｄは、図３で説明した除湿乾燥装置Ｃと同様に、共通の加熱ホッパー１Ａに複数の乾燥ホッパーが接続されているが、この接続されている乾燥ホッパーが、減圧状態で雑ガス置換を行う乾燥ホッパー１０ではなく、大気圧下または正圧下で雑ガス置換を行う乾燥ホッパー１０Ａである点が相違する。
【００５８】
このように、大気圧下または正圧下で雑ガス置換を行う場合でも、雑ガス置換分散処理システムを構築することができ、上記の除湿乾燥装置Ｃと同様の効果を得ることができる。
また、上記システムにおいては、共通の加熱ホッパー１Ａに対して、複数の同じ種類の乾燥ホッパー１０，１０Ａが接続されている例について説明したが、同一の共通の加熱ホッパー１Ａに対して、減圧下の乾燥ホッパー１０と、大気圧下または正圧下の乾燥ホッパー１０Ａとを混在させて接続するようにしてもよい。
【００５９】
なお、上記除湿乾燥装置Ｃ、Ｄについて、材料輸送手段２２は、乾燥ホッパー１０，１０Ａからの材料要求信号に応じて、その乾燥ホッパー１０に選択的に粉粒体材料を自動供給するようにしているが、共通の加熱ホッパー１Ａから輸送管路２１、それぞれの乾燥ホッパー１０，１０Ａのバルブ９Ａまで、除湿乾燥され粉粒体材料を充満させておき、それぞれのバルブ９Ａを随時開くことによって、それぞれの選択された乾燥ホッパー１０，１０Ａに粉粒体材料を供給するようにしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１に記載のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥方法によれば、キャリアガス置換のための加熱を加熱ホッパーで、雑ガスの置換は乾燥ホッパーで、それぞれ別のホッパーで行うようにしているので、例えば、時間のかかる粉粒体材料の加熱は、大型の加熱ホッパーで行い、短時間でできる雑ガスの置換は、小型の乾燥ホッパーで行う、といったシステム構成ができ、システム構成の自由度が向上する。
【００６１】
また、この場合の加熱ホッパーにおける加熱方法は、パイプヒータとヒートパイプを用いる方法、熱伝導加熱方法、いわゆる通気方式のものなど、いずれであってもよく、限定されないので、その点でも、システム構成の自由度が向上する。
さらに、雑ガスの置換においては、乾燥ホッパーは、小型に形成できるので、置換のためのキャリアガスの量もさらに少なくすることができ、さらに装置の小型化が図れる。
【００６２】
請求項２に記載のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置によれば、請求項１に記載の方法を実現する装置で、保温手段のみを有するものであるので請求項１に記載の方法の効果を発揮する。
請求項３に記載のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置によれば、請求項１に記載の方法を実現する装置で、保温手段と減圧手段とを有するので、請求項１に記載の方法の効果をさらに効果的に発揮する。
【００６３】
請求項４に記載のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置によれば、共通の加熱ホッパーに対し、複数台の乾燥ホッパーを接続したものであり、加熱ホッパーは大型にして共通化し、一方、乾燥ホッパーは、一体型に比べてさらに小型化したものを、機上型として、次工程の機上にそれぞれ設けることができ、全体として、システムの無駄を省き、コストダウンを図ることができる。
【００６４】
請求項５に記載のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置によれば、請求項４に記載の分散型のものにおいて、複数のそれぞれの乾燥ホッパーに、保温手段に加え、更に減圧手段を設け、雑ガスを発生させるのに、保温するだけでなく、減圧処理もするようにしているので、キャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥が、より効率的に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置の一例の全体構成を概念的に示す系統図
【図２】本発明のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置の他例の全体構成を概念的に示す系統図
【図３】本発明のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置の他例の全体構成を概念的に示す系統図
【図４】本発明のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置の他例の全体構成を概念的に示す系統図
【図５】加熱乾燥一体型のキャリアガス置換を用いた粉粒体材料の除湿乾燥装置の一例の全体構成を示す系統図
【符号の説明】
Ａ              除湿乾燥装置
１              加熱ホッパー
１Ａ            共通の加熱ホッパー
１ａ            材料捕集装置
２〜７          熱伝導加熱手段
３Ａ            パイプヒータ
９              バルブ
１０、１０Ａ    乾燥ホッパー
１２            保温手段
１３、１３Ａ    導入口
１４、１４Ａ    ガス放出手段
１４            減圧手段
２１            輸送管路
２２            材料輸送手段
【図１】
0003773674.tif 000002
【図２】
0003773674.tif 000003
【図３】
0003773674.tif 000004
【図４】
0003773674.tif 000005
【図５】
0003773674.tif 000006