JP3773673B2 - 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 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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】
従来、粉粒体材料の除湿乾燥装置として、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が多用されていた。
図６は、そのような粉粒体材料の通気式除湿乾燥装置の一例を示す図である。
【０００３】
この通気式除湿乾燥装置Ｄは、乾燥すべき樹脂ペレット等の粉粒体材料を収容する通気式乾燥ホッパー１０１と、通気式乾燥ホッパー１０１に付設して設けられた熱風供給手段１０２と、通気式乾燥ホッパー１０１内に設けられたディフューザコーン１０３と、ディフューザコーン１０３と熱風供給手段１０２との間を接続する空気供給管１０４と、通気式乾燥ホッパー１０１と熱風供給手段１０２との間を接続する排気ガス回収管１０５とを備える。
【０００４】
通気式乾燥ホッパー１０１は、円柱形状の直胴部１０１ａと、その下部に下方にいくに従って先細となる円錐形状部１０１ｂと、円錐形状部１０１ｂの中央部に設けられ、通気式乾燥ホッパー１０１内に収容され、乾燥処理後の粉粒体材料を通気式乾燥ホッパー１０１内から排出する排出管１０１ｃと、その上部（天板）１０１ｄの中央部１０１ｅに設けられた材料投入口１０１ｆと、その上部（天板）１０１ｄの材料投入口１０１ｆの側方に設けられた空気排出口１０１ｇを備える。
【０００５】
通気式乾燥ホッパー１０１の材料投入口１０１ｆの上方には、乾燥すべき粉粒体材料が貯留された材料貯留ホッパー１０６が材料投入バルブ１０７を介在して設けられている。
また、通気式乾燥ホッパー１０１の排出管１０１ｃの下方には、材料輸送配管（図示せず）や、成形機等の材料投入口（図示せず）が接続されるようになっている。
【０００６】
熱風供給手段１０２は、空気等を加熱して乾燥する加熱手段（図示せず）や、通気式乾燥ホッパー１０１内に熱風を供給するためのブロワ等の送風手段（図示せず）等を備えている。
ディフューザコーン１０３は、その一端１０３ａが、通気式乾燥ホッパー１０１の直胴部１０１ａの側方で、熱風供給手段１０２に接続された空気供給管１０４に接続されており、その下部１０３ｂが、通気式乾燥ホッパー１０１の排出管１０１ｃの近傍上方中央部に設けられており、かつ、その下部１０３ｂには、熱風供給手段１０２から供給されてくる熱風を通気式乾燥ホッパー１０１内に拡散供給するための開口部１０３ｃと開口部１０３ｃの外方の外周面に穿設された複数の小孔１０３ｄが設けられた構成になっている。
【０００７】
また、排気ガス回収管１０５は、通気式乾燥ホッパー１０１の上部（天板）１０１ｄに設けられた空気排出口１０１ｇと熱風供給手段１０２との間を接続するように設けられている。そして、熱風供給手段１０２より発生させた熱風は、ディフューザコーン１０３の下部１０３ｂの開口部１０３ｃ及びその外方の外周面に多数穿設された小孔１０３ｄより通気式乾燥ホッパー１０１内に拡散供給された後、通気式乾燥ホッパー１０１の上部（天板）１０１ｄに設けられた空気排出口１０１ｇ、排気ガス回収管１０５を介して熱風供給手段１０２に循環的に供給され、熱風供給手段１０２により乾燥した熱風に再生されて、通気式乾燥ホッパー１０１内へ流通循環するようにされている。
【０００８】
このホッパードライヤＤを用いて所定量の粉粒体材料を乾燥させる際には、まず、材料投入バルブ１０７を所定時間開いた状態にして材料貯留ホッパー１０６内に貯留された所定量の粉粒体材料を通気式乾燥ホッパー１０１内に収容する。次に、熱風供給手段１０２を作動させて、通気式乾燥ホッパー１０１内に収容された粉粒体材料に所定温度の熱風を吹き込んで、通気式乾燥ホッパー１０１内に収容された粉粒体材料を乾燥させる。この通気式除湿乾燥方法は、熱風を粉粒体材料に吹き込んで、その熱風の熱で粉粒体材料を加熱するとともに、粉粒体材料の水分や揮発成分を、その熱風を介して取り出して除湿乾燥するものである。
【０００９】
そして、乾燥処理が終了した粉粒体材料は、通気式乾燥ホッパー１０１の排出管１０１ｃから排出管１０１ｃに接続された材料輸送配管（図示せず）や成形機等の材料投入口（図示せず）に順次供給されるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の通気式除湿乾燥装置においては、加熱乾燥させた熱風を通気式乾燥ホッパー１０１内に貯留させた粉粒体材料に連続的に吹き込んで、加熱し、除湿乾燥させるものであるため、ホッパー１０１内を常時貫流するだけの風量を生成する熱風供給手段２が必要で、この熱風供給手段２は大型化していた。
【００１１】
また、この従来の通気式除湿乾燥装置においては、加熱と除湿乾燥を通気することで同時に行っているため、一般に、熱風による粉粒体材料からの水分などの取り出しは短時間でできるという事実があるにも拘わらず、熱風による粉粒体材料の加熱は時間がかかるために、全体の処理時間も熱風加熱の時間に拘束されるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題を解消し、大型の加熱手段が不要で、除湿乾燥が短時間で効率よくでき、小型化可能な、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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明では、キャリアガス置換という発明思想を用いた粉粒体材料の除湿乾燥方法と装置を提案している。
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体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、加熱などによって、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。
【００１４】
ここでは、請求項１、２において、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３〜６において、その装置を提案している。つまり、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、粉粒体材料を貯留乾燥する乾燥ホッパーを、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に、加熱手段を設けた構造となし、上記粉粒体材料を貯留乾燥する乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされた粉粒体材料の除湿乾燥装置を用いてなり、上記乾燥ホッパーに粉粒体材料を貯留した後、こ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加熱、または、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。
【００１５】
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。
【００１６】
加熱方法は、通気式以外であれば、その加熱方法は問わない。減圧処理とは、乾燥ホッパーを大気圧以下に減圧することをいい、その減圧度、言い換えれば、真空度は、乾燥対象の粉粒体材料の種類や、乾燥度要求などに合わせて、適宜設定される。
このようなキャリアガス置換を用いると、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。
【００１７】
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方法は、請求項１において、上記乾燥ホッパーに設けられた熱伝導加熱手段により粉粒体材料を加熱しながら、上記キャリアガスを外部から導入させて、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を特徴とする。
この方法は、加熱手段として、熱伝導熱手段を用いたことを特徴とする。
【００１８】
この熱伝導加熱手段とは、乾燥ホッパーそのものを熱伝導性材料を用いて構成し、その内壁には、同じ材料で構成された仕切壁を内部に向けて、延出させて、乾燥ホッパー外周に設けた加熱手段（発熱源）からの熱を伝導伝熱して、内部の粉粒体材料を加熱することを特徴としている。
つまり、材料の熱伝導性を積極的に用いることによって、乾燥ホッパー内部に複雑な加熱手段を設ける必要がなくなり、ホッパー内部構造が、上下に伸びた仕切壁だけという簡単な構造となり、また、材料の熱伝導性を利用しているので、優しい均一な加熱ができるものである。さらに、この仕切壁を、できるだけ多く設けることで、伝導熱を粉粒体材料に伝える伝熱面積を広くすることによって、伝熱効率を向上させている。
【００１９】
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によれば、このような熱伝導加熱手段と組み合わせることで、両者の効果が相乗的に発揮される。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、粉粒体材料を貯留し乾燥させる乾燥ホッパーと、この乾燥ホッパーに貯留された粉粒体材料を加熱する加熱手段と、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、こ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加熱することによって、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し、且つ、
上記乾燥ホッパーには、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に加熱手段を設けると共に、上記乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされたことを特徴とする。
【００２０】
この装置は、粉粒体材料の加熱手段のみを備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、大気圧下、あるいは、正圧下で行われる加熱とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果を発揮することができる。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、粉粒体材料を貯留し乾燥させる乾燥ホッパーと、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、こ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し、且つ、上記乾燥ホッパーには、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に加熱手段を設けると共に、上記乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされたことを特徴とする。
【００２１】
この装置は、乾燥ホッパーの減圧手段のみを備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、減圧処理とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果を発揮することができる。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、粉粒体材料を貯留し乾燥させる乾燥ホッパーと、この乾燥ホッパーに貯留された粉粒体材料を加熱する加熱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、こ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加熱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し、且つ、上記乾燥ホッパーには、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に加熱手段を設けると共に、上記乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされたことを特徴とする。
【００２２】
この装置は、粉粒体材料の加熱手段と乾燥ホッパーの減圧手段との双方を備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、加熱及び減圧処理とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果をより効率的に発揮することができる。
請求項６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、請求項３または５のいずれかにおいて、上記乾燥ホッパーの加熱手段が、熱伝導加熱手段であることを特徴とする。
【００２３】
この装置は、加熱手段を熱伝導加熱手段としたことを特徴とし、ホッパー内部構造が、上下に伸びた仕切壁だけという簡単な構造となり、また、材料の熱伝導性を利用しているので、優しい均一な加熱ができ、熱効率がよいという熱伝導加熱手段の効果と、キャリアガス置換の効果とが、相乗的に発揮される。
【００２４】
【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示す系統図、図２は、本発明の実施形態の粉粒体材料の除湿乾燥装置の本体部外観を示し、（ａ）はその一部切り欠きした正面図、（ｂ）はその側面図である。
【００２５】
図１に示す除湿乾燥装置Ａは、床置き型であって、円筒状に形成された熱伝導壁２と、その外周に設けられた加熱手段３を備えた乾燥ホッパー１を、機台１ａに設置し、この機台１ａの下部には、コロ１ｂが設けられ移動可能となっている。
乾燥ホッパー１には、材料タンクなどに設けられたノズル２１、捕集器２２、材料投入バルブ２３、材料排出バルブ２４が設置されている。このノズル２１によって、除湿乾燥の為に乾燥ホッパー１に順次供給する粉粒体材料を吸引して、捕集器２２に捕集し、材料投入バルブ２３によって、乾燥ホッパー１内に粉粒体材料を供給し、この乾燥ホッパー１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２４から次工程である樹脂成形機などへ排出される。
【００２６】
この乾燥ホッパー１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）１４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）２７が機台１ａに設置され、乾燥ホッパー１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）２６、吸引する気体を濾過するフィルタ２５、乾燥ホッパー１内を大気圧に戻すためのバルブ２８、乾燥ホッパー１内の真空度、あるいは、減圧度を測定する圧力ゲージ（ＰＧ）２８ａが接続されている。
【００２７】
この除湿乾燥装置Ａでは、上記バキュームポンプ（ＶＰ）２７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２９ａと、その導入量を調節する調整弁２９ｂからなる導入口２９が接続されており、材料排出バルブ２４の下端には、材料輸送用ブロアー（Ｂ）３０の送風側が輸送切換弁３１を介して接続されている。
【００２８】
この材料輸送用ブロアー３０の吸引側には、輸送用空気を濾過する輸送フィルタ３２が接続され、この輸送フィルタ３２には、切換弁３４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２２からの輸送排気が選択的に接続されている。機台１ａには、さらに、除湿乾燥装置Ａの全体を制御する制御盤３３が設置されている。
【００２９】
なお、乾燥ホッパー１の内部構造については、後述する。
乾燥ホッパー１を含む粉粒体材料の除湿乾燥装置の本体部は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、乾燥ホッパー１の上部に、捕集器２２が材料投入バルブ２３を介して設置されており、下部に材料排出バルブ２４が配設されている。この排出バルブ２４の排出側には、輸送切換弁３１を介して、輸送用ブロアー３０の送風側が断接可能に接続されている。
【００３０】
この輸送用ブロアー３０の側方には、上記したバキュームポンプ（真空ポンプ）２７が配置され、その上側には輸送フィルター３２が配置され、更にその上部側には装置全体を制御するための制御盤３３が配置されている。
このように、この除湿乾燥装置Ａは、機台１ａ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。
【００３１】
このキャリアガス置換を用いた粉粒体の除湿乾燥装置Ａでは、輸送切換弁３１を切り換えて輸送ブロアー３０の送風側を開放し、一方、切換弁３４を捕集器２２側に切り換えて、輸送ブロアー３０の吸引側を捕集器２２に接続して、捕集器２２にノズル２１を介して粉粒体材料を捕集する。
ついで、捕集器２２から、レベルゲージ１４が信号を発するまで、乾燥ホッパー１に粉粒体材料が投入、貯留されると、材料投入バルブ２３が閉じられ、乾燥ホッパー１内の気密が維持されるように密閉し、加熱手段３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２７によって、乾燥ホッパー１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。
【００３２】
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。
【００３３】
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１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２９から、湿度や温度等の調整されたキャリアガスを導入させ、同時に乾燥ホッパー１の雑ガスを含む気体を、バキュームポンプ２７によって、吸い出し乾燥ホッパー１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。
【００３４】
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２９の調整弁２９ｂ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２７によって、乾燥ホッパー１内の気体を吸引して、圧力ゲージ２８ａ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
また、導入口２９の前に、フィルタ、ドライヤー、加熱手段などを設置して、粉塵などを除去し、また、大気をより加熱乾燥させたキャリアガスを導入すると、さらに効果的に除湿乾燥することができる。さらに、粉粒体材料の種類に合わせて、材料に悪影響を与えないガスをキャリアガスとして用いることもできる。
【００３５】
こうして、除湿乾燥した後は、バルブ２８によって、外気を導入して、乾燥ホッパー１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２４を開いて、除湿乾燥された粉粒体材料を排出し、切換弁３４を樹脂成形機側に切り換えて、輸送切換弁３１を切換へ、輸送ブロアー３０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２２から、乾燥ホッパー１に供給する。
【００３６】
なお、粉粒体材料の排出投入時に、乾燥ホッパー１内を大気圧に戻すのは、乾燥ホッパー１内が真空のままだと、外部との圧力差のために、材料排出バルブ２４を開いたときに、外気が勢いよく乾燥ホッパー１内に流入して、内部の粉粒体材料の積層状態を破壊するからである。したがって、捕集器２２を真空維持するなどして、材料投入バルブ２３、材料排出バルブ２４の前後が同じ気圧に保たれている場合には、粉粒体材料の排出投入時に大気圧に戻すという手順は必要ではない。
【００３７】
次に、本発明で用いる熱伝導加熱手段について説明する。
図３は、この熱伝導加熱手段を設けた本発明の実施形態の除湿乾燥装置の乾燥ホッパーを示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図である。
この乾燥ホッパー１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように乾燥ホッパー１の外周部にアルミニ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、乾燥ホッパー１の内部にアルミニ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。
【００３８】
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おり、これらの仕切壁６、７の相対する先端部の間には粉粒体材料が止まらない程度な適度な間隔をもたせるか、あるいは互いに当接させるとよい。
【００３９】
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、所定の厚さを有している。
【００４０】
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く、上記小区画の断面積も必ずしも、ほぼ等しく無くともよい。
【００４１】
ここで、乾燥ホッパー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。
【００４２】
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。
熱伝導壁２から内部中心側に向けて延出した仕切壁６のそれぞれの上端は、この内部中心側を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠き６１を形成しており、仕切壁６のそれぞれの下端は中心側を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠き６２を形成している。
【００４３】
また、熱伝導筒４の仕切壁７は、その上端部が中心部を頂部として周囲に向かって下方に突片端７１を形成しており、かつ下端部がホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠き７２を形成している。
なお、熱伝導壁２は、円筒状であって、乾燥ホッパ１の本体部を構成しており、その上にはホッパー上部蓋部８、下には下向きに中心側に向けて絞るように傾斜したホッパー下部テーパー部９が配設され、取付ボルト（不図示）で取り付け固定されている。熱伝導筒４は、ホッパー上部蓋部８の下部補強枠８１の内壁間に架け渡されたパイプ１０の中央部に吊り下げ状態で支持固定されている。
【００４４】
また、パイプヒーターからなる内部側加熱手段５の下部には傘部１２が取り付け固定されている。
更に、ホッパー下部テーパー部９は内周部に空洞部９１が形成された形状となっており、この空洞部９１に、さらに、加熱手段であるバンドヒータなどを設けてもよい。
【００４５】
また、中心部側の仕切壁７の下部が外周側の仕切壁６の下部にリング体１３を介して支えられている構造となっており、このリング体１３はその上端面に材料が乗っかかる程度の厚みであって、この上端面に面取りが施されていると、粉粒体材料が滞留しない。
このような熱伝導加熱手段を設けた乾燥ホッパーによれば、乾燥ホッパー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。
【００４６】
更に、外側の仕切壁６の上端は上斜め切り欠き６１に形成され、内側の仕切壁７は突片端７１に形成されているので、粉粒体材料を上方から投入した場合に、これらの上端面に材料が滞留せず、この粉粒体材料を無理なく各仕切壁６、７に均等に分散して充填できる。また、各仕切壁６、７の下端は下斜め切り欠き６２、７２に形成されているので、先入れ先出しの傘部１２を設けるのに都合がよく、熱伝導面積を広くし、熱伝導効率を向上させている。
【００４７】
また、この下斜め切り欠き６２、７２は、仕切壁が近接するホッパー下部の形状、先入れ先出しの傘体の形状などに沿わせて、決められるもので、その思想は、相手形状に沿わせながら、できるだけ熱伝導面積を増やそうというものである。したがって、熱伝導面積の要請度によっては、必ずしも、相手形状に沿わせるような切り欠きを設けなくともよい。
【００４８】
なお、この上斜め切り欠き６１や突片端７１は、粉粒体材料の滞留を防ぐためのもので、同様の機能を発揮するものであれば、このような上斜め切り欠き６１などを必ずしも設けなくともよい。例えば、仕切壁６、７の上端面を水平とし、粉粒体材料が滞留しないように面取り、あるいは、Ｒ面取りなどを設けてもよい。
【００４９】
また、従来、用いられている銅製のヒートパイプ等の加熱手段では、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、本発明の乾燥ホッパー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。
【００５０】
なお、乾燥ホッパー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。
【００５１】
さらに、乾燥ホッパー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。
【００５２】
図４は、本発明のキャリアガス置換の態様を説明する概念図であって、（ａ）は真空状態の場合、（ｂ）は大気圧または正圧の場合を示している。
図４（ａ）に示す粉粒体材料の除湿乾燥装置は、図１、２を用いて説明したものと同じ態様のもので、減圧処理をしながら、キャリアガス置換するものである。
【００５３】
乾燥ホッパー１の底部に配管を介してフィルター付導入口３５を設けるとともに、ホッパー１の上方には配管を介して真空ポンプ３６を設けた構造としている。
これによると、フィルター付き導入口３５からキャリアガスである外気を徐々に導入しながら、真空ポンプ３６でホッパー１内を真空状態、あるいは、減圧状態とすることによって、キャリアガス置換を行う。
【００５４】
なお、この場合、除湿乾燥された粉粒体材料が、加熱を条件とされない場合には、加熱手段を設けないようにすることもできる。
図４（ｂ）に示す粉粒体材料の除湿乾燥装置は、乾燥ホッパーに減圧手段が設けられず、加熱手段のみが設けられている場合で、大気圧または正圧下で、キャリアガス置換するものである。
【００５５】
乾燥ホッパー１の底部にブロアと開閉弁から構成される導入口３７を設けるとともに、乾燥ホッパー１の上方には配管を介してフィルター付きのガス放出手段３８を設け、さらに加熱手段３９を設けた構造としている。
この除湿乾燥装置は、大気圧状態で、加熱しながら、除湿乾燥するもので、これによると、乾燥ホッパー１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、正圧状態としながら、その給気の分だけ、ガス放出手段３８で乾燥ホッパー１内の気体を放出することで、キャリアガス置換するものである。
【００５６】
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、フィルター付外気取り入れ口３５や、送気受入れ口３７は乾燥ホッパー１の底部に設け、真空ポンプ３６や、開放弁３８はホッパー１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。
図５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示す系統図である。
【００５７】
この除湿乾燥装置Ｂは、機上型であって、次工程である例えば、樹脂成形機の材料ホッパの機上に直接取りつけて使用されるものである。なお、図１の除湿乾燥装置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。
この除湿乾燥装置Ｂは材料タンクのノズル２１から、吸引手段を備えた捕集器のホッパー２２Ａに粉粒体材料を捕集して材料投入バルブ２３を経て、乾燥ホッパー１内に粉粒体材料が供給されるようになっている。
【００５８】
そして、この乾燥ホッパー１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２４から射出成形機に直接供給されるようになっている。
この乾燥ホッパー１内には、乾燥ホッパー１内の粉粒体材料の容量を検出するためのレベルゲージ１４が配設されており、更に乾燥ホッパー１内を真空にするためのバキュームポンプ２７が上部側に配管で接続されていて、この配管には、圧力センサ２５、バルブ２８、圧力ゲージ２８ａが接続されている。
【００５９】
また、下部側には、キャリアガス置換のために外気を導入する導入口２９が接続されている。
このように、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装置は、機上型としても構成することができる。
【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、乾燥ホッパーに貯留された粉粒体材料の体積を除いた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。
【００６１】
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方法によれば、請求項１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の効果に加え、熱伝導熱手段を用いているので、乾燥ホッパー内部に複雑な加熱手段を設ける必要がなくなり、ホッパー内部構造が、上下に伸びた仕切壁だけという簡単な構造となり、また、材料の熱伝導性を利用しているので、優しい均一な加熱ができるものである。さらに、この仕切壁を、できるだけ多く設けることで、伝導熱を粉粒体材料に伝える伝熱面積を広くすることによって、伝熱効率を向上させている。
【００６２】
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、粉粒体材料の加熱手段のみを備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、大気圧下、あるいは、正圧下で行われる加熱とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果を発揮することができる。
【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、乾燥ホッパーの減圧手段のみを備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、減圧処理とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果を発揮することができる。
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、粉粒体材料の加熱手段と乾燥ホッパーの減圧手段との双方を備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、加熱及び減圧処理とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果をより効率的に発揮することができる。
【００６４】
請求項６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３または５のいずれか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の効果に加え、加熱手段を熱伝導加熱手段としたので、ホッパー内部構造が、上下に伸びた仕切壁だけという簡単な構造となり、また、材料の熱伝導性を利用しているので、優しい均一な加熱ができ、熱効率がよいという熱伝導加熱手段の効果と、キャリアガス置換の効果とが、相乗的に発揮される。
【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示す系統図
【図２】本発明の実施形態の粉粒体材料の除湿乾燥装置の本体部外観を示し、（ａ）はその一部切り欠きした正面図、（ｂ）はその側面図
【図３】本発明の実施形態の粉粒体材料の除湿乾燥装置の乾燥ホッパーを示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図
【図４】本発明のキャリアガス置換の態様を説明する概念図であって、（ａ）は真空状態の場合の図、（ｂ）は大気圧または正圧の場合の図
【図５】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示す系統図
【図６】従来の粉粒体材料の除湿乾燥装置の一例を示す縦断面図
【符号の説明】
Ａ 除湿乾燥装置
１ 乾燥ホッパー
２９、３５ 導入口
２７、３６、３８ ガス放出手段
２７ 減圧手段
２〜７ 熱伝導加熱手段（加熱手段）
３９ 加熱手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、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】
従来、粉粒体材料の除湿乾燥装置として、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が多用されていた。
図６は、そのような粉粒体材料の通気式除湿乾燥装置の一例を示す図である。
【０００３】
この通気式除湿乾燥装置Ｄは、乾燥すべき樹脂ペレット等の粉粒体材料を収容する通気式乾燥ホッパー１０１と、通気式乾燥ホッパー１０１に付設して設けられた熱風供給手段１０２と、通気式乾燥ホッパー１０１内に設けられたディフューザコーン１０３と、ディフューザコーン１０３と熱風供給手段１０２との間を接続する空気供給管１０４と、通気式乾燥ホッパー１０１と熱風供給手段１０２との間を接続する排気ガス回収管１０５とを備える。
【０００４】
通気式乾燥ホッパー１０１は、円柱形状の直胴部１０１ａと、その下部に下方にいくに従って先細となる円錐形状部１０１ｂと、円錐形状部１０１ｂの中央部に設けられ、通気式乾燥ホッパー１０１内に収容され、乾燥処理後の粉粒体材料を通気式乾燥ホッパー１０１内から排出する排出管１０１ｃと、その上部（天板）１０１ｄの中央部１０１ｅに設けられた材料投入口１０１ｆと、その上部（天板）１０１ｄの材料投入口１０１ｆの側方に設けられた空気排出口１０１ｇを備える。
【０００５】
通気式乾燥ホッパー１０１の材料投入口１０１ｆの上方には、乾燥すべき粉粒体材料が貯留された材料貯留ホッパー１０６が材料投入バルブ１０７を介在して設けられている。
また、通気式乾燥ホッパー１０１の排出管１０１ｃの下方には、材料輸送配管（図示せず）や、成形機等の材料投入口（図示せず）が接続されるようになっている。
【０００６】
熱風供給手段１０２は、空気等を加熱して乾燥する加熱手段（図示せず）や、通気式乾燥ホッパー１０１内に熱風を供給するためのブロワ等の送風手段（図示せず）等を備えている。
ディフューザコーン１０３は、その一端１０３ａが、通気式乾燥ホッパー１０１の直胴部１０１ａの側方で、熱風供給手段１０２に接続された空気供給管１０４に接続されており、その下部１０３ｂが、通気式乾燥ホッパー１０１の排出管１０１ｃの近傍上方中央部に設けられており、かつ、その下部１０３ｂには、熱風供給手段１０２から供給されてくる熱風を通気式乾燥ホッパー１０１内に拡散供給するための開口部１０３ｃと開口部１０３ｃの外方の外周面に穿設された複数の小孔１０３ｄが設けられた構成になっている。
【０００７】
また、排気ガス回収管１０５は、通気式乾燥ホッパー１０１の上部（天板）１０１ｄに設けられた空気排出口１０１ｇと熱風供給手段１０２との間を接続するように設けられている。そして、熱風供給手段１０２より発生させた熱風は、ディフューザコーン１０３の下部１０３ｂの開口部１０３ｃ及びその外方の外周面に多数穿設された小孔１０３ｄより通気式乾燥ホッパー１０１内に拡散供給された後、通気式乾燥ホッパー１０１の上部（天板）１０１ｄに設けられた空気排出口１０１ｇ、排気ガス回収管１０５を介して熱風供給手段１０２に循環的に供給され、熱風供給手段１０２により乾燥した熱風に再生されて、通気式乾燥ホッパー１０１内へ流通循環するようにされている。
【０００８】
このホッパードライヤＤを用いて所定量の粉粒体材料を乾燥させる際には、まず、材料投入バルブ１０７を所定時間開いた状態にして材料貯留ホッパー１０６内に貯留された所定量の粉粒体材料を通気式乾燥ホッパー１０１内に収容する。次に、熱風供給手段１０２を作動させて、通気式乾燥ホッパー１０１内に収容された粉粒体材料に所定温度の熱風を吹き込んで、通気式乾燥ホッパー１０１内に収容された粉粒体材料を乾燥させる。この通気式除湿乾燥方法は、熱風を粉粒体材料に吹き込んで、その熱風の熱で粉粒体材料を加熱するとともに、粉粒体材料の水分や揮発成分を、その熱風を介して取り出して除湿乾燥するものである。
【０００９】
そして、乾燥処理が終了した粉粒体材料は、通気式乾燥ホッパー１０１の排出管１０１ｃから排出管１０１ｃに接続された材料輸送配管（図示せず）や成形機等の材料投入口（図示せず）に順次供給されるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の通気式除湿乾燥装置においては、加熱乾燥させた熱風を通気式乾燥ホッパー１０１内に貯留させた粉粒体材料に連続的に吹き込んで、加熱し、除湿乾燥させるものであるため、ホッパー１０１内を常時貫流するだけの風量を生成する熱風供給手段２が必要で、この熱風供給手段２は大型化していた。
【００１１】
また、この従来の通気式除湿乾燥装置においては、加熱と除湿乾燥を通気することで同時に行っているため、一般に、熱風による粉粒体材料からの水分などの取り出しは短時間でできるという事実があるにも拘わらず、熱風による粉粒体材料の加熱は時間がかかるために、全体の処理時間も熱風加熱の時間に拘束されるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題を解消し、大型の加熱手段が不要で、除湿乾燥が短時間で効率よくでき、小型化可能な、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。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明では、キャリアガス置換という発明思想を用いた粉粒体材料の除湿乾燥方法と装置を提案している。
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体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、加熱などによって、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。
【００１４】
ここでは、請求項１、２において、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３〜６において、その装置を提案している。つまり、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、粉粒体材料を貯留乾燥する乾燥ホッパーを、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に、加熱手段を設けた構造となし、上記粉粒体材料を貯留乾燥する乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされた粉粒体材料の除湿乾燥装置を用いてなり、上記乾燥ホッパーに粉粒体材料を貯留した後、こ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加熱、または、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。
【００１５】
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。
【００１６】
加熱方法は、通気式以外であれば、その加熱方法は問わない。減圧処理とは、乾燥ホッパーを大気圧以下に減圧することをいい、その減圧度、言い換えれば、真空度は、乾燥対象の粉粒体材料の種類や、乾燥度要求などに合わせて、適宜設定される。
このようなキャリアガス置換を用いると、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。
【００１７】
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方法は、請求項１において、上記乾燥ホッパーに設けられた熱伝導加熱手段により粉粒体材料を加熱しながら、上記キャリアガスを外部から導入させて、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を特徴とする。
この方法は、加熱手段として、熱伝導熱手段を用いたことを特徴とする。
【００１８】
この熱伝導加熱手段とは、乾燥ホッパーそのものを熱伝導性材料を用いて構成し、その内壁には、同じ材料で構成された仕切壁を内部に向けて、延出させて、乾燥ホッパー外周に設けた加熱手段（発熱源）からの熱を伝導伝熱して、内部の粉粒体材料を加熱することを特徴としている。
つまり、材料の熱伝導性を積極的に用いることによって、乾燥ホッパー内部に複雑な加熱手段を設ける必要がなくなり、ホッパー内部構造が、上下に伸びた仕切壁だけという簡単な構造となり、また、材料の熱伝導性を利用しているので、優しい均一な加熱ができるものである。さらに、この仕切壁を、できるだけ多く設けることで、伝導熱を粉粒体材料に伝える伝熱面積を広くすることによって、伝熱効率を向上させている。
【００１９】
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によれば、このような熱伝導加熱手段と組み合わせることで、両者の効果が相乗的に発揮される。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、粉粒体材料を貯留し乾燥させる乾燥ホッパーと、この乾燥ホッパーに貯留された粉粒体材料を加熱する加熱手段と、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、こ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加熱することによって、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し、且つ、
上記乾燥ホッパーには、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に加熱手段を設けると共に、上記乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされたことを特徴とする。
【００２０】
この装置は、粉粒体材料の加熱手段のみを備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、大気圧下、あるいは、正圧下で行われる加熱とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果を発揮することができる。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、粉粒体材料を貯留し乾燥させる乾燥ホッパーと、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、こ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し、且つ、上記乾燥ホッパーには、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に加熱手段を設けると共に、上記乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされたことを特徴とする。
【００２１】
この装置は、乾燥ホッパーの減圧手段のみを備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、減圧処理とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果を発揮することができる。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、粉粒体材料を貯留し乾燥させる乾燥ホッパーと、この乾燥ホッパーに貯留された粉粒体材料を加熱する加熱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、こ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加熱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し、且つ、上記乾燥ホッパーには、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に加熱手段を設けると共に、上記乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされたことを特徴とする。
【００２２】
この装置は、粉粒体材料の加熱手段と乾燥ホッパーの減圧手段との双方を備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、加熱及び減圧処理とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果をより効率的に発揮することができる。
請求項６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、請求項３または５のいずれかにおいて、上記乾燥ホッパーの加熱手段が、熱伝導加熱手段であることを特徴とする。
【００２３】
この装置は、加熱手段を熱伝導加熱手段としたことを特徴とし、ホッパー内部構造が、上下に伸びた仕切壁だけという簡単な構造となり、また、材料の熱伝導性を利用しているので、優しい均一な加熱ができ、熱効率がよいという熱伝導加熱手段の効果と、キャリアガス置換の効果とが、相乗的に発揮される。
【００２４】
【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示す系統図、図２は、本発明の実施形態の粉粒体材料の除湿乾燥装置の本体部外観を示し、（ａ）はその一部切り欠きした正面図、（ｂ）はその側面図である。
【００２５】
図１に示す除湿乾燥装置Ａは、床置き型であって、円筒状に形成された熱伝導壁２と、その外周に設けられた加熱手段３を備えた乾燥ホッパー１を、機台１ａに設置し、この機台１ａの下部には、コロ１ｂが設けられ移動可能となっている。
乾燥ホッパー１には、材料タンクなどに設けられたノズル２１、捕集器２２、材料投入バルブ２３、材料排出バルブ２４が設置されている。このノズル２１によって、除湿乾燥の為に乾燥ホッパー１に順次供給する粉粒体材料を吸引して、捕集器２２に捕集し、材料投入バルブ２３によって、乾燥ホッパー１内に粉粒体材料を供給し、この乾燥ホッパー１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２４から次工程である樹脂成形機などへ排出される。
【００２６】
この乾燥ホッパー１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）１４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）２７が機台１ａに設置され、乾燥ホッパー１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）２６、吸引する気体を濾過するフィルタ２５、乾燥ホッパー１内を大気圧に戻すためのバルブ２８、乾燥ホッパー１内の真空度、あるいは、減圧度を測定する圧力ゲージ（ＰＧ）２８ａが接続されている。
【００２７】
この除湿乾燥装置Ａでは、上記バキュームポンプ（ＶＰ）２７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２９ａと、その導入量を調節する調整弁２９ｂからなる導入口２９が接続されており、材料排出バルブ２４の下端には、材料輸送用ブロアー（Ｂ）３０の送風側が輸送切換弁３１を介して接続されている。
【００２８】
この材料輸送用ブロアー３０の吸引側には、輸送用空気を濾過する輸送フィルタ３２が接続され、この輸送フィルタ３２には、切換弁３４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２２からの輸送排気が選択的に接続されている。機台１ａには、さらに、除湿乾燥装置Ａの全体を制御する制御盤３３が設置されている。
【００２９】
なお、乾燥ホッパー１の内部構造については、後述する。
乾燥ホッパー１を含む粉粒体材料の除湿乾燥装置の本体部は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、乾燥ホッパー１の上部に、捕集器２２が材料投入バルブ２３を介して設置されており、下部に材料排出バルブ２４が配設されている。この排出バルブ２４の排出側には、輸送切換弁３１を介して、輸送用ブロアー３０の送風側が断接可能に接続されている。
【００３０】
この輸送用ブロアー３０の側方には、上記したバキュームポンプ（真空ポンプ）２７が配置され、その上側には輸送フィルター３２が配置され、更にその上部側には装置全体を制御するための制御盤３３が配置されている。
このように、この除湿乾燥装置Ａは、機台１ａ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。
【００３１】
このキャリアガス置換を用いた粉粒体の除湿乾燥装置Ａでは、輸送切換弁３１を切り換えて輸送ブロアー３０の送風側を開放し、一方、切換弁３４を捕集器２２側に切り換えて、輸送ブロアー３０の吸引側を捕集器２２に接続して、捕集器２２にノズル２１を介して粉粒体材料を捕集する。
ついで、捕集器２２から、レベルゲージ１４が信号を発するまで、乾燥ホッパー１に粉粒体材料が投入、貯留されると、材料投入バルブ２３が閉じられ、乾燥ホッパー１内の気密が維持されるように密閉し、加熱手段３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２７によって、乾燥ホッパー１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。
【００３２】
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。
【００３３】
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１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２９から、湿度や温度等の調整されたキャリアガスを導入させ、同時に乾燥ホッパー１の雑ガスを含む気体を、バキュームポンプ２７によって、吸い出し乾燥ホッパー１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。
【００３４】
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２９の調整弁２９ｂ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２７によって、乾燥ホッパー１内の気体を吸引して、圧力ゲージ２８ａ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
また、導入口２９の前に、フィルタ、ドライヤー、加熱手段などを設置して、粉塵などを除去し、また、大気をより加熱乾燥させたキャリアガスを導入すると、さらに効果的に除湿乾燥することができる。さらに、粉粒体材料の種類に合わせて、材料に悪影響を与えないガスをキャリアガスとして用いることもできる。
【００３５】
こうして、除湿乾燥した後は、バルブ２８によって、外気を導入して、乾燥ホッパー１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２４を開いて、除湿乾燥された粉粒体材料を排出し、切換弁３４を樹脂成形機側に切り換えて、輸送切換弁３１を切換へ、輸送ブロアー３０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２２から、乾燥ホッパー１に供給する。
【００３６】
なお、粉粒体材料の排出投入時に、乾燥ホッパー１内を大気圧に戻すのは、乾燥ホッパー１内が真空のままだと、外部との圧力差のために、材料排出バルブ２４を開いたときに、外気が勢いよく乾燥ホッパー１内に流入して、内部の粉粒体材料の積層状態を破壊するからである。したがって、捕集器２２を真空維持するなどして、材料投入バルブ２３、材料排出バルブ２４の前後が同じ気圧に保たれている場合には、粉粒体材料の排出投入時に大気圧に戻すという手順は必要ではない。
【００３７】
次に、本発明で用いる熱伝導加熱手段について説明する。
図３は、この熱伝導加熱手段を設けた本発明の実施形態の除湿乾燥装置の乾燥ホッパーを示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図である。
この乾燥ホッパー１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように乾燥ホッパー１の外周部にアルミニ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、乾燥ホッパー１の内部にアルミニ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。
【００３８】
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おり、これらの仕切壁６、７の相対する先端部の間には粉粒体材料が止まらない程度な適度な間隔をもたせるか、あるいは互いに当接させるとよい。
【００３９】
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、所定の厚さを有している。
【００４０】
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く、上記小区画の断面積も必ずしも、ほぼ等しく無くともよい。
【００４１】
ここで、乾燥ホッパー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。
【００４２】
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。
熱伝導壁２から内部中心側に向けて延出した仕切壁６のそれぞれの上端は、この内部中心側を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠き６１を形成しており、仕切壁６のそれぞれの下端は中心側を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠き６２を形成している。
【００４３】
また、熱伝導筒４の仕切壁７は、その上端部が中心部を頂部として周囲に向かって下方に突片端７１を形成しており、かつ下端部がホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠き７２を形成している。
なお、熱伝導壁２は、円筒状であって、乾燥ホッパ１の本体部を構成しており、その上にはホッパー上部蓋部８、下には下向きに中心側に向けて絞るように傾斜したホッパー下部テーパー部９が配設され、取付ボルト（不図示）で取り付け固定されている。熱伝導筒４は、ホッパー上部蓋部８の下部補強枠８１の内壁間に架け渡されたパイプ１０の中央部に吊り下げ状態で支持固定されている。
【００４４】
また、パイプヒーターからなる内部側加熱手段５の下部には傘部１２が取り付け固定されている。
更に、ホッパー下部テーパー部９は内周部に空洞部９１が形成された形状となっており、この空洞部９１に、さらに、加熱手段であるバンドヒータなどを設けてもよい。
【００４５】
また、中心部側の仕切壁７の下部が外周側の仕切壁６の下部にリング体１３を介して支えられている構造となっており、このリング体１３はその上端面に材料が乗っかかる程度の厚みであって、この上端面に面取りが施されていると、粉粒体材料が滞留しない。
このような熱伝導加熱手段を設けた乾燥ホッパーによれば、乾燥ホッパー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。
【００４６】
更に、外側の仕切壁６の上端は上斜め切り欠き６１に形成され、内側の仕切壁７は突片端７１に形成されているので、粉粒体材料を上方から投入した場合に、これらの上端面に材料が滞留せず、この粉粒体材料を無理なく各仕切壁６、７に均等に分散して充填できる。また、各仕切壁６、７の下端は下斜め切り欠き６２、７２に形成されているので、先入れ先出しの傘部１２を設けるのに都合がよく、熱伝導面積を広くし、熱伝導効率を向上させている。
【００４７】
また、この下斜め切り欠き６２、７２は、仕切壁が近接するホッパー下部の形状、先入れ先出しの傘体の形状などに沿わせて、決められるもので、その思想は、相手形状に沿わせながら、できるだけ熱伝導面積を増やそうというものである。したがって、熱伝導面積の要請度によっては、必ずしも、相手形状に沿わせるような切り欠きを設けなくともよい。
【００４８】
なお、この上斜め切り欠き６１や突片端７１は、粉粒体材料の滞留を防ぐためのもので、同様の機能を発揮するものであれば、このような上斜め切り欠き６１などを必ずしも設けなくともよい。例えば、仕切壁６、７の上端面を水平とし、粉粒体材料が滞留しないように面取り、あるいは、Ｒ面取りなどを設けてもよい。
【００４９】
また、従来、用いられている銅製のヒートパイプ等の加熱手段では、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、本発明の乾燥ホッパー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。
【００５０】
なお、乾燥ホッパー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。
【００５１】
さらに、乾燥ホッパー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。
【００５２】
図４は、本発明のキャリアガス置換の態様を説明する概念図であって、（ａ）は真空状態の場合、（ｂ）は大気圧または正圧の場合を示している。
図４（ａ）に示す粉粒体材料の除湿乾燥装置は、図１、２を用いて説明したものと同じ態様のもので、減圧処理をしながら、キャリアガス置換するものである。
【００５３】
乾燥ホッパー１の底部に配管を介してフィルター付導入口３５を設けるとともに、ホッパー１の上方には配管を介して真空ポンプ３６を設けた構造としている。
これによると、フィルター付き導入口３５からキャリアガスである外気を徐々に導入しながら、真空ポンプ３６でホッパー１内を真空状態、あるいは、減圧状態とすることによって、キャリアガス置換を行う。
【００５４】
なお、この場合、除湿乾燥された粉粒体材料が、加熱を条件とされない場合には、加熱手段を設けないようにすることもできる。
図４（ｂ）に示す粉粒体材料の除湿乾燥装置は、乾燥ホッパーに減圧手段が設けられず、加熱手段のみが設けられている場合で、大気圧または正圧下で、キャリアガス置換するものである。
【００５５】
乾燥ホッパー１の底部にブロアと開閉弁から構成される導入口３７を設けるとともに、乾燥ホッパー１の上方には配管を介してフィルター付きのガス放出手段３８を設け、さらに加熱手段３９を設けた構造としている。
この除湿乾燥装置は、大気圧状態で、加熱しながら、除湿乾燥するもので、これによると、乾燥ホッパー１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、正圧状態としながら、その給気の分だけ、ガス放出手段３８で乾燥ホッパー１内の気体を放出することで、キャリアガス置換するものである。
【００５６】
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、フィルター付外気取り入れ口３５や、送気受入れ口３７は乾燥ホッパー１の底部に設け、真空ポンプ３６や、開放弁３８はホッパー１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。
図５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示す系統図である。
【００５７】
この除湿乾燥装置Ｂは、機上型であって、次工程である例えば、樹脂成形機の材料ホッパの機上に直接取りつけて使用されるものである。なお、図１の除湿乾燥装置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。
この除湿乾燥装置Ｂは材料タンクのノズル２１から、吸引手段を備えた捕集器のホッパー２２Ａに粉粒体材料を捕集して材料投入バルブ２３を経て、乾燥ホッパー１内に粉粒体材料が供給されるようになっている。
【００５８】
そして、この乾燥ホッパー１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２４から射出成形機に直接供給されるようになっている。
この乾燥ホッパー１内には、乾燥ホッパー１内の粉粒体材料の容量を検出するためのレベルゲージ１４が配設されており、更に乾燥ホッパー１内を真空にするためのバキュームポンプ２７が上部側に配管で接続されていて、この配管には、圧力センサ２５、バルブ２８、圧力ゲージ２８ａが接続されている。
【００５９】
また、下部側には、キャリアガス置換のために外気を導入する導入口２９が接続されている。
このように、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装置は、機上型としても構成することができる。
【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、乾燥ホッパーに貯留された粉粒体材料の体積を除いた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。
【００６１】
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方法によれば、請求項１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の効果に加え、熱伝導熱手段を用いているので、乾燥ホッパー内部に複雑な加熱手段を設ける必要がなくなり、ホッパー内部構造が、上下に伸びた仕切壁だけという簡単な構造となり、また、材料の熱伝導性を利用しているので、優しい均一な加熱ができるものである。さらに、この仕切壁を、できるだけ多く設けることで、伝導熱を粉粒体材料に伝える伝熱面積を広くすることによって、伝熱効率を向上させている。
【００６２】
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、粉粒体材料の加熱手段のみを備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、大気圧下、あるいは、正圧下で行われる加熱とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果を発揮することができる。
【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、乾燥ホッパーの減圧手段のみを備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、減圧処理とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果を発揮することができる。
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、粉粒体材料の加熱手段と乾燥ホッパーの減圧手段との双方を備え、請求項１に記載の除湿乾燥方法のうち、加熱及び減圧処理とキャリアガス置換とを組み合わせた除湿乾燥方法を実現する装置であり、請求項１の方法の効果をより効率的に発揮することができる。
【００６４】
請求項６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３または５のいずれか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の効果に加え、加熱手段を熱伝導加熱手段としたので、ホッパー内部構造が、上下に伸びた仕切壁だけという簡単な構造となり、また、材料の熱伝導性を利用しているので、優しい均一な加熱ができ、熱効率がよいという熱伝導加熱手段の効果と、キャリアガス置換の効果とが、相乗的に発揮される。
【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示す系統図
【図２】本発明の実施形態の粉粒体材料の除湿乾燥装置の本体部外観を示し、（ａ）はその一部切り欠きした正面図、（ｂ）はその側面図
【図３】本発明の実施形態の粉粒体材料の除湿乾燥装置の乾燥ホッパーを示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図
【図４】本発明のキャリアガス置換の態様を説明する概念図であって、（ａ）は真空状態の場合の図、（ｂ）は大気圧または正圧の場合の図
【図５】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示す系統図
【図６】従来の粉粒体材料の除湿乾燥装置の一例を示す縦断面図
【符号の説明】
Ａ 除湿乾燥装置
１ 乾燥ホッパー
２９、３５ 導入口
２７、３６、３８ ガス放出手段
２７ 減圧手段
２〜７ 熱伝導加熱手段（加熱手段）
３９ 加熱手段
Claims (6)
- 粉粒体材料を貯留乾燥する乾燥ホッパーを、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に、加熱手段を設けた構造となし、上記粉粒体材料を貯留乾燥する乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされた粉粒体材料の除湿乾燥装置を用いてなり、
上記乾燥ホッパーに粉粒体材料を貯留した後、こ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加熱、または、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１において、上記乾燥ホッパーに設けられた熱伝導加熱手段により粉粒体材料を加熱しながら、上記キャリアガスを外部から導入させて、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。
- 粉粒体材料を貯留し乾燥させる乾燥ホッパーと、この乾燥ホッパーに貯留された粉粒体材料を加熱する加熱手段と、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、こ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加熱することによって、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し、且つ、
上記乾燥ホッパーには、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に加熱手段を設けると共に、上記乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされた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。 - 粉粒体材料を貯留し乾燥させる乾燥ホッパーと、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、こ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し、且つ、
上記乾燥ホッパーには、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に加熱手段を設けると共に、上記乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされた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。 - 粉粒体材料を貯留し乾燥させる乾燥ホッパーと、この乾燥ホッパーに貯留された粉粒体材料を加熱する加熱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、こ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加熱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し、且つ、
上記乾燥ホッパーには、熱伝導性の良好な素材で形成された熱伝導壁の外周に加熱手段を設けると共に、上記乾燥ホッパーの内部に、熱伝導性の良好な素材で形成され、加熱手段を内蔵させた熱伝導筒を設けてなり、上記熱伝導壁は、複数の仕切壁を内部に向けて延出させており、それぞれの上端には、この内部空間の中心を谷部として下方に傾斜する上斜め切り欠きを形成するとともに、それぞれの下端には上記中心を谷部として下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成し、かつ、上記熱伝導筒は、複数の仕切壁を、上記乾燥ホッパーの中心部から内壁に向けて延出させており、上記仕切壁は、その上端部が上記中心部を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する突片端を形成するとともに、下端部が乾燥ホッパーの中心を頂部として周囲に向かって下方に傾斜する下斜め切り欠きを形成した構造にされた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または５のいずれかにおいて、上記乾燥ホッパーの加熱手段が、熱伝導加熱手段であ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。
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