JPS5845863Y2 - 溶解槽 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は溶解槽に係わり、更に詳しくは熱可塑性樹脂を
溶融するに好適な溶解槽に関する。

従来、立型の溶解槽としては、槽の下方に燃焼装置を配
した燃焼室を区画し、上記の槽内に攪拌翼を垂下配した
ものが用いられていた。

然しなから、熱可塑性樹脂は一般に熱伝導性が不良なの
で、上記のように、単に直火にて加熱するだけでは、熱
可塑性樹脂全体を均一に可塑化温度までに加熱するに、
即ち溶融するに多くの時間を要していた。

又燃焼装置側から観た場合、その熱量収支に於て熱効率
が良くなかった。

そこで、溶融時間を短縮すべく、且つ熱効率を向上させ
る為に、第４図及び第４図のＹ−Ｙ線に沿う簡略横断面
である第５図に示す如く、槽１′の下方に燃焼装置２′
を配した燃焼室３′を区画した溶解槽に於て、上記の燃
焼室３′に連るようにして槽１′の周面４′に煙道５′
を区画すると共に、中央６′にも煙道７′を設け、且つ
中央煙道７′の周りの周状の溶解チャンバーの各部所８
′や９′又はその他の部所に対応する上部に駆動手段１
０′及び１１′を配し、それらの回転軸１２′及び１３
′を各部所８’、９’に垂下し、それに攪拌翼１４’、
１５’を取着し、煙道５′及び７′に導かれる燃焼ガス
の保有熱量を利用して、熱可塑性樹脂の可塑化を促進さ
せるようにした溶解槽が実用に供されるに至った。

然しなから、この公知技術の場合でも、未だに改善の余
地がある。

即ち■周面の煙道５′のみならず、中央の煙道７′にも
燃焼ガスを導き、その燃焼ガスの保有熱量を槽内の熱可
塑性樹脂に伝熱するようにしているにもかかわらず、可
塑化の速度、即ち溶融時間が依然として短縮されない。

何故ならば、熱可塑性樹脂Ｐ全体は、溶融の初期に於て
、確かに周面の煙道５′を通る燃焼ガスの伝熱によって
外周面Ｐ１が溶かされ、又中央煙道７′を通る燃焼ガス
の伝熱によって内周面Ｐ２が溶かされ、同様に底周面Ｐ
３も溶がされるが、その時点に於ては内層Ｐ４は未だに
溶融状態となっていない。

従って各攪拌翼１４’、 １５’の回転軸１２′及び１
３′が、未溶融状態の内層Ｐ４内に位置している為、各
攪拌翼１４’、 １５’を、その時点に於ては混線駆動
することができない。

未溶融状態の内層Ｐ４内の一部分に混練の為の力を加え
ても、熱可塑性樹脂Ｐ全体に、流動運動を生起させるこ
とができない。

攪拌翼１４′及び１５′を駆動できるのは、内層Ｐ４を
溶融し出してからである。

この内層Ｐ４の一部分が溶融するには、多くの時間を要
する。

通常、伝熱速度は、伝熱面積、温度差、熱伝導度に比例
するが、上記のように内層Ｐ４の部分に燃焼ガスの熱を
伝えるには、熱可塑性樹脂Ｐ自体を伝わってゆく伝導伝
熱過程をとる。

上記したように熱可塑性樹脂Ｐは熱伝導度が不良である
から、この伝熱速度はすこぶる遅い。

このように攪拌翼１４′及び１５′の駆動開始までに多
くの時間を要する事が、熱可塑性樹脂Ｐ全体の溶融時間
を短縮出来ない大きな理由である。

従って、このような溶解槽を作業ラインの一環に入れた
場合、全体の作業能率が低下する。

又■熱燃焼装置２′側から観た場合、その熱効率向上に
未だに改善の余地がある。

上記した事から明らかなように、内層１４部分が溶融す
るまでに多くの時間がかかり、その間に可塑化促進の為
に換熱されない燃焼ガスが流出してしまうからである。

従って燃料消費率が大であり、燃料経済に合わない。

本考案は運上の点に鑑み考案されたもので、槽の周面及
び中央の各々に、下部の燃焼室に連るようにして煙道が
区画されて成る溶解槽に於て、上記の中央煙道の中心を
、回転中心とするようにして攪拌翼を槽内に配した事を
特長とする熱可塑性樹脂の溶解槽であって、その目的と
する所は、■溶融時間をより短縮化し得る、即ち熱可塑
性樹脂を急速に溶解し得る溶解槽を提供するにあり、又
■熱効率の高い溶解槽を提供するにある。

これらの目的が如何にして達成されるかは、以下の実施
例によって明らかにされる。

次に添附図面に従い本考案の実施例を詳細に説明する。

１は溶解槽本体であり、下部に任意の燃焼装置２を有す
る燃焼室３が区画され、その燃焼室３に連るようにして
、槽本体１の周面４及び中央５に、各々煙道６及び７が
区画されている。

以上は中央煙道７と周面の煙道６の間に、円環状の溶解
チャンバー８が区画されて成る従来公知の溶解槽構造を
示したものである。

本考案はこのような溶解槽に於て、首記した目的を達成
する為に次の改良を施したものである。

即ち、上記の中央煙道７の中心を回転中心Ｃとするよう
にして中央煙道７の囲りに回転体９を回転可能に配し、
上記の回転体９の端末に複数の攪拌翼１０を取着し、攪
拌翼１０を溶解チャンバー８内に於て、中央煙道７の囲
りに旋回させるようにしたものである。

複数の攪拌翼１０を中央煙道７の中心を回転中心Ｃとし
て同期回転させるようにしたものである。

図示例の場合、槽本体１の上縁１１に架台１２を橋設し
、その上に軸受１３を配し、その軸受１３によって上記
の回転体９を回転可能に支承する例を示しである。

この例の場合、中央の煙道７は架台１２の中心を貫ぬい
て上部に延出する。

そして回転体９の上端末にスプロケット１４が取着され
、そのスプロケット１４を介して、図示せざる駆動手段
から回転体９に回転トルクが伝達される。

第３図に示す如く、中央の煙道７を剛性なものとし、そ
の周りに軸受１５を配し、その軸受１５によって回転体
９を回転可能に支承させ、もって攪拌翼１０を中央煙道
７の中心を回転中心Ｃとして回転させるようにしても本
考案の目的・効果は同様に達成される。

このような溶解槽にペレット状の熱可塑性樹脂Ｐを投入
すると共に燃焼装置２を着火すると、燃焼室３内の熱が
槽底壁１６を介して熱可塑性樹脂Ｐの底周面Ｐ３に伝熱
し、その部分を溶かし始め、同様に煙道６に導かれる燃
焼ガス及び中央煙道７に導かれる燃焼ガスの熱が煙管面
を介して熱可塑性樹脂Ｐの外周面Ｐ１及び内周面Ｐ２に
伝熱し、その部分を溶かし始めるから、回転体９に回転
トルクを伝え複数の攪拌翼１０を旋回させると、熱可塑
性樹脂Ｐ全体は、その時点で直ちに攪拌翼１０に伴なわ
れて中央煙道７の周りを旋回し始める。

従って以後、燃焼火炎及び燃焼ガスの保有熱量が熱可塑
性樹脂Ｐに伝熱され、且つ熱可塑性樹脂Ｐは攪拌翼１０
により循環流動・・・・・・混練されるに至るから、熱
可塑性樹脂Ｐに均一に可塑性化されるに至る。

上記の過程に於て、本考案によれば次の利点を可能にす
る。

■ 急速に溶融できる。

熱可塑性樹脂Ｐが、外周面ＰＩ、内周面Ｐ２、底周面Ｐ
３のみ溶融し、未だ内層Ｐ４が未溶融状態であっても、
複数の攪拌翼１０は、中央煙道７の中心を回転中心Ｃと
して溶解チャンバー８内を同心的に同期して旋回するよ
うに構成されているので、各攪拌翼１０が未溶融の内層
Ｐ４内に位置していても、それらを旋回させるに何等の
抵抗がない。

回転体９を回転させれば、攪拌翼１０が中央煙道７を中
心として旋回し、それに伴なわれて熱可塑性樹脂Ｐは全
体となって中央煙道７の回りを旋回する。

旋回するに至ると、旋回未溶融内層Ｐ４と溶融状態のＰ
Ｉ、Ｐ２．Ｐ３との間に速度勾配が生ずる。

即ち溶融樹脂ＰＩ、Ｐ２．Ｐ３に対し未溶融部分Ｐ３が
旋回移動してゆく。

溶融部分のＰＩ、Ｐ２．Ｐ３を与熱部分、旋回流動の未
溶融部分Ｐ４を被熱物としてとらえると、与熱部分から
被熱物への伝熱速度は、被熱物の移動速度に比例して大
となるから、未溶融部分の内層Ｐ４に熱エネルギーが早
く伝熱され、その部分を急速に溶かし始める。

又与熱部分となる溶融部分ＰＩ、Ｐ２．Ｐ３も伝熱面で
ある槽底壁１６、煙道６及び中央煙道７の煙管面に対し
、相対移動するから、それらに早く熱エネルギーが伝熱
されてゆき、究極の新樹脂Ｐ全体に対する伝熱速度が早
まる。

そして順次溶融してゆく樹脂Ｐが、攪拌翼１０により内
部循環せしめられるに至り、・・・・・・混練されるに
至るから、各部に均一に熱が伝熱され、・・・・・・つ
いには全体が均一に溶融されるに至る。

このように、複数の攪拌翼１０を中央煙道７の中心を回
転中心Ｃとして同期的に回転するようにし、もって溶融
の初期に於て攪拌翼１０を直ちに旋回駆動できるように
したので、溶融時間をより短縮できるものである。

又■槽に供給された熱量と、熱可塑性樹脂Ｐの均一可塑
化の為に費やされた熱量の比・・・・・・即ち熱効率が
高い。

何故ならば、上記の事から明らかな通り、熱可塑性樹脂
Ｐの周囲ＰＩ、Ｐ２．Ｐ３のみ溶融した時点に於て、直
ちに攪拌翼１０を旋回させる事が出来、未溶融層Ｐ４を
直ちに旋回させる事が出来るからである。

未溶融層Ｐ４を旋回すると溶融部分ＰＩ、Ｐ２．Ｐ３と
の間に速度勾配が生じ、溶融部分ＰＩ、Ｐ２．Ｐ３も煙
道６や中央煙道７の煙管面や槽底壁１６との間に速度勾
配を生じ、究極の所溶融開始の初期に於て樹脂Ｐ全体と
伝熱面との間に速度勾配が生じ、燃焼ガスの保有する熱
量の伝熱効率が向上する。

且つ攪拌翼１０の旋回に伴い、樹脂Ｐは混練され、接触
面積が大となるから高熱部から低熱部への熱交換効率も
同上する。

従って、熱効率が向上するものである。

又熱効率が向上し、均一可塑化に至るまでの時間が短縮
されるから、燃料消費率、最も少となり、燃料の経済を
もたらすものである。

次に実験比較値の一例を示す。

比重２、比熱０．３ＫＣａｌ／ｋｇ・℃、の熱可塑性樹
脂２００ ｋｇを、発熱量１１０００ Ｋｃａｌ／ｋｇ
の液化ガス燃料にて、基準温度２５℃から、全体を均一
に溶解した。

但しその時の溶融温度は２００℃であった。

而して運上実施例に於ては、回転体９として円筒状の回
転体を示しであると共に、その円筒状回転体９の周面に
複数の循環ポー） １７．１８，１９．２０を形成し、
且つ間欠的に位置する循環ポート１７と１９の各々に、
樹脂Ｐの流動方向に向流するようにして循環流ガイド板
２１及び２２を設けた例を示しである。

この例の場合、循環流動する樹脂Ｐは循環流ガイド板２
１及び２２に案内されてポート１７及び１９に流入し、
他方のポート１８及び２０より流出してゆく。

この内部循環の増加によって、樹脂Ｐの均一な混練と熱
交換がよりよく達成される。

回転体９は、円筒状の他、放射状と威し、それに攪拌翼
１０を配する等、槽の可塑化容量等を考慮して適宜その
形状を最適に定めればよい。

以上詳述した如く、本考案によれば、槽下部の燃焼室に
連るようにして、槽の周面と中央に煙道を区画して威る
溶解槽に於て、上記の中央煙道の中心を回転中心とする
ようにして中央煙道の囲りに回転体を回転可能に配し、
回転体に複数の攪拌翼を取着し、複数の攪拌翼を溶解チ
ャンバー内に於て、中央煙道の囲りに同期旋回させるよ
うにしたので、■熱可塑性樹脂の均一可塑化時間を短縮
でき、作業能率を向上せしめる利点をもたらし、又■熱
効率の高い溶解槽を提供でき、且つ■上記可塑化時間の
短縮及び熱効率の向上の総合として、燃料の経済をもた
らす溶解槽を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

添附図面第１図〜第３図は本考案の実施例を示し、第１
図は中央縦断側面図、第２図は第１図のＸＸ線に沿う横
断面図、第３図は中央煙道７の中心を回転中心Ｃとする
ようにして回転体９を回転可能に支承する他側を示した
カット断面図、第４図第５図は従来技術の説明図で、第
４図は簡略断面図、第５図は第４図のＹ−Ｙ線に沿う簡
略横断面図であり、図中１は槽本体、３は燃焼室、６は
周面の煙道、７は中央煙道、８は溶解チャンバー、９は
回転体、１０は攪拌翼、Ｃは回転体９及び攪拌翼１０の
回転中心、Ｐは熱可塑性樹脂である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 槽本体１の底壁１６の下部に燃焼室３を区画し、その燃
   焼室３に連るようにして槽の周面４と中央５に、煙道６
   及び７を区画して成る溶解槽に於て、上記の中央煙道７
   の中心を回転中心Ｃとするようにして中央煙道７の囲り
   に回転体９を回転可能に配し、その回転体９に取着した
   複数の攪拌翼１０を、溶解チャンバー８内に於て中央煙
   道７の囲りに同期旋回させるようにした溶解槽。