JP2008137173A - 加湿粉体生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の温度に調整された加湿粉体を生成することが可能な加湿粉体生成装置を提供すること。
【解決手段】セラミック製のハニカム成形体８０を製造する際に用いられ、貯留されたセラミック粉体を定量供給可能な粉体定量供給機２０と、貯留された液体を定量供給可能な液体定量供給機３０とを備え、加湿混合機５０により粉体定量供給機２０から供給されたセラミック粉体と液体定量供給機３０から供給された液体とを混合して加湿材を生成するハニカム成形体製造装置１０に関するものである。そして、加湿材の温度を検出する第４温度センサ５２と、このセンサの検出結果に基づいて液体定量供給機３０に貯留されている液体の温度を調整する液体温度調整機４０とを備えることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばセラミックハニカム構造体等の主原料となるセラミック加湿粉体を生成するための加湿粉体生成装置に関する。

例えば自動車の排ガス浄化装置の触媒担体としてはセラミックハニカム構造体が用いられている。セラミックハニカム構造体は、図７に示すごとく、多数のセル８１を隔壁８２により設けてなるハニカム成形体８０を乾燥、焼成して製造される。

ハニカム成形体８０の製造方法については例えば特許文献１に記載のものが知られている。この文献に記載のハニカム成形体の製造方法について簡単に説明する。まず、セラミック粉末材料と液体とが混合され、加湿された状態の粉末材料（以下、「加湿材」と呼ぶ）が生成される。次に、この加湿材が混練成形機に投入される。混練成形機に投入された加湿材は混練されて粘土質の成形材となる。そして、混練成形機の先端部の成形型から粘土質の成形材が押し出されてハニカム成形体８０が製造される。
特開２００２−１４４３１３号公報

ところで、セラミック製品の品質を安定化するためには、押し出される成形材の粘度（すなわち、流動性や保形性）を一定にすることが重要である。

一般に加湿材の原料であるセラミック粉末材料は倉庫等で保管されるため、季節による温度変化が大きい。また、セラミック粉末材料を加湿するための液体も季節による温度変化を受けやすい。この場合、成形材の粘度は温度による影響を受けるので、加湿材について季節による温度変化が大きくなると、その後工程で生成される成形材の粘度の変化も大きくなる。そこで従来は、温度コントロールされた保管庫で加湿材を所定期間保管して加湿材の温度を所定温度にした後、混練成形機への投入を行っていた。そのため、加湿工程と混練成形工程との間に加湿材の温度を調整する工程が必要であり、加湿工程と混練成形工程とを連続的に行うことが困難であった。例えば、加湿工程の後、数日をかけて加湿材の温度調整が行われ、ハニカム成形体の製造工程における生産効率が悪化する原因となっていた。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、所望の温度に調整された加湿粉体を生成することが可能な加湿粉体生成装置を提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。

請求項１に記載の発明は、セラミック成形体を製造する際に用いられ、貯留されたセラミック粉体を設定された分量ずつ供給可能な粉体供給部と、貯留された液体を設定された分量ずつ供給可能な液体供給部とを備え、加湿混合部により前記粉体供給部から供給されたセラミック粉体と前記液体供給部から供給された液体とを混合して加湿粉体を生成する加湿粉体生成装置に関するものである。そして、前記加湿粉体の温度を検出する加湿粉体温度検出手段と、前記加湿粉体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記粉体供給部に貯留されているセラミック粉体の温度及び前記液体供給部に貯留されている液体の温度の少なくとも一方を調整する温度調整手段とを備えることを特徴としている。

加湿混合部で生成される加湿粉体の温度は、混合されるセラミック粉体及び液体の温度に依存する。すなわち、セラミック粉体及び液体の温度の組み合わせを適切に調整することにより、生成される加湿粉体の温度を所望の温度に調整することができる。本発明では、加湿粉体の温度の検出結果に基づいてセラミック粉体及び液体の温度の少なくとも一方を調整する温度調整部を備えている。これにより、セラミック粉体及び液体の温度の組み合わせを適切に調整することができ、生成される加湿粉体の温度を所望の温度に調整することが可能となる。

この結果、後工程である混錬及び成形の工程に所望の温度に調整された加湿粉体を供給することができるので、混錬工程で生成される成形材の粘度を一定にすることができ、セラミック製品の品質を安定化することが可能となる。この場合、加湿粉体の原料に対する直接的な温度調整が行われるため、結果としてセラミック成形体の温度調整を効率良くかつ精度良く行うことができる。例えば、後工程（混練・成形）において加熱及び冷却を行うことでセラミック成形体の温度調整を行う場合には、その温度調整が困難であって、かつ温度変化の応答性が低い。これに対し、本発明ではこうした不都合が解消される。また、加湿粉体の温度を調整するための別工程が不要であるので、加湿粉体の生成工程から混錬及び成形の工程まで連続して行うことが可能となり、セラミック成形体の製造工程の効率化を図ることができる。

請求項２に記載の発明では、前記温度調整手段は、前記加湿粉体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記液体供給部に貯留されている液体の温度を調整するものであり、前記加湿粉体について予め設定された目標温度と前記加湿粉体温度検出手段により検出した前記加湿粉体の実温度との偏差に応じて前記液体供給部に貯留されている液体の目標温度を算出し、その目標温度となるように前記液体の温度を調整することを特徴としている。

セラミック粉体に比べて液体は流動性が高い。このため、セラミック粉体でなく液体の温度を調整することで全体を均一に且つ精度よく温度調整することが容易となる。この結果、生成される加湿粉体の温度の調整も精度よく行うことが可能となる。また、偏差に応じて液体の目標温度を算出することにより加湿混合部に供給される液体の温度の調整精度を高めることができる。その結果として、加湿混合部で生成される加湿粉体の調整温度の精度を高めることが可能となる。

請求項３に記載の発明では、前記粉体供給部から供給されるセラミック粉体の供給量及び前記液体供給部から供給される液体の供給量を設定する供給量設定手段を備え、前記供給量設定手段は、前記偏差が所定値より大きい場合に前記セラミック粉体及び前記液体の各供給量を制限することを特徴としている。制限としては、例えば供給量を減らすことは勿論、供給を停止することも可能である。加湿粉体温度の検出結果に基づいて液体の温度を調整した場合、その調整結果が反映されて加湿粉体の温度が所望の温度となるまでには所定の時間遅れが生じうる。この時間遅れは加湿粉体の目標温度と実温度との偏差が大きいほど大きくなりやすい。この点、本発明では、偏差が大きい場合には、セラミック粉体及び液体の供給量が制限されている。このため、加湿粉体の生成速度が小さくなる。この結果、所望の温度に調整されていない加湿粉体の生成量を抑制することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、セラミック成形体を製造する際に用いられ、貯留されたセラミック粉体を設定された分量ずつ供給可能な粉体供給部と、貯留された液体を設定された分量ずつ供給可能な液体供給部とを備え、加湿混合部により前記粉体供給部から供給されたセラミック粉体と前記液体供給部から供給された液体とを混合して加湿粉体を生成する加湿粉体生成装置に関するものである。そして、前記セラミック粉体の温度を検出するセラミック粉体温度検出手段と、前記セラミック粉体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記液体供給部に貯留されている液体の温度を調整する温度調整手段とを備えることを特徴としている。

本発明では、セラミック粉体の温度の検出結果に基づいて液体の温度を調整することにより混合されるセラミック粉体及び液体の温度の組み合わせを適切に調整することができる。この結果、生成される加湿粉体の温度を所望の温度に調整することが可能となる。

この結果、後工程である混錬及び成形の工程に所望の温度に調整された加湿粉体を供給することができるので、混錬工程で生成される成形材の粘度を一定にすることができ、セラミック製品の品質を安定化することが可能となる。また、加湿粉体の温度を調整するための別工程が不要であるので、加湿粉体の生成工程から混錬及び成形の工程まで連続して行うことが可能となり、セラミック成形体の製造工程の効率化を図ることができる。

請求項５に記載の発明では、前記温度調整手段は、前記セラミック粉体温度検出手段による検出結果に基づいて、前記液体供給部に貯留されている液体の目標温度を算出し、その目標温度となるように前記液体の温度を調整することを特徴としている。セラミック粉体温度検出手段により検出したセラミック粉体の実温度に基づいて液体の目標温度を算出することにより、加湿混合部に供給される液体の温度の調整精度を高めることができる。その結果として、加湿混合部で生成される加湿粉体の調整温度の精度を高めることが可能となる。

請求項６に記載の発明では、前記液体供給部が有する液体貯留タンクの近傍に温調用媒体を循環させる媒体循環径路を設け、前記温度調整手段は前記媒体循環径路における媒体の循環状態を調整することにより、前記液体貯留タンクに貯留されている液体の温度を調整することを特徴としている。媒体を液体貯留タンクの近傍に循環させることにより媒体の熱を液体に伝達することができる。そして、媒体の温度や流量等の循環状態を調整することにより液体の温度を調整することが可能となる。

請求項７に記載の発明では、前記温度調整手段は、前記温調用媒体の温度を変更する媒体温度変更手段を有することを特徴としている。媒体の温度を変更することにより、媒体の熱による液体の温度調整を精度よく好適に行うことが可能となる。なお、媒体の温度を変更させるための手段としては、例えば、電流を流すことにより発熱するコイル等を用いることが可能である。

なお、液体の温度調整を好適に行うために、所定温度に設定された媒体の時間当たりの循環量を変更するという手段を採用することも可能である。時間当たりの媒体の循環量を変更することで時間当たりの伝熱量を変更することができる。これにより、例えば、液体温度の調整量が大きい場合には時間当たりの媒体の循環量を多くすることにより、液体温度が目標の温度に調整されるまでの時間を短縮することが可能となる。

請求項８に記載の発明では、前記液体供給部は、第１液体貯留タンクと、前記第１液体貯留タンクよりも容量が大きく且つ前記加湿混合部を基準として前記第１液体貯留タンクよりも上流側に設けられた第２液体貯留タンクとを有し、前記温度調整手段は、前記第１及び第２の液体貯留タンク部に貯留されている液体の温度をそれぞれ調整することを特徴としている。第１液体貯留部の容量を比較的小さくしているので、第１液体貯留部内における液体の温度変化の応答性を高めることが可能である。

請求項９に記載の発明では、前記第１液体貯留部に貯留されている液体の温度を検出する第１液体温度検出手段及び前記第２液体貯留部に貯留されている液体の温度を検出する第２液体温度検出手段を備え、前記温度調整手段は、前記第１液体貯留部に貯留されている液体の目標温度及び前記第２液体貯留部に貯留されている液体の目標温度を、前記第１液体貯留部に貯留されている液体の目標温度と実温度との偏差よりも前記第２液体貯留部に貯留されている液体の目標温度と実温度との偏差が大きくなるように設定するようにすることが好ましい。

上述のように加湿混合部に近い第１液体貯留部の容量を比較的小さくしているので、加湿混合部に供給する液体の温度を調整する際の応答性を高めることが可能となる。すなわち、所望の温度に調整された加湿粉体を得るまでの時間を短縮することが可能となる。また、比較的容量が大きく前記加湿混合部に対して前記第１液体貯留部よりも上流側に設けられた第２液体貯留部の液体の温度を第１液体貯留部内の液体の温度よりも大きく変動させるようにすることで、大きな容量の第２貯留部内における液体の温度変化の応答性も高めることか可能となる。そしてこの結果として、第２貯留部から第１貯留部に供給される液体により、温度調整の応答性に悪影響が及ぶことを抑制することが可能となる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はハニカム成形体製造装置の全体構成図である。図１に示すように、ハニカム成形体製造装置１０は、粉体定量供給機２０、液体定量供給機３０、液体温度調整機４０、加湿混合機５０及び混練成形機６０を含んで構成されている。ハニカム成形体製造装置１０は第１、第２及び第３の３つのフロア１１〜１３を有しており、上記各構成要素はいずれかのフロア１１〜１３に設置されている。

第３フロア１３には、粉体定量供給機２０が設置されている。粉体定量供給機２０には、その上部の投入管２１から粉体としてのセラミック粉末材料が投入される。そして、投入された粉体は貯留部２２に貯留されるとともに、排出管２３から加湿混合機５０に定量供給される。また、粉体定量供給機２０には、第１温度センサ２４が設けられている。第１温度センサ２４は粉体定量供給機２０に貯留されている粉体の温度Ｔ１を検出するものであり、その検出結果は液体温度調整機４０の制御部４１に入力される。

第２フロア１２には、液体定量供給機３０、液体温度調整機４０及び加湿混合機５０が設置されている。なお便宜上、図１においては、液体定量供給機３０の一部及び液体温度調整機４０を第２フロア１２の外に描いている。液体定量供給機３０は、水とバインダ液との混合液を加湿混合機５０に定量供給する。バインダ液とはセラミック成形体の成形時に滑らかに押出成形可能とするための潤滑油が含まれた液体である。

液体定量供給機３０について詳述する。水タンク３１に貯留されている水及びバインダ液タンク３２に貯留されているバインダ液が混合タンク３３にて所定割合で混合され、混合液が生成される。混合タンク３３は容量約１０００ｍ3であり、そこに貯留されている混合液は容量約２５０ｍ3のレベルタンク３４に供給される。レベルタンク３４には常時２５０ｍ3の混合液の貯留が維持されるよう、混合タンク３３から混合液が供給される。レベルタンク３４の混合液は計量タンク３５に供給される。計量タンク３５は設定された分量を計量できるようになっており、混合液を加湿混合機５０に定量供給する。各タンク３１〜３５には攪拌羽根３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３５ａが設けられており、攪拌羽根３１ａ〜３５ａを回転させることにより各タンク３１〜３５中の液体の温度が均一とされる。

レベルタンク３４及び混合タンク３３には、第２及び第３の温度センサ３６，３７が設けられている。各温度センサ３６，３７はレベルタンク３４及び混合タンク３３内の混合液の温度Ｔ２，Ｔ３をそれぞれ検出するものであり、それらの検出結果は液体温度調整機４０の制御部４１に入力される。また、混合タンク３３及びレベルタンク３４の外周部には温調用溶媒槽３３ｂ，３４ｂがそれぞれ設けられており、その内部に温調用溶媒が循環するようになっている。

液体温度調整機４０は、温調用溶媒槽３３ｂ，３４ｂに温調用溶媒を循環させることにより混合タンク３３及びレベルタンク３４内の混合液の温度を調整するためのものである。温調用溶媒は溶媒タンク４２内で一定温度（例えば５℃）に温度制御されており、溶媒タンク４２から所定の流速で排出されるようになっている。溶媒タンク４２とレベルタンク３４との間及び溶媒タンク４２と混合タンク３３との間の溶媒流路にはそれぞれ第１温調機４３及び第２温調機４４が設けられている。第１温調機４３及び第２温調機４４はコイルにより構成される発熱体を有している。そして、制御部４１によりコイルの通電量が制御され、各温調機４３，４４を通過する溶媒の温度を所望の温度に調整することが可能となっている。すなわち、溶媒タンク４２から一定温度（５℃）の流体が排出され、その流体が第１及び第２の温調機４３，４４にて目標温度に適宜調整される。

制御部４１はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。制御部４１はＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することで、入力された第１から第４の温度センサ２４，３６，３７，５２による温度情報に基づいて第１及び第２の温調機４３，４４の通電量を算出する。そして、その算出結果に基づいて通電量を制御することで温調用溶媒の温度を調整し、混合液の温度を所望の温度に調整する。なお、第４温度センサ５２については後述する。

加湿混合機５０には粉体定量供給機２０から粉体が供給されるとともに液体定量供給機３０から混合液が供給される。そして、加湿混合機５０において粉体と混合液とが混ぜ合わされることにより、加湿された状態の粉体（以下「加湿材」という）が生成される。加湿混合機５０の内部には羽根車５１が設けられており、羽根車５１が回転することにより粉体と混合液とが均一に混ぜ合わせられる。なお、供給される粉体と混合液との重量割合は予め設定されており、本実施形態では３：１の重量割合となっている。また、加湿混合機５０には第４温度センサ５２が設けられている。第４温度センサ５２は生成された加湿材の温度Ｔ４を検出するものであり、その検出結果は液体温度調整機４０の制御部４１に入力される。加湿混合機５０にて生成された加湿材は、排出管５３から混練成形機６０に供給される。

第１フロア１１には、混練成形機６０が設けられている。混練成形機６０は、押出スクリュー６１及び成形型６２を含んで構成されている。加湿材は加湿混合機５０から材料導入部６３に導入され、押出スクリュー６１により混練されつつ前進する。そして、混練された加湿材が成形型６２から押し出されてハニカム成形体８０が生成される。

次に、制御部４１により実行される第１及び第２の温調機４３，４４の通電量を算出する処理手順について説明する。本実施形態では、ハニカム成形体製造装置１０の始動運転時と定常運転時とで異なる通電量算出処理手順を実行している。

図２はハニカム成形体製造装置１０の始業運転時における通電量算出処理手順を示すフローチャートである。ここで、始業運転時とはハニカム成形体製造装置１０の電源がＯＮされた後、加湿混合機５０から混練成形機６０への加湿材の供給が開始されるまでの期間をいう。

ステップＳ１０１では、第１温度センサ２４で検出された粉体の温度Ｔ１、第２温度センサ３６で検出されたレベルタンク３４内の混合液の温度（第１混合液温度）Ｔ２、第３の温度センサで検出された混合タンク３３内の混合液の温度（第２混合液温度）Ｔ３の読み込みを行う。ステップＳ１０２では、粉体温度Ｔ１に基づいてレベルタンク３４内の混合液の目標温度（第１目標混合液温度）Ｔ２ｔｇを算出する。第１目標混合液温度Ｔ２ｔｇは、生成される加湿材の温度Ｔ４が所望温度になるように、粉体温度Ｔ１に応じて予め設定されている。具体的には図４に示すように、粉体温度Ｔ１が低い場合には第１目標混合液温度Ｔ２ｔｇを高く、粉体温度Ｔ１が高い場合には第１目標混合液温度Ｔ２ｔｇを低く設定することにより、所望の加湿材温度Ｔ４が得られるように設定されている。図４に示す関係は予め制御部４１内部にマップとして記憶されている。そして、ステップＳ１０２では、このマップを用いて第１目標混合液温度Ｔ２ｔｇを算出する。

ステップＳ１０３では、第１目標混合液温度Ｔ２ｔｇと実第１混合液温度Ｔ２との偏差ΔＴ２を、
ΔＴ２＝Ｔ２ｔｇ−Ｔ２
により算出する。

ステップＳ１０４では、混合タンク３３内の混合液の目標温度（第２目標混合液温度）Ｔ３ｔｇを、
Ｔ３ｔｇ＝Ｔ２ｔｇ＋α１＊ΔＴ２＝Ｔ３＋（１＋α１）＊ΔＴ２
（α１は予め設定された係数）
に基づいて算出する。すなわち、第２目標混合液温度Ｔ３ｔｇと実第２混合液温度Ｔ３（＝Ｔ２）との偏差ΔＴ３が偏差ΔＴ２よりも所定割合だけ増大するように第２目標混合液温度Ｔ３ｔｇが設定される。

ステップＳ１０５では、第２目標混合液温度Ｔ３ｔｇと実第２混合液温度Ｔ３との偏差ΔＴ３を、
ΔＴ３＝Ｔ３ｔｇ−Ｔ３
により算出する。

ステップＳ１０６では、偏差ΔＴ２の絶対値が所定値β１以下であり、且つ、偏差ΔＴ３の絶対値が所定値β２以下であるか否かを判定する。本判定結果がＹＥＳの場合には、第１及び第２の実混合液温度Ｔ２，Ｔ３がともに第１目標混合液温度Ｔ２ｔｇ及び第２目標混合液温度Ｔ３ｔｇの近傍値であると判断できる。そのため、この場合には、第１及び第２の混合液温度Ｔ２，Ｔ３の調整は必要ないと判断し、第１及び第２の温調機４３，４４の通電量Ｉ１，Ｉ２を算出することなく本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ１０６の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、第１及び第２温調機４３，４４を通過した後の目標溶媒温度Ｔｍ２ｔｇ，Ｔｍ３ｔｇを、
Ｔｍ２ｔｇ＝Ｔ２ｔｇ＋α２＊ΔＴ２＝Ｔ２＋（１＋α２）＊ΔＴ２
Ｔｍ３ｔｇ＝Ｔ３ｔｇ＋α２＊ΔＴ３＝Ｔ３＋（１＋α２）＊ΔＴ３
（α２は予め設定された係数）
に基づいて算出する。すなわち、目標溶媒温度Ｔｍ２ｔｇ，Ｔｍ３ｔｇと実混合液温度Ｔ２，Ｔ３との偏差が偏差ΔＴ２，ΔＴ３よりも所定割合だけ増大するように第１及び第２の目標溶媒温度Ｔｍ２ｔｇ，Ｔｍ３ｔｇが設定される。

ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で算出した第１及び第２の目標溶媒温度Ｔｍ２ｔｇ，Ｔｍ３ｔｇに基づいて、第１及び第２の温調機４３，４４の通電量Ｉ１，Ｉ２を算出する。温調用溶媒は一定温度に温度制御された溶媒タンク４２から所定の流速で循環するようになっている。したがって、第１及び第２の温調機４３，４４の通電量Ｉ１，Ｉ２を制御することにより、レベルタンク３４及び混合タンク３３の外周部に設けられた温調用溶媒槽３３ｂ，３４ｂに供給される温調用溶媒の温度を所望の温度に制御することができる。温調用溶媒を第１及び第２の目標溶媒温度Ｔｍ２ｔｇ，Ｔｍ３ｔｇにするために必要な第１及び第２の温調機４３，４４の通電量Ｉ１，Ｉ２は、図５に示すような関係にある。そしてこの関係は予め制御部４１内部にマップとして記憶されている。ステップＳ１０８では、このマップを用いて第１及び第２の温調機４３，４４の通電量Ｉ１，Ｉ２を算出する。

制御部４１は、上記通電量算出処理手順により算出した第１及び第２の温調機４３，４４の通電量Ｉ１，Ｉ２に基づいて、第１及び第２の温調機４３，４４の通電制御を行う。これにより、レベルタンク３４及び混合タンク３３内の混合液が所望の温度に調整される。

図３はハニカム成形体製造装置１０の定常運転時における通電量算出処理手順を示すフローチャートである。本ルーチンは所定周期ごとに制御部４１により実行される。ここで、定常運転時とは加湿混合機５０から混練成形機６０への加湿材の供給が行われている期間をいう。

ステップＳ２０１では、第２温度センサ３６で検出されたレベルタンク３４内の混合液の温度（第１混合液温度）Ｔ２、第３温度センサ３７で検出された混合タンク３３内の混合液の温度（第２混合液温度）Ｔ３及び第４温度センサ５２で検出された加湿材の温度Ｔ４の読み込みを行う。ステップＳ２０２では、目標加湿材温度Ｔ４ｔｇと実加湿材温度Ｔ４との偏差ΔＴ４を、
ΔＴ４＝Ｔ４ｔｇ−Ｔ４
により算出する。ここで、目標加湿材温度Ｔ４ｔｇは、混練成形機６０に供給される所望の加湿材温度として予め設定されているものである。

ステップＳ２０３では、偏差ΔＴ４の絶対値が所定値β３以下であるか否かを判定する。本判定結果がＹＥＳの場合には、実加湿材温度Ｔ４が目標加湿材温度Ｔ４ｔｇの近傍値であると判断できる。そして、この場合には、現状において所望温度の加湿材が生成されていると判断できる。したがってこの場合には、第１及び第２の混合液温度Ｔ２，Ｔ３の調整は必要ないと判断し、第１及び第２の温調機４３，４４の通電量を算出することなく本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ２０３の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０４では、第１及び第２の混合液の目標温度変化量ΔＴ２ｔｇ，ΔＴ３ｔｇを算出する。第１及び第２の混合液目標温度変化量ΔＴ２ｔｇ，ΔＴ３ｔｇは、偏差ΔＴ４に応じて予め設定されている。具体的には図６に示すように、偏差ΔＴ４が小さい場合には混合液目標温度変化量ΔＴ２ｔｇ，ΔＴ３ｔｇを小さく、偏差ΔＴ４が大きい場合には混合液目標温度変化量ΔＴ２ｔｇ，ΔＴ３ｔｇを大きく設定する。これにより、所望の加湿材温度Ｔ４が得られるように設定されている。なお、図６に示すように、第２混合液目標温度変化量ΔＴ３ｔｇは第１混合液目標温度変化量ΔＴ２ｔｇよりも変化量が大きくなるように設定される。図６に示す関係は予め制御部４１内部にマップとして記憶されている。そして、ステップＳ２０４では、このマップを用いて第１及び第２の混合液目標温度変化量ΔＴ２ｔｇ，ΔＴ３ｔｇを算出する。

ステップＳ２０５では、第１及び第２の目標混合液温度Ｔ２ｔｇ，Ｔ３ｔｇを、
Ｔ２ｔｇ＝Ｔ２＋ΔＴ２ｔｇ
Ｔ３ｔｇ＝Ｔ３＋ΔＴ３ｔｇ
に基づいて算出する。

ステップＳ２０６では、第１及び第２の目標溶媒温度Ｔｍ２ｔｇ，Ｔｍ３ｔｇを、
Ｔｍ２ｔｇ＝Ｔ２ｔｇ＋α３＊ΔＴ２ｔｇ＝Ｔ２＋（１＋α３）＊ΔＴ２ｔｇ
Ｔｍ３ｔｇ＝Ｔ３ｔｇ＋α３＊ΔＴ３ｔｇ＝Ｔ３＋（１＋α３）＊ΔＴ３ｔｇ
（α３は予め設定された係数）
に基づいて算出する。すなわち、目標溶媒温度Ｔｍ２ｔｇ，Ｔｍ３ｔｇと実混合液温度Ｔ２，Ｔ３との偏差が偏差ΔＴ２ｔｇ，ΔＴ３ｔｇよりも所定割合だけ増大するように第１及び第２の目標溶媒温度Ｔｍ２ｔｇ，Ｔｍ３ｔｇが設定される。

ステップＳ２０７では、ステップＳ２０６で算出した第１及び第２の目標溶媒温度Ｔｍ２ｔｇ，Ｔｍ３ｔｇに基づいて、第１及び第２の温調機４３，４４の通電量Ｉ１，Ｉ２を算出する。本ステップにおいても、ステップＳ１０８と同様、予め制御部４１内部にマップとして記憶されている図５に示す関係に基づいて通電量Ｉ１，Ｉ２を算出する。

制御部４１は、ステップＳ２０７で算出した第１及び第２の温調機４３，４４の通電量Ｉ１，Ｉ２に基づいて、第１及び第２の温調機４３，４４の通電制御を行う。これにより、レベルタンク３４及び混合タンク３３内の混合液が所望の温度に調整される。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

加湿混合機５０で生成される加湿材の温度は、混合される粉体及び混合液の温度に依存する。すなわち、粉体及び混合液の温度の組み合わせを適切に設定することで、生成される加湿材の温度を所望の温度に調整することができる。そして本実施形態では、ハニカム成形体製造装置１０の始業運転時においては、粉体温度Ｔ１に基づいて第１目標混合液温度Ｔ２ｔｇの算出を行い、第１目標混合液温度Ｔ２ｔｇとなるようにレベルタンク３４内の混合液の温度調整を行っている。これにより、粉体及び混合液の混合後の温度を適切に管理することができ、ハニカム成形体製造装置１０の始業運転時において生成される加湿材の温度Ｔ４を所望の目標温度Ｔ４ｔｇにすることが可能となる。

また、ハニカム成形体製造装置１０の定常運転時においては、目標加湿材温度Ｔ４ｔｇと実加湿材温度Ｔ４との偏差ΔＴ４に基づいて、第１混合液目標温度変化量ΔＴ２ｔｇ及び第１目標混合液温度Ｔ２ｔｇを算出している。そして、第１目標混合液温度Ｔ２ｔｇとなるようにレベルタンク３４内の混合液の温度調整を行っている。これにより、ハニカム成形体製造装置１０の定常運転時においても、生成される加湿材の温度Ｔ４を所望の目標温度Ｔ４ｔｇにすることが可能となる。

ハニカム成形体製造装置１０の始業運転時、及び定常運転時のいずれにおいても、加湿材の原料に対する直接的な温度調整が行われるため、結果としてハニカム成形体の温度調整を効率良くかつ精度良く行うことができる。

本実施形態では、生成される加湿材の温度を調整するために、液体定量供給機から供給される混合液の温度を調整している。ここで、一般に粉体に比べて液体は流動性が高い。このため、粉体でなく混合液の温度を調整することで全体を均一に且つ精度よく温度調整することが容易となる。この結果、生成される加湿材の温度の調整も精度よく行うことが可能となる。

本実施形態では、混合タンク３３及びレベルタンク３４の外周部の温調用溶媒槽３３ｂ，３４ｂに温調された溶媒を循環させることで、混合液の温度の調整を行っている。これにより、簡易な構成で混合液の温度調整が可能となる。また、第１及び第２の温調機４３，４４による溶媒の温調は、コイルの通電量Ｉ１，Ｉ２を変更することで行っている。このため、比較的簡易な構成で精度よく溶媒の温調を行うことができる。この結果、溶媒からの熱伝達による混合液の温調も精度よく行うことが可能となる。

本実施形態では、レベルタンク３４及び混合タンク３３内の混合液のそれぞれについて温調を行っている。レベルタンク３４の容量は比較的小さく設定されているので、温度調整の際における温度変化の応答性を高くすることができる。すなわち、所望の温度に調整された加湿材を得るまでの時間を短縮することが可能となる。また、偏差ΔＴ３及びΔＴ３ｔｇを偏差ΔＴ２及びΔＴ２ｔｇよりも大きく設定している。これにより、容量の大きい混合タンク３３内の混合液における温度変化の応答性も高くすることができる。そしてこの結果として、混合タンク３３からレベルタンク３４に供給される混合液により、温度調整の応答性に悪影響が及ぶことを抑制することが可能となる。

本実施形態では、加湿混合機５０で生成される加湿材の温度を所望の温度に調整することができる。すなわち、混練及び成形の工程を行う混練成形機６０に供給される加湿材の温度を安定化させることができる。このため、安定した温度の加湿材を混練成形機６０に供給するために、温度コントロールされた保管庫で加湿材を所定期間保存しておく必要がない。この結果、加湿材を生成する工程と混練及び成形の工程とを連続的に行うことができ、ハニカム成形体の製造時間を短縮することが可能となる。また、加湿材の温度を安定化させるための保管場所も不要となるので、製造のためのスペースも低減することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記実施形態では、生成される加湿材の温度を所望の温度に調整するために混合液の温度を調整した。しかし、混合液の温度を調整する代わりに粉体の温度を調整し、これにより加湿材の温度を調整するようにしてもよい。また、混合液の温度調整に加えて粉体の温度も調整するようにしてもよい。

上記実施形態では、粉体温度Ｔ１に基づく混合液の温度制御をハニカム成形体製造装置１０の始業運転時にのみ行った。しかし、この温度制御は始業運転時に限らず定常運転時にも行うことが可能である。この場合においても、粉体温度Ｔ１に応じて適切に混合液の温度を調整することで、生成される加湿材の温度を所望の温度とすることが可能である。

上記実施形態では、循環する溶媒の温度を変更することにより混合液の温度調整を行った。しかし、溶媒を用いた混合液の温度調整の手段はこれに限るものではない。例えば、バルブ開度を調整することにより、所定温度に調整された溶媒の時間当たりの循環量を変更するという手段を採用することも可能である。溶媒の時間当たりの循環量を変更することで時間当たりの伝熱量を変更することができる。これにより、例えば、混合液の温度調整量が大きい場合には時間当たりの溶媒の循環量を多くすることにより、混合液の温度が目標の温度に調整されるまでの時間を短縮することが可能となる。

粉体定量供給機２０及び液体定量供給機３０からの供給量を変更する手段を設け、目標加湿材温度Ｔ４ｔｇと実加湿材温度Ｔ４との偏差ΔＴ４が所定値より大きい場合に、供給量を制限するようにしてもよい。加湿材温度Ｔ４の検出結果に基づいて混合液の温度を調整した場合、その調整結果が反映されて加湿材温度Ｔ４が所望の温度となるまでには所定の時間遅れが生じうる。この時間遅れは偏差ΔＴ４が大きいほど大きくなりやすい。この点、偏差ΔＴ４が所定値より大きい場合に供給量を制限するようにすれば、偏差ΔＴ４が大きい場合には加湿粉体の生成速度が小さくなる。この結果、所望の温度に調整されていない加湿材の生成量を抑制することが可能となる。

ハニカム成形体製造装置の全体構成図。 始業運転時における通電量算出処理手順を示すフローチャート。 定常運転時における通電量算出処理手順を示すフローチャート。 粉体温度と第１目標混合液温度との関係を示す図。 目標溶媒温度と温調機の通電量との関係を示す図。 加湿材温度の目標に対する偏差と混合液目標温度変化量との関係を示す図。 ハニカム構造体の斜視図。

符号の説明

１０…ハニカム成形体製造装置、２０…粉体定量供給機、２４…第１温度センサ、３０…液体定量供給機、３１…水タンク、３２…バインダ液タンク、３３…混合タンク、３３ｂ…混合タンク、３４…レベルタンク、３３ｂ，３４ｂ…温調用溶媒槽、３５…計量タンク、３６…第２温度センサ、３７…第３温度センサ、４０…液体温度調整機、４１…制御部、４２…溶媒タンク、４３…第１温調機、４４…第２温調機、５０…加湿混合機、５２…第４温度センサ、６０…混練成形機、８０…ハニカム成形体。

Claims (9)

1. セラミック成形体を製造する際に用いられ、貯留されたセラミック粉体を設定された分量ずつ供給可能な粉体供給部と、貯留された液体を設定された分量ずつ供給可能な液体供給部とを備え、加湿混合部により前記粉体供給部から供給されたセラミック粉体と前記液体供給部から供給された液体とを混合して加湿粉体を生成する加湿粉体生成装置において、
   前記加湿粉体の温度を検出する加湿粉体温度検出手段と、
   前記加湿粉体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記粉体供給部に貯留されているセラミック粉体の温度及び前記液体供給部に貯留されている液体の温度の少なくとも一方を調整する温度調整手段と
   を備えることを特徴とする加湿粉体生成装置。
2. 前記温度調整手段は、前記加湿粉体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記液体供給部に貯留されている液体の温度を調整するものであり、
   前記加湿粉体について予め設定された目標温度と前記加湿粉体温度検出手段により検出した前記加湿粉体の実温度との偏差に応じて前記液体供給部に貯留されている液体の目標温度を算出し、その目標温度となるように前記液体の温度を調整することを特徴とする請求項１に記載の加湿粉体生成装置。
3. 前記粉体供給部から供給されるセラミック粉体の供給量及び前記液体供給部から供給される液体の供給量を設定する供給量設定手段を備え、
   前記供給量設定手段は、前記偏差が所定値より大きい場合に前記セラミック粉体及び前記液体の各供給量を制限することを特徴とする請求項２に記載の加湿粉体生成装置。
4. セラミック成形体を製造する際に用いられ、貯留されたセラミック粉体を設定された分量ずつ供給可能な粉体供給部と、貯留された液体を設定された分量ずつ供給可能な液体供給部とを備え、加湿混合部により前記粉体供給部から供給されたセラミック粉体と前記液体供給部から供給された液体とを混合して加湿粉体を生成する加湿粉体生成装置において、
   前記セラミック粉体の温度を検出するセラミック粉体温度検出手段と、
   前記セラミック粉体温度検出手段の検出結果に基づいて、前記液体供給部に貯留されている液体の温度を調整する温度調整手段と
   を備えることを特徴とする加湿粉体生成装置。
5. 前記温度調整手段は、前記セラミック粉体温度検出手段による検出結果に基づいて、前記液体供給部に貯留されている液体の目標温度を算出し、その目標温度となるように前記液体の温度を調整することを特徴とする請求項４に記載の加湿粉体生成装置。
6. 前記液体供給部が有する液体貯留タンクの近傍に温調用媒体を循環させる媒体循環径路を設け、
   前記温度調整手段は、前記媒体循環径路における媒体の循環状態を調整することにより、前記液体貯留タンクに貯留されている液体の温度を調整することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の加湿粉体生成装置。
7. 前記温度調整手段は、前記温調用媒体の温度を変更する媒体温度変更手段を有することを特徴とする請求項６に記載の加湿粉体生成装置。
8. 前記液体供給部は、第１液体貯留タンクと、前記第１液体貯留タンクよりも容量が大きく且つ前記加湿混合部を基準として前記第１液体貯留タンクよりも上流側に設けられた第２液体貯留タンクとを有し、
   前記温度調整手段は、前記第１及び第２の液体貯留タンク部に貯留されている液体の温度をそれぞれ調整することを特徴とする請求項２から請求項７のいずれかに記載の加湿粉体生成装置。
9. 前記第１液体貯留部に貯留されている液体の温度を検出する第１液体温度検出手段及び前記第２液体貯留部に貯留されている液体の温度を検出する第２液体温度検出手段を備え、
   前記温度調整手段は、前記第１液体貯留部に貯留されている液体の目標温度及び前記第２液体貯留部に貯留されている液体の目標温度を、前記第１液体貯留部に貯留されている液体の目標温度と実温度との偏差よりも前記第２液体貯留部に貯留されている液体の目標温度と実温度との偏差が大きくなるように設定することを特徴とする請求項８に記載の加湿粉体生成装置。

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