JP3525208B2 - 高温粉粒体の冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば押出機を使
用してペレットを製造する際に、ダイの出口でペレット
状に熱時切断されたペレット等の高温粉粒体を冷却する
装置に関する。

【０００２】詳しく言えば、押出法によるペレット製造
の１方式として、ホットカット法が知られている。この
方式は、押出機で熱可塑性プラスチック溶融材料を細い
棒状に押出した直後に、ダイの出口から押出されてくる
半溶融状態の細い棒状体を、該ダイの出口で所望大きさ
のペレット状にカッターで熱時切断するものであり、こ
の場合に切断されたペレット同士が融着する虞れがある
ため、それを防ぐために切断後に冷却する必要がある。
このような場合に、本発明は利用される。

【０００３】

【従来の技術】従来、プラスチックペレットの製造工程
において、ペレットを冷却する装置として、図１２〜図
１５に示す如きものが知られている。図１２は正面図、
図１３は図１２のＸーＸ線端面図、図１４は右側面図、
図１５は平面図である。

【０００４】前記従来のペレット冷却装置を図１２〜図
１５に基づいて以下に説明する。このペレット冷却装置
は、床面上を移動させることができるキャスタ０２を取
り付けた支持台０１と、この支持台０１に緩衝バネで揺
動可能に弾支されかつ垂直方向に設けられた円筒状また
は円柱状のフレーム０３と、該フレーム０３を囲むよう
に上下方向に設け、かつ高温ペレット等の高温粉粒体Ｍ
を下方から上方に向けて移送する螺旋状トラフ０４と、
螺旋状トラフ０４の下面に沿って螺旋状トラフ０４と一
体的に設けられ、かつ下方から上方へ向けて冷却水Ｗを
供給するように設けた螺旋状冷却水管０５と、前記フレ
ーム０３の上端部にモータ台０６を固定し、該モータ台
０６に設けたユーラスモータ（商標名）０８からなる振
動手段０７と、前記螺旋状冷却水管０５と連通され冷却
水Ｗを排出するための冷却水排水管０９などを備えてい
る。

【０００５】図１２と図１５で符号０１０は空気輸送時
における冷却すべき高温ペレットの入口である。図１２
と図１４及び図１５で符号０１２はジャッキボルト、図
１２と図１４で符号０１３は空気輸送時における金網製
の空気抜き、０１４は冷却水の給水口、０１５は排水
口、０１６は冷却されたペレットの排出口である。図１
２と図１５で符号０１７は連結歯車、０１８は吊持用ア
イボルトである。

【０００６】高温ペレットを冷却するときには、冷却す
べき高温ペレットＭを高温ペレット入口０１０から投入
するとともに、振動手段０７による振動によってフレー
ム０３を上下動しながら回転方向に振動する。それとと
もに冷却水の給水口０１４から螺旋状冷却水管０５へ冷
却水Ｗを供給する。すると、螺旋状トラフ０４に供給さ
れた高温ペレットＭは、図１３に示すように、螺旋状冷
却水管０５内の冷却水Ｗで冷却されながら、上記振動手
段０７の振動によってフレーム０３及び螺旋状トラフ０
４並びに螺旋状冷却水管０５も一緒に振動され、その振
動作用によって上記高温ペレットは融着を防止されなが
ら下方から上方へ移送されて行く。このとき、高温ペレ
ットＭは螺旋状トラフ０４の最下部から最上部まで移動
する間に螺旋状冷却水管０５内の冷却水Ｗで冷却され、
冷却済みのペレットはペレット排出口０１６から排出さ
れる。なお、冷却水Ｗは冷却水排出管０９を経て排水口
０１５から排出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のペレット冷却装置では、螺旋状トラフ０４は上部
を開放した構成であるため、高温ペレット（材料）冷却
中に該材料からの粉塵が飛散し、工場環境の汚染原因と
なり、該材料への異物の混入や付着などの問題があっ
た。

【０００８】機械的な振動手段０７によって螺旋状トラ
フ０４等を振動して材料を移送する構成であるため、振
動によって構成部品の機械疲労や劣化が進行するので、
振動発生機構部を定期的に調整したり部品交換したりす
る必要があり、保守管理が煩わしい欠点があった。

【０００９】上記従来例のペレット冷却装置は垂直上向
き方向へしか搬送できないため、ペレット製造装置（ペ
レタイザ）や、次工程の計量装置等と離れた位置に配置
される場合には、各装置間に空気輸送装置等の搬送装置
が別途必要となるという問題があった。

【００１０】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、例えばペレット製造装置で製造されたペ
レット等の高温粉粒体を次工程へ搬送する手段として空
気輸送装置を用い、その空気輸送装置の空気輸送経路の
中途に流動槽を接続し、冷却すべき上記高温粉粒体を空
気輸送経路（主として輸送管路）内と前記流動槽内で冷
却しながら、次工程へ空気で搬送する方式を採るのであ
る。つまり、処理すべき高温粉粒体は、空気輸送経路内
における空気のエネルギーで搬送されながら冷却される
だけでなく、空気輸送経路の中途に接続した流動槽内で
該高温粉粒体を流動化しながら冷却することにより、高
温粉粒体の冷却能力を一層向上させることを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の如き課題を解決す
るため、本発明の請求項１記載の発明は、中途に立ち上
り部を有する空気輸送管と、この空気輸送管の基端側に
接続され該空気輸送管内の高温粉粒体を気力輸送する空
気源と、空気輸送管の立ち上り部より上流位置に接続し
た高温粉粒体供給管と、前記立ち上り部に設けられかつ
高温粉粒体を流動しながら滞留して冷却するため配管口
径を拡大してなる流動槽とからなる高温粉粒体の冷却装
置において、前記流動槽は、管内径を最大とした筒状の
胴体部と、該胴体部の下端部と上流側空気輸送管の上端
部間に接続され、かつ下部から上部に向け管内径を漸次
大きくした略逆円錐部と、前記胴体部の上端部と下流側
空気輸送管の下端部間に接続され、かつ下部から上部に
向け管内径を漸次小さくした略円錐部とからなり、前記
胴体部には複数のフィンを設けてあることを特徴として
いる。

【００１２】ここで、輸送管の基端側から供給された冷
却すべき高温粉粒体（例えばペレット製造装置のダイの
出口で熱時切断されたペレット等）は、空気源からの空
気力によって移送されながら該輸送用空気流と熱交換さ
れて冷却される。

【００１３】また、流動槽は気力輸送ライン（輸送管）
の立ち上り部に設けられているため、該流動層部の下部
から空気と共に高温粉粒体を流入すると、空気流速は急
激に遅くなるので高温粉粒体の流速も空気輸送領域から
急激に失速し、空気中に材料粒子が浮遊した状態とな
り、材料粒子と空気の混合した所謂流動層を形成する。
高温粉粒体は該流動層で一時的に滞留する間に空気流と
熱交換されて本格的に冷却される。

【００１４】流動層部で冷却された高温粉粒体は、該流
動層部から下流へ空気流により冷却されながら気力輸送
される。この場合、流動層部から排出された冷却済みの
高温粉粒体は、さらに室内温度近くまで冷却処理した後
に、系外に排出するのが好ましい。この時の冷却は製品
（例えばペレット等）の袋詰め等の後工程の作業性を考
慮したものである。

【００１５】本明細書で流動槽における滞留とは、高温
粉粒体が流動槽内で一時的に滞留して時間経過後には下
流へ移送される現象をいう。

【００１６】流動槽は、下方から送られて来た高温粉粒
体を流動化しながら一時滞留して熱交換し冷却するもの
であって、気力輸送ラインの配管の口径（内径）より大
きな口径（内径）を有するものであれば、特にその構造
は限定しないが、該流動槽にフィンを設けて放熱面積を
大きくすると、熱交換が良くなり冷却能力が向上するの
で好適である。また、流動槽の内部は、空気流だけで冷
却する空冷式により、又は冷却水を通して冷却する水冷
式と空冷式とを併用した方式により、冷却することがで
きる。

【００１７】すなわち、流動槽の具体例としては、請求
項１記載の如く、流動槽は、管内径を最大とした筒状の
胴体部と、該胴体部の下端部と上流側空気輸送管の上端
部間に接続され、かつ下部から上部に向け管内径を漸次
大きくした略逆円錐部と、前記胴体部の上端部と下流側
空気輸送管の下端部間に接続され、かつ下部から上部に
向け管内径を漸次小さくした略円錐部とからなり、前記
胴体部には複数のフィンを設けたものが挙げられる。

【００１８】本発明の請求項２の発明は、中途に立ち上
り部を有する空気輸送管と、この空気輸送管の基端側に
接続され該空気輸送管内の高温粉粒体を気力輸送する空
気源と、空気輸送管の立ち上り部より上流位置に接続し
た高温粉粒体供給管と、前記立ち上り部に設けられかつ
高温粉粒体を流動しながら滞留して冷却するため配管口
径を拡大してなる流動槽とからなり、前記流動槽は、管
内径を最大とした筒状の胴体部と、該胴体部の下端部と
上流側空気輸送管の上端部間に接続され、かつ下部から
上部に向け管内径を漸次大きくした略逆円錐部と、前記
胴体部の上端部と下流側空気輸送管の下端部間に接続さ
れ、かつ下部から上部に向け管内径を漸次小さくした略
円錐部とからなり、前記胴体部には複数のフィンを設け
るとともに冷却水を通水するための冷却手段を設けてあ
ることを特徴している。この場合の流動槽は空冷式と水
冷式とを併用して冷却するもので、空冷式単独のものに
比べて冷却能力を高めたものである。

【００１９】空冷式と水冷式とを併用した流動槽の具体
例としては、請求項３記載の如く、流動槽の胴体部は、
筒状の外側ジャケットと、該外側ジャケットの内周壁と
で第１冷却水通路を形成する内側筒とで形成するととも
に、該内側筒には垂直方向に間隔をおいて複数のフィン
を設ける一方、前記胴体部の中心部底部から前記略円錐
部側壁の外方へわたって中央部チューブを延設し、該中
央部チューブ内には外径の小さな注水チューブを挿入
し、該中央部チューブの内壁と注水チューブの外壁との
間に第２冷却水通路を形成し、注水チューブから注入さ
れた冷却水は第２冷却水通路を経て中央部チューブの冷
却水出口から排水し、前記中央部チューブの外側には垂
直方向に間隔をおいて複数のフィンを設けているものを
採用することができる。

【００２０】請求項１〜３に記載の場合、空気源と空気
輸送管とには、該空気源の回転数を調節して空気輸送管
内へ送られる風量を調節する風量調節手段を設ける方が
好ましい。この風量調節手段によって、冷却されるべき
高温粉粒体が異なる比重のものに対応して適切な送風量
が得られるので、比重の異なる材料でも適正な流動冷却
ができ安定した冷却能力が維持できる。

【００２１】ここで、風量調節手段としては、後述する
実施形態で示すように、ピトー管と差圧伝送器と圧力指
示調節計とインバータと空気源作動用モータで構成し、
ピトー管で検出した動圧に基づいて最終的には空気源作
動用モータを介して空気源の回転数を調節して、気力輸
送ライン中を流れる風量を適正に調節するものが挙げら
れるが、その他の構成を採用することもできる。

【００２２】流動槽に形成された出口には下流側空気輸
送管を接続するとともに、この下流側空気輸送管の先端
には排気口を有する集塵装置を接続し、該集塵装置の下
部には二次冷却用空気源からの空気を送風配管を介して
室内へ導入するようにしたホッパーを接続し、このホッ
パーの室内へ送られてきた前記冷却された材料を前記二
次冷却用空気源からの送風により更に冷却するようにし
た構成（請求項４参照）を採る方が好ましい。かかる構
成により、室内温度近くまで冷却することができる。

【００２３】上記の場合において、集塵装置の排気口に
は、先端部を空気源の吸引側と接続した循環管の基端部
を接続する構成（請求項５参照）を採用することもでき
る。かかる構成により、冷却すべき高温粉粒体が酸化を
嫌う場合等において、窒素ガス等の不活性ガスを循環し
て使用することができる。

【００２４】

【作用】例えばホットカット法で製造された高温のプラ
スチックペレット（高温粉粒体）を冷却する場合を一例
として、本発明の作用を以下に説明する。空気源を作動
して空気輸送管内へ圧縮空気を供給する一方、ペレタイ
ザより連続排出される高温ペレットを、高温粉粒体供給
管より前記空気輸送管内へ供給すると、前記高温ペレッ
トは空気源から発生する外気温度の空気流により空気輸
送管内を通って流動槽内へ空気輸送される。このとき、
高温ペレットは、空気輸送管内において外気温度の空気
流で輸送されながら、該空気流と高温ペレット自身の高
温の熱と熱交換されて温度が降下し少し冷却される。

【００２５】次に、少し冷却された上記高温ペレット
は、前記流動槽内に至ると、該流動槽の配管口径つまり
内径は空気輸送管の内径より大きくしているので、空気
輸送されてきた高温ペレットの流速は同流動槽内で空気
流速の急激な低下により失速し浮遊した状態となり流動
層を形成する。この流動層内で高温ペレットは空気流と
接触しつつ一時滞留する間において、該高温ペレットは
流動槽内の外気温度で絶えず供給される輸送用空気流と
熱交換されて本格的に冷却される。

【００２６】このとき、流動槽にフィンを設けてあるの
で、放熱面積が大きくなるため熱交換率が増大し冷却能
力が向上される。また、流動槽内に上記フィンと共に冷
却水を通水する構成によると、冷却能力が更に高められ
る。

【００２７】流動槽の出口に下流側空気輸送管が接続し
てあるため、前述した空気源から流動槽までの空気輸送
管（つまり上流側空気輸送管）が有する作用と同様に、
流動槽で本格的に冷却された高温ペレットは、該下流側
空気輸送管内において絶えず供給される外気温度の空気
流で輸送されながら、該空気流と前記高温ペレット自身
の熱と熱交換されて更に少し冷却される。上記下流側空
気輸送管の先端に集塵装置を接続し、該集塵装置の下部
にホッパーを接続し、このホッパーの室内へ二次冷却空
気源から外気を送風する構成とすると、ホッパーの出口
から排出される冷却された高温ペレットは外気温度近く
まで冷却される。

【００２８】なお、風量調節手段を設けた場合には、空
気源の回転数を調節して空気輸送管内へ送られる風量が
調節できるので、冷却処理すべき材料の比重に対応する
適切な空気流量が送られる結果、流動槽内ではいつも適
正な連続流動層が形成でき、安定した冷却能力が維持で
きる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の第１例を図
１〜図４に基づいて以下に説明する。図１は全体の概略
構成図、図２は図１における流動槽の一部縦断面図、図
３は図２のＡーＡ線断面図、図４は底面図である。

【００３０】この実施の形態では、高温粉粒体としてホ
ットカットされたプラスチックペレットを一例とし、こ
の高温ペレットを空冷にて冷却する装置を示している。
すなわち、図１に実線で示されているように、この高温
粉粒体（高温ペレット）の冷却装置１は、中途に立ち上
り部２ａを有する空気輸送管２と、この空気輸送管２の
基端側に接続され該空気輸送管２内へ供給された高温粉
粒体を空気流で輸送する、ブロア又はコンプレッサー等
の空気源３と、空気輸送管２の立ち上り部２ａより上流
位置に接続した高温粉粒体供給管５と、前記立ち上り部
２ａに設けられかつ高温粉粒体を流動しながら滞留して
冷却するため配管口径（内径）を拡大してなる流動槽１
０とからなっている。

【００３１】空気輸送管２は中途に設けた立ち上り部２
ａを境にして、基部側を上流側空気輸送管２Ａ、先端側
を下流側空気輸送管２Ｂとしている。また、空気源３は
その空気流で高温粉粒体を輸送するだけでなく、流動槽
１０内で連続流動層を形成する。

【００３２】高温粉粒体供給管５の上端には、高温粉粒
体を良品と不良品に選別する分岐シュート６が接続され
ている。この分岐シュート６は切替弁６ａにより良品出
口６ｂと不良品出口６ｃとに切り替えできるようになっ
ている。分岐シュート６の入口６ｄにはペレタイザ７か
らカッタで熱時切断された高温粉粒体（ペレット）が供
給される。高温粉粒体供給管５の下端は上流側空気輸送
管２Ａに連通した状態で接続されているとともに、該高
温粉粒体供給管５の中途にはモータ９で駆動されるロー
タリーフィーダ８が接続されており、これで計量して上
流側空気輸送管２Ａ内へ供給される。

【００３３】流動槽１０は、図２〜図４に示すように、
管内径を最大とした筒状の胴体部１１と、該胴体部１１
の下端部１１ａと上流側空気輸送管２Ａの上端部間に接
続され、かつ下部から上部に向け管内径を漸次大きくし
た略逆円錐部１２と、前記胴体部１１の上端部１１ｂと
下流側空気輸送管２Ｂの下端部間に接続され、かつ下部
から上部に向け管内径を漸次小さくした略円錐部１３と
からなり、前記胴体部１１には複数のフィン１４を設け
てある。ただし胴体部１１の外周に設けたフィン１４群
はすべて該胴体部１１より外方へ突出して外気との接触
が図られるようにしている。

【００３４】上流側空気輸送管２Ａの上端部に形成した
フランジ１５と、略逆円錐部１２の下端部に形成したフ
ランジ１６とは、ボルト１７とナット１８で固定されて
おり、１９はボルト挿通孔である。また、下流側空気輸
送管２Ｂの下端部に形成したフランジ２０と、略円錐部
１３の上端部に形成したフランジ２１とは、上記と同様
にボルト２２とナット２３とで固定されている。図２及
び図４で２４は流動槽１０を架台（図示せず）にボルト
・ナット（図示せず）で支持する支持片であり、２４ａ
はボルト挿通孔である。

【００３５】複数のフィン１４・・・１４は、図２〜図
４に示すような構成を採っている。すなわち、外装ケー
スとなる胴体部１１と、該胴体部１１より内方で中心部
に垂設した中央筒２６とを備えている。前記胴体部１１
には垂直方向に間隔をおいて複数の板状のフィン１４・
・・１４が一体成形又は溶着され、該フィン１４の外周
縁部１４ｂは胴体部１１より外方ヘ突出するようにして
ある。また、中央筒２６の外壁面には胴体部１１の円周
壁面に向けて複数の板状のフィン１４・・・１４が間隔
をおいて放射状に垂設されている。

【００３６】胴体部１１の上端部１１ｂには外向きに上
部フランジ１１ｃが延設され、この上部フランジ１１ｃ
は略円錐部１３の下端部に形成した下部フランジ１３ａ
とボルト２７及びナット２８で固定している。また、中
央筒２６の上端部は上部フランジ１１ｃの水平線上にリ
ブ状に一体成形したリブ片（図示せず）に垂設してい
る。胴体部１１の下端部１１ａは略逆円錐部１２の上端
部に形成した外向きの 上部フランジ１２ａ上に載置し
ている。

【００３７】この第１の発明の実施形態では、冷却すべ
き高温粉粒体は、上流側空気輸送管２Ａで輸送されなが
ら空気で冷却され、次に流動槽１０の入口１０ａから送
られた材料は本格的に空気で冷却されながらフィン１４
…１４で熱交換されてから、最後に下流側空気輸送管２
Ｂで受容器等の目的地へ輸送されながら空気で冷却され
る構成である。

【００３８】上記構成に代えて、図１で一点鎖線で示し
ているように、流動槽１０の出口１０ｂと接続した下流
側空気輸送管２Ｂの先端には、排気口５１を有する集塵
装置５０を接続し、該集塵装置５０の下部には二次冷却
用空気源６２からの空気を送風配管６３を介して室内６
１へ導入するようにしたホッパー６０を接続し、このホ
ッパー６０の室内へ送られてきた前記冷却された材料
（高温粉粒体）を前記送風により更に冷却する構成を採
用することもできる。

【００３９】このような構成によると、ホッパー６０に
供給された材料はホッパー出口６４から排出されるまで
の間において外気（室内）温度付近まで冷却することが
できる。なお、図１において、６５は吸気フィルタ、６
６は二次冷却用空気源６２を駆動するモータ、６７はホ
ッパー６０内の材料を任意量だけ排出する排出弁、６８
はホッパー内の材料の満杯を検出するレベル計、６９、
７０はホッパー６０内の材料の温度を測定する温度計、
７１は図１に示された高温粉粒体の冷却装置全体の制御
盤、７２は排出された材料の重量を計る秤量器、７３は
材料を収納する収納袋である。

【００４０】集塵装置５０は、図１に示すように、公知
のものであって、収容室５２には排気フィルタ５３を吊
持しており、この排気フィルタ５３で、空気源３や二次
冷却用空気源６２で供給されて利用後の排気やダスト等
を清浄化し、清浄ガスは排気口５１から系外に排出され
るようになっている。排気フィルタ５３に付着したダス
ト等を清掃する時には、排気フィルタ５３の上方から圧
縮空気源５４から圧縮空気を供給して清掃する。５５は
電磁弁である。

【００４１】図１において、集塵装置５０の排気口５１
と空気源３の吸気フィルタ３０とを配管（図示せず）で
接続して、排気口５１から排出される処理された排気ガ
スを再利用したりすることができるほか、搬送媒体とし
て前述したような空気でなく窒素ガス等の不活性ガスを
使うこともできる。

【００４２】本発明の実施の形態の第２例を図５と図６
に基づいて以下に説明する。図５は全体の概略構成図、
図６は風量調節手段の制御回路の拡大図である。

【００４３】この第２例の実施の形態の高温粉粒体の冷
却装置は、前記第１例の実施の形態の冷却装置に風量調
節手段４を付加したものであり、その他の構成は第１例
の実施形態と同一としているので、両者の共通する構成
は便宜上同一の符号を使用している。

【００４４】風量調節手段４は、整流管４１、総圧ピト
ー管４２、静圧ピトー管４３、差圧伝送器４４、圧力指
示調節計４５、インバータ４６及び空気源３駆動用モー
タ４７で構成される定風量制御回路によって、空気源３
の回転数を変速して空気輸送管２内へ送られる風量を調
節する。

【００４５】ここで、整流管４１は管内の空気流の動圧
を検出するため空気流を整流するものであり、この整流
管４１には総圧ピトー管４２と静圧ピトー管４３がシー
ル材４８を介して気密に取り付けられている。総圧ピト
ー管４２で検出した総圧と静圧ピトー管４３で検出した
静圧との差圧である動圧を検出する。検出した動圧を差
圧伝送器４４で電気信号に変換して出力する。この差圧
伝送器４４で出力された電気信号は圧力指示調節計４５
に入力される。この圧力指示調節計４５では入力された
管内空気流の動圧を任意の設定値に対して一致させるよ
うに制御された電気信号を出力する。圧力指示調節計４
５より出力された制御電気信号がインバータ４６に入力
されると、このインバータ４６では上記制御電気信号に
比例した周波数の三相交流電源を出力して、モータ４７
を介して空気源３の回転数を変速し、空気輸送管２内へ
送られる風量を一定とすることができる。なお、整流管
４１は、そのフランジ４１Ａ、４１Ｂと上流側空気輸送
管２Ａのフランジ２ｂ、２ｃとをフランジ連結している
が、クランクバンドなどの他の手段によって連結するこ
ともできる。

【００４６】風量調節手段４つまり定風量制御回路は、
空気流のもつ動圧と空気流速との間には一定の関係があ
ることを利用したものである。試運転時に、前記風量調
節手段４を用いて、流動槽１０内で高温粉粒体（ペレッ
ト）の連続流動層が適正に形成されるように、空気源３
で発生される空気流量を調整する。すなわち、試運転時
の調整により得られた最適な空気流量（流速）時の動圧
を圧力指示調節計４５に設定しておく。これにより、ペ
レット製造運転中においてペレット生産量の変動、冷却
処理すべき高温粉粒体の種類、吸気フィルター３０や後
述する集塵装置の排気フィルターの目詰り等に起因し
て、空気源３に対する負荷変動が発生し空気流量（流
速）が変動しても、自動的に試運転時の最適空気流量
（流速）になるように、上記風量調節手段４が空気源３
の駆動回転数を制御するので、常時所定の風量が供給さ
れ、流動槽１０内での高温粉粒体の連続流動層が安定し
て形成される。その結果、高温粉粒体は同流動槽１０内
で一時滞留して熱交換が行なわれ、本格的に冷却される
のである。

【００４７】なお、空気源３への負荷変動が風量調節手
段４による制御可能範囲を超える場合には、異常を報知
するブザーやランプ等の報知手段を前記定風量制御回路
に組み込んでいる。

【００４８】本発明の実施の形態の第３例を図７〜図１
０に基づいて以下に説明する。図７は全体の概略構成
図、図８は図７における流動槽の一部縦断面図、図９は
図８のＢーＢ線断面図、図１０は底面図である。

【００４９】この第３例の実施の形態の高温粉粒体の冷
却装置は、流動槽１０が空冷式に加え水冷式でフィンや
流動槽本体の構造が異なり、その他の構成は図５で鎖線
で示した集塵装置５０やホッパー６０その他符号５１〜
５５、６１〜７３を備えた図５のものと同様としたもの
である。従って第２例の実施の形態の装置と共通するも
のは便宜上同一符号を使用している。

【００５０】すなわち、中途に立ち上り部２ａを有する
空気輸送管２と、この空気輸送管２の基端側に接続され
該空気輸送管２内の高温粉粒体を気力輸送する空気源３
と、前記空気源３の回転数を調節して空気輸送管２内へ
送られる風量を調節する風量調節手段４と、空気輸送管
２の立ち上り部２ａより上流位置に接続した高温粉粒体
供給管５と、前記立ち上り部２ａに設けられかつ高温粉
粒体を流動しながら滞留して冷却するため配管口径を拡
大してなる流動槽１０とからなり、前記流動槽１０は、
管内径を最大とした筒状の胴体部１１と、該胴体部１１
の下端部１１ａと上流側空気輸送管２Ａの上端部間に接
続され、かつ下部から上部に向け管内径を漸次大きくし
た略逆円錐部１２と、前記胴体部１１の上端部１１ｂと
下流側空気輸送管２Ｂの下端部間に接続され、かつ下部
から上部に向け管内径を漸次小さくした略円錐部１３と
からなり、前記胴体部１１には複数のフィン１４を設け
るとともに冷却水を通水するための冷却手段８０を設け
てある。

【００５１】また、流動槽１０に形成された出口１０ｂ
には下流側空気輸送管２Ｂを接続するとともに、この下
流側空気輸送管２Ｂの先端には排気口５１を有する集塵
装置５０を接続し、該集塵装置５０の下部には二次冷却
用空気源６２からの空気を送風配管６３を介して室内６
１へ導入するようにしたホッパー６０を接続し、このホ
ッパー６０の室内へ送られてきた前記冷却された材料を
前記二次冷却用空気源６２からの送風により更に冷却す
るようにしてある。

【００５２】上記構成において、流動槽１０の詳細な構
造を図８〜図１０に基づいて以下に説明する。流動槽１
０の胴体部１１は、筒状の外側ジャケット８１と、該外
側ジャケット８１の内周壁８２とで第１冷却水通路８３
を形成する内側筒２５とで形成する。この第１冷却水通
路８３には、図８に示す如く、外側ジャケット８１の下
部側壁に形成した冷却水入口８４から冷却水を導入し、
該外側ジャケット８１の上部側壁に形成した冷却水出口
８５から排出して、循環して使用できるようにしてあ
る。図８で８６と８７は上記冷却水入口８４と冷却水出
口８５を形成するため外側ジャケット８１に溶接または
一体成形した短管であり、短管８６には導管を介して冷
却水源が接続されるとともに、短管８７は導管を介して
前記冷却水源と接続され、冷却水が循環して使用できる
ようにしてある。しかし、短管８７側を前記冷却水源と
接続せずに冷却水を循環することなくワンパス式に使用
することもできる。

【００５３】内側筒２５の上端部には外向きに上部フラ
ンジ２５ａと下部フランジ２５ｂが延設され、下部フラ
ンジ２５ｂを外側ジャケット８１の上端部８１ａに支持
させ溶接等によって固定しているとともに、上部フラン
ジ２５ａは略円錐部１３の下端部に形成した下部フラン
ジ１３ａとボルト２７及びナット２８で固定している。
内側筒２５の下端部２５ｃは、略逆円錐部１２の上端部
に形成した外向きの上部フランジ１２ａ上に載置し溶接
等で固定している。また、前記上部フランジ１２ａ上に
は外側ジャケット８１の下端部８１ｂを載置して溶接等
で固定している。

【００５４】内側筒２５には垂直方向に間隔をおいて複
数の板状のフィン１４・・・１４が一体成形又は溶着さ
れ、該フィン１４の外周縁部１４ｂ及び内側筒２５の外
周面２５ｄとは外側ジャケット８１の内周壁８２との間
で第１冷却水通路８３を形成するように離間している。
前記フィン１４・・・１４の内側は内側筒２５より内方
に臨ませ、下方から供給される高温粉粒体と接触して該
フィン１４・・・１４が高温粉粒体の熱を奪うようにし
てある。

【００５５】この場合の内側筒２５に設けた複数のフィ
ン１４・・・１４の外周縁部１４ｂは、図８及び図９に
示されているように、第１冷却水通路８３内を臨むよう
に該内側筒２５の外周面２５ｄより突出している。これ
によって、各フィン１４が冷却水から熱を効率良く吸収
することで熱交換を向上し、高温粉粒体を効率良く冷却
することができる。

【００５６】胴体部１１の中心部底部から前記略円錐部
１３側壁の外方へわたって中央部チューブ９０を延設し
ている。すなわち、中央部チューブ９０の下端部は水溜
部９１とし、上部は屈曲して略円錐部１３側壁のチュー
ブ挿通孔１３ｂより外方へ突出するようにし、該突出部
の一部には冷却水出口９２を形成している。

【００５７】また、中央部チューブ９０内には同中央部
チューブ９０より外径の小さく、かつ下端に開口部９６
を有し上端部を前記中央部チューブ９０のフランジ９３
とフランジ連結されるフランジ９７を有する注水チュー
ブ９５が挿入してある。該中央部チューブ９０の内壁９
０ａと注水チューブ９５の外壁９５ａとの間に第２冷却
水通路９９を形成し、注水チューブ９５の冷却水入口９
８から注入された冷却水は注水チューブ９５内を通り第
２冷却水通路９９を経て中央部チューブ９０の冷却水出
口９２から排水するようにしてある。さらに中央部チュ
ーブ９０の屈曲部近傍を避けた垂直部の外側には垂直方
向に間隔をおいて板状の複数のフィン１４・・・１４を
放射状に設けてある。

【００５８】なお、図７で、８８は冷却水の水量低下及
び断水を検出するフロートスイッチ、８９ａ、８９ｂは
バルブである。

【００５９】前記第３例の実施の形態の高温粉粒体の冷
却装置を用いて、本発明者が実験したところ、初期温度
が１６０°Ｃの高温ペレットが、集塵装置５０内への投
入時点で約６０°Ｃまで冷却される効果が得られた。ま
た、この第３例の実施態様での実験例においては次のよ
うな現象が見られた。すなわち、流動槽１０の入口１０
ａから導入された高温ペレットが該流動槽１０の内部で
流動層を形成し、その流動層が流動槽１０の出口１０ｂ
付近まで成長すると、その上部の一部は出口１０ｂより
下流へ噴出し、該流動層の長さは一時縮小する。その
後、流動槽１０内には入口１０ａより連続的に高温ペレ
ットが空気輸送されてくるので、高温ペレットの流動層
は再び出口１０ｂ付近まで成長する。このように、高温
ペレットの流動層は成長と縮小を繰り返しながら、連続
的に維持される。

【００６０】流動槽１０の出口１０ｂから噴出された冷
却後のペレットは、下流側空気輸送管２Ｂ内を空気輸送
され集塵装置５０内に供給されて行く。そして、上記冷
却後のペレットはホッパー６０内で更に室内温度近くま
で冷却される。

【００６１】本発明の実施の形態第４例を図１１に基づ
いて以下に説明する。図１１は図７と略同様の全体の概
略構成図である。この図１１の高温粉粒体の冷却装置
は、図７と比べてみると判るように、図７のものとは、
集塵装置５０の排気口５１には、先端部１１１を空気源
３の吸引側と接続した循環管１１０の基端部１１２を接
続している点が異なり、その他の構成は図７〜図１０に
示した第３例の実施の形態のものと同一としてあるもの
である。それゆえ、同一構成については図７〜図１０と
同一符号を付している。

【００６２】このような構成によって、前述した如く、
窒素ガス等の不活性ガスを材料の輸送及び冷却の媒体と
することができる。

【００６３】風量調節手段４は、前述した図７と図１１
において省略した構成を採用することもできる。

【００６４】本発明の実施形態によれば、空気輸送管内
で冷却すべき高温粉粒体を空気流で輸送しながら冷却す
るだけでなく、空気輸送管の立ち上り部に設けた流動槽
内で、該高温粉粒体を流動しながら本格的に冷却する構
成としているから、例えばペレタイザ等の高温粉粒体製
造装置から計量装置等の次工程との間に、本発明の高温
粉粒体の冷却装置を設置することによって、次工程への
搬送中に高温粉粒体の冷却ができ、従来例の如く各装置
間に専用の搬送装置を設ける必要がない。また、従来例
の如く、高温粉粒体の冷却中に粉塵が飛散したり、異物
が混入したりするのが防止されるほか、従来例の振動発
生機構部を必要としないのでその煩わしい保守管理がな
くなる。

【００６５】また、空気源と空気輸送管には、風量調節
手段を設けて空気源の駆動回転数を制御する構成とする
と、例えば比重の異なる高温粉粒体に対応して安定した
風量が供給され流動槽内での高温粉粒体の連続流動層が
安定して形成される結果、流動槽での高温粉粒体の冷却
が安定して行なえる。

【００６６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、前記実施形態
の利点を有するだけでなく、 流動槽の胴体部に複数のフ
ィンを設けてあるので、該フィンが高温粉粒体の接触面
積つまり放熱面積を広くして熱交換を良くしている。そ
のため冷却能力が向上される。

【００６７】請求項２の発明によれば、流動槽は空冷式
と水冷式とを併用して冷却するものであるから、空冷式
単独のものに比べて冷却能力が更に向上される。空冷式
と水冷式とを併用した流動槽としては、請求項３記載の
如き構成とすれば、小形の流動槽が製作できる。

【００６８】請求項４の発明によれば、冷却された材料
を更に室内温度近くまで冷却処理を行うことによって、
例えばペレット等の製品の袋詰め等の後工程の作業がし
易い等の利点がある。また、集塵処理を行うことで排気
ガスやダスト等が捕集されるので、環境汚染を防止でき
る。

【００６９】請求項５の発明によれば、排気ガスの循環
ができる構成であるので、冷却すべき高温粉粒体が酸化
や劣化等で空気中で処理できない粉粒体の場合には、窒
素ガス等の不活性ガスを循環して使用することで冷却処
理できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態第１例の全体の概略構成図
である。

【図２】図１における流動槽の一部縦断面図である。

【図３】図２のＡーＡ線断面図である。

【図４】底面図である。

【図５】本発明の実施の形態第２例の全体の概略構成図
である。

【図６】風量調節手段の制御回路の拡大図である。

【図７】本発明の実施の形態第３例の全体の概略構成図
である。

【図８】図７における流動槽の一部縦断面図である。

【図９】図８のＢーＢ線断面図である。

【図１０】底面図である。

【図１１】本発明の実施の形態第４例の全体の概略構成
図である。

【図１２】従来例の正面図である。

【図１３】図１２のＸーＸ線端面図である。

【図１４】従来例の右側面図である。

【図１５】従来例の平面図である。

【符号の説明】 ２ 空気輸送管 ２ａ 立ち上り部 ２Ａ 上流側空気輸送管 ２Ｂ 下流側空気輸送管 ３ 空気源 ４ 風量調節手段 ５ 高温粉粒体供給管 ７ ペレタサイザ １０ 流動槽 １０ａ 流動槽の入口 １０ｂ 流動槽の出口 １１ 胴体部 １２ 略逆円錐部 １３ 略円錐部 １４ フィン １４ｂ 外周縁部 ２５ 内側筒 ２６ 中央筒 ４１ 整流管 ４２ 総圧ピトー管 ４３ 静圧ピトー管 ４４ 差圧伝送器 ４５ 圧力指示調節計 ４６ インバータ ４７ モータ ５０ 集塵装置 ５１ 排気口 ６０ ホッパー ６２ 二次冷却用空気源 ８０ 冷却手段 ８１ 外側ジャケット ８２ 外側ジャケットの内周壁 ８３ 第１冷却水通路 ９０ 中央部チューブ ９０ａ 中央部チューブの内壁 ９５ 注水チューブ ９５ａ 外壁 ９９ 第２冷却水通路 １１０ 循環管 １１１ 循環管の先端部 １１２ 循環管の基端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 治 大阪府大阪市中央区谷町６丁目５番26号 株式会社松井製作所内 (56)参考文献 特開 平７−214548（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−96012（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭43−25553（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29B 9/00 - 13/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中途に立ち上り部を有する空気輸送管
   と、この空気輸送管の基端側に接続され該空気輸送管内
   の高温粉粒体を気力輸送する空気源と、空気輸送管の立
   ち上り部より上流位置に接続した高温粉粒体供給管と、
   前記立ち上り部に設けられかつ高温粉粒体を流動しなが
   ら滞留して冷却するため配管口径を拡大してなる流動槽
   とからなる高温粉粒体の冷却装置において、 前記流 動槽は、管内径を最大とした筒状の胴体部と、該
   胴体部の下端部と上流側空気輸送管の上端部間に接続さ
   れ、かつ下部から上部に向け管内径を漸次大きくした略
   逆円錐部と、前記胴体部の上端部と下流側空気輸送管の
   下端部間に接続され、かつ下部から上部に向け管内径を
   漸次小さくした略円錐部とからなり、前記胴体部には複
   数のフィンを設けてあることを特徴とする高温粉粒体の
   冷却装置。
2. 【請求項２】 前記胴体部には複数のフィンを設けると
   ともに冷却水を通水するための冷却手段を設けてあるこ
   とを特徴とする請求項１記載の高温粉粒体の冷却装置。
3. 【請求項３】 流動槽の胴体部は、筒状の外側ジャケッ
   トと、該外側ジャケットの内周壁とで第１冷却水通路を
   形成する内側筒とで形成するとともに、該内側筒には垂
   直方向に間隔をおいて複数のフィンを設ける一方、前記
   胴体部の中心部底部から前記略円錐部側壁の外方へわた
   って中央部チューブを延設し、該中央部チューブ内には
   外径の小さな注水チューブを挿入し、該中央部チューブ
   の内壁と注水チューブの外壁との間に第２冷却水通路を
   形成し、注水チューブから注入された冷却水は第２冷却
   水通路を経て中央部チューブの冷却水出口から排水し、
   前記中央部チューブの外側には垂直方向に間隔をおいて
   複数のフィンを設けている請求項２記載の高温粉粒体の
   冷却装置。
4. 【請求項４】 流動槽に形成された出口には下流側空気
   輸送管を接続するとともに、この下流側空気輸送管の先
   端には排気口を有する集塵装置を接続し、該集塵装置の
   下部には二次冷却用空気源からの空気を送風配管を介し
   て室内へ導入するようにしたホッパーを接続し、このホ
   ッパーの室内へ送られてきた前記冷却された材料を前記
   二次冷却用空気源からの送風により更に冷却するように
   してなる請求項１〜３のいずれかに記載の高温粉粒体の
   冷却装置。
5. 【請求項５】 集塵装置の排気口には、先端部を空気源
   の吸引側と接続した循環管の基端部が接続してある請求
   項４記載の高温粉粒体の冷却装置。