JP7479669B2 - 粉粒体処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体または粒体からなる材料（以下「粉粒体」と称する）を内部空間に収容して加熱し、さらに後続の装置へ排出する粉粒体処理装置に関する。

従来、さまざまな産業分野において、粉粒体を容器内で混合・攪拌する装置が用いられている。材料の攪拌に用いられる装置については、例えば、特許文献１に記載されている。

実公平０４－０５１８５６号公報

特許文献１には、架台（１２）に軸着する円筒状の回転ドラム（１１）が開示されている。回転ドラム（１１）の内側には、複数の混合羽根（２４）が、それぞれ胴部（１３）と垂直に内設されている。また、回転ドラム（１１）の胴部（１３）には、回転ドラム（１１）の半径方向と略平行に開口部（１４）が形成され、開口部（１４）を覆う覆い板（１９）が斜設されている（第１図他）。これにより、回転ドラム（１１）が反時計方向に回転すると、回転ドラム（１１）の内側の被混合物（Ａ）は開口部（１４）から排出されることなく混合される。また、回転ドラム（１１）が時計方向に回転すると、被混合物（Ａ）は開口部（１４）から自動的に排出される。

しかしながら、上記の複数の混合羽根（２４）と胴部（１３）の内周面との間に、被混合物（Ａ）が残る可能性がある。そして、回転ドラム（１１）が回転しても、被混合物（Ａ）が混合羽根（２４）に保持されたまま落下せず、回転ドラム（１１）から排出されない虞がある。一方、プラスチックの成形工場では、このような回転ドラムを用いた処理装置により、原料として用いる樹脂ペレットを混合・撹拌しつつ乾燥させる場合があるが、仮に樹脂ペレットがドラム内に残り続けると、樹脂ペレットに対する処理時間にムラが生じることとなる。この場合、製品としての品質の劣化に繋がる虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、被混合物を攪拌するための羽根に被混合物が保持されたまま容器内に残ることを抑制できる装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、略筒状に拡がる側面部と、前記側面部の軸方向一方側の開口を覆う第１底面部と、前記側面部の軸方向他方側の開口を覆う第２底面部とを含み、粉粒体を内部空間に収容可能な粉粒体処理容器と、前記内部空間に収容される前記粉粒体を加熱する加熱機構と、前記粉粒体処理容器を周方向に回転させる回転駆動機構と、を有する粉粒体処理装置であって、前記粉粒体処理容器は、前記内部空間へ前記粉粒体を投入するための投入口と、前記側面部に設けられ、前記内部空間にある前記粉粒体を前記粉粒体処理容器の外部空間へ排出するための排出口と、前記側面部の内壁における前記排出口の周方向一方側の周縁部から、前記内部空間の中心へ近づく方向に突出するガイド板と、前記側面部の内壁に沿って板状に延びる撹拌板と、前記排出口の周方向他方側の周縁部から径方向外側へ突出する径方向突出部と、前記径方向突出部の径方向外側の端部から周方向一方側に周方向に拡がる周方向延伸部と、を有する周壁部と、を有し、前記ガイド板が前記排出口を覆う方向に傾斜することによって、前記粉粒体処理容器において、周方向一方側への回転時に前記排出口からの前記粉粒体の排出が抑制され、周方向他方側への回転時に前記排出口からの前記粉粒体の排出が許容され、前記粉粒体は、前記内部空間から、前記排出口と、前記側面部と前記周方向延伸部との径方向の間に形成された空間と、を通過して、外部空間へ排出され、前記撹拌板と前記側面部の内壁との間に、隙間が形成されている。

本願の第２発明は、第１発明の粉粒体処理装置であって、前記隙間の幅は、前記粉粒体の径の３倍以上である。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の粉粒体処理装置であって、前記ガイド板の突出方向の長さは、前記排出口の大きさよりも長い。

本願の第４発明は、第１発明から第３発明までのいずれか１発明の粉粒体処理装置であって、前記加熱機構は、前記粉粒体処理容器の内部空間に収容される赤外線ヒータを含む。

本願の第５発明は、第４発明の粉粒体処理装置であって、前記赤外線ヒータはカーボンヒータである。

本願の第６発明は、第４発明または第５発明の粉粒体処理装置であって、前記粉粒体処理容器は、前記第１底面部を貫通し、かつ、前記赤外線ヒータが通過可能なヒータ入出口をさらに有する。

本願の第７発明は、第６発明の粉粒体処理装置であって、前記加熱機構は、前記赤外線ヒータを支持する摺動部材と、前記回転駆動機構が配置される筐体に固定されるスライドレールと、を有し、前記摺動部材は前記スライドレールに沿って摺動可能である。

本願の第８発明は、第１発明から第７発明までのいずれか１発明の粉粒体処理装置であって、前記内部空間への前記粉粒体の投入時において、前記外部空間から軸方向に見たときに、前記粉粒体処理容器の中心を通る水平な線よりも下側に位置する前記排出口は、前記粉粒体処理容器の中心を通る鉛直な線に対して左右方向の一方側に位置し、前記投入口は、前記粉粒体処理容器の中心を通る鉛直な線に対して左右方向の他方側に位置する。

本願の第９発明は、第１発明から第８発明までのいずれか１発明の粉粒体処理装置であって、前記回転駆動機構は、軸方向に延びる回転軸を中心としてそれぞれ回転可能に支持される複数のローラと、前記複数のローラの少なくとも１つを、前記回転軸を中心として回転させるモータと、を有し、前記側面部は、前記複数のローラに接触し、前記ローラの回転に伴って摩擦力を受けることにより、周方向に回転する。

本願の第１０発明は、第１発明から第９発明までのいずれか１発明の粉粒体処理装置であって、前記粉粒体を前記排出口から下流側装置へ輸送する輸送機構と、前記輸送機構または前記加熱機構の駆動を制御する制御部と、をさらに有し、前記下流側装置は、前記下流側装置の内部にある前記粉粒体の重量を示す信号を送信する送信部を有し、前記制御部は、前記信号を受信して、前記輸送機構または前記加熱機構の駆動を制御し、または前記信号が示す情報を出力する。

本願の第１１発明は、第１発明から第１０発明までのいずれか１発明の粉粒体処理装置であって、前記粉粒体処理容器は、軸方向に水平に延びる。

本願の第１２発明は、第１発明から第１１発明までのいずれか１発明の粉粒体処理装置であって、前記粉粒体は樹脂ペレットである。

本願の第１発明～第１２発明によれば、粉粒体処理容器の側面部の内壁と撹拌板との間に、隙間が形成されている。これにより、粉粒体が撹拌板に保持されたまま残ることを抑制できる。この結果、粉粒体処理容器の内部空間に粉粒体が加熱されつつ長時間に亘って残留して品質が劣化してしまうことを抑制できる。

特に、本願の第２発明によれば、粉粒体が隙間に詰まることなく、スムーズに落下する。

特に、本願の第７発明によれば、粉粒体処理容器の内部空間から加熱機構を容易に出し入れすることができるため、粉粒体処理容器の内部空間を目視したり清掃等を行ったりする際の作業性が向上する。

特に、本願の第８発明によれば、粉粒体処理容器の内部空間へ粉粒体を投入する際に、投入した粉粒体がそのまま排出口まで落下してしまうことを抑制できる。

特に、本願の第１０発明によれば、粉粒体処理容器から下流側装置へ輸送する粉粒体の量を適切に調整することができるため、下流側装置における粉粒体の処理効率を向上し、かつ、下流側装置に過度な負荷が加わることを抑制できる。

粉粒体処理装置の構成を概念的に示した図である。 粉粒体処理装置の側面図である。 粉粒体処理装置の正面図である。 粉粒体処理容器の斜視図である。 制御部と各部との接続を示したブロック図である。 粉粒体処理容器を模式的に示した横断面図である。 粉粒体処理容器の回転時の様子を前方から見た模式図である。 粉粒体処理容器の回転時の様子を前方から見た模式図である。 粉粒体処理容器を駆動させる際の簡易な作業手順の一例を示したフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願では、後述する粉粒体処理容器の記載において、前後方向に延びる粉粒体処理容器の中心軸と平行な方向を「軸方向」、中心軸に直交する方向を「径方向」、中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。

＜１．第１実施形態＞
＜１－１．粉粒体処理装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る粉粒体処理装置１の構成を概念的に示した図である。なお、図１において、筐体７１の一部およびキャスター７２の図示を省略している。この粉粒体処理装置１は、プラスチック製品の製造工程において、処理対象物となる粉粒体の貯留、加熱乾燥、および排出を行う装置である。粉粒体とは、例えば、プラスチックの原料となる樹脂ペレット９である。粉粒体処理装置１は、樹脂ペレット９を後述する粉粒体処理容器１０に収容し、粉粒体処理容器１０の内部において樹脂ペレット９を加熱乾燥させた後、後工程にある下流側装置８０へ排出する。本実施形態では、下流側装置８０として、射出成形機が用いられている。ただし、下流側装置８０として、射出成形機の替わりに、例えば、押出成形機、ブロー成形機、または圧縮成形機等が用いられてもよい。また、下流側装置８０として、射出成形機の手前にさらに図示を省略したホッパ等が介在してもよい。

図２は、粉粒体処理装置１の側面図である。図３は、粉粒体処理装置１の正面図である。図１～図３に示すように、本実施形態の粉粒体処理装置１は、粉粒体処理容器１０、供給装置２０、加熱機構３０、回転駆動機構４０、輸送機構５０、制御部６０、筐体７１、およびキャスター７２を有する。また、図２および図３において、輸送機構５０の一部の図示を省略している。

粉粒体処理容器１０は、樹脂ペレット９を内部空間に収容可能なドラム式の容器である。粉粒体処理容器１０の材料には、例えば、ステンレス等の金属が用いられる。粉粒体処理容器１０は、供給装置２０から供給される樹脂ペレット９を受け入れ、内部空間において加熱乾燥した後、下方へ排出する。図４は、粉粒体処理容器１０の斜視図である。図４に示すように、本実施形態の粉粒体処理容器１０は、中心軸９０に沿って前後方向（軸方向）に略水平に延びる。ただし、粉粒体処理容器１０は、水平面に対して傾斜していてもよい。粉粒体処理容器１０は、側面部１１と、第１底面部１２と、第２底面部１３とを有する。

側面部１１は、中心軸９０に沿って略円筒状に拡がる。第１底面部１２は、側面部１１の前方の開口を覆う。第２底面部１３は、側面部１１の後方の開口を覆う。ただし、第１底面部１２と第２底面部１３との位置関係は、逆であってもよい。すなわち、第１底面部１２は、側面部１１の軸方向一方側の開口を覆うものであればよい。第２底面部１３は、側面部１１の軸方向他方側の開口を覆うものであればよい。

粉粒体処理容器１０の内部には、樹脂ペレット９を収容して加熱乾燥させるための空間（以下「内部空間１００」と称する）が、設けられている。また、側面部１１には、加熱乾燥後の樹脂ペレット９を排出するための排出口（後述する内側排出口１１１および外側排出口１１３）が設けられている。粉粒体処理容器１０のより詳細な構造については、後述する。なお、粉粒体処理容器１０の形状は、他の形状であってもよい。例えば、粉粒体処理容器１０の側面部１１は、多角形の略筒状であってもよい。また、粉粒体処理容器１０は、ドラム式でなくてもよい。

供給装置２０は、加熱乾燥前の樹脂ペレット９を粉粒体処理容器１０の内部空間１００へ供給するための装置である。図１～図３に示すように、供給装置２０は、粉粒体処理容器１０よりも上方に設置されている。供給装置２０は、供給ホッパ２１、搬送管２２、排気管２３、および供給管２４を有する。

供給ホッパ２１は、側壁部２１１、底部２１２、および天板部２１３を含む。側壁部２１１は、鉛直方向に延びる略円筒状の立体形状を有する。底部２１２は、側壁部２１１の下端部から下方へ向かうにつれて徐々に収束する漏斗状の部位である。底部２１２の下端部には、開口２１４が設けられている。天板部２１３は、側壁部２１１の上部を覆う。なお、供給ホッパ２１の形状は、他の形状であってもよい。例えば、供給ホッパ２１の側壁部２１１は、矩形の筒状であってもよい。

搬送管２２および排気管２３は、それぞれ供給ホッパ２１に接続され、供給ホッパ２１の内部空間に連通する配管部である。搬送管２２の下流側の端部は、供給ホッパ２１の側壁部２１１に接続されている。排気管２３の上流側の端部は、供給ホッパ２１の天板部２１３に接続されている。また、供給ホッパ２１と排気管２３との接続部には、パンチングメタルプレート２５が設けられている。パンチングメタルプレート２５は、樹脂ペレット９の通過を規制するとともに、気体の通過を許容する複数の貫通孔を有する。

供給ホッパ２１に加熱乾燥前の樹脂ペレット９を貯留するときには、図示を省略したブロワ等の気力発生手段により、搬送管２２および排気管２３の内部に気流を発生させる。具体的には、図１中に矢印Ａ１，Ａ２で示したように、搬送管２２から供給ホッパ２１を通って排気管２３へ向かう気流を発生させる。そうすると、搬送管２２の上流側に設けられた材料供給源から、搬送管２２を通って供給ホッパ２１へ、樹脂ペレット９が搬送される。このとき、供給ホッパ２１から排気管２３への樹脂ペレット９の移動は、パンチングメタルプレート２５により遮られる。このため、樹脂ペレット９が、排気管２３へ流れ込むことはない。これにより、供給装置２０の内部空間に樹脂ペレット９が貯留される。ただし、樹脂ペレット９は、作業者が供給ホッパ２１内に手動で投入してもよい。

供給ホッパ２１の底部２１２の下方には、供給管２４が接続されている。供給管２４の内部空間は、開口２１４を介して、供給ホッパ２１の内部空間に連通する。供給管２４の位置は、上下方向および左右方向に調整可能とされる。供給管２４の下端部は、粉粒体処理容器１０の後述する投入口（貫通孔３５０）と着脱可能に接続される。なお、図２では、理解容易のため、後述のとおり粉粒体処理容器１０から取り外された状態の加熱機構３０の貫通孔３５０に供給管２４が取り付けられた様子の一部を、鎖線にて図示している。

本実施形態では、開口２１４の上部には、ダンパ２１５が設けられている。供給装置２０の内部空間に樹脂ペレット９が貯留された後、作業者が手動でダンパ２１５を操作することによって、開口２１４を開閉する。ただし、開口２１４は、例えば、ボールバルブやスライドゲートのような他の方式のものによって、または電動あるいは空圧によって開閉してもよい。

加熱機構３０は、粉粒体処理容器１０の内部空間１００に収容された樹脂ペレット９を加熱乾燥する装置である。図２に示すように、加熱機構３０は、摺動部材３１、スライドレール３２、鉛直板部３３、赤外線ヒータ３４、およびフランジ部３５を有する。摺動部材３１、スライドレール３２、鉛直板部３３、およびフランジ部３５の材料には、例えば、ステンレス等の金属が用いられる。

摺動部材３１は、略水平に板状に拡がる。摺動部材３１の下面には、図示を省略したローラが固定されている。また、詳細を後述するとおり、粉粒体処理装置１の筐体７１には、第１補助板７１３が固定されている。第１補助板７１３は、略水平に板状に拡がる。第１補助板７１３の上面には、スライドレール３２が固定されている。スライドレール３２は、前後方向に延びる。摺動部材３１のローラは、スライドレール３２に嵌合しつつ、スライドレール３２に沿って前後方向に移動可能である。

これにより、摺動部材３１に支持される鉛直板部３３、赤外線ヒータ３４、およびフランジ部３５は、摺動部材３１とともにスライドレール３２に沿って前後方向に移動可能となっている。ただし、摺動部材３１の下面には、ローラ以外の突出構造が形成されていてもよい。そして、当該突出構造がスライドレール３２に嵌合しつつ、スライドレール３２に沿って前後方向に摺動可能であればよい。

鉛直板部３３は、摺動部材３１の前方端部付近の上面に固定され、鉛直上向きに延びる。鉛直板部３３の上端部には、赤外線ヒータ３４が固定される。赤外線ヒータ３４は、鉛直板部３３の後方において、前後方向に棒状に延びる。上述のように、赤外線ヒータ３４が、摺動部材３１、鉛直板部３３、およびフランジ部３５とともに後方へ摺動すると、赤外線ヒータ３４は、粉粒体処理容器１０の内部空間１００に収容される。このように、本実施形態では、粉粒体処理容器１０の内部空間１００に対して、赤外線ヒータ３４を容易に出し入れすることができるため、粉粒体処理容器１０の内部空間１００を目視したり清掃等を行ったりする際の作業性が向上する。

本実施形態の赤外線ヒータ３４には、カーボンヒータが用いられる。赤外線ヒータ３４が粉粒体処理容器１０の内部空間１００に収容された状態で、赤外線ヒータ３４の電源３４１をオンにすると、赤外線ヒータ３４から放射される熱により、樹脂ペレット９が加熱される。これにより、樹脂ペレット９が乾燥する。ただし、赤外線ヒータ３４には、ハロゲンヒータや、その他の種類のヒータが用いられてもよい。

フランジ部３５は、赤外線ヒータ３４の前方端部付近から周囲に拡がる。フランジ部３５のより詳細な構成については、後述する。

図１～図３に示すように、回転駆動機構４０は、複数（本実施形態では、４つ）のローラ４１、複数（本実施形態では、２つ）の連結軸４２、複数（本実施形態では、４つ）の支持台４３、およびモータ４４を有する。

２つの連結軸４２はそれぞれ、前後方向に柱状に延びる。また、２つの連結軸４２は、互いに左右方向に間隙を隔てて配置されている。各連結軸４２には、２つのローラ４１が固定されている。また、詳細を後述するとおり、粉粒体処理装置１の筐体７１には、第２補助板７１４が固定されている。第２補助板７１４は、略水平に板状に拡がる。第２補助板７１４の上面には、４つの支持台４３がそれぞれ固定されている。

各支持台４３には、貫通孔４３０が設けられている。貫通孔４３０は、支持台４３を前後方向に貫通する。また、貫通孔４３０には、ボールベアリング４５の外輪が固定されている。連結軸４２は、貫通孔４３０を貫通しつつ、ボールベアリング４５の内輪に固定される。これにより、連結軸４２、および連結軸４２に固定された２つローラ４１は、それぞれ支持台４３に対して回転可能に支持される。連結軸４２およびローラ４１は、前後方向に延びる回転軸４１１を中心として回転可能に支持される。さらに、２つの連結軸４２のうちの１つには、モータ４４が接続される。モータ４４は、当該連結軸４２と、連結軸４２に固定された２つローラ４１とを、回転軸４１１を中心として回転させる。

上述の粉粒体処理容器１０は、４つのローラ４１の上側に載置される。そして、粉粒体処理容器１０の側面部１１は、４つのローラ４１にそれぞれ接触する。上述のモータ４４が接続された連結軸４２と、連結軸４２に固定された２つローラ４１とが回転すると、粉粒体処理容器１０は、当該２つローラ４１の回転に伴って摩擦力を受けることにより、中心軸９０を中心として周方向に回転する。一方、モータ４４が接続されていない連結軸４２に固定された２つローラ４１は、粉粒体処理容器１０の回転に伴い従動回転する。なお、本実施形態のモータ４４は、正方向および逆方向の２方向に回転することができる。これにより、粉粒体処理容器１０は、時計回り（周方向一方側）および反時計回り（周方向他方側）の双方に回転することができる。

ただし、回転駆動機構４０におけるローラ４１、連結軸４２、支持台４３、およびモータ４４の数および構成は、上記には限定されない。回転駆動機構４０は、複数のローラ４１と、複数のローラ４１の少なくとも１つを回転させるモータ４４とを有していればよい。また、粉粒体処理容器１０を回転させる機構は、上記には限定されない。例えば、ローラ４１の代わりに、歯車機構を用いてもよい。

輸送機構５０は、加熱乾燥後の樹脂ペレット９を、下流側装置８０へ輸送するための装置である。輸送機構５０は、輸送管５１と、バルブ５２と、ブロワ５３（図２および図３参照）とを有する。輸送管５１は、後述する筐体７１の下端口７１９と下流側装置８０とを繋ぐ配管である。バルブ５２は、下端口７１９を、開放状態と閉鎖状態との間で切り替える。バルブ５２を開放すると、後述する筐体７１のシュート７１６に集積された樹脂ペレット９が、下端口７１９から輸送管５１内へ排出される。一方、バルブ５２を閉鎖すると、下端口７１９からの樹脂ペレット９の排出が停止される。

ブロワ５３は、樹脂ペレット９を吸引輸送するための気力を発生させる機構である。ブロワ５３は、制御部６０から入力される駆動信号に応じてインペラを回転させることによって、輸送管５１内に気流を発生させる。これにより、輸送管５１内にある樹脂ペレット９は、当該気流とともに、下流側装置８０へ気力輸送される（図１中の矢印Ａ３参照）。ただし、輸送管５１内に気力を発生させるための手段は、これに限定されない。

制御部６０は、粉粒体処理装置１の各部を動作制御する制御手段である。図５は、制御部６０と、粉粒体処理装置１内の各部との接続を示したブロック図である。図１および図５に示すように、制御部６０は、ＣＰＵ等の演算処理部６０１、メモリ６０２、および記憶装置６０３を有するコンピュータにより構成されている。制御部６０は、加熱機構３０の電源３４１、回転駆動機構４０のモータ４４、輸送機構５０のバルブ５２と、それぞれ電気的に接続されている。制御部６０は、記憶装置６０３に予め記憶されたプログラムＰおよびオペレーションデータＤに基づき、上記の各部の駆動を制御する。これにより、粉粒体処理装置１における樹脂ペレット９の貯留、加熱乾燥、および排出の処理が進行する。また、粉粒体処理装置１は、粉粒体処理容器１０から下流側装置８０へ、一纏まりの樹脂ペレット９を断続的に供給（バッチ供給）する。

ここで、図１に示すように、下流側装置８０は、センサ８１および送信部８２を有する。センサ８１は、下流側装置８０の内部にある樹脂ペレット９の残量（重量）を検出する。送信部８２は、制御部６０と電気的に接続されている。送信部８２は、センサ８１による検出結果を示す信号を制御部６０へ送信する。

制御部６０は、上記の信号を受信して、輸送機構５０の駆動（例えば、バルブ５２の開閉やブロワ５３の駆動）を制御する。具体的には、制御部６０は、上記の信号に基づき下流側装置８０の内部にある樹脂ペレット９の残量が所定以上であることを検知すると、バルブ５２を閉塞するとともにブロワ５３の駆動を停止する。また、制御部６０は、上記の信号に基づき下流側装置８０の内部にある樹脂ペレット９の残量が所定未満であることを検知すると、バルブ５２を開放するとともにブロワ５３を駆動して加熱乾燥後の樹脂ペレット９を下流側装置８０まで輸送する。一方、制御部６０は、加熱機構３０の電源３４１をオンにして粉粒体処理容器１０の内部空間１００にある樹脂ペレット９を加熱乾燥してもよい。加熱は輸送運転の切り替えのタイミングを含めて常時行ってもよく、必要に応じて加熱機構３０の電源３４１のオン・オフを切り替えてもよい。すなわち、制御部６０は、輸送機構５０および加熱機構３０の少なくとも一方の駆動を制御するように構成されていればよい。

ただし、下流側装置８０は、下流側装置８０の内部にある樹脂ペレット９の残量の検出結果のほかに、下流側装置８０における樹脂ペレット９の処理能力に係る情報を示す信号を、送信部８２から制御部６０へ送信してもよい。そして、制御部６０は、下流側装置８０における樹脂ペレット９の処理能力を加味した適切なタイミングで、加熱機構３０および輸送機構５０を駆動すればよい。これにより、粉粒体処理容器１０から下流側装置８０へ輸送される樹脂ペレット９の量を適切に調整することができるため、下流側装置８０における樹脂ペレット９の処理効率を向上し、かつ、下流側装置８０に過度な負荷が加わることを抑制できる。

また、下流側装置８０は、センサ８１による検出結果を示す信号を制御部６０へ送信する代わりに、上記信号が示す情報を表示部等に出力してもよい。そして、作業者が、表示部等を見ながら、加熱機構３０や輸送機構５０を手動で操作するようにしてもよい。

粉粒体処理容器１０、供給装置２０、加熱機構３０、回転駆動機構４０、輸送機構５０、および制御部６０は、粉粒体処理装置１の外枠体を形成している筐体７１に搭載される。図２および図３に示すように、筐体７１は、配置台７１１、複数の支柱７１２、第１補助板７１３、第２補助板７１４、カバー７１５、およびシュート７１６を含む。配置台７１１、複数の支柱７１２、第１補助板７１３、第２補助板７１４、カバー７１５、およびシュート７１６は、粉粒体処理容器１０とは直接的に接触しない。すなわち、これらの各部は、粉粒体処理容器１０の回転に影響を与えない。

配置台７１１は、略水平に板状に拡がる。各支柱７１２は、配置台７１１の上面に固定され、上方へ鉛直方向に延びる。第１補助板７１３および第２補助板７１４はそれぞれ、複数の支柱７１２に固定され、略水平に板状に拡がる。上述のとおり、第１補助板７１３の上面には、加熱機構３０のスライドレール３２が固定される。第２補助板７１４は、第１補助板７１３よりも後方に配置される。第２補助板７１４の上面には、回転駆動機構４０の４つの支持台４３がそれぞれ固定されている。

カバー７１５およびシュート７１６はそれぞれ、複数の支柱７１２に直接的または別の部材を介して間接的に固定される。カバー７１５は、粉粒体処理容器１０の上方および側方を覆う。シュート７１６は、粉粒体処理容器１０の直ぐ下方に位置する。シュート７１６は、シュート側壁部７１７およびシュート底部７１８を含む。シュート側壁部７１７は、鉛直方向に延びる略四角筒状の立体形状を有する。シュート底部７１８は、シュート側壁部７１７の下端部から下方へ向かうにつれて徐々に収束する漏斗状の部位である。シュート底部７１８の下端部には、下端口７１９が形成されている。粉粒体処理容器１０から排出された樹脂ペレット９は、シュート７１６の内部空間へ落下し、下端口７１９付近に集積される。

配置台７１１の下面には、複数のキャスター７２が固定されている。本実施形態では、配置台７１１の下面の角部において、それぞれキャスター７２が固定されている。これにより、筐体７１全体が、水平方向に移動可能となっている。

＜１－２．粉粒体処理容器の詳細な構造＞
続いて、粉粒体処理容器１０のより詳細な構造について、説明する。

図６は、粉粒体処理容器１０を模式的に示した横断面図である。図４および図６に示すように、粉粒体処理容器１０は、ヒータ入出口１１０、２つの内側排出口１１１、２つの周壁部１１２、２つの外側排出口１１３、２つの撹拌板１１４、および２つのガイド板１１５をさらに有する。ただし、ヒータ入出口１１０、内側排出口１１１、周壁部１１２、外側排出口１１３、２つの撹拌板１１４、および２つのガイド板１１５の数は、これに限定されない。また、図６では、ヒータ入出口１１０は本来現れないが、理解容易のため、二点鎖線にて図示している。また、図６では、加熱機構３０のフランジ部３５を二点鎖線にて図示している。

ヒータ入出口１１０は、第１底面部１２を軸方向に貫通する。ヒータ入出口１１０は、上記の赤外線ヒータ３４が通過可能な大きさを有する。加熱機構３０の摺動部材３１、鉛直板部３３、赤外線ヒータ３４、およびフランジ部３５がスライドレール３２に沿って軸方向に摺動すると、赤外線ヒータ３４は、粉粒体処理容器１０の外部空間から内部空間１００へ挿入される。

ここで、フランジ部３５は、軸方向に見たときに、ヒータ入出口１１０よりも大きい。また、フランジ部３５の後方の端面には、円環状の樹脂部材３５１が固定されている。樹脂部材３５１の材料には、例えば、テフロン（登録商標）が用いられる。樹脂部材３５１は、軸方向に見たときに、ヒータ入出口１１０の周囲に全周に亘って設けられている。このため、加熱機構３０の赤外線ヒータ３４が粉粒体処理容器１０の内部空間１００に収容されると同時に、樹脂部材３５１が第１底面部１２に接触する。これにより、ヒータ入出口１１０を隙間なく閉塞することができる。なお、粉粒体処理容器１０が周方向に回転するときには、第１底面部１２は樹脂部材３５１に対して接触しつつ摺動する。

さらに、フランジ部３５には貫通孔３５０が設けられている。貫通孔３５０は、ヒータ入出口１１０と軸方向に重なる位置において、フランジ部３５を軸方向に貫通する。これにより、ヒータ入出口１１０がフランジ部３５の樹脂部材３５１によって閉塞されるときにも、貫通孔３５０を介して粉粒体処理容器１０の内部空間１００へのアクセスが可能となる。

貫通孔３５０は、粉粒体処理容器１０の内部空間１００へ樹脂ペレット９を投入するための投入口となる。具体的には、供給ホッパ２１から粉粒体処理容器１０の内部空間１００へ樹脂ペレット９を投入する際には、供給ホッパ２１の開口２１４および供給管２４から貫通孔３５０を介して、樹脂ペレット９が供給される。ただし、投入口の位置は、これに限定されない。例えば、投入口は、側面部１１に設けられてもよい。また、内部空間１００への樹脂ペレット９の投入は、作業者が手動で行ってもよい。

２つの内側排出口１１１はそれぞれ、側面部１１の周方向の一部を径方向に貫通する。また、２つの周壁部１１２はそれぞれ、径方向突出部９１と周方向延伸部９２とを有する。図６のように、前方から見たときに、径方向突出部９１は、側面部１１のうち、内側排出口１１１の時計回りの手前側（周方向他方側）の周縁部から、径方向外側へ突出する。周方向延伸部９２は、径方向突出部９１の径方向外側の端部から、時計回り（周方向一方側）に周方向に拡がる。２つの外側排出口１１３はそれぞれ、側面部１１と周方向延伸部９２との径方向の間に形成された空間のうち、時計回りの先側（周方向一方側）に形成される出口である。

内側排出口１１１、周壁部１１２、および外側排出口１１３は、側面部１１において、軸方向の一端付近から他端付近までの範囲に亘って、形成される（図４参照）。そして、内側排出口１１１と、側面部１１と周方向延伸部９２との径方向の間に形成された空間と、外側排出口１１３とによって、粉粒体処理容器１０の内部空間１００にある樹脂ペレット９を外部空間へ排出するための排出経路が形成される。なお、外側排出口１１３の外側に、さらに開閉可能な蓋等が設けられてもよい。

なお、内側排出口１１１、側面部１１と周方向延伸部９２との径方向の間に形成された空間、および外側排出口１１３の大きさはそれぞれ、樹脂ペレット９の径（直径）の３倍以上であることが好ましく、５～１０倍の範囲であることがより好ましい。これにより、内側排出口１１１、側面部１１と周方向延伸部９２との径方向の間に形成された空間、および外側排出口１１３において樹脂ペレット９をスムーズに通過させることができる。この結果、粉粒体処理容器１０の内部空間１００にある樹脂ペレット９を外部空間へスムーズに排出できる。

図６では、粉粒体処理容器１０の内部空間１００へ樹脂ペレット９を投入するための上記の貫通孔３５０（投入口）は、内部空間１００の中心Ｏを通る鉛直な線Ｌ１に対して、左方に位置している。一方、内側排出口１１１は、線Ｌ１に対して右方に位置している。内部空間１００へ樹脂ペレット９を投入する際には、このように、下側（内部空間１００の中心Ｏを通る水平な線Ｌ２よりも下側）に位置する内側排出口１１１が、貫通孔３５０から左右方向に離れた位置にあることが望ましい。これにより、投入した樹脂ペレット９がそのまま内側排出口１１１まで落下してしまうことを抑制できる。ただし、貫通孔３５０と内側排出口１１１との位置関係は、左右逆であってもよい。すなわち、内部空間１００への樹脂ペレット９の投入時において、粉粒体処理容器１０を外部空間から軸方向に見たときに、粉粒体処理容器１０の中心Ｏを通る水平な線Ｌ２よりも下側に位置する内側排出口１１１は、粉粒体処理容器１０の中心Ｏを通る鉛直な線Ｌ１に対して左右方向の一方側に位置し、投入口は、粉粒体処理容器１０の中心Ｏを通る鉛直な線Ｌ１に対して左右方向の他方側に位置すればよい。

図４に示すように、２つの撹拌板１１４はそれぞれ、粉粒体処理容器１０の側面部１１の内壁に沿って板状に延びる。撹拌板１１４の材料には、例えば、ステンレス等の金属が用いられる。ただし、撹拌板１１４の材料には、ある程度の耐熱性を有していれば、ステンレス以外の金属または非金属素材が用いられてもよい。撹拌板１１４の前方の端部は、第１底面部１２に溶接により固定される。撹拌板１１４の後方の端部は、第２底面部１３に溶接により固定される。ただし、撹拌板１１４の固定方法は、これに限定されない。例えば、撹拌板１１４は、側面部１１から中心軸９０へ向かって突出する別の固定部材に、ネジ止めや溶接等によって固定されてもよい。撹拌板１１４を有することにより、粉粒体処理容器１０の回転時に、粉粒体処理容器１０の内部空間１００にある樹脂ペレット９を十分に撹拌することができる。

ここで、図６に示すように、撹拌板１１４と側面部１１の内壁との間には、隙間２００が形成されている。これにより、仮に隙間２００が無い場合に撹拌板１１４と側面部１１の内壁との境界付近に溜まりがちであった樹脂ペレット９を、隙間２００からうまく落下させることができる。この結果、従来の課題であった、樹脂ペレット９が撹拌板１１４に保持されたまま内部空間１００に残り、樹脂ペレット９が長時間に亘って加熱されることに起因する、品質の劣化を抑制できる。なお、撹拌板１１４は、側面部１１の内壁に対して垂直であってもよく、傾斜していてもよい。また、撹拌板１１４は、曲面で形成されてもよく、例えば、軸方向のみならず周方向にも拡がるスクリュー状であってもよい。

特に、本実施形態における隙間２００の幅は、樹脂ペレット９の径（直径）の３倍以上の十分な大きさを有する。これにより、樹脂ペレット９が隙間２００に詰まることなく、スムーズに落下する。

２つのガイド板１１５はそれぞれ、側面部１１の内壁における、内側排出口１１１の時計回りの先側（周方向一方側）の周縁部から、粉粒体処理容器１０の内部空間１００の中心Ｏ（中心軸９０）へ近づく方向に突出する（図６中の矢印Ａ４参照）。ガイド板１１５の突出方向（Ａ４方向）の長さは、内側排出口１１１の大きさよりも長いことが好ましい。また、ガイド板１１５は、より内側排出口１１１を覆う方向に傾斜している。

図７および図８は、粉粒体処理容器１０の回転時の様子を前方から見た模式図である。図７に示すように、粉粒体処理容器１０が前方から見て時計回りに（周方向一方側へ）回転すると、内部空間１００にある樹脂ペレット９は、粉粒体処理容器１０の側面部１１に対して、相対的に反時計回りに（周方向他方側へ）移動する。このとき、ガイド板１１５が内側排出口１１１の時計回りの先側（周方向一方側）の周縁部から内側排出口１１１を覆う方向に傾斜しているため、内部空間１００の下部にある樹脂ペレット９は、ガイド板１１５によって、内側排出口１１１から離れる方向に誘導される。これにより、樹脂ペレット９は、内側排出口１１１へ落下しにくくなる。すなわち、粉粒体処理容器１０が前方から見て時計回りに（周方向一方側へ）回転する場合には、内側排出口１１１を含む排出経路からの樹脂ペレット９の排出が抑制される。

一方、図８に示すように、本実施形態の粉粒体処理容器１０が前方から見て反時計回りに（周方向他方側へ）回転すると、内部空間１００にある樹脂ペレット９は、粉粒体処理容器１０の側面部１１に対して、相対的に時計回りに（周方向一方側へ）移動する。このとき、樹脂ペレット９は、重力による流動とガイド板１１５によって内側排出口１１１へ案内される。これにより、樹脂ペレット９は、内側排出口１１１へ落下する。すなわち、粉粒体処理容器１０が前方から見て反時計回りに（周方向他方側へ）回転する場合には、内側排出口１１１を含む排出経路からの樹脂ペレット９の排出が許容される。

図９は、粉粒体処理容器１０を駆動させる際の簡易な作業手順の一例を示したフローチャートである。図９に示すように、まず、供給装置２０の気力発生手段を駆動して、供給ホッパ２１に加熱乾燥前の樹脂ペレット９を貯留する（ステップＳ１）。次に、加熱機構３０の摺動部材３１、鉛直板部３３、赤外線ヒータ３４、およびフランジ部３５をスライドレール３２に沿って摺動させて、赤外線ヒータ３４を粉粒体処理容器１０の内部空間１００に収容するとともに、ヒータ入出口１１０を閉塞する（ステップＳ２）。ただし、清掃や内部点検等を行わない場合には、加熱機構３０を粉粒体処理容器１０から取り外す必要が無いため、その場合はステップＳ２を省略してもよい。

続いて、供給装置２０の供給管２４およびフランジ部３５の貫通孔３５０を介して、供給ホッパ２１から粉粒体処理容器１０の内部空間１００へ樹脂ペレット９を投入する（ステップＳ３）。

続いて、制御部６０は、加熱機構３０の赤外線ヒータ３４と、回転駆動機構４０のモータ４４を制御する。これにより、赤外線ヒータ３４を動作させつつ、粉粒体処理容器１０を、前方から見て時計回りに回転させて、樹脂ペレットを加熱乾燥する（ステップＳ４）。そして、加熱乾燥を所定の時間行った後、制御部６０は、モータ４４を逆回転させるとともに、輸送機構５０のバルブ５２を制御する。これにより、粉粒体処理容器１０を、前方から見て反時計回りに回転させて、加熱乾燥後の樹脂ペレット９を、粉粒体処理容器１０から排出する（ステップＳ５）。粉粒体処理容器１０から排出された樹脂ペレット９は、下流側装置８０へバッチ供給される。ただし、樹脂ペレット９は、粉粒体処理容器１０から排出されて別の容器等に一旦溜められた後、適切なタイミングで下流側装置８０へバッチ供給されてもよい。

＜２．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態では、樹脂ペレット９を加熱乾燥させるために、赤外線ヒータ３４を用いていた。しかしながら、赤外線ヒータ３４を用いる代わりに、粉粒体処理容器１０の内部空間１００へ、乾いた熱風や、窒素ガスまたはアルゴンガス等の不活性ガスを供給してもよい。また、乾燥させずに加熱のみを行った通常の熱風を内部空間１００に供給することによって樹脂ペレット９を加熱し、樹脂ペレット９に含まれる水分を蒸発させることによって、樹脂ペレット９を乾燥させてもよい。さらに、内部空間１００を減圧することによって、樹脂ペレット９に含まれる水分を蒸発させることにより、樹脂ペレット９を乾燥させてもよい。

また、本発明の粉粒体処理装置１は、樹脂ペレット９以外の粉粒体を処理対象とするものであってもよい。例えば、樹脂ペレット９に代えて、医薬品、化学製品、食品、建材等の様々の分野で用いられる粉粒体を処理対象としてもよい。

粉粒体処理装置の細部の構成については、本願の各図に示された構成と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 粉粒体処理装置
９ 樹脂ペレット
１０ 粉粒体処理容器
１１ 側面部
１２ 第１底面部
１３ 第２底面部
２０ 供給装置
３０ 加熱機構
３１ 摺動部材
３２ スライドレール
３３ 鉛直板部
３４ 赤外線ヒータ
３５ フランジ部
４０ 回転駆動機構
４１ ローラ
４２ 連結軸
４３ 支持台
４４ モータ
４５ ボールベアリング
５０ 輸送機構
６０ 制御部
７１ 筐体
８０ 下流側装置
８１ センサ
８２ 送信部
９０ 中心軸
９１ 径方向突出部
９２ 周方向延伸部
１００ （粉粒体処理容器の）内部空間
１１０ ヒータ入出口
１１１ 内側排出口
１１２ 周壁部
１１３ 外側排出口
１１４ 撹拌板
１１５ ガイド板
２００ 隙間
３４１ （赤外線ヒータの）電源
３５０ 貫通孔（投入口）
７１６ シュート
７１９ 下端口
Ｏ （粉粒体処理容器の内部空間の）中心

Claims (12)

1. 略筒状に拡がる側面部と、前記側面部の軸方向一方側の開口を覆う第１底面部と、前記側面部の軸方向他方側の開口を覆う第２底面部とを含み、粉粒体を内部空間に収容可能な粉粒体処理容器と、
   前記内部空間に収容される前記粉粒体を加熱する加熱機構と、
   前記粉粒体処理容器を周方向に回転させる回転駆動機構と、
   を有する粉粒体処理装置であって、
   前記粉粒体処理容器は、
   前記内部空間へ前記粉粒体を投入するための投入口と、
   前記側面部に設けられ、前記内部空間にある前記粉粒体を前記粉粒体処理容器の外部空間へ排出するための排出口と、
   前記側面部の内壁における前記排出口の周方向一方側の周縁部から、前記内部空間の中心へ近づく方向に突出するガイド板と、
   前記側面部の内壁に沿って板状に延びる撹拌板と、
   前記排出口の周方向他方側の周縁部から径方向外側へ突出する径方向突出部と、前記径方向突出部の径方向外側の端部から周方向一方側に周方向に拡がる周方向延伸部と、を有する周壁部と、
   を有し、
   前記ガイド板が前記排出口を覆う方向に傾斜することによって、前記粉粒体処理容器において、周方向一方側への回転時に前記排出口からの前記粉粒体の排出が抑制され、周方向他方側への回転時に前記排出口からの前記粉粒体の排出が許容され、
   前記粉粒体は、前記内部空間から、前記排出口と、前記側面部と前記周方向延伸部との径方向の間に形成された空間と、を通過して、外部空間へ排出され、
   前記撹拌板と前記側面部の内壁との間に、隙間が形成されている、粉粒体処理装置。
2. 請求項１に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記隙間の幅は、前記粉粒体の径の３倍以上である、粉粒体処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記ガイド板の突出方向の長さは、前記排出口の大きさよりも長い、粉粒体処理装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記加熱機構は、
   前記粉粒体処理容器の内部空間に収容される赤外線ヒータを含む、粉粒体処理装置。
5. 請求項４に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記赤外線ヒータはカーボンヒータである、粉粒体処理装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記粉粒体処理容器は、
   前記第１底面部を貫通し、かつ、前記赤外線ヒータが通過可能なヒータ入出口
   をさらに有する、粉粒体処理装置。
7. 請求項６に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記加熱機構は、
   前記赤外線ヒータを支持する摺動部材と、
   前記回転駆動機構が配置される筐体に固定されるスライドレールと、
   を有し、
   前記摺動部材は前記スライドレールに沿って摺動可能である、粉粒体処理装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記内部空間への前記粉粒体の投入時において、
   前記外部空間から軸方向に見たときに、前記粉粒体処理容器の中心を通る水平な線よりも下側に位置する前記排出口は、前記粉粒体処理容器の中心を通る鉛直な線に対して左右方向の一方側に位置し、前記投入口は、前記粉粒体処理容器の中心を通る鉛直な線に対して左右方向の他方側に位置する、粉粒体処理装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の粉粒体処理装置であって、
   前記回転駆動機構は、
   軸方向に延びる回転軸を中心としてそれぞれ回転可能に支持される複数のローラと、
   前記複数のローラの少なくとも１つを、前記回転軸を中心として回転させるモータと、
   を有し、
   前記側面部は、前記複数のローラに接触し、前記ローラの回転に伴って摩擦力を受けることにより、周方向に回転する、粉粒体処理装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の粉粒体処理装置であって、
    前記粉粒体を前記排出口から下流側装置へ輸送する輸送機構と、
    前記輸送機構または前記加熱機構の駆動を制御する制御部と、
    をさらに有し、
    前記下流側装置は、
    前記下流側装置の内部にある前記粉粒体の重量を示す信号を送信する送信部
    を有し、
    前記制御部は、前記信号を受信して、前記輸送機構または前記加熱機構の駆動を制御し、または前記信号が示す情報を出力する、粉粒体処理装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の粉粒体処理装置であって、
    前記粉粒体処理容器は、軸方向に水平に延びる、粉粒体処理装置。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の粉粒体処理装置であって、
    前記粉粒体は樹脂ペレットである、粉粒体処理装置。

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