JP2013257085A - 乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被乾燥物に与えられる熱量の最適化を図ることができる、乾燥装置を提供する。
【解決手段】乾燥ホッパ２内に収容された樹脂材料には、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９が発生する熱が与えられる。その一方で、温度センサ１１，１２，１３により、それぞれ第１ヒータ６、第２ヒータ７および第３ヒータ８の温度が検出され、その検出温度に基づいて、樹脂材料が保有する熱量の積算値である熱量積算値が演算される。そして、熱量積算値に基づいて、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９の発熱が制御されることにより、樹脂材料が保有する熱量を基準点から増加させて、樹脂材料が基準点から所定の追加熱量だけ増加した熱量を保有する状態を所定時間にわたって継続させた後、樹脂材料が保有する熱量を減少させるという熱量変化を１サイクルとして、その熱量変化のサイクルが繰り返される。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加熱物を加熱によって乾燥させる乾燥装置に関する。

たとえば、樹脂材料（エンプラ材料など）は、吸湿性を有しており、大気中の水分を吸収する。水分を多く含んだ樹脂材料を用いて射出成形加工が行われると、射出成形機内での樹脂の加水分解による成形品の強度の低下を生じたり、成形品の表面に銀条（シルバーストリーク）が生じたりする場合がある。そのため、射出成形機への樹脂材料の供給前に、通常、樹脂材料から水分を除去するための予備乾燥が行われる。

予備乾燥のための乾燥装置として、伝導加熱型の乾燥装置（伝導伝熱乾燥機）および対流伝熱型の乾燥装置（熱風加熱乾燥機）が知られている。

伝導加熱型の乾燥装置では、たとえば、樹脂材料を収容する乾燥ホッパの周壁にヒータが巻装されている。ヒータの温度目標値が設定され、その温度目標値に基づいて、ヒータへの供給電力が制御される。乾燥ホッパ内に収容された樹脂材料は、ヒータとの温度差によって加熱される。これにより、樹脂材料から水分が蒸発し、樹脂材料が乾燥する。

対流伝熱型の乾燥装置では、供給ラインを流通するエアがヒータで加熱されることによって熱風が生成される。そして、熱風は、供給ラインから樹脂材料を収容する乾燥ホッパ内に供給され、乾燥ホッパ内を通過して排気ラインに排出される。たとえば、温度目標値が設定され、乾燥ホッパ内に供給される熱風の温度および乾燥ホッパ内から排出される熱風の温度の平均値が温度目標値となるように、ヒータへの供給電力または風量が制御される。熱風が乾燥ホッパ内を通過する際に、乾燥ホッパ内の樹脂材料に含まれる水分が熱風に奪われ、樹脂材料が乾燥する。

特開２００４−３０８９２８号公報 特開２００５−２１４５１４号公報

被乾燥物からの水分の蒸発に伴い、被乾燥物の保有する熱量が低下する（潜熱が奪われる）。そのため、被乾燥物の温度を目標温度に保つために必要十分な熱量は、被乾燥物からの放熱量（顕熱分）と、被乾燥物からの水分の蒸発によって低下する熱量（潜熱分）との合計である。被乾燥物に与えられる熱量がその必要十分な熱量よりも多いと、それらの熱量差がロスとなる。一方、被乾燥物に与えられる熱量がその必要十分な熱量よりも少ないと、熱のロスはないが、乾燥効率（乾燥速度）が低下する。

本発明の目的は、被乾燥物に与えられる熱量の最適化を図ることができる、乾燥装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る乾燥装置は、被乾燥物を収容するための乾燥容器と、前記乾燥容器内に収容された被乾燥物に与えるための熱を発生する発熱手段と、前記発熱手段の発熱に伴って変化する温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって検出される温度に基づいて、被乾燥物が保有する熱量の積算値である熱量積算値を演算する熱量積算値演算手段と、被乾燥物が保有する熱量を基準熱量から増加させて、被乾燥物が前記基準熱量および所定の追加熱量を保有する状態を所定時間にわたって継続させた後、被乾燥物が保有する熱量を減少させるという熱量変化を１サイクルとして、その熱量変化のサイクルが繰り返されるように、前記熱量積算値演算手段によって演算された熱量積算値に基づいて、前記発熱手段による発熱を制御する発熱制御手段とを含む。

乾燥容器内に収容された被乾燥物には、発熱手段が発生する熱が与えられる。その一方で、温度検出手段により、発熱手段の発熱に伴って変化する温度が検出され、その検出温度に基づいて、被乾燥物が保有する熱量の積算値である熱量積算値が演算される。

そして、熱量積算値に基づいて、発熱手段の発熱が制御されることにより、被乾燥物が保有する熱量を基準熱量から増加させて、被乾燥物が基準熱量および所定の追加熱量を保有する状態を所定時間にわたって継続させた後、被乾燥物が保有する熱量を減少させるという熱量変化を１サイクルとして、その熱量変化のサイクルが繰り返される。すなわち、被乾燥物が保有する熱量の積算値である熱量積算値に基づいて、乾燥容器内に収容された被乾燥物を乾燥させるために、熱量のゆらぎ制御が実行され、被乾燥物に与えられる熱量の増減が繰り返される。

温度検出手段による検出温度に基づいて演算される熱量積算値は、被乾燥物が保有する熱量の積算値の実測値であるか、または、発熱手段が発生する熱量の積算値の実測値から推定される値である。すなわち、温度検出手段が被乾燥物の温度を直接に検出する場合、温度検出手段による検出温度に基づいて演算される熱量積算値は、被乾燥物が保有する熱量の積算値の実測値である。また、温度検出手段が発熱手段の発熱温度を検出する場合、温度検出手段による検出温度に基づいて演算される熱量積算値は、発熱手段が発生する熱量の積算値の実測値から推定される被乾燥物の保有熱量の積算値である。この熱量積算値に基づいて、発熱手段の発熱が制御されることにより、被乾燥物に与えられる熱量の最適化を図ることができ、被乾燥物の乾燥に過不足のない熱量を被乾燥物に与えることができる。その結果、省エネ化を図りつつ、被乾燥物を良好に乾燥させることができる。

たとえば、被乾燥物が保有する熱量を追加熱量だけ増加させる間に演算された熱量積算値が被乾燥物の保有する熱量の減少時における被乾燥物からの放熱量と仮定されて、熱量変化の１サイクルに被乾燥物が保有する熱量の変化量が予測され、その予測された変化量と熱量変化の１サイクルに演算された熱量積算値とが比較されて、その比較結果に基づいて、追加熱量が設定されるとよい。具体的には、熱量変化の１サイクルに演算された熱量積算値が予測された変化量よりも大きい場合には、被乾燥物に与えられている熱量に余剰があるとして、次のサイクルにおける追加熱量が低減補正された値に設定されるとよい。また、熱量変化の１サイクルに演算された熱量積算値が予測された変化量よりも小さい場合には、被乾燥物に与えられている熱量に不足があるとして、次のサイクルにおける追加熱量が増加補正された値に設定されるとよい。これにより、被乾燥物の乾燥に過不足のない熱量を被乾燥物に与えることができる。

また、被乾燥物が保有する熱量を追加熱量だけ増加させる間に演算された熱量積算値が被乾燥物の保有する熱量の減少時における被乾燥物からの放熱量と仮定されて、熱量変化の１サイクルに被乾燥物が保有する熱量の変化量が予測され、その予測された変化量と熱量変化の１サイクルに演算された熱量積算値とが比較されて、その比較結果に基づいて、所定時間（被乾燥物が基準熱量および追加熱量を保有する状態を継続させる時間）が設定されるとよい。具体的には、熱量変化の１サイクルに演算された熱量積算値が予測された変化量よりも大きい場合には、被乾燥物に与えられている熱量に余剰があるとして、次のサイクルにおける所定時間が低減補正された値に設定されるとよい。また、熱量変化の１サイクルに演算された熱量積算値が予測された変化量よりも小さい場合には、被乾燥物に与えられている熱量に不足があるとして、次のサイクルにおける所定時間が増加補正された値に設定されるとよい。これにより、被乾燥物の乾燥に過不足のない熱量を被乾燥物に与えることができる。

温度検出手段は、互いに異なる複数の箇所を検出位置として、各検出位置における温度を検出してもよい。この場合、温度検出手段によって検出される各検出位置における温度の平均値に基づいて、熱量積算値が演算されるとよい。

基準熱量が固定されている場合、温度検出手段によって検出される温度が熱量変化の１サイクルの開始時に温度検出手段によって検出された温度まで低下した時点で、当該１サイクルの終了と判断することができる。

また、基準熱量が固定されていない場合、被乾燥物が保有する熱量が下降し始めてから予め定める時間が経過した時点で、熱量変化の１サイクルの終了と判断されてもよい。この場合、その熱量変化の次の１サイクルの開始時に、そのときに被乾燥物が保有している熱量が基準熱量とされるとよい。

本発明によれば、被乾燥物に与えられる熱量の最適化を図ることができ、被乾燥物の乾燥に過不足のない熱量を被乾燥物に与えることができる。その結果、省エネ化を図りつつ、被乾燥物を良好に乾燥させることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る乾燥装置の図解的な断面図である。 図２Ａは、熱間欠制御（ゆらぎ制御）の流れを示すフローチャート（その１）である。 図２Ｂは、熱間欠制御（ゆらぎ制御）の流れを示すフローチャート（その２）である。 図３は、樹脂材料の温度の変化の一例を示すグラフである。 図４は、熱間欠制御の１サイクルにおける樹脂材料の熱量の変化を示すグラフである。 図５は、樹脂材料の温度の変化の他の例を示すグラフである。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る乾燥装置の図解的な断面図である。

乾燥装置１は、たとえば、成形機（図示せず）に供給される粉粒状の樹脂材料をその供給前に乾燥させるための装置である。乾燥装置１は、被乾燥物である樹脂材料を収容する乾燥ホッパ２を備えている。

乾燥ホッパ２は、ステンレス鋼などからなる。乾燥ホッパ２の上部３は、上下方向に延びる円筒状をなしている。乾燥ホッパ２の下部４は、上部３に連続して形成され、下方に先細りとなる円錐状をなしている。

乾燥ホッパ２内には、スペーサ５が設けられている。スペーサ５は、ステンレス鋼からなる。スペーサ５は、中空の略円柱状をなしている。スペーサ５は、乾燥ホッパ２とそれらの中心軸線が一致するように配置されており、スペーサ５の外周面と乾燥ホッパ２の上部３の内周面との間には、その周方向にわたって一定間隔の隙間が生じている。

乾燥ホッパ２の上部３の外周面には、第１ヒータ６および第２ヒータ７が上下に並べて設けられている。第１ヒータ６および第２ヒータ７は、バンドヒータからなる。第１ヒータ６および第２ヒータ７は、上部３の周囲をそのほぼ全周にわたって取り囲むように配置されて、たとえば、上部３の外周面に密着している。

乾燥ホッパ２の下部４の外周面には、第３ヒータ８が設けられている。第３ヒータ８は、バンドヒータからなる。第３ヒータ８は、下部４の周囲をそのほぼ全周にわたって取り囲むように配置されて、たとえば、下部４の外周面に密着している。

スペーサ５の内周面には、第４ヒータ９が設けられている。第４ヒータは、バンドヒータからなる。第４ヒータ９は、スペーサ５の内周面のほぼ全周にわたって密着して配置されている。

乾燥装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御部１０を備えている。制御部１０には、温度センサ１１，１２，１３が接続されており、温度センサ１１，１２，１３の各検出信号が入力されるようになっている。温度センサ１１，１２，１３は、それぞれ第１ヒータ６、第２ヒータ７および第３ヒータ８の温度を検出する。また、制御部１０には、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９が制御対象として接続されている。乾燥ホッパ２内に貯留された樹脂材料を乾燥させるために、制御部１０は、温度センサ１１，１２，１３の検出信号に基づいて、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９による発熱（第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９への通電）を制御する。

図２Ａ，２Ｂは、熱間欠制御（ゆらぎ制御）の流れを示すフローチャートである。図３は、樹脂材料の温度の変化を示すグラフである。図４は、熱間欠制御の１サイクルにおける樹脂材料の熱量の変化を示すグラフである。

乾燥装置１の運転開始時は、乾燥ホッパ２内の樹脂材料ならびに第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９が冷えており、それらの温度は、図３に示されるように、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９の温度目標値である一定の基準温度を大きく下回っている。乾燥装置１の運転が開始されると、制御部１０により、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９への通電が開始される。そして、温度センサ１１，１２，１３によって検出される温度の平均値が基準温度に達するまで、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９への通電が続けられる。

温度センサ１１，１２，１３によって検出される温度の平均値が基準温度に達すると、制御部１０により、図２Ａ，２Ｂに示される熱間欠制御（１サイクル）が繰り返し実行される。

熱間欠制御では、まず、乾燥ホッパ２内の樹脂材料が保有する熱量の基準である基準点がプリセットされた設定熱量に設定される（ステップＳ１）。

また、制御部１０のメモリに記憶されている熱量積算値が０にクリアされる（ステップＳ２）。さらに、温度センサ１１，１２，１３による各検出温度の平均値が取得される。

次に、現在の制御モードが基準点を設定熱量に固定する基準点固定モードであるか否かが判断される（ステップＳ３）。

基準点固定モードである場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、基準点が設定熱量に保持される。

現在の制御モードが基準点固定モードでない場合には（ステップＳ３のＮＯ）、温度センサ１１，１２，１３による各検出温度の平均値に基づいて、乾燥ホッパ２内の樹脂材料が現在保有している熱量が演算され、基準点がその演算された現在熱量に変更される（ステップＳ４）。

その後、加熱処理が開始される（ステップＳ５）。加熱処理では、乾燥ホッパ２内の樹脂材料の保有する熱量が所定の追加熱量Ｗｕｐ（ｎ）だけ増加するように、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９への通電が制御される。

なお、ｎは、自然数であり、過去に行われた熱間欠制御のサイクル数を表す。

加熱処理の開始とともに、熱量積算処理が開始される（ステップＳ６）。熱量積算処理では、温度センサ１１，１２，１３によって検出される温度が単位時間（１ｓｅｃ）ごとにサンプリングされて、温度センサ１１，１２，１３の各検出温度の平均値とサンプリング時間間隔とが乗じられることにより、積算温度量が算出される。積算温度量が算出される度に、制御部１０のメモリに記憶されている熱量積算値にその算出された積算温度量が加算されることにより、新たな熱量積算値が求められる。そして、制御部１０のメモリに記憶されている熱量積算値が新たに求められた熱量積算値に書き換えられる。温度センサ１１，１２，１３によって検出される温度がそれぞれ第１ヒータ６、第２ヒータ７および第３ヒータ８の温度であるので、こうして演算される熱量積算値は、第１ヒータ６、第２ヒータ７および第３ヒータ８が発生する熱量の平均値の実測値から推定される樹脂材料の保有熱量の積算値となる。

樹脂材料の保有する熱量が追加熱量Ｗｕｐ（ｎ）に達すると、樹脂材料の熱量を増加させるための加熱（加熱上昇）が終了と判断される（ステップＳ７のＹＥＳ）。その後は、乾燥ホッパ２内の樹脂材料の保有する熱量が基準点に追加熱量を加えた熱量から変化しないように、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９への通電が制御される。

また、そのときの熱量積算値が加熱上昇のために樹脂材料に与えられた熱量の積算値である加熱上昇熱量Ｗ１（ｎ）として、制御部１０のメモリに記憶される（ステップＳ８）。

その後、熱量積算値から加熱上昇熱量Ｗ１（ｎ）を減じた値、つまり加熱上昇の終了後に樹脂材料に与えられた熱量の積算値がプリセットされた加熱保持熱量Ｗ２（ｎ）に達したか否かが繰り返し調べられる（ステップＳ９）。

熱量積算値から加熱上昇熱量Ｗ１（ｎ）を減じた値が加熱保持熱量Ｗ２（ｎ）に達すると、樹脂材料が保有する熱量を一定に保持するための加熱（加熱保持）が終了と判断される（ステップＳ９のＹＥＳ）。

その後、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９への通電が停止されて、加熱処理が終了される（ステップＳ１０）。これにより、乾燥ホッパ２内の樹脂材料からの放熱が始まる。

また、熱間欠制御の１サイクルで樹脂材料が保有する熱量の変化量が予測される。具体的には、その後に樹脂材料から放熱される熱量（放熱量）が加熱上昇熱量Ｗ１（ｎ）と一致すると仮定されて、加熱上昇熱量Ｗ１（ｎ）、加熱保持熱量Ｗ２（ｎ）および放熱量Ｗ１（ｎ）が加算されて、その加算値が熱間欠制御の１サイクルで樹脂材料が保有する熱量の変化量の予測値である予測合計熱量Ｗ００（ｎ）＝Ｗ１（ｎ）＋Ｗ２（ｎ）＋Ｗ１（ｎ）として求められる（ステップＳ１１）。

その後、現在の温度センサ１１，１２，１３の各検出温度の平均値（以下「現在温度」という。）が熱間欠制御の現在のサイクルの開始時に取得された温度センサ１１，１２，１３による各検出温度の平均値（以下「開始時温度」という。）まで低下したか否かが調べられる（ステップＳ１２）。

現在温度が開始時温度よりも大きいときには、現在の制御モードが基準点固定モードであるか否かが判断される（ステップＳ１３）。

現在の制御モードが基準点固定モードである場合には（ステップＳ１３のＹＥＳ）、現在温度の開始時温度への低下が待たれる。そして、現在温度が開始時温度まで低下すると、樹脂材料からの放熱が完了したと判断される（ステップＳ１２のＹＥＳ）。

現在の制御モードが基準点固定モードでない場合には（ステップＳ１３のＮＯ）、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９への通電が停止されてからの経過時間が予め定める時間に達したか否かが判断される（ステップＳ１４）。そして、その経過時間が予め定める時間に達するか、または、現在温度が開始時温度まで低下すると、樹脂材料からの放熱が完了したと判断される（ステップＳ１２のＹＥＳ）。

樹脂材料からの放熱が完了すると、そのときの熱量積算値が実測合計熱量Ｗ０（ｎ）とされる。また、プリセットされた目標合計熱量比Ｗｋｓと予測合計熱量Ｗ００（ｎ）とが乗算されて、その乗算値である目標合計熱量Ｗｓ（ｎ）が求められる。さらに、実測合計熱量Ｗ０（ｎ）が目標合計熱量Ｗｓ（ｎ）で除されることにより、熱量修正操作量Ｍｋが求められる。そして、追加熱量Ｗｕｐ（ｎ）が熱量修正操作量Ｍｋで除されることにより、熱間欠制御の次のサイクルにおける追加熱量Ｗｕｐ（ｎ＋１）が設定される（ステップＳ１５）。

以上のように、乾燥ホッパ２内に収容された樹脂材料には、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９が発生する熱が与えられる。その一方で、温度センサ１１，１２，１３により、それぞれ第１ヒータ６、第２ヒータ７および第３ヒータ８の温度が検出され、その検出温度に基づいて、樹脂材料が保有する熱量の積算値である熱量積算値が演算される。

そして、熱量積算値に基づいて、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９の発熱が制御されることにより、樹脂材料が保有する熱量を基準点から増加させて、樹脂材料が基準点から所定の追加熱量Ｗｕｐ（ｎ）だけ増加した熱量を保有する状態を所定時間にわたって継続させた後、樹脂材料が保有する熱量を減少させるという熱量変化を１サイクルとして、その熱量変化のサイクルが繰り返される。すなわち、熱量積算値に基づいて、乾燥ホッパ２内に収容された樹脂材料を乾燥させるために、熱量のゆらぎ制御が実行され、樹脂材料に与えられる熱量の増減が繰り返される。

温度センサ１１，１２，１３によって検出される温度がそれぞれ第１ヒータ６、第２ヒータ７および第３ヒータ８の温度であるので、温度センサ１１，１２，１３による検出温度に基づいて演算される熱量積算値は、第１ヒータ６、第２ヒータ７および第３ヒータ８が発生する熱量の平均値の実測値から推定される樹脂材料の保有熱量の積算値である。したがって、その熱量積算値に基づいて、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９の発熱が制御されることにより、樹脂材料に与えられる熱量の最適化を図ることができ、樹脂材料の乾燥に過不足のない熱量を樹脂材料に与えることができる。その結果、省エネ化を図りつつ、樹脂材料を良好に乾燥させることができる。

具体的には、樹脂材料が保有する熱量を追加熱量Ｗｕｐ（ｎ）だけ増加させる間に演算された熱量積算値である加熱上昇熱量Ｗ１（ｎ）が樹脂材料の保有する熱量の減少時における樹脂材料からの放熱量と仮定されて、熱間欠制御の１サイクルで樹脂材料が保有する熱量の変化量の予測値である予測合計熱量Ｗ００（ｎ）が求められ、その予測合計熱量Ｗ００（ｎ）に応じた目標合計熱量Ｗｓ（ｎ）と熱量変化の１サイクルに演算（実測）された実測合計熱量Ｗ０（ｎ）とが比較されて、その比較結果に基づいて、熱間欠制御の次のサイクルにおける追加熱量Ｗｕｐ（ｎ＋１）が設定される。

より具体的には、実測合計熱量Ｗ０（ｎ）が目標合計熱量Ｗｓ（ｎ）よりも大きい場合には、樹脂材料に与えられている熱量に余剰があるとして、次のサイクルにおける追加熱量Ｗｕｐ（ｎ＋１）が追加熱量Ｗｕｐ（ｎ）から低減された値に設定される。また、実測合計熱量Ｗ０（ｎ）が目標合計熱量Ｗｓ（ｎ）よりも小さい場合には、樹脂材料に与えられている熱量に不足があるとして、次のサイクルにおける追加熱量Ｗｕｐ（ｎ＋１）が追加熱量Ｗｕｐ（ｎ）から増加された値に設定される。これにより、樹脂材料の乾燥に過不足のない熱量を樹脂材料に与えることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、予測合計熱量Ｗ００（ｎ）に応じた目標合計熱量Ｗｓ（ｎ）と実測合計熱量Ｗ０（ｎ）との比較結果に基づいて、熱間欠制御の次のサイクルにおける追加熱量Ｗｕｐ（ｎ＋１）が設定される場合を例にとったが、その比較結果に基づいて、樹脂材料が保有する熱量を一定に保持するための加熱の時間（加熱保持時間）が設定されてもよい。具体的には、実測合計熱量Ｗ０（ｎ）が目標合計熱量Ｗｓ（ｎ）よりも大きい場合には、樹脂材料に与えられている熱量に余剰があるとして、次のサイクルにおける加熱保持時間が現在のサイクルにおける加熱保持時間から低減された値に設定される。また、実測合計熱量Ｗ０（ｎ）が目標合計熱量Ｗｓ（ｎ）よりも小さい場合には、樹脂材料に与えられている熱量に不足があるとして、次のサイクルにおける加熱保持時間が現在のサイクルにおける加熱保持時間から増加された値に設定される。これにより、樹脂材料の乾燥に過不足のない熱量を樹脂材料に与えることができる。

また、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９の温度目標値である基準温度が一定である場合を例にとったが、図５に示されるように、基準温度を変化させてもよい。

第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９の４つのヒータが備えられた構成を例にとったが、乾燥装置１に備えられるヒータの数は、３以下であってもよいし、５以上であってもよい。

また、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９がバンドヒータであるとしたが、これに限らず、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８および第４ヒータ９として、バンドヒータ以外の電気ヒータが用いられてもよいし、電気ヒータ以外のヒータ（たとえば、加熱媒体が流通する管）が用いられてもよい。

また、第１ヒータ６、第２ヒータ７、第３ヒータ８の温度をそれぞれ検出する温度センサ１１，１２，１３が設けられて、温度センサ１１，１２，１３の検出温度の平均値に基づいて、被乾燥物（樹脂材料）が保有する熱量の積算値である熱量積算値が演算されるとした。しかしながら、この構成に限らず、温度センサ１１，１２，１３に代えて、乾燥ホッパ２内に１または複数の温度センサ（熱電対）が設けられ、１つの温度センサによって検出される樹脂材料の温度または複数の温度センサによって検出される樹脂材料の温度の平均値に基づいて、熱量積算値が演算されてもよい。さらには、温度センサ１１，１２，１３に加えて、乾燥ホッパ２内に１または複数の温度センサが設けられて、それらの温度センサから選択される１または複数の温度センサの検出温度の平均値に基づいて、熱量積算値が演算されてもよい。

また、伝導加熱型の乾燥装置１を取り上げたが、本発明は、対流伝熱型の乾燥装置に適用することもできる。その場合、熱間欠制御のために、乾燥容器（乾燥ホッパ）に供給されるエアを加熱するヒータへの通電が制御されてもよいし、乾燥容器に供給されるエアの風量が制御されてもよい。また、熱間欠制御のために、乾燥容器に供給されるエアを加熱するヒータへの通電および乾燥容器に供給されるエアの風量の両方が制御されてもよい。

この場合、ヒータの温度を検出する温度センサが設けられて、その温度センサの検出温度に基づいて、被乾燥物（樹脂材料）が保有する熱量の積算値である熱量積算値が演算されてもよいし、エアの温度を検出する温度センサが設けられて、その温度センサの検出温度に基づいて、熱量積算値が演算されてもよい。また、被乾燥物の温度を直接検出する温度センサが設けられて、その温度センサの検出温度に基づいて、熱量積算値が演算されてもよい。

さらには、ヒータの温度を検出する温度センサが複数設けられて、その複数の温度センサの検出温度の平均値に基づいて、被乾燥物（樹脂材料）が保有する熱量の積算値である熱量積算値が演算されてもよいし、エアの温度を検出する温度センサが複数設けられて、その温度センサの検出温度の平均値に基づいて、熱量積算値が演算されてもよい。また、被乾燥物の温度を直接検出する温度センサが複数設けられて、その温度センサの検出温度の平均値に基づいて、熱量積算値が演算されてもよい。

また、ヒータの温度を検出する温度センサ、エアの温度を検出する温度センサおよび被乾燥物の温度を直接検出する温度センサの３種類の温度センサのうち、同種または互いに異なる種類の複数の温度センサが設けられて、それらの温度センサの検出温度の平均値に基づいて、熱量積算値が演算されてもよい。

被乾燥物は、樹脂材料に限らず、樹脂材料以外の粉粒体であってもよいし、食品などの粉粒体以外のものであってもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１ 乾燥装置
２ 乾燥ホッパ（乾燥容器）
６ 第１ヒータ（発熱手段）
７ 第２ヒータ（発熱手段）
８ 第３ヒータ（発熱手段）
９ 第４ヒータ（発熱手段）
１０ 制御部（熱量積算値演算手段、発熱制御手段、変化量予測手段、追加熱量設定手段、所定時間設定手段）
１１ 温度センサ（温度検出手段）
１２ 温度センサ（温度検出手段）
１３ 温度センサ（温度検出手段）

Claims (6)

1. 被乾燥物を収容するための乾燥容器と、
   前記乾燥容器内に収容された被乾燥物に与えるための熱を発生する発熱手段と、
   前記発熱手段の発熱に伴って変化する温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段によって検出される温度に基づいて、被乾燥物が保有する熱量の積算値である熱量積算値を演算する熱量積算値演算手段と、
   被乾燥物が保有する熱量を基準熱量から増加させて、被乾燥物が前記基準熱量および所定の追加熱量を保有する状態を所定時間にわたって継続させた後、被乾燥物が保有する熱量を減少させるという熱量変化を１サイクルとして、その熱量変化のサイクルが繰り返されるように、前記熱量積算値演算手段によって演算された熱量積算値に基づいて、前記発熱手段による発熱を制御する発熱制御手段とを含む、乾燥装置。
2. 前記温度検出手段は、互いに異なる複数の箇所を検出位置として、各検出位置における温度を検出し、
   前記熱量積算値演算手段は、前記温度検出手段によって検出される各検出位置における温度の平均値に基づいて、熱量積算値を演算する、請求項１に記載の乾燥装置。
3. 被乾燥物が保有する熱量を前記追加熱量だけ増加させる間に前記熱量積算値演算手段によって演算された熱量積算値を、被乾燥物が保有する熱量の減少時における被乾燥物からの放熱量と仮定して、前記熱量変化の１サイクルに被乾燥物が保有する熱量の変化量を予測する変化量予測手段と、
   前記変化量予測手段によって予測された変化量と前記熱量変化の１サイクルに前記熱量積算値演算手段によって演算された熱量積算値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記追加熱量を設定する追加熱量設定手段とをさらに含む、請求項１または２に記載の乾燥装置。
4. 被乾燥物が保有する熱量を前記追加熱量だけ増加させる間に前記熱量積算値演算手段によって演算された熱量積算値を、被乾燥物が保有する熱量の減少時における被乾燥物からの放熱量と仮定して、前記熱量変化の１サイクルに被乾燥物が保有する熱量の変化量を予測する変化量予測手段と、
   前記変化量予測手段によって予測された変化量と前記熱量変化の１サイクルに前記熱量積算値演算手段によって演算された熱量積算値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記所定時間を設定する所定時間設定手段とをさらに含む、請求項１または２に記載の乾燥装置。
5. 前記基準熱量は、固定されており、
   前記発熱制御手段は、前記温度検出手段によって検出される温度が前記熱量変化の１サイクルの開始時に前記温度検出手段によって検出された温度まで低下した時点で、当該１サイクルの終了と判断する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の乾燥装置。
6. 前記発熱制御手段は、被乾燥物が保有する熱量が下降し始めてから予め定める時間が経過した時点で、前記熱量変化の１サイクルの終了と判断し、前記熱量変化の次の１サイクルの開始時に、そのときに被乾燥物が保有している熱量を前記基準熱量とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の乾燥装置。

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