JP2009236328A

JP2009236328A - 産業用乾燥システム

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Publication number: JP2009236328A
Application number: JP2008079052A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Umezawa; 修一梅沢
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2028-03-25
Also published as: JP5568838B2

Abstract

【課題】エネルギー効率の高い産業用乾燥システムを提供する。
【解決手段】乾燥システムは、作動流体が流れるヒートポンプ（２０）と、乾燥の対象物が配置される乾燥室（３５）とを備える。ヒートポンプ（２０）は、吸熱部（２１）、圧縮部（２２）、放熱部（２３Ａ，２３Ｂ）、及び膨張部（２４）を有する。圧縮部（２２）は、第１圧縮部（２２Ａ）及び第２圧縮部（２２Ｂ）を含む多段構造を有する。放熱部（２３Ａ，２３Ｂ）は、第１放熱部（２３Ａ）及び第２放熱部（２３Ｂ）を有する。乾燥室（３５）において、第１放熱部（２３Ａ）及び第２放熱部（２３Ｂ）からの熱が対象物に伝わる。
【選択図】図１

Description

本発明は、産業用乾燥システムに関する。

産業用乾燥システムとしては、ボイラで燃料を燃焼させて対象物を乾燥する構成が一般的に知られている。

また、空気調和機からの加熱空気を対象物に供給する構成を有する乾燥機がある（例えば、特許文献１参照）。
特許第３９５７６５２号

本発明は、エネルギー効率の高い乾燥システムを提供することを目的とする。

本発明の態様に従えば、作動流体が流れるヒートポンプであり、吸熱部、圧縮部、放熱部、及び膨張部を有し、前記圧縮部が第１圧縮部及び第２圧縮部を含む多段構造を有し、前記放熱部が第１放熱部及び第２放熱部を有する、前記ヒートポンプと、乾燥の対象物が配置される乾燥室であり、前記第１放熱部及び前記第２放熱部からの熱が前記対象物に伝わる、前記乾燥室と、を備える産業用乾燥システムが提供される。

この乾燥システムによれば、ヒートポンプを用いることにより、ボイラに比べて高いエネルギー効率を得ることができる。また、ヒートポンプの圧縮部が多段構造を有し、複数の放熱部が乾燥室の熱源であることから、圧縮効率の向上に加え、ヒートポンプから乾燥対象物への熱伝達の効率の向上が図られる。

以下、本発明の実施形態における、乾燥システムについて図面を参照して説明する。図１は、第１実施形態における乾燥システム１０を示す概略図である。

乾燥システム１０は、作動流体が流れるヒートポンプ（ヒートポンプ回路）２０を有するヒートポンプユニット１２と、乾燥対象物が移送されかつ乾燥される乾燥ユニット３０と、制御装置７０とを備える。制御装置７０は、システム全体を統括的に制御する。乾燥システム１０の構成は設計要求に応じて様々に変更可能である。

本実施形態において、乾燥対象物は汚泥である。なお、木材、樹脂、砂、家庭ごみ、産業ごみ、塗装物、産業用衣類、機械部品、食料品など、様々な物体を乾燥対象にできる。

ヒートポンプユニット１２において、ヒートポンプ２０は、蒸発、圧縮、凝縮、及び膨張の各工程からなるサイクルにより、作動流体の状態変化を利用して複数の物体間で熱の授受を行う回路である。ヒートポンプサイクルは一般に、エネルギー効率が比較的高いという利点を有する。

本実施形態において、ヒートポンプ２０は、吸熱部２１、圧縮部２２、放熱部（第１放熱部２３Ａ、第２放熱部２３Ｂ、第３放熱部２３Ｃ）、及び膨張部２４を有し、これらは導管を介して接続されている。

吸熱部２１では、主経路２５内を流れる作動流体がサイクル外の熱源の熱を吸収する。本実施形態において、ヒートポンプ２０の吸熱部２１は、乾燥処理に伴い排出される排出流体の熱を吸収することができる。他の実施形態において、ヒートポンプ２０の吸熱部２１が排出流体以外の熱源（例えば大気、冷熱供給装置）の熱を吸収する構成とすることもできる。

圧縮部２２は、圧縮機等によって作動流体を圧縮する。この際、通常、作動流体の温度が上がる。本実施形態において、圧縮部２２は、作動流体を複数段に圧縮する構造を有する。圧縮の段数は、乾燥システム１０の仕様に応じて設定され、２、３、４、５、６、７、８、９、あるいは１０以上である。圧縮部２２は、軸流圧縮機、遠心圧縮機、レシプロ式圧縮機、ロータリー式圧縮機などの様々な圧縮機のうち、作動流体の圧縮に適するものが適用される。圧縮機には動力が供給される。

本実施形態において、図１に示すように、圧縮部２２は、第１圧縮部２２Ａ、及び第２圧縮部２２Ｂを含む２段圧縮構造を有する。圧縮部２２は、各圧縮部２２Ａ，２２Ｂに対応する回転数が個々に制御される多軸圧縮構造を有することができる。あるいは、圧縮部２２は、同軸圧縮構造を有することができる。本実施形態において、圧縮部２２は、圧縮部２２Ａ及び２２Ｂに対応する多軸構造を有し、２軸のそれぞれに動力が供給される。各圧縮部２２Ａ，２２Ｂの圧縮比（圧力比）は、乾燥システム１０の仕様に応じて設定される。

放熱部（第１放熱部２３Ａ、第２放熱部２３Ｂ、第３放熱部２３Ｃ）は、圧縮部２２で圧縮された作動流体が流れる導管を有し、主経路２５内を流れる作動流体の熱をサイクル外の物体に与える。本実施形態において、作動流体の流れ方向に沿って、第１放熱部２３Ａ、第２放熱部２３Ｂ、及び第３放熱部２３Ｃがその順に並んでいる。放熱部の数は、乾燥システム１０の仕様に応じて設定され、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、あるいは１１以上である。第１放熱部２３Ａは、第１圧縮部２２Ａの下流位置（すなわち、第１圧縮部２２Ａと第２圧縮部２２Ｂとの間の段間位置）に配置され、第２放熱部２３Ｂは、第２圧縮部２２Ｂの下流位置に配置され、第３放熱部２３Ｃは、第２放熱部２３Ｂの下流位置に配置される。各放熱部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、乾燥ユニット３０の一部に熱的に接続されている。

膨張部２４は、減圧弁またはタービン等によって作動流体を膨張させる。タービンを使用した場合には膨張部２４から動力を取り出すことができ、その動力を例えば圧縮部２２に供給してもよい。ヒートポンプ２０に使用される作動流体として、フロン系媒体（HFC 245faなど）、アンモニア、水、二酸化炭素、空気などの公知の様々な熱媒体が、乾燥システム１０の仕様及び熱バランス等に応じて選択される。ヒートポンプ２０の放熱部２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃを流れる作動流体の少なくとも一部が超臨界状態であってもよい。

本実施形態において、ヒートポンプ２０はさらに、バイパス経路２７と、再生器２８とを有する。バイパス経路２７の入口端がヒートポンプ２０の主経路２５における第２放熱部２３Ｂと第３放熱部２３Ｃとの間の導管に流体的に接続される。バイパス経路２７の出口端が主経路２５における第３放熱部２３Ｃと膨張部２４との間の配管に流体的に接続される。バイパス経路２７の入口に、作動流体のバイパス流量を制御する流量制御弁を設けることができる。バイパス経路２７において、第２放熱部２３Ｂからの作動流体の一部が、第３放熱部２３Ｃを迂回し、膨張部２４の手前で第３放熱部２３Ｃからの作動流体と合流する。第２放熱部２３Ｂからの残りの作動流体は、第３放熱部２３Ｃを流れる。

再生器２８は、バイパス経路２７の導管の一部と、ヒートポンプ２０の主経路２５の導管（吸熱部２１と圧縮部２２との間の導管）の一部とが熱的に接続された構成を有する。例えば、両導管が互いに接触あるいは隣接して配置される。ヒートポンプ２０において、吸熱部２１からの作動流体に比べて、第２放熱部２３Ｂからの作動流体は高温である。再生器２８において、バイパス経路２７を流れる第２放熱部２３Ｂからの作動流体と、ヒートポンプ２０の主経路２５を流れる吸熱部２１からの作動流体とが熱交換する。この熱交換により、バイパス経路２７内の作動流体の温度が降下し、主経路２５内の作動流体の温度が上昇する。再生器２８は、低温の流体（主経路２５内の作動流体）と高温の流体（バイパス経路２７内の作動流体）とが対向して流れる向流型の熱交換構造を有することができる。あるいは、再生器２８は、高温流体と低温流体とが並行して流れる並行流型の熱交換構造を有することができる。

乾燥ユニット３０は、乾燥対象物（汚泥など）の入力部３２、脱水室３３、予熱室３４、乾燥室３５、出力部３６、排出ダクト３７、及び不図示の移送機構を有する。移送機構は、コンベア、搬送車、搬送ロボットなど、様々な形態を有することができる。入力部３２からの対象物は、移送機構によって、脱水室３３、予熱室３４、及び乾燥室３５の順に移送される。乾燥した対象物は、出力部３６から外部に排出される。乾燥室３５などからの排出流体（排ガスなど）は排出ダクト３７を経由して外部に排出される。

脱水室３３は、不図示の脱水装置を有し、入力部３２からの対象物を脱水する。脱水の際、対象物に必要に応じて凝集剤を添加することができる。脱水室３３は、遠心式、加圧式、圧搾式、振動式など、対象物に応じて様々な形態が適用可能である。脱水により、対象物の容量が減少する。他の実施形態において、含水率が低い場合や脱水が困難な場合などに対応して、脱水室３３を省略することができる。

予熱室３４は、乾燥室３５に入る前の対象物に熱を与える。本実施形態において、予熱の熱源は、ヒートポンプ２０の第３放熱部２３Ｃである。予熱室３４は、ヒートポンプ２０の作動流体が流れる管路（第３放熱部２３Ｃ）の外表面に対象物が直接的に又は間接的に接する構成を有することができる。代替的又は追加的に、予熱室３４は、第３放熱部２３Ｃを熱源とした温風を対象物に吹き付ける構成を有することができる。

予熱室３４において、第３放熱部２３Ｃからの熱が対象物に伝わり、対象物の温度が上昇する。予熱は、次のステージである乾燥室３５での乾燥の促進に有利である。本実施形態において、予熱は乾燥室３５からの作動流体の残りの熱を利用する。これは熱効率の点で有利である。

乾燥室３５は、予熱室３４からの対象物にさらに熱を与える。本実施形態において、乾燥室３５における乾燥の熱源は、ヒートポンプ２０の第１放熱部２３Ａ及び第２放熱部２３Ｂである。乾燥室３５は、ヒートポンプ２０の作動流体が流れる管路（第１放熱部２３Ａ、第２放熱部２３Ｂ）の外表面に対象物が直接的又は間接的に接する構成を有することができる。

図２、図３、及び図４は、乾燥室３５の構成例を示す。

図２において、乾燥室３５は、対象物を搬送するコンベア１１０と、第１放熱部２３Ａに対応しかつコンベア１１０上の対象物に熱を与える第１加熱部１１２と、第２放熱部２３Ｂに対応しかつコンベア１１０上の対象物に熱を与える第２加熱部１１４とを有する。乾燥室３５は、対象物に接するコンベア１１０の部材を介して第１及び第２加熱部１１２，１１４（第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂ）から実質的に間接的に対象物に熱が伝わる構成を有することができる。あるいは、乾燥室３５は、対象物に接するコンベア１１０の部材が実質的に第１及び第２加熱部１１２，１１４（第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂ）であり、第１及び第２加熱部１１２，１１４（第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂ）から実質的に直接的に対象物に熱が伝わる構成を有することができる。

図２の乾燥室３５において、第１放熱部２３Ａの熱が第２放熱部２３Ｂよりも先に対象物に伝わってもよく、第２放熱部２３Ｂの熱が第１放熱部２３Ａよりも先に対象物に伝わってもよく、あるいは、第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂからの熱が同時に対象物に伝わってもよい。また、代替的に又は追加的に、乾燥室３５は、第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂを熱源とした温風を対象物に吹き付ける構成を有することができる。追加的に、乾燥室３５は、コンベア１１０上の対象物に振動を与えるなど、対象物を攪拌する構成を有することができる。

図３において、乾燥室３５は、回転自在なドラム１２０と、第１放熱部２３Ａに対応しかつドラム１２０内の対象物に熱を与える第１加熱部１２２と、第２放熱部２３Ｂに対応しかつドラム１２０内の対象物に熱を与える第２加熱部１２４とを有する。ドラム１２０の回転軸は、実質的に水平、垂直、又は斜めに配置される。ドラム１２０の回転に伴い、ドラム１２０内の対象物が少なくとも軸方向に移動することができる。

乾燥室３５は、ドラム１２０の内周面が加熱対象物に直接的又は間接的に接する構成を有することができる。例えば、乾燥室３５は、ドラム１２０の内壁が第１及び第２加熱部１２２，１２４（第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂ）であり、第１及び第２加熱部１２２，１２４（第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂ）から実質的に直接的又は間接的に対象物に熱が伝わる構成を有することができる。

図３の乾燥室３５において、例えばドラム１２０の内周面が加熱面である。第１放熱部２３Ａの熱が第２放熱部２３Ｂよりも先に対象物に伝わってもよく、第２放熱部２３Ｂの熱が第１放熱部２３Ａよりも先に対象物に伝わってもよく、同時に第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂからの熱が対象物に伝わってもよい。また、代替的又は追加的に、乾燥室３５は、第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂを熱源とした温風を対象物に吹き付ける構成を有することができる。

図３において、追加的に、乾燥室３５は、対象物を攪拌する不図示の攪拌機構を有することができる。攪拌機構は、回転又は移動可能な羽根（ブレード）を有する羽根機構、対象物を振動させる振動機構、及び／又は対象物を揺動させる揺動機構を有することができる。

攪拌機構が備えられている場合、乾燥室３５は、ドラム１２０が回転しない構成を有することができる。この場合、攪拌機構が対象物を移動させる機能を有することができる。ドラム１２０の内周面が加熱面である場合、ドラム１２０を縦に配置することにより、内周面の広い範囲を加熱のために使用することができる。

図４において、乾燥室３５は、流動床を有するチャンバ１３０と、熱風を吹き出すノズルを有する第１及び第２熱風装置１３２，１３４とを有する。第１熱風装置１３２の熱源は、第１放熱部２３Ａであり、第２熱風装置１３４の熱源は、第２放熱部２３Ｂである。第１及び第２熱風装置１３２，１３４からの熱風によって対象物が攪拌されかつ加熱される。また、代替的又は追加的に、乾燥室３５は、作動流体が流れる第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂが対象物に直接的又は間接的に接する構成を有することができる。また、追加的に、乾燥室３５は、第１及び第２熱風装置１３２，１３４とは別に、対象物を攪拌する機構を有することができる。なお、チャンバ１３０を多段に配置することも可能である。

図１に戻り、出力部３６は、ゲート式、旋回式など様々な形態を採用することができる。出力部３６は、必要に応じて乾燥した対象物に化学処理などの所定の処理を行う機構を有することができる。

排出ダクト３７は、予熱室３４、乾燥室３５、及び他の場所からの排出流体（排ガス）が流れる流路１４２と、排熱回収機構１４４とを有する。排熱回収機構１４４は、流路１４２の一部と、ヒートポンプ２０の吸熱部２１とを有する。排熱回収機構１４４において、排出ダクト３７を流れる排出流体の熱の少なくとも一部が吸熱部２１に吸収される。

換言すると、排熱回収機構１４４において、吸熱部２１と排出ダクト３７とが熱的に接続されている。排熱回収機構１４４は、低温の流体（吸熱部２１内の作動流体）と高温の流体（排出ダクト３７内の排出流体）とが対向して流れる向流型の熱交換方式を有することができる。あるいは、排熱回収機構１４４は、高温流体と低温流体とが並行して流れる並行流型の熱交換方式を有してもよい。排熱回収機構１４４は、熱交換構造として、公知の様々なものを採用することができる。これにより、ヒートポンプ２０は、乾燥ユニット３０の排熱を回収することができる。排熱の回収により、乾燥システム１０の全体の熱利用の向上が図られる。排熱回収機構１４４を流れる流体の多くは、乾燥室３５において湿分が蒸発したものであり、蒸発潜熱を有している。この蒸発潜熱の少なくとも一部を吸熱部２１によって回収できる。潜熱を回収した場合には、排出流体の少なくとも一部が凝縮することになる。

追加的に、排出ダクト３７は、排出流体に化学処理などの所定の処理を行う機構を有することができる。

次に、乾燥システム１０の乾燥処理プロセスについて説明する。

図１に示すように、まず、予熱室３４において、ヒートポンプ２０の第３放熱部２３Ｃからの伝達熱によって対象物が温度上昇する。その後、乾燥室３５において、ヒートポンプ２０の第１放熱部２３Ａ及び第２放熱部２３Ｂからの熱によって対象物に含まれる液分が蒸発する。

予熱室３４における対象物の目標温度は、例えば液分（水など）の標準沸点よりも低く設定される（例えば、６０〜９９℃）。この場合、対象物の液分の顕熱加熱が主に予熱室３４において行われ、潜熱加熱が主に乾燥室３５において行うことができる。予熱室３４が顕熱交換に適した形態であり、乾燥室３５が潜熱交換に適した形態であるといった、装置構成の最適化が図られることにより、これに応じて、好ましい加熱プロセスを経て対象物が乾燥される。

ボイラのエネルギー効率が一般に約０．７〜０．８（７０〜８０％）であるのに対して、ヒートポンプのエネルギー効率としての成績係数（ＣＯＰ：coefficient of performance）は一般に２．５〜５．０である。ヒートポンプの成績係数は、被加熱媒体の入出力温度差に応じて変化し、比較的高い入出力温度差においてその成績係数が低下する傾向がある。本実施形態において、顕熱交換及び潜熱交換に対応してヒートポンプが個別の加熱部を有することにより、入出力温度差を抑え、ボイラに比べて高いエネルギー効率で対象物を乾燥させることができる。

このように、本実施形態において、予熱室３４と乾燥室３５との２段順次加熱により、対象物を効率的に乾燥させることができる。

また、本実施形態において、乾燥室３５は、ヒートポンプ２０の２つの放熱部（第１放熱部２３Ａ及び第２放熱部２３Ｂ）を熱源としている。すなわち、ヒートポンプ２０において、第１圧縮部２２Ａで圧縮された作動流体が第１放熱部２３Ａを流れ、乾燥室３５内の対象物に熱を与える。熱を奪われた作動流体は、温度低下する。第１放熱部２３Ａからの温度低下した作動流体が第２圧縮部２２Ｂに入る。第２圧縮部２２Ｂで圧縮された作動流体が第２放熱部２３Ｂを流れ、乾燥室３５内の対象物に熱を与える。

第２圧縮部２２Ｂの入力温度が低く設定されることにより、第２圧縮部２２Ｂの圧縮効率の向上が図られる。つまり、段間の第１放熱部２３Ａの熱が奪われることによって、作動流体の圧縮過程における作動流体の温度上昇が抑制され、その結果、圧縮部２２の圧縮効率の向上及び圧縮機の動力の低減化が図られる。

換言すると、乾燥システム１０において、ヒートポンプ２０の圧縮部２２が多段圧縮構造を有し、その段間に位置する放熱部（第１放熱部２３Ａ）が乾燥室３５の熱源の一部である。段間に位置する第１放熱部２３Ａにおいて、作動流体が実質的に冷却される。段間冷却は、上記の圧縮効率の向上に加え、ヒートポンプ２０を流れる作動流体が圧縮によって過度に温度上昇するのを防止する。放熱温度が適切に制御されることで、ヒートポンプ２０の放熱部２３Ａ，２３Ｂと対象物との間の熱伝達効率の向上が図られる。すなわち、適切に制御された熱を対象物に供給することができる。また、段間冷却と乾燥処理とを組み合わせる点からも、熱の有効利用が図られる。

このように、乾燥システム１０において、多段圧縮構造のヒートポンプ２０を採用し、段間の放熱部（第１放熱部２３Ａ）を含む複数の放熱部２３Ａ，２３Ｂを乾燥熱源としている。これは、ヒートポンプを乾燥システムに適用する上で有利である。

なお、乾燥室３５に対応する放熱部の数は、２に限定されず、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０以上にできる。また、予熱室３４に対応する放熱部の数は１に限定されず、１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０以上にできる。圧縮に伴う作動流体の温度上昇と、段間の放熱部における作動流体の温度降下との繰り返しの数（再熱の段数）は、２、３、４、５、６、７、８、９、あるいは１０以上である。再熱の段数が装置構成上の制約の範囲内で多いのが、エネルギー効率の向上に有利である。

また、本実施形態において、ヒートポンプユニット１２（２０）が乾燥ユニット３０の排熱を回収する。これも、熱効率向上に有利である。

また、ヒートポンプ２０において、バイパス経路２７を介して作動流体の一部が第３放熱部２３Ｃを迂回するから、予熱室３４の熱源である第３放熱部２３Ｃに入る作動流体の流量の最適化が図られる。これは、予熱室３４に対する放熱温度の適切な制御、及び作動流体の保有熱を有効に使う上で有利である。

バイパス経路２７を流れる作動流体は、再生器２８において、ヒートポンプ２０の主経路２５を流れる吸熱部２１からの作動流体と熱交換する。この熱交換により、バイパス経路２７内の作動流体の温度が降下し、ヒートポンプ２０の主経路２５内の作動流体の温度が上昇する。圧縮部２２に対する作動流体の初期入力温度の上昇により、圧縮部２２の動力の低減が図られる。なお、作動流体のバイパス量は、乾燥の対象物の種類や量など、乾燥条件に応じて定められる。

また、ヒートポンプ２０において、再生器２８で温度降下したバイパス経路２７内の作動流体は、膨張部２４の手前で、ヒートポンプ２０の主経路２５を流れる第３放熱部２３Ｃからの作動流体と合流する。第３放熱部２３Ｃからの作動流体の出力温度は比較的低く設定される。膨張部２４に対する作動流体の入力温度の低下により、作動流体の液ガス比の最適化が図られ、その結果、吸熱部２１においてサイクル外の熱源（排出流体）から有効に熱が吸収される。

すなわち、本実施形態において、乾燥に用いた後の作動流体が予熱と作動流体の再生とに用いられることにより、熱の有効利用が図られる。

次に、第２実施形態について図面を参照して説明する。

図５は、第２実施形態における、乾燥システム２００を示す概略図である。以下の説明では、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

図５に示すように、乾燥システム２００において、乾燥室３５の内部空間を減圧する減圧装置２１０を備える点が第１実施形態と異なる。

本実施形態において、減圧装置２１０は、排出ダクト３７に配置され、乾燥室３５の内部空間を吸引する。この吸引により、乾燥室３５の内部空間が減圧される。また、減圧装置２１０は、乾燥室３５からの排出流体を加圧して排出ダクト３７を流す。この加圧により、排出ダクト３７における排出流体の流動が促進される。

乾燥室３５の内部空間が減圧された状態において、対象物の乾燥温度が比較的低く設定可能である。これに伴い、乾燥のための加熱温度領域（入出力温度差）を比較的狭く設定し、高いＣＯＰでのヒートポンプ２０の使用が可能である。

すなわち、大気圧（Ｐ１＝１atm＝約０．１ＭＰａ）に比べて低い負圧下において、対象物の液分（水など）が標準沸点よりも低い温度で蒸発する。そのため、乾燥室３５に対するヒートポンプ２０（第１及び第２放熱部２３Ａ，２３Ｂ）の放熱温度を低く設定できる。ヒートポンプ２０の成績係数は、被加熱対象物の入力温度と出力温度との差に応じて変化し、その温度差が過度に大きいと成績係数（ＣＯＰ）が低下する場合がある。減圧環境下において、加熱温度領域（入出力温度差）を比較的狭く設定し、高いＣＯＰでのヒートポンプ２０の使用が可能である。

追加的に、乾燥システム２００は、予熱室３４など他の内部空間を減圧する構成を有することができる。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。上記説明において使用した数値は一例であって、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の請求の範囲によってのみ限定される。

第１実施形態を示す概略図である。乾燥室の構成例を示す模式図である。乾燥室の別の構成例を示す模式図である。乾燥室の別の構成例を示す模式図である。第２実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１０，２００…乾燥システム、１２…ヒートポンプユニット、２０…ヒートポンプ、２１…吸熱部、２２…圧縮部、２２Ａ…第１圧縮部、２２Ｂ…第２圧縮部、２３Ａ…第１放熱部、２３Ｂ…第２放熱部、２３Ｃ…第３放熱部、２４…膨張部、２５…主経路、２７…バイパス経路、２８…再生器、３０…乾燥ユニット、３２…入力部、３３…脱水室、３４…予熱室、３５…乾燥室、３６…出力部、３７…排出ダクト、７０…制御装置、１１２，１２２…第１加熱部、１１４，１２４…第２加熱部、１３２…第１熱風装置、１３４…第２熱風装置、１４４…排熱回収機構、２００…乾燥システム、２１０…減圧装置。

Claims

作動流体が流れるヒートポンプであり、吸熱部、圧縮部、放熱部、及び膨張部を有し、前記圧縮部が第１圧縮部及び第２圧縮部を含む多段構造を有し、前記放熱部が第１放熱部及び第２放熱部を有する、前記ヒートポンプと、
乾燥の対象物が配置される乾燥室であり、前記第１放熱部及び前記第２放熱部からの熱が前記対象物に伝わる、前記乾燥室と、
を備えることを特徴とする産業用乾燥システム。
前記第１圧縮部で圧縮された前記作動流体が前記第１放熱部を流れ、前記第１放熱部からの前記作動流体が前記第２圧縮部に入り、前記第２圧縮部で圧縮された前記作動流体が前記第２放熱部を流れることを特徴とする請求項１に記載の産業用乾燥システム。
前記乾燥室からの排出流体の熱が前記吸熱部内の前記作動流体に伝わる排熱回収機構をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の産業用乾燥システム。
前記乾燥室の内部空間を減圧する減圧装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の産業用乾燥システム。
前記乾燥室に入る前の前記対象物に、前記ヒートポンプの前記作動流体からの熱が伝わる予熱室をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の産業用乾燥システム。
前記放熱部は、前記予熱室に配置されかつ前記第２放熱部からの前記作動流体が流れる第３放熱部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の産業用乾燥システム。
前記ヒートポンプは、前記圧縮部からの前記作動流体の一部が前記第３放熱部を迂回するバイパス経路と、前記バイパス経路内の前記作動流体からの熱が前記吸熱部と前記圧縮部との間の前記作動流体に伝わる再生器と、をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の産業用乾燥システム。