JP2014020564A - 減圧乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー効率に優れた乾燥方法及び乾燥器の提供。
【解決手段】本発明に係る乾燥方法は、準備工程、減圧工程及び乾燥工程を備えている。準備工程では、乾燥室４と、乾燥室内２２に配置された凝縮室６とを備えた乾燥器２が準備されている。乾燥室内２２に被乾燥物が配置される。減圧工程では、乾燥室４及び凝縮室６から気体が排出される。乾燥工程では、被乾燥物を乾燥させる。この乾燥工程では、凝縮室６から気体が排出されない状態で、乾燥室４で発生した蒸気が凝縮室６に送り込まれて凝縮室６の圧力が乾燥室４の圧力より高くされている。凝縮室６で発生する熱により乾燥室４の気体が加熱されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、減圧乾燥方法及びその減圧乾燥器に関する。詳細には、本発明は、減圧状態の乾燥室内で被乾燥物を乾燥させる方法とその乾燥器に関する。

被乾燥物を減圧された乾燥室内で乾燥させる乾燥方法が知られている。減圧されることで、水の沸点が下がる。この減圧状態では、大気圧状態に比べ低い温度で水の蒸発が促進される。減圧乾燥は、被乾燥物の内部や複雑な微細形状部分等を効率的に乾燥しうる。ここでは、この乾燥を、減圧乾燥と称する。この乾燥は真空乾燥とも称される。減圧乾燥は、木材、食品、電子部品等の種々の物を乾燥する手段として用いられている。このような従来の一般的な減圧乾燥では、被乾燥物から発生した蒸気は、そのまま大気中に排出されている。

特表平１０−５０２４４４公報には、木材などの減圧乾燥の方法及び装置が開示されている。減圧された乾燥室内では、水分の蒸発が促進される。木材から発生した蒸気は、圧縮ユニットを通って排出される。圧縮ユニットにより、蒸気の熱エネルギーの一部が乾燥室に伝達される。この乾燥方法は、排出される蒸気の熱エネルギーの一部が再利用されている。この乾燥方法は、従来の一般的な減圧乾燥に比べて、エネルギー効率に優れている。

特表平１０−５０２４４４公報

この乾燥方法では、蒸気は大気中に排出されている。この蒸気のエネルギーの一部が乾燥室に取り込まれているが、そのエネルギーの残部は回収されていない。この乾燥方法では、エネルギー効率を更に向上させる余地がある。

本発明の目的は、エネルギー効率に優れた乾燥方法及び乾燥器の提供にある。

本発明に係る乾燥方法は、
乾燥室と、乾燥室内に配置された凝縮室とを備えた乾燥器が準備されており、乾燥室内に被乾燥物を配置する準備工程と、
この乾燥室及び凝縮室から気体が排出される減圧工程と、
この減圧工程の後に被乾燥物を乾燥させる乾燥工程とを含んでいる。
この乾燥工程では、乾燥室及び凝縮室から乾燥室及び凝縮室の外に気体が排出されない状態で、乾燥室で発生した蒸気が凝縮室に送り込まれて凝縮室の圧力が乾燥室の圧力より高くされており、凝縮室で発生する熱により乾燥室の気体が加熱されている。

好ましくは、この乾燥方法の上記乾燥工程において、乾燥室の外から加熱がされていない。

好ましくは、上記準備工程の乾燥器は、その乾燥室に外から蒸気を送り込む加熱器を備えている。上記乾燥工程において、乾燥室に蒸気が送り込まれている。

本発明に係る乾燥器は、乾燥室、凝縮室、真空ポンプ及び圧縮ポンプを備えている。この乾燥室は、断熱されている。この乾燥室は、被乾燥物を収容可能にされている。この凝縮室は、乾燥室内に配置されている。この凝縮室は、その室内から室外に熱を伝熱する壁に仕切られている。この被乾燥物の乾燥前に、この真空ポンプは乾燥室の気体及び凝縮室の気体を排出して乾燥室内を減圧状態にしている。この被乾燥物の乾燥中に、凝縮室から気体が排出されない状態で、圧縮ポンプが乾燥室の蒸気を凝縮室に送り込むように構成されている。

好ましくは、この乾燥器は、連通バルブを備えている。この連通バルブは、乾燥室と凝縮室との連通を開閉可能にしている。真空ポンプが乾燥室の気体及び凝縮室の気体を排出するときに、連通バルブは乾燥室と凝縮室との連通を開いている。被乾燥物の乾燥中に、連通バルブは乾燥室と凝縮室との連通を閉じている。

好ましくは、この乾燥器は、乾燥室に蒸気を送り込む加熱器を備えている。この被乾燥物の乾燥中に、加熱器は乾燥室に蒸気を送り込むように構成されている。

好ましくは、この乾燥器では、上記乾燥室内の被乾燥物の乾燥中に、凝縮室で蒸気が凝縮されて発生した水が凝縮室に溜められている。

本発明に係る乾燥方法の乾燥工程において、乾燥室から凝縮室に気体が送り込まれるが、乾燥室及び凝縮室の外に気体が排出されない。このため、蒸気によるエネルギーの持ち出しが抑制されている。この乾燥方法は、エネルギー効率に優れている。本発明にかかる乾燥装置は、この乾燥方法と同様に、エネルギー効率に優れている。

図１は、本発明の一実施形態に係る乾燥装置が示された説明図である。 図２は、図１の乾燥装置の凝縮室が示された説明図である。 図３は、本発明の他の実施形態に係る乾燥装置が示された説明図である。 図４は、本発明の更に他の実施形態に係る乾燥装置が示された説明図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１の乾燥器２は、乾燥室４、凝縮室６、真空ポンプ８、圧縮ポンプ１０、連通バルブ１４、排気バルブ１６、逆止弁１７、排水バルブ１８、吸入バルブ１９を備えている。

乾燥室４は、断熱性の壁である断熱壁２０を備えている。乾燥室４は、この断熱壁２０で囲まれた室内２２を備えている。この断熱壁２０は、室内２２が減圧状態にされても変形しない耐圧性を有する。この室内２２は、被乾燥物が配置される領域を備えている。この断熱壁２０には、排気孔２４、排水孔２６及び吸入孔２７が形成されている。図示されないが、この乾燥室４は、開口と扉とを備えている。この扉が開口を開閉する。開かれた開口を通して、室内２２に被乾燥物が入れられ、室内２２から被乾燥物が出される。この扉が閉められて、排気孔２４と排水孔２６と吸入孔２７とが塞がれることで、室内２２は気密になりうる。

凝縮室６は、乾燥室４の室内２２に配置されている。凝縮室６は、本体６ａ、排水タンク６ｂ及び通水管６ｃを備えている。本体６ａは、壁２８を備えている。本体６ａは、この壁２８で囲まれた室内３０を備えている。この壁２８は、室内３０が加圧又は減圧されても変形しない耐圧性を有する。この壁２８は、伝熱性に優れる材料からなる。言い換えると、凝縮室６の本体６ａは、室内３０から室外に熱を伝熱する壁２８に仕切られている。

排水タンク６ｂは、壁２９を備えている。排水タンク６ｂは、この壁２９で囲まれた室内３１を備えている。この壁２９は、耐圧性を有する。この壁２９は、伝熱性に優れる材料からなる。言い換えると、凝縮室６の排水タンク６ｂは、室内３１から室外に熱を伝熱する壁２９に仕切られている。

本体６ａと排水タンク６ｂとは、通水管６ｃで接続されている。本体６ａの室内３０と排水タンク６ｂの室内３１とは、通水管６ｃにより一体の空間を形成している。通水管６ｃは、伝熱性に優れる材料からなる。この凝縮室６は、この本体６ａと排水タンク６ｂとが一の空間に形成されてもよい。一の空間で形成された凝縮室６では、その一の空間の上部がこの本体６ａに相当し、その下部が排水タンク６ｂに相当する。

凝縮室６は、給気管３２、連通管３４及び排水管３６を備えている。排水管３６は、凝縮室６から延びて排水孔２６を通って乾燥室４の外に延びている。配水管３６の外周面と排水孔２６の内周面とシールされて、気密にされている。この排水管３６のうち、室内２２に位置する部分は、熱伝導性に優れる材料、例えば、鋼管からなる。

図２には、この凝縮室６の一例が示されている。この凝縮室６では、給気管３２は凝縮室６の上部に設けられている。連通管３４は、凝縮室６の側部に設けられている。この連通管３４は、側部の上部に形成されている。排水管３６は、排水タンク６ｂの底部に設けられている。凝縮室６は、複数の中空管３８を備えている。この中空管３８は、壁２８の一方側と、一方側と対向する他方側とを貫通して架け渡されている。この中空管３８の内周面は、乾燥室４の室内２２と連通する中空空間に面している。中空管３８の外周面は、凝縮室６の室内３０に面している。この中空管３８は、熱伝導性に優れる材料、例えば、鋼管などからなる。

図１に示すように、給気管３２及び連通管３４は、凝縮室６の室内３０と乾燥室４の室内２２とを連通している。この給気管３２及び連通管３４が塞がれることで、室内３０は室内２２と気密になりうる。更に、排水管３６が塞がれることで、室内３０及び室内３１は室内２２及び外界と気密になりうる。

図１に示すように、真空ポンプ８は、乾燥室４の排気孔２４に接続されている。この真空ポンプ８と乾燥室４の室内２２との間に、排気バルブ１６が接続されている。排気バルブ１６は、排気孔２４を開閉切り替え可能にしている。

圧縮ポンプ１０は、凝縮室６の給気管３２に接続されている。逆止弁１７は、圧縮ポンプ１０と凝縮室６との間で、給気管３２に取付れている。この逆止弁１７は、乾燥室４の室内２２から凝縮室６の室内３０へ向かう気体の流れを許容する。一方で、この逆止弁１７は、室内３０から室内２２へ向かう気体の流れを遮断する。

排水バルブ１８は、排水管３６に接続されている。排水バルブ１８は、排水管３６を開閉切り替え可能にしている。連通バルブ１４は、連通管３４に接続されている。連通バルブ１４は、連通管３４を開閉切り替え可能にしている。

吸入バルブ１９は、乾燥室４の吸入孔２７に接続されている。吸入バルブ１９は、乾燥室４の外の外界と乾燥室４の室内２２との間の連通を開閉切り替え可能にしている。

図示されないが、この乾燥器２は、制御装置を備えている。この乾燥器２は、扉の開閉を検知する扉センサーを備えている。乾燥器２は、室内２２の圧力と室内３０の圧力とを検知する圧力センサーを備えている。制御装置は、真空ポンプ８及び圧縮ポンプ１０の運転と、それらの停止とを制御する。制御装置は、連通バルブ１４、排気バルブ１６、排水バルブ１８及び吸入バルブ１９の開閉を制御する。

図１を参照しつつ、本発明に係る一の乾燥方法が説明される。この乾燥方法は、準備工程、減圧工程及び乾燥工程を備えている。この乾燥方法では、減圧工程に先立って準備工程が行われており、乾燥工程に先立って減圧工程が行われている。ここでは、被乾燥物として、竹を例に説明がされる。

準備工程では、図１の乾燥室４の、図示されない扉が開けられる。室内２２に被乾燥物としての竹が搬入される。乾燥室４の扉が閉められる。扉が閉じられると、扉センサーが制御装置に扉閉の信号を送信する。

連通バルブ１４が開かれて、排気バルブ１６、排水バルブ１８及び吸入バルブ１９は閉じられている。乾燥室４の扉が閉じられている。これにより、乾燥室４の室内２２、凝縮室６の室内３０及び室内３１は、外界に対して気密にされている。この様にして、室内２２に竹を配置して乾燥室４は、外界に対して断熱気密状態にされうる。

減圧工程では、乾燥室４の室内２２の空間と凝縮室６の室内３０及び室内３１の空間とが連通している。制御装置が排気バルブ１６に開信号を送信する。排気バルブ１６が開かれる。制御装置が真空ポンプ８に運転信号を送信する。真空ポンプ８が運転される。室内２２、室内３０及び室内３１の空気が排出される。室内２２、室内３０及び室内３１が所定の圧力まで減圧される。室内２２と室内３０及び室内３１とが、減圧状態とされる。この所定の圧力は、被乾燥物としての竹に含まれる水分が蒸発する沸点よりも低い温度が沸点になるように設定する。

圧力センサーは所定の圧力を検知すると、制御装置に検知信号を送る。制御装置が真空ポンプ８に停止信号を送信する。真空ポンプ８の運転が停止させられる。制御装置が排気バルブ１６に閉信号を送信する。排気バルブ１６が閉じられる。後に説明する乾燥工程の終了まで、排気バルブ１６、排水バルブ１８及び吸入バルブ１９は閉じられている。これにより、室内２２、室内３０及び室内３１の減圧状態が維持される。

この様にして減圧状態にされた後に、制御装置が連通バルブ１４に閉信号を送信する。連通バルブ１４が閉じられる。これにより、室内２２と室内３０及び室内３１とは、互いに気密にされる。

この減圧工程では、乾燥室４の室内２２が減圧状態にされている。減圧状態では、水分が蒸発し易い。竹に付着した水分が蒸発する。竹はその内部に水分を含んでいる。減圧状態では、この内部の水分も蒸発する。乾燥室４の室内２２では、水分の蒸発により、蒸気の量が増加する。水分が蒸気になるための潜熱が室内２２の気体から吸熱される。室内２２の温度が低下する。室内２２の温度がその圧力の沸点よりも低下するか、飽和蒸気の状態になるまで蒸発が促進されうる。

室内２２が減圧状態にされて所定時間が経過することで、水分の蒸発が十分に促進される。室内２２は、蒸気を含む気体で満たされる。この所定時間は、例えば、経験的に予め設定しうる。

室内２２が減圧状態にされて所定時間が経過した後に、制御装置は、圧縮ポンプ１０を運転させる。乾燥工程では、圧縮ポンプ１０により、室内２２の気体は、凝縮室６の室内３０に送り込まれる。この気体には、室内２２で発生した蒸気が含まれる。圧縮ポンプ１０は、室内２２で発生した蒸気を室内３０に送り込む。この乾燥工程では、室内３０の圧力センサーが、室内３０の圧力を検知している。乾燥工程が終了するまで、室内３０の圧力が予め設定された上限圧力以上になれば、圧縮ポンプ１０が停止させられる。室内３０の圧力が予め設定された下限圧力以下になれば、圧縮ポンプ１０が再び運転される。

室内２２から室内３０及び室内３１に気体が送られることで、室内２２の圧力が低下する。この圧力の低下に伴って、室内２２の温度が低下する。また、圧力の低下に伴って、水分の蒸発が促進される。この蒸発の潜熱が気体から吸熱されて、室内２２の温度が低下する。乾燥室４の室内２２では、気体の圧力低下による温度低下と、蒸気の蒸発による温度低下とにより、室内２２の温度が低下する。

一方で、凝縮室６では気体の圧力が上昇する。この圧力の上昇に伴って、凝縮室６の温度が上昇する。凝縮室６では、圧力の上昇に伴って沸点が上昇する。温度が上昇した凝縮室６は、乾燥室４の室内２２の気体を加熱する。この加熱により、凝縮室６の室内３０及び室内３１の温度が低下する。室内３０及び室内３１の温度が沸点を下回ると、蒸気が凝縮する。この凝縮に伴う凝縮熱により、室内３０及び室内３１の温度が上がる。凝縮室６の室内３０及び室内３１では、気体の圧力上昇による温度上昇と、蒸気の凝縮による温度上昇とにより、凝縮室６の温度が上昇する。

このように、乾燥室４では、気体の温度が低下している。凝縮室６では、気体の温度が上昇している。乾燥室４の気体と、凝縮室６の気体との、温度差が拡大する。凝縮室６の壁２８及び壁２９は、伝熱性に優れている。この乾燥器２では、壁２８及び壁２９を介して、凝縮室６から乾燥室４に熱が移動し易い。乾燥室４では凝縮室６から加熱されることで、室内２２の温度が上昇し、水の蒸発が促進される。凝縮室６の気体は乾燥室４の気体から冷却されることで、室内３０の温度が低下し、蒸気の凝縮が促進される。

凝縮室６の本体６ａの室内３０で凝縮した水は、通水管６ｃを通って排水タンク６ｂの室内３１に溜められる。排水タンク６ｂの室内３１で凝縮した水は、そのまま室内３１に溜められる。凝縮した水の温度は、室内２２の気体の温度より高い。凝縮した水は、凝縮室６に溜められて室内２２の気体の加熱に寄与する。

この乾燥工程では、圧縮ポンプ１０により、乾燥室４から凝縮室６に気体が送り込まれることで、凝縮室６で発生する熱が乾燥室４の気体を加熱している。この乾燥工程は、圧縮ポンプ１０を運転することで、乾燥室４の室内２２の乾燥が促進される。竹の乾燥が促進される。この乾燥工程では、真空ポンプ８を停止した状態で乾燥が促進される。乾燥室４の室内２２と凝縮室６の室内３０及び室内３１とから室内２２、室内３０及び室内３１の外に気体が排出されない状態で乾燥が促進される。圧縮ポンプ１０の運転だけで乾燥が促進されうる。室内２２の外からの加熱を行わない状態で乾燥が促進されうる。

この乾燥工程において、凝縮室６から気体は排出されていない。この乾燥工程では、凝縮室６から気体が排出されない状態で、乾燥室４の蒸気が凝縮室６に送り込まれている。凝縮室６で発生する熱により乾燥室４の気体が加熱されている。凝縮室６から気体が排出されないので、蒸気によるエネルギーの持ち出しが抑制されている。凝縮室６から気体が排出されないので、凝縮室６の圧力が上昇し易い。圧力が上昇し易いので、気体の温度上昇及び蒸気の凝縮が促進されている。

この乾燥器２では、連通バルブ１４を備えているので、給気管３２及び逆止弁１７の状態に関わらず、室内２２と室内３０及び室内３１とを確実に連通しうる。吸気管３２に逆止弁１７を設けても、室内２２と室内３０とを連通しうる。この乾燥器２は、室内２２及び室内３０及び室内３１を減圧状態にするのに適している。

この乾燥器２では、通常、排水バルブ１８により、排水管３６は閉じられている。乾燥工程において、凝縮室６の排水タンク６ｂには、蒸気の凝縮により発生した水が溜められている。乾燥工程の終了後に、連通バルブ１４が開けられる。吸入バルブ１９が開けられて、室内２２と室内３０及び室内３１とに空気が流入させられる。室内２２と室内３０及び室内３１との圧力が大気圧に戻される。その後に排水タンク６ｂの水は、排水バルブ１８が開かれて乾燥器２から排出される。

この排水タンク６ｂは、乾燥工程が終了するまで排出される水を溜められる容量を有している。乾燥工程が終了するまで、凝縮室６で凝縮した水が、排水タンク６ｂに蓄えられる。この凝縮室６の凝縮水の温度は、室内２２の気体の温度より高い。排水タンク６ｂは、室内２２の気体を加熱する。この乾燥器２は、乾燥工程が終了するまで、凝縮水が排出されないので、水の排出よる熱エネルギーの持ち出しが抑制される。

この乾燥機２では、準備工程、減圧工程及び乾燥工程を含め、乾燥室４の室内２２の外に水が排出されない。ここで説明した乾燥方法は、凝縮水の排出による熱エネルギーの持ち出しが抑制されている。

この乾燥方法では、乾燥工程中に、この凝縮室６の水が排出されてもよい。具体的には、凝縮室６に排水センサーが設けられる。配水管３６には、図示されない排水ポンプが接続されている。この排水センサーは、排水タンク６ｂの水位が所定の上限位置まで上昇すると、制御装置に水量検知信号を送信する。制御装置が排水バルブ１８に開信号を送信する。排水バルブ１８が、排水管３６を開く。排水ポンプが稼動させられる。これにより凝縮室６の排水タンク６ｂから水が排出される。排水タンク６ｂの水位が所定の下限位置まで低下すると、排水センサーが制御装置に水量検知信号を送信する、排水バルブ１８が閉じられる。排水ポンプの運転が停止させられる。水は蒸気に比べ密度が極めて大きいので、水を排出しても凝縮室６の圧力の低下は小さい。

この排出される水は、室内２２の気体と温度差が十分に小さくなるまで熱交換させることが好ましい。これにより、エネルギー効率が更に向上しうる。この乾燥器２では、配水管３６は、乾燥室４の室内２２を通されているので、排水管３６を通る水が室内２２の気体を加熱する。この乾燥器２では、水の排出による熱エネルギーの持ち出しが最小限に抑制されている。

この乾燥方法では、この乾燥工程において凝縮室６から気体が排出されない状態は、凝縮室６から水が排出されて気体が排出されない状態を含む概念である。

この乾燥器２では、圧縮ポンプ１０が室内２２に配置されている。圧縮ポンプ１０は、凝縮室６の室内３０及び室内３１の気体を圧縮し、その気体の温度を上昇させるために使用される。圧縮ポンプ１０の運転により発生する熱エネルギーは、室内２２の気体により回収されている。このため、この乾燥器２は、更に、エネルギー効率に優れている。この乾燥器２では、必ずしも圧縮ポンプ１０が室内２２に配置される必要はなく、圧縮ポンプ１０が乾燥室４の外に配置されてもよい。その場合にも、凝縮室６の室内３０及び室内３１の気体を圧縮しその温度を上昇させるために使用されるエネルギーは、室内２２の気体と室内３０及び室内３１の気体とに回収されて、乾燥を促進させうる。

この乾燥方法では、制御装置が真空ポンプ８、圧縮ポンプ１０、連通バルブ１４、排気バルブ１６、排水バルブ１８及び吸入バルブ１９を制御したが、制御装置を用いずにヒトが制御してもよい。真空ポンプ８及び圧縮ポンプ１０の運転及び停止と、連通バルブ１４、排気バルブ１６、排水バルブ１８及び吸入バルブ１９の開閉とは、センサーの信号に基づいて行われたが、経過時間やヒトの経験に基づいて行われても良い。

図３を参照しつつ、本発明に係る他の実施形態が説明される。乾燥器４０は、蒸気供給バルブ４２を備えている。この乾燥器４０の乾燥室４の断熱壁２０には、蒸気供給孔４６が形成されている。その他の構成は、図１の乾燥器２と同様の構成であり、その説明が省略される。また、乾燥器２と同様の構成については、乾燥器２と同様の符号を用いて、説明がされる。

この蒸気供給バルブ４２は、図示されないボイラーと蒸気供給孔４６との間に接続されている。ボイラーで発生させられた蒸気は、蒸気供給バルブ４２及び蒸気供給孔４６を通して室内２２に供給されうる。この蒸気供給バルブ４２は、蒸気供給孔４６を開閉可能にしている。

本発明に係る他の乾燥方法が、この乾燥器４０を用いて説明される。この乾燥方法は、準備工程、減圧工程及び乾燥工程を備えている。この乾燥方法では、減圧工程に先立って準備工程が行われている。乾燥工程に先立って減圧工程が行われている。

準備工程では、乾燥室４の室内２２に被乾燥物としての竹が搬入される。この乾燥器４０では、連通バルブ１４が開かれている。この乾燥器４０では、排気バルブ１６、排水バルブ１８、吸入バルブ１９及び蒸気供給バルブ４２は、閉じられている。扉が閉じられて、室内２２、室内３０及び室内３１は、外界に対して断熱気密状態にされる。

この減圧工程は、第一減圧工程と第二減圧工程を備えている。第一減圧工程では、図示されないボイラーが過熱蒸気を発生させる。蒸気供給バルブ４２と吸入バルブ１９と排水バルブ１８とが開けられる。この過熱蒸気が蒸気供給バルブ４２と蒸気供給孔４６を通して、乾燥室４の室内２２と凝縮室６の室内３０及び室内３１とに供給される。過熱蒸気が室内２２、室内３０及び室内３１に供給されることで、室内２２、室内３０及び室内３１の空気は、吸入孔２７と排水孔２６とから追い出される。室内２２、室内３０及び室内３１が蒸気を主とする気体で満たされた後に、蒸気供給バルブ４２、排水バルブ１８及び吸入バルブ１９が閉じられる。

室内２２の蒸気が、竹に吸熱される。室内２２の温度が低下する。室内２２の蒸気が凝縮する。室内２２では、この凝縮により圧力が低下する。室内２２と室内３０及び室内３１とが連通しているので、室内２２と共に、室内３０及び室内３１も減圧される。所定の時間が経過すると、この室内２２と室内３０及び室内３１とが十分に減圧される。このように、第一減圧工程は、蒸気の凝縮による減圧工程である。この第一減圧工程では、室内２２と室内３０及び室内３１とが蒸気の凝縮により減圧された後に、更に室内２２に過熱蒸気を送り込んで、更に蒸気の凝縮による減圧が繰り返されても良い。

第二減圧工程では、排気バルブ１６が開かれて、真空ポンプ８が運転される。室内２２、室内３０及び室内３１の気体が排出される。室内２２と室内３０及び室内３１とが所定の圧力まで減圧される。室内２２と室内３０及び室内３１とが、減圧状態とされる。この様にして減圧状態にされた後に、排気バルブ１６が閉じられ、真空ポンプ８の運転が停止される。連通バルブ１４が閉じられて、室内２２と室内３０及び室内３１とは、互いに気密にされる。このように、第二減圧工程は、気体の排出による減圧工程である。ここでは、第一減圧工程と第二減圧工程とを組み合わせたが、第一減圧工程で乾燥工程で必要とされる所定の圧力まで減圧されていれば、第二減圧工程は省略してもよい。

乾燥工程では、圧縮ポンプ１０が運転される。圧縮ポンプ１０により、室内２２の気体は、凝縮室６の室内３０に送り込まれる。この気体には、室内２２で発生した蒸気が含まれる。室内２２から室内３０に蒸気が送り込まれる。この乾燥工程が終了するまで、室内３０の圧力センサーが室内３０の圧力を検知している。室内３０の圧力が予め設定された上限圧力以上になれば、圧縮ポンプ１０が停止させられる。室内３０の圧力が予め設定された下限圧力以下になれば、圧縮ポンプ１０が再び運転される。

室内２２から室内３０に気体が送られることで、室内２２の圧力が低下する。室内２２の圧力の低下に伴って、室内２２の温度が低下する。また、圧力の低下により、水分の蒸発が促進される。この蒸発の潜熱が気体から吸熱されて、室内２２の温度が低下する。室内２２では、圧力低下による温度低下と、蒸気の蒸発による温度低下とにより、室内２２の温度が低下する。

一方で、凝縮室６の室内３０及び室内３１の圧力が上昇する。この圧力の上昇に伴って、凝縮室６の気体の温度が上昇する。凝縮室６では、圧力の上昇に伴い沸点が高くなる。この凝縮室６が室内２２の気体を加熱し、この熱交換により凝縮室６の気体の温度が低下する。気体の温度が蒸気の沸点を下回ると、室内３０の蒸気が凝縮して水になる。この凝縮に伴う凝縮熱により、室内３０の温度が上がる。凝縮室６の室内３０での気体の圧力上昇による温度上昇と、蒸気の凝縮による温度上昇とにより、凝縮室６の温度が上がる。

凝縮室６の壁２８を介して、凝縮室６から乾燥室４の気体に熱が移動する。乾燥室４の室内２２の温度が上昇し、水の蒸発が促進される。凝縮室６では乾燥室４の気体から冷却されることで、室内３０の温度が低下し、蒸気の凝縮が促進される。

この乾燥工程では、圧縮ポンプ１０により、乾燥室４から凝縮室６に気体を送り込んで、凝縮室６で発生する熱が乾燥室４の気体を加熱している。この乾燥工程は、圧縮ポンプ１０を運転することで、乾燥室４の室内２２の乾燥が促進される。竹の乾燥が促進される。この乾燥工程では、真空ポンプ８を停止した状態で乾燥が促進される。乾燥室４の室内２２の外に気体が排出されない状態で乾燥が促進されうる。圧縮ポンプ１０の運転だけで乾燥が促進されうる。

この乾燥工程で、乾燥を早めるために必要に応じて加熱を行ってもよい。この乾燥工程において、蒸気供給バルブ４２を開き室内２２に過熱蒸気を送り込まれる。この加熱により、室内２２の圧力と温度とが上昇する。この蒸気も竹の水分により温度が低下して凝縮させられる。この過熱蒸気により竹の水分の蒸発が促進される。この蒸気も室内２２、室内３０及び室内３１から排出されないので、蒸気によるエネルギーの持ち出しが抑制されている。

この乾燥工程においても、凝縮室６から気体は排出されていない。この乾燥工程では、凝縮室６から気体が排出されない状態で、乾燥室４の蒸気が凝縮室６に送り込まれている。凝縮室６で発生する熱により乾燥室４の気体が加熱されている。凝縮室６から気体が排出されないので、蒸気によるエネルギーの持ち出しが抑制されている。凝縮室６から気体が排出されないので、凝縮室６の圧力が上昇し易い。圧力が上昇し易いので、気体の温度上昇及び蒸気の凝縮が促進されている。

この乾燥工程においても、凝縮室６の排水タンク６ｂに蒸気が凝縮した水が溜められる。乾燥工程の終了後に、連通バルブ１４が開けられる。吸入バルブ１９が開けられ、吸入孔２７を通して、室内２２、室内３０及び室内３１に空気が吸い込まれる。その後に、排水タンク６ｂの水は、排水バルブ１８が開けられて外界に排出される。

一方で、この乾燥工程中おいて、排水タンク６ｂに溜められた水が排出されてもよい。乾燥工程中に水が排出される場合には、図示されない排水ポンプが運転される。排水バルブ１８が開かれる。これにより、排水タンク６ｂに溜められた水が室内２２、室内３０及び室内３１の外に排出されうる。

図４を参照しつつ、本発明に係る更に他の実施形態が説明される。ここでは、図１の乾燥器２と同様の構成について、その説明が省略される。また、乾燥器２と同様の構成については、乾燥器２と同様の符号を用いて、説明がされる。

乾燥器５０は、加熱器５２を備えている。その他の構成は、乾燥器２と同様の構成であり、その説明が省略される。乾燥器５０は、図示されない制御装置を備えている。加熱器５２は、熱交換器５４と図示されないボイラーとを備えている。この熱交換器５４は、乾燥室４の室内２２に配置されている。熱交換器５４には、ボイラーで発生させた過熱蒸気が通される。

本発明に係る更に他の乾燥方法が、この乾燥器５０を用いて説明される。この乾燥方法は、準備工程、減圧工程及び乾燥工程を備えている。この乾燥方法では、減圧工程に先立って準備工程が行われている。乾燥工程に先立って減圧工程が行われている。

準備工程では、乾燥室４の室内２２に被乾燥物としての竹が搬入される。この乾燥器５０では、連通バルブ１４が開かれて、排気バルブ１６及び排水バルブ１８は閉じられている。扉が閉じられて、室内２２、室内３０及び室内３１は、外界に対して気密にされる。この様にして、室内２２、室内３０及び室内３１は、外界に対して断熱気密状態にされうる。

減圧工程では、真空ポンプ８により、室内２２、室内３０及び室内３１の気体が排出される。室内２２、室内３０及び室内３１が所定の圧力まで減圧される。室内２２、室内３０及び室内３１が、減圧状態とされる。この所定の圧力は、被乾燥物の竹に含まれる水分が蒸発する沸点よりも十分に低い温度が沸点になるように設定する。このようにして、減圧状態にされた後に、連通バルブ１４が閉じられる。これにより、室内２２と室内３０及び室内３１とは、互いに気密にされる。

乾燥工程では、加熱器５２のボイラーが過熱蒸気を発生させる。この過熱蒸気が熱交換器５４を通される。熱交換機５４により、乾燥室４の室内２２の気体が加熱される。この加熱により、所定の温度まで、例えば１００°Ｃまで気体及び竹が加熱される。

この乾燥工程では、気体及び竹が所定の温度まで加熱されているので、水分の蒸発が促進される。所定時間の加熱により、水分の蒸発が十分に促進される。この加熱により、乾燥時間は短くできる。この所定時間は、例えば、経験的に予め設定しうる。この減圧工程では、気体及び竹が加熱されればよく、加熱器５２は電熱線、赤外線、電磁波等の一般に使用されている他の加熱装置であってもよい。

更に、この乾燥工程では、圧縮ポンプ１０により、室内２２の気体は、凝縮室６の室内３０及び室内３１に送り込まれる。この気体には、室内２２で発生した蒸気が含まれる。この乾燥工程が終了するまで、室内３０の圧力センサーが室内３０の圧力を検知している。室内３０の圧力が予め設定された上限圧力以上になれば、圧縮ポンプ１０が停止させられる。室内３０の圧力が予め設定された下限圧力以下になれば、圧縮ポンプ１０が再び運転される。

室内２２から室内３０及び室内３１に気体が送られることで、室内２２の圧力が低下する。この圧力の低下に伴って、室内２２の温度が下がる。また、圧力の低下により、水分の蒸発が促進される。この蒸発の潜熱が気体から吸熱されて、室内２２の温度が下がる。乾燥室４の室内２２では、気体の圧力低下による温度低下と、水の蒸発による温度低下とにより、室内２２の温度が下がる。

一方で、凝縮室６の気体の圧力が上昇する。この圧力の上昇に伴って、凝縮室６の温度が上昇する。凝縮室６では、圧力の上昇に伴い沸点が高くなる。この凝縮室６が室内２２の気体を加熱し、この熱交換により凝縮室６の気体の温度が低下する。気体の温度が蒸気の沸点を下回ると、室内３０の蒸気が凝縮して水になる。この凝縮に伴う凝縮熱により、室内３０の温度が上がる。凝縮室６の室内３０での気体の圧力上昇による温度上昇と、蒸気の凝縮による温度上昇とにより、凝縮室６の温度が上がる。

凝縮室６の壁２８を介して、凝縮室６から乾燥室４の気体に熱が移動する。凝縮室６が乾燥室４の気体を加熱する。乾燥室４の室内２２の温度が上昇し、水の蒸発が促進される。凝縮室６では乾燥室４の気体から冷却されることで、室内３０の温度が低下し、蒸気の凝縮が促進される。

この乾燥工程では、圧縮ポンプ１０により、乾燥室４から凝縮室６に気体を送り込んで、凝縮室６で発生する熱が乾燥室４の気体を加熱している。この乾燥工程は、圧縮ポンプ１０を運転することで、乾燥室４の室内２２の乾燥が促進される。竹の乾燥が促進される。この乾燥工程では、真空ポンプ８の運転を停止した状態で乾燥が促進される。乾燥室４の室内２２の外に気体が排出されない状態で乾燥が促進される。圧縮ポンプ１０の運転だけで乾燥が促進されうる。

この乾燥工程において、凝縮室６から気体は排出されていない。この乾燥工程では、凝縮室６から気体が排出されない状態で、乾燥室４の蒸気が凝縮室６に送り込まれている。凝縮室６で発生する熱により乾燥室４の気体が加熱されている。凝縮室６から気体が排出されないので、蒸気のエネルギーの持ち出しが抑制されている。凝縮室６から気体が排出されないので、凝縮室６の圧力が上昇し易い。圧力が上昇し易いので、気体の温度上昇及び蒸気の凝縮が促進されている。

この乾燥工程においても、凝縮室６の排水タンク６ｂに蒸気が凝縮した水が溜められる。乾燥工程の終了後に、連通バルブ１４が開けられる。吸入バルブ１９が開けられ、吸入孔２７を通して、室内２２、室内３０及び室内３１に空気が吸い込まれる。その後に、排水タンク６ｂの水は、排水バルブ１８が開けられて外界に排出される。

一方で、この乾燥工程中おいて、排水タンク６ｂに溜められた水が排出されてもよい。乾燥工程中に水が排出される場合には、図示されない排水ポンプが運転される。排水バルブ１８が開かれる。排水タンク６ｂに溜められた水は、排水ポンプにより室内２２、室内３０及び室内３１の外に排出されうる。

この乾燥方法では、乾燥工程において、加熱器５２により乾燥室４の外から加熱がされている。乾燥室４の外から加熱がされることで、乾燥時間が短縮されうる。

以上説明された方法は、被乾燥物は竹に限られず、木材、食品、衣類、繊維、機械部品、電子部品等の乾燥にも適用されうる。

２・・・乾燥器
４・・・乾燥室
６・・・凝縮室
６ａ・・・本体
６ｂ・・・排水タンク
６ｃ・・・通水管
８・・・真空ポンプ
１０・・・圧縮ポンプ
１４・・・連通バルブ
１６・・・排気バルブ
１７・・・逆止弁
１８・・・排水バルブ
１９・・・吸入バルブ
２０・・・断熱壁
２２・・・室内
２４・・・排気孔
２６・・・排水孔
２７・・・吸入孔
２８・・・壁
２９・・・壁
３０・・・室内
３１・・・室内
３２・・・給気管
３４・・・連通管
３６・・・排水管
３８・・・中空管
４０・・・乾燥器
４２・・・蒸気供給バルブ
４６・・・蒸気供給孔
５０・・・乾燥器
５２・・・加熱器
５４・・・熱交換器

Claims (7)

1. 乾燥室と、乾燥室内に配置された凝縮室とを備えた乾燥器が準備されており、乾燥室内に被乾燥物を配置する準備工程と、
   この乾燥室及び凝縮室から気体が排出される減圧工程と、
   この減圧工程の後に被乾燥物を乾燥させる乾燥工程と
   を含み、
   この乾燥工程では、乾燥室及び凝縮室から乾燥室及び凝縮室の外に気体が排出されない状態で、乾燥室で発生した蒸気が凝縮室に送り込まれて凝縮室の圧力が乾燥室の圧力より高くされており、凝縮室で発生する熱により乾燥室の気体が加熱されている乾燥方法。
2. 上記乾燥工程において、乾燥室の外から加熱がされていない請求項１に記載の乾燥方法。
3. 上記準備工程の乾燥器がその乾燥室に外から蒸気を送り込む加熱器を備えており、
   上記乾燥工程において、乾燥室に蒸気が送り込まれる請求項１に記載の乾燥方法。
4. 乾燥室、凝縮室、真空ポンプ及び圧縮ポンプを備えており、
   この乾燥室が断熱されており、被乾燥物を収容可能にされており、
   この凝縮室が乾燥室内に配置されており、
   この凝縮室がその室内から室外に熱を伝熱する壁に仕切られており、
   この被乾燥物の乾燥前に、この真空ポンプが乾燥室の気体及び凝縮室の気体を排出して乾燥室内を減圧状態にしており、
   この被乾燥物の乾燥中に、凝縮室から気体が排出されない状態で、圧縮ポンプが乾燥室の蒸気を凝縮室に送り込むように構成されている乾燥器。
5. 連通バルブを備えており、
   この連通バルブが乾燥室と凝縮室との連通を開閉可能にしており、
   真空ポンプが乾燥室の気体及び凝縮室の気体を排出するときに、連通バルブが乾燥室と凝縮室との連通を開いており、
   被乾燥物の乾燥中に、連通バルブが乾燥室と凝縮室との連通を閉じている請求項４に記載の乾燥器。
6. 乾燥室に蒸気を送り込む加熱器を備えており、
   この被乾燥物の乾燥中に、加熱器が乾燥室に蒸気を送り込むように構成されている請求項４又は５に記載の乾燥器。
7. 上記乾燥室内の被乾燥物の乾燥中に、凝縮室で蒸気が凝縮されて発生した水が凝縮室に溜められている請求項４から６のいずれかに記載の乾燥器。

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