JP3605112B2 - 多段ベッド式工業用皮乾燥機のための真空装置と、その装置を含む乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、多段ベッド式工業用皮乾燥機のための真空装置と、その装置を含む乾燥機に関する。
皮を乾燥させる従来の方法に関する真空方法は、換気され、脱湿された室内、即ち加熱したトンネルの中でフレーム上に皮を置くことであってその皮のよいところは、より滑らかで、平らであり、そして次の仕上げ加工に良く適応できることがよく知られている。更に、乾燥時間を時間の単位でなく分単位に短くして労働コストをより低減することができる。最後に、最近の乾燥機は大気圧システムに比べエネルギー消費が少なく且つ、占有スペースが少ない。
しかしながら、真空乾燥機は初期及び稼動コストが高く、皮の仕上げ品質が低いという欠点を有する。特により細かいきめ（grain）を有する薄手の皮に対しては、皮へのかなりの熱による歪みと、繊維内に含有される脂肪質の減少のために仕上がりが悪くなる。真空乾燥機においては、皮は、出来るだけ速く皮の残留水分を蒸発させるため、約60−80℃まで、即ち動物が得ている「体」の温度よりもかなり高い温度にまで加熱されるベッド上に並べられる。蒸発温度を下げるために、そのベッドは気密蓋により密閉して封じ込まれるが、例えばFR−Ａ−2557888に示されるように一つ以上のコンデンサ及び／或いは復水分離器が並べられた回路により真空ポンプに接続された一連の蒸発チャンバを形成する。蒸気状態図は、密封されたチャンバ内で生成された真空がより高くなればなるほど、平衡状態での蒸発温度がより低くなることを明白に示す。
この目的のために、作動流体として水、またはオイルを用いて、液体リングタイプか、または可変チャンバシリンダータイプの真空ポンプにより蒸気回路内に高真空が生成される。これらのポンプは、30mbar以下の残留絶対圧力で95％までの真空度を生成できる。
実際には、その圧力は90％以上の真空度までに徐々に減少される、それは約45℃の蒸気平衡温度で、約80mbarの絶対圧力に相当する。故に、これらのベッドは、許容時間内で皮の残留水分の蒸発を可能にする熱勾配を作るために少なくとも60−70℃の温度にまで加熱される。蒸発時間を少なくするために、ベッドの温度を80℃よりも高く昇温させることが可能であるのは明白であるので、熱勾配を増して、皮に向かって熱を伝達することが出来るが、これは皮繊維に取り返しのつかない損傷を与える恐れがある。
更に、これらの条件で、且つ約15℃の温度の水でコンデンサを冷却することにより、約30％の残留水分含有量にまで皮を乾燥させることが可能である。もっと乾燥を強力にするためには、皮をベッド上に置いておく時間を長くすることが必要であるが、装置の生産性と乾燥された皮の品質との両方に悪影響を及ぼす。
US−Ａ−3027651は、二段式コンデンサとガスバラストポンプとの上流に配置されたルーツタイプコンプレッサを含む圧縮可能蒸気を排除するための装置を開示している。このコンプレッサは、−20℃と−40℃の間で動作する低温コンデンサへの過給器として蒸気に作用する。
本発明の目標は、生産の観点から明白な優利さをもって、従来型よりも低い蒸発温度の装置を提供することにより上述の欠点を解消することである。
本発明の目的は、品質の観点から明白な優利さをもって、蒸発温度ひいてはベッドの温度を劇的に低くして、皮へのいかなる損傷も回避して、最大限きめの柔らかさを与えることである。
本発明は、以下の工業用皮乾燥機のための真空装置によりこの目標と目的とを達成する。開口端を有し、連続して配置された回路；皮により放出された蒸気を収集するために各ベッドと対応付けられた少なくとも一つ以上のマニフォールド；各マニフォールドに挿入された第一コンデンサ；種々のコンデンサの出力側の第一復水分離器；与えられた蒸気平衡温度に相当する第一上位値まで回路内の絶対圧力を減少させるのに適切である少なくとも一つ以上の主真空ポンプ；とを具備してなる真空装置において、該主真空ポンプの上流に配置される二次吸気装置を有し、該装置は、絶対圧力の上記上位値に達せられると真空ポンプに直列に作動し、又上記装置は、第二下位値にまで絶対圧力を更に減少させるのに適切であり、瞬時に蒸発を増すこと、及び／或いは第一の値よりも低い第二値にまで蒸気平衡温度を低下させることを特徴とする。
上述されたタイプの真空システムを用いれば、比較的低い蒸発温度で、過去のこれらのものに比べて乾燥時間を劇的に短くすることが可能である。
或は、ベッドの温度をかなり低減することが可能であり、蒸発時間に悪影響を及ぼすことなく皮の仕上げ品質を改善することも出来る。
上述の作用を組み合わせ、蒸発時間とベッド温度との両方を低減し、乾燥した皮の生産性と品質との両方に関して積極的効果を得ることもまた可能である。
望ましくは、安定状態で主真空ポンプにより達せられる絶対圧力の上位値は100から40mbarである。
主ポンプに二次吸気装置を直列に配置することにより安定状態で達せられる絶対圧力の下位値は15から1mbarである。
好都合なことに、この二次吸気装置は、300から1000m³/hの平均能力と30から100mbarの差動圧力とを有する高能力、低ヘッドタイプのものである。
二次吸気装置は容積型またはベーン型のコンプレッサにより、またはガス、または蒸気のエジェクタにより構成できる。
都合良くも、二次吸気装置の吸入と送出導管は制御電気弁が介挿されたバイパス回路により接続される。
動作時、二次吸気装置は連続的に稼動する：バイパス回路の電気弁は回路内の絶対圧力が第一上位値よりも高い時には通常は開かれており、そして等しいか、またはより低い時には閉じられる。
別の特徴と効果は、限定的な例ではなく、添付の図を参考にした本発明による真空装置の好適ではあるがこれに限るものではない形態の、以下の詳細な説明から明らかとなろう。ここで図１は、従来型の乾燥機に接続された本発明による真空装置の概略図である。
図１について説明すれば、ブロック１は地面に固定されたフレームである垂直ガイド３に沿って移動できる一連の積み重ねられたベッド２を含む多段ベッドを有する従来型乾燥機を概略的に示す。
各々のベッドは、下方部分４と、密閉上方カバー６とを含む。下方部分４はコイル５により皮Ｐを加熱するためのもであり、その中を周辺温度よりも高い温度T_sの流体が流れる。
少なくとも一つ以上、望ましくは二つのマニフォールド７が各ベッドに組付けられる。温度T_rの冷却流体が流れるコイルにより構成されるコンデンサ８各々がこのマニフォールド内に挿入される。
コンデンサ８の出口における湿気の多い、且つ部分的に圧縮された蒸気は、腹水収集トレイ11を有する、例えば遠心力型の第一復水分離器10に向かって主パイプ９により運ばれる。
復水分離器10に残る蒸気はライン12に沿って第二コンデンサ13に運ばれて、そして収集トレイ14'を有する第二復水分離器14に運ばれる。この分離器14は回路内に存在する残留湿気をほとんど完全に排除させることが出来、ここで、乾燥空気はほとんど排他的にこの点から前方に流れる。
この分離器14は、例えば商標名RVMでRobuschi SpA社により販売、製造されている一段以上の液体リングタイプの主真空ポンプ16にパイプ15により接続される。ポンプ16は回路の開口端17に向かって流体を引き、100mbar（75torr）と40mbar（30torr）の間にある第一上位値P_s、例えばほぼ45℃に等しい第一蒸気平衡温度T₁に相当する例えば80mbar（60torr）に等しい圧力にまでその流体の絶対圧力を徐々に減少させる目的を有する。
真空を断つためと、中断するための電気弁18がライン15のポンプ16の上流に配置される。
本発明によれば、主真空ポンプ16の上流には、参照番号19で示される二次吸気装置があり、これは上記絶対圧力の上位値Psに達したときに主ポンプ16と直列に作動させるのに適切である。
特に、この吸気装置19は、約300から1000m³/hの高能力と、例えば80mbar（60torr）から100mbar（75torr）までの低ヘッドを有する、例えば商標名RB/AVでRobuschi SpAにより製造、販売されているベーンタイプ、またはルーツタイプのブロワにより構成できる。
或いは代わりとして、図には示されないが空気、または蒸気エジェクタを使用することも可能であるが、これは当業者の理解の範囲内であろう。
ブロワ19は吸入導管20と送出導管21とは常に開いているように主ポンプと直列に接続されており、そしてその差動圧力を即利用できるようにするために常に作動している。便宜上、吸入導管と送出導管20、21は通常は開いている電気弁22をもったバイパス回路に接続される。この電気弁はライン15に配置され、そして弁に作用するように設定された圧力センサ24に作動的に接続されており、この弁は例えば80mbar（60torr）に設定されるP_s以上の絶対圧力に対して開き、そしてこの値に達すると閉じる。ブロワ19の連結配置とはその継続的に得られる高能力とにより、回路内の絶対圧力は、絶対真空に近い下位値P_iに数秒以内に達する。このシステムで行なわれた実際のテストでは、回路沿いや、ベッド２のカバー６で不可避の圧力損失にも関わらず、10s以内に、1mbar（0.75torr）の最小値から15mbar（11.25torr）まで達し、これは２から７℃の間にある蒸気の第二平衡温度T₂に相当する。
従って、ベッドは15℃から30℃の間の温度T_rの水で加熱でき、これは過去のこれらの温度よりも明らかに低く、そしてこれは皮のきめの品質を全く変化させない温度である。更に、蒸発時間が非常に短いので皮はその脂肪含有量を失わないが、これは皮に手触りの良い繊維と高柔軟性を与えるのに重要である。
同時間間隔で蒸気を圧縮させるためには、種々のコンデンサや復水分離器を冷却する水の温度T_rをかなり低下させ、そして約０℃に保つこともまた必要であることは明らかである。
コンデンサ13内や、分離器14内での低圧再蒸発を回避するために、これらの装置は外部環境に関して断熱的に機能するように適宜熱絶縁するのが良い。
使用時、皮はベッド２の下方部分に置かれ、それらは順にカバー６で密閉して閉じられる。それから、そのベッド４は、30℃よりも低い温度T_sの水で加熱される。それから、ポンプ16が始動されて、数分以内に絶対圧力を100から40mbarまでの間の値P_sに、例えば圧力センサ24で設定された80mbarまで徐々に減少させる。圧力P_sに達すると、圧力センサは電気弁22を起動して、装置19用のバイパス回路を閉じる。この装置19は真空ポンプ16と直列に働き、約５−10mbarの残留絶対圧力である様な、絶対圧力に近い真空度に達するまで更に減圧される。これらの圧力では、蒸気平衡温度T₂は10℃以下となり、皮の残留水分を早急に蒸発させることを意味するベッドにおける熱勾配を生成する。蒸気は、コンデンサの温度により速やかに圧縮されるが、これはほぼ０℃に等しく乾燥時間を劇的に短縮する。特に繊細で、薄い皮を乾燥させるために、低処理温度を優先したいならば、熱勾配を僅かに減少させて逆に乾燥時間を増して、例えば20℃よりも低い温度にまで加熱温度T_rを減少させることが可能である。これらのパラメータを調整することにより、過去におけるよりもかなり短い乾燥時間で最適品質を得ながら二つの効果のバランスをとることが可能となる。
特許請求の範囲に記載された技術的特徴に参照記号を付記したが、これらの参照記号は請求の範囲を明瞭にするために付したもので、そのような参照記号は実施例により認識される各構成要素の範囲にいかなる限定的影響を及ぼすものではない。

Claims (13)

1. 多段ベッド式工業用皮乾燥機用真空装置であって、各ベッド（２）は乾燥される皮（Ｐ）が上に置かれる加熱表面（４）と、密閉するカバー（６）とを有し、前記装置は開口端（17）を有する回路から構成され、
   −皮から放出された蒸気を収集する為に各ベッドに組付けられた少なくとも一つ以上の蒸気マニフォールド（７）；
   −各マニフォールドに挿入された第一コンデンサ（８）；
   −少なくとも一つの主真空ポンプ（16）；
   との各構成要素を一連に配列して成り：
   第一と第二復水分離機（10,14）は前記回路に、前記コ ンデンサ（８）の出力で連続して接続され、二次吸気装 置（19）は主真空ポンプ（16）の上流と、前記第一と第 二復水分離機（10,14）の下流に配置され、該二次吸気 装置（19）は主真空ポンプ（16）に直列に連続して接続 され、該回路が、連続して接続された主真空ポンプ（1 6）のみにより達成される、第一蒸気平衡温度（T ₁ ）に 対応する第一絶対圧力値（P _s ）と、回路内に一連に接続 された該主真空ポンプ（16）と該二次吸気装置（19）の 両方により達成される、前記第一蒸気平衡温度（T ₁ ）よ り低い第二蒸気平衡温度（T ₂ ）に対応する前記第一絶対 圧力値（P _s ）より低い第二絶対圧力値（P _i ）と、を有す ることを特徴とする多段ベッド式工業用皮乾燥機用の真空装置。
2. 前記主真空ポンプにより達せられた絶対圧力の前記上位置（P_s）は40mbar（30Torr）と100mbar（75Torr）の間にあることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 該二次吸気装置（19）の直列動作により達せられた絶対圧力の前記第二下位値（P_i）は15mbar（11.26Torr）と1mbar（0.75Torr）の間であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記の二次吸気装置（19）は高能力で低ヘッドを有するタイプのものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記の二次吸気装置（19）は300から1000m³/hの能力と30mbar（22.5Torr）から100mbar（75Torr）の平均ヘッドとを有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記の二次吸気装置（19）はルーツの容積移送式、またはベーンタイプのコンプレッサ、またはガス、または蒸気のエジェクタであることを特徴とする請求項４に記載の装置。
7. 前記の二次吸気装置（19）の入口（20）と出口（21）は制御電気弁（22）をもったバイパス回路に接続されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 運転中、前記の二次吸気装置（19）は連続的に稼動し、そしてバイパス回路の前記電気弁（22）は前記上位置（P_s）よりも高い絶対圧力値に対して通常は開いており、そしてこれと等しいか、またはより低い値に対しては閉じることを特徴とする請求項４に記載の装置。
9. 前記の二次吸気装置（19）の上流に圧力センサ（24）を有し、該センサ（24）は前記バイパス電気弁（22）に動作可能に接続され、そして回路内の絶対圧力の前記上位置（P_s）で該弁を閉じることが出来るように設定されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記第一腹水分離機（10）と最終復水分 離機（14）の下流に最終蒸気コンデンサ（13）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 前記の最初と最終の復水分離機とコンデンサを冷却するための液体の温度（T_r）は０℃に近いことを特徴とする請求項10に記載の装置。
12. 前記のコンデンサと前記の最終分離機（13,14）は外部環境との熱交換を最小限にして、低圧での圧縮物の再蒸発を回避するために熱絶縁されることを特徴とする請求項11に記載の装置。
13. 乾燥される皮（Ｐ）が上に置かれてそれ らの残留水分を蒸発させる加熱表面（４）を含む一連の 加工ベッド（２）と、密閉カバー（６）とから構成され る工業用皮真空乾燥機であって、各々のベッド（２）が 真空装置に接続されていることを特徴とする上記請求項 のいずれかに記載の工業用皮真空乾燥機。

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