JP4376242B2 - 減圧乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、減圧雰囲気で処理物を加熱乾燥させる減圧乾燥機の構造に関する。

従来、処理槽としての真空処理槽に処理物を投入し、処理槽内を真空又は減圧環境とし、処理物を加熱することで処理物を脱水・乾燥させる真空（減圧）乾燥技術が公知である。例えば、家庭用や業務用の食品廃棄物の乾燥や、業務用のメッキ・プリント基板・塗装・化学工場・有機・金属加工工場等から排出される濃厚廃液の乾燥や、汚泥処理時に発生する汚泥の乾燥等に利用される。

特許文献１や特許文献２において、処理物を真空処理槽に投入し、処理槽内を真空又は減圧雰囲気としながら、処理物を加熱するとともに、処理槽内に縦又は横方向に設けられた軸を中心として回転する撹拌翼によって処理物を撹拌する構造の、乾燥機が提案される。これらの乾燥機では、真空又は減圧環境とすることで、処理物に含有される水分の沸点を低温とし、低温加熱による加熱コストの低減が図られ、効率の良い乾燥を行うことができる。
また、特許文献１に記載の乾燥機では、真空ポンプとして水エジェクタを採用して、処理物に含有される水分を蒸発させたうえで、水エジェクタの吸引用水に取り込む方式が採用され、蒸発した水分を強制的に吸引することにより、より効果的な乾燥を行うことができる。
特開昭５１−８４４５２号公報 特開２００１−２５９５６６号公報

従来の乾燥機では、処理物を投入した処理槽の真空引きを行う際に、アスピレータや真空モータ等の真空ポンプによって、処理槽に形成された排気口より、処理槽内の気体を外部へ吸引して強制的に排気させるが、このとき、処理槽内を減圧又は真空の状態を保持するためにはある一定以上の吸引力を持って吸引しなければならないが、この吸引力のために、処理槽を飛散する飛散物まで吸引してしまうことがあり、この飛散物が真空ポンプや熱交換器等に滞留してしまう。これにより、真空ポンプや熱交換器等が汚れて頻繁なメンテナンスが必要となったり、真空ポンプや熱交換器等の故障や吸引能力の低下の原因となったりしている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、強制排気による減圧雰囲気の処理槽内で、処理物を攪拌しながら加熱する減圧乾燥機において、前記処理槽を強制排気するための排気口に、山型板状体で成る飛散物返しを、排気方向に複数段に互い違いに並べて配置したものである。

請求項２においては、前記飛散物返しよりも排気口外側にフィルタを設け、前記飛散物返しとフィルタとを一体的に操作可能な一ユニットとして構成したものである。

請求項３においては、前記処理槽の排気口と該排気口に接続する吸引管との間に、着脱可能に筒体を介挿し、該筒体内に飛散物返しとフィルタとを設けたものである。

請求項４においては、前記フィルタに対して洗浄水を噴射可能とするノズルを設けたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、排出口より排出されようとする処理槽内の飛散物を処理槽内に返すことができる。

請求項２においては、飛散物返しやフィルタのメンテナンスが容易となる。

請求項３においては、フィルタユニットを処理槽より容易に着脱でき、また、飛散物返しやフィルタのメンテナンスが容易となる。

請求項４においては、乾燥処理前に、飛散物返しやフィルタを洗浄することができ、また、フィルタユニットを取り外しての洗浄等のメンテナンスが容易となる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の第一実施例に係る減圧乾燥機を示す正面図、図２は同じく側面図、図３は同じく平面図である。図４は減圧乾燥機の処理槽の内部構造を示す正面図、図５は排出弁の開閉状態を示す図である。
図６は撹拌翼とスクレーパを示す処理槽の側面図、図７は撹拌翼と飛散防止用プレートを示す処理槽の側面図、図８は撹拌翼の構成を示す正面図である。
図９は撹拌翼の第一の別形態を示す正面図、図１０は同じく側面図である。
図１１は撹拌翼の第二の別形態を示す正面図、図１２は同じく側面図である。
図１３は排気口及びフィルタユニットを示す断面図、図１４はフィルタユニットの構成を示す断面図、図１５はフィルタユニットの機能を示す断面図である。
図１６は廃液処理システムの構成を示す図、図１７は廃液処理システムにおける減圧乾燥機のシステムを示すブロック図、図１８は廃液処理システムにおける減圧乾燥機のシステムの別形態を示すブロック図である。
図１９はエアシリンダの作動機構を示すブロック図、図２０は廃液供給弁の作動を示す流れ図である。

まず、第一実施例に係る減圧乾燥機１０の全体構成から説明する。
図１乃至図４に示す如く、減圧乾燥機１０の筐体１１には、処理槽１２が内装される。該処理槽１２内には、略水平方向に貫設された回転軸１９及び該回転軸１９に固設された翼体２０・２０・・・等から成る攪拌翼２１が設けられる。前記回転軸１９は、攪拌翼駆動手段としてのモータ１６の駆動を受けて回転する。

［処理槽１２］
次に、前記処理槽１２の構造について詳細に説明する。
処理槽１２は、真空容器であって、一側端部が閉塞された円筒状の胴部１３と、一側端部が閉塞された短尺円筒状の蓋部１４とを、シール部材を介して連結することによって、両端閉塞の円筒状に形成される。該処理槽１２の下部に固設された脚１２ｇ・１２ｇにより、処理槽１２が支持される。

処理槽１２の胴部１３及び蓋部１４の筒周部には、ジャケット１３ａ・１４ａが形成されており、該ジャケット１３ａ・１４ａに流入・貯溜される熱媒の熱が、処理槽１２の全内壁面から処理物に伝導されることによって処理物が加熱される、壁面伝導加熱方式が採用される。
これにより、処理物は効率よく加熱され、エネルギーコストの低減が図られている。なお、熱媒としては、蒸気、温水、油等を利用することができる。

また、処理槽１２の内壁は、ほぼすべて曲面で形成される。処理槽１２の筒周面と閉塞面との接続部は面取り形状とされ、また、閉塞面は球面状に形成される。さらに、処理槽１２の内壁は処理物固着の防止のためにフッ素樹脂加工が施される。
このように、処理槽１２内に角を形成しないことで、処理物の堆積し易い形状部分が無くなり、処理物が処理槽内に均一に分散されることによる加熱ムラの低減が図られている。また、処理槽１２内に角を形成しないことで、攪拌翼２１による攪拌作用が届きにくい場所を無くすことができ、処理物は良好に撹拌されることこととなる。

前記処理槽１２の胴部１３の上部には、排気口１２ｃが開口される。該排気口１２ｃは、フィルタユニット２２と吸引管２３等を介して真空ポンプ５６に連結される。
また、前記処理槽１２の胴部１３と蓋部１４には、それぞれに攪拌翼２１を回動可能に支承する支承部１２ｄ・１２ｅが形成される。

前記処理槽１２の蓋部１４には、上下略中央より上部に配置された覗き窓１２ｊと、上下略中央より下部に配置された処理物の供給口１２ａ及び残渣物の排出口１２ｂとが設けられる。供給口１２ａ及び排出口１２ｂは、減圧乾燥機１０の運転状態において、液面より下方に位置している。
また、図５にも示す如く、排出口１２ｂには排出弁１２ｈが備えられ、該排出弁１２ｈには開閉用のアクチュエータとしてのシリンダ１５が備えられる。該シリンダ１５は電磁弁によりその駆動を制御され、オペレータによるボタン操作により、或いは、自動制御により排出弁１２ｈが開閉動作されて、乾燥処理後の残渣物が排出口１２ｂより排出される。なお、排出弁１２ｈが閉鎖されるときには、該排出弁１２ｈと排出口１２ｂとの間に介装されたシール部材によって、排出口１２ｂが密閉される。

［攪拌翼２１］
次に、前記攪拌翼２１の構造について詳細に説明する。
攪拌翼２１は、前記処理槽１２に形成された支承部１２ｄ・１２ｅに支承され、略水平方向に配置された回転軸１９と、該回転軸１９に固設された翼体２０・２０・・・と、スクレーパ１７・１７と、飛散防止用プレート１８・１８・・・とで構成される。翼体２０、スクレーパ１７、及び飛散防止用プレート１８は、処理物の固着防止のために、表面にフッ素樹脂加工が施される。
本実施例においては、五組の翼体２０・２０・・・が回転軸１９上に互いに異なる位相（側面視で所定角度ずつずれて配置される）で取り付けられる。但し、処理槽１２の形状や処理物に応じて、翼体２０・２０・・・の数や大きさ等を適宜変更することが好ましい。

前記スクレーパ１７・１７は、図６にも示す如く、処理槽１２内における回転軸１９の両端部にそれぞれ固設された板状体である。スクレーパ１７・１７の形状は曲面状に形成された処理槽１２の閉塞面に合わせてその周縁部が曲線状とされており、処理槽１２の内壁との間に殆ど間隙のできないように配設される。
このスクレーパ１７・１７と、翼体２０・２０・・・とが一体的に回転することによって、処理槽１２内の閉塞面に固着しようとする処理物が撹拌・破砕される。

前記飛散防止用プレート１８・１８・・・は、図７にも示す如く、処理槽１２内における回転軸１９のスクレーパ１７・１７間に配置される。本実施例では、翼体２０・２０・・・の数に合わせて五枚のプレートが、回転軸１９を中心として放射状に配置され、該回転軸１９に固設される。
この飛散防止用プレート１８・１８・・・によって、翼体２０・２０・・・による攪拌作用により飛散する処理物が低減される。

前記翼体２０は、図８にも示す如く、回転軸１９に略直交するようにその基部が固設された二本の脚３１・３１から成る脚部２９と、該脚部２９の端部に固設された翼部３０とで構成される。

前記二本脚の脚部２９は、一本脚の構造と比較して、抵抗を抑制しながらも、剛性が大きい。また、脚３１・３１は回転軸１９に貫設されることによって、脚３１・３１と回転軸１９との接続部の剛性の向上が図られている。
水分を多く含有する処理物は比較的重量物であるため、攪拌時に翼体２０に掛かる負荷は大きい。このため、翼体２０の剛性を高めることは減圧乾燥機１０の用途を広げ、また、耐久性を高めるという点において望ましい。

前記翼体２０の翼部３０を形成するプレート３２は、回転軸１９に対して傾斜を有して配置される。該プレート３２の両側面には、該側面より略直交する方向に突出する板状のリブ３３・３３・・・が該複数形成される。このリブ３３により、プレート３２の補強と、翼体２０による撹拌・破砕効率の向上が図られている。

また、前記プレート３２の、処理槽１２の内壁と面する周縁部は、内壁との間隙が殆どないように該内壁に合わせて形成され、内壁に固着しようとする処理物を効率よく掻き出すことが可能である。これに加え、前述の如く、処理槽１２内壁が、角のない形状とされることによって、より効果的に処理槽１２内壁への処理物の固着を防止することができる。処理槽１２の内壁への処理物の付着を防止することで、付着による熱伝導ロスの低減や、焦げ付きの防止や、壁面への処理物の接触熱効率の向上を図ることができる。
なお、前記プレート３２と、処理槽１２の内壁とは、当接しない程度に離間され、処理槽１２内壁のフッ素樹脂被覆の剥離が防止されている。

そして、翼体２０の翼部３０は、脚部２９より着脱可能とされる。翼体２０の脚部２９を構成する脚３１・３１の一側端部には、翼部３０の固定プレート３１ａが設けられ、該固定プレート３１ａに翼部３０が、螺着される。
上述のように、翼部３０を着脱可能とすることによって、処理物に応じて適した形状の翼部３０に取り替えることができ、また、翼部３０と処理槽内壁との離間距離の調整が容易となる。

なお、図９及び図１０に示す如く、前記翼体２０の翼部３０として、板体の両側部を処理槽１２の内壁に向けて折り曲げて起立面を形成した略門状の部材を採用することもできる。図９及び図１０に示す実施例においては、板体の両端側を略３０度処理槽１２の内壁に向けて折り曲げて翼部３０が形成される。
前記翼部３０は、翼体２０の回転方向上流側と下流側とのそれぞれに、起立面が存在するように配置されて、ボルト等の締結部材にて脚３１に固定される。
上記構成の翼体２０では、翼部３０の回転方向上流側と下流側との双方の起立面にて処理槽１２の内壁側に集まる処理物を押し出し、撹拌することができる。

また、翼体２０の翼部３０が常に処理槽１２の内壁に当接するように付勢されたものを採用できる。但し、この場合には、処理槽１２の内壁面はフッ素樹脂加工されないものとする。
図１１及び図１２に示す如く、撹拌翼の脚３１・３１に固設された固定プレート３１ａには、該固定プレート３１ａに対して着脱可能に交換用翼部３４が取り付けられる。交換用翼部３４は、内周側フレーム３４ｈと、該内周側フレーム３４ｈよりも外周側に位置する外周側フレーム３４ｂと、内周側フレーム３４ｈ及び外周側フレーム３４ｂ間を近接可能に連結するリンク３４ｃと、外周側フレーム３４ｂに固定されたスクレーパ３４ａとで構成される。外周側フレーム３４ｂに固設されたバネ受け３４ｅと、固定プレート３１ａに挿入されたバネ受けボルト３４ｆとの間に、付勢バネ３４ｇが配設されており、該付勢バネ３４ｇにより外周側フレーム３４ｂが外周側に付勢される。なお、バネ受けボルト３４ｆによって該付勢バネ３４ｇの付勢力を調整することができる。
このようにして、外周側フレーム３４ｂが外周側へ付勢されることにより、外周側フレーム３４ｂより少なくとも一部が外周側に位置するスクレーパ３４ａは、処理槽１２の内壁１２ｆの凹凸に追従し、翼体２０が回転しても、常に処理槽１２の内壁１２ｆに当接した状態を保持する。これにより、翼体２０を構成する交換用翼部３４により処理槽１２の内壁１２ｆに固着しようとする処理物を強力に掻き取ることができる。

［フィルタユニット２２］
次に、前記処理槽１２の排気口１２ｃと、該排気口１２ｃに接続する吸引管２３との間に、着脱可能に介挿されたフィルタユニット２２の構造について詳細に説明する。
図１３にも示す如く、処理槽１２の胴部１３の上部に開口された排気口１２ｃは、筒状に上方に突出し、該突出部の端部にはフランジ１２ｋが形成される。該フランジ１２ｋは、フィルタユニット２２に設けられたフランジ２４ｂと連結することができ、排気口１２ｃには該フィルタユニット２２を介して真空ポンプ５６に連結された吸引管２３が連結される。

前記フィルタユニット２２は、図１４に示す如く、上下にフランジ２４ａ・２４ｂを形成した筒体であるフィルタケース２４と、該フィルタケース２４内に着脱可能に設けられたフィルタ本体２５とで構成される。

前記フィルタケース２４は、処理槽１２の排気口１２ｃに形成されたフランジ１２ｋに固定するためのフランジ２４ｂと、吸引管２３に形成されたフランジ２３ａに固定するためのフランジ２４ａとが、筒体から成る胴部２４ｃに固設されて成る。そして、前記胴部２４ｃには、フィルタ本体２５を挿入できる開口部が設けられ、フランジ２４ａ・２４ｂにはフィルタ本体２５を固定するための固定部２４ｄが設けられる。

一方、前記フィルタ本体２５は、筒状の枠体２５ｃと、該枠体２５ｃに固定されたフィルタケース２４の固定部２４ｄに固定するための固定部２５ｂと、枠体２５ｃに固定された飛散物返し２７・２７・・・及びフィルタ２６とで構成される。
前記フィルタ２６は、ステンレスウール又はグラスファイバー等で成り、フィルタ本体２５ごとフィルタケース２４から取り出して、フィルタ２６を取り替えることができる。

また、飛散物返し２７・２７・・・はステンレス等の反応しにくい材料から成る山型板状体であって、複数の飛散物返し２７・２７・・・は排気方向に複数段に互い違いに並べて配置される。該飛散物返し２７・２７・・・・は、前後または左右平行に枠体２５ｃに横架して一層とし、断面視Ｖ字の開放側を下方に向けて上下二層配置し、上下の飛散物返し２７と飛散物返し２７は前後または左右で交互に配置し、平面視で一部重複するように配置される。但し、三層以上配置することも可能である。
なお、飛散物返し２７・２７・・・にフッ素樹脂加工を施して、飛散物返し２７・２７・・・への飛散物の付着を防止することもできる。

飛散物返し２７・２７・・・は、図１５に示す如く、処理槽１２内部から排気口１２ｃへ飛散してきた飛散物Ｐ・Ｐ・・・を処理槽１２内部側へはね返すことができ、また、排気口１２ｃから真空ポンプ５６によって吸引される気体の経路を阻害することがない。この飛散物返し２７・２７・・・を処理槽１２の排気口１２ｃに設けることにより、吸引管２３を通過するのは気体のみとなり、吸引管２３や、該吸引管２３に連結された熱交換器３７や、真空ポンプ５６等の、汚染及び機能低下を防止することができる。これにより吸引管２３や熱交換器３７、真空ポンプ５６等のメンテナンスが容易となり、また、これらの耐久性を向上させることができる。さらに、処理槽１２より吸引された気体に含まれる不純物の量が低減され、分離能率を向上させることができる。

なお、図１３に示す如く、前記フィルタ２６及び飛散物返し２７を洗浄するための洗浄水を吐出するノズル４５が吸引管２３に設けられる。減圧乾燥機の運転前やメンテナンス時に、ノズル４５より洗浄水を吐出することによって、フィルタ２６及び飛散物返し２７に付着している飛散物等を取り除くことができる。これにより、フィルタユニット２２を取り外すこと無く、該フィルタユニット２２の簡易なメンテナンスを行うことができる。

［減圧乾燥機を採用した廃液処理システム］
次に、前記減圧乾燥機１０を採用した廃液処理システムの一例について説明する。
廃液処理システムは、メッキ・プリント基板・塗装・化学工場・有機・金属加工工場等から排出される濃厚廃液を、化学的に前処理したのち、減圧乾燥機１０で急速乾燥するシステムである。この廃液処理システムを利用することにより、処理時間が短縮され、また、従来と比較して設備をコンパクトにすることができるため、産業処理コストを大幅に削減することができる。さらに、廃液処理システムにより発生する処理水は再利用水として利用することができ、また、残渣物は、再生に付すことができるため、資源の有効利用を図ることができる。

図１６に示す如く、廃液処理システムには、廃液を流入させる反応槽３９と、減圧乾燥機１０と、処理水槽４０と、減圧乾燥機１０の処理槽１２内の処理物を加熱する加熱手段としての加熱システム３５と、処理槽１２より吸引された気体を冷却して液体とする冷却手段としての熱交換器３７及び冷却システム３６が備えられる。
この廃液処理システムで処理される廃液には、金属や有機物等が含有されており、このシステムによれば、廃液中の含有物を沈殿物（固体）としたのち、固体と液体とに分離して、液体を再利用水として、固体を残渣物として取り出すことができる。残渣物は、再利用や再生等に付すことができる。

反応槽３９に投入された廃液は、該反応槽３９内において酸化・還元・ｐＨ調整等の化学反応により廃液の含有物を沈殿物（固体）とされ、ｐＨが調整された後、減圧乾燥機１０の処理槽１２内の減圧を利用して、減圧乾燥機１０へ圧送される。
減圧乾燥機１０では、処理物の乾燥が行われ、処理物に含有されていた水分は気化して減圧乾燥機１０より排出されて処理水槽４０へ移送され、この間に、熱交換器３７において液化される。また、減圧乾燥機１０に残った乾燥処理後の残渣物は取り出されて再生・再利用に付される。

なお、上記反応槽３９として、加圧式反応槽３９を採用することもできる。加圧式反応槽３９は、反応槽３９内の廃液をポンプ３８にて減圧乾燥機１０へ圧送する移送管内において、加圧雰囲気で薬品の添加を行うことによって、移送管内で反応させるものである。加圧雰囲気では、高温状態での化学反応と同様に反応速度が高まるため、省スペースを実現しながらも、短時間で反応を行うことができる。

次に、前記減圧乾燥機１０と加熱システム３５と冷却システム３６のシステム構成について詳細に説明する。
図１７に示す如く、減圧乾燥機１０の処理槽１２に形成されたジャケット１３ａ・１４ａには、加熱システム３５より熱媒を供給する移送管７０と、加熱システム３５へ使用後の熱媒を返送する移送管７１が連結されており、該加熱システム３５により温度調整が為された熱媒が処理槽１２のジャケット１３ａ・１４ａ内に供給され、また、加熱に利用され温度が低下した熱媒は再び加熱システム３５に返送されて加熱される。

前記減圧乾燥機１０の処理槽１２に設けられた供給口１２ａには、反応槽３９から減圧乾燥機１０へ廃液を移送する移送管が連結されており、該移送管には廃液供給弁４７が備えられている。該廃液供給弁４７は、後述する制御装置１１０の制御を受けて開閉される。
また、前記減圧乾燥機１０の処理槽１２に形成された排出口１２ｂには開閉式の排出弁１２ｈが備えられており、該排出弁１２ｈは制御装置１１０の制御を受けて開閉し、処理槽１２内の残渣物が排出口１２ｂより排出される。

前記減圧乾燥機１０の処理槽１２に設けられた排気口１２ｃには、フィルタユニット２２を介して吸引管２３が連結されており、該吸引管２３にはプレート式熱交換器３７が接続される。
前記吸引管２３には、逃がし弁４６が備えられる。該逃がし弁４６は、制御装置１１０の制御を受けて開閉される。
また、吸引管２３にはフィルタユニット２２を洗浄するための洗浄水を供給するノズル４５が備えられており、該ノズル４５からは洗浄水がフィルタユニット２２に向かって散水される。

前記熱交換器３７には、減圧乾燥機１０の処理槽１２の排気が吸引管２３を通して送られ、該熱交換器３７において冷却されて液化される。
また、熱交換器３７には移送管７２が接続されており、熱交換器３７において液化された処理槽１２の排気は該移送管７２を通って分離タンク５３まで送られる。さらに、液化された排気は分離タンク５３より排水ポンプ５４によって、排水口５５を通って処理水槽４０まで送られる。

なお、処理槽１２の気体排出のためにモータ式の真空ポンプ５６を備える代わりに、図１８に示す如く、水エジェクタ式の真空ポンプ５６を備えることができる。
この場合、前記分離タンク５３に、真空ポンプ５６が連結される。従って、減圧乾燥機１０の処理槽１２、吸引管２３、移送管７２の内部は、真空ポンプ５６によって吸引されて減圧雰囲気となっている。この真空ポンプ５６によって、処理槽１２内で処理物より発生した蒸気が吸気口１２ｃより排気され、熱交換器３７で液化されたのち分離タンク５３まで送られる。

また、水エジェクタ式の真空ポンプ５６の流水ルートを利用して、前記熱交換器３７の冷却水を循環させることができる。
図１８に示す如く、熱交換器３７では、冷却システム３６より供給される冷媒によって処理物より発生した蒸気の冷却が行われる。冷却システム３６では、冷却塔５０とポンプ５２とを具備する冷媒の循環回路７３が構成される。
また、冷媒の循環回路７３には、水エジェクタ式の真空ポンプ５６に利用される吸引用水の循環回路７４が連結される。吸引用水の循環回路７４には、真空ポンプ５６と環水ポンプ５８とが設けられており、環水ポンプ５８によって冷媒が吸引用水の循環回路７４を循環する。そして、真空ポンプ５６ではこの冷媒の流れを利用して真空吸引している。

［廃液処理システムの自動制御］
続いて、廃液処理システムの制御構成について説明する。
図１９に示す如く、廃液供給弁４７に供給弁開閉駆動手段４７ａが、逃がし弁４６に逃がし弁開閉駆動手段４６ａが、排出弁１２ｈに排出弁開閉駆動手段１５ａが、それぞれ設けられる。各開閉駆動手段は、本実施例においてはエアシリンダである。
前記、供給弁開閉駆動手段４７ａ、逃がし弁開閉駆動手段４６ａ、及び排出弁開閉駆動手段１５ａは、制御装置１１０に接続され、該制御装置１１０の制御を受けて動作する。
前記制御装置１１０には、減圧乾燥機１０へ供給される廃液の残渣物濃度を検出する濃度センサ１１１が接続される。
また、前記制御装置１１０には、真空ポンプ５６及び攪拌翼駆動手段としてのモータ１６が接続され、これらは制御装置１１０の制御を受けて動作する。

廃液処理システムの運転は、減圧乾燥機１０への処理物を投入と、残渣物の排出とを、オペレータが操作する手動操作式や、これらの動作を制御装置１１０によって制御し行う自動運転式とすることができる。
減圧乾燥機１０を自動運転式とするときは、廃液供給弁４７を定期的に開閉し、処理槽１２内の残渣物が所定量となれば、排出弁１２ｈを開放して、残渣物を排出するように制御される。

図２０の流れ図に示す如く、まず、濃度センサ１１１にて検出された減圧乾燥機１０に供給される廃液の残渣物濃度が制御装置１１０において取得されると（Ｓ２０）、これに基づいて、廃液供給弁４７の設定開閉回数Ｎが算出される（Ｓ２１）。

残渣物濃度は、所定単位量の廃液から得られる残渣物の量である。また、一回の廃液供給弁４７の開放によって処理槽１２内に流入する廃液の量は減圧乾燥機１０により略一定であるとする。よって、廃液供給弁４７が設定開閉回数Ｎだけ開閉操作が行われ、この間に処理槽１２に流入した廃液を減圧乾燥機１０にて乾燥処理することによって、所定の排出時残渣物量が得られることになる。本実施例では、処理槽１２の約１／３の内容量を排出時残渣物量とし、この排出時残渣物量と、残渣物濃度と、一回の廃液供給弁４７の開放によって処理槽１２内に流入する廃液の量とに基づいて設定開閉回数Ｎが算出される。

続いて、制御装置１１０では、処理槽１２内の強制排気を開始するように真空ポンプ５６に制御信号が送信される（Ｓ２２）。そして、開閉回数がゼロにリセットされたうえで（Ｓ２３）、廃液供給弁４７の一連の開閉動作を行うように、供給弁開閉駆動手段４７ａに制御信号が送信される（Ｓ２４）。
廃液供給弁４７が一連の開閉動作を行うことによって、一回分の廃液が処理槽１２内に流入して、処理槽１２での乾燥処理が開始され、時間計測が開始される（Ｓ２５）。
制御装置には予め試験的に求められた一回の乾燥処理に要する時間である乾燥処理単位時間ｔが入力されており、乾燥処理の開始から乾燥処理単位時間ｔが経過すれば（Ｓ２６）、一回の乾燥処理が終了したものと判断され、時間計測が終了されるとともに、条件分岐Ｓ２７に移行される。

条件分岐Ｓ２７では、今回の乾燥処理に係る廃液供給弁４７の開閉回数ｎが設定開閉回数Ｎであるかどうかが判断され、設定開閉回数Ｎよりも少なければ、開閉回数ｎを一つ増やして（Ｓ３４）、次の廃液供給弁４７の開閉操作に移行する。また、条件分岐Ｓ２７において、今回の乾燥処理に係る廃液供給弁４７の開閉回数ｎが設定開閉回数Ｎであれば、残渣物の排出を開始する。

残渣物の排出を開始すれば、制御装置１１０では、処理槽１２の強制排気を停止するように真空ポンプ５６に制御信号が送信され（Ｓ２８）、逃がし弁４６を開放して処理槽１２を常圧とするために逃がし弁開閉駆動手段４６ａに制御信号が送信される（Ｓ２９）。

そして、排出弁１２ｈを開放するとともに、残渣物が排出口１２ｂ側へ押し出される方向に攪拌翼２１を回転駆動させるように、排出弁開閉駆動手段１５ａ及びモータ１６に制御信号が送信される（Ｓ３０・Ｓ３１）。
残渣物の排出が終了すれば、制御装置１１０では、排出弁１２ｈ及び逃がし弁４６を閉鎖するように排出弁開閉駆動手段１５ａ及び逃がし弁開閉駆動手段４６ａに制御信号が送信され（Ｓ３２・Ｓ３３）、一連の乾燥処理が終了する。

なお、乾燥処理単位時間ｔを計測するのではなく、処理槽１２内の水分濃度を検出するセンサを設け、該センサからの信号に基づいて、一回の乾燥処理の終了を判断するように構成することもできる。

ここで、減圧乾燥機に係る第二実施例について説明する。
図２１は本発明の第二実施例に係る減圧乾燥機の構造を示すブロック図、図２２は減圧乾燥機を示す正面図、図２３は減圧乾燥機を示す背面図である。

図２１乃至図２３に示す如く、本実施例に係る減圧乾燥機１２０は、おから等の水分を含む食品を乾燥させるための減圧乾燥機である。
減圧乾燥機１２０では、処理槽１２１内にて、処理物に対して減圧加熱を行うことによる乾燥処理が行われる。処理槽１２１は、略垂直方向に伸延する筒体であって、上部に処理物の投入口１２２が開口されており、下部に乾燥後の処理物の排出口１２４が開口される。排出口１２４には、開閉式のシャッタ１２５が設けられており、該シャッタ１２５が制御装置の制御を受けて開閉することによって、乾燥後の処理物を排出口１２４より取り出すことができる。
また、処理槽１２１の底部には撹拌翼１２３が設けられる。撹拌翼１２３は処理槽１２１の下方に配設された駆動モータ１２８により回転駆動され、乾燥処理時に撹拌翼１２３を回転駆動することによって、処理物の処理槽１２１内壁への固着を防止するともに、処理物の処理槽１２１内壁への積極的な接触を促すことによって乾燥が促進される。

前記処理槽１２１内部、撹拌翼１２３の表面及び撹拌翼１２３の回転軸等の、処理槽１２１内部において処理物と接触する部分は、全てフッ素樹脂加工が施される。これは、処理物の固着を防止するとともに、本減圧乾燥機１２０の使用目的が食品の乾燥であることから、乾燥処理毎に処理槽１２１内の洗浄を行う必要があるが、この洗浄作業において、エアで付着物を吹き飛ばすことができ、また、付着物をこすり落とすこと無く簡易に水洗浄することができるようにするためである。

前記処理槽１２１の外周には、ジャケット１３５が形成されており、蒸気入口１２６より蒸気をジャケット１３５内へ導入し、蒸気出口１２７よりジャケット内の蒸気が排出される。ジャケット１３５内の蒸気にて、処理槽１２１の壁が熱され、該処理槽１２１内壁に接触している処理物が伝導加熱される。

そして、乾燥処理時には前記処理槽１２１内部の気体は断続的に外部へ強制排出されて、処理槽１２１内部は減圧状態とされる。処理槽１２１に設けられた排気口１３４より、処理物から蒸発した水分が排出される。該排気口１３４とウォータセパレータ１３１との間は、排気管１３６で接続され、該排気管１３６には熱交換器１２９が備えられて、該排気管１３６を通過する水分が冷却されて気体から液体に状態変化してウォータセパレータ１３１に到達する。ウォータセパレータ１３１内の気体は、真空ブロワ１３２にて強制的に排出され、ウォータセパレータ１３１内は減圧状態とされており、これにより、処理槽１２１内部の空気が強制的に排出されて減圧状態とされる。
また、ウォータセパレータ１３１には、水タンク１３０が接続されており、ウォータセパレータ１３１を通過した液体は水タンク１３０に流入する。従って、水タンク１３０に流入し貯溜される液体は処理槽１２１内にて処理物より蒸発した水分である。

上述の構成の減圧乾燥機１２０において、投入口１２２より処理槽１２１内に投入された処理物は、蒸気ジャケット１２６により加熱されるとともに、真空ブロワ１３２によって減圧された処理槽１２１の雰囲気のなかで、撹拌翼１２３にて撹拌される。これにより、処理物の水分が蒸発し、水分は排気口１３４より処理槽１２１の外部へ排出される。処理槽１２１より排出された水分は、熱交換器１２９によって気体から液体に状態変化して水タンク１３０に貯溜される。水タンク１３０では、所定のレベルまで水が溜まれば排水ポンプ１３３が駆動されて排水される。

ここで、減圧乾燥機に係る第三実施例について説明する。
図２４は本発明の第三実施例に係る減圧乾燥機を示した正面図、図２５は同じく平面図、図２６は減圧乾燥機の内部構成を示す平面図、図２７は減圧乾燥機の内部構成を示す左側面図、図２８は減圧乾燥機の内部構成を示す右側面図、図２９は減圧乾燥機における真空ポンプの構成を説明する図、図３０はヒータによる熱媒の加熱構成を示す図である。

本第三実施例に係る減圧乾燥機は、処理槽の加熱システムや真空ポンプ等を一体化した、小型の減圧乾燥機であって、主に、一般家庭や飲食店等において用いることを目的としたものである。このような、一体型の減圧乾燥機においても、前記第一実施例における減圧乾燥機に設けたものと同様の機能を有する、撹拌翼や飛散防止プレート、フィルタユニット等を設けることができる。

図２４乃至図２８に示す如く、減圧乾燥機８０では、箱形の筐体８１に処理槽８５、エジェクタ９６、ヒータ８７、モータ９５等が内装され、該筐体８１の上面後部には上方へ突出したコントロール部８１ａが形成され、該コントロール部８１ａに熱媒供給扉８３、運転モニタ８４等が備えられる。筐体８１の下面には、キャスター９１・９１・・・が備えられ容易に移動できる。

処理槽８５は筒状であって、その上部に投入口８５ｄと排気口８２ｃが設けられ、また、その一側端部は閉塞されており、他側端部には排出口８５ａが形成される。排出口８５ａは減圧乾燥機８０の一側面に向けて開口されており、排出口８５ａは開閉可能な排出弁９０によって閉塞される。
そして、処理槽８５の筒周面と閉塞面との接続部は面取り形状とされ、また、閉塞面は球面状に形成されて、処理槽８５の内壁は曲面で形成される。

また、前記処理槽８５の筒周面には、ジャケット８５ｂが形成される。このジャケット８５ｂは、熱媒を貯溜するためのものであり、該熱媒によって処理槽８５が加熱される。処理槽８５は壁面伝導加熱式として、処理槽８５に投入される処理物を処理槽８５の壁面全体から効率的に伝導加熱できる。
なお、図３０にも示す如く、処理槽８５に形成されたジャケット８５ｂの下部に挿入された状態でヒータ８７が配設され、該ヒータ８７によって熱媒が加熱される。

前記処理槽８５の上部に設けられた投入口８５ｄは、筐体８１の上部に向けて開口され、該投入口８５ｄには開閉可能な供給弁８２が備えられる。供給弁８２は、アクチュエータとしてのシリンダ９３によって開閉操作されるものとし、処理物投入時に、オペレータの両手を処理物投入のために使用することができるように考慮されている。また、供給弁８２には処理槽８５内部を目視するための覗き窓８２ａが設けられる。
また、前記処理槽８５に設けられた排気口８２ｃには、層状に配設されたフィルタ１００及び飛散物返し１０１が着脱可能に取り付けられ、該排気口８２ｃに吸引管９２が連結されており、該吸引管９２はエジェクタ９６に連結される。

そして、前記処理槽８５には、略水平方向に配置された回転軸８９が貫設され、該回転軸８９には撹拌翼８８・８８・・・が固設される。回転軸８９は、処理槽８５側方に配置されたモータ９５によって回転駆動され、これにより、処理槽８５内の処理物は、加熱されるとともに、回転する撹拌翼８８・８８・・・によって撹拌・破砕される。

なお、前記撹拌翼８８・８８・・・は、処理槽８５の内壁との間の間隙がなるべく小さくなるように形成されて、処理槽８５内壁への処理物の固着による熱伝導効率の低下を防止するものとしている。また、処理槽８５の閉塞側の側部に位置する撹拌翼８８は、該撹拌翼８８を形成するプレートの形状が、処理槽８５の丸く成形された閉塞側側部に沿うように、その周縁部が曲線状に形成されて、円曲面により形成される処理槽８５の閉塞側側部にある処理物も残すこと無く撹拌できる。

そして、前記撹拌翼８８は脚部８８ａと翼部８８ｂとで構成され、回転軸８９に固設された脚部８８ａに対して、翼部８８ｂが着脱可能に螺結される。
また、回転軸８９には、その周囲から放射状に複数の板状部材が突出した状態に固設されて、飛散防止プレート１０２とされる。さらに、処理槽１２の奥部に位置する場所には該処理槽１２の奥部形状に合致したスクレーパ１０３が回転軸８９に固設されて、処理槽１２の奥部まで処理物が固着しないように撹拌することができるようにしている。

また、前記処理槽８５には、処理時に処理槽８５の内部を減圧雰囲気とするための真空ポンプとしてのエジェクタ９６が備えられており、吸引用水を貯蓄する水タンク８６が処理槽８５側方に配設される。
図２９にも示す如く、給水口９７から流入された吸引用水は、自動給水弁９８が備えられた水タンク８６に貯溜される。そして、減圧乾燥機８０の運転時には、水タンク８６上部に配置されたポンプ９４によって、水タンク８６内の吸引用水が、エジェクタ９６へ圧送され、再び水タンク８６内へ戻される間に、処理槽８５内の気体が吸引用水に取り込まれて吸引され、処理槽８５内が減圧状態となる。
なお、水タンク８６には、気泡分離板が備えられており、エジェクタ９６によって吸引用水内に取り込まれた処理槽８５内の気体は、該気泡分離板によって分離され、水タンク８６内からポンプ９４によって吸い上げられる吸引用水には気泡が混入しないようにされる。

上述の減圧乾燥機８０では、まず、供給弁８２を開放して投入口８５ｄより処理物を投入し、供給弁８２を閉じたのち、減圧乾燥機８０の運転を開始する。運転中は、撹拌翼８８・８８・・・の回転による処理物の撹拌・破砕と、エジェクタ９６による処理槽８５内部の真空引きと、ジャケット８５ｂへの熱媒の流入による処理物の壁面伝導加熱とが行われて、処理物が減圧雰囲気で撹拌されながら加熱され、乾燥される。
乾燥した処理物は、減圧乾燥機８０の筐体８１側面に位置する排出弁９０を開放して、処理槽８５の排出口８５ａより処理槽８５の外へ排出する。このとき、撹拌翼８８・８８・・・は回転駆動されており、撹拌翼８８・８８・・・の回転により処理槽８５内の処物が排出口８５ａ側へ搬送される。

本発明の第一実施例に係る減圧乾燥機を示す正面図。 同じく側面図。 同じく平面図。 減圧乾燥機の処理槽の内部構造を示す正面図。 排出弁の開閉状態を示す図。 撹拌翼とスクレーパを示す処理槽の側面図。 撹拌翼と飛散防止用プレートを示す処理槽の側面図。 撹拌翼の構成を示す正面図。 撹拌翼の第一の別形態を示す正面図。 同じく側面図。 撹拌翼の第二の別形態を示す正面図。 同じく側面図。 排気口及びフィルタユニットを示す断面図。 フィルタユニットの構成を示す断面図。 フィルタユニットの機能を示す断面図。 廃液処理システムの構成を示す図。 廃液処理システムにおける減圧乾燥機のシステムを示すブロック図。 廃液処理システムにおける減圧乾燥機のシステムの別形態を示すブロック図。 エアシリンダの作動機構を示すブロック図。 廃液供給弁の作動を示す流れ図。 本発明の第二実施例に係る減圧乾燥機の構造を示すブロック図。 減圧乾燥機を示す正面図。 減圧乾燥機を示す背面図。 本発明の第三実施例に係る減圧乾燥機を示した正面図。 同じく平面図。 減圧乾燥機の内部構成を示す平面図。 減圧乾燥機の内部構成を示す左側面図。 減圧乾燥機の内部構成を示す右側面図。 減圧乾燥機における真空ポンプの構成を説明する図。 ヒータによる熱媒の加熱構成を示す図。

１０ 減圧乾燥機
１２ 処理槽
１２ｃ 排気口
１７ スクレーパ
１８ 飛散防止用プレート
２０ 撹拌翼
２１ 回転体
２２ フィルタユニット
２６ フィルタ
２７ 飛散物返し
３７ 熱交換器

Claims (4)

1. 強制排気による減圧雰囲気の処理槽内で、処理物を攪拌しながら加熱する減圧乾燥機において、
   前記処理槽を強制排気するための排気口に、山型板状体で成る飛散物返しを、排気方向に複数段に互い違いに並べて配置したことを特徴とする減圧乾燥機。
2. 前記飛散物返しよりも排気口外側にフィルタを設け、
   前記飛散物返しとフィルタとを一体的に操作可能な一ユニットとして構成したことを特徴とする、
   請求項１に記載の減圧乾燥機。
3. 前記処理槽の排気口と該排気口に接続する吸引管との間に、着脱可能に筒体を介挿し、該筒体内に飛散物返しとフィルタとを設けたことを特徴とする、
   請求項２に記載の減圧乾燥機。
4. 前記フィルタに対して洗浄水を噴射可能とするノズルを設けたことを特徴とする、
   請求項２又は請求項３に記載の減圧乾燥機。

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