JP6612480B1 - 乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被乾燥物を短時間で低含水率となるように乾燥させることができる乾燥装置を提供する。【解決手段】乾燥装置１０は、筐体１２と、ヒーター１６と、クーラー１８と、水蒸気供給手段２２と、排気手段２４と、送風機２６と、制御部２８とを備えている。ヒーター１６は、ヒーター用熱交換器６４と、第１水蒸気供給管６６と、第１開閉弁３０ａとを有している。クーラー１８は、クーラー用熱交換器７２と、冷却液供給管７４と、第２開閉弁３０ｂとを有している。水蒸気供給手段２２は、第１水蒸気供給管６６から分岐して配管された第２水蒸気供給管８４と、第３開閉弁３０ｃとを有している。排気手段２４は、排気管８８と、第４開閉弁３０ｄとを有している。制御部２８は、各開閉弁３０ａ〜３０ｄの開閉動作を制御することによって、「熱風乾燥運転」、「除湿乾燥運転」および「殺菌運転」を切り換えて実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、食品などの被乾燥物を低含水率となるように乾燥させる乾燥装置に関する。

従来の乾燥装置として、熱風を用いて被乾燥物を乾燥させる熱風乾燥装置がある。しかしながら、一般的な熱風乾燥装置では、高温の熱風を用いるため、熱変性温度が低い被乾燥物の乾燥には適さないという問題があった。また、熱風の湿度は外気の湿度の影響を受け易いため、被乾燥物の含水率を低くすることが困難であるという問題があった。そこで、特許文献１に記載されているような除湿乾燥装置が用いられることがあった。

特開２００３−１２１０７２公報

従来の除湿乾燥装置（特許文献１）によれば、外部から取り込んだ外気に含まれる水蒸気や、被乾燥物から発生した蒸発物を、冷却器で凝縮させて液体として排出することができるので、被乾燥物を低温で乾燥させることができるとともに、被乾燥物の含水率を低くすることができる。しかしながら、除湿乾燥装置では、熱風乾燥装置に比べて乾燥に長時間を要するという問題があった。

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、被乾燥物をより短時間で低含水率となるように乾燥させることができる、乾燥装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る乾燥装置の特徴は、被乾燥物を収容する筐体と、前記筐体の内部の空気を加熱するヒーターと、前記筐体の内部の空気を冷却するクーラーと、前記筐体の内部に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、前記筐体の内部の空気および水蒸気を排出する排気手段と、前記筐体の内部の空気および水蒸気を循環させる送風機とを備え、前記ヒーターは、熱媒体として水蒸気を用いるヒーター用熱交換器と、前記ヒーター用熱交換器に水蒸気を供給する第１水蒸気供給管と、前記第１水蒸気供給管の管路を開閉する第１開閉弁とを有しており、前記クーラーは、熱媒体として冷却液を用いるクーラー用熱交換器と、前記クーラー用熱交換器に冷却液を供給する冷却液供給管と、前記冷却液供給管の管路を開閉する第２開閉弁とを有しており、前記水蒸気供給手段は、前記第１水蒸気供給管から分岐して配管され、前記筐体の内部に連通する第２水蒸気供給管と、前記第２水蒸気供給管の管路を開閉する第３開閉弁とを有しており、前記排気手段は、前記筐体の内部に連通する排気管と、前記排気管の管路を開閉する第４開閉弁とを有していることにある。

この構成では、第１開閉弁を開状態にし、第２開閉弁を閉状態にし、第３開閉弁を閉状態にし、第４開閉弁を開状態にする熱風乾燥運転と、第１開閉弁を開状態にし、第２開閉弁を開状態にし、第３開閉弁を閉状態にし、第４開閉弁を閉状態にする除湿乾燥運転と、第２開閉弁を閉状態にし、第３開閉弁を開状態にする殺菌運転とを切り換えて実行することができる。また、水蒸気供給手段の第２水蒸気供給管は、ヒーターの第１水蒸気供給管から分岐して配管されているので、水蒸気供給手段およびヒーターに対して水蒸気の発生源は１つでよく、製造コストを低く抑えることができる。

本発明に係る乾燥装置の他の特徴は、前記筐体の内部に空気を取り入れる吸気手段を備え、前記吸気手段は、前記筐体の内部に連通する吸気管と、前記吸気管の管路を筐体の内部へ向かう方向にのみ開く逆止弁とを有していることにある。

この構成では、吸気管から筐体の内部に空気を取り入れることができるので、筐体の内部に満たされた水蒸気が急速に凝縮された場合でも、筐体が変形することを抑制できる。また、吸気管には逆止弁が設けられているので、吸気管から水蒸気が漏れることを抑制できる。

本発明に係る乾燥装置の他の特徴は、前記クーラーで冷却されることによって凝縮された凝縮液を受けるように前記クーラー用熱交換器の下方に設けられた受け皿を有する凝縮液回収手段を備えることにある。

この構成では、クーラーで冷却されることによって凝縮された凝縮液を受け皿で受けることができるので、被乾燥物から蒸発した蒸発物を凝縮液として回収できる。

本発明に係る乾燥装置の他の特徴は、前記第１開閉弁、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁および前記第４開閉弁のそれぞれの開閉動作を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記第１開閉弁を開状態に制御し、前記第２開閉弁を閉状態に制御し、前記第３開閉弁を閉状態に制御し、前記第４開閉弁を開状態に制御する熱風乾燥運転と、前記第１開閉弁を開状態に制御し、前記第２開閉弁を開状態に制御し、前記第３開閉弁を閉状態に制御し、前記第４開閉弁を閉状態に制御する除湿乾燥運転と、前記第２開閉弁を閉状態に制御し、前記第３開閉弁を開状態に制御する殺菌運転と、を切り換えて実行することにある。

この構成では、「熱風乾燥運転」、「除湿乾燥運転」および「殺菌運転」を制御部で切り換えて実行することができる。

本発明に係る乾燥装置の他の特徴は、前記制御部は、前記熱風乾燥運転を実行して前記被乾燥物の温度を上昇させた後、前記除湿乾燥運転を実行することにある。

この構成では、除湿乾燥運転を実行する前に、熱風乾燥運転を実行して被乾燥物の温度を急速に上昇させることができるので、被乾燥物を低含水率となるまで短時間で乾燥させることができる。

本発明に係る乾燥装置の他の特徴は、前記筐体の内部の温度を測定する室温センサーを備え、前記ヒーターは、前記ヒーター用熱交換器の内部の水蒸気を排出する排気管と、前記排気管の管路を開閉する第５開閉弁とを有しており、前記制御部は、前記室温センサーの測定温度が予め設定された乾燥温度を越えたときに前記第１開閉弁を閉状態に制御するとともに、前記第５開閉弁を開状態に制御し、前記室温センサーの測定温度が前記乾燥温度よりも低くなったときに前記第１開閉弁を開状態に制御するとともに、前記第５開閉弁を閉状態に制御することにある。

この構成では、第１開閉弁を閉状態に制御するとともに、第５開閉弁を開状態に制御することによって、ヒーター用熱交換器の内部の水蒸気を速やかに排出でき、筐体の内部の温度上昇を効果的に抑制できる。したがって、筐体の内部の温度を上昇させる際には、予め設定された乾燥温度を越えるオーバーシュートを抑制できる。

本発明に係る乾燥装置の他の特徴は、前記筐体の内部の温度を測定する室温センサーを備え、前記制御部は、前記殺菌運転において、まず、前記第４開閉弁を開状態に制御し、前記室温センサーの測定温度が予め設定された設定温度を越えたときに前記第４開閉弁を閉状態に制御することにある。

この構成では、殺菌運転の初期段階において、第４開閉弁を開状態に制御しているので、筐体の内部の空気を第４開閉弁から速やかに排気することができる。第４開閉弁を閉状態に制御した後は、筐体の内部を水蒸気で満たして効果的に加熱することができる。

本発明に係る乾燥装置の他の特徴は、前記クーラーは、前記クーラー用熱交換器の内部の冷却液を重力により排出する排液管と、前記排液管の管路を開閉する第６開閉弁とを有しており、前記制御部は、前記殺菌運転において、前記第６開閉弁を開状態に制御することにある。

この構成では、殺菌運転において、第６開閉弁を開状態に制御することによって、クーラー用熱交換器の内部の冷却液を排液管から排出するので、クーラー用熱交換器を加熱し易い。

本発明に係る乾燥装置の他の特徴は、前記送風機は、回転軸と、前記回転軸に設けられた複数の羽根車と、前記回転軸を回転駆動させるモーターとを有しており、前記制御部は、回転方向を切り換えながら前記回転軸を回転させるように前記モーターの回転動作を制御することにある。

この構成では、羽根車で送られる空気または水蒸気の送風方向を切り換えることができるので、被乾燥物Ｗに当たる熱風や水蒸気の方向を切り換えることができ、被乾燥物Ｗをむら無く乾燥させることができる。

実施形態に係る乾燥装置の構成を模式的に示す正面図である。 実施形態に係る乾燥装置の制御システムを示すブロック図である。 乾燥装置の制御動作を示すフロー図である。 殺菌運転における乾燥装置の制御動作を示すフロー図である。 熱風乾燥運転における乾燥装置の制御動作を示すフロー図である。 除湿乾燥運転における乾燥装置の制御動作を示すフロー図である。

以下、本発明に係る乾燥装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る乾燥装置１０の構成を模式的に示す正面図である。図２は、乾燥装置１０の制御システムＭを示すブロック図である。図３は、乾燥装置１０の制御動作を示すフロー図である。なお、本実施形態の説明で用いる「前・後・上・下」の各方向は、図１中に矢印で示すこれらの方向と一致する。

（乾燥装置１０の構成）
図１に示すように、乾燥装置１０は、筐体１２、吸気手段１４、ヒーター１６、クーラー１８、凝縮液回収手段２０、水蒸気供給手段２２、排気手段２４、送風機２６および制御部２８を備えている。

図２に示すように、乾燥装置１０の動作を制御する制御システムＭは、制御部２８と、制御部２８に対して電気的に接続された後述する第１開閉弁３０ａ、第２開閉弁３０ｂ、第３開閉弁３０ｃ、第４開閉弁３０ｄ、第５開閉弁３０ｅ、第６開閉弁３０ｆ、第７開閉弁３０ｇ、モーター３２、室温センサー３４、品温センサー３６および操作パネル３８とを備えている。

図１に示すように、筐体１２は、食品などの被乾燥物Ｗを収容する乾燥室Ｑを構成するものであり、前面に開口４０が設けられた直方体状の本体部４２と、開口４０を開閉する蓋部４４と、乾燥室Ｑを区分する仕切り壁４６とを有している。

仕切り壁４６は、本体部４２の後壁４２ａに対して平行に設けられた第１壁４６ａと、第１壁４６ａの上端縁から前方に延びて本体部４２の上壁４２ｂに対して平行に設けられた第２壁４６ｂとを有している。これにより、乾燥室Ｑにおける第１壁４６ａの前方であって第２壁４６ｂの下方に位置する領域には、第１室Ｑ１が構成されており、第１壁４６ａの後方に位置する領域および第２壁４６ｂの上方に位置する領域には、第２室Ｑ２が構成されている。第１壁４６ａの下部には、第２室Ｑ２に溜まったドレンを第１室Ｑ１に流すためのドレン流路４８が構成されている。

また、第１壁４６ａの中央部には、第１室Ｑ１と第２室Ｑ２とを連通させる円形の貫通孔５０が形成されており、第２壁４６ｂの前端縁と蓋部４４（すなわち筐体１２の前壁）との間には、第１室Ｑ１と第２室Ｑ２とを連通させる連通口５２が構成されている。これにより、第２室Ｑ２は、第１室Ｑ１の空気および水蒸気を循環させるための逆Ｌ字状の循環路となっている。

筐体１２の内部の第１室Ｑ１には、被乾燥物Ｗが載置されるトレー５４と、空気および水蒸気の温度（すなわち乾燥室Ｑの室温）を測定する室温センサー３４と、被乾燥物Ｗの温度を測定する品温センサー３６とが設けられている。筐体１２の下壁となる本体部４２の下壁４２ｃには、筐体１２の内部（本実施形態では第１室Ｑ１）に溜まったドレンを排出するドレン管５８が接続されており、ドレン管５８には、その管路を開閉する第７開閉弁３０ｇが設けられている。

吸気手段１４は、筐体１２の内部に空気を取り入れるものであり、筐体１２の内部（本実施形態では第２室Ｑ２）に連通する吸気管６０と、吸気管６０の管路を筐体１２の内部へ向かう方向にのみ開く逆止弁６２とを有している。吸気管６０は、筐体１２の後壁となる本体部４２の後壁４２ａに接続されている。

ヒーター１６は、筐体１２の内部の空気を加熱するものであり、熱媒体として水蒸気を用いるヒーター用熱交換器６４と、ヒーター用熱交換器６４に水蒸気を供給する第１水蒸気供給管６６と、第１水蒸気供給管６６の管路を開閉する第１開閉弁３０ａとを有している。第１水蒸気供給管６６の上流側端部は、水蒸気発生装置のような水蒸気の発生源（図示省略）に接続されている。

また、ヒーター１６は、ヒーター用熱交換器６４の内部の水蒸気を排出する排気管６８と、蒸気トラップ７０と、第５開閉弁３０ｅとを有している。排気管６８は、その管路を筐体１２の外部で分岐させる２つの分岐管６８ａ，６８ｂを有しており、一方の分岐管６８ａに蒸気トラップ７０が設けられており、他方の分岐管６８ｂに第５開閉弁３０ｅが設けられている。

クーラー１８は、筐体１２の内部の空気を冷却するものであり、熱媒体として冷却液（本実施形態では水）を用いるクーラー用熱交換器７２と、クーラー用熱交換器７２に冷却液を供給する冷却液供給管７４と、冷却液供給管７４の管路を開閉する第２開閉弁３０ｂとを有している。冷却液供給管７４の上流側端部は、給水タンクのような冷却液供給源（図示省略）に接続されている。

また、クーラー１８は、クーラー用熱交換器７２の内部の冷却液を排出する第１排液管７６と、クーラー用熱交換器７２の内部の冷却液を重力により排出する第２排液管７８と、第２排液管７８の管路を開閉する第６開閉弁３０ｆとを有している。

凝縮液回収手段２０は、クーラー１８で冷却されることによって凝縮された凝縮液を受けるようにクーラー用熱交換器７２の下方に設けられた受け皿８０と、受け皿８０に溜まった凝縮液を重力により回収する凝縮液回収管８２とを有している。

水蒸気供給手段２２は、筐体１２の内部に水蒸気を供給するものであり、筐体１２の内部（本実施形態では第１室Ｑ１）に連通する第２水蒸気供給管８４と、第２水蒸気供給管８４の管路を開閉する第３開閉弁３０ｃと、複数の蒸気噴出口８６ａが設けられた水蒸気噴出部８６とを有している。水蒸気噴出部８６は、筐体１２の内部における第１室Ｑ１の下部に配置されている。

第２水蒸気供給管８４の下流側端部は、水蒸気噴出部８６に接続されており、第２水蒸気供給管８４の上流側端部は、第１水蒸気供給管６６における第１開閉弁３０ａよりも上流側の部分に接続されている。つまり、第２水蒸気供給管８４は、第１水蒸気供給管６６から分岐して配管されており、第２水蒸気供給管８４の上流側端部は、第１水蒸気供給管６６を介して水蒸気の発生源（図示省略）に接続されている。

排気手段２４は、筐体１２の内部の空気および水蒸気を排出するものであり、筐体１２の内部（本実施形態では第２室Ｑ２）に連通する排気管８８と、排気管８８の管路を開閉する第４開閉弁３０ｄとを有している。排気管８８は、筐体１２の上壁となる本体部４２の上壁４２ｂに接続されている。

送風機２６は、筐体１２の内部の空気および水蒸気を循環させるものであり、回転軸９０と、回転軸９０に設けられた複数の羽根車９２と、回転軸９０を回転駆動させるモーター３２とを有している。複数の羽根車９２は、第１壁４６ａに形成された貫通孔５０に配置されており、モーター３２は、筐体１２の外部において本体部４２の後壁４２ａに取り付けられている。

制御部２８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータであり、ＲＯＭには、「熱風乾燥運転」、「除湿乾燥運転」および「殺菌運転」のそれぞれに関する制御プログラムが格納されている。制御部２８に電気的に接続された開閉弁３０ａ〜３０ｇや、送風機２６のモーター３２は、制御プログラムに従ってその動作が制御される。制御部２８は、筐体１２から独立して設けられた制御盤９４に組み込まれている。

（乾燥装置１０の動作）
図３は、乾燥装置１０の制御動作を示すフロー図である。図４、図５および図６のそれぞれは、「殺菌運転」、「熱風乾燥運転」および「除湿乾燥運転」のそれぞれにおける乾燥装置１０の制御動作を示すフロー図である。

図１に示す乾燥装置１０を用いて被乾燥物Ｗを乾燥させるとき、作業者は、まず、蓋部４４を開いて乾燥室Ｑに配置されたトレー５４に被乾燥物Ｗを載置する。続いて、作業者は、操作パネル３８（図２）のボタンを操作して各種の運転条件を入力し、その後、操作パネル３８の運転開始スイッチを押す。ここで、運転条件とは、後述する設定温度、殺菌のタイミング、殺菌温度、殺菌時間、第１乾燥温度、第２乾燥温度および設定含水率などである。殺菌のタイミングを入力する方法としては、（ａ）乾燥運転の前段階での殺菌運転を実行するか、（ｂ）乾燥運転の後段階での殺菌運転を実行するか、を選択する方法が採用されている。

運転開始スイッチが押されると、制御部２８は、図３に示すフロー図に従って乾燥装置１０の制御動作を実行する。すなわち、制御部２８は、まず、ステップ１において「乾燥運転の前段階での殺菌運転」を選択したか否かを判断し、ＹＥＳと判断すると、ステップＳ２において「殺菌運転」（図４）を実行し、ＮＯと判断すると、ステップＳ３において「熱風乾燥運転」（図５）を実行した後、ステップＳ４において「除湿乾燥運転」（図６）を実行する。「除湿乾燥運転」が終了すると、制御部２８は、ステップＳ５において「乾燥運転の後段階での殺菌運転」を選択したか否かを判断し、ＹＥＳと判断すると、ステップＳ６において「殺菌運転」（図４）を実行し、ＮＯと判断すると、制御動作を終了する。

（殺菌運転の動作）
図３に示すステップＳ２，Ｓ６の「殺菌運転」が開始されると、図４に示すように、制御部２８は、まず、ステップＳ１１において各開閉弁３０ａ〜３０ｇの開閉動作を制御する。すなわち、制御部２８は、第１開閉弁３０ａを閉状態、第２開閉弁３０ｂを閉状態、第３開閉弁３０ｃを開状態、第４開閉弁３０ｄを開状態、第５開閉弁３０ｅを開状態、第６開閉弁３０ｆを開状態、第７開閉弁３０ｇを開状態に制御する。これにより、筐体１２の内部（乾燥室Ｑ）には、水蒸気供給手段２２の水蒸気噴出部８６から水蒸気が供給され、筐体１２の内部の空気は、水蒸気に押されて排気手段２４の排気管８８から外部に排出される。

また、制御部２８は、ステップＳ１２においてモーター３２の回転動作を制御して送風機２６を駆動させる。本実施形態において、制御部２８は、回転方向を切り換えながら回転軸９０を回転させるように、モーター３２の回転動作を制御する。これにより、羽根車９２で送られる空気または水蒸気の送風方向を切り換えることができるので、筐体１２の内部の全体をむら無く加熱することができる。

次のステップＳ１３において、制御部２８は、室温センサー３４の測定温度（すなわち乾燥室Ｑの室温。以下、同じ。）が予め設定された設定温度を越えたか否かを判断し、ＹＥＳと判断すると、ステップＳ１４において第４開閉弁３０ｄを閉状態に制御し、ＮＯと判断すると、測定温度（室温）が設定温度を越えるまでその運転状態を保持する。

ここでの設定温度は、筐体１２の内部の空気の排出が進んで水蒸気の割合が多くなる温度であり、本実施形態では、６０℃に定められている。なお、設定温度は６０℃に限定されるものではなく、作業者が操作パネル３８（図２）を操作することによって、適宜変更されてもよい。

次のステップＳ１５において、制御部２８は、室温センサー３４の測定温度（室温）が予め設定された殺菌温度を越えたか否かを判断し、ＮＯと判断すると、ステップＳ１６において第３開閉弁３０ｃを開状態に制御する。一方、ＹＥＳと判断すると、ステップＳ１７において第３開閉弁３０ｃを閉状態に制御し、乾燥室Ｑに対する水蒸気の供給を停止する。すると、乾燥室Ｑの室温は予め設定された殺菌温度（１００℃）に近づくように低下する。

殺菌温度は、菌を死滅させることのできる温度であり、本実施形態では、１００℃に定められている。なお、殺菌温度は１００℃に限定されるものではなく、作業者が操作パネル３８（図２）を操作することによって、適宜変更されてもよい。ステップＳ１５において、制御部２８が最初にＹＥＳと判断した時点が殺菌処理の開始時点であり、この時点からタイマー（図示省略）によって殺菌処理の実行時間が計測される。

次のステップＳ１８において、制御部２８は、殺菌処理の実行時間が予め設定された殺菌時間を経過したか否かを判断し、ＹＥＳと判断すると、殺菌運転を終了する。一方、ＮＯと判断すると、ステップＳ１５に戻り、乾燥室Ｑの室温を１００℃に保持しながら、殺菌処理の実行時間が予め設定された殺菌時間を越えるまで殺菌処理を続行する。

殺菌時間は、菌を死滅させることのできる時間であり、本実施形態では、３０分に定められている。なお、殺菌時間は３０分に限定されるものではなく、作業者が操作パネル３８（図２）を操作することによって、適宜変更されてもよい。ただし、菌を確実に死滅させるためには、殺菌時間を３０分以上に設定することが望ましい。

（熱風乾燥運転の動作）
図３に示すステップＳ３の「熱風乾燥運転」が開始されると、図５に示すように、制御部２８は、まず、ステップＳ２１において各開閉弁３０ａ〜３０ｇの開閉動作を制御する。すなわち、制御部２８は、第１開閉弁３０ａを開状態、第２開閉弁３０ｂを閉状態、第３開閉弁３０ｃを閉状態、第４開閉弁３０ｄを開状態、第５開閉弁３０ｅを閉状態、第６開閉弁３０ｆを閉状態、第７開閉弁３０ｇを閉状態に制御する。これにより、筐体１２の内部の空気および被乾燥物Ｗがヒーター１６によって加熱される。また、加熱された空気および被乾燥物Ｗから蒸発した蒸発物が、排気手段２４の排気管８８から外部に排出される。

また、制御部２８は、ステップＳ２２においてモーター３２の回転動作を制御して送風機２６を駆動させる。本実施形態において、制御部２８は、回転方向を切り換えながら回転軸９０を回転させるように、モーター３２の回転動作を制御する。これにより、羽根車９２で送られる空気の送風方向を切り換えることができるので、被乾燥物Ｗに当たる熱風の方向を切り換えることができ、被乾燥物Ｗをむら無く乾燥させることができる。

次のステップＳ２３において、制御部２８は、室温センサー３４の測定温度（室温）が予め設定された第１乾燥温度を越えたか否かを判断し、ＮＯと判断すると、ステップＳ２４において第１開閉弁３０ａを開状態に制御するとともに、第５開閉弁３０ｅを閉状態に制御する。一方、ＹＥＳと判断すると、ステップＳ２５において第１開閉弁３０ａを閉状態に制御するとともに、第５開閉弁３０ｅを開状態に制御する。第５開閉弁３０ｅを開くと、ヒーター用熱交換器６４の内部の水蒸気が分岐管６８ｂを通して一気に排出されるため、乾燥室Ｑの室温上昇を効果的に抑制でき、オーバーシュートを小さく抑えることができる。

第１乾燥温度は、被乾燥物Ｗを熱風により速やかに乾燥させることができる温度であり、本実施形態では、８０℃に定められている。なお、第１乾燥温度は、８０℃に限定されるものではなく、作業者が操作パネル３８（図２）を操作することによって、適宜変更されてもよい。ただし、被乾燥物Ｗを変質させることなく速やかに乾燥させるためには、第１乾燥温度を６０〜１００℃の範囲で設定することが望ましい。

次のステップＳ２６において、制御部２８は、品温センサー３６の測定温度（品温）が予め設定された設定温度を越えたか否かを判断し、ＹＥＳと判断すると、熱風乾燥運転を終了する。一方、ＮＯと判断すると、ステップＳ２３に戻り、乾燥室Ｑの室温を第１乾燥温度（本実施形態では８０℃）に保持しながら、品温が設定温度を越えるまで熱風乾燥運転を続行する。

ここでの設定温度は、含水率が減少したと考えられる被乾燥物Ｗの温度であり、本実施形態では、被乾燥物Ｗの種類などに応じて４０〜９０℃の範囲内で定められている。なお、設定温度は、作業者が操作パネル３８（図２）を操作することによって、適宜変更されてもよい。

（除湿乾燥運転の動作）
図３に示すステップＳ４の「除湿乾燥運転」が開始されると、図６に示すように、制御部２８は、まず、ステップＳ３１において各開閉弁３０ａ〜３０ｇの開閉動作を制御する。すなわち、制御部２８は、第１開閉弁３０ａを開状態、第２開閉弁３０ｂを開状態、第３開閉弁３０ｃを閉状態、第４開閉弁３０ｄを閉状態、第５開閉弁３０ｅを閉状態、第６開閉弁３０ｆを閉状態、第７開閉弁３０ｇを開状態に制御する。これにより、筐体１２の内部の空気および被乾燥物Ｗがヒーター１６で加熱される。また、加熱された空気および被乾燥物Ｗから蒸発した蒸発物が、クーラー１８で冷却されて凝縮され、その凝縮液が受け皿８０で受けられた後、凝縮液回収管８２に通して回収される。

また、制御部２８は、ステップＳ３２においてモーター３２の回転動作を制御して送風機２６を駆動させる。本実施形態において、制御部２８は、回転方向を切り換えながら回転軸９０を回転させるように、モーター３２の回転動作を制御する。これにより、羽根車９２で送られる空気の送風方向を切り換えることができるので、被乾燥物Ｗに当たる空気の方向を切り換えることができ、被乾燥物Ｗをむら無く乾燥させることができる。

次のステップＳ３３において、制御部２８は、室温センサー３４の測定温度（室温）が予め設定された第２乾燥温度を越えたか否かを判断し、ＮＯと判断すると、ステップＳ３４において第１開閉弁３０ａを開状態に制御するとともに、第５開閉弁３０ｅを閉状態に制御する。一方、ＹＥＳと判断すると、ステップＳ３５において第１開閉弁３０ａを閉状態に制御するとともに、第５開閉弁３０ｅを開状態に制御する。第５開閉弁３０ｅを開くと、ヒーター用熱交換器６４の内部の水蒸気が分岐管６８ｂを通して一気に排出されるため、乾燥室Ｑの室温上昇を効果的に抑制でき、オーバーシュートを小さく抑えることができる。

第２乾燥温度は、被乾燥物Ｗを除湿により速やかに乾燥させることができる温度であり、本実施形態では、２０〜６０℃の範囲内で定められている。なお、第２乾燥温度は、作業者が操作パネル３８（図２）を操作することによって、適宜変更されてもよい。

次のステップＳ３６において、制御部２８は、被乾燥物Ｗの含水率が予め設定された設定含水率より低くなったか否かを判断し、ＹＥＳと判断すると、除湿乾燥運転を終了する。一方、ＮＯと判断すると、ステップＳ３３に戻り、乾燥室Ｑの室温を第２乾燥温度に保持しながら、含水率が設定含水率より低くなるまで除湿乾燥運転を続行する。

本実施形態では、第２乾燥温度における乾燥時間と含水率との関係がデータとして制御部２８（図２）のＲＯＭに予め格納されており、制御部２８は、当該データと実際の乾燥時間とに基づいて含水率を求める。乾燥時間と含水率との関係に関する上記のデータは、実験により取得することができる。

（乾燥装置１０の効果）
本実施形態によれば、上記構成により以下の各効果を奏することができる。すなわち、図３に示すように、「熱風乾燥運転」、「除湿乾燥運転」および「殺菌運転」を制御部２８で切り換えて実行することができる。また、水蒸気供給手段２２の第２水蒸気供給管８４は、ヒーター１６の第１水蒸気供給管６６から分岐して配管されているので、水蒸気供給手段２２およびヒーター１６に対して水蒸気の発生源は１つでよく、製造コストを低く抑えることができる。

図１に示す吸気手段１４の吸気管６０から筐体１２の内部に空気を取り入れることができるので、殺菌運転時に筐体１２の内部に満たされた水蒸気が急速に凝縮された場合でも、筐体１２が変形することを抑制できる。また、吸気管６０には逆止弁６２が設けられているので、殺菌運転時に吸気管６０から水蒸気が漏れることを抑制できる。

図１に示す受け皿８０により、クーラー１８で冷却されることによって凝縮された凝縮液を受けることができるので、被乾燥物Ｗから蒸発した蒸発物を凝縮液として凝縮液回収管８２に通して回収できる。

図３に示すように、「除湿乾燥運転」を実行する前に、「熱風乾燥運転」を実行して被乾燥物Ｗの温度（品温）を速やかに上昇させることができるので、被乾燥物Ｗを低含水率となるまで短時間で乾燥させることができる。

図５および図６に示すように、「熱風乾燥運転」および「除湿乾燥運転」では、第１開閉弁３０ａを閉状態に制御するとともに、第５開閉弁３０ｅを開状態に制御することによって、ヒーター用熱交換器６４の内部の水蒸気を速やかに排出でき、筐体１２の内部の温度上昇を効果的に抑制できる。したがって、筐体１２の内部の温度を上昇させる際には、予め設定され乾燥温度（第１乾燥温度および第２乾燥温度）を越えるオーバーシュートを抑制できる。

図４に示すように、「殺菌運転」の初期段階において、第４開閉弁３０ｄを開状態に制御しているので、筐体１２の内部の空気を第４開閉弁３０ｄから速やかに排出することができる。また、第４開閉弁３０ｄを閉状態に制御した後は、筐体１２の内部を水蒸気で満たして効果的に加熱することができる。

図４に示すように、「殺菌運転」では、第６開閉弁３０ｆを開状態に制御することによって、クーラー用熱交換器７２の内部の冷却液を第２排液管７８から排出するので、液溜まり等のコールドポイントが発生することを抑制でき、クーラー用熱交換器７２を加熱し易い。

図１に示す送風機２６を駆動させるとき、制御部２８は、回転方向を切り換えながら回転軸９０を回転させるようにモーター３２の回転動作を制御するので、羽根車９２で送られる空気または水蒸気の送風方向を切り換えることができる。したがって、被乾燥物Ｗに当たる熱風や水蒸気の方向を切り換えることができ、被乾燥物Ｗをむら無く乾燥させることができる。

（変形例）
本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、図３に示すフロー図に従って乾燥装置１０の制御動作が実行されるが、この制御動作とは別に、「殺菌運転」、「熱風乾燥運転」および「除湿乾燥運転」が単独で実行されてもよい。また、これらの２つ以上が組み合わせて実行されてもよい。

上記実施形態では、熱風乾燥運転のステップＳ２６（図５）で用いられる品温（被乾燥物Ｗの温度）が、品温センサー３６で測定されているが、当該品温は、乾燥時間に基づいて制御部２８によって求められてもよい。つまり、第１乾燥温度における乾燥時間と品温との関係がデータとして制御部２８（図２）のＲＯＭに予め格納され、当該データと実際の乾燥時間とに基づいて制御部２８によって品温が求められてもよい。

上記実施形態では、除湿乾燥運転のステップＳ３６（図６）で用いられる含水率が、乾燥時間と含水率との関係に関するデータと実際の乾燥時間とに基づいて求められているが、乾燥室Ｑに設けられた含水率センサー（図示省略）によって含水率が測定されてもよい。

上記実施形態では、「熱風乾燥運転」と「除湿乾燥運転」と「殺菌運転」とを切り換えて実行するために、各開閉弁３０ａ〜３０ｇが制御部２８によって自動的に操作されるが、各開閉弁３０ａ〜３０ｇが作業者によって手動で操作されてもよい。

Ｑ１…第１室、Ｑ２…第２室、Ｑ…乾燥室、Ｗ…被乾燥物、１０…乾燥装置、
１２…筐体、１４…吸気手段、１６…ヒーター、１８…クーラー、
２０…凝縮液回収手段、２２…水蒸気供給手段、２４…排気手段、２６…送風機、
２８…制御部、３０ａ〜３０ｇ…開閉弁、３２…モーター、３４…室温センサー、
３６…品温センサー、３８…操作パネル、６０…吸気管、６２…逆止弁、
６４…ヒーター用熱交換器、６６…第１水蒸気供給管、６８…排気管、
７０…蒸気トラップ、７２…クーラー用熱交換器、７４…冷却液供給管、
７６…第１排液管、７８…第２排液管、８０…受け皿、８２…凝縮液回収管、
８４…第２水蒸気供給管、８６…水蒸気噴出部、８８…排気管、９０…回転軸、
９２…羽根車。

Claims (9)

1. 被乾燥物を収容する筐体と、
   前記筐体の内部の空気を加熱するヒーターと、
   前記筐体の内部の空気を冷却するクーラーと、
   前記筐体の内部に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、
   前記筐体の内部の空気および水蒸気を排出する排気手段と、
   前記筐体の内部の空気および水蒸気を循環させる送風機とを備え、
   前記ヒーターは、熱媒体として水蒸気を用いるヒーター用熱交換器と、前記ヒーター用熱交換器に水蒸気を供給する第１水蒸気供給管と、前記第１水蒸気供給管の管路を開閉する第１開閉弁とを有しており、
   前記クーラーは、熱媒体として冷却液を用いるクーラー用熱交換器と、前記クーラー用熱交換器に冷却液を供給する冷却液供給管と、前記冷却液供給管の管路を開閉する第２開閉弁とを有しており、
   前記水蒸気供給手段は、前記第１水蒸気供給管から分岐して配管され、前記筐体の内部に連通する第２水蒸気供給管と、前記第２水蒸気供給管の管路を開閉する第３開閉弁とを有しており、
   前記排気手段は、前記筐体の内部に連通する排気管と、前記排気管の管路を開閉する第４開閉弁とを有している、乾燥装置。
2. 前記筐体の内部に空気を取り入れる吸気手段を備え、
   前記吸気手段は、前記筐体の内部に連通する吸気管と、前記吸気管の管路を前記筐体の内部へ向かう方向にのみ開く逆止弁とを有している、請求項１に記載の乾燥装置。
3. 前記クーラーで冷却されることによって凝縮された凝縮液を受けるように前記クーラー用熱交換器の下方に設けられた受け皿を有する凝縮液回収手段を備える、請求項１または２に記載の乾燥装置。
4. 前記第１開閉弁、前記第２開閉弁、前記第３開閉弁および前記第４開閉弁のそれぞれの開閉動作を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記第１開閉弁を開状態に制御し、前記第２開閉弁を閉状態に制御し、前記第３開閉弁を閉状態に制御し、前記第４開閉弁を開状態に制御する熱風乾燥運転と、
   前記第１開閉弁を開状態に制御し、前記第２開閉弁を開状態に制御し、前記第３開閉弁を閉状態に制御し、前記第４開閉弁を閉状態に制御する除湿乾燥運転と、
   前記第２開閉弁を閉状態に制御し、前記第３開閉弁を開状態に制御する殺菌運転と、を切り換えて実行する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の乾燥装置
5. 前記制御部は、前記熱風乾燥運転を実行して前記被乾燥物の温度を上昇させた後、前記除湿乾燥運転を実行する、請求項４に記載の乾燥装置。
6. 前記筐体の内部の温度を測定する室温センサーを備え、
   前記ヒーターは、前記ヒーター用熱交換器の内部の水蒸気を排出する排気管と、前記排気管の管路を開閉する第５開閉弁とを有しており、
   前記制御部は、前記室温センサーの測定温度が予め設定された乾燥温度を越えたときに前記第１開閉弁を閉状態に制御するとともに、前記第５開閉弁を開状態に制御し、前記室温センサーの測定温度が前記乾燥温度よりも低くなったときに前記第１開閉弁を開状態に制御するとともに、前記第５開閉弁を閉状態に制御する、請求項４または５に記載の乾燥装置。
7. 前記筐体の内部の温度を測定する室温センサーを備え、
   前記制御部は、前記殺菌運転において、まず、前記第４開閉弁を開状態に制御し、前記室温センサーの測定温度が予め設定された設定温度を越えたときに前記第４開閉弁を閉状態に制御する、請求項４ないし６のいずれか１項に記載の乾燥装置。
8. 前記クーラーは、前記クーラー用熱交換器の内部の冷却液を重力により排出する排液管と、前記排液管の管路を開閉する第６開閉弁とを有しており、
   前記制御部は、前記殺菌運転において、前記第６開閉弁を開状態に制御する、請求項４ないし７のいずれか１項に記載の乾燥装置。
9. 前記送風機は、回転軸と、前記回転軸に設けられた複数の羽根車と、前記回転軸を回転駆動させるモーターとを有しており、
   前記制御部は、回転方向を切り換えながら前記回転軸を回転させるように前記モーターの回転動作を制御する、請求項４ないし８のいずれか１項に記載の乾燥装置。