JP6801857B2

JP6801857B2 - 冷風乾燥機

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Publication number: JP6801857B2
Application number: JP2016136833A
Authority: JP
Inventors: 煉三上田
Original assignee: 煉三上田
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2020-12-16
Anticipated expiration: 2036-07-11
Also published as: JP2018009712A

Description

この発明は、食品等の各種の被乾燥物を乾燥させるのに用いる冷風乾燥機に関するものである。

冷却器と再熱器とを乾燥庫内に配置した乾燥機が、食品の乾燥（例えば、干物などを）によく用いられている。

この種の乾燥機として、例えば、乾燥庫内に冷却器と再熱器を配置し、ファンで送風することによって冷却器で庫内の空気を冷却し、再熱器で再熱して減湿するものがある。この種の乾燥機では、庫内の空気を冷却器で露点温度以下に冷却して湿気を取るとともに、再熱器で加熱することによって元の温度にして、空気を循環している。

ところで、一般に、除湿により相対湿度（飽和水蒸気量に対する空気中の実際の水蒸気量の重量割合）が低下すると、それに合わせて除湿能力も低下するという問題がある。例えば、図２に示す空気線図において、庫内への吸い込み空気の温度をａとし、冷却器を通過した後の空気の温度をｂとすると、相対湿度が９０％の場合、ｃの除湿水量が得られる。ところが、相対湿度が４０％に低下すると、除湿水量はｄしか得られないこととなる。このように、相対湿度の低下にともない除湿水量が低下するので、被乾燥物の乾燥に時間がかかり、エネルギー効率も悪いという問題がある。

ここで、仮に、冷却器による設定温度をさらに下げることができれば、絶対湿度（湿り空気中に含まれる乾き空気（水分を含まない空気）１ｋｇに対する実際の水蒸気量の重量割合）を低くすることにより、相対的に除湿水量を向上できる。しかし、冷却器による設定可能温度を下げるには、圧縮機（冷凍機）のパワーアップやエントロピーの高い冷媒への変更等を伴うので、装置の大型化やコストアップになる問題がある。

そこで、例えば、特許文献１では、乾燥庫内に冷却器と再熱器を配置し、庫外に凝縮器（コンデンサ）と圧縮機（冷凍機）とを配置し、圧縮機の下流側に、再熱器と凝縮器とを冷媒の切換手段を介して並列に接続して、その再熱器と凝縮器との並列部分が合流した地点よりも下流側に、レシーバタンク、膨張弁、冷却器を直列に接続して圧縮機に戻る冷媒回路とし、冷媒の切換手段によって再熱器と凝縮器とを交互に作動させるようにしている。

これにより、庫内の温度が設定温度よりも低い場合、冷媒の切換手段を切り換えて、圧縮機から再熱器に冷媒を供給し、レシーバタンクと膨張弁とを介して冷却器に冷媒を供給する。これにより、再熱器が凝縮器として作用し、再熱器は冷却器の冷風によって冷却され、再熱器の冷媒の凝縮圧力は低下する。そのため、膨張弁の入口側（高圧側）と出口側（低圧側）の圧力差は少なくなり、出口側から噴出する冷媒も減少する。その結果、相対的に圧縮機による吸引力が大きくなり、冷却器（低圧）の圧力を下げるため、蒸発温度が低くなり、冷却器の温度をより低くすることができる。

この際、冷却器の着霜を生じやすくなるが、庫内の温度が設定温度以上に上昇すれば、切換手段を切り換えて圧縮機から凝縮器に冷媒を供給し、レシーバタンクと膨張弁とを介して冷却器に冷媒を供給する。冷媒を庫外の凝縮器で冷却すると、庫外は冷却器の冷風よりも温度が高いため、上述の再熱器の場合より凝縮圧力は高くなる。そのため、膨張弁の入口側（高圧側）と出口側（低圧側）の圧力差は大きくなって噴出する冷媒は増加する。その結果、相対的に圧縮機による吸引力は小さくなり、冷却器の圧力が上がり蒸発温度が上がるため、冷却器の温度を上昇させ、着霜を溶かすことができる。

すなわち、再熱器を介して冷却器に冷媒を供給すると、冷却器の蒸発温度をより低くすることができるので、絶対湿度を低くして除湿水量を多く取り出すことができる。このとき、冷却器に発生する霜は、凝縮器を働かせれば、冷却器の温度を上昇させることができるので、除去することができる。したがって、この動作を繰り返すことにより、効率よく乾燥できる。これにより、圧縮機のパワーアップやエントロピーの高い冷媒等を使用することなく、除湿水量の低下を克服している。

特開平１１−２９４８９６号公報

一般的な冷風乾燥機では、電気ヒータを装置内に組み込んで相対湿度のコントロールと
乾燥庫内の温度コントロールをしている。しかし、この装置では、冷風乾燥機の総電気容量に占める電気ヒータ容量の割合は非常に大きなものとなる。一般的な冷風乾燥機では、総電気容量の概ね１／２〜３／４程度が電気ヒータの電気容量となっている。

この点、特許文献１の冷風乾燥機では、庫内に設置した再熱器を介して冷却器に冷媒を供給することで、絶対湿度を低くして除湿水量を多く取り出し、このとき、冷却器に発生する霜は、凝縮器を働かせることにより冷却器の温度を上昇させて除去することができる。しかし、庫内の相対湿度のコントロールには、やはり電気ヒータ（補助ヒータ）による加熱が必要である。このため、従来よりも電気容量をさらに小さくした冷風乾燥機が求められている。

そこで、この発明の課題は、冷風乾燥機の電気容量をできるかぎり小さくすることである。

上記の課題を解決するために、この発明は、被乾燥物が収容される乾燥庫と、前記乾燥庫内に配置され冷媒が供給される冷却器及び複数の再熱器と、前記冷媒が流通する圧縮機、凝縮器及びレシーバタンクと、前記圧縮機から前記複数の再熱器及び前記凝縮器のそれぞれへ通じる第一冷媒通路と、前記圧縮機から前記複数の再熱器の少なくとも一つ及び前記凝縮器のそれぞれへの冷媒の供給量を複数段階に又は無段階に調整する弁装置からなる流量調整手段と、前記複数の再熱器及び凝縮器のそれぞれから前記レシーバタンクへ通じる第二冷媒通路と、前記レシーバタンクから前記冷却器へと通じる第三冷媒通路に配置される膨張弁と、前記冷却器から前記圧縮機へと通じる第四冷媒通路と、を備える冷風乾燥機を採用した。

ここで、前記第二冷媒通路に前記複数の再熱器のいずれかから前記レシーバタンクへの冷媒の供給量を調整する開閉弁を備える構成を採用することができる。

また、前記流量調整手段を構成する前記弁装置は、前記第一冷媒通路に配置されるボール弁である構成を採用することができる。

これらの各態様において、前記複数の再熱器として第一再熱器と第二再熱器が配置され、前記第一冷媒通路は、前記第一再熱器に通じる第一の分岐通路と、前記第二再熱器に通じる第二の分岐通路と、前記凝縮器に通じる第三の分岐通路と、を備え、前記流量調整手段を構成する前記弁装置は前記第二の分岐通路及び前記第三の分岐通路に配置される構成を採用することができる。

また、前記第二冷媒通路は、前記第一再熱器から引き出された第一の合流通路と、前記第二再熱器から引き出された第二の合流通路と、前記凝縮器から引き出された第三の合流通路とを備え、前記開閉弁を前記第一の合流通路に備える構成を採用することができる。

さらに、前記第二冷媒通路に、前記レシーバタンクから前記再熱器への冷媒の逆流を防止する逆止弁を備える構成を採用することができる。

この発明は、被乾燥物が収容される乾燥庫内に冷却器及び複数の再熱器と、圧縮機、凝縮器及びレシーバタンクを備え、圧縮機から複数の再熱器の少なくとも一つ及び凝縮器のそれぞれへの冷媒の供給量を複数段階に又は無段階に調整する弁装置からなる流量調整手段を備えたので、その流量調整手段によって、圧縮機から、複数の再熱器の少なくとも一つ及び凝縮器への冷媒の供給を任意に調整できる。このため、除湿に使用する圧縮機（冷凍機）の圧縮熱を利用することによって、相対湿度のコントロールと庫内温度のコントロールを安定して行うことができ、継続した除湿運転が可能となる。

この発明の実施形態を示す冷風乾燥機の構成図一般的な除湿のしくみを説明するグラフ図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に実施形態の冷風乾燥機を示す。この冷風乾燥機は、上段に機械室を、下段に乾燥庫１０を備えている。なお、小型の冷風乾燥機では、下段に機械室を、上段に乾燥庫１０を備える場合もある。

下段の乾燥庫１０には、食品等の各種の被乾燥物を載置することができる棚が複数段設けられている。乾燥庫１０は、ガラス扉によって開閉自在になっており、その乾燥庫１０内には、冷却器１、複数の再熱器２、ファン３が設けられている。この実施形態では、二つの再熱器２が備えられ、それぞれを以下、第一再熱器２ａ、第二再熱器２ｂと称する。

乾燥庫１０外である上段の機械室には、圧縮機（冷凍機）１１とコンデンサ（凝縮器）１２、及び、レシーバタンク１３が設けられている。図では理解がしやすいよう、機械室内の圧縮機１１、コンデンサ１２、レシーバタンク１３は、機械室を示す枠の外側に大きく記載している。

乾燥庫１０には庫内温調サーモスタット４が備えられている。乾燥庫１０内は、庫内温調サーモスタット４の動作によって、乾燥庫１０内の温度が所定の範囲内に制御されるようになっている。また、モータ等の駆動力でファン３が回転することによって、冷却器１や再熱器２の周囲に空気が循環するようになっている。

コンデンサ１２は、ファン１２ａと凝縮温調サーモスタット１２ｂとを備えている。モータ等の駆動力でファン１２ａが回転することによって、コンデンサ１２に外気を当てている。

圧縮機１１から第一再熱器２ａ、第二再熱器２ｂ、凝縮器１２のそれぞれへは、冷媒が流通可能な第一冷媒通路２１で結ばれている。第一冷媒通路２１は、圧縮機１１から第一再熱器２ａに通じる第一の分岐通路２１ａと、圧縮機１１から第二再熱器２ｂに通じる第二の分岐通路２１ｂと、圧縮機１１から凝縮器１２に通じる第三の分岐通路２１ｃとを備える。

第一冷媒通路２１の第一、第二、第三の分岐通路２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、圧縮機１１から引き出された冷媒通路が途中に設けられた分岐部で３本に分岐して構成されている。すなわち、分岐部の上流側では、第一、第二、第三の分岐通路２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、１本の冷媒通路で共通となっており、分岐部の下流側では、第一、第二、第三の分岐通路２１ａ，２１ｂ，２１ｃはそれぞれ別の冷媒通路となっている。なお、第一、第二、第三の分岐通路２１ａ，２１ｂ，２１ｃを、始点の圧縮機１１から終点の第一再熱器２ａ、第二再熱器２ｂ、凝縮器１２まで全区間別々に設定することも可能であり、また、途中の分岐地点の位置を変更することも可能である。

分岐部の上流側の第一冷媒通路２１には、高圧圧力スイッチ２９が配置されている。圧縮機１１によって供給される冷媒圧力が所定の圧力以上になれば、高圧圧力スイッチ２９がオフとなって圧縮機１１の稼働が停止する。

分岐部の下流側の第一冷媒通路２１には、圧縮機１１から再熱器２のうち少なくとも一つ、及び、凝縮器１２のそれぞれへ通じる冷媒通路に、冷媒の供給量を複数段階に又は無段階に調整する弁装置２０ａ，２０ｂからなる流量調整手段２０が配置されている。この実施形態では、圧縮機１１から第二再熱器２ｂへ通じる第二の分岐通路２１ｂと、圧縮機１１から凝縮器１２へ通じる第三の分岐通路２１ｃに、それぞれ弁装置２０ａ，２０ｂが配置されている。

流量調整手段２０を構成する弁装置２０ａ，２０ｂとは、冷媒の供給量を複数段階に又は無段階に調整するものであり、これは、弁装置２０ａ，２０ｂの開度を、全開状態を含む複数の開度（ここで、全閉状態は含まず、開放状態にある弁体の開度が複数種類の状態に設定可能である意味）に設定可能であるか、あるいは、全開状態から全閉状態までの連続的に任意の開度に設定可能であることを意味する。

この実施形態では、流量調整手段２０を構成する弁装置２０ａ，２０ｂはボール弁で構成されており、その弁体の開度が全開状態、全閉状態と、その全開状態と全閉状態の間の中間開度にも設定可能となっている。このため、各冷媒通路を通過する冷媒の流量、圧力の調整が可能である。流量調整手段２０を構成する弁装置２０ａ，２０ｂとしては、ボール弁以外にも、弁体の開度が全開状態、全閉状態と、その全開状態と全閉状態の間の中間開度にも設定可能な種々の装置を採用することができる。流量調整手段２０としては、通電のオン、オフ等により弁体を全開状態と全閉状態とに切り替え、中間開度には設定できない電磁弁は不向きである。

以下、第二再熱器２ｂへの冷媒の供給量を調整する弁装置２０ａを第一弁装置２０ａと称し、コンデンサ１２への冷媒の供給量を調整する弁装置２０ｂを第二弁装置２０ｂと称する。

第一再熱器２ａ、第二再熱器２ｂ、凝縮器１２のそれぞれからレシーバタンク１３へは、冷媒が流通可能な第二冷媒通路２２で結ばれている。第二冷媒通路２２は、第一再熱器２ａから引き出されてレシーバタンク１３に通じる第一の合流通路２２ａと、第二再熱器２ｂから引き出されてレシーバタンク１３に通じる第二の合流通路２２ｂと、凝縮器１２から引き出されてレシーバタンク１３に通じる第三の合流通路２２ｃとを備える。

第二冷媒通路２２の第一、第二、第三の合流通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、第一再熱器２ａ、第二再熱器２ｂからそれぞれ引き出された冷媒通路が途中で１本に合流し、さらにその下流側で、凝縮器１２から引き出された冷媒通路が合流して構成されている。すなわち、最も上流側の領域では、第一、第二、第三の合流通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃはそれぞれ別の冷媒通路となっており、最も下流側の領域では、第一、第二、第三の合流通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃは共通の冷媒通路となっている。なお、第一、第二、第三の合流通路２２ａ，２２ｂ，２２ｃを、始点の第一再熱器２ａ、第二再熱器２ｂ、凝縮器１２から、終点のレシーバタンク１３まで全区間別々に設定することも可能であり、また、途中の合流地点の位置を変更することも可能である。

第一の合流通路２２ａには、レシーバタンク１３内の冷媒の充填量を調整する開閉弁２５が配置されている。開閉弁２５としては、通電のオン、オフ等により、弁体を全開状態と全閉状態とに切り替えることができる電磁弁を採用しているが、流路を開閉できるものであれば、他の構成からなる開閉弁でもよい。

また、第二冷媒通路２２には、レシーバタンク１３から第一再熱器２ａ、及び、第二再熱器２ｂへの冷媒の逆流を防止する逆止弁２６が配置されている。この実施形態では、逆止弁２６は、第一の合流通路２２ａと第二の合流通路２２ｂの合流部よりも下流側に配置されているが、第一の合流通路２２ａと第二の合流通路２２ｂの合流部よりも上流側において、第一の合流通路２２ａと第二の合流通路２２ｂのそれぞれに逆止弁２６を配置してもよい。

また、第二冷媒通路２２には、レシーバタンク１３から凝縮器１２への冷媒の逆流を防止する逆止弁２７が配置されている。

レシーバタンク１３から冷却器１へは、冷媒が流通可能な第三冷媒通路２３で結ばれている。第三冷媒通路２３には、上流側から下流側へ向かって順に、ドライヤ１４、膨張弁１５が配置されている。膨張弁１５は、圧力が高められた冷媒を急激に減圧させる機能を有している。

冷却器１から圧縮機１１へは、冷媒が流通可能な第四冷媒通路２４で結ばれている。第四冷媒通路２４には、蒸発圧力調整弁２８が配置されている。蒸発圧力調整弁２８は、圧縮機１１に吸引される冷媒の量を調整することができる。

これらの構成により、圧縮機１１、コンデンサ１２、レシーバタンク１３、膨張弁１５、冷却器１と再熱器２等からなる、冷風乾燥用の除湿回路を構成している。

ここで、再熱器２の総容量（第一再熱器２ａと第二再熱器２ｂの合計容量）とコンデンサ１２の容量は、いずれも熱量換算で、再熱器２の総容量＞コンデンサ１２の容量となるよう設定されている。特に、この実施形態では、第一再熱器２ａと第二再熱器２ｂとコンデンサ１２の容量が、互いに等しくなるように設定されている。ただし、仕様によっては、第一再熱器２ａの容量＞第二再熱器２ｂの容量としてもよいし、逆に、第一再熱器２ａの容量＜第二再熱器２ｂの容量としてもよい。

なお、第一再熱器２ａは主として乾燥庫１０内の温度コントロールに大きく関与し、第二再熱器２ｂは相対湿度の低減に大きく関与するので、例えば、円滑な温度コントロールを重視する場合には、第一再熱器２ａの容量＞第二再熱器２ｂの容量と設定することが望ましい。

（作用）
この冷風乾燥機の作用を、以下説明する。

まず、除湿用冷凍機として機能する圧縮機１１で圧縮された冷媒（高温高圧の気体）は、弁装置を介さず第一再熱器２ａへ、ボール弁からなる第一弁装置２０ａを経て第二再熱器２ｂへ、同じくボール弁からなる第二弁装置２０ｂを経てコンデンサ１２への３つのルートのうちの一つに、または、３つのルートの中から選択される複数のルートに同時に供給可能である。また、それらの各ルートへの冷媒の供給量の調整が可能である。

ここで、第二弁装置２０ｂは、圧縮機１１からの高温高圧の冷媒が、必要以上に凝縮器１２に流入しないようにバルブ調整を行っている。また、第一弁装置２０ａは、圧縮機１１から第二再熱器２ｂに送る高温高圧の冷媒の量の調整を行っている。

第一再熱器２ａは、主に乾燥庫１０内の温度のコントロールに使用する。第二再熱器２ｂは、主に除湿用の冷却器１の冷風出口の相対湿度を下げることに使用する。

高温高圧である冷媒（気体）が、第二弁装置２０ｂを経てコンデンサ１２に入ると、そこで冷却されて、冷媒は液体となる。液体である冷媒は、逆止弁２７を通過してレシーバタンク１３に液体として入ることになる。ここで、逆止弁２７の役割は、主として冬期時における冷媒（液体）の逆流防止である。冬期時に、外気が乾燥庫１０内の温度より低い状態である際、冷媒の液温が過冷却状態になった時に、第一再熱器２ａ、第二再熱器２ｂの冷媒（液体）が、コンデンサ１２側に逆流するのを防止する。

高温高圧ガスである冷媒が、第一弁装置２０ａを経て第二再熱器２ｂに入ると、冷媒は内部で徐々に冷やされて高圧の液体となる。そして、第一再熱器２ａの冷媒（液体）は、第二再熱器２ｂの冷媒（液体）と合流して、それらの冷媒は、逆止弁２６を通過してレシーバタンク１３に入る。この逆止弁２６の役割は、主として、夏期時における冷媒（液体）の逆流防止である。夏期時に、外気が乾燥庫１０内の温度より高い状態である際、第一再熱器２ａ、第二再熱器２ｂの冷媒の液温が過冷却状態になった時に、コンデンサ１２の冷媒（液体）が、第一再熱器２ａ、第二再熱器２ｂ側へ逆流するのを防止する。

また、高温高圧ガスである冷媒が、弁装置を介することなく直接に第一再熱器２ａに入ると、冷媒は内部で徐々に冷やされて高圧の液体となる。ここで、冷媒（液体）は、電磁弁からなる開閉弁２５を通過して、第二再熱器２ｂの高圧の冷媒（液体）と合流して、逆止弁２６を通過してレシーバタンク１３に入る。

レシーバタンク１３に入った高圧の冷媒（液体）は、レシーバタンク１３から送り出された後、ドライヤ１４、膨張弁１５を通過して除湿用の冷却器１に入る。ここで、冷媒は、膨張弁１５を通過した際に低圧ガスとなっており、膨張弁１５を通過して所定の圧力で冷凍機１に吸い込まれる。冷却器１によって、乾燥庫１０内の温度が所定の温度に冷却され、除湿が行われるとともに、被乾燥物の乾燥が進んでいく。

ここで、庫内温調サーモスタット４は、乾燥庫１０内の温度に合わせて開閉弁２５を開閉して、第一再熱器２ａからレシーバタンク１３に供給される冷媒の量を調整し、その冷媒の量の調整により、乾燥庫１０内の温度を制御する。

庫内温調サーモスタット４の作用により、乾燥庫１０内の温度が、例えば、約２０℃〜２５℃の範囲となるよう、開閉弁２５をオン、オフさせることにより、第一再熱器２ａ内の冷媒の通過量を調整する。圧縮機１１から第一再熱器２ａ内に入り込む冷媒（高温高圧ガス）は温度が高いので、開閉弁２５を開放して冷媒の通過量が多くなれば、冷媒からの熱の放出により、乾燥庫１０内の温度が上昇する。また、冷媒の通過量が少なくなれば、冷媒からの熱の放出が少なくなり、乾燥庫１０内の温度上昇は抑制される。この冷媒供給量の調整により、乾燥庫１０内の温度をコントロールすることができる。この第一再熱器２ａによる庫内温度の調整により、従来のような電熱ヒータによる加熱を行う必要がなくなり、冷風乾燥機における総電気容量の低減が可能となる。

ここで、ボール弁からなる第一弁装置２０ａと第二弁装置２０ｂは、弁体の開度を最大限落として通過する冷媒の流量を抑制している場合でも、冷媒の通過は完全に遮断されることなく、第一弁装置２０ａ、第二弁装置２０ｂを通過する冷媒の供給は常時継続されている。このため、第一再熱器２ａだけでなく、第二再熱器２ｂへも冷媒の供給は継続している。前述のように、第一再熱器２ａは主として乾燥庫１０内の温度コントロールに大きく関与し、第二再熱器２ｂは相対湿度の低減に大きく関与するが、第二再熱器２ｂへの冷媒の供給が継続している限り、第二再熱器２ｂは、乾燥庫１０内の温度コントロールにも補完的に関与することができる。

また、凝縮温調サーモスタット１２ｂは、コンデンサ１２内の高圧の冷媒（液体）の温度の制御を行う。コンデンサ１２のファン１２ａを駆動するモータへの通電のオン、オフによって、コンデンサ１２内の冷媒の凝縮を制御する。

特に、冬季において、乾燥庫１０外の温度が低い時は、圧縮機１１の圧力（高圧）が低くなり、圧縮熱量が少なくなる。このため、乾燥庫１０内の温度を上昇させるための熱量が不足する場合がある。このとき、コンデンサ１２内の温度に応じて凝縮温調サーモスタット１２ｂを作用させ、ファン１２ａの回転を止めることで、圧縮機１１の圧力（高圧）を上昇させて、圧縮熱量を大きくすることにより、第一再熱器２ａと第二再熱器２ｂに高温高圧の冷媒（気体）を送ることができる。このような制御により、特に外気の温度が低い冬期時において、再熱温度を上昇させることができる。例えば、コンデンサ１２内の温度が、約３５℃〜４０℃の範囲といったように一定の範囲になるよう、ファン１２ａの回転をオン、オフさせる制御が可能である。

なお、蒸発圧力調整弁２８は、除湿用の冷却器１が凍結しない温度(圧力)となるように冷媒の流量を調整している。

また、開閉弁２５は、庫内温調サーモスタット４の動作に基づいてオン、オフされ、その開閉が制御される。圧縮機１１から第一再熱器２ａへの高温高圧の冷媒（気体）の供給によって乾燥庫１０内の温度のコントロールが成されるとともに、乾燥庫１０内の温度が上昇して一定の温度に到達すると、開閉弁２５が閉じられる。開閉弁２５が閉じられた状態（オフ状態）になれば、第一再熱器２ａ内に冷媒（液体）が蓄えられる。庫内温調サーモスタット４がオンになれば、開閉弁２５が開放された状態（オン状態）となり、内部の冷媒（液体）が一気にレシーバタンク１３に供給される。

夏季においてはコンデンサ１２周囲の外気の温度が比較的高温であり、冬季は、コンデンサ１２周囲の外気の温度が比較的低温であり、夏季と冬季とでコンデンサ１２内における冷媒温度、すなわち、凝縮温度に差が生じる。このため、季節の変化に伴う冷媒の供給条件の切り替えの際に、冷媒の安定的な供給がバランスを失い、レシーバタンク１３内において一時的な冷媒（液体）の不足を生じることがある。開閉弁２５は、乾燥庫１０内の冷却と再熱の切り替え時等、冷媒の供給条件の切り替えの際における、レシーバタンク１３内の一時的な冷媒（液体）の不足を補う役割を果たすことができる。

（制御例）
具体的な制御例として、例えば、乾燥庫１０内温度が設定温度より低い場合、この冷風乾燥機が備える温度コントローラ（制御装置）は、電磁弁からなる開閉弁２５を開放して（オン状態にして）、第一再熱器２ａに高温高圧の冷媒（気体）を送り込み、乾燥庫１０内の温度を上昇させる。乾燥庫１０内の温度が設定された温度になれば、開閉弁２５を全閉にして（オフ状態にして）、温度の上昇を停止させる。

すなわち、圧縮機１１によって圧縮された高温高圧の冷媒（気体）は、コンデンサ１２と第一再熱器２ａと第二再熱器２ｂに供給される。コンデンサ１２に供給された高温高圧の冷媒（気体）は外気によって冷やされて液体となる。また、第一再熱器２ａと第二再熱器２ｂに供給された高温高圧の冷媒（気体）は冷却器１からの冷風によって冷却されて液体になる。コンデンサ１２、第一再熱器２ａ、第二再熱器２ｂで液体となった冷媒は、レシーバタンク１３に貯蔵される。液化された冷媒は、膨張弁１５で減圧されて冷却器１に供給される。

このとき、第一再熱器２ａや第二再熱器２ｂは、冷却器１により低い温度（例えば、約５℃）の冷風により冷却されるため、第一再熱器２ａや第二再熱器２ｂにおける高圧（凝縮圧力）は、例えば、１０ｋｇ／ｃｍ^２〜１１ｋｇ／ｃｍ^２程度に低下する。従来の冷風乾燥機では、夏季において温度の高い外気によって凝縮される場合、再熱器における高圧（凝縮圧力）は、例えば、１８ｋｇ／ｃｍ^２〜２０ｋｇ／ｃｍ^２程度となっていた。しかし、この発明の冷風乾燥機では、圧縮熱量の概ね７０％以上を、再熱器による乾燥庫１０内の相対湿度の低減と、乾燥庫１０内の温度のコントロールに使用することができる。このため、再熱器における高圧（凝縮圧力）は、例えば、１４ｋｇ／ｃｍ^２〜１５ｋｇ／ｃｍ^２程度で運転することが可能である。

さらに、コンデンサ１２を経由する冷却器１への冷媒の供給が停止している場合にも、第一弁装置２０ａの開度を制御して、第二再熱器２ｂへの冷媒の供給量を適宜調整することにより、乾燥庫１０内における温度のきめ細かな調整や、相対湿度を下げる制御が可能である。

これらの実施形態では、乾燥庫１０内等の温度や圧力の制御のために、庫内温調サーモスタット４、凝縮温調サーモスタット１２ｂ等のサーモスタットを利用したが、サーモスタット以外の手段によって、乾燥庫１０内等の温度や圧力の制御を行ってもよい。例えば、乾燥庫１０内やコンデンサ１２内等に温度センサを配置して、その温度センサが取得した情報に基づいて、温度コントローラが各弁等の制御を行うようにしてもよい。

以上のように、この発明の冷風乾燥機の最大の利点は、除湿に使用する冷凍機（圧縮機）の圧縮熱によって、乾燥庫内における相対湿度のコントロールと、乾燥庫内の温度のコントロールを年間を通じて安定して行うことができ、従来のような電熱ヒータによる大きな電力消費をなくし、継続した除湿運転ができる装置である。これにより、電気容量は、一般的な冷風乾燥機の約５０％以下を実現でき、また、従来の排熱量の７０％以上を乾燥庫内での温度制御に活用するため、実際の排熱量は約３０％以下に低減される。また、水冷式のコンデンサを用いた冷風乾燥機においても、この発明を適用できる。

１冷却器
２再熱器
２ａ第一再熱器
２ｂ第二再熱器
３ファン
４庫内温調サーモスタット
１０乾燥庫
１１圧縮機（冷凍機）
１２コンデンサ（凝縮器）
１３レシーバタンク
１５膨張弁
２０流量調整手段
２１第一冷媒通路
２２第二冷媒通路
２３第三冷媒通路
２４第四冷媒通路
２５開閉弁
２６，２７逆止弁

Claims

被乾燥物が収容される乾燥庫（１０）と、
前記乾燥庫（１０）内に配置され冷媒が供給される冷却器（１）及び第一再熱器（２ａ）と第二再熱器（２ｂ）とからなる複数の再熱器（２）と、
前記冷媒が流通する圧縮機（１１）、凝縮器（１２）及びレシーバタンク（１３）と、
前記圧縮機（１１）から前記第一再熱器（２ａ）、前記第二再熱器（２ｂ）及び前記凝縮器（１２）のそれぞれへ通じる第一冷媒通路（２１；２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）と、
前記圧縮機（１１）から前記第二再熱器（２ｂ）及び前記凝縮器（１２）のそれぞれへの冷媒の供給量を複数段階に又は無段階に調整する弁装置からなる流量調整手段（２０）と、
前記第一再熱器（２ａ）、前記第二再熱器（２ｂ）及び前記凝縮器（１２）のそれぞれから前記レシーバタンク（１３）へ通じる第二冷媒通路（２２；２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）と、
前記レシーバタンク（１３）から前記冷却器（１）へと通じる第三冷媒通路（２３）に配置される膨張弁（１５）と、
前記冷却器（１）から前記圧縮機（１１）へと通じる第四冷媒通路（２４）と、
前記第二冷媒通路（２２）に設けられ前記第一再熱器（２ａ）から前記レシーバタンク（１３）への冷媒の供給量を調整する電磁弁からなる開閉弁（２５）と、
を備え、
前記圧縮機（１１）から前記凝縮器（１２）及び前記第二再熱器（２ｂ）への冷媒の供給は常時継続され、
前記乾燥庫（１０）内の温度が上昇して設定温度になれば前記開閉弁（２５）が閉鎖されて前記第一再熱器（２ａ）による前記乾燥庫（１０）内の温度の上昇が停止されるとともに前記第一再熱器（２ａ）内に冷媒が蓄えられ、前記乾燥庫（１０）内の温度が設定温度よりも低くなれば前記開閉弁（２５）の開放により前記第一再熱器（２ａ）内に蓄えられた冷媒を前記レシーバータンク（１３）に供給する冷風乾燥機。
前記流量調整手段（２０）を構成する前記弁装置は、前記第一冷媒通路（２１）に配置されるボール弁である
請求項１に記載の冷風乾燥機。
前記第一冷媒通路（２１）は、
前記第一再熱器（２ａ）に通じる第一の分岐通路（２１ａ）と、
前記第二再熱器（２ｂ）に通じる第二の分岐通路（２１ｂ）と、
前記凝縮器（１２）に通じる第三の分岐通路（２１ｃ）と、
を備え、
前記流量調整手段（２０）を構成する前記弁装置は前記第二の分岐通路（２１ｂ）及び前記第三の分岐通路（２１ｃ）に配置される
請求項１又は２に記載の冷風乾燥機。
前記第二冷媒通路（２２）は、
前記第一再熱器（２ａ）から引き出された第一の合流通路（２２ａ）と、
前記第二再熱器（２ｂ）から引き出された第二の合流通路（２２ｂ）と、
前記凝縮器（１２）から引き出された第三の合流通路（２２ｃ）と、
を備え、
前記開閉弁（２５）を前記第一の合流通路（２２ａ）に備える
請求項３に記載の冷風乾燥機。
前記第二冷媒通路（２２）に、前記レシーバタンク（１３）から前記第一再熱器（２ａ）及び前記第二再熱器（２ｂ）への冷媒の逆流を防止する逆止弁（２６）
を備える請求項３又は４に記載の冷風乾燥機。