JPH0465314B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、被乾燥物を氷温下で乾燥する氷温
乾燥方法、更に詳細には、被乾燥物を急速に冷却
し、その後除湿して乾燥し、更に、乾燥後被乾燥
物の温度を庫外温度付近まで上昇させる氷温乾燥
方法及びその氷温乾燥装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に被乾燥物を乾燥するには、天日による方
法が広く知られている。しかし、この方法では
日々の天候に左右される要因が大であり、それが
ために被乾燥物の品質上あるいは乾燥仕上がり上
並びに作業性の面で不安定であつた。

そこで、上記事情に鑑みて被乾燥物を10℃〜40
℃程度の範囲内の温度に上昇させた庫内で乾燥さ
せる方法が採用されるに至つているが、被乾燥物
の品質向上の面から乾燥物の種類によつては必ず
しも好ましい乾燥方式ではなかつた。

したがつて、最近では被乾燥物を氷結温度近く
まで冷却すると共に、除湿を行つた庫内空気によ
り乾燥するいわゆる氷温乾燥方式が行われてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の氷温乾燥方式においては
以下のような欠点があつた。

１ 被乾燥物を乾燥完了後に庫外に取出したり、
庫内に外気を導入させた場合、被乾燥物の表面
に結露を生じるため、乾燥状態が保たれなかつ
たり、被乾燥物によつては品質を著しく低下さ
せる虞れがあつた。

２ 冷凍サイクルを利用したヒートポンプ方式に
より庫内空気の冷却、除湿を行つているが、こ
の冷凍サイクルの能力を夏期に合せているた
め、それ以外のシーズンには乾燥庫内の空気を
必要以上の熱量で冷却し、それに見合つた熱量
を他のヒーター等の加熱手段により余分に加え
る等の方法を採用していたため、全体的なエネ
ルギーの面で省エネルギー化を図ることができ
ない。

３ 上記２）により庫内の空気を必要以上に冷却
した後に加熱しないと、庫内温度と湿度とのバ
ランスが取りにくくなり、庫内の設定温度によ
り冷凍機が必要以上に止まるという問題があつ
た。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記問題を解決することを企図し
てなされたもので、上記技術的課題を解決する方
法として、乾燥庫内に収容される被乾燥物を乾燥
する方法において、上記被乾燥物を氷温まで急速
冷却する工程と、氷温温度による庫内空気を除湿
循環させて上記被乾燥物を乾燥させる工程と、乾
燥後被乾燥物の温度を庫外温度付近まで上昇させ
る工程とから成ることを特徴とする氷温乾燥方法
を提供する。

また、上記方法を実現するこの発明の第１の氷
温乾燥装置は、乾燥庫内に収容される被乾燥物を
乾燥するものにおいて、上記乾燥庫内に空気の循
環用フアンを配設すると共に、温度及び湿度検出
手段を配設し、かつ乾燥庫とバイパス状に連通す
る除湿兼再熱室を形成し、上記乾燥庫外に配設さ
れる冷凍機及び能力調整機能を有するコンデンサ
と、上記除湿兼再熱室内に配設される除湿コイル
及び再熱コイルとで冷却サイクル部を形成し、上
記コンデンサと冷凍機とをバイパス弁を介して連
結すると共に、コンデンサと上記再熱コイルとを
バイパス弁を介して連結し、上記コンデンサ及び
バイパス弁を上記温度及び湿度検出手段の信号に
て制御することにより、上記乾燥庫内雰囲気を、
急速冷却−氷温乾燥−庫外温度付近まで上昇させ
るようにしたものである。

また、上記方法を実現するこの発明の第２の氷
温乾燥装置は、上記第１の氷温乾燥装置と同様
に、乾燥庫内に収容される被乾燥物を乾燥するも
のにおいて、上記乾燥庫内に空気の循環用フアン
を配設すると共に、温度及び湿度検出手段を配設
し、かつ乾燥庫とバイパス状に連通する除湿兼再
熱室を形成し、上記乾燥庫外に配設される第１の
冷凍機及び能力調整機能を有するコンデンサと、
上記除湿兼再熱室内に配設される除湿コイル及び
再熱コイルとで第１の冷却サイクル部を形成し、
上記乾燥庫外に配設される第２の冷凍機及びコン
デンサと、上記除湿兼再熱室内に配設される冷却
コイルとで第２の冷却コイル部を形成し、上記第
１の冷却サイクル部のコンデンサと第１の冷凍機
とをバイパス弁を介して連結すると共に、このコ
ンデンサと上記再熱コイルとをバイパス弁を介し
て連結し、上記第１の冷却サイクル部のコンデン
サ及びバイパス弁を上記温度及び湿度検出手段の
信号にて制御することにより、上記乾燥庫内雰囲
気を、急速冷却−氷温乾燥−庫外温度付近まで上
昇させるようにしたものである。

［作用］ 上記技術的手段は次のように作用する。

コンデンサ及び除湿コイル等により被乾燥物を
氷温まで急速に冷却することにより、この被乾燥
物の品質維持を図ることができる。この氷温温度
における雰囲気中の空気を除湿コイルと再熱コイ
ルによつて冷却及びこの冷却された空気を再加熱
することにより相対湿度を所定の湿度まで下げ
て、被乾燥物の乾燥を行うことにより、冷却と除
湿とをバランスよく、乾燥工程を短時間に行うこ
とができ、しかも、被乾燥物の鮮度を保持するこ
とができる。そして、氷温下の乾燥後に再熱コイ
ルにより品質を穏やかに庫外温度付近まで昇温す
ることにより、被乾燥物の表面に生じる結露現象
を防止して、品質の低下を防止することができ
る。

また、上記被乾燥物を氷温まで急速冷却する工
程と、氷温温度における庫内空気を除湿循環させ
て被乾燥物を乾燥させる工程と、乾燥後被乾燥物
の温度を庫外温度付近まで上昇させる工程とを必
要最小限の装置構成で連続的に行えるようにした
ため、省エネルギー化を図ることができる。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を添附図面に基づいて
詳細に説明する。

第１図はこの発明の氷温乾燥方法を実施するた
めの氷温乾燥装置の第一実施例を示す概略図で、
この発明の氷温乾燥装置は、冷凍機１０と、この
冷凍機１０の高圧側に連結するコンデンサ２と、
このコンデンサ２に連結する再熱コイル３及び除
湿コイル４とで構成される冷却サイクル部５と、
被乾燥物（図示せず）を収容する乾燥庫６内に配
設されて乾燥庫６内の空気を循環するフアン７
と、乾燥庫６内に配設されてコンデンサ２、再熱
コイル３及び除湿コイル４に制御動作信号を伝達
する温度及び湿度検出手段である温度センサー１
５及び湿度センサー１６とで主要部が構成されて
いる。

この第一実施例において、上記冷凍機１０とコ
ンデンサ２は乾燥庫６の庫外に配設されている。
そして、上記コンデンサ２は上記冷凍機１０との
連結管８に電磁切換式三方弁にて構成されるバイ
パス弁９ｄが配設されており、かつ、このコンデ
ンサ２にはこのコンデンサ２の能力を調整する機
構を構成する２つの電磁切換式能力調節弁９ｂ，
９ｃが設けられている。

また、上記再熱コイル３及び除湿コイル４は上
記乾燥庫６にバイパス状に連通する除湿兼再熱室
６ａ内に配設されている。この場合、除湿コイル
４は除湿兼再熱室６ａの上流側に配設され、再熱
コイル３は除湿兼再熱室６ａの下流側に配設され
ており、そして、再熱コイル３に隣接して設けら
れたフアン３１の吸引力によつて乾燥庫６内の空
気が除湿コイル４を通つて再熱コイル３に送ら
れ、そして、再び乾燥庫６内に循環されるように
なつている。なお、再熱コイル３にも上記コンデ
ンサ２と除湿コイル４とに連結する電磁切換式三
方弁にて構成されるバイパス弁９ａが配設されて
いる。また、上記冷凍機１０の低圧側と除湿コイ
ル４とを連結する管路１７には電磁開閉弁９₁が
配設されている。

一方、上記乾燥庫６内に配設される複数の循環
フアン７は適宜間隔をおいて列設されており、こ
れら循環フアン７は庫外に設置された周波数変換
器１８を介して電源側端子１９に接続されてい
る。

また、上記乾燥庫６内に配設される上記温度セ
ンサー１５及び湿度センサー１６は、庫内の設定
された温度及び湿度を検知するようになつてお
り、これら温度センサー１５及び湿度センサー１
６はそれぞれ上記バイパス弁９ａ，９ｄ、能力調
節弁９ｂ，９ｃ及び電磁開閉弁９₁と電気的に接
続されている。

上記のように構成されるこの発明の氷温乾燥装
置の作動態様を第４図に示すタイミングチヤート
と温度・湿度特性曲線との関係図を参照して説明
する。

上記乾燥庫６内に収容された被乾燥物を乾燥す
るには、温度及び湿度センサー１５，１６にて庫
内温度及び湿度を測定し、設定値との差分に応じ
て、上記コンデンサ２の容量を能力調節弁９ｂ，
９ｃの切換により制御して庫内の温度及び湿度を
調節するのであるが、この場合、まず、コンデン
サ２のバイパス弁９ｄと能力調節弁９ｂとが開動
作され、再熱コイル３のバイパス弁９ｄが閉動作
されると、冷凍機１０からの圧縮高圧ガスはコン
デンサ２で凝縮されて放熱され、そして、コンデ
ンサ２を通過した冷媒は除湿コイル４に供給され
てこの除湿コイル４により乾燥庫内の空気が氷温
まで急速に冷却される。この冷却工程が行われる
と、庫内の相対湿度が設定値より高くなるので、
湿度センサー１６が検知してその信号を上記バイ
パス弁９ａ能力調節弁９ｂに伝達する。するとコ
ンデンサ２の能力調節弁９ｂ，９ｃのうちの一方
９ｂが閉じ、他方９ｃが開動作し、また、再熱コ
イル３のバイパス弁９ａが開動作する。したがつ
て、冷凍機１０からの圧縮高圧ガスはコンデンサ
２により一部（30％〜40％）を放出した後、残り
のガスは再熱コイル３により凝縮されて放熱さ
れ、除湿コイル４に冷媒を送るので、庫内の空気
は除湿コイル４によつて冷却された後、再熱コイ
ル３により再加熱されて、庫内空気の相対湿度は
所定の湿度まで下げられ、被乾燥物は氷温下で除
湿される。この場合、除湿コイル４の冷却能力と
再熱コイル３の加熱能力とをほぼ等しくなるよう
にコンデンサ２で放熱を調整する。

上記のようにして被乾燥物の冷却及び氷温下で
の除湿が行われた後、被乾燥物の品温を穏やかに
庫外温度付近まで昇温するのであるが、この場
合、コンデンサ２のバイパス弁９ｄが閉動作し、
再熱コイル３のバイパス弁９ａが開動作するの
で、冷凍機１０からの圧縮高圧ガスはコンデンサ
２をバイパスし、再熱コイル３で凝縮され、この
凝縮により生じる潜熱が加熱源に利用される。こ
の場合の加熱温度は庫外の温度より約10℃低い目
に設定される。したがつて、氷温除湿された被乾
燥物は乾燥庫６のドア６ｂが開放された場合の急
激な温度変化に対しても、その表面に結露が生じ
ることがなく、品質の低下が防止される。なおこ
の場合、庫内の循環フアン７や電動モーター７ａ
等の機械発熱も再加熱に利用することができる。

第２図はこの発明の氷温乾燥装置の第二実施例
を示す概略図で、上記冷凍機１０を複数設けると
共に、コンデンサ２の容量を大きくした場合であ
る。すなわち、例えば25Kwの大型の冷凍機１１
と、7.5Kwの小型の冷凍機１２とを互いに並列に
配列し、また、電磁開閉弁９₁又は９₂を介してこ
れら両冷凍機１１，１２と連結するコンデンサ２
を大容量のものにすると共に、このコンデンサ２
に３つの能力調節弁９ｂ，９ｃ，９ｅを配設し、
更に、コンデンサ２の能力に応じて除湿コイル４
の容量を大きくすると共に、この除湿コイル４に
３つの能力調節弁９ｆ，９ｇ，９ｈを配設した場
合である。

なお、そのほかの部分は上記第一実施例と同様
であるので、同一部分には同一の符号を付してそ
の説明は省略する。

このように構成される第二実施例において、被
乾燥物を氷温乾燥するには、上記第一実施例と同
様に乾燥庫６内の温度及び湿度センサー１５，１
６で庫内温度及び湿度を測定し、設定値との差分
に応じて冷凍機１１，１２を自動制御して行い、
庫内の温度・湿度に応じて上記バイパス弁９ａ，
９ｄ及び能力調節弁９ｂ，９ｃ，９ｅ〜９ｈ等を
適宜開閉動作させて被乾燥物の氷温乾燥を行う。
この第二実施例の氷温乾燥装置による制御動作情
況は第５図に示すタイミングチヤートと温度・湿
度特性曲線との関係図のようになり、上記第一実
施例と同様の効果が得られた。

なお、上記第二実施例においては冷凍機が２つ
の場合について説明したが必ずしも２つである必
要はなく、３つ以上の冷凍機を互いに並列に配列
してもよい。

また、第３図はこの発明の氷温乾燥装置の別の
発明を具体化した実施例を示す概略図で、２つの
冷却サイクル部を併設した場合である。すなわ
ち、冷却サイクル部を、第１の冷凍機１３と、能
力調節機構を有すると共に第１の冷凍機１３との
間にバイパス弁９ｄを介して連結するコンデンサ
２０と、このコンデンサ２０との間にバイパス弁
９ａを介して連結する再熱コイル３０と、除湿コ
イル４０とで構成される第１の冷却サイクル部５
１と、第２の冷凍機１４と、この第２の冷凍機１
４に連結するコンデンサ２１及びこのコンデンサ
２１に連結する冷却コイル５０とで構成される第
２の冷却サイクル部５２とで構成した場合であ
る。

この場合、再熱コイル３０、除湿コイル４０及
び冷却コイル５０は、除湿兼再熱室６ａ内に配設
され、かつ除湿兼再熱室６ａの上流側より順に除
湿コイル４０、冷却コイル５０及び再熱コイル３
０が配設されている。また、上記第１の冷凍機１
３と除湿コイル４０とを連結する管路１７には電
磁開閉弁９₁が配設され、また、第２の冷凍機１
４と冷却コイル５０とを連結する管路１７′には
電磁開閉弁９₂が配設されている。なお、第１の
冷凍機１３は25Kwの容量のものが使用され、ま
た、第２の冷凍機１４には、7.5Kwの容量のもの
が使用される。

また、上記乾燥庫６内には、上記第１の発明と
同様に循環フアン７が配設され、かつ、温度及び
湿度センサー１５，１６が配備されている。

上記のように構成される実施例の氷温乾燥装置
の作動態様を第６図に示すタイミングチヤートと
温度・湿度特性曲線との関係図を参照して説明す
ると、まず、被乾燥物を氷温温度まで急速冷却す
るには、上記第１及び第２の冷凍機１３，１４を
用いて冷却するのであるが、このとき、温度セン
サー１５及び湿度センサー１６からの信号を受け
て電磁開閉弁９₁，９₂、バイパス弁９ｄ及び能力
調節弁９ｂが開動作されて、コンデンサ２０及び
除湿コイル４０が作動され、一方、再熱コイル３
０のバイパス弁９ａは閉動作されてバイパスされ
る。なおこの場合、冷凍機１３，１４の制御は温
度のみで行い、湿度制御は行わない。

次に、氷温乾燥の雰囲気制御を行う場合には、
庫内湿度が設定値より高い場合は上記コンデンサ
２０の一方の能力調節弁９ｂを閉動作させると共
に、他方の能力調節弁９ｃを開動作させ、かつ、
再熱コイル３０のバイパス弁９ａを開動作する。
したがつて、第１の冷凍機１３からの圧縮高圧ガ
スはコンデンサ２０により一部（30％〜40％）を
放出した後、残りのガスは再熱コイル３０により
凝縮されて放熱され、除湿コイル４０に冷媒を送
るので、庫内の空気は除湿コイル４０によつて冷
却された後、再熱コイル３０により再加熱され
て、庫内空気の相対湿度は所定の湿度まで下げら
れ、被乾燥物は氷温下で除湿される。この場合、
除湿コイル４０の冷却能力と再熱コイル３０の加
熱能力とをほぼ等しくなるようにコンデンサ２０
で放熱を調整することが好ましいが、実際には機
械入熱や乾燥庫６のパネル入熱等が加わるために
庫内温度は上昇するので、第２のサイクル部５２
の冷凍機１４により所定の温度まで冷却する。

上記のようにして被乾燥物の冷却及び氷温下で
の除湿が行われた後、被乾燥物の品温を穏やかに
庫外温度付近まで昇温するのであるが、この場
合、コンデンサ２０のバイパス弁９ｄが閉動作
し、再熱コイル３０のバイパス弁９ａが開動作す
るので、第１の冷凍機１３からの圧縮高圧ガスは
コンデンサ２０をバイパスし、再熱コイル３０で
凝縮され、この凝縮により生じる潜熱が加熱源に
利用される。この場合の加熱温度は庫外の温度よ
り約10℃低い目に設定される。したがつて、氷温
除湿された被乾燥物は乾燥庫のドア６ｂが開放さ
れた場合の急激な温度変化に対しても、その表面
に結露が生じることがなく、品質の低下が防止さ
れる。なおこの場合、庫内の循環フアン７や電動
モーター７ａ等の機械発熱も再加熱に利用するこ
とができる。

上記別発明の実施例の氷温乾燥装置により被乾
燥物の氷温乾燥を行つた結果、庫内温度と湿度と
のバランスが安定し、氷温乾燥作業サイクルの短
縮化が図れた。

［発明の効果］ 以上に説明したように、この発明の氷温乾燥方
法及び氷温乾燥装置によれば、被乾燥物を氷温ま
で急速冷却し後、氷温下で被乾燥物を乾燥し、そ
して、乾燥後被乾燥物の温度を庫外温度付近まで
上昇させるため、被乾燥物を乾燥終了後に庫外に
取出したり、庫内に外気を導入させた場合、被乾
燥物の表面に結露が生じることがなく、乾燥状態
の保持及び品質の低下防止が図れる。また、氷温
温度における雰囲気中の空気を除湿コイルと再熱
コイルによつて冷却及びこの冷却された空気を再
加熱することにより相対湿度を所定の湿度まで下
げて、被乾燥物の乾燥を行うため、冷却と除湿と
をバランスよく行うことができると共に、乾燥工
程を短時間に行うことができ、しかも、季節に関
係なく被乾燥物の鮮度を新鮮な状態に保持するこ
とができる。また、被乾燥物とを氷温まで急速冷
却する工程と、氷温温度における庫内空気を除湿
循環させて被乾燥物を乾燥させる工程と、乾燥後
被乾燥物の温度を庫外温度付近まで上昇させる工
程とを必要最小限の装置構成で連続的に行えるよ
うにしたため、省エネルギー化を図ることができ
るなどの優れた効果が得られるので、その利用価
値は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の氷温乾燥方法を実施する氷
温乾燥装置の第一実施例を示す概略図、第２図は
この発明の氷温乾燥装置の第二実施例を示す概略
図、第３図はこの発明の氷温乾燥装置の別の発明
を具体化した実施例を示す概略図、第４図ないし
第６図はそれぞれこの発明の各実施例におけるタ
イミングチヤートと温度・湿度特性曲線との関係
図である。 符号の説明、２，２０……コンデンサ、３，３
０……再熱コイル、４，４０……除湿コイル、５
……冷却サイクル部、６……乾燥庫、７……循環
フアン、９ａ，９ｄ……バイパス弁、９ｂ，９
ｃ，９ｅ〜９ｈ……能力調節弁、９₁，９₂……電
磁開閉弁、１０〜１４……冷凍機、１５……温度
センサー、１６……湿度センサー、５１……第１
の冷却サイクル部、５２……第２の冷却サイクル
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乾燥庫内に収納される被乾燥物を乾燥する方
   法において、上記被乾燥物を氷温まで急速冷却す
   る工程と、氷温温度における庫内空気を除湿循環
   させて上記被乾燥物を乾燥させる工程と、乾燥後
   被乾燥物の温度を庫外温度付近まで上昇させる工
   程とから成ることを特徴とする氷温乾燥方法。 ２ 乾燥庫６内に収容される被乾燥物を乾燥する
   ものにおいて、 上記乾燥庫６内に空気の循環用フアン７を配設
   すると共に、温度及び湿度検出手段１５，１６を
   配設し、かつ乾燥庫６とバイパス状に連通する除
   湿兼再熱室６ａを形成し、 上記乾燥庫６外に配設される冷凍機１０及び能
   力調整機能を有するコンデンサ２と、上記除湿兼
   再熱室６ａ内に配設される除湿コイル４及び再熱
   コイル３とで冷却サイクル部５を形成し、 上記コンデンサ２と冷凍機１０とをバイパス弁
   ９ｄを介して連結すると共に、コンデンサ２と上
   記再熱コイル３とをバイパス弁９ａを介して連結
   し、 上記コンデンサ２及びバイパス弁９ａ，９ｄを
   上記温度及び湿度検出手段１５，１６の信号にて
   制御することにより、上記乾燥庫６内雰囲気を、
   急速冷却−氷温乾燥−庫外温度付近まで上昇させ
   るようにしたことを特徴とする氷温乾燥装置。 ３ 冷却サイクル部５を構成する冷凍機１１，１
   ２を複数設け、これら冷凍機１１，１２を互いに
   並列に配列して成ることを含む特許請求の範囲第
   ２項記載の氷温乾燥装置。 ４ 乾燥庫６内に収容される被乾燥物を乾燥する
   ものにおいて、 上記乾燥庫６内に空気の循環フアン７を配設す
   ると共に、温度及び湿度検出手段１５，１６を配
   設し、かつ乾燥庫６とバイパス状に連通する除湿
   兼再熱室６ａを形成し、 上記乾燥庫６外に配設される第１の冷凍機１３
   及び能力調整機能を有するコンデンサ２０と、上
   記除湿兼再熱室６ａ内に配設される除湿コイル４
   ０及び再熱コイル３０とで第１の冷却サイクル部
   ５１を形成し、 上記乾燥庫６外に配設される第２の冷凍機１４
   及びコンデンサ２１と、上記除湿兼再熱室６ａ内
   に配設される冷却コイル５０とで第２の冷却サイ
   クル部５２を形成し、 上記コンデンサ２０と第１の冷凍機１３とをバ
   イパス弁９ｄを介して連結すると共に、コンデン
   サ２０と上記再熱コイル３０とをバイパス弁９ａ
   を介して連結し、 上記コンデンサ２０及びバイパス弁９ａ，９ｄ
   を上記温度及び湿度検出手段１５，１６の信号に
   て制御することにより、上記乾燥庫６内雰囲気
   を、急速冷却−氷温乾燥−庫外温度付近まで上昇
   させるようにしたことを特徴とする氷温乾燥装
   置。