JPH0735946B2 - 真空乾燥処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空乾燥処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来真空乾燥処理装置として図２に示す
ように電気ヒーター等の加熱装置20を備え、かつ断熱材
21で保温した耐圧密閉容器状の乾燥器１に真空ポンプ22
を接続したものがある。

【０００３】このものは、真空ポンプ22で乾燥器１内を
減圧して乾燥器１内における水の沸点を下げることによ
り、乾燥器１内に収容した被乾燥物の水分を蒸発させて
乾燥させるものであり、その際の蒸発に必要な熱エネル
ギーを加熱装置20によって供給している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、乾燥器の
上部空間が蒸発した水蒸気で充満して飽和状態になると
それ以上は蒸発しなくなり、沸騰も止まってしまうた
め、上記従来の真空乾燥処理装置では蒸発した水蒸気を
そのまま排出しており、そのため非常に能力の大きな真
空ポンプが必要となる。また、加熱装置により供給され
る熱エネルギーは大気中に放散され、リサイクルされな
いのでエネルギーの無駄な消費となっている。

【０００５】本発明は従来技術が有する上記問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とする処は蒸発した水蒸
気を凝縮して容積を小さくすることにより小型小能力の
真空ポンプの使用を可能にし、ひいては装置全体の小型
化や低価格化、ランニングコストの低減を図り、併せて
熱エネルギーの無駄な消費がない真空乾燥処理装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の真空乾燥処理装置では、耐圧密閉容器状の乾
燥器と、乾燥器上部より取り出されて大気に解放される
水蒸気排出通路と、水蒸気排出通路途中に介設された水
封式真空ポンプと、ヒートポンプと、乾燥器と一体的に
設けられヒートポンプで発生する温熱を導入して乾燥器
内の被乾燥物と熱交換して被乾燥物を加熱する乾燥器加
熱用熱交換器と、水蒸気排出通路の水封式真空ポンプよ
り上流側に設けられてヒートポンプで発生する冷熱を導
入し水蒸気排出通路を通る水蒸気の廃熱を上記冷熱に回
収させて水蒸気を凝縮する廃熱回収器とを備えるもので
ある。

【０００７】

【作用】以上のように構成した真空乾燥処理装置にあっ
ては、乾燥器内部で発生した水蒸気の大部分は凝縮され
て容積が小さくなり、若干水蒸気が混ざったドレン水と
して排出される。

【０００８】また乾燥器内部で蒸発のために消費した熱
エネルギーは水蒸気の廃熱から回収されてリサイクルさ
れる。そして、ドレン水に混ざって排出される水蒸気に
より放散される分の熱はヒートポンプのコンプレッサー
の冷却熱が加わることによりカバーされ、熱の収支バラ
ンスが保たれる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。図中１は耐圧密閉容器状に構成された乾燥器、11
はヒートポンプ式チラーユニットであり、乾燥器１には
被乾燥物を投入する投入口12と乾燥物を取り出す排出口
13が設けられると共に乾燥を促進させるために被乾燥物
を撹拌する撹拌装置14と補助加熱装置15が装備されてい
る。

【００１０】撹拌装置14はスクリュー14a とこれを回転
駆動するモーター14b からなり、上記スクリュー14a は
下方の被乾燥物を上方に持ち上げて乾燥器１側壁内周面
に沿って落下させることができるように、周縁が乾燥器
１の側壁内周面と若干間隔を有し、しかも上方に延びる
に従ってその間隔が漸増するように形成されている。補
助加熱装置15については後述する。

【００１１】また、乾燥器１は上部から水蒸気排出通路
２が取り出されると共に側壁部に水ジャケット６が設け
られる。

【００１２】上記水蒸気排出通路２は端末が大気に開放
されており、中途部には廃熱回収器７と水封式真空ポン
プ３が介設される。

【００１３】水ジャケット６には循環ポンプ16を介装す
る熱媒循環路４が接続される。従って水ジャケット６は
循環流動する熱媒を乾燥器１と熱交換して乾燥器１を加
熱する乾燥器加熱用熱交換器を構成する。尚、上記熱媒
は温水である。

【００１４】廃熱回収器７は乾燥器１と水封式真空ポン
プ３との間において水蒸気排出通路２に設けられ、内部
に水蒸気排出通路２を蛇行状に通すと共に循環ポンプ17
を介装する冷媒循環路５を接続する。

【００１５】水封式真空ポンプ３は円形ケーシングと該
ケーシング内に偏心して取り付けられた羽根車とにより
本体を構成してケーシング内に適当量の水を入れた従来
周知の構造形態を有し、羽根車を回転させると水が遠心
力によりケーシングと同心の円形状の水膜を作り、これ
により水膜と隣接する羽根と羽根とによって密閉された
空間が生じ、羽根車が回転するにしたがって空間が容積
変化して、吸入、圧縮、排出を連続的に行うものであ
る。

【００１６】一方、前記ヒートポンプ式チラーユニット
11はフロン等の冷媒を封入した閉塞循環管路にコンプレ
ッサー8aとキャピラリーチューブ8bを介装したヒートポ
ンプ８に、その冷媒の流動方向においてコンプレッサー
8aとキャピラリーチューブ8bの間に凝縮器９、キャピラ
リーチューブ8bとコンプレッサー8aの間に蒸発器10を備
えており前記熱媒循環路４が上記凝縮器９内を、冷媒循
環路５が蒸発器10内を夫々貫通して設けられる。

【００１７】而して、斯る真空乾燥処理装置は乾燥器１
内に例えば、生ゴミ等の被乾燥物を入れて密閉し、水封
式真空ポンプ３を駆動させ、乾燥器１内を水の沸点が外
気温と同等になるまで減圧して、ヒートポンプ８のコン
プレッサー8aを駆動させると、ヒートポンプ８がキャピ
ラリーチューブ8bの部分の通過抵抗によりコンプレッサ
ー8aとキャピラリーチューブ8bの間では高圧となり冷媒
の凝縮が起こって温度が上昇し、キャピラリーチューブ
8bとコンプレッサー8aの間では低圧となって冷媒の蒸発
が起こり温度が低下する。

【００１８】上記ヒートポンプ８で発生する冷熱をチラ
ーユニット11の蒸発器10において冷媒循環路５を循環流
動する水と熱交換して水の熱を吸収し水を冷却すると共
にヒートポンプ８の温熱をチラーユニット11の凝縮器９
で熱媒循環路４を循環流動する温水と熱交換して温水を
加熱する。

【００１９】上記チラーユニット11の凝縮器９で加熱さ
れた温水は乾燥器加熱用熱交換器６へ流れて乾燥器１を
加熱し、その加熱エネルギーにより乾燥器１内部の被乾
燥物を温めて水分を蒸発させる。

【００２０】これにより乾燥器１内の蒸気圧力が高ま
り、乾燥器１内の水蒸気は水封式真空ポンプ３の作動と
相俟って水蒸気排出通路２へ吸引される。

【００２１】一方、チラーユニット11の蒸発器10で冷却
された冷水は廃熱回収器７へ流れて、水蒸気排出通路２
を流れる水蒸気から廃熱を回収してこれを凝縮する。

【００２２】これにより水蒸気は容積を小さくされ水封
式真空ポンプ３を介してドレン水として排出される。従
って、乾燥器１内部において蒸発が連続的に起こり被乾
燥物が乾燥する。

【００２３】この装置にあっては乾燥器１はその加熱の
ためにヒートポンプ８の温熱を水と熱交換して間接的に
利用し、廃熱回収器７は水蒸気の廃熱回収及び凝縮のた
めにヒートポンプ８の冷熱を水と熱交換して間接的に利
用する。即ち、乾燥器１内部で蒸発のために消費した熱
エネルギーは廃熱回収器７で回収され、ヒートポンプ８
で元の乾燥器１へ戻され、リサイクル利用される。

【００２４】尚、上記ドレン水には若干水蒸気が混在す
るため、このドレン水に混ざって排出される水蒸気の熱
は放散されることになるが、その分はコンプレッサー８
の冷却熱が加わるので、熱の収支バランスがとれ、ガス
バーナーや電気ヒーター等の加熱装置で熱を補給しなく
ても運転は可能である。

【００２５】ただし、乾燥の最終段階において、被乾燥
物をカラッと乾燥させる必要がある場合には前記補助加
熱装置15を使用する。

【００２６】この補助加熱装置15は遠赤外線を発生する
チューブ型ガスバーナーであり、上記の場合以外にも冬
場において運転初期の段階で冷水の温度が低すぎて運転
不能になることを防ぐため一時的に使用する場合もあ
る。

【００２７】補助加熱装置15を併用すると乾燥器１と廃
熱回収器７へ送り込まれる熱エネルギーのバランスが崩
れるためファン等からなる補助放熱器（図示せず）を熱
媒循環路４に設けて余分の熱を放出するようになす。

【００２８】尚、多量の汁気を含む生ゴミ等のように被
乾燥物によっては水気だけを除去すれば生乾きで良いも
のもあり、そのような物の乾燥に使用する乾燥装置にお
いては上記補助加熱装置15は敢えて装備する必要はな
い。

【００２９】以上説明した実施例は、ヒートポンプで発
生した温熱、冷熱を一旦水と熱交換し、この熱交換され
た水を乾燥器加熱用熱交換器、廃熱回収器に導入するこ
とにより上記温熱、冷熱を利用するものであるが、ヒー
トポンプで発生する温熱、冷熱を直接乾燥器加熱用熱交
換器、廃熱回収器に導入して利用するようになすことも
任意である。

【００３０】以上説明した本発明真空乾燥処理装置はど
のようなものの乾燥にも使用可能であるが、比較的低温
で、かつ短時間で乾燥を行いたい場合に好適であり、特
に生ゴミの処理装置として使用するときに非常に有効で
ある。

【００３１】即ち、本発明装置を用いて生ゴミを処理す
れば、 １．低温で乾燥するため、乾燥後直ちにポリ容器等に入
れることが出来、回収が容易である。 ２．水分が大幅に減少するため軽くなる。 ３．真空処理によりある種の細菌が死滅するばかりでな
く、ヒートポンプの温熱導入による加熱により乾燥器加
熱用熱交換器に接触する部分においては上記真空処理に
より死滅しない細菌の加熱殺菌も行われるので衛生的で
ある。 ４．薬品等を使用しないため、回収したゴミは肥料や飼
料として再利用も可能であると共に焼却も容易である。 ５．蒸発され取り除かれる水分は言わば蒸留水であるの
で、そのまま放流しても水質汚染の心配がない。 等の優れた効果が有る。

【００３２】

【効果】本発明は上記のように構成したから、エネルギ
ーを大気中に放散して無駄に消費することがなく非常に
経済的である。

【００３３】また被乾燥物から蒸発した水蒸気は廃熱回
収器で凝縮して容積を小さくするので、水封式真空ポン
プの排出効率が高くなり、小型小能力のポンプを用いる
ことができ、装置全体の小型化や低価格化を図ることは
勿論、電力使用などのランニングコストの低減も可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す真空乾燥処理装置の概
略構成図。

【図２】従来の真空乾燥処理装置の一例を示す概略構成
図。

【符号の説明】

１ 乾燥器 ２ 水蒸気排出
通路 ３ 水封式真空ポンプ ６ 乾燥器加熱
用熱交換器 ７ 廃熱回収器 ８ ヒートポン
プ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐圧密閉容器状の乾燥器と、乾燥器上部
   より取り出されて大気に解放される水蒸気排出通路と、
   水蒸気排出通路途中に介設された水封式真空ポンプと、
   ヒートポンプと、乾燥器と一体的に設けられヒートポン
   プで発生する温熱を導入して乾燥器内の被乾燥物と熱交
   換して被乾燥物を加熱する乾燥器加熱用熱交換器と、水
   蒸気排出通路の水封式真空ポンプより上流側に設けられ
   てヒートポンプで発生する冷熱を導入し水蒸気排出通路
   を通る水蒸気の廃熱を上記冷熱に回収させて水蒸気を凝
   縮する廃熱回収器とを備えることを特徴とする真空乾燥
   処理装置。