JPS5925134B2 - 材料特に木材を乾燥させるプラント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、材木、コーヒー、ココア、タバコ、まぐさな
どの如き植物性材料及び皮、魚、チーズなどの如き動物
性材料を含む各種の材料を乾燥させるプラントに係る。

本発明の係るプラントの先行技術として、スイス特許第
２１３９７８号明細書及びフランス特許第１３９１４８
５号明細書記載のものが知られている。

第３図に示す前記スイス特許の乾燥プラントは、乾燥室
７を有し、ファン１０によって乾燥用の堅気が乾燥室を
通って循環するようになっている。

乾燥室を通って室中の乾燥されるべき材料からの湿気を
吸収した空気は、矢印で示すように流れて乾燥室から出
て冷凍回路の蒸発器１１を通るが、この冷凍回路は更に
凝縮器１３及び圧縮機１６を有している。

蒸発器１１は空気流を例えば５℃に冷却し、従って空気
中の湿気は凝縮してハウジング１の底に落下し底に設け
られた孔から外部に排出される。

このように脱湿された冷たい乾燥空気は、次に矢印で示
すように流れて凝縮器１３を通って加熱され、ファン１
０によって乾燥室７中に乾燥される材料から更に湿気を
吸収するために再循環される。

この場合、冷凍回路は熱パポンプ″として作用する。

圧縮機によって蒸発器１１に送られる液状冷媒すなわち
液状フレオンは、蒸発器１１中で蒸発器を通って流れる
湿気を有する空気から熱量Ｑを吸収して蒸発する。

暖かいガス状りレオンはこの熱量を凝縮器１３へ搬送す
る。

凝縮器はこの熱量に対応してそこを通る冷たい乾燥空気
を加熱する。

実際はこのようにして冷たい乾燥空気へ″ポンプ送り”
される熱量はＱだけでなく圧縮機によってなされる仕事
しに対応する熱量Ｑ′が加わる。

従って゛°熱ポンプ″は循環する空気から熱ｔＱを抽出
し、熱量Ｑより大きい熱量を再び空気に導入することに
なる。

またごイス特許の冷凍回路（熱ポンプ）は、外気に露出
された副蒸発器１４を含み、この副蒸発器は乾燥室にお
ける熱量要求が特に大きい場合に、例えば乾燥サイクル
の開始時に、オンに切換えられる、すなわち作動状態に
される。

従ってフレオンによって凝縮器１３へ運ばれる熱量はＱ
＋Ｑ’＋Ｑ／／であり、Ｑ〃は外気から副蒸発器１４に
よって冷凍回路にポンプ送りされる熱量である。

しかし、スイス特許のプラントにおいては、“熱ポンプ
″の効率は極めて低い。

実際は、湿った空気から蒸発器１１によって回収される
熱は、顕熱（蒸発器を通過する空気の温度低下に対応す
る熱）と潜熱（湿った空気の水分の凝縮によって回収さ
れる熱）とである。

例えば、温度３６℃で相対湿度（Ｒ，Ｈ，）５５％の空
気流が蒸発器１１で６℃に冷却されて脱湿されると冷凍
回路を循環するフレオンに空気１立方メートル当り約２
６カロリーが与えられるが、６℃の冷たい脱湿（乾燥）
空気を凝縮器１３で例えば６０℃に再加熱するには空気
１立方メートル当り単に１７カロリーを要するにすぎな
い。

その結果、空気１立方メートル当り約９カロリーの余剰
が生じ、この余剰カロリーは循環するフレオン中に集積
するが、副蒸発器１４が作動されるときには、この余剰
カロリーは更に増大する。

その結果、循環するフレオンの温度は急速に上昇し、圧
縮器による液化が不可能となる。

換言すれば、熱ポンプ回路が過熱して、内部圧力が上昇
し爆発が予期される。

この欠点を除くために、スイス特許においては、冷凍回
路に水冷式の副凝縮器１７を設け、循環するフレオンか
ら余剰の熱な除去している。

上述した例において、余剰の熱は約３５係であり、この
ことは得られた熱の１７３以上が失なわれることを意味
する。

従ってどのようにしてこの熱損失を避けるかと言う技術
上の問題が生ずる。

第４図はフランス特許第１３９１４８５号の乾燥プラン
トの冷凍ユニットを示し、この冷凍ユニットは空気通路
３，４を介して乾燥室（図示せず）に連結され、空気通
路４中のファン１０によって、乾燥用の空気を乾燥室を
通って循環させるよ５になっている。

このフランス特許はまず第１に乾燥室の最高温度を２５
℃乃至３０℃に制限して、透型する空気を再加熱するた
めに冷凍回路内を循環するフレオンの温度を高温にする
必要をなくすことを教示している。

更にこのフランス特許は、冷凍回路（熱ポンプとして作
用する）を２つの異なる回路に分割することを提案して
いる。

第４図において、第１の回路１３は蒸発器１５、圧縮機
１６及び凝縮器１７からなり、第２の回路１４は蒸発器
１８、圧縮機１９及び凝縮器２０からなる。

これら回路は制御ユ１ット１２において結合され、この
制御ユニット１２は更に外気に露出された熱交換器２１
に両冷凍回路を結合しており、この熱交換器２１は選択
的に凝縮器（余剰の熱を外気に消散させる）または蒸発
器（必要な場合に、外気からの付加熱をポンプ送りする
）として作用するようになっている。

熱交換器２１が凝縮器として作用する場合は、前述した
スイス特許の水冷式凝縮器１７に対応し、また熱交換器
２１が蒸発器として作用する場合には、スイス特許の副
蒸発器１４に対応することは容易に理解されよう。

このフランス特許は、２つの冷凍回路を有するので構造
が複雑となるばかりか、高温乾燥温度で作動し得ないの
で、材料の乾燥に要する時間が長くなる欠点を有する。

例えば最初に４０係の水分しか有していないアカジュー
（ａｃａｊｏｕ ）（これはマホガニーより乾燥が容易
である）を１２ｑｂの残留水分に乾燥するのに３０日を
要することが記載されている。

従ってスイス特許と同様にパ熱ポンプ″としての効率が
悪いと共に、乾燥に長時間を要する欠点を有している。

これら先行特許に開示された乾燥プラントにおいては、
図面から明らかなように乾燥室の出口から出た空気はま
ず蒸発器を通って冷却脱湿されて乾燥された空気が凝縮
器を通って加熱されて乾燥室の入口へ再循環される。

このように凝縮器を通る空気は乾燥されているので、蒸
発器及び副蒸発器から凝縮器にポンプ送りされた熱を、
凝縮器を通る空気にすべて導入することはできない（凝
縮器を通る空気が湿っている場合にはポンプ送りされた
熱をすべて空気に導入することが可能となる）。

従って一方では乾燥室入口へ送られる空気流の温度を望
ましい程度にまで高くすることができず、他方において
は、冷凍サイクル中の冷媒の温度、圧力が、凝縮器を通
る空気によって抽出し得なかった余剰の熱の集積により
高くなって圧縮機の作用を害しかつ危険な状態となるの
でこの余剰の熱をスイス特許の水冷式凝縮器、フランス
特許の凝縮器として作用する熱交換器によって外部捨て
ざるを得ず、゛熱ポンプ″としての効率が極めて悪くな
る。

またフランス特許の乾燥プラントにおいては乾燥室の温
度制限により、木材の６部に対して充分な脱湿作用を及
ぼし得ない。

以上の理由によりこれら特許記載の乾燥プラントは、実
際においては、現在専ら予備乾燥のために使用されてお
り、最終の乾燥工程は、燃料バーナ、電気ヒータまたは
蒸気によって加熱される別の乾燥室へ材料をのせたトロ
ッコを移動させることによって行なわれている。

本発明は、更に詳しくは、前記先行特許記載の型式の乾
燥プラント、すなわち空気を循環させるための入口及び
出口を有する乾燥室と、前記入口及び出口に空気流路を
介して連結された冷凍ユニットとを有し、前記冷凍ユニ
ットは、入口へ向う空気の流路内に配置され、入口を通
して前記乾燥室内へ空気を送るためのファンと、圧縮機
と、出口からの空気の流路内に配置された脱湿蒸発器と
、入口へ向う空気の流路内に配置され、前記脱湿蒸発器
によって出口からの空気流から抽出された熱の少くとも
一部を入口へ向う空気流に再導入する凝縮器とを有し、
更に前記冷凍ユニットが外気に対して露出された副蒸発
器と、前記冷凍ユニットの前記圧縮機、凝縮器及び脱湿
蒸発器を含む冷凍回路へ前記副蒸発器を接続しまたは冷
凍回路から遮断するように切換える切換弁装置とを有し
、前記副蒸発器が、接続状態に切換えられた場合は、前
記凝縮器と共に熱ポンプを構成するようになっている、
材料、特に木材を空気の循環によって乾燥するプラント
に関する。

本発明の目的は、前記型式の乾燥プラントにして、上述
した先行技術の欠点、すなわち大きな熱損失による熱ポ
ンプとしての低効率、材料乾燥時間の長期化及び材料乾
燥の不完全性等をすべて除去すると共に、通常の外気状
態において、他の熱源によって加熱される別個の乾燥室
な必要とすることなく、材料、特に木材を乾燥プラント
の熱ポンプ作用のみで所望の湿度まで乾燥させ得る乾燥
プラントを提供することに存する。

本発明の前記目的は、次に述べる本発明特有の諸特徴に
よって達成される。

（ａ） 前記切換弁装置は、前記冷凍回路の脱湿蒸発
器の代りに前記副蒸発器を冷凍回路へ挿入する制御位置
を有すること。

（ｂ） 前記乾燥室の出口は、これに隣接して配置さ
れた前記脱湿蒸発器によってふさがれることの。

ないバイパス区域を有すること。

（ｃ） 前記出口からの全空気流を前記脱湿蒸発器と
バイパス区域とな通して前記凝縮へ導く第１の位置と、
前記バイパス区域からの空気流を前記副蒸発器を通して
外部に排出する第２の位置との間を動き得るように、前
記バイパス区域と組合わされた第１のダンパが設けられ
ていること。

（ｄ３ 前記凝縮器の空気取入側と組合され、前記空
気取入側を前記乾燥室の出口からのみ空気を受取るよう
に外気に対して閉鎖する閉鎖位置と、前記凝縮器が外気
からも空気を受取るように、該凝縮器の空気取入側を外
気に対して開放する開放位置との間を動き得る第２のダ
ンパが設けられていること。

以上の特徴によって、後に詳細に説明するように、前記
凝縮器を乾燥プラントのほとんどの作動工程にわたって
湿った空気流が通過することになり、従って前記副蒸発
器によってポンプ送りされる実際上全ての熱を前記凝縮
器から空気流へ抽出することができる。

このため冷凍ユニットの運転は効率的であり、乾燥室の
入口に給送される空気の温度は、冷凍ユニットにおいて
使用される冷媒の性質に応じてほとんど予想されないく
らい高い値いにまでさえ望み通りに上昇させることがで
きる。

例えば、冷媒として′°フレオン１２”（登録商標名）
を用いた場合は、６５〜７０℃の高温度に乾燥用の空気
を加熱することができる。

後に説明するように、本発明の乾燥プラント特有の成る
作動工程においては、前記脱湿蒸発器が冷凍回路から除
外され、それの代りに副蒸発器が冷凍回路に接続される
。

その結果、前述した先行技術の諸欠点が無くされるだけ
でなく、脱湿されない高温にされた空気によって材料を
乾燥する作動工程を有する新規な乾燥サイクルが得られ
る。

この特有の作動工程によって、木材の′°心部′″にお
いて極度に低い残留含水率（６〜８係）が、経済的に且
つ比較的短い作動時間で得られる。

このような結果は、特にチーク、ウオルナット、アフロ
ルモシャ（ａｆｒｏｒｍｏｓｉａ ）またはイロコ（ｉ
ｒｏ’ｋｏ ）のような堅木の場合においては、今日
まで手頃な費用では得られなかったものである。

前記スイス特許は、乾燥室を予備加熱し、且つ／または
１′フレオン″を高温度（例えば６５℃）に到達させる
ための補助熱源として副蒸発器を使用することを示して
いる。

しかし１本発明の乾燥プラントの前記特徴（ａ）。

（ｂ）および（Ｃ）によって、後に第１Ｄ図に関して詳
述するように、第１のダンパが第１の位置に置かれ、か
つ脱湿蒸発器が不作動状態に切換えられて、乾燥室の出
口からの全空気流がバイパス区域及び脱湿乾燥器を脱湿
されることなく通過して凝縮器に向うようにするか、後
に第１Ａ図に関して詳述するように、第１のダンパが第
２の位置におかれ、かつ脱湿蒸発器が不作動状態に切換
えられ、乾燥室の出口からの空気の一部が脱湿されるこ
となく脱湿蒸発器を通過し、残部の空気がバイパス区域
から副蒸発器へ導かれるようにすることなしには、実際
上６５℃の高温空気による乾燥はできないことを経験が
教えている。

前記特徴（ｄ）によって、第１Ａ図に示す作動工程にお
いては外気が凝縮器へ供給され、一方、乾燥室出口から
の空気流は副蒸発器を通じて外部へ排出され、その間に
、副蒸発器は空気流から熱を回収する。

従って乾燥プラントの効率は相当向上される。

実際的に、本発明の乾燥プラントは、成る種の材料、例
えば木材を６５〜７０°Ｃの高い温度において効率的に
乾燥することができるが、成る種のその他の材料例えば
魚またはコーヒーを５〜６℃の低温度において乾燥する
こともできる。

熱ポンプとして働くプラントのゝ゛性能係数″はＥ′ −であられされ、Ｅは熱ポンプによって消費されるエネ
ルギ、Ｅ′は熱ポンプによって得られる有効エネルギで
ある。

良く設計された熱ポンプにおいてはこの性能係数は一般
的に約３．５以上であり、これは消費される毎ｍ に
つき３５００カロリーに相当する。

しかし外気温度が約１５°Ｃを超えているときは、５．
７５〜６の高い性能係数が実際において得られる。

このような結果は前述した先行技術の乾燥プラントにお
いては今日まで決して達成されていない。

本発明の一作動工程（第１Ｃ図参照）においては、前記
弁装置は、さらに前記副蒸発器が圧縮機の送出し口と凝
縮器との間の冷媒回路に中間配置される制御位置を提供
し、一方、前記脱湿蒸発器もまた前記回路に中間配置さ
れ、従って前記副蒸発器が凝縮器として働らいて熱を大
気に消散し、それによって、前記冷凍ユニットの凝縮器
（１１主凝縮器″）によって前記吸込口をじて前記室内
に再循環される空気に供給される熱を減じる。

前記冷凍ユニットは、さらに、大気に対して露出された
補助蒸発器を有し得る。

該補助蒸発器は、前記第１のダンパがその第２位置に在
るとき外部へ排出される空気の流れによって通過される
ように配置されており、さらに前記補助蒸発器を前記副
蒸発器に対して並列に前記冷媒回路において中間配置す
るための弁装置が配設される。

本発明の一推奨実施例においては、冷凍ユニットはキャ
ビネット内に収容され、該キャビネットは３個の仕切室
、即ち１個の中仕切室と２個の端仕切室、例えば上仕切
室と下仕切室、に分割される。

この実症例においては、前記キャビネットは、前記中仕
切室に配置された脱湿蒸発器が前記乾燥室の出口の上部
分を遮断するように該乾燥室に隣接して位置され、前記
中仕切室の外壁の一つは前記第２のダンパの制御下にお
いて外部と連通ずる窓を有する。

中仕切室は前記主凝縮器を通じて前記端仕切室の一つ、
好ましくは上仕切室、と連通しており、ファンが上仕切
室から空気を引き出すとともにそれを乾燥室内へ入口を
通じて吹き入れるように配置される。

前記副蒸発器（そしてもし配置されるならば補助蒸発器
）は反対側の端仕切室、好ましくは下仕切室、に位置さ
れる。

下仕切室は外気と連通し、前記第１のダンパの制御下で
前記脱湿蒸発器によって遮断されない前記出口のバイパ
ス部分と連通せしめられ得る。

好ましくは下仕切室は、さらに、前記副蒸発器と補助蒸
発器の双方を通じて排出ダクトと連通ずる。

これら蒸発器はおのおのファンを装備され、該ファンは
それぞれの蒸発器が働らいているとき、前記下仕切室か
ら空気を引き出すとともにそれをそれぞれの蒸発器を通
じて前記排出ダクト内へ排出する。

本発明のその他の特徴と利点は、添付図面を参照して以
下説明される実症例から−そう明らかに理解されるであ
ろう。

図示されている乾燥プラントは乾燥室１０を有し、該乾
燥室１０は、定常的に、外部環境に対して密閉遮断され
ており、そして乾燥さるべき木材１２を装入されている
。

室１０の一方の端部に隣接して機械室１４が設けられて
いる。

機械室１４は縦仕切壁１６によって室１０から隔離され
ている。

矩形の空気入口１８が仕切壁１６の上部分に形成され、
やはり矩形の空気出口２０が仕切壁１６の下部分に設け
られている。

機械室１４内に配置されたキャビネット２２内には、冷
凍ユニット即ち冷凍装置が収容されている。

キャビネット２２は垂直方向に向かされた平行六面体の
形状を有し、その−縦壁２２Ａは仕切壁１６に隣接し、
キャビネット２２の内部には、水平仕切板３０．３２に
よって夫々分離された上仕切室２４、中仕切室２６およ
び下仕切室２８が画成されている。

上仕切室２４は、遠心ファン３４を介して乾燥室１０と
連通ずる。

遠心ファン３４は仕切室２４内に位置されていて、該仕
切室から空気を引き出すとともにそれを入口ダクト３６
を通じて乾燥室１０内に吹き込む。

ダクト３６は空気入口１８を気密的に通って突出する。

さらに、上仕切室２４は仕切板３０に形成された矩形の
開口３０′を介して中仕切室２６と連通ずる。

開口３０′に隣接して凝縮器３８（主凝縮器）が配置さ
れている。

ファン３４によって入口ダクト３６へ給送される空気の
流れは、従って、冷凍装置が運転されているときは主凝
縮器３８によって加熱され得る。

中仕切室２６は空気出口２０と実質的に同じ高さにされ
ている。

キャビネット２２の縦壁２２Ａに形成された開口は出口
２０と合致し、その上部分は脱湿蒸発器４０によって占
められており、出口２０の残りの部分は閉じられること
なくバイパス区域２０′を画成している。

キャビネット２２の縦壁２２Ａに対向する縦壁２２Ｂに
は矩形の窓４２が形成されている。

窓４２を通る空気の流れは、第１図と第１Ａ図とにおい
てはその開放位置で、そして第１Ｂ図、第１Ｃ図及び第
１Ｄ図においてはその閉鎖位置で夫々示される如く、回
転自在のよろい板を有する第２のダンパ４４によって制
御される。

第２のダンパ４４が開放されているときは中仕切室２６
は周囲外気と連通している。

水平仕切板３２の、縦壁２２Ａに隣接する（従って吐出
口２０に隣接する）部分は仕切板３２の 。

残部である固定部分に枢着され、それによってヒンジ付
の第１のダンパ４６を構成している。

第１のダンパ４６は、第１図において、その持上げられ
た第２の位置において実線によって示され、その下げら
れた第１の位置において破線によって示すしている。

ダンパ４６は出口２０のバイパス区域２０′を通る空気
の流れを制御する。

第１のダンパの前記第２の位置（第１図および第１Ａ図
）において、乾燥室１０の内部は、出口２０のバイパス
区域２０′を通じて、下仕切室２８を連通し、一方、ダ
ンパ４６の下げ位置すなわち第１の位置（第１Ｂ図、第
１Ｃ図、第１Ｄ図）においては、乾燥室１０は、出口２
０の前記バイパス区域２０′を通じて、中仕切室２６と
連通ずる。

第１のダンパ４６の下ケ位置に、おいては、第２のダン
パ４４は閉鎖されていて、出口２０を通じて中仕切室２
６に流入する空気流の一部のみが蒸発器４０によって脱
湿される。

ダンパ４４と４６は第２のダンパ４４が開くときには第
１のダンパが持上がり、第２のダンパが閉じるときには
第１のダンパが下るように連動されることが好ましい。

下仕切室２８は格子（図示されていない）によって好適
に保護される窓４８を通じて外気と連通ずる。

２個の蒸発器５０（Ｄと５０（Ｅ／Ｃ）が下仕切室２８
の底に互いに側対して配列され、それぞれファン５２．
５４を装備されている。

蒸発器関口は室１０の出口２０のバイパス区域２０′の
近くに配置され、一方、蒸発器５０（Ｅ／Ｃ）は窓４８
の近くに配置されている。

２個のファン５２．５４は下仕切室２８から空気を引き
出してそれをそれぞれの蒸発器５０（Ｅ／Ｃ）、５０［
Ｆ］を通じて排気ダクト５６内に吹き入れる。

排気ダクト５６の自由端（図示されていない）はプラン
トから適切な距離のところに離されて位置され、それに
よって、排出された空気が、窓４２．４８を通じて進入
する外気と混合しないように保証する。

本明細書において“副蒸発器″と呼ばれる前記蒸発器５
０（Ｅ／Ｃ）は、蒸発器としてまたは凝縮器（従って（
Ｅ／Ｃ）を付記する）として働らく熱交換器であるが、
蒸発器５０（Ｄは専ら蒸発器として働らくよ５に構成さ
れており、本明細書においては″補助蒸発器′″と呼ば
れる。

第１のダンパ４６がその持上位置（第１図）に在るとき
、下仕切室２８は乾燥室１０から出口２０を通じて空気
を受取る。

この空気は窓４８を通じて仕切室２８に進入する外部空
気よりも優勢である。

ファン３４によって乾燥室１０内には超大気圧が発生さ
れるからである；以上の如き条件下において、前記２個
の蒸発器５０［Ｆ］および５０（Ｅ／Ｃ）は、たとい窓
４８が永続的に開放されているとしても（第１Ａ図）、
はとんど乾燥室１０から引き出される空気に対してのみ
作用する。

前記キャビネット２２は、さらに冷凍装置の圧縮機６０
並びに関連管装置及び冷凍装置の電気的に付勢される装
置のための電気的制御装置を収容している。

圧縮機６０（第２図）の送出し口は管６２を通じて主凝
縮器３８に接続されている。

管６２は、ソレノイドによって作動される三方弁６４と
、その下流に配置された逆ｔＬ弁６６とを有する。

凝縮器３８内で液化された冷媒は、凝縮器３８から管６
８を通じて液溜め７０内に排出される。

液溜め７０の出口はｐ過器７２と管７４とを通じて在来
の恒温膨張弁７６に接続されている。

膨張弁７６は脱湿蒸発器４０の入口に接続されている。

管７４を通る液体の流れはソレノイド弁７８によって制
御される。

ソレノイド弁７８は蒸発器４０への冷媒の流れを停める
ように作動されつる。

蒸発器４０の出口は管８０と、閉冷媒回路を完結する液
体分離器８２とを通じて圧縮機６０の吸込口に接続され
ている。

第２図において、三方弁６４からの２個の出口は（Ｉ）
と（ＩＩ）とな以て示されている。

弁６４が位置（Ｉ）に在るときは、主凝縮器３８は逆上
弁６６を通じて高圧ガス状冷媒を供給される。

ソレノイド弁７８の上流の管７４の点８４において枝管
８６が分岐して、ソレノイド弁８８と、その下流の恒温
ＩＥＩ−１％弁９０とを通じて、副蒸発器５０（Ｅ／Ｃ
）の接続部の一つに接続される。

副蒸発器５０（Ｅ／Ｃ）のこの接続部は、さらに、管９
１と逆止弁９２とを通じて、逆上弁６６と主凝縮器３８
との間に位置される管６２の一点９４に接続されている
。

副蒸発器５０（Ｅ／Ｃ）の他方の接続部は、管９６とソ
レノイド弁９８とを通じて、脱湿蒸発器４０の排出管８
０に接続されている。

該排出管８０は液体分離器８２に接続されている。

従って、三方弁−がその位置（Ｉ）に在り、弁７８が閉
じられ、そして弁８８．９８が開いているときは、脱湿
蒸発器４０は遮断され、液体冷媒は液溜め７０から副蒸
発器５０（Ｅ／Ｃ）を通って流れ、該副蒸発器から、冷
媒蒸気が管９６と８０を通じて圧縮機６０内に流入する
。

この場合、副蒸発器５０（Ｅ／Ｃ）は蒸発器として作用
する。

管８６からの液体は、管６２内の圧力が管８６内の圧力
よりも大きく、従って逆１ヒ弁９２は閉じているから、
管９１を通じて主凝縮器３８へ逆流し得ない。

蒸発器５０（Ｅ／Ｃ）とソレノイド弁９８との間に位置
される管９６の一点１００において管１０２が分岐され
て、管９６から三方弁６４の出口■へ接続される。

従って、弁６４がその位置（ＩＩ）に在り、一方、弁８
８．９８が閉じ弁７８が開いているとき蒸発器５０（Ｅ
／Ｃ）は主凝縮器３８に対して、管１０２．９６．９１
及び６２を通じて直列に有効に接続さねへこの場合補助
凝縮器として作用する。

最後に、前記補助蒸発器５０８）の入口は、管１０６を
通じて管８６の一点１０４に接続される。

該点１０４は管８６のソレノイド弁８８の上流に位置す
る。

管１０６はソレノイド弁１０８と、その上流に配された
恒温膨張弁１１０とを有する。

補助蒸発器５０（Ｅ）の出口は、管１１２を通じて脱湿
蒸発器４０の排出管８０に接続される。

従って、前記三方弁６４が位置ＣＩ）に在り、一方、弁
８８、。

９８．１０８が開き、そして弁７８が閉じられていると
きは、前記脱湿蒸発器４０は遮断され、そして２個の蒸
発器５０（Ｅ）と５Ｑ ｆＥ／Ｃ）は液体冷媒を運搬す
る管７４の点８４と、液体分離器８２に接続する排出管
８０との間において並列に接続される；これら条件下に
おいては、蒸発器５０（Ｅ）と５ Ｑ （Ｅ／Ｃ）はと
もに本来の蒸発器として作用する。

ソレノイド弁６４．７８．８８．９８，１０８及びダン
パ４４．４６の開閉は、各種作動工程につとのちに述べ
る説明から、当業者には明白と思われる電気的制御回路
によって制御されそして調整される。

その最も基本的な形式において、前記のごとき電気的制
御回路は、乾燥室１０の内部と木材１２の内部とに配置
される湿度計（図示されていない）によって行われる湿
、裏側定値に従って手動的に運転され得る。

しかし、好ましくは、湿１度計に代えて、乾燥室１０内
と木材１２内に測定される温度と湿度とに従って自動制
御を行うように前記電気制御回路に接続された恒湿器と
恒温器が使用される。

以上において説明されたプラントの典型的な作動サイク
ルは本質的に４個の連続工程を以て構成される。

これら４工程は、各工程においてダンパ４４．４６によ
って、そしてソレノイド弁６４゜７８．９８．８８，１
０８によって取られる位置とともに後記の表１に記載さ
れる。

表１において、記号（○）は弁またはダンパの開放及び
持上げ位置を示し、記号（−）は弁またはダンパの閉鎖
及び下げ位置を示す。

上記具る４工程け）〜（４）におけるプラントの運転は
第１Ａ図〜第１Ｄ図にそれぞれ概略的に示されている。

第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｃ図および第１Ｄ図において
、それぞれの運転段階間に作用する凝縮器と蒸発器はハ
ツチングによって示されている。

第１工程（第１Ａ図）において、鋸挽きによって新たに
製材された木材が乾燥室１０内に装入されたとき、室１
０内の空気は、木材の水分含量と事実上平衡する８５−
９０％台の相対湿度（Ｒ，Ｈ，）に達する傾向がある。

脱湿蒸発器４０と凝縮器３８とを通じて空気を再循環さ
せる在来手段によって、前記と同じ程度の多量の水分を
有する空気を連続的に乾燥させる作業は必然的に相当大
きなエネルギ消費を伴うと考えられる。

本発明に基いたプラントにおいては、第１工程において
、周囲外気の相対湿度は；普通、６０〜６５係以下の台
であるという事実が利用される。

従って、この工程においては、室１０内部の湿った空気
の一部は外気によって連続的に交換され、流入する外気
は、室１０から排出される空気から回収された熱によっ
て（そして、冷凍装置の圧縮機及びその関連モータによ
って行われる機械的仕事の熱当朧によって）加熱される
。

これらの状況は、表Ｉにおいて工程け）に対して列記さ
れるダンパと弁の位置を考慮に入れて、第１Ａ図に説明
されている。

ダンパ４４と４６は、この工程においてはそれらの開放
及び持上げ位置に在り、従って、ファン３４は、凝縮器
３８を通じて、外気からの空気と、室１０からの湿った
空気とを引き入れる。

前記湿った空気は、脱湿蒸発器４０が働らいていない（
即ち、弁７８が閉じられている）から乾燥されていない
。

これと同時に、室１０から放出される空気は、２個の蒸
発器５０凹）と５０（Ｅ／Ｃ）とを流れ通る。

これら２個の蒸発器は、ともに大きい熱交換面を有する
学−の蒸発器と同じものとし作用し、前記空気流から顕
熱と凝縮熱とを吸収する。

このようにして吸収された熱は凝縮器３８内にパポンプ
送り″される。

第１工程条件下での作動は、乾燥室１０内の空気の相対
湿度が、周囲空気の相対湿度、即ち１例えば約７０係、
に実質的に近似するにいたるまで継続され、そしてその
ような時点において終了される。

第１工程が比較的高いレベルの湿度において終了される
ことを必要とするのは若干の堅木の材種例えば樫、テー
クまたはローズウッドの如きものの場合のみである。

この第１工程は最も重要な工程であって、乾燥室１０か
らの湿った空気はダンパ４６によって２つの流れに分割
され、上側の空気流は凝縮器３８へその全湿度（例えば
９８〜６０９６Ｒ，Ｈ，）で循環される。

一方下方の流れは外気へ副及び補助蒸発器５Ｑ（Ｅ／Ｃ
）、５０（拍を通って排出される。

従って先行技術として述べた前記スイス特許及びフラン
ス特許記載の乾燥プラントと異なって凝縮器３８を通っ
て流れる空気流は乾燥されることなく湿っており、従っ
て凝縮器から得られるすべての熱を空気流は吸収する。

従って冷凍回路を循環する冷媒中に残留熱が集積するこ
とはない。

このことは、冷凍回路に過熱の危険性はなく、かつ副及
び補助蒸発器によって下方の空気流から回収された熱及
び圧縮機の仕事により得られた熱は、すべて凝縮器を通
る空気流を加熱するのに使用され、外気に消散されるこ
とがないので熱損失は皆無である。

第１Ｂ図に示される第２工程は、乾燥室１０内の温度が
成る制限値以下であるときの熱回収条件下での在来の脱
湿工程である。

木材の場合、好適な制限値は３５〜４０℃である。

これより高い温度においては、”膠着″（セメンチージ
ョン）の生じるおそれがあるからである。

表Ｉと第１Ｂ図から、凝縮器３８と脱湿蒸発器４０が働
いているに過ぎず、乾燥室１０を大気と連通させるダン
パ４４．４６は閉鎖されていることが認められ得る。

従って、空気の閉路循環が生じる。

蒸発器４０を通る空気の流れは冷却によって乾燥され、
蒸発器４０によって抽出された熱は凝縮器３８によって
循環空気内にすべて再供給される。

これは第１Ｂ図に示す状態においては、乾燥室１０から
出る空気の一部のみが脱湿蒸発器４０によって脱湿され
、バイパス区域を通る残りの空気は脱湿されることなく
湿っているので結局凝縮器３８を通る空気流はこの場合
においても湿っており、従って凝縮から得られるすべて
の熱を吸収することができるからである。

従ってこの場合にも外気に消散することによる熱損失は
ない。

第１Ｃ図に示される第３工程は、乾燥室内の空気温度が
前述の制限値を超過するときに実帷される脱湿工程であ
る。

そのような場合、過剰の熱を排除することが必要とされ
る。

しかし、それは空気を排除することなしに行われなくて
はならない。

表（Ｉ）と、第３工程を説明する第１Ｃ図から、脱湿蒸
発器４０に加えて、この工程において働らく冷凍回路は
、さらに、この工程では凝縮器として作用する副蒸発器
５０（Ｅ／Ｃ）を包含することが認められるであろう。

ファン５２は窓４８を通じて外部から大気を吸い込み、
この空気は蒸発器５０（Ｅ／Ｃ）から熱を運び去り、そ
してダクト５６を通じて大気へ排出される。

従って、熱は凝縮器として作用する熱交換器５０（Ｅ／
Ｃ）によって消散され、主凝縮器３８によって室１０へ
再循環される空気流に回収される少量の残熱を残すに過
ぎない。

この工程においてのみ、余分の熱が外気に消散されるが
後述するようにこの第３工程を必要とすることはまれで
あり、従ってこの工程における熱損失は、本発明の乾燥
プラントの欠点とはならない、また同じく後述するよう
に、たとえ熱損失がある場合にも本発明によって得られ
る効果に比べれば、非常に僅のものである。

第２工程、または場合によっては第３工程、は乾燥室１
０内の空気の相対湿度が最終的に規定値−それは普通木
材の場合は約６０係、また、樫、チークの如き堅材の場
合は７５−８０％である−に低下したとき終了し、それ
と同時に第４工程への切換えが行われる。

第４工程においては、プラントは第１Ｄ図に示されるよ
うに熱ポンプとして作用する。

この工程においては、木材の水分含量が約２０〜２５％
に減じられるまで、室１０内の空気の被制御相対湿度条
件下での適度に高い温、変において閉回路によって空気
を循環させることによって乾燥過程を続行することが重
要である。

この工程における熱ポンプとしての運転間は、２個の蒸
発器５０の）、５０（Ｅ／Ｃ）は蒸発器として働らき、
外部から吸込まれる空気の流れから熱を吸収する。

この空気の流れから抽出された熱は凝縮器３８へポンプ
送りされ、該凝縮器３８はそれをファン３４によって生
ぜしめられる空気流へ伝達することによって乾燥室１０
への再循環を達成する。

この熱の一部は潜熱の形式で木材によって吸収されるが
、残部は室１０内の温度を上昇させ、その結果として、
木材からの水分の蒸発にもかかわらず、相対湿度は低下
される。

もし室１０内の空気の相対湿度が約４０〜５０係以下に
低下し、一方、木材の湿度が依然として約２５係以上で
あるならば、重大な膠着（セメンチージョン）の危険が
生じる。

この理由によって、脱湿蒸発器４０はこの工程において
遮断され、実際上、例えば空気入口ダクト３６に位置さ
れる好適な撒水器（図示されない）によって室１０内の
空気の給温を行う必要すら生じ得る。

このような湿度条件の所要の制御は、室１０内の空気内
と木材１２の集積体内とに位置される恒湿器によって容
易に自動的にされ得る。

これと同時に、好ましくは、室１０内の温度は４５〜５
５℃の範囲に近くに維持さるべきである。

しかし木材の損傷を防ぐために前記範囲を超過してはな
らない。

もし室１０内の温度が前記範囲を越えて上昇するならば
、前記２個の補助蒸発器５０囮、副５０（Ｅ／Ｃ）の１
個は関連弁８８または１０８が閉じることによって遮断
され、または冷凍装置は完全に停市され、温度が４５〜
５５℃の範囲内のレベルに落ちるまで、ファン３４のみ
が運転状態に保たれる。

木材の水分含量が２０〜２５係（木材の相互間に配置さ
れた恒湿器によって検知される）に低下したときにのみ
、−第１Ｄ図に示される条件下で、即ち熱ポンプとして
の装置の運転によって、集中的乾燥が行われ、それによ
って、室１０内の温度を６０〜７０℃に増加させ、その
結果、木材に損傷を生じさせることなしに相対湿度を１
５〜２０係またはそれ以下に低下させる。

最大限達成可能温度は、第２図に示される回路に対し・
て使用される冷媒の種類に依って異るが、−そう正確に
は圧縮機６０の出口圧力において凝縮器３８内に凝縮が
生じるときの温度に依って異る。

例えば、゛′フレオン″（登録商標名）の各種品種のう
ち、最も好適なものは１′フレオン１２”（登録商標名
）である。

″フレオン１２″の凝縮点は数気圧下で約８０℃に上昇
され得、それによって、既述の如く第４工程を働らかせ
ることによって、この工程における木材の初氷分含惜（
２０〜２５係）は、数日を以て６〜８係の低い値に減じ
られ得る。

第１Ｄ図は、第１Ａ図と比較すると、第２ダンパ４４が
閉じかつ第１ダンパ４６が下っている点において第１Ａ
図と異っている。

しかしこの場合においても乾燥室１０から凝縮器３８に
到る空気流は第１Ａ図の場合と同様に全く乾燥されるこ
とはなく、従って湿っているのである。

凝縮器に必要な熱は、全く外気から副蒸発器５０（Ｅ／
Ｃ）及び補助蒸発器５０（Ｅ）によって得られる。

このような配置は、先行スイス及びフランス特許には全
く記載されていない。

全体として乾燥サイクルの大部分の期間、本発明に基く
プラントは熱ポンプとして作用するから、それは運転に
おいて特に経済的である。

ＩＫＷｈは理論上８６０カロリーに相当すると認めると
きは、本発明に基くプラントは、毎消費Ｋｗｈから約３
５００カロリーを生じさせる。

燃料としてガス油を使用することに比べると、エネルギ
節約は概ね４０係である。

本プラントの性能は周囲空気の温度に依存することは明
白である。

最良の性能は約１０℃から約４０℃までの周囲温度に対
応するそれらであり、これは本発明に基くプラントが極
端でない気候または中位の暑さの気候の何処においても
成功的に使用され得ることを意味する。

低温の気候においては、周囲温度が約６〜７℃に低下す
る期間、非常熱源例えば電気抵抗加熱器、太陽パネル、
または近隣工業施設から排出される比較的あたたかい流
出物との熱交換、を利用することは比較的簡単である。

何らの限定を意味することなしに実際例を説明すれば、
前述したものに似ているプラントであって２０馬力の圧
縮機を装備したものは、材木の種類次第で５０〜７０立
方メートルの木材を一括的に乾燥することが可能であり
、一方、４０馬力の圧縮機を装備すれば、１００〜１５
０立方メートルの木材を一括的に乾燥することが可能で
ある。

乾燥時間は、恒湿器と恒温器とによって制御される自動
化されたプラントを使用するとき、すべての場合、従来
使用されている既知プラントによって普通要求される時
間よりも相当短かく、それらは各種の材木内の水分の移
転率によって課される制御値にきわめて近く接近する。

次の例にさらに本発明を説明するために掲げられたもの
である。

例 シボ°マホガ−１−−（Ｅｎｔｒａｎｄｒｏｐｈｒａｇ
ｍａ ｕｔｉｌｅｓｐｒ ）はその乾燥がこ゛れまでは
容易に実行され得ない種類の材木の一つとして知られて
いる。

本実施例はこの実際の種類が本発明に基いたプラントの
使用によって成功的に容易に乾燥され得ることを示すも
のである。

室１０内の装入木材１２は厚さ５０朋の新たに鋸挽きさ
れた板の形にされたシボ・マホガニー材５０立方米であ
る。

最初、木材の内部水分含量は約６０係以上であり、板相
互間に配置された恒湿器によって継続的に監視される。

圧縮機６０は２０馬力の定格を有する。

プラストの運転条件は表（２）に記載されている。

２８８時間（１２日）経過したとき、プラントは停止さ
れ、装入木材はさらに２４時間放置された。

その結果として、木材の残留内部水分含吐は９係と８係
との間の値に低下した。

ひび割れ、φみまたは変色は発見されなかった。

電気的エネルギの全消費量（ファン及び圧縮機モータを
含む）は５１０４Ｋｗｈであった。

表２は乾燥プラントの作動が連続的に２８８時間過熱ま
たは他の理由により中断されることなく継続的に行なわ
れたことを示す。

また表２は６０係以上の水分を有するマホガニー材が１
２日間で僅か９係の残留水分まで乾燥されたことを示し
ている。

また最初５００００Ｋｇであった材料から、完全に熱ポ
ンプとして作動する工程け）及び（２）によって全除去
水分の８２係である２３０００〜つ水分が除去され、全
除去水分の９係が完全に熱ポンプとして作用する第４工
程によって更に除去されたことを示す。

単に全除去水分の９係が、熱を排出するように作用する
第３工程によって除去された、このことは９１係の蒸発
水分が良好に設計されたパ熱ポンプ″回路の性能係数を
利用して除去されたのである。

また先に述べたように先行フランス特許において、最初
に４０係の水分しか有せず、かつマホガニーよりも乾燥
の容易なアカジューを１２係の残留水分に乾燥するのに
３０日を要したのに対して、６０係以上の水分を有する
マホガニーを僅か１２日間で９％の残留水分まで乾燥で
きることは、本発明の乾燥プラントの効率が勝っている
ことを明白に示すものである。

以上の説明から明らかなように、本発明の乾燥プラント
は乾燥サイクルの大部分期間熱ポンプとして高い効率で
作用したので、非常に経済的であり、また特に木材の場
合６部まで比較的短い乾燥時間をもって、９％またはそ
れ以下まで乾燥できる効果が得られる。

実際においてはここに説明された２個の脱湿工程のどち
らか一方、または両方は特に、もしそのような脱湿工程
が、室１０内に過度に低い値の相対湿度を生じさせ、そ
の結果、木材１２のひび割れ、膠着（セメンチージョン
）及び壬みのおそれがあるならば（特に木材が比較的小
さい初水分含量を有する堅木の場合、新たに鋸挽きされ
たものではないとき）必要とされないであろう。

同じ理由から、たとい脱湿蒸発器４０が使用されるとし
ても、第１Ｂ図及び第１Ｃ図に示されるごとく、室１０
の出口２０を通過する空気流の一部分に対してのみそれ
を働らかせることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基く乾燥プラントの長手方向縦断面図
；第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｃ図および第１Ｄ図は異る
４作動工程において第１図に示されるプラントの冷凍ユ
ニットを示した縦断面図；第２図は本発明に基くプラン
トの冷凍ユニットの回路図；第３図は従来の乾燥プラン
トを示す断面図；第４図は他の従来の乾燥プラントを示
す断面図である。 図面上、１０は「乾燥室」、１２は「木材」、１４は「
機械室」、１６は「縦仕切壁」、１８は「入口」、２０
は「出口」、２２は「キャビネット」、２４は「上仕切
室」、２６は「中仕切室」、２８は［下什切室Ｊ、３４
，５２．５４は「ファン」、３６は「吸込ダクト」、３
８は「凝縮器」、４０は「脱湿蒸発器」、４４は「ダン
パ」、４６は［ダンパＪ 、５０ （Ｅ／Ｃ）は「副蒸
発器」、５０（Ｏは「補助蒸発器」を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空気を循環させるための入口及び出口を有する乾燥
   室と、前記入口及び出口に空気流路を介して連結された
   冷凍ユニットを有し、前記冷凍ユニットは、前記入口へ
   向う空気の流路内に配置され、前記入口を通して前記乾
   燥室内へ空気を送るためのファンと、圧縮機と、前記出
   口からの空気の流路内に配置された脱湿蒸発器と、前記
   入口へ向う空気の流路内に配置され、前記脱湿蒸発器に
   よって出口からの空気流から抽出された熱の少くとも一
   部を入口へ向う空気流に再導入する凝縮器とを有し、更
   に前記冷凍ユニットが外気に対して露出された副蒸発器
   と、前記冷凍よニットの前記圧縮機、凝縮器及び脱湿蒸
   発器を含む冷凍回路へ前記副蒸発器を接続しまたは冷凍
   回路から遮断するように切換える切換弁装置とを有し、
   前記副蒸発器が、接続状態に切換えられた場合は、前記
   凝縮器と共に熱ポンプを構成するようになっている、材
   料、特に木料を空気の循環によって乾燥するプラントに
   おいて、 （ａ） 前記切換弁装置は、前記冷凍回路の脱湿蒸発
   器の代りに前記副蒸発器を冷凍回路へ挿入する制制御位
   置を有し、 （ｂ） 前記乾燥室の出口は、これに隣接して配置さ
   れた前記脱湿蒸発器によってふさがれることのないバイ
   パス区域を有し、 （ｃ） 前記出口からの全空気流を前記脱湿蒸発器と
   バイパス区域とを通して前記凝縮器へ導く第１の位置と
   、前記バイパス区域からの空気流を前記副蒸発器を通し
   て外部に排出する第２の位置との間を動き得るように、
   前記バイパス区域と組合わされた第１のダンパが設けら
   れ、 （ｄ） 前記凝縮器の空気取入側と組合され、前記空
   気取入側を前記乾燥室の出口からのみ空気を受取るよう
   に外気に対して閉鎖する閉鎖位置と、前記凝縮器が外気
   からも空気を受取るように、該凝縮器の空気取入側を外
   気に対して開放する開放位置との間を動き得る第２のダ
   ンパが設けられていることを特徴とする、材料、特に木
   材、を空気の循環によって乾燥させるプラント。 ２、特許請求の範囲第１項記載のプラントにおいて、前
   記切換弁装置が、さらに、前記副蒸発器が圧縮機の送出
   し口と凝縮器との間の冷媒回路に中間配置される制御位
   置を提供し、一方、前記脱湿蒸発器もまた前記回路に中
   間配置され、従って前記副蒸発器が凝縮器として働らい
   て熱を大気に消散し、それによって、前記冷凍ユニット
   の凝縮器（主凝縮器）によって前記入口を通じて前記乾
   燥室内に再循環される空気に供給される熱を減じること
   を特徴とする、材料、特に木材、を空気の循環によって
   乾燥させるプラント。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載のプラント
   において：前記冷凍ユニットが、さらに、大気に対して
   露出された補助蒸発器を有し、該補助蒸発器が、前記第
   １のダンパがその東２の位置に在るとき外部へ排出され
   る空気の流れによって通過されるように配置されており
   、さらに、前記補助蒸発器を前記副蒸発器に対して並列
   に前記冷媒回路において中間配置するための弁装置が配
   設されることを特徴とする、材料、特に木材、を空気の
   循環によって乾燥させるプラント。 ４ 前掲特許請求の範囲の第１項、第２項、または第３
   項記載のプラントにおいて、冷媒がフレオン１２である
   。 材料、特に木材、を空気の循環によって乾燥させるプラ
   ント。 ５ 特許請求の範囲第２項記戦のプラントにおいて、該
   プラントが、さらに、前記冷凍ユニットを収容しかつ内
   部において１個の中仕切室と２個の反対端仕切室とに分
   割されているキャビネットを有し；該キャビネットが前
   記乾燥室に隣接して位置され、前記脱湿蒸発器が前記中
   仕切室内に配置されて前記乾燥室の出口の一部分を遮断
   し、前記中仕切室の外壁の一つが前記第２のダンパの制
   御下において外部と連通ずる窓を有し：前記中仕切室が
   前記主凝縮器を通じて前記２個の端仕切室の第１の端仕
   切室と連通し、前記ファンが前記第１の仕切室から空気
   を引き出すとともにそれを前記入口を通じて前記乾燥室
   内へ送るようになっており、前記副蒸発器が前記２個の
   端仕切室の第２の端仕切室に配置され、該第２の仕切室
   は外気と連通ずる窓を有し、前記第１のダンパは前記第
   ２の端往切室を前記乾燥室の出口のバイパス区域に連通
   させる位置へ移動可能であり、前記第２の端仕切室が前
   記副蒸発器を通じて空気排出ダクトと連通し、前記副蒸
   発器は、前記第２の仕切室から空気を引き出してそれを
   前記排出ダクト内へ前記副蒸発器を通じて排出するファ
   ンを配設されていることとを特徴とする、材料、特に木
   材、を空気の循環によって乾燥させるプラント。 ６ 特許請求の範囲第５項記載のプラントにおいて：補
   助蒸発器も前記第２の端仕切室内に位置され、運転時に
   空気を前記端仕切室から引き出してそれを前記補助蒸発
   器を通じて前記排出ダクト内に排出するファンを設けら
   れていることを特徴とする、材料、特に木材、を空気の
   循環によって乾燥させるプラント。