JPS5934949B2 - 低温乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多数のガス通路を有する回転ハニカム構造体を
用いた低温乾燥装置に関する。

被乾燥物品が、塩化ビニル製品、食料品、医薬品などの
低融点物質あるいは熱変性物質である場合の乾燥は、約
４０〜５０℃の低温域で行なう必要があるため、乾燥用
空気の水の蒸気圧が低く、物品の乾燥速度も低いものと
なる。

特に夏期において大気の相対湿度が高いと、水の蒸気圧
との差がわずかであるため、乾燥に長時間を要し、かつ
−渦式もしくはそれに近い方式で所要の乾燥を達成しよ
うとすれば多大のエネルギー消費を余儀なくされる。

乾燥室内に収容した被乾燥物品を低湿空気にて低温乾燥
する装置において、乾燥室から排出される乾燥用空気は
、物品から奪取した水分を含み湿潤化しているので、こ
れを循環使用するには、乾燥室に送給するに際し、その
乾燥能力を回復させるための除湿処理に付して低湿空気
として再生させなければならない。

この乾燥用空気の除湿処理は、通常該空気を露点以下の
温度に冷却して水分を凝縮分離する「冷却除湿」にて行
なわれているが、この過程で乾燥用空気として必要な熱
量を失なってしまうので、乾燥室に送給するには、あら
ためて所要の温度に加熱しなければならず、熱経済上不
利を免れ得ない。

又乾燥用空気の除湿処理のために乾式除湿を用いた場合
にも温度調節のために別に加熱装置をもうけなければな
らないことは冷却除湿の場合と同様である。

本発明は上記諸欠点を解消した低温乾燥装置を提供する
。

本発明の低温乾燥装置は、被乾燥物品を数十度以下の比
較的低温で乾燥を行なう乾燥室と、該物品から奪取した
水分を含む乾燥用空気を導通させて、その除湿を行なう
ための吸湿性無機塩吸湿剤を帯有し多数のガス通路を有
するハニカム構造体からなる除湿ロータを内蔵した乾式
除湿機とが、温度調節計および／または湿度調節計が設
置された乾燥用空気の閉回路循環系にて結合され、かつ
上記循環系とは別の経路により上記除湿ロータのガス通
路の一部に加熱空気を導通させるようにしたものであっ
て、該除湿ロータの回転下に、前記加熱空気にて、湿潤
化した吸湿剤の除湿再生を行ないながら、乾燥用空気の
除湿を行なうに際し、前記温度調節計にて測定される乾
燥用空気の温度によって該除湿ロータの回転を制御し、
また前記湿度調節計にて測定される乾燥用空気の湿度に
よって前記加熱空気の温度および／または風量を制御し
て物品の除湿乾燥を行なう。

第１図は除湿機に内蔵される除湿ロータの例を模式的に
示す斜視説明図である。

該除湿ロータ１は、中心軸Ｃ−Ｃに平行な多数のガス通
路２からなるハニカム構造を有する筒状回転体であり、
ガス通路には吸湿性無機塩、例えば塩化リチウムなどの
吸湿剤が含浸保持されている。

この除湿ロータ１は、そのガス通路の一部が乾燥用空気
通路３内に、残部は加熱空気通路４内におかれる。

むろん、除湿ロータ１の矢印方向５の回転を妨げないよ
うに、乾燥用空気通路３は前の通路３ａと後の通路３ｂ
とに分かたれ、加熱空気通路４も同様に前の通路４ａと
後の通路４ｂとに分かたれている。

なお、以下の説明において、除湿ロータのガス通路が乾
燥用空気通路３と連通ずる領域Ｚ１を除湿ゾーン、加熱
空気通路４と連通ずる領域Ｚ２を再生ゾーンという。

上記除湿ロータにおいて、湿潤な乾燥用空気Ｇ１は通路
３を通って除湿ゾーンのガス通路内に導入され、吸湿剤
により除湿され、除湿された低湿空気Ｇ２として導出さ
れる。

一方、再生ゾーンでは、通路４′−を通って導入される
加熱空気Ｈ１により吸湿剤の除湿再生が行なわれ、加熱
空気は吸湿剤から奪取した水分を含む湿潤ガスＨ２とし
て排出される。

このように、除湿ロータにおいて、吸湿剤による乾燥用
空気の除湿と、加熱空気による吸湿剤の除湿再生が並行
して連続的に行なわれる。

除湿ロータからみて上記除湿ゾーンＺ１と再生ゾーンＺ
２とは固定的なものではなく、除湿ロータの回転に伴な
い、ガス通路は除湿ゾーンから再生ゾーンへ、再生ゾー
ンから除湿ゾーンへの移行を連続的に繰返すから、除湿
ゾーンにおいて乾燥用空気から奪取した水分で湿潤化し
た吸湿剤は、再生ゾーンに移行し、加熱空気による除湿
再生をうけて吸湿能力を回復したのち除湿ゾーンへ移行
する。

従って長期間連続的に運転しても吸湿剤の吸湿能力が低
下することはなく、安定した乾燥用空気の除湿処理が行
なわれる。

なお、再生ゾーンは加熱空気の通風により吸湿剤の吸湿
力を回復するための除湿を目的とするので、その断面積
は除湿ロータのガス通路の全断面積の約１１５〜１／２
程度で十分であり、残部（４１５〜１／２）を乾燥用空
気通路と連通ずる除湿ゾーンとする。

また、除湿ロータの回転速度は通常５〜１５ｒｐＩＩｌ
程度で足りる。

ところで、除湿ロータのガス通路は、再生ゾーン内に位
置する間、これを通過する加熱空気による加熱をうける
結果、一定の熱量が蓄積されるので、このガス通路が除
湿ゾーンに移行して、これに湿潤な比較的低温の乾燥用
空気が送通すると、上記蓄積熱量が乾燥用空気へ移行す
る。

すなわち、除湿ロータは一種の熱交換器としての機能を
有し、加熱空気の熱量を乾燥用空気に伝達し、これを加
熱昇温せしめる。

この乾燥用空気の加熱昇温の度合い、すなわち除湿ロー
タから乾燥用空気へ移行する熱量は、再生ゾーンでの加
熱空気温度、その送風量、その他の条件が一定であれば
、ガス通路が再生ゾーンで加熱空気にさらされる時間お
よび除湿ゾーンに移行して乾燥用空気と接触する時間、
換言すれば除湿ロータの回転速度により決まり、回転速
度が速い程、乾燥用空気への熱移行量が増大し、その温
度は高くなる。

いうまでもなく、乾燥用空気温度が高い程、水の蒸気圧
が高くなり、被乾燥物品に対する乾燥能力が増し、物品
の乾燥速度は速くなるから、除湿ロータの回転速度を制
御することにより、乾燥用空気による物品の乾燥速度等
の調節が可能となる。

また、被乾燥物品の乾燥速度、到達乾燥度などは乾燥用
空気の湿分にも依存する。

この乾燥用空気の湿分は、除湿ゾーンにおける吸湿剤の
吸湿能力に左右され、吸湿剤の吸湿能力は再生ゾーンに
おける加熱空気による除湿再生の度合いに依存する。

更に、この除湿剤の除湿再生の度合いは、再生ゾーンの
加熱空気温度および／またはその送風量によって決まる
。

従って、再生ゾーンに送給される加熱空気の温度および
／または送風量を制御して吸湿剤を所要の吸湿能力に回
復させれば、乾燥用空気を望む湿分にまで除湿させるこ
とができ、その結果として被乾燥物品を所望の乾燥速度
で、目的とする乾燥度に乾燥することが可能となる。

本発明の低温乾燥装置は、上記のように除湿ロータが乾
燥用空気の除湿を行なうと同時に、熱交換器として働き
、その回転速度を制御することにより乾燥用空気を所望
の温度に加熱し得ること、また吸湿剤の除湿用加熱空気
の温度・送風量の制御により乾燥用空気の湿度を調節し
得ることに着目し、乾燥用空気温度を検出し、その値に
応じて除湿ロータの回転速度の制御を行ない、あるいは
湿度調節計で乾燥用空気の湿度を検出し、その値に応じ
て加熱空気の温度・送風量を制御することによって、被
乾燥物品の除湿乾燥処理を被乾燥物品の物性に応じた最
適の条件で能率良く達成し得るようにしたものである。

第２図は本発明低温乾燥装置の実施例を示す模式的説明
図である。

６は除湿機であり、該除湿機には除湿ロータ１が内蔵さ
れている。

７は被乾燥物品Ａが収容された乾燥室、３ａ、３ｂは除
湿機６と乾燥室７を結合する乾燥用空気通路、４ａ４ｂ
は加熱空気通路である。

８および９はそれぞれ上記乾燥用空気通路内に設置され
た温度調節計および湿度調節計である。

除湿ロータ１は前記のように吸湿剤が含浸保持された複
数のガス通路からなる回転体であり、その駆動用モータ
１０にて矢印５方向に回転する。

除湿ロータのガス通路の一部は加熱空気通路４ａ。

４ｂと連通し、残部は乾燥用空気通路３ａ ３ｂと連
通ずる。

乾燥室７にて被乾燥物品Ａから奪取した水分を含む湿潤
化した乾燥用空気は乾燥室から排出され、通路３ａを通
って除湿ロータ１の除湿ゾーンに入って除湿されたのち
、ブロア１２により通路３ｂを通って再び乾燥室７内へ
循環送給される。

除湿ゾーンで湿潤化した吸湿剤は除湿ロータの回転によ
り再生ゾーン内へ到る。

一方、吸湿剤再生用加熱空気は加熱器１１にて所定温度
に加熱され、通路４ａを通って再生ゾーンに導入され、
吸湿剤から水分を奪取したのち、含湿ガスとなって通路
４ｂを通り、ブロア１３により糸外に排出される。

上記過程において、乾燥用空気通路内に設置された温度
調節計８により乾燥用空気温度が測定され、その検出温
度と設定された目標温度との差に応じた信号Ｓ１が除湿
ロータの駆動モータ１０に入力され、その入力信号によ
り回転速度が制御される。

前述したとおり、除湿ロータ１の回転速度が速い程、除
湿ロータから乾燥用空気への熱移行量が増大するので、
検出温度が目標温度より低いときは回転速度を高め、逆
の場合は回転速度を低くするように制御される。

むろん、乾燥用空気温度が高い程、水の平衡蒸気圧が高
くなり、例えば４０℃では３１．８ ｍｍＨｊｉである
が、５０℃になると５５．３ｍｍＨ，９に増大する。

従って、あらかじめ除湿ロータの回転速度と乾燥用空気
への熱移行量との関係について求められたデータに基づ
き、被乾燥物品の物性上許容される範囲内で回転速度を
はやめる制御を施せばよい。

通常の乾燥装置では乾燥用空気を所定温度に加熱するた
めのヒータを必要としているが、上記のように除湿ロー
タの回転速度を制御するこさにより、別設加熱手段を講
することなく、被乾燥物品の乾燥速度をはやめ、能率良
く除湿乾燥を達成することができる。

温度調節計８は乾燥室７内または乾燥室の入口付近の循
環経路に設けるのが好ましい。

また、湿度調節計９により乾燥用空気の湿度が測定され
、測定湿度と設定された目標値との差に応じた信号Ｓ２
が加熱空気の加熱器１１に入力され、再生ゾーンへ送給
される加熱空気の温度制御が行なわれる。

すなわち、測定湿度が目標値より高い場合は、吸湿剤の
除湿再生度が不足しているのであるから、上記信号Ｓ２
に応じて加熱空気温度を高め吸湿剤の吸湿能力を増強さ
せることにより乾燥用空気の湿度を目標値まで下げる。

また、上記信号Ｓ２でブロア１３による加熱空気の送風
量を制御してもよい。

信号Ｓ２に応じて送風量を増せば、吸湿剤の除湿再生度
が高められる結果、乾燥用空気湿度は目標値まで下げら
れる。

上記測定湿度と吸湿剤再生用加熱空気の温度・送風量の
制御は、加熱空気の温度・送風量と吸湿剤の除湿再生度
および吸湿剤の吸湿能力と乾燥用空気湿度さの関係につ
いてあらかじめ求められたデータにもとづいて行なえば
よい。

除湿ロータ１のガス通路に含浸保持される吸湿剤として
は、前記例示の塩化リチウムのほか、臭化リチウム、な
ど各種吸湿性無機塩を用いてよい−特に乾式除湿機の場
合の利点は吸湿の際に凝縮熱を発し、この熱が乾燥用空
気の加熱に寄与するので、その不足分だけを前記除湿ロ
ータの回転制御で補えばよく、乾燥用空気の加熱に要す
る熱負担が軽減し、経済上有利である。

なお、本発明装置において、除湿ロータを構成するハニ
カム構造体は、既知技術に従って、紙又は多孔体の平板
とこれらをコルゲートマシンにより製膜加工した波板と
を交互かつ波の方向が同じくなるように積層して製造さ
れる。

乾燥室７は、箱型、トンネル式、バンド式あるいは流動
式など任意の方式のものであってよい。

第３図は除湿機に内蔵される除湿ロータの他の例を示す
。

該除湿ロータは、図示のとおり、円筒体で、ガス通路２
はすべて軸心Ｃ−Ｃと直交する半径方向に配列されてお
り、各ガス通路はその構造上円筒外面からその内面にか
けて逐次狭められたものとなっている。

吸湿剤再生用加熱空気通路４ａ 、４ｂはガス通路の一
部と連通ずるように円筒体の外側面と内側面とに相対向
して設けられる。

該通路４ａ 、４ｂに連通するガス通路が再生ゾーンＺ
２となり、残部のガス通路が除湿ゾーンＺ１となる。

各ガス通路には前記吸湿剤が含浸保持されていることは
言うまでもない。

湿潤な乾燥用空気Ｇ１は円筒体内側からガス通路内に導
入され、除湿されたガスＧ２として円筒体外側へ導出さ
れる一方、加熱空気Ｈ１は通路４ａから再生ゾーンのガ
ス通路内に導入され、吸湿剤を再生し、含湿ガスＨ２と
して通路４ｂから系外に排出される。

むろん、この除湿ロータは軸心Ｃ−Ｃを中心に加熱空気
通路４ａ 、４ｂの間を矢印方向に回転しているので、
前記第１図の除湿ロータと同様に吸湿剤の再生と乾燥用
空気の除湿が並行して連続的に行なわれる。

本発明装置は、叙上のごとき除湿ロータにおいて吸湿剤
の除湿再生下に乾燥用空気の除湿再生が行なわれるとと
もに、除湿ロータの回転速度あるいは吸湿剤再生用加熱
空気の温度・送風量の制御により適時乾燥用空気の温度
・湿度が所要の値に調節されるので、低温乾燥の場合に
も容易に低露点（例えば−１０℃以下）の乾燥用空気に
再生でき、被乾燥物品の物性に応じた最適の除湿乾燥処
理を最も能率良く行なうことができるのみならずまたこ
れに必要なエネルギーもわずかで、熱経済性にもすぐれ
る。

すなわち、乾燥用空気の除湿を従来の冷却除湿方式で行
なう場合は、除湿のための冷却エネルギーと、除湿後の
乾燥用空気を再加熱するための再熱エネルギーと二重の
エネルギーを要するのに対し、本発明装置ではそのよう
な無駄はなく、また吸湿剤として塩化リチウムを用いれ
ば、吸湿の際の凝縮熱が乾燥用空気の加熱に寄与するの
で、外部からの給熱を一切省略することもできる。

該凝縮熱のみでは不足するときのみ除湿ロータの回転制
御により吸湿剤再生用加熱空気の蓄熱を利用するように
制御すれば、別設の加熱手段を講することなく乾燥用空
気を所望の温度に加熱し得るのでわずかなエネルギーで
被乾燥物品の除湿乾燥を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は除湿ロータの例を模式的に示す斜視説明図、第
２図は本発明装置の実施例を模式的に示す装置系統説明
図、第３図は除湿ロータの他の例を模式的に示す斜視説
明図である。 １：除湿ロータ、２：ガス通路、３：乾燥用空気通路、
４：再生用加熱空気、６：除湿機、７：乾燥室、７：温
度調節計、９：湿度調節計、１０：モータ、１１：加熱
器、１２．１３ニブロア、１４：平板紙、１５：波板紙
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 吸湿性無機塩吸湿剤を帯有し多数のガス通路を有す
   るハニカム構造体からなる回転体の該ガス通路の一部に
   加熱空気を導通させるようにした回転除湿ロータを内蔵
   する乾式除湿機と、被乾燥物品が収容される乾燥室とが
   、温度調節計が設置された乾燥用空気の閉回路循環系に
   て結合されており、該温度調節計にて測定された乾燥用
   空気の温度によって、前記除湿ロータの回転を制御する
   ようにした低温乾燥装置。 ２ 吸湿性無機塩吸湿剤を含浸させた複数のガス通路か
   らなる回転体の該ガス通路の一部に加熱空気を導通させ
   るようにした回転除湿ロータを内蔵する乾式除湿機と、
   被乾燥物品が収容される乾燥室とが、温度調節計および
   湿度調節計が設置された乾燥用空気の閉回路循環系にて
   結合されており、該温度調節計にて測定された乾燥用空
   気の温度により前記除湿ロータの回転を制御するととも
   に、湿度調節計にて測定された乾燥用空気の湿度により
   前記除湿ロータのガス通路に送給される加熱空気の温度
   および／または送風量を制御するようにした低温乾燥装
   置。