JPS6349148B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は、乾燥を必要とするあらゆる分野、特
に、高温化を招くことなしに水分の乾燥が必要と
なるような分野で利用可能な乾燥装置に関するも
のである。

(ロ) 従来技術 従来の乾燥装置は、乾燥すべき物質を収容する
チヤンバ内の空気を加熱により上昇させたり、前
記物質自身の温度を上昇させ、これによつて水分
の蒸発を促して乾燥を行なうようにしているのが
一般的である。ところが、このような方式のもの
では、入力するエネルギの大部分が水分を蒸発さ
せるための蒸発熱として利用されてしまう。その
ため、エネルギの消費量が大きく、ランニングコ
ストが高くつくという問題がある。

(ハ) 目的 本発明は、このような事情に着目してなされた
もので、水分を蒸発させるようにしただけの従来
装置に比べてエネルギの消費量を大幅に減少させ
ることが可能であり、しかも、構造が簡単で実施
が容易である画期的な乾燥装置を提供することを
目的とする。

(ニ) 構成 本発明は、かかる目的を達成するために、被乾
燥域からの気体をタービンにより断熱膨張させる
とともに、このタービンから吐出される低温気体
中に混入している水分をウオータセパレータによ
り除去し、このウオータセパレータを通過した気
体を前記タービンの回転動力にて作動するコンプ
レツサにより断熱圧縮させて前記被乾燥域へ供給
し得るように構成したことを特徴とする。

(ホ) 実施例 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図
を参照して説明する。

内部に被乾燥域１を形成するチヤンバ２に、本
発明に係る乾燥装置３を付設している。チヤンバ
２は密閉構造をなしており、被乾燥物４を出し入
れするための気密扉（図示せず）を有している。
乾燥装置３は、タービン５と、ウオータセパレー
タ６と、コンプレツサ７とを直列に接続してなる
もので、前記タービン５の入口５ａを空気通路８
を介して前記チヤンバ２の空気導出口２ａに接続
するとともに、前記コンプレツサ７の出口７ｂを
空気通路９を介して前記チヤンバ２の空気導入口
２ｂに接続している。タービン５は、前記チヤン
バ２から導出される気体、つまり空気を断熱膨張
させるためのもので、図示しないケーシング内に
羽根車５ｃを収容したラジアルタービン構造をな
している。そして、このタービン５の出口５ｂを
空気通路１１を介して前記ウオータセパレータ６
の入口６ａに接続している。ウオータセパレータ
６は、空気流路を形成するハウジング１２内に邪
魔板１３を配設してなるもので、その底部にはウ
オータタンク１４が接続してある。そして、この
ウオータセパレータ６の空気出口６ｂを空気通路
１５を介して前記コンプレツサ７の入口７ｂに接
続している。コンプレツサ７は、前記ウオータセ
パレータ６を通過した空気を断熱圧縮させるため
のもので、図示しないケーシング内に羽根車７ｃ
を収容したラジアルコンプレツサ構造をなしてい
る。そして、このコンプレツサ７を駆動手段１６
により駆動するようにしている。駆動手段１６
は、前記コンプレツサ７の羽根車７ｃと前記ター
ビン５の羽根車５ｃとを回転軸１７を介して直結
するとともに、この回転軸１７を高周波モータ１
８により補助的に回転付勢し得るように構成した
ものである。

このような構成のものであれば、チヤンバ２内
で蒸気部を含んだ空気が空気導出口２ａからチヤ
ンバ２外へ導出され空気通路８を通してタービン
５の入口５ａに供給される。そして、この空気は
タービン５を通過する際に断熱膨張し、その温度
が低下すると同時にその含有蒸気がミスト状の水
滴となる。この状態の低温空気をウオータセパレ
ータ６に導入すると、該低温空気が邪魔板１３を
迂回する際にその凝結して水滴になつた水分が該
邪魔板１３に付着して捕獲されることになり、自
由落下によりウオータタンク１４へ廃棄される。
そして、水分を除去された低温空気が空気通路１
５を通してコンプレツサ７の入口７ｃに供給され
る。そして、この空気は、該コンプレツサ７によ
つて元の圧力にまで断熱圧縮され、前記タービン
５の入口５ａ側よりも高い温度の乾燥空気となつ
て、前記チヤンバ２内に再び導入される。第２図
は、このサイクルをＴ（温度）−Ｓ（エントロピ）
線図として示したものである。ここで、P₀は前
記チヤンバ２内の圧力、P₁はウオータセパレー
タ６内の圧力をそれぞれ示している。この図面
は、タービンおよびコンプレツサの効率が100％
で、配管ロスのない場合について示しているが、
実際にはロスがあり、このロスを補うエネルギの
入力が必要となる。この実施例では、タービン５
とコンプレツサ７を結ぶ回転軸１７上に設けた高
周波モータ１８が、そのエネルギ補給の役割を担
つている。なお、この高周波モータ１８は、起動
時の回転を与える役目もする。

このようなサイクルを営ませることによつて、
チヤンバ２内、つまり、被乾燥域１に配設した被
乾燥物４を乾燥させることができるわけである
が、本乾燥装置３では、水分の蒸発により消費す
るエネルギを回収することができる。すなわち、
本装置では、コンプレツサ７をタービン５の回転
動力を利用して駆動することで断熱膨張仕事を断
熱圧縮仕事に変換するが、このとき水分が凝結す
るためエネルギ回収となる。したがつて、水分を
蒸発させるための蒸発熱に相当するエネルギを外
部から逐次供給しなければならない従来の乾燥装
置に比べて、入力すべきエネルギ量がはるかに少
なくて済むことになり、いわゆる省エネルギ運転
が可能となる。

また、このようなものであれば、チヤンバ２内
を比較的低い温度に保つたままで、乾燥運転を行
なうことができるので、高温化を嫌う分野で用い
る乾燥装置、例えば、食品工業向等の乾燥チヤン
バや大型クリーニング店用の乾燥機あるいは乾燥
空気実験室（作業室）用の空気乾燥手段等として
特に好適に使用できるものである。

しかも、このものは、タービン５、コンプレツ
サ７およびウオータセパレータ６を組み合せただ
けのものであるため構造が簡単であり、実施が容
易である。すなわち、例えば、空気を冷却装置で
冷却してその含有水分を凝結させ、しかる後に、
その空気を加熱装置により加熱して高温の乾燥空
気を得るようにしたり、空気を一時的に高圧化す
ることによつて乾燥空気を得るようにしたもので
は、格別な冷熱源と高熱源あるいは強力な圧縮装
置と高圧容器等が必要になるため、設備が大がか
りなものになるが、本発明の乾燥装置では、かか
る大がかりな装置類は一切不要である。また、吸
着方式の乾燥装置のように特殊な水分吸着剤を用
いることがないので、取り扱いも容易である。

なお、本発明は前記実施例のものに限定されな
いのは勿論であり、例えば、第３図に示すような
実施例も本発明に含まれる。すなわち、このもの
は、チヤンバ２とタービン５とを連通させる空気
通路８の途中に冷却フアン１９付きの冷却部２１
と補助ウオータセパレータ２２を介設するととも
に、タービン５からウオータセパレータ６に至る
空気通路１１と、前記ウオータセパレータ６から
コンプレツサ７に至る空気通路１５との間に再生
熱交換器２３を設けたものである。

また、被乾燥域は密閉されたチヤンバ内に形成
されたものに限らず、例えば、大気に開放したも
のであつてもよい。この場合には、ウオータセパ
レータの内圧を負圧にすればよい。

さらに、コンプレツサに動力を補助的に供給す
る手段は、高周波モータに限らず、例えば、ガス
タービンエンジン等であつてもよい。

また、取り扱う気体は空気に限らない。

(ヘ) 効果 本発明は、以上のような構成であるから、水分
を蒸発させるようにしただけの一般的な乾燥装置
に比べてエネルギの消費量を大幅に減少させるこ
とができるとともに、高温を嫌う被乾燥物の乾燥
等にも無理なく使用することが可能であり、しか
も、構造が簡単で実施が容易である画期的な乾燥
装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すシステム説明
図、第２図は同実施例の作用説明図である。第３
図は本発明の他の実施例を示すシステム説明図で
ある。 １……被乾燥域、２……チヤンバ、３……乾燥
装置、５……タービン、６……ウオータセパレー
タ、７……コンプレツサ、１６……駆動手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被乾燥域からの気体を断熱膨脹させるタービ
   ンと、このタービンから吐出される気体中に混入
   している水分を除去するウオータセパレータと、
   このウオータセパレータを通過した気体を断熱圧
   縮させて前記被乾燥域へ供給するコンプレツサ
   と、このコンプレツサを前記タービンの回転動力
   にて駆動する駆動手段とを具備してなることを特
   徴とする乾燥装置。