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Patent Searching and Data


Title:
EVAPORATING-DEHYDRATING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/069735
Kind Code:
A1
Abstract:
This aims to provide an evaporating-dehydrating apparatus, which can be simplified in an ambient-air intrusion preventing mechanism, can efficiently exchange heat, can prevent an object to be dried from sticking, and can suppress the energy consumption rate at the running time, and an evaporating-dehydrating apparatus, which can evaporate and dehydrate the object to be dried sufficiently in a drying container, can perform the efficient heat exchange, and can suppress the energy consumption rate at the running time. The evaporating-dehydrating apparatus comprises a discharge mechanism (40) for discharging the contents of the drying container (1). The discharge mechanism (40) includes a cylinder (41) communicating with a steam condenser (3), a piston (42) for pushing the object to be dried, which has moved from the inside of the drying container (1) through an outlet (1o) to a cylinder inside (41i), toward a cylinder outlet (41o) side, and a check valve (43) disposed in the cylinder outlet (41o). Moreover, the steam condenser (3) is constituted of a plurality of (e.g., two in pair) hollow rotors (units (3au)) extending in parallel.

Inventors:
HINO, Toshiyuki (3-1 Motoakasaka 1-chome Minato-k, Tokyo 88, 1078388, JP)
Application Number:
JP2008/071623
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
November 28, 2008
Export Citation:
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Assignee:
KAJIMA CORPORATION (3-1 Motoakasaka 1-chome, Minato-ku Tokyo, 88, 1078388, JP)
鹿島建設株式会社 (〒88 東京都港区元赤坂一丁目3番1号 Tokyo, 1078388, JP)
International Classes:
F26B25/00; F26B3/06; F26B17/20; F26B21/00; F26B25/04; F26B25/00; F26B3/02; F26B17/00; F26B21/00
Attorney, Agent or Firm:
Patent Corporate Body TAKAHASHI Office (13-3 Nishishinbashi 2-Chome, Minato-ku Tokyo, 03, 1050003, JP)
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Claims:
 乾燥容器(1)と、水蒸気圧縮機(2)と、乾燥容器(1)の内容物と熱交換を行う水蒸気凝縮器(3)と、これ等の機器(1、2、3)を連通する水蒸気ライン(La、10、11)と、乾燥容器(1)の内容物を排出する排出機構(40)とを有し、水蒸気圧縮機(2)により水蒸気を昇圧して飽和温度を高め、昇圧された水蒸気の凝縮潜熱を乾燥容器(1)内の被乾燥物と熱交換して被乾燥物の蒸発脱水に利用する蒸発脱水装置(100)において、前記排出機構(40)は乾燥容器(1)と連通するシリンダ(41)と、乾燥容器(1)内から出口(1o)を経由してシリンダ内(41i)に移動した被乾燥物をシリンダ出口(41o)側に押圧するピストン(42)と、シリンダ出口(41o)に設けられた逆止弁(43)とを有することを特徴とする蒸発脱水装置。
 前記シリンダ(41)は2重壁構造となっており、水蒸気圧縮機(2)の吐出口(2o)に連通する水蒸気ライン(11)を介して、シリンダ(41)の外壁(41a)と内壁(41b)との間の空間(41s)に水蒸気圧縮機(2)で昇圧された水蒸気を供給する請求項1の蒸発脱水装置。
 前記排出機構(40)において、乾燥容器(1)の出口(1o)に被乾燥物の切断手段(50)を設ける請求項1、2の何れかの蒸発脱水装置。
 前記逆止弁(43)は弾性体(43a、43b)で構成されており、常閉に構成されている請求項1~3の何れか1項の蒸発脱水装置。
 乾燥容器(1)と、水蒸気圧縮機(2)と、乾燥容器(1)の内容物と熱交換を行う水蒸気凝縮器(3、3a、103a、203a、303a、403a)と、これ等の機器(1、2、3)を連通する水蒸気ライン(La、10、11)とを有し、水蒸気圧縮機(2)により水蒸気を昇圧して飽和温度を高め、昇圧された水蒸気の凝縮潜熱を乾燥容器(1)内の被乾燥物と熱交換して被乾燥物の蒸発脱水に利用する蒸発脱水装置(100)において、前記水蒸気凝縮器(3、3a、103a、203a、303a、403a)は平行に延在した複数の中空回転体(3au)を備え、該複数の中空回転体(3au)は相互に接触することなく回転する様に配置されていることを特徴とする蒸発脱水装置。
 前記回転体は、円筒形状である請求項5の蒸発脱水装置。
 前記回転体の表面には、突起が形成されている請求項5、6の何れかの蒸発脱水装置。
 前記回転体は、断面の輪郭が山部と谷部で形成されている請求項5の蒸発脱水装置。
 前記回転体は、断面の輪郭が凹曲線を主体に形成された星形である請求項5の蒸発脱水装置。
 前記水蒸気凝縮器(3)は、複数の回転体(3au)を平行に配置して構成し、該回転体(3au)は中空管で構成されており、並列に且つ回転体(3au)同士が干渉しない様に交差しつつ回転する様に配置して構成し、前記回転体(3au)は、複数の直線状の中空管(チューブ31a)で構成されており、該直線状の中空管(31a)は、各々が回転軸(32S)と平行に配置され、回転軸(32S)の半径方向外方で且つ円周方向へ等間隔に配置されており、該直線状の中空管(31a)の各々は中空の連通管(33)により回転軸(32S)に設けられた通路(32eh)に連通されている請求項1~5の何れか1項の蒸発脱水装置。
Description:
蒸発脱水装置

 本発明は蒸発脱水を伴う濃縮及び乾燥プ セスの省エネルギー化に関し、より詳細に 、水蒸気を圧縮して凝縮潜熱(気化熱)を回 利用する蒸発脱水装置に関する。

 濃縮や乾燥などの蒸発脱水は、水の蒸発潜 が大きい(100℃で2258kJ/kg)ことに起因して、 ネルギーを多量に消費し、運転コストが高 と言う問題がある。
 これを解決するために、蒸発脱水過程で生 た水蒸気を昇圧して飽和温度を高め、被乾 物と熱交換して凝縮させ、この潜熱を回収 用して、引き続く蒸発脱水に利用する技術 存在する。係る技術は、水蒸気を圧縮(compre ssion)して凝縮(condensation)することから、本明 書では、「VCC(vapor compression and condensation) 或いは「VCC技術」と表記する。

 VCCは、原理的には、蒸発脱水を伴うプロ スに広く適用でき、大きな省エネルギー効 を発揮するものであるが、従来の技術は、 交換の容易な溶液等の濃縮に限られており 乾燥についての実用例は見られない。また VCCは公知の技術であるが、広く知られてい とは言い難く、技術の詳細を記述した資料 少ないのが実情である。

 図18のVCC技術は、粒状物質の乾燥を目的と 、螺旋オーガー形状の熱交換器を用いて連 処理を行う蒸発装置である(特許文献1参照)
 図18の乾燥器は3本の管200、202、204から成り 乾燥器内部は外気から遮断されている。
 この様な気密性の乾燥器では、乾燥器内部 圧力が大気圧と異なるため、内部圧力が大 圧以上の場合は蒸気の噴出を防ぎ、内部圧 が大気圧以下の場合は空気の侵入を防止す 構造が必要となる。

 図18では、乾燥器200、202、204の出入口に特 のシール装置232、206、234、242、246等を用い 、中間室230と中間室240の内部を液体リング ンプ236で真空引きする構造を示している。
 しかし、その様な出入口の空気侵入防止構 は複雑であり、且つ、製造コストの高騰を いてしまう。
 さらに、被乾燥物が付着性を有する場合は 付着した被乾燥物が螺旋オーガーと供回り 起こしてしまうので、被乾燥物の搬送と、 乾燥物への伝熱(熱交換)が不可能になるこ も予想される。

 それに加えて、図18で示す蒸発装置では、 乾燥物である粒状物質が、螺旋オーガーに って押圧されて管200、202、204を移動するの 、粒状物質が管200、202、204を移動するのに 要な時間は比較的短い。
 そのため、被乾燥物が粒状物質ではなく、 分率が比較的高い流動体や液体の場合には 十分な蒸発脱水がされていない状態で、被 燥物が出口から排出されてしまう、という 題が存在する。
 そして、十分な蒸発脱水がされていない被 燥物が排出されてしまうと、出口近傍を汚 して、作業環境が著しく劣化してしまう。
 さらに、被乾燥物が付着性を有する場合は 付着した被乾燥物が螺旋オーガーと供回り 起こしてしまうので、被乾燥物の搬送と、 乾燥物への伝熱(熱交換)が不可能になるこ も予想される。

 その他の従来技術として、例えば、気密構 の乾燥容器の回転撹拌式水蒸気凝縮器が提 されている(例えば、特許文献2参照)。
 係る従来技術(特許文献2)の乾燥容器は気密 造であり、乾燥容器内部の圧力は、成り行 として大気圧以下の真空状態で運転される
 しかし、被乾燥物の排出に際して、空気が 入してしまうという上述の問題点を解消す ことは出来ない。そのため、バッチ(回分) 理を前提としている。
 また、被乾燥物が乾燥容器内を移動するこ に関する上述した問題点を解消することは 来ない。

特開昭58-158485号公報

特許第3681049号公報

 本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み 提案されたものであり、外気浸入防止機構 簡略化でき、効率良い熱交換が可能であり 運転時のエネルギー消費量を抑制すること 出来る蒸発脱水装置の提供を目的としてい 。
 また本発明は、乾燥容器内で被乾燥物を十 に蒸発脱水する事が出来て、効率良い熱交 が可能であり、運転時のエネルギー消費量 抑制することが出来る蒸発脱水装置の提供 目的としている。

 本発明の蒸発脱水装置(100)は、乾燥容器(1 )と、水蒸気圧縮機(2)と、乾燥容器(1)の内容 と熱交換を行う水蒸気凝縮器(3)と、これ等 機器(1、2、3)を連通する水蒸気ライン(La、10 11)と、乾燥容器(1)の内容物を排出する排出 構(40)とを有し、水蒸気圧縮機(2)により水蒸 気を昇圧して飽和温度を高め、昇圧された水 蒸気の凝縮潜熱を水蒸気凝縮器(3)内の被乾燥 物と熱交換して被乾燥物の蒸発脱水に利用す る蒸発脱水装置において、前記排出機構(40) 乾燥容器(1)と連通するシリンダ(41)と、乾燥 器(1)内から出口(1o)を経由してシリンダ内(41 i)に移動した被乾燥物をシリンダ出口(41o)側 押圧するピストン(42)と、シリンダ出口(41o) 設けられた逆止弁(43)とを有することを特徴 している(請求項1)。 

 本発明において、前記シリンダ(41)は2重壁 造となっており、水蒸気圧縮機(2)の吐出口 連通する水蒸気ライン(11)を介して、シリン (41)の外壁(41a)と内壁(41b)との間の空間(41s)に 水蒸気圧縮機(2)で昇圧された水蒸気を供給す るのが好ましい(請求項2)。 
 そして、水蒸気圧縮機(2)で昇圧されて、シ ンダ(41)の外壁(41a)と内壁(41b)との間の空間(4 1s)に供給された(昇圧された)水蒸気は、水蒸 凝縮器(3)に供給されるのが好ましい。
 但し、前記シリンダ(41)の隔壁(41w)を一重壁 構成することも可能である。

 また、前記排出機構(40)において、乾燥容 器(1)の出口(1o)に被乾燥物の切断手段(エッジ5 0)を設けることが好ましい(請求項3)。 

 係る構成において、例えば前記回転子(3au) 、回転軸(32S)と同軸に配置された中央の中空 管(例えば、鋼管:胴部32a)と、中央の中空管(32 a)の半径方向外方に配置され且つ中央の中空 (32a)と平行に配置された複数の中空管(チュ ブ31a)とを有し、複数の中空管(31a)は円周方 に等間隔に配置されており、複数の中空管( 31a)の各々は中空の連通管(33)により中央の中 管(32a)に支持されているのが好ましい。
 或いは、係る回転子(3au)において、中央の 空管(32a)を省略することが可能である。

 本発明において、前記逆止弁(43)は弾性体 (43a、43b)で構成されており、常閉に構成され いるのが好ましい(請求項4)。 

 本発明において、水蒸気圧縮機(2)から水 気凝縮器(3)の出口に至る何れかの位置(例え ば、サブ凝縮器3b)と、乾燥容器(1)の排出系統 および吸入系統に設けられた仕切り弁の内部 とを連通する水蒸気配管を有しているのが好 ましい。

 本発明の蒸発脱水装置(100)は、乾燥容器(1) 、水蒸気圧縮機(2)と、乾燥容器(1)の内容物 熱交換を行う水蒸気凝縮器(メイン凝縮器3、 3a、103a、203a、303a、403a)と、これ等の機器(1、 2、3)を連通する水蒸気ライン(La、10、11)とを し、水蒸気圧縮機(2)により水蒸気を昇圧し 飽和温度を高め、昇圧された水蒸気の凝縮 熱を乾燥容器(1)内の被乾燥物と熱交換して 乾燥物の蒸発脱水に利用する蒸発脱水装置 おいて、前記水蒸気凝縮器(メイン凝縮器3 3a、103a、203a、303a、403a)は平行に延在した複 (例えば、2本で1対)の中空回転体(ユニット3a u)を備え、該複数の中空回転体(ユニット3au) 相互に接触することなく回転する様に配置 れていることを特徴としている(請求項5)。 
 前記中空回転体(3au)は、例えば鋼管、ステ レス管、チタン管、アルミニウム管、セラ ックス管等で構成されるのが好ましい。

 本発明において、水蒸気発生手段(水蒸気ボ イラー7)を設けることが好ましい。
 或いは、水蒸気発生手段(水蒸気ボイラー7) 設けることに代えて、乾燥容器(1)内に加熱 置(例えば、電気式のヒータ)を設け、その 熱装置により乾燥容器(1)内に投入された被 燥物を加熱して、水蒸気を発生させること 出来る。

 本発明において、前記回転体(103au)は、円 筒形状であるのが好ましい(請求項6)。 

 そして、前記回転体(203au)の表面には、突起 (T)が形成されているのが好ましい(請求項7)。  
 ここで、当該突起(T)は中空円筒形状の回転 表面全体に点在していても良いし、畝(ビー ド)状に形成されていても良い。或いは、断 的な突起をビード状に配置しても良い。さ に、連続したビード或いは断続的なビード して形成されている突起は、円筒形の中心 と平行に、長手方向へ延在していても良い 或いは、螺旋状に延在していても良い。

 また本発明において、前記回転体(303au)は、 断面の輪郭が山部(M)と谷部(N)で形成されてい るのが好ましい(請求項8)。
 ここで、山部の頂点(Mr)と谷部の底部(Nr)と 、湾曲させて形成することが可能である。

 さらに本発明において、前記回転体(403au) は、断面の輪郭が凹曲線を主体に形成された 星形であるのが好ましい(請求項9)。

 本発明において、前記水蒸気凝縮器(3)は 複数の回転体(いわゆる「リス籠」状の回転 体3au)を平行に配置して構成し、該回転体(3au) は中空管(例えば鋼管、ステンレス管、チタ 管、アルミニウム管、セラミックス管等)で 成されており、並列に且つ回転体(3au)同士 干渉しない様に交差しつつ回転する様に配 して構成し、前記回転体(3au)は、複数の直線 状の中空管(チューブ31a;例えば、鋼管、ステ レス管、チタン管、アルミニウム管、セラ ックス管等)で構成されており、該直線状の 中空管(31a)は、各々が回転軸(全体がいわゆる 「リス籠」状に構成された回転体の中心軸32S )と平行に配置され、回転軸(32S)の半径方向外 方で且つ円周方向へ等間隔に配置されており 、該直線状の中空管(31a)の各々は中空の連通 (33)により回転軸(32S)に設けられた通路(孔32e h)に連通されて(全体がいわゆる「リス籠」状 に構成されて)いるのが好ましい(請求項10)。

 係る構成(請求項10の回転体)において、例え ば前記回転体(3au)は、回転軸(32S)と同軸に配 された中央の中空管(例えば、鋼管:胴部32a) 、中央の中空管(32a)の半径方向外方に配置さ れ且つ中央の中空管(32a)と平行に配置された 数の中空管(チューブ31a)とを有し、複数の 空管(31a)は円周方向に等間隔に配置されてお り、複数の中空管(31a)の各々は中空の連通管( 33)により中央の中空管(32a)に支持されている が好ましい。
 或いは、係る回転体(3au)において、中央の 空管(32a)を省略することが可能である。

 本発明において、前記水蒸気凝縮器(3)は、 数段(メイン凝縮器3a、サブ凝縮器3b)を直列 配列して構成されており、最終段の水蒸気 縮器(サブ凝縮器3b)に連通する不凝縮性ガス の排出弁(5)を設けるのが好ましい。
 より詳細には、最終段の水蒸気凝縮器(サブ 凝縮器3b)に連通する不凝縮性ガス排出用の接 続口(3bo)とライン(不凝縮性ガス排出管27)を設 け、該ライン(不凝縮性ガス排出管27)に不凝 性ガスの排出弁(5)を介装するのが好ましい

 本発明において、不凝縮性ガス排出用の イン(不凝縮性ガス排出管27)を流れる気体( 凝縮性ガスと水蒸気との混合気)を、被乾燥 (6)に熱交換させて予熱(して熱回収)するよ に構成するのが好ましい。

 上述したような構成を具備する本発明(請求 項1の発明)によれば、乾燥容器(1)の出口(1o)を 経由してシリンダ(41)内に移動した被乾燥物 シリンダ出口(41o)側に押圧するピストン(42) 、シリンダ出口(41o)に設けられた逆止弁(43) を有しているので、乾燥容器(1)の出口(1o)か 排出された被乾燥物は、外気から遮断され シリンダ内部(41i)の空間に押し出されるの 、出口(1o)から乾燥容器(1)内に外気(空気)が 入する事がない。
 また、逆止弁(43)により、シリンダ出口(41o) ら外気(空気)が浸入することも防止される

 該逆止弁(43)を弾性体(43a、43b)で常閉に構成 れば(請求項4)、被乾燥物が一定量以上溜ま と、ピストン(42)により押圧された被乾燥物 は、シリンダ出口(41o)側に設けられた逆止弁( 43)における弾性体(43a、43b)の反発力に抗して 弾性体同士を押し広げるようにしてシリン (41)外に排出される。
 その際に、逆止弁(43)の弾性体(43a、43b)は、 の弾性反発力により被乾燥物に押し付けら た状態を保つので、逆止弁(43)から空気が浸 入することが防止される。

 ここで、本発明の蒸発脱水装置の運転に際 て、運転初期には液体材料が乾燥容器(1)に 満してしまう事態も想定される。さらに、 泥の様に、乾燥に至る前の段階で粘稠物と るものを処理するべき場合が存在する。そ ため、VCC蒸発脱水装置の排出機構では、液 、粘稠体、固体等を排出可能であることが 求される。
 これに対して、本発明によれば、ピストン( 42)により被乾燥物をシリンダ出口(41o)側に押 してシリンダ内で移動せしめているので、 体、粘稠体、固体に拘らず、乾燥容器(1)の 口(1o)から押し出された被乾燥物をシリンダ 出口(41o)側へ確実に移動させる事が出来る。

 また本発明において、前記シリンダ(41)を2 壁構造とせしめ、水蒸気圧縮機(2)の吐出口(2 o)に連通する水蒸気ライン(11)を介して、シリ ンダ(41)の外壁(41a)と内壁(41b)との間の空間(41s )に水蒸気圧縮機(2)で昇圧された水蒸気を供 する様に構成すれば(請求項2)、乾燥容器(1) ら出口(1o)を介して前記シリンダ(41)に供給さ れた被乾燥物は、シリンダ(41)内を通過する に、水蒸気圧縮機(2)で昇圧された水蒸気が 有する顕熱及び潜熱がシリンダ内(41i)の被乾 燥物に供給されるので、当該被乾燥物を加熱 、乾燥することが出来る。
 そのため、被乾燥物が固体であっても、シ ンダ(41)内を追加する際に、追加的に加熱さ れ、乾燥されるのである。

 さらに本発明において、乾燥容器(1)の出 (1o)に被乾燥物の切断手段(エッジ50)を設け ば(請求項3)、乾燥して硬化した被乾燥物を 乾燥容器(1)から押し出された際に切断手段(5 0)により細断することが出来るので、シリン 内(41i)を移動し易く、且つ、逆止弁(43)の弾 体間を通過し易くすることが出来る。

 本発明(請求項5の発明)によれば、水蒸気凝 器(メイン凝縮器3、3a、103a、203a、303a、403a) 平行に延在した複数の中空回転体(ユニット 3au、103au、203au、303au、403au)を備え、該複数の 中空回転体(ユニット3au、103au、203au、303au、40 3au)は相互に接触することなく回転する様に 置されており、被乾燥物を中空回転体の長 方向(軸方向)に搬送する機構はついていない 。
 乾燥容器1内のユニット間に被乾燥物が投入 されると、投入された被乾燥物は、複数の( えば1対の)回転体(ユニット3au、103au、203au、3 03au、403au)の回転による撹拌作用を受け、流 化して、回転体(ユニット3au、103au、203au、303 au、403au)の長手方向(軸方向)に移動する。乾 容器(1)内の回転体(ユニット3au、103au、203au、 303au、403au)間に投入された被乾燥物は、被乾 物の水分が蒸発して容積が減少している排 機構(40)側に溢れ出す様に、乾燥容器(1)内を 移動する。

 中空の回転体(ユニット3au、103au、203au、30 3au、403au)はスクリューの様な構造は採用して おらず、被乾燥物を排出機構(40)側へ積極的 押圧する構造を有しておらず、投入された 乾燥物が、排出機構(40)側に溢れ出す様に乾 容器(1)内を移動する。そのため、被乾燥物 乾燥容器(1)内を移動する速度が極めて低速 あり、被乾燥物が排出機構(40)近傍まで移動 する間に、水蒸気の潜熱及び顕熱により長時 間に亘って加熱され、水分が十分に蒸発する 。従って、十分に蒸発脱水されていない被乾 燥物(特に液体)が排出機構(40)から排出されて しまう事態が防止されるのである。

 本発明(請求項5の発明)によれば、投入さ た被乾燥物が、乾燥容器1内を溢れ出る様に 移動するので、被乾燥物が投入されてから排 出されるまでの時間は、被乾燥物の投入量に より決定される。そして、被乾燥物の投入量 を制御する事により、被乾燥物が投入されて から排出されるまでの時間を調節する事がで きる。

 本発明では、上述した通り、排出機構(40)側 へ積極的に押圧しないので、回転体(ユニッ 3au、103au、203au、303au、403au)をスクリュー状 螺旋状オーガー形状に加工する必要が無い
 スクリュー状や螺旋状オーガー形状に加工 ることは比較的難しい機械加工であり、そ 様な難しい機械加工を必要としない本発明 蒸発脱水装置は、製造コストを低く抑える とができる。

 本発明において、前記回転体(403au)の断面を 、輪郭が凹曲線を主体に形成された星形にす れば(請求項9)、一対の回転体(403au)間に被乾 物が挟まったとしても、当該被乾燥物は星 の突起部分(半径方向外方へ突出した部分)に 挟まれた状態であり、当該突起部分は細いの で、被乾燥物は容易に掻き出され、挟まれた 状態から脱出する事が出来る。
 すなわち、前記回転体(403au)の断面の輪郭が 凹曲線を主体に形成された星形であれば、一 対の回転体(403au)間に被乾燥物が噛み込んで まうことにより、いわゆる「詰まった」状 となってしまうことが防止される。

 本発明において、前記水蒸気凝縮器(3、3a )を、複数の回転体(3au)を平行に配置して構成 し、該回転体(3au)は中空管で構成し、並列に つ回転体(3au)同士が干渉しない様に交差し つ回転する様に配置して、前記回転体(3au)を 複数の直線状の中空管(31a)で構成し、該直線 の中空管(31a)の各々を回転軸(32S)と平行に配 置し、回転軸(32S)の半径方向外方で且つ円周 向へ等間隔に配置して、該直線状の中空管( 31a)の各々を中空の連通管(33)により回転軸(32S )に設けられた通路(32eh)に連通すれば(請求項1 0)、被乾燥物の輸送よりも、撹拌と、内部を れる水蒸気の気化熱との熱交換に適した構 となる。それに加えて、エネルギー効率の 点から、水蒸気凝縮器(3、3a)の回転数を最 化することが可能になる。

 また、中空管(31a)の総延長を長くするこ ができるため、伝熱面積を大きくして、凝 潜熱を確実に被乾燥物へ投入することが出 る。その結果、被乾燥物からの水分除去を 高含水の液体状態から乾燥した固体状態ま 乾燥機内で行うことも可能である。

 さらに、多軸式で相互の中空管(31a)が接 することなく噛み合う構造であるため、被 燥物が凝縮器(3a)表面へ付着して堆積する量 減少することが出来る。それにより、水蒸 凝縮器(3a)と被乾燥物との相対的な位置が変 化しなくなってしまう状態、いわゆる「供回 り」を回避して、熱交換能力の低下を防止す る効果をも奏する。

 以下、添付図面を参照して、本発明の実施 態について説明する。
 先ず、図1に基づいて、本発明の第1実施形 を説明する。
 図1において、全体を符号100で示す蒸発脱水 装置は、断熱した密閉構造の乾燥容器1と、 蒸気等の気体を圧縮する圧縮機2と、乾燥容 1内の被乾燥物6に水蒸気が保有する凝縮潜 を投入する水蒸気凝縮器(凝縮器)3と、水蒸 ボイラー7とを装備している。
 凝縮器3において、保有する熱量(凝縮潜熱 び顕熱)を被乾燥物6に対して投入した水蒸気 は、凝縮して温水(ドレン、液相)となる。

 乾燥容器1には、被乾燥物6を容器1内に投入 る被乾燥物投入口(投入口)8と、乾燥した乾 物を排出する乾燥物排出口(排出口)9とが形 されている。排出口9の下方には、乾燥物運 搬用のコンテナ90が配置されている。
 なお、投入口(ホッパー)8内の供給機構14は 回転容積型の一軸偏心ネジポンプ(例えば、 わゆる「モーノポンプ」)で構成している。 ここで、供給機構14の回転数を制御すること より、排出機構40から排出される乾燥物の 分量が調節出来る。

 詳細は後述するが、凝縮器3の胴部両端に回 転軸32(図9の32SR、32SL参照)を有している。
 図1において、回転軸32の両端には、回転シ ル18が設けられている。回転シール18は、水 蒸気や凝縮水(メイン凝縮器3aで凝縮した凝縮 水)を流過させることが出来る。図1のシャフ 32右端における回転シール18は、間接的に、 吐出配管11と接続されている。また、図1のシ ャフト32左端における回転シール18は、サブ 縮器3bの流入口3biと接続されている。
 また、シャフト32左端では、チェーン81、プ ーリ82を介して、電動機13の回転が伝達され ように構成されている。

 乾燥容器1と圧縮機2とは、吸入配管10(圧縮 2の吸入側2iに連通する配管)と、吐出配管11( 縮機2の吐出側2oに連通するライン)とにより 、接続されている。
 吸入配管10は、ライン10a、10bより構成され いる。ライン10aは流量制御弁24を介装してお り、その一端は乾燥容器1に接続され、他端 ミキサ17(気液分離手段として構成されてい )に接続されている。ライン10bは、一端がミ サ17に接続され、他端が圧縮機2の吸入側2i 接続されている。

 吐出配管11は、ライン11a、11bより構成され いる。ライン11aの一端は圧縮機2の吐出側2o 接続され、他端(分岐点B)はライン11bの一端 接続されている。ライン11bの他端は、排出 構40のシリンダ41(図3参照)側に接続されてい 。ここで、排出機構40は、凝縮器3の図1にお ける右端に設けられている。
 分岐点Bでは、ライン11aからバイパスライン 11cが分岐し、バイパスライン11cはバイパス弁 21を介装しており、且つ、バイパスライン11c 凝縮器3と連通している。

 凝縮器3には、凝縮水排出ライン28(排出ライ ン28)の一端が接続されており、排出ライン28 、凝縮器3の底部に溜まった凝縮水を排出す るために設けられている。
 排出ライン28の途中には、蒸気トラップ4が 装されている。排出ライン28の他端は、投 口8に設けた熱交換器19に接続されている。 縮水トラップ4によって、乾燥に利用可能な 蒸気が排出ライン28を流過する事が防止さ る。

 凝縮器3には、ガス排出ライン27(排出ライン 27)の一端が接続されており、排出ライン27は 凝縮性ガス(例えば空気)を凝縮器3外に排出 るために設けられている。
 不凝縮性ガス排出ライン27には、蒸気用空 抜き弁(不凝縮性ガスの排出弁:空気抜き弁)5 介装されている。そして排出ライン27は、 流点Gに接続されている。なお、合流点Gは、 排出ライン28において、蒸気トラップ4よりも 熱交換器19側の領域に設けられている。

 排出ライン27、28によって、100℃に近い温水 である凝縮水と、加熱された水蒸気と不凝縮 性ガス(主として空気)が、投入口(ホッパー)8 設けた熱交換器19に供給される。ここで熱 換器19は、二重壁構造となっている。
 熱交換器19中では、100℃に近い凝縮水が保 する熱量と、加熱された水蒸気と不凝縮性 ス(主として空気)が保有する熱量が、ホッパ ー8内の被乾燥物に投入されて、予熱してい 。そのため、図示の実施形態を用いれば、 エネルギー性が向上する。

 熱回収器19で被乾燥物を予熱して凝縮した は、熱回収器19の上端近傍に設けた排水口29 ら系外に排出される。
 排出ライン27に介装された排出弁5は、水蒸 に空気が混入することにより飽和温度が低 する現象を利用して、液体が封入されたベ ーズを伸縮させて弁を開閉するもので、差 は一定値(6K程度)に設定されている。排出弁 5は開度の自動調整を行う弁であり、「蒸気 エアベント」と呼ばれる。

 水蒸気ボイラー7は、蒸発脱水装置100の起動 時の立ち上げ加熱(予熱)用や運転時の追い炊 加熱用としての役割を有している。
 蒸気ボイラー7には、低圧側水蒸気供給弁12a が介装された蒸気供給ラインLaの一端が接続 れ、蒸気供給ラインLaの他端はミキサ17に接 続されている。水蒸気ボイラー7で発生した 蒸気は、ミキサ17において、吸気配管10を介 て供給される蒸気と混合されて、ライン10b 経由して、圧縮機2の吸入側(2i:低圧側)へ供 される。
 或いは、水蒸気ボイラー7で発生した水蒸気 は、ミキサ17で混合されること無く、ラインL a1を経由して、圧縮機2の吐出側(2o:高圧側)へ 給される。

 蒸気ラインLa1には、開閉弁12bが介装されて る。
 この様に構成することにより、開閉弁12bが 鎖して、低圧側水蒸気供給弁12aが開放して る際には、水蒸気ボイラー7で発生した水蒸 気は圧縮機2の吸入側(2i:低圧側)へ供給される 。
 一方、低圧側水蒸気供給弁12aが閉鎖して、 閉弁12bが開放している場合には、水蒸気ボ ラー7で発生した水蒸気は圧縮機2の吐出側2o へ供給されるので、圧縮機2の動力が不要と る。また、水蒸気ボイラー7で発生した水蒸 は、吸気配管10を介して供給される蒸気と 合されないので、減圧されることなく、凝 器3へ供給される。
 ここで、低圧側水蒸気供給弁12aと開閉弁12b 開閉は、状況に応じて使い分けられる。な 、低圧側水蒸気供給弁12aと開閉弁12bとを、 時に開放することも可能である。

 図示の実施形態では、圧縮機2は、シリンダ 潤滑油を使わないオイルフリー型を用いてい る。
 圧縮機2の形式としては、遠心式、軸流式、 スクリュー式、往復動式、揺動式、ルーツ式 、スクロール式、ロータリー式等がある。

 図2には、その内のウィングタイプ・オイル フリー方式の圧縮機2が示されている。
 図2において、シリンダ201内には回転子202が 揺動可能に設けられ、シールバー203を介して 4室に分かれている。シリンダ201内部には、2 の吸気弁台204が挿入されており、吸気弁第2 04には吸気通路が穿孔されている。該吸気通 からは、吸入弁205を介して、各室に吸入口 開口している。
 シリンダ201の側面に取り付けられた吐出通 には、吐出弁206を介して、各部屋から吐出 が連通している。

 回転子202は、図示しない電動機の回転運動 、クランク機構によって、往復運動に換え 揺動している。
 図2で示す状態では、回転子202が時計方向に 回ると、プラス記号で示された空間内が圧縮 され、吐出弁206を押し上げて吐出される。同 時に、マイナス記号で示された空間内は圧力 が下がり、吸気弁205が開いてシリンダ201内に 水蒸気が吸入される。
 回転子202が半時計方向に回転する時は、プ スとマイナスとが入れ替わり、同様に吸引 圧縮、吐出が行われる。

 シリンダ201と回転子202とのクリアランス 、自己潤滑性(カーボン系など)のシールバ 203を用いることで、オイルフリー化が行わ ている。シリンダ201側面のクリアランスに いても、同様のシールバー構造が用いられ いる。

 図1では水蒸気発生手段として水蒸気ボイ ラー7を設けているが、水蒸気ボイラー7の代 りに、乾燥容器1内に電気式のヒータ(加熱 置:図示せず)を設け、商用電源から電力供給 ラインを介して作動するように構成しても良 い。

 蒸発脱水装置100の起動時には、圧縮機2は、 バイパス弁21を開いた状態で起動される。そ ため、圧縮機2の吐出口2oから吐出された空 は、ライン11a、分岐点B、バイパスライン11c 、乾燥容器1の頂部に形成された突出部1d、ラ イン10a、ミキサ17、ライン10bを介して、圧縮 2の吸入口2iから吸入される。この状態で運 を継続すると、圧縮機2の吐出口2oから、ラ ン11a、分岐点B、ラインLc、突出部1d、ライ 10a、ライン10bを介して、圧縮機2の吸入口2i 至る閉鎖経路内で空気を循環させることと り、閉鎖経路内で空気が循環するので、圧 機2の内部の温度が昇温する。
 なお、圧縮機2の過負荷を防止するためには 、必要に応じてバイパス弁21を開放しても良 。

 そして、圧縮機2の内部の温度が充分に昇温 した段階で、ボイラー7から水蒸気を導入す 。この時点では、水蒸気圧縮機2の内部温度 十分に高くなっているため、圧縮機2内部( リンダ等)で水蒸気が凝結する恐れは無い。
 仮に、バイパスライン11c及びバイパス弁21 存在しなければ、圧縮機2を起動すると、圧 機2の内部が十分に昇温していない状態でボ イラー7からの水蒸気を吸い込むことになり 圧縮機2内部で水蒸気が凝結して、液圧縮に る破損や液滴によるエロージョンが生ずる れがある。

 これに加えて、図示の実施形態では、圧縮 2の内部が昇温する際に、ライン10も同時に 熱される。
 ライン10の温度が低い場合には、ライン10内 で水蒸気が凝縮し、この凝縮水を圧縮機2が い込むことにより、破損してしまう恐れが る。これに対して、圧縮機2の内部の昇温と に、ライン10も同時に予熱すれば、ライン10 内の水蒸気の凝縮が防止され、凝縮水を圧縮 機2が吸い込みことが防止される。

 蒸発脱水装置100の運転が進行し、被乾燥物 加熱されると水蒸気が発生して、乾燥容器1 内部における空気と水蒸気の混合気体におけ る水蒸気分圧(比率)が高まる。
 さらに、被乾燥物の温度が100℃近くまで上 すると、被乾燥物からの水蒸気発生量が、 縮機2の吸引量と釣り合う。係る状態に到達 したならば、バイパス弁21を閉鎖するのであ 。

 凝縮器3は、メイン凝縮器3aと、サブ凝縮器3 bとを有している。
 メイン凝縮器3aでは、水蒸気が保有する凝 潜熱が、被乾燥物に投入され、被乾燥物は らに加熱されて乾燥し、凝縮潜熱を投入し 水蒸気は凝縮して凝縮水となる。
 係る凝縮水は、凝縮水排出ライン28を介し 、サブ凝縮器3bから排出される。そして、不 凝縮性ガス(例えば空気)は凝縮せずに、排出 イン27を介して、排出される。

 定常な脱水運転では、バイパス弁21を全閉 する。
 乾燥容器1内で発生した水蒸気は、ライン10 ミキサ17を介して圧縮機2の吸入側へ供給さ る。そして圧縮機2で昇圧されて、ライン11 介して凝縮器3aに供給され、メイン凝縮器3a において潜熱(凝縮潜熱)を被乾燥物に投入し 以って、被乾燥物が加熱される。
 ここで、乾燥容器1全体の熱損失や、新たに 投入される被乾燥物6の加熱量によっては、 イラー7を追い炊きする。

 何らかの原因で乾燥容器1内部の圧力が低下 した場合は、バイパス弁21の開度を増加させ 、圧力の低下を速やかに回復させる。
 また、何らかの原因で凝縮器3側の圧力が異 常に上昇した場合には、これを吐出配管11に 装した図示しない圧力センサで検知してバ パス弁21を開き、蒸気がメイン凝縮器3aを迂 回するように制御する。
 図1における符号16は、吐出ライン11の圧力 所定値以上となった場合に開放して、ライ 11の圧力を下げるレリーフバルブである。

 1段構成の水蒸気凝縮器では、水蒸気が一方 向に流れながら凝縮するのではなく、水蒸気 が凝縮して体積が千分の1程度に減少した際 、体積減少分を充填する(埋める)ために水蒸 気が殺到するように流れる。そして、凝縮水 は例えば公知の排出機構によって排出される 。
 しかし、1段構成の水蒸気凝縮器では、空気 等の不凝縮性ガスは、水蒸気凝縮器内に滞留 して、水蒸気凝縮器内における水蒸気の凝縮 を阻害してしまう。

 不凝縮性ガスの存在に起因して、水蒸気凝 器内における水蒸気の凝縮が阻害される事 を解決するため、図示の実施形態では、水 気凝縮器3を複数段(図1では2段:メイン凝縮 3aとサブ凝縮器3b)に構成している。
 図1において、第1段の水蒸気凝縮器に相当 るメイン凝縮器3aは、乾燥容器1内に位置し 水蒸気の凝縮潜熱を被乾燥物に投入する熱 換用の凝縮器として作用する。第2段の水蒸 凝縮器であるサブ凝縮器3bは、乾燥容器1の 方に位置し、不凝縮性ガスを乾燥容器1の外 部へ排出する作用を奏する。
 より詳細には、サブ凝縮器3bは、メイン凝 器3aにおいて不凝縮性ガスが滞留することを 防ぐため、水蒸気と不凝縮性ガスの混合気体 を強制的に吸引し、水蒸気を更に凝縮させて 潜熱を回収するとともに、排気されるガス中 の不凝縮性ガス(空気)の比率を高めることを 的として、設けられている。

 サブ凝縮器3bの不凝縮性ガスの流入口3biは 図1においてサブ凝縮器3bの左端に設けられ いる。一方、サブ凝縮器3bの不凝縮性ガスの 排出口3boは、図1において、サブ凝縮器3bの長 手方向の中央部で、やや右側の位置に設けら れている。
 サブ凝縮器3bには、凝縮して発生した凝縮 を排出する凝縮水排出口3bwが設けられてい 。凝縮水排出口3bwは、図1において、サブ凝 器3bの長手方向の右端近傍に配置されてい 。
 不凝縮性ガスの排出口3boには不凝縮性ガス 出管27が接続され、凝縮水排出口3bwには凝 水排出ライン28が接続され、凝縮水排出ライ ン28には蒸気トラップ4が介装されている。

 水蒸気凝縮器3を直列複数段構成(メイン凝 器3a及びサブ凝縮器3bを有する構成)とし、最 終段のサブ凝縮器3bに後述する不凝縮性ガス 排出弁(空気抜き弁)5を設けることにより、 イン凝縮器3aに滞留した不凝縮性ガスは、 ブ凝縮器3b、不凝縮性ガス排出管27、空気抜 弁5から系外に排気される。その結果、不凝 縮性ガスの滞留に起因する水蒸気の凝縮が阻 害されることが防止され、熱交換能力の低下 を避けることができる。
 空気抜き弁5を介してサブ凝縮器3bから排出 れる気体においては、不凝縮性ガスの比率 高められる。

 凝縮水排出管28から排出される凝縮水は、10 0℃に近い温水である。凝縮水が保有する熱 回収するため、図示の実施形態では、被乾 物供給用の投入口(ホッパー)8を二重壁構造 熱回収器19とし、この中に凝縮水を流して、 被乾燥物を予熱するように構成している。
 熱回収器19で被乾燥物を予熱して凝縮した は、熱回収器19の上端近傍に設けた排水口29 ら系外に排出される。

 乾燥容器1内で乾燥処理の終わった乾燥物は 、図1における乾燥容器1の右端の排出機構40 ら排出される。排出機構40の詳細構成に関し ては、図3を参照して後述する。
 図1において、符号Lfは、投入口8から被乾燥 物を乾燥容器1に供給する被乾燥物供給ライ を示している。また、符号Vfは、被乾燥物供 給ラインLfに介装された開閉弁である。

 次に、図3~図5を主として参照しつつ、排出 構40を説明する。
 図3において、排出機構40は、シリンダ41と ピストン42と、ピストン駆動用のエアシリン ダ70と、逆止弁43とを有している。
 シリンダ41は、図1における乾燥容器1右端の 被乾燥物排出口(出口)1oに隣接して、その中 軸が垂直方向へ延在するように配置されて る。

 ピストン42は、ピストンロッド42rの先端に り付けられている。ピストンロッド42rは、 続部材72を介して、ピストン駆動用のエアシ リンダ70の伸縮ロッド71に係合されている。
 エアシリンダ70は、エアシリンダ取り付け ラケット75を介して、乾燥容器1の右壁1Reの 方に取り付けられている。
 エアシリンダ70は複動式であり、上方の給 口70aを介して高圧エアを供給すると、接続 材72、ピストンロッド42rを介してピストン42 下方に移動する。一方、エアシリンダ70下 の給気口70bに高圧エアを供給すれば、ピス ン42は上方に動く。

 シリンダ41は2重壁構造となっており、外壁4 1aと内壁41bとを有している。
 シリンダ41の外壁41aの上方には蒸気注入口41 cが設けられ、外壁41bの下方には蒸気排出口41 dが設けられており、外壁41aと内壁41bとの間 空間41sに、圧縮機2で加圧されて吐出された 蒸気が通過するように構成されている。
 蒸気注入口41cは、蒸気吐出ライン11bに接続 れている。一方、蒸気排出口41dは、図示さ ていない水蒸気ラインを介して、一対の回 軸32SR(図9)の各々における水蒸気が流入する 孔32h(図9)に接続されている。

 乾燥容器1から排出され、シリンダ41に供給 れた被乾燥物が液体や粘稠体であっても、 該被乾燥物がシリンダ内41iを移動する際に 水蒸気圧縮機2で昇圧された水蒸気が保有す る顕熱及び潜熱が(シリンダ内41iの)被乾燥物 投与され、当該被乾燥物をさらに加熱、乾 することが出来る。
 そのため、被乾燥物が液体や粘稠体であっ も、排出に際しても十分に加熱され、乾燥 れる。

 シリンダ出口41oには逆止弁43が取り付けら ている。
 逆止弁43は、図4、図5で示すように、弾性体 43a、43bを有し、弾性体43a、43bの内周側にはイ ンナーライナー43cが裏打ちされ、上部にはフ ランジ43fが形成されている。
 図示の例では、弾性体43a、43b、インナーラ ナー43cは、テーパーを有して、一体化して る。そして、逆止弁43として、例えばダッ ビル弁(Duckbill弁)を採用することが出来る。
 なお、図3における逆止弁43の下端が、図1に おける排出口9に相当する。

 逆止弁43の内周部が被乾燥物で押圧され いない場合は、図4に示すように、弾性体43a 43bの弾性反発力及び背圧(大気圧)の作用に り、内側に向かう付勢力Piが作用して、逆止 弁の出口43oは閉鎖される。換言すれば、逆止 弁43の内側が被乾燥物で押圧されていない通 時には、弾性体43a、43bの弾性反発力が、相 に押圧し合う様に作用して、逆止弁43を閉 する。それに加えて、背圧(大気圧)が高いた め、逆止弁43は閉鎖される。そのため、逆止 43からシリンダ41内に空気が浸入する事は防 止される。

 ピストン42によって被乾燥物がシリンダ出 41oへ押し出され、図5に示すように、逆止弁4 3の内側が被乾燥物(図示を省略)で押圧された 際には、被乾燥物に作用する押圧力Poが、弾 体43a、43bの相互に押圧し合う付勢力Piに打 勝って、逆止弁の出口43oは開放される。そ て、出口41oから被乾燥物6が押し出される。
 その際に、逆止弁43の弾性体43a、43bは、そ 弾性反発力及び背圧により被乾燥物の表面 押し付けられる。従って、逆止弁43から被乾 燥物が押し出される際にも、逆止弁43からシ ンダ41内に空気が浸入することは防止され 。

 図3で示す排出機構40において、乾燥容器1 の出口1oの下方には、エッジ50が取り付けら ている。エッジ50を乾燥容器1の出口1oの下方 に取り付けることにより、ピストン42が下降 る際に、被乾燥物は適当な大きさに切断さ る。

 上述したような排出機構40によれば、逆止 43は弾性体43a、43bを相互に押圧し合う様に配 置されている。そして、乾燥容器1の出口1oか ら排出された被乾燥物は、外気から遮断され たシリンダ内部41iの空間部に押し出される。 そして、シリンダ内41iに被乾燥物が一定量以 上溜まると、ピストン42により被乾燥物がシ ンダ出口41o側に押圧される。
 ピストン42により被乾燥物が押圧されると 逆止弁43における弾性体43a、43bの弾性反発力 及び背圧に抗して、被乾燥物は弾性体同士を 押し広げるように作用して、シリンダ41外に 出される。

 逆止弁43として、上述した様なダックビル 以外を用いる事が可能である。例えば、排 物が濃縮液体の場合には、いわゆるコーン 弁やフラッパー弁を用いる事が可能である
 しかし、上述した様に、排出物が固形物を む場合には、コーン形弁やフラッパー弁を いた場合には、逆止弁43が固形物を噛み込 でしまう恐れがあるので、弾性体(例えばゴ )を用いた弁(例えばダックビル弁等)が好適 ある。換言すれば、弾性体(例えばゴム)を いた弁を逆止弁43とすれば、排出物が液体で ある場合から固体である場合の全てに対応可 能である。

 弾性体(例えばゴム)を用いた弁としては 上述のダックビル弁のみならず、開口部が 字形の弁、開口部が星形の弁、開口部が肛 部状の弁、心臓弁の様に開口部が円形の弁 が使用可能である。

 図示の実施形態において、乾燥運転の初期 は、液体材料が乾燥容器1に充満してしまう 事態も想定される。さらに、汚泥の様に、乾 燥に至る前の段階で粘稠物となるものを処理 するべき場合が存在する。そのため、VCC蒸発 脱水装置(前述の従来技術を参照)の排出機構 は、液体、粘稠体、固体等を、確実に排出 きる構造であることが要求される。
 これに対して、図示の実施形態によれば、 ストン42により被乾燥物をシリンダ出口41o に押圧して、シリンダ内41iで移動せしめて るので、液体や粘稠体であっても、乾燥容 1の出口1oから押し出された被乾燥物を、シ ンダ出口41o側へ確実に移動させる事が出来 。

 また、図示の実施形態においては、シリン 41を2重壁構造とし、圧縮機2の吐出口2oに連 する水蒸気ライン11を介して、シリンダ41の 外壁41aと内壁41bとの間の空間41sに、圧縮機2 昇圧され吐出された水蒸気を供給している
 そのため、乾燥容器1から出口1oを介してシ ンダ41に排出された被乾燥物が、シリンダ 41iを移動する際に、圧縮機2で昇圧された水 気が保有する顕熱及び潜熱がシリンダ内41i 被乾燥物に供給され、当該被乾燥物を追加 に加熱、乾燥して、水分を除去することが きる。そのため、固体乾燥物の水分をさら 低下させる事ができる。
 それに加えて、外気により水蒸気が凝縮し 被乾燥物に付着することが防止できる。

 さらに、乾燥容器1の出口1oに被乾燥物の 断用エッジ50を設けてあるので、乾燥して 化した被乾燥物を細断して、シリンダ内41i 移動し易く、且つ、逆止弁43の弾性体間を通 過し易くすることが出来る。

 図3を参照して説明した排出機構は、シリン ダ41を2重壁構造とし、シリンダ41に供給され 被乾燥物がシリンダ内41iを移動する際に、 加的に加熱、乾燥される様に構成されてい 。
 これに対して、図6で示す排出機構の変形例 は、より基本的な構成となっており、シリン ダ41の隔壁41wは一重壁となっている。
 図6の変形例におけるその他の構成及び作用 効果は、図3で示す排出機構と同様である。

 次に、図7以下を参照して、水蒸気凝縮器3 ついて説明する。
 図7で示す様に、乾燥容器1内にメイン凝縮 3aが設けられ、乾燥容器1内の下方にはサブ 縮器3bが設けられている。メイン凝縮器3aの 方には、突出部1dが形成され、メイン凝縮 3aと突出部1dとの境界部には、フィルタ17が 装されている。
 サブ凝縮器3bは、図7で示す様に構成するの ならず、乾燥容器1の周囲を覆うように構成 することも可能である。

 図7~図9で示す凝縮器3(メイン凝縮器3a)は、 つの共通するユニット3auを備えている。各 ニット3auは、凝縮器長手方向へ延在する中 の円筒状胴部32aと、凝縮器長手方向へ延在 る複数の中空のチューブ31aと、チューブ31a 胴部32aとを連通するスポーク状の連通管(中 管)33とを有している。連通管33は、半径方 へ延在している。
 そしてユニット3auは、複数のチューブ31aを 胴部32aの半径方向外方に配置し、且つ、円 方向に等間隔に配置して、籠状(愛玩動物と して飼育されているリスやネズミ等の運動用 回転器具の様な形状:いわゆる「リス籠」の な形状)に構成されている。

 チューブ31aは、図8、図9で明示する様に、 部32aと平行に、凝縮器長手方向(ユニット3au 長手方向)へ延在している。
 図7において、連通管33は半径方向外方へ延 しており、1本のチューブ31aは、中空管で構 成された複数本の連通管33と連通している。
 なお図9では、チューブ31aの1本当たりの連 管33を、2本(長手方向両端部の2箇所)のみ示 。

 図7において、チューブ31aの半径方向外方端 部には、スクレーパー35が設けられている。 のスクレーパー35は、乾燥容器1の内壁に固 した被乾燥物と、他方のユニット3auの周辺 固着した被乾燥物とを、掻き取って除去す 作用を奏する。
 図7で明示されている様に、2つのユニット3a uは、回転時に相互に干渉しない様に、複数 チューブ31aの相対位置関係を調節して、配 されている。
 図7において、二つのユニット3auは、破線の 矢印で示すように、左側が時計方向に、右側 が半時計方向に回る。図8では、ユニット3au 回転方向が、矢印Rで示されている。

 図9において、胴部32aは、その軸方向(図9で 左右方向)端部において、左右の端面部材32e と回転軸32SR、32SLとが、一体的に構成されて る。
 回転軸32SR、32SLは、回転伝達系(図1のチェー ン81、プーリ82:図9では図示せず)を介して、 動機13(図1参照)から回転が伝達される。

 図9の右側の回転軸32SRには、圧縮機7から供 される水蒸気が流入する孔32hが、円周方向 等間隔にて穿孔されている。孔32hは、端面 材32e中を軸方向に延在する盲孔32ehと連通し ており、盲孔32ehは胴部32aの内部空間32aiに連 している。
 ここで、盲孔32ehからは、半径方向外方へ延 在する複数の孔32erが分岐しており、孔32erは 通管33の内径側の中空部を経由して、チュ ブ31aの内部空間31aiと連通している。
 図7で明示されている様に、孔32erは、円周 向に等間隔にて形成されている。

 再び図9において、左側の端面部材32eにも、 半径方向外方へ延在する複数の孔32erと、盲 32ehが形成されている。
 盲孔32ehは胴部32aの内部空間32aiと連通して る。それと共に、半径方向外方へ延在する 数の孔32erが、盲孔32ehに連通している。

 また、胴部32aの内部空間32aiにおいて、図9 左側で且つ半径方向外方には孔32ihが形成さ ており、孔32ihは半径方向外方へ延在する複 数の孔32erと連通している。
 図9において、孔32ihと孔32erとは、円周方向 置が同一である。

 図9の左側の端面部材32eに形成された盲孔32e hの左端部には、凝縮水排水孔32dhが形成され おり、凝縮水排水孔32dhは半径方向外方に延 在している。
 凝縮水排水孔32dhは、凝縮水を凝縮器3から 出するために形成されており、その内部を 縮水が流れる。

 図9における左側の盲孔32ehにおいて、内部 間32aiとの境界部分近傍には、仕切り部材32W 配置されている。
 図10で示す様に、仕切り部材32Wは、複数枚(6 枚)の隔壁状部材を盲孔32ehの中心軸近傍で束 て構成されており、盲孔32ehを複数の空間( 10では6区画)に仕切っている。
 なお、図9において、符号34は、チューブ31a 胴部32aに支持するための補強材を示してい 。

 図9を参照して、凝縮器3内における水蒸気 いは凝縮水の流れについて、説明する。
 凝縮器3内では、水蒸気が凝縮潜熱を発生し て凝縮するので、胴部32aの内部空間32aiとチ ーブ31aの内部空間31aiは、圧縮機2からの吐出 配管11よりも低圧である。そのため、圧縮機2 から吐出された蒸気は配管11(図1参照)を経由 て、図9において矢印Fで示す様に、図9の右 における端面部材32eに形成された孔32hを介 て、水蒸気が凝縮器3内に流入する。
 ここで、圧縮機2から吐出された蒸気は、配 管11を流れ、排出機構40(図1)を経由した後、 面部材32eの孔32hを介して、凝縮器3内に入る

 図9の右側における端面部材32eに流入した水 蒸気は、盲孔32ehを流れて、一部は孔32erを介 てチューブ31a内の空間31aiを流れ、一部は胴 部32aの内部空間32aiに流れる。
 チューブ31a内の空間31ai、或いは、胴部32aの 内部空間32aiを流れる際に、水蒸気が保有す 凝縮潜熱が凝縮器3近傍の被乾燥物に伝達さ 、被乾燥物を加熱する。これにより、胴部3 2a、チューブ31a周辺の被乾燥物に含有される 分が気化して、水蒸気が被乾燥物から発生 、被乾燥物は乾燥する。

 凝縮潜熱を放出して水蒸気が凝縮して液相( 凝縮水)になると、凝縮器3において、上方に 置しているチューブ31a内に溜まった凝縮水 、矢印Fuで示す様に、半径方向へ延在する 32er内を落下する。
 孔32er内を落下した凝縮水は、仕切り部材32W の隔壁に沿って図9の左側へ流れ、凝縮水排 孔32dhを経由して、矢印Dで示す様に凝縮器3 ら排出される。

 一方、凝縮器3の下方に位置しているチュー ブ31aの内部空間31aiに溜まった凝縮水は、凝 器3の回転により、当該チューブ31aが上方に 置した際に、半径方向へ延在する孔32er内を 落下する。
 胴部32aの内部空間32aiに溜まった凝縮水は、 矢印Fdで示す様に、孔32ih、孔32erを経由して 凝縮器3の下方に位置しているチューブ31aの 部空間31aiに流入する。そして、チューブ31a 内に溜まっている凝縮水と共に、当該チュー ブ31aが上方に位置した際に、半径方向へ延在 する孔32er内を落下する(矢印Fu)。

 図7~図9で示す様に、メイン凝縮器3aにおい 、ユニット3auには、図示しない被乾燥物を ューブ31a、胴部32aの長手方向(軸方向)に搬送 する機構はついていない。
 被乾燥物投入口8(図1参照)を介して、乾燥容 器1内のユニット3au間に被乾燥物が投入され と、投入された被乾燥物は、ユニット3auの 転による撹拌作用を受け、流動化して、ユ ット3auの長手方向(軸方向)に移動する。
 換言すれば、乾燥容器1内のユニット3au間に 投入された被乾燥物は、排出機構40側、すな ち被乾燥物の水分が蒸発して容積が減少し いる側、へ向かって溢れ出す様に、乾燥容 1内を移動するのである。

 上述した様に、メイン凝縮器3aでは、スク ューの様な構造は採用しておらず、被乾燥 を排出機構40側へ積極的に押圧する構造を有 していない。上述した様に、被乾燥物の容積 が減少している側に向かって、被乾燥物が溢 れ出る様に移動するのである。
 そのため、図7~図9で示すメイン凝縮器3aに れば、被乾燥物がユニット3auの軸方向、す わちチューブ31a及び胴部32aの軸方向へ移動 る速度は、スクリューやオーガーなどで移 させる場合に比較して、極めて低速である
 被乾燥物が投入されてから排出機構40近傍 で移動する時間は、ユニット3auの実際の運 条件によって相違するが、発明者が作成し 実機では、1時間~2時間程度かかる。その様 長い時間に亘って、被乾燥物は水蒸気の潜 及び顕熱により長時間に亘って加熱される で、排出機構40近傍まで移動する間に、水分 が十分に蒸発する。

 換言すれば、図7~図9で示すメイン凝縮器3 aでは、投入された被乾燥物を排出機構40側へ 積極的に押圧していないので、被乾燥物がチ ューブ31a及び胴部32aの軸方向へ移動する速度 が極めて低速であり、十分に蒸発脱水されて いない被乾燥物(特に液体)が排出機構40から 出されてしまう事態が防止されるのである

 図7~図9で示すメイン凝縮器3aによれば、上 した様に、投入された被乾燥物は、乾燥容 1内を、蒸発脱水が進行して被乾燥物の容積 減少している排出機構40側に向かって、溢 出る様に移動する。そのため、被乾燥物が 入されてから排出されるまでの時間は、被 燥物の投入量により決定される。
 すなわち、図7~図9で示すメイン凝縮器3aに れば、被乾燥物の投入量を制御する事によ 、被乾燥物が投入されてから排出されるま の時間を調節する事ができる。被乾燥物の 入量が多ければ排出されるまでの時間が長 間となり、被乾燥物の投入量が少なければ 出されるまでの時間が短時間で済む。
 なお、被乾燥物が新たに投入されなければ それ以前に投入された被乾燥物は、乾燥容 1内に留まることになる。

 また、図7~図9のメイン凝縮器3aによれば、 対のユニット3auのチューブ31aが、相互に接 することなく噛み合う構造であるため、被 燥物がメイン凝縮器3a表面へ付着して堆積す る量は減少する。
 被乾燥物がメイン凝縮器3a表面へ付着する が減少するため、メイン凝縮器3aと被乾燥物 との相対的な位置が変化しなくなってしまう 状態、いわゆる「供回り」を防止することが 出来る。そして、「供回り」を防止すること により、熱交換能力の低下を防止することが 出来る。

 排出機構40側へ積極的に押圧しないメイ 凝縮器3a(図7~図9のメイン凝縮器3a)では、ユ ット3auをスクリュー状に加工する必要が無 。ここで、スクリュー状に加工することは 較的難しい機械加工であり、その様な難し 機械加工を必要としないメイン凝縮器3aは、 製造コストを低く抑えることができる。

 さらに、図7~図9のメイン凝縮器3aでは、一 のユニット3au、3auは、同一平面上に配置さ ており、被乾燥物投入側と排出機構40との間 に高低差は存在しない。
 被乾燥物投入側に比較して排出機構40が低 位置にあると、特に被乾燥物が液体の場合 は、十分に蒸発脱水されていない被乾燥物 、乾燥容器1内を瞬時に排出機構まで移動し しまうおそれがある。被乾燥物投入側と排 機構40との間に高低差は存在しなければ、 る事態が防止される。

 図11は、図7~図9で示すメイン凝縮器の第1変 例を示している。
 図11において、全体を符号3acで示す第1変形 に係るメイン凝縮器は、ユニット3auにおけ 6本の連通管33の両側(円周方向両側)に、概 三角形状の補強材34を設けている。

 中空の連通管33に、チューブ31aを確実に支 するだけの強度を持たせることは困難であ 。
 補強材34を設けることにより、チューブ31a 補強材34によって支持されるので、チューブ 31aは胴部32aに対して、確実に(堅固に)支持さ ることになる。
 図11の第1変形例に係るメイン凝縮器3acにお る上記以外の構成及び作用効果は、図7~図9 示すメイン凝縮器3aと同様である。

 図12は、メイン凝縮器の第2変形例を示して る。
 図11で示す様な補強材34では、被乾燥物がチ ューブ31aの長手方向(図11において、紙面に垂 直な方向)に移動するのを妨げてしまう恐れ ある。
 それに対して、図12で示す補強材34Aは棒状 材で構成されているため、連通管33と円管状 補強材34Aとの間に隙間が形成され、係る隙間 を経由して、被乾燥物はチューブ31aの長手方 向(図12において、紙面に垂直な方向)に移動 ることが可能になる。

 そして、円管状補強材34Aを設けたことによ 、チューブ31aは胴部32aに対して堅固に支持 れることになる。
 さらに図12では、チューブ31aの断面形状が 形ではなく、半径方向内方がつぶれたよう 形状となっており、胴部32aとチューブ31aと 隙間を大きくする様に構成されている。
 第2変形例におけるメイン凝縮器3adの上記以 外の構成及び作用効果に関しては、図7~図9に 示すメイン凝縮器3aと同様である。

 図13は、本発明の第2実施形態を示している
 図1~図12の第1実施形態では、特に図7、図8で 示すように、メイン凝縮器3aは、籠状(いわゆ る「リス籠」の様な形状)に構成されている つの共通するユニット(中空回転体)3auから構 成され、各中空回転体3auは、長手方向へ延在 する中空の円筒状胴部32aと、長手方向へ延在 する複数の中空のチューブ31aと、チューブ31a を胴部32aに支持するスポーク状の連通管(中 管)33とを有している。
 これに対して、図13で示すメイン凝縮器103a 、一対の中空回転体103auの各々は、単純な 筒形状となっている。

 被乾燥物が液体であり、その液体を蒸発脱 する場合には、図13に示すように、一対の 空回転体103auの断面形状が単純な円形で、全 体形状が円筒形であっても、当該円筒形の中 空回転体103au表面に接する流体の粘性によっ 撹拌される。中空回転体103auの表面積は小 いが、被乾燥物が液体の場合は沸騰熱伝達 高いため、必要な熱通過量は確保できる。 して液状被乾燥物の濃縮によって粘性物が じても、中空回転体103au相互の反転によって 、粘性物は除去される。中空回転体103auは、 面のクリーニングが容易であり、形状も単 であるため、製作コストが安価に抑えられ 。
 従って、特に液体を濃縮する場合には、図1 3のメイン凝縮器103aを用いるのが好ましい。

 図13で示すメイン凝縮器103aを用いた第2実 施形態におけるその他の構成及び作用効果に ついては、図1~図12の第1実施形態と同様であ 。

 図14は、本発明の第3実施形態を示している
 図14において、全体を符号203aで示すメイン 縮器は、円筒形状の一対の中空回転体203au ら構成されている。円筒形状の中空回転体20 3auの表面には、複数の突起物Tが形成されて る。
 図14では、突起物Tは円周方向に等間隔に形 されているが、突起物Tの円周方向間隔は同 一でなくても良い。
 中空回転体203auの円筒の外周に複数の突起T 形成することにより、被乾燥物が固形物で る場合や、固形物を含む流動体である場合 、効率良く撹拌することができる。

 なお、突起Tは、円筒形の表面全体に点在し ていても良いし、畝(ビード)状に形成されて ても良い。或いは、断続的な突起をビード に配置しても良い。
 連続したビード或いは断続的なビードとし 形成されている突起は、円筒形の中心軸と 行に、長手方向へ延在していても良い。或 は、中心軸に対して傾斜するように、螺旋 に延在していても良い。

 図14で示す第3実施形態におけるその他の 成及び作用効果については、図1~図12の実施 形態と同様である。

 図15、図16は、本発明の第4実施形態を示し いる。
 図15において、全体を符号303aで示すメイン 縮器は、中空回転体303auの断面の輪郭が複 の山部Mと谷部Nとにより形成されている。
 ここで、図16で示す変形例の様に、中空回 体303auの山部の頂点Mrと谷部の底部Nrとを、 曲させて(いわゆる「アール」を付けて)形成 する事もできる。
 図15、図16の第4実施形態のメイン凝縮器303a 、中空回転体303auの断面を凹凸状にして表 積を拡大することにより、中空間天体303au内 の水蒸気の凝縮潜熱及び顕熱と被乾燥物との 熱交換性能を向上すると共に、VCC蒸発脱水の 成績係数(COP)を向上させている。

 図15、図16で示すメイン凝縮器303aを用い 第4実施形態におけるその他の構成及び作用 果については、図1~図10の実施形態と同様で ある。

 図17は、本発明の第5実施形態を示している
 図17において、全体を符号403aで示すメイン 縮器は、中空回転体403auの断面形状は、そ 輪郭が凹曲線を主体に構成され、複数(図示 例では8つ)の頂部或いは突起部(半径方向外 に突出している部分)を有する「星形」状と なっている。
 中空回転体403auの内部には、概略円形断面 樋状部材Cが複数(図17の例では4つ)設けられ いる。

 4つの樋状部材Cは、中空回転体403auの中心と 共通の中心を有するピッチ円上に等間隔に設 けられている。樋状部材Cは、円形断面の1箇 が欠損した形状であり、欠損した箇所が、 空回転体403auの半径方向外方を向いている そして、4つの樋状部材Cは、中空回転体403au 外周の湾曲した底部(溝)E近傍に配置されて る。
 底部Eの管内周面には、隔壁Iが管の半径方 内方に向かって延在しており、この隔壁Iが 樋状部材Cの欠損した箇所を2分するように 置されている。
 図17において、全体を符号Aで示す部分は、 17のX1-X1断面矢視を示している。また図17に いて、全体を符号Bで示す部分は、図17のX2-X 2断面矢視を示している。

 図17の右端の流路32ehを経由して中空回転体4 03au内に流入した水蒸気Fは、その凝縮潜熱及 顕熱を乾燥容器1内の被乾燥物に投入して凝 縮し、凝縮水は、中空回転体403auの管壁(内壁 )から、隔壁Iを伝わって樋状部材Cに溜まる。
 樋状部材Cに溜まった凝縮水は、点線で示す 矢印Fuのように流れ、排水孔32dhから中空回転 体403auの外に排出される。

 図17の第5実施形態では、中空回転体403auの 面形状の輪郭は凹曲線を主体に構成されて り、当該断面形状は8つの突起部(半径方向外 方に突出している部分)を有する星形となっ いるので、一方の中空回転体403auの突起部( 径方向外方に突出している頂部)によって、 方の中空回転体403au外周の底部(溝)Eに付着 た被乾燥物を、容易に掻き落とすことがで る。
 また、図17の中空回転体403auの様な断面形状 であれば、一対の断面形状が星型の中空回転 体403auにおける突起部(半径方向外方に突出し ている部分)間に被乾燥物が挟まっても、当 突起部が尖った形状をしているので、当該 乾燥物は容易に星型中空回転体403auの突起部 間の凹曲線で構成された面から除去される。 換言すれば、一対の断面形状が星型の中空回 転体403au同士が噛み込み合ってしまっても、 乾燥物は星型中空回転体403auの突起部間の 曲線で構成された面から容易に外れるので いわゆる「詰まった」状態になって回転が 止することはない。

 図17で示す第5実施形態におけるその他の 成及び作用効果については、図1~図16の実施 形態と同様である。

 図示の実施形態はあくまでも例示であり 本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述 はないことを付記する。

本発明の第1実施形態を示すブロック図 。 第1実施形態で用いられる圧縮機の断面 図。 第1実施形態の排出機構の断面図。 逆止弁の閉鎖状態を示す斜視図。 逆止弁の開放状態を示す斜視図。 排出機構の変形例を示す断面図。 図1のX-X断面矢視図。 メイン凝縮機を示す斜視図。 メイン凝縮器の縦断面図。 図9のZ-Z断面矢視図。 凝縮器の第1変形例の断面図。 凝縮器の第2変形例の断面図。 第2実施形態に係るメイン凝縮器の断 図。 第3実施形態に係るメイン凝縮器の断 図。 第4実施形態に係るメイン凝縮器の断 図。 第4実施形態の変形例に係るメイン凝 器の断面図。 第5実施形態に係るメイン凝縮器の断 図。 従来技術を示すブロック図。

符号の説明

1・・・乾燥容器
2・・・水蒸気圧縮機/圧縮機
3・・・水蒸気凝縮器
3a、103a、203a、303a、403a・・・メイン凝縮器
3b・・・サブ凝縮器
4・・・蒸気トラップ
5・・・不凝縮性ガスの排出弁/空気抜き弁
6・・・被乾燥物
7・・・水蒸気ボイラー
8・・・被乾燥物の投入口/ホッパー
9・・・乾燥物の排出口
10・・・圧縮機吸入水蒸気配管/吸入配管
11・・・圧縮機吐出水蒸気配管/吐出配管
40・・・排出機構
41・・・シリンダ
42・・・ピストン
43・・・逆止弁




 
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