JPH0141359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 本発明は、乾燥箱内に乾燥媒体をほぼ循環的に
供給することにより布地を乾燥する方法および装
置に関する。

〈従来技術〉 従来の乾燥方法は、外気を吸入加熱し、これを
乾燥媒体として回転乾燥箱内に送り、高温高湿度
の熱気を機外へそのまま排気するオープンタイプ
と呼ばれるものと、回転乾燥箱を出た加湿された
空気を熱交換器により冷却除湿し、これを再加熱
する除湿タイプと呼ばれるものの二種類がある。

第１図はオープンタイプの構造の概略を示した
ものである。これにおいては、吸気口１から吸入
された空気はヒーター２によつてほぼ60℃に加熱
され電動フアン３により円筒形の回転乾燥箱４内
に送られる。この乾燥媒体は、回転乾燥箱４内で
撹拌されている水分を含んだ布地に接触して加湿
された高温高湿度の空気はフイルター５、循環ダ
クト６を通り排気口７より機外に排気される。こ
のようにオープンタイプは循環式ではないため、
機外に高温高湿度の熱気を排気し、機外の環境を
悪化させる。また、乾燥時間が機外の湿度に影響
され、梅雨時などの湿度の高い場合には乾燥時間
は長くなる。

また、第２図は除湿タイプの構造の概略を示し
たものである。これにおいては、吸気口１から吸
入された空気はヒーター２によつて60℃位に加熱
され電動フアン３により回転乾燥箱４内に乾燥媒
体として送られ、布地に接触して加湿された空気
はフイルター５、循環ダクト６を通り、熱交換器
１０に入り冷却除湿され、この空気の一部が回転
乾燥箱４に循環される。すなわち、この除湿タイ
プは前記オープンタイプに除湿用の熱交換器１０
を加えたものに相当する。そしてこの除湿タイプ
は機外の環境を悪化させることはないが、完全な
循環式ではなく、一部が循環されるにすぎず、オ
ープンタイプと同様に乾燥時間は機外の湿度の影
響を受ける。また除湿用の熱交換器１０を余分に
必要とし、構造的に複雑になる。

上記のように従来のいずれのタイプの乾燥方法
も上記のような欠点を有し、100℃以下の加熱空
気を乾燥媒体とするため乾燥時間が長く、乾燥効
率も60％前後にすぎない。

また、過熱蒸気を用いた乾燥方法としては、例
えば特開昭51−62451号の方法が知られているが、
これは、粘土やスラツジなどを対象としており、
その構成も、まず乾燥室に高圧ボイラーの蒸気を
供給し、これをヒーターで過熱蒸気とし、その蒸
気圧力調整も必要とするもので、これは200℃以
上の高温高圧の過熱蒸気を用いるため、洗濯後の
布地乾燥には適さない。

〈目的〉 本発明は、布地からの蒸発水分を含むほぼ100
℃以上の所定温度（布地の量、質で異なる）に制
御された高湿潤空気を布地にほぼ循環的に供給し
て布地を乾燥することにより、従来の100℃以下
の加熱空気による乾燥に比べ、乾燥速度を高め、
乾燥時間を短縮することによつて高効率、省エネ
ルギー化し、さらに乾燥後の布地の状態も従来よ
りふつくらとした風合の良い仕上りにできる布地
乾燥方法および装置の提供を目的としている。

〈構成〉 一般に、洗濯後の布地の乾燥を行なう場合、熱
の導入方法として対流伝熱が最も広く用いられて
おり、この媒体としては古くから加熱空気が使用
されている。このように100℃以下で過熱蒸気を
含まない状態では空気の湿度が増加するほど乾燥
速度が低下することは自明のこととして認められ
ている。しかし、このことには限度があり、100
℃以上のある温度を越えると空気と過熱蒸気の混
合気体（以下、高湿潤空気という）中において
は、過熱蒸気の割合が増加して100℃過熱蒸気の
状態に近づけば近づくにつれて乾燥速度が増加す
ることが確められている。

空気と過熱蒸気およびこれらの混合気体（高温
潤空気）中での蒸発（乾燥）速度と温度の関係を
示したものが第３図である。図の様に蒸発（乾
燥）速度を縦軸に温度を横軸にとると、蒸発曲線
はある温度点に相当する点で交わる。これらの高
湿潤空気は露点温度を出発点としている。過熱蒸
気は100℃を出発点として右上りの蒸発曲線を描
かく。この交点を逆転点温度と名付けると、この
温度点を境として低温側では一般に認められてい
るように、空気中の水蒸気量が増加するに従つ
て、この中での水の蒸発や乾燥速度は減少し、逆
転点以上の温度では過熱蒸気の割合が増加するほ
ど水の蒸発（乾燥）速度は空気中のそれより逆に
増加する。この逆転点温度は、風量、乾燥装置の
構造、過熱蒸気のガス輻射等によつて変化する
が、100〜170℃近辺であることが実験と計算によ
つて確められている。また過熱蒸気による伝熱
は、空気と異なり、対流伝熱以外にガス輻射がプ
ラスされるので、空気だけによる場合に比して熱
を多く伝えることができる。

さらに、水分を含んだ布地から水分が蒸発して
いる過程では、繊維温度は、その雰囲気温度に対
する湿球温度にしかならないので、雰囲気温度が
100℃以上であつても、50℃以上にはならない。

本発明は上記技術思想に立脚してなされたもの
で、乾燥箱の内部に水分を含んだ布地を投入し、
次に該乾燥箱内の乾燥媒体である空気を循環させ
ながらヒーターで急速度に温度上昇させ、これに
より布地から蒸発した蒸気を短時間で過熱蒸気と
なして、乾燥媒体をほぼ100℃以上の高湿潤空気
（本発明では過熱蒸気100％に極めて近い状態を含
む）となし、該高湿潤空気を前記乾燥箱にほぼ循
環的に供給し、前記乾燥箱内の高湿潤空気の温度
が設定温度に達した時点かまたは温度上昇率がほ
ぼ零から急速に増大した時点で自動布地乾燥を停
止することを特徴とする布地乾燥方法を要旨とす
るものである。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、ほぼ循環式の布地乾燥装置の構造を第
４図の概略図により説明すると、これは、乾燥す
べき水分を含んだ布地（脱水後の衣類等）を回転
により撹拌する電動モータ駆動式の円筒形乾燥箱
４と、乾燥媒体を加熱するためのヒーター２と、
乾燥媒体を循環させるための電動フアン３と、乾
燥箱４のフイルター５付出口４ａと円環形入口４
ｂを接続する循環ダクト６とから乾燥媒体循環回
路を構成している。４ｃは乾燥箱４の布地投入
口、８はドア、９は本体ケースで、前記乾燥箱４
を水平軸の周りに支えかつ乾燥箱４との間に水回
収室Ｂを形成している。そして、乾燥箱４、循環
ダクト６、ドア８はそれぞれ断熱材１１で被覆し
ている。またドア８は前記本体ケース９に密封閉
状態が可能な様に取付けてあり、乾燥箱４の入口
４ｂの外周縁と本体ケース９との間にはパツキン
からなる定圧弁Ｐを設け、乾燥箱４内の乾燥媒体
が一気圧以上になつた場合にはこれを一気圧に保
つだけの乾燥媒体が乾燥箱４内から定圧弁Ｐを通
つて水回収室Ｂへ導出するよう構成している。１
２は水回収室Ｂで本体ケース９を介して冷えた乾
燥媒体である高湿潤空気の復水を導くガイド、１
３は本体ケースの底部に設けた貯水槽、１４はそ
の排水口で、水回収室Ｂを大気に連通させてお
り、これらの部品と前記水回収室Ｂとにより水回
収装置を構成している。

Ｃは入口４ｂの自動乾燥完了温度を検出するた
めの温度センサーで、このセンサーＣを有する温
度制御回路は第５図のように構成している。すな
わち、高湿潤空気による乾燥は逆転点温度近辺あ
るいはそれ以上の温度に加熱するほど乾燥速度は
増大するが、温度が上がりすぎると被乾燥物であ
る布地をいためる心配があり、また水分がほとん
ど無くなつた乾燥状態約97％で約５〜15℃の急激
な温度上昇を示すので、本発明では温度センサー
Ｃを用いて、過熱蒸気の温度を常時検出し、その
温度が布地の量や質で異なる自動乾燥完了の設定
温度、例えば、185〜195℃に達すると、自動乾燥
を完了するようにしている。またセンサーＣを構
成するサーミスタＲ１は温度が上がると抵抗が小
さくなるため、可変抵抗Ｒ２を例えば185℃のサ
ーミスタＲ１の抵抗値よりも小さく設定できるよ
うにしている。すなわち、設定温度に達するまで
は可変抵抗Ｒ２の値はサーミスタＲ１の抵抗値よ
りも小さく、電圧制御を行うコンパレータIC１
の出力は「Ｈ」の状態でトランジスターTr２が
ONし、リレーRYはONの状態となる。設定温度
に達するとサーミスタＲ１の抵抗値が可変抵抗Ｒ
２の値を下まわり、コンパレータIC１の出力は
「Ｌ」となりリレーRYはOFFの状態になり、ヒ
ーター２が切れる。この時トランジスターTr１
がONし、サーミスタＲ１の抵抗値にかかわらず
コンパレータIC１は「Ｌ」のままとなり、リレ
ーRYはOFFの状態となる。また、この時にコン
デンサーＣ１に充電される。乾燥が終了し、電源
を切つた時もリレーRYはOFFの状態であり、再
度使用する時に、電源を入れた時点でコンデンサ
ーＣ１が放電し、コンパレータIC１が「Ｈ」と
なり、リレーRYがONの状態となる。

なお、乾燥中のセンサーＣ部の温度は、第６図
の様に、初期に大きく上昇し、その後はほぼ一定
になり、水分がほとんど無くなつた乾燥状態約97
％で約５〜15℃の急激な温度上昇を示す。この時
点で上昇した温度を自動乾燥完了の設定温度とし
ている。

このように温度制御回路によつて過熱蒸気の温
度を設定温度以下に保ち、被乾燥物をいためず、
また、乾燥速度を低下させずに乾燥を行なう。

次に上記の乾燥装置を用いた乾燥方法を説明す
ると、乾燥箱４内に水分を含んだ布地を投入し、
次に乾燥箱４を回転させて布地を撹拌する。そし
て、ヒーター２で加熱した空気は、電動フアン３
によつて乾燥箱４内に送り込む。この加熱空気は
乾燥箱４内で撹拌される布地に接触することによ
り、布地からの蒸発水分を含んだ空気となり、こ
れはフイルター５を通り、循環ダクト６に入り、
ヒーター２によつて加熱され、再び乾燥箱４内に
循環される。循環ダクト６、乾燥箱４およびドア
８は加熱された空気の放熱を防ぐために断熱材１
１によつて被覆されている。この加熱循環過程に
より、第６図にＫ１で示す様に乾燥箱４内に最初
に充満していた空気は急速度の温度上昇により布
地から蒸発した蒸気と置換わり、過熱蒸気を多く
含んだ高湿潤空気となる。この高湿潤空気は乾燥
速度を高めるための逆転点温度近辺あるいはそれ
以上の温度に加熱するが、この高湿潤空気はＫ２
で示す様に布地から蒸気が一定の比率で蒸発して
いる間はほぼ一定温度（温度上昇率がほぼ零）を
自動的に保つ。そしてこの温度は、乾燥すべき布
地をいためないために、乾燥箱入口部の温度セン
サーＣによつて検出される。

なお、乾燥中に、水分が蒸発した分だけ乾燥箱
４内は高圧となるが、その分は定圧弁Ｐを通り水
回収室Ｂに噴出し、この室内の高湿潤空気中の蒸
気は冷えてケース９の内側に水滴となつて付着
し、ケース９の内側を流れ落ち貯水槽１３に貯め
られ排水口１４より排水される。

そして、布地の水分がほぼ無くなり、乾燥状態
が約97％になると、第６図にＫ３で示す様に乾燥
箱４内の高湿潤空気の温度上昇率は急速に増大し
て自動乾燥完了温度すなわち設定温度になるの
で、これを温度センサーＣで検出し、リレーRY
をOFFし、電源を切る。

次に、ドア８を開け、布地を人為的に（または
自動出装置により）大気に取出すと、繊維中の残
留水蒸気が大気中に１〜２分で蒸発し、乾燥が完
全に終了する。

なお、この布地取出しは、布地を直ちに使用し
たい場合は、自動乾燥完了後、直ちに行なうほう
がよいが、その必要のない場合は、直ちに行わな
くてもよい。

上記の乾燥過程において、高湿潤空気が100℃
以上の高温であることと、過熱蒸気による伝熱
は、空気と異なり、対流伝熱以外にガス輻射熱が
プラスされるので、空気だけによる場合に比して
熱を多く伝えることができることにより、布地繊
維内の水分は急激に蒸発し、第８図の写真中の左
側のＳとして示されている本発明乾燥毛布の様
に、蒸発時の噴出力により毛部はもとより基布繊
維も解きほぐすので、厚地の毛布であつてもふつ
くらとした風合になる。なお、第８図右側のＡで
示されているものは、従来方法による乾燥毛布で
ある。

また、水分を含んだ布地から水分が蒸発してい
る過程では、繊維温度は、その雰囲気温度に対す
る湿球温度にしかならないので、雰囲気温度が
100℃以上あつても、50℃以上にはならない。

次に第７図により、本発明の別の実施例におけ
るの水回収装置を説明すると、この例では、本体
ケース９の外周面を断熱材９ａで被い、水回収室
Ｂ内の高湿潤空気が一気圧より少し大であること
を利用して、高湿潤空気を排出管１５で復水化容
器１６内の水中に導出するようにして、水回収装
置を構成している。１７は、排出管１５の出口を
水面から一定に保つためのフロートである。

そして、この実施例では、乾燥中に乾燥箱４内
の圧力が一気圧を超えた分の高湿潤空気は水回収
室Ｂ内へ入り、次に排出管１５から復水化容器１
６内へ入り、ここで蒸気相は冷えて復水となり、
空気相は大気中に飛散する。この様に、この実施
例では、本体ケース９を通した熱交換は無いので
その外周面は高温にならない。

なお本発明では乾燥媒体である高湿潤空気が高
温で、効率が良いので、必らずしも乾燥箱は回転
させなくともよく、静止乾燥も可能であり、ま
た、被乾燥布地量に対して乾燥箱の容量を大形化
すれば、必らずしも乾燥箱内の乾燥媒体である高
湿潤空気の一部を水回収装置へ導出しなくても乾
燥は可能である。

さらにまた、本発明では、乾燥箱内の高湿潤空
気の温度が設定温度に達した時点に限らず、温度
上昇率を常に検出することにより、これがほぼ零
（第６図のＫ２）から急速に増大（第６図のＫ３）
した時点を自動乾燥完了と判断して自動布地乾燥
を停止してもよい。

次に、本発明方法による第４図の循環式乾燥装
置と、従来の第１図のオープンタイプ乾燥装置
と、従来の第２図の除湿タイプ乾燥装置との比較
実験を説明する。

［乾燥効率実験条件］ 布地2.5Kg、 水２Kg 乾燥効率 ＝水の蒸発量（Kg）×水の蒸発潜熱（Ｋ〓／Kg）／860
（Ｋ〓／KWh）×総消費電力（KWh） 水の蒸発潜熱＝560Kcal／Kg 総消費電力：回転乾燥箱用電動モータ、ヒータ
ー、電動フアンの合計消費電力 ［実験結果］ 本発明方法による第４図の循環式乾燥装置の乾
燥効率は78〜82％ 従来の第１図のオープンタイプ乾燥装置の乾燥
効率は62％ 従来の第２図の除湿タイプ乾燥装置の乾燥効率
は56％ ［乾燥後の布地の風合度実験条件］ タオル地30枚を乾燥し、乾燥タオル地30枚を積
重ねてその高さを測定することにより風合度を比
較する。

［実験結果］ 本発明方法による第４図の循環式乾燥装置によ
る場合は120mm 従来の第２図の除湿タイプ乾燥装置による場合
は105mm 〈効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明は、乾燥
箱の内部に水分を含んだ布地を投入し、次に該乾
燥箱内の乾燥媒体である空気を循環させながらヒ
ーターで急速度に温度上昇させ、これにより布地
から蒸発した蒸気を短時間で過熱蒸気となして、
乾燥媒体をほぼ100℃以上の高湿潤空気となし、
該高湿潤空気を前記乾燥箱にほぼ循環的に供給
し、前記乾燥箱内の高湿潤空気の温度が設定温度
に達した時点かまたは温度上昇率がほぼ零から急
速に増大した時点で自動布地乾燥を停止すること
を特徴とする布地乾燥方法である。

従つて、本発明によれば、従来の空気乾燥によ
る乾燥方法に比べ、ほとんどが過熱蒸気である高
湿潤空気により乾燥を行うため、過熱蒸気の輻射
熱の影響も加わり、乾燥速度が増して乾燥時間は
短縮される。このため、毛布やデニム地等の厚地
でも均一乾燥が可能で、消費電力は低下し、従来
の乾燥方法より乾燥効率が20〜30％前後向上する
高効率、省エネルギーを図れる乾燥方法を提供し
得る。また、本発明では、ほぼ循環式であるた
め、乾燥装置外の湿度による乾燥時間への影響が
ない。更に、本発明では、乾燥媒体が高温のほと
んど過熱蒸気であるため、布地の水分は内部より
急激に蒸気状態で蒸発し、乾燥後の布地の状態は
ふつくらとして風合が良く、しかも殺菌された清
潔な仕上りが得られる。

また、本発明において、布地乾燥装置を、布地
投入口を有する乾燥箱と、該乾燥箱内の乾燥媒体
を加熱するためのヒーターと、前記乾燥媒体をほ
ぼ循環させるためのフアンと、前記乾燥箱の出口
と入口を接続する循環ダクトと、前記乾燥箱の一
部と接続された水回収室を有する水回収装置と、
前記乾燥箱内の乾燥媒体の一部を前記水回収室へ
導出すべくこれらの接続部に設けられた定圧弁
と、前記乾燥箱内の乾燥媒体の温度または温度上
昇率を検出する温度センサーとから構成すれば、
前記水回収装置の働きにより、乾燥効率を一層向
上できかつ乾燥箱および装置全体を小形化でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のオープンタイプの乾燥装置の概
略断面図、第２図は従来の除湿タイプの乾燥装置
の概略断面図、第３図は本発明方法による蒸発速
度と乾燥媒体温度の関係図、第４図は本発明方法
を実施した布地乾燥装置の概略断面図、第５図は
第４図の乾燥装置の温度制御回路図、第６図は本
発明方法による乾燥媒体温度と時間の関係図、第
７図は本発明方法を実施した第二の布地乾燥装置
の概略断面図、第８図は本発明実施例による乾燥
毛布（左側のＳ）の繊維形状と従来方法による乾
燥毛布（右側のＡ）の繊維形状とを示す図面代用
写真である。 Ｂ：水回収室、Ｃ：温度センサー、Ｐ：定圧
弁、２：ヒーター、３：電動フアン、４：乾燥
箱、４ａ：その出口、４ｂ：同じく出口、４ｃ：
同じく布地投入口、５：フイルター、６：循環ダ
クト、８：ドア、９：本体ケース、９ａ，１１：
断熱材、１６：復水化容器、Ｒ１：サーミスタ、
Ｒ２：可変抵抗、RY：リレー、IC１：コンパレ
ータ、Tr１，Tr２：トラジスター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乾燥箱の内部に水分を含んだ布地を投入し、
   次に該乾燥箱内の乾燥媒体である空気を循環させ
   ながらヒーターで急速度に温度上昇させ、これに
   より布地から蒸発した蒸気を短時間で過熱蒸気と
   なして、乾燥媒体をほぼ100℃以上の高湿潤空気
   となし、該高湿潤空気を前記乾燥箱にほぼ循環的
   に供給し、前記乾燥箱内の高湿潤空気の温度が設
   定温度に達した時点かまたは温度上昇率がほぼ零
   から急速に増大した時点で自動布地乾燥を停止す
   ることを特徴とする布地乾燥方法。 ２ 布地投入口を有する乾燥箱と、該乾燥箱内の
   乾燥媒体を加熱するためのヒーターと、前記乾燥
   媒体をほぼ循環させるためのフアンと、前記乾燥
   箱の出口と入口を接続する循環ダクトと、前記乾
   燥箱の一部と接続された水回収室を有する水回収
   装置と、前記乾燥箱内の乾燥媒体の一部を前記水
   回収室へ導出すべくこれらの接続部に設けられた
   定圧弁と、前記乾燥箱内の乾燥媒体の温度または
   温度上昇率を検出する温度センサーとを具えたこ
   とを特徴とする布地乾燥装置。 ３ 水回収装置が水回収室とこれに接続された復
   水化容器とからなることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の布地乾燥装置。