JPS60232474A - 乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ャンバ
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、これによっ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
導出される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
いる水滴性をウォータセパレータにより除去し、このウ
ォータセパレータを通過した気体を前記タービンの回転
動力を利用して作動するコンプレッ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２１閾を参照
して説明する。

内部に被乾燥域１を形成するチャンバ２に、本発明に係
る乾燥装置３を付設している。チャンバ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、ウォータセパレータ６と
、コンプレッサ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を介して前記チャン
バ２の空気導出口２ａに接続するとともに、前記コンプ
レッサ７の出ロアｂを空気通路９を介して前記チャンン
バ２の空気導入口２ｂに接続している。タービン５は、
前記チャンバ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
介して前記ウォータセパレータ６の入口６ａに接続して
いる。ウォータセパレータ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
の底部にはウォータセパレータ１４が接続しである。そ
して、このウォータセパレータ６の空気出口６ｂを空気
通路１５を介して前記コンプレッサ７の入ロアｂに接続
している。コンプレッサ７は、前記ウォータセパレータ
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
ンプレッサ構造をなしている。そして、このコンプレッ
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、前記コンプレッサ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１８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、チャンバｚ内で蒸気部
を含んだ空気が空気導出口２ａからチャンバ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ォータ
セパレータ６に導入すると、該低温空気が邪魔板１３を
迂回する際にその水滴性が該邪魔板１３に付着して捕獲
されることになり、自由落下によりウォータタンク１４
へ廃棄される。そして、水滴性を除去された低温空気が
空気通路１５を通してコンプレッサ７の入ロアＣに供給
される。そして、この空気は、該コンプレッサ７によっ
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って、前記チャン
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）　−３（エントロピ）線図として示したもので
ある。ここで、ＰＧ　は前記チャンバ２内の圧力、Ｐｌ
はウォータセパレータ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ッサの効率が１
００％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とコンプレッ
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っている。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って、チャンバ
ｚ内、つまり、被乾燥域ｌにより配設した被乾燥物４を
乾燥させることができるわけであるか、本乾燥装置３で
は、水分の茄発しこ消費するエネルギを回収することが
できる。すなわち１本装置では、コ〉′プレンサ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５水分が凝結
するためエネルギ回収となる。したがって、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
供給しなければ俵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、チャンバｚ内を比較的
低い温度に保ったままで、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ャンバや大型クリーニング吉川の
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、コンプレッサ７およ
びウォータセパレータ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
圧化することによっ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１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、チャンバ２とター
ビン５とを連通させる空気通路８の途中に冷却ファン１
９付きの冷却部２１と補助ウォータセパレータ２２を介
設するとともに、タービン５からウォータセパレータ６
に至る空気通路１１と、前記ウォータセパレータ６から
コンプレッサ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ャンμ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ってもよ
い、この場合には、ウオータセノくレータの内圧を負圧
にすればよい。

さらに、コンプレッ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
ン等であってもよい。

また、取り扱う気体は空気に限らない。

（へ、）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、
高温を鎌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】 １１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、・・チャンバ ３・・・乾燥装置 ５１１拳・タービン ６・・・ウォータセパレータ ７１・コンプレッサ １６争・・駆動手段 代理人　弁理士　赤澤−博

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被乾燥域から導出される気体を断熱膨張させるタービン
   と、このタービンから吐出される低＠気体中に混入して
   いる水滴性を除去するウォータセパレータと、このウォ
   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フサと、このコンプレッサを
   前記タービンの回転動力を利用し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。