(57)【要約】【課題】真空乾燥において乾燥対象物を凝縮潜熱で安定して加熱する技術を提供する。【解決手段】真空乾燥機１は、ワーク２（乾燥対象物）を収容可能な真空チャンバー３と、真空チャンバーの内部空間を減圧する真空ポンプ５と、真空ポンプ５の排気口に接続され、真空チャンバー３からの水蒸気を凝縮する凝縮器８と、凝縮器８で発生した凝縮潜熱を蓄熱する潜熱蓄熱材７を収容可能な蓄熱材容器６と、を備える。潜熱蓄熱材７からの放熱でワーク２を加熱するようにした。【選択図】図１
2020029981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥対象物を収容可能な真空チャンバーと、
前記真空チャンバーの内部空間を減圧する真空ポンプと、
前記真空ポンプの排気口に接続され、前記真空チャンバーからの水蒸気を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器で発生した凝縮潜熱を蓄熱する潜熱蓄熱材を収容可能な蓄熱材容器と、
を備え、
前記潜熱蓄熱材からの放熱で前記乾燥対象物を加熱するようにした、
真空乾燥機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空乾燥機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、含水性廃棄物を収容した真空タンクを減圧することで含水性廃棄物を乾燥させる技術を開示している。具体的には、含水性廃棄物から蒸発した水蒸気の凝縮潜熱で含水性廃棄物を加熱することで高いエネルギー効率を達成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０３８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、減圧初期の段階では多くの水蒸気が発生するので大きな凝縮潜熱が得られるが、減圧中期以降の段階では水蒸気の発生が落ち着くので凝縮潜熱が得られ難くなるので、含水性廃棄物を安定して加熱することができない。
【０００５】
本開示の目的は、真空乾燥において乾燥対象物を凝縮潜熱で安定して加熱する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の観点によれば、乾燥対象物を収容可能な真空チャンバーと、前記真空チャンバーの内部空間を減圧する真空ポンプと、前記真空ポンプの排気口に接続され、前記真空チャンバーからの水蒸気を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器で発生した凝縮潜熱を蓄熱する潜熱蓄熱材を収容可能な蓄熱材容器と、を備え、前記潜熱蓄熱材からの放熱で前記乾燥対象物を加熱するようにした、真空乾燥機が提供される。以上の構成によれば、真空乾燥において乾燥対象物を凝縮潜熱で安定して加熱することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、真空乾燥において乾燥対象物を凝縮潜熱で安定して加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】真空乾燥機の立面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１を参照して、本開示の好適な実施形態を説明する。
【００１０】
図１は、真空乾燥機１の立面断面図である。真空乾燥機１は、ワーク２に付着した水分を蒸発させることで、ワーク２を乾燥させるものである。ワーク２は、乾燥対象物の一具体例である。
【００１１】
真空乾燥機１は、真空チャンバー３、ワーク台４、真空ポンプ５、蓄熱材容器６、潜熱蓄熱材７、凝縮器８、サイレンサ９を備えている。
【００１２】
真空チャンバー３は、内部空間にワーク２を収容可能に構成されている。真空チャンバー３は、ワーク２を搬入出するための開口１０ａを有するチャンバー本体１０と、開口１０ａを開放し又は閉塞するための蓋１１と、を備えている。チャンバー本体１０及び蓋１１の内面には、例えばウレタンやポリスチレンを原料とした発泡樹脂系の断熱材が設けられている。また、チャンバー本体１０と蓋１１の間にはシール材１２が環状に設けられている。
【００１３】
ワーク台４は、例えば脚付きの金網である。ワーク台４は、真空チャンバー３の内部空間に配置されており、真空チャンバー３の内部空間における所望の位置でワーク２を支持するためのものである。
【００１４】
真空ポンプ５は、真空チャンバー３の内部空間を減圧するものである。真空ポンプ５の吸気口は真空チャンバー３の内部空間に接続されている。真空ポンプ５は、原動機１４により駆動される。
【００１５】
蓄熱材容器６は、潜熱蓄熱材７を収容可能な容器である。蓄熱材容器６は、真空チャンバー３の内部空間に配置されている。蓄熱材容器６は、ワーク２の下側に配置されている。蓄熱材容器６は、ワーク２の真下に配置されている。蓄熱材容器６は、ワーク２の近傍に配置されている。蓄熱材容器６は、真空チャンバー３の内部空間の下方を区画する床面１０ｂから上方に若干離れて配置されている。
【００１６】
潜熱蓄熱材７は、例えば、パラフィンが好適である。パラフィンは、加熱されて融点に達すると溶融を開始することでそれ以上の温度上昇を抑えつつ蓄熱する。また、パラフィンは、同じく融点において、溶融していたパラフィンが凝固することで放熱する。
【００１７】
凝縮器８は、熱交換器の一具体例である。凝縮器８は、真空ポンプ５からの水蒸気を凝縮するものである。凝縮器８は、真空ポンプ５の排気口に接続している。凝縮器８は、蓄熱材容器６に収容された潜熱蓄熱材７の内部に埋められるように配置されている。換言すれば、凝縮器８の周囲には潜熱蓄熱材７が設けられている。
【００１８】
サイレンサ９は、凝縮器８の下流側に設けられている。サイレンサ９は、排水管１３を介して凝縮器８に接続している。サイレンサ９は、真空チャンバー３の外部に配置されている。
【００１９】
次に、真空乾燥機１の作動を説明する。
【００２０】
まず、真空チャンバー３の蓋１１を取り除いて、ワーク２を開口１０ａからチャンバー本体１０の内部空間に搬入し、ワーク２をワーク台４に載せる。そして、蓋１１で開口１０ａを閉塞する。
【００２１】
次に、真空ポンプ５を駆動させる。これにより、真空チャンバー３の内部空間が減圧され、ワーク２に付着した水分の沸点が下がることにより、ワーク２に付着した水分が蒸発して水蒸気となる。
【００２２】
上記の水蒸気は、真空ポンプ５によって断熱圧縮されると共に凝縮器８に送られる。水蒸気は、真空ポンプ５によって断熱圧縮されることで加熱される。また、水蒸気は、凝縮器８において大気圧に戻されることで凝縮して水に戻る。このときに発生する凝縮潜熱は、潜熱蓄熱材７に吸熱される。
【００２３】
ワーク２の真空乾燥の初期段階では、潜熱蓄熱材７は、凝縮潜熱を吸熱することで溶融すると共に、真空チャンバー３の内部空間で放熱することでワーク２を加熱する。一方、ワーク２の真空乾燥の中期段階以降では、ワーク２に付着した水分の蒸発に起因するワーク２自体の温度低下により、ワーク２に付着した水分の蒸発が鈍り、凝縮潜熱の発生も同時に鈍ることになる。潜熱蓄熱材７は、凝縮潜熱の吸熱が鈍ったり途絶えたりすると放熱により凝固し始めるが、すべてが凝固するまでの間、放熱を継続し、もって、ワーク２の加熱を継続する。従って、凝縮器８で発生した凝縮潜熱を潜熱蓄熱材７で蓄熱し、潜熱蓄熱材７からの放熱でワーク２を加熱するようにしたことで、凝縮潜熱の発生の変動が時間軸でならされ、ワーク２の安定的な加熱が実現される。ワーク２の安定的な加熱が実現されることで、減圧環境下における水分の蒸発が促進され、もって、ワーク２の乾燥を短時間で完了することが可能となる。
【００２４】
なお、サイレンサ９は、真空ポンプ５と凝縮器８の間ではなく、凝縮器８の下流側に配置している。凝縮器８の下流側では、水蒸気が凝縮により体積収縮しており、真空ポンプ５の排気音の音圧も下がった状態となっている。従って、サイレンサ９を凝縮器８の下流側に配置するようにすれば、サイレンサ９を簡素なものにすることができ、もって、真空ポンプ５の背圧上昇を抑えることができる。
【００２５】
また、凝縮器８で発生した水は排水管１３を介して真空チャンバー３の外部に排出され、サイレンサ９から排水される。
【００２６】
以上に、本開示の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は以下の特徴を有する。
【００２７】
即ち、真空乾燥機１は、ワーク２（乾燥対象物）を収容可能な真空チャンバー３と、真空チャンバーの内部空間を減圧する真空ポンプ５と、真空ポンプ５の排気口に接続され、真空チャンバー３からの水蒸気を凝縮する凝縮器８と、凝縮器８で発生した凝縮潜熱を蓄熱する潜熱蓄熱材７を収容可能な蓄熱材容器６と、を備える。潜熱蓄熱材７からの放熱で、真空チャンバー３に収容されたワーク２を真空チャンバー３の中で加熱するようにした。以上の構成によれば、真空乾燥においてワーク２を凝縮潜熱で安定して加熱することができる。
【００２８】
なお、上記実施形態では、潜熱蓄熱材７及び凝縮器８を真空チャンバー３の内部空間に配置することとした。しかし、潜熱蓄熱材７からの放熱でワーク２を加熱できるように潜熱蓄熱材７とワーク２が熱的に結合していることを条件に、潜熱蓄熱材７及び凝縮器８を真空チャンバー３の外部に配置してもよい。
【００２９】
また、凝縮器８は潜熱蓄熱材７に埋め込むように配置するようにしたが、これに代えて、凝縮器８を潜熱蓄熱材７に埋め込まず、単に凝縮器８を潜熱蓄熱材７と熱的に結合するようにしてもよい。
【００３０】
また、サイレンサ９は省略し、凝縮器８の排気側を大気解放してもよい。この場合、真空ポンプ５の背圧を抑制できるので、真空ポンプ５として安価なものを採用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  真空乾燥機
２  ワーク
３  真空チャンバー
４  ワーク台
５  真空ポンプ
６  蓄熱材容器
７  潜熱蓄熱材
８  凝縮器
９  サイレンサ
１０  チャンバー本体
１０ａ  開口
１０ｂ  床面
１１  蓋
１２  シール材
１３  排水管
１４  原動機
【図１】
2020029981.tif 000003