(57)【要約】【課題】  被処理物の乾燥を常圧下において連続的に行うことができるとともに、装置の製造コストを大幅に低減することができ、更に圧縮機の故障等の原因が限りなく排除された、新規な乾燥・濃縮方法並びにその装置の開発を技術課題とした。【解決手段】  ヒートポンプ式処理装置Ｈは、加熱装置から排出される温度の低下した熱媒体を、圧縮機５を用いて昇温した後、再度加熱装置に供給して循環使用するように構成されたものであり、本体シェル１０に対して、キャリアガスとして過熱蒸気Ｓ１を供給し、本体シェル１０内を常圧とした状態で、被処理物からの水分の蒸発を行うとともに、本体シェル１０に形成された排気口１０４から排出される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を、熱媒体に取り込むことを特徴として成る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体シェル内に加熱装置が具えられ、この加熱装置の伝熱面に被処理物を接触させて水分を蒸発させるように構成された連続式伝導伝熱乾燥機が具えられたヒートポンプ式処理装置を用いた乾燥・濃縮方法において、前記ヒートポンプ式処理装置は、前記加熱装置から排出される温度の低下した熱媒体を、圧縮機を用いて昇温した後、再度加熱装置に供給して循環使用するように構成されたものであり、前記本体シェルに対して、キャリアガスとして過熱蒸気を供給し、本体シェル内を常圧とした状態で、被処理物からの水分の蒸発を行うとともに、前記本体シェルに形成された排気口から排出される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を、前記熱媒体に取り込むことを特徴とする乾燥・濃縮方法。
【請求項２】
前記処理室の排気口から排気される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスが、過熱状態を維持した状態とすることを特徴とする請求項１記載の乾燥・濃縮方法。
【請求項３】
前記加熱装置に供給される熱媒体を、飽和蒸気または過熱蒸気とすることを特徴とする請求項１または２記載の乾燥・濃縮方法。
【請求項４】
前記被処理物を連続処理することを特徴とする請求項１、２または３記載の乾燥・濃縮方法。
【請求項５】
前記本体シェルに形成された排気口から排出される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を、前記熱媒体に取り込むにあたっては、前記加熱装置から排出される熱媒体を、流量制御弁を通過させた後、熱交換器を用いて、この熱媒体にキャリアガスの熱を取り込むことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の乾燥・濃縮方法。
【請求項６】
前記流量制御弁を通過後の熱媒体の圧力を、前記熱交換器の上流側または下流側で測定し、また前記熱交換器の下流側で熱媒体の温度を測定し、これら測定値に基づいて、前記流量制御弁の開度を制御すると共に、前記熱媒体の圧力の測定値に基づいて、圧縮機における熱媒体の吸込量を制御することを特徴とする請求項５記載の乾燥・濃縮方法。
【請求項７】
前記加熱装置から排出される熱媒体の熱を、ヒートポンプ式処理装置を構成する機器における熱源として供することを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の乾燥・濃縮方法。
【請求項８】
本体シェル内に加熱装置が具えられ、この加熱装置の伝熱面に被処理物を接触させて水分を蒸発させるように構成された連続式伝導伝熱乾燥機が具えられたヒートポンプ式処理装置を用いた乾燥・濃縮装置において、前記ヒートポンプ式処理装置は、前記加熱装置から排出される温度の低下した熱媒体を、圧縮機を用いて昇温した後、再度加熱装置に供給して循環使用するように構成されたものであり、前記本体シェルに対して、キャリアガスとして過熱蒸気を供給するための機構が具えられ、本体シェル内を常圧とした状態で、被処理物からの水分の蒸発を行うとともに、前記本体シェルに形成された排気口から排出される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を、前記熱媒体に取り込むことができるように構成されていることを特徴とする乾燥・濃縮装置。
【請求項９】
前記処理室の排気口から排気される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスが、過熱状態を維持した状態となるように構成されていることを特徴とする請求項８記載の乾燥・濃縮装置。
【請求項１０】
前記加熱装置に供給される熱媒体を、飽和蒸気または過熱蒸気とすることができる制御機構が具えられたものであることを特徴とする請求項８または９記載の乾燥・濃縮装置。
【請求項１１】
前記本体シェルは、常圧下での使用を前提に構成されたものであることを特徴とする請求項８、９または１０記載の乾燥・濃縮装置。
【請求項１２】
前記加熱装置から排出され、流量制御弁を通過した熱媒体に、処理室の排気口から排気される被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を取り込ませる熱交換器を具えていることを特徴とする請求８、９、１０または１１記載の乾燥・濃縮装置。
【請求項１３】
前記加熱装置から排出される熱媒体が通過する流量制御弁を具え、また前記熱交換器の上流側または下流側に圧力センサを具え、更に前記熱交換器の下流側に温度センサを具え、温度及び圧力の測定値に基づいて前記流量制御弁の開度を制御する制御機構と、圧力の測定値に基づいて圧縮機の熱媒体の吸込量を制御する制御機構とを具えていることを特徴とする請求項１２記載の乾燥・濃縮装置。
【請求項１４】
前記加熱装置から排出される熱媒体の熱を、ヒートポンプ式処理装置を構成する機器における熱源として供することができるように構成されていることを特徴とする請求項８、９、１０、１１、１２または１３記載の乾燥・濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は泥状・ケーク状・粉粒状等の材料や液体材料の乾燥・濃縮方法並びにその装置に関するものであって、特に伝導伝熱乾燥機において、排気口から排出された、被処理物から蒸発した水蒸気を含んだキャリアガスの熱を、被処理物の乾燥熱源として供する乾燥・濃縮方法並びにその装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、環境保全の取り組みが盛んになってきており、企業等にあっては、生ごみ、食品加工残渣等の一般廃棄物や、下水汚泥等を乾燥して、減量・腐敗防止を図ったうえで再資源化や処分を行っている。そしてこのような乾燥に供される装置の一つに、被処理物から生じた蒸気そのものを被処理物の加熱源として供するヒートポンプ式処理装置があり、この装置は直接加圧型（蒸気再圧縮型）と呼ばれる。
【０００３】
このうち伝導伝熱式の乾燥機１′が具えられた蒸気再圧縮型の乾燥・濃縮装置Ｈ′は図５に示すように、本体シェル１０′内において被処理物から蒸発した水分（水蒸気）が含まれたキャリアガス（Ｓ２′）を、圧縮機５′によって直接圧縮して昇温し、これを加熱装置の一例である多管式加熱管１１′に供給し、多管式加熱管１１′の管外面（伝熱面）に接触する被処理物の乾燥熱源とするものである。
このような蒸気再圧縮型の装置にあっては、装置の大きさは多管式加熱管１１′に供給される乾燥熱源（Ｓ５′）の温度と、被処理物の温度との差にほぼ反比例するので、温度差が小さい場合には装置が大型になってしまい、これを解消しようと温度差を大きく取ろうとすると、圧縮機５′内での圧縮効率が低下して消費電力が増大してしまうこととなる。また圧縮機５′としてターボ圧縮機を用いた場合には、小型のものでは効率が悪くなってしまう。更に伝導伝熱式の乾燥機１′から飛散した微粉や腐食性揮発成分等が圧縮機５′に入り込んだ場合には、圧縮機５′の故障原因となってしまったり、ドレンＤのＣＯＤ、ＢＯＤが上昇してしまう等の問題がある。そしてこのような様々な課題が解決されていないため、直接加圧式蒸気再圧縮型のヒートポンプ式処理装置は、ほとんど実用化されていないのが実情である。
【０００４】
また間接加圧式蒸気再圧縮型ヒートポンプは、熱媒体にフロンなどを使用した冷凍システムを応用したものが多い。この熱媒体（冷媒）は、沸点が低く、高温では圧力が高く、臨界点に近づくものであるため、乾燥機では使用に適さないものである。例えば、冷媒Ｒ１３４ａでは臨界点１０１．１℃、臨界圧力４．０６ＭＰａとなる。
またこのシステムでは、被処理物から蒸発した水分の除去には真空ポンプとコンデンサ（冷却用熱交換器）の組合せが通常用いられる（例えば特許文献３参照）。
ここで真空ポンプの排気能力（真空到達度）が高ければ、被処理物からの水分の蒸発温度を下げることができ、間接加熱する熱媒体（加熱蒸気）との温度差が大きくできることにより、伝熱を促進させて乾燥速度を向上させることができる。
しかし一方で、乾燥機から真空排気装置までの一連のシステムを真空下で操作する必要がある。乾燥機は真空乾燥機となり、外圧に耐える頑丈な本体と、乾燥製品を排出するための特別なシステムが必要となる。
その理由は、上述のように高真空度を得るためであり、外気空気の乾燥機等へのリークを抑制するためである。ここで、空気のリークを抑制しないとコンデンサでの熱交換能力の低下を来たし、例えば、このコンデンサで回収した熱をヒートポンプで熱回収したい場合は省エネルギー効果を損なうことになる。
そのため、乾燥機以外においても、例えば、乾燥製品を排出するためのダンパは、2 重ダンパ式排出装置を用いて、空気の侵入を抑制するために間欠的な開閉動作で大気圧下へ乾燥製品を排出する必要も生じる。この2 重ダンパは、乾燥製品を噛み込み易く、シール性の劣化が生じ易くて空気のリーク量が増大し易い。また、装置形状に関し、装置の高さ寸法が大きいため、乾燥設備全体の設置高を高くする必要を生じる。
このように、真空下で乾燥を行なう乾燥機は、乾燥機自体が頑丈でリークの少ない設計を要すると共に、周辺機器も類似の設計思想に基づく必要から、設備は複雑で高価になり、大型化してしまう。
もちろん特許文献３に開示されたように、真空下から大気圧下へ乾燥製品を連続排出する必要がないバッチ式真空乾燥機とする方法もあるが、起動の操作（被乾燥材料の投入、真空排気、予備加熱）と停止操作（真空から大気圧へ戻す、乾燥製品排出）が必要となる。また、1 バッチの間に乾燥機内の被乾燥材料の水分が高水分から低水分へと変化し、これに応じて水分蒸発量は乾燥初期に多く、途中から少なくなって終了時にはほとんど蒸発しなくなる。このためヒートポンプシステムとして蒸発した水蒸気の熱回収量が変化してしまい、起動・停止時間は全く作動しないので省エネルギーな運転ができない。
以上のような理由から現状では、伝導伝熱乾燥機で間接加圧式蒸気再圧縮型ヒートポンプを実用化した例は見当たらない。
【０００５】
そこで本出願人は、装置全体を小規模に構成することができ、また被処理物の乾燥・濃縮操作を連続的に行うことができ、更にまた消費電力を低減することができ、更にまた凝縮水の汚染を招いてしまうことのない、新規な蒸気再圧縮型ヒートポンプ式処理装置を開発し、既に特許出願に及んでおり、この発明は評価され登録に至っている（特許文献１参照）。なお特許文献１に開示された装置は図５に示すように、複数の圧縮機５′間にミストセパレータが具えられたものであり、また１００〜１２０℃の飽和蒸気を多管式加熱管１１′に供給するものであって、本体シェル１０′内を真空にして沸点温度を常圧より低下させ、被処理物と多管式加熱管１１′に供給される乾燥熱源（Ｓ５′）との温度の差を大きくとれるようにして、被処理物からの水分の蒸発を促すようにしたものである。
そしてその後も本出願人は、蒸気再圧縮型のヒートポンプ式処理装置についての研究開発を継続して種々の改良を試みており、図６に示すように、従来、斯界の常識としてキャリアガスとして外気が用いられていたところを、過熱蒸気Ｓ１′を用いるという着想に基づいて、被処理物の乾燥を常圧下において連続的に行うことができるとともに、装置の製造コストを大幅に低減することができる発明を案出し、既に特許出願に及んでいる（特許文献２参照）。
更にその後も本出願人は、キャリアガスとして過熱蒸気を用いることを特徴とした上記発明を、直接加圧式蒸気再圧縮型とは異なる、間接加圧式蒸気再圧縮型のヒートポンプ式処理装置に適用することにより、前述した圧縮機の故障等の問題を解消することのできる装置の開発に着手した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４２０７３７号公報
【特許文献２】特願２０１２−１４２７５７
【特許文献３】特開平０４−２８１１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような背景からなされたものであって、被処理物の乾燥を常圧下において連続的に行うことができるとともに、装置の製造コストを大幅に低減することができ、更に圧縮機の故障等の原因が限りなく排除された、新規な乾燥・濃縮方法並びにその装置の開発を技術課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち請求項１記載の乾燥・濃縮方法は、本体シェル内に加熱装置が具えられ、この加熱装置の伝熱面に被処理物を接触させて水分を蒸発させるように構成された連続式伝導伝熱乾燥機が具えられたヒートポンプ式処理装置を用いた乾燥・濃縮方法において、前記ヒートポンプ式処理装置は、前記加熱装置から排出される温度の低下した熱媒体を、圧縮機を用いて昇温した後、再度加熱装置に供給して循環使用するように構成されたものであり、前記本体シェルに対して、キャリアガスとして過熱蒸気を供給し、本体シェル内を常圧とした状態で、被処理物からの水分の蒸発を行うとともに、前記本体シェルに形成された排気口から排出される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を、前記熱媒体に取り込むことを特徴として成るものである。
【０００９】
また請求項２記載の乾燥・濃縮方法は、前記要件に加え、前記処理室の排気口から排気される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスが、過熱状態を維持した状態とすることを特徴として成るものである。
【００１０】
更にまた請求項３記載の乾燥・濃縮方法は、前記要件に加え、前記加熱装置に供給される熱媒体を、飽和蒸気または過熱蒸気とすることを特徴として成るものである。
【００１１】
更にまた請求項４記載の乾燥・濃縮方法は、前記要件に加え、前記被処理物を連続処理することを特徴として成るものである。
【００１２】
更にまた請求項５記載の乾燥・濃縮方法は、前記要件に加え、前記本体シェルに形成された排気口から排出される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を、前記熱媒体に取り込むにあたっては、前記加熱装置から排出される熱媒体を、流量制御弁を通過させた後、熱交換器を用いて、この熱媒体にキャリアガスの熱を取り込むことを特徴として成るものである。
【００１３】
更にまた請求項６記載の乾燥・濃縮方法は、前記請求項５記載の要件に加え、前記流量制御弁を通過後の熱媒体の圧力を、前記熱交換器の上流側または下流側で測定し、また前記熱交換器の下流側で熱媒体の温度を測定し、これら測定値に基づいて、前記流量制御弁の開度を制御すると共に、前記熱媒体の圧力の測定値に基づいて、圧縮機における熱媒体の吸込量を制御することを特徴として成るものである。
【００１４】
更にまた請求項７記載の乾燥・濃縮方法は、前記要件に加え、前記加熱装置から排出される熱媒体の熱を、ヒートポンプ式処理装置を構成する機器における熱源として供することを特徴として成るものである。
【００１５】
また請求項８記載の乾燥・濃縮装置は、本体シェル内に加熱装置が具えられ、この加熱装置の伝熱面に被処理物を接触させて水分を蒸発させるように構成された連続式伝導伝熱乾燥機が具えられたヒートポンプ式処理装置を用いた乾燥・濃縮装置において、前記ヒートポンプ式処理装置は、前記加熱装置から排出される温度の低下した熱媒体を、圧縮機を用いて昇温した後、再度加熱装置に供給して循環使用するように構成されたものであり、前記本体シェルに対して、キャリアガスとして過熱蒸気を供給するための機構が具えられ、本体シェル内を常圧とした状態で、被処理物からの水分の蒸発を行うとともに、前記本体シェルに形成された排気口から排出される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を、前記熱媒体に取り込むことができるように構成されていることを特徴として成るものである。
【００１６】
更にまた請求項９記載の乾燥・濃縮装置は、前記請求項８記載の要件に加え、前記処理室の排気口から排気される、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスが、過熱状態を維持した状態となるように構成されていることを特徴として成るものである。
【００１７】
更にまた請求項１０記載の乾燥・濃縮装置は、前記請求項８または９記載の要件に加え、前記加熱装置に供給される熱媒体を、飽和蒸気または過熱蒸気とすることができる制御機構が具えられたものであることを特徴として成るものである。
【００１８】
更にまた請求項１１記載の乾燥・濃縮装置は、前記請求項８、９または１０記載の要件に加え、前記本体シェルは、常圧下での使用を前提に構成されたものであることを特徴として成るものである。
【００１９】
更にまた請求項１２記載の乾燥・濃縮装置は、前記請求項８、９、１０または１１記載の要件に加え、前記加熱装置から排出され、流量制御弁を通過した熱媒体に、処理室の排気口から排気される被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を取り込ませる熱交換器を具えていることを特徴として成るものである。
【００２０】
更にまた請求項１３記載の乾燥・濃縮装置は、前記請求項１２記載の要件に加え、前記加熱装置から排出される熱媒体が通過する流量制御弁を具え、また前記熱交換器の上流側または下流側に圧力センサを具え、更に前記熱交換器の下流側に温度センサを具え、温度及び圧力の測定値に基づいて前記流量制御弁の開度を制御する制御機構と、圧力の測定値に基づいて圧縮機の熱媒体の吸込量を制御する制御機構とを具えていることを特徴として成るものである。
【００２１】
更にまた請求項１４記載の乾燥・濃縮装置は、前記請求項８、９、１０、１１、１２または１３記載の要件に加え、前記加熱装置から排出される熱媒体の熱を、ヒートポンプ式処理装置を構成する機器における熱源として供することができるように構成されていることを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
【発明の効果】
【００２２】
まず請求項１記載の発明によれば、キャリアガスとして過熱蒸気が用いられるため、被処理物から蒸発した水蒸気を円滑にキャリアガスに取り込むことができ、本体シェル内を真空にすることなく、被処理物からの水分の蒸発を促進することが可能となる。
また、真空を維持する必要がないため、乾燥機への被処理物の投入装置や、あるいは、乾燥機から排出される被乾燥物の排出装置に関し、真空を維持するための特別な機能は必要なく、そのため、乾燥機を中心として前後機器もメンテナンスの容易なシンプルな装置を用いることができる。
更にまた、排気口から排出された、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を、前記熱媒体に取り込むことにより廃熱を回収し、更に圧縮機で高温・高圧の状態に圧縮することで加熱用の熱媒体として使用できる。つまり、キャリアガスの熱エネルギーが熱源として乾燥に供されることになるので、省エネルギーな運転を可能とするものでもある。
更にまた、熱媒体が加熱装置に循環使用されるため、循環経路の配管あるいは機器、特に圧縮機を腐食させる等の悪影響のある成分が、熱媒体に混入することが無く、長期間良好な運転を継続することができる。
【００２３】
また請求項２記載の発明によれば、キャリアガスは本体シェル内において飽和蒸気となることがないため、被処理物から蒸発した水蒸気の再凝縮を防止して確実にキャリアガスに取り込むことができる。また排気口から排気されたキャリアガスは、熱媒体に熱を移動させる個所までの経路において過熱状態が維持されるため、凝縮してドレンを生ずることがなく、この経路中に設置されるバグフィルタなどの集塵装置に結露の生じる恐れがないので、集塵機能が損なわれることを回避することができる。
【００２４】
更にまた請求項３記載の発明によれば、加熱装置に熱媒体として供給される飽和蒸気または過熱蒸気の温度と、被処理物の温度との差を大きくして間接加圧式蒸気再圧縮型のヒートポンプ式処理装置を小型化することができる。
また加熱装置に熱媒体として過熱蒸気を供給する場合には、加熱装置の管外面（伝熱面）に接触する被処理物に対して、過熱蒸気の顕熱及び潜熱が伝導されるため、被処理物からの水分の蒸発を促進することができる。
【００２５】
更にまた請求項４記載の発明によれば、バッチ式の場合に生じていた、乾燥の進行に伴う蒸発量の減少に起因する効率低下を回避することができる。
また被処理物の性状が均一である場合には、本体シェル内への過熱蒸気の供給量を一定とし、また加熱装置への熱媒体の供給量を一定とすることができるため、安定した運転を行うことができ、更に一定した乾燥状態の乾燥製品を得ることができる。
【００２６】
更にまた請求項５記載の発明によれば、加熱装置から排出された熱媒体を、排気口から排出された、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱によって気化させることにより、圧縮機における液圧縮を回避することができる。またミストセパレータの設置が不要であり、また、ウォーターハンマーの恐れがないのでスチームトラップなどを設ける必要も無く、経路設計上の制約を大幅に低減でき、経路を簡素化できる。
【００２７】
更にまた請求項６記載の発明によれば、熱媒体の圧力、温度を一定とするような運転をすることができ、熱交換器におけるキャリアガスと熱媒体との熱交換量（熱回収量）を所定量とすることができる。また圧縮機の吸気量に応じて熱媒体を適正な量で供給することができ、圧縮機において液圧縮を生じることなく、熱媒体を高温・高圧まで圧縮することができる。
また、処理室の排気口から排気される被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの状態が変動する場合などでも、圧縮機に入る蒸気の飽和状態あるいは過熱状態の変化を緩やかなものとし、圧縮機の負荷変動を抑制した運転を行うことができる。
因みに、背景技術で述べた従来技術の冷凍システムで圧縮機の吸込量を一定とし、圧力を成り行きとする制御方法では、熱交換器における熱の授受が一定しないため、本発明の乾燥・濃縮方法のようなヒートポンププシステムの運転は不安定となり、また熱回収量が不足して省エネルギー性が低下してしまう。
【００２８】
更にまた請求項７記載の発明によれば、加熱装置から排出される熱媒体の熱を、間接加圧式蒸気再圧縮型のヒートポンプ式処理装置を構成するホッパ等における被処理物の昇温の熱源として供することにより、乾燥・濃縮に要するエネルギーを低減することができる。
【００２９】
また請求項８記載の発明によれば、キャリアガスとして過熱蒸気が用いられるため、被処理物から蒸発した水蒸気を円滑にキャリアガスに取り込むことができ、本体シェル内を真空にすることなく、被処理物からの水分の蒸発を促進することが可能となる。
また、真空を維持する必要がないため、乾燥機への被処理物の投入装置や、あるいは、乾燥機から排出される被乾燥物の排出装置に関し、真空を維持するための特別な機能は必要なく、そのため、乾燥機を中心として前後機器もメンテナンスの容易なシンプルな装置を用いることができる。
更にまた、排気口から排出された、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱を、前記熱媒体に取り込むことにより廃熱を回収し、更に圧縮機で高温・高圧の状態に圧縮することで加熱用の熱媒体として使用できる。つまり、キャリアガスの熱エネルギーが熱源として乾燥に供されることになるので、省エネルギーな運転を可能とするものでもある。
更にまた、熱媒体が加熱装置に循環使用されるため、循環経路の配管あるいは機器、特に圧縮機を腐食させる等の悪影響のある成分が、熱媒体に混入する可能性が低く、長期間良好な運転を継続することができる。
【００３０】
更にまた請求項９記載の発明によれば、キャリアガスは本体シェル内において飽和蒸気となることがないため、被処理物から蒸発した水蒸気の再凝縮を防止して確実にキャリアガスに取り込むことができる。また排気口から排気されたキャリアガスは、熱媒体に熱を移動させる個所までの経路において過熱状態が維持されるため、凝縮してドレンを生ずることがなく、この経路中に設置されるバグフィルタなどの集塵装置に結露の生じる恐れがないので、集塵機能が損なわれることを回避することができる。
【００３１】
更にまた請求項１０記載の発明によれば、加熱装置に熱媒体として供給される飽和蒸気または過熱蒸気の温度と、被処理物の温度との差を大きくして間接加圧式蒸気再圧縮型のヒートポンプ式処理装置が適用された乾燥・濃縮装置を小型化することができる。
また加熱装置に熱媒体として過熱蒸気を供給する場合には、加熱装置の管外面（伝熱面）に接触する被処理物に対して、過熱蒸気の顕熱及び潜熱が伝導されるため、被処理物からの水分の蒸発を促進することができる。
【００３２】
更にまた請求項１１記載の発明によれば、連続式伝導伝熱乾燥機が具えられた間接加圧式蒸気再圧縮型のヒートポンプ式処理装置が適用された乾燥・濃縮装置を、メンテナンスが容易であり、軽量・簡素・低コストのものとして構築することができる。
【００３３】
更にまた請求項１２記載の発明によれば、加熱装置から排出された熱媒体を、排気口から排出された、被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの熱によって気化させることにより、圧縮機における液圧縮を回避することができる。また  ミストセパレータの設置が不要であり、また、ウォーターハンマーの恐れがないのでスチームトラップなどを設ける必要も無く、経路設計上の制約を大幅に低減でき、経路を簡素化できる。
【００３４】
更にまた請求項１３記載の発明によれば、処理室の排気口から排気される被処理物から蒸発した水蒸気を含むキャリアガスの状態が変動しても、圧縮機に入る蒸気の飽和状態あるいは過熱状態の変化を緩やかなものとし、圧縮機の負荷変動を抑制した運転を行うことができる。
【００３５】
更にまた請求項１４記載の発明によれば、加熱装置から排出される熱媒体の熱を、間接加圧式蒸気再圧縮型のヒートポンプ式処理装置を構成するホッパ等における被処理物の昇温の熱源として供することにより、乾燥・濃縮に要するエネルギーを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の乾燥・濃縮装置を示すブロック図である。
【図２】乾燥機を一部破断して示す側面図である。
【図３】乾燥機を一部透視して示す正面図及び背面図である。
【図４】圧縮機を示す断面図である。
【図５】特許文献１に開示された乾燥・濃縮装置を示すブロック図である。
【図６】特許文献２に開示された乾燥・濃縮装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の乾燥・濃縮方法並びにその装置の最良の形態は以下の実施例に示すとおりであるが、これらの実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。
【実施例】
【００３８】
本発明の乾燥・濃縮装置Ｈは一例として図１に示すように、乾燥機１と、投入装置２と、バグフィルタ３と、循環路４と、圧縮機５とを主たる構成要素として成る、いわゆる間接加圧式蒸気再圧縮型のヒートポンプ式処理装置が適用されたものであり、以下、乾燥・濃縮装置Ｈの構成要素について詳しく説明する。
まず前記乾燥機１について説明すると、このものは、図２、３に示すようにいわゆる伝導伝熱式の機器が採用されるものであり、機枠Ｆ上に具えられた処理室たる本体シェル１０と、その内部に具えられた加熱装置の一例であり、この実施例において凝縮器として機能する多管式加熱管１１とが具えられて成る。
そして多管式加熱管１１を、その内部に熱媒体たる過熱蒸気Ｓ５を流すとともに回転させ、被処理物を多管式加熱管１１の管外面（伝熱面）に接触させることにより、被処理物に過熱蒸気Ｓ５の熱を伝導させて乾燥を行うものである。
なお伝導伝熱式の乾燥機１にあっては、シェル本体１０内において被処理物から蒸発した水蒸気は、キャリアガスによって外部に排出されるため、従来よりこのようなキャリアガスとして、外気（そのまま、あるいは加熱もしくは除湿したもの。）を用いることが斯界の常識となっている。
【００３９】
また前記本体シェル１０は図３に示すように、この実施例では楕円状の横断面を有する中空部材であり、投入口１０１、排出口１０２、キャリアガス口１０３、排気口１０４が形成される。ここで前記投入口１０１は、本体シェル１０の端部付近に形成されるものであり、この投入口１０１付近に排気口１０４が形成される。更に本体シェル１０における前記排気口１０４よりも中央寄りの部分に第二の投入口１０１が形成されるものであり、この実施例では投入口１０１を、排気口１０４を挟んで二個所に形成するようにした。もちろん、後述する多管式加熱管１１の長手方向に沿って更に複数の個所に投入口１０１を形成するようにしてもよい。なお前記排出口１０２にはロータリーバルブ１０５を具えるようにしたが、二重ダンパ式排出装置等を具えるようにしてもよい。
また本体シェル１０及び多管式加熱管１１は、水平または投入口１０１側が排出口１０２側よりもいくぶんか高くなるように傾斜して機枠Ｆに設置される。
【００４０】
更にまた前記本体シェル１０は二重ジャケット構造とされ、蒸気供給口１０６からドレン口１０７に至る加熱媒体の通過経路が形成され、本体シェル１０内を昇温することができるような構成が採られているが、このような二重ジャケット構造に替えてトレース配管を設置することもできる。
【００４１】
また前記シェル本体１０は常圧下での使用を前提に構成されるものであり、このため厳密な気密性が求められることがなく、複雑な投入・排出機構、給・排気機構を要しないものである。このため、乾燥機１及び乾燥・濃縮装置Ｈを低コストで構築することができる。
因みに図５に示す特許文献１に開示された乾燥・濃縮装置Ｈ′では、１００〜１２０℃の飽和蒸気（１０１〜１９９ｋＰａ‐ａｂｓ）を多管式加熱管１１′に供給するものであるため、被処理物からの水分の蒸発を促進するためには、沸点を降下させる必要があり、このため本体シェル１０′内を真空にして運転されるものであり、本体シェル１０′は気密性を維持できることが要求されるものである。
【００４２】
また前記多管式加熱管１１は、円筒状のチューブ束１１６の両側部に鏡板１１２を具えるとともに、この鏡板１１２の中心に軸体１１３を具えて成り、前記機枠Ｆに具えた軸受ブロック１１４によって軸体１１３を回転可能に支持して成るものである。なお多管式加熱管１１を回転させるための動力源として機枠Ｆ上にモータＭが具えられる。
そして前記軸体１１３の両端にはロータリージョイント１１５ａ、１１５ｂが取り付けられ、チューブ束１１６と接続される。また軸体１１３と本体シェル１０との間には、外気との遮断のためのシール機構が設けられている。
またチューブ束１１６の側周部には、複数のリフタ１１７及び適宜の角度を持たせた送り羽根１１８が取り付けられたアングル１１１が多数（この実施例では１２本）具えられるものであり、これらよって被処理物は掻き上げられて前記チューブ束１１６に接触するとともに投入口１０１側から排出口１０２側に進むこととなる。
【００４３】
次に前記投入装置２について説明すると、このものは一例としてホッパ２０を具えたモノポンプが適用されるものであり、その排出口は前記乾燥機１における投入口１０１に適宜の管路で接続される。
なお図５に示す乾燥・濃縮装置Ｈ′では、ホッパ２０′は真空脱気可能な構造とされ、乾燥機１′における本体シェル１０′内への空気の混入防止が図られているが、前述したように本発明の乾燥・濃縮装置Ｈにおいてはこのような構造は必要とされない。
【００４４】
次に前記バグフィルタ３について説明すると、この実施例では一例としてシェーキング式バグフィルタが採用されるものであり、前記本体シェル１０における排気口１０４に接続される。そして適宜の揺動機構によってフィルタエレメント３０に振動を与え、目詰まりした粉塵等を除去することが可能となっている。なおこのほかにも逆洗式をはじめ種々のものをバグフィルタ３として採用することができる。
【００４５】
次に前記循環路４について説明すると、この管路は、前記多管式加熱管１１におけるロータリージョイント１１５ａとロータリージョイント１１５ｂとの間を結んで形成された閉路であって、その途中に複数の機器が具えられて成るものである。具体的にはロータリージョイント１１５ｂに近い側から、リザーブタンク４１、流量制御弁４２、圧力センサ４３、熱交換器４５、温度センサ４６、温度センサ４７、圧力センサ４８が具えられている。また前記リザーブタンク４１には、リミットスイッチ４１ａ、４１ｂが上下二か所に具えられている。
また前記熱交換器４５とロータリージョイント１１５ａとの間には圧縮機５が具えられるものであり、このような構成が採られることにより、循環路４内に封入された熱媒体としての蒸気を圧縮機５によって昇温・昇圧し、多管式加熱管１１に供給するとともに、多管式加熱管１１から排出される温度の低下した蒸気を熱交換器４５において昇温し、再度圧縮機５によって昇温・昇圧することにより、循環使用することが可能とされている。
なお前記リザーブタンク４１には、ドレン排出弁４９が具えられた管路が接続されており、この管路が、乾燥・濃縮装置Ｈを構成する機器である投入装置２や本体シェル１０のジャケット等に接続されることにより、多管式加熱管１１から排出される熱媒体（ドレンＤ）の熱を、これら機器の熱源として供することができるように構成されている。
【００４６】
次に前記圧縮機５について説明すると、この実施例では一例としてスクリュー式蒸気圧縮機が採用されるものであり、このものは低消費電力でありながらも、圧縮比が高い機器である。またこの実施例では一例として９０ｋＰａ−ａｂｓ、１００℃、過熱度３度の過熱蒸気Ｓ４を、０．４ＭＰａＧ、１５８℃、過熱度７度にまで圧縮することができる能力を有するものが採用される。このため過熱蒸気Ｓ５の温度と、被処理物の温度との差を大きくとることができ、乾燥機１を小型化することが可能となるものである。
【００４７】
ここで前記圧縮機５としてのスクリュー式蒸気圧縮機について説明すると、このものは図４に示すように、ケーシング５２に形成されたスクリュー室５２ａ内に一対のスクリュー５３、５４が咬み合わせ状態で具えられ、給気口５５からスクリュー室５２ａ内に流入した過熱蒸気Ｓ４をスクリュー５３、５４によって圧縮し、昇温された状態で排気口５６から排出するように構成されて成るものである。
また前記スクリュー室５２ａには、注水口５７が形成されており、この注水口５７からスクリュー室５２ａ内に冷却水を供給することにより、スクリュー室５２ａ内において圧縮される過熱蒸気Ｓ４の過熱度を制御することが可能となるものである。
また前記圧縮機５としては前記圧縮能力を実現することができるものであれば、多段ルーツ型圧縮機、多段ターボブロワ等を採用することもできる。
なお図５に示す乾燥・濃縮装置Ｈ′においては、圧縮機５１′と圧縮機５２′との間に、気体中のミストを除去するためのミストセパレータが具えられているが、本発明の乾燥・濃縮装置Ｈにおいては、後述するように過熱蒸気Ｓ４が圧縮機５に供給され、適宜に過熱度が制御された過熱蒸気Ｓ５となって排出されるため、このようなミストセパレータは不要となるものである。
【００４８】
また乾燥・濃縮装置Ｈには蒸気発生装置８が具えられるものであり、Ｕ字形、直管形、ヘリカルコイル形等適宜の装置が適用される。そしてこの蒸気発生装置８から後述するように、スーパーヒータ６、ロータリージョイント１１５ａ（循環路４）及び蒸気供給口１０６に蒸気Ｓ０が供給されるように配管されている。
【００４９】
ここで蒸気Ｓ０は、過熱蒸気Ｓ１とされた後に乾燥機１におけるキャリアガス口１０３に供給されるものであり、このためのスーパーヒータ６がキャリアガス口１０３の前段に具えられる。この実施例では、スーパーヒータ６は一例として電気ヒータが適用されるものであり、減圧弁８１により０．４ＭＰａＧでおよそ１５１℃の飽和蒸気とされた蒸気Ｓ０を、常圧の１６０℃（過熱度６０度）の過熱蒸気Ｓ１とすることができる程度の能力のものが適用される。
なおスーパーヒータ６の過熱蒸気Ｓ１の吐出側に温度センサ７０を具え、この温度センサ７０の測定値が所望の値（上述の例であれば１６０℃）となるように、スーパーヒータ６による加熱が制御されるものとする。
【００５０】
また前述のように、蒸気発生装置８からロータリージョイント１１５ａに補助蒸気を供給できるように構成されるものであり、前記循環路４におけるロータリージョイント１１５ａ付近には、減圧弁８３と流量調節弁８４とが具えられた蒸気配管経路が接続される。
なお詳しくは後述するが、循環路４内に位置する蒸気が、リザーブタンク４１及びドレン排出弁４９を通じてドレンＤとして外部に排出されたときに、これを補充すべく前記蒸気配管経路を通じて循環路４に補助蒸気が供給されるものである。なお乾燥機１の起動時等、多管式加熱管１１が十分温度上昇していない場合にも、多管式加熱管１１を加熱するために前記蒸気配管経路を通じてロータリージョイント１１５ａに補助蒸気が供給されるものである。
【００５１】
なお前記過熱蒸気Ｓ１は常圧とされるものであるが、ここでいう常圧とは、概ね大気圧（１気圧）を意味するものであり、気象条件や地理的条件によって変動するものである。
また前記過熱蒸気Ｓ１を常圧とする目的は、乾燥系内（被処理物が存在する本体シェル１０内の空間及びこれに連通する空間）への外気の吸い込み、あるいは、当該乾燥系から外気側への過熱蒸気Ｓ２のリークを防止するためである。
そしてこのような過熱蒸気Ｓ１の圧力が、大気圧に対して−１〜＋１ｋＰａの範囲であれば、一般的且つ簡易なシール材あるいはシール機構により、外気の吸い込みあるいは外気側への過熱蒸気Ｓ２のリークを防止することが可能となる。なお本明細書中において「常圧」とは、前記大気圧に対して−１〜＋１ｋＰａの範囲を含むものである。
もちろんより気密性を高めることができるシール材あるいはシール機構を採用すれば、過熱蒸気Ｓ１の圧力を、より広い範囲で許容することが可能となる。
【００５２】
本発明の乾燥・濃縮装置Ｈは一例として上述したように構成されるものであり、以下この装置の運転方法と併せて本発明の乾燥・濃縮方法について説明する。
（１）乾燥機の準備
まず被処理物の投入に先立って、乾燥機１における多管式加熱管１１及び本体シェル１０を昇温しておくものであり、モータＭを起動して多管式加熱管１１を回転させた状態で、ロータリージョイント１１５ａ、キャリアガス口１０３及び蒸気供給口１０６に補助蒸気を供給する。
また、上記の乾燥機１の準備に際しては、多管式加熱管１１内に生じたドレンＤや、リークにより入り込んだ空気などの非凝縮性ガスを、循環路４に設けられたドレン排出経路（図示省略）及び被凝縮性ガス排出経路（図示省略）を通じて循環路４から排出させておく。
ここで、排出口１０２側の鏡板１１２内には温度センサ７１が具えられており（詳しくは温度センサ７１のセンシングを行う先端部分のみが鏡板１１２内に挿入されている。）、上記多管式加熱管１１の温度を測定している。この温度センサ７１は、後述するドレン排出管（図示省略）と共に、ロータリージョイント１５１ｂを経由して軸体１１３の内部を通り、排出口１０２側の鏡板１１２内に配置されるものである。
そして、上述のドレンＤや非凝縮性ガスが排出され、前記温度センサ７１が所定の温度に達した後、ポンプＰ１を起動することにより、乾燥・濃縮装置Ｈの乾燥系内（被処理物が存在する本体シェル１０内の空間及びこれに連通する空間）の非凝縮性ガスの排出を行いつつ、乾燥系内の雰囲気が過熱蒸気Ｓ１と置換されるものである。また熱交換器４５とポンプＰ１との間にドレンＤが生じたときには、ドレン排出ポンプＰ２を起動してドレンＤを排出する。
【００５３】
（２）脱気処理
次いで投入装置２におけるホッパ２０に供給された被処理物（一例として有機汚泥）を脱気処理しておく。その後、更にホッパ２０内に過熱蒸気Ｓ１を満たしておくことが好ましい。
【００５４】
（３）熱媒体の循環
次いで圧縮機５を起動して、循環路４内に位置する熱媒体としての蒸気を昇温・昇圧し、過熱蒸気Ｓ５として多管式加熱管１１に供給するものである。
なお多管式加熱管１１から排出される温度の低下した過熱蒸気Ｓ５は、リザーブタンク４１内にドレン状態で貯留された後、流量制御弁４２を経由して湿り蒸気Ｓ３となり、この湿り蒸気Ｓ３が熱交換器４５において昇温されて過熱蒸気Ｓ４となり、この過熱蒸気Ｓ４が圧縮機５によって昇温・昇圧されて過熱蒸気Ｓ５として再度多管式加熱管１１に供給される。
【００５５】
また前記圧縮機５は、熱交換器４５において昇温されることにより、確実に過熱状態とされた過熱蒸気Ｓ４を圧縮して過熱蒸気Ｓ５とするため、ミストあるいはドレンが発生することがなく、この結果、圧縮機５の液圧縮による損傷が確実に回避されることとなる。
具体的には以下に説明するように、リザーブタンク４１内のドレンあるいは蒸気が流量制御弁４２を通過することで湿り蒸気Ｓ３となり、熱交換器４５を経由することにより乾燥機１の排気口１０４から排気されるキャリアガスの熱を取り込んで過熱蒸気Ｓ４になるものである。
乾燥機１に被処理物が投入されれば、排気口１０４から排気されるキャリアガスには被処理物からの水分が含まれることになり、この水分を含んだキャリアガスが熱交換器４５を通過することにより湿り蒸気Ｓ３に熱を与えることになる。
また前記圧力センサ４３によって湿り蒸気Ｓ３の圧力が測定され、前記温度センサ４６によって過熱蒸気Ｓ４の温度が測定され、これらの圧力と温度の測定値が、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）により演算されて過熱度が求められる。そして過熱蒸気Ｓ４の過熱度を所望の過熱度とするためには、図示しない制御回路により流量制御弁４２の弁の開度が制御される。
【００５６】
次いで、循環路４内を通って圧縮機５に到達した過熱蒸気Ｓ４（例えば温度１００℃、９０ｋＰａ−ａｂｓ）は、スクリューの作用によって圧縮・昇温されて（例えば温度１５８℃、圧力０．４ＭＰａＧ）過熱蒸気Ｓ５（過熱度７度）となってロータリージョイント１１５ａに供給される。そして過熱蒸気Ｓ５は、軸体１１３内を通過して鏡板１１２に入り、チューブ束１１６内を通過するものであり、この過程で後述するように、多管式加熱管１１の管外面に接触する被処理物に対して、過熱蒸気Ｓ５の顕熱及び潜熱が伝導されるため、被処理物からの水分の蒸発を促進することができる。
【００５７】
なお、圧縮機５のスクリュー５３、５４の回転数は、前記圧力センサ４３の圧力値をもとに制御される。すなわち、流量制御弁４２を通過後の湿り蒸気Ｓ３の圧力を測定し、その圧力が例えば９０ｋＰａ−ａｂｓとなるように圧縮機５のスクリュー５３、５４の回転数が制御されて過熱蒸気Ｓ４の圧縮機５への吸込量が制御される。
また、圧縮機５から吐出される過熱蒸気Ｓ５の温度と圧力は、それぞれ温度センサ４７、圧力センサ４８により測定される。そして、この温度センサ４７と圧力センサ４８の測定値が、例えば、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）により演算されて過熱蒸気Ｓ５の過熱度が求められる。過熱蒸気Ｓ５の過熱度を所望の過熱度とするためには、注水調節弁５８の開度が制御され、圧縮機５のスクリュー５３、５４における過熱蒸気Ｓ４の圧縮・昇温がなされている部分（スクリュー室５２ａ）に注水され、それにより過熱蒸気Ｓ５の過熱度が制御される。
また過熱度は例えば循環路４の放熱による過熱蒸気Ｓ５の温度下降分を見込んで、例えば多管式加熱管１１に１４０℃の過熱蒸気Ｓ５を供給したい場合、温度降下分が５度であれば、圧縮機５１から吐出された直後の過熱蒸気Ｓ５の温度が１４５℃となる様に、過熱度を注水調節弁５８により調節すればよい。
なお、ここでは注水を圧縮機５のスクリュー室５２ａに行なうことで説明したが、スクリュー室５２ａから吐出される過熱蒸気Ｓ５に対して注水しても構わない。その際は、スプレーノズル等を用いて噴霧状態で注水するのが好ましい。
【００５８】
（４）被処理物の乾燥とキャリアガスの供給
次いで投入装置２から投入口１０１を通じて本体シェル１０内に被処理物を投入するものであり、このものは送り羽根１１８の作用によって投入口１０１側から排出口１０２側に移動し、更にリフタ１１７によって掻き上げられてチューブ束１１６等と接触し、この際、熱を受けて水分が蒸発するものである。
このとき投入口１０１は多管式加熱管１１の長手方向に沿って複数個所に形成されているため、多管式加熱管１１の熱伝導面を有効に使用することができ、乾燥効率が高められる。
またポンプＰ１を起動することにより、スーパーヒータ６によって生成された過熱蒸気Ｓ１（常圧、約１６０℃）が、キャリアガスとしてキャリアガス口１０３を通じて本体シェル１０内に供給されるものであり、被処理物から蒸発した水蒸気はこのキャリアガスに速やかに取り込まれることとなる。なお過熱蒸気Ｓ１によっても被処理物が加熱されるため、水分蒸発が促進されるものである。
そして排出口１０２に達した有機汚泥は乾燥品となった状態で排出され、次工程に移送される。
【００５９】
（５）キャリアガスの排気と過熱状態の維持
一方、被処理物から蒸発した水蒸気を取り込んだキャリアガス（過熱蒸気Ｓ１）は、排気口１０４から本体シェル１０の外部に排気されるものであり、この排気は過熱状態が維持された状態とされる（過熱蒸気Ｓ２）。具体的には、バグフィルタ３と熱交換器４５との間を結ぶ管路に具えられる温度センサ７３によって過熱蒸気Ｓ２の温度を測定し、この値に基づいて蒸気Ｓ０の流量を流量調節弁８２により制御して、過熱蒸気Ｓ２の過熱状態を維持するものである。
一方で、前記圧力センサ７２が、本体シェル１０内の被処理材料が存在する空間の圧力を測定しており、その圧力が大気圧に対して−１〜＋１ｋＰａ（すなわち−１〜＋１ｋＰａＧ）の範囲に収まるように、ポンプＰ１の例えば回転数を制御して排気が行なわれる。
なお本体シェル１０、排気口１０４、バグフィルタ３及び管路に、例えばトレース用の電気ヒータを施工し、この電気ヒータによりキャリアガスを所望の過熱状態に維持するよう温度センサ７３を用いて制御を行うようにしてもよい。
【００６０】
また前記排気口１０４から排出される過熱蒸気Ｓ２に含まれる少量の微粉は、バグフィルタ３において分離される。なおバグフィルタ３の目詰まりが進行したときには適宜シェーキング機構を作動させて微粉の除去を行うようにするものであり、この場合、逆洗用の気体を用いないで微粉を払い落とすことができ、バグフィルタ３の圧力損失の増大を回避することができる。なお前記シェーキング機構による微粉の除去が困難な場合、フィルタエレメント３０の逆洗を行うことが必要になるが、この場合、逆洗用の気体として過熱蒸気を用いることが好ましく、例えば、過熱蒸気Ｓ１をバグフィルタ３の適宜の逆洗機構（図示省略）に供給して逆洗が行われる。
【００６１】
（６）ドレンの活用
なお前記リザーブタンク４１においては、リミットスイッチ４１ａ、４１ｂによってタンク内の液量が検出されるものであり、リミットスイッチ４１ａによって液高が検出された場合には、ドレン排出弁４９が開かれてドレンＤが乾燥・濃縮装置Ｈを構成する機器である投入装置２や本体シェル１０のジャケット等に供給され、これら機器の熱源として供されるものである。やがてリミットスイッチ４１ｂによって液高が検出された時点でドレン排出弁４９が閉じられる。
【００６２】
ここで本発明の乾燥・蒸発装置Ｈによって有機汚泥を処理する場合の蒸気Ｓ０、過熱蒸気Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５及び湿り蒸気Ｓ３の温度及び圧力の一例を以下に示す。
Ｓ０：１５１℃        ０．４ＭＰａＧ
Ｓ１：１６０℃      −１〜１ｋＰａＧ
Ｓ２：１１２℃      −１〜１ｋＰａＧ
Ｓ３：  ９７℃          ９０ｋＰａ−ａｂｓ
Ｓ４：１００℃          ９０ｋＰａ−ａｂｓ
Ｓ５：１５８℃        ０．４ＭＰａＧ
【００６３】
また本発明によれば、前記被処理物を連続処理することができるため、バッチ式の場合に生じていた、乾燥の進行に伴う蒸発量の減少に起因する効率低下を回避することができる。また被処理物の性状が均一である場合には、本体シェル１０内への過熱蒸気Ｓ１の供給量を一定とし、また多管式加熱管１１への過熱蒸気Ｓ５の供給量を一定とすることができるため、安定した運転を行うことができるものである。
また圧縮機５から吐出する蒸気を飽和蒸気とし、圧縮機５からロータリージョイント１１５ａにかけて、例えばトレース用の電気ヒータを施工し、前記の温度センサ４７と圧力センサ４８とによりこの電気ヒータを制御して、圧縮機５から吐出される飽和蒸気を所望の過熱度に変更することもできる。
【００６４】
なお上記の説明では、本体シェル１０内に被処理物が存在していない状態から開始する場合について述べたが、予め適宜乾燥した被処理物を、例えば、本体シェル１０に形成された側面開口１０８の蓋板を外して本体シェル１０内に投入し、適宜充填してから上述の乾燥機１の準備を経て、投入口１０１を通じた被処理物の投入を開始するようにしてもよい。
更に、乾燥運転終了段階において、本体シェル１０内の被処理物を全て排出せずに、適宜の量を残した状態で乾燥運転を終了し、次の運転開始時には、その前の乾燥運転終了時に本体シェル１０内に残した被処理物が存在する状態から上述の乾燥機１の準備を経て、被処理物の投入を開始するようにしてもよい。
【００６５】
また上述した実施例では、過熱装置として多管式加熱管１１を用いたが、多管式加熱管１１の管の代わりに中空のディスク状の伝熱部材や、中空のパドル状の伝熱部材を適用し、その内部に過熱蒸気Ｓ５を供給することも可能である。
また加熱装置として、例えば本体シェル１０の外面にジャケットを設け、このジャケットに過熱蒸気Ｓ５を供給することにより、本体シェル１０の被処理物側を伝熱面とし、本体シェル１０の内部には被処理物を撹拌するのみの撹拌体を具えるだけの構成のものを採用することもできる。
【符号の説明】
【００６６】
Ｈ        乾燥・濃縮装置
１        乾燥機
１０      本体シェル
１０１    投入口
１０２    排出口
１０３    キャリアガス口
１０４    排気口
１０５    ロータリーバルブ
１０６    蒸気供給口
１０７    ドレン口
１０８    側面開口
１１      多管式加熱管（加熱管）
１１１    アングル
１１２    鏡板
１１３    軸体
１１４    軸受ブロック
１１５ａ  ロータリージョイント
１１５ｂ  ロータリージョイント
１１６    チューブ束
１１７    リフタ
１１８    送り羽根
２        投入装置
２０      ホッパ
３        バグフィルタ
３０      フィルタエレメント
４        循環路
４１      リザーブタンク
４１ａ    リミットスイッチ
４１ｂ    リミットスイッチ
４２      流量制御弁
４３      圧力センサ
４５      熱交換器
４６      温度センサ
４７      温度センサ
４８      圧力センサ
４９      ドレン排出弁
５        圧縮機
５２      ケーシング
５２ａ    スクリュー室
５３      スクリュー
５４      スクリュー
５５      給気口
５６      排気口
５７      注水口
５８      注水調節弁
６        スーパーヒータ
７０      温度センサ
７１      温度センサ
７２      圧力センサ
７３      温度センサ
８        蒸気発生装置
８１      減圧弁
８２      流量調節弁
８３      減圧弁
８４      流量調節弁
Ｄ        ドレン
Ｆ        機枠
Ｍ        モータ
Ｐ１      ポンプ
Ｐ２      ドレン排出ポンプ
Ｓ０      蒸気
Ｓ１      過熱蒸気
Ｓ２      過熱蒸気
Ｓ３      湿り蒸気
Ｓ４      過熱蒸気
Ｓ５      過熱蒸気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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