(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥装置であって、
厨芥等の被乾燥物を収容する円筒形状の胴部を有する乾燥容器と、
前記乾燥容器の底部に装着され、少なくとも一枚のリング状のプレートからなるバッフルを含み、前記バッフルの外方から温水が供給され、前記バッフルの切欠と前記乾燥容器の底部との間に形成された隙間を介して、供給された温水が移動し、前記移動した温水が前記バッフルの内方から排出されることによって前記乾燥容器の底面を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器内であって、前記バッフルの内方に接続され、前記供給された温水に含まれた気泡を除去する除去手段とを備えた、乾燥装置。
【請求項２】
前記乾燥容器の底部の前記熱交換器側の面は、周辺部から中央部にかけて高くなるような勾配を有する、請求項１記載の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、乾燥装置に関し、特に厨芥等の被乾燥物を収容加熱し、その水分を蒸発して乾燥させる真空乾燥装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
厨芥等の被乾燥物を収容した乾燥容器を真空に減圧して沸点を下げる一方、ヒートポンプを用いて、その温熱により乾燥容器を加熱して被乾燥物より水分を蒸発させると共にこの蒸発した水分をヒートポンプで発生する冷熱により凝縮させて水に戻し、この水分を装置外に排出する真空乾燥装置が知られている。
【０００３】
図７は、このような真空乾燥装置の概略構成を示した図である。
図を参照して、真空乾燥装置は、大きくは厨芥等の被乾燥物が収容される密閉容器状の乾燥容器２０１と、乾燥容器２０１に蒸気排出管１１を介して接続される凝縮器２０３と、ヒートポンプ式チラーユニット等からなる冷温熱発生装置２０５と、凝縮器２０３及び蒸気排出管１１を介して乾燥容器２０１の内部を真空状態にするための真空ポンプ３３とから構成される。尚、乾燥容器２０１の底部には攪拌駆動部６９に接続された攪拌アーム及びスクレーパ（図示せず）が取付けられている。
【０００４】
冷温熱発生装置２０５は圧縮機１９を中心として、凝縮ユニット２１と、膨張弁２３と、蒸発ユニット２５とから構成され、各々その中に例えばフロン等の冷媒が封入される冷媒管３０１ａ〜３０１ｄによって相互に接続されている。蒸発ユニット２５の出口と凝縮器２０３の入口には往き冷水管２０７ａが接続され、蒸発ユニット２５の入口と凝縮器２０３の出口には戻り冷水管２０７ｂが接続されており、戻り冷水管２０７ｂにはポンプ２７が設置され、ポンプ２７の上流側には膨張タンク１３が、その下流側には水流スイッチ２８が取付けられている。
【０００５】
一方、凝縮ユニット２１の出口と乾燥容器２０１の入口とには往き温水管２０９ａが接続され、凝縮ユニット２１の入口と乾燥容器２０１の出口とには戻り温水管２０９ｂが接続されている。戻り温水管２０９ｂには膨張タンク１５が設置され、その下流側には水流スイッチ３０３とファンクーリングユニット１７が取付けられている。又、凝縮器２０３の下部にはポンプ３１が取付けられ、その下流に凝縮器２０３に設けられた水位検知器３９と連動して開閉する電磁弁３７が取付けられている。更に、真空ポンプ３３は、逆止弁３４を介して排気管３６によって凝縮器２０３に接続され、その下流側には排出ベント３５が設けられている。
【０００６】
図８は図７における乾燥容器２０１の内部構造を示す概略断面図である。
図を参照して、乾燥容器２０１は円筒形状を有する胴部５５と胴部５５の底縁に接続する底部５７と胴部５５の上縁に接続する鏡部５９とから構成される。底部５７の下部は温水熱交換器７７となっており、温水熱交換器７７には、往き温水管２０９ａに接続される往き温水管接続部７５ａと戻り温水管２０９ｂに接続される戻り温水管接続部７５ｂとが取付けられている。胴部５５には乾燥処理された被乾燥物を取り出すための排出口６５が設けられ、鏡部５９には被乾燥物を投入するための投入口６１と蒸気排出管１１に接続される蒸気管接続部６３とが取付けられている。被乾燥物の攪拌装置として、底部５７の中央部を貫通して攪拌駆動部６９に接続される回転軸６７に複数の攪拌アーム７１が取付けられ、攪拌アーム７１の各々の端部にはスクレーパ７３が取付けられている。
【０００７】
以下、この従来の真空乾燥容器の動作について簡単に説明する。
被乾燥物が乾燥容器２０１に収容され乾燥処理が開始されると、真空ポンプ３３がＯＮとなり、乾燥容器２０１の内部の水蒸気を含んだ空気を蒸気排出管１１及び凝縮器２０３を介して排出する。これによって、乾燥容器２０１内部は負圧になり、その沸点が下がり被乾燥物からの水分が蒸発し易い状態となる。尚、運転が開始されると、乾燥容器内に取付けられた攪拌アーム７１が攪拌駆動部６９によって回転し、被乾燥物を攪拌してその水蒸気の発生を促進する。
【０００８】
一方、冷温熱発生装置２０５では圧縮機１９が動作を開始し、冷媒の圧縮、凝縮、膨張、蒸発の各工程により、蒸発ユニット２５においては、ポンプ２７の動作によって往き冷水管２０７ａおよび戻り冷水管２０７ｂを循環する水に対して冷熱を与える。この冷熱は凝縮器２０３において乾燥容器２０１から、蒸気排出管１１を介して流入する水蒸気を冷やし、そこで凝縮させる。この凝縮水は、水位検知器３９によって所定水位が検知されると、電磁弁３７を”開”としてポンプ３１を所定時間駆動することによって装置外に排出される。又、凝縮ユニット２１においては、ポンプ２９の動作によって往き温水管２０９ａおよび戻り温水管２０９ｂを循環する水に対して温熱を与える。この温熱は乾燥容器２０１の温水熱交換器７７において被乾燥物を熱し、水分の蒸発を促進する。このようにして、従来の真空乾燥装置は厨芥等の被乾燥物を加熱乾燥してその水分を除去している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のような従来の乾燥装置では、乾燥容器２０１の温水熱交換器７７による被乾燥物の加熱効果が十分ではなかった。即ち、温水熱交換器７７に流入する温水には、冷温熱発生装置２０５の凝縮ユニット２１において加熱されて温熱を付与されたときに気泡が含まれるが、この気泡が温水熱交換器７７の上面に移動して空気断熱層となり、底部５７を介しての熱交換効率を低下させるからである。又、往き温水管２０９ａから流入した温水は層流状態で戻り温水管２０９ｂに達し、そこから流出するため、温水に保有された温熱を十分有効に被乾燥物の加熱に使用しているとは言えなかった。そのため、全体として、被乾燥物の蒸発処理に時間がかかることになる。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、温熱を有効に利用して効率的な被乾燥物の加熱を実現する乾燥装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる乾燥装置は、乾燥装置であって、厨芥等の被乾燥物を収容する円筒形状の胴部を有する乾燥容器と、乾燥容器の底部に装着され、少なくとも一枚のリング状のプレートからなるバッフルを含み、バッフルの外方から温水が供給され、バッフルの切欠と乾燥容器の底部との間に形成された隙間を介して、供給された温水が移動し、移動した温水がバッフルの内方から排出されることによって乾燥容器の底面を加熱する熱交換器と、熱交換器内であって、バッフルの内方に接続され、供給された温水に含まれた気泡を除去する除去手段とを備えたものである。
【００１２】
請求項２の発明にかかる乾燥装置は、請求項１の乾燥装置において、乾燥容器の底部の熱交換器側の面が、周辺部から中央部にかけて高くなるような勾配を有するものである。
請求項１の発明においては、乾燥容器の下面を加熱する熱交換器がバッフル形式であるので乱流が生じ、かつ供給された温水に含まれた気泡が除去手段によって除去される。
【００１３】
請求項２の発明においては、請求項１の発明の作用に加えて、乾燥容器の底部が周辺部から中央部にかけて高くなる勾配を有する。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上説明したとおり、乾燥容器の下面を加熱する熱交換器がバッフル形式であり、かつ供給された温水に含まれた気泡が除去手段によって除去されるので、熱交換が乱流伝熱に基づくものとなり、かつ、乾燥容器の下面との間に空気断熱層ができなくなるので、効率的な熱交換が可能になる。
【００１５】
請求項２の発明は以上説明したとおり、請求項１の発明の効果に加えて、乾燥容器の底部が周辺部から中央部にかけて高くなる勾配を有するので、流入した温水に含まれた気泡が常時移動しながら除去されるため、乾燥容器に対する安定した熱交換が可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施例による真空乾燥装置の構成を示した図であり、図２は、図１における乾燥容器２０１の内部構造を示す概略断面図である。
これらの図を参照して、その構成について説明するが、ここでは、図７及び図８で示した従来の真空乾燥装置と比べた場合の相違点について主に説明する。
【００１７】
図を参照して、乾燥容器２０１の底部５７の下面にはバッフル形式の温水熱交換器７７が装着されている。温水熱交換器７７の底板８７には、往き温水管２０９ａが接続される往き温水管接続部７５ａが回転軸６７に対して外周側に取付けられており、戻り温水管２０９ｂが接続される戻り温水管接続部７５ｂが内周側に取付けられている。又、温水熱交換器７７の内周側には流入した温水に含まれる気泡を除去するための気泡抜き管９９が設置されており、気泡抜き管９９と膨張タンク１５とは排出回路８５（内径５ｍｍ程度の細管で良い）を介して接続される。気泡を含んだ温水は温水熱交換器７７の内周側上部から取り出され、排出回路８５を通って膨張タンク１５に放出される。膨張タンク１５に放出された気液混合の温水は、そこで気液分離され、温水は排出回路８５を介して戻り温水管２０９ｂに戻される。一方、膨張タンク１５で分離された空気成分は一部の温水と共に排出管９１に放出される。このようにして、温水の大部分は温水循環経路に戻され、その温熱の損失を最小限にして装置全体の加熱処理の効率を高める。
【００１８】
図３は、図２の乾燥容器２０１の底面に装着された温水熱交換器７７を構成するバッフルの形状を示した斜視図であり、図４は、図３の”Ｙ”部の拡大斜視図であり、図５は、図２の”Ｘ”部の拡大断面図である。
これらの図を参照して、温水熱交換器７７の具体的構造について説明する。
温水熱交換器７７は、その温水熱交換器７７にリング状に形成された溝５６にゴムパッキン５８を介して設置される、３枚のリング状のバッフル９３ａ〜バッフル９３ｃよりなるバッフル形式の熱交換器である。バッフル９３ａ〜バッフル９３ｃの各々の上部には所定間隔で複数のゲート５２が形成され、その下部には各々少なくとも１か所の排水口５４ａ〜排水口５４ｃが形成されている。尚、排水口５４ａ〜５４ｃの高さは、溝５６に設置したとき底板８７の上面より少なくとも上方となるように定められる。バッフル９３ａ〜バッフル９３ｃのゲート５２が形成されていない上面は、乾燥容器２０１の底部５７の下面に押圧された状態で組み込まれ、温水の通過を阻止する。
【００１９】
図３で示されているように、一番外側に設置される往き温水管２０９ａはバッフル９３ａの外側に位置し、２０９ｃ及び気泡抜き管９９は一番内側に設置されるバッフル９３ｃと駆動軸９５が貫通する駆動台９７との間に位置している。又、気泡抜き管９９は図５に示されているように、底板８７を貫通して温水熱交換器７７の内部で駆動台９７に向かうようにその先端が曲げられており、その先端と乾燥容器２０１の底部５７の下面との間に僅かな隙間が形成されるように底板８７に取り付けられる。又、底部５７の下面、即ち温水熱交換器７７側の面は、その外周部から内周部にかけて徐々に高くなる勾配（約８０分の１）を有している。
【００２０】
次に、温水熱交換器７７の動作について説明する。
運転が開始されると、所定温度に上昇した温水が往き温水管２０９ａを介して往き温水管接続部７５ａから温水熱交換器７７の内部に流入する。流入した温水は、図３で矢印で示されているように、バッフル９３ａ〜バッフル９３ｃの各々に形成されたゲート５２を次々に通って戻り温水管接続部７５ｂに向かう。温水はバッフル９３のゲート５２のみを通って移動するため乱流となり、その熱攪拌効果によって伝熱効率を高める。又、往き温水管接続部７５ａから流入した温水に含まれている気泡は上昇して底部５７の下面に付着するが、底部５７の下面は外周側から内周側へ高くなる勾配が形成されているため、気泡はバッフル９３ａ〜バッフル９３ｃの各々に形成されているゲート５２を通って中央部側に移動する。温水熱交換器７７の中央部には気泡抜き管９９が設置されているため、気泡を含んだ温水は連続的に気泡抜き管９９を介して外部に取り出され、膨張タンク１５に放出される。従って、温水に含まれた気泡は常時除去されるので底部５７の下面には空気断熱層ができず直接温水が接する状態になる。そのため、温水熱交換器７７の乾燥容器２０１に対する伝熱効果を低下させず、温水に含まれた温熱を有効に利用できる。
【００２１】
尚、上記実施例では、気泡抜き管９９は駆動台９７を中心として戻り温水管接続部７５ｂに対向した位置に一か所設置しているが、温水に含まれた気泡除去の観点からは複数設置した方がより効果的である。図６は気泡抜き管を複数設けた場合の設置位置を駆動軸９５を中心として戻り温水管接続部７５ｂとの関係で示した平面図である。
【００２２】
図６の（１）  は、気泡抜き管を２本設けた例であり、図６の（２）  は、気泡抜き管を３本設けた例であり、図６の（３）  は、気泡抜き管を４本設けた例である。
なお、上記実施例では、バッフルは３枚としているが、この枚数は乾燥容器の大きさ等によって定めれば良く、又バッフルに形成されているゲートの形状も乱流が発生しよい形状であれば他の形状でも良いことは言うまでもない。
【００２３】
更に、上記実施例では、真空乾燥装置に本願発明を適用しているが、真空ポンプを用いることなく乾燥を行なうような乾燥装置にも、同様にこの発明の思想が適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例による真空乾燥装置の構成を示した図である。
【図２】図１で示されている乾燥容器２０１の内部の概略構造を示した図である。
【図３】図２の温水熱交換器７７に用いられているバッフルの具体的構造を示した斜視図である。
【図４】図３の”Ｙ”部の拡大斜視図である。
【図５】図２の”Ｘ”部の拡大断面構造図である。
【図６】この発明の他の実施例による気泡抜き管の配置を示した平面図である。
【図７】従来の真空乾燥装置の構成を示した図である。
【図８】図７で示されている乾燥容器２０１の内部の概略構造を示した図である。
【符号の説明】
５２  ゲート
５７  底部
７７  温水熱交換器
９３ａ〜９２ｃ  バッフル
９９  気泡抜き管
２０１  乾燥容器
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【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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【図７】
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【図８】
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