(57)【要約】【課題】  装置のコンパクト化、脱水能力の安定化、加熱乾燥能力の効率化、及び既成の回収袋に入れたままでの利用という課題を解決し得る減圧脱水装置の提供。【解決手段】  脱水対象物１を入れた回収袋２を収容する加熱・減圧槽３と、加熱・減圧槽３から発生した水蒸気を含む気体を導入し冷却する凝縮槽４と、熱媒体１１ｅを循環させる循環回路６及び循環手段７を備え、加熱・減圧槽３は、収容した回収袋２の外面に面する位置に、当該位置及び循環回路６を流通する熱媒体１１ｅを加熱する固定加熱部５を備えると共に、固定加熱部５で加熱された熱媒体１１ｅが流通し回収袋２の内部に収容された脱水対象物１を直接加熱する移動加熱部１１を備え、凝縮槽４にいたる気体の吸気口１５ａを加熱・減圧槽３の上部に設けた減圧脱水装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱水対象物（１）を入れた回収袋（２）を収容する加熱・減圧槽（３）と、
加熱・減圧槽（３）から発生した水蒸気を含む気体を導入し冷却する凝縮槽（４）と、
熱媒体を循環させる循環回路（６）及び循環手段（７）を備え、
加熱・減圧槽（３）は、収容した回収袋（２）の外面に面する位置に、当該位置及び循環回路（６）を流通する熱媒体（１１ｅ）を加熱する固定加熱部（５）を備えると共に、固定加熱部（５）で加熱された熱媒体（１１ｅ）が流通し回収袋（２）の内部に収容された脱水対象物（１）を直接加熱する移動加熱部（１１）を備え、
凝縮槽（４）にいたる気体の吸気口（１５ａ）を加熱・減圧槽（３）の上部に設けた減圧脱水装置。
【請求項２】
移動加熱部（１１）は、固定加熱部（５）で加熱された熱媒体（１１ｅ）が循環する内管部（１１ａ）及び内管部（１１ａ）を覆う中空構造の板状部（１１ｂ）を備え、
板状部（１１ｂ）の最深部に面する内管部（１１ａ）の先端部に板状部（１１ｂ）に連通する導入口（１１ｃ）を備え、板状部（１１ｂ）の基部に熱媒体（１１ｅ）を固定加熱部（５）の熱交換路（５ｆ）へ還元する還元口（１１ｄ）を備える前記請求項１に記載の減圧脱水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧下で脱水対象を加熱し、発生した水蒸気を冷却して凝縮し、液化した水分を排出する形式の減圧脱水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記形式の減圧脱水装置が広く用いられてきたが、アスピレータ等を使用することによりコンパクト化が可能な、減圧・加圧による減圧脱水装置（例えば下記特許文献１参照）や、減圧により沸点を下げ、加熱・冷却による減圧脱水装置（例えば下記特許文献２又は特許文献３参照）が紹介されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７０３号公報
【特許文献２】特開２００４−３５８３０６号公報
【特許文献３】特開２００４−７４０１３号公報
【特許文献４】特開平１１−１６９８２１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、前記減圧・加圧による凝縮のみを用いた装置では、設備費削減の観点から温度管理がなされず、季節に応じて脱水能力が不安定となる。
また、前記加熱・冷却による凝縮を用いた装置では、温度管理がなされるものの、投入された脱水対象に対し均一に加熱するには、撹拌等の作業が必要となる他、撹拌するには、既成の回収袋を加熱室に、出し入れ自由とする構成が採れないという問題があった。
【０００５】
また、ゴミを収容し得る容器の収容・取り出しが可能な乾燥処理装置（例えば上記特許文献２参照）も紹介されているが、容器の外表面に乾燥空気を直接当てる手法では、ゴミ容器が合成樹脂製のもの等である場合には、その容器の断熱性によって容器の内部にまで十分熱を与えることができないと言う問題がある他、減圧・加圧による凝縮を用いた場合には、減圧時に空気を引くことによって、加熱・減圧槽内において空気という熱伝導媒体をも失うこととなる。
仮に、熱伝導性の高い容器を用いたとしても、乾燥が進むに従って、乾燥した周りのゴミが断熱材として作用し、ゴミの中心まで十分に加熱乾燥させられないと言う問題がある。
【０００６】
本発明は上記種々の実情に鑑みて成されたものであって、装置のコンパクト化、脱水能力の安定化、加熱乾燥能力の効率化、及び既成の回収袋に入れたままでの利用という課題を解決し得る減圧脱水装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明による減圧脱水装置は、脱水対象物を入れた回収袋を収容する加熱・減圧槽と、加熱・減圧槽から発生した水蒸気を含む気体を導入し冷却する凝縮槽と、熱媒体を循環させる循環回路及び循環手段を備え、加熱・減圧槽は、収容した回収袋の外面に面する位置に、当該位置及び循環回路を流通する熱媒体を加熱する固定加熱部を備えると共に、固定加熱部で加熱された熱媒体が流通し回収袋の内部に収容された脱水対象物を直接加熱する移動加熱部を備え、凝縮槽にいたる気体の吸気口を加熱・減圧槽の上部に設けたことを特徴とする。
【０００８】
移動加熱部は、例えば固定加熱部で加熱された熱媒体が循環する内管部及び内管部を覆う中空構造の板状部を備え、板状部の最深部に面する内管部の先端部に板状部に連通する導入口を備え、板状部の基部に熱媒体を固定加熱部の熱交換路へ還元する還元口を備えるものである。
【０００９】
尚、内管部の先端部が最深部に面すると言うには、導入口から噴出する熱媒体がその循環に際して板状部の最深部に達することを要する。板状部の基部とは、板状部における最深部と相反する方向に位置する部分である。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明による減圧脱水装置は、加熱と減圧の併用によって、撹拌できない構成を低沸点化で補うことができ、加熱・減圧槽の収容した回収袋の外面に面する位置に前記固定加熱部を備える構成によって、仮に、暖気を吹き付ける手法を採った場合において、発生した蒸気を再び脱水対象物に向けて吹きかけることがない構成を採っている。
この様な構成を採用し湿気を帯びた空気が再び乾燥対象物に触れない様にすることで、乾燥の促進と蒸気発生の効率向上を図ることができる。
【００１１】
固定加熱部で加熱された熱媒体が流通し回収袋の内部に収容された脱水対象物を直接加熱する移動加熱部を、ホース等を介して備える構成によって、脱水対象物の内部、即ち、脱水効率が劣るとされる部分を、減圧下にあっても的確に加熱することができ、脱水効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による減圧脱水装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明による減圧脱水装置における熱媒体の循環回路の一例を示す説明図である。
【図３】本発明による減圧脱水装置における吸気回路の一例を示す説明図である。
【図４】本発明による減圧脱水装置における移動加熱部の一例を示す正面及び側方から見た縦断面図である。
【図５】本発明による減圧脱水装置における移動加熱部の一例を示す正面及び側方から見た縦断面図である。
【図６】本発明による減圧脱水装置における回収袋の開口部を支持する手段の一例を示す概略図及び要部拡大図である。
【図７】本発明による減圧脱水装置における回収袋の開口部を支持する手段の一例を示す概略図及び要部拡大図である。
【図８】本発明による減圧脱水装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による減圧脱水装置の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１及び図８に示す例は、脱水対象物１として生ゴミを入れた回収袋２を収容する加熱・減圧槽３と、当該加熱・減圧槽３で発生した気体を導入し冷却する凝縮槽４と、熱媒体を循環させる循環回路６及び循環手段７を備えたものである。
【００１４】
加熱・減圧槽３は、一般にごみ収集袋と呼ばれる上開きの回収袋２を、その口を広げた状態で収容し得る容積を備えたものであって、上に開口し且つロック可能な気密蓋３ｂを備える。また、当該加熱・減圧槽３は、回収袋２の開口部を支持する開口フレーム１７を備えている。
【００１５】
当該例の回収袋２の開口部を支持する手段は、開口フレーム１７と、開口フレーム１７を外側から弾性的に嵌まって覆う挟持フレーム１８とを備える。
開口フレーム１７は、受滴部３ｃに固着したフレーム脚１７ａに支持されたリング状の枠である。開口フレーム１７は、回収袋２の開口面積よりもわずかに狭い等断面の円形リングである。
【００１６】
挟持フレーム１８は、開口フレーム１７と同じ大きさであって、Ｃ字状に湾曲した等断面を有するリング状の枠である。挟持フレーム１８は、Ｃ字状の湾曲が開閉する弾性（バネ性）を有し、閉じた状態において、開口フレーム１７の側面を掴み、開いた状態において、Ｃ字状の隙間部分を開口フレーム１７が通過する（図６参照）。
当該例では、開口フレーム１７への挟持フレーム１８の装着が容易となる様に、挟持フレーム１８の開閉強度を調整する手法として、切り込み又は切欠部を挟持フレーム１８の周に副って間隔をあけて複数設けている。
【００１７】
その他の挟持フレーム１８の構成として、開口フレーム１７よりも大きいリング状の枠を採用しても良い（図７参照）、何れにあっても、開口フレーム１７の開口部に、回収袋２の開口部を下側から通して巻き付け、挟持フレーム１８をその上から装着することによって、回収袋２の開口部全体が両フレーム１７，１８に挟まれて支持され、回収袋２の開口が維持される。
【００１８】
加熱・減圧槽３は、収容した回収袋２の表面の出来るだけ広い領域を直接加熱すべく固定加熱部５を備える。固定加熱部５は、側面及び底面のいずれかのうち、少なくとも、収容した回収袋２に接する底面に面して設ける。因みに、当該例については双方に面して備えている。
【００１９】
固定加熱部５は、流体状の熱媒体５ｅを充填した加熱器５ａと、当該加熱器５ａを熱するヒーター５ｂを備えて構成される。ヒーター５ｂは、固定加熱部５の温度を約５０℃から約８０℃に加熱できる能力を備え、その結果、加熱・減圧槽３の内面を介して回収袋２に収容された生ゴミを３０℃程度に加熱できる能力を備えるものとする。
【００２０】
固定加熱部５のヒーター５ｂは、加熱・減圧槽３の内部雰囲気（凝縮槽４へ導入される気体）の温度を検出する温度センサー５ｃと、当該温度センサー５ｃの検出温度に基づき前記内部雰囲気が約３０℃から約４５℃の範囲における設定温度となる様にヒーター５ｂへの入力電源を制御する温度調整手段５ｄによって温度制御がなされ、これら、固定加熱部５、温度センサー５ｃ、及び温度調整手段５ｄを含めて加熱手段１０を構成する。
【００２１】
加熱器５ａは、それ自体が加熱路５ｇとしてその内部に空気や水や油等の熱媒体１１ｅが一方通行で循環する循環回路６の一部をなし、加熱路５ｇの終端（上部）に、固定加熱部５で加熱された熱媒体１１ｅが流通する移動加熱部１１を接続する構成や（図１参照）、その内部に空気や水や油等の熱媒体１１ｅが一方通行で循環する熱交換路５ｆを固定加熱部５の形状に倣ってスパイラル状に配設すると共に、内部空隙には、熱媒体５ｅが充填され、熱交換路５ｆの終端に、固定加熱部５で加熱された熱媒体１１ｅが流通する移動加熱部１１を接続する構成（図８参照）が挙げられる。
【００２２】
上記循環回路６は、循環手段（循環ポンプ）７で送られる熱媒体が循環する回路であって、加熱路５ｇ又は熱交換路５ｆ及び移動加熱部１１、並びにそれを中継する付属の管路で構成される。加熱路５ｇ又は熱交換路５ｆを備える固定加熱部５は回収袋２の下方及び側方に直接接して脱水対象物１の表面を加熱し、移動加熱部１１は、それが回収袋２の内部に収容された脱水対象物１に差し入れられることによって、当該脱水対象物１に接してその内側から直接加熱する。
【００２３】
当該例における移動加熱部１１は、固定加熱部５で加熱された熱媒体１１ｅが循環する直管状の内管部１１ａと、その内管部１１ａを覆う板状部１１ｂを備え、可撓性又は柔軟性を有する管路を介して循環回路６に介在したものである。
当該例の板状部１１ｂは、内管部１１ａの基部を同心円筒状に覆う外管部１１ｆを一体的に備え、その基端部を開放し、熱媒体１１ｅを固定加熱部５の加熱路５ｇ又は熱交換路５ｆへ還元する還元口１１ｄとする。外管部１１ｆの先端部は菱形、楕円形、円形、正方形等、脱水対象物１へ差し入れるに適した扁平形状の中空構造とされた板状部１１ｂに連通する。
【００２４】
尚、板状部１１ｂは、脱水対象物１への差し入れの便宜、及び板状部１１ｂの中空部において熱媒体１１ｅの滞り無い流通の便宜を図るべく、板状部１１ｂの片面又は両面に、内管部１１ａの方向に沿った複数条の中空リブ１１ｇを、その全面に亘って均等に設けても良い。
【００２５】
内管部１１ａは、還元口１１ｄからその先端部が板状部１１ｂの最深部に至るまで挿入され、当該内管部１１ａと外管部１１ｆとは、各々の基端部に還元口１１ｄを確保したスペーサを介在して連結することを以って相互の間隔を確保した状態で一体化する。
内管部１１ａは、その先端部に板状部１１ｂに連通する導入口１１ｃを備え、板状部１１ｂの基部に面する
【００２６】
図１及び図８に示す加熱・減圧槽３は、脱水対象物１の内部を直接加熱すべく、可撓性を有する蛇腹ホース等の可撓管１３（前記付属の管路）を介して硬直性を有する移動加熱部１１に熱媒体１１ｅを流す構成としたものである。
前記移動加熱部１１は、挿入された箇所に直接接し、生ゴミの内部から当該生ゴミ及びそれに含まれる水分を加熱乾燥させ、当該水分の気化・蒸発を促進する。
【００２７】
図４及び図５に示す例においては、三方へＴ字状に開口するチーズ１６の対をなす一端部に、循環回路６が接続される。即ち、当該端部に、チーズ１６の内側を通過し得る細い内可撓管１３ａを接続した先細りの配管を接続し、反対側の端部に、内可撓管１３ａを囲う太い外可撓管１３ｂを接続することによって、内外循環路を構成した同心可撓管１３を構成する。更に、チーズ１６の中央部で開口する端部１６ａは、循環回路６の加熱路又は熱交換路５ｆに向かう管路に接続され、移動加熱部１１を通過した熱媒体１１ｅを再び固定加熱部５へ導くこととなる。
可撓管１３の内可撓管１３ａは、移動加熱部１１の内管部１１ａの基部に接続し、可撓管１３の外可撓管１３ｂは、移動加熱部１１の外管部１１ｆの基部に接続する。
【００２８】
加熱・減圧槽３は、その上端部に凝縮槽４にいたる気体の吸気口１５ａを備え、当該吸気口１５ａから凝縮槽４にいたる吸気回路１５と連結する。
凝縮槽４は、加熱・減圧槽３で発生した水蒸気を含む気体を冷却し、減圧・低沸点下において蒸気化した水分を効率的に液化させると共に、加熱・減圧槽３で集められた水分を回収し排出する排水手段１２として機能する。
【００２９】
凝縮槽４は、冷水が流通するラジエータ等の冷却手段８を備えると共に、吸気手段たる減圧ポンプ１４に連結し、当該凝縮槽４の内部を負圧に維持することにより、加熱・減圧槽３内で加熱された気体を吸気回路１５を経て導入する。
【００３０】
加熱・減圧槽３の内部は、空気が少ないために能力の低い減圧ポンプ１４だけでは水蒸気を効率よく凝縮槽４へ誘導することができない。一方、暖められた気体は軽くなり水蒸気を含んだ気体を上昇させる対流を引き起こす。そこで、吸気口１５ａを上部におき対流を利用することで、空気が少ない中でも、減圧ポンプ１４の吸引力を補って、水蒸気を極めて効率よく凝縮槽４へ誘導することができることとなる。
この様に能力の比較的低い減圧ポンプ１４を効率よく使用することにより、省電力および装置の小型化が可能となった。
【００３１】
加熱・減圧槽３の内部は、回収袋２に収容された生ゴミに含まれる水分について沸点を３０℃とする為に、気圧調整手段９により約１００ｋＰａから約９０ｋＰａに設定する。
気圧調整手段９は、加熱・減圧槽３の内部気圧を検出する気圧センサー９ａと、当該気圧センサー９ａの検出気圧に基づき前記内部気圧が前記所定気圧となる様に、吸気手段たる減圧ポンプ１４への入力電源及び、加熱・減圧槽３の内部と外界を介する電磁弁（図示省略）の開度を制御する。
【００３２】
また、必要に応じて、加熱・減圧槽３の内部に、水蒸気が液化した水滴が伝うドーム状の天面（以下集滴面３ａと記す）を成形すると共に、集滴面３ａを伝う水分を回収する排水手段を備えることによって、天面に付着した結露が、再び回収袋２の内部へ滴下することによる効率の悪さを解消し、更に、前記加熱・減圧槽３の中央上端部に、凝縮槽４にいたる気体の吸気口１５ａを備え、当該吸気口１５ａから吸気を行なうことによって湿気を帯びた気体が脱水対象物近傍に滞留することを防止する。
【００３３】
当該例における気密蓋３ｂは、その裏面、即ち、加熱・減圧槽３の天板の内面に、水蒸気が液化した水滴が伝うドーム状の集滴面３ａを備える。集滴面３ａは、その周縁が最下位となる様に構成し、その部分を滴下点３ａａとする。
【００３４】
滴下点３ａａは、加熱・減圧槽３に収容された回収袋２の最側部より外側に位置するように設定し、加熱・減圧槽３の内側面における当該滴下点３ａａの真下に相当する領域に、落下した水滴を受ける受滴部３ｃを成形すると共に、当該受滴部３ｃに集まった液体を受滴部３ｃから排する回収口３ｄを備える。
【符号の説明】
【００３５】
１  脱水対象物，２  回収袋，
３  加熱・減圧槽，３ａ  天面（集滴面），３ａａ  滴下点，
３ｂ  気密蓋，３ｃ  受滴部，３ｄ  回収口，
４  凝縮槽，
５  加熱部，
５ａ  加熱器，５ｂ  ヒーター，５ｃ  温度センサー，５ｄ  温度調整手段，
５ｅ  熱媒体，５ｆ  熱交換路，５ｇ  加熱路，
６  循環回路，７  循環手段，８  冷却手段，
９  気圧調整手段，９ａ  気圧センサー，
１０  加熱手段，
１１  移動加熱部，１１ａ  内管部，１１ｂ  板状部，１１ｃ  導入口，
１１ｄ  還元口，１１ｅ  熱媒体，１１ｆ  外管部，１１ｇ  中空リブ，
１２  排水手段，
１３  可撓管，１３ａ  内可撓管，１３ｂ  外可撓管，
１４  減圧ポンプ（吸気手段），
１５  吸気回路，１５ａ  吸気口，
１６  チーズ，１６ａ  端部，
【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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