(57)【要約】【課題】過熱蒸気を用いて被乾燥物を乾燥する場合に、熱効率を向上させ、省エネを可能にする。【解決手段】一実施形態に係る乾燥装置は、密閉構造を有する乾燥炉と、前記乾燥炉に接続され蒸気を循環させる閉回路と、前記閉回路に設けられ前記蒸気を圧縮する圧縮機と、を備え、前記閉回路は、前記圧縮機で圧縮され過熱蒸気となった前記蒸気を前記乾燥炉に供給するように構成される。【選択図】図１
2019066151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉構造を有する乾燥炉と、
前記乾燥炉に接続され蒸気を循環させる閉回路と、
前記閉回路に設けられ前記蒸気を圧縮する圧縮機と、
を備え、
前記閉回路は、前記圧縮機で圧縮され過熱蒸気となった前記蒸気を前記乾燥炉に供給するように構成されることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記蒸気を生成する蒸気供給部と、
前記蒸気供給部で生成された蒸気を前記閉回路に供給するための蒸気供給路と、
前記蒸気供給路に設けられた開閉弁と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記乾燥炉の上流側で前記閉回路に設けられ、前記蒸気供給路から前記蒸気を受け入れるための蒸気ヘッダと、
前記乾燥炉の入口側で前記閉回路に設けられる流量調節弁と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の乾燥装置。
【請求項４】
前記乾燥炉の下流側であって前記圧縮機の上流側の前記閉回路に設けられ、前記閉回路内の蒸気を外部に放出するための蒸気放出部を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の乾燥装置。
【請求項５】
前記圧縮機の下流側であって前記乾燥炉の上流側の前記閉回路に設けられ、運転初期に前記閉回路内の空気を外部に放出するための空気放出部を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の乾燥装置。
【請求項６】
複数の前記乾燥炉が前記閉回路に並列に接続されると共に、前記複数の前記乾燥炉はバッチ式で被乾燥物を乾燥するように構成され、
前記複数の前記乾燥炉の少なくとも１つを前記閉回路に選択的に接続する切替部を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の乾燥装置。
【請求項７】
乾燥炉に接続された閉回路に蒸気を供給し、前記閉回路内の空気を除去すると共に、前記閉回路を予熱する準備ステップと、
前記閉回路に設けられた圧縮機で前記蒸気を圧縮して過熱蒸気にすると共に、前記過熱蒸気を前記乾燥炉に循環して前記乾燥炉内の被乾燥物を乾燥する乾燥ステップと、
を備えることを特徴とする乾燥方法。
【請求項８】
前記乾燥ステップにおいて、
前記乾燥炉の出口で前記蒸気が飽和蒸気となるように前記乾燥炉の過熱度を制御することを特徴とする請求項７に記載の乾燥方法。
【請求項９】
前記乾燥炉の内部圧力が大気圧より高い閾値に達したとき、前記乾燥炉の下流側で前記閉回路内の蒸気を外部に放出する蒸気放出ステップを備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の乾燥方法。
【請求項１０】
前記準備ステップの後半で、
蒸気供給部から前記閉回路に蒸気を供給するとき、前記蒸気を減圧し過熱蒸気として前記閉回路に供給する蒸気減圧ステップをさらに備えることを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の乾燥方法。
【請求項１１】
前記閉回路に並列に接続された複数の前記乾燥炉を用意し、
前記乾燥ステップの実施中、前記複数の前記乾燥炉の少なくとも１つが常に稼働していることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、過熱蒸気を用いた乾燥装置及び乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、過熱蒸気を用いた被乾燥物の乾燥方法が提案されている。蒸気は空気よりも熱伝達係数が高いので、飽和蒸気より温度が高い過熱蒸気を用いることで被乾燥物を効率良く乾燥できる。
【０００３】
特許文献１には、乾燥器において、生のバイオマス原料の一部を燃焼して得られる燃焼ガスで他のバイオマス原料を一次乾燥し、次に、一次乾燥されたバイオマス原料を焙焼炉で過熱蒸気によって焙焼してバイオマス燃料を製造する工程が開示されている。上記過熱蒸気は、熱交換器において一次乾燥後の燃焼ガスと熱交換して生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２４２３５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、バイオマス原料の一部を燃焼して得られる燃焼ガスと焙焼炉から排出される蒸気とを熱交換することで、焙焼炉の熱源となる過熱蒸気を得ているが、燃焼ガスとの熱交換による方法では、熱効率を高めるには限界がある。
また、バイオマス原料に含まれる水分から過熱蒸気を生成しているので、過熱蒸気の供給量に限界がある。
【０００６】
一実施形態は、上記課題に鑑み、過熱蒸気を用いて被乾燥物を乾燥する場合に、熱効率を向上させ、省エネを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）一実施形態に係る乾燥装置は、
密閉構造を有する乾燥炉と、
前記乾燥炉に接続され蒸気を循環させる閉回路と、
前記閉回路に設けられ前記蒸気を圧縮する圧縮機と、
を備え、
前記閉回路は、前記圧縮機で圧縮され過熱蒸気となった前記蒸気を前記乾燥炉に供給するように構成される。
【０００８】
上記圧縮機によって蒸気を圧縮し加熱して得た過熱蒸気を上記乾燥炉に供給し、乾燥炉に収納された被乾燥物を乾燥する。この場合、蒸気を圧縮することで容易に過熱蒸気を生成できると共に、他の熱源を必要としない。
また、圧縮機の圧縮比を変えることで、過熱蒸気の過熱度を制御でき、これによって、過熱蒸気の顕熱加熱量を調整できる。さらに、密閉構造を有する乾燥炉及び閉回路の内部は無空気状態とすることができるので、過熱蒸気の分圧を増加でき、これによって、被乾燥物の乾燥効果を向上できる。
さらに、熱源として圧縮機を用いることでＣＯ２等の排ガスが発生せず、かつ過熱蒸気は閉回路を循環して再使用されるので、熱効率を向上できると共に、乾燥炉の内部への外気の混入を防止できる。
【０００９】
（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記蒸気を生成する蒸気供給部と、
前記蒸気供給部で生成された前記蒸気を前記閉回路に供給する蒸気供給路と、
前記蒸気供給路に設けられた開閉弁と、
を備える。
上記（２）の構成において、上記蒸気供給部で空気を含まない蒸気を生成し、乾燥装置の始動時に上記開閉弁を開け、蒸気供給部から蒸気を閉回路に供給する。蒸気を閉回路に供給した後、該開閉弁を閉じることで、空気を含まない蒸気のみを閉回路に供給できる。これによって、閉回路を無空気状態とすることができるため、過熱蒸気の分圧を高め、乾燥効果を向上できる。
【００１０】
（３）一実施形態では、前記（２）の構成において、
前記乾燥炉の上流側で前記閉回路に設けられ、前記蒸気供給路から前記蒸気を受け入れるための蒸気ヘッダと、
前記乾燥炉の入口側で前記閉回路に設けられる流量調節弁と、
を備える。
上記（３）の構成によれば、運転開始時に蒸気供給部から供給される蒸気及び上流側の閉回路から循環する過熱蒸気を一旦上記蒸気ヘッダに受け入れ、流量調節弁を用いて乾燥炉に供給することで、乾燥炉内の過熱蒸気の過熱度調整が容易になる。
【００１１】
（４）一実施形態では、前記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記乾燥炉の下流側であって前記圧縮機の上流側の前記閉回路に設けられ、前記閉回路内の前記蒸気を外部に放出するための蒸気放出部を備える。
被乾燥物に含まれる水分が蒸発することで、乾燥炉及び閉回路の蒸気量が増加し、閉回路内の蒸気圧が増加するため、増加した分の水分量を放出し、蒸気圧を低減する必要がある。
上記（４）の構成によれば、閉回路内の蒸気を上記蒸気放出部から放出することで、閉回路内の蒸気圧を低減できる。また、閉回路内の蒸気圧が大気圧より高いときは、外気との圧力差により蒸気放出部からの放出が容易である。
【００１２】
（５）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記圧縮機の下流側であって前記乾燥炉の上流側の前記閉回路に設けられ、運転初期に前記閉回路内の空気を外部に放出するための空気放出部を備える。
乾燥装置の運転開始時、閉回路に溜まっている空気を閉回路外へ除去する必要がある。そこで、運転初期に上記空気放出部から閉回路内の空気を排出することで、閉回路内を空気から乾燥効果の高い蒸気へと入れ換えることができる。
【００１３】
（６）一実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
複数の前記乾燥炉が前記閉回路に並列に接続されると共に、前記複数の前記乾燥炉はバッチ式で被乾燥物を乾燥するように構成され、
前記複数の前記乾燥炉の少なくとも１つを前記閉回路に選択的に接続する切替部を備える。
上記（６）の構成によれば、複数の乾燥炉を並列に並べ、乾燥炉を交互運転することで、連続した乾燥運転が可能になる。
【００１４】
（７）一実施形態に係る乾燥方法は、
乾燥炉に接続された閉回路に蒸気を供給し、前記閉回路内の空気を除去すると共に、前記閉回路を予熱する準備ステップと、
前記閉回路に設けられた圧縮機で前記蒸気を圧縮して過熱蒸気にすると共に、前記過熱蒸気を前記乾燥炉に循環して前記乾燥炉内の被乾燥物を乾燥する乾燥ステップと、
を備える。
【００１５】
上記（７）の方法によれば、上記乾燥ステップにおいて、圧縮機によって閉回路内に供給された蒸気を圧縮することで、他の熱源を必要としない。また、圧縮機の圧縮比を変えることで、過熱蒸気の過熱度を制御でき、所望の過熱蒸気を得ることができる。さらに、乾燥炉を密閉構造とすることで、乾燥炉及び閉回路の内部は無空気状態とすることができるので、過熱蒸気の分圧を増加でき、これによって、被乾燥物の乾燥効果を向上できる。
さらに、乾燥炉を密閉構造とすることで、過熱蒸気は閉回路を循環して再使用されるので、熱効率を向上できると共に、乾燥炉の内部への外気の混入を防止できる。
【００１６】
（８）一実施形態では、前記（７）の方法において、
前記乾燥ステップにおいて、
前記乾燥炉の出口で前記蒸気が飽和蒸気となるように前記乾燥炉の過熱度を制御する。
上記（８）の方法によれば、乾燥炉の出口で蒸気が飽和蒸気となるように乾燥炉の過熱度を制御することで、被乾燥物に対する過熱蒸気の顕熱加熱を最大限に利用でき、乾燥効果を最大限に高めることができる。
【００１７】
（９）一実施形態では、前記（７）又は（８）の方法において、
前記乾燥炉の内部圧力が大気圧より高い閾値に達したとき、前記乾燥炉の下流側で前記閉回路内の蒸気を外部に放出する蒸気放出ステップを備える。
上記（９）の方法によれば、上記蒸気放出ステップにより、乾燥炉の内部圧力が上記閾値以上に上昇することを防止できる。
【００１８】
（１０）一実施形態では、前記（７）〜（９）の何れかの方法において、
前記準備ステップの後半で、
蒸気供給部から前記閉回路に蒸気を供給するとき、前記蒸気を減圧し過熱蒸気として前記閉回路に供給する蒸気減圧ステップをさらに備える。
上記（１０）の方法によれば、閉回路に供給する蒸気を減圧するだけで過熱蒸気とすることができるので、過熱蒸気の生成を容易かつ低コスト化できる。
【００１９】
（１１）一実施形態では、前記（７）〜（１０）の何れかの方法において、
前記閉回路に並列に接続された複数の前記乾燥炉を用意し、
前記乾燥ステップの実施中、前記複数の前記乾燥炉の少なくとも１つが常に稼働している。
上記（１１）の方法によれば、複数の乾燥炉を並列に並べ、乾燥炉を交互に運転することで、連続した乾燥運転が可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
幾つかの実施形態によれば、過熱蒸気を用いて被乾燥物を乾燥する場合に、熱効率の向上と省エネが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態に係る乾燥装置の系統図である。
【図２】一実施形態に係る圧縮比と圧縮機吐出側の過熱蒸気の温度との関係を示すグラフである。
【図３】一実施形態に係る乾燥炉の系統図である。
【図４】一実施形態に係る乾燥方法の工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２３】
図１は、一実施形態に係る乾燥装置１０の系統図である。
図１において、閉回路１２に密閉構造を有する乾燥炉１４と圧縮機１６とが設けられる。圧縮機１６によって閉回路１２に供給された蒸気が循環しかつ圧縮される。蒸気は圧縮機１６によって圧縮（概ね断熱圧縮）されることで加熱され、過熱蒸気となって乾燥炉１４に供給される。乾燥炉１４に供給された過熱蒸気ｓは乾燥炉１４に収納された被乾燥物Ｍを加熱して乾燥する。
【００２４】
上記構成の乾燥装置１０によれば、圧縮機１６によって閉回路１２に供給された蒸気を加熱して過熱蒸気ｓとし、該過熱蒸気ｓを乾燥炉１４に供給して被乾燥物Ｍを加熱乾燥することで、熱風よりも乾燥効果が高い乾燥が可能になる。また、圧縮機１６の圧縮比を変えることで、過熱蒸気の過熱度を制御でき、これによって、被乾燥物Ｍに対する過熱蒸気の顕熱加熱量を調整できる。さらに、密閉構造を有する乾燥炉１４及び乾燥炉１４に接続された閉回路１２の内部は無空気状態とすることができるので、過熱蒸気の分圧を増加でき、これによって、被乾燥物Ｍの乾燥効果を向上できる。
さらに、熱源として圧縮機を用いることでＣＯ２などの排ガスが発生せず、かつ過熱蒸気は閉回路１２を循環して再使用されるので、熱効率を向上できると共に、乾燥炉内への外気の混入を防止できる。
【００２５】
一実施形態では、閉回路１２に供給される蒸気は水蒸気である。水蒸気が閉回路１２に供給され、圧縮機１６によって過熱蒸気ｓとなって乾燥炉１４に供給される。乾燥炉１４の内部に収納された被乾燥物Ｍはこの過熱蒸気ｓによって加熱され乾燥される。
【００２６】
図２は、圧縮機１６が大気圧で１００℃の飽和蒸気を断熱圧縮した時の吐出ガス温度の上昇の一例を示す計算値である。即ち、吸入圧力をＰ１、吸入温度をＴ１、吐出圧力をＰ２、吐出温度をＴ２としたとき、吐出温度Ｔ２を次の計算式から求めている。
Ｔ２＝Ｔ１×（Ｐ２／Ｐ１）０２４８            （１）
図２において、大気圧で１００℃の飽和蒸気を圧縮比２、即ち、０．１ＭＰａＧまで圧縮したときの吐出蒸気の温度は１７０℃となる。０．１ＭＰａＧの飽和蒸気の温度が１２０℃であるので、ΔＴ＝５０℃の顕熱加熱が可能になる。このように、圧縮機の断熱圧縮による蒸気温度上昇により、乾燥効果を向上できる。
【００２７】
一実施形態では、図１に示すように、蒸気を生成する蒸気供給部１８を備え、蒸気供給部１８で生成された蒸気を蒸気供給路２０を介して閉回路１２に供給する。蒸気供給路２０には開閉弁２２が設けられる。
蒸気供給部１８で空気を含まない蒸気（例えば飽和蒸気）を生成し、乾燥装置１０の始動時に開閉弁２２を開け、蒸気供給部１８から蒸気を閉回路１２に供給する。蒸気を閉回路１２に供給した後、開閉弁２２を閉じることで、空気を含まない蒸気を閉回路１２に供給できる。これによって、閉回路１２を無空気状態とすることができ、被乾燥物Ｍの乾燥時に過熱蒸気ｓの分圧を高め、乾燥効果を向上できる。
一実施形態では、図１に示すように、蒸気供給部１８はボイラである。
【００２８】
一実施形態では、図１に示すように、乾燥炉１４の上流側で閉回路１２に蒸気ヘッダ４０が設けられる。蒸気ヘッダ４０は蒸気供給路２０から蒸気を受け入れる。蒸気ヘッダ４０の下流側であって乾燥炉１４の入口側の閉回路１２に流量調節弁４２が設けられる。
運転開始時に蒸気供給部１８から供給される蒸気及び上流側の閉回路１２から循環する過熱蒸気は一旦蒸気ヘッダ４０に受け入れられる。蒸気ヘッダ４０に供給された過熱蒸気は、流量調節弁４２によって所望の量乾燥炉１４に供給される。
【００２９】
一実施形態では、図１に示すように、乾燥炉１４の下流側であって圧縮機１６の上流側の閉回路１２ａに蒸気放出部２４ａが設けられる。蒸気放出部２４ａは閉回路１２ａ内の蒸気を外部に放出する。
乾燥炉１４の内部に収納された被乾燥物Ｍに含まれる水分が蒸発することで、乾燥炉１４及び閉回路１２の蒸気量が増加し、閉回路内の蒸気圧が増加するため、増加した分の水分量を放出し、蒸気圧を低減する必要がある。
この実施形態によれば、閉回路１２ａ内の蒸気を蒸気放出部２４ａから放出することで、閉回路１２ａ内の蒸気圧を低減できる。
【００３０】
一実施形態では、図１に示すように、蒸気放出部２４ａは、閉回路１２ａに接続された蒸気放出路２６ａと、蒸気放出路２６ａに設けられた開閉弁２８ａと、を備える。
閉回路１２ａの蒸気圧が増加し、閉回路１２ａが大気圧より高い圧力を有するとき、開閉弁２８ａを開放することで、閉回路１２ａの蒸気の排出が容易である。
【００３１】
一実施形態では、図１に示すように、圧縮機１６の下流側であって乾燥炉１４の上流側の閉回路１２ｂに空気放出部２４ｂが設けられる。空気放出部２４ｂは、運転初期に閉回路１２ｂ内の空気を外部に放出する。
乾燥装置１０の運転開始時、閉回路１２ｂに溜まっている空気を外部へ放出して蒸気と入れ替える必要がある。そこで、運転初期に空気放出部２４ｂから閉回路１２ｂ内の空気を放出することで、閉回路１２ｂ内に供給される蒸気の圧力を高めることができる。
空気放出部２４ｂは、運転開始時の閉回路１２ｂの空気放出のみに使用され、乾燥運転中は閉じられる。
【００３２】
一実施形態では、空気放出部２４ｂは、閉回路１２ｂに接続された空気放出路２６ｂと、空気放出路２６ｂに設けられた開閉弁２８ｂと、を備える。開閉弁２８ｂは運転初期にのみ開放される。
一実施形態では、図１に示すように、閉回路１２ｂには開閉弁４４が設けられ、開閉弁４４は、開閉弁２８ｂとは逆に運転初期に閉じられ、乾燥運転中に開放される。
【００３３】
一実施形態では、図１に示すように、閉回路１２ａ又は閉回路１２ｂに、これら閉回路内の圧力を検出する圧力センサ３０ａ又は圧力センサ３０ｂを備える。
圧力センサ３０ａ又は３０ｂを備えることで、閉回路１２ａ又は閉回路１２ｂの圧力を監視し、これらの検出値が閾値に達したとき、開閉弁２８ａ又は開閉弁２８ｂを開放する。
【００３４】
一実施形態では、閉回路１２ａ又は１２ｂの圧力が大気圧より低い場合であっても、閉回路１２ａ又は１２ｂの蒸気又は空気を外部へ放出できる。この実施形態では、図１に示す蒸気放出路２６ａ又は空気放出路２６ｂの開閉弁２８ａ又は２８ｂの下流側にバロメトリックコンデンサ又は真空ポンプを設け、開閉弁２８ａ又は２８ｂの下流側の蒸気放出路２６ａ又は空気放出路２６ｂを閉回路１２ａ又は１２ｂより低圧とすることによってこれが可能になる。
【００３５】
一実施形態では、図３に示すように、複数の乾燥炉１４ａ及び１４ｂが閉回路１２に並列に接続される。複数の乾燥炉１４ａ及び１４ｂはバッチ式で被乾燥物を乾燥するように構成される。そして、複数の乾燥炉１４ａ及び１４ｂの少なくとも１つを閉回路１２に選択的に接続する切替部３２を備える。
この実施形態によれば、乾燥炉１４ａ及び１４ｂが並列に配置され、かつ切替部３２を有するために、乾燥炉１４ａ及び１４ｂを交互に運転することで、連続した乾燥運転が可能になると共に、乾燥運転中にこれら乾燥炉内への外気の侵入を防止できる。
【００３６】
一実施形態では、図３に示すように、２基の乾燥炉１４ａ及び１４ｂが閉回路１２に並列に接続される。２基の乾燥炉１４ａ及び１４ｂは切替部３２によって１つの乾燥炉が常に接続しているので、乾燥装置１０の運転を続行できる。
【００３７】
一実施形態では、図３に示すように、切替部３２は三方弁である。該三方弁を切り替えることで、乾燥炉１４ａ又は１４ｂを選択的に閉回路１２ａ及び１２ｂに接続できる。
一実施形態では、図３に示すように、蒸気供給路２０は切替部３４を介して分岐路２０ａ及び２０ｂに分岐し、分岐路２０ａは乾燥炉１４ａに接続され、蒸気供給部１８で生成される蒸気を乾燥炉１４ａに供給する。分岐路２０ｂは乾燥炉１４ｂに接続され、蒸気供給部１８で生成される蒸気を乾燥炉１４ｂに供給する。
一実施形態では、切替部３４は三方弁で構成される。
【００３８】
一実施形態に係る乾燥方法は、図４に示すように、基本的には、準備ステップＳ１０と、乾燥ステップＳ１４と、を備える。準備ステップＳ１０では、図１に示すように、乾燥炉１４に接続された閉回路１２に蒸気を供給し、閉回路１２内の空気を除去すると共に、閉回路１２を予熱する。乾燥ステップＳ１４では、閉回路１２に設けられた圧縮機１６で蒸気を圧縮して過熱蒸気にすると共に、過熱蒸気ｓを乾燥炉１４に循環して乾燥炉内の被乾燥物Ｍを乾燥する。
【００３９】
一実施形態では、準備ステップＳ１０において、蒸気供給部１８から蒸気供給路２０を介して蒸気が供給される。
一実施形態では、準備ステップＳ１０において、図１に示すように、蒸気は蒸気供給路２０から蒸気ヘッダ４０に供給される。
【００４０】
上記方法によれば、上記乾燥ステップＳ１４において、圧縮機１６によって蒸気を圧縮することで、過熱蒸気が得られるため、他の熱源を必要としない。また、圧縮機１６の圧縮比を変えることで、過熱蒸気ｓの過熱度を制御でき、これによって、過熱蒸気の顕熱加熱量を調整できる。さらに、乾燥炉１４を密閉構造とすることで、閉回路１２及び乾燥炉１４の内部は無空気状態とすることができる。これによって、過熱蒸気の分圧を増加できるため、被乾燥物Ｍの乾燥効果を向上できると共に、過熱蒸気は閉回路１２を循環して再使用されるので、熱効率を向上できると共に、乾燥炉１４の内部への外気の混入を防止できる。
【００４１】
一実施形態では、準備ステップＳ１０及び乾燥ステップＳ１４において、閉回路１２及び乾燥炉１４の蒸気の分圧を９５％以上にする。
この実施形態によれば、閉回路１２及び乾燥炉１４の内部への外気の侵入を抑止し、閉回路１２及び乾燥炉１４の蒸気の分圧を９５％以上にすることで、過熱蒸気ｓによる被乾燥物Ｍの乾燥効果を向上できる。
【００４２】
一実施形態では、乾燥ステップＳ１４において、乾燥炉１４の出口で蒸気が飽和蒸気となるように乾燥炉１４の過熱度を制御する。例えば、乾燥炉１４の内部の過熱度を＋３℃〜＋５℃に制御する。
この実施形態によれば、乾燥炉１４の出口で蒸気が飽和蒸気となるように乾燥炉１４の過熱度を制御することで、被乾燥物Ｍに対する過熱蒸気の顕熱加熱を最大限に利用でき、これによって、乾燥効果を最大限に高めることができる。
【００４３】
一実施形態では、流量調節弁４２の開度を制御し、乾燥炉内の蒸気の圧力及び流量を調節することで、乾燥炉内の過熱度を制御する。このように、流量調節弁４２を設けることで、乾燥炉内の過熱度を簡単に制御できる。
【００４４】
乾燥運転の継続に伴って被乾燥物Ｍから蒸発する蒸気によって閉回路内の蒸気圧が増加していくため、一実施形態では、時間の経過と共に流量調節弁４２の開度を徐々に絞っていく。
【００４５】
一実施形態では、図１に示すように、乾燥炉１４の内部圧力を検出する圧力センサ３６及び乾燥炉１４の内部温度を検出する温度センサ３８を備える。これらセンサの検出値に基づいて、乾燥炉１４の内部の圧力及び温度を検出することで、乾燥炉１４の出口で蒸気が飽和蒸気となるように乾燥炉１４の温度及び圧力を制御する。
【００４６】
一実施形態では、図４に示すように、準備ステップＳ１０の後半で、蒸気供給部１８から閉回路１２に蒸気を供給するとき、この蒸気を減圧し過熱蒸気として閉回路１２に供給する（蒸気減圧ステップＳ１２）。
この実施形態によれば、閉回路１２に供給する蒸気を減圧するだけで過熱蒸気とすることができる。
【００４７】
一実施形態では、蒸気減圧ステップＳ１２において、蒸気供給部１８から蒸気ヘッダ４０に蒸気を供給し、蒸気ヘッダ４０の内部の蒸気圧を減圧することで、過熱蒸気を生成する。これによって、過熱蒸気の生成が容易になる。
【００４８】
一実施形態では、図４に示すように、乾燥炉１４の内部圧力が大気圧より高い閾値に達したとき、乾燥炉１４の下流側で閉回路１２ａ内の蒸気を外部に放出する（蒸気放出ステップＳ１６）。
この実施形態によれば、乾燥炉１４の内部圧力が上記閾値以上に上昇することを防止できる。また、乾燥炉１４内の蒸気圧が大気圧より高いとき、外気との圧力差により蒸気を容易に放出できる。
【００４９】
一実施形態では、図４に示すように、閉回路１２ｂが大気圧より高い圧力が保持され、閉回路１２ｂ内の空気を外部に放出する（空気放出ステップＳ１６ｂ）。
この実施形態によれば、閉回路１２ｂが大気圧より高い圧力を有するため、この差圧を利用して乾燥運転立ち上げ時に閉回路１２ｂに溜まった空気を外部へ容易に排出できる。
【００５０】
一実施形態では、蒸気減圧ステップＳ１２において、図１に示す開閉弁２２を圧力制御弁で構成する。蒸気供給部１８から例えば飽和蒸気が蒸気供給路２０に供給される。該飽和蒸気は該圧力制御弁を通って減圧されることで過熱蒸気ｓとなる。こうして生成された過熱蒸気ｓを乾燥炉１４に供給する。
【００５１】
一実施形態では、図３に示すように、閉回路１２に並列に接続された複数の乾燥炉１４ａ及び１４ｂを用意する。そして、乾燥ステップＳ１４の実施中、複数の乾燥炉１４ａ及び１４ｂの少なくとも１つを常に稼働させる。
この実施形態によれば、乾燥ステップＳ１４の実施中、閉回路１２に並列に接続された複数の乾燥炉１４ａ及び１４ｂの少なくとも１つが常に稼働しているため、一部の乾燥炉で被乾燥物Ｍの取り出しや故障など運転の中断事由が生じても、乾燥運転を続行できる。
また、乾燥炉１４ａ及び１４ｂがバッチ式であるため、乾燥炉を複数並列に接続することで連続運転と同様の効果を得ることになる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
一実施形態によれば、過熱蒸気を用いて被乾燥物を乾燥する場合に、乾燥効果（熱効率）を向上できかつ省エネが可能になる。被乾燥物として、一般機械、自動車、電気・電子部品、樹脂、紙・パルプ、木材、繊維、その他に適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１０    乾燥装置
１２、１２ａ、１２ｂ    閉回路
１４、１４ａ、１４ｂ    乾燥炉
１６    圧縮機
１８    蒸気供給部
２０    蒸気供給路
２０ａ、２０ｂ    分岐路
２２、２８ａ、２８ｂ、４４    開閉弁
２４ａ  蒸気放出部
２４ｂ  空気放出部
２６ａ  蒸気放出路
２６ｂ  空気放出路
３０ａ、３０ｂ、３６    圧力センサ
３２、３４    切替部
３８    温度センサ
４０    蒸気ヘッダ
４２    流量調節弁
Ｍ      被乾燥物
ｓ      過熱蒸気
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019066151.tif 000005
【図４】
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