(57)【要約】【課題】乾燥庫内の空気を除湿することにより被乾燥物を乾燥する除湿乾燥装置に関し、被乾燥物の含水率を１０％以下にまで乾燥することが可能で、比較的高い温度で乾燥を行う場合でもヒータの消費電力を抑制することができる、構造が簡単で庫内温度の制御も容易な省エネ型の除湿乾燥装置を得る。【解決手段】外気を遮断した状態で乾燥庫内の空気を循環して相対湿度を低下させる。庫内空気の循環路２にバイパス路３（３ａ、３ｃ）を設け、空気冷却機Ｃの凝縮器６を流れる冷媒をバイパス路３を流れる庫内空気ａと外気Ｂとで冷却し、被乾燥物の種類毎による庫内温度の調整を庫内空気の循環路に設けたヒータ７によって調整する。【選択図】図１
2019027726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被乾燥物を収容する乾燥庫と、当該乾燥庫の庫内空気を除湿する空気冷却機と、当該庫内空気を循環する循環路及びファンと、当該循環路に設けたヒータとを備え、前記空気冷却機の蒸発器が前記循環路に配置されている、被乾燥物の除湿乾燥装置において、
当該循環路の途中に設けたバイパス路と、このバイパス路から遮断された外気通路とを備え、前記空気冷却装置の凝縮器が前記バイパス路と外気通路とにまたがって配置されている、除湿乾燥装置。
【請求項２】
前記空気冷却機の凝縮器を冷却するバイパス路の庫内空気の風量と外気の風量とを当該凝縮器の配置領域の庫内空気領域と外気領域とにそれぞれ設けた冷却用ファンの回転数制御により調整する、請求項１記載の除湿乾燥装置。
【請求項３】
前記循環路と乾燥庫とを含む空間の上部に設けた密閉可能な排気口と当該排気口に設置した排気ファンと、前記空間の下部に設けたガス導入用の密閉可能な接続口とを備えている、請求項１又は２記載の除湿乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被乾燥物を収容した乾燥庫内の空気を除湿することにより、当該被乾燥物を乾燥する除湿乾燥装置に関し、特に野菜や果物などを概ね１０％以下の含水率まで乾燥するのに適した上記装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
除湿乾燥装置は、ヒートポンプ型の空気冷却機を用いて被乾燥物を収容した乾燥庫の空気（庫内空気）の相対湿度を低下させることにより、被乾燥物内の水分の蒸発を促進して乾燥を行うものである。食品の除湿乾燥装置では、衛生上の理由から庫内空気に外気が混入するのを避ける必要がある。
【０００３】
食品の除湿乾燥装置には、冷媒の蒸発温度（露点）が−５〜−１５℃の空気冷却機（通常、除湿機と称されてといる装置。以下「除湿機」と言う。）が広く利用されている。図５に示すように、庫内空気Ａを除湿機の蒸発器２５にのみ通過させて循環すると、湿度が低下すると共に庫内温度も低下する。そこで、庫内温度を所望の温度に保持するために、庫内空気Ａの循環路にヒータ２７を設けている。この構造の除湿乾燥装置は、構造がシンプルで装置コストが安く、庫内温度の制御も容易である。
【０００４】
一方、室内の空気を除湿機に吸引し、除湿機の蒸発器と凝縮器とを直列に通過して、全量を室内に吹き戻す構造の除湿機も提案されている。この構造では、除湿機の運転により、室内の温度が上昇する。特許文献１には、空気流路にこの温度上昇を防止する水冷式の予冷用冷却器を設けた除湿機が示されている。
【０００５】
除湿機単体の除湿乾燥装置は、庫内空気の相対湿度を２０％前後までを限度に、被乾燥物を乾燥してゆくことができる。庫内空気の相対湿度をこれより低い湿度、例えば１０％以下にしたいときは、除湿機と共に蒸発温度が除湿機より低い、例えば−２５℃に設定した空気冷却機（以下、「冷凍機」と言う。）を設けている。冷凍機を設けた除湿乾燥装置では、庫内空気を冷凍機の蒸発器にのみ通過させ、冷凍機の凝縮器を外気で冷やすことにより、除湿機の運転による庫内空気の温度上昇を抑制することができるが、空気冷却機を２台設けねばならないので、装置コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
本願発明者は、除湿機と冷凍機を設けた食品の除湿乾燥装置において、冷凍機の凝縮器を通過する空気を庫内空気と外気とにダンパで切り換えることにより、庫内の温度を調整する技術を特許文献２で提案している。しかし特許文献２で提案した構造は、装置コストの問題の他に、ダンパの切り換え時に外気が庫内空気に混入するという問題があった。
【０００７】
また、特許文献３には、工場などの室内に設置する除湿機の構造として、図６に示すように、１個の蒸発器２５と協働する凝縮器を３個２６ａ、２６ｂ、２６ｃに分割して、２個の凝縮器２６ａ、２６ｂを室内空気を通過させる系内凝縮器とし、他の１個２６ｃを系外に設置した除湿機が提案されており、系外凝縮器２６ｃは、水冷又は外気で冷やすことが示されている。そして、系内の凝縮器２６ａ、２６ｂと系外の凝縮器２６ｃに送る冷媒の割合を制御することにより、室内温度を制御するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２‐２２８１８８号公報
【特許文献２】特開２０１１-２０２９１４号公報
【特許文献３】実公昭６２‐３６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
果実などの食品を粉末にするときは、含水率を１０％以下にしないと粉末にできない。また、糖分の多い食品や酸味の強い食品は、３０〜５０℃という比較的高い温度で乾燥させるのが望ましい。蒸発温度が−５℃〜−１５℃の除湿機を用い、その蒸発器２５のみを庫内空気の循環路に配置して除湿による庫内温度の低下をヒータ２７で抑制して所望の庫内温度を維持する図５に示した構造の除湿乾燥装置は、野菜や果物の含水率を２０％程度までにしか乾燥することができない。被乾燥物の含水率を１０％以下にできる除湿乾燥装置としては、除湿機と冷凍機との２台の空気冷却機を用いる構造が一般的である。しかし、この構造は、装置コストが高価になるという問題がある。特許文献３に記載の除湿機は、循環空気の相対湿度を２０％以下にできるとされているが、循環空気の相対湿度を２０％以下にしても、被乾燥物の含水率を１０％以下にすることは困難である。また、特許文献３記載の除湿機では、複数の凝縮器を設けて、それぞれの凝縮器に流す冷媒の量を調整するので、装置構造及び温度制御が複雑になり、装置コストが高くなる。
【００１０】
装置コストの上昇を抑えて被乾燥物の含水率を１０％以下にまで乾燥することができる除湿乾燥装置としては、図５に示す従来一般的な除湿乾燥装置の除湿機を露点温度の低い冷凍機に変更することが考えられる。しかし、この構造は、装置を比較的安価に提供できるが、高温での乾燥を行おうとすると、庫内温度を高温に維持するためにヒータの消費電力が大きくなり、ランニングコストが高くなるという問題が起こる。
【００１１】
この発明は、被乾燥物の含水率を１０％以下にまで乾燥することが可能で、比較的高い温度で乾燥を行う場合でもヒータの消費電力を抑制することができる、構造が簡単で庫内温度の制御も容易な省エネ型の除湿乾燥装置を得ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の除湿乾燥装置は、外気を遮断した状態で乾燥庫内の空気を循環して当該庫内空気の相対湿度を低下させることにより、乾燥庫内の被乾燥物を乾燥させる除湿乾燥装置である。
【００１３】
この発明の除湿乾燥装置は、外気から遮断された庫内空気の循環路２（２ａ、２ｂ、２ｃ）にバイパス路３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を設け、空気冷却機Ｃの凝縮器６（６、６ａ、６ｂ）を流れる冷媒をバイパス路３を流れる庫内空気ａと外気Ｂとで冷却し、被乾燥物の種類毎による庫内温度の調整を庫内空気の循環路に設けたヒータ７によって調整するようにした。
【００１４】
凝縮器６を通る冷媒の冷却に必要な空気の約７割を庫内空気の循環路２から分岐した庫内空気ａを通して循環路に戻し、３割を外気Ｂで冷却する。ヒータ７の省エネになる。バイパス空気と外気の割合は、庫内空気領域３ｂと外気領域８にそれぞれ配置した冷却用ファン９ａ、９ｂの回転数制御により調整できる。また、被乾燥物の種類などによる乾燥温度の調整は、ヒータ７の通電量により行う。
【００１５】
空気冷却機として、露点温度が−２５℃程度の冷凍機を用いることにより、果物や野菜を乾燥するときの被乾燥物の含水率を１０％まで乾燥することができる。更に、高温乾燥や常温乾燥での変色を防止するため、窒素ガスや炭酸ガス雰囲気で乾燥することを可能にする。窒素ガスや炭酸ガスは比重が大きいので、乾燥庫の上方から空気を抜きながら入れると庫内を置換できる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の装置では、外気Ｂと遮断されたバイパス路３に蒸発器５を通過して除湿冷却された庫内空気Ａの一部ａを循環させて冷凍機の凝縮器６で循環する庫内空気の一部ａを昇温させることにより、蒸発器５を通過した庫内空気の温度低下を抑制し、その上でヒータ７で庫内温度を所望の温度に維持するようにしているので、被乾燥物を比較的高温雰囲気で乾燥させる場合でもヒータ７の消費電力を少なくすることができ、高温乾燥時におけるランニングコストの上昇を抑えることができる。
【００１７】
そして、冷凍機の凝縮器６を外気領域８と庫内空気領域３ｂとにまたがって配置することにより、装置構造が複雑になったり、庫内温度の制御が複雑になったりするのを避けることができる。凝縮器６は、外気通路側８とバイパス路側３ｂとに分割して設けた場合でも冷媒は分割した凝縮器に全量が直列で流れ、冷媒通路に分岐路や流量調整弁を設ける必要がなく、装置構造が複雑になるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の除湿乾燥機の要部のブロック図
【図２】この発明の除湿乾燥機の実施例を示す断面側面図
【図３】凝縮器の配置形態の例を示す説明図
【図４】凝縮器の配置形態の他の例を示す説明図
【図５】一般的な除湿乾燥機の要部のブロック図
【図６】特許文献３記載の除湿機の要部のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１〜４を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１は、この発明の除湿乾燥装置のブロック図で、中空矢印Ａ、ａは、庫内空気の流れを示し、中実矢印Ｂは、外気の流れを示す。５は冷凍機Ｃの蒸発器、６は凝縮器、２１はコンプレッサー、２２は膨張弁である。
【００２０】
庫内空気Ａの循環路２（２ａ、２ｂ、２ｃ）には、バイパス路３（３ａ、３ｂ、３ｃ）が設けられている。乾燥庫１、庫内空気Ａの循環路２及びバイパス路３は、外気Ｂと遮断されている。庫内空気Ａは、ファン１４により、被乾燥物、冷凍機Ｃの蒸発器５、ヒータ７を経由して循環する。蒸発器５を通過した庫内空気Ａの一部ａがバイパス路３ａに流入し、冷凍機の凝縮器６、６ａが配置された庫内空気領域３ｂを通って戻り流路２ｂに戻る。
【００２１】
冷凍機の凝縮器６の配置空間は、気密の仕切壁１０で庫内空気ａが流れる領域３ｂと外気Ｂが流れる領域８とに区画されている。凝縮器６は、図３に示すように、１個の凝縮器６を配置した領域を、気密の仕切壁１０で庫内空気領域３ｂと外気領域８とに区画した構造とすることもできるし、図４に示すように、物理的には２個６ａ、６ｂに分割してそれぞれを気密の仕切壁１０で区画した庫内空気領域３ｂと外気領域８とに配置して両者３ｂ、８に冷媒を直列に流すようにすることもできる。
【００２２】
図２は、この発明の除湿乾燥装置の１実施例を具体的に示した断面側面図である。乾燥庫１には、床面にターンテーブル１１が設けられており、当該ターンテーブル上に被乾燥物を載置する棚１２が設けられている。ターンテーブル１１を回転させながら被乾燥物を乾燥することにより、棚１２に搭載した被乾燥物を満遍なく乾燥することができる。
【００２３】
乾燥庫１は、天井１３及びファン１４を支持する隔壁１５によって区画され、天井１３の上部空間は、庫内空気の戻り流路２ｂとされ、隔壁１５の図の右側の空間２ｃは、ファン１４の吸入空間とされている。乾燥庫１のファン１４の反対側には、冷凍機の蒸発器５が配置されている。戻り流路２ｂにはヒータ７が設けられている。
【００２４】
庫内空気が蒸発器５を通過して戻り流路２ｂに流入する部分にバイパス流路の流入ダクト３ａと流出ダクト３ｃとが開口している。流入ダクト３ａに流入した庫内空気ａは、冷凍機Ｃ内の凝縮器６を配置した庫内空気領域３ｂ（図３、４参照）を通って流出ダクト３ｃから戻り流路２ｂへと流れる。
【００２５】
冷凍機Ｃの凝縮器６を通過する冷媒は、外気Ｂとバイパス路３を流れる庫内空気ａとによって冷却される。庫内温度を３０〜５０℃にして被乾燥物の乾燥を行う場合は、凝縮器６を流れる冷媒が庫内空気：外気＝７：３の割合で冷却される程度の庫内空気をバイパス路３に導くのが適当である。バイパス路３を流れる庫内空気の量は、凝縮器６に冷却空気を送る庫内側と外気側とのファン９ａ、９ｂ（図３、４参照）の回転数制御により調整することができる。バイパス路を通過した庫内空気は、通過しなかった庫内空気と合流して戻り流路２ｂを流れ、補助ヒータ７で加温されて再び乾燥庫１へと流入する。
【００２６】
この発明の除湿乾燥装置では、蒸発器５を通過することによって奪われた熱量の７割程度がバイパス流路を流れる庫内空気によって回収される。そのため蒸発器５を通過することによる庫内空気の温度低下を抑制することができ、補助ヒータ７の通電量を調整することにより、少ない電気量で庫内温度を比較的高い所望温度に維持することができ、かつ露点温度の低い空気冷却装置（冷凍機）を用いることによって、被乾燥物の含水率を１０％程度まで乾燥することができる。この場合には、乾燥初期の乾燥を促進するために、除湿機を付設することも可能である。
【００２７】
食品を高温で乾燥すると、酸化によって色や風味が損なわれることがある。このような問題が生ずるおそれがあるときは、乾燥庫１内の空気を窒素ガスや炭酸ガスで置換して乾燥を行うとよい。窒素ガスや炭酸ガスは、空気より重いので、装置の天井から排気ファン１６で庫内空気を引き出しながら装置の底部から窒素ガスや炭酸ガスをゆっくりと供給すれば、庫内空気を窒素ガスや炭酸ガスで置換することができる。
【００２８】
従って、食品を酸化させることなく高温乾燥したい場合には、除湿乾燥装置の天井に排気ファン１６と排気ファンを設けた排気路を密閉する蓋１７とを設け、除湿乾燥装置の底部付近に窒素ボンベや炭酸ガスボンベと接続する密閉蓋付きのガス導入口１８を設けておけばよい。
【符号の説明】
【００２９】
２（２ａ、２ｂ、２ｃ）  循環路
３（３ａ、３ｂ、３ｃ）  バイパス路
６（６、６ａ、６ｂ）  凝縮器
７  ヒータ
８  外気領域
９ａ、９ｂ  冷却用ファン
ａ  庫内空気
Ｂ  外気
Ｃ  空気冷却機
【図１】
2019027726.tif 000003
【図２】
2019027726.tif 000004
【図３】
2019027726.tif 000005
【図４】
2019027726.tif 000006
【図５】
2019027726.tif 000007
【図６】
2019027726.tif 000008