(57)【要約】【課題】低エネルギコストで運用することができ、しかも、比較的短時間で乾燥を行なうことができるとともに、環境への影響についても配慮した新たな乾燥装置および方法を提供する。【解決手段】被処理物が収容され、外部から導入される熱流体の熱によってこの被処理物が加熱されるように構成された乾燥処理部１と、この乾燥処理部１に管路３を介して連結された真空圧発生部２とを備えており、上記管路３には、開閉制御可能な弁装置３１が介装されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物が収容され、外部から導入される熱流体の熱によってこの被処理物が加熱されるように構成された乾燥処理部と、この乾燥処理部に管路を介して連結された真空圧発生部とを備えており、上記管路には、開閉制御可能な弁装置が介装されていることを特徴とする、乾燥装置。
【請求項２】
上記乾燥処理部は、乾燥処理室と、この乾燥処理室の内部に配置された被処理物収容部とを備え、この被処理物収容部は、上記熱流体によって加熱される加熱面を備えており、被処理物は、上記加熱面からの熱によって加熱されるように構成されている、請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
上記被処理物収容部は、上部開放容器状をしているとともに、上記熱流体が導入される熱流体チャンバによって囲まれており、上記上部開放容器状の被処理物収容部の内面が上記加熱面として機能する、請求項２に記載の乾燥装置。
【請求項４】
上記被処理物収容部の内部には、上記熱流体が導入される熱流体通路が配置されており、この熱流体通路の外面が上記加熱面として機能する、請求項２に記載の乾燥装置。
【請求項５】
上記乾燥処理部はさらに、上記乾燥処理室内に冷却配管が導入された凝縮器を備えている、請求項２ないし４のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項６】
上記凝縮器には、凝縮液が上記被処理物収容部内に滴下するのを防止する凝縮液滴下防止手段が設けられている、請求項５に記載の乾燥装置。
【請求項７】
上記凝縮液滴下防止手段は、上記冷却配管またはこれに付設された伝熱体に傾斜部を設け、この傾斜部を伝って凝縮液が上記被処理物収容部の外側に導かれるように構成されている、請求項６に記載の乾燥装置。
【請求項８】
上記乾燥処理室には、凝縮液溜めが形成されており、上記管路は、上記凝縮液溜めの底壁部に接続されている、請求項５ないし７のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項９】
上記熱流体は、蒸気が用いられる、請求項１ないし８のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項１０】
上記真空圧発生部は、容器と、この容器内に接続された蒸気導入管と、この容器内に冷却配管が導入された凝縮器とを備えて構成されている、請求項９に記載の乾燥装置。
【請求項１１】
上記真空圧発生部は、容器と、この容器内に接続された蒸気導入管と、この容器内に冷却水を噴霧する冷却水噴霧手段とを備えて構成されている、請求項９に記載の乾燥装置。
【請求項１２】
上記真空圧発生部は、蒸気を作動流体とするエゼクタによって構成されている、請求項９に記載の乾燥装置。
【請求項１３】
上記乾燥処理部に導入される熱流体としての蒸気と、上記真空圧発生部の容器に導入される、あるいは、上記エゼクタの作動流体としての蒸気とは、共通の蒸気源が用いられる、請求項１０ないし１２のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の乾燥装置を用いた乾燥方法であって、
上記乾燥処理部における処理を継続しつつ、上記弁装置を適当間隔で短期間開とすることを特徴とする、乾燥方法。
【請求項１５】
被処理物が収容され、外部から導入される蒸気の熱によってこの被処理物が加熱されるように構成された乾燥処理部と、この乾燥処理部に管路を介して連結され、蒸気を駆動源とする真空圧発生部とを備えることを特徴とする、乾燥装置。
【請求項１６】
上記乾燥処理部は、乾燥処理室と、この乾燥処理室の内部に配置された被処理物収容部とを備え、この被処理物収容部は、上記外部から導入される蒸気によって加熱される加熱面を備えており、被処理物は、上記加熱面からの熱によって加熱されるように構成されている、請求項１５に記載の乾燥装置。
【請求項１７】
上記乾燥処理部はさらに、上記乾燥処理室内に冷却配管が導入された凝縮器を備えている、請求項１６に記載の乾燥装置。
【請求項１８】
上記凝縮器には、凝縮液が上記被処理物収容部内に滴下するのを防止する凝縮液滴下防止手段が設けられている、請求項１７に記載の乾燥装置。
【請求項１９】
上記凝縮液滴下防止手段は、上記冷却配管またはこれに付設された伝熱体に傾斜部を設け、この傾斜部を伝って凝縮液が上記被処理物収容部の外側に導かれるように構成されている、請求項１８に記載の乾燥装置。
【請求項２０】
上記真空圧発生部は、容器と、この容器内に接続された蒸気導入管と、この容器内に冷却配管が導入された凝縮器とを備えて構成されている、請求項１５ないし１９のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項２１】
上記真空圧発生部は、容器と、この容器内に接続された蒸気導入管と、この容器内に冷却水を噴霧する冷却水噴霧手段とを備えて構成されている、請求項１５ないし１９のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項２２】
上記真空圧発生部は、蒸気を作動流体とするエゼクタによって構成されている、請求項１５ないし１９のいずれかに記載の乾燥装置。
【請求項２３】
上記乾燥処理部に導入される蒸気と、上記真空圧発生部の容器に導入される、あるいは、上記エゼクタの作動流体としての蒸気とは、共通の蒸気源が用いられる、請求項２０ないし２２のいずれかに記載の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、乾燥装置および方法に関し、より詳しくは、食品工場、化学工場等において、材料または廃棄物等を乾燥処理するに際し、電気、ガスなどの一次エネルギの使用量を著しく減じることができ、低コストで実現可能であり、かつ環境への悪影響を少なくすることができる乾燥装置および方法に関する。なお、本明細書において「乾燥」とは、少なくとも固体と液体とを含む混相状態から熱を加えて液体の一部または全部を分離除去すること、および、それによって生じるあらゆる状態変化を得ることを意味する。
【０００２】
【発明の背景】
従来より、比較的構造が簡易な装置を用いて運用可能な乾燥方法として、高温の熱風を被処理物に接触させる、気流乾燥法と呼ばれる方法がある。この気流乾燥法は、比較的大きな熱源が必要であり、廃熱が利用できない場合には熱源に高コストを要するし、多量の熱風排気があるため、そのままでは乾燥中に被処理物から発生する臭気や化学物質等の成分が大気に放出されて環境悪化の原因ともなる。
【０００３】
このような気流乾燥法を用いる場合において、乾燥排気を循環利用する方法もすでに提案されている（特許文献１）。しかしながら、蒸発物質のキャリア（空気など）の循環系を構成する必要があるし、この循環系を完全に閉じた系とする場合には、この循環系の一部で熱風を冷却して蒸発成分を凝縮回収し、冷却したキャリアを再度加熱する必要があるなど、装置の大型化、複雑化が避けられず、熱効率についても大きな改善が望めないという欠点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３３０７１７号公報
【０００５】
また、壁面等から熱伝導によって被処理物に熱を与える、伝導伝熱乾燥法と呼ばれる方法もある。しかしながら、この方法は、上記した気流乾燥法に比べて排気は少量で済むが、伝熱面積を広くとれない場合には加熱効率が低いために乾燥に長時間を要するという欠点がある。この場合において乾燥時間を短縮するためには攪拌装置等の機械駆動部分を付加することが考えられるが、装置が複雑かつ高価なものとなるし、蒸発した気体を送風ファン等で装置外に排出する必要が生じるため、やはり環境への悪影響が避けられない欠点がある。
【０００６】
さらに、乾燥室内部の圧力を真空ポンプにより減圧する、真空乾燥法と呼ばれる方法もある。この方法は、被処理物の温度上昇を抑制することができるために被処理物の熱的な変性が生じにくく、薬品や食品などの製造において多用されているが、イニシャルコストおよびランニングコストが著しく高価となる欠点がある。
【０００７】
一方、近年、食品リサイクル法などの法整備により、製造者による廃棄物処理が義務づけられることになった。食品工場、化学工場、廃棄物処理場などでは、製造廃棄物等を乾燥させることがリサイクル、あるいは減容による処理費用低減に好適にむすびつくことから、装置構成が簡易であり、メインテナンスが容易であり、しかもイニシャルコスト、ランニングコストを抑制することができる新たな乾燥方法が強く求められている。
【０００８】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、上記した従来の乾燥方法の欠点を解消し、食品工場、化学工場、焼却場等において生じる余剰な蒸気を主たる熱源および駆動源として低エネルギコストで運用することができ、しかも、比較的短時間で乾燥を行なうことができるとともに、環境への影響についても配慮した新たな乾燥装置および方法を提供することをその課題とする。
【０００９】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の各技術的手段を採用した。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供される乾燥装置は、被処理物が収容され、外部から導入される熱流体の熱によってこの被処理物が加熱されるように構成された乾燥処理部と、この乾燥処理部に管路を介して連結された真空圧発生部とを備えており、上記管路には、開閉制御可能な弁装置が介装されていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成の乾燥装置においては、基本的には、乾燥処理部と真空圧発生部とをつなぐ管路に介装された弁装置を閉状態として乾燥処理部による被処理物の乾燥処理が行なわれる。すなわち、乾燥処理部においては、外部から導入された熱流体の熱により、被処理物が乾燥される。本願発明においては、上記したように、乾燥処理部に真空圧発生部が連結されており、弁装置を制御することにより、適宜、乾燥処理部に真空圧を作用させることができる。乾燥処理の進行中に適宜弁装置を開とすることにより、被処理物から蒸発した蒸気を含む乾燥処理部内の気体を一挙に真空圧発生部に吸引して乾燥処理部の蒸気圧を低下させることができるとともに、乾燥処理部内の圧力を一挙に低下させる急激な圧力変動を生じさせる。このような急激な圧力変動は、被処理物の表面ないし表面近傍のみならず、被処理物の内部に浸潤した液体さえも蒸発させる作用をし、その結果、被処理物の乾燥が著しく促進され、短時間での乾燥が可能となる。
【００１２】
好ましい実施の形態において、上記乾燥処理部は、乾燥処理室と、この乾燥処理室の内部に配置された被処理物収容部とを備え、この被処理物収容部は、上記熱流体によって加熱される加熱面を備えており、被処理物は、上記加熱面からの熱によって加熱されるように構成されている。
【００１３】
この場合、たとえば、上記被処理物収容部を上部開放容器状とするとともに、この上部開放容器状の被処理物収容部を上記熱流体が導入される熱流体チャンバによって囲み、この上部開放容器状の被処理物収容部の内面を上記の加熱面として機能させることができ、また、上記被処理物収容部の内部に、上記熱流体が導入される熱流体通路を配置して、この熱流体通路の外面を上記の加熱面として機能させることもできるが、加熱面の形態としては、これに限られない。
【００１４】
好ましい実施の形態においては、上記乾燥処理部はさらに、上記乾燥処理室内に冷却配管が導入された凝縮器を備えている。
【００１５】
このようにすれば、被処理物から蒸発した成分は常時凝縮されるので、乾燥処理部内における蒸気圧の上昇を抑制し、これにより、被処理物中の液体の継続的な蒸発を促進させることができる。
【００１６】
好ましい実施の形態において、上記凝縮器には、凝縮液が上記被処理物収容部内に滴下するのを防止する凝縮液滴下防止手段が設けられている。
【００１７】
好ましい実施の形態において、上記凝縮液滴下防止手段は、上記冷却配管またはこれに付設された伝熱体に傾斜部を設け、この傾斜部を伝って凝縮液が上記被処理物収容部の外側に導かれるように構成されている。
【００１８】
このようにすれば、乾燥が進んだ被処理物が凝縮液によって濡れ、これによって乾燥処理が阻害されるといったことがなくなる。
【００１９】
好ましい実施の形態においてはまた、上記乾燥処理室には、凝縮液溜めが形成されており、上記管路は、上記凝縮液溜めの底壁部に接続されている。
【００２０】
このようにすれば、上記弁装置を開としたとき、凝縮液溜めに溜まった液体をも一挙に乾燥処理部外に吸い出すことができる。
【００２１】
好ましい実施の形態においてはまた、上記熱流体は、蒸気が用いられる。
【００２２】
このようにすれば、たとえば、ボイラによる余剰蒸気を熱源、駆動源として乾燥処理を行なうことができるので、エネルギコストを低減することができる。
【００２３】
好ましい実施の形態においてはまた、上記真空圧発生部は、容器と、この容器内に接続された蒸気導入管と、この容器内に冷却配管が導入された凝縮器とを備えて構成されている。
【００２４】
このような真空圧発生部は、容器内に蒸気を充満させた状態でその蒸気を凝縮させることにより、真空圧を得ることができる。すなわち、この真空圧発生部は、熱駆動型であり、したがって、真空ポンプ等の動力を必要とする構成なしに真空圧を得ることができるので、装置全体が簡略化される。
【００２５】
他の好ましい実施の形態においては、上記真空圧発生部は、容器と、この容器内に接続された蒸気導入管と、この容器内に冷却水を噴霧する冷却水噴霧手段とを備えて構成されている。容器内に充満させた蒸気を冷却・凝縮させて真空圧を得る点で、凝縮器を用いた上記の実施形態と同様である。この場合においても、真空ポンプ等の動力を必要とする構成なしに真空圧を得ることができるので、装置全体が簡略化される。
【００２６】
さらに他の好ましい実施の形態においては、上記真空圧発生部は、蒸気を作動流体とするエゼクタによって構成されている。
【００２７】
好ましい実施の形態においては、上記乾燥処理部に導入される熱流体としての蒸気と、上記真空圧発生部の容器に導入される、あるいは、上記エゼクタの作動流体としての蒸気とは、共通の蒸気源が用いられる。
【００２８】
このようにすれば、乾燥処理部の熱源と、真空圧発生部の駆動源とに共通の蒸気が用いられることになり、装置全体がより簡略化される。
【００２９】
本願発明の第２の側面によって提供される乾燥方法は、上記本願発明の第１の側面に係る乾燥装置を用いた乾燥方法であって、
上記乾燥処理部における処理を継続しつつ、上記弁装置を適当間隔で短期間開とすることを特徴としている。
【００３０】
このような乾燥方法によれば、本願発明に係る乾燥装置について上述したのと同様の利点を得ることができることが容易に理解されよう。
【００３１】
本願発明の第３の側面によって提供される乾燥装置は、被処理物が収容され、外部から導入される蒸気の熱によってこの被処理物が加熱されるように構成された乾燥処理部と、この乾燥処理部に管路を介して連結され、蒸気を駆動源とする真空圧発生部とを備えることを特徴としている。
【００３２】
この構成は、乾燥処理部の熱源および真空圧発生部の駆動源として、共に蒸気が用いられていることに特徴づけられる。蒸気源を共通にすることにより、簡略化された構成により、蒸気廃熱を利用した効率的な乾燥処理を行なうことができる。
【００３３】
好ましい実施の形態において、上記乾燥処理部は、乾燥処理室と、この乾燥処理室の内部に配置された被処理物収容部とを備え、この被処理物収容部は、上記外部から導入される蒸気によって加熱される加熱面を備えており、被処理物は、上記加熱面からの熱によって加熱されるように構成されている。
【００３４】
好ましい実施の形態においては、上記乾燥処理部はさらに、上記乾燥処理室内に冷却配管が導入された凝縮器を備えている。
【００３５】
好ましい実施の形態においてはまた、上記凝縮器には、凝縮液が上記被処理物収容部内に滴下するのを防止する凝縮液滴下防止手段が設けられている。
【００３６】
この場合において、上記凝縮液滴下防止手段は、好ましくは、上記冷却配管またはこれに付設された伝熱体に傾斜部を設け、この傾斜部を伝って凝縮液が上記被処理物収容部の外側に導かれるように構成されている。
【００３７】
これらの点については、本願発明の第１の側面について説明したのと同様である。
【００３８】
好ましい実施の形態において、上記真空圧発生部は、容器と、この容器内に接続された蒸気導入管と、この容器内に冷却配管が導入された凝縮器とを備えて構成されている。
【００３９】
他の好ましい実施の形態においては、上記真空圧発生部は、容器と、この容器内に接続された蒸気導入管と、この容器内に冷却水を噴霧する冷却水噴霧手段とを備えて構成されている。
【００４０】
さらに他の好ましい実施の形態においては、上記真空圧発生部は、蒸気を作動流体とするエゼクタによって構成されている。
【００４１】
好ましい実施の形態において、上記乾燥処理部に導入される蒸気と、上記真空圧発生部の容器に導入される、あるいは、上記エゼクタの作動流体としての蒸気とは、共通の蒸気源が用いられている。
【００４２】
これらの点については、本願発明の第１の側面について上述したのと同様である。
【００４３】
本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行なう詳細な説明から、より明らかとなろう。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００４５】
図１は、本願発明に係る乾燥装置Ａの第１の実施形態の構成を示す模式図である。この乾燥装置Ａは、内部において被処理物の乾燥処理を行なう乾燥処理部１と、この乾燥処理部１に管路３を介して連結された真空圧発生部２とを有する。管路３には、電磁弁等の弁装置３１が介装されており、この弁装置３１は、制御部７によって制御可能である。
【００４６】
乾燥処理部１は、適当な大きさの乾燥処理室１０を備えており、この乾燥処理室１０の内部には、被処理物を収容可能な上部開放容器状の被処理物収容部１１が配置されている。この被処理物収容部１１を構成する壁は、たとえば、耐腐食性、熱良導性をもつ金属によって構成される。そして、この被処理物収容部１１の周囲は、熱流体チャンバ１２によって囲まれている。この実施形態において熱流体チャンバ１２は、上記被処理物収容部１１の側壁および底壁の外側を取り囲む閉じた空間となっている。この熱流体チャンバ１２の適部には、乾燥処理室１０の側壁を貫通して導入された熱流体導入管１３、および、乾燥処理室１０の底壁を貫通して延出する排出管１４がそれぞれ接続されている。熱流体導入管１３および排出管１４の途中には、それぞれ弁１３ａ，１４ａが設けられており、これらの弁１３ａ，１４ａを開閉制御することにより、上記熱流体チャンバ１２への熱流体の導入の入・切、流量調節、並びにドレン廃液をすることができる。
【００４７】
上記被処理物収容部１１の内壁は、熱流体チャンバ１２に導入された熱流体の熱によって昇温させられ、被処理物を加熱するための加熱面として機能する。図示は省略するが、乾燥処理室１０には、被処理物収容部１１への処理物の投入および排出を行なうための１または複数のドアが設けられている。このドアは、閉状態において乾燥処理室１０を気密封鎖する。なお、熱流体チャンバ１２へ導入される熱流体としては、たとえば、各種製造所、あるいは近隣工場等においてボイラによって発生させられた余剰蒸気が好適に利用される。
【００４８】
乾燥処理室１０内にはまた、冷却配管５Ａが導入されて、凝縮器６Ａを構成している。図１に示されているように、乾燥処理室１０内での冷却配管５Ａの一部は、上記被処理物収容部１１の上方に延出させられており、かつ、このように被処理物収容部１１の上方に延出する部分は、被処理物収容部１１の周縁に向かうほど低位となるように傾斜させられて、凝縮液滴下防止手段１５を構成している。これにより、被処理物から蒸発した物質の凝縮効率を高めることができるとともに、凝縮液が被処理物上に滴下して乾燥を阻害するといったことを回避することができる。
【００４９】
乾燥処理室１０にはまた、上記被処理物収容部１１の側壁と、乾燥処理室１０の側壁および底壁とで囲まれる凝縮液溜まり１６が形成されており、乾燥処理部１と真空圧発生部２とをつなぐ上記の管路３は、凝縮液溜まり１６の底壁に接続されている。なお、図示は省略するが、上記管路３における上記弁装置３１よりも上流側を分岐させ、乾燥処理室１０における上記凝縮液溜まり１６の底壁以外の側壁に接続してもよい。
【００５０】
一方、真空圧発生部２は、この実施形態では、適当な大きさの密閉容器２０と、この密閉容器２０に接続された蒸気導入管２１と、この密閉容器２０内に冷却配管５Ｂを導入して構成される凝縮器６Ｂとを備えて構成されている。上記蒸気導入管２１は、密閉容器２０の適部に接続されており、かつ、この密閉容器２０の底部には、ドレン配管４が接続されている。ドレン配管４には、電磁弁等の弁装置４１が設けられており、この弁装置４１は、上記管路３に設けた弁装置３１と同様、制御部７によって開閉制御可能である。
【００５１】
蒸気導入管２１には、弁２１ａが設けられており、密閉容器２０内への蒸気の導入の入・切を行なうことができる。上記したように、乾燥処理部１へ導入するべき熱流体として、蒸気を利用する場合には、その蒸気源を密閉容器２０へ導入するべき蒸気源と同一のものを利用するようにすると、装置全体が簡略化される。
【００５２】
また、乾燥処理部１内に構成される凝縮器６Ａのための冷却配管５Ａと、真空圧発生部２としての密閉容器２０内に構成される凝縮器６Ｂのための冷却配管５Ｂには、それぞれ弁５ａ，５ｂが設けられており、それぞれ、冷却液流通の入・切を行なうことができる。なお、両冷却配管５Ａ，５Ｂに流通させるべき冷却液としては、共通の冷却水源を用いることにより、装置全体を簡略化することができる。
【００５３】
次に、上記した構成の乾燥装置Ａの操作の一例を説明する。
【００５４】
＜真空圧発生部の操作＞
乾燥処理部１と真空圧発生部２とをつなぐ管路３の弁装置３１は、閉状態とされる。密閉容器２０のドレン管４の弁装置４１を開き、蒸気導入管２１の弁２１ａを開として、密閉容器２０内をベントしつつ、内部が蒸気で充満させられた時点で蒸気導入管２１の弁２１ａおよびドレン管４の弁装置４１を閉とする。冷却配管５Ｂの弁５ｂを開として密閉容器２０内の凝縮器６Ｂを作動させると、この密閉容器２０内の蒸気は凝縮し、密閉容器２０内には、真空圧が発生する。なお、蒸気導入管２１の弁２１ａおよびドレン管４の弁装置４１の開閉操作に関わらず、冷却配管５Ｂに冷却水を終始流通させて、凝縮器６Ｂを作動させておいてもよい。
【００５５】
＜乾燥処理部の操作＞
被処理物収容部１１に固体と液体とが共存状態にある被処理物を投入した後、乾燥処理室１０を密閉状態とし、熱流体導入管１３の弁１３ａおよび排出管１４の弁１４ａを開として熱流体チャンバ１２に蒸気を導入するとともに、冷却配管５Ａの弁５ａを開として凝縮器６Ａを作動させる。熱流体チャンバ１２に供給される蒸気の熱により、被処理物収容部１１の内壁（加熱面）を介して被処理物が加熱される。こうして加熱された下層の被処理物からの放射熱により、上層の被処理物もまた加熱される。これにより、被処理物が含有する液体は蒸発させられ、この蒸発成分は、凝縮器６Ａの作動によって凝縮させられる。凝縮液は重力によって凝縮液溜まり１６に溜められる。本実施形態では、凝縮器６Ａを構成する冷却配管５Ａが被処理物収容部１１の上方まで延びているために、蒸発物質の凝縮は効率的に行なわれる。乾燥処理室１０内に空気が存在している場合には、被処理物中の液体の乾燥は乾燥処理室１０内の蒸気の濃度勾配に依存するため、この実施形態のように被処理物収容部１１の上方近傍において凝縮が行なわれるようにすると、被処理物の乾燥がより促進される。また、上記したように、冷却配管５Ａの一部が傾斜させられて凝縮液滴下防止手段１５が形成されているために、冷却配管５Ａに付着した凝縮液が被処理物上に滴下してその乾燥を阻害するということはない。
【００５６】
＜圧力変動操作＞
乾燥処理部１と真空圧発生部２とをつなぐ管路３に設けた弁装置３１は、適時、短時間開状態とされる。この弁装置３１が開状態とされると、乾燥処理部１と真空圧発生部２とが相互導通させられる。真空圧発生部２内の圧力が圧倒的に低いので、凝縮液溜まり１６の凝縮液が瞬時にして真空圧発生部２へと吸引排出されるとともに、乾燥処理室１０内の気体も瞬時に吸引され、同乾燥処理室１０内の圧力は、瞬時にして低下させられる。このような乾燥処理室１０の急激な圧力低下は、被処理物に含まれる液体の沸点を瞬時にして下げることを意味する。そうすると、被処理物の表面のみならず、内部に浸潤する液体の蒸発もまた爆発的に起こり、被処理物の乾燥が著しく促進させられる。
【００５７】
弁装置３１が再び閉状態とされると、真空圧発生部２においては上記した操作が繰り返され、内部に真空圧が発生した状態が再度つくり出される。このとき、前回の圧力変動操作によって真空圧発生部２に移動した凝縮液は、ベント時に排出される。乾燥処理部１においては、比較的低圧状態において、上記した乾燥処理が続行される。そして、弁装置３１を短時間開とする上記した圧力変動操作は、適当間隔で適当回数行なわれる。このように上記の圧力変動操作を複数回繰り返すうちに、乾燥処理部１内の空気がほとんどなくなり、かつ、全圧が低下することから、比較的低温での被処理物の乾燥が促進される。
【００５８】
以上の結果、上記構成の乾燥装置Ａによれば、たとえば余剰蒸気を熱源および駆動源として利用し、エネルギ効率よく、被処理物の乾燥を短時間で行なうことができる。また、各弁１３ａ，１４ａ，２１ａおよび弁装置３１，４１の操作を適切に行なうことにより、装置からの排気を最小限に抑制することが可能であり、環境への配慮をしたものとすることができる。さらに、乾燥処理部１に圧力変動を起こさせつつ乾燥処理をするので、乾燥処理部１内が比較的低圧に維持され、したがって、熱流体として、比較的低温の蒸気を用いても、十分効率的な乾燥を行なうことができる。これにより、従来、熱源としての利用方法がなく、その結果廃棄するしかなかった、たとえば１００〜１２０℃程度の温度範囲の余剰蒸気をも有効に利用して、必要な乾燥を行なうことが可能となる。
【００５９】
図２は、乾燥処理部１の他の実施形態を示す模式図である。この実施形態では、被処理物収容部１１は、乾燥処理室１０の側方に設置された縦長の閉じた蒸気チャンバ１２Ａの壁の一部を側方延出成形することにより、複数の棚状部１１Ａを形成して構成されている。この蒸気チャンバ１２Ａは、好ましくは、耐腐食性、熱良導性をもつ金属によって形成され、外部から熱流体としての蒸気が導入される。被処理物は、棚状部１１Ａに直接投入されるようにしてもよいが、適当な容器に収容した状態で上記棚状部１１Ａに設置するようにすれば、乾燥処理部１への被処理物の出し入れが便利になる。一方、凝縮器６Ａは、上記縦長の上記チャンバ１２Ａの側方における乾燥処理室１０内空間に冷却配管５Ａを導入することによって形成されている。この乾燥処理部１のその余の構成は、図１に示した実施形態と同様とすればよい。また、適当な真空圧発生部２との間は、弁装置３１を介装した管路３によってつながれる。
【００６０】
この構成においては、複数の棚状部１１Ａに収容された被処理物は、棚状部１１Ａを形成する蒸気チャンバ１２Ａの壁が加熱面となって、加熱され、この被処理物が含有する液体は、蒸発させられる。そして、蒸発成分は、凝縮器６Ａによって凝縮させられる。
【００６１】
図１に示した構成における乾燥処理部１を図２の構成に置き換えても、上記したのと同様の操作をすることにより、同様の利点を享受することができることは、容易に理解されよう。
【００６２】
図３は、乾燥処理部１のさらに他の実施形態を示す模式図である。この実施形態では、乾燥処理室１０内に上部開放容器状の被処理物収容部１１を設置するとともに、この被処理物収容部１１を貫通する蒸気管１２Ｂを設けている。この蒸気管１２Ｂには、外部から熱流体としての蒸気が導入される。この構成においては、蒸気管１２Ｂの外面が加熱面となって、被処理物収容部１１内の被処理物を加熱し、この被処理物が含む液体を蒸発させる。その余の構成は、図１に示した実施形態と同様とすればよく、また、適当な真空圧発生部２との間は、弁装置３１を介装した管路３によってつながれる。
【００６３】
図１に示した構成における乾燥処理部１を図３の構成に置き換えても、上記したのと同様の操作をすることにより、同様の利点を享受することができることは、容易に理解されよう。
【００６４】
図４は、真空圧発生部２の他の実施形態を示す模式図である。この実施形態では、適当な大きさの密閉容器２０に蒸気導入管２１を接続するとともに、この密閉容器２０内に冷却水を噴霧する噴霧手段５０を設けている。この冷却水噴霧手段５０には、冷却配管５Ｂが接続されている。そして、図１に示した実施形態における真空圧発生部２と同様、密閉容器２０の底部には、ドレン配管４が接続されているとともに、このドレン配管４には、電磁弁等の弁装置４１が設けられている。
【００６５】
このような構成の真空圧発生部２においても、密閉容器２０に蒸気を充満させた状態で冷却水噴霧手段５０から冷却水を噴霧すると、蒸気は凝縮し、密閉容器２０内には真空圧が発生する。
【００６６】
図１に示した構成における真空圧発生部２を図４の構成に置き換えたとしても、上記したのと同様の操作をすることにより、同様の利点を享受することができることは、容易に理解されよう。また、この図４の構成の真空圧発生部２と、図２、図３の構成の乾燥処理部１とを組み合わせても同様であることもまた、容易に理解されよう。
【００６７】
図５は、真空圧発生部２のさらに他の実施形態を示す模式図である。この真空圧発生部２は、蒸気を作動流体としたエゼクタ８を採用している。より具体的には、このエゼクタ８は、たとえば、ベンチュリ態様の蒸気導管８０を取り囲むようにして減圧室２０Ａを設けるとともに、蒸気導管８０のほぼ最小径部８０ａを上記減圧室２０Ａに連通させている。この蒸気導管８０に流す蒸気としては、乾燥処理部１に導入される熱流体としての蒸気と同じ蒸気源を採用することができる。減圧室２０Ａには、弁装置３１が介装された管路３が連結されており、この管路３は、乾燥処理部１に連結される。この乾燥処理部１の構成としては、たとえば、上記した各実施形態のいずれかの構成のもの適宜採用することができる。そして、このエゼクタ８においては、とくに、上記蒸気導管８０を取り囲むようにして、冷却水通路８１が設けられている。この冷却水通路８１に流す冷却水としては、上記乾燥処理部１に設けられる凝縮器６Ａのための冷却水とおなじ水源を用いることができる。
【００６８】
上記のエゼクタ８において、蒸気が蒸気導管８０に流されると、その最小径部８０ａでの動圧が高まるため、その分減圧室２０Ａでの静圧が低下し、これによって減圧室２０Ａに真空圧が発生する。この実施形態では、蒸気は、冷却水通路８１を流れる冷却水によって冷却されるので、凝縮を起こしつつ蒸気導管８０内を流れることになる。したがって、このような凝縮に伴う減圧分が加算されるので、減圧室２０Ａに発生する真空圧は、より大きなものとなる。
【００６９】
図１に示した構成における真空圧発生部２を図５の構成に置き換えたとしても、上記したのと同様の操作をすることにより、同様の利点を享受することができることは、容易に理解されよう。また、この図５の構成の真空圧発生部２と、図２、図３の構成の乾燥処理部１とを組み合わせても同様であることもまた、容易に理解されよう。
【００７０】
図６は、本願発明の他の側面に係る乾燥装置Ａの一実施形態を示す模式図である。この乾燥装置Ａは、乾燥処理部１と真空圧発生部２とが、ともに蒸気を熱源、駆動源とし、好ましくはこれら熱源、駆動源としての蒸気源を共通としていることに特徴づけられる。この実施形態では、乾燥処理部１として、図１に示したものと同様のものを採用しているとともに、真空圧発生部２として、図５に示したエゼクタ８を採用している。そうして、乾燥処理部１および真空圧発生部２には、同じ蒸気源から蒸気を導入するようにしているとともに、乾燥処理部１の凝縮器６Ａおよびエゼクタ８の冷却水通路８１に導入する冷却水を同じ冷却水源を用いるようにしている。しかしながら、この実施形態では、乾燥処理部１と真空圧発生部２（エゼクタ）とは、単に管路３によって連結されているだけであって、図１の実施形態のように、乾燥処理部１内で圧力変動を起こすための弁装置３１は介装されていない。
【００７１】
この構成においては、作動中、常時、乾燥処理部１内が常時エゼクタ８によって発生させられる真空圧によって減圧される。したがって、乾燥処理部１内の被処理物は、外部から導入される蒸気の熱による加熱、および、乾燥処理室１０内の全圧低下により、効率的に乾燥させられる。また、乾燥処理部１における乾燥熱源と、エゼクタ８の作動流体とが、同じ蒸気源を用いることができることから、装置全体が簡略され、かつ、エネルギ効率が顕著に高められる。なお、上記エゼクタ８は、連続的に負圧を発生させることができることから、図１に示した実施形態のように、圧力変動を起こす構成を特に採用せずとも効率的な乾燥処理を行なうことができるが、管路３に弁装置３１を設けることを阻害するものではない（図５参照）。弁装置３１を設ける場合であっても、この図６に示される構成の技術的思想に含まれるのである。さらには、本願発明のこの側面に係る乾燥装置Ａにおける乾燥処理部１として、図２、図３に示した構成のものを用いて熱流体として蒸気を採用するとともに、真空圧発生部２として、図４、図５に示したものを採用してももちろんかまわない。これらの場合において、乾燥処理部１の熱源、および、真空圧発生部２の駆動源として、共通の蒸気源を用いれば、なお好ましい。
【００７２】
もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は、すべてこの発明の範囲に含まれる。
【００７３】
たとえば、乾燥処理室あるいは密閉容器の概念は、閉じた空間を意味するのであって、その形状や大きさは、一切問われない。また、図に示される実施形態にでは、乾燥処理部１あるいは真空圧発生部２において、凝縮器６Ａ，６Ｂを構成する冷却水配管５Ａ，５Ｂは、それぞれ単一の配管として示しているが、もちろん、これらの配管は、複数の配管としてもよいし、乾燥処理室１０あるいは密閉容器２０内で枝分かれさせてもよい。
【００７４】
図１に示される実施形態では、乾燥処理部１に導入される熱流体は、真空圧発生部２に導入される蒸気と同一蒸気源とする蒸気を利用しているが、熱流体としては、空気熱風、あるいは温水等を利用することもできる。温水を利用する場合、真空圧発生部２において、凝縮器６Ｂを通過した、あるいは、密閉容器２０内に噴霧した結果得られた温水を利用するようにすると、効率的に熱回収をすることができるので、装置全体がより効率的なものとなる。
【００７５】
さらに、図１に示される実施形態において、真空圧発生部２として、上記した密閉容器２０内に閉じ込めた蒸気を冷却凝縮する構成を採用しているが、真空ポンプを用いた構成としても、もちろんかまわない。
【００７６】
また、上記各実施形態では、乾燥処理部１内に凝縮器６Ａを設けているが、この凝縮器６Ａは省略することもできる。
【００７７】
さらに、本願発明は、被処理物の内部に浸潤する液体を爆発的に蒸発させることによって被処理物の所望の内部性状を得る目的、たとえば、食品の製造過程において、ふんわりとした内部性状を得るという、いわば、「調理」と呼ばれる処理、あるいは、乾燥により、被処理物における雑菌の生存困難な状態をつくりだすという、いわば「滅菌」と呼ばれる処理に適用することも、もちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の側面に係る乾燥装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】乾燥処理部の他の実施形態を示す模式図である。
【図３】乾燥処理部のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図４】真空圧発生部の他の実施形態を示す模式図である。
【図５】真空圧発生部のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【図６】本願発明の他の側面に係る乾燥装置の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
Ａ    乾燥装置
１    乾燥処理部
２    真空圧発生部
３    管路
４    ドレン配管
５Ａ，５Ｂ    冷却配管
６Ａ，６Ｂ    凝縮器
７    制御部
８    エゼクタ
１０    乾燥処理室
１１    被処理物収容部
１１Ａ    棚状部
１２    熱流体チャンバ
１２Ａ    蒸気チャンバ
１２Ｂ    蒸気管
１３    熱流体導入管
１４    排出管
１５    凝縮液滴下防止手段
１６    凝縮液溜まり
２０    密閉容器
２０Ａ    減圧室
２１    上記導入管
３１，４１    弁装置
５０    冷却水噴霧手段
８０    蒸気導管
８０ａ    最小径部（蒸気導管の）
８１    冷却水通路
５ａ，５ｂ，１３ａ，１４ａ，２１ａ    弁
【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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