(57)【要約】【課題】簡単な外気侵入防止機構のみが必要とされ、効率良い熱交換が可能であり、運転時のエネルギー消費量を抑制することが出来る蒸発装置の提供。【解決手段】水蒸気圧縮機（２）の吐出側と水蒸気凝縮器（３）とを連通する水蒸気ラインから流量調整弁（バイパス弁２１）を介装したバイパスライン（Ｌｃ）が分岐（Ｂ３）しており、該バイパスライン（Ｌｃ）は乾燥容器（１）と水蒸気圧縮機（２）の吸入側とを連通する水蒸気ラインと合流（Ｂ１）しており、乾燥容器（１）内の圧力（例えば、乾燥容器１内と大気圧との差圧）が大気圧と同程度であるように構成されている。【選択図】図１
2007333278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥容器と、水蒸気圧縮機と、乾燥容器の内容物と熱交換関係にある水蒸気凝縮器と、これ等の機器を連通する水蒸気ラインとを有する蒸発装置において、水蒸気圧縮機の吐出側と水蒸気凝縮器とを連通する水蒸気ラインから流量調整弁を介装したバイパスラインが分岐しており、該バイパスラインは乾燥容器と水蒸気圧縮機の吸入側とを連通する水蒸気ラインと合流しており、乾燥容器内の圧力を検出する圧力検出手段を設け、流量調整弁を制御して乾燥容器内の圧力が設定値よりも低下しない様に構成されていることを特徴とする蒸発装置。
【請求項２】
乾燥容器と、水蒸気圧縮機と、乾燥容器の内容物と熱交換関係にある水蒸気凝縮器と、これ等の機器を連通する水蒸気ラインとを有する蒸発装置において、水蒸気圧縮機の吐出側と水蒸気凝縮器とを連通する水蒸気ラインから流量調整弁を介装したバイパスラインが分岐しており、該バイパスラインは乾燥容器と水蒸気圧縮機の吸入側とを連通する水蒸気ラインと合流しており、水蒸気圧縮機の吐出配管の圧力を検出する圧力検出手段を設け、流量調整弁を制御して水蒸気圧縮機の吐出配管の圧力が設定値よりも高圧とならない様に構成されていることを特徴とする蒸発装置。
【請求項３】
乾燥容器と、水蒸気圧縮機と、乾燥容器の内容物と熱交換関係にある水蒸気凝縮器と、これ等の機器を連通する水蒸気ラインとを有する蒸発装置において、前記水蒸気凝縮器を、複数の回転子を平行に配置して構成し、該回転子は鋼管で構成されており、並列に且つ回転子同士が干渉しない様に交差しつつ回転する様に配置して構成されていることを特徴とする蒸発装置。
【請求項４】
前記回転子は、鋼管をつる巻きコイル状に形成している請求項３の蒸発装置。
【請求項５】
前記回転子は、複数の直線状の鋼管で構成されており、該直線状の鋼管は、各々が回転軸と平行に配置され、回転軸の半径方向外方で且つ円周方向へ等間隔に配置されており、該直線状の鋼管の各々は中空の支持材により回転軸に設けられた通路に連通されている請求項３の蒸発装置。
【請求項６】
前記水蒸気凝縮器は、複数段を直列に配列して構成されており、最終段の水蒸気凝縮器に連通する不凝縮性ガスの排出弁を設ける請求項１〜５の何れか１項の蒸発装置。
【請求項７】
不凝縮性ガス排出用のラインを流れる気体を、被乾燥物に直接接触させて予熱するように構成する請求項１〜６の何れか１項の蒸発装置。
【請求項８】
被乾燥物を投入する機構に熱交換器を設け、該熱交換器に不凝縮性ガス排出用のラインを流れる気体を導入し、当該気体のエンタルピーの一部を該熱交換器を介して被乾燥物に投入する様に構成する請求項１〜７の何れか１項の蒸発装置。
【請求項９】
水蒸気発生手段は電熱ヒータで加熱する様に構成されており、水蒸気発生手段内の温水温度を大気圧における沸点近傍の温度に維持する様に構成されている請求項１〜８の何れか１項の蒸発装置。
【請求項１０】
乾燥容器は水平面に対して傾斜して設けられており、被乾燥物を投入する機構が被乾燥物を排出する機構よりも下方に位置している請求項１〜９の何れか１項の蒸発装置。
【請求項１１】
水蒸気圧縮機から水蒸気凝縮器の出口に至る何れかの位置と、乾燥容器の排出系統および吸入系統に設けられた仕切り弁の内部とを連通する水蒸気配管を有している請求項１〜１０の何れか１項の蒸発装置。
【請求項１２】
請求項１の蒸発装置の制御方法において、圧力検出手段により乾燥容器内の圧力を検出する工程と、検出された乾燥容器内の圧力を設定値と比較する工程と、乾燥容器内の圧力を設定値よりも低圧である場合に流量調整弁の開度を増加する工程、とを有することを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
請求項２の蒸発装置の制御方法において、圧力検出手段により水蒸気圧縮機の吐出配管の圧力を検出する工程と、水蒸気圧縮機の吐出配管の圧力と設定値とを比較する工程と、水蒸気圧縮機の吐出配管の圧力が設定値よりも高圧の場合に流量調整弁の開度を増加する工程、とを有することを特徴とする制御方法。
【請求項１４】
請求項１、２の何れか１項の蒸発装置の制御方法において、運転開始時にバイパスラインの流量調整弁を開いて、水蒸気圧縮機内部を昇温する工程を有することを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸発脱水を伴う濃縮及び乾燥プロセスの省エネルギー化に関し、より詳細には、水蒸気を圧縮して凝縮潜熱（気化熱）を回収利用する蒸発装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
濃縮や乾燥などの蒸発脱水は、水の蒸発潜熱が大きい（１００℃で２２５８ｋＪ／ｋg）ことに起因して、エネルギーを多量に消費し、運転コストが高いと言う問題がある。
これを解決するために、蒸発脱水過程で生じた水蒸気を昇圧して飽和温度を高め、被乾燥物と熱交換して凝縮させ、この潜熱を回収利用して、引き続く蒸発脱水に利用する技術が存在する。係る技術は、蒸気再圧縮（ＶＲＣ；ｖａｐｏｒ  ｒｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）または機械式蒸気圧縮（ＭＶＲ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｒｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）と呼ばれている。本明細書では、この技術を「ＶＲＣ」と標記する。
【０００３】
ＶＲＣは、原理的には、蒸発脱水を伴うプロセスに広く適用でき、大きな省エネルギー効果を発揮するものであるが、従来の技術は、熱交換の容易な溶液等の濃縮に限られており、乾燥についての実用例は見られない。また、ＶＲＣは公知の技術であるが、広く知られているとは言い難く、技術の詳細を記述した資料も少ないのが実情である。
【０００４】
図２５のＶＲＣ技術による麦汁濃縮装置（非特許文献１参照）は、図示していない水蒸気ボイラー等で水を加熱することにより、大気圧において１００℃で沸騰させ、発生した水蒸気を圧縮機１１０で３．２気圧程度に昇圧する。この水蒸気を加熱器１２０で麦汁煮沸釜１３０内の麦汁と熱交換し、１３６℃で凝縮させて凝縮潜熱を回収し、凝縮水はドレン水として排出する。この回収熱量を圧縮機動力で除したＣＯＰ（成績係数）は、７が得られるとしている。麦汁は、ポンプ１４０で循環して加熱する構造となっている。
【０００５】
図２５の麦汁濃縮装置は、麦汁の水分を１０％程度蒸発させて濃縮させる装置である。
煮沸釜１３０は耐圧性が低いことと、従来の蒸沸条件に合わせるために大気圧を維持する必要があることから、その頂部を大気へ解放する構造になっている。そして、煮沸釜１３０へ空気の侵入を防止するために、煮沸釜１３０の水蒸気発生量を圧縮機１１０の吸入量よりも多くする必要があり、この余剰の水蒸気を外気へ棄てるために、エネルギーの損失が生ずる。
即ち、図２５の麦汁濃縮装置は、外気の侵入を防ぐために、「水蒸気発生量＞圧縮機吸入量」の関係を保つ必要があり、過剰の水蒸気は冷却して廃棄してしまうので、エネルギーの損失が多大である。
【０００６】
水蒸気発生量が圧縮機１１０の吸入量よりも少ない場合は、煮沸釜１３０内部の圧力が大気圧よりも低くなり空気が侵入する。空気は凝縮しない（不凝縮性）ため、加熱器１２０の圧力が高くなり、圧縮動力が増大してＣＯＰを著しく低下させるのみならず、圧縮機１１０の過負荷を招く危険性がある。
なお、水蒸気をそのまま外部へ放出すると、白煙や臭気の問題を生ずることから、熱交換器１５０にて冷却水と熱交換して、水蒸気を凝縮させる構造になっている。
【０００７】
図２６で示す従来技術は、粒状物質の乾燥を目的とし、螺旋オーガー形状の熱交換器を用いて連続処理を行う蒸発装置である（特許文献１参照）。
図２６の乾燥器は３本の管２００、２０２、２０４から成り、内部は外気から遮断されている。
こうした気密性の乾燥器では、乾燥器内部の圧力は大気圧と異なるため、内部圧力が大気圧以上の場合は蒸気の噴出を防ぎ、内部圧力が大気圧以下の場合は空気の侵入を防止する構造が必要である。
【０００８】
図２６では、乾燥器２００、２０２、２０４の出入り口に特別のシール装置２３２、２０６、２３４、２４２、２４６等を用いて、中間室２３０と中間室２４０の内部を液体リングポンプ２３６で真空引きする構造を例示している。しかし、その様な出入り口の空気侵入防止構造は複雑であり、且つ、製造コストの高騰を惹起してしまう。
更に、被乾燥物が付着性を有する場合は、付着した被乾燥物が螺旋オーガーと供回りを起こしてしまうので、被乾燥物の搬送と、被乾燥物への伝熱（熱交換）が不可能になることも予想される。
【０００９】
他の従来技術として、気密構造の乾燥容器の回転撹拌式水蒸気凝縮器が提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２参照）。
特許文献２の乾燥容器は気密構造であり、乾燥容器内部の圧力は、成り行きとして大気圧以下の真空状態で運転される。真空運転では、被乾燥物の投入や乾燥物の排出に困難を生ずることから、バッチ（回分）処理を前提としている。
【００１０】
すなわち、特許文献２の従来技術はバッチ処理方式であり、連続処理は想定していない。バッチ処理は乾燥容器が大きくなり、さらに乾燥容器を真空に耐える強度で設計製作する必要があるため、装置の製作費が高いと言う問題を有している。
特許文献２に記載されているように、ＶＲＣでは、空気や炭酸ガスなど水蒸気と一緒に凝縮しない気体（不凝縮性ガス）が混入すると、水蒸気が凝縮する際の抵抗になって凝縮熱伝達率を著しく低下させる。そして、凝縮熱伝達率が著しく低下すると、凝縮圧力が上昇して水蒸気圧縮機の動力を増加させる問題がある。
【００１１】
また、不凝縮性ガスについては、運転開始時に装置内部に存在している場合や、運転中に被乾燥物の空隙や水に溶解したガスが出て来る場合や、装置に漏れ込む場合が存在する。このため、不凝縮性ガスを常時排出することが必要である。
そのため、特許文献２では、水蒸気凝縮器の出口に不凝縮性ガスの排出弁を設けているが、この構造では、水蒸気凝縮器の内部に滞留した空気を抜き出す作用が不十分である。
【００１２】
発明者は、こうした一連の従来技術（特許文献２以下の発明）に基づいて試作と実験を行い、その結果を研究開発論文として公表している（非特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭５８−１５８４８５号公報
【特許文献２】特許第３６８１０４９号
【特許文献３】特許第３１４７１４２号
【特許文献４】特許第３２０９３２２号
【特許文献５】特開平１０−１０３８６１号公報
【特許文献６】特許第３１４７１４６号
【特許文献７】特許第３０３９７７６号
【特許文献８】特許第３６８５４７７号
【特許文献９】特開２００１−１５３５４５号公報
【特許文献１０】特開２００２−１４７９５１号公報
【特許文献１１】特開２００５−２８８３２０号公報
【特許文献１２】Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｐａｔｅｎｔ  ５  ９８７、７７０
【非特許文献１】（財）省エネルギーセンター、１９９１年７月２６日、第１１７頁〜、「産業用ヒートポンプ」
【非特許文献２】鹿島技術研究所年報第５０号、２００２年９月３０日、第１５１頁〜第１５６頁、「省エネルギー型蒸発脱水技術の研究開発」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、外気侵入防止機構を簡略化でき、効率良い熱交換が可能であり、運転時のエネルギー消費量を抑制することが出来る蒸発装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
発明者の行った試作と実験（非特許文献２参照）によれば、エネルギー消費量とそれに伴う炭酸ガス排出量は、従来型乾燥技術と比較して数分の一以下に削減できることを実証した。さらに非特許文献２中のｆｉｇ．４から、沸騰（蒸発）温度が高いほど凝縮水排出速度（すなわち乾燥能力）が高く、非特許文献２中のｆｉｇ．５から、水蒸気凝縮温度と沸騰温度の差（昇温幅）が小さいほど、ＣＯＰ（成績係数：水分蒸発潜熱量を、水蒸気圧縮機の消費電力量で除した値）が高くなることを明らかにしている。
【００１５】
本発明の蒸発装置は、係る発明者の試作と実験を発展させたものであり、乾燥容器（１）と、水蒸気圧縮機（２）と、乾燥容器（１）の内容物（被乾燥物）と熱交換関係にある水蒸気凝縮器（３）と、これ等の機器（乾燥容器１、水蒸気圧縮機２、水蒸気凝縮器３、水蒸気発生手段７）を連通する水蒸気ラインとを有する蒸発装置（水蒸気圧縮式蒸発装置）において、水蒸気圧縮機（２）の吐出側と水蒸気凝縮器（３）とを連通する水蒸気ライン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）から流量調整弁（バイパス弁２１）を介装したバイパスライン（Ｌｃ）が分岐（Ｂ３）しており、該バイパスライン（Ｌｃ）は乾燥容器（１）と水蒸気圧縮機（２）の吸入側とを連通する水蒸気ライン（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）と合流（Ｂ１）しており、乾燥容器（１）内の圧力（例えば、乾燥容器１内と大気圧との差圧）を検出する圧力検出手段（２２）を（乾燥容器１及び／または水蒸気ライン１１に）設け、流量調整弁（バイパス弁２１）を制御して乾燥容器（１）内の圧力（Ｐｅ）が設定値（Ｐ２：水蒸気ボイラー７からの水蒸気供給量を増加しても、乾燥容器１内の圧力Ｐｅを増加することが出来ない圧力或いは閾値：例えばゲージ圧で−３ｋＰａ）よりも低下しない様に構成されていることを特徴としている（請求項１）。
【００１６】
ここで、水蒸気発生手段（水蒸気ボイラー７）を設けることが好ましい。
或いは、水蒸気発生手段（水蒸気ボイラー７）を設けることに代えて、乾燥容器（１）内に加熱装置（例えば、電気式のヒータ２００）を設け、その加熱装置（２００）により乾燥容器（１）内に投入された被乾燥物を加熱して、水蒸気を発生させることが出来る（図６参照）。
【００１７】
また本発明の蒸発装置の制御方法は、上述した蒸発装置（水蒸気圧縮式蒸発装置：請求項１の蒸発装置）の制御方法において、圧力検出手段（２２）により乾燥容器（１）内の圧力（Ｐｅ：例えば、乾燥容器１内と大気圧との差圧）を検出する工程（Ｓ２）と、検出された乾燥容器（１）内の圧力（Ｐｅ）を設定値（Ｐ２：水蒸気ボイラー７からの水蒸気供給量を増加しても、乾燥容器１内の圧力Ｐｅを増加することが出来ない圧力或いは閾値：例えばゲージ圧で−３ｋＰａ）と比較する工程（Ｓ６）と、乾燥容器（１）内の圧力（Ｐｅ）を設定値（Ｐ２）よりも低圧である場合に流量調整弁（バイパス弁２１）の開度を増加する工程（Ｓ７）、とを有することを特徴としている（請求項１２：図３）。
【００１８】
本発明の蒸発装置は、乾燥容器（１）と、水蒸気圧縮機（２）と、乾燥容器（１）の内容物（被乾燥物）と熱交換関係にある水蒸気凝縮器（３）と、これ等の機器（乾燥容器１、水蒸気圧縮機２、水蒸気凝縮器３、水蒸気発生手段７）を連通する水蒸気ラインとを有する蒸発装置（水蒸気圧縮式蒸発装置）において、水蒸気圧縮機（２）の吐出側と水蒸気凝縮器（３）とを連通する水蒸気ライン（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）から流量調整弁（バイパス弁２１）を介装したバイパスライン（Ｌｃ）が分岐（Ｂ３）しており、該バイパスライン（Ｌｃ）は乾燥容器（１）と水蒸気圧縮機（２）の吸入側とを連通する水蒸気ライン（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）と合流（Ｂ１）しており、水蒸気圧縮機（２）の吐出配管（１１）の圧力（Ｐｃ）を検出する圧力検出手段（圧力センサ２３）を設け、流量調整弁（バイパス弁２１）を制御して水蒸気圧縮機（２）の吐出配管（１１）の圧力（Ｐｃ）が設定値（Ｐ３：過負荷等の運転不能状態に陥る恐れがある圧力或いは閾値：例えばゲージ圧で１００ｋＰａ）よりも高圧とならない様に構成されていることを特徴としている（請求項２）。
【００１９】
この場合も、水蒸気発生手段（水蒸気ボイラー７）を設けることが好ましい。
或いは、水蒸気発生手段（水蒸気ボイラー７）を設けることに代えて、乾燥容器（１）内に加熱装置（例えば、電気式のヒータ２００）を設け、その加熱装置（２００）により乾燥容器（１）内に投入された被乾燥物を加熱して、水蒸気を発生させることが出来る。
【００２０】
また本発明の蒸発装置の制御方法は、上述した蒸発装置（水蒸気圧縮式蒸発装置：請求項２の蒸発装置）の制御方法において、圧力検出手段（圧力センサ２３）により水蒸気圧縮機（２）の吐出配管（１１）の圧力（Ｐｃ）を検出する工程（Ｓ１１）と、水蒸気圧縮機（２）の吐出配管（１１）の圧力（Ｐｃ）と設定値（Ｐ３）とを比較する工程（Ｓ１２）と、水蒸気圧縮機（２）の吐出配管（１１）の圧力（Ｐｃ）が設定値（Ｐ３）よりも高圧の場合に流量調整弁（バイパス弁２１）の開度を増加する工程（Ｓ１３）、とを有することを特徴としている（請求項１３）。
【００２１】
本発明の蒸発装置は、乾燥容器（１）と、水蒸気圧縮機（２）と、乾燥容器（１）の内容物（被乾燥物）と熱交換関係にある水蒸気凝縮器（３）と、これ等の機器（乾燥容器１、水蒸気圧縮機２、水蒸気凝縮器３、水蒸気発生手段７）を連通する水蒸気ラインとを有する蒸発装置（水蒸気圧縮式蒸発装置）において、前記水蒸気凝縮器（３ａ）を、複数の回転子（鋼管製つる巻きコイル、または、いわゆる「リス籠」状回転体）を平行に配置して構成し、該回転子は鋼管で構成されており、並列に且つ回転子同士が干渉しない様に交差しつつ回転する様に配置して構成されていることを特徴としている（請求項３）。
【００２２】
この場合も、水蒸気発生手段（水蒸気ボイラー７）を設けることが好ましく、或いは、水蒸気発生手段（水蒸気ボイラー７）を設けることに代えて、乾燥容器（１）内に加熱装置（例えば、電気式のヒータ２００）を設け、その加熱装置（２００）により乾燥容器（１）内に投入された被乾燥物を加熱して、水蒸気を発生させることが好ましい。
【００２３】
ここで、前記回転子は、鋼管をつる巻きコイル状に形成しているのが好ましい（請求項４）。
或いは、複数の直線状の鋼管（チューブ３１ａ）で構成されており、該直線状の鋼管（３１ａ）は、各々が回転軸（全体がいわゆる「リス籠」状に構成された回転子の中心軸）と平行に配置され、回転軸の半径方向外方で且つ円周方向へ等間隔に配置されており、該直線状の鋼管（３１ａ）の各々は中空の支持材（３３）により回転軸に設けられた通路（孔３２ｅｈ）に連通されて（全体がいわゆる「リス籠」状に構成されて）いるのが好ましい（請求項５）。
係る構成において、例えば前記回転子は、回転軸と同軸に配置された中央の鋼管（胴部３２ａ）と、中央の鋼管（３２ａ）の半径方向外方に配置され且つ中央の鋼管（３２ａ）と平行に配置された複数の鋼管（チューブ３１ａ）とを有し、複数の鋼管（３１ａ）は円周方向に等間隔に配置されており、複数の鋼管（３１ａ）の各々は中空の支持材（３３）により中央の鋼管（３２ａ）に支持されているのが好ましい。
或いは、係る回転子において、中央の鋼管（３２ａ）を省略することが可能である。
【００２４】
そして、前記水蒸気凝縮器（３）は、複数段（メイン凝縮器３ａ、サブ凝縮器３ｂ）を直列に配列して構成されており、最終段の水蒸気凝縮器（サブ凝縮器３ｂ）に連通する不凝縮性ガスの排出弁を設けるのが好ましい（請求項６）。
より詳細には、最終段の水蒸気凝縮器（サブ凝縮器３ｂ）に連通する不凝縮性ガス排出用の接続口とライン（不凝縮性ガス排出管２７）を設け、該ライン（不凝縮性ガス排出管２７）に不凝縮性ガスの排出弁（５）を介装するのが好ましい。
【００２５】
ここで、不凝縮性ガス排出用のライン（不凝縮性ガス排出管２７）を流れる気体（不凝縮性ガスと水蒸気との混合気）を、被乾燥物（６）に直接接触させて予熱（して熱回収）するように構成するのが好ましい（請求項７：図１４）。
或いは、被乾燥物（６）を投入する機構（投入口８）に熱交換器（１９）を設け、該熱交換器（１９）に不凝縮性ガス排出用のライン（不凝縮性ガス排出管２７）を流れる気体（不凝縮性ガスと水蒸気との混合気）を導入し、当該気体（不凝縮性ガスと水蒸気との混合気）のエンタルピー（凝縮潜熱と顕熱）の一部を該熱交換器（１９）を介して被乾燥物（６）に投入する様に構成するのが好ましい（請求項８：図１５）。
【００２６】
本発明において、水蒸気発生手段（７）は内燃機関（Ｅ）の排熱を熱源とする様に構成することが出来る（図１６）。
或いは、水蒸気発生手段（７）は電熱ヒータ（３０、Ｈ）で加熱する様に構成されており、水蒸気発生手段（７）内の温水温度を大気圧における沸点（１００℃）近傍の温度に維持する様に構成されているのが好ましい（請求項９：図７、図１７）。
【００２７】
さらに本発明において、乾燥容器（１：或いは水蒸気凝縮器３、３ａ）は水平面に対して傾斜して設けられており、被乾燥物（６）を投入する機構（投入口８）が被乾燥物（６）を排出する機構（排出口９）よりも下方に位置しているのが好ましい（請求項１０）。
さらに、この傾斜を可変とすれば、被乾燥物の流動性によって調節したり、内部洗浄時の排水等に役立てることができる。
【００２８】
本発明において、水蒸気圧縮機（２）から水蒸気凝縮器（３）の出口に至る何れかの位置（例えば、サブ凝縮器３ｂ）と、乾燥容器（１）の排出系統および吸入系統に設けられた仕切り弁（９）の内部とを連通する水蒸気配管（ＬＰ９）を有しているのが好ましい（請求項１１）。
【００２９】
本発明の制御方法は、上述した本発明の蒸発装置（請求項１、２の何れか１項の蒸発装置）の制御方法において、運転開始時にバイパスライン（Ｌｃ）の流量調整弁（２１）を開いて（バイパスラインＬｃに空気または空気と水蒸気との混合気体を循環し：ステップＳ２２）、水蒸気圧縮機（２）内部を昇温する工程を有するのが好ましい（請求項１４）。
ここで、当該工程（Ｓ２２）は、運転開始から所定時間が経過するまで続行されるか、或いは、圧縮機（２）内部の温度が所定温度に昇温するまで続行されるのが好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
上述したような構成を具備する本発明によれば、乾燥容器（１）内部の圧力は、被乾燥物（６）からの水蒸気発生量と水蒸気圧縮機（２）による水蒸気吸引量のバランスから決定され、被乾燥物（６）からの水蒸気発生量が水蒸気圧縮機（２）による水蒸気吸引量よりも多い場合は圧力が上がり、逆の時には圧力が下がる。これにより、本発明の蒸発装置では、乾燥容器（１）内部の圧力が設定値（Ｐ２）よりも低下した場合、すなわち、水蒸気ボイラー（７）からの水蒸気供給量を増加しても、乾燥容器（１）内の圧力（Ｐｅ）を昇圧出来ない程度まで減圧してしまった場合（例えばゲージ圧で−３ｋＰａよりも低圧となった場合）でも、水蒸気圧縮機（２）のバイパスライン（Ｌｃ）の流量調整弁（バイパス弁２１）の開度を増加して、圧縮機（２）による水蒸気の吸引量を減らし、乾燥容器（１）内部の圧力を回復させる（上げる）。その結果、乾燥容器（１）内部の圧力を、大気圧と同程度に維持することが出来る。
【００３１】
本発明において、水蒸気圧縮機（２）のバイパスライン（Ｌｃ）の流量調整弁（バイパス弁２１）の開度を調節することにより、乾燥容器（１）内部の圧力を常に大気圧近くに保つことができる結果として、外気の侵入或いは外部への蒸気噴出を最小限に抑えながら、被乾燥物（６）の供給と乾燥物の排出を行うことが出来るため、連続処理を行う場合であっても、投入口（８）と排出口（９）を簡易な気密構造にすることができる。バッチ処理の場合は、勿論、蒸気噴出を抑えることが出来る。
【００３２】
そして、本発明では乾燥容器（１）内部の圧力を常に大気圧近くに保つことができるため、乾燥容器（１）の耐圧を緩和できる。特にバッチ処理を行う場合には、乾燥容器（１）を大きくする必要があるため、製作費の低減効果が大きい。設定を超えた異常圧力への備えとしては、圧力逃がし弁（バキュームブレーカーや安全弁１５等）を備えればよい。
【００３３】
さらに、本発明では、乾燥容器（１）内部の圧力を常に大気圧近くに保つことができるため、真空運転と比較して、水蒸気圧縮機（２）の能力と運転効率が向上する。これは水蒸気の密度が大きくなるためであり、例えば７０ｋＰａ（飽和温度９０℃）で０．４２ｋｇ／ｍ３の水蒸気が、１０１ｋＰａ（飽和温度１００℃）では０．６０ｋｇ／ｍ３と、約４割大きくなるため、容積型圧縮機の場合は、ほぼこの比率で能力が増加する。
【００３４】
この作用に加えて、水蒸気圧縮機（２）のバイパスライン（Ｌｃ）の流量調整弁（バイパス弁２１）の開度を調節することによって、水蒸気凝縮器（３）の異常な圧力上昇を回避することが出来る。
すなわち、本発明において、圧力検出手段（圧力センサ２３）により水蒸気圧縮機（２）の吐出配管（１１）の圧力（Ｐｃ）を検出し、水蒸気圧縮機（２）の吐出配管（１１）の圧力（Ｐｃ）が設定値（Ｐ３）よりも高圧の場合に流量調整弁（バイパス弁２１）の開度を増加すれば、圧縮機（２）から吐出された水蒸気は、流量調整弁（バイパス弁２１）が介装されているバイパスライン（Ｌｃ）を経由して圧縮機（２）の吸入側に戻されて、再び圧縮機（２）に吸い込まれる。すなわち、圧縮機（２）から吐出された水蒸気は凝縮器（３、３ａ）には供給されずに、バイパスラインＬｃを介して圧縮機２の吸入側へ戻るので、以って、圧縮機２の吐出圧を逃がすことが出来るのである。
【００３５】
この様に、水蒸気圧縮機（２）の吐出側（凝縮器３等）の圧力が異常に上昇した場合に、バイパス弁（２１）を利用して圧力を逃がすことができるので、当該吐出側（凝縮器３側）の圧力の異常な上昇による圧縮機の過負荷による電動機の過電流及び破損を防止できる。それと共に、圧縮機（２）から圧縮された気体を蒸発装置外部へ排出する必要が無いので、特に臭気が強い気体を使用している場合には、非常に役立つ。
【００３６】
バイパスライン（Ｌｃ）の流量調整弁（バイパス弁２１）は、水蒸気圧縮機（２）内部に水蒸気が凝縮することを防ぐ加熱（予熱）運転に効果が大きい。
本発明において、脱水運転に先立って、流量調整弁（バイパス弁２１）を開けて圧縮機（２）の吐出側を吸入側にバイパスする様に構成すれば、圧縮機（２）から吐出された空気はバイパスライン（Ｌｃ）を介して再び圧縮機（２）に吸入されるので、水蒸気の過剰な混入を防ぎながら、圧縮機（２）の内部温度を上昇させることが出来る。これにより、起動時において、圧縮機（２）が冷たい状態で水蒸気を大量に含む空気を圧縮機（２）内に吸入して、圧縮機２の内部で水蒸気が凝縮（凝結）して、液圧縮やエロージョンによって破損する恐れを未然に防止出来るのである。
【００３７】
本発明を応用すれば、乾燥容器（１）内部を任意の圧力に保つことが可能になる。例えば、変質防止等の目的で蒸発脱水過程の温度を操作したり、揮発性物質の分溜などの目的で乾燥容器（１）内部圧力を制御することが可能となる。この場合は、圧力センサ（２２）に絶対圧力センサを用いるのが好ましい。
【００３８】
ここで、従来例（特許文献２）に見られるようなスクリューコンベア（螺旋オーガー）は、本来は材料の輸送を目的とするものであり、乾燥用の熱交換器としては必ずしも適したものではない。その理由は次の通りである。
第１に、スクリュー部のフィン効率が低く、拡大伝熱面として有効ではないため、伝熱面積が不足するからである。
第２に、輸送能力と乾燥能力のマッチング（釣り合い）を計り難いからである。
第３に、発生した水蒸気の通路を確保し難いからである。
第４に、スクリュー部に材料が付着して供回りすることがあるからである。
第５に、製作に特別な技術を要し、製作コストが高騰するからである。
【００３９】
本発明で用いられる水蒸気凝縮器（３、３ａ）として、つる巻きコイル形水蒸気凝縮器（３ａ）または鋼管ケージ形水蒸気凝縮器（３ａ）を用いれば、被乾燥物の輸送よりも、撹拌と、内部を流れる水蒸気の気化熱との熱交換に適した構造となる。それに加えて、エネルギー効率の観点から、水蒸気凝縮器の回転数を最適化することが可能になる。
【００４０】
また、鋼管の総延長を長くすることができるため、伝熱面積を大きくして、凝縮熱を確実に被乾燥物へ投入することが出来る。その結果、被乾燥物からの水分除去を、高含水の液体状態から乾燥した固体状態まで乾燥機内で行うことも可能である。
【００４１】
また、多軸式で相互の鋼管が接触することなく噛み合う構造であるため、被乾燥物が凝縮器（３ａ）表面へ付着して堆積する量を減少することが出来る。それにより、水蒸気凝縮器（３ａ）と被乾燥物との相対的な位置が変化しなくなってしまう状態、いわゆる「供回り」を回避して、熱交換能力の低下を防止する効果をも奏する。
【００４２】
本発明において、水蒸気凝縮器（３）を多段構成（メイン凝縮器３ａ、サブ凝縮器３ｂ）とし且つ直列に配置すれば、最終段の水蒸気凝縮器（サブ凝縮器３ｂ）に不凝縮性ガスの排出弁（５）を設けることによって、主（メイン）となる水蒸気凝縮器（メイン凝縮器３ａ）への不凝縮性ガスの滞留を防止でき、これによる熱交換能力の低下を避けることができる。
一方、主（メイン）となる水蒸気凝縮器（メイン凝縮器３ａ）以外の凝縮器（サブ凝縮器３ｂ）は、不凝縮性ガスの比率を高めて、蒸気用空気抜き弁（５）の機能を高める効果がある。
【００４３】
前記不凝縮性ガス排出弁（５）からの排気、すなわち、不凝縮性ガス排出用のライン（不凝縮性ガス排出管２７）を流れる気体（不凝縮性ガスと水蒸気との混合気）が保有する熱量を、被乾燥物（６）に投入する様に構成すれば、空気等の不凝縮性ガスに随伴して出てくる水蒸気の潜熱を全て回収して利用することが出来る。
【００４４】
不凝縮性ガス排出用のライン（不凝縮性ガス排出管２７）を流れる気体（空気等の不凝縮性ガスと水蒸気との混合気）が保有する熱量を被乾燥物（６）に投入するため、例えば、当該気体（空気等の不凝縮性ガスと水蒸気との混合気）を被乾燥物（６）に直接接触させれば、空隙を有する被乾燥物（６）では、乾燥容器（１）へ供給する前に、空隙に溜まっている不凝縮性ガスを追い出す効果がある。
【００４５】
さらに本発明において、水蒸気発生手段（７）を電熱ヒータ（３０、Ｈ）で加熱される様に構成し、水蒸気発生手段（７）内の温水温度を大気圧における沸点（１００℃）近傍の温度に維持する様に構成すれば（図７、図１７）、乾燥容器１内の圧力Ｐｅが大気圧以下に減圧すれば、水蒸気発生手段（ボイラー７）内の圧力も乾燥容器（１）内の圧力（Ｐｅ）に追随して減圧し、水蒸気発生手段（ボイラー７）内の温水温度が沸点を上回るので、直ちに水蒸気が発生し、乾燥容器１内の圧力が大気圧まで復帰する。そのため、乾燥容器（１）内の圧力（Ｐｅ）を計測して、大気圧と比較する必要が無くなる。
【００４６】
本発明において、乾燥容器（１：或いは水蒸気凝縮器３、３ａ）は水平面に対して傾斜して設けられており、被乾燥物（６）を投入する機構（投入口８）が被乾燥物（６）を排出する機構（排出口９）よりも下方に位置する様に構成すれば、被乾燥物（６）の含水率が高く、流動性が大きい状態であっても、当該被乾燥物はその重量で下方に残存し、上方の排出機構（排出口９）側には移動しない。
従って、被乾燥物が十分に脱水されない状態で排出機構（排出口９）に到達して、乾燥容器（１）から排出されてしまうことが防止される。
【００４７】
なお、排出機構（排出口９）近傍に水分検知センサを設け、被乾燥物（６）を投入する供給装置を制御すれば（例えば、スクリューフィーダー１４の回転数を制御すれば）、目的の水分量に乾燥することができる。
ここで、乾燥容器（１）の傾斜角度を調節可能に構成すれば、流動性の高い（スラリー状）物質から、流動性の低い（粒状）物質まで、取り扱うことができる。もちろん乾燥容器（１）の傾斜角度を可変にしても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１に基づいて、本発明の第１実施形態を説明する。
【００４９】
図１において、全体を符号１００で示す蒸発装置は、断熱した密閉構造の乾燥容器１と、水蒸気等の気体を圧縮する圧縮機２と、乾燥容器１内の被乾燥物６に水蒸気が保有する凝縮熱を投入する水蒸気凝縮器３と、水蒸気ボイラー７とを装備している。
ここで、水蒸気凝縮器３において、前記被乾燥物６に保有する熱量を投入した水蒸気は凝縮して温水（液相、ドレン）となる。
【００５０】
図１では簡略な表現となっているが、乾燥容器１については、中空壁にした水蒸気凝縮器（二重ジャケット）にする構造や、乾燥容器１内部で多数の管を水蒸気凝縮器として回転撹拌する構造などを用いることが出来る。詳細については、図１４の第４実施形態以降で説明する。
【００５１】
乾燥容器１には、被乾燥物６を容器内に投入する被乾燥物投入口（投入口）８と、乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出口（排出口）９とが形成されている。
乾燥容器１と圧縮機２とは吸入配管１０（圧縮機２の吸入側に連通する配管）で接続されている。また、圧縮機２と凝縮器３とは吐出配管１１（圧縮機２の吐出側のライン）で接続されている。
水蒸気凝縮器３には、凝縮器３に溜まった凝縮水及び不凝縮性ガスを凝縮器３外に排出する排出ラインＬｘが接続され、その排出ラインＬｘには、蒸気トラップ４と蒸気用空気抜き弁５（不凝縮性ガスの排出弁）が介装されている。
【００５２】
吸入配管１０は、乾燥容器１から合流点Ｂ１までのライン１０ａと、合流点Ｂ１から合流点Ｂ２までのライン１０ｂと、合流点Ｂ２から圧縮機２の吸い込み側に至るライン１０ｃとから構成される。そして、合流点Ｂ２には、水蒸気ボイラー７からのラインＬａが合流する。
一方、吐出配管１１は、圧縮機２から分岐点Ｂ３までのライン１１ａと、分岐点Ｂ３から水蒸気凝縮器３に至るライン１１ｂ、とから構成されている。
【００５３】
水蒸気ボイラー７は、起動時の立ち上げ加熱（予熱）用や運転時の追い炊き加熱用としての役割を有している。
水蒸気ボイラー７で発生した水蒸気は、圧縮機２の吸入側（低圧側：低圧側水蒸気供給弁１２ａ、ライン１０ｃ側）へ供給される。換言すれば、水蒸気ボイラー７は、水蒸気供給弁１２ａを介装したラインＬａを経由して、分岐点Ｂ２、ライン１０ｃを介して、圧縮機２の吸入側に連通している。
【００５４】
吸入配管１０の合流点Ｂ１と、吐出配管１１の分岐点Ｂ３とは、流量調節弁（バイパス弁）２１を介装したバイパスラインＬｃで接続されている。
この流量調節弁２１の流量制御（弁開度制御）を行うために、圧力センサ２２を乾燥容器１に備えていると共に、圧力センサ２３を吐出配管１１に設けている。
圧力センサ２２は、乾燥容器１内部の圧力と大気圧の差圧を検知するために設けられている。具体的には、差圧センサやコンパウンド式（連成式：正圧と負圧両用）ゲージ圧力センサ等を用いる。ここで、絶対圧力センサを用いて乾燥容器１内部と大気圧を別々に測り、その差圧を算出しても良い。
【００５５】
図２は第１実施形態の変形例を示している。
図１で示す第１実施形態では、水蒸気ボイラー７は、水蒸気供給弁１２ａを介装したラインＬａを経由して、分岐点Ｂ２を介して圧縮機２の吸入側と接続されている。これに対して、図２の変形例では、水蒸気ボイラー７は、水蒸気供給弁１２ｂを介装したラインＬｂを経由して、合流点Ｂ４すなわち圧縮機２の吐出側と連通している。そのため、図２の変形例では、水蒸気ボイラー７で発生した水蒸気は、圧縮機２の吐出側（高圧側：水蒸気供給弁１２ｂ、ライン１１ｂ、１１ｃ側）へ供給される。別の表現をすれば、水蒸気ボイラー７は、水蒸気供給弁１２ｂを介装したラインＬｂを介して、圧縮機２の吐出側に連通している。
【００５６】
さらに、図２の変形例によれば、圧縮機２の吸入側は、乾燥容器１からの吸入配管１０のみが連通しており、圧縮機２の吸入側には合流点は設けられていない。
図２の変形例のその他の構成については、図１の第１実施形態と同様である。
【００５７】
図１或いは図２で示す蒸発装置１００の圧力制御について、説明する。
蒸発脱水運転における圧力制御は、乾燥容器１内部の圧力をセンサ２２で検知し、センサ２２の検知信号が入力された制御手段（コントロールユニット）５０から制御信号を出力して、流量調節弁２１の開度を調節することにより行われる。図示はされていないが、圧力センサ２２の設置位置は、乾燥容器１内のみならず、吸入配管１０でもよい。
図１において、符号Ｌｉは入力信号ライン、符号Ｌｏは制御信号ラインを示す。
【００５８】
次に、図３〜図５をも参照して、第１実施形態及びその変形例における制御について説明する。
上述した通り、本発明の蒸発装置においては、バッチ（回分）処理または連続処理を問わない。図１及び図２の蒸発装置１００において、例えば連続処理の脱水運転が行われる場合、温度の低い原料（被乾燥物）が投入された場合は乾燥容器１内の圧力が急に低下する。
先ず、図３を参照して、乾燥容器１内の圧力が急に低下した場合の圧力制御について説明する。
【００５９】
図３において、図１及び図２の蒸発装置１００において、脱水運転が行われているか否かを判定し（ステップＳ１）、脱水運転がされていない場合（ステップＳ１がＮＯ）には図３で示す制御は行われない（図３の「終了」）。
脱水運転が行われている場合には（ステップＳ１がＹＥＳ）、圧力センサ２２で乾燥容器１内の圧力Ｐｅを計測し（ステップＳ２）、乾燥容器１内の圧力Ｐｅを設定値Ｐ１と比較する（ステップＳ３）。
ここで、設定値Ｐ１は、例えば大気圧、すなわち、ゲージ圧であればＰ１は０ｋＰａ（Ｇ）であり、絶対圧であれば、Ｐ１は標準大気圧のときは１０１ｋＰａ（ａｂｓ）である。そして、設定値Ｐ１における水の飽和温度は約１００℃となる。
【００６０】
乾燥容器１内の圧力Ｐｅが設定値Ｐ１（例えば大気圧）よりも高圧であれば（ステップＳ３がＹｅｓ）、乾燥容器内部の圧力が上がらないように、ボイラー７からの水蒸気供給量を減少するべく、水蒸気供給弁１２ａの開度を１ステップ分だけ減少する（ステップＳ４）。そして、ステップＳ１に戻る。
ここで、１ステップ分の開度については、ケース・バイ・ケースで決定される。なお、図２の変形例の場合は水蒸気供給弁１２ｂの開度を１ステップ分だけ減少する。
【００６１】
乾燥容器１内の圧力Ｐｅが設定値Ｐ１（例えば大気圧）以下の場合には（ステップＳ３がＮｏ）、乾燥容器内部の圧力を上げるために、ボイラー７からの水蒸気供給量を増加するべく、水蒸気供給弁１２ａ（図２の場合は１２ｂ）の開度を１ステップ分だけ増加する（ステップＳ５）。
ここで、基本的には、水蒸気供給弁１２ａ（図２の場合は１２ｂ）の開度を大きくして、ボイラー７からの水蒸気流量調節弁１２ａの開度を大きくすることによって、乾燥容器１内の圧力Ｐｅを回復する。
【００６２】
水蒸気ボイラー７から水蒸気を圧縮機２の吸入側へ加える場合（図１）は、被乾燥物６から発生する水蒸気量の不足を補い、吐出側へ加える場合（図２）は、水蒸気凝縮器３へ供給される水蒸気量が増加するので、被乾燥物６に投入される凝縮熱も増加し、被乾燥物６から発生する水蒸気量が増加する。その結果、何れの場合も乾燥容器１内部の圧力が昇圧するのである。
【００６３】
ここで、吸入側へ水蒸気を加える場合は、被乾燥物からの水蒸気発生量の不足を直接的に補うこととなる為、圧力低下に秒単位で追従できる反面、圧縮機２で昇圧する動力を消費する。また、ボイラー７の水蒸気発生圧力が、大気圧からゲージ圧１００ｋＰａ程度と低い場合には、圧縮機２の吸入側へ加える必要がある。
他方、ボイラー７の水蒸気を圧縮機２の吐出側へ加えれば圧縮動力を要しないが、水蒸気凝縮器３から被乾燥物６へ熱が移動した後に水蒸気発生量が増加する事になるため、短時間で圧力を上げることが出来ない。そして、ボイラー７の水蒸気発生圧力は、圧縮機２の吐出圧力よりも十分に高いことが必要となる。
ボイラー７の水蒸気を圧縮機２の吸入側に加える場合と、吐出側に加える場合の夫々の長所を活かして、両者を併用することもできる。
【００６４】
この様に、弁１２ａ（１２ｂ）の開度を増加してボイラー７からの水蒸気供給量を増加することにより、乾燥容器１内の圧力Ｐｅを増加することが出来るが、弁１２ａ（１２ｂ）の開度増加では乾燥容器１内の圧力が充分に回復しない場合が存在する。図３のステップＳ６以降は、その様な場合（弁１２ａ、１２ｂの開度増加では乾燥容器１内の圧力が充分に回復しない場合）に対応する制御である。
ステップＳ５により水蒸気供給弁１２ａ（１２ｂ）の開度を１ステップ分だけ増加した後、乾燥容器１内の圧力Ｐｅと設定値Ｐ２とを比較する（ステップＳ６）。ここで設定値Ｐ２は、弁１２ａ、１２ｂの開度増加では乾燥容器１内の圧力が充分に回復しないと考えられる圧力であり、例えば、ゲージ圧で−３ｋＰａ（Ｇ）、絶対圧であれば、大気圧Ｐ０が１０１ｋＰａ（ａｂｓ）の場合にＰ２は９８ｋＰａ（ａｂｓ）となる。
【００６５】
乾燥容器１内の圧力Ｐｅが設定値Ｐ２（ゲージ圧で−３ｋＰａ）よりも高圧である場合には（ステップＳ６がＹｅｓ）、弁１２ａ、１２ｂの開度増加により乾燥容器１内の圧力が回復すると判断して、ステップＳ１に戻る。
乾燥容器１内の圧力Ｐｅが設定値Ｐ２（ゲージ圧で−３ｋＰａ）以下の圧力である場合には（ステップＳ６がＮｏ）、弁１２ａ、１２ｂの開度増加では乾燥容器１内の圧力は回復しないと判断して、流量調節弁２１（バイパス弁）の開度制御を行い（ステップＳ７）、その後、ステップＳ１に戻る。
【００６６】
ステップＳ７の開度制御については、後述する様に、乾燥容器１内の圧力Ｐｅが設定値Ｐ２（ゲージ圧で−３ｋＰａ）以下の圧力である場合には（ステップＳ６がＮｏ）、流量調節弁（バイパス弁）２１の開度を増加して、圧縮機２から吐出される水蒸気を、バイパスラインＬｃを介して、圧縮機２の吸入側へ戻す。圧縮機２から吐出される水蒸気が圧縮機２に吸入されることにより、乾燥容器１内部の水蒸気が圧縮機２によって吸引される量を減らすことが出来るので、乾燥容器１内部の圧力が（例えば大気圧まで）回復するのである。
【００６７】
換言すれば、図３のフローチャートにおいて、乾燥容器１内の微小な圧力低下に対しては、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ５で説明した様に、水蒸気ボイラー７からの水蒸気の供給量の増加で対応する。そして、水蒸気ボイラー７からの水蒸気供給量の増加で対応出来ない圧力低下に対しては、流量調節弁２１（バイパス弁）の開度制御で対応する。
【００６８】
ここで、コントロールユニット５０の制御方式は限定しない。フィードバック制御が一般的であるが、現代制御、ファジイ制御、さらにはフィードフォワード制御や人工知能等を用いた次世代制御などを用いることも出来る。
【００６９】
図３のステップＳ３がＹｅｓの場合において、乾燥容器１内の圧力が大気圧よりも上昇したときに、これを低下させる能動的な手段は必要ではない。その理由は、乾燥容器１の温度が１００℃前後と室温（通常約２５℃）よりも高く、断熱しても放熱を完全には防げないために徐々に温度が低下する傾向を有するためである。そして、乾燥容器１の温度が低下すれば、その内部圧力も低下する。
また、連続処理の場合であれば、新たな被乾燥物が入ると温度が下がり、飽和水蒸気圧力も低下するので、乾燥容器１内の圧力は降下する。
従って、基本的には乾燥容器１内部の圧力が低下することを防ぐ手段を備えていれば良いのである。
【００７０】
水蒸気凝縮器３の圧力は、大気圧よりも高い状態（たとえばゲージ圧で０〜１００ｋＰａ）で運転される。しかし、被乾燥物６の乾燥が進んで伝熱性が悪くなった場合や、空気の様な不凝縮性ガスが水蒸気凝縮器３に滞留した場合は、圧縮機２の吐出圧力が異常に上昇して運転不能に陥ることがある。この対応策として、圧縮機２の吐出側に圧力センサ２３を介装し、圧力センサ２３の検出信号により凝縮器３の圧力が異常に上昇したことを検出した場合には、流量調節弁２１の開度を大きくして、高圧側（吐出側）の圧力を低圧側（吸入側）へ逃がす制御が出来る。
図４のフローチャートでは、係る制御を示している。
【００７１】
図４において、ステップＳ１、Ｓ２については、図３と同様である。脱水運転が行われている場合には（ステップＳ１がＹＥＳ）、圧縮機２の吐出圧Ｐｃを圧力センサ２３で計測する（ステップＳ１１）。そして、圧力センサ２３で計測された圧縮機吐出圧Ｐｃを、設定値Ｐ３と比較する（ステップＳ１２）。
ここで、設定値Ｐ３は、圧縮機２の吐出圧力が異常に上昇して運転不能に陥るか否かの閾値であり、例えば、ゲージ圧で１００ｋＰａ（Ｇ）、絶対圧で大気圧Ｐ０が１０１ｋＰａ（ａｂｓ）の場合に２０１ｋＰａ（ａｂｓ）である。
【００７２】
圧縮機２の吐出圧Ｐｃが設定値Ｐ３よりも低圧であれば（ステップＳ１２がＹｅｓ）、圧縮機２は過負荷状態になっていないと判断して、ステップＳ１に戻る。
圧縮機２の吐出圧Ｐｃが設定値Ｐ３以上の高圧であれば（ステップＳ１２がＮｏ）、圧縮機２は過負荷状態であると判断する。その場合には、流量調節（バイパス）弁２１の開度制御を行い（ステップＳ１３）、ステップＳ１に戻る。
【００７３】
すなわち、圧縮機２の吐出圧力が異常に上昇して運転不能に陥る恐れがある場合に、流量調節（バイパス）弁２１を開けば、圧縮機２から吐出された水蒸気がバイパスラインＬｃ、ライン１０ｂ、合流点Ｂ２及びライン１０ｃを介して圧縮機２の吸入側に戻り、再び圧縮機２に吸い込まれる。その結果、吐出配管１１の圧力が上昇した場合に、圧縮機２からの吐出された水蒸気をバイパスラインＬｃを介して圧縮機２の吸入側へ戻し、以って、圧縮機２の吐出圧を逃がすことが出来る。
【００７４】
なお、圧縮機２の吸入量の調整は、圧縮機２の容量制御を併用してもよい。電動機駆動の圧縮機はインバータにより回転数を変化させることが出来る。またエンジンで駆動の場合は、スロットル開度の調整で回転数を変えることが出来る。
【００７５】
流量調節弁２（バイパス弁）を開けて圧力を調節する方式の欠点は、圧縮機２に無駄な仕事をさせることになり、エネルギー損失を伴うことである。そこで、圧縮機２による無駄な仕事を最少にするために、通常は流量調節弁（バイパス弁）２１を閉鎖して脱水運転を行い、流量調節弁（バイパス弁）２１を開けるのは、乾燥容器１内の圧力を短時間に回復させる場合、及び脱水運転に先立って圧縮機２の昇温や被乾燥物の予熱運転を行う場合、凝縮器３における圧力上昇に対処する場合等にすればよい。
【００７６】
図３及び図４における流量調節弁２（バイパス弁）の開度制御について、さらに説明する。
図３、図４において、乾燥容器１内の圧力Ｐｅと圧縮機２の吐出圧Ｐｃを計測したならば（図３におけるステップＳ２及び図４におけるステップＳ２１）、乾燥容器１内の圧力Ｐｅと上述した設定値Ｐ２を比較すると共に、圧縮機２の吐出圧Ｐｃと上述した設定値Ｐ３を比較する（図３におけるステップＳ３、図４におけるステップＳ１２）。
【００７７】
そして、乾燥容器１内の圧力Ｐｅが設定値Ｐ２よりも高圧で、且つ、圧縮機２の吐出圧Ｐｃが設定値Ｐ３より低圧であれば（Ｐｅ＞Ｐ２ａｎｄＰｃ＜Ｐ３）、乾燥容器１内の圧力Ｐｃは水蒸気供給弁１２ａ（１２ｂ）の開度増加では回復しない程には低下しておらず、且つ、圧縮機２の吐出圧力の異常な上昇による運転不能が生じる恐れはないと判断して、流量調節弁２１（バイパス弁）を閉鎖して、バイパスラインＬｃには圧縮機２が吐出する気体は流れない。
【００７８】
それ以外の場合、すなわちＰｅ＜Ｐ２及び／又はＰｃ＞Ｐ３の場合には、水蒸気供給弁１２ａ（１２ｂ）の開度増加では回復しない程には低下した乾燥容器１内の圧力Ｐｃを回復し、及び／又は、圧縮機２の吐出圧力を吸入側に逃がして低下せしめるために、流量調節弁２１（バイパス弁）を所定の開度に開放する。
ここで、流量調節弁２１（バイパス弁）の所定の開度は、乾燥容器１内の圧力Ｐｅと設定値Ｐ２との圧力差や、圧縮機２の吐出圧Ｐｃと設定値Ｐ３との圧力差、その他に起因して、ケース・バイ・ケースで設定される。実機においては、例えば、コントロールユニット５０で記憶されているマップ等により、決定される。
【００７９】
次に、図５を参照して、運転開始時における流量調節弁２１（バイパス弁）の制御の一例について説明する。
【００８０】
圧縮機２の内部で水蒸気が凝縮（凝結）すると、容積型圧縮機では液圧縮、遠心式圧縮機ではエロージョンによって圧縮機２を破損する恐れがある。これを防ぐために、運転開始時には圧縮機２内部の温度を（たとえば１００℃以上に）高めておく必要がある。
図５で示す制御では、脱水運転を開始するに当たって（ステップＳ２１がＹｅｓ）、圧縮機２を作動すると共に、流量調節（バイパス）弁２１を制御してバイパス配管Ｌｃの流量を中間或いは最大として、コントロールユニット５０に設けられているタイマー６０を作動する（ステップＳ２２）。
そして、タイマー６０により所定時間が経過したことが計時されたならば（ステップＳ２３がＹｅｓ）、タイマー６０による計時を停止すると共に、流量調節（バイパス）弁２１を閉鎖する（ステップＳ２４）。
【００８１】
流量調節（バイパス）弁２１を制御してバイパス配管Ｌｃの流量を中間或いは最大としておけば、脱水運転の開始段階（ステップＳ２３がＮｏの時間）においては、バイパス流量調節弁２１を開けて圧縮機２を運転し、圧縮機２の吐出口、ライン１１ａ、バイパスラインＬｃ、ライン１０ｂ、ライン１０ｃ、圧縮機２の吸入口という閉鎖系で空気を循環させることによって、圧縮機２内部を効果的に昇温することができる。
圧縮機２内部が昇温すれば、圧縮機２の内部で水蒸気は凝縮（凝結）することが無く、従って、容積型圧縮機における液圧縮、遠心式圧縮機におけるエロージョンによって圧縮機２が破損することは防止される。
【００８２】
ここで、バイパス流量調節弁２１を開けて圧縮機２を運転し、圧縮機２の吐出口、ライン１１ａ、バイパスラインＬｃ、ライン１０ｂ、ライン１０ｃ、圧縮機２の吸入口という閉鎖系で空気を循環させる時間（ステップＳ２３がＮｏの時間）については、図１及び図５ではタイマー６０により経過時間を計時しているが、圧縮機２内部の温度を計測して、圧縮機２内部温度が水蒸気の凝縮温度よりも十分に高温となった時に、バイパス流量調節弁２１を閉鎖する様に構成しても良い。
【００８３】
図１〜図５で示す実施形態の制御について説明したが、上述した制御に限定される訳ではない。
例えば、大気圧は、天候に伴う気圧変化や設置場所の海抜高度で変化する。標準大気圧（１０１３ｈＰａ、即ち１０１．３ｋＰａ）の場合は水の沸点がほぼ１００℃になるが、通常の大気圧（現地気圧）では必ずしも１００℃にはならない。
低気圧の通過や海抜高度が高い等の理由で、大気圧が９０ｋＰａのときは水の沸点は約９７℃、高気圧や海抜高度が低い等で現地気圧が１０５ｋＰａの時は水の沸点が約１０１℃になる。
【００８４】
乾燥容器１内部の圧力を水の飽和蒸気圧力と見なしているが、溶解物がある場合は飽和蒸気圧が変化する。例えば、糖が溶けていれば飽和圧力は下がり、アルコールが溶けていれば揮発して飽和蒸気圧が上昇する。さらに乾燥容器１内部に空気等が残留している場合には、その分圧が加わる。
【００８５】
圧力センサ２２の代わりに温度センサを用いることも考えられる。しかし乾燥容器１内部の圧力は、上述したように、温度から圧力が推定出来ない場合もあり、また、温度センサを用いた場合には現地気圧の補正も出来ない。このため、温度センサよりも圧力センサが望ましい。
但し、現地気圧の変化が無視でき、水分中の溶解物が少なく、制御の精度が必要ない場合は、圧力センサに代えて温度センサを用いることもできる。
【００８６】
コントロールユニット５０への入力として、前記の圧力センサ２２に加えて、補助的なセンサ類を用いることができる。例えば、温度、圧縮機用電動機の電流、タイマー等の信号を利用して制御を高度化することも可能である。
【００８７】
不測の事態、例えば制御の故障などにより、乾燥容器１の圧力が異常に上昇した場合は、安全弁（図１４の符号１５、１６参照）を用いて水蒸気を容器外部へ逃がせばよい。
【００８８】
被乾燥物６を加熱する手段は、水蒸気ボイラー７と凝縮器３との組み合わせに限定されない。例えば、電熱ヒータや加圧熱水を循環させて、乾燥容器１を直に加熱することもできる。
【００８９】
図示の実施形態では、圧縮機２は、シリンダー潤滑油を使わないオイルフリー型を用いている。圧縮機２の形式としては、遠心式、軸流式、スクリュー式、往復動式、揺動式、ルーツ式、スクロール式、ロータリー式等があり、容量制御方式は圧縮機２の形式によって異なる。例えば、遠心式はガイドベーン制御、スクリュー式はスライド弁制御、往復動式は気筒数制御がある。
【００９０】
上述した構成を有する第１実施形態（図１）及びその変形例（図２）によれば、乾燥容器１内の圧力は大気圧或いはその近傍の圧力に維持され、投入口８および排出口９の気密性を緩和することが出来て、被乾燥物６の供給による温度と圧力の低下を速やかに回復することが出来る。
そのため、第１実施形態（図１）及びその変形例（図２）は、ＶＲＣ蒸発脱水（蒸気再圧縮；背景技術参照）の連続処理で特長を発揮する。
【００９１】
図１では水蒸気発生手段として水蒸気ボイラー７を設けているが、図６で示す様に、乾燥容器１内に電気式のヒータ２００（加熱装置）を設け、商用電源２０２から電力供給ライン２０４を介して、ヒータ２００を加熱せしめるように構成しても良い。このように構成すれば、乾燥容器１内に投入された被乾燥物を加熱して、水蒸気を発生させることが出来る。
図６において、符号１２ｃは、ヒータ２００の加熱量調節装置である。
【００９２】
次に、図７及び図８を参照して、第２実施形態について説明する。
図７は第２実施形態の構成を示しており、水蒸気ボイラー７は電熱ヒータ３０を有しており、電熱ヒータ３０は電源３２に接続されている。ここで、電熱ヒータ３０はボイラー７内の温水を１００℃に保つように温度制御する様に構成されている。符号３１Ｔで示すのは、温度センサである。
【００９３】
図７において、乾燥容器１内の圧力Ｐｅが大気圧以下に減圧すれば、ボイラー７内の圧力も乾燥容器１内の圧力Ｐｅに追随して減圧される。ボイラー７内の温水を１００℃に保持すれば、圧力Ｐｅの減圧に追随してボイラー７内の圧力が低下すれば、ボイラー７内の温水温度が沸点を上回るので、ボイラー７内の温水は直ちに気化して、水蒸気が発生する。その結果、ボイラー７から供給される水蒸気量が増加して、図１〜図３を参照して上述した様に、乾燥容器１内の圧力が大気圧まで復帰するのである。
【００９４】
換言すれば、図７の第２実施形態によれば、乾燥容器１内の圧力Ｐｅが大気圧よりも低下した場合に、ボイラー７で水蒸気が発生して圧縮機２の吸入側へ供給されるので、図１〜図５の第１実施形態及びその変形例の様に水蒸気供給弁１２ａ、１２ｂの弁開度制御を行う必要が無い。
そのため、第２実施形態において乾燥容器１内の圧力Ｐｅが低下した場合の制御を示す図８においては、乾燥容器１内の圧力Ｐｅを計測したならば（ステップＳ２）、乾燥容器１内圧力Ｐｅを設定値Ｐ２、すなわちボイラー７からの水蒸気供給量を増加するのみでは乾燥容器１内の圧力が充分に回復しないと考えられる圧力（ゲージ圧で−３ｋＰａ）と比較する（ステップＳ６）。図３におけるステップＳ３〜Ｓ５に相当する工程は、図８には存在しない。
【００９５】
図７、図８の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１〜図５の実施形態と同様である。
【００９６】
図９は本発明の第３実施形態を示している。
図９において、水蒸気ボイラー７は、ラインＬと、分岐点Ｂ５及び低圧側水蒸気供給弁１２ａを介装したラインＬａとを経由して、分岐点Ｂ２を介して圧縮機２の吸入側と連通していると共に、ラインＬと、分岐点Ｂ５及び高圧側水蒸気供給弁１２ｂを介装したラインＬｂとを経由して、合流点Ｂ４を介して圧縮機２の吐出側と連通している。
【００９７】
図９の第３実施形態の様に、水蒸気ボイラー７を圧縮機２の吸入側、吐出側の双方と連通することにより、起動時の立ち上げ加熱時や運転時の追い炊きを細かく制御することが可能である。
その他の構成及び作用効果については、図１〜図８の実施形態及びその変形例と同様である。
【００９８】
次に、図示の実施形態で用いられる水蒸気凝縮器３の構造について、説明する。
ＶＲＣ乾燥の連続処理として、従来技術では、螺旋オーガーによる熱交換器を用いた技術を開示している（特許文献１参照）。
しかし、螺旋オーガーによる熱交換器には次に述べるような種々の問題点がある。
【００９９】
第１に、前述した非特許文献１中のＦｉｇ．５に示されているように、ＶＲＣ方式のエネルギー効率（ＣＯＰ）を上げるには、水蒸気凝縮温度と被乾燥物温度の差（昇温幅）を小さくする必要がある。例えば、昇温幅の１５Ｋは従来の伝導加熱式蒸発装置の約１／４であり、これを実現するには伝熱面積を約４倍に増やす必要がある。
【０１００】
第２に、特許文献１の螺旋オーガー（スクリューコンベア）では、水蒸気は中空シャフトを流れるが、この部分の熱交換面積は小さい。スクリュー部は熱交換フィンになるが、高さに比べて肉厚が薄く、ステンレスの熱伝導率が低いことと相俟って、拡大伝熱面としての効果は少ない。
【０１０１】
第３に、乾燥能力とスクリューコンベア輸送能力の関係から、極めて低速で回転させることになるため、被乾燥物への熱伝達率は低いものとなる。
【０１０２】
第４に、スクリューコンベアは、シャフトにスクリューを溶接して製作するため高価であり、コストを下げて伝熱面積を大きくする目的は適さない構造といえる。
【０１０３】
第５に、被乾燥物から蒸発した水蒸気は、圧縮機の吸入配管へ流れる。この水蒸気は低圧のため比体積が大きく（１．７ｍ３／ｋｇ以上）、流動時の圧力損失は性能低下の原因となるため少なくしなければならないが、従来技術（特許文献１）ではこれを実現できない。（螺旋オーガーとそれを収容する管の隙間は小さいため、螺旋羽根上の被乾燥物を吹き飛ばしながら水蒸気が流れることになる）。
【０１０４】
第６に、乾燥操作においては被乾燥物の付着性が大きな問題となる。螺旋オーガーでは、螺旋（スクリュー）部に被乾燥物が付着して供回りし、輸送と熱交換共に不可能になる恐れがある。特許文献１は対象を粒状物としているが、粒状物であっても湿潤状態では付着性を示す場合が多い。
【０１０５】
第７に、上述の従来技術では、輸送能力と乾燥能力の釣り合いを計ることが難しい。乾燥は数時間以上を要する操作であり単位時間当たりの処理能力は小さいため、通常はスクリューの搬送能力が過剰になる。この対処策として、スクリューのピッチを極端に小さくすることが考えられるが、製作コストが上昇し、回転数を極端に下げれば熱交換能力が低下する。さらに、水分量の変化に対応するためには、螺旋オーガー全体の回転数を変えなければならない。
【０１０６】
上述したような従来技術の問題点に鑑み、図示の実施形態では水蒸気凝縮器３を、図１０〜図１３、図１８〜図２０で示すように改良した。
次に、図１０〜図１３を参照して、本発明の実施形態における水蒸気凝縮器３（第４実施形態〜第７実施形態における符号３ａ）の詳細構成について説明する。
【０１０７】
図示の実施形態で用いられる水蒸気凝縮器３ａは、図１０に示すように、鋼管（例えばステンレスパイプ）をつる巻きコイル状に成型し（つる巻きコイルと言う；符号は３１）、これを２組、互いに接触することなく交差した状態で回転させるように構成している。
つる巻きコイル３１の中心位置には回転シャフト３２が設けられている。図１１、図１２で詳細を示すように、管状のシャフト３２とつる巻きコイル３１とを接続する中空のスポーク状の支持材（中空のスポーク）３３が多数設けられており、中空のスポーク３３により、管状のシャフト３２の回転がコイル３１に伝達され、且つ、水蒸気と凝縮水を流通させるように構成されている。
【０１０８】
図１１において、シャフト３２の両端部にはプラグ部材３２ｂが設けられ、プラグ部材３２ｂによりシャフト本体３２ａの内径部分の長手方向両端部を閉塞させている。プラグ部材３２ｂにおいて、シャフト本体３２ａとは反対側の中心部に突出部３２ｃが形成され、突出部３２ｃの中心には貫通孔３２ｄが形成されている。
図１１の例では、つる巻きの３ピッチにつき、２ピッチが中実のスポーク３４で支持されており、中実のスポーク部材３４の前（或いは後）に中空のスポーク３３が配置されている。
図１１において、左側のプラグ部材３２ｂからシャフト本体３２ａに水蒸気が供給され、供給された水蒸気はシャフト本体３２ａ、中空のスポーク３３、つる巻きコイル３１を流過し、その何れかで凝縮する。
【０１０９】
水蒸気は凝縮すると、１００℃では約１、６００分の１に体積が減少するため、これを補充するために、シャフト３２からつる巻きコイル３１へ水蒸気が流れる。
図１２を参照して、つる巻きコイル３１内で凝縮した水は、中空のスポーク３３の先端の柄杓状構造３３ａで汲み上げられ、汲み上げられた凝縮水は、つる巻きコイル３１の回転（矢印Ｒ）によって上方に持ち上げられて、重力によりシャフト本体３２ａへ流れる。
【０１１０】
凝縮水Ｗは、シャフト本体３２ａの底部を流れるが、つる巻きコイル３１へ逆流しないように、中空のスポーク３３の端部３３ｂは、シャフト本体３２ａの半径方向内方の（シャフト本体３２ａの）中心領域へ突出している。
なお、シャフト３２や中空のスポーク３３においても、水蒸気が被乾燥物６を加熱しながら凝縮する。
【０１１１】
図１１を参照して、つる巻きコイル３１内の凝縮した水Ｗ（図１２：図１１では図示せず）は、つる巻きコイル３１の下部に溜まり、この凝縮水はつる巻きコイル３１の回転によって右方向へ移動し、最右端の中空のスポーク部材３３でも持ち上げられてシャフト本体３２ａに移動し、シャフト本体３２ａの右側のプラグ部材３２ｂから流出するように構成されている。
上述した様に、スポークは全てが中空管である必要はなく、図１１、図１２のように、回転トルクを伝える中実のスポーク部材３４も併用すればよい。
【０１１２】
図１３は、図１２の変形例である。
図１３では、水蒸気と凝縮水が流れる中空のスポーク３３Ａの内部は隔壁３３Ａｃによって２分されており、つる巻きコイル３１の回転によって凝縮水が持ち上げられ、シャフト３２へ流れる構造である。
上述したように、図１１〜図１３のスポーク部材として、流路用（中空）３３、３３Ａと構造用（つる巻きコイル３１支持用）の中実スポーク３４とを用意して、大多数を構造用の中実スポーク３４とし、流路用の中空スポーク３３、３３Ａは流量を勘案して必要な本数だけを適切な間隔で配置すればよい。
【０１１３】
上述したような構成の水蒸気凝縮器３ａを用いれば、水蒸気はシャフト３２内部のみならず、つる巻きコイル３１内部でも、被乾燥物６（図１）と熱交換を行って凝縮するため、有効な伝熱面積を大きくとれる。
それに加えて、つる巻きコイル形状の流路は延べ長さを大きく確保でき、水蒸気の凝縮、即ち被乾燥物からの水分除去が確実に行うことが出来る。
さらに、つる巻きコイル３１によるスクリューは、輸送能力よりも撹拌伝熱能力を目指したものであり、必要な回転速度に設定してコイル表面と被乾燥物の摺動による熱伝達率を高めることができる。
【０１１４】
図示の実施形態において、つる巻きコイル３１は、量産化されている鋼管（ステンレスパイプ）を用いて、パイプベンダーにより安価に製作できる。
【０１１５】
また、つる巻きコイル３１は隙間の多い構造であるため、過熱された被乾燥物から発生した水蒸気が上方および横（乾燥容器１ｃの吸入管１０接続口方向）へ流れる際に、抵抗となってしまう恐れが少ない。
【０１１６】
図１０〜図１３のつる巻きコイル３１では、二組のコイル３１、３１間の最小隙間と、コイル３１とシャフト３２間の最小間隔を、例えば１０ｍｍ程度に設定すれば、被乾燥物が付着する付着層の厚さが所定以上になると、回転による相互の掻き落とし作用が生じて、コイルとシャフトの表面に付着した被乾燥物を除去（セルフクリーニング）する作用が生ずる。
付着物の除去が不十分な場合は、被乾燥物に油脂類を混入したり、コイルやシャフトの表面に剥離用コーティング（テフロン（登録商標）など）を施して、付着物の除去を促進することもできる。
【０１１７】
図１０の例では、２軸（ツイン）スクリューで、互いに逆巻きのコイルを異方向回転させる例を示すが、同方向巻きのコイルを同方向回転させてもよい。
さらに、上述したような構成を具備しつつ、コイル或いはシャフトを３軸以上設けた多軸スクリューを構成することもできる。
【０１１８】
次に図１４に基づいて、本発明の第４実施形態を説明する。図１４において、蒸発装置全体を符号１０１で示す。
図１４の第４実施形態は、図１の蒸発装置１００の基本構成と、図１０〜図１３で説明した水蒸気凝縮器３ａの構成とを用いている。
図１４において、図１と同様な部品については同様な符号を付して説明を省略する。
【０１１９】
図１４において、蒸発装置１０１は、乾燥容器１のケーシング１ｃが傾斜して配置されている。水蒸気凝縮器３は、傾斜したケーシング１ｃ内に配置されたメイン水蒸気凝縮器（メイン凝縮器）３ａと、ケーシング１ｃの下部にケーシングのジャケットのように隣接して設けたサブ水蒸気凝縮器（サブ凝縮器）３ｂとで構成されている。
乾燥容器１の傾斜角度を調節することにより、流動性の高い（スラリー状）物質から低い（粒状）物質まで、取り扱うことができる。
【０１２０】
図１４において、ケーシング１ｃの右側の上方には、突出部１ｄが形成されている。突出部１ｄと、突出部１ｄを除くケーシング１ｃ内部とは、フィルター１７によって領域が区分されている。
【０１２１】
ケーシング１ｃの左端上方には、被乾燥物投入ホッパー（投入口）８が形成され、投入口８の下端は、スクリューフィーダー１４の吸入口１４ａと接続されている。そして、スクリューフィーダー１４の吐出口１４ｂはケーシング１ｃの左端上部１ｃｉに接続されている。ケーシング１ｃの右端下部には乾燥物の排出弁９が設けられている。
【０１２２】
メイン凝縮器３ａのコイル３１は、図１０〜図１３で説明した２軸のつる巻きコイル３１と同様な構成を具備しているが、図１４は横から見た状態を示しているため、１本のつる巻きコイル３１のみが図示されている。
図１４の例では、２本のつる巻きコイル３１（図１０〜図１３参照）は、コイル３１を支持するシャフト３２の右端が、減速機付き電動機１３により毎分１０回転程度に低速回転するように構成されている。
【０１２３】
シャフト３２の両端にはロータージョイント（回転継ぎ手）１８が設けられており、水蒸気及びメイン凝縮器３ａで発生した凝縮水を流すことが出来る。
図１４において、シャフト３２の右端のロータリージョイント１８は吐出配管１１ｃと接続され、シャフト３２の左端のロータリージョイント１８は、後述するサブ凝縮器３ｂの流入口３ｂｉと接続されている。
【０１２４】
図１４で示す様に、乾燥容器（１）は水平面に対して傾斜して設けられており、被乾燥物（６）を投入する機構（投入口８）が被乾燥物（６）を排出する機構（排出口９）よりも下方に位置している。乾燥容器（１）の水平面に対する傾斜角、換言すればつる巻きコイル３１とメイン凝縮器３ａのケーシング（乾燥容器１のケーシングの一部）１ｃの勾配は、被乾燥物の流動性等を考慮して設定されている。
【０１２５】
例えば、被乾燥物の流動性が高い場合（スラリー状の被乾燥物を乾燥させる場合）は、傾斜角を大きく設定して、含水率が高く、流動性が大きい状態では、被乾燥物はその重量で下方に残存し、上方の排出口９側には移動しない様に構成する。その様に構成すれば、被乾燥物が十分に脱水されない状態で排出口９に到達して、乾燥容器１から排出されてしまうことが防止される。
被乾燥物の含水率に対応して、この傾斜角を調節自在に（傾斜角度を可変式に）してもよい。
【０１２６】
過剰な圧力を逃がすために、乾燥容器１には第１の安全弁１５が取り付けられており、圧縮機２の吐出配管１１（ライン１１ｃ）には第２の安全弁１６を設けている。図示しないバキュームブレーカー（真空調節弁）を併設してもよい。
なお、コントロールユニット５０（図１）と制御信号の流れ、図１４では省略されている。
【０１２７】
つる巻きコイル３１のメイン凝縮器３ａは、被乾燥物の輸送よりも、撹拌と熱交換に適したものである。
つる巻きコイル３１の回転数を上げれば、表面の熱伝達率が高くできるが、電動機１３の動力は増加する。一方、電動機１３の回転数を下げれば、消費される動力は減少するが、熱伝達率は下がる。このようなことを勘案して、エネルギー効率を最適化するように、つる巻きコイル形水蒸気凝縮器３ａの回転数を設定する。
【０１２８】
図１４の第４実施形態では、被乾燥物６を投入口８に投入し、スクリューフィーダー１４によって乾燥容器１へ供給する。
乾燥物の排出弁９出口における水分量の設定値を目標にして、スクリューフィーダー１４の供給量は制御され、メイン凝縮器３ａで乾燥された被乾燥物は、押し出されるようにして排出弁９へ送られる。このため、乾燥容器１内部の充填率は高くなり、メイン凝縮器３ａの熱交換能力は大きくなる。
【０１２９】
ここで、空気等の不凝縮性ガスが混入すると、凝縮熱伝達の阻害要因或いは抵抗となり、凝縮圧力を上昇させ、ＶＲＣ方式の蒸発脱水では圧縮動力の増加となり、最悪の場合には運転不能に至ることがある。
特に連続処理においては、被乾燥物の供給と共に溶解したガスや、被乾燥物の空隙に存在する空気が混入するため、不凝縮性ガスの水蒸気凝縮器からの排除と、システム系外への排出は大きな課題である。
【０１３０】
図１で示したような１段構成の水蒸気凝縮器３では、水蒸気が一方向に流れながら凝縮するのではなく、水蒸気が凝縮して体積が千分の１程度に減少した際に、体積減少分を充填する（埋める）ために水蒸気が殺到するように流れる。そして、凝縮水は図１では示していないコイルの回転で排出される。
しかし、空気等の不凝縮性ガスは、凝縮器３内に滞留して、凝縮器３内における水蒸気の凝縮を阻害する。
【０１３１】
不凝縮性ガスにより凝縮器３内における水蒸気の凝縮が阻害される事態を解決するために、図１４の第４実施形態では、前述したように、水蒸気凝縮器を多段（図１４では２段：３ａ、３ｂ）に構成し、第１段であるメイン凝縮器３ａは専ら熱交換（水蒸気の凝縮潜熱を被乾燥物に投入）用として作用せしめ、第２段であるサブ凝縮器３ｂを不凝縮性ガス排出の用途に供している。
すなわち、図１４は、つる巻きコイル式水蒸気凝縮器３ａをメイン凝縮器とし、その下流にサブとなる二重ジャケット式水蒸気凝縮器３ｂを設けた実施形態である。
【０１３２】
サブ凝縮器３ｂの目的は、メイン凝縮器３ａにおける不凝縮性ガスの滞留を防ぐために、水蒸気と不凝縮性ガスの混合気体を強制的に引き抜き、水蒸気を更に凝縮させて潜熱を回収するとともに、空気の比率を高めることである。
サブ凝縮器３ｂの不凝縮性ガスの流入口３ｂｉは、サブ凝縮器３ｂの長手方向の略中央に形成されている。一方、サブ凝縮器３ｂの不凝縮性ガスの排出口３ｂｏは、図１４において、サブ凝縮器３ｂの長手方向の右端に形成されている。
サブ凝縮器３ｂには、凝縮して発生した凝縮水を排出する凝縮水排出口３ｂｗが、図１４においてサブ凝縮器３ｂの長手方向の左端、即ち最下部となる位置に形成されている。
【０１３３】
上述したように、水蒸気凝縮器３を直列多段（メイン凝縮器３ａ、サブ凝縮器３ｂ）構成とし、最終段のサブ凝縮器３ｂに不凝縮性ガスの排出弁５を設けることにより、メイン凝縮器３ａへの不凝縮性ガスの滞留を防止でき、これによる熱交換能力の低下を避けることができる。
そして、サブ凝縮器３ｂにより、空気抜き弁５を開放することにより排出される気体においては、不凝縮性ガスの比率が高められる。
【０１３４】
不凝縮性ガスの流出口３ｂｏには、途中に蒸気用空気抜き弁５を介装した不凝縮性ガス排出管２７の一端が接続されている。不凝縮性ガス排出管２７の他端２７ｅは、投入口８の内部に開放されている。
凝縮水排出口３ｂｗには、途中に蒸気トラップ４を介装した凝縮水排出管２８の一端が接続されている。凝縮水排出管２８の他端２８ｅは、投入口８の周囲を包囲する熱回収器１９に連通している。
すなわち、不凝縮性ガスは水蒸気とともに蒸気用空気抜き弁５から排出され、凝縮水は蒸気トラップ４から排出される。
【０１３５】
ここで、蒸気用空気抜き弁５から排出される気体における不凝縮性ガスの比率を高めても、不凝縮性ガスと水蒸気との完全な分離はできない。例えば、絶対圧力が１７０ｋＰａで１００℃の不凝縮性ガスと水蒸気の混合気体のモル比率は、水蒸気が約９０％で不凝縮性ガスが１０％であり、不凝縮性ガスを捨てれば、それに付随して水蒸気の熱を失うことになる。第４実施形態の蒸発装置１０１は、この熱を回収して利用するものである。
【０１３６】
図１４において、不凝縮性ガス排出管２７を投入口（ホッパー）８の内部で開口（２７ｅ）し、不凝縮性ガス排出管２７を流れる気体が保有する熱量により、直接的に被乾燥物と接触させて、予熱している。係る態様による熱交換（予熱）は効果的である。
また、予熱される被乾燥物に空隙がある場合は、乾燥容器１へ供給する以前の段階で、当該空隙内部に存在する空気等の不凝縮性ガスの一部を追い出す効果がある。
【０１３７】
一方、蒸気トラップ４を介装した凝縮水排出管２８から排出される凝縮水は、１００℃に近い温水である。凝縮水が保有する熱を回収するため、第４実施形態では、被乾燥物供給用の投入口（ホッパー）８を二重壁構造の熱回収器１９とし、この中に凝縮水を流して、被乾燥物を予熱するように構成している。
熱回収器１９で被乾燥物を予熱して凝縮した水は、熱回収器１９の上端近傍に設けた排水口２９から系外に排出される。
【０１３８】
水蒸気ボイラー７で発生した水蒸気は、高圧側水蒸気供給弁１２ｂを介装したラインＬｂを介して、圧縮機２の吐出側（高圧側）の吐出配管１１の合流点Ｂ４に供給する。
図１４のバイパスラインＬｃは、図１のように吐出配管１１と吸入配管１０とを直接的にバイパスするものではない。然るに、図１４においては、吸入配管１０の一端が乾燥容器１の突出部１ｄに連通しており、その突出部１ｄを吸入配管１０の一部と看做せば、図１と同様のレイアウトとなる。
【０１３９】
吸入配管１０の圧縮機２側の領域には、圧縮機２の停止に先立ち、圧縮機２の内部を乾燥するための外気導入弁２４が設けられている。また、吐出配管１１において、圧力センサ２３と合流点Ｂ４の間の領域には、排気弁２５が介装されている。
【０１４０】
次に、図１４の第４実施形態に係る蒸発装置１０１の運転の態様を説明する。
蒸発装置１０１の起動時には、水蒸気圧縮機２は、バイパス弁２１を開いた状態で起動される。そのため、圧縮機２の吐出口から吐出された空気は、ライン１１ａ、分岐点Ｂ３、ラインＬｃ、突出部１ｄ、ライン１０を介して、圧縮機２の吸入口から吸入される。そして、圧縮機２の内部の温度が充分に昇温した段階で、ボイラー７から水蒸気を導入する。この時点では、水蒸気圧縮機２の内部温度が十分に高くなっているため、圧縮機内部（シリンダー等）で水蒸気が凝結する恐れは無い。
【０１４１】
換言すれば、バイパス弁２１が存在しない場合には、圧縮機２を起動すると乾燥容器１内部が真空になるため、高度な気密性や耐圧性が必要になる。また、バイパス弁２１が存在しない場合に圧縮機２を起動すると、ボイラー７からの水蒸気を吸い込むため、圧縮機２内部で水蒸気が凝結して、液圧縮による破損や液滴によるエロージョンが生ずるのである。
【０１４２】
これに対して、バイパス弁２１を開放することにより、圧縮機２の吐出口から、ライン１１ａ、分岐点Ｂ３、ラインＬｃ、突出部１ｄ、ライン１０を介して、圧縮機２の吸入口に至る閉鎖経路内で空気を循環させることによって、圧縮機２の内部を効果的に加熱（予熱）することができる。これに加えて、ライン１０を同時に予熱できることも利点である。ライン１０の温度が低い場合には、ライン１０内で水蒸気が凝結し、この凝縮水を圧縮機２が吸い込むことにより、破損してしまう恐れがある。
【０１４３】
ここで、乾燥容器１の突出部１ｄの水蒸気出口付近にフィルター１７を設け、バイパスラインＬｃを接続してやれば、圧縮機２からの流動や脈動によって、当該フィルター１７のクリーニング作用が生ずる。
【０１４４】
蒸発装置１０１の運転が進行し、被乾燥物が加熱されると水蒸気が発生して、乾燥容器１内部における空気と水蒸気の混合気体における水蒸気分圧（比率）が高まる。さらに、被乾燥物の温度が１００℃近くまで上昇すると、被乾燥物からの水蒸気発生量が圧縮機２の吸引量と釣り合うようになり、乾燥容器１内の圧力センサ２２の出力が設定値（例えば、ゲージ圧が−３ｋＰａ）に達するとバイパス弁２１を閉める。
メイン凝縮器３ａにおいて、水蒸気は被乾燥物に凝縮潜熱を投入して凝縮し、凝縮した水蒸気（凝縮水）は、サブ凝縮器３ｂ、ラインＬ２８を介して排出される。空気は凝縮しないため、蒸気用空気抜き弁５から排出する。
こうして、徐々に脱水運転へ移行する。
【０１４５】
定常な脱水運転ではバイパス弁２１は全閉となる。
乾燥容器１内で発生した水蒸気は、圧縮機２で昇圧されて凝縮器３ａに供給され、メイン凝縮器３ａとサブ凝縮器３ｂで凝縮される際に、潜熱（気化熱）を回収されて、被乾燥物の加熱に利用される。
ここで、装置全体からの熱損失および新たに供給する被乾燥物６を加熱如何によっては、ボイラー７の追い炊きを行う。水蒸気供給弁１２は、バイパス弁２１と共に、乾燥容器１内部の圧力を大気圧近くに維持するように、開度制御が行なわれる。
【０１４６】
何らかの原因で乾燥容器１内部の圧力が低下した場合は、バイパス弁２１の開度を増加させて、圧力の低下を速やかに回復させる。
また、何らかの原因で凝縮器３側の圧力が異常に上昇した場合には、これを吐出配管１１に介装した圧力センサ２３で検知してバイパス弁２１を開く。制御の不具合等の緊急事態には安全弁１５が開放する。
【０１４７】
乾燥処理の終わった乾燥物は、排出弁９から排出される。乾燥容器１内部の圧力が大気圧近くに維持されているため、乾燥物排出弁９は従来技術（特許文献１）と比較して簡易な構造、例えばロータリーバルブ等、を用いることが可能である。
被乾燥物６の投入口８については、被乾燥物自体によるシール（マテリアルシール）効果や、材料が流動性を有する場合はスラリーポンプ等も考えられるが、実際には、排出弁９の性能、材料の性状、圧力制御の精度等を勘案して設計・製作することになる。
【０１４８】
脱水運転の終了時は、被乾燥物６の供給を止めて、乾燥容器１内部の残留物を乾燥させる。その際に、伝熱が悪くなるためメイン凝縮器３ａの圧力が上昇するが、これについてもバイパス弁２１の開度制御によって対応することが出来る。
圧縮機２の停止に先立ち、圧縮機２の内部を乾燥するために外気を通す。この目的で外気導入弁２４と排気弁２５を同時に開けるが、そのままでは多量の空気を流動させることになるため騒音が大きい。これに対しては、バイパス弁２１の開度を制御して、外気導入量を調整することができる。
【０１４９】
不凝縮性ガス排出管２７を流れる気体を用いて被乾燥物６を直接的に予熱する場合は、当該気体に含まれる水蒸気が凝縮して、被乾燥物６の水分を増やす恐れが存在する。係る恐れに対処した蒸発装置を、図１の第５実施形態で示してある。
【０１５０】
図１５を参照して、第５実施形態を説明する。
図１５において、蒸発装置全体は、符号１０２で示されている。
図１５においては、図１４の第４実施形態と異なる部位について、主として説明する。
【０１５１】
図１５において、水蒸気ボイラー７は、低圧側水蒸気供給弁１２ａを介装したラインＬａによって、乾燥容器１の突出部１ｄに連通している。即ち、レイアウト的には、圧縮機２の吸入側に、水蒸気ボイラー７からの配管Ｌａが連通されていることとなる。
【０１５２】
図１５の第５実施形態では、第４実施形態における不具合、即ち、排気を用いて被乾燥物６を直接的に予熱する場合に、排気に含まれる水蒸気が凝縮して被乾燥物６の水分を増してしまうという問題点に対処するため、不凝縮性ガス排出管２７を、凝縮水排出管２８における蒸気トラップ４の下流の合流点Ｂ７で合流している。
換言すれば、図１５の第５実施形態では、凝縮水排出管２８を流過する温水と、不凝縮性ガス排出管２７を流れる水蒸気及び不凝縮性ガスとを混合し、熱交換器１９に通して、被乾燥物を予熱するように構成している。
【０１５３】
蒸発装置１０２の運転方法において、乾燥容器１の内部圧力が低下した時は、低圧側水蒸気供給弁１２ａを介して水蒸気ボイラー７から直に水蒸気を供給出来るため、バイパス弁２１の制御（バイパス弁２１の開度増加）と相俟って、速やかに圧力を回復することが出来る。
【０１５４】
図１５の第５実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１４の第４実施形態と同様である。
【０１５５】
ここで、水蒸気ボイラー７の供給圧力は低くてもよい。そのため、エンジン冷却水など１１０〜１２０℃程度の排熱を利用することもできる。
図１６の第６実施形態では、水蒸気圧縮機２をエンジンＥで駆動し、エンジンＥが排出する排熱を、蒸気ボイラー７Ａの加熱用熱源として利用した実施形態である。
【０１５６】
以下、図１６に基づいて、第６実施形態を説明する。
図１６において、蒸発装置は全体を符号１０３で示す。
図１６を参照して、図１５の第５実施形態と異なる部位について、主として説明する。
【０１５７】
圧縮機２はエンジンＥによって駆動されるように構成されている。
エンジンＥを冷却して昇温した冷却水は、循環ポンプＰを介装したラインＬｈによって、エンジンＥと蒸気ボイラー７Ａとを循環するように構成されている。
エンジンＥには、ガソリンやガスエンジンまたはディーゼルエンジンのような内燃機関を用いることができる。スターリングエンジンのような外燃機関でもよい。
エンジン冷却水を加圧して１１０〜１２０℃に保てば、ボイラー７で１００℃前後の水蒸気を発生させることができる。
【０１５８】
水蒸気ボイラー７の補給水には、スケールを防止するために軟水を用いる必要があり、一般にはイオン交換樹脂を用いた軟水器を用いている。
図１６の蒸発装置１０３では、凝縮水が蒸留水（軟水）であることを利用して、凝縮水排出口２９から、ライン４０によって凝縮水の一部をボイラー７の補給水に再利用することが出来る。
【０１５９】
なお図１６において、乾燥物供給用の投入口（ホッパー）８内の供給機構を、回転容積型の一軸偏心ネジポンプ（モーノポンプ）１４ａで構成している。ただし、通常のスクリュータイプのフィーダーで構成しても良い。
図１６の第６実施形態において、上記以外の構成及び作用効果については、図１５の第５実施形態と同様である。
【０１６０】
ここで、さらに水蒸気ボイラー７の温水温度を１００℃前後に保てば、乾燥容器1の内部圧力が低下した場合に、水蒸気ボイラー７で水蒸気が自然に蒸発して、乾燥容器１内に水蒸気を補給することになるため、水蒸気供給弁１２ａによる制御は不要になる。
特に、水蒸気ボイラーが電熱式の場合は、加熱能力に制限があり、水蒸気発生量を大きくできないが、バイパス弁２１の開度制御を併用することにより、圧縮機２の吸引量を減らしてバランスさせることができ、水温を制御し易い電熱の特長を活かすことができる。
図１７の第７実施形態では、水蒸気ボイラーを電熱式とした実施形態を示している。
【０１６１】
以下、図１７に基づいて、第７実施形態の蒸発装置１０４を説明する。
尚、図１７の第７実施形態の説明に際して、図１５の第５実施形態と異なる部位について、主として説明する。
【０１６２】
水蒸気ボイラー７Ｂは、電熱ヒータＨで加熱されるように構成されている。電熱ヒータＨには、例えば商用電源Ｆから電源ラインＬｅによって電流が投入されている。
電源ラインＬｅにはスイッチＳが介装され、一方、水蒸気ボイラー７Ｂには温度センサＴが設置されている。そして、水蒸気ボイラー７Ｂ内の蒸気温度を温度センサＴで検知し、その検知した温度によってスイッチＳの開閉を制御するように構成されている。
【０１６３】
水蒸気ボイラー７Ｂで発生した蒸気は、ラインＬによって、直接、乾燥容器１（の突出部１ｄ）内に送られる。
図１７では、メイン凝縮器３ａの排出口は、図１４〜図１６とは異なり、図１７の右端に形成されて示されている。
【０１６４】
ここで、電熱加熱は制御性が良いため、ボイラー７Ｂの水温を一定に保つことが容易である。従って、例えば水温を１００℃に保てば、絶対圧力１０１ｋＰａの水蒸気が得られるため、図７及び図８の第２実施形態と同様に、水蒸気供給弁１２ａ、１２ｂに相当する部材を設けなくても、大気圧に近い水蒸気を供給できる。
因みに、水温を９５℃に保てば、水蒸気圧縮機２の吸入側が大気圧以下になるため、絶対圧力が８４ｋＰａの水蒸気を発生させることも可能である。
【０１６５】
受電容量に制限がある場合は、電熱ヒータＨからはガス焚きや灯油焚きのような熱出力が得られないため、水蒸気の発生量が少ない。そのため圧縮機２の吸引側が真空になる恐れがある。これに対しては、バイパスラインＬｃの流量調整弁２１（バイパス弁）の開度を増加して、圧縮機２の吸引量を減少することにより、対処することが出来る。
【０１６６】
図１７の第７実施形態における上記以外の構成及び作用効果については、図１５の第５実施形態と同様である。
【０１６７】
次に、図１８〜図２０を参照して、図１０〜図１３で示す凝縮器とは別のタイプの凝縮器について説明する。図１０〜図１３の凝縮器はつる巻きコイル状に構成されているのに対して、図１８〜図２０で示す凝縮器は、凝縮器長手方向へ延在する複数のチューブ３１ａを、胴部３２ａの半径方向外方に配置し且つ円周方向に等間隔に配置して、籠状に構成されている。
図１８〜図２０で示す凝縮器の全体形状をさらに概説すれば、愛玩動物として飼育されているげっ歯類（例えば、リスやネズミ）の運動用の回転器具（いわゆる「リス籠」）の様に構成されている。
【０１６８】
図１８及び図１９において、凝縮器３は、中空の円筒状胴部３２ａと、複数の中空のチューブ３１ａと、チューブ３１ａを胴部３２ａに支持するスポーク状の支持材（中空のスポーク）３３とを有している。
図１８で示す様に、乾燥容器１内には２つの凝縮器３が設けられて、メイン凝縮器３ａを構成している。
【０１６９】
図１８において、符号３ｂはサブ凝縮器を示している。
サブ凝縮器３ｂは、図１８で示す様に構成するのみならず、乾燥容器１の周囲を覆うように構成することも可能である。
【０１７０】
図１８で明示する様に、複数の中空のチューブ３１ａは、胴部３２ａの半径方向外方に配置され、胴部３２ａの円周方向について等間隔に配置されている。そしてチューブ３１ａは、図１９で明示する様に、胴部３２ａと平行に延在している。換言すれば、チューブ３１ａと胴部３２ａとは、凝縮器長手方向へ延在している。
図１８において、支持材３３は半径方向外方へ延在しており、１本のチューブ３１ａを支持するために、複数本の支持材３３が設けられている。なお、この支持材３３は、図１９では２本のみ示されている。
【０１７１】
チューブ３１ａの半径方向外方端部には、スクレーパー３５が設けられている。このスクレーパー３５は、他方の凝縮器３の周辺に固着した被乾燥物を、掻き取って除去する作用を奏する。
図１８で明示されている様に、２つの凝縮器３は、回転時に相互に干渉しない様に、複数のチューブ３１ａの相対位置を調節して、配置されている。
【０１７２】
図１９において、胴部３２ａは、その軸方向（図１９では左右方向）端部において、左右の端面３２ｅと回転軸３２ＳＲ、３２ＳＬとが、一体的に構成されている。
回転軸３２ＳＲ、３２ＳＬは、図１９では図示しない回転伝達系を介して、電動機１３から回転が伝達される。
なお、図１９において、図中左側が投入口８或いはフィーダー１４、１４ａ（図１４〜図１７参照）の側となる。
【０１７３】
図１９の右側の回転軸３２ＳＲには、乾燥容器１内の水蒸気が流入する孔３２ｈが、円周方向に等間隔にて穿孔されている。孔３２ｈは、端面３２ｅ中を軸方向に延在する盲孔３２ｅｈと連通しており、盲孔３２ｅｈは胴部３２ａの内部空間３２ｉに連通している。
ここで、盲孔３２ｅｈからは、半径方向外方へ延在する複数の孔３２ｅｒが分岐しており、孔３２ｅｒはチューブ３１ａの内部空間３１ａｉと連通している。
図１８で明示されている様に、孔３２ｅｒは、円周方向に等間隔にて形成されている。
【０１７４】
再び図１９において、図１９中左側の端面３２ｅにも、半径方向外方へ延在する複数の孔３２ｅｒと、盲孔３２ｅｈが形成されている。
盲孔３２ｅｈは胴部３２ａの中空部３２ｉと連通している。それと共に、半径方向外方へ延在する複数の孔３２ｅｒが、盲孔３２ｅｈに連通している。
【０１７５】
また、胴部３２ａの中空部３２ｉにおいて、図１９の左側端部であって且つ半径方向外方には、半径方向外方へ延在する複数の孔３２ｅｒと連通する孔３２ｉｈが形成されている。
図１８に明示されている様に、孔３２ｉｈと孔３２ｅｒとは、円周方向位置が同一である。
【０１７６】
図１９の左側の端面３２ｅに形成された盲孔３２ｅｈの左端部には、半径方向外方に延在する凝縮水排水孔３２ｄｈが形成されている。
凝縮水排水孔３２ｄｈは、凝縮水を凝縮器３から排出するために形成されており、その内部を凝縮水が流れる。
【０１７７】
図１９左側の盲孔３２ｅｈにおいて、中空部３２ｉとの境界部分近傍には、仕切り部材３２ｗが配置されている。
図２０で示す様に、仕切り部材３２ｗは、複数枚（６枚）の隔壁状部材を盲孔３２ｅｈの中心軸近傍で束ねて構成されており、盲孔３２ｅｈを複数の空間（図２０では６区画）に仕切っている。
なお、図１９において、符号３４は、チューブ３１ａを胴部３２ａに取り付けるための補強材を示している。
【０１７８】
図１９を参照して、図１８〜図２０で示す凝縮器３内における水蒸気或いは凝縮水の流れについて、説明する。
凝縮器３内では、水蒸気が凝縮熱を発生して凝縮するので、胴部３２ａの内部空間３２ｉとチューブ３１ａの内部空間３１ａｉは、圧縮機吐出水蒸気配管１１よりも低圧である。そのため、図１９において矢印Ｖで示す様に、図１９の右側における端面３２ｅに形成された孔３２ｈを介して、水蒸気が凝縮器３内に流入する。
【０１７９】
流入した水蒸気は、盲孔３２ｅｈを流れて、一部は孔３２ｅｒを介してチューブ３１ａ内の空間３１ａｉを流れ、一部は胴部３２ａの内部空間３２ｉに流れる。
チューブ３１ａ内の空間３１ａｉを流れる際に、或いは、胴部３２ａの内部空間３２ｉに流れる際に、水蒸気は凝縮熱を発生する。その凝縮熱は、凝縮器３近傍の被乾燥物に伝達され、加熱する。これにより、胴部３２ａ、チューブ３１ａ周辺の被乾燥物に含有される水分が気化して、水蒸気が被乾燥物から発生し、被乾燥物は乾燥する。
【０１８０】
凝縮熱を発生して水蒸気が水（凝縮水）になると、凝縮器３において、上方に位置しているチューブ３１ａ内に溜まった凝縮水は、矢印Ｖｕで示す様に、半径方向へ延在する孔３２ｅｒ内を落下する。
孔３２ｅｒ内を落下した凝縮水は、仕切り部材３２ｗの隔壁に沿って図１９の左側へ流れ、凝縮水排出孔３２ｄｈを経由して、矢印Ｄで示す様に凝縮器３から排出される。
【０１８１】
一方、凝縮器３の下方に位置しているチューブ３１ａの内部空間３１ａｉに溜まった凝縮水は、凝縮器３の回転により、当該チューブ３１ａが上方の位置に来た際に、半径方向へ延在する孔３２ｅｒ内を落下する。
また、胴部３２ａの内部空間３２ａｉに溜まった凝縮水は、孔３２ｉｈ、孔３２ｅｒを経由して、凝縮器３の下方に位置しているチューブ３１ａの内部空間３１ａｉに流入する。そして、チューブ３１ａ内に溜まっている凝縮水と共に、当該チューブ３１ａが上方の位置に来た際に、半径方向へ延在する孔３２ｅｒ内を落下する。
【０１８２】
図２１は本発明の第８実施形態を示しており、図１８〜図２０で示す凝縮器を用いている。
図２１において、水蒸気ボイラー７Ｂは、商用電源Ｆに接続された電熱ヒーターＨにより水を加熱して、水蒸気を発生している。電熱ヒーターＨによる加熱は、ボイラー水温センサーＴで検出されたボイラー７Ｂ内の水温により、調節される。
蒸気トラップ４が介装されている凝縮水配管２８からは、ボイラー７Ｂの補給水ライン４０が分岐しており、ライン４０によって凝縮水の一部をボイラー７Ｂへ供給している。
【０１８３】
乾燥容器１には、逆止弁１５ａと、開閉弁１５ｂとが設けられており、乾燥容器１の内部圧力が大気圧以上に上がらず、且つ、乾燥容器１が潰れる程度の真空度まで下がらない様に調節している。
乾燥容器１の内部が大気圧以上になると逆止弁１５ａを開放する。一方、乾燥容器１内の圧力が所定値よりも低圧になると（負圧が強過ぎると）乾燥容器１自体が潰れてしまう恐れがあるので、開閉弁１５ｂを開いて、大気を乾燥容器１内に取り入れる。
なお、乾燥物供給用の投入口（ホッパー）８内の供給機構は、回転容積型の一軸偏心ネジポンプ（モーノポンプ）１４ａで構成している。
【０１８４】
図２１では、パージ弁Ｐを介装した水蒸気ラインＬＰ９が、サブ凝縮器３ｂから排出弁９に連通している。その構成及び作用効果については、図２２、図２３を用いて後述する。
図２１で示す第８実施形態のその他の構成及び作用効果については、図１４〜図１７の実施形態と同様である。
【０１８５】
次に、水蒸気ラインＬＰ９と連通する排出弁の構造について、図２２、図２３を参照して説明する。
図２２で示す排出弁９は、ロータリーバルブＲＶで構成されている。
ここで、乾燥が完了した被乾燥物を排出するに当たって、ロータリーバルブＲＶを矢印ＣＣＷ方向へ回転すると、被乾燥物が図２２の下方に落下した後に、被乾燥物が存在していた空間αに、非凝縮性気体である空気が流入して、乾燥容器１内に流入してしまう恐れがある。
【０１８６】
これに対して、図２２では、図２１を参照して上述したように、サブ凝縮器３Ｂに連通する水蒸気ラインＬＰ９を介して、矢印ＨＧで示す様に水蒸気がロータリーバルブＲＶ内に充填される。
そのため、被乾燥物が下方に落下した後も、ロータリーバルブＲＶの空間には水蒸気が充填されているので、空間αには空気は流入しない。
なお、図２１で示す様に、水蒸気ラインＬＰ９が連通しているのはサブ凝縮器３ｂでも上方の、水蒸気のみが存在して凝縮水は存在しない領域である。そのため、ラインＬＰ９には、水蒸気が流過するのである。
【０１８７】
図２３は、図示の実施形態で用いられる排出弁９の、別の態様が示されている。
図２３で示す態様の排出弁９は、水蒸気ラインＬＰ９が連通しているケーシング９ｃの内部にはアクチュエータＡ１と弁体Ｖｂ１が設けられ、ケーシング９ｃ外にはアクチュエータＡ２と弁体Ｖｂ２が設けられている。弁体Ｖｂ１、Ｖｂ２は、それぞれアクチュエータＡ１、Ａ２により、図２３において上下方向へ作動される様に構成されている。
【０１８８】
弁体Ｖｂ１は、上方へ移動した際には排出弁９の投入側配管９ｉを閉鎖し、下方に移動した際には排出弁９の投入側配管９ｉを開放する。弁体Ｖｂ２は、上方へ移動した際には排出弁９の排出側配管９ｏを閉鎖し、下方に移動した際には排出弁９の排出側配管９ｏを開放する。
ここで、アクチュエータＡ１、Ａ２は、弁体Ｖｂ１、Ｖｂ２の一方が下方に移動して配管を開放している場合には、他方が必ず上方へ移動して配管を閉鎖する様に構成されている。換言すれば、弁体Ｖｂ１が投入側配管９ｉを開放し、且つ、弁体Ｖｂ２が排出側配管９ｏを開放している状態が生じない様に、アクチュエータＡ１、Ａ２は、弁体Ｖｂ１、Ｖｂ２を作動している。
【０１８９】
図２３の態様において、図２２と同様に、水蒸気ラインＬＰ９を介してケーシング９ｃの内部に水蒸気が供給される。そのため、弁体Ｖｂ１が投入側配管９ｉを開放している際に、投入側配管９ｉを逆流するのは水蒸気であり、また、弁体Ｖｂ２が排出側配管９ｏを開放している際に、ケーシング９ｃ内部に水蒸気が充填されているので、空気がケーシング９ｃ内部に流入し難い。
それと共に、弁体Ｖｂ１が投入側配管９ｉを閉鎖しているか、或いは、弁体Ｖｂ２が排出側配管９ｏを閉鎖しているので、外気（非凝縮性気体である空気）が排出側配管９ｏ及び投入側配管９ｉを経由して、乾燥容器１内に流入してしまう可能性が極めて少なくなる。
【０１９０】
次に図２４を参照して、第９実施形態について説明する。
図２４の第９実施形態は、図２１の第８実施形態と同様に、図１８〜図２０で示す凝縮器を用いている。ただし、図２１の実施形態では乾燥容器１が傾斜して配置されているのに対して、図２４の第９実施形態では、乾燥容器１は概略水平に配置されている。
図２４において、矢印６で示す被乾燥物は、スラリーポンプ１４ｃを介装したホース等により吸引される。吸引された被乾燥物は、二重管式熱交換器１９ａで凝縮水（温水）から熱回収して予熱され、左端から乾燥容器１内に投入される。
【０１９１】
メイン水蒸気凝縮器３ａは、図１８〜図２０で示す様に構成されており、いわゆる「リスかご状」である。いわゆる「リスかご状」のメイン水蒸気凝縮器３ａを回転することによって、被乾燥物を乾燥容器１内部に均一分散させることが出来る。
被乾燥物は、乾燥容器１内部を、図２４において右側へ移動するに伴って、メイン水蒸気凝縮器３ａから水蒸気の凝縮熱が投入され、加熱されるので、水分が減少して乾燥する。
乾燥が完了した被乾燥物（乾燥物）は、乾燥容器１の右端から排出される。
【０１９２】
図２４の実施形態では、乾燥物の排出弁９ａは回転ドラム（回転バケット）式に構成されており、乾燥物を系外へ排出する前に、サブ凝縮器３ｂからの水蒸気がラインＬＰ９及び水蒸気供給弁３０を介して供給される。その様な水蒸気供給によって、図２２を参照して上述したように、排出弁９ａの回転ドラム内部へ空気（非凝縮性気体）が侵入する量を減らすことが出来る。
なお、水蒸気供給弁３０を、図２１と同様に、パージ弁としても良い。
【０１９３】
回転ドラム自体は「ボールフィーダー」または「ドラムフィーダー」として製品化されている公知のものを適用可能である。そして、同じ構成を、被乾燥物の投入口（図２４の左端部）に用いてもよい。
また、ロータリーバルブやダブルダンパーも同様に、被乾燥物の投入口（図２４の左端部）における弁機構として用いることができる。
【０１９４】
図２４において、乾燥容器１は、その内部圧力が大気圧以上にならないように、逆止弁１５ａを備えている。すなわち、乾燥容器１の内部圧力が大気圧よりも高圧になった場合には、逆止弁１５ａが大気側に開放して、乾燥容器１内の圧力を系外に逃がすのである。
【０１９５】
サブ凝縮器３ｂと蒸気トラップ４とを連通する凝縮水配管２８には、排気弁２５が設けられている。図２４に係る蒸発装置の運転開始時には、排気弁２５を開放することにより、メイン凝縮器３ａとサブ凝縮器３ｂの内部に滞留している空気を排出できる。
また、図２４に係る蒸発装置の運転終了時には、排気弁２５を開放すると共に、外気導入弁２４をも開放して、外気導入弁２４から吸引した空気を排気弁２５から排出することにより、圧縮機２の内部を乾燥させると共に、メイン凝縮器３ａとサブ凝縮器３ｂの内部も乾燥させることができる。
【０１９６】
図示はされていないが、図２４のラインＬＰ９及び水蒸気供給弁３０で示す様な水蒸気供給機構と同一の機構を、スクリューフィーダー１４或いは吸入口１４ａにおいて構成することも可能である。
図２４の第９実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図２１の第８実施形態と同様である。
【０１９７】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。
【図面の簡単な説明】
【０１９８】
【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック図。
【図２】第１実施形態の変形例を示すブロック図。
【図３】第１実施形態における制御の一部を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態における制御の図３とは異なる部分を示すフローチャート。
【図５】第１実施形態におけるバイパス弁の開度制御を説明するフローチャート。
【図６】第１実施形態におけるさらに別の変形例を示すブロック図。
【図７】第２実施形態を示すブロック図。
【図８】第２実施形態の制御を示すフローチャート。
【図９】第３実施形態を示すブロック図。
【図１０】本発明で用いられる凝縮器の概略構成を説明する平面図。
【図１１】本発明で用いられる凝縮器の構成を説明する縦断面図。
【図１２】本発明で用いられる凝縮器の構成を説明する横断面図。
【図１３】図１２の凝縮器の変形例を示す横断面図。
【図１４】第４実施形態の装置全体の構成を示したブロック図。
【図１５】第５実施形態の装置全体の構成を示したブロック図。
【図１６】第６実施形態の装置全体の構成を示したブロック図。
【図１７】第７実施形態の装置全体の構成を示したブロック図。
【図１８】本発明で用いられる別の凝縮器の構成を説明する横断面図。
【図１９】図１８で示す凝縮器を一部破断して示す縦断面図。
【図２０】図１９のａ−ａ´矢視拡大断面図
【図２１】第８実施形態の装置全体の構成を示したブロック図。
【図２２】図示の実施形態における排出弁の構造を示す説明図。
【図２３】図２２とは異なる態様の排出弁を示す説明図。
【図２４】第９実施形態の装置全体の構成を示したブロック図。
【図２５】従来技術（非特許文献１）の説明図。
【図２６】従来技術で、特許文献１に関する装置の構成図。
【符号の説明】
【０１９９】
１・・・乾燥容器
２・・・水蒸気圧縮機／圧縮機
３・・・水蒸気凝縮器
３ａ・・・メイン凝縮器
３ｂ・・・サブ凝縮器
４・・・蒸気トラップ
５・・・蒸気用空気抜き弁
６・・・被乾燥物
７・・・水蒸気ボイラー
８・・・被乾燥物の投入口／ホッパー
９・・・乾燥物の排出口
１０・・・圧縮機吸入水蒸気配管／吸入配管
１１・・・圧縮機吐出水蒸気配管／吐出配管
１２ａ・・・低圧側水蒸気供給弁     ／水蒸気供給弁
１２ｂ・・・高圧側水蒸気供給弁     ／水蒸気供給弁
２１・・・バイパス流量調節弁
２２、２３・・・圧力センサ
２４・・・外気導入弁
【図１】
2007333278.tif 000003
【図２】
2007333278.tif 000004
【図３】
2007333278.tif 000005
【図４】
2007333278.tif 000006
【図５】
2007333278.tif 000007
【図６】
2007333278.tif 000008
【図７】
2007333278.tif 000009
【図８】
2007333278.tif 000010
【図９】
2007333278.tif 000011
【図１０】
2007333278.tif 000012
【図１１】
2007333278.tif 000013
【図１２】
2007333278.tif 000014
【図１３】
2007333278.tif 000015
【図１４】
2007333278.tif 000016
【図１５】
2007333278.tif 000017
【図１６】
2007333278.tif 000018
【図１７】
2007333278.tif 000019
【図１８】
2007333278.tif 000020
【図１９】
2007333278.tif 000021
【図２０】
2007333278.tif 000022
【図２１】
2007333278.tif 000023
【図２２】
2007333278.tif 000024
【図２３】
2007333278.tif 000025
【図２４】
2007333278.tif 000026
【図２５】
2007333278.tif 000027
【図２６】
2007333278.tif 000028