JP2003121072A - 除湿乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機への負荷を軽減し、寿命が
長く、運転エネルギーの消費を抑制した除湿乾燥装置を
提供する。 【解決手段】 箱体１内に収容される被乾燥物を
加熱する加熱手段３と、箱体内に配設され冷凍サイクル
によって運転されて該箱体内部の水蒸気を凝縮させる冷
却器７と、冷却器によって冷却された箱体内空気を加熱
する再熱手段１３と、冷却器から再熱手段に向けて箱体
内の空気を通風させる箱体内送風機１１とを備えた除湿
乾燥装置において、冷却器の通風方向上流側の箱体内に
配設された自然循環冷却用冷却器１５と、上記箱体外部
に配設された自然循環冷却用凝縮器１４と、これら自然
循環冷却用冷却器及び自然循環冷却用凝縮器を接続する
自然循環用の冷媒配管１６とを有する自然循環冷却装置
Ｎを付設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば生ゴミ、
あるいは食品類などの除湿乾燥に好ましく用いることが
できる除湿乾燥装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３〜図５は生ごみ等の被乾燥物の乾燥
に用いる従来の除湿乾燥装置を模式的に示す概略構成図
であり、図３は第１の態様、図４は第２の態様、図５は
第３の態様を示す。先ず、図３に示す従来の第１の態様
においては、箱体１内の被乾燥物２を加熱手段３により
温度上昇させることにより、被乾燥物２内の水分を箱体
１の内部空間に蒸発させる。

【０００３】被乾燥物２が例えば生ごみである場合、被
乾燥物２の上方の空気温度Ｔｉが、例えばＴｉ＝４０
℃、相対湿度７０％以上の高温・高湿状態となるように
加熱される。被乾燥物２の蒸発、乾燥を促進させるため
には、その高温・高湿空気を箱体１の外部に排出する必
要があり、例えば箱体１の上部に設けられた排出口５か
ら排気用送風機６により、箱体１内部の高温・高湿空気
を排出させ、箱体１の側壁部に設けられた吸気口４から
周辺の空気を導入させることにより乾燥を行っていた。
なお、Ｔｏは箱体１の外部の外気温度、Ｔｉは箱体１内
部の空気温度を示している。

【０００４】しかし、上記のような従来の第１の態様に
なる除湿乾燥装置では、水分と共に蒸発する臭気をその
まま排気することになるので臭気拡散の問題が発生す
る。

【０００５】一方、図４は従来の第２の態様になる除湿
乾燥装置を示し、図において、７は密閉された箱体１内
の上部空間に配設された冷却器、８は箱体１の外部に設
けられた凝縮器、９は圧縮機、１０は前記圧縮機９、凝
縮器８、冷却器７、及び圧縮機９を順次接続して冷凍サ
イクルを構成している冷媒配管、１１は上記冷却器７に
対して箱体１内の空気を矢印Ｙの方向に通風する箱体内
送風機、１２は凝縮器１２に対して外気を通風する凝縮
器用送風機である。なお、凝縮器８と冷却器７とを接続
する冷媒配管中に設けられる絞り装置などは図示を省略
している。また、各図を通じて同一もしくは相当部分に
は同一符号を付し、説明を省略する。

【０００６】上記のように構成された従来の第２の態様
になる除湿乾燥装置では、密閉空間とした箱体１内に冷
凍サイクルを用いた冷却器７を配置し、箱体１の内部で
蒸発した水分を冷却器７で冷却除湿することにより、臭
気を含んだ空気中の水分をドレン水の形にし、図示を省
略している排出手段により箱体１の外部に排出させてい
る。

【０００７】図６はこのときの空気状態の変動例を湿り
空気線図上に表わしたものである。図において、で示
すポイントは冷却器７の入口空気の状態であり、空気温
度Ｔｉ＝約４０℃、相対湿度約７０％である。は上記
冷却器７で冷却、除湿された空気の状態を示し、同約３
０℃、同約４５％である。結局、箱体１内の空気は、
の状態から冷却器７によっての状態で箱体１内に吹き
出され、箱体１内を循環させることにより、箱体１内が
除湿、冷却される。

【０００８】しかし、この第２の態様による従来方法で
は、上記図６の湿り空気線図に示すように箱体１内の温
度が低下することとなり、被乾燥物２の水分蒸発が阻害
されるので、それをカバーするために加熱手段３に供給
する必要エネルギーが大きなものとなる。

【０００９】これに対し、図５に示す従来の第３の態様
になる除湿乾燥装置では、図４の凝縮器８を再熱手段と
して利用し、箱体１内の冷却器７の下流側に再熱用凝縮
器１３として再配置したものである。該従来の第３の態
様になる除湿乾燥装置においては、冷却器７により低下
した空気温度を再熱手段としての再熱用凝縮器１３によ
って上昇させることにより、高効率な除湿装置を構成す
ることができる。

【００１０】図７はこの従来の第３の態様になる除湿乾
燥装置における空気状態の変動例を湿り空気線図上に表
わすものである。で示す空気温度Ｔｉ＝約４０℃、相
対湿度約７０％の状態の冷却器７入口空気は、該冷却器
７により冷却、除湿され、で示す同約３０℃、同約４
５％の空気状態にて冷却器７から吹出される。そのの
状態の空気が再熱手段である再熱用凝縮器１３に吸い込
まれ加熱され、で示す同約４２℃、同約２２％の空気
状態にて再熱用凝縮器１３より吹出される。このため箱
体１内の温度が低下することはない。

【００１１】なお、従来の参考技術として例えば特開平
１１−１３５９７２号公報に、エアコンを用いて筐体内
に収容した発熱機器の冷却を行う装置において、沸騰冷
却器を補助冷却器に用いてランニングコストを抑える技
術が開示されているが、本件発明の対象技術のように生
ゴミなど水分を含む被乾燥物の除湿乾燥を行うものでは
なく、目的や、技術課題等が異なっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の除湿乾燥装置で
は、上記第３の態様のように効率を改善した除湿装置に
おいても、高温、高湿空気の処理を行うこととなるため
に、大きなエネルギーを消費し、圧縮機への負荷の増大
により装置の寿命が短かくなるという課題があった。こ
の発明は上記のような従来技術の課題を解消するために
なされたもので、圧縮機への負荷を軽減し、寿命が長
く、運転エネルギーの消費を抑制した除湿乾燥装置を提
供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明になる除湿乾燥
装置は、被乾燥物を収容する箱体と、この箱体に付設さ
れ被乾燥物を加熱する加熱手段と、上記箱体内部に配設
され冷凍サイクルによって運転されて該箱体内部の水蒸
気を凝縮させる冷却器と、上記冷却器によって冷却され
た箱体内部の空気を加熱する再熱手段と、上記冷却器か
ら再熱手段に向けて箱体内部の空気を通風させる箱体内
送風機とを備えた除湿乾燥装置において、上記冷却器の
通風方向上流側の箱体内に配設された自然循環冷却用冷
却器と、上記箱体外部に配設された自然循環冷却用凝縮
器と、これら自然循環冷却用冷却器及び自然循環冷却用
凝縮器を接続する自然循環用の冷媒配管とを有する自然
循環冷却装置を付設してなるものである。

【００１４】また、再熱手段として、冷却器を含む冷凍
サイクル内に設けられる凝縮器を再熱用凝縮器として用
いたものである。

【００１５】また、被乾燥物として、生ゴミを用いるよ
うにしたものである。

【００１６】また、被乾燥物として、食品類を用いるよ
うにしたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１及び図２はこ
の発明の実施の形態１による除湿乾燥装置を説明する図
であり、図１は除湿乾燥装置を概略的に示す構成図、図
２は図１の装置における除湿乾燥の動作を説明する湿り
空気線図である。図において、１は実用上、気密につく
られた箱体、２はこの箱体１の底部に収容された例えば
生ゴミなどの被乾燥物、３は前記被乾燥物２を加熱する
加熱手段、７は箱体１内の上部空間に配設された冷却
器、１３はこの冷却器７の矢印Ｙで示す通風方向下流側
に配設された再熱用凝縮器、９は箱体１の外部に設けら
れた圧縮機、１０はこれら圧縮機９、再熱用凝縮器１
３、冷却器７、及び圧縮機９を順次接続する冷媒配管で
ある。

【００１８】なお、上記再熱用凝縮器１３と冷却器７と
の間には図示しない絞り装置が設けられており、冷媒配
管１０によって順次接続された循環系に例えばＲ４０７
Ａなどの冷媒が封入され、良く知られている冷凍サイク
ルが構成されている。なお、この冷凍サイクルを便宜
上、冷凍サイクル系Ｐと呼ぶこととする。

【００１９】１４は箱体１外部の屋根上に設けられた自
然循環冷却用凝縮器、１５は箱体１内の上記冷却器７に
対し、矢印Ｙで示す通風方向上流側に直列的に配設され
た自然循環冷却用冷却器である。１６はこれら自然循環
冷却用凝縮器１４の冷媒出口部と自然循環冷却用冷却器
１５の冷媒入り口部、及び自然循環冷却用凝縮器１４の
冷媒入り口部と自然循環冷却用冷却器１５の冷媒出口部
をそれぞれ接続し、内部に例えばＲ４０７Ｃなどの冷媒
を封入して自然循環冷却装置Ｎを構成する自然循環用の
冷媒配管である。

【００２０】また、１１は箱体１の内部に直列的に設け
られた、上記自然循環冷却用冷却器１５、冷却器７、及
び再熱用凝縮器１３の後段に配設され、箱体１内の空気
を矢印Ｙで示す向きに通風する箱体内送風機、１７は箱
体１の外部に設けられ、自然循環冷却用凝縮器１４に対
して外気を通風する自然循環冷却用送風機である。な
お、上記直列的に設けられる自然循環冷却用冷却器１
５、冷却器７、再熱用凝縮器１３、及び箱体内送風機１
１を図示しないダクトなどで包囲することは除湿、乾燥
の効果を高める上で好ましい。また、箱体内送風機１１
の配設位置は矢印Ｙで示す通風路内の他の任意の位置で
あっても良い。

【００２１】さらに、上記箱体１には被乾燥物２を出し
入れする出入口、あるいは被乾燥物２の導入部、及びそ
の排出部などが設けられているが、これらは発明に直接
関係しない部分であるので、図示を省略している。さら
にまた、制御装置についても公知の一般的なものを特別
な制限なく用いることができるので、図示を省略してい
る。その他の符号については、従来装置と同一もしくは
相当部分に同一符号を付し、説明を省略する。

【００２２】次に動作について説明する。加熱手段３に
よって生ゴミなどの被乾燥物２を加熱すると、被乾燥物
２に含まれ、あるいは付着している水分が水蒸気となっ
て箱体１内に放出され、箱体１内の空気温度Ｔｉ、及び
相対湿度共に上昇する。自然循環冷却装置Ｎの冷却能力
は箱体内外の温度差Ｔｉ−Ｔｏに依存し、該温度差が小
さいほど冷却能力が落ちるので、箱体１内の空気温度Ｔ
ｉを例えば４０℃で運転しているとき、外気温度Ｔｏが
高い場合、例えば夏季に３２℃を超えるような高温の場
合は、主に冷凍サイクル系Ｐの運転により除湿乾燥が行
われ、冷却器７に凝縮した水分はドレン水として図示し
ない排水手段により、箱体１の外部に排出される。な
お、排出された水は例えば脱臭処理など環境対策上必要
な処理が適宜行われ、例えば下水として放流される。

【００２３】一方、箱体１内の空気温度Ｔｉに対し外気
温度Ｔｏが低い場合、例えば２０℃以下の場合、箱体内
外の温度差Ｔｉ−Ｔｏが大きくなることにより、自然循
環冷却用冷却器１５で蒸発した冷媒は自然循環冷却用凝
縮器１４で容易に凝縮され、自然循環冷却用冷却器１５
に戻るので、自然循環冷却装置Ｎの冷媒は圧縮機等の動
力を必要とせずに自然循環され、箱体内送風機１１によ
って送風される箱体１内の空気は、該自然循環冷却用冷
却器１５によって冷却され、その後、冷凍サイクル系Ｐ
の冷却器７に通風されることとなり、冷却器７の吸い込
み空気温度を低くすることができる。

【００２４】このため、冷凍サイクル系Ｐによって冷却
すべき温度が軽減されることにより圧縮機９の運転率の
低減が図られ、消費電力が低減されることにより全体の
運転コストの低減を図ることができる。また、圧縮機９
の運転率の低減は圧縮機９の寿命を延ばすことに繋が
り、装置の耐用年数を増大させることができる効果も得
られる。

【００２５】図２は上記自然循環冷却装置Ｎを併用して
運転しているときの空気状態の変動を示している。で
示すＴｉ＝約４０℃、相対湿度約７０％の箱体１内空気
は、箱体内送風機１１によって自然循環冷却用冷却器１
５に通風されることにより冷却、除湿され、で示す同
約３４℃、同約６５％の空気状態にて自然循環冷却用冷
却器１５から吹出される。そのの状態の空気が冷凍サ
イクル系Ｐの冷却器７に吸い込まれて更に冷却され、
で示す同約３０℃、同約３７％の空気状態にて吹出され
て再熱用凝縮器１３に吸い込まれ加熱される。そして
で示す同約４０℃、同約２２％の空気状態にて再熱用凝
縮器１３より吹出される。このため箱体１内の空気温度
が低下することはない。

【００２６】図５に示す従来装置では、図２中に示した
温度低下分Ａを冷却するために圧縮機８の運転エネルギ
ーをその分余分に必要としたが、Ｂで示す温度低下分が
自然循環冷却装置Ｎにてカバーされるため、この間の圧
縮機運転エネルギーが軽減されることになる。なお、外
気温度Ｔｏが低下するに従って、箱体１内の空気温度Ｔ
ｉと外気温度Ｔｏとの温度差が拡大することにより、春
秋季はじめ、特に冬季では自然循環冷却装置Ｎによる冷
却の比率が増大することにより効果も増大する。

【００２７】以上説明した通り、実施の形態１によれ
ば、冷凍サイクル系Ｐの圧縮機９への負荷が軽減され、
その分、装置の寿命が長く、運転コストを低減した除湿
乾燥装置を提供することができる。なお、上記説明した
運転温度、相対湿度などは動作を説明するための一例に
過ぎず、必要に応じ、あるいは所望により運転温度、湿
度などを適宜変更した場合でも同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。

【００２８】なお、上記実施の形態１において、再熱手
段（再熱用凝縮器）１３による加熱機能は、例えば電気
ヒーター、あるいはスチームや温水ラジエーター等の他
の熱源装置に置き換えてもよい。特に熱エネルギーが安
価に得られる場合には、被乾燥物２の加熱手段３への熱
エネルギー供給を含め、全体をシステム的に構成するこ
とでエネルギー効率の優れた装置とすることもできる。

【００２９】また、自然循環冷却装置Ｎに用いる冷媒
は、Ｒ４０７Ｃに限定されるものではなく、例えば水、
Ｒ２２、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４１０など、種々の冷媒を用い
ることができる。また、自然循環冷却装置Ｎは例えばヒ
ートパイプなどを用いるものであっても同様の効果が期
待できる。

【００３０】また、被乾燥物２はバッチ式で箱体１内に
導入、排出するものの他、例えば流動床を用い、被乾燥
物２を該流動床に載せて連続的に箱体１内を通過させる
ものなどでも差し支えない。さらに、圧縮機９の電動機
をインバータ等により制御し、外気温が下がり、冷却負
荷が減少したときに負荷に応じて該電動機の回転数を下
げるように運転しても良い。

【００３１】さらにまた、上記インバータ制御装置に加
え、箱体内外の温度を検知する温度センサ、湿度セン
サ、並びに加熱手段３、箱体内送風機１１、及び自然循
環冷却用送風機１７をそれぞれ制御する制御装置等を付
設すると共に、マイコンにより各センサの検知結果に応
じて全体の運転を一元的に効率的に制御するように構成
することなども容易である。

【００３２】ところで、上記説明ではこの発明を生ゴミ
の除湿乾燥に用いる場合について説明したが、それに限
定されるものではなく、加熱を伴う乾燥を必要とする各
種の物品、材料などに好ましく適用することができる。
例えばホタテ貝柱、クッキー類等々の各種食料品、食品
材料の乾燥、家畜飼料の乾燥、医薬品や工業製品・工業
材料などの脱水ケーキの乾燥、さらには汚泥の乾燥など
に広く利用することができるものである。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した通り、この発明によれば圧
縮機への負荷を軽減し、寿命が長く、運転エネルギーの
消費を抑制した除湿乾燥装置を提供することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る除湿乾燥装置を概
略的に示す構成図。

【図２】図１の装置における除湿乾燥の動作を説明する
湿り空気線図。

【図３】従来の除湿乾燥装置の第１の態様を模式的に示
す概略構成図。

【図４】従来の除湿乾燥装置の第２の態様を模式的に示
す概略構成図。

【図５】従来の除湿乾燥装置の第３の態様を模式的に示
す概略構成図。

【図６】図４の従来装置における空気状態の変動を表す
湿り空気線図。

【図７】図５の従来装置における空気状態の変動を表す
湿り空気線図。

【符号の説明】 １ 箱体、 ２ 被乾燥物、 ３ 加熱手段、 ７ 冷
却器、 ９ 圧縮機、１０ 冷媒配管、 １１ 箱体内
送風機、１３ 再熱手段（再熱用凝縮器）、 １４ 自
然循環冷却用凝縮器、１５ 自然循環冷却用冷却器、
１６ 自然循環用の冷媒配管、Ｎ 自然循環冷却装置、
Ｐ 冷凍サイクル系、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L113 AA01 AB02 AC01 AC22 AC52 AC58 AC63 AC64 BA00 BA17 DA02 DA06 DA18 4B022 LB06 LR10 LT05 4D004 AA03 AA04 CA22 CA32 CA42 CB01 CB50

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被乾燥物を収容する箱体と、この箱体に付
   設され被乾燥物を加熱する加熱手段と、上記箱体内部に
   配設され冷凍サイクルによって運転されて該箱体内部の
   水蒸気を凝縮させる冷却器と、上記冷却器によって冷却
   された箱体内部の空気を加熱する再熱手段と、上記冷却
   器から再熱手段に向けて箱体内部の空気を通風させる箱
   体内送風機とを備えた除湿乾燥装置において、上記冷却
   器の通風方向上流側の箱体内に配設された自然循環冷却
   用冷却器と、上記箱体外部に配設された自然循環冷却用
   凝縮器と、これら自然循環冷却用冷却器及び自然循環冷
   却用凝縮器を接続する自然循環用の冷媒配管とを有する
   自然循環冷却装置を付設してなることを特徴とする除湿
   乾燥装置。
2. 【請求項２】再熱手段として、冷却器を含む冷凍サイク
   ル内に設けられる凝縮器を再熱用凝縮器として用いたこ
   とを特徴とする請求項１記載の除湿乾燥装置。
3. 【請求項３】被乾燥物として、生ゴミを用いることを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の除湿乾燥装置。
4. 【請求項４】被乾燥物として、食品類を用いることを特
   徴とする請求項１または請求項２記載の除湿乾燥装置。