水の三重点と絶対温度 / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機
どの物質にも、固体・液体・気体の3つの状態があり、これを 物質の三態（三相）と言います。この物質の三態（三相）は、温度や圧力によりその状態は変化しますが、一般に温度が上がると固体（固相）⇒液体（液体）⇒気体（気相）へ変化します。これら物質の状態の変化を状態変化（相変化）と言います。あるいは相転移とも言います。
又、固体の液体へ変化を融解、逆を凝固、液体から気体への変化を蒸発（気化）、逆を凝縮（液化）、気体から固体への変化を昇華、逆は昇華（凝固）と言います。
物質は温度と圧力によりその状態が決まりますが、その物質の状態を示した下記の図を状態図と言います。この図内の固体、液体、気体を隔てている線を融解曲線、蒸発曲線、昇華曲線と言います。
下記は水の状態図ですが、図内には、固体（氷）、液体（水）、気体（水蒸気）の3つの状態が同時に存在している点がありそれを三重点と言います。この点は温度が0.01℃（273.16K）、圧力が0.006112Mpa・absで、液体である水は存在ができず、温度あるいは圧力の低下により固体の氷は直接気体の水蒸気となり、水蒸気は直接固体の氷になります。
一方、温度、圧力が非常に高くなり、温度373.95℃、圧力218.064Mpa・absの点は臨界点と言いその点以上に温度圧力が上昇すると超臨界の流体へ変化します。
大気圧温度0℃及び100℃、圧力0.101Mpa・absでの水の状態を下図に示しています。
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水の状態図での三重点の温度0.01℃は絶対温度では273.16Kです。
この絶対温度とは、理論上、分子や原子の運動が完全に停止する温度を0とする温度で単位はK（ケルビン)です。分子や原子の運動が停止しますので、これより低い温度は存在しません。
絶対温度 0 K（ケルビン）は摂氏温度では-275.15℃です。
絶対温度 T（Kケルビン）と摂氏温度 t（℃）の関係では T（K）＝t（℃）+273.15 となります。
蒸気表で示されている比エントロピーは、その温度、圧力時のエントロピーを絶対温度で割り、単位はｋJ/K です。この比エントロピーは、T-S線図やh-S線図の横軸で使われ蒸気の熱量や状態を容易に把握できます。
物質の状態（ぶっしつのじょうたい）は、相の違いにより区別される物質の状態である。歴史的には、物質の状態は巨視的な性質により区別されていた。即ち、固体は定まった体積と形を持つ。液体は定まった体積を持つが、形は定まっていない。気体は体積も形も定まっていない。近年では、物質の状態は分子間相互作用によって区別されている。即ち、固体は分子間の相互配置が定まっており、液体では近接分子は接触しているが相互配置は定まっていないのに対し、気体では分子はかなり離れていて、分子間相互作用はそれぞれの運動にほとんど影響を及ぼしていない。また、プラズマは高度にイオン化した気体で、高温下で生じる。イオンの引力、斥力による分子間相互作用によりこのような状態を生じるため、プラズマはしばしば「第四の状態」と呼ばれる。
出典：Wiki 物質の状態
相変化（そうへんか）とは、相転移 – 物質の三態（三相）間の変化のこと。例えば、液体から気体への変化。
出典：Wiki 相変化
相図（そうず、phase diagram）は物質や系（モデルなどの仮想的なものも含む）の相と熱力学的な状態量との関係を表したもの。状態図ともいう。 例として、合金や化合物の温度や圧力に関しての相図、モデル計算によって得られた系の磁気構造と温度との関係（これ以外の関係の場合もある）を示す相図などがある。
出典：Wiki 相図
純物質の三重点（さんじゅうてん、英: triple point）とは、その物質の三つの相が共存して熱力学的平衡状態にある温度と圧力である。三相を指定しないで単に三重点というときには、気相、液相、固相の三相が共存して平衡状態にあるときの三重点を指す。水を例にとるならば、水蒸気、水、氷が共存する温度、圧力が水の三重点である。
出典：Wiki 三重点
純物質の臨界点（りんかいてん、英語: critical point）とは、気相 – 液相間の相転移が起こりうる温度および圧力の上限である。気体の温度を臨界点以下にしない限り、どれだけ圧縮しても気体は決して液化しない。また、臨界点より高い圧力の下では、どんなに加熱しても液体は決して沸騰しない。
出典：Wiki 臨界点
熱力学温度（ねつりきがくおんど、英: thermodynamic temperature）は、熱力学に基づいて定義される温度である。国際量体系 (ISQ) における基本量の一つとして位置付けられ、次元の記号としてサンセリフローマン体の Θ が用いられる。また、国際単位系 (SI) における単位はケルビン（記号: K）が用いられる。熱力学や統計力学に関する文献やそれらの応用に関する文献では、熱力学温度の意味で温度 (temperature) という言葉を使うことが多い。
熱力学温度はしばしば絶対温度（ぜったいおんど、英: absolute temperature）とも呼ばれる。多くの場合、熱力学温度と絶対温度は同義であるが、「絶対温度」という言葉の用法はまちまちであり「カルノーの定理や理想気体の状態方程式から定義できる自然な温度」を指すこともあれば、「温度単位としてケルビンを選んだ場合の温度」ないし「絶対零度を基準点とする温度」のようなより限定された意味で用いられることもある。
出典：Wiki 熱力学温度
| 温度と圧力による物質の状態を示した図。 | |
| 固体、液体、気体の3つの状態が同時に存在している点。 | |
| 理論上、分子や原子の運動が完全に停止する温度を0とする温度。単位はK（ケルビン)。 | |
| 流体の状態変化を縦軸に圧力 P 、横軸に比体積 V をとり、1枚の線図で表している。 | |
| 流体の状態変化を縦軸に温度 T、横軸に比体積 V をとり、1枚の線図で表している。 | |
| 燃焼に代わり、強制的に気体を膨張、蒸発、圧縮、凝縮の循環させることによりその気体の熱エネルギーを利用するシステム。大幅な省エネ、CO2削減ができる。 | |
| 流体の状態変化を縦軸に圧力ｐ、横軸に比エンタルピーｈをとり、1枚の線図で表している。モリエル線図とも言う。 | |
| 臨界点 | 物質が液体と気体が共存できない、両方の性質を持つ臨界状態へ変化する点、温度。 |
| 蒸気表 | 蒸気や水のエンタルピーやエントロピーなどの熱力学的性質を表わした数表。 |
| 飽和水 | 水を一定の圧力の下で加熱すると、ある温度に達すると温度上昇は停止し沸騰が始まる。この時点の水。 |
| 飽和蒸気 | 飽和水を加熱し続けても水の温度は上がらず沸騰し続ける。この際に発生する蒸気。 |
| 湿り飽和蒸気 | 飽和水と気体である蒸気が共存しており、水分が存在している蒸気。 |
| 乾き飽和蒸気 | 水分が全く存在しない蒸気。蒸気表で表示される状態。 |
| 飽和温度 | 水を一定の圧力の下で加熱すると、ある温度に達すると温度上昇は停止し沸騰が始まる。この時点の温度。沸点。 |
| 飽和圧力 | 水を一定の圧力の下で加熱すると、ある温度に達すると温度上昇は停止し沸騰が始まる。この時点の温圧力。 |
| 潜熱 | 状態変化の際の熱で観察できない熱。蒸発、凝縮、融解、凝固。 |
| 顕熱 | 温度として表現され観察ができる熱。飽和蒸気の熱量は潜熱と顕熱の合計量。 |
| 蒸発熱 | 液体が気体へ状態変化する際に必要な熱。潜熱。 |
| 凝縮熱 | 気体が液体へ状態変化する際に発生する熱。潜熱。蒸発熱と同じ量の熱量。 |
| エンタルピー | 内部に持つ熱エネルギーで内部のエネルギーと膨張、収縮するエネルギーを合わせたもの。 |
| 比エンタルピー | 単位質量当たりのエンタルピー。 |
| 熱量 | ある物質から外部へ放出した、又は外部から取り入れた熱エネルギー。 |
| ■ ゲージ圧表示の飽和蒸気表 |
| 飽和蒸気表 | |||||
| ゲージ圧力 | 温度 | 比体積 | 比エンタルピ (kJ/kg) | ||
| （Mpa・G） | (℃） | （kg/ｍ3） | 顕熱 | 潜熱 | 全熱量 |
| 0.001 | 100 | 0.598 | 419 | 2,257 | 2,676 |
| 0.1 | 120 | 1.134 | 505 | 2,202 | 2,707 |
| 0.2 | 134 | 1.658 | 561 | 2,163 | 2,725 |
| 0.3 | 144 | 2.172 | 605 | 2,133 | 2,738 |
| 0.4 | 152 | 2.677 | 640 | 2,107 | 2,748 |
| 0.5 | 159 | 3.173 | 670 | 2,085 | 2,756 |
| 0.6 | 165 | 3.674 | 697 | 2,065 | 2,762 |
| 0.7 | 170 | 4.168 | 720 | 2,047 | 2,768 |
| 0.8 | 175 | 4.662 | 725 | 2,030 | 2,772 |
| ■ 絶対圧表示の飽和蒸気表 |
出典：ＦＮの高校物理
| ■ 熱源 飽和蒸気 |
KENKI DRYERの乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風併用で他にはない画期的な乾燥方式を取り入れ安全衛生面で優れ、安定した蒸気を熱源とするため乾燥後の乾燥物の品質は均一で安定しています。蒸気圧力は最大0.7Mpaまで使用可能で、乾燥条件により蒸気圧力の変更つまり乾燥温度の調整は簡単に行なえます。飽和蒸気は一般の工場では通常利用されており取り扱いに慣れた手軽な熱源だと言えます。バーナー、高温の熱風を利用する乾燥と比較すると、飽和蒸気はパイプ内を通し熱交換で間接乾燥させる熱源であることから、低温で燃える事はなく安全衛生面、ランニングコスト面で優れています。
飽和蒸気には特有の特徴があります。蒸気圧力の変更に伴い蒸気温度が変わるため、乾燥温度の調整が簡単に行なます。又、凝縮熱、潜熱を利用できるため温水、油等の顕熱利用と比較すると熱量が2~5倍で乾燥に最適な熱源と言えます。
飽和蒸気は乾燥後ドレンとなりますがそれは回収ができ蒸気発生装置ボイラーへの供給温水として利用すれば燃料費等のランニングコストは安価で済みます。
昨今、KENKI DRYER に求められる内容に二酸化炭素CO2 の削減があります。ヒートポンプ自己熱再生乾燥機 KENKI DRYER であれば、二酸化炭素CO2 が大量に削減ができる上、燃料費も大幅な削減が可能になるでしょう。
どこもできない付着物、粘着物が乾燥できる KENKI DRYER は、日本 2件、海外7ケ国 9件の特許を取得済み独自技術を持つ画期的な製品です。高含水率有機廃棄物乾燥機、汚泥乾燥機、スラリー乾燥機、メタン発酵消化液乾燥機及び廃棄物リサイクル乾燥機に是非 KENKI DRYER をご検討下さい。
| ■ ヒートポンプの工程 |
| ■ ヒートポンプ自己熱再生乾燥機 KENKI DRYER について |
蒸気（飽和蒸気）でのヒートポンプ自己熱再生乾燥機 KENKI DRYER とは、乾燥熱源である蒸気を利用した自己熱再生乾燥システムです。
蒸気ヒートポンプの工程は、KENKI DRYER で加熱乾燥に利用した蒸気を膨張弁での断熱膨張により圧力は低下し、蒸気内の水分は蒸発、気化し周辺の熱を吸収し蒸気温度は下降します。その蒸気を次の工程の熱交換器で熱移動することによりさらに蒸発、気化させ蒸気圧力を低下させます。十分に蒸発、気化が行われ圧力が下げられた蒸気は次の圧縮工程へ進みます。
圧縮工程の圧縮機で蒸気を断熱圧縮を行うことで、圧力は上昇しそれに伴い凝縮、液化し温度は上昇します。その蒸気の水分を除去した上で KENKI DRYER へ投入します。KENKI DRYER はその投入された蒸気を熱源として利用、加熱乾燥という熱移動を行うことで、蒸気はさらに十分に凝縮、液化され膨張弁へ進みます。この工程を繰り返します。
| ■ 乾燥機構 KENKI DRYERは乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風対流伝熱併用での他にはない画期的な乾燥方式での乾燥機と言えます。 |
乾燥装置 KENKI DRYER の特徴ある独自の乾燥の機構も国際特許技術です。粉砕乾燥、撹拌乾燥、循環乾燥そして間接乾燥 と言った４つの乾燥機構が同時に乾燥対象物に対し加熱乾燥動作を絶え間なく繰り返し行われることにより乾燥対象物の内部まで十分に乾燥され乾燥後の製品の品質が一定です。乾燥対象物投入時から乾燥後排出まで乾燥対象物の乾燥が不十分になりやすい塊化を防ぎ、乾燥対象物の内部まで熱が十二分に行き渡るよう様々な工夫がなされており常に安定した加熱乾燥が行われています。
熱源が飽和蒸気のみの伝導伝熱式での乾燥方式でありながら、外気をなるべく取り入れない他にはない独自の機構で乾燥機内の温度は、外気温度に影響されず常に高温で一定に保たれています。それは外気を取り入れない特徴ある独自の乾燥機構で内部の空気をブロワ、ファンで吸い込み乾燥機内部の上部に設置されている熱交換器で加熱し、その加熱された空気熱風をせん断、撹拌を繰り返しながら加熱搬送されている乾燥対象物へ吹き付け当てています。わざわざ熱風を起こしそれを乾燥対象物へ吹き付け当てているのですが、外気を取り入れそれを加熱するのではなく乾燥機内部の高温の空気をさらに加熱しながら乾燥対象物へ当て乾燥を促進しています。洗濯物が風でよく乾くという乾燥機構を取り入れ熱風対象物に熱風を当てることによる熱風乾燥です。今内容により、KENKI DRYERは乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風対流伝熱併用での他にはない画期的な乾燥方式での乾燥機と言えます。
| どこもできない付着物、粘着物及び液体状の乾燥に是非KENKI DRYER をご検討下さい。 |
| 国際特許技術の簡単な構造でイニシャル、ランニング、メンテナンスコストが安価です。 |
| 汚泥乾燥では乾燥機械代金を産廃費削減約2、3年での償却を目指しています。 |
| 原料スラリー乾燥では箱型棚段乾燥の置き換えで人手がいらず乾燥の労力が大幅に減ります。 |
| 有機廃棄物乾燥では燃料、肥料、土壌改良剤、飼料等へ再資源化リサイクル利用ができます。 |
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| 会社サイト もう悩みません。コンベヤ、産業環境機械機器 |
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