ダブルヘテロ接合について / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機
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 合計11件の特許を取得済み独自技術を持つ画期的な乾燥装置です。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。
日本、台湾、米国、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ 8ケ国 11件特許取得済。
KENKI DRYER の熱源である飽和蒸気の使用量は少ないため、新規にボイラー導入せず工場内余剰蒸気を利用することにより脱炭素、燃料費削減が可能です。
| ■ pn接合の種類 |
ｐ型半導体とｎ型半導体とを接合させた際のその接合面をｐｎ接合と言いますが、ダイオードはこのpn接合を利用した整流作用を持つ素子です。
このpn接合にはホモ接合、ヘテロ接合そしてダブルへテロ接合があります。
| ■ ホモ接合とは |
ホモ接合とは、同じ材料でのpn接合を指します。p型半導体、n型半導体が同じ材質で接合されています。
このホモ接合に順方向のバイアスで電流を印加すると電子、正孔ともに接合の境界面を通過、拡散するため再結合する確率は低くなります。再結合による発光を目的とせず、エネルギーバンドギャップの大きさや格子定数に変化がないpn接合です。発光を目的でない整流作用で使用されるダイオードや信号の増幅、スイッチングで使用されるランジスタは、主にホモ接合で構成されています。
| ■ へテロ接合とは |
ヘテロ接合とは、異なる材料でのｐｎ接合を指します。ｐ型半導体、ｎ型半導体が異なる材質で接合されています。
バンドギャップエネルギーが異なる材質での接合のため、エホモ接合では、ｐ型半導体とｎ型半導体のエネルギーバンドギャップが同じであるのに対し、ヘテロ接合では、エネルギーバンドギャップの大きさが異なります。この素子に順方向バイアスでの電流を印加すると、接合面の付近でそれぞれの正孔、電子であるキャリアが引き付け合い再結合します。その再結合時に電子がエネルギーの高い状態から低い状態に移り、余ったエネルギーが光として外部に放出されます。
ホモ接合と比べると、ヘテロ接合は電子と正孔が再結合する確率が高く、発光する確率、効率が高くなります。又、ｐ型半導体の接合の境界面付近で再結合することから、発光する光の波長は、ｐ型半導体のエネルギーバンドギャップ相当のものになります。
発光を目的とする発光ダイオード（LED）や半導体レーザー（LD）はヘテロ接合ではなく次に説明するダブルヘテロ接合です。他、太陽電池の中にはヘテロ接合型があります。
ヘテロ接合（ヘテロせつごう、英語：heterojunction）とは、異なる半導体同士の接合である。通常は格子整合系または格子定数が近い材料系で作られる。
出典：Wiki ヘテロ接合
| ■ ダブルへテロ接合とは |
ダブルヘテロ接合（2重ヘテロ接合）とは、材質の異なるｐ型半導体、ｎ型半導体の間に異なる材質の半導体を挟む接合のことです。ｐ型半導体ｎ型半導体とそれらに挟まれた半導体の3層構造になっています。挟まれた半導体は活性層と呼ばれ、この層で電子と正孔が再結合し発光が起きます。その活性層に対し挟む層、ｐ型半導体及びｎ型半導体の層はクラット層と呼ばれます。
ダブルヘテロ接合で順方向バイアスでの電流を印加すると、ｐ型半導体から正孔が、ｎ型半導体からは電子が活性層に移動し閉じ込められます。それは活性層はクラット層よりエネルギーバンドギャップが小さいためヘテロ障壁というエネルギーのポテンシャル障壁ができるためです。活性層に正孔と電子が閉じ込められ堆積することにより殆どが再結合し発光します。活性層のへテロ障壁により再結合しないキャリアが少ないため、同じ電流でもシングルのヘテロ接合と比較すると発光効率が良く強い発光となります。又、活性層ではキャリアの再結合により自然放出光が放射されますが、エネルギーバンドギャップが小さいほど屈折率は大きいため、この自然放出光に誘導され誘導放出が起き、レーザー等に応用できます。ちなみに発光ダイオード（LED）は自然放出の光ですが、半導体レーザの光は誘導放出の光です。
ダブルヘテロ接合はクラッド層の屈折率に対し、活性層の屈折率が大きいため、活性層へのキャリアと光の閉じ込め効果があり、より発光効率が良く強い光が発光できます。
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| 半導体レーザーのダブルヘテロ構造によるファブリ・ペロー共振器 |
画像出典：Wiki 半導体レーザー
| ■ セルフクリーニング Steam Heated Twin Screw technology （SHTS technology） |
乾燥装置 KENKI DRYER の国際特許技術の一つが Steam Heated Twin Screw technology （SHTS technology）でセルフクリーニング機構です。この機構によりどこもできないどんなに付着、粘着、固着する乾燥対象https://kenkidryer.jp/products/patents/物でも独自の構造で機械内部に詰まることなく乾燥できます。
例えば乾燥対象物が羽根に付着したとしても、その付着物を乾燥機内の左右の羽根が強制的に剥がしながら回転します。どんなに付着、粘着、固着性がある乾燥物でも左右の羽根が剥がしながら回転するため羽根に付着することなく、そして停止することなく羽根は常に回転し続け、剥がし、撹拌、加熱乾燥を繰り返しながら搬送されます。又、常に羽根の表面は更新され綺麗なため羽根よりの熱は遮るものなく乾燥物にいつも直接伝えることができます。どこも乾燥ができない付着、粘着性が強い物あるいは原料スラリー等の液体状に近い状態で投入したとしてもこのテクノロジーで全く問題なく確実に乾燥ができます。このSHTSテクノロジーは約７年以上を経て完成させており国内はもとより海外でも特許を取得、出願しております。
日本、米国、台湾、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ 8ケ国11件特許取得済。
| ■ 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。
日本、米国、台湾、フランス、ドイツ、イギリス、スイス、カナダ 8ケ国11件特許取得済。
| ■ 熱源 飽和蒸気 |
熱源である飽和蒸気の使用量は少ないため、新規にボイラー導入せず工場内余剰蒸気を利用することにより脱炭素、燃料費削減が可能です。
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0.7MpaG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。
| 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。 |
| 熱分解装置 Biogreen 火気を一切使用しない国際特許技術の熱分解装置 | https://biogreen-jp.com |
| 会社サイト もう悩みません。コンベヤ、産業環境機械機器 | https://kenki-corporation.jp |
