理想気体の状態変化 / 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。

状態変化とは物質の状態である固体、液体、気体が変化することを指します。状態変化が起こることで質量の変化はありませんが、体積は変化します。状態変化は相変化、相転移とも言われます。

相転移（そうてんい、英語：phase transition）とは、ある系の相（phase）が別の相へ変わることを指す。しばしば相変態（そうへんたい、英語：phase transformation）とも呼ばれる。熱力学または統計力学において、相はある特徴を持った系の安定な状態の集合として定義される。一般には物質の三態（固体・固相、液体・液相、気体・気相）の相互変化として理解されるが、同相の物質中の物性変化（結晶構造や密度、磁性など）や基底状態の変化に対しても用いられる。相転移に現れる現象も単に「相転移」と呼ぶことがある。

出典：Wiki 相転移

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。

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

ボイル・シャルルの法則を簡単に表現すると「気体の体積は圧力に反比例し、絶対温度に比例する。」「気体は圧力が大きくなると温度は上昇し、圧力が小さくなると温度は低下する。」という事です。

ボイル＝シャルルの法則（ボイルシャルルのほうそく、英: combined gas law）は、理想気体の体積と圧力、温度に関係する法則。シャルルの法則、ボイルの法則、ゲイ＝リュサックの法則を組み合わせたものである。この法則の公式的な発見者はおらず、すでに発見されていた法則を融合させたものである。これらの法則は、気体の圧力、体積、絶対温度のうち任意の２変数が、その他の変数を定数として置いた場合、互いに比例あるいは反比例することを示している。ボイル＝シャールの法則ともいう。

出典：Wiki ボイル＝シャルルの法則

理想気体とは、ボイル・シャルルの法則が完全に適用されると仮定した気体です。実在の気体では高温・低圧の気体がこれに近いのですが、常温・常圧においての実在気体を理想気体とみなしても問題はないとされています。

理想気体（りそうきたい、英: ideal gas）または完全気体（かんぜんきたい英: perfect gas）は、圧力が温度と密度に比例し、内部エネルギーが密度に依らない想像上の気体である。気体の最も基本的な理論モデルであり、より厳密な他の気体の理論モデルはすべて、低密度では理想気体に漸近する。統計力学および気体分子運動論においては、気体を構成する個々の粒子の体積が無視できるほど小さく、構成粒子間には引力が働かない系である。実際にはどんな気体分子にも体積があり、分子間力も働いているので、理想気体は実在しない。理想気体に対して現実の気体は、実在気体または不完全気体と呼ばれる。実在気体も、低圧で高温の状態では理想気体に近い振る舞いをするため、常温・常圧において、実在気体を理想気体とみなしても問題ない場合は多い。

出典：Wiki 理想気体

作動物質がある状態から別の状態に変わる際の理想気体の状態変化には、圧力一定で行われる等圧変化、体積一定で行われる等積変化、温度一定で行われる等温変化と熱の出入りのない断熱変化での断熱膨張、断熱圧縮があります。これらは、P-V線図、T-s線図等でよく表現されます。P-V線図は圧力と体積での状態変化を、T-s線図では温度と比エントロピーでの状態変化を示しています。これらを状態変化の経路と言います。

気体を外部と熱のやりとりがない状態で、体積と圧力を変化させることを断熱変化といい、断熱膨張と断熱圧縮の２つの状態変化があります。例えば、ヒートポンプは気体を強制的に膨張、圧縮を繰り返すことでその気体の熱エネルギーを利用したシステムですが、その気体の膨張、圧縮は断熱膨張あるいは断熱圧縮の原理を利用しています。外からの熱の供給がない状態での気体の膨張、圧縮を断熱膨張、断熱圧縮と言います。
断熱の状態で気体を膨張させる断熱膨張では気体の温度は下がります。それは、強制的に気体を膨張させることにより気体内の液体が蒸発、気化するのですが、その相転移の際、周辺の熱を吸収することにより温度が下がります。その際の熱は蒸発熱、気化熱と呼ばれます。
一方、断熱の状態で気体を圧縮させる断熱圧縮では気体の温度は上がります。それは、強制的に気体を圧縮させることにより気体が凝縮、液化するのですが、その相転移の際熱を発するため温度が上がります。その際の熱は凝縮熱、液化熱と呼ばれます。
ヒートポンプでは気体を膨脹させると圧力は下がり、圧縮させると圧力は上がり、それに伴い気体温度が変化するのですが、ボイル・シャルルの法則の「気体は圧力が大きくなると温度は上昇し、圧力が小さくなると温度は低下する。」と他、熱移動については熱力学の第２法則の「熱は熱いものから冷たいものへ移動するが、その逆は成立しない。」に定義付けられています。
又、ヒートポンプでの膨張は膨張弁、圧縮は圧縮機で全てが行われる訳ではありません。膨張弁で気体は高圧側から低圧側へ移動しますが、そこでは気体内の一部の液体が蒸発、気化し膨張し、温度は下がりますが、さらに熱交換器で蒸発、気化し周辺の熱を奪い温度が低下します。同様に、圧縮機では気体を圧縮し気体を液体へ状態変化させ凝縮熱を発生させますが、さらに熱交換器で液化させ熱を発生させ温度が上昇します。

比エンタルピーとは単位重量当たりのエンタルピーを指し、エンタルピーとは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で熱量とは異なります。比エンタルピーは蒸気のエネルギー量の換算に主に使用します。

蒸気のエネルギー量換算方法について / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

熱機関について / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

熱サイクルと燃機関の動力変換 / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

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蒸気機関とレシプロエジン / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

ランキンサイクルと汽力発電 / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

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。

セルフクリ－ニング

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。

乾燥機構

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。

熱源 蒸気

KENKI DRYER 熱源蒸気とヒートポンプについて / 汚泥乾燥機, スラリー乾燥機, ヒートポンプ汚泥乾燥機

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。

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。

ヒートポンプ乾燥機