(57)【要約】      （修正有）【課題】有害物質を適切に除去できる濾過器を提供する。【解決手段】対象の気体を濾過する濾過器であって、前記濾過器は、容器と吸着材とを含み、前記容器は、それぞれが同芯円筒状又は同芯球状であり且つ複数の貫通孔７６を有する複数の壁７１、７４、７５から成る多重壁構造であり、前記多重壁構造の最も内側の壁である内壁７５内に前記対象の気体を供給する供給部を備え、前記吸着材が、前記内壁内を除く前記多重壁構造の壁間の各領域に収納されることを特徴とする濾過器とした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の気体を濾過する濾過器であって、
前記濾過器は、容器と吸着材とを含み、
前記容器は、それぞれが同芯円筒状又は同芯球状であり且つ複数の貫通孔を有する複数の壁から成る多重壁構造であり、
前記多重壁構造の最も内側の壁である内壁内に前記対象の気体を供給する供給部を備え、
前記吸着材が、前記内壁内を除く前記多重壁構造の壁間の各領域に収納されることを特徴とする濾過器。
【請求項２】
前記多重壁構造が、内壁、中間壁及び外壁から成る三重壁構造であることを特徴とする請求項１に記載の濾過器。
【請求項３】
前記内壁内を除く前記多重壁構造の壁間である一の領域に収納される吸着材の平均粒子径と、他の壁間である他の領域に含まれる吸着材の平均粒子径とが異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の濾過器。
【請求項４】
前記吸着材の前記平均粒子径は、前記容器の最も内側に収納された吸着材の平均粒子径が最も大きく、かつ外側の吸着材になるほど平均粒子径が小さくなることを特徴とする請求項３に記載の濾過器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害物質を適切に濾過できる濾過器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バイオマス資源から油分の抽出や、放射性物質で汚染された落葉・樹木などの有機物の減容・炭化処理、または医療用器具の減菌処理などに過熱蒸気が幅広く活用されている。
【０００３】
過熱蒸気の温度は、加熱する対象物と目的により異なる。例えば、食品の焼成・乾燥には２００℃〜４００℃、消毒・殺菌には２００℃〜３５０℃、感染症廃棄物処理には５００℃、機械部品の乾燥には３００℃〜５００℃、バイオマス資源からの油分抽出には３５０℃〜５００℃の加熱温度が必要とされている。こういった事情から、それぞれの対象物に合った加熱温度による専用型の加熱装置が主に使われている。
【０００４】
特許文献１には、パーム椰子などのバイオマス資源を過熱蒸気により加熱して該バイオマス資源中の油分を気化させ、また気化後のバイオマス残渣を過熱蒸気によりさらに加熱炭化させる処理を１つの処理槽内で連続して行う方法及び装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許文献１：特開２０１２−５２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のもののように、従来の過熱蒸気を用いた装置は、専用の過熱蒸気発生器や処理槽を有した大型で、かつ給水管及び排水管の工事などの設置工事が必要であり、実験室で手軽に種々の実験に使えるものではないという問題があった。
【０００７】
また、加熱対象物によっては、加熱により有害物質を発生させるものがあり、これらを適切に処理しなければならないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決して、有害物質を適切に濾過できる濾過器を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために本発明は、対象の気体を濾過する濾過器であって、前記濾過器は、容器と吸着材とを含み、前記容器は、それぞれが同芯円筒状又は同芯球状であり且つ複数の貫通孔を有する複数の壁から成る多重壁構造であり、前記多重壁構造の最も内側の壁である内壁内に前記対象の気体を供給する供給部を備え、前記吸着材が、前記内壁内を除く前記多重壁構造の壁間の各領域に収納されることを特徴とする濾過器を提供するものである。
【００１０】
この構成により、前記供給部から容器外へ複数の前記貫通孔を経由して、対象の気体を均等に通過することにより、対象の気体に含まれる有害物質を吸着材により。粗密なく均等に濾過することができる。
【００１１】
前記多重壁構造が、内壁、中間壁及び外壁から成る三重壁構造であるようにしてもよい。
【００１２】
この構成により、少ない構成で均等に有害物質を濾過することができる。
【００１３】
前記内壁内を除く前記多重壁構造の壁間である一の領域に収納される吸着材の平均粒子径と、他の壁間である他の領域に含まれる吸着材の平均粒子径とが異なるようにしてもよい。
【００１４】
この構成により、異なる粒子径の有害物質を適切に濾過することができる。
【００１５】
前記吸着材の前記平均粒子径は、前記容器の最も内側に収納された吸着材の平均粒子径が最も大きく、かつ外側の吸着材になるほど平均粒子径が小さくなるようにしてもよい。
【００１６】
この構成により、大きな粒子の有害物質を内側の吸着材で吸着し、小さな粒子の有害物質を外側の吸着材で吸着するため、大きな粒子の有害物質が詰まることなく、また小さな粒子の有害物質がすり抜けることなく、適切に濾過することができる。
【発明の効果】
【００１７】
このように、有害物質を適切に濾過できる濾過器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１における加熱装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施例１おける加熱装置の内部の機器の配置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施例１における加熱炉の取付けを説明する側面断面図である。
【図４】（ａ）本発明の実施例１における供給液タンクを示す斜視図である。        （ｂ）本発明の実施例１における排出液タンクを示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例１における加熱炉の内部を説明する図である。
【図６】（ａ）本発明の実施例１における濾過器の容器の構造を示す図である。        （ｂ）本発明の実施例１における濾過器のＡ−Ａ‘断面図である。
【図７】（ｃ）本発明の実施例１における濾過器のＢ−Ｂ´断面図である。        （ｄ）本発明の実施例１における濾過器のＣ−Ｃ´断面図である。
【図８】（ａ）本発明の実施例２における濾過器の容器の構造を示す図である。        （ｂ）本発明の実施例２における濾過器のＡ−Ａ‘断面図である。
【図９】（ｃ）本発明の実施例２における濾過器のＢ−Ｂ´断面図である。        （ｄ）本発明の実施例２における濾過器のＣ−Ｃ´断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１９】
図面に基づいて、本発明の実施例１における加熱装置について詳細に説明する。図１は、本発明の実施例１における加熱装置の外観を示す斜視図である。図２は、本発明の実施例１における加熱装置の内部の機器の配置を示す平面図である。図３は、本発明の実施例１における加熱装置の加熱炉の取付けを説明する側面断面図である。図４（ａ）は、本発明の実施例１における加熱装置の供給液タンクを示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の実施例１における加熱装置の排出液タンクを示す斜視図である。図５は、本発明の実施例１における加熱炉の内部を説明する断面図である。図６（ａ）は、本発明の実施例１における濾過器の容器の構造を示す図である。図６（ｂ）は、本発明の実施例１における濾過器のＡ−Ａ‘断面図である。図７（ｃ）は、本発明の実施例１における濾過器のＢ−Ｂ´断面図である。図７（ｄ）は、本発明の実施例１における濾過器のＣ−Ｃ´断面図である。
【００２０】
図１に示すように、加熱装置１は略直方体で図面奥行方向に長く天井の一辺はＲ面を有したカバーに覆われた立体形状の筐体構造を有している。今後、本明細書においては、特に断らない限り、図１に示すＸ方向を左右方向とし、Ｙ方向を奥行方向、Ｚ方向を上下方向とする。
【００２１】
加熱装置１は、図１及び図２に示すように、カバーで覆われた筐体内に必要な機器を配置した構成である。カバーは、天井カバー３−１、天井Ｒカバー３−２、前面カバー３−３、後ろカバー３−４、左下側面カバー３−５、右側面カバー３−６からなり底面を除く全ての面がカバーで覆われている。各カバーは、ねじ等の公知の固定具により筐体に取り付けられ、また取り外しに便利なように取手が設けられている。また、筐体底面には、水平度を確保するためのアジャスターが設けられている（図示せず）。なお、移動に便利なようにキャスターを設けることにより、さらにポータブルな構成とすることができる。
【００２２】
このように、実施例１においては、底面を除く全ての面がカバーで覆われているが、必ずしも全ての面をカバーで覆う必要はなく、例えば、右側面カバーの全面を無くすか、又は一部分のみを覆うカバーにしてメンテナンス性を向上させてもよい。
【００２３】
天井Ｒカバー３−２は、メンテナンスのために左上方に取り外し可能に取り付けられている。また、カバーには、メンテナンス用にメンテ扉を設けている、例えば、左下側面カバー３−５の奥側には、左下側面奥側メンテ扉１５、左下側面カバー３−５の手前側には、左下側面手前側メンテ扉１６、右側面カバー３−６の奥側には、右側面奥側メンテ扉１３、右側面カバー３−６の手前側には、右側面手前側メンテ扉１４を設けている。なお、図２には、右側面奥側メンテ扉１３の開放状態を他のメンテ扉のように破線で示してはいないが、他のメンテ扉と同様に開閉可能である。
【００２４】
前面カバー３−３右上には、液晶式タッチパネルからなる操作部１２が設けられている。なお、操作部１２は、液晶式タッチパネルに限られる必要はなく、液晶以外の表示とスイッチが設けられたものであってもよい。
【００２５】
前面カバー３−３における左側には、加熱炉開閉扉４が設けられている。加熱炉開閉扉４には、ロック機構が備えられており、加熱炉６内の圧力が高まった場合に、その圧力で開くことを防止している。オペレータは、ロック機構を解除して加熱炉開閉扉４を開け、加熱対象物の加熱炉への挿入・取り出しを行い、加熱炉開閉扉４を閉めてロック機構をロックし加熱炉６内の加熱を行う。
【００２６】
次に、加熱装置１の筐体内部の構成について説明する。図２に示すように、加熱装置１は、奥側の部屋と手前側の部屋に間仕切り１９によって大きく分けられている。そして、奥側の部屋には主に過熱蒸気発生器５と制御部１７、及び排気用送風器１８が配置されている。また、手前側の部屋には、加熱炉６、濾過器７、過熱蒸気冷却手段８、操作部１２、及び供給液タンク１０と排出液タンク１１とが配置されている。ここで、濾過器７が加熱炉６と過熱蒸気冷却手段８との間に設けられていることにより、加熱炉６で加熱した対象物から有害物質が抽出されても、有害物質を含む過熱蒸気を適切に濾過して過熱蒸気冷却手段８に導くことができる。
【００２７】
このように、本発明における加熱装置は、一の筐体内に必要な機器を全てコンパクトに収納している。そのため移動が容易で実験室等にも容易に設置できるポータブルな構成となっている。
【００２８】
排気用送風器１８は、加熱装置１内で発生した熱を加熱装置１外に逃がすために設けられており、ファンで構成されている。
【００２９】
制御部１７は加熱炉６内の温度制御を含む加熱装置１の制御を行う。また、制御部１７はメンテナンスのために奥側を支点にして開閉可能に構成されている。メンテナンス時には、右側面奥側メンテ扉１３を開いた後、制御部１７を加熱装置１の外に開いてメンテナンス作業を実施することができる。
【００３０】
間仕切り１９は、万一、加熱炉６が破損して過熱蒸気が漏れた場合に過熱蒸気発生器５や制御部１７に蒸気や熱の影響が及ばないようにするために、加熱装置１の底面から天井カバー３−１、及び天井Ｒカバー３−２の高さまで設けられている。
【００３１】
供給液タンク１０には、過熱蒸気発生器５に供給する過熱蒸気用の供給液を収容する。実施例１においては、供給液として水を用いている。しかしながら、必ずしも水に限定されるものではなく、水以外の液体を用いることができる。また、供給液に対する溶解性を有する物質を供給液に添加してもよい。例えば、供給液として水を使用する場合に、食塩等の水溶性塩を添加できる。
【００３２】
供給液タンク１０に水を収容するには、オペレータが左下側面手前側メンテ扉１６を開き、供給液タンク１０を取り出して水道管等から水を注水し、注水後の供給液タンク１０を左下側面手前側メンテ扉１６から加熱装置１の所定の場所に設置し、その後、下側面手前側メンテ扉１６を閉めることによって行うことができる。
【００３３】
この供給液タンク１０を備える構成としたことにより、供給液配管工事をすることなく、実験室にて手軽に対象物を加熱できるポータブルな加熱装置１を実現することができる。この際、配管による水道直結方式に比べると過熱蒸気の発生持続性が課題になるが、過熱蒸気が２．５Ｋｇ／ｈで４〜５時間程度であれば、供給液タンク１０の容量を１０リットル〜１２．５リットルとすれば、実用上問題なく使用できることを確認している。実施例１においては、容量が１２リットルの供給液タンクを用いている。
【００３４】
供給液タンク１０に収容された水は加熱装置１内の配管によって過熱蒸気発生器５に供給される。過熱蒸気発生器５は、供給された水を誘導加熱部（図示せず）により加熱して、２００℃〜１０００℃の過熱蒸気を発生させることができる。過熱蒸気の温度は加熱する対象物の種類や目的に応じて、１℃単位で設定できる。過熱蒸気の温度設定は、誘導加熱部に印加する電圧を制御して行う。後述するように加熱炉６には熱電対からなる温度計が設けられており、この温度計の計測値に基づいて誘導加熱部の電圧を制御する。
【００３５】
加熱炉６の内部の２か所に温度計（図示せず）が設けられており、これらの温度計の計測値に基づいて、過熱蒸気発生器５の誘導加熱部の電圧を制御する。過熱蒸気発生器５の過熱蒸気出口から加熱炉６内の過熱蒸気供給口６１までの数十ｃｍ程度の距離は配管で接続されているが、この配管部分の温度低下を少なくするために、当該配管は直線的に配管し、ホイルやグラスウールを配管に巻くなどの対策をとっている。
【００３６】
実施例１における過熱蒸気発生部器５は、誘導加熱部によって供給液を熱して過熱蒸気を発生させるようにしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、電熱ヒータやボイラー等を用いて過熱蒸気を発生させるものであってもよい。
【００３７】
加熱炉６内では、過熱蒸気供給口６１近傍が直接的に過熱蒸気の影響が及ぼされる領域となるため高温となりがちであり、一方、過熱蒸気供給口６１から遠く離れた場所では、直接的には過熱蒸気の影響が及ばない領域となり比較的低温となりがちである。そのため対象物Ｔが存在する場所全体を極力一定の温度に保つために、過熱蒸気供給口６１近傍に拡散板６３を設けて、過熱蒸気の噴出が拡散されるようにしている。図５に示すように、この拡散板６３により、過熱蒸気供給口６１から噴出された過熱蒸気は拡散板６３の周囲に拡散し、対象物Ｔ近傍の温度を均一化して対象物Ｔを加熱する。
【００３８】
実施例１における拡散板６３は、約１ｍｍ厚のステンレスからなっているが、加熱温度が高温（８００℃程度以上）になる用途の場合は、例えばインコネルやセラミックからなる拡散板を使用しても良い。
【００３９】
対象物Ｔは、図５に示すように拡散板６３に直接載置してもよいし、拡散板６３の上方に載置台（図示せず）を設けて、その載置台に対象物Ｔを載置してもよい。対象物Ｔの加熱炉６内への載置は、オペレータがロック機構を解除し加熱炉開閉扉４を開いて対象物Ｔを載置し、その後、加熱炉開閉扉４を閉めロック機構をロックすることによって行われる。
【００４０】
加熱炉６は、ステンレスで構成しているが、別の適切な材料で構成してもよい。また、加熱炉６内の温度を１℃単位で連続的に制御するためには、高速に温度を上昇及び下降させることが望ましい。そのため加熱炉６の壁は薄くし、また空冷可能な二重壁にして極力、炉壁に熱が蓄積しないようにしている。これにより、加熱炉の炉壁の放射熱による影響を極力少なくして、過熱蒸気による対象物Ｔへの加熱温度をより正確に制御できる。
【００４１】
加熱炉６の二重壁の間には、空気が流れるような領域が設けられており、冷却時に加熱炉６内の対象物Ｔが結露しないように、１００℃近くになると過熱蒸気の供給を止めるとともに、二重壁内の空気を流動させて空冷を行う。
【００４２】
加熱炉６内の温度は、対象物Ｔの種類や目的に応じて設定される。例えば、加熱炉６で有機物を炭化させる場合は、３００℃〜５００℃の過熱蒸気を加熱炉6内に噴出させて、有機物を加熱して炭化させる。有機物の種類にもよるが、おおよそ１〜５時間くらいで炭化される。また、活性炭とするには、４００℃以上の温度で加熱することが望ましい。
【００４３】
本発明の装置を用いてバイオマス資源等を加熱して油分等の成分を気化して抽出する場合、気化された油分等の成分は加熱炉６内の過熱蒸気とともに、過熱蒸気排出口６２（図５参照）から排出され、後述するように排出液タンク１１に蓄えられる。排出液タンク１１に蓄えられた油分等の成分は、通常の分離方法を用いて分離回収できる。例えば、排出液タンク１１を加熱装置１外に取り外して、静かな場所に置きそのまま静置して分離回収するか、低温で再加熱して回収することもできる。
【００４４】
過熱蒸気による加熱を開始した初期段階に
おいて、低温の蒸気が液化して加熱炉６内に溜まることがある。この液化した蒸気が気化しないで、加熱炉６内に留まると加熱炉内の温度が安定しないため、図３に示すように、加熱炉６は加熱炉開閉扉４の反対側が水平面に対して下方に角度θだけ傾斜するように加熱装置１に取り付けられている。そして、この液化した蒸気を、加熱炉６の奥側下方に設けた配管（図示せず）から排出液タンク１１に排出するように構成されている。
【００４５】
対象物Ｔによっては、加熱することによりそのまま装置外に排出することが好ましくない有害物質を排出することがある。これら有害物質は、過熱蒸気とともに、加熱炉６の上部に設けられた過熱蒸気排出口６２から配管を経由して濾過器７に導かれ、濾過器７に備えられた吸着材により回収される。
【００４６】
ここで、濾過器７の構成について、詳しく説明する。濾過器７は、容器と吸着材とを含んでいる。図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示した濾過器７の容器と吸着材は、実施例１においては、その全部を図示しない密閉ケース内に密閉されている。しかしながらこれに限定されるものではなく、容器と吸着材とを加熱炉６や過熱蒸気冷却手段８の一部又はこれらを結ぶ配管内に設けてもよい。
【００４７】
図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示すように、濾過器７の容器は略円筒形状を有しており、全面に貫通孔７６を均等に配置した外壁７１、全面に貫通孔７６を均等に配置した中間壁７４、全面に貫通孔７６を均等に配置した内壁７５、下板７３、及び上板７７からなっている。実施例１において、内壁７５、中間壁７４、及び外壁７１を構成する部材は、全面に均等に貫通孔７６を有したパンチングメタルである。しかしながら、パンチングメタルの代わりに、多孔質の部材、例えばメッシュを使用してもよい。内壁７５の内部には領域ａが、内壁７５と中間壁７４の間に領域bが、中間壁７４と外壁７１の間に領域ｃが存在する。上板７７の中央には内壁７５の直径と同じ直径の貫通孔７２が設けられている。
【００４８】
すなわち、内壁７５、中間壁７４、及び外壁７１は、それぞれ同芯の円筒形状をした三重壁構造を有し、それらの下方は下板７３で閉じられ、上方は上板７７で閉じられている。内壁７５の内部にある領域ａは、中間壁７４や外壁７１の各壁に設けた貫通孔７６を介して、領域ｂ、領域ｃ及び外壁７１の外部とつながっている。貫通孔７２が内壁７５内（領域ａ）に過熱蒸気（すなわち、濾過器７にとっての対象の気体）を供給する供給部として機能する。領域ａに供給された過熱蒸気は、その圧力によって貫通孔７６を介して領域ｂ、領域ｃを経由して、さらに外壁７１の外部へと押し出される。その際、濾過器７が円筒形状を有しているため、内壁７５内から外壁７１までの距離はほぼ均等であり、濾過器７の全面にわたってほぼ均一に過熱蒸気が外壁７１の外部に押し出されることになる。
【００４９】
この容器の領域ｂ及び領域ｃには、吸着材が収納されている。実施例１においては、領域ｂに平均粒子径の大きい第１の吸着材を収納し、領域ｃに平均粒子径が第１の吸着材より小さい第２の吸着材を収納している。
【００５０】
そして、加熱炉６の過熱蒸気排出口６２から排出された過熱蒸気は、図示しない配管を経由して濾過器７の上板７７に設けた貫通孔７２（すなわち、供給部）に送り込まれる。そして、さらに過熱蒸気は内壁７５内の円筒内（領域ａ）に進み、その後は、内壁７５の全面に均等に設けられた貫通孔７６から内壁７５と中間壁７４との間の領域（領域ｂ）に過熱蒸気の圧力により送り出される。
【００５１】
この領域ｂには、上述のように平均粒子径の大きな第１の吸着材が収納されている。これにより、有害物質のうち比較的大きな粒子を吸着して濾過できるという効果が得られる。そして、比較的大きめの有害物質の粒子が第１の吸着材に吸着された後の過熱蒸気は、中間壁７４と外壁７１との間の領域ｃに均等に押し出される。
【００５２】
領域ｃには、上述のように平均粒子径が第１の吸着材より小さい第２の吸着材が収納されている。これにより、有害物質のうち比較的小さな粒子を吸着して濾過できるという効果が得られる。そして、有害物質を含まなくなった過熱蒸気は外壁７１の外に押し出され、図示しない密閉ケースに取り付けられた配管を経由して、過熱蒸気冷却手段８へと導かれる。
【００５３】
上述したように、濾過器７の容器は三重の円筒形状の壁、すなわち、内壁７５、中間壁７４、及び外壁７１と、下板７３及び上板７７とから構成されている。この構成により、上板７７の貫通孔７２から送り込まれた過熱蒸気はその圧力によって順次均等に内壁７５の貫通孔７６から内壁７５と中間壁７４の間の領域ｂへ、そして中間壁７４の貫通孔７６から順次均等に中間壁７５と外壁７１との間の領域ｃへ、さらに外壁７１の貫通孔７６から順次均等に外壁７１の外へと押し出される。
【００５４】
この構成により、領域ｂに収納された平均粒子径の大きな第１の吸着材により、大きな粒子の有害物質を粗密なく均等に濾過し、領域ｃに収納された平均粒子径の小さな第２の吸着材により、小さな粒子の有害物質を粗密なく均等に濾過することができる。このような構成により、大きな粒子の有害物質も小さな粒子の有害物質も効率的に吸着され、過熱蒸気をより適切に濾過できる。
【００５５】
なお、実施例１においては、領域ｂに平均粒子径の大きな第１の吸着材を収納し、領域ｃに平均粒子径の小さな第２の吸着材を収納するようにしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、有害物質の種類等により最適な吸着材を収納することができる。
【００５６】
本発明における吸着剤は、一般的にフィルター用途で用いられる吸着材を特に制限なく使用できる。例えば、本発明で使用する吸着材は、ゼオライトA、ゼオライトP、ゼオライトX、ゼオライトYなどの合成ゼオライトや、クリノプチルライトやセピオラオライト、モルデナイトなどの天然ゼオライトなどや、カオリナイト、モンモリロナイト、酸性白土、珪藻土などの層状ケイ酸塩化合物や、オラストナイト、ネプツナイトなどの環状ケイ酸塩化合物、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、ピロリン酸カルシウム、メタリン酸カルシウム、ハイドロキシアパタイトなどのリン酸塩化合物や、活性炭や、多孔質ガラス等から選択される１又は２以上の吸着剤を組み合わせて使用できる。また、例えば、領域ｂにゼオライトＡを収納し、領域ｃにハイドロキシアパタイトを収納するといったように、領域ごとに異なる種類の吸着材を収納することもできる。これら吸着材は、加熱対象物質から発生する又は発生することが予想される有害物質の種類及び／又は量に基づいて適宜選択できる。
【００５７】
なお、実施例１においては、濾過器７の容器を三重壁構造の円筒形状とし、吸着材を二重構造としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、容器を四重壁構造の円筒形状とし、吸着材を三重構造の３種類としてもよいし、それ以上の多重壁構造の容器として４種類以上の吸着材を収納するようにしてもよい。その場合、容器の最も内側に収納された吸着材の平均粒子径が最も大きく、かつ外側の吸着材になるほど平均粒子径が小さくなるように収納することが好ましい。それにより、より効果的に有害物質を濾過することができる。
【００５８】
濾過器７で濾過された過熱蒸気は、図示しない密閉ケースに取り付けられた配管を経由して過熱蒸気冷却手段８に導かれ、過熱蒸気冷却手段８により冷却されて凝縮液化される。ここで過熱蒸気に気化した油分等の成分が含まれる場合、この成分は同時に凝縮液化される。凝縮液化された液体は、配管を経由して排出液タンク１１に排出される。過熱蒸気冷却手段８は、過熱蒸気を急速に数百度単位で冷却する必要があるため、複数の熱交換器９が設けられている。
【００５９】
排出液タンク１１には、凝縮液化された水以外にも上述したように加熱炉６で抽出された油分等の成分も排出されるために、供給液タンク１０よりも大きな容量をもつように構成されている。実施例１においては、前述のように供給液タンク１０の容量は１２リットルであり、排出液タンク１１はそれよりも大きな２０リットルの容量をもつ。
【００６０】
そして、排出液タンク１１に収容された液体の液位が所定以上となると、オペレータが右側面手前側メンテ扉１４を開けて排出液タンク１１を取り出して、加熱装置１の外部にある決められた容器や排水路に排出するか、排出液タンク１１を静置するなどして油分等の成分を分離回収する。そして空になった排出液タンク１１か、別の排出タンク１１を右側面手前側メンテ扉１４から加熱装置１内の所定箇所に設置し、その後、右側面手前側メンテ扉１４を閉めることによって排出液タンク１１の交換を行うことができる。
【００６１】
図４（ａ）に供給液タンク１０、（ｂ）に排出液タンク１１の斜視図を示す。排出液タンク１１の方が供給液タンク１０より大きな容量を持つように構成されている。これは、上述したように排出液には対象物Ｔから抽出された油分等の成分が含まれることがあるためである。また、供給液タンク１０及び排出液タンク１１には、それぞれ取手が設けられ、それぞれ別個に加熱装置１の外に取り出し可能に設置されている。
【００６２】
そして、供給液タンク１０を備える構成としたことにより、供給液配管工事をすることなく、実験室にて手軽に対象物を加熱できるポータブルな加熱装置１を実現することができる。  また、排出液タンク１１を備える構成としたことにより、排出液配管工事をすることなく、実験室にて手軽に対象物を加熱できるポータブルな加熱装置１を実現することができる。
【００６３】
なお、実施例１においては、供給液タンク１０を筐体内の左側手前に配置し、排出液タンク１１を筐体内の右側手前に配置したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、供給液タンク１０と排出液タンク１１とを並べて配置してもよい。
【００６４】
操作部１２は、オペレータが加熱装置１の電源のオン−オフや加熱開始などの起動をする以外に、加熱炉６内の温度設定を行う。温度設定は、３００℃で１時間、その後、５００℃で３時間等のように、複数の連続的な温度−時間プロファイルを設定することができる。操作部１２で設定された温度−時間プロファイルは、制御部１７で実行される。制御部１７は、加熱炉６内の２つの温度計の計測値に基づいて、過熱蒸気発生器５の誘導加熱部を制御し、操作部１２で設定された温度プロファイルを実現する。過熱蒸気発生器５には、さらに過熱蒸気発生器内制御部（図示せず）を備えていてＰＩＤ制御を行うことにより、±１℃で温度制御することができる。
【００６５】
なお、実施例１においては、加熱炉６内に２つの温度計を備えているが、必ずしもこれに限定するものではなく、対象物Ｔの形状やサイズに応じて、３つ以上の温度計を備えてもよいし、１つの温度計を備えることとしてもよい。
【００６６】
上述したように、実施例１においては、過熱蒸気により対象物を加熱する加熱装置であって、少なくとも一部がカバーで覆われた筐体を有し、前記筐体内には、供給液から過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生器と、前記過熱蒸気発生器が発生した過熱蒸気を供給して対象物を加熱する加熱炉と、前記加熱炉から排出された過熱蒸気を濾過する濾過器と、前記濾過器で濾過後の過熱蒸気を冷却して凝縮液化する過熱蒸気冷却手段と、前記過熱蒸気発生器に供給する前記供給液を収容する供給液タンクと、前記過熱蒸気冷却手段から排出された排出液を収容するものであり前記供給液タンクとは別の排出液タンクとを備えたことを特徴とする加熱装置により、過熱蒸気を用いて種々の対象物を加熱することができ、有害物質を適切に濾過できるとともに、給水管や排水管工事が不要で一の筐体に必要な機器が収納されたポータブルな加熱装置を実現することができる。
【実施例２】
【００６７】
実施例２は、濾過器７の密閉ケースに収納された容器が円筒状ではなく球状の形状を有している点で実施例１と異なっている。すなわち、図８（ａ）、図８（ｂ）、図９（ｃ）、図９（ｄ）に示すように、容器の内壁１７５、中間壁１７４、及び外壁１７１は、それぞれ同芯の球状となっている。そして、それら内壁１７５、中間壁１７４、及び外壁１７１の全面に、均等に貫通孔１７６が設けられている。また、外壁１７１の一部に貫通孔１７２が設けられ、中間壁１７６を貫通し内壁１７５の内部まで筒状の部材が過熱蒸気を導くように構成されている。この貫通孔１７２及び当該筒状の部材が、内壁１７５内に過熱蒸気を供給する供給部として機能する。この内壁１７５、中間壁１７４、及び外壁１７１は、実施例２においては貫通孔が均等に設けられたパンチングメタルを加工して球状としたものを使用しているが、これに限定されるものではなく、別の材料、例えばメッシュを加工したものを使用してもよい。
【００６８】
また、実施例１と同様に、内壁１７５と中間壁１７４との間の領域ｂ´に平均粒子径の大きい第１の吸着材を収納し、中間壁１７４と外壁１７１との間の領域ｃ´に平均粒子径が第１の吸着材より小さい第２の吸着材を収納している。
【００６９】
実施例２においては、容器形状を球状とすることにより、実施例１における円筒形状よりも内壁７５内に送り込まれた過熱蒸気がより均等に中間壁１７４、そして外壁１７１へと送り出される。それにより、さらに均等に有害物質がそれぞれの吸着材に吸着されることになる。つまり、内壁１７５と中間壁１７４の間の領域ｂ´に収納された平均粒子径の大きい第１の吸着材により、大きい粒子の有害物質が均等に吸着され、そして中間壁１７５と外壁１７１との間の領域ｃ´に収納された平均粒子径の小さい第２の吸着材により、小さい粒子の有害物質が均等に吸着される。
【００７０】
上述したように、実施例２においては、濾過器７の容器は球状の三重壁構造、すなわち、内壁１７５、中間壁１７４、及び外壁１７１とから構成されている。内壁１７５の内部には領域ａ’が、内壁１７５と中間壁１７４の間には領域ｂ’が、中間壁１７４と外壁１７１の間には領域ｃ’が設けられている。この構成により、貫通孔１７２から領域ａ’に送り込まれた過熱蒸気はその圧力によって順次均等に内壁１７５の貫通孔１７６を介して領域ｂ’へ、そして中間壁１７４の貫通孔１７６を介して順次均等に領域ｃ’へ、さらに外壁１７１の貫通孔１７６から順次均等に外壁１７１の外へと押し出される。
【００７１】
そして、領域ｂ'には平均粒子径の大きな第１の吸着材が収納されているので、均等に押し出された過熱蒸気に含まれる比較的大きな粒子の有害物質は粗密が生じることなく均等に第１の吸着材に吸着される。また、中間壁１７５と外壁１７１との間の領域ｃ´には、平均粒子径の小さな第２の吸着材が収納されているので、均等に押し出された過熱蒸気に含まれる比較的小さな粒子の有害物質は粗密が生じることなく均等に第２の吸着材に吸着されることになる。このような構成により、大きな粒子の有害物質も小さな粒子の有害物質も効率的に吸着され、過熱蒸気は適切に濾過される。
【００７２】
なお、実施例２においては、領域ｂ´に平均粒子径の大きな第１の吸着材を収納し、領域ｃ´に平均粒子径の小さな第２の吸着材を収納するようにしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、有害物質の種類等により最適な吸着材を収納することができる。
【００７３】
本発明における吸着材は、一般的にフィルター用途で用いられる吸着材を特に制限なく使用できる。例えば、本発明で使用する吸着材は、ゼオライトA、ゼオライトP、ゼオライトX、ゼオライトYなどの合成ゼオライトや、クリノプチルライトやセピオラオライト、モルデナイトなどの天然ゼオライトなどや、カオリナイト、モンモリロナイト、酸性白土、珪藻土などの層状ケイ酸塩化合物や、オラストナイト、ネプツナイトなどの環状ケイ酸塩化合物、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、ピロリン酸カルシウム、メタリン酸カルシウム、ハイドロキシアパタイトなどのリン酸塩化合物や、活性炭や、多孔質ガラス等から選択される１又は２以上の吸着材を組み合わせて使用できる。また、例えば、領域ｂ’にゼオライトＡを収納し、領域ｃ’にハイドロキシアパタイトを収納するといったように、領域ごとに異なる種類の吸着材を収納することもできる。これら吸着材は、加熱対象物質から発生する又は発生することが予想される有害物質の種類及び／又は量に基づいて適宜選択できる。
【００７４】
なお、実施例２においては、濾過器７の容器を三重壁構造の球状とし、吸着材を二重構造としたが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、容器を四重壁構造の球状とし、吸着材を三重構造として３種類としてもよいし、それ以上の多重壁構造の容器として４種類以上の吸着材を収納するようにしてもよい。その場合、容器の最も内側に収納された吸着材の平均粒子径が最も大きく、かつ外側の吸着材になるほど平均粒子径が小さくなるように収納する。それにより、より効果的に有害物質を濾過することができる。
【００７５】
そして実施例１と同様に濾過器７で濾過された過熱蒸気は、配管を経由して過熱蒸気冷却手段８に導かれ、過熱蒸気冷却手段８により冷却されて凝縮液化される。ここで過熱蒸気に気化した油分等の成分が含まれる場合、この成分は過熱蒸気と同時に凝縮液化される。凝縮液化された液体は、配管を経由して排出液タンク１１に排出される。過熱蒸気冷却手段８には、過熱蒸気を急速に数百度単位で冷却する必要があるため、複数の熱交換器９が設けられている。
【００７６】
排出液タンク１１には、凝縮液化された水以外にも上述したように加熱炉６で抽出された油分等の成分も排出されるために、供給液タンク１０よりも大きな容量をもつように構成されている。実施例２においては、供給液タンク１０の容量は１２リットルであり、排出液タンク１１はそれよりも大きな２０リットルの容量をもつ。
【００７７】
そして、排出液タンク１１に収容された液体の液位が所定以上となると、オペレータが右側面手前側メンテ扉１４を開けて排出液タンク１１を取り出して、加熱装置１の外部にある決められた容器や排水路に排出するか、排出液タンク１１を静置するなどして油分等の成分を分離回収する。そして空になった排出液タンク１１か、別の排出タンク１１を右側面手前側メンテ扉１４から加熱装置１内の所定箇所に設置し、その後、右側面手前側メンテ扉１４を閉めることによって排出液タンク１１の交換を行うことができる。
【００７８】
供給液タンク１０には、過熱蒸気発生器５に供給する過熱蒸気用の供給液を収容する。実施例２においては、供給液として水を用いている。しかしながら、必ずしも水に限定されるものではなく、水以外の液体を用いることができる。また、供給液に対する溶解性を有する物質を供給液に添加してもよい。例えば、供給液として水を使用する場合に、食塩等の水溶性塩を添加できる。
【００７９】
供給液タンク１０に水を収容するには、オペレータが左下側面手前側メンテ扉１６を開き、供給液タンク１０を取り出して水道管等から水を注水し、注水後の供給液タンク１０を左下側面手前側メンテ扉１６から加熱装置１の所定の場所に設置し、その後、下側面手前側メンテ扉１６を閉めることによって行うことができる。
【００８０】
この供給液タンク１０を備える構成としたことにより、供給液配管工事をすることなく、実験室にて手軽に対象物を加熱できるポータブルな加熱装置１を実現することができる。この際、配管による水道直結方式に比べると過熱蒸気の発生持続性が課題になるが、過熱蒸気が２．５Ｋｇ／ｈで４〜５時間程度であれば、供給液タンク１０の容量を１０リットル〜１２．５リットルとすれば、実用上問題なく使用できることを確認している。前述のように実施例２においては、容量が１２リットルの供給液タンクを用いている。
【００８１】
以上、実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明したが、上記実施例はあくまでも本発明の実施態様を示す一例に過ぎない。本発明は、特許請求の範囲に記載された発明であり、上記実施例により制限を受けないことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、過熱蒸気を用いて種々の対象物を加熱する加熱装置に幅広く適用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１：加熱装置    ２：筐体    ３−１：天井カバー    ３−２：天井Ｒカバー３−３：前面カバー    ３−４：後ろカバー    ３−５：左下側面カバー３−６：右側面カバー    ４：加熱炉開閉扉    ５：過熱蒸気発生器６：加熱炉    ７：濾過器    ８：過熱蒸気冷却手段    ９：熱交換器１０：供給液タンク    １１：排出液タンク    １２：操作部１３；右側面奥側メンテ扉    １４：右側面手前側メンテ扉１５：左下側面奥側メンテ扉    １６：左下側面手前側メンテ扉１７：制御部    １８：排気用送風器    １９：間仕切り６１：過熱蒸気供給口    ６２：過熱蒸気排出口    ６３：拡散板７１：外壁    ７２：貫通孔    ７３：下板    ７４：中間壁    ７５：内壁７６：貫通孔    ７７：上板１７１：外壁    １７２：貫通孔    １７４：中間壁    １７５：内壁 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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