(57)【要約】【課題】  効率的、経済的な瞬間過熱蒸気発生装置を一般に提供する。【解決手段】  医療治療具等を滅菌するため、あるいは過熱調理を行う上での過熱水蒸気を利用した装置において、前記瞬間過熱蒸気発生装置１が、瞬時に水蒸気を発生させる蒸気発生器２を収容することによって、蒸気発生器を加熱する前に、予め過熱水蒸気発生用ヒータを加熱することが可能となり、経済性、安全性、効率性、実施時間短縮、少スペース化などに優れた瞬間過熱蒸気発生装置を提供しようとするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＴＣ発熱素子を応用した蒸気発生器と、過熱蒸気発生用ヒータからなる瞬間過熱蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＰＴＣ発熱素子を発熱源として蒸気を発生させる蒸気発生器を応用した効率のよい過熱蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来技術において、胞子や芽胞など休眠状態のものをも死滅させるためには、一般的には高圧水蒸気滅菌（オートクレーブ法）によって実施されている。【０００３】  飽和水蒸気を更に加熱することにより得た過熱水蒸気の利用技術として、過熱水蒸気より被調理物を加熱調整する過熱調理器は知られている（特許文献１）。【０００４】  なお、過熱水蒸気を加熱媒体として食品、薬品原料、化粧品原料、種子などを殺菌することも知られている（特許文献２）。【０００５】  一方、医療機関などにおいて治療に用いる手術着、包帯、ガーゼ、綿花などの被医療用具などを蒸気通過滅菌して結果的に消毒・殺菌・除菌する飽和水蒸気発生機構を内蔵した蒸気滅菌装置も知られている（特許文献３、４）。
【特許文献１】特開２００６−１４９１１０
【特許文献２】特許第２６３７５３０号
【特許文献３】特開２００２−１７８２５
【特許文献４】特開２００４−３５０９０
【０００６】  また、前記した過熱水蒸気により被調理物を加熱調整する過熱調理器においても、シーズヒータを使用しているが為に、まず、第一段階の蒸気発生装置を加熱して蒸気を発生させた後、さらに第二段階の蒸気発生装置を加熱し、その後発生した蒸気をシーズヒータで過熱することにより３４０℃まで昇温させて過熱蒸気を発生させている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  前記した従来技術に見られるように、限られた商用電力やスペースにおいて、飽和水蒸気をシーズヒータ等で発生させ、その後、過熱蒸気をシーズヒータ等で発生させるには、部品点数や、コスト、複雑なシステムが要求される。特に、飽和水蒸気を発生させる段階で、効率の悪いシーズヒータやニクロム線ヒータを用いていたので、まず、飽和水蒸気を発生させるのに全電力を注力させる必要があった為、過熱水蒸気発生用ヒータの加熱は、飽和水蒸気発生後となり、非効率的な手段を取るしかなかった。【０００８】  本発明は、過熱蒸気を利用した分野において、従来の過熱水蒸気発生装置の合理化をはかるために、速暖性の非常に高いＰＴＣ発熱素子を応用した蒸気発生装置を用いることで、蒸気発生装置を加熱する前に、過熱水蒸気発生用ヒータを前もって加熱することが可能となり、経済性、安全性、効率性、実施時間短縮、少スペース化などに優れた瞬間過熱蒸気発生装置を提供しようとするものである。なお、過熱水蒸気発生用ヒータには金属ヒータや、シーズヒータ、電磁波など様々なヒータが考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明者は、過熱蒸気を効率的に発生させる方式について鋭意、検討を行った。その結果、速暖性の高い防湿防滴型のＰＴＣ発熱素子体から成る蒸気発生装置２を応用した瞬間過熱蒸気発生装置１を開発し目的達成に至った。【００１０】  また、本発明は、前記ＰＴＣ発熱素子と、前記電極、前記絶縁シートを収容し両端部を通じてのみ外部を連通可能な中空部と、前記中空部内に配置されて前記電極部材に接続されたケーブルと、パイプ端面の空間および端面とケーブルの隙間を塞ぐ、電気絶縁性および防水性を有する封止材と、を備えたことを特徴としている。【００１１】  本発明の、絶縁防水型蒸気発生器は、電気絶縁性および防水性に優れているので、液体に接する環境下で用いても漏電することなく安全である。【００１２】  また、本発明は、さらに、前記絶縁シートで一方の前記電極板のみを包むだけでなく、両極の電極板と発熱体を包むようにして、両絶縁型の絶縁防水型蒸気発生器としてもよい。【００１３】  また、本発明は、さらに前記パイプの両端を、液体を湛える筐体の外部に突出させることにより、液体がパイプの内部に入らないような構造とした絶縁型蒸気発生器としてもよい。【００１４】  また、本発明は、さらにパイプ外部に接着、もしくはパイプから切り起こされた放熱板を省いて、パイプのみを放熱部としてもよい。【００１５】  また、本発明は、さらにパイプとパイプの間だけでなく、パイプの外側にも接着、もしくはパイプから切り起こされた放熱板を設けてもよい。【００１６】  本発明は、水蒸気の発生時間が非常に短いために、予め、過熱水蒸気発生用ヒータを過熱しておいてから、水蒸気を供給する形態を特徴とする。【００１７】次に、本発明の瞬間過熱蒸気発生装置の形態について、図面を参照しながら説明する。【００１８】１．蒸気発生器
実施の形態
図１は、瞬間過熱蒸気発生装置の好適な実施形態を横から見た図である。図２は、蒸気発生器２の斜視図である。【００１９】  図１に示すように、実施の形態に係る瞬間過熱蒸気発生装置は、蒸気発生器２と、過熱水蒸気発生用ヒータ４を備える。【００２０】  図２および図３に示すように、実施の形態に係る蒸気発生器は、液体を湛える筐体２を備える。筐体２は上方に開口部１１を有する。ただし、筐体２は、角型以外の形状（例えば、円筒型）の筐体を用いてもよい。筐体１の内部には、ＰＴＣ発熱素子と、それに接着された電極板と、少なくとも一方の電極を包む絶縁シートとを内装したパイプ７と、パイプ７に張り合わされた、もしくはパイプ７から切り起こされた放熱板８が配置されている。【００２１】  パイプ７および放熱板８は、放熱性に優れるアルミニウムから成るが、アルミニウム以外の金属、例えばステンレススチールや銅から成るものでも良い。また、表面に防触処理を施した金属を用いてもよい。【００２２】  図３は、図２に示す蒸気発生器を上方から見た平面図である。【００２３】  図４は、図２に示す蒸気発生器の幅方向略中央を長さ方向と平行に紙面上下方向で切断したときのＡ−Ａ’線断面図である。【００２４】  筐体２の内部には、パイプ７と、それらに挟まれる形で放熱板８が配置されている。パイプ７の内部には、ＰＴＣ発熱素子１４と、それを挟み込む形で電極板１２ａ、１２ｂが配置されている。また、絶縁シート１３が電極板１２ｂを囲むように配置されていることから、片絶縁の効果がある。電極板１２ａは絶縁シート１３に囲まれてはおらず、直接熱がパイプ７に伝わるように放熱効果を促進させている。また、対向するように配置された絶縁シートに囲まれていない、２本のパイプ７の間に、放熱板８を接着することにより、より一層の放熱効果を促進させている。【００２５】  図１および図２に示すように、実施の形態に係る蒸気発生器は、液体を湛える筐体１を備える。筐体１は上方に開口部６を有する。ただし、筐体１は、角型以外の形状（例えば、円筒型）の筐体を用いてもよい。筐体１の内部には、ＰＴＣ発熱素子と、それに接着された電極板と、少なくとも一方の電極を包む絶縁シートとを内装したパイプ２と、パイプ２に張り合わされた、もしくはパイプ２から切り起こされた放熱板３が配置されている。【００２６】  パイプ２および放熱板３は、放熱性に優れるアルミニウムから成るが、アルミニウム以外の金属、例えばステンレススチールや銅から成るものでも良い。また、表面に防触処理を施した金属を用いてもよい。【００２７】  図３は、図１に示す蒸気発生器の幅方向略中央を長さ方向と平行に紙面上下方向で切断したときのＡ−Ａ’線断面図である。【００２８】  筐体１の内部には、パイプ２と、それらに挟まれる形で放熱板３が配置されている。パイプ２の内部には、ＰＴＣ発熱素子８と、それを挟み込む形で電極板７ａ、７ｂが配置されている。また、絶縁シート９が電極板７ｂを囲むように配置されていることから、片絶縁の効果がある。電極板７ａは絶縁シート９に囲まれてはおらず、直接熱がパイプ２に伝わるように放熱効果を促進させている。また、対向するように配置された絶縁シートに囲まれていない、２本のパイ���２の間に、放熱板３を接着することにより、より一層の放熱効果を促進させている。【００２９】  次に、蒸気発生器の好適な製造方法について説明する。【００３０】  ＰＴＣ発熱素子１４において電極板１２ａ及び１２ｂと接触する上下両面にアルミニウムを溶射して薄膜１６を形成する。【００３１】  次に、絶縁性の接着剤（例えば、シリコーン系接着剤）を電極板１２ａ及び１２ｂそれぞれの片面に薄く塗布し、絶縁性の接着剤が塗布された電極板１２ａの上にＰＴＣ発熱素子１４を配置し、その上からもう一方の絶縁性の接着剤が塗布された電極板１２ｂを、ＰＴＣ発熱素子１４を挟み、強く押し付ける。その際、ＰＴＣ発熱素子１４の上下面に形成された薄膜１６の凹凸部分の突部が接着剤の層を突き抜けて電極板１２ａ、１２ｂに接触する。これにより、ＰＴＣ発熱素子１４と電極板１２ａ、１２ｂが電気的に接触する。ただし、絶縁性の接着剤に代えて、導電性の接着剤を用いてもよい。【００３２】  次に、電極板１２ｂを覆うように絶縁シート１３を配置し、これらをパイプ７の内部に挿入し、パイプ７にプレス機で圧力を加え、押しつぶすことで、ＰＴＣ発熱素子１４、電極板１２ａ及び１２ｂ、パイプ７、絶縁シート１３を密着させる。電極板１２ａ及び１２ｂに取り付けられたワイヤー１０に電流を流すことで、ＰＴＣ発熱素子１４が発熱し、絶縁性の接着剤は硬化する。【００３３】  次に、パイプ７を２本作製し、その側面に絶縁性の接着剤を薄く塗布する。接着剤が塗布された面同士で、放熱板８を挟み込み圧力を加える。ワイヤー１０に電流を流すことで、ＰＴＣ発熱素子１４が発熱し、絶縁性の接着剤が硬化することにより、パイプ７と放熱板８は接着される。ただし、放熱板は出力が十分に得られる状態ならば必ずしも必要ではなく、パイプのみでもよい。【００３４】  次に、パイプ７の端面を電気的絶縁性のある樹脂や、キャップで封止を施し、パイプ７内部は電極板１２ａおよび１２ｂに接続されたワイヤー１０によってのみ、電気的に外部との接続が可能な絶縁防水型ＰＴＣ発熱器が出来上がる。【００３５】  次に、前記絶縁防水型ＰＴＣ発熱器を図２に開示するように、液体を湛える筺体２の内部に取り付けることによって、絶縁防水型蒸気発生器が完成する。【００３６】  このような蒸気発生器において、ＰＴＣ発熱素子１４の上下両面に電圧を印加した状態で筺体２に水を供給すると、水は、主として、パイプ７の露出面、放熱板８の露出面に接触して瞬時に水蒸気になる。【００３７】  図２に開示するような絶縁防水型蒸気発生器はパイプ７全体が筺体２内部に収められた構造になっているが、パイプ７の両端面を、液体を湛える筺体２の外部に出すことによって、電気的絶縁性のある樹脂や、キャップで封止を施さなくても、防水性を確保することができる。【００３８】    図２に開示するような絶縁防水型蒸気発生器を用いることにより、液体を瞬時に温水に変える液体加熱器としても利用できる。【００３９】２．瞬間過熱蒸気発生装置
図１は、蒸気発生器を搭載した瞬間過熱蒸気発生装置の好適な実施の形態の概略構成図である。【００４０】  実施の形態に係る瞬間過熱蒸気発生装置１は、その内部に、被過熱対象物を載せるトレー６と、蒸気発生器２と、蒸気を過熱水蒸気に変えるヒータ４が備えられている。【００４１】  被過熱対象物をセットしてスイッチをオンにすると、まず、過熱水蒸気発生用ヒータ４が加熱される。【００４２】  過熱水蒸気発生用ヒータが充分に加熱されたら、蒸気発生器２のスイッチをオンにする。【００４３】  蒸気発生器２の特性に依れば、７００Ｗの出力で、毎分１５〜２０ｃｃの水を水蒸気に変えることが可能である。【００４４】  一度、充分な水蒸気が発生してしまえば、その後は、例えばＰＷＭのデューティー比制御などにより、ほとんどの出力を過熱水蒸気発生用ヒータに供給することが可能となる。【００４５】  この瞬時での水蒸気発生特性を活かすことで、これまでの課題であった水蒸気発生に掛かっていた時間を短縮できるだけでなく、予め、過熱水蒸気発生用ヒータを加熱しておくことによって、より一層の時間短縮が可能となる。【００４６】  過熱水蒸気発生用ヒータを前もって加熱することが可能となり、経済性、効率性、実施時間短縮が可能となる。【００４７】  また、瞬時での水蒸気発生特性を活かすことで、少スペース化された瞬間過熱蒸気発生装置の提供が可能となる。【００４８】  また、過熱蒸気で滅菌や調理を行うことにより、オートクレーブなどによる滅菌とは異なり、滅菌対象物に水分が付着していることもなくなる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】  本発明の瞬間過熱蒸気発生装置は、一例として、医療機関や実験室、さらには調理器具などでの利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、瞬間過熱蒸気発生装置の好適な実施形態を横から見た図である。
【図２】図２は、蒸気発生器の斜視図である。
【図３】図３は、図２に示す蒸気発生器を上方から見た平面図である。
【図４】図４は、図２に示す蒸気発生器の幅方向略中央を長さ方向と直角に紙面上下方向で切断したときのＡ−Ａ’線断面図である。
【図５】図５は、図４に示すＰＴＣ発熱素子の拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】１      瞬間過熱蒸気発生装置
２      蒸気発生器
３      水蒸気
４      過熱水蒸気発生用ヒータ
５      過熱水蒸気
６      トレー
７      アルミパイプ
８      放熱板
９      封止剤
１０    ワイヤー
１１    開口面
１２ａ  電極板
１２ｂ  電極板
１３    絶縁シート
１４    ＰＴＣ発熱素子
１６ａ  アルミ溶射膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010014392.tif 000006
【図５】
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