(57)【要約】      （修正有）【課題】大掛りな給水機構を必要としないコンパクトで熱効率が高くレスポンスが良い、混合蒸気発生装置を提供する。【解決手段】市水の供給ラインと、飽和蒸気発生装置に連通された過熱蒸気発生装置と、前記飽和蒸気発生装置の出口から前記過熱蒸気発生装置の出口へ接続される飽和蒸気ラインと、二種類の流体を供給できる単独のノズルを持ち、常温の前記市水を直接前記過熱蒸気で急速に加熱することで、加熱後水の一部が蒸気へ状態変化する際の急激な体積膨張により前記常温市水を高温微細水滴とすることができ、前記常温市水と、前記過熱蒸気とを、前記ノズルに適切な流量配合で供給することにより、前記過熱蒸気に前記高温微細水滴が混合された蒸気の、前記過熱蒸気と前記高温微細水滴の混合比を任意に調整することで、前記飽和蒸気、前記過熱蒸気に高温微細水滴が混合された蒸気、前記過熱蒸気の３つの蒸気状態を選択して供給することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体媒体源から受け入れた液体媒体を第１の媒体流路、第２の媒体流路の少なくとも二つに分岐する第１の分岐手段と、上記第１の媒体流路に流れる液体媒体の流量を調整する第１の流量調整手段と、上記第２の媒体流路に流れる液体媒体の流量を調整する第２の流量調整手段と、上記第１の流量調整手段によってその流量が調整された液体媒体の飽和蒸気を発生する飽和蒸気発生手段と、上記飽和蒸気発生手段により発生した飽和蒸気を第１の蒸気流路、第２の蒸気流路の少なくとも二つに分岐する第２の分岐手段と、上記第１の蒸気流路に流れる飽和蒸気の流量を調整する第３の流量調整手段と、上記第２の蒸気流路に流れる飽和蒸気の流量を調整する第４の流量調整手段と、上記第３の流量調整手段によってその流量が調整された上記飽和蒸気を加熱して過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生手段と、上記過熱蒸気発生手段により発生した過熱蒸気にかかる第３の蒸気流路と、上記第２の媒体流路に流れる蒸気液体媒体と、上記第２の蒸気流路に流れる上記飽和蒸気と、上記第３の蒸気流路に流れる上記過熱蒸気と、のうち少なくとも二つを混合する混合手段とを具備する、混合蒸気発生装置。
【請求項２】
上記第３の蒸気流路に流れる上記過熱蒸気の流量を調整する第５の流量調整手段をさらに具備する、請求項１の混合蒸気発生装置。
【請求項３】
上記第２の蒸気流路と上記第３の蒸気流路を連結する連結手段をさらに具備する、請求項１または２の混合蒸気発生装置。
【請求項４】
上記連結手段は、上記第５の流量調整手段と蒸気混合手段の間に設置されている、請求項３の混合蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飽和蒸気単体、過熱蒸気と高温微細水滴の混合蒸気、過熱蒸気単体を任意かつ精密に制御発生させる方法と、その装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室温以上にて沸点を有する気体たとえば過熱水蒸気を発生させるには、配管内で１００℃以上に加熱した水を、１００℃以上に加熱した加熱チャンバ内にノズルから噴霧し、再加熱する加熱方法が取られている。
【０００３】
この装置において、微細水滴と過熱水蒸気の混在した混合蒸気の制御された比率の混合媒体を発生させるには、１００℃以上に加熱した加熱チャンバ内に、１００℃以上に加熱した水をノズルから噴霧し、１００℃以上に加熱した空気を、ファンを用いて正面衝突させることで、従来の過熱水蒸気雰囲気および飽和水蒸気雰囲気に加えて湿り蒸気加熱雰囲気を創出する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−６４５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の加熱装置では、給水タンクの水を給水ポンプで汲上げ供給水の加熱装置を経由して水蒸気発生蓄熱パネルに供給し加熱ヒータにより１００℃以上に加熱して熱水および水蒸気を噴出させる。加熱室内に噴出させた熱水および水蒸気を１００℃以上に加熱するのに前記水蒸気発生蓄熱パネルと前記過熱ヒータを使う。前記給水タンクから微細水蒸気噴出ノズルまで連通する配管の径が細く熱交換のため長くなるので圧損が大きく給水機構が大掛かりになり、装置全体をコンパクトにできない。
【０００５】
また、給水タンクから微細水蒸気噴出ノズルまで連通する配管の径が細く熱交換のため長くなるので熱効率が良いとは言えず装置のレスポンスが遅くなる。
【０００６】
加熱した熱水および過熱水蒸気を同時に微細水蒸気噴出ノズルから噴出させる構造のため、飽和蒸気単体、微細水滴と過熱水蒸気の混在した混合蒸気、過熱蒸気単体を正確に発生・制御させることができない。
【０００７】
本発明は、上記の諸問題点に鑑み、その問題点を解決すべく創案されたものであって、大掛りな給水機構を必要としないコンパクトで、熱効率が高くレスポンスが早い、水および過熱水蒸気を同一のノズルへ個別に制御供給しノズルから噴出させることにより、飽和蒸気単体、微細水滴と過熱水蒸気の混在した混合蒸気、過熱蒸気単体を正確に発生・制御させることができる、安全で耐久性が高い気体の加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、液体媒体源から受け入れた液体媒体を第１の媒体流路、第２の媒体流路の少なくとも二つに分岐する第１の分岐手段と、上記第１の媒体流路に流れる液体媒体の流量を調整する第１の流量調整手段と、上記第２の媒体流路に流れる液体媒体の流量を調整する第２の流量調整手段と、上記第１の流量調整手段によってその流量が調整された液体媒体の飽和蒸気を発生する飽和蒸気発生手段と、上記飽和蒸気発生手段により発生した飽和蒸気を第１の蒸気流路、第２の蒸気流路の少なくとも二つに分岐する第２の分岐手段と、上記第１の蒸気流路に流れる飽和蒸気の流量を調整する第３の流量調整手段と、上記第２の蒸気流路に流れる飽和蒸気の流量を調整する第４の流量調整手段と、上記第３の流量調整手段によってその流量が調整された上記飽和蒸気を加熱して過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生手段と、上記過熱蒸気発生手段により発生した過熱蒸気にかかる第３の蒸気流路と、上記第２の媒体流路に流れる蒸気液体媒体と、上記第２の蒸気流路に流れる上記飽和蒸気と、上記第３の蒸気流路に流れる上記過熱蒸気と、のうち少なくとも二つを混合する混合手段とを具備する、混合蒸気発生装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、上記第３の蒸気流路に流れる上記過熱蒸気の流量を調整する第５の流量調整手段をさらに具備する、請求項１の混合蒸気発生装置である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、上記第２の蒸気流路と上記第３の蒸気流路を連結する連結手段をさらに具備する、請求項１または２の混合蒸気発生装置である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、上記連結手段は、上記第５の流量調整手段と蒸気混合手段の間に設置されている、請求項３の混合蒸気発生装置である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１、２、３、４に記載の発明によれば、飽和蒸気と過熱蒸気に高温微細水滴を混合した蒸気と過熱蒸気の３つの蒸気状態が選択可能な、市水と過熱蒸気から過熱蒸気に高温微細水滴を混合した蒸気を発生でき、過熱蒸気に高温微細水滴の混合比を任意に調整できる、大掛りな給水機構の要らない、レスポンスの良い、混合蒸気発生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一例としての混合蒸気発生装置を、図面に基づいて説明する。図１は、市水と過熱蒸気を混合ノズル１７内部で混合させる形式の、混合蒸気発生装置の構成と配管計装模式図である。
【００１４】
市水から直接供給を受け供給水量を計測し制御できる機能を持つ蒸気ライン給水制御弁３、投入電力量を制御できる電気ヒータを内蔵した飽和蒸気発生装置４、蒸気供給量を制御できる機能を持つ飽和蒸気調整弁Ａ７、投入電力量を制御できる電気ヒータを内蔵した過熱蒸気発生装置８、蒸気供給量を制御できる機能を持つ過熱蒸気調整弁１０を配管で連通させ、さらに、前記飽和蒸気発生装置４の蒸気出口から飽和蒸気分岐継手５を経由した配管で飽和蒸気供給ライン６に接続され、蒸気供給量を制御できる機能を持つ飽和蒸気調整弁Ｂ１４を経由して、前記過熱蒸気調整弁１０の出口で過熱蒸気ライン９に蒸気混合継手１１で接続合流する飽和蒸気ライン１３から構成される混合蒸気ライン１２と、市水線から直接供給を受け供給水量を計測かつ制御できる機能を持つ給水ライン給水制御弁１６を配管で連通させて構成される給水ライン１5と、前記混合蒸気ライン１２と前記給水ライン１５が接続される、出口に気体温度計測器１８を持つ混合ノズル１７とから構成されている。なお、計測データを処理して制御データを発生させる演算部を内蔵した操作部があるが、図1では記載を省略する。
【００１５】
混合ノズル１７の出口の気体温度計測器１８と蒸気ライン給水制御弁３の計測水量と飽和蒸気発生装置４への投入電力量に基づいて、蒸気ライン給水制御弁３の供給水量にフィードバック制御を実施し、過熱蒸気発生装置８への電力供給を止め、飽和蒸気調整弁Ａ７および過熱蒸気調整弁１０を全閉かつ飽和蒸気調整弁Ｂ１４を全開とすることで、混合ノズル１７で飽和蒸気を発生させることができる。
【００１６】
また、混合ノズル１７の出口気体温度計測器１８と蒸気ライン給水制御弁３の計測水量と飽和蒸気発生装置４および過熱蒸気発生装置８への投入電力量とに基づいて、蒸気ライン給水制御弁３の供給水量にフィードバック制御を実施し、飽和蒸気調整弁Ａ７および過熱蒸気調整弁１０を全開かつ飽和蒸気調整弁Ｂ１４を全閉することで、混合ノズル１７で過熱蒸気を発生させることができる。
【００１７】
さらに、過熱蒸気発生時のフィードバック制御データに基づき給水ライン給水制御弁１６で制御供給した常温市水に、この過熱蒸気を直接作用させ急激に加熱することで蒸気への状態変化を起こす時の急激な体積膨張により、常温市水の一部を高温微細水滴とすることで、混合ノズル１７で過熱蒸気に高温微細水滴を混在した蒸気を発生させることができると共に、過熱蒸気調整弁１０と給水ライン給水制御弁１６を調整することで、過熱蒸気と高温微細水滴との混合比を任意に調整できる。
【実施例１】
【００１８】
前記蒸気ライン給水制御弁３と前記飽和蒸気発生装置４を小型ボイラに置換えた装置でも、同様の混合蒸気発生装置を提供できる。
【実施例２】
【００１９】
温度領域１００℃以上の１００℃近傍では、飽和蒸気のみまたは過熱蒸気と高温微細水滴とが含まれる混合蒸気を、希望する割合で任意に調整することができる(例えば食品関係)。
【実施例３】
【００２０】
１００℃以上では５００℃程度までの範囲で温度制御された過熱水蒸気を発生させることができる(例えば洗浄・殺菌・乾燥関係)。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】混合蒸気発生装置の配管計装模式図
【符号の説明】
【００２２】
１．供給水分岐継手
２．供給水ライン
３．蒸気ライン給水制御弁
４．飽和蒸気発生装置
５．飽和蒸気分岐継手
６．飽和蒸気供給ライン
７．飽和蒸気調整弁Ａ
８．過熱蒸気発生装置
９．過熱蒸気ライン
１０．過熱蒸気調整弁
１１．蒸気混合継手
１２．飽和蒸気ライン
１３．飽和蒸気調整弁Ｂ
１４．給水ライン
１５．給水ライン給水制御弁
１６．混合ノズル
１７．気体温度計測器
【図１】
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