(57)【要約】  (a) 入口及び出口を有する第一の容器と、容器の外周に設けられた高周波誘導コイルと、第一の容器に収容され、水蒸気が流通可能で高周波誘導コイルにより誘導加熱される部材とを具備する水蒸気の誘導加熱装置と、(b) 誘導加熱装置の下流に設けられ、入口及び出口を有する第二の容器と、誘導加熱した水蒸気を放電処理するために第二の容器内に設けられた少なくとも一組の電極とを有する放電処理装置とを具備し、誘導加熱装置の第一の容器の出口から流出した過熱水蒸気を放電処理装置内で放電処理することにより活性水蒸気にする装置。
2009148000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(a) 入口及び出口を有する第一の容器と、前記第一の容器の外周に設けられた高周波誘導コイルと、前記第一の容器に収容され、水蒸気が流通可能で前記高周波誘導コイルにより誘導加熱される部材とを具備する水蒸気の誘導加熱装置と、(b) 前記誘導加熱装置の下流に設けられ、入口及び出口を有する第二の容器と、誘導加熱した水蒸気を放電処理するために前記第二の容器内に設けられた少なくとも一組の電極とを有する放電処理装置とを具備する活性水蒸気発生装置であって、前記誘導加熱装置の出口から流出した過熱水蒸気を前記放電処理装置内で放電処理することにより活性水蒸気にすることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が多孔質部材であることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が導電性を有する軟磁性金属材料からなることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が30〜80容積％の空隙率を有することを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材の空隙率は前記第一の容器の入口側より出口側の方が高いことを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項６】
請求項５に記載の活性水蒸気発生装置において、前記第一の容器に入口側より順に空隙率が増大する複数の多孔質部材が収容されていることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項７】
請求項６に記載の活性水蒸気発生装置において、前記第一及び第二の容器は金属製であり、前記誘導加熱装置と前記放電処理装置とは絶縁性筒体を介して連結しており、前記放電処理装置の一方の電極が前記絶縁性筒体を貫通していることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の活性水蒸気発生装置において、前記第一及び第二の容器がともに絶縁性セラミックスからなることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項９】
入口及び出口を有するとともに上流側及び下流側にそれぞれ水蒸気の誘導加熱域及び放電処理域を有する絶縁性容器と、前記誘導加熱域の外周に設けられた高周波誘導コイルと、前記誘導加熱域内に設けられ、水蒸気が流通可能で前記高周波コイルにより誘導加熱される部材と、前記放電処理域内に設けられた少なくとも一組の電極とを具備し、前記入口より前記絶縁性容器内に導入された水蒸気は前記誘導加熱域での誘導加熱により過熱水蒸気となり、次いで前記放電処理域での放電処理により活性水蒸気となることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が多孔質部材であることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１１】
請求項９又は10に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が導電性を有する軟磁性金属材料からなることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１２】
請求項９〜11のいずれかに記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が30〜80容積％の空隙率を有することを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１３】
請求項12に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材の空隙率は前記絶縁性容器の入口側より出口側の方が高いことを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１４】
請求項13に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱域に入口側より順に空隙率が増大する複数の多孔質部材が収容されていることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１５】
請求項１〜14のいずれかに記載の活性水蒸気発生装置において、前記過熱水蒸気の温度が120〜350℃であることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は比較的少ない消費電力で活性水蒸気を効率よく発生させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品加工、廃棄物処理、炭化、表面処理等に、加熱空気より熱伝導率が高い100℃超の過熱水蒸気が広く利用されており、過熱水蒸気を発生させる種々の装置が提案されている。例えば特開平2003-297537号は、水を収容する非導電性筒体と、非導電性筒体の外周に巻かれた高周波誘導コイルと、非導電性筒体の内部に配設され、高周波誘導コイルにより誘導加熱される複数の導電性筒体とを有する過熱水蒸気を発生する装置を開示している。この装置は少ない消費電力で過熱水蒸気を発生できる。【０００３】
特開2004-251605号は、外周に高周波誘導コイルが巻回された筒状容器と、筒状容器内に収容された多数の球体とを有し、ボイラーで生成された水蒸気が筒状容器に流入し、高周波誘導コイルにより誘導加熱されて過熱水蒸気となる装置を開示している。この装置は450℃以上の過熱水蒸気を生成することができる。【０００４】
しかしながら、上記装置により得られる過熱水蒸気は比較的低温では十分な活性を有していない。水蒸気を活性化する方法として、放電処理がある。特開2002-159935号は、水蒸気にアーク放電して10000℃と高温の水蒸気プラズマ（活性水蒸気）を発生させる装置を提案している。しかしこのような高温の水蒸気プラズマを発生させるには大きな消費電力が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の目的は、比較的少ない消費電力で高活性の活性水蒸気を発生させる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、誘導加熱により生成した過熱水蒸気に放電処理を行うことにより、比較的少ない消費電力で高活性の水蒸気が効率良く得られることを発見し、本発明に想到した。【０００７】
すなわち、本発明の第一の活性水蒸気発生装置は、(a) 入口及び出口を有する第一の容器と、前記第一の容器の外周に設けられた高周波誘導コイルと、前記第一の容器に収容され、水蒸気が流通可能で前記高周波誘導コイルにより誘導加熱される部材とを具備する水蒸気の誘導加熱装置と、(b) 前記誘導加熱装置の下流に設けられ、入口及び出口を有する第二の容器と、誘導加熱した水蒸気を放電処理するために前記第二の容器内に設けられた少なくとも一組の電極とを有する放電処理装置とを具備する活性水蒸気発生装置であって、前記誘導加熱装置の出口から流出した過熱水蒸気を前記放電処理装置内で放電処理することにより活性水蒸気にすることを特徴とする。【０００８】
本発明の一実施形態では、前記第一及び第二の容器は金属製であり、前記誘導加熱装置と前記放電処理装置とは絶縁性筒体を介して連結しており、前記放電処理装置の一方の電極が前記絶縁性筒体を貫通している。本発明の別の実施形態では、前記第一及び第二の容器がともに絶縁性セラミックスからなる。【０００９】
本発明の第二の活性水蒸気発生装置は、入口及び出口を有するとともに上流側及び下流側にそれぞれ水蒸気の誘導加熱域及び放電処理域を有する絶縁性容器と、前記誘導加熱域の外周に設けられた高周波誘導コイルと、前記誘導加熱域内に設けられ、水蒸気が流通可能で前記高周波コイルにより誘導加熱される部材と、前記放電処理域内に設けられた少なくとも一組の電極とを具備し、前記入口より前記絶縁性容器内に導入された水蒸気は前記誘導加熱域での誘導加熱により過熱水蒸気となり、次いで前記放電処理域での放電処理により活性水蒸気となることを特徴とする。【００１０】
第一及び第二の活性水蒸気発生装置のいずれにおいても、前記誘導加熱部材は多孔質部材であるのが好ましく、多孔質金属部材であるのがより好ましく、導電性を有する軟磁性金属材料からなるのが最も好ましい。前記誘導加熱部材は30〜80容積％の空隙率を有するのが好ましい。前記誘導加熱部材の空隙率は前記容器の入口側より出口側の方が高いのが好ましく、前記第一の容器に入口側より順に空隙率が増大する複数の多孔質部材が収容されているのがより好ましい。前記過熱水蒸気の温度は120〜350℃であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の活性水蒸気発生装置は、誘導加熱により生成した過熱水蒸気を直ちに放電処理するので、比較的少ない消費電力で高活性の水蒸気を製造することができる。本発明の装置により得られる活性水蒸気は、植物材料等の炭化及び分解、各種物品の滅菌、印刷物の消色、プラスチックフィルムの表面処理等の処理を行うのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１（ａ）】本発明の第一の活性水蒸気発生装置の一例を示す長手方向断面図である。
【図１（ｂ）】本発明の第一の活性水蒸気発生装置の要部を示す分解断面図である。
【図１（ｃ）】誘導加熱装置における水の分子数の変化を概略的に示す図である。
【図２】本発明の第一の活性水蒸気発生装置に用いる誘導加熱装置の別の例を示す長手方向断面図である。
【図３（ａ）】本発明の第一の活性水蒸気発生装置に用いる放電処理装置の別の例を示す長手方向断面図である。
【図３（ｂ）】図３(a) に示す放電処理装置における電極線の配置を示す平面図である。
【図３（ｃ）】図３(b) のA-A断面図である。
【図４】本発明の第一の活性水蒸気発生装置に用いる誘導加熱装置のさらに別の例を示す長手方向断面図である。
【図５（ａ）】本発明の第一の活性水蒸気発生装置に用いる放電処理装置のさらに別の例を示す長手方向断面図である。
【図５（ｂ）】図５(a) のB-B断面図である。
【図６（ａ）】本発明の第一の活性水蒸気発生装置に用いる放電処理装置のさらに別の例を示す長手方向断面図である。
【図６（ｂ）】図６(a) のC-C断面図である。
【図７（ａ）】本発明の第一の活性水蒸気発生装置に用いる放電処理装置のさらに別の例を示す長手方向断面図である。
【図７（ｂ）】図７(a) のD-D断面図である。
【図７（ｃ）】放電処理装置における電極線の配置を示す部分拡大斜視図である。
【図７（ｄ）】放電処理装置における電極線の配置を示す部分拡大斜視図である。
【図８】本発明の第一の活性水蒸気発生装置の別の例を示す部分断面図である。
【図９】本発明の第一の活性水蒸気発生装置のさらに別の例を示す部分断面図である。
【図１０】本発明の第二の活性水蒸気発生装置の一例を示す長手方向断面図である。
【図１１（ａ）】本発明の活性水蒸気発生装置を用いて印刷物を消色する様子を概略的に示す平面図である。
【図１１（ｂ）】本発明の活性水蒸気発生装置を用いて印刷物を消色する様子を概略的に示す側面図である。
【図１２】本発明の活性水蒸気発生装置を用いてバイオマスからカーボンを製造する様子を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明するが、各実施形態に関する説明は、特に断りがなければ他の実施形態にも適用することができる。
【００１４】
[1] 第一の活性水蒸気発生装置
図１(a) 及び図１(b) に示すように、水道の蛇口に連結する浄水手段１から来る清浄水から水蒸気を発生させるボイラー２のパイプ2aと連結した第一の活性水蒸気発生装置は、水蒸気を誘導加熱して過熱水蒸気を生成する装置３と、過熱水蒸気を放電処理して活性水蒸気にする装置４とを具備する。
【００１５】
(1) 誘導加熱装置
誘導加熱装置３は、入口30a及び出口30bを有する筒状の容器30と、その外周に断熱材31を介して巻回された銅線又は銅管からなる高周波誘導コイル32と、高周波誘導コイル32に高周波電流を供給する高周波電源35と、容器30内に収容され、水蒸気が流通するとともに高周波電流により誘導加熱される部材33と、容器30の出口30b近傍に設けられ、誘導加熱により得られた過熱水蒸気の温度を検出する温度センサ36と、温度センサ36の検出結果に基づいて高周波電源35を制御するコントローラ37とを有する。
【００１６】
(a) 容器
容器30は、高周波誘導コイル32に流れる高周波電流により実質的に誘導加熱されず、かつ生成した過熱水蒸気により劣化しない材料からなるのが好ましい。このような材料として、非磁性ステンレス鋼（SUS304等）、アルミニウム、銅等の非磁性金属、セラミックス、耐熱ガラス、黒鉛等が挙げられる。非磁性金属を用いる場合、一層優れた耐食性を得るために、容器30の内壁をガラスコーティングしてもよい。メンテナンスを容易にするために、容器30をフランジを有する複数の円筒体により脱着自在に構成しても良い。
【００１７】
(b) 誘導加熱部材
誘導加熱は、高周波磁界中に置かれた導電体に生ずる渦電流損又は磁気ヒステリシス損により加熱する方法であるので、誘導加熱部材33は優れた軟磁性を有するとともに、導電性が余り高くない材料からなるのが好ましい。さらに、誘導加熱部材33は過熱水蒸気により曝されるので、優れた耐食性を有するのが好ましい。このため、誘導加熱部材33は優れた耐食性を有する軟磁性金属からなるのが好ましい。このような金属として実用的には磁性ステンレス鋼（SUS430、SUS403、SUS447J1、SUSXM27等）が好ましい。その他に、例えば炭素とホウ珪酸ガラスとからなるカーボンセラミックス等の導電性セラミックスも使用可能である。過熱水蒸気の生成に必要な接触面積を確保するとともに過大な圧損を避けるために、誘導加熱部材33の空隙率は30〜80容積％が好ましい。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態では、誘導加熱部材33は、容器30内の空間をほぼ占める円柱状の多孔質金属部材である。多孔質金属部材は一対の固定部材38a，38bにより容器30内に固定される。多孔質金属部材は、(i) 金属粉末、気孔形成用の樹脂粒子、有機バインダ及び溶媒からなるスラリーを所定の形状に成形し、乾燥した後、有機バインダ及び樹脂粒子を焼失させ、焼結する方法、(ii) 発泡ウレタンに金属粉末スラリーを含浸させ、乾燥後焼結する方法、(iii) 不織布状に絡めた金属繊維を焼結する方法等により製造することができる。
【００１９】
(2) 放電処理装置
放電処理装置４は、誘導加熱装置３の出口30bと連通する入口40a及び活性水蒸気を噴出する出口40bを有する容器40と、容器40の外周に設けられた断熱材41と、容器40の中心軸線に沿って設けられた電極線42と、電極線42に接続する電源43とを有する。導電性金属製容器40を電極線42の対極としても良い。導電性金属は銅、アルミニウム、ステンレス鋼等である。容器40内で活性水蒸気が生成するので、容器40の内壁及び電極線42をガラスコーティングするのが好ましい。電源43はパルス波又は正弦波を出力する。
【００２０】
誘導加熱装置３の容器30と放電処理装置４の容器40との容積比は適宜設定できるが、一般に10／１〜１／10であるのが好ましい。
【００２１】
誘導加熱装置３の容器30が金属製の場合、電極線42と対極となる金属製容器30とを十分に絶縁するために、放電処理装置４の入口40aと誘導加熱装置３の出口30bとの間に電極線42が貫通する絶縁性筒体45を設けるのが好ましい。絶縁性筒体45を形成する材料はテフロン（登録商標）、耐熱ガラス、セラミックス等である。また放電処理装置４の出口40bに、活性水蒸気を噴出するための開口形状を有する管５を取り付けるのが好ましい。
【００２２】
(3) 活性水蒸気の製造
ボイラー２により100℃以上、例えば110〜140℃の飽和水蒸気を発生させる。この飽和水蒸気の圧力は1.2〜２気圧程度である。酸化を防止する場合、実質的に無酸素の飽和水蒸気を生成するのが好ましい。誘導加熱装置３に供給する飽和水蒸気の量（L/sec）は、誘導加熱部材33の空隙容積（L）の５倍以上とするのが好ましい。誘導加熱された水蒸気の流速は、水蒸気の温度上昇から想定される流速よりはるかに高い。これは、誘導加熱された水蒸気中において複数の水分子からなるクラスターが分解し、例えば図１(c) に図式的に示すように、水分子の数が著しく増大したためであると考えられる。水蒸気が30〜80容積％の空隙率を有する誘導加熱部材33を流れる際に、水分子の数の増加により上昇した圧力は上流方向より下流方向に圧倒的に伝わり易いので、水蒸気の流速は入口30aより出口30bの方がはるかに速くなる。なお、水分子のクラスターの詳細は、脇坂昭弘の「分子クラスターから始まる新たな液体のサイエンス（online）」，2000年１月，資源環境技術総合研究所，「NIRE」ニュース，［平成20年１月８日検索］，インターネット<URL：http://www.aist.go.jp/NIRE/publica/news-2000/2000-01-3.htm>等に記載されている。
【００２３】
図２に示すように、誘導加熱部材33を入口30a側より順に空隙率が30〜80容積％の範囲内で増大する複数（図示の例では３個）の多孔質部材33a〜33cにより構成すると、クラスターの分解により分子数が増加した過熱水蒸気を出口30bから効率よく噴射させることができる。
【００２４】
実質的に無酸素の過熱水蒸気を発生させる場合、過熱水蒸気の温度を120〜350℃とするのが好ましく、150〜250℃とするのがより好ましく、150〜200℃とするのが最も好ましい。ここで「実質的に無酸素」とは、酸素分子、酸素イオン、酸素ラジカル及びオゾンの合計濃度が、全ての水の分子、イオン及びラジカルの合計100モル％に対して、0.5モル％以下であることを意味する。
【００２５】
放電処理装置４に送給された過熱水蒸気は、放電処理により低温プラズマ化した活性水蒸気となる。実質的に無酸素の過熱水蒸気を比較的低温で放電処理（プラズマ化）すると、酸素ラジカルの発生を伴わずに、H2O→OH・＋H・の反応式によりヒドロキシラジカルが発生すると推測される。本発明では効率的にヒドロキシラジカルを発生させることができるが、これは放電処理の前に水分子のクラスターの分解を行っているためであると考えられる。
【００２６】
図３(a)〜図３(c) は、誘導加熱装置３の容器30とほぼ同じ横手方向断面積を有する偏平形状の容器40を具備する放電処理装置４を示す。容器40内に複数本（この例では５本）の電極線42aが等間隔に設けられている。容器40は金属製にして対極を兼ねても良い。対極との間隔が狭い複数の電極線42aを有する構造により、放電効率が向上する。
【００２７】
図４に示す例では、誘導加熱装置３の容器30内に、連通孔を有する複数の隔離板33dを介して多数の球状又は管状の誘導加熱部材33eが充填されている。隔離板33dは中心棒34により固定されている。隔離板33d及び誘導加熱部材33eを構成する材料は上記と同じ磁性金属であるのが好ましい。球状誘導加熱部材33eの場合、水蒸気との接触面積を増大するために、孔及び／又は凹部を設けるのが好ましい。誘導加熱部材33eを容器30内に30〜80容積％の空隙率（誘導加熱部材内の空隙率＋誘導加熱部材間の空隙率）で充填するのが好ましく、また空隙率が容器30の入口30a側から出口30b側にかけて高くなるように、誘導加熱部材33eを充填するのが好ましい。
【００２８】
図５(a) 及び図５(b) は、ほぼ容器40全体にわたってハニカム状誘電体44が延在し、その各セルに電極線42aが設けられた放電処理装置４を示す。これ以外の構造は図１に示すものと同じでよい。ハニカム状誘電体44は、各種ガラス、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛等の誘電材料により形成するのが好ましい。電極線42aと対極（例えば金属製容器40）との間に電圧を印加すると、バリア放電が発生する。
【００２９】
図６(a) 及び図６(b)は、ほぼ容器40全体にわたってハニカム状電極42bが延在しており、ハニカムの各セル内に電極線42aが設けられた放電処理装置４を示す。それぞれのセルは等しい流路断面積を有する。容器40が金属製の場合、容器40の内面にハニカム状電極42bを接触させるだけで、ハニカム状電極42bを電極線42aの対極にすることができる。これ以外の構造は図１に示すものと同じでよい。電極線42aとハニカム状電極42bと間に１μs以下の短パルス電圧を印加すると、パルスストリーマ放電が発生する。
【００３０】
図７(a)〜図７(d) は、異なる極性が交互に位置するように複数本の電極線42c，42dが容器40内を延在する以外図１に示すのと同じ放電処理装置４を示す。各電極線42c，42dは絶縁材42c’，42d’で被覆しても良い。また絶縁材で被覆する代りに、各電極線42c，42dをハニカム状誘電体のセルに１つずつ収容しても良い。異なる極性の電極42c，42d間に電圧を印加すると、バリア放電が発生する。
【００３１】
図８は、放電処理装置４用の容器40の入口40aと誘導加熱装置３用の容器30の出口30bとの間に、絶縁性パッキン46，46を介して、電極線42が貫通する絶縁性筒体45が設けられた例を示す。この例では、容器30，40は金属製である。絶縁性筒体45は耐熱ガラス、セラミックス等からなるのが好ましい。絶縁性パッキン46，46は、金属製容器30，40と絶縁性筒体45との熱膨張差を吸収するもので、絶縁性の他に柔軟性及び耐熱性を有する必要がある。そのため、絶縁性パッキン46，46はテフロン（登録商標）等の樹脂により形成するのが好ましい。
【００３２】
図９は、放電処理装置４用の容器40がセラミックス等の絶縁性材料からなる例を示す。この例では、電極線42用の電線42aと対極47用の電線47aとは絶縁性容器40を貫通している。電極線42及び対極47の形態は上記と同じで良い。誘導加熱装置３用の容器30と活性水蒸気噴出管５とが金属製の場合、それらと容器40との熱膨張差を吸収するために、容器40と容器30との間及び容器40と管５との間にそれぞれ絶縁性パッキン46，46を設けるのが好ましい。また容器30も絶縁性材料からなる場合、絶縁性パッキン46は容器40と管５との間だけに設ければ良い。
【００３３】
[2] 第二の活性水蒸気発生装置
図10に示すように、第二の活性水蒸気発生装置は、水蒸気の誘導加熱域13と放電処理域14とが絶縁性容器15内に収容されている点で第一の活性水蒸気発生装置と異なる。ボイラーのパイプから流入する水蒸気は、誘導加熱域13内の高周波誘導加熱部材（例えば多孔質金属部材）33により加熱されて過熱水蒸気となり、次いで下流の放電処理域14内に設けられた電極線42により放電処理されて活性水蒸気になる。誘導加熱域13と放電処理域14とが１つの絶縁性容器15に収容されているので、圧損が少なく効率よく活性水蒸気を発生させることができる。なお、誘導加熱部材33及び電極線42については上記と同じものを使用できる。
【００３４】
[3] 活性水蒸気の用途
本発明の装置により得られる活性水蒸気は、高活性のヒドロキシラジカルを高濃度で含むので、コピー等の印刷物の消色、バイオマス（植物、微生物等）の分解及び炭化、各種物品の滅菌、食品の加工（加熱、乾燥、焙煎等）、プラスチックフィルムの表面処理、半導体洗浄、産業廃棄物処理、土壌改良等に利用できる。特に無酸素状態で発生させた活性水蒸気はオゾンを含まないので、環境への悪影響が少なく、開放系でも使用することができる。ヒドロキシラジカルは、有機物等との反応により速やかに消費され、また寿命がマイクロ秒のオーダー（約20μsec〜約50μsec）と非常に短いので、開放系で使用しても問題ない。
【００３５】
活性水蒸気で印刷物の消色を行う場合、図11(a) 及び図11(b) に示すように、印刷物Pの幅に対応する吹出口5aを有する排出管５を活性水蒸気発生装置の出口に設けるのが好ましい。印刷物Pをロール６で搬送しながら、印刷面に活性水蒸気を吹き付けると、印字や画像は迅速に消色される。本発明の装置で得られる活性水蒸気は200℃以下でも高い活性（酸化力）を有するので、比較的低温で紙を炭化することなく、迅速に消色することができる。活性水蒸気は特にインクジェットインクの印字及び画像の消色に適している。なお、排出管５の吹出口5aに逆極性の電極51a，51bを交互に設け、吹出口5aで活性水蒸気に放電してもよい。
【００３６】
活性水蒸気でバイオマスを炭化させる場合、図12に示すように、活性水蒸気発生装置の排出管５を処理チャンバ７の下流端壁に接続する。コンベア70により過熱水蒸気と向流に搬送されるバイオマスBは活性水蒸気により迅速に炭化される。活性水蒸気は200℃以下でもバイオマスを炭化できるので、ベンツピレン等の有害物質の生成を伴わずに、低コストでカーボンを製造することができる。また実質的に無酸素とすると、カーボンの燃焼ロスが少ない。特に実質的に無酸素で350℃以下の活性水蒸気により得られるカーボンは親水性を有するので、インクジェットインク用インク等に好適である。なお排出管５の接続位置は限定的ではなく、また必要に応じて複数の活性水蒸気発生装置を処理チャンバ７に取り付けても良い。
【００３７】
以上の通り本発明を図面及び実施例を参照して詳細に説明したが、本発明はそれらに限定されず、本発明の趣旨を変更しない限り種々の変更を加えることができる。例えば多孔質部材は、上記以外にハニカム構造、格子構造、メッシュ構造、不織布構造等でも良い。
【図１（ａ）】
2009148000.tif 000003
【図１（ｂ）】
2009148000.tif 000004
【図１（ｃ）】
2009148000.tif 000005
【図２】
2009148000.tif 000006
【図３（ａ）】
2009148000.tif 000007
【図３（ｂ）】
2009148000.tif 000008
【図３（ｃ）】
2009148000.tif 000009
【図４】
2009148000.tif 000010
【図５（ａ）】
2009148000.tif 000011
【図５（ｂ）】
2009148000.tif 000012
【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図７（ｃ）】
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【図７（ｄ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月30日(2009.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）入口及び出口を有する第一の容器と、前記第一の容器の外周に設けられた高周波誘導コイルと、前記第一の容器に収容され、水蒸気が流通可能で前記高周波誘導コイルにより誘導加熱される部材とを具備する水蒸気の誘導加熱装置と、（ｂ）前記誘導加熱装置の下流に設けられ、前記誘導加熱装置の出口と連通する入口及び活性水蒸気を噴出する出口を有する第二の容器と、誘導加熱した水蒸気を放電処理するために前記第二の容器内に設けられた少なくとも一組の電極とを有する放電処理装置とを具備する活性水蒸気発生装置であって、前記誘導加熱装置の出口から流出した過熱水蒸気を前記放電処理装置内で放電処理することにより活性水蒸気にし、前記出口から噴出することを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が多孔質部材であることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が導電性を有する軟磁性金属材料からなることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が３０〜８０容積％の空隙率を有することを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材の空隙率は前記第一の容器の入口側より出口側の方が高いことを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項６】
請求項５に記載の活性水蒸気発生装置において、前記第一の容器に入口側より順に空隙率が増大する複数の多孔質部材が収容されていることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項７】
請求項６に記載の活性水蒸気発生装置において、前記第一及び第二の容器は金属製であり、前記誘導加熱装置と前記放電処理装置とは絶縁性筒体を介して連結しており、前記放電処理装置の一方の電極が前記絶縁性筒体を貫通していることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の活性水蒸気発生装置において、前記第一及び第二の容器がともに絶縁性セラミックスからなることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項９】
入口及び出口を有するとともに上流側及び下流側にそれぞれ水蒸気の誘導加熱域及び放電処理域を有する絶縁性容器と、前記誘導加熱域の外周に設けられた高周波誘導コイルと、前記誘導加熱域内に設けられ、水蒸気が流通可能で前記高周波コイルにより誘導加熱される部材と、前記放電処理域内に設けられた少なくとも一組の電極とを具備し、前記入口より前記絶縁性容器内に導入された水蒸気は前記誘導加熱域での誘導加熱により過熱水蒸気となり、次いで前記放電処理域での放電処理により活性水蒸気となることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が多孔質部材であることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が導電性を有する軟磁性金属材料からなることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材が３０〜８０容積％の空隙率を有することを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱部材の空隙率は前記絶縁性容器の入口側より出口側の方が高いことを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の活性水蒸気発生装置において、前記誘導加熱域に入口側より順に空隙率が増大する複数の多孔質部材が収容されていることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の活性水蒸気発生装置において、前記過熱水蒸気の温度が１２０〜３５０℃であることを特徴とする活性水蒸気発生装置。
【国際調査報告】
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