(57)【要約】【課題】過熱水蒸気の発生効率を高め、簡単で安価な過熱水蒸気発生装置を提供すること。【解決手段】誘導コイル３が巻き付けられると共に内部に水或いは水蒸気が通される水蒸気流通管体１の内部に発熱体となる鋼球４を封入した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導コイルによる交流磁界が及ぶ範囲内に設けられると共に内部に水或いは水蒸気が通される管体内部に、球体、多面体、粒体の少なくとも何れかからなり、前記交流磁界により発熱する塊状の発熱体を封入したことを特徴とする過熱水蒸気発生装置。
【請求項２】
誘導コイルが巻き付けられると共に内部に水或いは水蒸気が通される管体内部に、球体、多面体、粒体の少なくとも何れかからなり、前記誘導コイルの交流磁界により発熱する塊状の発熱体を封入したことを特徴とする過熱水蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は水又は水蒸気を加熱して過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、食品の加工処理・解凍・焙煎・乾燥や有機性廃棄物の炭化処理・乾燥・減容化、各種熱源、金属の表面処理等々における熱源として過熱水蒸気が知られている。過熱水蒸気は通常の水蒸気（100°C）より更に加熱された水蒸気であり、高温で活性が高いこと、温度が簡単に800℃くらいまで上がること、温度制御がしやすいこと、乾燥空気より物質の乾燥能力や熱を伝える効率が高いこと、物質の焼却能力や油の除去機能が高いこと等、酸化を嫌う食物の焙煎に適する機能を持っている。
【０００３】
従来から、このような過熱水蒸気を発生させるために誘導コイルの誘導加熱を利用する過熱水蒸気発生装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この過熱水蒸気発生装置は、導電性を有する管体の周囲に誘導コイルを巻き付け、誘導コイルに交流電流を流し、この交流磁界により誘導加熱された管体内部に水蒸気を供給して過熱し、過熱水蒸気を発生させるものである。
【特許文献１】特開２００４−１４１４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の過熱水蒸気発生装置では今ひとつ効率が悪いので、管体内の水蒸気の加熱効率を上げるために、管径を小さくした管体を複数本重ねたり、内部に波板状の部材や金属チェーンを収納して効率を高めようとするものもある。
【０００６】
しかし、このように構成すると、過熱水蒸気発生装置の構造が複雑になり、高価になるという問題があった。
【０００７】
この発明の目的は、管体にて過熱水蒸気を発生させるための効率を高め、更に、簡単且つ安価な過熱水蒸気発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願の請求項１の過熱水蒸気発生装置は、誘導コイルによる交流磁界が及ぶ範囲内に配設されると共に内部に水或いは水蒸気が通される管体内部に、球体、多面体、粒体の少なくとも何れかからなり、前記交流磁界により発熱する塊状の発熱体を封入したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２の過熱水蒸気発生装置は、誘導コイルが巻き付けられると共に内部に水或いは水蒸気が通される管体内部に、球体、多面体、粒体の少なくとも何れかからなり、前記誘導コイルの交流磁界により発熱する塊状の発熱体を封入したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１、２にかかる過熱水蒸気発生装置によれば、管体の内部に、球体、多面体、粒体の少なくとも何れかからなる塊状の発熱体を封入したので、誘導コイルに交流電流を通電して管体内部に交流磁界を発生させると、交流磁界により誘導加熱される発熱体と水蒸気との接触面積を最適に増やすことができ、必要な水蒸気量と必要な温度に加熱された水蒸気を効率的に得ることができる。しかも、管体内部に塊状の発熱体を封入するので、構造も簡単であり、安価に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態にかかる過熱水蒸気発生装置を図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態にかかる過熱水蒸気発生装置としての水蒸気流通管体１を示す。この水蒸気流通管体１の一端部は図示しないボイラーなどの水蒸気発生器に接続され、水蒸気流通管体１の内部には水蒸気が供給され、水蒸気流通管体１において水蒸気を更に加熱するようになっている。水蒸気流通管体１の他方の端部は乾燥や焙煎等の熱処理を行うための機器に接続され、一例として食品の乾燥処理等が行われる。
【００１２】
水蒸気流通管体１は非導電性の例えばセラミック等で構成されており、この水蒸気流通管体１の外周部は円筒状で非導電体からなる断熱材２で覆われている。断熱材２の外周部は誘導コイル３が巻かれている。誘導コイル３の両端は交流電源に接続されている。水蒸気流通管体１の内部には、図１（ｂ）に示すように、塊状の発熱体としての導電性の鋼球４が多数収納されている。この鋼球４には誘導コイル３に流れる交流電流の交流磁界に誘導されて渦電流が発生し、そのジュール熱により鋼球４が発熱する。水蒸気流通管体１の内部には水蒸気が供給されるので、発熱した鋼球４によって水蒸気が加熱されて供給対象部位に供給される。
【００１３】
水蒸気流通管体１の内部に収納される鋼球４の直径は、水蒸気流通管体１の直径＞鋼球４の直径となる大きさとされ、出力する水蒸気量、過熱水蒸気温度、立ち上がり時間により、鋼球４の直径や材質を選定し、最適なものとする。
【００１４】
図２（ａ）は、他の実施の形態を示す。この実施の形態にかかる水蒸気流通管体１の内部に複数の鋼球５が収納されている。鋼球５は、図１（ａ）の鋼球４よりも球体の直径が小さいものとされ、水蒸気流通管体１の断面図において複数の鋼球５が配置されている。
【００１５】
このように、水蒸気流通管体１の断面図内において鋼球５を複数配置すれば、水蒸気の流れを複雑にし、接触面積を増やすことが出来る。また、鋼球５の直径を小さくすると、球単位の温度上昇時間が小さくなるため、過熱水蒸気の立ち上がり時間を調整できる。
【００１６】
なお、鋼球４、５は中空の球体でも良く、中空の鋼球４、５を使用することによって、鋼球４、５の熱容量を小さくできるため、過熱の立ち上がりをより速くすることも可能である。
【００１７】
また、水蒸気流通管体１が非導電性の絶縁体である場合には、水蒸気への過熱は水蒸気流通管体１の内部に収納した鋼球４、５が行うこととなる一方、水蒸気流通管体１自身は断熱材としても機能出来るため、水蒸気への過熱効率の向上がより期待できる。
【００１８】
上述の水蒸気流通管体１によれば、導電性或いは非導電性の水蒸気流通管体１の内部に鋼球４、５を入れて、内部を流れる水蒸気の流れを乱し、水蒸気と鋼球４、５との接触面積を増やすことによって、水蒸気への伝熱効率を向上させ、加熱効率を大幅に向上させることが出来る。
【００１９】
水蒸気を通す水蒸気流通管体１が導電性である場合には、水蒸気流通管体１と鋼球４、５が水蒸気への加熱を行うこととなり、鋼球４、５による加熱効率の改善効果を期待できる。
【００２０】
また、鋼球５の直径を小さくし、水蒸気流通管体１の横断面内において鋼球５を複数個並ぶように配置し、水蒸気流通管体１の長手方向に連なる鋼球５の列を複数本設置すると、水蒸気が鋼球５に接触する接触面積を増やことが出来、加熱効率が向上する。更に、鋼球４、５が球体であるために、水蒸気流通管体１を折り返して水蒸気の加熱経路を長くすることが容易であり、効率改善が容易に行える。
【００２１】
収納する鋼球４、５の大きさや数量或いは水蒸気量を調整したり、過熱水蒸気温度ごとに水蒸気流通面積や接触面積を調整することも容易となり、過熱水蒸気発生装置の加熱効率の調整を容易且つ安価に行える。また、水蒸気流通管体１の直径よりも小さな直径の鋼球４、５を内部に収納するために、管体が曲がった形状や同心円状に巻かれる複雑な形状であっても、一定の加熱効率を維持したり、最適な加熱条件を得ることが出来る。
【００２２】
なお、図示しないが平面状の誘導コイルを用いる場合、平坦な誘導コイルの上方に渦巻き状の管体が配置されることが予想されるが、そのような構造であっても内部に球体封入が容易である。また、上述の鋼球４、５の代わりに多面体、粒体の塊状部材を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態にかかる過熱水蒸気発生装置の水蒸気流通管体１を示す横断面図、（ｂ）は（ａ）の水蒸気流通管体の部分断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第２の実施の形態にかかる過熱水蒸気発生装置の水蒸気流通管体１を示す横断面図、（ｂ）は（ａ）の水蒸気流通管体の部分断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  水蒸気流通管体
２  断熱材
３  誘導コイル
４、５  鋼球（塊状の発熱体）
【図１】
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【図２】
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