(57)【要約】【課題】反応炉の周囲への熱の影響を低減する過熱蒸気処理装置を提供する。【解決手段】過熱蒸気処理装置１０は、被処理物を格納する反応炉３０と、反応炉３０に過熱蒸気を供給する蒸気発生部とを備え、反応炉３０は、被処理物を内部に投入可能な開口３３および開口３３の周囲に位置する開口周縁部３４を含む本体３２と、開口３３を塞ぐことが可能な蓋３１とを備え、蓋３１が開口３３を塞いだ状態において、蓋３１の開口周縁部３４側の面のうちの開口周縁部３４と対応する部分、および、開口周縁部３４の蓋３１側の面のうちの蓋３１と対応する部分の少なくとも一方に凹部４０が設けられる。【選択図】図４
2018035994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を格納する反応炉と、
前記反応炉に過熱蒸気を供給する蒸気発生部とを備え、
前記反応炉は、前記被処理物を内部に投入可能な開口および前記開口の周囲に位置する開口周縁部を含む本体と、前記開口を塞ぐことが可能な蓋とを備え、
前記蓋が前記開口を塞いだ状態において、前記蓋の前記開口周縁部側の面のうちの前記開口周縁部と対応する部分、および、前記開口周縁部の前記蓋側の面のうちの前記蓋と対応する部分の少なくとも一方に凹部が設けられる
過熱蒸気処理装置。
【請求項２】
前記開口周縁部は、フランジを含む
請求項１に記載の過熱蒸気処理装置。
【請求項３】
前記凹部は、溝を含む
請求項１または２に記載の過熱蒸気処理装置。
【請求項４】
前記溝は、前記開口を囲むように形成される
請求項３に記載の過熱蒸気処理装置。
【請求項５】
前記溝は、第１の溝と、前記第１の溝よりも前記開口側に設けられる第２の溝とを備える
請求項３または４に記載の過熱蒸気処理装置。
【請求項６】
前記第１の溝の幅は、前記第２の溝の幅よりも狭い
請求項５に記載の過熱蒸気処理装置。
【請求項７】
前記第１の溝の深さは、前記第２の溝の深さよりも浅い
請求項５または６に記載の過熱蒸気処理装置。
【請求項８】
前記本体を移動可能に支持する支持装置をさらに備え、
前記支持装置は、前記蓋に前記本体を押し付けることにより前記開口を塞ぐ
請求項１〜７のいずれか一項に記載の過熱蒸気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は過熱蒸気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
過熱蒸気により、被処理物の乾燥処理、焼成処理、および、除菌処理等を行う過熱蒸気処理装置が知られている。特許文献１は、蓋および開口周縁部を有する過熱蒸気処理装置の一例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７２５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の過熱蒸気処理装置は、過熱蒸気による処理時において、蓋と開口周縁部との間からの放熱により、反応炉の周囲に位置する人または物への熱の影響が増大するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、反応炉の周囲への熱の影響を低減する過熱蒸気処理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】
上記課題を解決する過熱蒸気処理装置は、被処理物を格納する反応炉と、前記反応炉に過熱蒸気を供給する蒸気発生部とを備え、前記反応炉は、前記被処理物を内部に投入可能な開口および前記開口の周囲に位置する開口周縁部を含む本体と、前記開口を塞ぐことが可能な蓋とを備え、前記蓋が前記開口を塞いだ状態において、前記蓋の前記開口周縁部側の面のうちの前記開口周縁部と対応する部分、および、前記開口周縁部の前記蓋側の面のうちの前記蓋と対応する部分の少なくとも一方に凹部が設けられる。
【０００７】
凹部に含まれる空気により、反応炉の開口周縁部と蓋との間から熱が放熱されにくい。このため、反応炉の周囲への熱の影響が低減される。
前記過熱蒸気処理装置の一例において、前記開口周縁部は、フランジを含む。
【０００８】
開口周縁部がフランジを含むことにより、開口周縁部が広くなる。このため、反応炉の開口周縁部と蓋との間から熱がより放熱されにくい。
前記過熱蒸気処理装置の一例において、前記凹部は、溝を含む。
【０００９】
溝を含む構成により、凹部の長さが長くなる。このため、凹部に含まれる空気の量が増え、反応炉の開口周縁部と蓋との間から熱がより放熱されにくい。
前記過熱蒸気処理装置の一例において、前記溝は、前記開口を囲むように形成される。
【００１０】
溝が開口の周囲を囲むことにより、開口から反応炉の周囲に向かう全方向への放熱が低減される。
前記過熱蒸気処理装置の一例において、前記溝は、第１の溝と、前記第１の溝よりも前記開口側に設けられる第２の溝とを備える。
【００１１】
開口から反応炉の周囲に向かう方向に対して、複数の溝が設けられるため、反応炉の熱がより放熱されにくい。
前記過熱蒸気処理装置の一例において、前記第１の溝の幅は、前記第２の溝の幅よりも狭い。
【００１２】
開口周縁部の強度は、第２の溝よりも第１の溝のほうが高い。このため、反応炉の外から加えられる衝撃または荷重等により開口周縁部が割れにくい。
前記過熱蒸気処理装置の一例において、前記第１の溝の深さは、前記第２の溝の深さよりも浅い。
【００１３】
開口周縁部の強度は、第２の溝よりも第１の溝のほうが高い。このため、反応炉の外から加えられる衝撃または荷重等により開口周縁部が割れにくい。
前記過熱蒸気処理装置の一例において、前記本体を移動可能に支持する支持装置をさらに備え、前記支持装置は、前記蓋に前記本体を押し付けることにより前記開口を塞ぐ。
【００１４】
支持装置が本体と蓋とを密着させ、反応炉の開口周縁部と蓋との間から熱が放熱されにくくする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の過熱蒸気処理装置は、周囲への熱の影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の過熱蒸気処理装置の斜視図。
【図２】図１のハウジングが省略された状態の斜視図。
【図３】図２の３−３線の断面図。
【図４】図３の反応炉の拡大図。
【図５】図４の５−５線の断面図。
【図６】図１の過熱蒸気処理装置のブロック図。
【図７】第１の変形例の凹部を示す図。
【図８】第２の変形例の凹部を示す図。
【図９】第３の変形例の凹部を示す図。
【図１０】第４の変形例の凹部を示す図。
【図１１】第５の変形例の凹部を示す図。
【図１２】第６の変形例の凹部を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態）
図１に示されるように、過熱蒸気処理装置１０は、制御装置１１、操作部１２、および、ハウジング１３を備える。過熱蒸気処理装置１０は、過熱蒸気処理装置本体２０（図２参照）を備える。
【００１８】
制御装置１１は、過熱蒸気処理装置本体２０の動作を制御する。操作部１２は、表示部１２Ａおよびボタン１２Ｂを備える。表示部１２Ａは、過熱蒸気処理装置本体２０の状態等を表示する。ボタン１２Ｂは、過熱蒸気処理装置本体２０を操作するためのインタフェースである。ハウジング１３は、過熱蒸気処理装置本体２０を格納している。ハウジング１３は、口１３Ａおよび扉１３Ｂを備える。扉１３Ｂは、作業者または制御装置１１により開閉され、口１３Ａを塞ぐことができる。
【００１９】
図２に示されるように、過熱蒸気処理装置本体２０は、蒸気発生装置２２および反応炉３０を備える。反応炉３０は被処理物（図示略）を格納する。反応炉３０は、例えば、ステンレス鋼等の金属で形成される。被処理物は、例えば、衣類、廃棄食品、および、樹脂製の廃棄物である。
【００２０】
蒸気発生装置２２は、蒸気発生部２２Ａおよびタンク２２Ｂを備える。蒸気発生部２２Ａは、過熱蒸気を反応炉３０に供給する。過熱蒸気は、水を沸騰させることにより得られる摂氏１００度の蒸気を、さらに加熱した蒸気である。タンク２２Ｂには、過熱蒸気を発生させるための水が溜められる。蒸気発生部２２Ａは、タンク２２Ｂに溜められた水を用いて過熱蒸気を発生させる。
【００２１】
過熱蒸気処理装置本体２０は、反応炉ケース２１を備える。反応炉ケース２１は、柱２１Ａ、上壁２１Ｂ、下壁２１Ｃ、および、側壁２１Ｄを備える。上壁２１Ｂ、下壁２１Ｃ、および、側壁２１Ｄは、それぞれ柱２１Ａに取り付けられ、反応炉３０を囲うように設けられている。
【００２２】
排気管２３は、反応炉３０に接続され、蒸気発生装置２２から反応炉３０に供給された過熱蒸気をハウジング１３の外に排出する。排気管２３は、例えば、Ｕ字形状であり、ステンレス鋼等の金属で形成される。
【００２３】
過熱蒸気処理装置１０は、ヒータ２５および支持装置５０を備える。ヒータ２５は、反応炉３０の側面を囲むように設けられ、反応炉３０を温める機能を有する。ヒータ２５は、例えば、電気ヒータである。支持装置５０は、反応炉３０を移動可能に支持する。
【００２４】
過熱蒸気処理装置本体２０は、蒸気流入管２６Ａ、蒸気流出管２６Ｂ、および、温度計２６Ｃを備える。蒸気流入管２６Ａは、蒸気発生装置２２と反応炉３０とを連通する。蒸気流出管２６Ｂは、排気管２３と反応炉３０とを連通する。温度計２６Ｃは、反応炉３０の内部の温度を計測する。
【００２５】
図３に示されるように、反応炉３０は、蓋３１および本体３２を備える。本体３２は、開口３３を含む。被処理物は、開口３３を通じて反応炉３０の内部に投入される。蓋３１は、開口３３を塞ぐことが可能である。
【００２６】
過熱蒸気処理装置本体２０は、第１の断熱材２４Ａ、および、第２の断熱材２４Ｂを備える。第１の断熱材２４Ａおよび第２の断熱材２４Ｂは、反応炉３０の熱がそれぞれ下方および上方に放熱されることを妨げる。第２の断熱材２４Ｂは、反応炉ケース２１の上壁２１Ｂに取り付けられている。蓋３１は、第２の断熱材２４Ｂに取り付けられている。
【００２７】
支持装置５０は、蓋３１に本体３２を押し付けることにより開口３３を塞ぐことが可能である。支持装置５０は、アクチュエータ５１、ピストン５２、ばね５３、第１のばねハウジング５４、第２のばねハウジング５５、ターンテーブル５６、軸５７、および、台座５８を備える。アクチュエータ５１は、例えば、電気モータである。ピストン５２は、アクチュエータ５１により上下方向に移動可能に支持され、反応炉ケース２１の下壁２１Ｃを貫通している。
【００２８】
台座５８は、反応炉ケース２１の下壁２１Ｃに取り付けられている。軸５７は、台座５８に取り付けられ、ターンテーブル５６を貫通している。ターンテーブル５６は、軸５７を中心に回転可能であり、軸５７に沿って上下方向に移動可能である。台座５８は、ターンテーブル５６の上下方向の位置を規定している。
【００２９】
ターンテーブル５６には、第１のばねハウジング５４の端部５４Ａが取り付けられている。第１のばねハウジング５４は中空の円筒状であり、第２のばねハウジング５５を収容している。第２のばねハウジング５５は、ばね５３を収容している。ばね５３の端部５３Ａは、ターンテーブル５６に取り付けられている。ばね５３の端部５３Ｂは、第２のばねハウジング５５の端部５５Ａに取り付けられている。第１のばねハウジング５４および第２のばねハウジング５５は、第１のばねハウジング５４の端部５４Ａと第２のばねハウジング５５の端部５５Ｂとの間に隙間ができるように形成される。
【００３０】
ピストン５２が第１の位置に位置するとき、ピストン５２の先端５２Ａと第２のばねハウジング５５とは接触しない。ピストン５２が第１の位置よりも上方の第２の位置に位置するとき、ピストン５２の先端５２Ａと第２のばねハウジング５５とは接触し、ばね５３はターンテーブル５６に押し付けられる。
【００３１】
図４に示されるように、本体３２は、例えば、中空の円筒状である。本体３２は、側壁３２Ａを含む。反応炉３０の本体３２は、開口周縁部３４を含む。開口周縁部３４は、開口３３の周囲に位置する。開口周縁部３４は、側壁３２Ａの端部３２Ｂおよびフランジ３４Ａを含む。蓋３１は、凹部４０を含む。蓋３１が開口３３を塞いだ状態において、蓋３１の開口周縁部３４側の面のうちの開口周縁部３４に対応する部分に凹部４０が設けられる。
【００３２】
図５に示されるように、蓋３１は、蒸気流入口３１Ａ、蒸気流出口３１Ｂ、および、温度計測口３１Ｃを備える。蒸気流入口３１Ａは、蒸気流入管２６Ａに接続される。蒸気流出口３１Ｂは、蒸気流出管２６Ｂに接続される。温度計測口３１Ｃには温度計２６Ｃが取り付けられる。凹部４０は、溝４１を含む。溝４１は、開口３３を囲むように形成される。溝４１の形状は、例えば、環状である。溝４１は、第１の溝４２および第２の溝４３を備える。第２の溝４３は、第１の溝４２よりも開口３３側に設けられる。
【００３３】
図６は、過熱蒸気処理装置１０のブロック図である。制御装置１１は、制御部１１Ａを含む。制御部１１Ａの一例は、マイクロコンピュータである。
温度計２６Ｃは反応炉３０の内部の温度を計測し、計測した温度の情報を制御装置１１に送信する。制御部１１Ａは、温度計２６Ｃからの信号を表示部１２Ａに送信し、表示部１２Ａに過熱蒸気処理装置本体２０の状態を表示させる。
【００３４】
作業者は、表示部１２Ａに表示された過熱蒸気処理装置本体２０の状態に基づいてボタン１２Ｂを押下する。操作部１２は、制御装置１１に信号を送信する。信号の例は、過熱蒸気の噴射および噴射停止の信号、ヒータ２５の作動および停止の信号、支持装置５０のピストン５２の上昇および下降の信号、ならびに、扉１３Ｂの開閉信号である。
【００３５】
制御部１１Ａは、操作部１２からの信号に基づいて、蒸気発生装置２２、ヒータ２５、および、支持装置５０を制御する信号を、蒸気発生装置２２、ヒータ２５、および、支持装置５０に送信する。
【００３６】
支持装置５０は制御部１１Ａからの信号を受信し、アクチュエータ５１によりピストン５２を動作させる。支持装置５０は、第１の状態、第２の状態、および、第３の状態を取り得る。第１の状態は、扉１３Ｂが開いた状態において、ターンテーブル５６が、口１３Ａからハウジング１３の外部に出ている状態である。第２の状態は、ターンテーブル５６が、口１３Ａからハウジング１３の内部に格納され、ピストン５２が第１の位置に位置する状態である。第３の状態は、ターンテーブル５６が、口１３Ａからハウジング１３の内部に格納され、ピストン５２が第２の位置に位置する状態である。
【００３７】
図３に示されるように、支持装置５０が第２の状態のとき、支持装置５０が制御部１１Ａからの開口３３を塞ぐ信号を受信すると、アクチュエータ５１が駆動され、ピストン５２が上昇する。ピストン５２は、第２のばねハウジング５５に接触し、ばね５３を蓋３１に押し付ける。ターンテーブル５６は、台座５８から離れる。ピストン５２は、本体３２をさらに上方に移動させて、第３の状態に移行する。本体３２を蓋３１に押し付ける強さは、ばね５３をたわませる量により調節できる。
【００３８】
支持装置５０が第３の状態のとき、支持装置５０が制御部１１Ａからの開口３３を塞がない信号を受信すると、アクチュエータ５１が駆動され、ピストン５２が下降する。それに伴い、本体３２が下降し、ターンテーブル５６が台座５８に接触し、ピストン５２が第２のばねハウジング５５から離れる。そして、支持装置５０は、第２の状態となる。
【００３９】
支持装置５０が第３の状態、かつ、口１３Ａが開放された状態において、作業者は、ターンテーブル５６を軸５７を中心に回転させる。ターンテーブル５６は、口１３Ａを通ってハウジング１３の外部に位置する。支持装置５０は、第１の状態となる。作業者は、反応炉３０の内部に被処理物を配置、または、反応炉３０の内部から被処理物を取り出し可能である。
【００４０】
図６に示されるように、ヒータ２５は、制御部１１Ａからの信号を受信し、反応炉３０を加熱する。ヒータ２５による加熱後の反応炉３０の温度は、例えば、摂氏２００度である。過熱蒸気処理装置１０の動作開始時において、反応炉３０の温度は、室温程度である。このとき、反応炉３０に過熱蒸気を噴射すると、過熱蒸気の熱量は、反応炉３０の加熱のために使用され、被処理物が加熱されにくい。反応炉３０の温度が比較的低いときにヒータ２５が反応炉３０を加熱することにより、被処理物を短時間で加熱できる。
【００４１】
その後、反応炉３０は、蒸気発生部２２Ａが発生した過熱蒸気を被処理物に噴射し、被処理物を加熱処理する。加熱処理中の反応炉３０の内部の温度は、例えば、摂氏８００度〜１０００度である。噴射および噴射停止の切り替えは、例えば、蒸気流入管２６Ａ内に設けられる弁（図示略）により行われる。
【００４２】
反応炉３０の内部の熱は、蓋３１、本体３２、および、蓋３１と本体３２との間から反応炉３０の外に放熱される。図４および図５に示されるように、蓋３１には、凹部４０が設けられる。蓋３１が本体３２の開口３３を塞いだ状態において、凹部４０の空間は空気を含む。本体３２を構成する材料の一例であるステンレス鋼の熱伝導率は、１６Ｗ／ｍＫ〜２６Ｗ／ｍＫである。摂氏０度〜１０００度における空気の熱伝導率は、０．０２４１Ｗ／ｍＫ〜０．０８０２Ｗ／ｍＫである。反応炉３０は、凹部４０の空間に含まれる空気により、熱を外部に放熱しにくい。
【００４３】
また、蓋３１と開口周縁部３４との間から過熱蒸気が漏れ出した場合、漏れ出した過熱蒸気は、凹部４０の空間に含まれる空気と混ぜ合わされる。混ぜ合わされた気体は、反応炉内の過熱蒸気の温度よりも低い。このため、開口３３と凹部４０との間から過熱蒸気が漏れ出したとしても、周囲に与える熱の影響を低減させることができる。
【００４４】
凹部４０は、第１の溝４２および第２の溝４３を含む。この構成では、さらに第２の溝４３および第１の溝４２の空間に含まれる空気と混ぜ合わされる機会がある。このため、蓋３１と開口周縁部３４との間から漏れ出した過熱蒸気による熱の影響をより低減させることができる。
【００４５】
（変形例）
上記実施の形態に関する説明は本発明に従う過熱蒸気処理装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う過熱蒸気処理装置は実施形態以外に例えば以下に示される上記実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
【００４６】
・溝４１の数は、任意に変更可能である。例えば、反応炉３０は、１つ、または、３つ以上の溝４１を含む。
・開口周縁部３４の構成は、任意に変更可能である。例えば、開口周縁部３４は、フランジ３４Ａを含まない。このとき、凹部４０は、本体３２の側壁３２Ａ、または、蓋３１に設けられる。
【００４７】
・凹部４０が形成される場所は、任意に変更可能である。図７に示される第１の例では、開口周縁部３４は、凹部４０を含む。蓋３１が開口３３を塞いだ状態において、開口周縁部３４には蓋３１との間に凹部４０が形成される。
【００４８】
図８に示される第２の例では、開口周縁部３４および蓋３１は、凹部４０を含む。蓋３１が開口３３を塞いだ状態において、開口周縁部３４には蓋３１との間に凹部４０が形成され、蓋３１には開口周縁部３４との間に凹部４０が形成される。
【００４９】
・溝４１が含まれる凹部４０の形状は、任意に変更可能である。図９に示される第１の例では、第１の溝４２の幅は、第２の溝４３の幅よりも狭い。
図１０に示される第２の例では、第１の溝４２の深さは、第２の溝４３の深さよりも浅い。第１の例および第２の例における開口周縁部３４の強度は、第２の溝４３よりも第１の溝４２のほうが高い。このため、反応炉３０の外から加えられる衝撃または荷重等により開口周縁部が割れにくい。第３の例では、第１の溝４２の幅は、第２の溝４３の幅よりも広い。第４の例では、第１の溝４２の深さは、第２の溝４３の深さよりも深い。
【００５０】
図１１に示される第５の例では、第３の溝４４がさらに形成される。反応炉３０が過熱蒸気処理装置１０の中央に配置できず作業者の位置に近い場合に、第３の溝４４を作業者の位置に向けて設けることにより、作業者への熱の影響をさらに低減することができる。
【００５１】
図１２に示される第６の例では、円筒形状の凹部４０が形成される。
【符号の説明】
【００５２】
１０  ：過熱蒸気処理装置
１１  ：制御装置
１１Ａ：制御部
２２Ａ：蒸気発生部
３０  ：反応炉
３１  ：蓋
３２  ：本体
３３  ：開口
３４  ：開口周縁部
３４Ａ：フランジ
４０  ：凹部
４１  ：溝
４２  ：第１の溝
４３  ：第２の溝
５０  ：支持装置
【図１】
2018035994.tif 000003
【図２】
2018035994.tif 000004
【図３】
2018035994.tif 000005
【図４】
2018035994.tif 000006
【図５】
2018035994.tif 000007
【図６】
2018035994.tif 000008
【図７】
2018035994.tif 000009
【図８】
2018035994.tif 000010
【図９】
2018035994.tif 000011
【図１０】
2018035994.tif 000012
【図１１】
2018035994.tif 000013
【図１２】
2018035994.tif 000014