(57)【要約】【課題】水温乱れの原因となる飽和槽への常温水補給を行わず、安定して目的温度の飽和蒸気を発生させることのできる飽和蒸気発生装置を提供する。【解決手段】コントローラ５０は、飽和蒸気温度Ｔｄに応じて、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が略等しくなる、予め計測された前置飽和槽液温度Ｔａを示す温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気温度に対して温度制御テーブルから定まる前置飽和槽液温度Ｔａを設定値に用いて、前置飽和槽液温度センサＴ１０が計測する前置飽和槽液温度Ｔａが当該設定値に一致するように、前置飽和槽１０のヒータ１２を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内に水を補給する給水手段、当該槽内に空気を導入して水中に拡散させる前置拡散手段、当該槽を加熱する前置加熱手段を有し、前置飽和蒸気を生成する前置飽和槽と、
槽内に上記前置飽和蒸気を導入して水中に拡散させる拡散手段、当該槽を加熱する加熱手段を有し、飽和蒸気を生成する飽和槽と、
上記飽和槽の水温を計測する飽和槽液温度センサと、
上記飽和蒸気の温度を計測する飽和蒸気温度センサとを有する飽和蒸気発生装置において、
上記飽和槽液温度センサが計測する上記飽和槽の水温と上記飽和蒸気温度センサが計測する上記飽和蒸気の温度との差が所定の範囲となるように、上記前置飽和槽の上記前置加熱手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする飽和蒸気発生装置。
【請求項２】
前置飽和槽の水温を計測する前置飽和槽液温度センサを備え、
制御手段は、飽和蒸気の温度に応じて、飽和槽の水温と当該飽和蒸気の温度の差が所定の範囲となる、予め計測された上記前置飽和槽の水温を示す温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気の温度に対して上記温度制御テーブルから定まる上記前置飽和槽の水温を設定値に用いて、上記前置飽和槽液温度センサが計測する上記前置飽和槽の水温が当該設定値に一致するように、上記前置飽和槽の前置加熱手段を制御することを特徴とする請求項１記載の飽和蒸気発生装置。
【請求項３】
前置飽和槽で生成され、飽和槽に導入される前置飽和蒸気の飽和槽入口温度を計測する前置飽和蒸気温度センサを備え、
制御手段は、飽和蒸気の温度に応じて、上記飽和槽の水温と当該飽和蒸気の温度の差が所定の範囲となる、予め計測された上記前置飽和蒸気の飽和槽入口温度を示す温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気の温度に対して上記温度制御テーブルから定まる上記前置飽和蒸気の飽和槽入口温度を設定値に用いて、上記前置飽和蒸気温度センサが計測する上記前置飽和蒸気の飽和槽入口温度が当該設定値に一致するように、上記前置飽和槽の前置加熱手段を制御することを特徴とする請求項１記載の飽和蒸気発生装置。
【請求項４】
前置飽和槽が生成した前置飽和蒸気を飽和槽へ中継する、加熱制御された安定槽を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の飽和蒸気発生装置。
【請求項５】
安定槽は、前置飽和蒸気の結露を検出する結露センサを有することを特徴とする請求項４記載の飽和蒸気発生装置。
【請求項６】
制御手段は、飽和槽の水温と飽和蒸気の温度との差が略等しくなるように、前置飽和槽の前置加熱手段を制御することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の飽和蒸気発生装置。
【請求項７】
制御手段は、１００℃以上の飽和蒸気に応じた温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気の温度を１００℃以上とすることを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の飽和蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、湿度センサの特性評価を行うための高温高湿環境を作り出す飽和蒸気発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
湿度センサの特性評価法として、ＪＩＳ Ｂ ７９２０に二圧力・二温度法が規定されている。この二圧力・二温度法等に用いられる飽和蒸気発生装置は、水の入った飽和槽と、飽和槽の中間位置にあって気体の通過を制限する多孔性部材と、多孔性部材で仕切られた飽和槽の上下区画にそれぞれ設けられた上部加熱装置及び下部加熱装置とからなる（例えば、特許文献１参照）。飽和槽には、底部から常温水が補給されており、下部加熱装置が水を目的温度以上に加熱し、上部加熱装置が目的温度に加熱している。飽和槽の底部から供給される空気は、水中に分散されて気泡となり、多孔質部材で一度停止した後ここを通過して水面まで上昇する間に目的温度の飽和蒸気となる。
【０００３】
このような、従来の飽和蒸気発生装置では、常温水が補給されることに起因して水温の乱れが発生するが、気泡で覆われた多孔質部材により上下区画の水の対流が分断され、かつ、上下区画独立して水温制御することにより、下側区画の水温の乱れが上側区画へ影響することを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１８７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係る飽和蒸気発生装置では飽和槽への常温水補給を前提としているため、多孔性部材、上部加熱装置及び下部加熱装置を用いて上下区画独立して水温制御を実施する必要があり、装置の構成及び制御が複雑となってしまう。
【０００６】
他方、近年、１００℃以上の高温度領域で湿度計測するニーズが高まっている。そのため、高温度環境で湿度センサの特性評価を行う必要があり、高温高湿環境を作り出す飽和蒸気発生装置が求められている。
飽和の状態とは、水から蒸発する水蒸気分子の量と、水に戻り凝結する気体の水蒸気分子の量が平衡している状態であり、相対湿度１００％の状態である。１００℃以上の高温度領域では、指数関数的に飽和水蒸気量が増加するため、水の蒸発潜熱と気体の顕熱の授受により、飽和槽の水温が低下してしまう。すると、水面の温度における水の水蒸気圧と水面近傍の空間の水蒸気圧のバランスが崩れ、飽和状態を作るのが困難となる。また、飽和槽の水面付近では水の蒸発潜熱の授受により水温が低下しやすく、飽和蒸気が目的温度に達しない等の安定性欠如の課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、水温乱れの原因となる飽和槽への常温水補給を行わず、安定して目的温度の飽和蒸気を発生させることのできる飽和蒸気発生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】
この発明の請求項１に係る飽和蒸気発生装置は、飽和槽液温度センサが計測する飽和槽の水温と飽和蒸気温度センサが計測する飽和蒸気の温度との差が所定の範囲となるように、前置飽和槽の前置加熱手段を制御する制御手段を備えるものである。
【０００９】
この発明の請求項２に係る飽和蒸気発生装置は、前置飽和槽の水温を計測する前置飽和槽液温度センサを備え、制御手段は、飽和蒸気の温度に応じて、飽和槽の水温と当該飽和蒸気の温度の差が所定の範囲となる、予め計測された前置飽和槽の水温を示す温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気の温度に対して温度制御テーブルから定まる前置飽和槽の水温を設定値に用いて、前置飽和槽液温度センサが計測する前置飽和槽の水温が当該設定値に一致するように、前置飽和槽の前置加熱手段を制御するものである。
【００１０】
この発明の請求項３に係る飽和蒸気発生装置は、前置飽和槽で生成され、飽和槽に導入される前置飽和蒸気の飽和槽入口温度を計測する前置飽和蒸気温度センサを備え、制御手段は、飽和蒸気の温度に応じて、飽和槽の水温と当該飽和蒸気の温度の差が所定の範囲となる、予め計測された前置飽和蒸気の飽和槽入口温度を示す温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気の温度に対して温度制御テーブルから定まる前置飽和蒸気の飽和槽入口温度を設定値に用いて、前置飽和蒸気温度センサが計測する前置飽和蒸気の飽和槽入口温度が当該設定値に一致するように、前置飽和槽の前置加熱手段を制御するものである。
【００１１】
この発明の請求項４に係る飽和蒸気発生装置は、前置飽和槽が生成した前置飽和蒸気を飽和槽へ中継する、加熱制御された安定槽を備えるものである。
【００１２】
この発明の請求項５に係る飽和蒸気発生装置は、安定槽は、前置飽和蒸気の結露を検出する結露センサを有するものである。
【００１３】
この発明の請求項６に係る飽和蒸気発生装置は、制御手段は、飽和槽の水温と飽和蒸気の温度との差が略等しくなるように、前置飽和槽の前置加熱手段を制御するものである。
【００１４】
この発明の請求項７に係る飽和蒸気発生装置は、１００℃以上の飽和蒸気に応じた温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気の温度を１００℃以上とするようにしたものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１〜３に係る発明によれば、飽和槽への常温水補給を行わないことにより水温の乱れを防ぐようにし、かつ、飽和槽の水温と飽和蒸気の温度との差が所定の範囲となるように前置加熱手段を制御するようにしたので、所望の温度の飽和蒸気を安定して生成することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、前置飽和槽が生成した前置飽和蒸気を飽和槽へ中継する、加熱制御された安定槽を備えるようにしたので、所望の温度の飽和蒸気をより安定して生成することができる。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、安定槽内の結露を検出するようにしたので、飽和蒸気発生装置の運転状況及び飽和蒸気の生成状況を把握することができる。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、飽和槽の水温と飽和蒸気の温度との差が略等しくなるように、前置加熱手段を制御するようにしたので、飽和槽内で飽和状態を作り出すことができ、この結果、所望の温度の飽和蒸気を安定して生成することができる。
【００１９】
請求項７に係る発明によれば、１００℃以上の飽和蒸気に応じた温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気の温度を１００℃以上にするようにしたので、飽和水蒸気量が指数関数的に増加するために飽和状態を作るのが困難な１００℃以上の高温領域でも飽和蒸気を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る飽和蒸気発生装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る飽和蒸気発生装置について、飽和蒸気の温度制御に関する構成を抜粋した模式図である。
【図３】前置飽和槽液温度Ｔａ、飽和槽液温度Ｔｃ及び飽和蒸気温度Ｔｄの関係を示すグラフである。
【図４】図３に示す実測結果に基づく、前置飽和槽液温度Ｔａと、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差との関係を示すグラフである。
【図５】実施の形態３に係る飽和蒸気発生装置について、飽和蒸気の温度制御に関する構成を抜粋した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る飽和蒸気発生装置の構成を示す図である。この飽和蒸気発生装置は、前置飽和蒸気を生成する前置飽和槽１０と、前置飽和槽１０から飽和槽３０へ前置飽和蒸気を中継する安定槽２０と、前置飽和蒸気から目的温度の飽和蒸気を生成する飽和槽３０と、飽和蒸気から湿度センサの性能評価を行うための試験蒸気を作り出す試験槽４０とを備える。なお、図中の矢印は、空気の流れる方向を示す。
【００２２】
エアドライヤ（不図示）を通って相対湿度略０％になった圧縮空気が、圧縮空気供給路１に導入され、レギュレータ２を介してマスフローコントローラ３で流量を制御され、バルブ４を通過して前置飽和槽１０の内部へ導出される。
また、常温水が給水路（給水手段）５を通って前置飽和槽１０の内部へ給水される。
【００２３】
前置飽和槽１０の水はヒータ（前置加熱手段）１２によって加熱される。圧縮空気供給路１から前置飽和槽１０内部に導かれた乾燥空気は、空気拡散手段（前置拡散手段）１１によって水中に拡散されて、前置飽和蒸気となる。なお、この例では空気拡散手段１１を前置飽和槽１０底部に設置してバブリングする構成にしたが、これに限定されるものではなく、前置飽和槽１０上部に設置して水面上に空気を走らせる構成にしてもよい。
なお、前置飽和槽液温度センサＴ１０が前置飽和槽１０の水温（以下、前置飽和槽液温度）Ｔａを計測し、前置飽和槽圧力センサＰ１０が前置飽和槽１０の圧力を計測する。
【００２４】
前置飽和槽１０が生成した前置飽和蒸気は、前置飽和蒸気通路１３に導入されてヒータ１５によって昇温され、バルブ１４を介して安定槽２０へ導かれる。安定槽２０及び飽和槽３０は圧力容器であり、恒温液槽（加熱手段）２１内に設置されている。安定槽２０は恒温液槽２１により加熱制御されている。なお、この例では安定槽２０を恒温液槽２１内に設置しているが、独立した加熱手段により温度制御してもよい。
安定槽２０は昇温した前置飽和蒸気及び結露した水を一時的に溜める容器であり、前置飽和蒸気は前置飽和蒸気通路２２から飽和槽３０へ導かれる。
なお、前置飽和蒸気温度センサＴ２０が安定槽２０内部の前置飽和蒸気温度Ｔｂを計測する。
【００２５】
飽和槽３０の水は、恒温液槽２１によって恒温に保たれる。この恒温液槽２１は、槽内の液体を飽和槽３０の設定水温Ｔｃと略同じ温度に制御することにより安定槽２０及び飽和槽３０を恒温制御するものであり、恒温液槽に代えてヒータ等を用いてもよい。安定槽２０から飽和槽３０内部に導かれた前置飽和蒸気は、空気拡散手段（拡散手段）３１によって再び水中に拡散されて、目的温度の飽和蒸気となる。なお、空気拡散手段３１は空気拡散手段１１と同様に前置飽和蒸気をバブリングする構成でも水面上を走らせる構成でもよい。
なお、飽和槽液温度センサＴ３０が飽和槽３０の水温（以下、飽和槽液温度Ｔｃ）を計測し、飽和蒸気温度センサＴ３１が飽和蒸気温度Ｔｄを計測し、飽和槽圧力センサＰ３０が飽和槽３０の圧力を計測する。
【００２６】
このように、この飽和蒸気発生装置では、前置飽和槽１０に対して常温水を補給し、飽和槽３０に対しては補給しないようにしたので、飽和槽３０において常温水補給に起因する水温の乱れが発生しない。従って、安定して目的温度の飽和蒸気を生成することができる。
【００２７】
飽和槽３０が生成した飽和蒸気は、飽和蒸気通路３２に導入されてヒータ３３によって結露しないよう露点温度以上に昇温され、バルブ３４及び熱交換器４２を介して試験槽４０へ導かれる。試験槽４０は圧力容器であり、恒温液槽４１内に設置されて恒温に保たれる。試験槽４０内の試験蒸気は、試験蒸気通路４４に導入され、熱交換器４５及びバルブ４７を通過して導出される。
なお、試験蒸気温度センサＴ４０が試験蒸気温度を計測し、試験槽圧力センサＰ４０が試験槽４０の圧力を計測する。また、湿度センサＨが試験槽４０内部の試験蒸気の相対湿度を計測する。
【００２８】
飽和蒸気の圧力が変化すれば相対湿度も変化し、また、温度が変化すれば相対温度も変化するため、試験槽４０ではＪＩＳ Ｂ ７９２０に規定される二圧力・二温度法に基づいて、熱交換器４２，４５により相対湿度１００％の飽和蒸気の圧力及び温度を調整して所望の相対湿度の試験蒸気を生成する。これらの構成により、任意の温湿度環境を作り出して、湿度センサの性能評価を行う。
【００２９】
次に、本実施の形態１に係る飽和蒸気発生装置において、飽和槽３０にて高温高湿の飽和蒸気を生成するための温度制御方法を説明する。
二圧力・二温度法の原理を用いた飽和蒸気発生装置では、１気圧以外の圧力の飽和蒸気も生成するため、飽和蒸気温度が１００℃以上にもなる。しかし、先立って説明したように、１００℃以上の高温度領域では指数関数的に飽和水蒸気量が増加するので、飽和槽３０では水の蒸発潜熱と飽和蒸気の顕熱の授受によって飽和槽の水温が低下しやすくなり、目的温度の飽和蒸気を安定的に生成することが困難となる。そこで、本実施の形態１では、飽和槽の水温と飽和蒸気の温度の差が小さくなるような温度制御を行って、１００℃以上の飽和蒸気を安定的に生成する。
【００３０】
図２は、本実施の形態１に係る飽和蒸気発生装置について、温度制御に関する構成を抜粋した模式図である。ここでは、ヒータ１２の一例としてコイルヒータを用いる。コントローラ（制御手段）５０は、前置飽和槽液温度センサＴ１０が計測する前置飽和槽液温度Ｔａと、前置飽和蒸気温度センサＴ２０が計測する安定槽２０内の前置飽和蒸気温度Ｔｂと、飽和槽液温度センサＴ３０が計測する飽和槽液温度Ｔｃと、飽和蒸気温度センサＴ３１が計測する飽和蒸気温度Ｔｄとを取得すると共に、これら計測温度に基づいて前置飽和槽１０のヒータ１２を制御し、前置飽和槽液温度Ｔａを調整する。
また、このコントローラ５０には、実測値に基づいて作成された温度制御テーブルが設定されている。
【００３１】
先ず、温度制御テーブルの作成方法を説明する。
前置飽和槽液温度Ｔａが飽和槽液温度Ｔｃより高くなるようヒータ１２、恒温液槽２１を制御して、前置飽和槽１０で乾燥空気に水分を含ませた後、安定槽２０を経由して飽和槽３０へ導入する。これにより、飽和槽３０の内部に水分が過剰にある状態を作り出す。この状態で、前置飽和槽１０をヒータ１２で加熱して前置飽和槽液温度Ｔａを操作し、前置飽和槽液温度Ｔａと、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差との関係を調査し、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が小さくなるような前置飽和槽液温度Ｔａの温度範囲を求める。
【００３２】
図３は、前置飽和槽液温度Ｔａ、飽和槽液温度Ｔｃ（■）及び飽和蒸気温度Ｔｄ（□）の関係を示すグラフである。縦軸は飽和槽液温度Ｔｃ及び飽和蒸気温度Ｔｄの温度、横軸は前置飽和槽液温度Ｔａの温度を示す。図４は、図３に示す実測結果に基づく、前置飽和槽液温度Ｔａと、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差との関係を示すグラフである。この例では、恒温液槽２１を１３０℃一定に制御し、前置飽和槽液温度Ｔａを１２８〜１４６℃に操作した場合の実測値を示す。なお、実測値には、各センサの計測精度や槽内の環境ゆらぎに起因した不確かさが含まれるため、図４のグラフに不確かさの幅を示す。
【００３３】
前置飽和槽液温度Ｔａが１２８〜１３２℃の温度範囲Ｉでは、飽和槽液温度Ｔｃが低下し、それにつられるように飽和蒸気温度Ｔｄの温度も低下する。これは飽和槽３０で蒸発が起きているためである。
その後、前置飽和槽液温度Ｔａの上昇に伴って、次第に飽和槽３０の温度も上昇していくが、途中温度変化が穏やかになる。この間、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差がなくなっていく。また、不確かさの幅も、温度範囲ＩＩで小さくなる。
前置飽和槽液温度Ｔａが１３２〜１３８℃付近となる温度範囲ＩＩでは温度差がなくなり、１３８℃以上で安定槽２０の温度上昇が顕著に現れ、その影響で飽和槽３０の飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの高低が逆転する（温度範囲ＩＩＩ）。
従って、飽和点は温度範囲ＩＩにあると考えられる。不確かさも考慮した場合、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が０になる条件は、前置飽和槽液温度Ｔａが１３２〜１３８℃となる温度範囲にあると推定される。
【００３４】
以上より、飽和蒸気の目的温度が１３０．０〜１３０．４℃の場合、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が０になる前置飽和槽液温度Ｔａは、１３２〜１３８℃である。
さらに、飽和蒸気の目的温度１３０．０〜１３０．４℃以外についても同様実測を行い、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が０になる前置飽和槽液温度Ｔａを求め、温度制御テーブルを作成して、コントローラ５０に設定する。
【００３５】
コントローラ５０は、飽和蒸気の目的温度に対して、温度制御テーブルから定まる前置飽和槽液温度Ｔａを設定値に用いて、前置飽和槽液温度センサＴ１０が計測する前置飽和槽液温度Ｔａがこの設定値に一致するようにヒータ１２を制御する。
【００３６】
なお、安定槽２０に結露センサを設置して結露を検出するようにしてもよい。上述したように、本実施の形態１では、前置飽和槽液温度Ｔａが飽和槽液温度Ｔｃより高くなるようヒータ１２、恒温液槽２１を制御している。このため、前置飽和槽１０及び安定槽２０の温度制御が温度制御テーブル通りに実施されている場合には、安定槽２０で結露が生じる。従って、安定槽２０で結露が生じているか否かを確認すれば、飽和蒸気の生成状態を把握することができる。例えば、運転開始後に安定槽２０の結露センサが結露を検出すれば飽和槽３０へ十分な前置飽和蒸気の供給がなされていることになり、一方、結露の検出が途切れた場合は、飽和蒸気発生装置内に何らかの不具合が発生したことを把握することができる。
【００３７】
以上より、実施の形態１によれば、槽内に水を補給する給水路５、当該槽内に圧縮空気供給路１から供給される空気を導入して水中に拡散させる空気拡散手段１１、当該槽を加熱するヒータ１２を有し、前置飽和蒸気を生成する前置飽和槽１０と、槽内に前置飽和蒸気を導入して水中に拡散させる空気拡散手段３１、当該槽を加熱する恒温液槽２１を有し、飽和蒸気を生成する飽和槽３０と、前置飽和槽液温度Ｔａを計測する前置飽和槽液温度センサＴ１０と、飽和槽液温度Ｔｃを計測する飽和槽液温度センサＴ３０と、飽和蒸気温度Ｔｄを計測する飽和蒸気温度センサＴ３１と、飽和蒸気温度Ｔｄに応じて飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が略等しくなる、予め計測された前置飽和槽液温度Ｔａを示す温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気温度に対して温度制御テーブルから定まる前置飽和槽液温度Ｔａを設定値に用いて、前置飽和槽液温度センサＴ１０が計測する前置飽和槽液温度Ｔａが当該設定値に一致するように、前置飽和槽１０のヒータ１２を制御するコントローラ５０とを備えるように構成した。このため、飽和槽３０に給水をしないことにより飽和槽３０内の水温の乱れを防ぎ、かつ、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が略等しくなるようにヒータ１２を制御するようにしたので、飽和槽３０内で飽和状態を作り出すことができ、所望の温度の飽和蒸気を安定して生成することができる。
【００３８】
また、実施の形態１によれば、前置飽和槽１０が生成した前置飽和蒸気を飽和槽３０へ中継する、恒温液槽２１によって加熱制御された安定槽２０を備えるようにしたので、所望の温度の飽和蒸気をより安定して生成することができる。
【００３９】
また、実施の形態１によれば、安定槽２０内の結露を検出するようにしたので、飽和蒸気発生装置の運転状況及び飽和蒸気の生成状況を把握することができる。
【００４０】
また、実施の形態１によれば、コントローラ５０が１００℃以上の飽和蒸気に応じた温度制御テーブルを有し、１００℃以上の飽和蒸気を生成するようにしたので、飽和水蒸気量が指数関数的に増加するために飽和状態を作るのが困難な１００℃以上の高温領域でも飽和蒸気を生成することができる。
【００４１】
実施の形態２．
実施の形態１に係る飽和蒸気発生装置は安定槽２０を備える構成であったが、この安定槽２０を省略することもできる。
図５は、本実施の形態２に係る飽和蒸気発生装置について、温度制御に関する構成を抜粋した模式図である。なお、図５において図２と同一又は相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。図５に示すように、本実施の形態２では前置飽和槽１０で生成した前置飽和蒸気を、安定槽を経由せず、飽和槽３０へ直接導き入れる。
【００４２】
なお、安定槽がない場合でも温度制御方法は実施の形態１と同様であり、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が所定の範囲になる前置飽和槽液温度Ｔａを予め計測して求め、温度制御テーブルを作成してコントローラ５０に設定する。
コントローラ５０は、飽和蒸気の目的温度に対して、温度制御テーブルから定まる前置飽和槽液温度Ｔａを設定値に用いて、前置飽和槽液温度センサＴ１０が計測する前置飽和槽液温度Ｔａがこの設定値に一致するようにヒータ１２を制御する。
【００４３】
以上より、実施の形態２によれば、安定槽２０を省略した飽和蒸気発生装置であっても、コントローラ５０が、飽和蒸気温度Ｔｄに応じて飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が略等しくなる、予め計測された前置飽和槽液温度Ｔａを示す温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気温度に対して温度制御テーブルから定まる前置飽和槽液温度Ｔａを設定値に用いて、前置飽和槽液温度センサＴ１０が計測する前置飽和槽液温度Ｔａが当該設定値に一致するように、前置飽和槽１０のヒータ１２を制御するように構成した。このため、安定槽２０を省略する分、構成を簡易にすることができる。
【００４４】
実施の形態３．
本実施の形態３に係る飽和蒸気発生装置の構成は、図１及び図２に示す飽和蒸気発生装置と図面上では同様の構成であるため、以下では図１及び図２を援用して説明する。上記実施の形態１，２はコントローラ５０がヒータ１２を制御して前置飽和槽液温度Ｔａを調整する構成としたが、本実施の形態３ではコントローラ５０がヒータ１２を制御して安定槽２０内の前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂを調整する構成にする。
【００４５】
本実施の形態３において、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が所定の範囲になる安定槽２０内の前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂを予め計測して求め、温度制御テーブルを作成してコントローラ５０に設定する。
コントローラ５０は、飽和蒸気の目的温度に対して、温度制御テーブルから定まる前置飽和蒸気温度Ｔｂを設定値に用いて、前置飽和蒸気温度センサＴ２０が計測する安定槽２０内の前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂがこの設定値に一致するようにヒータ１２を制御する。
【００４６】
以上より、実施の形態３によれば、安定槽２０内の前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂを計測する前置飽和蒸気温度センサＴ２０を備え、コントローラ５０は、飽和蒸気温度Ｔｄに応じて飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が略等しくなる、予め計測された安定槽２０内の前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂを示す温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気温度に対して温度制御テーブルから定まる前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂを設定値に用いて、前置飽和蒸気温度センサＴ２０が計測する安定槽２０内の前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂが当該設定値に一致するように、前置飽和槽１０のヒータ１２を制御するように構成した。このため、所望の温度の飽和蒸気を安定して生成することができる。また、安定槽２０を備えることにより、安定性が向上する。
【００４７】
実施の形態４．
上記実施の形態３に係る飽和蒸気発生装置は安定槽２０を備える構成であったが、この安定槽２０を省略することもできる。
本実施の形態４に係る飽和蒸気発生装置の構成は、図５に示す飽和蒸気発生装置と図面上では同様の構成であるため、以下では図５を援用して説明する。本実施の形態４では、前置飽和槽１０で生成した前置飽和蒸気を、安定槽を経由せず、飽和槽３０へ直接導き入れる。この構成の場合には、前置飽和蒸気通路１３の飽和槽３０の入口付近の前置飽和蒸気温度を前置飽和蒸気温度センサＴ２０’により計測し、前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂ’とする。
【００４８】
さらに、飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が所定の範囲になる前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂ’を前置飽和蒸気温度センサＴ２０’により予め計測して求め、温度制御テーブルを作成してコントローラ５０に設定する。
コントローラ５０は、飽和蒸気の目的温度に対して、温度制御テーブルから定まる前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂ’を設定値に用いて、前置飽和蒸気温度センサＴ２０’が計測する前置飽和蒸気通路１３の前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂ’がこの設定値に一致するようにヒータ１２を制御する。
【００４９】
以上より、実施の形態４によれば、前置飽和蒸気通路１３内の前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂ’を計測する前置飽和蒸気温度センサＴ２０’を備え、コントローラ５０は、飽和蒸気温度Ｔｄに応じて飽和槽液温度Ｔｃと飽和蒸気温度Ｔｄの温度差が略等しくなる、予め計測された前置飽和蒸気通路１３の前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂ’を示す温度制御テーブルを有し、所望の飽和蒸気温度に対して温度制御テーブルから定まる前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂ’を設定値に用いて、前置飽和蒸気温度センサＴ２０’が計測する前置飽和蒸気通路１３の前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）Ｔｂ’が当該設定値に一致するように、前置飽和槽１０のヒータ１２を制御するように構成した。このため、所望の温度の飽和蒸気を安定して生成することができる。
【００５０】
なお、実施の形態１〜４では、コントローラ５０が１００℃以上の飽和蒸気に応じた温度制御テーブルを有し、１００℃以上の飽和蒸気を生成するようにしたので、飽和水蒸気量が指数関数的に増加するために飽和状態を作るのが困難な１００℃以上の高温領域でも飽和蒸気を生成することができるが、１００℃未満の温度領域の飽和蒸気も生成可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５１】
１  圧縮空気供給路
２  レギュレータ
３  マスフローコントローラ
４  バルブ
５  給水路（給水手段）
１０  前置飽和槽
１１  空気拡散手段（前置拡散手段）
１２  ヒータ（前置加熱手段）
１３  前置飽和蒸気通路
１４  バルブ
１５  ヒータ
２０  安定槽
２１  恒温液槽（加熱手段）
２２  前置飽和蒸気通路
３０  飽和槽
３１  空気拡散手段（拡散手段）
３２  飽和蒸気通路
３３  ヒータ
３４  バルブ
４０  試験槽
４１  恒温液槽
４２  熱交換器
４３  試験蒸気通路
４４  試験蒸気通路
４５  熱交換器
４６  ヒータ
４７  バルブ
５０  コントローラ（制御手段）
Ｔａ  前置飽和槽液温度
Ｔｂ，Ｔｂ’  前置飽和蒸気温度（飽和槽入口温度）
Ｔｃ  飽和槽液温度
Ｔｄ  飽和蒸気温度
Ｔ１０  前置飽和槽液温度センサ
Ｔ２０，Ｔ２０’  前置飽和蒸気温度センサ
Ｔ３０  飽和槽液温度センサ
Ｔ３１  飽和蒸気温度センサ
Ｔ４０  試験蒸気温度センサ
Ｐ１０  前置飽和槽圧力センサ
Ｐ３０  飽和槽圧力センサ
Ｐ４０  試験槽圧力センサ
Ｈ  湿度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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