(57)【要約】本発明は、少なくとも１つの流体（８）用容器（５）と、電流源（２）と、制御装置（３）と、供給ライン（７）を介して容器（５）と接続され、ノズルからスチーム噴射を発生するバーナー（６）とを含むスチーム切断装置（１）に関する。本発明によれば、スチーム切断手順の完了時または完了後に、供給ライン（７）及び／又はバーナー（６）を圧力軽減するために、リリーフライン（２２）が供給ライン（７）に接続される。これにより、待機モード中またはスチーム切断装置の停止後に、バーナー内での流体が全くまたは殆ど無くなって、後蒸発を回避できる。制御弁（２４）をリリーフラインに設けることができ、これは、バーナー（６）内の圧力を決定するためのセンサ（２５）と接続された制御装置（３）と接続可能である。
2007537042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの流体（８）用容器（５）と、電流源（２）と、制御装置（３）と、供給ライン（７）を介して容器（５）と接続され、ノズルからスチーム噴射を発生するバーナー（６）とを含むスチーム切断装置（１）であって、
スチーム切断手順の完了時または完了後に供給ライン（７）及び／又はバーナー（６）を圧力軽減するために、供給ライン（７）と連通するリリーフライン（２２）が設けられることを特徴とするスチーム切断装置（１）。
【請求項２】
リリーフライン（２２）は、バーナー（６）の内部またはバーナー（６）の領域において、供給ライン（７）と接続されることを特徴とする請求項１記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項３】
リリーフライン（２２）の断面は、供給ライン（７）及び／又はバーナー（６）でのノズル出口開口の断面より大きいことを特徴とする請求項１または２記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項４】
バーナー（６）内およびバーナー（６）に面する供給ライン（７）内で必要な流体動作圧力を高めるためのポンプ（２３）が、供給ライン（７）に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項５】
逆止弁（２６）が、リリーフライン（２２）に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項６】
供給ライン（７）の圧力軽減とともに、バーナー（６）内及び／又は供給ライン（７）内の圧力を制御するための制御弁（２４）が、リリーフライン（２２）に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項７】
フロー抵抗器（２７）が、リリーフライン（２２）に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項８】
流体（８）の圧力を所望の動作圧力に減少させるための減圧弁（２８）が設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項９】
ポンプ（２３）は、流体（８）を２つのフロー方向、即ち、バーナー（６）の方向およびその反対方向に、配給するように構成されることを特徴とする請求項４〜７８いずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項１０】
リリーフライン（２２）は、圧力軽減の際、流体（８）がリリーフライン（２２）を介して容器（５）へ再循環可能なように、容器（５）と接続されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項１１】
容器（５）は、ガスボトルまたはガスカートリッジで形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項１２】
予め定めた圧力が、容器（５）内で蓄積されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項１３】
戻り止め弁（３１）が、供給ライン（７）に配置されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項１４】
戻り止め弁（３１’）が、リリーフライン（２２）に配置されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項１５】
供給ライン（７）に配置された戻り止め弁（３１）は、０．０１バールから１０バール、特に１バールの圧力で開くように設計されることを特徴とする請求項１３または１４記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項１６】
リリーフライン（２２）に配置された戻り止め弁（３１’）は、１ミリバールから１０００ミリバール、特に５０ミリバールの圧力で開くように設計されることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項１７】
流体（８）は、水からなることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項１８】
流体（８）を浄化するためのフィルタ（４０）が、好ましくは、容器（５）内及び／又は供給ライン（７）内及び／又はリリーフライン（２２）内及び／又は補充容器（４１）内に配置されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項１９】
バーナー（６）内及び／又は供給ライン（７）内及び／又はリリーフライン（２２）内の圧力を検出するためのセンサ（２５）が設けられることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項２０】
センサ（２５）は、制御装置（３）と接続されていることを特徴とする請求項１９記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項２１】
制御装置（３）は、圧力依存制御のために、ポンプ（２３）及び／又は制御弁（２４）及び／又は逆止弁（２６）及び／又はフロー抵抗器（２７）及び／又は減圧弁（２８）と接続されていることを特徴とする請求項２０記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項２２】
蒸発器（４２）が、供給ライン（７）に設置されていることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【請求項２３】
スチーム切断装置（１）の動作パラメータを検出して処理するための手段が設けられることを特徴とする請求項１〜２２のいずれかに記載のスチーム切断装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの流体用容器と、電流(current)源と、制御装置と、供給ラインを介して容器と接続され、ノズルからスチーム噴射を発生するバーナーとを含むスチーム切断装置に関する。
【０００２】
流体容器、電流源および制御装置は、通常、適切なラインを介してバーナーと接続された基本装置に配置される。
【背景技術】
【０００３】
オーストリア特許第４０６５５９Ｂ号は、スチーム切断方法のためのバーナーが制御装置および供給装置に接続されており、これは公知である。そこでは、カソード、必要ならばアノード、流体供給システム、およびカソード領域に延びるチャネルが、バーナーに配置される。チャネルは、流体供給システムの供給ラインと接続可能である。バーナーおよびチャネルは、フローチャネル、流体チャネルまたは長手溝をそれぞれ備える。チャネルは、アノードまたはカソードから供給ライン方向に延びて、カソードまたはカソードスリーブと蒸発(evaporate)エレメントとの間に配置される。チャネルは、流体をガスに変換するように機能する。これは、フローチャネル、流体チャネルまたは長手溝への入り口とカソードおよびアノード間のスペースとの間で行われる。
【０００４】
該バーナーは、スチーム切断手順の完了時、即ち、バーナーをオフにする時、または待機(standby)動作の際に、バーナーおよび供給ラインに圧力が存在し続けるという不具合がある。このことは、後蒸発(post-evaporate)を引き起こし、バーナーからの流体漏れを生じさせることがあり、スチーム切断動作に必要な流体の重大な量的損失をもたらすことがある。さらに、バーナーおよび供給ラインでの圧力減少は、バーナーでの流体の沸点の低下を伴い、高温のバーナーによって流体のガス状態への更なる変換を自動的に生じさせ、不定の期間、流体が蒸発し続けることになり、続いてさらにバーナーが冷却した場合、液体状態に再変換され、漏出することがある。その結果、バーナーがより速やかに冷却して、スチーム切断手順の再スタートのとき、かなりの遅れを生じさせる。更なる問題は、供給ラインからの流体漏れに起因して、供給ラインに流体が存在せず、あるいは僅かしか存在しないことから、再スタートのとき個々の流体供給を再び立ち上げる必要がある点である。最初に言及した特許明細書は、スチーム切断装置のバーナーへの流体供給に関して詳細に記述していない。この特許は、バーナーの構造について詳細に記述しているだけである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって本発明の目的は、待機動作中またはスチーム切断装置をオフにした後に、バーナーに可能な限り少量または全く流体の存在しないスチーム切断装置を提供することである。さらに、スチーム切断手順の完了時に、バーナーから漏出する流体が可能な限り少なくすることである。最後に、スチーム切断器への流体供給が、基本装置に設けられた流体容器とバーナーとの間でレベル相違から可能な限り独立させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は、スチーム切断手順の完了時または完了後に供給ライン及び／又はバーナーを圧力軽減するために、供給ラインと連通するリリーフ(relief)ラインを設けることにより達成される。
【０００７】
その利点は、リリーフラインにより、切断プロセスの完了時に、バーナー内およびバーナーの供給ライン内に存在する流体圧力が減少しまたは軽減される点である。切断プロセスの完了後、バーナーおよび供給ライン内に存在する過剰な流体は、リリーフラインを介して排出される。これによりバーナーおよび供給ラインは、スチーム切断手順の終了後に圧力軽減されて、スチーム切断装置の動作後だけ、バーナーまたはバーナーノズルから漏出する流体が僅かまたは皆無になる。さらに、例えば、容器のレベルより下方に位置した切断場所でバーナーを使用した場合、バーナー内の圧力増加が生ずることがあり、リリーフラインを介して容易に排出されるようになる。
【０００８】
リリーフラインは、バーナー内部またはバーナー領域の供給ラインと接続した場合、スチーム切断装置での圧力軽減は最も有効なものになろう。これにより、バーナーでの流体漏れ箇所からリリーフラインへの供給経路が短くなり、圧力は極めて速やかに減少させることができ、切断プロセスの完了後に漏出し得る流体が皆無またはほんの僅かな量になるようになる。
【０００９】
好都合には、リリーフラインの断面は、供給ライン及び／又はバーナーでのノズル出口開口の断面より大きい。このことは、リリーフラインの断面がより大きいため、より多くの流体が排出可能になり、バーナーおよび供給ラインの実質的に加速した圧力軽減を確保する。
【００１０】
本発明の更なる特徴によれば、バーナー内およびバーナーに面する供給ライン内で必要な流体動作圧力を高めるためのポンプが、供給ラインに配置される。これによりスチーム切断手順に必要な流体供給システムでの圧力を、簡単な方法で高めることが可能になる。
【００１１】
例えば、逆止弁、制御弁、フロー抵抗器をリリーフラインに配置した場合、スチーム切断プロセスの関数として圧力軽減の制御を実現することができる。
【００１２】
流体圧力の所望の動作圧力への適合は、減圧弁の支援により行うことができる。これは、スチーム切断器からの自動圧力適合を簡単かつ費用対効果の高い方法で可能にする。他の利点は、使用者による調整の必要がない点であり、これにより操作エラーを排除する。
【００１３】
いずれかのフロー方向への流体輸送用に設計されたポンプを用いた場合、リリーフラインは、例えば、弁などの追加の構造的部品を節約するようにして、供給ラインによって形成することができる。
【００１４】
圧力軽減の際、流体がリリーフラインを経由して容器へ再循環可能なように、リリーフラインが容器に接続された場合、流体は失われなくなり、この流体は次の切断プロセスに再利用される。
【００１５】
容器は、例えば、ガスボトルまたはガスカートリッジで形成可能であり、予め定めた圧力が容器内で構築される。そして、流体は、弁を開けるだけでバーナーに向けて案内され、複雑で高価なポンプは必要でなくなる。
【００１６】
供給ラインおよび必要ならばリリーフラインにおいて、予め定めた圧力で、一方向に自動的に開いて反対方向で閉じる戻り止め(nonreturn)弁を備える構成によって、スチーム切断装置の簡単かつ低コストの自動圧力適合および圧力軽減が得られる。
【００１７】
好都合には、流体は水からなる。よって、所定組成の高価な流体は必要でなく、使用者は、切断プロセス用に、例えば、水道水を使用できる。
【００１８】
流体供給システムおよびバーナーの石灰沈着(calcification)および汚染を、可能な限り簡単かつ費用対効果の高い方法で防止するために、本発明の更なる特徴は、流体を浄化するためのフィルタを提供し、これは、好ましくは容器内及び／又は供給ライン内及び／又はリリーフライン内及び／又は補充(refill)容器内に配置される。
【００１９】
バーナー内及び／又は供給ライン内及び／又はリリーフライン内の圧力を検出するためのセンサを設けた場合、個々の弁が制御装置に伝達可能になり、制御回路を構成する。圧力の代わりに又は圧力に加えて、センサの支援により流体の流量(flow rate)を検出することも可能である。センサに接続された制御装置は、ポンプ及び／又は制御弁及び／又は逆止弁及び／又はフロー抵抗器及び／又は減圧弁と接続され、圧力依存制御のための制御回路を構成する。こうして簡単な方法で必要な値への自動適合が可能になる。他の利点は、圧力を個々の条件に適合させるために、流体供給のための圧力調整を実施するオプションを使用者に提供する点である。
【００２０】
蒸発器を供給ライン内に設置した場合、スチーム切断装置は、クリーニング無しでほぼ長期間に渡って使用可能になる。そして、動作期間または使用時間は、実質的に延びることになる。
【００２１】
スチーム切断装置の動作パラメータを検出し処理するための手段を設けた場合、圧力センサを使用しないで、スチーム切断装置の動作パラメータを介してバーナー内および供給ライン内の圧力を検出して計算することができる。よって、スチーム切断装置での計算ルーチンをプログラム化して保存するだけでよい。そして、スチーム切断装置は、検出し計算した値により、自動応答が可能になり、簡単かつ費用対効果の高い制御を提供する。
【００２２】
添付した図面により本発明をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、スチーム切断手順のための基本装置１ａを備えるスチーム切断装置１を示す。基本装置１ａは、電流源２と、制御装置３と、制御装置３に関連したブロッキングエレメント４とを備える。ブロッキングエレメント４は、容器５に用意された流体８がバーナー６に供給可能なように、供給ライン７を経由して容器５およびバーナー６に接続される。エネルギー、特に、電流および電圧のバーナー６への供給は、ライン９，１０を介して電流源２から行われる。
【００２４】
バーナー６の冷却を提供するため、バーナー６は、冷却サイクル１１を介して、必要ならば、介在するフローモニタ１２を介して、流体容器１３に接続されている。バーナー６または基本装置１ａを動作させる場合、冷却サイクル１１は制御装置３によって起動され、冷却サイクル１１を介してバーナー６の冷却を提供する。冷却サイクル１１を形成するために、バーナー６は冷却ライン１４，１５を介して流体容器１３に接続される。
【００２５】
さらに、基本装置１ａは、入力及び／又は表示装置１６を備え、スチーム切断装置１の種々のパラメータまたは動作状態の調整が可能になる。入力及び／又は表示装置１６によって調整されたパラメータは制御装置３に伝達され、制御装置３は、スチーム切断装置１の個々の構成部分を制御することが可能である。
【００２６】
当然ながら、例示的実施形態に示すように、個々のライン７，９，１０，１４，１５を介してバーナー６を基本装置１ａと接続する必要はなく、個々のライン７，９，１０，１４，１５は共通のホースパック（不図示）内に合体してもよく、これは、結合手段、特に、接続プラグの支援によりバーナー６および基本装置１ａに接続される。
【００２７】
さらに、バーナー６は、少なくとも１つの操作エレメント１７、特に、押しボタンスイッチ１８を備えてもよい。操作エレメント１７、特に、押しボタンスイッチ１８により、オペレータは、押しボタンスイッチ１８の作動及び／又は停止によって、バーナー６から制御装置３へ、スチーム切断手順の開始および実行について情報伝達が可能である。さらに、入力及び／又は表示装置１６は、例えば、予備調整を行うように、特に、切断する材料、使用する流体および電流および電圧の特性などを予め規定するように機能する。言うまでもなく、追加の操作エレメントをバーナー６に配置して、スチーム切断装置１の１つ又はそれ以上の動作パラメータをバーナー６から調整するようにしてもよい。このため、こうした操作エレメントは、基本装置１ａと、特に、ラインまたはバスシステムを直接経由して制御装置３と接続可能である。
【００２８】
押しボタンスイッチ１８の作動の際、制御装置３は、スチーム切断手順に必要な個々の構成部分を作動する。ポンプ（不図示）、ブロッキングエレメント４、そして電流源２は、例えば、最初にバーナー６への流体８および電気エネルギーの供給を開始するように作動する。その後、制御装置３は、冷却サイクル１１を作動して、バーナー６の冷却を可能にする。流体８およびエネルギー、特に、電流および電圧をバーナー６に供給することによって、流体８は、バーナー６において高温ガス１９、特に、プラズマに変換されるようになり、バーナー６から出るガス１９によって、ワークピース２０での切断プロセスの実行が可能になる。流体８のガス１９への変換についての正確なメカニズムは、出願人のオーストリア特許第４０６５５９Ｂ号から参照できる。
【００２９】
図２〜図１１は、スチーム切断手順の後にスチーム切断装置１を圧力軽減するための流体の再循環２１を含む、本発明に係るスチーム切断装置１の概略図を示す。
【００３０】
流体８は、少なくとも１つのポンプ２３の支援により、容器５から供給ライン７を介してバーナー６に送給される。流体８は、バーナー６において蒸発し、ガス噴射またはガス１９が高温でバーナー６から出てくる。ポンプ２３は、先行技術から知られたいずれの構成でもよく、下記の図２〜図１１では簡略した方法で概略的に図示している。前記少なくとも１つのポンプ２３により、スチーム切断手順に必要な動作圧力が、バーナー６内およびバーナー６に面する供給ライン内で高めらる。
【００３１】
スチーム切断手順の完了後、流体供給用の圧力は、ポンプ２３が停止した状態であっても、バーナー６および供給ライン７、特に供給ライン７の圧力側で高くなり続ける。これは、供給ライン７が、切断手順の際に高められた圧力によって拡張して、切断プロセスまたは流体輸送の完了後、元の状態を再開し、これにより供給ライン７に存在する流体８をバーナー６へ押圧することに起因している。切断プロセスの終了の際、新しい流体８が容器５から供給されなくても、バーナー６には短い期間だけ供給ライン７に存在する流体８が供給される。さらに、ガスクッションが、圧力軽減すべきバーナー６に形成されている。
【００３２】
バーナー６に存在する圧力またはガスのクッションは、バーナー６のノズルを介して圧力軽減され得る。ノズル出口開口の小さな断面に起因して、圧力が減少するには比較的長い期間がかかるため、長い後蒸発(post-evaporate)をもたらすことになる。これに関して流体８の沸点は、上昇した圧力で増加し、圧力が減少すると降下することに留意すべきであり、このことは、供給ライン７およびバーナー６内の圧力が、切断プロセスの完了後に、脱出ガスによって自動的に減少し、部分的に過熱された流体８は沸騰および蒸発し続けて、蒸気またはガス９がバーナー６から脱出し続け、即ち、後蒸発が続くことを意味する。
【００３３】
後蒸発の実質的な不具合は、バーナー６がほぼより早く冷却されて、例えば、待機動作の際、バーナー６が、バーナー６の新しいスタート時に再加熱を必要とする程度まで冷え切って、実質的により長いスタート段階をもたらしてしまう点である。
【００３４】
こうした後蒸発を防止しまたは低減するために、バーナー６および供給ライン７内で圧力が作用している流体８が、スチーム切断手順の完了の際に圧力軽減され、圧力はリリーフライン２２を介して減少する。好都合には、リリーフライン２２は、バーナー６の中または近傍の供給ライン７と接続される。リリーフライン２２は、リリーフライン２２に配置されたブロッキング部材によって、供給ライン７に対して切り離されており、切断プロセスの流体供給の際、リリーフライン２２内で圧力が高くなるのを防止している。リリーフライン２２が圧力下になく、即ち、切断プロセスの終了時に自動的に行われるブロッキング部材の動作の際、供給ライン７内およびバーナー６内の圧力がリリーフライン２２まで減少すると、圧力軽減が起こる。これにより、流体８は、供給ライン２２およびバーナー６からリリーフラインの中に吸い込まれ、後蒸発は全くまたは僅かしか発生しなくなる。こうした僅かな後蒸発により、バーナー６は強力に冷却されなくなり、再スタートの時、即ち、短い切断の中断後、バーナー６のより迅速な加熱、よって流体８の沸点までのより迅速な加熱が確保されるようになる。バーナー６を再加熱するよりも、必要なエネルギーは実質的に少なくなる。当然ながら、バーナー６に配置された加熱エレメント（不図示）の支援により、待機動作中にバーナー６の温度を維持することも可能である。
【００３５】
リリーフライン２２は、例えば、ポンプ２３とバーナー６との間の供給ライン７に接続される。リリーフライン２２の断面は、ノズル出口開口及び／又は供給ライン７の断面より大きいことが好都合であり、バーナー６内および供給ライン７内でより早い圧力減少を確保している。リリーフライン２２は、当然ながら、ノズル出口開口及び／又は供給ライン７と同じ断面または、それより小さい断面を有してもよく、この場合、圧力減少はより遅くなる。さらに、制御弁２４がリリーフライン２２に配置され、制御弁２４の動作時に、即ち、スチーム切断手順の完了後、供給ライン７内およびバーナー６内の圧力がリリーフライン２２を介して軽減されるようになる。
【００３６】
リリーフライン２２は、バーナー６に可能な限り接近して、またはバーナー６内で、供給ライン７と接続される。リリーフライン２２は、供給ライン７から容器５へ導かれ、そこで流体８が再循環する。この場合、容器５内の流体８は加圧されていない。容器５内の流体８は、ポンプ２３に無圧状態、即ち、非圧縮状態で供給されるため、リリーフライン２２から容器５への流体８の再循環は、何ら問題無く実施できる。リリーフライン２２は、制御弁２４を備え、これは、スチーム切断手順の際、制御装置３によって制御される。
【００３７】
さらに、流体供給用のセンサ２５、例えば、圧力及び／又はフローセンサは、バーナー６とリリーフライン２２との間、好ましくは、バーナー６内または供給ライン７内及び／又はリリーフライン２２内に、配置してもよい。センサ２５は、検出したデータおよび値、即ち、現在の圧力及び／又は流量(flow rate)の値を制御装置３へ伝達し、個々の構成部分を対応させて作動させることが可能になる。切断プロセスを開始する場合、制御弁２４は閉じており、ポンプ２３により供給ライン７で流体８の圧力が高くなる。同時に、バーナー６は、エネルギー通電により加熱され、供給された流体８がガス状態に変換されるとともに、相応に高温のプラズマ噴射が切断プロセス用に形成される。センサ２５は、供給ライン７での圧力を監視して、制御装置３は、圧力変動下で個々の制御手順を起動することが可能になる。例えば、供給ライン７での圧力が高くなり過ぎた場合、リリーフライン２２に配置された制御弁２４が開いて、流体の圧力がリリーフライン２２を介して軽減される。スチーム切断手順の際、センサ２５が所定の圧力に再び到達したと認識した場合、制御装置３は、制御弁２５を再び閉じるようになる。こうして供給ライン７内およびバーナー６内の圧力バランスは、制御弁２４によって制御され、流体８は容器５へ再循環される。切断手順を終了すると、制御弁２５は再び開いて、流体８の圧力がリリーフライン２２を介して軽減され、同時に、流体８は、供給ライン７およびバーナー６から容器５へ再循環されるようになる。
【００３８】
当然ながら、動作パラメータ、例えば、電流、電圧、時間などの支援により、バーナー６内および供給ライン７内の流体８の圧力を計算することも可能でり、これらは、スチーム切断手順の際、連続的に決定される。従って、１つの可変要素(variant)またはプログラムをスチーム切断器１または制御装置３のメモリに保管するようにする。その結果、例えば、センサ２５を節約し、コストを低減することが可能になる。こうして、スチーム切断手順の後、バーナー６および供給ライン７の圧力軽減を確保する、簡単な構成のスチーム切断装置１が実現される。
【００３９】
容器５は、例えば、ガスボトルで形成することができる。必要とする流体８の量がほとんど少ないスチーム切断手順について、延びた動作時間を伴う携帯用の自律スチーム切断器１が作成される。容器５は、例えば、スチーム切断装置１において交換可能で配置することができる。さらに、本発明に係るバーナー６またはスチーム切断装置１は、いずれの場所やラインに拘束されず、バーナー６またはスチーム切断装置１は、応ずるのが困難な場所、即ち、到達するのが困難な使用場所でのスチーム切断のために、何時でも使用可能である。
【００４０】
図３は、本発明に係るスチーム切断装置１の更なる例示的実施形態の概略図である。容器５が流体８用に再び設けられ、ここから流体８は、ポンプ２３の支援により供給ライン７を介してバーナー６に配給される。バーナー６を圧力軽減するため、本実施形態では、逆止弁(check valve)２６がリリーフライン２２に配置され、この逆止弁２６は、スチーム切断手順の後、供給ライン７の圧力軽減のために作動する。ポンプ２３は、この例示的実施形態では、制御装置３と接続され、ポンプ２３は、センサ２５によって検出された流体圧力の関数として制御可能である。これに対して、図２に係る実施形態での圧力制御は、制御弁２４により行われる。バーナー６でのセンサ２５は、圧力値または実際の値を制御装置３へ伝達する。供給ライン７内およびバーナー６内の圧力バランスは、ポンプ２３によって制御される。ポンプ２３を制御することによって、供給ライン７内およびバーナー６内の圧力の適合が行われる。例えば、供給ライン７内およびバーナー６内の圧力が増加すると、これはセンサ２５によって認識され、制御装置３へ伝達される。その結果、制御装置３により、ポンプ２３の回転数及び／又は流量が減少するようになる。一方、センサ２５の値が低下すると、制御装置３により、ポンプ２３の回転数及び／又は流量が増加するようになる。こうして、実際の値が、圧力用に調整または保管した値セットに対応するまで、圧力の関数としての、ポンプ２３の回転数及び／又は流量の連続的な適合が実施される。切断プロセスを終了する場合、逆止弁２６は制御装置３によって作動し、無圧のリリーフライン２２を介して圧力減少が起こるようになり、流体８は容器５へ戻される。
【００４１】
よって、簡単かつコンパクトな構造のスチーム切断装置１が再び提供され、携帯用のスチーム切断装置１が実現でき、応ずるのが困難な使用場所での使用も可能になる。
【００４２】
図４によれば、逆止弁２６は、リリーフライン２２に配置されたフロー抵抗器(flow resistor)２７と置換してもよく、供給ライン７およびバーナー６の圧力軽減を可能にしている。当然ながら、先行技術から知られた減圧弁(pressure reducer)２８を、バーナー６内またはその上流側に配置することも可能であり、簡単かつ費用対効果の高いポンプ２３の使用を可能にしている。この場合、バーナー６内の圧力は減圧弁２８によって制御されるため、ポンプ２３の制御は必要でない。当然ながら、この例示的実施形態において、センサ２５を設けて、減圧弁２８無しで、ポンプ２３による圧力バランスを制御することも可能である。この例示的実施形態において、スチーム切断装置１の安全な圧力軽減を確保するために、当然ながら、フロー抵抗器２７は、制御弁２４または簡単な逆止弁２６と置換してもよい。
【００４３】
図５によれば、ポンプ２３だけで供給ライン７およびバーナー６の圧力軽減を確保することも可能である。こうしてポンプ２３は、センサ２５によって検出されたデータに基づいて、制御装置３によって制御される。スチーム切断プロセスを開始すると、ポンプ２３は、矢印２９のように、容器５からバーナー６へ流体８を配給する。スチーム切断プロセスの終了時またはその後、ポンプ２３は、矢印３０のように、流体８を容器５へ戻す。これは、供給ライン７およびバーナー６に存在する圧力によって達成され、供給ライン７およびバーナー６の圧力軽減が起こる。この場合、ポンプ２３は、配給方向に逆転可能でなければならなず、即ち、各フロー方向、バーナー６の方向に向いた矢印２９および反対方向に向いた矢印３０に沿って使用可能でなければならない。この例示的実施形態では、リリーフライン２２を設ける必要がなく、流体８は、ポンプ２３のみを介してバーナー６へおよびバーナー６から輸送される。さらに、言うまでもなく、リリーフライン２２を追加的に配置して、供給ライン７のより早い圧力軽減を達成することも可能である。
【００４４】
図６は、本発明に係るスチーム切断装置１の更なる変形の実施形態を示す。先行技術から知られた少なくとも１つの戻り止め(nonreturn)弁３１，３１’が、供給ライン７およびリリーフライン２２にそれぞれ使用されている。この場合、バーナー６内のリリーフライン２２は、流体８をガス状態に変換するためのガス発生チャンバまたはチャネル（不図示）と接続される。
【００４５】
戻り止め弁３１は、供給ライン７においてバーナー６の上流直後に配置され、戻り止め弁３１のフロー方向はバーナー６の方向に向いている。戻り止め弁３１は、好ましくは、０．０１バール(bar)から１０バール、特に１バールの圧力で開いて、バーナー６に流体８を供給する。
【００４６】
スチーム切断手順の完了後、スチーム切断装置１は、依然として圧力下にある。スチーム切断装置１およびバーナー６を圧力軽減するために、この例示的実施形態では、リリーフライン２２が再び設けられる。リリーフライン２２では、更なる戻り止め弁３１’がバーナー６の領域に配置され、この場合、戻り止め弁３１’のフロー方向はバーナー６から遠ざかって、流体容器５の方向に向いている。リリーフライン２２に配置された戻り止め弁３１’は、好ましくは、１ミリバールから１０００ミリバールの圧力、特に５０ミリバールの圧力で開く。リリーフライン２２では、さらに制御弁２４が配置され、これは、スチーム切断プロセスの終了時に、制御装置３によって開かれ、リリーフライン２２の戻り止め弁３１’がバーナー６内に存在するより高い圧力によって開いて、供給ライン７を圧力軽減する。リリーフライン２２は、追加のライン３２を介して供給ライン７と接続され、追加のライン３２にはセンサ２５が配置される。バーナー６は、当然ながら、例えば、供給ライン７およびリリーフライン２２を分岐する分岐ラインを介して、供給されてもよい。
【００４７】
この構成の実質的な利点は、スチーム切断装置１は、流体の再循環２１とともに、印加レベル、即ち、容器５とバーナー６との間のレベル相違とは無関係に、圧力印加が可能である点である。理由は、スチーム切断プロセスにそれぞれ必要な圧力は、戻り止め弁３１に起因して、供給ライン７内に存在するからである。こうして流体８は、適切な圧力でバーナー６に供給されることになる。さらに、供給ライン７の安全な圧力軽減は、リリーフライン２２内での僅かな圧力で開く戻り止め弁３１’により、スチーム切断装置１の印加レベルとは独立して、同様にして確保される。
【００４８】
他の利点は、流体８がリリーフライン２２により容器５に戻る点である。理由は、容器５は加圧されておらず、供給ライン７に存在する過剰な流体８が、何ら問題なく、容器５の中に再び導入可能であるからである。これにより、バーナー６および供給ライン７をそれぞれ圧力軽減する場合、流体８が失われなくなる。さらに、流体８は、スチーム切断プロセスの終了後、供給ライン７において戻り止め弁３１に至るまで特定の圧力下にあることが好都合である。スチーム切断プロセスの再スタート時に、流体８を供給ライン７にポンプ送給したり、供給ライン７で圧力を高めたりする必要が殆どない。これにより、スチーム切断手順のより迅速な再スタートを可能にする。
【００４９】
基本的には、前述した変形実施形態では、容器５は所定の圧力下にないことに留意すべきである。
【００５０】
流体の再循環２１を含む、本発明に係るスチーム切断装置１の他の例示的実施形態は、図７に概略的に図示している。ここでは、所定の圧力が、ガスボトルに類似した方法で容器５内に存在している。容器５に設けられた供給ライン７には、制御装置３によって制御され、スチーム切断手順のスタート時だけ開いて、その終了時に閉じるメイン弁３３が配置される。容器５に存在する圧力によって、流体８がバーナー６の方向に加圧され、ポンプ２３無しでバーナー６の流体供給を簡単に実現している。
【００５１】
供給ライン７およびバーナー６の圧力軽減を可能にするために、リリーフライン２２が供給ライン７に再び配置される。当然ながら、リリーフライン２２をバーナー６に直接またはバーナー６内に配置することも可能である。リリーフライン２２には、逆止弁２６が設けられ、逆止弁２６はスチーム切断手順の終了時に開くとともに、供給ライン７に配置されたメイン弁３３は閉じる。圧力下の過剰な流体８は、好ましくは、リリーフライン２２を介して追加の容器３４の中に導かれる。この追加の容器３４は、好ましくは、基本装置１ａに交換可能に配置され、使用者は流体８を簡単に処理したり再利用することが可能になる。
【００５２】
図８に係る変形実施形態においても、所定の圧力が流体容器５に存在している。メイン弁３３は、容器５に設けられた供給ライン７に再び配置され、スチーム切断手順のスタート時に開いて、流体８をバーナー６に供給する。容器内に存在する圧力は、スチーム切断手順を実施するのに必要なバーナー６内の圧力より大きく、このため減圧弁２８がバーナー６の上流側に配置され、相応な圧力に適合させている。
【００５３】
バーナー６および供給ライン７の圧力軽減のため、リリーフライン２２が、減圧弁２８とメイン弁３３との間に再び配置され、メイン弁３３と容器５との間の供給ライン７に再び入り込んでいる。リリーフライン２２において、ポンプ２３が配置され、その配給方向は容器５に向いている。スチーム切断手順の終了時、即ち、メイン弁３３が閉じると、流体８は、ポンプ２３の支援により、リリーフライン２２を介して容器５の中に戻る。
【００５４】
当然ながら、実際の圧力値を検出して、相応に応答できるようにするため、センサ２５を、例えば、バーナー６内に配置することも可能である。減圧弁２８は、バーナー６に一定の圧力、またはスチーム切断手順に必要な圧力を持続的に供給するように、センサ２５によって測定された圧力の関数として制御される。
【００５５】
当然ながら、図９に示すように、容器５を圧力容器３５と置換することも可能である。圧力容器３５は、ガスボトルまたはガスカートリッジで形成可能であり、そこには所定の圧力が存在している。圧力容器３５は、ガスライン３６を介して、スチーム切断手順のための流体８を収容する容器５と接続される。流体８がバーナー６に供給される供給ライン７は、圧力容器３５の反対側の容器５側に配置される。
【００５６】
スチーム切断装置１内、バーナー６内および供給ライン７内でスチーム切断手順に必要な圧力をそれぞれ発生するために、圧力容器３５に収容されたガス３７が、容器５の中へ加圧される。これにより容器５内でガスクッション(cushion)３８を生成し、流体８をバーナー６の方向に必要な圧力で加圧する。制御装置３によって制御される制御弁２４は、容器５とバーナー６の間に配置され、スチーム切断手順のスタート時に続いて容器５内の圧力が高くなった後に開かれる。容器５内のガスクッション３８の圧力を制御するために、減圧弁２８は、例えば、圧力容器３５と容器５との間に配置してもよい。減圧弁２８も、制御装置３によって制御可能である。さらに、センサ２５は、ガスライン３６内及び／又は容器５内及び／又は供給ライン７内及び／又はバーナー６内に配置することが可能である。制御装置３は、センサ２５によって検出された圧力値に基づいて、減圧弁２８および制御弁２４を制御できる。
【００５７】
その結果、ポンプ２３は、制御弁２４と置換してもよく、これにより当然ながら多大なコスト節減が図られる。こうした構成の場合、圧力容器３５内の圧力は、スチーム切断手順の際、即ち、圧力容器３５での流体減少のとき、特に、ほぼ全ての流体が圧力容器３５から取り出された場合に、減少する。しかしながら、圧力容器３５内の圧力はスチーム切断手順に必要な圧力よりほぼ高いことから、例えば、センサ２５および制御装置３によって、圧力条件を実際に必要な圧力に適合させることは容易である。
【００５８】
この変形実施形態は、スチーム切断手順の終わりに、バーナー６および供給ライン７の圧力軽減が生じないという不具合がある。こうした圧力軽減を可能にするため、流体８を追加の容器５に導くリリーフライン２２を再び採用してもよい。流体再循環を含む本発明に係るスチーム切断装置１は、簡単な方法で再び実現できる。
【００５９】
図１０は、本発明に係るスチーム切断装置１の更なる例示的実施形態を示し、これは流体再循環２１を備え、流体８は、ポンプ２３によって供給ライン７を介して容器５からバーナー６へ配給される。ポンプ２３は、スチーム切断手順に必要な圧力をバーナー６内および供給ライン７内に供給するように、制御装置３によって制御可能である。実際の圧力は、センサ２５によって検出され、制御装置３へ伝達可能である。
【００６０】
流体８は、例えば、水道水(tap water)でもよいが、バーナー６、供給ライン７およびポンプ２３を汚したり石灰沈着させる不純物を除去するフィルタリングが適切である。これは、例えば、補充(refill)容器４１に配置された外部フィルタ４０の支援によって実施可能であり、これによって流体８は、容器５に充填される前にフィルタリングされる。さらに、フィルタ首部(neck)３９が、例えば、容器５に設けられ、これにより流体８が補充可能である。
【００６１】
スチーム切断装置１、バーナー６および供給ライン７の圧力軽減を得るために、リリーフライン２２が、バーナー６とポンプ２３との間に配置される。リリーフライン２２には、制御装置３によって制御される制御弁２４がさらに配置される。スチーム切断手順の終了時、バーナー６および供給ライン７は、リリーフライン２２および制御弁２４により圧力軽減が可能になる。さらに、スチーム切断手順の際、制御弁２４により、バーナー６および供給ライン７での圧力バランスを制御することも可能である。これは、センサ２５が現在の圧力値を取り出して、制御装置３へ伝達し、制御装置３は、制御弁２４を所望の圧力値の関数として制御するようにして行ってもよい。バーナー６および供給ライン７での圧力が高すぎるとき、制御弁２４は、圧力値が必要な圧力値に一致するまで開かれる。
【００６２】
ポンプ２３の下流側だけ、必要な動作圧力が供給ライン７内で高くなることから、流体８は、リリーフライン２２を介して容器５の中へ簡単に再循環することができる。
【００６３】
使用者に優しい操作および補充オプションを提供するために、当然ながら、フィルタ４０を、容器５内及び／又は供給ライン７内及び／又はリリーフライン２２内及び／又はバーナー６の上流側で短く、配置することも可能である。
【００６４】
流体再循環２１を備える、本発明に係るスチーム切断装置１の他の構成オプションは、図１１に概略的に図示している。フィルタ首部３９を含む容器５から、供給ライン７およびここに配置されたポンプ２３を介して、流体８が蒸発器４２に供給される。流体８は、蒸発器４２において蒸留、即ち、沸点まで加熱され、ガス状態となって蒸発器４２から供給ライン７へ配給される。蒸発器４２に続いて、逆流(countercurrent)冷却器４３が供給ライン７に配置され、これによりガス状態の流体８は再び冷却され、液体状態に回復する。逆流冷却器４３に続いて、流体８は追加の容器５に輸送され、ここから流体８が追加のポンプ２３’によりバーナー６に送給される。
【００６５】
バーナー６と追加のポンプ２３’との間に配置されたリリーフライン２２によって、圧力軽減が行われる。制御弁２４は、リリーフライン２２に配置され、圧力軽減および圧力バランスの両方を制御する。流体８は、追加の容器５へ再循環される。
【００６６】
本発明に係るスチーム切断装置１のこの構成の場合、当然ながら、センサ２５を配置して、これによりバーナー６内および供給ライン７内の圧力を制御することが可能である。センサ２５によって検出された圧力値は、制御装置３に伝達され、ポンプ２３及び／又は制御弁２４及び／又は逆止弁２６及び／又はフロー抵抗器２７及び／又は減圧弁２８が、前記値の関数として制御可能になる。これによりスチーム切断手順の際、圧力の自動適合が可能になり、スチーム切断手順の後に、スチーム切断装置の安全かつ迅速な圧力軽減が確保される。
【００６７】
個々の充填レベルを検出するための測定機器を、容器５及び／又は容器３４及び／又は圧力容器３５に配置するこもできる。これにより、流体８の不足の適時な検出およびこれの適切な反応が可能になる。
【００６８】
図１〜図１１に表した個々の構成は、本発明に係る自律的な解決手段をそれぞれ構成することができ、及び／又は相互に組合せも可能である。本発明に係る個々の目多岐および解決手段は、これらの図の詳細な記載から取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】スチーム切断装置の概略図である。
【図２】流体の再循環を含む、本発明に係るスチーム切断装置の種々の実施形態の概略図である。
【図３】流体の再循環を含む、本発明に係るスチーム切断装置の種々の実施形態の概略図である。
【図４】流体の再循環を含む、本発明に係るスチーム切断装置の種々の実施形態の概略図である。
【図５】流体の再循環を含む、本発明に係るスチーム切断装置の種々の実施形態の概略図である。
【図６】流体の再循環を含む、本発明に係るスチーム切断装置の種々の実施形態の概略図である。
【図７】流体の再循環を含む、本発明に係るスチーム切断装置の種々の実施形態の概略図である。
【図８】流体の再循環を含む、本発明に係るスチーム切断装置の種々の実施形態の概略図である。
【図９】流体の再循環を含む、本発明に係るスチーム切断装置の種々の実施形態の概略図である。
【図１０】流体の再循環を含む、本発明に係るスチーム切断装置の種々の実施形態の概略図である。
【図１１】流体の再循環を含む、本発明に係るスチーム切断装置の種々の実施形態の概略図である。
【図１】
2007537042.tif 000003
【図２】
2007537042.tif 000004
【図３】
2007537042.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007537042.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007537042.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007537042.tif 000011
【図１０】
2007537042.tif 000012
【図１１】
2007537042.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月6日(2007.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
こうした後蒸発を防止しまたは低減するために、バーナー６および供給ライン７内で圧力が作用している流体８が、スチーム切断手順の完了の際に圧力軽減され、圧力はリリーフライン２２を介して減少する。好都合には、リリーフライン２２は、バーナー６の中または近傍の供給ライン７と接続される。リリーフライン２２は、リリーフライン２２に配置されたブロッキング部材によって、供給ライン７に対して切り離されており、切断プロセスの流体供給の際、リリーフライン２２内で圧力が高くなるのを防止している。リリーフライン２２が圧力下になく、即ち、切断プロセスの終了時に自動的に行われるブロッキング部材の動作の際、供給ライン７内およびバーナー６内の圧力がリリーフライン２２まで減少すると、圧力軽減が起こる。これにより、流体８は、供給ライン７およびバーナー６からリリーフラインの中に吸い込まれ、後蒸発は全くまたは僅かしか発生しなくなる。こうした僅かな後蒸発により、バーナー６は強力に冷却されなくなり、再スタートの時、即ち、短い切断の中断後、バーナー６のより迅速な加熱、よって流体８の沸点までのより迅速な加熱が確保されるようになる。バーナー６を再加熱するよりも、必要なエネルギーは実質的に少なくなる。当然ながら、バーナー６に配置された加熱エレメント（不図示）の支援により、待機動作中にバーナー６の温度を維持することも可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
さらに、流体供給用のセンサ２５、例えば、圧力及び／又はフローセンサは、バーナー６とリリーフライン２２との間、好ましくは、バーナー６内または供給ライン７内及び／又はリリーフライン２２内に、配置してもよい。センサ２５は、検出したデータおよび値、即ち、現在の圧力及び／又は流量(flow rate)の値を制御装置３へ伝達し、個々の構成部分を対応させて作動させることが可能になる。切断プロセスを開始する場合、制御弁２４は閉じており、ポンプ２３により供給ライン７で流体８の圧力が高くなる。同時に、バーナー６は、エネルギー通電により加熱され、供給された流体８がガス状態に変換されるとともに、相応に高温のプラズマ噴射が切断プロセス用に形成される。センサ２５は、供給ライン７での圧力を監視して、制御装置３は、圧力変動下で個々の制御手順を起動することが可能になる。例えば、供給ライン７での圧力が高くなり過ぎた場合、リリーフライン２２に配置された制御弁２４が開いて、流体の圧力がリリーフライン２２を介して軽減される。スチーム切断手順の際、センサ２５が所定の圧力に再び到達したと認識した場合、制御装置３は、制御弁２４を再び閉じるようになる。こうして供給ライン７内およびバーナー６内の圧力バランスは、制御弁２４によって制御され、流体８は容器５へ再循環される。切断手順を終了すると、制御弁２４は再び開いて、流体８の圧力がリリーフライン２２を介して軽減され、同時に、流体８は、供給ライン７およびバーナー６から容器５へ再循環されるようになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2007537042.tif 000014
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2007537042.tif 000015
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2007537042.tif 000016
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2007537042.tif 000017
【国際調査報告】
2007537042.tif 000018
2007537042.tif 000019
2007537042.tif 000020
2007537042.tif 000021