(57)【要約】【課題】被清掃物の性状に応じて噴霧する過熱蒸気の状態を適切に選択することができる清掃装置を提供する。【解決手段】清掃装置１００は、給液口１０、第一加熱部２０、スチームトラップ部３０、第二加熱部４０および噴射ノズル６０を備えている。給液口１０には、水などの液体Ｌが供給される。第一加熱部２０は、給液口１０に供給された液体Ｌを第一ヒーター２２で加熱して蒸気ＶＰを生成する。スチームトラップ部３０は、蒸気ＶＰに含まれる湯気ＳＴを除去する。第二加熱部４０は、湯気ＳＴが除去された蒸気ＶＰを第二ヒーター４２で更に加熱して、蒸気ＶＰよりも高温の不飽和蒸気ＵＶを生成する。噴射ノズル６０は、蒸気ＶＰまたは不飽和蒸気ＵＶを切り替えて噴射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が供給される給液口と、供給された前記液体を第一ヒーターで加熱して蒸気を生成する第一加熱部と、前記蒸気に含まれる湯気を除去するスチームトラップ部と、前記湯気が除去された前記蒸気を第二ヒーターで更に加熱して前記蒸気よりも高温かつ低湿の不飽和蒸気を生成する第二加熱部と、前記蒸気または前記不飽和蒸気を切り替えて噴射する噴射ノズルと、を備える清掃装置。
【請求項２】
前記スチームトラップ部が前記第二加熱部における前記蒸気の流路上に配置され、かつ前記スチームトラップ部の内部に前記第二ヒーターが埋設されている請求項１に記載の清掃装置。
【請求項３】
前記スチームトラップ部が、前記第一加熱部の上方に連通して設けられた蒸気貯留部を含む請求項１または２に記載の清掃装置。
【請求項４】
前記第二加熱部と前記蒸気貯留部とが双方向に連通しており、前記第二加熱部または前記蒸気貯留部の内圧を検出して第一ヒーターの出力を制御する第一ヒーター制御部を備える請求項３に記載の清掃装置。
【請求項５】
前記第二ヒーターは螺旋状をなし、前記第二加熱部には、前記第一加熱部から前記蒸気が導入されるスチーム入口が、前記第二ヒーターの螺旋中心の延長線上に設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の清掃装置。
【請求項６】
前記第二加熱部は、前記第二ヒーターの上方に傘状の捕集部を備え、前記捕集部には上方開口して前記噴射ノズルと連通するスチーム出口が形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載の清掃装置。
【請求項７】
前記第二加熱部の底部には、前記液体の液滴を捕集して前記第二加熱部から排出するドレンが設けられている請求項１から６のいずれか一項に記載の清掃装置。
【請求項８】
前記第二加熱部の内部温度を検出して第二ヒーターの出力を制御する第二ヒーター制御部を備える請求項１から７のいずれか一項に記載の清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気をノズルから噴射して対象物を清掃する清掃装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの機器の外表面または内部や、建物の壁面または床面などの対象物（被清掃物）に水蒸気を吹き付けて清掃する各種の清掃装置が知られている。特許文献１には、ボイラーで加熱した高温水と、この高温水を更に電気ヒーターで加熱して生成した水蒸気とを切り替えて噴射する流体洗浄機の発明が記載されている。特許文献１の流体洗浄機によれば、被清掃物を高温水で洗浄した後に水蒸気を吹き付けて被清掃物を素早く乾燥させることができるとされている。
【０００３】
特許文献２には、高周波加熱装置で高圧水蒸気を発生させ、更に高圧水蒸気を高周波加熱装置で再加熱して超高温水蒸気を発生させ、これらを高温の圧縮空気と混合して被清掃物の汚れ面に噴射する洗浄装置の発明が記載されている。この洗浄装置では、直列多段に設けられた高周波加熱装置で水を加熱して、水蒸気から超高温水蒸気まで変化させる。一方、多段の高周波加熱装置と並列配置された別の高周波加熱装置により圧縮空気を加熱する。これら超高温蒸気と圧縮空気とを放射ノズルで混合して噴射する。また、この洗浄装置は温度検出器を備え、高周波電力を制御調整して高温圧縮空気の温度を１００℃から８００℃程度に調整できるとされている。
【０００４】
水を沸点よりも高温に加熱した過熱水蒸気は、汚れと被清掃物との間および被清掃物の素材の隙間に浸透して汚れを遊離させる。また、過熱水蒸気は乾燥空気に比べて大きな熱量（エンタルピー）を持つため、油汚れであっても、これを溶融させて除去するか、または布で容易に拭き取って除去可能にすることができる。このため、過熱水蒸気を噴射する方式の清掃装置は、高圧水などの水流を噴射する流水洗浄装置に比べて汚れの除去力が高く、かつ少ない水量でこれを実現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４４６０３号公報
【特許文献２】特開２００５−２１９０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
被清掃物の性状に応じて、噴霧する過熱蒸気の状態を適切に選択することが好ましい。たとえば、油汚れを除去したり被清掃物の素材の隙間に蒸気を浸透させて汚れを浮き上がらせたりする場合は、十分な量の蒸気を被清掃物と接触させることが好ましい。一方、被清掃物を濡らさずに清掃したり、清掃後の被清掃物の表面を乾燥させたりする場合は、低湿度でさらりと乾燥した蒸気混じりの気体（空気）を被清掃物に接触させることが好ましい。
【０００７】
これに対し、特許文献１の流体洗浄機は高温水と蒸気とを切り替えて噴射するものであり、上記のように被清掃物の性状に応じて過熱蒸気の状態を選択可能にするものではない。また、特許文献２の洗浄装置は、直列に設けられた高周波加熱装置で水を単純に多段階で加熱するものであることから、噴射される気体中の水蒸気の量を安定的に調整することが困難である。供給された水は一段目で加熱されて気相の水蒸気および液相の湯気となり、二段目で再加熱されて湯気は気相の水蒸気に転移していく。このため、放射ノズルをしばらく閉止してから開放した場合は湯気混じりで飽和した蒸気が噴射され、放射ノズルを開放し続けると湯気および水蒸気の含有量が漸減していくこととなる。
【０００８】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、被清掃物の性状に応じて噴霧する過熱蒸気の状態を適切に選択することができる清掃装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、液体が供給される給液口と、供給された前記液体を第一ヒーターで加熱して蒸気を生成する第一加熱部と、前記蒸気に含まれる湯気を除去するスチームトラップ部と、前記湯気が除去された前記蒸気を第二ヒーターで更に加熱して前記蒸気よりも高温の不飽和蒸気を生成する第二加熱部と、前記蒸気または前記不飽和蒸気を切り替えて噴射する噴射ノズルと、を備える清掃装置が提供される。
【００１０】
上記発明によれば、水などの液体を加熱して生成された蒸気からスチームトラップ部で湯気が除去され、かかる蒸気を更に加熱して不飽和蒸気が生成される。そして、蒸気または不飽和蒸気が切り替えて噴射ノズルから噴射される。このため、本発明によれば湯気から蒸気への相転移が抑制され、所定の蒸気量の蒸気または不飽和蒸気が安定して噴射される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の清掃装置によれば、被清掃物の性状に応じて噴霧する過熱蒸気の状態を適切に選択することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態にかかる清掃装置の一例を模式的に示す説明図である。
【図２】本実施形態の清掃装置の平面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００１４】
図１は本実施形態にかかる清掃装置１００の一例を示す説明図である。清掃装置１００の筐体９０の内部構造は模式的に図示してある。図２は本実施形態の清掃装置１００の平面図である。便宜上、図１と図２において噴射ノズル６０を異なる位置に図示してある。図３は第二加熱部４０の内部構造の説明図であり、図２のIII−III線断面図である。
【００１５】
はじめに、本実施形態の概要について説明する。本実施形態の清掃装置１００は、給液口１０、第一加熱部２０、スチームトラップ部３０、第二加熱部４０および噴射ノズル６０を備えている。給液口１０には、水などの液体Ｌが供給される。第一加熱部２０は、給液口１０に供給された液体Ｌを第一ヒーター２２で加熱して蒸気ＶＰを生成する。スチームトラップ部３０は、蒸気ＶＰに含まれる湯気ＳＴを除去する。第二加熱部４０は、湯気ＳＴが除去された蒸気ＶＰを第二ヒーター４２で更に加熱して、蒸気ＶＰよりも高温の不飽和蒸気ＵＶを生成する。噴射ノズル６０は、蒸気ＶＰまたは不飽和蒸気ＵＶを切り替えて噴射する。
【００１６】
次に、本実施形態の清掃装置１００について詳細に説明する。清掃装置１００は、蒸気ＶＰまたは不飽和蒸気ＵＶを噴射することにより対象物を清掃する機能を少なくとも有している。本実施形態において清掃とは、汚れやゴミなどの異物を対象物（被清掃物）から取り除くか、または清掃前の状態よりも異物を容易に除去可能な状態にすることをいう。具体的には、蒸気の噴射圧によって異物を対象物から払い飛ばすこと、異物を対象物の表面から浮き上がらせて布等で拭き取りやすくすること、蒸気が結露した液体によって異物を洗浄すること、を含む。清掃装置１００は、対象物を清掃する機能に加えて、蒸気を噴射することによって得られる他の機能を有していてもよい。具体的には、菌類やウィルスの滅菌機能、各種物品の製造工程における脱脂機能、ワックスや着色塗料などの塗装被膜の乾燥および焼付け機能、ゴム製品の補修機能など種々の用途を挙げることができる。
【００１７】
本実施形態の清掃装置１００は、液体Ｌを加熱して気化させて蒸気ＶＰとし、この蒸気ＶＰから湯気ＳＴを除去したうえで更に加熱した過熱水蒸気である不飽和蒸気ＵＶを生成する。液体Ｌとしては水が代表的であるが、水に種々の添加物を配合すること、および有機溶媒など水以外の材料を液体Ｌとすることを排除するものではない。以下、液体Ｌとして水を使用する場合を例示する。蒸気ＶＰおよび不飽和蒸気ＵＶは実質的に水蒸気のみで構成されてもよく、または空気など水蒸気以外の気体が混合していてもよい。
【００１８】
蒸気ＶＰは、飽和水蒸気でもよく、または不飽和蒸気でもよい。不飽和蒸気ＵＶは、蒸気ＶＰよりも温度が高くかつ相対湿度が低い。水の飽和蒸気圧は１００℃で１気圧であり、１００℃を超える温度では１気圧を超える。日本機械学会蒸気表（１９９９年）を参照すると、水の飽和蒸気圧は、１００℃で約１００ｋＰａ、約１５０℃（１５１．８４℃）で５００ｋＰａ、約１７０℃（１７０．４１℃）で８００ｋＰａ、約１８０℃（１７９．８９℃）で１０００ｋＰａである。すなわち、１００℃かつ１気圧の飽和水蒸気を加熱して１５０℃かつ１気圧の水蒸気とした場合、その相対湿度は約１００ｋＰａ／５００ｋＰａ＝約２０％に低下する。また、１７０℃の水蒸気は約８気圧で飽和する。この１７０℃かつ約８気圧の飽和水蒸気（相対湿度１００％）を、１８０℃まで１０Ｋだけ加熱した場合、相対湿度は約８００ｋＰａ／１０００ｋＰａ＝約８０％まで低下する。かかる１８０℃かつ相対湿度約８０％の不飽和水蒸気は、約２００ｋＰａの水蒸気を更に含有し得る。すなわち、１００℃よりも高温の不飽和水蒸気は、高温の水蒸気が持つ大きな熱量による加熱能力とともに、水蒸気を更に含有する能力を有し、対象物を乾燥または焼却・焼成する機能を有している。
【００１９】
本実施形態の清掃装置１００によれば、蒸気ＶＰを噴射して対象物から異物を除去する清掃機能を得ることができ、また不飽和蒸気ＵＶに切り替えてこれを噴射することで、対象物の表面に施された塗装被膜の乾燥および焼付けを行うことができる。すなわち、本実施形態の清掃装置１００によれば、蒸気ＶＰを噴射して対象物を洗浄し、さらに当該対象物の表面に塗装を施したうえで、不飽和蒸気ＵＶを噴射してこれを乾燥させて塗膜とし、更に塗膜を焼き付けることができる。このほか、本実施形態の清掃装置１００によれば、タイヤなどのゴム製品に対して蒸気ＶＰを噴射してこれを洗浄し、さらに不飽和蒸気ＵＶに切り替えて噴射してゴム製品を局所的に溶融させて亀裂等を補修することができる。すなわち、本実施形態によれば、対象物の洗浄工程に付帯して行われる加熱、乾燥、焼却、焼結などの工程を、一つの清掃装置１００によって切り替えて行うことができるため、省スペースかつハンドリング性に優れる。
【００２０】
本実施形態において、噴射ノズル６０から噴射される蒸気ＶＰは、１００℃を超える過熱水蒸気であり、飽和水蒸気またはこれに近い状態の蒸気圧であって、実質的に水分子のみで構成された無酸素ガスである。より具体的には、第二加熱部４０で生成され、蒸気管８６を通じて開閉弁６５（６５ａ〜６５ｃ）に送られる蒸気ＶＰは過熱飽和水蒸気であり、また大気圧よりも高圧である。開閉弁６５ａ〜６５ｃは、ともに蒸気管８６と連通している。
【００２１】
以下、開閉弁６５ｂから、チューブ６４ｂ、三方弁６６およびチューブ６４ｄを通じて噴射ノズル６０から外部に噴射される蒸気流路を第一流路という場合がある。そして、開閉弁６５ａから、チューブ６４ａ、三方弁６６およびチューブ６４ｄを通じて噴射ノズル６０から外部に噴射される蒸気流路を第二流路という場合がある。第一流路は蒸気ＶＰを噴射する流路であり、第二流路は不飽和蒸気ＵＶを噴射する流路である。第一流路と第二流路とは、三方弁６６によって直ちに切り替えられるほか、開閉弁６５ａと開閉弁６５ｂの選択的な開閉によっても切り替えることができる。
【００２２】
蒸気ＶＰは、第一流路を流動する間に僅かに膨張し、かつ外部雰囲気に冷却されて降温し、水蒸気の一部が水滴に相転移する。そして、噴射ノズル６０を通じて大気圧雰囲気中に噴射されることで、蒸気ＶＰは更に膨張して減圧および降温する。これにより、本実施形態の噴射ノズル６０から外部に噴射される蒸気ＶＰは、外部雰囲気よりも高温かつ飽和水蒸気であって水滴（湯気）を含む、湿ったガスとなる。かかるガスは多量の水分を含むため洗浄力が高く、各種の対象物の洗浄に用いられる。しかしながら、高圧水を噴射する洗浄装置に比べて噴射される水分量は極めて少ないため、対象物を過度に濡らすことはない。このため、自動車の車室内のダッシュボードやシートを洗浄する目的で使用することができる。
【００２３】
一方、蒸気ＶＰと切り替えて噴射ノズル６０から噴射される不飽和蒸気ＵＶは、噴射ノズル６０から噴射される時点において、１００℃よりも高い過熱水蒸気であって、かつ相対湿度が１００％未満の不飽和状態にある。かかる不飽和蒸気ＵＶは、蒸気ＶＰから湯気ＳＴを十分に除去し、また蒸気ＶＰを第二加熱部４０で加熱して相対湿度を低下させることにより生成される。
【００２４】
以下、清掃装置１００の詳細構造を説明する。
給液口１０は、第一加熱部２０で蒸気化される液体Ｌ（本実施形態では水）を筐体９０に取り込むためのインタフェースである。給液口１０には軟水器７２の出口が接続されている。軟水器７２の入口にはカプラ７１が接続されている。カプラ７１は水道栓に接続されて清水（浄水）が供給される。軟水器７２は清水からミネラル成分を除去して軟水を生成し、これを給液口１０に供給する。筐体９０の下部には車輪９４が設けられており、本実施形態の清掃装置１００は可動性（可搬性）を有している。
【００２５】
筐体９０の内部には、給液口１０と連通して水タンク７３が設置されている。水タンク７３には、ポンプ７４と逆止弁７５を介して第一加熱部２０が接続されている。ポンプ７４は、水位検知センサー８０の検知結果に基づいて、水タンク７３に貯留されている液体Ｌ（水）を所定量ずつ第一加熱部２０に送る。逆止弁７５は、水タンク７３から第一加熱部２０に向かって一方的に液体Ｌを流通させる。ポンプ７４をはじめとする各要素の電力は電源部７８より供給される。
【００２６】
第一加熱部２０は、筒状の空塔部２６と、この空塔部２６の内部に配設された第一ヒーター２２と、を備えている。空塔部２６の内部には、ポンプ７４で送られた液体Ｌが所定の液面高さで貯留される。第一加熱部２０（空塔部２６）の上部には蒸気貯留部３６が連設されている。空塔部２６と蒸気貯留部３６とは互いに連通している。
【００２７】
第一ヒーター２２には、シーズヒーターなどの電熱線ヒーター、高周波加熱コイル、または熱媒を循環させるオイルヒーターなどの熱媒ヒーターなどを用いることができる。本実施形態では電熱線ヒーターを例示する。第一ヒーター２２には給電部（図示せず）が接続されており、液体Ｌの気化温度以上の高温に加熱される。本実施形態の第一ヒーター２２の到達温度は、１００℃よりも高温、より具体的には１３０℃以上２００℃未満、好ましくは１５０℃以上１９０℃未満である。
【００２８】
第一ヒーター２２で加熱された液体Ｌは、蒸気ＶＰおよび湯気ＳＴとなって空塔部２６から蒸気貯留部３６に上昇する。蒸気貯留部３６の内壁面の一部、具体的には頂部には、蒸気管８６が連通して接続されている。蒸気管８６の直径（内径）は蒸気貯留部３６の直径（内径）よりも十分に小さく実質的に気相のみが蒸気管８６に流入する。すなわち、蒸気ＶＰと混合して蒸気貯留部３６に到達した湯気ＳＴの大部分は、蒸気管８６の球形の内壁面に衝突して吸着し、多数の湯気ＳＴ（微細な水滴）が寄せ集まって水滴となる。水滴は蒸気管８６の壁面を伝って落下し、空塔部２６に戻る。
【００２９】
蒸気貯留部３６は、蒸気ＶＰから湯気ＳＴを除去する手段である。言い換えると、本実施形態のスチームトラップ部３０は、第一加熱部２０の上方に連通して設けられた蒸気貯留部３６を含んでいる。本実施形態のスチームトラップ部３０は、蒸気貯留部３６と、後述する螺旋状の加熱トラッパー３４とで構成されている。なお、本実施形態では、液相である湯気ＳＴをスチームと呼称し、気相の蒸気（飽和蒸気または不飽和蒸気）と区別する。
【００３０】
開閉弁６５を閉止した状態で第一加熱部２０にて液体Ｌを持続的に加熱すると、蒸気貯留部３６の内圧は上昇していく。蒸気貯留部３６は球形であり、その内壁面において応力集中が実質的に発生せず、耐圧性に優れる。蒸気貯留部３６の内圧が、第一ヒーター２２による液体Ｌの加熱温度における飽和水蒸気圧と等しくなると、空塔部２６における液体Ｌの気化（沸騰）は平衡状態となる。
【００３１】
蒸気貯留部３６にはモニタ管８９を介して圧力計８４が接続されている。圧力計８４は蒸気貯留部３６の内圧を検出する。圧力計８４による検出結果（検出圧力）が所定の上限閾値よりも高くなった場合、圧力計８４は圧力異常を示す警告を、警報などの音声および／またはランプの点滅などの表示によって出力させる。清掃装置１００の使用者は、圧力スイッチ８２を操作することにより第一ヒーター２２への給電を停止させることができる。また、開閉弁６５ｃを開くことで、蒸気管８６および蒸気貯留部３６の内部の蒸気ＶＰを排気して圧力を開放することができる。
【００３２】
液体Ｌが気化して蒸気ＶＰになると、空塔部２６や蒸気貯留部３６の内部に当初存在していた空気は、蒸気管８６を通じて第一加熱部２０から押し出される。押し出された空気は、噴射ノズル６０を開放した直後の空気抜きによって外部に排気される。または、蒸気管８６に接続された開閉弁６５ｃ（図２を参照）を開放することで空気抜きをすることができる。開閉弁６５ｃは、清掃装置１００の外部と蒸気管８６とを仕切る弁である。蒸気管８６には複数の開閉弁６５（６５ａ〜６５ｃ）が接続されている。第二流路を構成する開閉弁６５ａは、第二加熱部４０の入口側と蒸気管８６とを仕切る弁である。開閉弁６５ａと第二加熱部４０とはチューブ６４ａを介して接続されている。第一流路を構成する開閉弁６５ｂは、三方弁６６と蒸気管８６とを仕切る弁である。開閉弁６５ｂと、三方弁６６の一次側の１つとは、チューブ６４ｂを介して接続されている。第二加熱部４０の出口側と、三方弁６６のもう１つの一次側とは、チューブ６４ｃを介して接続されている。三方弁６６の二次側には、チューブ６４ｄを介して噴射ノズル６０が接続されている。噴射ノズル６０はトリガー６２を備えている。トリガー６２を操作することによりチューブ６４ｄが外部に開放される。
【００３３】
第一加熱部２０と水位検知センサー８０とは通水管８８で接続されている。通水管８８は、第一加熱部２０のうち正常な液面位置よりも十分に下方に接続されている。具体的には、第一加熱部２０の空塔部２６のうち、第一ヒーター２２の上端よりも低い位置に通水管８８の一端が接続されている。通水管８８の他端は水位検知センサー８０に接続されており、液体Ｌの一部が水位検知センサー８０に導入されている。水位検知センサー８０と空塔部２６との液体Ｌの液面高さは等しい。水位検知センサー８０は、液体Ｌに浸漬される高さ位置に電極を備え、水位検知センサー８０および空塔部２６における液体Ｌの液面高さを常時検知する。液体Ｌの液面高さが所定以下となったことを水位検知センサー８０が検知すると、水位検知センサー８０は制御部（図示せず）を通じてその検知結果をポンプ７４に送信し、空塔部２６に液体Ｌを供給することを指示する。液体Ｌの液面高さが所定以下であることが水位検知センサー８０によって所定時間以上の長さで検知された場合は、第一ヒーター２２への給電を停止してもよい。第一加熱部２０には第一ヒーター制御部２４が設けられており、第一ヒーター２２への給電を停止させることができる。第一ヒーター制御部２４にはサーモスタットを用いることができる。
【００３４】
筐体９０の上部には水補充口９２が設けられている。本実施形態では筐体９０の上面に水補充口９２が設けられている。水補充口９２は水タンク７３の上方に形成されており、軟水器７２や給液口１０を介さずに水タンク７３に対して水補充口９２を通じて緊急で給水することが可能である。
【００３５】
逆に、液体Ｌの液面高さが所定以上になったことを水位検知センサー８０が検知すると、水位検知センサー８０は排水弁７６の開放を促すための警告を、警報などの音声および／またはランプの点滅などの表示によって出力させる。または、水位検知センサー８０の検知結果に基づいて、排水弁７６を自動的に開放させ、空塔部２６から液体Ｌを排水してもよい。この場合、排水弁７６には電磁弁を用い、水位検知センサー８０と排水弁７６とを信号線で接続するとよい。
【００３６】
次に、第二加熱部４０について説明する。第二加熱部４０は、湯気ＳＴが除去された蒸気ＶＰを第二ヒーター４２で更に加熱して、蒸気ＶＰよりも高温の不飽和蒸気ＵＶを生成する部位である。第二加熱部４０は、筐体９０の上面に設置されたヒーターボックス９６の内部に設置されている。
【００３７】
図３に示すように、第二加熱部４０は、ハウジング４１と、このハウジング４１の内部に設置された螺旋状の加熱トラッパー３４と、この加熱トラッパー３４に給電する給電部４４（図１では図示省略）と、を備えている。
【００３８】
スチームトラップ部３０である加熱トラッパー３４は、第二加熱部４０における蒸気ＶＰの流路上に配置されている。また、スチームトラップ部３０（加熱トラッパー３４）の内部に第二ヒーター４２が埋設されている。
【００３９】
すなわち、加熱トラッパー３４は、蒸気ＶＰから湯気ＳＴを除去する機能と、かかる蒸気ＶＰを加熱して不飽和蒸気ＵＶにする機能とを併せ持っている。
【００４０】
加熱トラッパー３４に埋設された第二ヒーター４２の少なくとも一部は螺旋状をなしている。第二加熱部４０には、第一加熱部２０から第二加熱部４０に蒸気ＶＰが導入されるスチーム入口４６が、第二ヒーター４２の螺旋中心Ｃの延長線（図３に一点鎖線で示す）上に設けられている。スチーム入口４６は、ハウジング４１のうち給電部４４に対向する面に形成されている。
【００４１】
第二ヒーター４２としては、第一ヒーター２２と同様に、シーズヒーターなどの電熱線ヒーター、高周波加熱コイル、またはオイルヒーターなどの熱媒ヒーターなどを用いることができる。第一ヒーター２２と第二ヒーター４２とは同種のヒーターでもよく、または異種のヒーターでもよい。本実施形態の第二ヒーター４２は、第一ヒーター２２とともに電熱線ヒーターである。
【００４２】
図３の左方を加熱トラッパー３４の基端側と呼称し、右方を先端側と呼称する。加熱トラッパー３４は、互いに並行する直線状のヒーター軸部３８ａ、３８ｂと、このヒーター軸部３８ａ、３８ｂの周囲に複数巻きに亘って巻回された螺旋ヒーター部３９と、を備えている。加熱トラッパー３４の内部には、ヒーター軸部３８ａ、螺旋ヒーター部３９およびヒーター軸部３８ｂに亘る全長に、一続きの第二ヒーター４２が埋設されている。ヒーター軸部３８ａ、３８ｂの基端部は給電部４４に接続されている。ヒーター軸部３８ａ、３８ｂは、スチーム入口４６に向かって延在している。一対のヒーター軸部３８ａ、３８ｂの中間位置が螺旋ヒーター部３９の螺旋中心Ｃである。ヒーター軸部３８ａはヒーター軸部３８ｂよりも短く、ヒーター軸部３８ａの先端側に螺旋ヒーター部３９が連続的に形成されている。螺旋ヒーター部３９の先端の巻回ループにおいてヒーター軸部３８ｂの先端部が滑らかに連設している。
【００４３】
ハウジング４１の内部が蒸気貯留部３６よりも低圧である場合、開閉弁６５ａを開放することでチューブ６４ａを通じて蒸気ＶＰがハウジング４１に供給される。蒸気ＶＰは、蒸気貯留部３６において湯気ＳＴがひとたび除去されたガスであるが、僅かに湯気ＳＴを含んでいる。蒸気貯留部３６で除去しきれずに蒸気管８６からチューブ６４ａに流入した湯気ＳＴと、第一加熱部２０から第二加熱部４０に至る迄の流路上またはハウジング４１の内部で蒸気ＶＰが膨張および冷却されて水滴に相転移した湯気ＳＴと、がこれにあたる。湯気ＳＴが混合した蒸気ＶＰは、加熱トラッパー３４（螺旋ヒーター部３９）の螺旋中心Ｃの延長線上に設けられたスチーム入口４６を通じてハウジング４１の内部に導入される。蒸気ＶＰが複数巻きの螺旋ヒーター部３９と物理的に接触することで、蒸気ＶＰに混合している湯気ＳＴが吸着除去される。なお、ハウジング４１の内壁面に蒸気ＶＰを接触させることによっても、蒸気ＶＰに混合している湯気ＳＴを吸着除去することができる。
【００４４】
第二加熱部４０の底部には、液体Ｌの液滴（水）を捕集して第二加熱部４０から排出するドレン５６が設けられている。図１に示すように、ハウジング４１の下部は下方に向かって幅狭に形成されており、その最深の底部にドレン５６が設けられている。また、本実施形態では螺旋ヒーター部３９の直下にドレン５６が設けられている。これにより、螺旋ヒーター部３９の表面で捕集された液滴が螺旋ヒーター部３９から滴下されると、すみやかにドレン５６から排出される。ドレン５６から排出される液体Ｌ（水）は清掃装置１００の系外に廃棄してもよく、または水補充口９２を通じて水タンク７３に供給してもよい。
【００４５】
加熱トラッパー３４には第二ヒーター４２が埋設されており、加熱トラッパー３４の表面は第一ヒーター２２（図１を参照）の到達温度よりも高温に加熱される。スチーム入口４６からハウジング４１に流入した蒸気ＶＰは、湯気ＳＴが除去されるのと同時に、第二ヒーター４２（加熱トラッパー３４）によって加熱されて不飽和蒸気ＵＶになる。蒸気ＶＰの流入方向に沿って延在するヒーター軸部３８ａ、３８ｂを加熱トラッパー３４が有していることで、螺旋ヒーター部３９で湯気ＳＴが除去された蒸気ＶＰがヒーター軸部３８ａ、３８ｂに沿って長時間に亘って接触する。これにより、蒸気ＶＰがハウジング４１に導入されてから不飽和蒸気ＵＶとして蒸気出口５４より排出されるまでの時間で、蒸気ＶＰは効率的に加熱される。
【００４６】
ハウジング４１の上部は、図１に示すように上方に向かって幅狭に形成されている。より具体的には、ハウジング４１の上部は、螺旋ヒーター部３９の半径方向に向かって幅狭になる傘状に形成されていることにより不飽和蒸気ＵＶを好適に捕集する。言い換えると、第二加熱部４０は、第二ヒーター４２の上方に傘状の捕集部５２を備えている。捕集部５２には、上方開口して噴射ノズル６０と連通する蒸気出口５４が形成されている。蒸気出口５４は、チューブ６４ｃを介して三方弁６６に接続される。
【００４７】
加熱トラッパー３４の表面温度は、ハウジング４１に導入される蒸気ＶＰの温度よりも高い。具体的には、第一ヒーター２２の到達温度よりも高く、かつ１５０℃以上２００℃以下、好ましくは１７０℃以上１９０℃以下である。
【００４８】
第一ヒーター２２は液体Ｌから蒸気ＶＰを生成するための主ヒーターであり、第二ヒーター４２は蒸気ＶＰの再加熱ヒーターである。このため、第一ヒーター２２の消費電力は第二ヒーター４２の消費電力よりも大きいことが好ましい。
【００４９】
三方弁６６またはトリガー６２が閉止されて第二加熱部４０の内部に蒸気ＶＰが長時間滞留する場合は、蒸気ＶＰから除去された湯気ＳＴは加熱トラッパー３４に加熱されて再び気化する。しかし、第二加熱部４０の内圧が第一加熱部２０や蒸気貯留部３６の内圧を超えることがないように清掃装置１００は制御されており、かつ第二加熱部４０の不飽和蒸気ＵＶは第一加熱部２０の蒸気ＶＰよりも高温であることから、第二加熱部４０の内部で湯気ＳＴが再気化しても、不飽和蒸気ＵＶが飽和蒸気圧に達することはない。
【００５０】
一方、三方弁６６およびトリガー６２が開放されて不飽和蒸気ＵＶが第二加熱部４０から連続的に排出されて噴射ノズル６０から噴射されている場合、第二加熱部４０に導入される蒸気ＶＰは多量であり、加熱トラッパー３４で捕集される湯気ＳＴの液滴は、第二ヒーター４２で加熱されて再気化されるよりも早い速度で凝集する。そして、蒸気ＶＰから湯気ＳＴが除去され、かつ蒸気ＶＰが昇温されることで、不飽和蒸気ＵＶの相対湿度は蒸気ＶＰから大きく低下する。不飽和蒸気ＵＶは、チューブ６４ｃおよびチューブ６４ｄを介して噴射ノズル６０に到達するまでに僅かに膨張および降温するが、不飽和状態のまま噴射ノズル６０から外部雰囲気に噴射される。すなわち、第二流路を通じて噴射ノズル６０から噴射される不飽和蒸気ＵＶは、第一流路を通じて噴射される蒸気ＶＰよりも高温かつ不飽和水蒸気であって、実質的に水滴（湯気）を含まない、さらさらと乾燥したガスとなる。
【００５１】
すなわち、本実施形態の清掃装置１００は、第一のスチームトラップ部３０として、第一加熱部２０の上方に球体状の蒸気貯留部３６を備え、第二のスチームトラップ部３０として、第二加熱部４０の内部に配置された加熱トラッパー３４を備えている。蒸気貯留部３６では、第一ヒーター２２により沸騰した液体Ｌから飽和水蒸気（蒸気ＶＰ）とともに上昇する湯気ＳＴ（液体水蒸気）をトラップする。加熱トラッパー３４では、この蒸気ＶＰに残存する湯気ＳＴを更に除去する。
【００５２】
上述したように、本実施形態では第二加熱部４０の内圧が過大とならないように圧力制御している。具体的には、第二加熱部４０と蒸気貯留部３６とを双方向に連通させている。これにより第二加熱部４０と蒸気貯留部３６とは同圧になっている。そして第一ヒーター制御部２４は、第二加熱部４０または蒸気貯留部３６の内圧を検出して第一ヒーター２２の出力を制御する。本実施形態では、第二加熱部４０のハウジング４１と蒸気貯留部３６とを連通させたうえで圧力計８４を蒸気貯留部３６に接続する態様を例示しているが、これに限られない。たとえば、蒸気貯留部３６に接続した圧力計８４とは別に、第二加熱部４０のハウジング４１の内圧を検出する他の圧力計を設けてもよい。
【００５３】
ハウジング４１および蒸気貯留部３６の内圧は雰囲気圧（大気圧）よりも高い。このため、噴射ノズル６０のトリガー６２を操作することで、蒸気ＶＰまたは不飽和蒸気ＵＶが勢いよく噴射される。本実施形態の清掃装置１００によれば、空気などの搬送ガスを用いることなく蒸気ＶＰまたは不飽和蒸気ＵＶを噴射することが可能である。ただし、本実施形態に代えて、空気などの高圧の搬送ガスと蒸気ＶＰまたは不飽和蒸気ＵＶとを混合して噴射ノズル６０より噴射してもよい。
【００５４】
清掃装置１００は、第二加熱部４０の内部温度を検出して第二ヒーター４２の出力を制御する第二ヒーター制御部５８を備えている。これにより、第二加熱部４０の内部が過剰温度になることを防止する。上述した第一ヒーター制御部２４は、第一ヒーター２２の過熱防止のためのサーモスタットである。第二ヒーター制御部５８は、第二ヒーター４２の過熱防止のためのサーモスタットである。第二ヒーター制御部５８の設定温度は、たとえば２００℃であり、第一ヒーター制御部２４の設定温度（たとえば１８０℃）よりも高い。
【００５５】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される限りにおける種々の変形、改良等の態様も含む。上記実施形態では、蒸気貯留部３６にて湯気ＳＴを除去したあとの蒸気ＶＰを、第一流路を通じて噴射することを例示した。言い換えると、第一のスチームトラップ部３０である蒸気貯留部３６の下流側に設置された開閉弁６５ｂより蒸気ＶＰを取り出して噴射ノズル６０に供給することを例示した。本発明はこれに限られず、湯気ＳＴを除去することなく、空塔部２６で液体Ｌを加熱して生成した蒸気ＶＰを噴射ノズル６０より噴射してもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では第一加熱部２０を収容する筐体９０と、第二加熱部４０を収容するヒーターボックス９６とを別体として図示したが、本発明はこれに限られない。第二加熱部４０を一つの筐体９０の内部に設置してもよい。
また、第一加熱部２０または第二加熱部４０の一方または両方が、多段に配置された加熱領域を含んで構成されていてもよい。
【００５７】
開閉弁６５から噴射ノズル６０に至る流路のチューブ６４ａ〜６４ｄ、開閉弁６５、三方弁６６などの配管構成は上記実施形態に限定されるものではなく、蒸気ＶＰと不飽和蒸気ＵＶとが切り替えて噴射可能であるかぎり、種々の変更が可能である。
【００５８】
上記実施形態は、以下の技術思想を包含する。
（１）液体が供給される給液口と、供給された前記液体を第一ヒーターで加熱して蒸気を生成する第一加熱部と、前記蒸気に含まれる湯気を除去するスチームトラップ部と、前記湯気が除去された前記蒸気を第二ヒーターで更に加熱して前記蒸気よりも高温かつ低湿の不飽和蒸気を生成する第二加熱部と、前記蒸気または前記不飽和蒸気を切り替えて噴射する噴射ノズルと、を備える清掃装置。
（２）前記スチームトラップ部が前記第二加熱部における前記蒸気の流路上に配置され、かつ前記スチームトラップ部の内部に前記第二ヒーターが埋設されている上記（１）に記載の清掃装置。
（３）前記スチームトラップ部が、前記第一加熱部の上方に連通して設けられた蒸気貯留部を含む上記（１）または（２）に記載の清掃装置。
（４）前記第二加熱部と前記蒸気貯留部とが双方向に連通しており、前記第二加熱部または前記蒸気貯留部の内圧を検出して第一ヒーターの出力を制御する第一ヒーター制御部を備える上記（３）に記載の清掃装置。
（５）前記第二ヒーターは螺旋状をなし、前記第二加熱部には、前記第一加熱部から前記蒸気が導入されるスチーム入口が、前記第二ヒーターの螺旋中心の延長線上に設けられている上記（１）から（４）のいずれか一項に記載の清掃装置。
（６）前記第二加熱部は、前記第二ヒーターの上方に傘状の捕集部を備え、前記捕集部には上方開口して前記噴射ノズルと連通するスチーム出口が形成されている上記（１）から（５）のいずれか一項に記載の清掃装置。
（７）前記第二加熱部の底部には、前記液体の液滴を捕集して前記第二加熱部から排出するドレンが設けられている上記（１）から（６）のいずれか一項に記載の清掃装置。
（８）前記第二加熱部の内部温度を検出して第二ヒーターの出力を制御する第二ヒーター制御部を備える上記（１）から（７）のいずれか一項に記載の清掃装置。
【００５９】
本発明の清掃装置１００の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。
【符号の説明】
【００６０】
１０：給液口、２０：第一加熱部、２２：第一ヒーター、２４：第一ヒーター制御部、２６：空塔部、３０：スチームトラップ部、３４：加熱トラッパー、３６：蒸気貯留部、３８ａ・３８ｂ：ヒーター軸部、３９：螺旋ヒーター部、４０：第二加熱部、４１：ハウジング、４２：第二ヒーター、４４：給電部、４６：スチーム入口、５２：捕集部、５４：蒸気出口、５６：ドレン、５８：第二ヒーター制御部、６０：噴射ノズル、６２：トリガー、６４ａ〜６４ｄ：チューブ、６５・６５ａ〜６５ｃ：開閉弁、６６：三方弁、７１：カプラ、７２：軟水器、７３：水タンク、７４：ポンプ、７５：逆止弁、７６：排水弁、７８：電源部、８０：水位検知センサー、８２：圧力スイッチ、８４：圧力計、８６：蒸気管、８８：通水管、８９：モニタ管、９０：筐体、９２：水補充口、９４：車輪、９６：ヒーターボックス、１００：清掃装置、Ｃ：螺旋中心、Ｌ：液体、ＳＴ：湯気、ＵＶ：不飽和蒸気、ＶＰ：蒸気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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