(57)【要約】  効率的な過熱水蒸気の生成が可能であり、加温能力が向上した、農家で採用し易い過熱水蒸気の生成装置を提供する。加熱源５に底面が接する飽和水蒸気発生室６とその上部に順次、飽和水蒸気貯留室７、蒸気調圧室８および過熱水蒸気発生室１０を設けてなる過熱水蒸気の生成装置である。各室同士の間は、穴（２２、２３、２４）を持った金属製仕切板で区切られており、飽和水蒸気発生室６で水は加熱されて飽和水蒸気となり、該飽和水蒸気は、飽和水蒸気貯留室７と蒸気調圧室８を経由して過熱水蒸気発生室１０に送られ、再加熱されて、過熱水蒸気となるように構成されている。
2016010074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過熱水蒸気の生成装置であって、
飽和水蒸気発生室と、その上部に順次、飽和水蒸気貯留室と、蒸気調圧室と、過熱水蒸気発生室とが設けられてなり、
前記の各室同士の間は、それぞれ金属製仕切板で区切られており、
飽和水蒸気発生室は、その底面が加熱源に接し、かつ貯水槽に直結され、それによって、貯水槽内の水が、飽和水蒸気発生室に導入され加熱されて飽和水蒸気となる構成となっており、
飽和水蒸気発生室と飽和水蒸気貯留室とは、一穴または複数穴を持った金属製仕切板で区切られており、それによって、飽和水蒸気発生室で生成した飽和水蒸気が、前記金属製仕切板の一穴または複数穴を通って飽和水蒸気貯留室に入る構成となっており、
飽和水蒸気貯留室と蒸気調圧室とは、一穴または複数穴を持った金属製仕切板で区切られており、それによって、飽和水蒸気貯留室に溜められた飽和水蒸気が、前記金属製仕切板の一穴または複数穴を通って蒸気調圧室に入り、一定の水分含有量と蒸気圧に調整される構成となっており、
蒸気調圧室と過熱水蒸気発生室とは、一穴または複数穴を持った金属製仕切板で区切られており、それによって、前記の調整された飽和水蒸気が、前記金属製仕切板の一穴または複数穴を通って過熱水蒸気発生室に入る構成となっており、
過熱水蒸気発生室は加熱源を内包し、かつ噴出口および送風ファンを有し、それによって、過熱水蒸気発生室で飽和水蒸気は、加熱源により加熱されて過熱水蒸気となり、噴出口から送風ファンにより送り出されるように構成された構造を有することを特徴とする、
前記過熱水蒸気の生成装置。
【請求項２】
飽和水蒸気発生室に導入される水として、濾過器を通して水中の雑異物が除去され、さらに、中赤外線を放射する天然鉱石に接触させることによって改質された水が、使用される、請求項１に記載された過熱水蒸気の生成装置。
【請求項３】
過熱水蒸気が、加熱された空気と混合されて、噴出口から送風ファンにより送り出される、請求項１または２に記載された過熱水蒸気の生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温室暖房や植物栽培、加熱調理などに使用できる過熱水蒸気の生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱風ユニット（該ユニットは、加熱室に空気を循環させるラジアルファンと、熱風ヒータとから構成される）と、加熱室に水分を供給する蒸気発生装置とを備える加熱調理器が提案されている（特許文献１）。前記の加熱調理器は、熱風ユニット内に水蒸気を供給し、熱風ヒータで過熱して生成される過熱水蒸気を、熱風ユニット内で撹拌して加熱室に吹き出すことにより、加熱室内の温度ムラや水分量ムラを少なくして効率よく食品を調理する調理器である。また、調質処理した水を入れる水タンクと、水タンクの水を蒸発させる水蒸気発生器と、水蒸気発生器で発生した水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成する過熱蒸気発生器と、過熱蒸気発生器で生成した過熱蒸気を温室内に吹き込む送風機とを組合わせた暖房機が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３０４２号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１５５７６４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に記載された加熱調理器における過熱水蒸気の生成方法は、温室の暖房には不向きである。特許文献２に記載された暖房機における過熱水蒸気の生成方法は、近年施設栽培に採用され、ある程度の成果を上げているが、新設時の工事コストが高額になり、施設面積や急激な寒暖差への加温能力に余裕が少なく、安定稼働の面で不十分であり、既存の暖房に比べて農家の信頼度が低い。石油燃焼加温機の代替手段として、長期的に過熱水蒸気加温装置を普及させるには、装置の能力性能の向上、少電力稼動と新設時の工事費価格の低減化など改善すべき課題が存在する。【０００５】
本発明は、従来の過熱水蒸気の生成方法が有する課題を解決するもので、新しい過熱水蒸気の発生システムを採用することにより、効率的な過熱水蒸気の生成と加温能力の向上が可能になり、コスト低減、安定稼動などの信頼性の向上から農家で採用し易い過熱水蒸気の生成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】
【０００６】
本発明によって提供される過熱水蒸気の生成装置は、
飽和水蒸気発生室と、その上部に順次、飽和水蒸気貯留室と、蒸気調圧室と、過熱水蒸気発生室とが設けられてなり、
前記の各室同士の間は、それぞれ金属製仕切板で区切られており、
飽和水蒸気発生室は、その底面が加熱源に接し、かつ貯水槽に直結され、それによって、貯水槽内の水が飽和水蒸気発生室に導入され加熱されて飽和水蒸気となるように構成されており、
飽和水蒸気発生室と飽和水蒸気貯留室とは、一穴または複数穴を持った金属製仕切板で区切られており、それによって、飽和水蒸気発生室で生成した飽和水蒸気が、前記金属製仕切板の一穴または複数穴を通って飽和水蒸気貯留室に入る構成となっており、
飽和水蒸気貯留室と蒸気調圧室とは、一穴または複数穴を持った金属製仕切板で区切られており、それによって、飽和水蒸気貯留室に溜められた飽和水蒸気が、前記金属製仕切板の一穴または複数穴を通って蒸気調圧室に入り、一定の水分含有量と蒸気圧に調整される構成となっており、
蒸気調圧室と過熱水蒸気発生室とは、一穴または複数穴を持った金属製仕切板で区切られており、それによって、前記の調整された飽和水蒸気が、前記金属製仕切板の一穴または複数穴を通って過熱水蒸気発生室に入る構成となっており、
過熱水蒸気発生室は加熱源を内包し、かつ噴出口および送風ファンを有し、それによって、過熱水蒸気発生室で飽和水蒸気は、加熱源により加熱されて過熱水蒸気となり、噴出口から送風ファンにより送り出されるように構成された構造を有することを特徴とするものである。【０００７】
また本発明による過熱水蒸気の生成装置の好ましい態様では、飽和水蒸気発生室に導入される水として、濾過器を通して水中の雑異物を除去した後に、中赤外線を放射する天然鉱石に接触させて改質された水を使用する。【０００８】
また本発明による過熱水蒸気の生成装置の好ましい態様では、過熱水蒸気が、加熱された空気と混合されて、噴出口から送風ファンにより送り出される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る過熱水蒸気の生成装置は、加熱源に底面が接する飽和水蒸気発生室を有しており、該飽和水蒸気発生室の上に、順次、飽和水蒸気貯留室と、蒸気調圧室と、過熱水蒸気発生室とが設けられており、前記の各室の間が、一穴または複数穴を持った金属製仕切板によって区切られた構造を有するものである。この特徴的な構成によって、当該過熱水蒸気の生成装置は、効率的に過熱水蒸気を生成させることができ、コスト低減に繋がり、しかも安定稼動が可能であり、小型軽量化できるために、農家で採用し易いものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の過熱水蒸気の生成装置の構成の一例を、模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の過熱水蒸気の生成装置の構成の一例を、より分かり易く示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を図１、図２に基づいて説明する。
飽和水蒸気発生室は、底面が加熱源に接し、かつ貯水槽に直結しており、水導入口から給水された貯水槽内の水が、飽和水蒸気発生室に送られ、加熱されて、飽和水蒸気となるように構成されている。
図１、図２に示すように、飽和水蒸気発生室６は、該飽和水蒸気発生室それ自体の底面が加熱源５に接し、かつ貯水槽４に直結されている。水導入口である給水栓１から給水された貯水槽４内の水（流れ方向１４）は、飽和水蒸気発生室６に逆流防止構造を介して導入される。飽和水蒸気発生室では、水が加熱源により加温されて、飽和水蒸気が発生する。加熱源は、特に限定されず、燃料の燃焼によって加熱するヒーターであってもよいが、電気ヒーターが、炭酸ガスの発生がないので好ましい。
貯水槽４に給水される水は、予め濾過器２を通して水中の不純物が除去された水が好ましく、更に中赤外線を放射する天然鉱石３、例えば皇輝石（登録商標）によって水質改善された水が好ましい。
中赤外線を放射する天然鉱石により水質改善された水から生成した過熱水蒸気には、植物の生長促進と防菌防カビ効果があり、これをハウス栽培の野菜等の植物に供給した場合、植物の病害予防や成長促進に繋がることが実証されており、農薬使用量を低減させる効果がある。
【００１２】
飽和水蒸気発生室６と飽和水蒸気貯留室７の間は、一穴または複数穴を持った金属製仕切板で仕切られており、飽和水蒸気発生室で生成した飽和水蒸気は、前記金属製仕切板の一穴または複数穴を通って飽和水蒸気貯留室に入る。金属製仕切板は、例えば、鉄、ステンレス、銅、銅合金などの金属材料で作製された仕切板、または前記金属材料からなる層を組み合わせた積層板であることが好ましく、高い熱伝導性と機械的な強度を有するものであることが好ましい。該金属製仕切板は、単層（表面には防錆層が適宜加えられてもよい）であってもよいし、例えば、３層構造（ステンレス層／銅層（またはアルミニウム層）／ステンレス層）などといったような、熱伝導性、機械的強度、表面の耐腐食性を考慮した多層構造であってもよい。側壁や筐体の材料も、前記した金属製仕切板の材料や構造を適宜参照してよい。
飽和水蒸気貯留室７は、飽和水蒸気発生室６で発生した飽和水蒸気を、過熱水蒸気発生室１０で効率的に過熱水蒸気化させるために、飽和水蒸気を貯留させ、かつ飽和水蒸気に余熱を加える内部構造であることが好ましい。例えば、該飽和水蒸気貯留室７の室内に、壁部（好ましくは金属製）を組み合わせて、該室内を蛇行する流路（図示せず）を形成し（即ち、該室内における該流路をより長くし）、それによって、飽和水蒸気が該室内をより長い時間をかけて通過するようにし、その後、上部に設けた金属製仕切板の穴（一穴または複数穴）２３を通って蒸気調圧室８に導入される構造とするのが好ましい。
【００１３】
蒸気調圧室８は、過熱水蒸気発生室１０での過熱水蒸気の発生を効率的に行うために、飽和水蒸気の水分含有量が一定になるように調節し、かつ蒸気圧が一定になるように調節する機能を有する内部構造であることが好ましい。例えば、上記した飽和水蒸気貯留室７の室内を蛇行する流路と同様に、壁部（好ましくは金属製）を組み合わせて、蒸気調圧室８の室内を蛇行する流路（図示せず）を形成して、該室内の該流路をより長くし、室内をより長い時間をかけて通過するようにする。これによって、飽和水蒸気が、該蒸気調圧室８の室内を経由する際に水分含有量が調節され、かつ調圧されて、上部に設けた金属製仕切板の穴（一穴または複数穴）２４を通って過熱水蒸気発生室１０に導入されるので好ましい。
【００１４】
過熱水蒸気発生室１０は、加熱源９を内包し、かつ過熱水蒸気の噴出口１２および送風ファン１１を有しており、過熱水蒸気発生室で飽和水蒸気は加熱源により１００℃以上、汎用的な態様では、１８０℃〜２５０℃程度に再加熱されて、過熱水蒸気（完全に気体状態の水）となる。好ましい態様では、生成された過熱水蒸気（流れ方向１５）は、加熱された空気（流れ方向１６）と混合部１９で混合されて噴出口１２から送風ファン１１により送り出される。加熱源９は、立体構造の電気ヒーターであるのが好ましく、平面板パンチング状の発熱体を、円筒状のロール状となるように重ね巻きした立体型発熱体や、円筒絶縁体の外側に線状の発熱体をラセン状に巻いた立体型発熱体を複数用いる形態がより好ましい電気ヒーターとして挙げられる。これらのような電気ヒーターを、収納筒２０に収容し、その外側全体を保温カバ−２１で覆った構造とする場合、熱効率が高く、比較的小さい電力でも十分に加熱できるので、使用電力量が少なくてすむ利点がある。
図１、２に示す好ましい態様では、筐体１３に送風ファン１１のための空気取入れ口（図示せず）が設けられている。送風ファン１１は、収納筒２０と保温カバ−２１との間に空気を送り込み（矢印１６）、かつ、収納筒２０内にも空気を送り込む（矢印１７）。蒸気調圧室８から上がって来た蒸気は、送風ファン１１から収納筒２０内に送り込まれた空気（矢印１７）の流れと合流し、加熱源９を通過し、過熱水蒸気（矢印１５）となり、収納筒２０から混合部１９へと出る。混合部１９において、収納筒２０から出た過熱水蒸気と、収納筒２０と保温カバ−２１との間を流れて加熱された空気（矢印１６）とが、混合されて外界に噴出される（矢印１８）。
本発明の生成装置から外界に噴出される過熱水蒸気の流量は、限定はされないが、汎用的な装置では、毎分１ｍ３〜２ｍ３程度が例示される。
【００１５】
飽和水蒸気発生室６と飽和水蒸気貯留室７、飽和水蒸気貯留室７と蒸気調圧室８、および、蒸気調圧室８と過熱水蒸気発生室１０は、それぞれ一穴または複数穴を持った金属製仕切板で仕切られている。飽和水蒸気貯留室７および蒸気調圧室８の機能を最大限に発現させるためには、室同士の間の仕切板の穴は、一穴であり、しかも、図１、図２に示すように、飽和水蒸気発生室６と飽和水蒸気貯留室７との間の仕切板の一穴の位置を中央部にし、蒸気調圧室８と過熱水蒸気発生室１０との間の仕切板の一穴の位置を、送風ファン側の側壁に近い一方の端部とし、飽和水蒸気貯留室７と蒸気調圧室８との間の仕切板の一穴の位置を、前記端部から最も離れた反対側の端部に設定するのが好ましい。
穴の大きさは、特に限定はされず、例えば、各室の底面積の１／１０から１／２０の大きさが好ましく、その形状は円形でも多角形であってもよい。
各室の底面の形状は、特に限定はされず、円形、四角形、多角形などであってよい。各室の底面積は、特に限定はされず、例えば、３００ｃｍ２〜５００ｃｍ２程度が例示される。
【実施例】
【００１６】
本発明に係る過熱水蒸気の生成装置を図１、図２に基づいて説明する。
取水した水は、水導入口の給水栓１から濾過器２を介して貯水槽４に入り、貯水槽から飽和水蒸気発生室６に送られ、飽和水蒸気発生室６の下部より加熱源５により加熱されて飽和水蒸気となる。該飽和水蒸気は、室間の仕切板の一穴２２を通って飽和水蒸気貯留室７に送られ、次いで室間の仕切板（本実施例では、金属製）の一穴２３を通って蒸気調圧室８に送られ、更に水分含量が調節され、調圧されて、室間の仕切板の一穴２４を通って過熱水蒸気発生室１０に送られ、加熱源９により再加熱されて過熱水蒸気となる。本実施例では、過熱水蒸気は、送風ファン１１により、別途調製された加熱空気１６と混合されて、温度と風量が調節されて、噴出口１２から農業用ハウス（温室など）内に排出される。
排出される過熱水蒸気の温度と風量は、前記した農業用ハウスなどの内部に設置したセンサー（とりわけ、温度センサー）と、制御回路（前記センサーからの信号を受けて過熱水蒸気発生室内の加熱源の発熱量の制御や送風ファンの風量の制御を行う制御回路）とを有する自動制御システムを設けることにより、自動的に制御することができる。【００１７】
本発明に係る生成装置から生成した過熱水蒸気による加温は、現在使用されている石油燃焼空気による加温に比べて蓄熱量が大きく、保温効果に優れており、加温燃料費の５０〜８０パ−セントの低減ができる。
【符号の説明】
【００１８】
１    給水栓（給水源）
２    濾過器
３    中赤外線を放射する天然鉱石
４    貯水槽
５    加熱源
６    飽和水蒸気発生室
７    飽和水蒸気貯留室
８    蒸気調圧室
９    加熱源
１０    過熱水蒸気発生室
１１    送風ファン
１２    噴出口
１３    装置筐体外装部
１４    流れ方向（矢示）
１５    過熱水蒸気の流れ方向（矢示）
１６    加熱空気の流れ方向（矢示）
１７    過熱水蒸気発生ユニット内の送風方向（矢示）
１８    噴出方向（矢示）
１９    混合部
２０    収納筒
２１    保温カバー
２２    金属製仕切板の一穴
２３    金属製仕切板の一穴
２４    金属製仕切板の一穴
【図１】
2016010074.tif 000003
【図２】
2016010074.tif 000004
【国際調査報告】
2016010074.tif 000005
2016010074.tif 000006
2016010074.tif 000007
2016010074.tif 000008