(57)【要約】【課題】過熱蒸気の発生に所要される時間と費用を最小化し、過熱蒸気発生機の内部構造を単純化し、製造及び維持補修の各種費用が節減されるようにする。【解決手段】ボイラー(11)により作られた飽和蒸気が供給され、セパレーター(12)を経由させて結露した水が分離された飽和蒸気をバルブ体(13)の開放過程で選択的に分配する飽和蒸気分配器(10)と；前記飽和蒸気分配器(10)によって供給される蒸気を過熱室に積層された多数のディスク(23)及び過熱蒸気ヒーター(22)を通じて加熱する過熱蒸気発生機(20)と；前記過熱蒸気発生機(20)によって生成され過熱室(21)を経由して排出する過熱蒸気を噴射配管(32)を通じて加熱場所(H)に向かって噴射する過熱蒸気供給配管(30)とを設けることにより、過熱蒸気発生装置に供給される蒸気が装置の内部構成による渦流作用を通じて加熱されて小さい分子(クラスター)に分解されて過熱蒸気の温度効率が向上される。【選択図】図１
2008151391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラー(11)によって作られ、セパレーター(12)を経由させることにより結露した水が分離された飽和蒸気をバルブ体(13)の開放過程で選択的に分配する飽和蒸気分配器(10)と、上記飽和蒸気分配器(10)によって供給される蒸気を過熱室(21)に積層した多数のディスク(23)を通じて渦流させながら多数の過熱蒸気ヒーター(22)を通じて過熱する過熱蒸気発生機(20)と、上記過熱蒸気発生機(20)によって生成され過熱室(21)を経由して排出する過熱蒸気を過熱蒸気噴射配管(32)を通じて加熱場所(Ｈ)に向けて噴射する過熱蒸気供給配管(30)と、からなることを特徴とする過熱蒸気を利用した加熱・殺菌・乾燥器具。
【請求項２】
請求項１記載の器具において、上記ディスク(23)は、その奇数列のディスク(23-1)と偶数列のディスク(23-2)の外径が互い違いになるように形成され、上記の過熱室(21)の内壁と奇数列のディスク(23-1)の隙間および偶数列のディスク(23-2)の中心部に蒸気を渦流させる各々の流体通過空間(25)が形成されていることを特徴とする過熱蒸気を利用した加熱・殺菌・乾燥器具。
【請求項３】
請求項１記載の器具において、上記過熱蒸気ヒーター(22)は、その中心部に構成された熱線(22ａ)にステンレススチール(22ｂ)またはセラミックス(22ｃ)がコーティングされることを特徴とする過熱蒸気を利用した加熱・殺菌・乾燥器具。
【請求項４】
請求項１記載の器具において、上記噴射配管(32)は、その本体表面に一列にまたは両側に各々の噴射孔(32a)を持つ複数の丸ネジが締結されていることを特徴とする過熱蒸気を利用した加熱・殺菌・乾燥器具。
【請求項５】
請求項１記載の器具において、上記加熱場所(Ｈ)には、上記過熱蒸気噴射配管(32)を通って噴射される過熱蒸気が水に結露するのを防ぐことはもちろん、加熱場所(Ｈ)内の加熱温度を調節するためにセラミックヒーター(33)が装着されていることを特徴とする過熱蒸気を利用した加熱・殺菌・乾燥器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸気発生機から生成される過熱蒸気を熱源で利用する加熱・殺菌・乾燥器具であり、特に過熱蒸気発生機を単純化して製造費用を節減させるだけではなくて、水分子を最小化することで物質に浸透しやすい高温蒸気を生成し、温度上昇効果を極大化させることができるようになった過熱蒸気発生機と遠赤外線を活用し相乗的に効果を引き出す加熱・殺菌・乾燥器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に過熱蒸気発生機はボイラーから供給される飽和蒸気を加熱して短い時間で大容量の過熱蒸気を生成することとして、この発生装置によって生成される過熱蒸気は飽和蒸気より高温、微粒子なので食べ物の調理器具はもちろん、殺菌機とか乾燥器具の熱源で利用される。例えば、過熱蒸気を利用した調理器具は、食品の塩や脂分を落としたり、加熱による酸化現象も少なくて味が変わらない長所がある。
先行技術が以下の文献に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３４４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、既存の過熱蒸気発生機は過熱蒸気を発生させて処理するのに要求される通過断面積を確保するためにスクリュー形態の電熱管(FIN HEATER)を含んだ複雑な構成部品を内蔵する構造で、各種費用が増大されて、これにより装置の維持及び補修による費用が増大される問題点があった。
そして、過熱蒸気発生器は内蔵部品の複雑さは、蒸気の流量の偏差がひどくて均一な温度を持つ過熱蒸気を得にくいだけでなく、流量の偏差によって電熱管自体の局所的な過熱現象が起きる場合、内蔵部品の劣化が発生するので耐久性が低下される問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
過熱蒸気発生機の内部構造を単純化して、構成部品の製造費用並び維持と補修による各種付帯費用を節減させることがもちろん、蒸気粒子の大きさを最小化して温度増大による効率を極大化させることができるようになった過熱蒸気発生機を利用した加熱・殺菌・乾燥器具を提供するのにその目的がある。
上記の目的を達成するための本発明は、ボイラーによって生成されセパレーターを経由しながら水が分離した飽和蒸気を、バルブ体の開放過程において選択的に分配する飽和蒸気分配器と；上記の飽和蒸気分配器によって供給される蒸気を過熱室に積層した多数のディスクを通じて渦流させながら多数のヒーターで加熱する過熱蒸気発生機および；上記の過熱蒸気発生機によって生成され過熱室を経由して排出される過熱蒸気を、噴射配管を通じて過熱場所に向かって噴射する過熱蒸気噴射機並びに遠赤外線を発生させるセラミックヒーターからなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明による実施例を説明する。
図１は本発明による過熱蒸気発生器を利用した器具の概念図で、図２と３は本発明による過熱蒸気発生器の分解図及び断面図であり、図４(ａ)，(ｂ)は本発明による過熱蒸気発生器の構成部品であるヒーター部分の断面図であり、図５は本発明による過熱蒸気発生器の噴射配管の断面図である。
ボイラー(11)によって生成され、セパレーター(12)を経由させることにより結露した水が分離された飽和蒸気をバルブ体(13)の開放過程で選択的に分配する飽和蒸気分配器(10)と；上記飽和蒸気分配器(10)によって供給される蒸気を過熱室(21)に積層した多数のディスク(23)を通じて渦流させながら多数の過熱蒸気ヒーター(22)で加熱する過熱蒸気発生機(20)および；上記過熱蒸気発生機(20)によって生成され過熱室(21)を経由して排出される過熱蒸気を噴射する過熱蒸気噴射配管からなる。
【０００６】
まず、本発明による過熱蒸気発生器を利用した器具は加熱器具と殺菌器具と乾燥器具などのような構造物として、上記の加熱、殺菌、乾燥器具の構成要素が同一だから同一図面符号を参照して説明する。特に以下からは全ての器具を加熱器具に限定して称して説明することにする。
ここで、加熱装置(1)は、ボイラー(11)によって生成された飽和蒸気を分配する飽和蒸気分配器(10)とこの飽和蒸気分配器(10)によって供給される蒸気を加熱する過熱蒸気発生機(20)、この過熱蒸気発生機(20)によって作られた過熱蒸気を使用場所に供給する過熱蒸気噴射機(30)および上記の構成要素を制御する制御機(図示なし)から構成される。
また、飽和蒸気分配器(10)は、ボイラー(11)によって供給される飽和蒸気をボイラー(11)に連結された供給配管(15)と、この供給配管(15)の管路上に装着され水と蒸気を分離するセパレーター(12)および、このセパレーター(12)によって分離された飽和蒸気の供給量を調節するバルブ体(13)から構成される。
また、供給配管(15)に、上記バルブ体(13)によって分配され上記過熱蒸気発生機(20)に供給され残った剰余の飽和蒸気および結露した水を排出させるドレーン管(14)が装着される。
【０００７】
また、供給配管(15)には、ボイラー(11)によって供給される飽和蒸気を過熱蒸気発生機(20)が必要とする圧力に減圧する減圧計(16)と、上記過熱蒸気発生機(20)に流入する蒸気圧を規定圧力に制御する安全バルブ(17)が構成される。
また、バルブ体(13)は、ボイラー(11)から供給される飽和蒸気の量を調節して過熱蒸気発生機(20)に供給するもので、容量が互いに異なる少なくとも一組以上の第1、第2電子バルブ(13ａ，13ｂ)から構成され、上記過熱蒸気発生機(20)に流入する飽和蒸気量を調節するためにこの第１電子バルブ(13ａ)と第２電子バルブ(13ｂ)が制御機(図示なし)の信号に従って同時にまたは個別に開閉する。
そして、過熱蒸気発生機(20)は、飽和蒸気分配器(10)によって供給される飽和蒸気を加熱して過熱蒸気を生成させるもので、バルブ体(13)によって選別的に供給される飽和蒸気を受容する為の過熱室(21)を形成するハウジング(27)と、このハウジング(27)の内部に順に装着された多数の過熱蒸気ヒーター(22)と多数のディスク(23)から構成される
また、ハウジング(27)は、過熱室(21)の上段部に装着されて供給配管(15)が連結される注入口(24ａ)を持つ覆い(24)とこの過熱室の下段部に構成されて過熱蒸気供給器(30)が連結される捌け口(25)が装着される。
そのハウジング(27)は円型に形成させることが望ましくて、特にその材質ではステンレススチールなどのような腐食性及び耐熱性が優秀な素材を利用することが望ましい。
また、覆い(24)は、過熱室(21)の上端部にボルトのような締結手段で固定することが望ましくて、特にその本体に以後に説明する過熱蒸気ヒータ(22)が設置される多数の円形穴(24ｂ)が形成される。
【０００８】
そして、ディスク(23)は、過熱室(21)の内部空間に水平方向に一定の間隔を置いて順に配置され、蒸気を渦流させるとともに過熱蒸気ヒーター(22)の支持機能を遂行するもので、その奇数列に位置するディスク(23-1)と偶数列に位置するディスク(23-2)の外径が互い違いに形成される。
また、ディスク(23)は、過熱室(21)の内壁と奇数列のディスク(23-1)の間(隙間)そして偶数列のディスク(23-2)の中心部に流体が渦流しながら通過する各々の流体通過空間(26)が形成される。
また、ディスク(23)の材質ではステンレススチールなどのような腐食性及び耐熱性が優秀な素材を利用することが望ましいが、その他にもセラミックス材質などを使うこともできることは当然のことである。
また、ディスク(23)は、その本体に過熱ヒーター(22)を固定するための多数の固定穴(23ａ)が規則的な間隔を置いて形成される。
そして、過熱蒸気ヒーター(22)は、上記ディスク(23)の固定穴(23ａ)に固定された状態で、上記の過熱室(21)に蒸気が供給されて流体通過空間(26)を経由しながら、渦流されつつ過熱される。
【０００９】
また、過熱蒸気ヒーター(22)は、その中心部に構成された熱線(22ａ)の周り面にステンレススチール(22ｂ)またはセラミックス(22ｃ)がコーティング(図４ａ)されるとか、またはステンレススチール(22ｂ)またはセラミックス(22ｃ)が順次にコーティング(図４ｂ)されて保護または遠赤外線を発散させるようにする。
また、加熱場所(Ｈ)には浸透性の強い遠赤外線波を発散するセラミック材質のセラミックヒーター(33)を設置し、微粒化した過熱蒸気と並行して焼成、加熱、乾燥の速度を向上させることもできる。
この時に、セラミックヒーター(33)は上記過熱蒸気噴射配管(32)を通して噴射される過熱蒸気が結露することを防ぐのはもちろん、加熱場所(Ｈ)内の加熱温度を調節するための目的に使用されるのは当然である。また加熱場所(H)にはセラミックヒーター(33)の温度を調節する自動温度測定器(31b)を装着するのが望ましい。
そして、過熱蒸気供給配管(30)は、ディスク(23)と過熱蒸気ヒーター(22)の相互作用によって渦流しながら加熱された過熱蒸気を過熱蒸気噴射配管(32)を利用して加熱場所(Ｈ)に噴射するもので、その排出管路内に過熱蒸気の温度を調節するための自動温度測定器(31ａ)を各々装着するのが望ましい。
【００１０】
また、過熱蒸気噴射配管(32)は、その本体表面に一列に円錐形の穴を直接加工したり、または、その本体表面両側に３０°程度の噴射角度で並んで各々の噴射孔(32ａ)を持つ丸ネジが規則的に形成される。
すなわち、過熱蒸気噴射配管(32)は、図５に示す通り、その本体表面の両側にステンレススチール材質の丸ネジを装着したもので、この丸ネジに必要な角度および長さを備えた円錐型の噴射口(32ａ)を加工することが望ましい。
これは、過熱蒸気噴射配管(32)の穴が異物質によって詰まった場合、上記の加工された丸ネジだけを分離することで容易に交換することができる。
この時、過熱蒸気供給配管(30)によって生成された過熱蒸気を利用する加熱場所(Ｈ)としては、例えばピザなどのような食べ物を調理する調理器具や各種の加熱器具や乾燥殺菌器具や生ゴミの乾燥やペンキ乾燥や木材乾燥や炭化装置など、多様な分野で利用される。
そして、制御機(図示なし)は、飽和蒸気分配器(10)と過熱蒸気発生機(20)と過熱蒸気供給配管(30)に電気的に連結され、構成部品の圧力、蒸気量、加熱時間および温度信号の入力を受けて作動信号を出力するものである。
【００１１】
以下、本発明に伴う作用を説明すると次の通りである。
まず、加熱器具の作動過程を説明すれば、飽和蒸気分配器(10)のボイラー(11)によって作られた飽和蒸気は減圧バルブ(16)と安全バルブ(17)によって適正圧力にセッティングされた状態でバルブ体(13)を通って過熱蒸気発生機(20)に供給される。
このようにすれば、セパレーター(12)を通過する純粋な飽和蒸気はバルブ体(13)を通って過熱蒸気発生機(20)に注入される一方、セパレーター(12)によって水と蒸気を分離して、バルブ体(13)を通過できない剰余飽和蒸気と結露した水はドレーン配管(14)を通って排出され除去される。
この時、バルブ体(13)を経由する飽和蒸気は第１電子バルブ(13ａ)と第２電子バルブ(13ｂ)が同時または個別に作動することによって供給量が調節されるので、飽和蒸気の供給量が装置の状態に応じて調節される。
【００１２】
一方、過熱蒸気発生機(20)に供給された飽和蒸気は、ディスク(23-1)の流体通過空間(26)およびディスク(23-2)の流体通過空間(26)から順に出てきて、ディスク(23)とあるいは蒸気分子同士で衝突して渦巻きを発生させる。
この時、流体通過空間(26)を出ていく蒸気が過熱蒸気ヒーター(22)によって加熱され、渦巻きを作って相互に、あるいはディスク(23)とぶつかって小さな分子(クラスター)に分解される。
これによって飽和蒸気は浸透性の過熱蒸気となり、並びに過熱蒸気の温度を効率的に上昇させる効果がある。
すなわち、過熱蒸気ヒーター(22)によって加熱される蒸気は気化する時に539カロリーのエネルギーが必要で、気化潜熱を保有するので、蒸気の粒子が小さければ小さいほど加熱対象体に容易に浸透する。また、蒸気の粒子が小さいので、対象体が複雑な構造であっても細部に入り込み、殺菌効果が大きい。
この時、加熱場所(Ｈ)内に遠赤外線セラミックヒーター(33)を装着する場合、過熱蒸気の欠点である、噴射されてすぐに冷えて結露するのを防ぐ機能を持たせることができる。
さらに、セラミックコーティングされたヒーター(33)から発散される遠赤外線波と微粒化した過熱蒸気が持っている潜熱を並行して使用することにより、加熱対象体の焼成や加熱、乾燥や殺菌をより速い速度で行い、効率が増大する。
また、過熱蒸気発生装置(20)で過熱蒸気ヒーター(22)をオフ(OFF)にしてから第１，第２電子バルブ(13ａ，13ｂ)を通じて飽和蒸気を流すならば、加熱場所(Ｈ)内の清掃用蒸気としても活用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
以上で説明したように、本発明は過熱蒸気発生装置に供給される蒸気が、装置内部の構成によって渦流作用を通じて加熱され、小さい分子(クラスター)に分解されて過熱蒸気の温度効率が向上される。  
さらに、過熱蒸気の発生に所要される時間及び費用が最小化されるだけでなく、過熱蒸気発生器の内部構造が単純化されて、製造及び維持補修による各種費用が節減される効果がある。
また、遠赤外線セラミックヒーターを併用することで、過熱蒸気の欠点である急激な温度降下を防止し、過熱蒸気が保有する気化潜熱と遠赤外線の相乗効果を活用し、今までに無く、加熱調理、乾燥並びに殺菌時間が短縮できる。
そして、過熱蒸気発生機の作動過程において、過熱蒸気噴射配管に形成された穴の詰まり現象が発生する場合、過熱蒸気噴射管全体を交換せずに、丸ネジだけを容易に交換することができるので、装置の維持および補修に伴う各種費用が節減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による過熱蒸気を利用した器具の概念図
【図２】本発明による過熱蒸気発生機の分解図
【図３】本発明による過熱蒸気発生機の組立断面図
【図４】本発明による過熱蒸気発生機の構成部品の中のヒーター部の断面図
【図５】本発明による過熱蒸気発生機の噴射配管の断面図
【符号の説明】
【００１５】
１０  飽和蒸気分配器
１１  ボイラー
１２  セパレーター
１３  バルブ体
１４  ドレーン管
１５  飽和蒸気供給配管
２０  過熱蒸気発生機
２１  過熱室
２２  過熱蒸気ヒーター
２３  ディスク
３０  過熱蒸気供給配管
３１  自動温度測定器
３２  過熱蒸気噴射配管
３３  セラミックヒーター
【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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