(57)【要約】【課題】  二酸化炭素等の有害なガスを発生させない環境面に配慮した誘導加熱方式を採用し、常圧において安全にかつ短時間で過熱蒸気を製造し、温度制御の精度が高く、しかも操作が簡単で特別な資格を不用とし、なおかつコンパクトでリーズナブルである過熱蒸気発生装置を提供することである。【解決手段】  中空円筒形の蒸気発生容器部２と、この蒸気発生容器部２の内周面に周設される誘導コイル３，４と、この誘導コイル３，４の内側に設置される円筒形の断熱部１３とを有するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒形の蒸気発生容器部と、この蒸気発生容器部の内周面に周設される誘導コイルと、この誘導コイルの内側に設置される円筒形の断熱部とを有することを特徴とする過熱蒸気発生装置。
【請求項２】
中空円筒形の蒸気発生容器部と、この蒸気発生容器部の内側に設置される円筒形の第１の断熱部と、この第１の断熱部の内周面に周設される誘導コイルと、この誘導コイルの内側に設置される円筒形の第２の断熱部とを有することを特徴とする過熱蒸気発生装置。
【請求項３】
前記蒸気発生容器部は、その内部に整流部を具備することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の過熱蒸気発生装置。
【請求項４】
中空円筒形の蒸気発生容器部と、この蒸気発生容器部の外周面に周設される誘導コイルとを有する過熱蒸気発生装置であって、前記蒸気発生容器の内部には繊維状のステンレスが周設されることを特徴とする過熱蒸気発生装置。
【請求項５】
前記誘導コイルは、第１の制御部によって制御される第１の誘導コイルと、第２の制御部によって制御される第２の誘導コイルから構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載の過熱蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生装置に係わり、特に、安全かつ簡便で、さらに、コンパクトで安価である過熱蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、製造工場等における加熱処理には、ガス燃焼による加熱方式やボイラーからの蒸気による加熱方式が広く用いられている。しかしながら、ガス燃焼による加熱方式では、二酸化炭素等のガスを発生するので環境面においては好ましくなく、また、ボイラーを用いる場合では、高圧作業を伴うので作業者は特別な資格の取得を必要とし、また、装置は耐圧仕様になるために大掛かりにならざるを得ないという課題があった。そこで、近年、燃焼を伴わない加熱方式として誘導加熱を利用した加熱装置が普及しつつある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、「蒸気発生装置」として「蒸気を発生するボイラーと、前記ボイラーから噴出する蒸気温度を検知する蒸気温度検知手段と、前記ボイラーの運転を制御する制御手段とからなり、前記制御手段は前記蒸気温度検知手段からの信号を受けて検知信号の変化量からボイラーの蒸発残留物の堆積量を判別する蒸気発生装置」が開示されている。
この特許文献１に開示された発明では、誘導加熱方式を利用したボイラーにおいて、供給水中に溶解しているスケール成分等が蒸留残留物として発熱体に付着した場合に生じる温度変化を蒸気温度検知手段が認知して蒸留残留物の堆積量を判別することができるので、蒸留残留物による装置の異常を未然に防止し、装置のメンテナンスを容易にしている。
【０００４】
また、特許文献２には、「誘導加熱式過熱蒸気発生器」として、「コア部材と鎖交状態で配置した誘導コイルと、前記コア部材と鎖交状態で配置した第１コイル部、及び第２コイル部を有する伝熱管と、前記第１コイル部の上流側と前記第２コイル部の下流側との間に接続した気水分離容器と、前記伝熱管を短絡することにより、第１コイル部、及び第２コイル部と前記気水分離容器とを電磁気的に隔離する短絡部材とを備えたことを特徴とする誘導加熱式過熱蒸気発生器」が開示されている。
この特許文献２に開示された発明では、第１コイル部と第２コイル部間に気水分離容器を設置したことにより、第１コイル部で水を加熱し、第２コイル部では前記気水分離容器によって分離した蒸気のみを加熱して過熱蒸気を得ることができるため、一系統の過熱配管及び電源で安定して過熱蒸気を得ることができる。
【０００５】
さらに、特許文献３には、「熱蒸気発生装置と該装置を利用した加熱装置、炭化乾留装置、過熱蒸気噴射装置及び調理器」として、「周囲を断熱材に覆われ、該断熱材の外周に電磁誘導用コイルが配された金属性の蒸気過熱容器と、該蒸気過熱容器の内部に収納された金属製の蒸気発生容器とを有し、該蒸気発生容器の底部には水または蒸気を導入するための給水口が設けられており、該蒸気発生容器の底部の外面には断熱材を介して電磁誘導用コイルが配されており、前記蒸気発生容器と前記蒸気過熱容器は上端部において連通しており、該蒸気過熱容器と該蒸気発生容器との間の空間には螺旋状又は折り返し状の流路が形成されており、蒸気過熱容器の下部には前記流路と連通する過熱蒸気取出口が設けられていることを特徴とする過熱蒸気発生装置」が開示されている。
この特許文献３に開示された発明では、蒸気を発生させる蒸気発生容器が蒸気過熱容器内に収納された形となっているので熱のロスが少なく、また、装置がコンパクトになっている。そして、蒸気発生容器において発生する蒸気は、蒸気発生容器と蒸気過熱容器が連通した上端部を通り、蒸気発生容器と蒸気過熱容器の内周との間に形成された流路に流入する間に加熱され過熱蒸気となるので、加圧する必要がなく安全に過熱蒸気を得ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３３９４０４号公報
【特許文献２】特開平９−１７８１０３号公報
【特許文献３】特開２００２−２２１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、加熱室の外周に励磁コイルが巻かれているので、周囲への磁束の漏洩が大きく、加熱効率が低く他の機器等への影響を無視できないという課題があった。
また、特許文献２に記載された従来の技術では、確かに一系統の過熱配管及び電源構成の装置によって過熱蒸気を得ることができるが、気水分離容器を設置することによって装置の構造が複雑になるという課題があった。また、水以外の液体を使用できないという課題もあった。
そして、特許文献３に記載された従来の技術では、常圧で過熱蒸気を得ることはできるが、加熱する水量が多いので、過熱蒸気を得るのに時間がかかるという課題があった。また、特許文献１と同様に、蒸気過熱容器の外周に誘導コイルが設置してあるので、磁束の漏洩があり、加熱効率が低く周囲の機器等へ影響を及ぼすという課題もあった。
【０００８】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、二酸化炭素等の有害なガスを発生させない環境面に配慮した誘導加熱方式を採用し、常圧において安全にかつ短時間で過熱蒸気を製造し、温度制御の精度が高く、しかも操作が簡単で特別な資格を不用とし、なおかつコンパクトで合理的な過熱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】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である過熱蒸気発生装置は、中空円筒形の蒸気発生容器部と、この蒸気発生容器部の内周面に周設される誘導コイルと、この誘導コイルの内側に設置される円筒形の断熱部とを有するものである。
上記構成の過熱蒸気発生装置は、誘導コイルに通電すると、生じる磁力線によって蒸気発生容器部に発生する渦電流が蒸気発生容器部自体を発熱させ、蒸気発生容器部に注入される液体が加熱されて過熱蒸気を発生する作用を有する。また、蒸気発生容器部の内周面に誘導コイルが周設されるので、周辺に対する誘導コイルからの磁束の漏洩を低減するという作用を有する。さらに、断熱部は蒸気発生容器部からの放熱を遮断するという作用を有する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明である過熱蒸気発生装置は、中空円筒形の蒸気発生容器部と、この蒸気発生容器部の内側に設置される円筒形の第１の断熱部と、この第１の断熱部の内周面に周設される誘導コイルと、この誘導コイルの内側に設置される円筒形の第２の断熱部を有するものである。
上記構成の過熱蒸気発生装置においては、請求項１の発明の作用に加えて、蒸気発生容器部の内側に第１の断熱部を設けて、その内側に誘導コイルを周設するものであるため、加熱された蒸気発生容器部から誘導コイルに伝達される熱を遮断することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明である過熱蒸気発生装置は、請求項１又は請求項２に記載の過熱蒸気発生装置において、蒸気発生容器部がその内部に整流部を具備するものである。
上記構成の過熱蒸気発生装置においては、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、蒸気発生容器部の側面近傍における伝熱面を増加させ、流体の流れを整えることで熱伝達を促進して過熱蒸気の発生を円滑にし、発生する過熱蒸気の気流をも整える作用を有する。
【００１２】
さらに、請求項４に記載の発明である過熱蒸気発生装置は、中空円筒形の蒸気発生容器部と、この蒸気発生容器部の外周面に周設される誘導コイルとを有する過熱蒸気発生装置であって、蒸気発生容器部の中空円筒流路には繊維状のステンレスが周設されるものである。
上記構成の過熱蒸気発生装置においては、誘導コイルを外周面に周設するものの、蒸気発生容器部の内部に繊維状のステンレスを周設することで、蒸気発生容器部の外側内周面から内部における伝熱面を増加させて流体への熱伝達を促進するとともに、内部の流体の流れを抑制することで流体の滞留時間を調整して、磁束の漏洩に伴う加熱効率の低下を補う作用を有する。
【００１３】
請求項５の発明である過熱蒸気発生装置は、請求項１乃至請求項４に記載の過熱蒸気発生装置において、誘導コイルが、第１の制御部によって制御される第１の誘導コイルと、第２の制御部によって制御される第２の誘導コイルから構成されるものである。
上記構成の過熱蒸気発生装置においては、請求項１乃至請求項４に記載の発明の作用に加えて、流体を加熱するための誘導コイルが、別個独立の制御部は、流体を飽和温度まで上昇させる制御部と飽和温度を一定として過熱蒸気温度を上昇させる制御部として作用させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項５に記載の過熱蒸気発生装置は、誘導加熱方式により常圧において安全に、なおかつ簡便な操作で過熱蒸気を得ることができる。また、装置自体がコンパクトに設計されるので、コストダウンを可能にしている。
【００１５】
特に、請求項２に記載の過熱蒸気発生装置は、蒸気発生容器部からの熱漏洩を抑制して誘導コイルの寿命を延長することができる。
【００１６】
また、本発明の請求項３に記載の過熱蒸気発生装置においては、整流部によって伝熱面積が増加し、さらに、蒸気の滞留時間が延長されるので、より高速に過熱蒸気を得ることができる。
【００１７】
請求項４に記載の過熱蒸気発生装置においては、繊維状のステンレスによって蒸気発生容器部の外側内周面から内部における伝熱面を増加させて流体への熱伝達を促進することができる。また、内部の流体の流れを抑制することで流体の滞留時間を調整することができる。従って、誘導コイルからの入熱を効率的に内部流体に伝達して効率的に蒸気を発生し、過熱蒸気を供給することができる。
【００１８】
最後に、本発明の請求項５に記載の過熱蒸気発生装置においては、供給される液体を２つの誘導コイルと制御部で別個独立に加熱、制御するので、過熱蒸気の温度と流量に関して精度の高い制御が可能であり、安定して過熱蒸気を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る過熱蒸気発生装置の第１の実施の形態を図１に基づき説明する。（特に、請求項１、請求項３及び請求項５に対応）
図１は第１の実施の形態に係る過熱蒸気発生装置の一部を断面で示す構成図である。
図１において、過熱蒸気発生装置１は、中空円筒形のステンレス製容器２の内部の下端から給水する。このステンレス製容器２の内周面には誘導コイル３，４が周設されており、交流電源を通電すると誘導コイル３，４によって発生する磁力線がステンレス製容器２に渦電流を生じさせ、その結果ステンレス製容器２が発熱する。
ステンレス製容器２が発熱することによって、その内部の水がステンレス製容器２内部を下端から上端まで上昇する間に加熱され、飽和温度に達して蒸気を発生し、さらに加熱されることで過熱蒸気の状態となる。
【００２０】
本実施の形態では、誘導加熱方式を採用しており、ステンレス製容器２内は高圧にならずに常圧の状態で過熱蒸気を得ることができるので安全性が高く、また、特別な資格も必要としない。
そして、ステンレス製容器２はその容量が小さく設計されているので、装置がコンパクトになる上に、従来の蒸気発生装置に比べて加熱される水量が少ないので、蒸気の発生と抑制を瞬時に行うことができる。
さらに、誘導コイル３，４は水と接触しないので腐食の可能性も小さく、さらに漏電等の事故防止にも功を奏する。なお、ステンレス製容器２の材質にはステンレス以外の金属を用いることもできる。
【００２１】
誘導コイル３，４はステンレス製容器２の内周面に上下方向で分離して別個に周設されており、下側が低温側誘導コイル３で、上側が高温側誘導コイル４となっている。ステンレス製容器２内に注入される水は、まず、低温側誘導コイル３によって飽和温度である１００℃近傍まで加熱され蒸気となり、続いて、高温側誘導コイル４によってさらに加熱されて温度が上昇し過熱蒸気となる。
なお、低温側誘導コイル３は低温側インバータ５に、高温側誘導コイル４は高温側インバータ６にと、それぞれ別個に接続されており、さらにこれらのインバータはコントローラ７と電気的に接続されている。
【００２２】
給水は、給水タンク１５から給水管１６を介して、ステンレス製容器２の下方に設けられた給水口１７から行われる。図示していないが、給水タンク１５内には水位調整器が設置されており、この水位調整器からの水位信号１９がコントローラ７に送信される。コントローラ７は、給水制御のための弁（図示せず）の開度を調整することによって給水量を制御している。
本実施の形態では水位信号１９をコントローラ７に入力しているが、もちろん、給水の流量信号をコントローラ７に送信して給水量を制御してもよい。その際には給水管１６や給水タンク１５に給水する配管（図示せず）に設置される流量計から流量信号を取るとよい。
【００２３】
生成される過熱蒸気はステンレス製容器２の上部の配管８を経由して、蒸気供給口９から使用目的に応じて供給される。この蒸気供給口９には温度計１０が設置されており、測定される温度データは温度信号１１としてコントローラ７へ送信される。コントローラ７では、この温度信号１１に基づいて高温側インバータ６の出力を制御し、蒸気温度を正確に調整する。また、コントローラ７は後述するように給水量に基づいて低温側インバータ５への出力を制御し、低温側誘導コイル３の終端付近で水が常時、飽和状態となるように保持する。
【００２４】
このようにステンレス製容器２内の水は、コントローラ７を介して、下方では低温側インバータ５と低温側誘導コイル３によって常に飽和状態に加熱され、また、上方では高温側インバータ６と高温側誘導コイル４によって過熱状態で加熱される。
従って、所望の過熱蒸気温度を得る場合には、まずコントローラ７にその希望する蒸気温度を入力する。入力された温度と温度計１０の温度信号を比較して温度を上げる必要がある場合には、コントローラ７は、高温側インバータ６に出力増加のための制御信号を送信して高温側誘導コイル４からの加熱を増大させる。これによって過熱蒸気に加えられる熱が増加して所望の蒸気温度の過熱蒸気が得られる。入力温度と温度計１０の温度を比較して温度を下げる必要がある場合には、逆に減熱するように制御するとよい。
【００２５】
一方、所望の過熱蒸気量を得る場合には、コントローラ７に希望する蒸気流量を入力する。入力された流量と給水タンク１５の水位信号１９を比較して流量を上げる必要がある場合には、コントローラ７は、給水制御弁の開度を上げ、低温側インバータ５に制御信号を送信して低温側誘導コイル３からの過熱を増大させる。これによって給水が増えると同時に水に加えられる熱が増加して所望の流量の過熱蒸気が得られる。なお、過熱蒸気流量を増大させる場合には、飽和温度に達した蒸気に対しても加熱を増大させる必要があるが、これは上述のように温度計１０からの信号を受けたコントローラ７が、高温側インバータ６に制御信号を送信することで実行される。また、水位信号１９に代えて流量信号を用いてもよいのは前述のとおりである。
【００２６】
なお、本実施の形態のように、所望の過熱蒸気量を得る場合にコントローラ７に希望する蒸気流量を入力しなくとも、もう少し簡易に制御を行うことも可能である。以下に、本実施の形態の他の実施例として説明する。
本実施の形態においては、先に説明したとおりコントローラ７に給水タンク１５内の水位調整器からの水位信号１９あるいは給水管１６などに設置された流量計からの流量信号などを入力しているが、これから説明する他の実施例ではこれらの信号の入力を行うことなく、単に、水位調整器では予め定めた水位となった場合に補給を行うようにしておく。すなわち、水位信号はコントローラ７に入力されることなく給水タンク１５に水を補給するために利用され、給水管１６などに設置された流量計は不要となる。
【００２７】
そして、過熱蒸気量を増やしたい場合には、低温側インバータ５を操作して低温側誘導コイル３の出力を増加させる。この低温側インバータ５の操作は、コントローラ７からの信号を受信するのではなく、単に、押しボタンなどで例えば強、中、弱といった３段階の制御を可能とするものであったり、あるいはボリュームつまみなどで無段階に調整可能とするものであればよい。低温側誘導コイル３の出力の増加に伴って過熱蒸気量が増えるが、この過熱蒸気量の増加に伴う高温側インバータ６の制御は、先に説明したとおり温度計１０からの信号を受けたコントローラ７が高温側インバータ６に制御信号を送信することによって行われる。
加熱量の増加によって過熱蒸気量が増え、それに伴って給水タンク１５の水位が下がるとその水位信号によって自動的に給水タンクに水が補給され、一定の過熱蒸気が得られる。
このような制御を行うことによって、本実施例のように給水タンク１５の水位信号や流量信号などをコントローラ７に入力するといった制御を行わなくとも、給水タンク１５の水位信号を水の補給に、温度計１０による温度信号を高温側インバータ６の制御に用いることによって所望の過熱蒸気量を得ることが可能である。
逆に、過熱蒸気量を減らす場合には、低温側インバータ５を操作して低温側誘導コイル３の出力を減少させればよい。
【００２８】
さらに、本実施の形態に係る過熱蒸気発生装置においては、ステンレス製容器２の内壁に、複数のバッフルバー１２がらせん状に固設されている。これらのバッフルバー１２は、伝熱面積を拡大するとともに、水や過熱蒸気を整流しながら、ステンレス製容器２内を滞留する時間を長くするので、水や過熱蒸気はより効果的に加熱される。
図１中の本実施の形態では、バッフルバー１２はその断面が楕円形状であるが、板形状など形状はどのようなものでもよい。また、材質にはステンレス以外の金属を用いることができる。
【００２９】
符号１３は、セラミックス絶縁体筒である。本実施の形態では、ステンレス製容器２の内周面に誘導コイル３，４が周設され、さらに、誘導コイル３，４の内側にセラミックス絶縁体筒１３が設置されている。従って、発熱体の外側に誘導コイルが周設された誘導加熱方式の蒸気発生装置に比べると、誘導コイル３，４に通電した際に生じる磁束の漏洩が少なく、周囲の機器に対する影響が少なくなるという効果がある。
また、セラミックス絶縁体筒１３は、断熱効果を有しており熱のロスを最小限に抑制するので、誘導コイル３，４によるステンレス製容器２の発熱を効率的に行うことができ省エネルギー効果を有している。
符号１４は保温材であり、ステンレス製容器２を保温し、その外周面から熱を逃がさない構造としている。
【００３０】
さらに、過熱蒸気発生装置１に加熱防止機能、空焚き防止機能及び漏電遮断機能等を設置することによってより安全性を強化した構造にすることもできる。また、過熱蒸気発生装置１では、不燃性であれば水以外の流体の加熱も可能である。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る過熱蒸気発生装置について説明する。（特に、請求項２に対応）
図２は、本第２の実施の形態に係る過熱蒸気発生装置のステンレス製容器の一部を断面として示す構造図である。図２において、過熱蒸気発生装置のステンレス製容器２には、図１の構成と同様に、ステンレス製容器２の内周面に誘導コイル３が周設され、そして、この誘導コイル３の内側に絶縁体筒１３が設置されている。
さらに、図２に示すステンレス製容器２では、ステンレス製容器２と誘導コイル３の間に断熱材１８が設置されている。この断熱材１８は、誘導コイル３によるステンレス製容器２への発熱を一様になおかつ効果的に行い、さらに、ステンレス製容器２から熱を断熱するので、誘導コイル３の損傷を低減し、耐使用寿命を延長させることができる。なお、本第２の実施の形態においては、ステンレス製容器２の外周に断熱材や保温材を設けていないが、これらを設けることでステンレス製容器２外周側への熱の漏洩を低減させることができることは言うまでもない。
【００３２】
このように構成された本第１及び第２の実施の形態では、誘導加熱方式を採用しているので常圧で過熱蒸気を製造することができ、しかも有害なガスも発生しないので、安全性の高い装置を提供することができる。また、加熱する水量が少ないので蒸気の発生及び抑制を瞬時に行うことができ、さらに、上下二段階で加熱するので、過熱蒸気の温度や流量に関して精度の高い制御が容易で安定した過熱蒸気を供給することができる。
また、ステンレス製容器２の内側に誘導コイル３，４とセラミックス絶縁体筒１３を設置しているので、磁束の漏洩を抑制し、効率的な加熱を可能としながらしかも周辺機器に対して磁束の漏洩が少なく安全でもある。
さらに、第２の実施の形態では、ステンレス製容器２と誘導コイル３の間に断熱材１８を設置することにより、ステンレス製容器２からの熱の漏洩を防止して効率的に加熱し、さらに誘導コイル３の耐使用寿命を長くすることができる。
【００３３】
次に、第３の実施の形態について図３を参照しながら説明する。（特に請求項４に対応。）
図３（ａ）は第３の実施の形態に係る過熱蒸気発生装置の一部切欠き断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に符号Ａ−Ａで示される部分の矢視断面図である。但し、図３（ｂ）において、温度計１０及び温度信号１１の部分についてはその記載を省略している。また、図３（ａ），（ｂ）において、図１及び図２と同一の部分については同一の符号を付し、その構成の説明は省略する。
図３において、過熱蒸気発生装置２１は、中空円筒、すなわち二重円筒形のステンレス製容器２２であり支持脚２５によって床面に設置されている。ステンレス製容器２２の内部の流路２８には、給水タンク１５から給水管１６を介して下部に設置された入口管２６から水が供給される。ステンレス製容器２２の内部の流路２８の上部には、入口管２６とは水平方向に９０度異なるように配設された出口管２７が設けられている。この出口管２７の内部には温度計１０が設置されており、出口管２７から供給される過熱蒸気の温度信号１１がコントローラ７に送信されている。
【００３４】
また、この流路２８にはその下部から上部に亘って、繊維状のステンレス、いわゆるステンレスたわし２９が周設されている。このステンレスたわし２９は,ステンレス製容器２２の外側内周面から突設された掛止部３０によって上下方向への移動を抑止されている。図３において、一部を切欠いて示す部分は、掛止部３０の形状を明瞭にするために、ステンレスたわし２９の記載を省略している。なお、本願における「繊維状」とは、網目を備えているという意味の他、単に細く糸状のステンレスが無秩序、ランダムに絡まっているような状態をも含むものである。
また、ステンレス製容器２２の外周には、下部に低温側誘導コイル２３と、上部に高温側誘導コイル２４が配設されている。これらのコイルの出力は第１の実施の形態で説明したとおり、低温側インバータ５及び高温側インバータ６によって制御される。
【００３５】
このように構成される本実施の形態では、入口管２６から供給される水は、ステンレス製容器２２の二重円筒内の流路２８でまず低温側誘導コイル２３によって加熱される。その際には、水が流路２８内部で急激に沸騰することで完全に蒸気とならずに飛沫となって勢いよく流路２８を上昇するようなことがないように、ステンレスたわし２９を配設して抵抗要素としている。また、抵抗要素として働くことによって水の滞留時間を延長してステンレス製容器２２からの加熱も促進される効果も備えている。
低温側誘導コイル２３によって飽和蒸気となった水は、その後高温側誘導コイル２４によって所望の温度となるまで加熱されて過熱蒸気となる。この高温側誘導コイル２４の位置にもステンレスたわし２９は周設されているが、この部分でもステンレスたわし２９が抵抗要素として働き、蒸気の滞留時間を延長してより加熱が促進される効果が得られる。
その際、温度計１０からの温度信号１１をコントローラ７に送信しながら出口管２７における過熱蒸気の温度や、その流量を調整するが、その際のコントローラ７による給水タンク１５、低温側インバータ５及び高温側インバータ６の制御などについては第１の実施の形態において既に説明したとおりである。
【００３６】
本実施の形態においては、ステンレスたわし２９によって、その流路２８内の伝熱面積を増やすことができるため、発熱するステンレス製容器２２からの熱伝達を促進することができる。さらに、ステンレスたわし２９が流路２８内でステンレス製容器２２の外側内周面及び内側外周面に接触することによれば、直接発熱するステンレス製容器２２から熱を伝達することができるため、水への熱伝達を更に促進することができる。また、このステンレスたわし２９が水流によって上方へ押し込まれないように掛止部３０を設けて、その上方への動きを抑制している。従って、ステンレスたわし２９は安定して上述の性能を発揮することができる。
【００３７】
また、本実施の形態においては、低温側誘導コイル２３及び高温側誘導コイル２４をステンレス製容器２２の外側に巻回している。従って、内側にコイルを巻回している第１の実施の形態や第２の実施の形態に比較してコイルからの磁束の漏洩は大きいため、発熱効率は必ずしもよくないと考えられる。
しかし、内部に巻くよりもコイルの巻回は容易であり、しかもステンレスたわし２９などの繊維状のステンレスを用いることによって、飛沫の飛散防止と、ステンレス製容器２２からの熱伝達を促進しながら、安定して品質の高い過熱蒸気を安価に提供することができる。
【００３８】
なお、第１〜第３の実施の形態においては、下部に低温側誘導コイル２３と、上部に高温側誘導コイル２４が配設され、これらのコイルの出力は低温側インバータ５及び高温側インバータ６によって制御されるように説明した。
これは水を供給して低温側誘導コイル２３で飽和蒸気とし、高温側誘導コイル２４で過熱蒸気とすることを意図するものであるが、もちろん、飽和蒸気あるいは未飽和蒸気を供給して、低温側誘導コイル２３及び高温側誘導コイル２４で加熱して過熱蒸気を生成するようにしてもよい。その際には、給水タンク１５や給水タンク１５内に設けられている水位調整器は不要であり、蒸気の供給設備から給水管１６を介して供給される。その際には給水管１６あるいは蒸気の供給設備側などに蒸気の流量を計測できる流量計を設けて、その信号をコントローラ７に入力して過熱蒸気の要求量に応じて給水制御のための弁の開度を調整するように制御するとよい。
また、低温側誘導コイル２３と高温側誘導コイル２４を制御する低温側インバータ５と高温側インバータ６は、それぞれ別個に設けてもよいし、水から蒸気までと蒸気から過熱蒸気までと分ける必要がないので、一体にして制御も統合して行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
食品加工や機械、化学などあらゆる産業分野にて、常圧高温蒸気を提供することができる装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る過熱蒸気発生装置の一部を断面として示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る過熱蒸気発生装置のステンレス製容器の一部を断面として示す構造図である。
【図３】（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る過熱蒸気発生装置のステンレス製容器の一部を切り欠いて断面として示す構造図であり、（ｂ）は（ａ）において符号Ａを用いて示したＡ−Ａ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…過熱蒸気発生装置  ２…ステンレス製容器  ３…低温側誘導コイル  ４…高温側誘導コイル  ５…低温側インバータ  ６…高温側インバータ  ７…コントローラ  ８…配管  ９…蒸気供給口  １０…温度計  １１…温度信号  １２…バッフルバー  １３…セラミックス絶縁体筒  １４…保温材  １５…給水タンク  １６…給水管  １７…給水口  １８…断熱材  １９…水位信号  ２１…過熱蒸気発生装置  ２２…ステンレス製容器  ２３…低温側誘導コイル  ２４…高温側誘導コイル  ２５…支持脚  ２６…入口管  ２７…出口管  ２８…流路  ２９…ステンレスたわし  ３０…掛止部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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