(57)【要約】【課題】  商用電源を使用できて構成簡易で安価な装置が得られると共に、加熱水蒸気を容易に発生させ得る加熱水蒸気発生装置を提供する。【解決手段】  所定長さを有し内部に通路が形成された導電性セラミック等からなる管体と、該管体に商用交流電流を供給する電源手段と、該電源手段の作動を制御する制御手段とを備え、制御手段の制御で電源手段から所定の商用交流電流を管体に供給して該管体を自己発熱させることにより、管体の吐出口から加熱水蒸気を吐出させる。管体は、その通路内に加熱を促進させるフィンや多孔室部等からなる加熱促進手段が設けられる。【選択図】  図１
2005337509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定長さを有し内部に通路が形成された導電性の管体と、該管体に所定の電流を供給する電源手段と、該電源手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段の制御で電源手段から所定の電流を管体に供給して該管体を自己発熱させることにより、管体の吐出口から加熱水蒸気を吐出させることを特徴とする加熱水蒸気発生装置。
【請求項２】
前記管体は、導電性セラミックで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱水蒸気発生装置。
【請求項３】
前記管体は、その通路内に加熱を促進させるフィンや多数の貫通孔を有する多孔質部等からなる加熱促進手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の加熱水蒸気発生装置。
【請求項４】
前記管体は、螺旋状もしくは蛇行状に形成されてその全長が所定長さに設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の加熱水蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば各種物体の調理、洗浄、殺菌、乾燥や脱水処理等に使用される加熱水蒸気（超蒸気）を発生させる加熱水蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の加熱水蒸気発生装置としては、例えば特許文献１に開示されている。この加熱水蒸気発生装置は、鉛直方向に立てられ中空内部の下端側に滞水ゾーンが設けられた筒体と、この筒体の滞水ゾーンに水を供給する給水部と、滞水ゾーンの水位を調整する水位調整機構と、筒体の外周囲に亘って巻かれた誘導コイル、及びこの誘導コイルに高周波電流を供給する電源等を備えている。
【０００３】
そして、誘導コイルに電源から高周波電流を供給することにより、筒体に渦電流を誘起させて加熱し、この筒体の加熱によりその内部の水を間接的に加熱して水蒸気を発生させると共に、この水蒸気を加熱して加熱水蒸気とし、これを筒体外部に導くようにしたものである。
【特許文献１】特開２００３−２９７５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この加熱水蒸気発生装置においては、水やこの水を加熱することにより得られた水蒸気を加熱するための手段として、誘導加熱が利用されているため、誘導コイルやこの誘導コイルに高周波電流を供給する電源としての高周波発振器等が必要になると共に、高周波電流によるノイズ（電磁波）対策も必要となり、装置自体の構成が複雑化してコスト高になり易い。
【０００５】
その結果、このような加熱水蒸気発生装置は、例えば食品加工工場等のように専用の電源設備を有する施設では比較的容易に使用できるものの、例えばコンビニエンスストア等のように商用電源しか有さない施設では使用すること現実的に困難で、装置の汎用性の面で劣るという問題点を有している。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、商用電源でも使用できて構成簡易で安価な装置が得られると共に、加熱水蒸気を容易に発生させ得る加熱水蒸気発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、所定長さを有し内部に通路が形成された導電性の管体と、該管体に所定の電流を供給する電源手段と、該電源手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段の制御で電源手段から所定の電流を管体に供給して該管体を自己発熱させることにより、管体の吐出口から加熱水蒸気を吐出させることを特徴とする。
【０００８】
そして、前記管体は、請求項２に記載の発明のように、導電性セラミックで形成されていることが好ましく、また、請求項３に記載の発明のように、その通路内に加熱を促進させるフィンや多数の貫通孔を有する多孔室部等からなる加熱促進手段が設けられていることが好ましい。また、前記管体は、請求項４に記載の発明のように、螺旋状もしくは蛇行状に形成されてその全長が所定長さに設定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、制御手段の制御で電源手段から例えば商用交流電流を管体に供給して該管体を自己発熱させることにより、管体内の蒸気が過熱されて加熱水蒸気となって吐出口から吐出されるため、加熱水蒸気を得るための電源として、例えばＡＣ１００ＶやＡＣ２００Ｖの商用交流電源を使用できると共に、誘導コイルや電磁波対策等が不要となり、装置の構成を簡略化して安価に形成でき、装置の汎用性を向上させつつ加熱水蒸気を容易かつ安定して得ることが可能となる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、管体が導電性セラミックで形成されているため、管体の耐久性を向上させて装置自体の信頼性を高めることができると共に、加熱効率を向上させて装置の省エネ化を図ることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、管体の通路内に加熱を促進させるフィンや多孔質部等からなる加熱促進手段が設けられているため、この加熱促進部材によって管体による蒸気の加熱効率を一層高めることができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、管体が螺旋状もしくは蛇行状に形成されてその全長が所定長さに設定されているため、管体の長さ等の形状によって内部の蒸気の加熱効率を一層高めて、所定温度の加熱水蒸気を短時間に得ること等が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係わる加熱水蒸気発生装置の一実施形態の概略構成図を示している。図１において、加熱水蒸気発生装置１（以下、発生装置１という）は、ケース２内に収納配置され両端部に供給口４と吐出口５が設けられた導電性の管体３と、この管体３の供給口４に接続されたボイラー６と、前記管体３の供給口４と吐出口５に設けられた電極７に商用交流電源を供給する電源装置８（電源手段）と、リコモン９や操作盤１０の操作に基づいて電源装置８を制御する制御装置１１（制御手段）等を有している。
【００１４】
前記管体３は、セラミック発熱体としての導電性セラミックのパイプで形成され、例えば図に示すように蛇行状に屈曲形成されるか、あるいは螺旋状に巻回形成されてケース２内に図示しない絶縁性の支持部材によって支持されている。また、管体３の両端部には供給口４と吐出口５が設けられ、供給口４は水蒸気供給管１２を介してボイラー６の蒸気吐出口６ａに電磁弁２５を介して接続され、吐出口５にはその先端に例えばノズルが設けられた加熱水蒸気吐出管１３が接続されている。
【００１５】
さらに、管体３の両端部でケース２内に位置する部分には、管体３の外周面の温度を検出する熱電対等からなる温度センサ１４、１５が配置されている。そして、この管体３は、その両端部に設けた電極７から交流電流が供給されて周壁内を流れることにより、その電流値に応じて所定温度まで自己発熱され、管体３の供給口４側と吐出口５側の温度が温度センサ１４、１５で検出されて制御装置１１に出力されるようになっている。なお、温度センサ１４、１５の配置位置は、ケース２内の管体３に限らず、例えば温度センサ１４を前記水蒸気供給管１２の適宜位置に設けることも可能である。
【００１６】
この管体３の両端部の供給口４と吐出口５に設けられる前記電極７は、図２及び図３に示すように、例えば所定板厚の銅板で形成されて、管体３の供給口４と吐出口５の外周面に嵌挿された筒部７ａと、この筒部７ａの直径方向の一端部に突出形成された接続部７ｂとを有している。また、各電極７の接続部７ｂの略中央部分には、電源ケーブル接続用の接続孔１６が穿設されると共に、各電極７の筒部７ａと接続部７ｂの内部には冷却水流路１８がそれぞれ形成され、この冷却水流路１８の端部となる接続部７ｂには一対のホースコネクタ１７が例えばロウ付け固定されている。
【００１７】
なお、この例では、各電極７の筒部７ａを完全筒体に形成して、管体３の供給口４と吐出口５の外周面に嵌挿させたが、例えば筒部７ａの接続部７ｂと対向する位置に管体３の軸方向に沿ったスリット（図示せず）を形成し、このスリットの間隔調整を利用して筒部７ａを管体３の外周面に密に嵌挿させるように構成することもできる。また、冷却水流路１８も銅板内への形成に限らず、銅の角パイプで銅板とは別体で形成し、これを銅板の外面にロウ付け固定する構造とすることもできる。
【００１８】
そして、この管体３の両端部の電極７は、図１に示すように、その接続孔１６に接続された電源ケーブル１９を介して電源装置８に接続されると共に、冷却水供給用の水冷ケーブル２０がそれぞれ接続されている。この水冷ケーブル２０は、前記ボイラー６の水供給口６ｂに接続された水道配管２１の途中に電磁弁２２を介して接続されており、電磁弁２２が制御装置１１の制御で開動作されることにより、水道源２３から電磁弁２４を介して水道水が水冷ケーブル２０内を流れてホースコネクタ１７に供給されるようになっている。
【００１９】
なお、電極７の接続部７ｂに接続される電源ケーブル１９と水冷ケーブル２０は、別体での形成に限らず、例えば電源ケーブル１９を水冷ケーブル２０内に内蔵させて、電源ケーブル１９自体を冷却水で冷却する構造の一体型のケーブルとしても良い。このようにすれば、電極７の接続部７ｂにホースコネクタ１７を設けるだけで、冷却水と商用交流電流の供給が可能となって、前記接続孔１６を省略できる等、電極７の構成を簡略化することが可能となる。
【００２０】
前記電源装置８は、ＡＣ１００ＶやＡＣ２００Ｖ等の商用交流電圧が得られる電源コンセント（もしくは電源配線）と、この電源コンセントに接続されてその電圧や電流を調整可能な図示しないトランス等を有している。そして、このトランスから出力される電圧（電流）が制御装置１１で制御されることにより、所定の交流電力が管体３の電極７間に供給されるようになっている。
【００２１】
前記制御装置１１は、例えば図示しないマイコン等を有し、温度センサ１４、１５で検出された温度やリモコン９や操作盤１０の操作信号に基づいて電源装置８の出力電圧等を制御して、所定電力の交流電源を管体３に供給するようになっている。なお、前記リモコン９や操作盤１０には、例えば加熱水蒸気を発生させて前記ノズルから吐出させる運転スイッチやこれを停止させる停止スイッチ、加熱水蒸気の温度を設定する温度設定スイッチ、加熱水蒸気の吐出時間を設定するタイマー、非常スイッチ（いずれも図示せず）等が設けられている。また、この時、リモコン９としては、ボイラー用リモコンと兼用することでリモコン数を低減させることもできる。
【００２２】
この発生装置１によれば、先ず、例えばリモコン９の温度設定スイッチにより、ノズルから吐出される１００℃を超える加熱水蒸気の温度を、その用途や物体に応じて所定温度（例えば２００℃〜８００℃）に設定する。そして、この設定状態で、リモコン９の運転スイッチをオン操作すると、制御装置１１からの制御信号で電磁弁２５が開き、ボイラー６の蒸気吐出口６ａから１００℃以下の水蒸気が水蒸気供給管１２を介して管体３の供給口４に供給され、この水蒸気の温度が温度ンサ１４で検出される。
【００２３】
温度センサ１４でボイラー６から供給される水蒸気の温度が検出されると、この検出温度に基づいて、制御装置１１により管体３に供給する交流電力が決定され、所定電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）と所定電流（例えば３Ａ）の電力（例えば３Ｋｗ）が電極７を介して管体３に供給される。この交流電力の供給により、導電性の管体３に交流電流が流れ、管体３の持つ抵抗分に応じたジュール熱により管体３が自己発熱する。この時、管体３を流れる交流電流が、周波数が５０Ｈｚか６０Ｈｚで電圧が１００Ｖか２００Ｖの商用交流電流であるため、例えばコンビニエンスストア等に引き込まれている商用電源をそのまま使用できて、高周波や高電圧を発生させる専用の電源装置が不要となる。
【００２４】
また、管体３への交流電力の供給と略同時もしくは所定時間後に、制御装置１１の制御信号で電磁弁２２が開いて、水道源２３から水道配管２１及び開状態の電磁弁２４を介して冷却水である水道水が冷却ケーブル２０内に供給される。この冷却ケーブル２０への冷却水の供給により、電極７の発熱が抑えられ電極７の発熱により加熱効率の低下が抑えられることになる。
【００２５】
そして、交流電流により管体３が自己発熱すると、管体３内に供給されている水蒸気が例えば２００℃以上に加熱されて加熱水蒸気となり、これが吐出口５から加熱水蒸気吐出管１３及びそのノズルを介して、例えば物体に向けて吐出されて該物体に適宜の処理が施される。この管体３による水蒸気の加熱時に、管体３が蛇行状に屈曲されてその全長（通路長）が所定の長さに設定されていることから、管体３を流れる水蒸気が供給口４から吐出口５まで流れる間に、所定温度まで短時間に加熱されることになる。
【００２６】
吐出口５から加熱水蒸気が吐出されると、この加熱水蒸気の温度が温度センサ１５で検出されて制御装置１１に入力され、この制御装置１１で予め設定した前記温度と比較される。そして、検出温度が設定温度より低い場合は、電源装置８の交流電力を増加させ、検出温度が設定温度より高い場合は、電源装置８の交流電力を減少させる。これにより、加熱水蒸気吐出管１３のノズルから吐出される加熱水蒸気の温度が設定した温度もしくは所定温度範囲内に維持されて、物体への適切な加熱水蒸気処理が可能となる。
【００２７】
このように、上記発生装置１によれば、制御装置１１の制御で電源装置８から所定の商用交流電流を管体３に供給して該管体３を自己発熱させることにより、管体３内の１００℃以下の水蒸気が過熱されて加熱水蒸気となって吐出口５から吐出されるため、加熱水蒸気を得るための電源として、例えばＡＣ１００ＶやＡＣ２００Ｖの商用交流電源を使用できると共に、誘導コイルや電磁波対策等が不要となる。その結果、発生装置１の構成を簡略化して安価に形成できると共に汎用性を向上させて、例えばコンビニエンスストア等の商用電源が引き込まれている小規模施設であっても、発生装置１を設置して加熱水蒸気を容易かつ安定して得ることが可能となる。
【００２８】
また、管体３が導電性セラミックのパイプで形成されているため、管体３の耐久性を向上させて発生装置１自体の信頼性を高めることができると共に、導電性セラミックの持つ発熱特性等により水蒸気の加熱効率を向上させることができて、発生装置１の省エネ化を図ることができる。
【００２９】
さらに、管体３が蛇行状もしくは螺旋状に形成されてその全長が所定長さに設定されているため、管体３の形状（全長）によって内部の水蒸気の加熱効率を一層高めることができて、所定温度の加熱水蒸気を短時間に得ることができる。さらに、発生装置１の操作をリモコン９や操作盤１０の各種スイッチの操作によって簡単に行うことができ、これらのことから、操作性と使い勝手に優れた発生装置１を提供することが可能となる。
【００３０】
図４〜図６は、本発明に係わる管体のそれぞれ変形例を示している。以下、上記実施形態と同一部位には同一符号を付して説明する。先ず、図４及び図５に示す管体３の特徴は、管体３の内部の通路内に水蒸気の加熱状態を促進させる加熱促進部材を配置した点にあり、この加熱促進部材は、図４に示すようなフィン２６で形成されるか、図５に示すような多数の内径が異なるかもしくは同一の貫通孔２７ａを有する多孔質部２７で形成される。この加熱促進部材により、管体３内を流れる水蒸気と管体３との接触面積が大きくなって、水蒸気が一層短時間に加熱される等、水蒸気の加熱効率を一層高めることができる。
【００３１】
また、図６に示す管体３の特徴は、前記電極７を板厚の比較的大きな銅板からなる接続部７ｂのみで形成し、この電極７の下端面を管体３の外周面に面接触状態でろう付け等により固着した点にある。このように構成することにより、管体３に対する電極７の固定構造が簡略化されて、一層安価な発生装置１を得ることができる。
【００３２】
なお、上記実施形態においては、ボイラー６から１００℃以下の水蒸気を管体３内に供給しつつ流しながら該水蒸気を加熱するように構成したが、本発明はこれに限定されず、例えばボイラー６から所定温度の湯を管体３内に供給し、この湯が管体３内を流れる間に蒸発させて加熱水蒸気とするように構成することもできる。この場合は、湯が流れる管体３の前半側の内径と水蒸気が流れる管体３の後半側の内径を異ならせ、例えば前半側の内径＞後半側の内径あるいはこの逆に設定したり、管体３の前半と後半の材質、導電性能（抵抗値）、肉厚等を異ならせて、湯→水蒸気→加熱水蒸気への変換効率を高めるようにすることが好ましい。
【００３３】
また、上記実施形態においては、管体３が配置されるケース２と１００℃以下の水蒸気を発生させるボイラー６とを別体で形成したが、例えばボイラー６の筐体内に管体３を配置しても良いし、制御装置１１をボイラー６の制御装置６ｃ（図１参照）と一体化してボイラー６内に内蔵することもできる。
【００３４】
さらに、本発明の電源装置８としては商用交流電流の発生に限らず、例えば数百Ｋｚまでの中周波や高周波の交流電流あるいは直流電流を発生させる装置として、これらの所定の電流を管体３に直接通電するようにしても良い。また、本発明の管体３としては、導電性セラミックに限らず、所定の導電性を有するステンレス等の金属管他の適宜の発熱体を使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、水蒸気を発生させる手段として、ボイラーに限らず、例えば瞬間湯沸器や電気ポット、電磁調理器等を使用した加熱水蒸気発生装置にも適用できるし、コンビニエンスストア等の店舗に限らず、一般家庭等の商用電源が引き込まれているあらゆる箇所（施設）にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係わる加熱水蒸気発生装置の一実施形態を示す概略構成図
【図２】同その管体端部の正面図
【図３】その縦断面図
【図４】同管体の変形例を示す断面図
【図５】同管体の他の変形例を示す断面図
【図６】同管体端部の変形例を示す図３と同様の縦断面図
【符号の説明】
【００３７】
１：加熱水蒸気発生装置、３：管体、４：供給口、５：吐出口、６：ボイラー、7
：電極、８：電源装置、９：リモコン、１０：操作盤、１１：制御装置、１２：水蒸気供給管、１３：加熱水蒸気吐出管、１４、１５：温度センサ、２１：水道配管、２６：フィン、２７：多孔質部、２７ａ：貫通孔。
【図１】
2005337509.tif 000003
【図２】
2005337509.tif 000004
【図３】
2005337509.tif 000005
【図４】
2005337509.tif 000006
【図５】
2005337509.tif 000007
【図６】
2005337509.tif 000008