(57)【要約】【課題】  過熱蒸気内の液体量を調整することができる過熱蒸気発生・制御装置を提供する。【解決手段】  本発明の過熱蒸気発生・制御装置(10)は、液体を供給する入口チューブ(40)と過熱蒸気を放出する出口コネクタ(52)とに連結可能な、液体から過熱蒸気を発生させる蒸気発生器と、蒸気発生器の出口コネクタ(52)と連結可能な蒸気制御部材(56)を有する。蒸気制御部材(56)は、過熱蒸気を所望の対象物に向けるためのハンドル(58)と、蒸気発生器による過熱蒸気の発生を制御するための押しボタン(60)を有する。入口チューブ(40)はボール型弁部材と弁キャップ部材との間に配置されたバネ部材を有する逆止弁に連結される。弁キャップ部材が厚くバネ張力が大きいとき、過熱蒸気の液体の含有量が大きくなり、弁キャップ部材が薄くバネ張力が小さいとき、過熱蒸気の液体の含有量が小さくなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過熱蒸気発生・制御装置であって、
（１）液体から過熱蒸気を発生させる蒸気発生部材であって、液体を供給する入口手段と過熱蒸気を放出する出口手段とに連結可能である蒸気発生部材と、
（２）前記蒸気発生部材の出口手段と連結可能な少なくとも１つの蒸気制御部材と、を備え、
該蒸気制御部材は、過熱蒸気を所望の対象物に向けるための手段と、前記蒸気発生部材による過熱蒸気の発生を制御するための手段とを備え、
前記入口手段は少なくとも１つのボール型弁部材と少なくとも１つの弁キャップ部材との間に配置された少なくとも１つのバネ部材を有する逆止弁を備え、これによって、弁キャップ部材が厚くバネ張力が大きいときには過熱蒸気の液体の含有量が大きくなり、弁キャップ部材が薄くバネ張力が小さいときには蒸気発生部材が発生させる過熱蒸気の液体の含有量が小さくなる、ことを特徴とする過熱蒸気発生・制御装置。
【請求項２】
電動ポンプを有し、
前記蒸気制御部材の蒸気発生部材を制御するための手段が、前記電動ポンプのオン・オフ状態を制御するための電気スイッチを有する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記蒸気制御部材は、ハンドル及びノズルを含む手持ち可能且つ操作可能な部材を有し、
前記蒸気発生を制御するための手段が前記ハンドルにオン・オフスイッチを有する請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記蒸気制御部材が、前記ハンドルと前記蒸気発生部材の出口手段との間に連結された実質的に可撓性のコンジットを有し、
前記蒸気制御部材とこれによって差し向けられた蒸気の可動性を容易にする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記蒸気発生部材が、該蒸気発生部材内に構成され複数の隆起部及び溝部を有する少なくとも１つの周囲面を備えた実質的に中空の空間の有する蒸気発生チャンバを含む請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記隆起部及び前記溝部の深さが不規則に変化する請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記隆起部及び前記溝部の深さがほぼ０．０３乃至０．０５インチ（約０．７６乃至１．２７ミリメートル）の範囲で不規則に変化する請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記入口手段が、前記蒸気発生部材が発生させる過熱蒸気の液体含有量を変化させるように調整可能である逆止弁手段を有する請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記液体が水であり、
前記過熱蒸気が過熱水蒸気である請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記液体が清掃液である請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記蒸気発生部材の表面に潤滑剤を配置し、該潤滑剤を分配するように過熱蒸気を受け入れる請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記蒸気発生部材と熱的に接触して蒸気発生部材に熱を加える加熱要素を有し、該加熱要素がサーモスタットに応答して、蒸気発生部材の温度を所定レベルに維持する請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記蒸気発生部材が、華氏５００度（約摂氏２６０度）プラスマイナス１０パーセントの範囲内で作動するようにセットされている請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記蒸気発生部材の温度が前記第１のサーモスタット部材によってセットされた限界を超えたときに、前記蒸気発生部材の温度を調整する第２のサーモスタットを更に備えている請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２のサーモスタットが、前記蒸気発生部材の温度を、略華氏５５０度（約摂氏２８７度）プラスマイナス１０パーセントの範囲内に調整する請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記蒸気発生部材をその所定作動温度範囲に加熱するための電気の流れを表示する第１の表示装置を更に備えている請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２のサーモスタットの作動温度範囲を超えたときに、前記加熱要素への電力供給を中断する温度ヒューズを有し、これによって前記蒸気発生部材の運転を止める請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記加熱要素がカートリッジの形態の取外し可能なカートリッジ部材を有し、
前記蒸気発生部材が前記カートリッジを受け入れるための少なくとも１つの長孔を構成している請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記入口手段が、ポンプと前記蒸気発生部材との間の少なくとも１つのコンジット部材を有し、
該コンジット部材は、該コンジット部材が前記蒸気発生部材に入る部分に熱伝導性スリーブを備え、前記蒸気発生部材の内側と前記蒸気発生部材の外側の前記コンジット部材との間の温度差による腐食作用を最小にする請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記蒸気発生部材がアルミニウムで作られている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記蒸気発生部材が熱伝導材料で作られている、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱水蒸気のような過熱蒸気を急速に発生させ、これを制御し、差し向ける装置に関し、更には、過熱蒸気発生手段を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術の特許は、本件出願の発明者及び出願人所有の米国特許第4,414,037 号明細書と、米国特許第2,505,656 号明細書、米国特許第2,753,212 号明細書、米国特許第2,861,838 号明細書、米国特許第2,983,450 号明細書、米国特許第3,039,454 号明細書、米国特許第3,218,741 号明細書、米国特許第3,718,805 号明細書及び米国特許第3,721,802 号明細書を含む前記米国特許第4,414,037 号明細書に関連して引用された先行技術引例とを含む。
前記特許の大部分は、リザーバから供給された液体から蒸気を発生させるための装置に言及する。
本件発明者への米国特許第4,414,037 号明細書（以下、「'037特許」と言う。）は、自給式リザーバから供給された水から過熱水蒸気或いは他の過熱蒸気を発生させるための装置を開示し、且つ、過熱蒸気を所望の目的物に向けるためのノズル形態の装置を含む。上記特許明細書に開示され且つ特許請求の範囲に記載されている装置は、数ある中で、清掃且つ殺菌を行うための装置に関し、リザーバから供給される混合物は、洗浄液或いは消毒剤の混合物である。'037特許の装置は、過熱蒸気のスプレを向けるために装置のカバーに隣接して位置決めされたノズルを採用し、フットスイッチの制御によって、水蒸気の取込み及び放出を調整する。水蒸気チャンバは、エッチング液によって壁を溶食即ちエッチングした点状の凸凹を備えた壁を有し、この結果、平らな壁のチャンバからの水蒸気発生とは反対に、取入れた液体からの蒸気発生が促進させられる。チャンバ壁に凸凹をエッチングする際に採用する化学プロセスのため、このチャンバをアルミニウムだけで製作することができた。加えて、'037特許の装置は、比較的乾燥した過熱蒸気の混合物を均一に搬送し、これは多くの用途において有利であった。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第4,414,037 号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
'037特許の装置は、大きな及び小さな機械及び医療機器のような多くの物を洗浄し且つ殺菌することを含む多くの用途において良い結果を得ていた。しかしながら、水蒸気のような過熱蒸気を現存の装置より速く発生させる過熱蒸気発生・制御装置によって、改善された結果及びより広い適用性が得られ、加えて、より大きな便利さ及び可動性と、過熱流体の流れを調整し差し向けることに関するより正確な制御とが与えられるであろうことがわかった。加えて、特定の用途においては、過熱蒸気の水分（即ち液体）含有量の調整が重要であることがわかった。
【０００５】
従って、過熱蒸気内の液体量を調整することができ、そして、過熱蒸気を発生させて、特に、小さい或いは近づきにくい所定の対象物への差し向けることを便利に調整することができ、液体を過熱蒸気に急速且つ効率的に変換することができる手段を備え、液体を気化チャンバに差し向けるために液体の離れた獲得のための手段を備えた、水蒸気を含む蒸気を発生させる装置に対する切実なしかし満たされていないニーズがあった。加えて、より効率的な気化チャンバ、及び、そのような発生器を製作する方法への切実なしかし満たされていないニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
過熱蒸気を発生させ且つ制御するための装置は、周囲面を有する内部気化チャンバを構成する少なくとも１つの蒸気発生チャンバを有し、この周囲面の少なくとも一部分は複数の隆起部及び溝部を有し、これら隆起部及び溝部の高さ及び深さは、選択された範囲内で実質的に不規則に変化し、この隆起部及び溝部は、他の隆起部及び溝部と交差する部分を有し、交差する隆起部及び溝部の高さ及び深さも実質的に不規則に変化する。
制御部材は、蒸気発生部材と接続可能であり、且つ、過熱蒸気の流れを所望の目的物にむけるためのノズルのような手段を有し、更に、蒸気発生部材への液体の取入れを制御して過熱蒸気発生装置を制御するための手段を有する。
液体取入れ部に少なくとも１つの逆止弁を採用し、この逆止弁のバネ張力を調整することによって、装置が発生させる過熱蒸気の液体含有量を変化させる。
気化チャンバの周囲の隆起部及び溝部の形状によって、本発明の蒸気発生器は、アルミニウム或いは他の熱伝導性材料で製作することができる。
本発明によって蒸気発生器を製作する方法は、閉鎖された内部空間を形成するように一緒に嵌合する少なくとも２つの部品を用意し、上記部品の内壁をフライス加工して隆起部及び溝部を形成し、次いで、これらの部品を一緒に溶接する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１、図２及び図５を参照すると、過熱蒸気発生・制御装置１０が、ハウジング１４の底を形成する基部１２を含んでいる。ハウジング１４は、基部１２と共に、装置１０の容器として機能する。ハウジング１４の容器の頂部及び側部は、ネジのような在来の手段によって基部に固定され、且つ、装置１０の内部へのアクセスを可能にするように取外せる。
装置１０の制御装置が、制御パネル１６からなるハウジング１４の部分に配置されている。電源スイッチ１８が、制御パネル１６に都合良く配置され、そして、従来形式の二極構造を有し、以下に詳細に説明するように、外部電源からの電気の供給、即ち、装置１０が”オン”か”オフ”かどうかを制御する。
制御パネル１６には、電源スイッチ１８に隣接して、取外し可能なラインヒューズホルダ２０が配置されている。白色の電源灯２２が、制御パネル１６に配置され、以下に詳細に説明するように、装置のオン・オフを示すように機能する。
制御パネル１６には、後述するように、水蒸気及び／或いは過熱蒸気の発生の制御に関係する手動蒸気加熱スイッチ２４が配置されている。赤色の蒸気発生灯２６が、電源表示灯２２に隣接して、制御パネル１６に配置されている。後述するように、このランプ２６は、装置１０内の蒸気発生器の（以下に詳細に説明する）サーモスタットの作動の表示灯である。
【０００８】
パネル１６の下部に、フットスイッチ電気ソケット２８が配置され、過熱蒸気製造を発生を制御するためのフットスイッチ（図示せず）を収容する。
電源線３０が、該電源線３０を通すためにスロット３４の回りでパネル１６に取付けられた取付部品３２に収容されている。
アンバー色の加熱チャンバ灯３６が、パネル１６に、電源灯２２に隣接して位置決めされ、後述するように、後述の加熱要素が電流の供給を受けている間は、点灯しているように電気接続されている。液体ピックアップチューブ入口３８が、液体ピックアップチューブ４０を受け入れるように、制御パネル１３に形成されている。
止め具４４によってハウジング１４に固定された持運び用ハンドル４２が、ハウジング１４の頂部に配置されている。ハウジング１４の背面パネル４６には、開口４８が形成され、該開口４８の両側にガスケット型取付け部品５０が固定されている。開口４８及びガスケット５０は、蒸気出口パイプコネクタ５２に順応し、これを受け入れている。急速連結解除コネクタ部材５４が、パイプ５２の外側端に配置され、蒸気制御部材即ちワンド５６と連結可能である。このワンド５６は、グリップハンドル５８を有し、その中に、蒸気制御用押しボタン６０によって操作される蒸気制御スイッチが配置されている。チューブ６２が、制御部材ハンドル５８から外方に延びている。蒸気制御用電源コネクタ６４が、蒸気制御用押しボタン６０とソケット６４との間に接続され、背面パネル４６に取付けられている。
【０００９】
図５を参照すると、支持プレート６６が、基部１２に取付けられ、この基部１２は、脚部６８に支えられている。
取付けプレート７０が支持体６６に固定されている。この支持プレート７０にポンプ７２が固定されている。ポンプ７２は、ピストン７６を受け入れるシリンダ７４を有し、ピストン７６はシリンダ７４内で往復動する。ピストン７４は、ロッド７８に回動可能に連結され、このロッド７８は、ロッド７８とピストン７６との回動可能な連結部とは反対側のロッドの端部にピボット部材８０を備えている。ほぼ正方形のカム８２が、ピボット部材８０に回動可能に取付けられ、プレート７０に取付けられたシャフト８４上で回動する。特定の用途においては、カム８２は、少なくとも８分の７平方インチ（約5.64平方センチメートル）である。カム８２のこの形状は、'037特許の装置によって達成された「てこ作用」より優れた「てこ作用」を加え、且つ、液体が気化チャンバに入ったとき液体ライン内で起こりうる蒸気ロックを除去し、加えて、気化チャンバ内で高められる水蒸気の背圧を効果的に防止できる。これは、'037特許の装置におけるよりも、小さな面積で発生した実質的な熱のために、装置１０においては重要である。
【００１０】
電動モータ８６が取付けプレート７０に取付けられ、シャフト８４を駆動させる。電動モータ８６は、装置１０内に発生する熱に耐えるように、クラスＢにワイヤ巻きされている。カム８２が、シャフト８４上で回転し、このシャフト８４はピボット部材８０の中のスリーブ上で回転する。入口継手８８が、入口ポート３８から入口コンジット４０を通る液体の流入を受け入れる。第１の逆止弁９０が入口継手８８に連結され、この弁は図１０に詳細に示されている。図１０と関連して下記において更に詳細に説明するように、逆止弁９０は、逆流をブロックし且つ装置内への固形物の取込みを防ぐだけでなく、特定のパラメータによって、装置１０が発生させる過熱蒸気の液体含有量に影響を及ぼす。
エルボ継手９２が逆止弁９０に連結され、これを通ってＴ字型継手９４へ流れる液体の流れを受け入れる。Ｔ字継手９４は、液体取入れ入口８８に連結されている。第２の逆止弁１００が、Ｔ字型継手９４に連結され、前記第２の逆止弁１００は、次いで、エルボ継手９６に連結されている。逆止弁１００は、逆止弁９０と同じであり、逆止弁９０の説明と関連して下記において詳細に説明する。
継手９６から液体は、スペース節約のためにコイル状に描かれているチューブ１０６に連結可能な継手１０４の中を通る。チューブ１０６は、過熱蒸気発生器１２０の中に通じる。スリーブ１０７が、過熱蒸気発生器１２０の入口の箇所で、チューブ１０６に固定されている。スリーブ１０７は、アルミニウムで作られているのが好ましく、チューブ１０６に溶接されている。スリーブ１０７は、過熱蒸気発生器１２０の頂面の上に、約４分の３インチ（約1.9 センチメートル）延びているのが好ましく、外部溶接部１０９及び内部溶接部１１１において過熱蒸気発生器１２０に固定されている。
【００１１】
雌型コネクタ１１０が、パネル１６に取付けられたネジ１１２に締めつけ固定され、蒸気スイッチ２４に接続されている。プレート１２にネジ止めされたブラケット１１４が、蒸気発生器１２０の支持及び取付けを行う。
電動歯車モータ８６が、留め具１１５によって取付けブラケット７０に固定されている。電動歯車モータ８６は従来型のものであり、好ましい実施例では、１１５ボルトで、毎分３６６回転する。電動歯車モータ８６は、この電動歯車モータによって駆動されるシャフト８４にジャーナル軸受されたカム８２によって、ポンプ７２を駆動する。モータ８６に設けられた一対の緩衝部材１１３が、構造物への振動の影響を最小にする目的で、ブラケット７０と接触している。
特に、図３、図４及び図８を参照すると、過熱蒸気発生器１２０が、１２２で示す部分で一緒に溶接された２つの部分の金属鋳物からなり、気化チャンバ１２６を構成している。過熱蒸気発生器１２０は、ハウジング１４内に取り外し自在に位置決めされ、上述したように、ブラケット１１４のところでハウジング１４に取付けられ、プレート６６とブラケット１１４との間のワッシャ１２４に支えられている。気化チャンバ１２６は、過熱蒸気発生器１２内、中央に、構成されている。後述する加熱要素１３２用空間を設けられるように、底部分が長くなっている。図示するように、チャンバ１２６は、ほぼ球体であるが、他の形状を本発明に従って採用してもよい。図示する球体形状においては、気化チャンバ１２６の周囲は、時折、一つの壁として言及される。本発明に従った他の形状では、そのような球体は、２以上の壁を有してもよい。
【００１２】
チャンバ１２６の球状面１２５は、複数の隆起部１２７と溝部１２７’に切削されている。溝部１２７’の深さ及び隆起部１２７の高さは不規則であり、好ましい実施例における、この深さ及び高さは、０．０３乃至０．０５インチ（約０．０７６乃至０．１２７センチメートル）の間で実質的に不規則に変化する。隆起部１２７と溝部１２７’は、過熱蒸気発生器１２０の軸線を中心にして、ほぼ同心円状の形態である。
加えて、隆起部及び溝部のクロスグレイン(cross-grain) 即ち目切れは、チャンバ１２６の壁１２５に形成されており、夫々、１２８、１２８’で示す。この目切れの隆起部１２８及び溝部１２８’は、隆起部１２７と溝部１２７’と同様に、ランダム且つ不規則な寸法である。好ましい実施例では、隆起部１２８及び溝部１２８’は、０．０２乃至０．０５インチ（約０．０５１乃至０．１２７センチメートル）の間で実質的に不規則に変化する。この隆起部及び溝部の形状が、溝部の深さ及び隆起部の高さの不規則性と相まって、蒸気発生効率を向上させる、例えば、同じ或いは少ないエネルギー消費でより速い気化を行うことがわかった。
図６に詳細に示す加熱要素カートリッジ１３２を受け入れ且つ収容するための受け部１３０が、過熱蒸気発生器１２０に形成されている。加熱要素カートリッジ１３２は、高温に耐えられる従来型の接着剤によって、受け部１３０に貼り付けられている。受け部１３０は両端が開放し、過熱蒸気発生器１２０の全長を横切っている。受け部１３０は、受け側端部が、カートリッジ１３２を受け入れるような寸法形状の開口１３４を構成し、受け部は、反対側端部が、好ましくは前記開口１３４より小さい開口１３６に通じる。開口１３６は、受け部１３０の中でカートリッジ１３２の基部に押し進み、これによって所望の時に、カートリッジ１３２を射出するためにピン或いはタンピング部材（図示せず）を収容するように寸法決めされている。かくして、使用済み或いは壊れたカートリッジを、修理或いは取替えるために、無駄の無い、費用のかからない、能率的な方法で取外すことができる。
【００１３】
図６に示すように、加熱カートリッジ１３２は、ほぼ円筒形状である。カートリッジ１３２は、抵抗線１４０のコイルを収容する包囲された空間１３８を構成する。加熱カートリッジ１３２の外側鞘１４２は、従来型の高温合金で製作されている。加熱カートリッジ１３２の一端は端板１４４によって閉じられ、加熱カートリッジ１３２の他端には、終端ブロック１４６が隣接している。終端ブロック１４６は、一対のリード線１５０、１５２を支持するためのブラケットを有する。リード線１５０、１５２は、夫々、断熱鞘１５４、１５６で包囲されている。断熱鞘１５４、１５６は、加熱カートリッジ１３２が発生させた高温に対する保護の目的で、例えば、高温グラスファイバのような普通の材料で作られているのがよい。加熱カートリッジ１３２は、カートリッジ１３２の端と実質的に同一平面であり、エポキシ或いは接着剤のような断熱材料でできたシール１５８を有する。
過熱蒸気発生器１２０全体は、グラスファイバのような断熱材料（図示せず）によって包まれている。発生する熱は、過熱蒸気発生器全体を通常華氏５００度（約摂氏２６０度）又はそれより高くまで熱し、チャンバ１２６及びその内容物を取り囲むオーブンのような効果を作り出すようなものである。第１のサーモスタット１６０が、過熱蒸気発生器１２０と熱接触して位置決めされ、このサーモスタット１６０は、約華氏５００度（約摂氏２６０度）プラスマイナス１０％で切れるようにセットされるのが好ましい。所望の温度になった時に、加熱要素１３２への電力を切るように、電気端子１６４が装置１０の電気装置に接続された導線（図示せず）を収容する。サーモスタット１６０は、例えば、サーモスタット１６０のずれを防ぐために、サーモスタットを従来の器具と一緒にスロットにねじ込むことによって過熱蒸気発生器１２０に平らに取付けられているのが好ましい。
【００１４】
第２のサーモスタット１６６が、第１のサーモスタット１６０から過熱蒸気発生器１２０に沿って約９０度に位置決めされているように示されている。勿論、本発明に従って他の位置を採用しても良い。第２のサーモスタット１６６は、過熱蒸気発生器１２０に取付けられ、且つ、装置の電気装置に接続可能な一対の電気端子１６８を有する。下記において詳述するように、第２のサーモスタット１６６は、第１のサーモスタット１６０が故障した場合に、チャンバ１２６の温度が華氏５５０度（約摂氏２８７度）を越えないように、加熱カートリッジ１３２への電流をカットするようにセットされる。
図７は、蒸気制御部材即ちワンド５６を示す。上述したように、ワンド５６は、コンジット部材５７と、ハンドル部材５８と、チューブ６２とを有する。コンジット５７は、登録商標名テフロンとして売られているような耐熱材料で製作されたホース１８３を覆う、編まれたスチールケーブル１８０を有し、好ましい実施例では、長さ約４２インチ（約１０６センチメートル）である。断熱鞘１８２が、ケーブル１８０を覆って配置され、好ましくはテフロン（登録商標）コーティングされ且つグラスファイバのような断熱チューブによって覆われた電線１８４がケーブル１８０と断熱鞘１８２の間に配置されている。
【００１５】
ハンドル５８は、中央ボア５８を有する。断熱鞘１９０が、ハンドル５８の回りに配置されている。断熱鞘１９０は、ラバー或いは他の在来の材料からなるのが好ましい。
中央ボア１８８には、断熱鞘１８２と、ホース１８３と、電線１４０とに覆われたケーブル１８０の連続部が配置されている。スイッチ６０が、ワンド５６の作動を制御する。スイッチ６０は、従来型、例えば単極式のバネ作動機構のものである。コンジット部材５７が、継手１９８によってチューブ６２に固定されている。チューブ６２は、ハンドル５８の外方端で開口２００に受け入れられ、真鍮或いは他の耐久性のある腐食しない材料で製作されているのがよい。
逆止弁９０を、図１０に詳細に示す。逆止弁９０、１００は、互いに、同一である。かくして、以下の説明は、この両者に適用可能である。逆止弁９０は、入口側端部に入口２２２を、出口側端部に出口２２４を備えた中央ボア２２０を構成する。入口２２２とボア２２０の接合部は、ボア２２０内のボール型弁部材２２８の座部２２６を形成するように形作られている。出口２２４に隣接して配置された弁キャップ部材２３０が、中央開口２３２を構成し、ボア２２０の内壁２３４との摩擦係合によって保持される。弁スプリング２３６が、ボール２２８とキャップ部材２３０との間に配置されている。装置１０が発生させる過熱蒸気の液体含有量は、逆止弁９０、１００の調整によって制御できること、例えば、（より小さいバネテンションで）弱くバネを押す薄いキャップ２３０を使用すると、過熱蒸気の液体の存在がより少なくなり、一方、厚いナット（より大きなバネテンション）がバネを押すと過熱蒸気中に存在する液体の割合が大きくなることがわかった。
【００１６】
この装置用の電気回路を、図９に示す。電源スイッチ１８が、装置全体のオン・オフ状態を制御する。スイッチ２４は、上述したように制御パネル１６に取付けられた手動蒸気発生器スイッチである。ワンドスイッチ１９２が、押しボタン６０によって動作させられ、同様のスイッチ２４が、蒸気発生を制御するが、しかし、装置の運転を簡単にするためにワンド５６に入っている。スイッチ２４、１９２が、ポンプモータ７２のオン・オフ状態を制御する。終端ブロック２０２が、基部１２に固定され、装置１０の電気回路用の電気接続を行う端子２０４を入れている。
スパーク抑制器２０６が、第１のサーモスタット１６０及び第２のサーモスタット１６６と接続されているように示されている。スパーク抑制器２０６の目的は、それぞれのサーモスタットがアーク放電しないようにすることである。スパーク抑制器２０６及び第１のサーモスタット１６０が故障し、装置の過熱及び破壊の危険が生じた時には、第２のサーモスタット１６６が華氏５５０度（約摂氏２８７度）で切れる。温度ヒューズ２０７が第２のサーモスタット１６６が故障したときに接続され、これが華氏６５０度（摂氏約３４３度）で発生器回路を遮断することになる。
【００１７】
赤色灯２６は、第１のサーモスタット１６０は切れているが、第２のサーモスタット１６６は作動し続けている時に、点灯するように接続され、かくして、装置の状態の変化をオペレタに知らせる。
電源スイッチ１８を接続した（即ち、電源スイッチを入れた）とき、白色灯２２が点灯する。加熱要素１３２に電流が流れているときに、アンバー灯３６が点灯する。加熱要素１３２に電流が流れている限り、アンバー灯３６は点灯し続ける。アンバー灯３６が消えたとき、これは、過熱蒸気発生器１２０が、作動温度に達したことを示す。フットジャックスイッチ制御装置２０８が、パネル１６のフットスイッチ受け部２８に取付けられ且つ接続されており、スイッチ２４、１９２と同じ機能を行う。取外し可能な電力線用ヒューズ２０が、電源スイッチ１８と直列に図示されている。蒸気発生のための実質的に一定の電力供給及び温度をサーモスタットと関連して維持するように、蒸気制御スイッチの何れかが作動するとすぐに加熱要素に電流を流すためにリレーを採用してもよい。
加熱カートリッジ１３２は、蒸気発生器１２０を華氏５００度（約摂氏２６０度）に維持するために、１０００ワットを出力するのが好ましい。これより大きい或いは小さい、他の出力及び作動温度を本発明に従って採用してもよい。モータの回転数は、ほぼ毎分３６６回であり、ポンプの吐出量は１時間あたり４．９ガロン（約１８．５リットル）であるのが好ましい。他のモータ毎分回転数及びポンプ吐出量を、本発明に従って採用してもよい。
【００１８】
上記値は、好ましい実施例の単なる例示であり、他の特定の値を本発明に従って採用してもよい。
運転中、装置１０は、ホース４０によって液体源（図示せず）に連結されている。この液体は、装置１０を使用する目的に関連した広い範囲のいずれのものでもよい。例えば、機械或いは回路板上の、又は、室の角のゴミをゆるめ、そして、溶かすためにこの装置１０を用いる典型的な清掃作業においては、蒸留した、或いは、脱イオン化した水を希釈せず即ち１００パーセントで用いるのがよい。
洗浄剤或いは消毒剤のような添加剤を、それらが装置の作動温度において安定しているなら、用いてもよい。添加剤と水の割合は、用途に応じて変えるのが良い。溶液は、気化剤、乳化剤、脱脂剤、酸化体、アルカリ、脱臭剤、防腐剤、殺菌剤等を含んでもよい。加えて、液体は、加湿剤(humidifiers) 、フレッシュナ(fresheners)等の、ユーザが空気中或いは表面即ち対象物につけたい他の試薬を含んでもよい。
装置の特定の用途は、装置、回路板及び／或いはメンテナンス或いは清掃作業に関連した部屋のような表面及び空間の清掃を含む。ワンド５６は、蒸気を、小さな対象物にさえも、正確に差し向ける能力を備え、特に、蒸気を小さな、限られた或いは比較的アクセスしにくい対象物或いは空間にぶつけることができる。
本発明に従った装置は、離れた或いは比較的にアクセスしにくい領域、対象物、小部品に特別な適用性を有する一般的な目的の清掃能力を提供する。
【００１９】
本発明は、時計装置のような小さな部品の磨き或いは清掃と関連して、メッキ、印刷及び写真製版、宝石研磨及び石切断作業、電子部品の製造或いは／及び修理、壁紙及びラベル等のようなものの除去と関連して、又、ドライクリーニング食器の消毒及び滅菌と関連して、光学及び検眼の研究所及びオフィスワークと関連して、宝石、歯科及び医師の診察室及び手術室、小型模型の製造及び修理、生物学及び分析の研究所と関連して、他の多くの用途に用いてもよい。本発明による装置の使用は、その順応性により小さな部品の清掃を最小限の分解で行うことができるという点で特に有利である。
本発明の特に便利な用途は、武器及びこれに関連する品物を含む軍の装備の清掃及びメンテナンスと関連したものである。これは、新しい物品の獲得することは反対に修理及びメンテナンスについての近頃の強調に鑑みれば、時節にあったものとなっている。
この装置１０は、１２０ボルト或いは２４０ボルトで、ほぼ１０００ワットで作動するのが好ましい。電源スイッチ１８を、”入”位置にすると、白色灯２２及びアンバー色灯３６が点灯する。上述したように、白色灯２２の点灯は、システムに電気が供給されていることを示し、アンバー灯３６は蒸気発生器１２０の加熱カートリッジ１３２に電流が流れていることを示す。気化チャンバ１２４が所望の温度即ち華氏５００度（約摂氏２６０度）に達すると、サーモスタット１６０の作用の下、表示灯１３６が消える。これが、過熱された水蒸気或いは他の蒸気が使用可能であることをオペレタに知らせる。
【００２０】
チューブ６２からの蒸気を流出させるためには、スイッチ２４、３８、１９２のいずれか一つを作動させなければならない。装置が暖まったとき、チャンバ１２６が過熱蒸気を発生させるための作動温度に達するのに、通常８乃至９秒間あれば十分である。
オペレタは、過熱蒸気を当てる対象物にチューブ６２を向け、過熱蒸気をチューブ６２から流出させる。水蒸気のような過熱蒸気は、乾燥している、即ち、液滴の含有量とは反対に気体の割合が高い。このことは、蒸気に含まれる液体量が大変少ないので、残留物が更なる清掃の邪魔をせず、清掃を必要とせず、液体残留物の量が大変少ないので、これを、布或いはペーパタオルで、簡単に取り除くことができるという点で好ましい効果を奏する。液体が溜まることは、事実上排除される。タオルによって残留物の形態で取り除かれた物質は、容易に、特に取り除かれた汚染物質のいずれもが有害でなく即ち毒性がない場合には、処分される。
本発明の使用により、オペレタは、標的対象物に比較的乾燥した蒸気を正確に向けることができる。オペレタは、チューブ６２の端と目的物との間の距離を変化させることによって、標的に伝えられる熱の量を制御することができる、即ち、この距離を小さくして熱量を増大させ、或いは、距離を大きくして熱を減少させる。本発明は、ノズルのところで約華氏５００度（約摂氏２６０度）の短距離用の過熱蒸気のジェットを作ることができる。ノズルから約３インチ（約７．５センチメートル）のところで、蒸気が人体を火傷させない程度に冷えることがわかった。
【００２１】
過熱蒸気は約１２０ＰＳＩ（約８．４キログラム／平方センチ）で流出する。この結果、過熱蒸気は蒸気口、割れ目等の比較的届きにくい空間に衝突する。熱を加えることにより、汚染物質を柔らかくし、液体化し、ほぼ分解或いは付着していた表面から引き離すことができる。これは、グリース、油、すす、糊、にかわ、カーボンのような普通は清掃しにくい物質に適用する。清掃作業中の５乃至１０秒間持続する水蒸気のような過熱蒸気の吹きつけは、多くの清掃目的に十分である。好ましい実施例では、この装置１０で発生させた過熱蒸気の吹きつけが、約１５乃至３０秒持続する。とれにくい汚れの除去のためには、清掃の初期に本発明によって熱を加える。次いで、洗浄剤或いは乳化剤を従来の方法でつけ、更に、その箇所に本発明の装置から過熱蒸気を吹きつけて、汚れの取り除きを完了するのがよい。
本発明の他の用途は、数あるなかで、潤滑、特に、比較的アクセスしにくい小さな部品の潤滑である。この方法で行われる潤滑は、先ず、表面を清掃モードにした本発明の装置によって清掃し、次いで、潤滑剤を従来の方法で清掃され加熱された部品に配置することによってつけ、次いで、この部品を過熱蒸気の吹きつけにさらし、潤滑剤を潤滑される対象物全体に均一に分散させることができるという点で、最も効果的な加熱潤滑の形式である。
スイッチ２４、２８或いは１９２の一つを入れることにより、ポンプ７２を駆動する電動モータ８６が作動する。ポンプ７２形状、特にカム８２の形状は、装置の熱によって起こるかもしれない流体ライン内の蒸気ロックを抑制するようになっている。加えて、このカムの構成は、蒸気のバックプレッシャが発生器１２０の中で強まるにつれて、このバックプレッシャをより効果的に減少させることができる。これにより、水蒸気は、流出の際、時々は、１２０ＰＳＩ（約８．４キログラム／平方センチ）と考えられる値を越える大きな力で、より長い蒸気流の間、制御されたバックプレッシャのもとチューブ６２から出ることができる。
【００２２】
ポンプ７２の働きの結果、液体が、コンジット４０を通って装置１０に引き込まれる。この液体は、コンジット４０の中をパイプ８８の中に進む。逆止弁９０が逆流する傾向を抑制すると同時に、固形物の取込みを防止する。次いで、液体はＴ字型継手９４の中を通り、第２の逆止弁１００の中を通る。次いで、液体は、過熱蒸気発生器１２０の中へ、そして、チャンバ１２６の中へ入り、そして、大変急速に気化して過熱蒸気になる。
本発明に従って過熱蒸気発生器を製作する方法を、図１２に示す。２つの分けれた、好ましくは半円筒形の、部品を設ける。加熱カートリッジを収容し且つ過度の熱及び温度上昇を防ぐための熱分散領域を設けるために、一方の部品は、他方の部品より長い軸線方向の大きさを有する。この長い方の部品は、加熱カートリッジ用の長孔即ち受け部を構成する。
これらの部品は、加熱チャンバを構成する中空部分を有する。この部品の内部中空部分は、鋳造或いは機械加工のいずれかで形成され、高さ及び深さが不規則に変化し、部品の長手方向軸線を中心に同心或いは螺旋になった一連の隆起部及び溝部を構成している。
【００２３】
次いで、半径方向の溝を、その溝が変化する高さ及び深さを有するように、部品の機械加工する。半径方向の溝の数は、本発明に従って他の数にしてもよいが、図示する実施例では、半径方向の溝の数は、１０乃至１２であるのがよい。
次いで、これらの部品を一緒に溶接し、本発明に従って装置のハウジング内に固定する。
従って、上述したように、改良した蒸気発生器及び制御装置と、そのための構成要素の製造方法が提供される。好ましい実施例を説明し且つ図示したが、保安発明の範囲は、明細書の記載及び添付図面を考慮して、本発明の添付の特許請求の範囲によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による装置の斜視図である。
【図２】図１の２−２線の断面図である。
【図３】図５の３−３線に沿った、本発明の蒸気発生器の断面図である。
【図４】図５の４−４線に沿った、本発明の蒸気発生器の部分断面図である。
【図５】図１の５−５線に沿った、断面図である。
【図６】本発明の加熱要素の、一部分を分断した斜視図である。
【図７】本発明の蒸気制御部材の、図１の７−７線に沿って一部分を断面にした側面図である。
【図８】図５の８−８線に沿った断面図である。
【図９】本発明に用いる電気回路のダイアグラムである。
【図１０】図２の10−10線に沿った断面図である。
【図１１】本発明による方法の概略的なダイアグラムである。
【符号の説明】
【００２５】
１０    過熱蒸気発生・制御装置
１４    ハウジング
１６    制御パネル
１８    電源スイッチ
４０    入口チューブ
５２    蒸気出口パイプコネクタ
５６    蒸気制御部材即ちワンド
５７    コンジット
５８    ハンドル
６２    チューブ
７２    ポンプ
８６    電動モータ
９０    逆止弁
１２０  過熱蒸気発生器
１２６  気化チャンバ
１２７  隆起部
１２７’溝部
１３２  加熱要素カートリッジ
１６０  第１のサーモスタット
１６６  第２のサーモスタット
２２８  ボール型弁部材
２３０  弁キャップ部材
２３６  弁スプリング
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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