(57)【要約】【課題】室内の温度を制御可能な、過熱蒸気を用いた蒸し庫、及び、蒸し庫の制御方法を提供する。【解決手段】蒸気供給口５が設けられた部屋１と、前記蒸気供給口へと所定温度の過熱蒸気を供給する過熱蒸気発生装置７と、前記部屋１内の温度を検出する温度計３と、前記蒸気供給口５に至る過熱蒸気の流量を制御する流量制御手段８と、前記温度計３の温度が所定温度になるように、前記流量制御手段８を制御するフィードバック制御部１０とを備えてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気供給口が設けられた部屋と、
前記蒸気供給口へと所定温度の過熱蒸気を供給する過熱蒸気発生装置と、
前記過熱蒸気発生装置に飽和蒸気を供給する蒸気発生装置と、
前記部屋内の温度を検出する温度計と、
前記蒸気供給口に至る過熱蒸気の流量を制御する流量制御手段と、
前記温度計の検出値に基て前記部屋が所定温度になるように、前記流量制御手段を制御するフィードバック制御部とを備えてなることを特徴とする蒸し庫。
【請求項２】
前記流量制御手段は、前記過熱蒸気発生装置と前記蒸気発生装置との間に設けた流量制御弁であることを特徴する請求項１に記載の蒸し庫。
【請求項３】
前記流量制御手段は、入熱量が制御できる蒸気発生装置であることを特徴とする蒸し庫。
【請求項４】
前記蒸気発生装置は、前記過熱水蒸気発生装置に供給する飽和水蒸気を温泉水から発生させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蒸し庫
【請求項５】
前記部屋は、前記フィードバック制御部によって制御される冷却装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のずれかに記載の蒸し庫。
【請求項６】
前記冷却装置は、室外の空気を室内に取り入れる送風機により構成されている請求項５に記載の蒸し庫。
【請求項７】
前記蒸気供給口には、室内に供給される過熱蒸気の拡散器が設けられている請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸し庫。
【請求項８】
前記蒸し庫は、発電手段と移動手段を備えてなる請求項１乃至７のいずれかに記載の蒸し庫。
【請求項９】
前記部屋内に、１００℃を超える常圧の過熱蒸気を供給して、前記部屋内の温度を１００℃未満の所定温度となるように制御する蒸し庫の温度制御方法であって、前記部屋内の温度に応じて、前記過熱蒸気の供給量を制御する蒸し庫の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の温度を制御可能な蒸し庫、及び蒸し庫の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品を加工・調理をしたり、人間が気浴する目的で蒸し庫が使用される。例えば、ゆで卵の生成、肉製品の熟成、パン生地の発酵、植物・キノコ類の育成、又は個人用・多人数用サウナを用途として蒸し庫が用いられる。この蒸し庫内の温度は、食品を加工・調理するのに最適な所定温度、又は、植物等を育成するのに最適な所定温度、又は、人間が気浴するのに最適な所定温度に制御される必要がある。従来の１００℃近辺の飽和水蒸気を用いるスチームサウナ等は、飽和水蒸気を給気する作動と飽和水蒸気の給気を止める作動を適宜行うことで室内の温度制御を行っている。
【０００３】
しかし、この室内の温度制御方法では、室内の温度が比較的大きく変動するため、食品の加工・調理状態や人間の気浴環境を均一に保つことが難しく、また、エネルギーロスが大きいという問題がある。
【０００４】
一方、従来技術においては、給湯器から噴射される温水によってエアーを温風化する高湿度温風式スチームサウナにおいて、室内温度が４２℃程度と比較的低温のサウナ室で人間を十分に気浴させるために、温風の風温、風向又は風量を制御する制御部を備えたサウナ装置が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平９−２８７５５号公報
【０００５】
しかし、特許文献１の発明は、温風の風温、風向又は風量のみ制御しており、室内の温度を最適な所定温度に制御するという技術はなんら開示されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、過熱蒸気を用いて室内の温度を制御する蒸し庫、及び、蒸し庫の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明の蒸し庫は、蒸気供給口が設けられた部屋と、前記蒸気供給口へと所定温度の過熱蒸気を供給する過熱蒸気発生装置と、前記過熱蒸気発生装置に飽和蒸気を供給する蒸気発生装置と、前記部屋内の温度を検出する温度計と、前記蒸気供給口に至る過熱蒸気の流量を制御する流量制御手段と、前記温度計の温度が所定温度になるように、少なくとも前記流量制御手段を制御するフィードバック制御部とを備えてなる。
【０００８】
本発明によると、フィードバック制御部は、温度計が検出した温度を元に流量制御手段を制御して、蒸気供給口に至る過熱蒸気の流量を増減させるため、１００℃より高温の過熱蒸気を部屋内に給気して、且つ、部屋内の温度計の温度が１００℃未満の所定温度となるように自動で調節できる。
【０００９】
本発明においては、前記流量制御手段は、前記過熱蒸気発生装置と前記蒸気発生装置との間に設けた流量制御弁であり、前記過熱蒸気発生装置への蒸気の供給部に設けられていることが好ましい。これによると、過熱蒸気発生装置は、部屋からの放熱量を補うための必要量最小限の過熱蒸気を発生するだけで良く、エネルギー効率が上がる。
【００１０】
本発明においては、前記流量制御手段は、入熱量が制御できる蒸気発生装置で構成されていても良い。この構成によっても、過熱蒸気発生装置は、必要量の過熱蒸気を発生するだけで良く、エネルギー効率が上がる。
【００１１】
本発明においては、前記部屋に冷却装置が備えられ、前記フィードバック制御部は、この冷却装置により室内温度を下げるよう制御する構成にされていることが好ましい。これによると、冷却装置を部屋に設け、冷却装置の駆動をフィードバック制御部が制御することにより、室内の温度が所定温度より高く、流量制御弁を閉じるだけでは室内の温度が下がり難い場合は、冷却装置を稼動させて急速に室内の温度を下げることができる。
【００１２】
本発明においては、前記冷却装置は、室外の空気を室内に取り入れる送風機により構成されていることが好ましい。これによると、蒸し庫の設置場所、或いは季節によって周囲温度が高くなり放熱量が少なくなると、室内の温度が所定温度より高く、流量制御弁を閉じるだけでは室内の温度が下がり難い場合は、送風機により外気を室内に取り込むことで部屋の内部温度を急速に下げることが可能となる。
【００１３】
本発明においては、前記蒸気供給口には、室内に供給される過熱蒸気の拡散器が設けられていることが好ましい。これによると、部屋に給気された過熱水蒸気を拡散器で室内全体に拡散できるため、室内の温度を均一にできる。
【００１４】
本発明においては、前記蒸し庫は、発電手段と移動手段を備えてなることが好ましい。これによると、移動手段により蒸し庫を任意の場所に移動させて、該任意の場所で発電手段により蒸し庫を稼動させることで、移動蒸し庫として機能させることができる。
【００１５】
本発明の蒸し庫の制御方法は、前記部屋内に、１００℃を超える常圧の過熱蒸気を供給して、前記部屋内の温度を１００℃未満の所定温度となるように制御する蒸し庫の温度制御方法であって、前記部屋内の温度に応じて、前記過熱蒸気の供給量を制御する方法である。
【００１６】
前記方法によれば、室内の温度に応じて流量制御弁及び冷却装置を適宜駆動させるフィードバック制御部の機能により、部屋１からの放熱量と、部屋１へ供給する熱量をバランスさせることで、室内の温度を所定温度に調節可能であり、蒸し庫の内部温度が大きく変動することで生じるエネルギーロスを低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る蒸し庫の実施形態例について説明する。
【００１８】
本発明の第１実施形態に係る蒸し庫の構成を図１の模式図に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、部屋１には、出入り口２と、温度計３が設けられている。蒸気発生装置６と流量制御弁８と過熱蒸気発生装置７は、流路４ａを介して直列に接続・設置されている。過熱蒸気発生装置７と蒸気供給口５は、流路４ｂを介して接続されている。拡散器１２は、部屋１内に設けられ、蒸気供給口５に接続されている。過熱蒸気温度計９及び制御装置１４は、過熱蒸気発生装置７に設けられている。送風機１１は、部屋１に接続・設置されている。フィードバック制御部１０は、温度計３と流量制御弁８と送風機１１に接続されている。
【００２０】
前記部屋１は、前記出入り口２から室内に搬入された食品を加工・調理したり、又は室内に入った人間が気浴したりする目的で利用される空間である。該部屋１は、室内を保温可能な断熱構造で構成されるのが望ましい。
【００２１】
前記温度計３の感熱部は前記部屋１内に取り付けられており、室内の温度を計測し、その情報を前記フィードバック制御部１０に伝達する機能を有する。該温度計３の感熱部は前記出入り口２の開閉による温度変化を受けないように、前記出入り口２から十分離れた位置に設置されている。該部屋１の内部温度は４０〜６０℃になるように、好ましくは４０℃〜５５℃になるように設定される。
【００２２】
前記蒸気発生装置６は、電気或いは燃料等により水を加熱蒸発させるボイラー等であって、前記部屋１の外に設置される。該蒸気発生装置６で加熱され発生した飽和水蒸気は流路４ａ及び流量制御弁８を通って前記過熱蒸気発生装置７に給気される。
【００２３】
前記流量制御弁８は、前記蒸気発生装置６と前記過熱蒸気発生装置７の間の流路４ａに
取り付けられ、前記フィードバック制御部１０により該流量制御弁８の開閉が制御される
ことで、前記蒸気発生装置６で発生した飽和水蒸気の過熱蒸気発生装置７への放出量が制
御される。具体的には前記温度計３が検出した部屋１の温度が所定温度より高ければ、該流量制御弁８を閉めて、前記過熱蒸気発生装置７に供給される飽和水蒸気の量を減らし、逆に、前記温度計３が検出した部屋１の温度より低ければ、該流量制御弁８を開けて、前記過熱蒸気発生装置７に供給される飽和水蒸気の量を増やす。
【００２４】
前記過熱蒸気発生装置７は、前記蒸気発生装置６から給気された飽和水蒸気を電磁誘導加熱により１００℃以上の過熱水蒸気にする装置であって、前記部屋１の外に設置される。該過熱蒸気発生装置７で過熱され発生した過熱水蒸気は前記流路４ｂを通って前記蒸気供給口５から部屋１内に給気される。
【００２５】
前記拡散器１２は、前記蒸気供給口５に接続しており、前記部屋１内に設けられ、前記蒸気供給口５から放出される１００℃以上の過熱水蒸気を室内に拡散させている。該拡散器１２は例えば図２に示すように、複数の孔が穿孔された有底円筒状の筒体で構成される。また、該拡散器１２を囲繞する金網や木製の矢倉等を設けることで、高温となった該拡散器１２に接触することで食品が焦げたり、人体が火傷を負うのを防止するのが望ましい。また、麦飯石等を該拡散器１２の周囲に設置することで、該拡散器１２と人体や食品の接触を防止するのみならず、麦飯石等から発生するマイナスイオンの効果も得られる。
【００２６】
前記過熱蒸気温度計９は、前記過熱蒸気発生装置７に設けられ、前記過熱蒸気発生装置７で発生した過熱水蒸気の温度を測定し、その情報を前記制御装置１４に伝達する。該制御装置１４は、過熱水蒸気の温度が１００℃を超え５００℃以下の範囲の所定温度になるように制御する。
【００２７】
前記送風機１１は前記部屋１の隔壁の一部に接続され、前記フィードバック制御部１０により該送風機１１の駆動が制御されることで、外気を前記部屋１の室内へ取り込む作動が制御されている。具体的には、蒸し庫の設置場所が沖縄など暑い所であったり、或いは夏の日中である等周囲温度が高い場合、蒸し庫からの放熱温度が抑制され室内の温度が所定温度より高く、流量制御弁８を閉じるだけでは室内の温度が下がり難い場合は、前記送風機１１を駆動させて急速に室内の温度を下げる。逆に、前記温度計３の温度が所定温度より低ければ、該送風機１１は停止したままか、駆動していれば、その駆動を停止させる。ここで取り込まれる外気を図示しない冷却手段によって冷却された冷気とすることにより、その冷気の温度を一定とすることで、温度変動が著しい外気を室内へ取り込むのに比して、室内温度の制御を行いやすくできるが、冷却されていない室外気温の外気を取り込むのでも良い。該送風機１１はモーターで駆動するファン等で構成される。尚、蒸し庫の設置場所の周囲温度が低い場合（例、北海道、北欧）は、蒸し庫からの放熱量が多くなるので、送風機１１は不用となる場合もある。
【００２８】
前記フィードバック制御部１０は前記部屋１の外に設置され、前記温度計３の温度が所定温度になるように、前記流量制御弁８、前記送風機１１を適宜必要に応じて駆動制御する。具体的には前記温度計３の温度が所定温度より高ければ、前記流量制御弁８を閉めて、前記過熱蒸気発生装置７に供給される飽和水蒸気の量を減らすと共に、前記流量制御弁８を閉じるだけでは室内の温度が下がり難い場合は、前記送風機１１を駆動させて急速に室内の温度を下げる。逆に、前記温度計３の温度が所定温度より低ければ、前記流量制御弁８を開けて、前記過熱蒸気発生装置７に供給される飽和水蒸気の量を増やして、室内の温度を上げる。このとき送風機１１の駆動は停止していることはいうまでもない。該フィードバック制御部１０はコンピュータ等で構成される。
【００２９】
次に、過熱蒸気発生装置７の電磁誘導加熱部において用いられる積層構造体を示す図３及び図４を参照して、過熱蒸気発生に関する部分を更に詳しく説明する。
過熱蒸気発生装置７は、垂直上向きのパイプ部材内に積層構造体２２を収納し、パイプ部材に励磁コイルを巻回した電磁誘導加熱部で構成されている。パイプ部材は耐熱性、耐蝕性及び耐圧性に優れたセラミック等の非磁性材料によりパイプ状に形成されたものである。パイプ部材内に収納された積層構造体２２は、前記励磁コイルにより発生する磁界変化により発熱する金属等の導電性材料により多数の小通路を形成したものである。
【００３０】
積層構造体２２は、図３の如くジグザグの山型に折り曲げられた第１金属板３１と平たい第２金属板３２とを交互に積層し、全体として円筒状の積層体に形成したものである。この第１金属板３１や第２金属板３２の材質としては、ＳＵＳ４４７Ｊ１の如きマルテンサイト系ステンレスが用いられる。
【００３１】
図４に示されるように、第１金属板３１の山（又は谷）３３は積層構造体２２の中心軸３４に対して角度αだけ傾くように配設され、第２金属板３２を挟んで隣り合う第１金属板３１の山（又は谷）３３は交差するように配設されている。そして、隣り合う第１金属板３１における山（又は谷）３３の交差点において、第１金属板３１と第２金属板３２がスポット溶接で溶着され、電気的に導通可能に接合されている。
【００３２】
結局、手前側の第１金属板３１と第２金属板３２との間には、角度αだけ傾いた第１小流路３５が形成され、第２金属板３２と奥側の第１金属板３１との間には、角度−αだけ傾いた第２小流路３６が形成され、この第１小流路３５と第２小流路３６は角度２×αで交差している。また、第１金属板３１や第２金属板３２の表面には、流体の乱流を生じさせるための第３小流路としての孔３７が設けられている。さらに、第１金属板３１や第２金属板３２の表面は平滑ではなく、梨地加工又はエンボス加工によって微小な凹凸３８が施されている。この凹凸３８は山（又は谷）３３の高さ（又は深さ）に比較して無視できる程度に小さい。
【００３３】
図示しない励磁コイルに高周波電流を流して、積層構造体２２に高周波磁界を作用させると、第１金属板３１と第２金属板３２の全体に渦電流が生じ、積層構造体２２が発熱する。
【００３４】
また、図４に示すように、積層構造体２２内には交差する第１小流路３５と第２小流路３６が形成され、周辺と中央との拡散が行われ、加えて第３小通路を形成する孔３７の存在によって、第１小流路３５と第２小流路３６間の厚み方向の拡散も行われる。したがって、これらの小流路３５，３６，３７によって積層構造体２２の全体にわたる水又は水蒸気のマクロ的な分散、放散、揮散が生じる。加えて、表面の微小な凹凸３８によってミクロ的な拡散、放散、揮散も生じる。その結果、積層構造体２２を通過する水又は水蒸気は略均一な流れになって、第１金属板３１及び第２金属板３２と流体との均一な接触機会が得られる。その結果水又は水蒸気の均一な加熱が確保される。
【００３５】
ところで、金属板３１，３２の厚みが３０ミクロン以上１ｍｍ以下であり、高周波電流発生器による高周波電流の周波数が１５〜１５０ＫＨｚの範囲にあるものが好ましい。金属板の厚みが３０ミクロン以上１ｍｍ以下であると、電力が入り易く、又伝熱面積を大きくとるための波形等の加工による小流路の確保が容易になる。また、使用する周波数が１５ＫＨｚ〜１５０ＫＨｚの範囲であると、励磁コイルの銅損や、スイッチング素子の損失を防止できる。特に、損失が少ない周波数帯としては、２０〜７０ＫＨｚである。また、積層構造体２２の１立方センチメートル当たりの伝熱面積が、２．５平方センチメートル以上であるものが好ましい。積層構造体２２の１立方センチメートル当たりの表面積が２．５平方センチメートル以上、より好ましくは５平方センチメートル以上になるように金属板を積層すると、熟交換の効率を上げることができる。また、積層構造体２２の表面積１平方センチメートル当たりで加熱すべき流体量が、０．４立方センチメートル以下であるものが好ましい。積層構造体２２の表面積１平方センチメートル当たりの流体量を０．４立方センチメートル以下、より好ましくは０．１立方センチメートル以下にすると、流体に対する伝熱の急速応答性が得られる。
【００３６】
上述した構造の積層構造体による加熱においては、電気エネルギーから熱エネルギーへの変換効率が極めて高いことが確認されている。例えば、１００ｍｍ径、長さ２００ｍｍ、表面積２．２〜６．２ｍ2の積層構造体２２を用いた場合、流体の膜厚（１ｃｍ3当たりの水膜量）が０．５〜０．２ｍｍと極めて薄膜状であり、積層構造体２２を構成する金属
板３１，３２も薄いため、温度差も極めて小さく、熱伝達を素早く促進できる。したがっ
て、電磁誘導加熱部がコンパクトであっても、大量の過熱水蒸気を発生させることが可能
になる。また、積層構造体には高電流が複雑に流れるとともに、磁力線も複雑に通ってい
る。この状態の積層構造体の広大な面積に過熟水蒸気が触れることで熟交換されるため、
純粋なる過熱水蒸気ではなく、イオン化又は磁化され、食品又は人体に対する活性力が高
まった過熱水蒸気になっていると想定される。
ここで、本発明の蒸し庫に使用される過熱蒸気発生装置７は、上記した構成にとらわれ
るものではないことはいうまでもない。
【００３７】
次に、本発明の第１実施形態に係る蒸し庫の作動について図１を用いて説明する。  出入り口２から部屋１内に食品や人間等を入れて、該部屋１の室内を、食品を加工・調理する、又は、植物等を育成する、又は、人間が気浴する蒸し庫の主要部とするには、まず蒸気発生装置６を駆動させて水を飽和水蒸気にする。前記蒸気発生装置６で発生した飽和水蒸気は過熱蒸気発生装置７に送られ、そこで電磁誘導加熱されて過熱水蒸気となる。この過熱水蒸気は流路４ｂを通って蒸気供給口５から前記部屋１の室内に放出される。拡散器１２は該放出口５を囲繞して過熱水蒸気を室内に拡散させる。該拡散器１２を介して放出された過熱水蒸気が室内全体に広がることで、前記部屋１の室内は食品を加工・調理する又は人間が気浴する蒸し庫の主要部となる。
【００３８】
次に、本発明の第１実施形態に係る蒸し庫の制御方法について図１を用いて説明する。
【００３９】
温度計３は室内の温度データを常時フィードバック制御部１０に送信しており、該フィードバック制御部１０は室内の温度データに基づき室内を所定温度にする最適の条件を計算する。そして、室内温度が所定温度より低ければ、該フィードバック制御部１０は前記流量制御弁８を開けるように制御して、前記過熱蒸気発生装置７に給気する飽和水蒸気の流量を増加させる。
逆に、室内温度が所定温度より高ければ、該フィードバック制御部１０は前記流量制御弁８を閉めるように制御して、前記過熱蒸気発生装置７に給気する飽和水蒸気の流量を減少させる。
【００４０】
また、流量制御弁８を閉じるだけでは室内の温度が下がり難い場合は、該フィードバック制御部１０は送風機１１が駆動するように制御して、冷却された外気を該送風機１１から室内に取り入れる。
【００４１】
次に、本発明の第１実施形態に係る蒸し庫の効果について説明する。
上述した蒸し庫１００を食品の加工・調理する目的として使用する場合は、蒸し庫１００に食品を入れ、食品を所定時間蒸し庫１００内に放置しておけば、蒸し庫１００の４０〜６０℃の内部雰囲気により、まず食品の表面が加熱処理される。そして時間の経過と共に食品の内部まで熱が浸透し、最終的には食品全体が加熱加工される。また、４０〜６０℃の内部雰囲気で時間をかけて加熱加工するため、食品の有用な構成部分を損なうことがない。また、室内の湿度を８５％以上、好ましくは９０％以上とすることで、食品の熱吸収が良好となる。湿度は、室内に給気する過熱水蒸気の供給量を増減させることで制御可能である。また、１００〜５００℃の過熱水蒸気の温度が高ければ高いほど霧状になる水蒸気が少ないため、白濁の無い見通しの良い視界が得られ、作業性は良好となる。過熱水蒸気の温度が２００℃以上であれば、白濁の無い視界はより顕著となる。また、水蒸気が液化することで発生する湿気による食品のふやけを抑えることができる。
【００４２】
また、蒸し庫１００を植物等を育成する目的として使用する場合は、蒸し庫１００は温室の役目を果たし、別途ライトを部屋に取り付ける等して植物の光合成を促せば、植物は蒸し庫１００の内部雰囲気で好適に育成する。また、キノコ類も好適に育成する。ここで、植物等は、４０〜６０℃で発育する植物等であることはいうまでもない。
【００４３】
また、蒸し庫１００をサウナとして用いる場合は、過熱水蒸気を用いることにより、蒸し庫１００内の人間は内部雰囲気の温度（４０〜６０℃）より高い体感温度を得られる。
即ち、過熱水蒸気の供給を制御して４５℃に保った室内に人が入ると、肌の表面全体にしかも均一に過熱水蒸気が凝結することにより、その潜熱が全身に作用することになる。このため室内の人は、体全身に90℃の温度が感じられる。他方室内の人の呼吸は、周囲温度45℃の空気を呼吸することになる、又過熱水蒸気はその粒子が極めて小さいので気浴中の人が吸い込んでもその人の粘膜、肺細胞に与える刺激が極めて小さい。このため、通常の体力を有する健康な人もちろん、体調の勝れない人、高齢者等比較的体力の弱い人でも、人体及ぼす負担を軽くするものであるから、長時間の気浴でも人体及ぼす負担を軽くするものである。尚この時、室内の湿度を８５％以上、好ましくは９０％以上とすることで、人体の暖まり具合が良くなる。
しかし、従来のスチームサウナでは、気浴中に飽和水蒸気に晒されることにより、水蒸気の温度と気浴中の人との温度差（比熱）による体感温度となる。このため、高い体感温度を得ようとすると、水蒸気の温度を高くする必要がある。水蒸気は、その粒子が大きいので気浴中の人が吸い込むと、粘膜あるいは肺細胞に刺激を与えるので人体に負担がかかる。このため体調の勝れない人、年寄り等比較的体力の弱い人では、比較的長い時間をかけゆっくりとくつろいだ納得のいく気浴ができにくい。
この点本発明の蒸し庫では、内部雰囲気の温度が比較的低いため、人体に負担をかけずに長時間気浴できる。即ち、過熱水蒸気の特性を利用することにより、比較的低温状況下で適度に高温の体感温度を味わう雰囲気を創生できるので、人体に優しい気浴環境を保つことができる。
【００４４】
また、比較的長時間使用される、このような蒸し庫においては、蒸し庫からの放熱と蒸し庫への給気のバランスを制御して蒸し庫内の温度を所定温度に保つことで、蒸し庫の内部温度が大きく変動することで生じるエネルギーロスを大幅に低減可能であるため、飽和水蒸気を用いることに比してランニングコストを１／１０まで低減できる。
【００４５】
以上のように、室内の設定温度を４０〜６０℃となるよう制御すれば、１００℃以上の過熱水蒸気を使用しても、１００℃近辺の飽和水蒸気を用いる場合と同等の効果が得られるのみならず、過熱水蒸気を用いることで得られる効果も享受できる。
【００４６】
本発明の第２実施形態に係る蒸し庫の構成を図５に基づいて説明する。第２実施形態の構成が第１実施形態と異なる点は、蒸し庫１５０を構成する部屋１及び過熱蒸気発生装置７等の装置を一式備えたユニット１９がトラック１６に積載されており、且つ、移動可能な発電気１７を備えている点である。本発明においては過熱水蒸気を用いるため、飽和水蒸気を用いる場合に比して、蒸し庫１５０に用いる過熱蒸気発生装置７等の装置類をコンパクトにできるため、ユニット１９としてまとめることができる。よって、蒸し庫を構成するすべての装置類をトラック１６に積載することが可能である。これにより、蒸し庫を使用したい場所に移動させて稼動させることで、移動式蒸し庫１５０として機能できる。
よって、蒸し庫をサウナとして使用する場合においては、移動式蒸し庫１５０を病院や老人介護施設等に搬送することで、風呂に入浴できない病人やお年寄り、身体障害者等を気浴させることが可能となる。ここで、車椅子使用者等が車椅子に乗ったまま気浴できるようにスロープ１８等を設けることが望ましい。その他の点は第１実施形態と同じであり、作動及び効果も同様であるので、その説明を省略する。
【００４７】
また、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。即ち、上述した実施形態においては、流量制御弁８をフィードバック制御部１０で制御することにより、過熱蒸気発生装置７への流量を制御しているが、流量制御弁８を設けずに、蒸気発生装置６で発生する飽和水蒸気の発生量をフィードバック制御部１０が制御する構成となっていても良い。即ち、蒸気発生装置６が、例えば電気式のように、入熱量が制御できるものであって、蒸気供給口に至る過熱蒸気の流量を制御する流量制御手段として構成されるものであっても良い。これによれば、蒸気発生装置６が電気式ボイラーであるので、ボイラーの火力、即ち入熱量を制御することで飽和水蒸気の発生量が制御できるため、過熱蒸気発生装置７への流量をおのずと制御できる。
【００４８】
また、図６に示す第３実施例のように、蒸し庫２００は複数の蒸し庫２００ａ，２００ｂ，２００ｃが連なった構成となっていても良い。ここでは、飽和水蒸気を発生させる蒸気発生装置６は１台のみで、該蒸気発生装置６は各蒸し庫２００ａ，２００ｂ，２００ｃに夫々飽和水蒸気を供給している。その他の構成部材は各蒸し庫２００ａ，２００ｂ，２００ｃ毎に独立して備わっており、各蒸し庫２００ａ，２００ｂ，２００ｃは夫々独立した１つの蒸し庫として機能する。よって、各蒸し庫２００ａ，２００ｂ，２００ｃの所定温度を別々の温度に設定できる。
【００４９】
さらに、温泉水を水源として利用する場合の第４実施形態について説明する。
この第４実施形態は、第１実施形態と同様の構造であるが、蒸気発生装置６の水源として温泉水を活用するものである。第４実施形態において、蒸気発生装置６に水源として温泉水の注入により飽和水蒸気を発生させると、この飽和水蒸気には温泉水に含有する多くの不純物（硫黄、マンガンなどの鉱物）が含まれている。この飽和水蒸気を過熱蒸気発生装置７に注入されると、その電磁誘導加熱部を形成する積層構造体２２で急速に過熱されるので、飽和水蒸気に含有する不純物（主に硫黄）が積層構造体２２の表面に付着する。積層構造体２２に不純物が付着するとその部分の積層構造体２２の温度が上昇するので、積層構造体２２が膨張して不純物を剥落させる。即ち、積層構造体２２に付着した不純物は順次剥落が行なわれるので、過熱蒸気発生装置７の機能に影響しない。従って、温泉水のように不純物を多く含む水を蒸気発生装置６の原水として利用できる。
【００５０】
尚、図３に示した電磁誘導加熱部の積層構造体２２で形成する発熱体は、特にこの構造に限られるものでなく、図7〜図９に示す各種の構造のものを用いることができる。以下図もとづいて具体的に説明する。
【００５１】
図７発熱体の第2実施例の構造を示す図である。図７に示す発熱体７０は、高周波の電力が給電されるコイル７１が巻回してあるケ−ス７２の内側に複数本のパイプ７３を固着した構成である。この発熱体７０は、その縦方向の中心がケ−ス７２の縦方向の中心と同一方向となる様に設置して構成である。
このケ−ス７２は、その軸線を縦方向に設置してあり、蒸気発生装置６からの飽和過熱蒸気が、矢印７５の方向から供給される。矢印７５から供給される蒸気発生装置６からの飽和水蒸気は、発熱体７０のパイプ７３に沿って通過するとき発熱体７０によって過熱され加熱蒸気となって上部にから排出される。このため、パイプ７３に付着するスケールは、パイプ７３の膨張と収縮により下方に剥落する。なお、パイプ７３の結束は、パイプ７３の膨張と収縮によって破損せずまたその電気負荷が変化しないようにボルトナット或いは溶接等の固定手段により強固に固着してある。
【００５２】
図８発熱体の第３実施例の構造を示す図である。図８に示す発熱体８０は、高周波の電力が給電されるコイル８１が巻回してあるケ−ス８２の内側にケース８２とほぼ同等の長さの薄板８３を所定の隙間８４を保って渦巻状に形成した構成である。この発熱体８０は、その縦方向の中心がケ−ス８２の縦方向の中心と同一方向となる様に設置して構成である。
このケ−ス８２は、その軸線を縦方向に設置してあり、蒸気発生装置６からの飽和過熱蒸気が、矢印８５の方向から供給される。矢印８5から供給される蒸気発生装置６からの飽和水蒸気は、発熱体８０の隙間８４に沿って通過するとき発熱体８０によって過熱され加熱蒸気となって上部にから排出される。このため、薄板８３に付着するスケールは、薄板８３の膨張と収縮により下方に剥落する。なお、薄板８３の巻き始めである始端８５と巻き終わりである終端８６とは、薄板８３の膨張と収縮によって破損せずまたその電気負荷が変化しないように配線などの手段で連結してある。
【００５３】
図９発熱体の第４実施例の構造を示す図である。図９に示す発熱体９０は、高周波の電力が給電されるコイル９１が巻回してあるケ−ス９２の内側に複数本の薄い金属板９３を格子上に組みあわせることで通路９４を多数形成する構成である。この発熱体９０は、その縦方向の中心がケ−ス９２の縦方向の中心と同一方向となる様に設置して構成である。
このケ−ス９２は、その軸線を縦方向に設置してあり、蒸気発生装置６からの飽和過熱蒸気が、矢印９５の方向から供給される。矢印９５から供給される蒸気発生装置６からの飽和水蒸気は、発熱体９０の通路９４に沿って通過するとき発熱体７０によって過熱され加熱蒸気となって上部にから排出される。このため、金属板９３に付着するスケールは、金属板９３の膨張と収縮により下方に剥落する。なお、金属板９３は、その膨張と収縮によって破損せずまたその電気負荷が変化しないように溶接等の固定手段により強固に固着してある。
【００５４】
さらに、図１０に示す第５実形態は、第４実施形態において記載した蒸気発生装置６の水源として温泉水を用いた場合の他の実施形態である。この実施形態は、２４時間連続運転に対応するための構成である。即ち、１つの部屋に供給する加熱蒸気の発生源である電磁誘導過熱部を２つ設けこの電磁誘導加熱部を交互に運転する構成である。
【００５５】
図１０において、供給口５に設けた拡散器１２から放出される過熱蒸気は、２つの過熱蒸気発生装置７a,７ｂいずれか一方から供給される。即ち上記過熱蒸気発生装置７a,７ｂが、一つのフィードバック制御部１０によってその一方を稼動しているとき他方が休止するように制御される。構成である。
【００５６】
上記フィードバック制御部１０は、部屋１の温度を検出する温度計３出力信号が印加される入力部１１０aと、蒸気発生装置６と過熱蒸気発生装置７a,７ｂとの間に設けた流量制御弁８へ制御信号を発信する出力部１１１aと、蒸気発生装置６の出口側を過熱蒸気発生装置７a,７bのいずれかに接続する切換弁２０に切換信号を発信する出力部１１２a及び送風機１１のモーターへの制御信号を発生する出力部１１３aを備えた構成であり、前記部屋１の温度を設定する温度設定部と、前記切換弁２０の切換信号を発生するタイマ部を内在させている。尚、その他の詳細な構成については、前述した実施例を同様であるので、同一機器には同一番号を使用しその詳細説明を省く。
【００５７】
上記の構成を有する第５実施例において、蒸気発生装置６の水蒸気が流量制御弁８と切換弁２０を介して過熱蒸気発生装置７aから供給口５拡散器１２を経て部屋１に拡散される状態が一定時間（第４実施例が２４時間稼動の時は、１２時間）経過すると、切換弁２０と過熱蒸気発生装置７a及び過熱蒸気発生装置７bには、切換信号がフィードバック制御部１０の出力部１１２aから印加される。この切換信号により、切換弁２０が蒸気発生装置６と過熱蒸気発生装置７aとの接続を過熱蒸気発生装置７bに切り換と共に、過熱蒸気発生装置７aの停止させト同時に過熱蒸気発生装置７bを稼動させる。この様に稼動から一定時間の後に過熱蒸気発生装置７a休止すると、過熱蒸気発生装置７aの発熱体の温度が下降するので、発熱体が収縮する。このため過熱蒸気発生装置７aの稼動中に発熱体に付着した温泉水中に含まれる不純物の膜が、発熱体の表面から剥落する。
【００５８】
第５実施形態では、蒸気発生装置６が発生する蒸気に多くの不純物（温泉水の場合は硫黄のように加熱により固化する物質等）を含有する場合でも、過熱蒸気発生装置の発熱体に付着した不純物が運転と休止により自動的に剥落するので、不純物による影響を受けることなく安定して加熱蒸気を供給することができる。
【００５９】
さらに、上述した実施形態において、室内の温度を急速に冷却する冷却装置が、室内に外気を供給する送風機１１ではなく、部屋の隔壁の少なくとも一部を冷却するクーラーであっても良い。室外の隔壁壁面に設けられた該クーラーをフィードバック制御部１０で制御することで、室内の温度が所定温度より高く、流量制御弁８を閉じるだけでは室内の温度が下がり難い場合は、該クーラーを駆動させることで部屋の内部温度を急速に下げることが可能となる。ここで、クーラーの冷却温度を一定とすることで部屋の内部温度の制御が行いやすくなることはいうまでもない。また、気浴する人間に清涼感を与えることができることはいうまでもない。
【００６０】
また、上述した実施形態において、室内の温度が所定温度より高く、流量制御弁８を閉じるだけでは室内の温度が下がり難い場合に、前記送風機１１と前記クーラーを併用しても良い。
【００６１】
また、上述した実施形態において、室内の温度が所定温度より高い場合に、流量制御弁８を閉じるだけで室内の温度が急速に下がるような外部環境であれば、送風機１１やクーラーといった冷却装置を設置しなくても良い。ここで、部屋の出入口や窓を開けることで、手動で室内の温度を下げることができることはいうまでもない。
【００６２】
また、急速に室温を上げたい場合は、室内に設けた図示しない別の加熱手段を併用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
水蒸気を含むあらゆる蒸気を適宜選択して用いて閉塞空間の内部温度を所定温度に保ち、閉塞空間内を要求される雰囲気として、閉塞空間内に設置されたあらゆる被加工物を蒸したり茹でたり培養したり気浴させたりする用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蒸し庫を構成する装置等を表した模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る蒸し庫に用いられる拡散器の一例を表した斜視図である。
【図３】過熱蒸気発生装置の電磁誘導加熱部に用いられる積層構造体の全体斜視図である。
【図４】過熱蒸気発生装置の電磁誘導加熱部に用いられる積層構造体の詳細斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る蒸し庫を構成する装置等を表した模式図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る蒸し庫を構成する装置等を表した模式図である。
【図７】本発明に用いる発熱体の第２実施例の構造図である。
【図８】本発明に用いる発熱体の第３実施例の構造図である
【図９】本発明に用いる発熱体の第４実施例の構造図である
【図１０】本発明の第５実施形態である蒸し庫を構成する装置等を表した模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  部屋
２  出入り口
３  温度計
４ａ，４ｂ    流路
５  蒸気供給口
６  蒸気発生装置
７  過熱蒸気発生装置
８  流量制御弁
９  スチーム温度計
１０  フィードバック制御部
１１  送風機
１２  拡散器
１４  制御装置
１００  蒸し庫
【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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