(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱容器内に電磁誘導にて発熱する誘導発熱体を収容し、
前記耐熱容器の外周面に冷却兼蒸気源用の水を通水するホースを巻装し、
前記ホースの外周面に誘導加熱用コイルを装着し、
前記ホースの出口端を前記耐熱容器の一端の蒸気取入口に接続し、
前記ホースの入口端から当該ホース内に供給した全部の水を前記誘導加熱用コイルによる誘導加熱により加熱して当該ホース内で水分含有水蒸気を発生させ、発生した水分含有水蒸気を前記出口端から前記耐熱容器内の誘導発熱体に供給し、前記誘導発熱体にて加熱して過熱蒸気を発生させるようにしたものであることを特徴とする過熱蒸気発生容器。
【請求項２】
前記耐熱容器の外周面に耐熱部材を被装し、
前記耐熱管の外周面に前記ホースを巻装したことを特徴とする請求項１に記載の過熱蒸気発生容器。
【請求項３】
前記誘導加熱用コイルは、リッツ線で成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の過熱蒸気発生容器。
【請求項４】
前記耐熱容器は、石英ガラス容器であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の過熱蒸気発生容器。
【請求項５】
耐熱容器内に電磁誘導にて発熱する誘導発熱体を収容し、
前記耐熱容器の外周面に冷却兼蒸気源用の水を通水するホースを巻装し、
前記ホースの一端に前記冷却水の給水装置を接続し、
前記ホースの他端を前記耐熱容器の蒸気取入口に接続し、
前記ホースの外周面に誘導加熱用コイルを装着し、
前記誘導加熱用コイルに高周波電源装置を接続し、
前記ホース内の冷却兼蒸気源用の全部の水を誘導加熱して蒸気化し、水分含有水蒸気を前記耐熱容器内に前記蒸気取入口から導入して前記誘導発熱体にて加熱することによって過熱蒸気を発生させることを特徴とする過熱蒸気発生装置。
【請求項６】
前記耐熱容器の外周面に耐熱管を装着し、
前記耐熱管の外周面に前記ホースを巻装したことを特徴とする請求項５に記載の過熱蒸気発生装置。
【請求項７】
前記誘導加熱用コイルは、リッツ線で成ることを特徴とする請求項５又は６に記載の過熱蒸気発生装置。
【請求項８】
前記耐熱容器は、石英ガラス容器であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の過熱蒸気発生装置。
【請求項９】
耐熱容器内に電磁誘導にて発熱する誘導発熱体を収容し、前記耐熱容器の外周面に冷却兼蒸気源用の水を通水するホースを巻装し、前記ホースの外周面に誘導加熱用コイルを装着し、前記ホースの出口端を前記耐熱容器の一端の蒸気取入口に接続し、前記ホースの入口端から当該ホース内に供給した全部の水を前記誘導加熱用コイルによる誘導加熱により加熱して当該ホース内で水分含有水蒸気を発生させ、発生した水分含有水蒸気を前記出口端から前記耐熱容器内の前記蒸気取入口を経て前記誘導発熱体に供給し、前記誘導発熱体にて加熱して過熱蒸気を発生させるようにした過熱蒸気発生容器を用いて、
前記ホースの入口端から当該ホース内に冷却兼蒸気源用の水を供給し、
前記誘導加熱用コイルに高周波電流を通電して前記誘導発熱体を誘導加熱すると共に、前記ホース内の冷却兼蒸気源用の水を誘導加熱して蒸気化し、
前記ホース内の水分含有水蒸気を前記耐熱容器の一端の蒸気取入口から当該耐熱容器内に導入して前記誘導発熱体にて加熱して過熱蒸気を発生させることを特徴とする過熱蒸気発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱によって過熱蒸気を発生する過熱蒸気発生容器、この過熱蒸気発生容器を主要な構成要素として利用する過熱蒸気発生装置及びこの過熱蒸気発生容器を用いて過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、過熱蒸気を利用する電子オーブンレンジが市場に出回っている。水は標準圧で１００℃で沸騰して水蒸気を発生する。この水蒸気から水分を除去して完全な気体とすれば、その水蒸気をさらに加熱することで１００℃をはるかに超える高温の過熱蒸気を得ることができる。この過熱蒸気にて食品を加熱することで短時間で焦げ目の付かない調理が可能である。また医療機器の加熱殺菌消毒の熱源として利用するもことができる。
【０００３】
このような過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生装置として、例えば特開２００４−４４９９３号公報（特許文献１）、特開２００４−４４９９４号公報（特許文献２）、特開２００６−２７５５０５号公報（特許文献３）にて蒸気発生機能付き高周波加熱装置が知られているが、これらは過熱蒸気をヒーター加熱によって作るものであり、高周波誘導コイルによる誘導加熱により過熱蒸気を作るものではない。
【０００４】
また、高周波加熱容器内で発生させた蒸気をシールドコイルを形成する導体内に導入し、誘導コイルにて再加熱することで過熱蒸気化し、これを外部に取り出す過熱蒸気発生装置も知られている（特開２００６−６４３６７号公報：特許文献４、特開２００７−１４７１１４号公報：特許文献５）。しなしながら、冷却水を加熱容器の外周面に巻装されたホースに通水することで冷却水を加熱して蒸気化すると同時に冷却水にて加熱容器の表面から高周波加熱用コイルに伝達する熱を断熱する構造は見られない。
【０００５】
さらに特開２００７−２４３３６号公報（特許文献６）に記載されている従来技術は、耐熱容器の外周に装着した誘導加熱用コイルの巻装構造に特徴を有するが、この従来技術にも、冷却水を加熱容器の外周面に巻装されたホースに通水することで冷却水を加熱して蒸気化すると同時に冷却水にて加熱容器の表面から高周波加熱用コイルに伝達する熱を断熱する構造は見られない。
【０００６】
例えば、中規模あるいは家庭用に利用可能な過熱蒸気発生装置の場合、装置の大型化を回避する必要があり、誘導加熱用コイルにはリッツ線を採用することが考えられる。ところが、加熱容器内の誘導発熱体を誘導加熱する際にその発熱で加熱容器の外表面温度も高温になるので、リッツ線を誘導加熱用コイルに採用するとその被覆が容易に溶けてしまい、４００℃を超えるような過熱蒸気を発生させる装置としては実用に耐えない。
【特許文献１】特開２００４−４４９９３号公報
【特許文献２】特開２００４−４４９９４号公報
【特許文献３】特開２００６−２７５５０５号公報
【特許文献４】特開２００６−６４３６７号公報
【特許文献５】特開２００７−１４７１１４号公報
【特許文献６】特開２００７−２４３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、誘導加熱用コイルにリッツ線を採用しても４００℃を超えるような過熱蒸気を発生させることができ、中型あるいは小型家庭用として使用できる過熱蒸気発生容器、それを構成要素とする過熱蒸気発生装置及び過熱蒸気発生方法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】
【０００８】
本発明の１つの特徴は、耐熱容器内に電磁誘導にて発熱する誘導発熱体を収容し、前記耐熱容器の外周面に冷却兼蒸気源用の水を通水するホースを巻装し、前記ホースの外周面に誘導加熱用コイルを装着し、前記ホースの出口端を前記耐熱容器の一端の蒸気取入口に接続し、前記ホースの入口端から当該ホース内に供給した全部の水を前記誘導加熱用コイルによる誘導加熱により加熱して当該ホース内で水分含有水蒸気を発生させ、発生した水分含有水蒸気を前記出口端から前記耐熱容器内の誘導発熱体に供給し、前記誘導発熱体にて加熱して過熱蒸気を発生させるようにした過熱蒸気発生容器である。
【０００９】
上記発明の過熱蒸気発生容器においては、前記耐熱容器の外周面に耐熱部材を被装し、前記耐熱管の外周面に前記ホースを巻装したものとすることができる。
【００１０】
また、上記発明の過熱蒸気発生容器においては、前記誘導加熱用コイルは、リッツ線で成るものを使用することができる。
【００１１】
また、上記発明の過熱蒸気発生容器においては、前記耐熱容器は、石英ガラス容器とすることができる。
【００１２】
本発明の別の特徴は、耐熱容器内に電磁誘導にて発熱する誘導発熱体を収容し、前記耐熱容器の外周面に冷却兼蒸気源用の水を通水するホースを巻装し、前記ホースの一端に前記冷却水の給水装置を接続し、前記ホースの他端を前記耐熱容器の蒸気取入口に接続し、前記ホースの外周面に誘導加熱用コイルを装着し、前記誘導加熱用コイルに高周波電源装置を接続し、前記ホース内の冷却兼蒸気源用の全部の水を誘導加熱して蒸気化し、水分含有水蒸気を前記耐熱容器内に前記蒸気取入口から導入して前記誘導発熱体にて加熱することによって過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生装置である。
【００１３】
上記発明の過熱蒸気発生装置においては、前記耐熱容器の外周面に耐熱管を装着し、前記耐熱管の外周面に前記ホースを巻装したものとすることができる。
【００１４】
また、上記発明の過熱蒸気発生装置においては、前記誘導加熱用コイルは、リッツ線で成るものを使用することができる。
【００１５】
また、上記発明の過熱蒸気発生装置においては、前記耐熱容器は、石英ガラス容器とすることができる。
【００１６】
本発明のさらに別の特徴は、兼蒸気源用の水を通水するホースを巻装し、前記ホースの外周面に誘導加熱用コイルを装着し、前記ホースの出口端を前記耐熱容器の一端の蒸気取入口に接続し、前記ホースの入口端から当該ホース内に供給した全部の水を前記誘導加熱用コイルによる誘導加熱により加熱して当該ホース内で水分含有水蒸気を発生させ、発生した水分含有水蒸気を前記出口端から前記耐熱容器内の前記蒸気取入口を経て前記誘導発熱体に供給し、前記誘導発熱体にて加熱して過熱蒸気を発生させるようにした過熱蒸気発生容器を用いて、前記ホースの入口端から当該ホース内に冷却兼蒸気源用の水を供給し、前記誘導加熱用コイルに高周波電流を通電して前記誘導発熱体を誘導加熱すると共に、前記ホース内の冷却兼蒸気源用の水を誘導加熱して蒸気化し、前記ホース内の水分含有水蒸気を前記耐熱容器の一端の蒸気取入口から当該耐熱容器内に導入して前記誘導発熱体にて加熱して過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の過熱蒸気発生容器によれば、耐熱容器の外周面に巻装されているホースの一端に給水装置を接続し、ホースの他端を耐熱容器の蒸気取入口に接続し、ホースの外側に装着されている誘導加熱用コイルを高周波電源装置に接続することで過熱蒸気発生装置を構成することができ、この過熱蒸気発生装置を動作させて、ホースに給水しながら誘導加熱用コイルに高周波電源電力を給電することで、誘導加熱用コイルによって耐熱容器内の誘導発熱体を高温に誘導加熱し、同時にホース内の冷却水も誘導加熱して蒸気化し、蒸気取入口から耐熱容器内に導入してそこで高温に加熱されている誘導発熱体に接触させることでさらに加熱することによって過熱蒸気を発生させることができる。同時にこの誘導加熱時にホース内を流れる水が冷却作用を発揮して耐熱容器の外表面を冷却し、誘導加熱用コイルに耐熱容器の外表面から高熱が伝達されるのを防止する。したがって、誘導加熱用コイルに耐熱性の高い導電材を使用せずとも済み、過熱蒸気発生装置の大型化を回避することができ、４００℃を超える過熱蒸気を発生できる中型あるいは小型家庭用の過熱蒸気発生装置が得られる。
【００１８】
本発明の過熱蒸気発生装置及び過熱蒸気発生方法によれば、ホースに給水しながら誘導加熱用コイルに高周波電源電力を給電することで、上記のように耐熱容器内にて過熱蒸気を発生させることができ、同時にホース内を流れる水にて耐熱容器の外表面を冷却して誘導加熱用コイルに耐熱容器の外表面から高熱が伝達されるのを防止できるので、誘導加熱用コイルに耐熱性の高い導電材を使用せずとも済み、このために装置の大型化を回避でき、４００℃を超える過熱水４００℃を超える過熱蒸気を発生できる中型あるいは小型家庭用の装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１〜図６を用いて、本発明の第１の実施の形態の過熱蒸気発生装置、これに用いる過熱蒸気発生容器及びこれを使用する過熱蒸気発生方法について説明する。図１及び図２に示すように、本実施の形態の過熱蒸気発生装置１は、過熱蒸気発生容器２、高周波電源装置３、給水ポンプ４及び給水タンク５にて構成されており、さらに、過熱蒸気発生容器２にて発生させた過熱蒸気を利用するための蒸気釜６がこの過熱蒸気発生容器２に接続されている。
【００２１】
過熱蒸気発生容器２は、図３に示すように例えば石英ガラス容器のような非磁性の耐熱容器２１内に電磁誘導にて発熱する誘導発熱体２２を収容し、図４に示すように耐熱容器２１の外周に例えばシャモットレンガのような断熱材２３を被装し、図５に示すように断熱材２３のさらに外周に冷却水を通水するための例えばシリコン製ホースのような耐熱ホース２４を、その外側に装着する誘導コイル２５が内側の断熱材２３に接触しないような密度で巻装し、さらに図６に示すように耐熱ホース２４の外側に誘導コイル２５を配置した構成である。耐熱ホース２４の一端２４Ａは耐熱容器２１の蒸気取入口２１Ａに気密的に接続してあり、他端２４Ｂは給水ポンプ４に接続してある。
【００２２】
誘導発熱体２２は、例えば磁性のあるステンレス薄帯に細かい切り込みを入れて捩って加工したものであり、耐熱容器２１の内部に適数体収容している。この誘導発熱体２２には、タービンブレードのような円形フィンを多数枚重ねた構造のものを用いることもでき、特に限定されない。
【００２３】
誘導コイル２５には、例えばポリウレタン被覆リッツ線、高価ではあるが必要に応じてポリエチレン被覆リッツ線を用いる。このリッツ線の使用はそれに限定されるものではないが、本発明の場合には誘導コイル２５の内側に耐熱ホース２４が巻装されていて耐熱容器２１からの高熱が冷却されるため、耐熱性が高くないリッツ線を使用することができ、それによって装置の低価格化が図れることになる。
【００２４】
高周波電源装置３は、例えば２０ｋＨｚのスイッチングレギュレータのような高周波電力を発生する電源装置を用いる。
【００２５】
次に、上記構成の過熱蒸気発生装置１による過熱蒸気発生動作について説明する。高周波電源装置３を起動して誘導加熱用コイル２５に通電し、誘導加熱を開始する。そして給水ポンプ４を起動して耐熱ホース２４に冷却水を通水する。誘導加熱用コイル２５に高周波電力を通電することで、耐熱ホース２４内の冷却水と耐熱容器２１内の誘導発熱体２２が誘導加熱される。耐熱ホース２４内の冷却水はこの誘導加熱によって沸騰して１００℃の水分含有水蒸気となり、耐熱容器２１内に蒸気取入口２１Ａから送り込まれる。
【００２６】
耐熱容器２１内では、誘導発熱体２２が高温状態に誘導加熱されているので、蒸気取入口２１Ａから送り込まれてくる水蒸気が高温状態の誘導発熱体２２と接触して再加熱されて完全な水蒸気となり、さらに加熱されて過熱蒸気になり、これが蒸気取出口２１Ｂから外部に送り出される。こうして蒸気取出口２１Ｂから送り出される過熱蒸気は蒸気釜６に送り込まれ、この蒸気釜６内に置かれている被加熱物を高温の過熱蒸気にて加熱する。
【００２７】
このような過熱蒸気発生装置１の過熱蒸気発生動作の間、耐熱容器２１の外周に巻装されている耐熱ホース２４内が水分を含む水蒸気にて満たされているので、約１００℃を超えることがない。このため、耐熱容器２１の内部が５００℃という高温に加熱されていても、その高熱を耐熱ホース２４の部分で冷却することができ、耐熱ホース２４よりも外側の誘導加熱用コイル２５に伝達させることがなく、この誘導加熱用コイル２５を電線素材や被覆に損傷が発生する高温度に上昇させることがない。
【００２８】
このようにして、本実施の形態の過熱蒸気発生装置によれば、耐熱容器２１の外周に巻装した耐熱ホース２４内に冷却水を通水することでこの耐熱ホース２４を１００℃或いはそれ以下の温度状態に維持でき、この耐熱ホース２４よりも外側に配置されている誘導加熱用コイル２５が耐熱容器２１からの高熱の伝達により損傷が発生することがなく、そのためにこの誘導加熱用コイル２５には耐熱性が比較的低いリッツ線を利用でき、装置の小型化が図れる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図７を用いて、本発明の第２の実施の形態の過熱蒸気発生装置、これに用いる過熱蒸気発生容器及びこれを使用する過熱蒸気発生方法について説明する。第２の実施の形態は過熱蒸気発生容器２Ａの構造に特徴を持つ。すなわち、図７に示したように、過熱蒸気発生容器２Ａは、石英ガラス容器のような非磁性の耐熱容器２１内に電磁誘導にて発熱する誘導発熱体２２を収容すると共に、耐熱容器２１内の蒸気取入口２１Ａ側に磁性材の入力水貯水タンク２７を設け、耐熱ホース２４の接続端２４Ａ１をこの入力水貯水タンク２７の上方の位置まで導入している。ただし、耐熱容器２１内は高温状態になるので、接続端２４Ａ１には非磁性、高温耐性を材料、例えばセラミックスや銅製のパイプを使用している。
【００３０】
尚、本実施の形態におけるその他の構成は第１の実施の形態と同様であり、図４に示すように耐熱容器２１の外周に例えばシャモットレンガのような断熱材２３を被装し、図５に示すように断熱材２３のさらに外周に冷却水を通水するための例えばシリコン製ホースのような耐熱ホース２４を、その外側に装着する誘導コイル２５が内側の断熱材２３に接触しないような密度で巻装し、さらに図６に示すように耐熱ホース２４の外側に誘導コイル２５を配置している。耐熱ホース２４の一端２４Ａには耐熱金属パイプが接続してあり、この金属パイプを接続端２４Ａ１として耐熱容器２１の蒸気取入口２１Ａに気密的に接続している。
【００３１】
本実施の形態も、誘導発熱体２２は第１の実施の形態と同様であり、例えば磁性のあるステンレス薄帯に細かい切り込みを入れて捩って加工したものであり、耐熱容器２１の内部に適数体だけ収容している。この誘導発熱体２２には、タービンブレードのような円形フィンを多数枚重ねた構造のものを用いることもでき、特に限定されない。
【００３２】
本実施の形態の過熱蒸気発生容器２Ａを主要な構成要素とする過熱蒸気発生装置１の構成は、図１、図２に示した第１の実施の形態と共通である。
【００３３】
次に、本実施の形態の過熱蒸気発生装置１の過熱蒸気発生動作、すなわち過熱蒸気発生方法は第１の実施の形態と同様である。ただし、過熱蒸気発生容器２Ａ内に入力水貯水タンク２７を設けたことにより、次のような優れた作用、効果を奏する。給水ポンプ４にて供給され耐熱ホース２４内を通過中に誘導加熱を受けた冷却水が十分に沸騰せずに蒸気取入口２１Ａから耐熱容器２１内に供給される場合、その水分が耐熱容器２１内に拡散しないように、耐熱ホース２４の接続端２４Ａ１から水分だけは滴下させて入力水貯水タンク２７に一時的に貯水させる。そして入力水貯水タンク２７は磁性体にしているので誘導発熱体２２と共に誘導加熱され、そのタンク２７内の貯水を沸騰させて蒸気化させる。この蒸気化した水蒸気は耐熱ホース２４の接続端２４Ａ１から供給される水蒸気と共になって誘導発熱体２２側に移動し、ここで高熱に加熱されている誘導発熱体２２と接触して過熱蒸気となる。
【００３４】
入力水貯水タンク２７がない場合、特に起動初期には、装置が暖機されていないために、給水タンク５から給水ポンプ４にて耐熱ホース２４内に通水される冷却水は耐熱ホース２４内を沸騰せずそのまま流れて接続端２４Ａ１から気液混合状態、あるいは液体のまま耐熱容器２１内に流入し、流入した水は耐熱容器２１内の蒸気取入口２１Ａ側から過熱蒸気取出口２１Ｂ側まで一様に分散してしまい、出力蒸気温度が低下してしまうことがあり得る。そこで、蒸気取入口２１Ａ側に自らも被加熱物となる磁性体の入力水貯水タンク２７を設けることで、耐熱容器２１内での水分の拡散を防ぐことができ、かつ、耐熱ホース２４内の冷却水が沸騰するまでは入力水貯水タンク２７内に貯溜しそこで沸騰させた水を水蒸気にして誘導発熱体２２を通過させて過熱蒸気化できる。この結果、起動初期から所望温度の過熱蒸気を効果的に発生させることができることになり、熱効率の向上が図れる。
【００３５】
（第３の実施の形態）
図８、図９を用いて、本発明の第３の実施の形態の過熱蒸気発生装置、これに用いる過熱蒸気発生容器及びこれを使用する過熱蒸気発生方法について説明する。第３の実施の形態は過熱蒸気発生容器２Ｂの構造に特徴を持つ。すなわち、図８に示したように、過熱蒸気発生容器２Ｂは、石英ガラス容器のような非磁性の耐熱容器２１内に電磁誘導にて発熱する誘導発熱体２２Ａを収容すると共に、耐熱容器２１内の蒸気取入口２１Ａ側に磁性材の入力水貯水タンク２７を設け、耐熱ホース２４の接続端２４Ａ１をこの入力水貯水タンク２７の上方の位置まで導入している。ただし、耐熱容器２１内は高温状態になるので、接続端２４Ａ１には非磁性、高温耐性を材料、例えばセラミックスや銅製のパイプを使用している。
【００３６】
尚、本実施の形態におけるその他の構成は第１の実施の形態と同様であり、図４に示すように耐熱容器２１の外周に例えばシャモットレンガのような断熱材２３を被装し、図５に示すように断熱材２３のさらに外周に冷却水を通水するための例えばシリコン製ホースのような耐熱ホース２４を、その外側に装着する誘導コイル２５が内側の断熱材２３に接触しないような密度で巻装し、さらに図６に示すように耐熱ホース２４の外側に誘導コイル２５を配置している。耐熱ホース２４の一端２４Ａには耐熱金属パイプが接続してあり、この金属パイプを接続端２４Ａ１として耐熱容器２１の蒸気取入口２１Ａに気密的に接続している。
【００３７】
本実施の形態における誘導発熱体２２Ａは、蒸気通過口２２１付きのタービンブレードのような円形フィン２２０を多数枚重ねた構造のものを用いている。そして、図９に詳しく示したように、各円形ファン２２０における蒸気通過口２２１は隣接する円形フィン２２０との間で位置が互いにずれるように配置している。これにより、耐熱容器２１内の蒸気取入口２１Ａから過熱蒸気取出口２１Ｂへと流れる蒸気が高熱に加熱されている各円形フィン２２０と良く接触して熱交換し、効率的に加熱されて過熱蒸気となるようにしている。
【００３８】
本実施の形態の過熱蒸気発生装置の過熱蒸気発生動作、すなわち過熱蒸気発生方法は第１の実施の形態と同様である。ただし、過熱蒸気発生容器２Ｂ内に入力水貯水タンク２７を設けたことにより、第２の実施の形態と同様、起動初期から所望温度の過熱蒸気を効果的に発生させることができ、熱効率の向上が図れる。これと共に、誘導発熱体２２Ａにタービンブレードのような穴付きの円形フィン２２０を多数枚重ねた構造のものを用いたことにより、誘導発熱による温度上昇が高くでき、過熱蒸気温度を高くできる利点がある。
【実施例】
【００３９】
次に、本発明の実施例を説明する。
【００４０】
［実施例１］給水ポンプ、耐熱ホースの仕様は図１０の表１、図１１の表２に示すものであった。誘導加熱用コイルには、図１２の表３に示す仕様のリッツ線を使用した。リッツ線は０．１４ｍｍの径で、３３束にし、さらに７縒りにしたものを用いて、図１３のように外径１３３ｍｍ、長さ３００ｍｍのソレノイドに形成した。断熱材にはシャモレットレンガ管を用い、これに耐熱ホースとして表１に示したシリコンホースを１０ｍｍずつの間隔を空けて巻装し、さらにその外側に上記の誘導加熱用コイルのソレノイドを装着して誘導加熱ユニットとした。図１４は誘導加熱ユニットの正面写真、図１５はその側面写真、図１６はその分解状態の正面写真である。
【００４１】
過熱蒸気発生容器は第２の実施の形態として図７に示した構造のものを使用した。耐熱容器として内径８６ｍｍ、外径９２ｍｍの石英ガラス容器を用い、この石英ガラス容器内に磁性を持つフェライト系ステンレス４３０製の誘導発熱体を収容し、同時に石英ガラス容器内の蒸気取入口側に同じくフェライト系ステンレス４３０製の入力水貯水タンクを設置した。そしてシリコンホースの一端に銅パイプを接続端として接続し、この接続端を石英ガラス容器の蒸気取入口に気密的に接続した。またソレノイドには高周波電源装置としてスイッチングレギュレータを接続し、２０ｋＨｚの高周波電力を給電できるようにした。誘導発熱体は、フェライト系ステンレス４３０の薄帯に細かい切り込みを入れて捩って加工したものであり、石英ガラス容器内に適数体収容した。図１７は本実施例で使用した過熱蒸気発生容器の全体写真である。
【００４２】
この装置を用いて過熱水蒸気発生の実験を行った。それには、高周波電源装置としてのスイッチングレギュレータを起動して誘導加熱用コイルに２０ｋＨｚの高周波電力を通電し誘導加熱を開始した。そして給水ポンプを起動して耐熱ホースに冷却水を通水した。
【００４３】
・周波数ｆ＝２０［ｋＨｚ］
・コイル印加電圧Ｖ＝約１９０［Ｖ］
・電流Ｉ＝約１０．５［Ａ］
・コイルと発熱体との距離ＧＡＰ＝１４［ｍｍ］
・時間ｔ＝１８００［ｓｅｃ］
・ポンプ印加電圧：沸騰前３Ｖ（約１０ｍｌ／分）・沸騰後５Ｖ（約１７ｍｌ／分）
・実験時のコイルの静特性（共振コンデンサ使用時）：Ｚ［Ω］＝３．８９２、Ｒｓ［Ω］＝２．９８９、Ｌｓ［μＨ］＝１９．７９、Ｃｐ［μＦ］＝３．１９８
本実施例１について、通水開始からの時間経過と装置各部の温度変化を観察した結果は、図１８のグラフに示すものであった。グラフ（１）は過熱蒸気取出口の蒸気温度、グラフ（２）〜（５）はそれぞれ蒸気取入口側から過熱蒸気取出口側に至る各部（図１における符号（２）〜（５）それぞれを付した位置）のコイル表面温度である。
【００４４】
図１８のグラフから明らかなように、過熱蒸気出力温度は４５０℃を超える出力を確認でき、かつ、コイルの各部の表面温度はすべて１００℃以下であることが確認できた。尚、実験時間６００秒時にガラス容器内に沸騰した水が急激に流れたことを確認した。
【００４５】
［実施例２］スイッチングレギュレータとして小型のものを使用し、また、過熱蒸気発生容器内の誘導発熱体には図８に示した第３の実施の形態の構造のものを採用した以外は、実験設備は実施例１と同様であった。円板形のフィンは４２枚用いた。
【００４６】
実験条件は、次の通りであった。
【００４７】
・周波数ｆ＝２０［ｋＨｚ］
・コイル印加電圧Ｖ＝約１００［Ｖ］
・電流Ｉ＝約１３．５［Ａ］
・コイルと発熱体の距離ＧＡＰ＝１４［ｍｍ］
・時間ｔ＝１８００［ｓｅｃ］
・ポンプ印加電圧：３Ｖ（約１０ｍｌ／分）
・実験時のコイルの静特性（共振コンデンサ使用時）：Ｚ［Ω］＝４．５７７４、Ｒｓ［Ω］＝３．８７５６、Ｌｓ［μＨ］＝１９．６１５、Ｃｐ［μＦ］＝３．２２８４
本実施例２について、通水開始からの時間経過と装置各部の温度変化を観察した結果は、図１９のグラフに示すものであった。グラフ（１）は過熱蒸気取出口の蒸気温度、グラフ（２）〜（５）はそれぞれ蒸気取入口側から過熱蒸気取出口側に至る各部（図１における符号（２）〜（５）それぞれを付した位置）のコイル表面温度である。そしてグラフ（６）は容器入口の水温度また蒸気温度である。
【００４８】
図１９のグラフから明らかなように、過熱水蒸気出力温度は最大約３３０℃を確認した。また、コイル（１）〜（４）における部分の温度はすべて１００℃以下であることが確認できた。また、入力水が沸騰することで、出力蒸気温度も高くなることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１、第２の実施の形態の過熱蒸気発生装置のブロック図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の過熱蒸気発生装置の一部破断せるブロック図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の過熱蒸気発生容器における耐熱容器の正面図。
【図４】上記第１の実施の形態の過熱蒸気発生容器における耐熱容器の外周に断熱材を被着した状態の正面図。
【図５】上記第１の実施の形態の過熱蒸気発生容器における耐熱容器の外周に耐熱ホースを巻装した状態の正面図。
【図６】上記第１の実施の形態の過熱蒸気発生容器の正面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態の過熱蒸気発生容器の正面図。
【図８】本発明の第３の実施の形態の過熱蒸気発生容器の正面図。
【図９】上記第３の実施の形態の過熱蒸気発生容器内の各円形フィンの蒸気通過口の配置を説明する説明図。
【図１０】本発明の実施例１で用いた給水ポンプ、耐熱ホースの仕様の表１。
【図１１】上記実施例１で用いた給水ポンプの流量の表２。
【図１２】上記実施例１で誘導加熱用コイルの作製に用いたリッツ線の仕様の表３。
【図１３】上記実施例１で用いた過熱蒸気発生容器の寸法図。
【図１４】上記実施例１の過熱蒸気発生装置に用いた誘導加熱コイルユニットの正面写真。
【図１５】上記実施例１の過熱蒸気発生装置に用いた誘導加熱コイルユニットの側面写真。
【図１６】上記実施例１の過熱蒸気発生装置に用いた誘導加熱コイルユニットの分解状態の正面写真。
【図１７】上記実施例１の過熱蒸気発生装置に用いた過熱蒸気発生容器の全体写真。
【図１８】上記実施例１の過熱蒸気発生装置による過熱蒸気発生動作時の各部の温度状態のグラフ。
【図１９】本発明の実施例２の過熱蒸気発生装置による過熱蒸気発生動作時の各部の温度状態のグラフ。
【符号の説明】
【００５０】
１  過熱蒸気発生装置
２，２Ａ，２Ｂ  過熱蒸気発生容器
３  高周波電源装置
４  吸水ポンプ
２１  耐熱容器
２２，２２Ａ  誘導発熱体
２３  断熱体
２４  耐熱ホース
２５  誘導加熱用コイル
２７  入力水貯水タンク
２２０  円形フィン
２２１  蒸気通過口
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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