(57)【要約】【課題】小型で、熱効率が良く、所定の温度の熱蒸気を短時間で得られる給蒸装置を提供する。【解決手段】ステンレス鋼からなる蒸気発生管１１と、この蒸気発生管１１に所要の隙間をもって挿通されたステンレス鋼からなる電気ヒータ１２が、螺旋状に曲げ加工されている。電気ヒータ１２を電力の投入によって発熱させると共に、蒸気発生管１１内へ水を供給すると、この水は蒸気発生管１１と電気ヒータ１２との間の隙間を下流側へ向けて流動する過程で加熱されるので、短時間で所要温度の熱蒸気を得ることができ、タンクが不要であるため小型化が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生管と、この蒸気発生管に所要の隙間をもって挿通された電気ヒータからなり、前記蒸気発生管と電気ヒータとの間の隙間内に、前記蒸気発生管の一端他端へ向けて被加熱流体を流通させることを特徴とする給蒸装置。
【請求項２】
蒸気発生管及びその内部に挿通された電気ヒータが、螺旋状又は蛇行状に曲げ加工されたことを特徴とする請求項１に記載の給蒸装置。
【請求項３】
蒸気発生管及びその内部に挿通された電気ヒータがステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１に記載の給蒸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱蒸気を発生・供給する給蒸装置であって、例えば蒸気滅菌装置などに用いられるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
病院等で使用される医療用具や衣類等を滅菌する滅菌装置として、高温の蒸気を用いる蒸気滅菌装置がある。この種の蒸気滅菌装置は、被滅菌物を滅菌チャンバに収容して密閉し、この滅菌チャンバ内に、摂氏１００度を超える過熱状態の飽和水蒸気（以下、単に熱蒸気という）を送り込み、この熱蒸気によって、被滅菌物の滅菌を行うものである。
【０００３】
図５は、蒸気滅菌装置に熱蒸気を供給するための従来の給蒸装置を概略的に示す説明図である。すなわち、この図５において、参照符号１００で示される給蒸装置は、例えば病院に設置されたボイラであって、密閉状のタンク１０１に給水源１０２から供給した水１０６をヒータ（電気ヒータ又は水蒸気ヒータ）１０３で加熱し、これによって発生した熱蒸気を、各種バルブ１０４を介して蒸気滅菌装置における滅菌チャンバ１０５へ供給し、被滅菌物が収容されたこの滅菌チャンバ１０５内を、熱蒸気による所定の圧力及び温度で一定時間保持するようになっている（典型的には下記の特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−０８９５６３号公報
【０００４】
上述の従来技術による給蒸装置においては、タンク１０１に水１０６を貯留してヒータ１０３で加熱するものであるため、装置が大型となって、大きな設置スペースを必要とする問題が指摘されている。
【０００５】
また、タンク１０１に貯留した水１０６の体積に対するヒータ１０３との接触面積の割合が低く、言い換えれば、タンク１０１内の水１０６のうち、ヒータ１０３と接触していない部分の割合が大きいため、ヒータ１０３からの伝熱効率が悪いものであった。したがって、水１０６が所定の過熱状態の蒸気を得られる温度になるまで時間がかかり、しかも給水源１０２からの水１０６の補給によって、タンク１０１内の温度低下を発生するといった問題が指摘されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、小型で、熱効率が良く、所定の温度の熱蒸気を短時間で得られる給蒸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】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係る給蒸装置は、蒸気発生管と、この蒸気発生管に所要の隙間をもって挿通された電気ヒータからなり、前記蒸気発生管と電気ヒータとの間の隙間内に、前記蒸気発生管の一端他端へ向けて被加熱流体を流通させるものである。
【０００８】
この構成によれば、電気ヒータに電力を投入すると共に、蒸気発生管内へ被加熱流体（例えば水）を供給すると、この被加熱流体は、蒸気発生管と電気ヒータとの間の隙間を蒸気発生管の一端から他端へ向けて流動する過程で加熱され、飽和蒸気圧が高まって気化する。これによって発生した熱蒸気は、蒸気発生管の下流側の端部から排出され、熱蒸気を必要とする機器へ供給される。
【０００９】
本発明の構成において一層好ましい例においては、蒸気発生管及びその内部に挿通された電気ヒータが、螺旋状又は蛇行状に曲げ加工される。
【００１０】
本発明の構成において他の一層好ましい例においては、蒸気発生管及びその内部に挿通された電気ヒータがステンレス鋼からなるものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明に係る給蒸装置によれば、被加熱流体が、蒸気発生管と電気ヒータとの間の隙間内で加熱されるので、被加熱流体の体積に対する電気ヒータとの接触面積の割合を大きくして、伝熱効率を向上させることができ、前記隙間を下流側へ向けて移動する過程で気化させることができるので、短時間で所要温度の熱蒸気を得ることができ、更に、被加熱流体を貯留するタンクが不要であるため小型化が可能となる。
【００１２】
請求項２の発明に係る給蒸装置によれば、請求項１の発明による効果に加え、一層の伝熱効率の向上及び一層の省スペース化を図ることができる。
【００１３】
請求項３の発明に係る給蒸装置によれば、蒸気発生管及びその内部に挿通された電気ヒータがステンレス鋼からなるため錆びにくく、このため不純物の少ない高品質の熱蒸気が得られるので、例えば蒸気滅菌用に好適な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】
【００１４】
以下、本発明に係る給蒸装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、この実施の形態の概略構成を示す説明図、図２は、図１におけるII方向の矢視図、図３は、この実施の形態における要部断面斜視図、図４は、電気接続を示す説明図である。
【００１５】
まず図１及び図２において、参照符号１は蒸気発生ユニット、参照符号２は給水源、参照符号３は汽水分離器、参照符号４は蒸気滅菌装置における滅菌チャンバである。
【００１６】
蒸気発生ユニット１は、一端を上流側の管継手１１ａ、他端を下流側の管継手１１ｂとする蒸気発生管１１と、この蒸気発生管１１に、図３に示されるように所要の隙間１ａをもって同心状の断面をなすように挿通された電気ヒータ１２からなる。蒸気発生管１１及び電気ヒータ１２は耐食性に優れたステンレス鋼からなるものであって、互いに同曲率で螺旋状に曲げ加工されている。
【００１７】
図１及び図２に示されるように、蒸気発生ユニット１（１１〜１３）は、給水源２と汽水分離器３の間に３段配置されている。そして、１段目の蒸気発生ユニット１１における蒸気発生管１１の上流側の管継手１１ａが、給水源２に接続され、１段目の蒸気発生ユニット１１における蒸気発生管１１の下流側の管継手１１ｂが、２段目の蒸気発生ユニット１２における蒸気発生管１１の上流側の管継手１１ａに接続され、３段目の蒸気発生ユニット１３における蒸気発生管１１の上流側の管継手１１ａが、２段目の蒸気発生ユニット１２における蒸気発生管１１の下流側の管継手１１ｂに接続され、３段目の蒸気発生ユニット１３における蒸気発生管１１の下流側の管継手１１ｂが、汽水分離器３の蒸気供給口３１ａに接続されている。すなわち、各蒸気発生管１１は互いに直列に配管接続されている。
【００１８】
また、各電気ヒータ１２は、図１に示されるように、１段目の蒸気発生ユニット１１における下流側に突出した電気ヒータ１２の端部が、導線１３ａを介して３段目の蒸気発生ユニット１３における上流側に突出した電気ヒータ１２の端部に接続されると共に、導線１４ａを介して交流端子Ｕに接続され、３段目の蒸気発生ユニット１３における下流側に突出した電気ヒータ１２の端部が、導線１３ｂを介して２段目の蒸気発生ユニット１２における上流側に突出した電気ヒータ１２の端部に接続されると共に、導線１４ｂを介して交流端子Ｖに接続され、２段目の蒸気発生ユニット１２における下流側に突出した電気ヒータ１２の一端が、導線１３ｃを介して１段目の蒸気発生ユニット１１における上流側に突出した電気ヒータ１２の端部に接続されると共に、導線１４ｃを介して交流端子Ｗに接続されている。すなわち各電気ヒータ１２は、三相交流電源（例えばAC200V）に対して図４に示されるようにデルタ結線されている。
【００１９】
なお、螺旋状の蒸気発生ユニット１は、まっすぐなステンレスパイプに、まっすぐな棒状のステンレス鋼からなる電気ヒータを挿通して、この電気ヒータと前記ステンレスパイプとの間に砂などの充填物を充填した状態で、このステンレスパイプを電気ヒータごと螺旋コイル状に曲げ加工してから、前記充填物を排出してパイプの内面及び電気ヒータを洗浄することによって製造することができる。
【００２０】
給水源２は、例えば給水源貯水タンクや吸水ポンプやフィルタ等からなるものである。なお、給水源２から蒸気発生ユニット１へ供給される水及びこの水の気化により発生する水蒸気は、請求項１に記載された被加熱流体に相当する。
【００２１】
汽水分離器３は、図２に示されるように、周壁の180度対象位置に蒸気供給口３１ａ及び蒸気排出口３１ｂが設けられ下端にドレン排出口３１ｃが設けられた縦長の円筒状のケース３１と、このケース３１の中腹部における内部空間を蒸気供給口３１ａ側と蒸気排出口３１ｂ側に仕切るように配置されたプレート３２からなる。蒸気供給口３１ａは、先に述べたように３段目の蒸気発生ユニット１３における蒸気発生管１１の下流側の管継手１１ｂに接続され、蒸気排出口３１ｂは、バルブ３３，３４を介して滅菌チャンバ４に接続されている。また、ドレン排出口３１ｃにはトラップ３５が設けられ、ケース３１の上端には、このケース３１内の蒸気圧力を検出する圧力センサ３６が設けられている。
【００２２】
以上の構成によれば、各蒸気発生ユニット１の電気ヒータ１２を電力の投入によって発熱させると共に、給水源２からの水を、最も上流側（１段目）の蒸気発生ユニット１１（蒸気発生管１１）へ供給すると、この水は、螺旋状の蒸気発生管１１とその内部に挿通された電気ヒータ１２との間の隙間１ａを、下流側へ向けて移動する過程で摂氏100度を超える高温まで加熱されるので、飽和蒸気圧が高まって沸騰し、高温の飽和水蒸気（熱蒸気）を発生する。このため、液相と気相の混合流体となって、体積が増大するので、１段目の蒸気発生ユニット１１、２段目の蒸気発生ユニット１２、３段目の蒸気発生ユニット１３を順次通過する過程で移動速度が徐々に加速され、螺旋状の蒸気発生管１１及び電気ヒータ１２に沿って旋回しながら流動する。
【００２３】
なお、最も下流側（３段目）の蒸気発生ユニット１３における蒸気発生管１１の下流側の管継手１１ｂに達するまでに、殆どの水が気化するように、給水源２からの流量や、電気ヒータ１２による加熱温度が設定されている。
【００２４】
ここで、蒸気発生ユニット１に供給される水は、蒸気発生管１１と電気ヒータ１２との間の狭い隙間１ａ内で加熱されるため、この隙間１ａ内の水の体積に対して、電気ヒータ１２と水の接触面積の割合が大きいものとなっている。このため、水が前記隙間１ａを下流側へ向けて移動する過程で効率良く加熱され、短時間で所要温度の熱蒸気を得ることができる。しかも、水をタンク内に貯留して加熱する場合に比較して、著しく小型化を図ることができる。
【００２５】
また、蒸気発生管１１及び電気ヒータ１２は耐食性に優れた錆びにくいステンレス鋼からなるため、清浄な熱蒸気を得ることができる。また、品質の高い熱蒸気を生成する観点からは、給水源２として、例えば逆浸透膜（ＲＯ膜）を濾過させることによって不純物を除去したＲＯ水や、あるいは純水を製造する装置を用いることが一層好ましい。
【００２６】
蒸気発生ユニット１で発生した熱蒸気には、蒸発しきれなかった水や、熱蒸気の一部が凝縮することにより生じた凝縮水などによる高温の水滴が含まれているが、この水滴は、汽水分離器３によって分離除去される。すなわち、最も下流側（３段目）の蒸気発生ユニット１３の下流側の管継手１１ｂから蒸気供給口３１ａを介して汽水分離器３のケース３１内へ噴射された熱蒸気中の水滴は、プレート３２と衝突することによってこのプレート３２に付着して流れ落ち、ケース３１の下端のドレン排出口３１ｃからトラップ３５を介して排出される。
【００２７】
一方、水滴を除去された熱蒸気は、蒸気発生ユニット１におけるケース３１内でプレート３２の上端及び下端を迂回して蒸気排出口３１ｂは、バルブ３３，３４を介して滅菌チャンバ４に供給される。そして、この熱蒸気は上述のように清浄なものであるため、滅菌チャンバ４内に収納された滅菌対象物に不純物が付着するのを有効に防止することができる。
【００２８】
なお、上述した実施の形態においては、蒸気発生管１１及びこれに挿通された電気ヒータ１２が、螺旋状に曲げ加工されたものとしたが、蛇行形状に曲げ加工した構造とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る給蒸装置の好ましい実施の形態の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１におけるII方向の矢視図である。
【図３】本発明に係る給蒸装置の好ましい実施の形態における要部を示す断面斜視図である。
【図４】本発明に係る給蒸装置の好ましい実施の形態における電気接続を示す説明図である。
【図５】蒸気滅菌装置に熱蒸気を供給するための従来の給蒸装置を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１（１１〜１３）  蒸気発生ユニット
１ａ  隙間
１１  蒸気発生管
１１ａ  上流側の管継手
１１ｂ  下流側の管継手
１２  電気ヒータ
１３ａ〜１３ｃ，１４ａ〜１４ｃ  導線
２  給水源
３  汽水分離器
３１  ケース
３２  プレート
３３，３４  バルブ
３５  トラップ
３６  圧力センサ
４  滅菌チャンバ
【図１】
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【図２】
2007127340.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007127340.tif 000006
【図５】
2007127340.tif 000007