(57)【要約】【課題】正の抵抗温度特性を有し、１００℃以上の任意の温度にそのキュリー点温度を設定でき、所定の温度以上に温度上昇させることにより、供給された水が部分的に過熱水蒸気として生成され、熱効率の良いこと。【解決手段】２０％〜５０％の範囲内の空隙を有する焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体１０Ｃに水を供給し、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部１００と、水蒸気発生部１００からの水蒸気の流れが阻害されないように流すと共に、正の抵抗温度特性を有する同種の多孔質抵抗成型体からなり、流れる過熱水蒸気を含む水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする水蒸気加熱部３００の断面積が水蒸気加熱部３００の過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広くした過熱水蒸気により滅菌処理する処理室部６００を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の焼結体であり、かつ、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体に水を供給し、かつ、電力を供給することによって水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部と、
前記水蒸気発生部からの水蒸気の流れが阻害されないように流すと共に、前記正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体と同一または同種の多孔質抵抗成型体からなり、流れる前記水蒸気及び前記過熱水蒸気、または前記過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする水蒸気加熱部と、
前記水蒸気加熱部から導かれた高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部と、
前記処理室部の室内の空気を吸気し、前記吸気した空気を前記水蒸気加熱部で合流させる還流生成部と
を具備することを特徴とする過熱水蒸気処理装置。
【請求項２】
多孔質の焼結体であり、かつ、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体に水を供給し、電力を供給することによって水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部と、
前記水蒸気発生部からの水蒸気の流れが阻害されないように流すと共に、前記正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体と同一または同種の多孔質抵抗成型体からなり、流れる前記水蒸気及び前記過熱水蒸気、または前記過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする水蒸気加熱部と、
前記水蒸気加熱部の断面積が、前記水蒸気加熱部の前記過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広く、前記水蒸気加熱部から導かれた高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部と、
前記処理室部の室内の空気を吸気し、前記吸気した空気を前記水蒸気加熱部で合流させる還流生成部と
を具備することを特徴とする過熱水蒸気処理装置。
【請求項３】
前記多孔質抵抗成型体は、アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した焼結原料混合物とし、前記焼結原料混合物の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ０〜２５ｗｔ％を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の過熱水蒸気処理装置。
【請求項４】
前記多孔質抵抗成型体に対する水の供給は、前記多孔質抵抗成型体の一部を水に浸漬し、他の部分を水に浸漬することなく露出させていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の過熱水蒸気処理装置。
【請求項５】
前記多孔質抵抗成型体に対する水の供給は、水位を所定の範囲内とする制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の過熱水蒸気処理装置。
【請求項６】
前記高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する前記処理室部は、過熱水蒸気を面として吹き出し、他の面で前記過熱水蒸気を吸収することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の過熱水蒸気処理装置。
【請求項７】
前記高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する前記処理室部は、過熱水蒸気を吹き出し、室内を撹拌することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の過熱水蒸気処理装置。
【請求項８】
前記高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する前記処理室部は、過熱水蒸気を下面から吹き出させ、浮力を利用して前記過熱水蒸気を過熱水蒸気処理の対象物の周囲に回り込ませることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の過熱水蒸気処理装置。
【請求項９】
前記多孔質抵抗成型体には、更に、金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したことを特徴とする請求項１乃至は請求項８の何れか１つに記載の過熱水蒸気処理装置。
【請求項１０】
前記多孔質抵抗成型体には、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒を担持付着させたことを特徴とする請求項１乃至は請求項９の何れか１つに記載の過熱水蒸気処理装置。
【請求項１１】
前記多孔質抵抗成型体に担持させた白金族触媒は、パラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムのパラジュウムを含む組み合わせからなる単一の合金またはパラジュウムを含む２層構造としたことを特徴とする請求項１０に記載の過熱水蒸気処理装置。
【請求項１２】
前記高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する前記処理室部は、前記水蒸気加熱部及び前記還流生成部が形成する水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気の循環する流路位置または前記流路位置から離脱自在に配設され、当該位置で停止できることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか１つに記載の過熱水蒸気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)サーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する多孔質抵抗成型体を利用したものであり、この正の抵抗温度特性は、常温では抵抗値が低く、所定の温度に達すると急激に抵抗値が増大するという抵抗温度特性を有しており、この正の抵抗温度特性は多孔質抵抗成型体の発熱源とし、過熱水蒸気を発生させて医療器具・機器等の滅菌、殺菌、消毒、精密機械・器具の水洗後の乾燥、食品の過熱調理や再加熱調理、特定温度を維持する恒温や過熱等を含む過熱水蒸気処理を行う過熱水蒸気処理装置に関するものである。
この技術分野には、例えば、医療器具・機器等の滅菌、消毒にはオートクレーブの技術があり、また、精密機械・器具の洗浄乾燥には水による超音波洗浄・乾燥の技術がある。そして、食品の過熱調理では、栄養成分の損失を抑え、低酸素調理により油脂の酸化やビタミンの破壊も防ぐという過熱水蒸気調理器、スチームオーブン、過熱水蒸気オーブンレンジ等と呼称される市販品も存在する。本発明はこれらの機能を果たし得る技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属や金属酸化物・窒化物等の粉末を焼成してなる焼結体は、その緻密性から様々な分野での利用可能性があり、従来から多くの技術が開発されてきた。特に、金属材料としてのアルミニウム材料は、軽量、かつ、安価であり、加工性も良いことから、従来から焼結体を製造する原材料としてアルミニウム材料が検討されてきた。
しかし、アルミニウム材料は極めて酸化し易く、その表面に安定で硬い酸化皮膜が形成され易いため、これをそのまま焼結させても機械的強度の高い焼結体を得ることは困難であった。
にもかかわらず、本出願人は、先に、アルミニウム粉末を使用した焼結体の発明に係る特許文献１に記載の特許出願を成した。この特許文献１に記載の焼結体の発明は、アルミニウム微粒子と有機バインダ及び／または無機バインダとを含有し、これらが均一に混合されてなる焼結原料混合物を、常温でプレス成形し、非酸化雰囲気において１２００℃〜１５００℃の範囲内の温度で焼結したもので、これによって、優れた機械的強度を有する焼結体が得られた。
【０００３】
特許文献１においては、１２００℃〜１５００℃の範囲内の温度で焼結したことから、得られる焼結体は主にアルミナ質となり、通電発熱はなく、抵抗体、抵抗発熱体等の用途に適した導電性は備えられていなかった。このため、アルミニウム材料を使用した焼結体として応用分野の拡大を図ることはできなかった。
また、従来から使用されている発熱体として、ニクロム合金、カンタル（ニッケル・クロム）合金等の金属材料や、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のセラミック材料からなるものが開発されている。しかし、金属材料からなる発熱体は、液体加熱用の発熱体等として使用する場合において、金属の周囲にマグネシア等の絶縁物を配設し、更に、全体を金属シースで包む必要があることから、また、金属線によって面放熱させていたことから、発熱効率が低かった。一方、セラミック材料からなる発熱体においては、脆くて急激な温度変化による熱衝撃にも弱く、急速加熱や急速冷却は困難であった。
【０００４】
本発明者はそれ等の問題点を追求し、特許文献２では正の抵抗温度特性の発熱体の発明を提供した。
当該正の抵抗温度特性の多孔質抵抗成型体は、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物を、圧縮形成または押出成形によって外形の成形と共に複数の貫通孔を設け、それを焼結させた成型抵抗体と、前記成型抵抗体に設けた電極を具備し、前記成型抵抗体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものであるから、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が混合されてなる焼結原料混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物は強固で緻密な固形状態となる。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の正の抵抗温度特性を得たものである。
【０００５】
また、多孔質抵抗成型体に黒鉛粉が混合されていることによって、アルミニウム粉の表面に黒鉛粉が付着し、アルミニウム粉が黒鉛粉に被われた状態となるため、加熱過程においてアルミニウムの融点に達しても、アルミニウムが溶融して表面に噴出するという焼結不良が生じることはなく、焼成によって前記焼結原料混合物は複合化されて、空隙を有する正の抵抗温度特性発熱体となり、かかる正の抵抗温度特性発熱体は通電により発熱する。これによって、機械的強度が高く、また、通電により抵抗発熱する多孔質の正の抵抗温度特性発熱体となり、かかる多孔質の正の抵抗温度特性発熱体は、特定の温度まで上昇できる抵抗発熱体として使用可能となる。
【０００６】
特に、こうして得られた正の抵抗温度特性の多孔質抵抗成型体は、体積が大きい割には通電による昇温速度及び通電解除による降温速度が速く、通電量によって発熱温度は一定となる。したがって、製造過程における抵抗制御が容易である。即ち、原料の粒子形状や粒度分布を選択したり、その配合量を調節したり、また、成形時の圧力調節をしたりして正の抵抗温度特性発熱体の緻密度を調節することによって、更には、焼結温度を調節して焼結密度を調節することによって、多孔質抵抗成型体の抵抗値を制御して通電による発熱温度を制御することが可能である。また、成型時の金型形状等による成形形状の調節、成形時の充填量の調節、成形時の部分的な圧力調節等で多孔質抵抗成型体の抵抗分布を調節することによって、多孔質抵抗成型体の特定部位を特定の温度に発熱させることができる。
したがって、この発明に係る正の抵抗温度特性の多孔質抵抗成型体は、抵抗発熱体としての使用に好適であり、特に、二次元の面、三次元の空間で加熱する発熱体等の使途に好適である。また、酸等の化学的にも強靭である。このようにして、機械的強度が高く、かつ、通電発熱性を有し、抵抗発熱体として好適に使用可能な多孔質の正特性発熱体となる。そして、ヒートショックにも強く、水滴を滴下しても瞬時に水蒸気とすることができるから、温度制御と同時に湿度制御用熱源として使用することができる。
【０００７】
一方、公知の過熱水蒸気処理装置による滅菌の技術として、特許文献３に示す技術がある。即ち、超音波発生素子の駆動により噴霧された水は、過熱水蒸気発生部に配設された蒸気発生用ヒータにより摂氏約２００度に過熱されて過熱水蒸気とする。過熱水蒸気は放電素子の近傍を通過する。放電素子は高圧電源から供給される交流電圧に接続された２電極及びそれらに挟まれたセラミックにより構成され、高圧電圧による放電により、過熱水蒸気中の分子を活性化し、反応性を有する粒子を生じさせる。粒子と過熱水蒸気とが混合されたガスは、噴出開口から第１風洞の外部へ噴出される過熱水蒸気を含む空気を用い、放電により活性化された粒子を混合して噴出することにより、滅菌を行なうものである。
しかし、超音波発生素子の駆動により噴霧された水は、強制的に微粒子化されているだけでその粒子が有する熱エネルギは小さく、過熱水蒸気とするには大きなエネルギ源で熱エネルギを放射し、それを受け止めるだけの環境が必要となり、管路をすごく長いものにする等の原理的に無理があった。
【０００８】
また、公知の過熱水蒸気処理装置として特許文献４に示す滅菌技術がある。
この技術は、水蒸気生成用の水を毛細管作用によって外側面から吸水し、中空部の内壁面に供給する多孔質体を有し、前記中空部の内壁面に接触し、かつ、該内壁面に沿って延びる発熱体によって前記多孔質体の細孔内で前記水を気化し、過熱して過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生装置であり、前記多孔質体は、毛細管作用によって外側面から前記水を吸水する第１多孔質体と、該第１多孔質体の内側に配置され且つ前記中空部を形成する第２多孔質体とを有し、前記第２多孔質体は、前記第１多孔質体の耐スポーリング性及び熱伝導率よりも高いか、大きい耐スポーリング性及び熱伝導率を有し、前記第２多孔質体は、前記第１多孔質体が吸水した前記水が多孔質体の毛細管作用によって前記中空部に向けて供給されるように、前記第１多孔質体の内側に配置され、熱効率、起動性、制御性及び応答性を損なうことない技術を開示しています。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−３６４７０
【特許文献２】特開２０１３−４３６７
【特許文献３】特開２０１０−３５５９１
【特許文献４】特開２０１３−１８１７１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
殊に、特許文献２は特許文献１の問題点を解決したものである。正の抵抗温度特性の発熱体における空隙は、本発明者が実験研究を重ねた結果、多孔質抵抗成型体における空隙が所定の範囲内においては、抵抗発熱体として使用しても、十分な強度及び通電発熱性を確保できることを見出した。即ち、多孔質抵抗成型体における空隙が少ないと、正の抵抗温度特性発熱体の抵抗値が小さく、通電による発熱性が損なわれる。一方で、多孔質抵抗成型体における空隙が多すぎると、抵抗発熱体として使用するにも、強度が足りず、また、通電性が損なわれる。
なお、この多孔質抵抗成型体の空隙は、形成した乾燥状態の多孔質抵抗成型体の体積及び重量を測定し、水を含浸させた状態の重量を測定し、再び乾燥させて重量を測定し、その重量の変化を気孔率に置き換えたものである。また、「パラフィン浸透装置（ＵＬＶＡＣ  ＤＡ−１５Ｄ）」により真空に脱気したところにパラフィンを含浸させて、その重さの変化から算出したものも、結果的に大きな差は生じなかった。したがって、ここでは前者、後者の区別なく説明する。よって、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい正の抵抗温度特性の発熱体が得られる。
このように、通電によって発熱し、所定の温度以上に温度上昇することなく、放熱効率がよい大電力に耐えられる正の抵抗温度特性が得られるものの、その空隙による表面面積が大きくなることが生かされておらず、その用途が電熱用に限られていた。また、正の抵抗温度特性の発熱体であることが生かされていなかった。
【００１１】
また、過熱水蒸気処理装置については、燃焼ガス中の高温ガスで水蒸気を加熱する加熱方法、水蒸気をコイルヒータに接触させて直接加熱を行う直接加熱法、誘導電流または誘電加熱によって水蒸気を直接誘導・誘電過熱する方法があり、特許文献３は水蒸気を直接誘導・誘電過熱する方法に属するものであり、特許文献４は水蒸気をコイルヒータに接触させて直接加熱を行う直接加熱方法に属するものである。
しかし、何れの方法を採用しても、短時間に水蒸気を過熱水蒸気とするには、大きな熱源を必要とする。直接誘導・誘電過熱する方法には、誘導、誘電の何れにおいても、誘導または誘電させる電磁波に変換する効率が低く、短時間に水蒸気を過熱水蒸気とするには大出力が必要となる。したがって、高効率化が望まれていた。
【００１２】
そこで、本発明は、かかる不具合を解決すべくなされたものであって、正の抵抗温度特性を有し、キュリー点温度よりも高い１００℃以上の任意の温度に特定の設定温度を設定でき、所定の設定温度に温度上昇させることにより、供給された水が部分的に或はその殆どが過熱水蒸気として生成され、熱効率の良い過熱水蒸気処理装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の過熱水蒸気処理装置は、多孔質の焼結体であり、かつ、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体に水を供給し、水蒸気及び無色透明のガス状の過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部と、前記水蒸気発生部の水蒸気の流れが阻害されないように流路を流すと共に、前記正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体と同一または同種の多孔質抵抗成型体からなり、流れる前記水蒸気及び無色透明のガス状の前記過熱水蒸気、または前記過熱水蒸気に対して熱エネルギを与え、熱エネルギの高い高温度の過熱水蒸気とする水蒸気加熱部と、前記水蒸気加熱部から導かれた高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部と、前記処理室部の室内の空気を吸気し、前記吸気した空気を前記水蒸気加熱部で合流させる還流生成部とを具備するものである。
【００１４】
一般に、大気圧下の水は１００℃で沸騰して水蒸気になる。水蒸気に外部から熱エネルギを与えて定圧膨張させながら温度を上げていくと過熱状態になる。ボイル・シャルルの法則により、水蒸気は１℃温度が上がる毎に、１／２７３だけ容積が増え、１００℃で１リットルの容積の水蒸気は、最初の１００℃＋２７３℃を足した３７３℃の温度の時に体積が２リットルの過熱状態になる。即ち、定圧膨張させながら温度を上げると、３７３℃の温度の時に、２倍の過熱水蒸気が得られる。上記水蒸気発生部は単独で、水蒸気加熱部と共同してこの過熱水蒸気を発生させている。
【００１５】
上記水蒸気発生部は、多孔質の焼結体からなり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体を用いて、そこに水を供給し、水蒸気を発生させるか、過熱水蒸気を発生させる。ここで、水蒸気及び／または過熱水蒸気と特定しているのは、多孔質抵抗成型体の外面では、１００℃で水蒸気として気化するからそれを水蒸気として特定したものである。しかし、発明者の実験では、温度上昇が少なく、水蒸気の発生は僅少と推定される。
また、過熱水蒸気と特定しているのは、多孔質抵抗成型体の内部では、水濡れのために特定の設定温度以下に低下したとすれば、抵抗が下がり、電流が増大し、急速に温度上昇して、特定の抵抗値で安定しようとする。この際、正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体は、本来の通電電圧に対応する温度に戻ろうとすることから、この温度が、１００℃以上の例えば、１５０℃（１００℃以上）以上に設定されていると、毛細管現象で浸み込んだ水は、多孔質の焼結体の空隙によって略閉じられている（小開口は存在する）ので、１００℃の水蒸気の温度を超え過熱水蒸気として熱エネルギが蓄えられ、そして、その熱エネルギが蓄えられた過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体外に飛び出す。したがって、１００℃の水蒸気と異なる過熱水蒸気が、一度も水蒸気になることなく多孔質抵抗成型体から直接発生する確率が高くなる。この意味で、本発明の多孔質抵抗成型体で発生するのは、水蒸気及び無色透明のガス状の過熱水蒸気、または過熱水蒸気と表現している。本来の通電電圧に対応する本来の温度は２００℃程度以上に設定されると、空隙の開口部分が狭いと１気圧以上の条件で２００℃前後の過熱水蒸気が発生することになる。
また、前記水蒸気発生部に接続された水蒸気加熱部は、前記蒸気発生部で発生した水蒸気、過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とするものであり、特に、前記水蒸気発生部で発生した水蒸気の殆どが過熱水蒸気となるように過熱するものである。勿論、それによって過熱水蒸気はそれ以上の熱エネルギを持つことができる。加えて、水蒸気発生部が所定の温度に上昇し、かつ、水蒸気を含む過熱水蒸気の蒸気圧が高くなり、酸素による酸化が防止され、その酸化抑制効果により、過熱水蒸気処理装置の内部は還元状態となる。
なお、表面張力で多孔質抵抗成型体を上がった水は、水位以下の水を引き連れているから、温度上昇する速度が遅く、過熱水蒸気に比較して水蒸気の発生は僅かである。
【００１６】
上記処理室部は、供給口及び排出口並びにファン等の設置により、複雑な流れとすることもできるが、過熱水蒸気処理の対象物をその処理室部に入れるから流路が狭くなる。したがって、それらの過熱水蒸気処理の対象物に相当する流路の断面積が狭くなるから、前記水蒸気加熱部の前記過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広くするのが望ましく、本発明を実施する場合、その倍率が問題になるものではない。
また、上記還流生成部は、前記処理室部の室内の前記過熱水蒸気（空気を含む）を吸気し、前記吸気した前記過熱水蒸気を前記水蒸気加熱部で合流させるものであり、前記水蒸気加熱部で合流させることにより、水蒸気発生部を刺激することなく、前記過熱水蒸気の含まれる確率を高くするものである。
【００１７】
なお、前記多孔質抵抗成型体とは、アルミニウム粉、黒鉛粉、粘土粉、木粉との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させたもので、更に正確には、通電したとき、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する電気特性を有するものである。
アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物は、水を加えて混練し、金型でプレスする圧縮形成または押出成形機で押出成形することにより任意の形状に成形し、それを、例えば、温度制御電気炉内にて９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結させたものである。温度制御電気炉内にて９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結するのは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、９００℃未満では十分な焼成が行われず焼結不良となってしまう確率が高いことが確認され、焼結温度の下限値を９００℃とし、また、１２００℃を超えると、得られた形成体が正特性を有さない確率が高いことが確認されたことから、焼結温度の上限値を１２００℃としたものである。
【００１８】
ここで、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が特定の配合により混合されてなる焼結原料混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物は強固で緻密な固形状態となる。また、水に対してバインダを溶かして使用してもよい。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の多孔質抵抗成型体を得ることができる。また、木粉は多孔質の空隙に関係するだけではなく、焼結時の還元雰囲気にも効果あるが、多すぎると前記多孔質抵抗成型体を焼成する炉内を煤で劣化させる可能性があるので、少ないほうが良い。
また、粘土粉は、鉱物質粉としての陶磁器用の粘土粉であり、例えば、蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石の粉末等が使用される。前記蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石の粉末は、通常、鉱物質粉と呼ばれ、陶磁器用の粘土粉である。
アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物の多孔質抵抗成型体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する。更に、前記多孔質抵抗成型体に対して設けた１以上の貫通孔は、格別その断面形状を問うものではないが、空気抵抗の小さい形状で、かつ、表面積が広いものが好適である。
【００１９】
本発明の多孔質抵抗成型体の多孔質の焼結体の空隙は、形成した乾燥状態の多孔質抵抗成型体の体積及び重量を測定し、水を含浸させた状態の重量を測定し、再び乾燥させて重量を測定し、その重量の変化を気孔率に置き換えたものである。また、「パラフィン浸透装置（ＵＬＶＡＣ  ＤＡ−１５Ｄ）」により真空に脱気したところにパラフィンを含浸させて、その重さの変化から算出したものも、結果的に大きな差は生じなかった。したがって、本発明を実施する場合には、格別測定方法を特定しない。
【００２０】
請求項２の過熱水蒸気処理装置は、多孔質の焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体に水を供給し、水蒸気及び過熱水蒸気（無色透明のガス状）、または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部と、前記水蒸気発生部の水蒸気の流れが阻害されないように流すと共に、前記正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体と同一または同種の多孔質抵抗成型体からなり、流れる前記水蒸気に対して熱エネルギを与え、熱エネルギの高い高温度の過熱水蒸気とする水蒸気加熱部と、前記水蒸気加熱部の断面積が前記水蒸気加熱部の前記過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広く、前記水蒸気加熱部から導かれた高温度の過熱水蒸気により滅菌処理する処理室部と、前記処理室部の室内の空気を吸気し、前記吸気した空気を前記水蒸気加熱部で合流させる還流生成部とを具備するものである。
【００２１】
一般に、大気圧下の水は１００℃で沸騰して水蒸気になる。水蒸気に外部から熱エネルギを与えて定圧膨張させながら温度を上げていくと過熱状態になる。ボイル・シャルルの法則により、水蒸気は１℃温度が上がる毎に、１／２７３だけ容積が増え、１００℃で１リットルの容積の水蒸気は、最初の１００℃＋２７３℃を足した３７３℃の温度の時に体積が２リットルの過熱状態になる。即ち、定圧膨張させながら温度を上げると、３７３℃の温度の時に、２倍の過熱水蒸気が得られる。上記水蒸気発生部は単独で、水蒸気加熱部と共同してこの過熱水蒸気を発生させている。
【００２２】
上記水蒸気発生部は、多孔質の焼結体からなり、かつ、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体を用いて、そこに水を供給し、水蒸気を発生させるか、過熱水蒸気を発生させる。ここで、水蒸気及び／または過熱水蒸気と特定しているのは、多孔質抵抗成型体の外面では、１００℃で水蒸気として気化するからそれを水蒸気として特定したものである。しかし、発明者の実験では、温度上昇が少なく、水蒸気の発生は僅少と推定される。
また、過熱水蒸気と特定しているのは、多孔質抵抗成型体の内部では、水濡れのために特定の設定温度以下に低下したとすれば、抵抗が下がり、電流が増大し、急速に温度上昇して、特定の抵抗値で安定しようとする。この際、正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体は、本来の通電電圧に対応する本来の温度に戻ろうと作用することから、この温度が、１００℃以上の例えば、１５０℃（１００℃以上）以上に設定されていると、毛細管現象で浸み込んだ水は、多孔質の焼結体の空隙によって略閉じられているので、１００℃の水蒸気の温度を超え過熱水蒸気として熱エネルギが蓄えられ、そして、その熱エネルギが蓄えられた過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体外に飛び出す。したがって、１００℃の水蒸気と異なる過熱水蒸気が、水蒸気になることなく多孔質抵抗成型体から直接発生する確率が高くなる。本来の通電電圧に対応する本来の温度は２００℃程度以上に設定されると、空隙の開口部分が狭いと１気圧以上の条件で２００℃前後の過熱水蒸気が発生することになる。また、前記水蒸気発生部に接続された水蒸気加熱部は、前記蒸気発生部で発生した水蒸気、過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とするものであり、特に、前記水蒸気発生部で発生した水蒸気の殆どが過熱水蒸気となるように過熱するものである。勿論、それによって過熱水蒸気はそれ以上の熱エネルギを持つことができる。加えて、水蒸気発生部が所定の温度に上昇し、かつ、水蒸気を含む過熱水蒸気の蒸気圧が高くなり、存在していた酸素による酸化が防止され、その酸化抑制効果により、過熱水蒸気処理装置の内部は還元状態となる。
なお、表面張力で多孔質抵抗成型体を上がった水は、水位以下の水を引き連れているから、温度上昇する速度が遅く、過熱水蒸気に比較して水蒸気の発生は僅かである。
【００２３】
上記処理室部は、前記水蒸気加熱部の断面積が、前記水蒸気加熱部の前記過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広くし、前記処理室部を過熱水蒸気が通過する速度を遅くし、通過時間を長くしたものである。即ち、過熱水蒸気の熱エネルギの放出効率を上げるものであるから、前記水蒸気加熱部の前記過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広くすればよく、その倍率が問題になるものではない。通常、過熱水蒸気処理装置の出力によっても異なるし、前記水蒸気加熱部の面積によっても異なるが、１〜１００倍程度に設定されるのが望ましい。
しかし、特に、前記処理室部の空気は、供給口及び排出口並びにファン等の設置により、複雑な流れとすることもできるが、前記水蒸気加熱部の前記過熱水蒸気が通過する流路の断面積に比較して広くすればよく、その倍率が問題になるものではない。
また、上記還流生成部は、前記処理室部の室内の前記過熱水蒸気（空気を含む）を吸気し、前記吸気した前記過熱水蒸気を前記水蒸気加熱部で合流させるものであり、前記水蒸気加熱部で合流させることにより、水蒸気発生部を刺激することなく、前記過熱水蒸気の含まれる確率を高くするものである。
【００２４】
なお、前記多孔質抵抗成型体とは、アルミニウム粉、黒鉛粉、粘土粉、木粉との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させたもので、更に正確には、通電したとき、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する電気特性を有するものである。
アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物は、水を加えて混練し、金型でプレスする圧縮形成または押出成形機で押出成形することにより任意の形状に成形し、それを、例えば、温度制御電気炉内にて９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結させたものである。温度制御電気炉内にて９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結するのは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、９００℃未満では十分な焼成が行われず焼結不良となってしまう確率が高いことが確認され、焼結温度の下限値を９００℃とし、また、１２００℃を超えると、得られた形成体が正特性を有さない確率が高いことが確認されたことから、焼結温度の上限値を１２００℃としたものである。
【００２５】
ここで、アルミニウム粉と、黒鉛粉と、陶磁器用の粘土粉が特定の配合により混合されてなる焼結原料混合物を、圧力を加えて成形することによって、これら焼結原料混合物は強固で緻密な固形状態となる。また、水に対してバインダを溶かして使用してもよい。したがって、この状態で焼結することによって、高強度の多孔質抵抗成型体を得ることができる。また、木粉は多孔質の空隙に関係するだけではなく、焼結時の還元雰囲気にも効果あるが、多すぎると炉内を煤で劣化させる可能性があるので、少ないほうが良い。
また、粘土粉は、鉱物質粉としての陶磁器用の粘土粉であり、例えば、蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石の粉末等が使用される。前記蛙目粘土、木節粘土、カオリン、長石、陶石の粉末は、通常、鉱物質粉と呼ばれ、陶磁器用の粘土粉である。
アルミニウム粉と、黒鉛粉と、粘土粉とを主材料とする焼結原料混合物の多孔質抵抗成型体は、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有する。更に、前記多孔質抵抗成型体に対して設けた１以上の貫通孔は、格別その断面形状を問うものではないが、空気抵抗の小さい形状で、かつ、表面積が広いものが好適である。
【００２６】
本発明の多孔質抵抗成型体の多孔質の焼結体の空隙は、形成した乾燥状態の多孔質抵抗成型体の体積及び重量を測定し、水を含浸させた状態の重量を測定し、再び乾燥させて重量を測定し、その重量の変化を気孔率に置き換えたものである。また、「パラフィン浸透装置（ＵＬＶＡＣ  ＤＡ−１５Ｄ）」により真空に脱気したところにパラフィンを含浸させて、その重さの変化から算出したものも、結果的に大きな差は生じなかった。したがって、本発明を実施する場合には、格別測定方法を特定しない。
【００２７】
請求項３の過熱水蒸気処理装置における前記多孔質抵抗成型体は、アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した焼結原料混合物とし、前記焼結原料混合物の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ０〜２５ｗｔ％を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結してなるものである。
ここで、上記多孔質抵抗成型体は、その成分を変更しても実施できるが、本発明の発明者等が繰り返し実験して、前者のように、組成及びその成分量を決定したものである。
【００２８】
請求項４の過熱水蒸気処理装置における前記多孔質抵抗成型体に対する水の供給は、前記多孔質抵抗成型体の一部を水に浸漬し、他の部分を水に浸漬することなく露出させて電力を供給するものである。
上記多孔質抵抗成型体に対する水の供給は、前記多孔質抵抗成型体の一部を水に浸漬してもよいし、前記多孔質抵抗成型体の一部に水を滴下させ、それを気化させてもよい。但し、前記多孔質抵抗成型体の一部を水に浸漬する場合には、他の部分を水に浸漬することなく、露出させて電力を供給するようにし、全体を浸漬しないようにする必要がある。即ち、通電距離に水の供給の境界点があることを意味する。
【００２９】
請求項５の過熱水蒸気処理装置における前記多孔質抵抗成型体に対する水の供給は、水位を所定の範囲内とする制御を行うものである。
ここで、上記多孔質抵抗成型体に対する水の供給は、水位を所定の範囲内とする制御を行うものであり、前記多孔質抵抗成型体の一部を水に浸漬するように水位を調整するものである。このときの定常状態の水位は、任意の水位に設定できる。
【００３０】
請求項６の過熱水蒸気処理装置における過熱水蒸気処理する処理室部は、過熱水蒸気を面として吹き出し、他の面で前記過熱水蒸気を吸収するものである。
上記高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部で、過熱水蒸気を面として吹き出すこととは、過熱水蒸気を処理室部の全般に吹き出させ、室内を均一の過熱水蒸気とするものである。面として吹き出すには、結果的に三次元空間を空気の流れとするファンによる撹拌も含まれるものである。当然ながら、拡張した過熱水蒸気の流れは、他の面で前記過熱水蒸気を収束することになる。
【００３１】
請求項７の過熱水蒸気処理装置における前記高温度の過熱水蒸気による処理室部は、過熱水蒸気を上から面として吹き出させ、室内を撹拌させるものである。
ここで、上記過熱水蒸気を上から面として吹き出させ、室内を撹拌させるは、複数の過熱水蒸気の供給口を配設し、吹き出された過熱水蒸気が、結果的に面となって、澱みがないように過熱水蒸気を供給することを意味する。
【００３２】
請求項８の過熱水蒸気処理装置における前記高温度の過熱水蒸気による処理室部は、過熱水蒸気を下面から吹き出させ、浮力を利用して前記過熱水蒸気を、過熱水蒸気処理の対象物の周囲に回り込ませるものである。
上記過熱水蒸気を下面から吹き出させ、その噴出させる速度の浮力を利用して前記過熱水蒸気を、対象物の周囲に回り込ませるもので、過熱水蒸気処理の対象物の重なりによる過熱水蒸気の廻りを良くするものである。
【００３３】
請求項９の過熱水蒸気処理装置における前記多孔質抵抗成型体には、更に、金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したものである。
ここで、上記金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％は、酸化しない材料としての通電性確保する通電安定性を上げるものである。また、鉄粉０〜１０ｗｔ％は、抵抗体として機能する抵抗値制御に使用でき、発熱体としての安定した性能が発揮できる。ただし、金属シリコン粉及び鉄粉の混合は、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正特性発熱体としての性質が低下するので、大量には配合しない方がよい。
【００３４】
請求項１０の過熱水蒸気処理装置における前記多孔質抵抗成型体には、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒を担持付着させたものである。
ここで、白金族触媒は、エタノール、ノルマルプロピルアルコール、メタノール、水を溶剤としているから、簡単に塗布、含浸ができ、前記多孔質抵抗成型体の表面に塗布とその乾燥をすることができる。基本的に、パラジュウムを無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かしたものであればよい。
【００３５】
請求項１１の過熱水蒸気処理装置の前記多孔質抵抗成型体に担持させた白金族触媒は、パラジュウム、またはパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムのように、パラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含むパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムからなる２層を構成してなる構造とすることができる。
【００３６】
請求項１２の過熱水蒸気処理装置における前記高温度の過熱水蒸気による前記処理室部は、前記水蒸気加熱部及び前記還流生成部が形成する水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気の循環する流路位置または前記流路位置から離脱自在に配設されている離脱位置で停止できるものである。
このとき、前記高温度の過熱水蒸気による処理室部は、摺動自在な移動方向に垂直な対向面が閉じたとき及び開いたときに前記処理室部の開口を閉じることにより、対象物を取り出したり、収容したりするとき、処理室部を流路位置または流路位置外に配置するものである。前記処理室部を流路位置または流路位置外に配置するとき、前記高温度の過熱水蒸気を遮断することなく、使用できるから、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気の発生を停止させるロス時間が無くなり、使用温度に瞬時に立ち上げることができる。そして、熱エネルギの損失を最小に抑えることができる。また、前記流路位置から離脱した位置で停止し、そこで、対象物を取り出したり、収容したりすることができるから、人体が過熱水蒸気によって火傷することはない位置の移動となる。
前記高温度の過熱水蒸気による前記処理室部は、１個の前記処理室部に対して１個の室内としたものであるが、１個の前記処理室部に対して２個の室内とすることもできる。この方法が効率の良い処理が行える。
【発明の効果】
【００３７】
請求項１の発明にかかる過熱水蒸気処理装置は、水蒸気発生部が多孔質の焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体に水を供給することにより、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる。このとき、多孔質抵抗成型体の外面では、表面張力で多孔質抵抗成型体周面を上昇するが、その上昇した水は、水位以下の水を引き連れているから、温度上昇する速度が遅く、過熱水蒸気に比較して水蒸気の発生は僅かである。特に、表面張力で多孔質抵抗成型体周面を上昇した水は、大気圧付近の圧力であり、１００℃で水蒸気として蒸発する。また、多孔質抵抗成型体の内部では正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体が、本来の通電電圧に対応する温度に戻ろうと作用するから、この温度が毛細管現象で浸み込んだ空隙内の水を水蒸気の温度を超え過熱水蒸気として熱エネルギが蓄えられ、そして、その熱エネルギが蓄えられた過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体外に飛び出す。したがって、原理的に通常の水蒸気と異なる過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体の空隙内で生成されることになり、高温度の過熱水蒸気が発生することになる。特に、過熱水蒸気は毛細管現象で浸み込んだ空隙内で、しかも、多孔質抵抗成型体が本来の温度に戻ろうとする加熱が行われるから、過熱水蒸気は設定された温度まで急激に上昇する。また、多孔質抵抗成型体の三次元空間内の略閉じた空間で圧力が増大し、１気圧以上の閉じた空隙も存在するから、空隙内から過熱水蒸気が噴出する。更に、水蒸気を含む過熱水蒸気の蒸気圧が高くなり、それまで存在していた酸素が排出されるから過熱水蒸気処理装置の内部は還元状態となり、無酸素状態で揮発させることができる。
一般に、飽和水蒸気を加熱すれば、どんどん圧力が高まり、耐圧容器が必要になるが、本発明の装置は最初から水蒸気加熱部で過熱水蒸気が発生するので常圧のまま処理室に吹き込めるし、還元状態で循環させることができる。
【００３８】
そして、前記水蒸気発生部に接続された水蒸気加熱部は、前記蒸気発生部で発生した水蒸気、過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の還元状態の過熱水蒸気とする。その高温度の過熱水蒸気を処理室部に導入し、前記水蒸気加熱部から導かれた高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する。前記水蒸気加熱部から導かれた高温度の過熱水蒸気は熱エネルギを消耗するから、処理室部からの過熱水蒸気を前記還流生成部で合流させ、再加熱し熱エネルギを増加させるものである。しかし、表面張力で多孔質抵抗成型体を上昇した水は、水位以下の水を引き連れているから、温度上昇する速度が遅く、過熱水蒸気に比較して水蒸気の発生は僅かである。因みに、消費電力からみても、他社の装置（１０ＫＷ）と比較して１／５〜１／１０の消費電力でよいことが確認された。
よって、過熱水蒸気処理の対象物に対する過熱水蒸気の対流及び輻射熱による加熱に加え、過熱水蒸気処理の対象物の表面に接した過熱水蒸気が水に戻ろうとしたときに生じる「凝縮熱」によって、過熱水蒸気処理の対象物が加熱される。この加熱エネルギは熱風空気より多くの熱エネルギを持っており、効率よく加熱消毒できる。また、仮に、過熱水蒸気処理の対象物が歯科医療、外科医療等の医療器具であっても、２００℃、３００℃等の任意の過熱水蒸気温度で消毒でき、それでいて医療器具の性質を損なわせることがない。
因みに、発明者らの実験によれば、１８０〜２００℃であれば、合成ゴムや合成樹脂付きの医療機器の滅菌消毒では約３０秒で死滅が確認された。このとき、合成ゴムや合成樹脂の劣化は確認されなかった。このように、乾燥した状態で処理できるので直ぐに医療器具の使用が可能となる。この点は、従来の装置にはない作用効果である。金属性医療機器の場合は２００〜２５０℃で処理すれば、瞬時に滅菌できるので、歯科医療、外科医療等の医療用に使用される切削工具用滅菌装置としてコンパクト軽量に設計できる。
なお、発明者の試作品での実験によれば、５００℃以下の温度上昇であれば、市販品に比較して比較的消費電力の少ない装置として実施できる。また、市販品の温度上昇は２５０℃程度以下であり、３００℃以上の温度上昇は困難のようである。
例えば、本実施の形態の過熱水蒸気処理装置によれば、医療器具・機器等の滅菌、消毒には、必要に応じて、２００〜５００℃に設定すれば、無酸素状態で滅菌、消毒の効果を得ることができる。また、精密機械・器具の洗浄乾燥には超音波洗浄の後、超音波振動を更に加えて、水滴を霧化する乾燥の技術があるものの、乾燥の際には、重なり合っている部分の乾燥が公知の技術ではできない。しかし、本願発明の技術では、重なり合っている部分の水分をも過熱水蒸気が吸収し、過熱水蒸気のエネルギを低下しようとするから、微細な個所であっても、化学薬品を使用することなく乾燥できる。また、食品の過熱調理では、栄養成分の損失を抑え、低酸素調理により油脂の酸化やビタミンの破壊も防ぐ機能を具有する。
【００３９】
請求項２の発明にかかる過熱水蒸気処理装置は、水蒸気発生部が多孔質の焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体に水を供給することにより、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる。このとき、多孔質抵抗成型体の外面では、表面張力で多孔質抵抗成型体周面を上昇するが、その上昇した水は、水位以下の水を引き連れているから、温度上昇する速度が遅く、過熱水蒸気に比較して水蒸気の発生は僅かである。特に、表面張力で多孔質抵抗成型体周面を上昇した水は、大気圧付近の圧力であり、１００℃で水蒸気として蒸発する。また、多孔質抵抗成型体の内部では正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体が、本来の通電電圧に対応する温度に戻ろうと作用するから、この温度が毛細管現象で浸み込んだ空隙内の水を水蒸気の温度を超え過熱水蒸気として熱エネルギが蓄えられ、そして、その熱エネルギが蓄えられた過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体外に飛び出す。したがって、原理的に通常の水蒸気と異なる過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体の空隙内で生成されることになり、高温度の過熱水蒸気が発生することになる。特に、過熱水蒸気は毛細管現象で浸み込んだ空隙内で、しかも、多孔質抵抗成型体が本来の温度に戻ろうとする加熱が行われるから、過熱水蒸気は設定された温度まで急激に上昇する。また、多孔質抵抗成型体の三次元空間内の略閉じた空間で圧力が増大し、１気圧以上の閉じた空隙も存在するから、空隙内から過熱水蒸気が噴出する。更に、水蒸気を含む過熱水蒸気の蒸気圧が高くなり、それまで存在していた酸素が排出されるから過熱水蒸気処理装置の内部は還元状態となり、無酸素状態で揮発させることができる。一般に、飽和水蒸気を加熱すれば、どんどん圧力が高まり、耐圧容器が必要になるが、本発明の装置は最初から水蒸気加熱部で過熱水蒸気が発生するので常圧のまま処理室に吹き込めるし、還元状態で循環させることができる。
【００４０】
そして、前記水蒸気発生部に接続された水蒸気加熱部は、前記蒸気発生部で発生した水蒸気、過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の還元状態の過熱水蒸気とする。その高温度の過熱水蒸気を処理室部に導入し、前記水蒸気加熱部から導かれた高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する。前記水蒸気加熱部から導かれた高温度の過熱水蒸気は熱エネルギを消耗するから、処理室部からの過熱水蒸気を前記還流生成部で合流させ、再加熱し熱エネルギを増加させるものである。しかし、表面張力で多孔質抵抗成型体を上昇した水は、水位以下の水を引き連れているから、温度上昇する速度が遅く、過熱水蒸気に比較して水蒸気の発生は僅かである。因みに、消費電力からみても、他社の装置（１０ＫＷ）と比較して１／５〜１／１０の消費電力でよいことが確認された。
よって、過熱水蒸気処理の対象物に対する過熱水蒸気の対流及び輻射熱による加熱に加え、過熱水蒸気処理の対象物の表面に接した過熱水蒸気が水に戻ろうとしたときに生じる「凝縮熱」によって、過熱水蒸気処理の対象物が加熱される。この加熱エネルギは熱風空気より多くの熱エネルギを持っており、効率よく加熱消毒できます。また、仮に、過熱水蒸気処理の対象物が歯科医療、外科医療等の医療器具であっても、２００℃、３００℃等の任意の過熱水蒸気温度で消毒でき、それでいて医療器具の性質を損なわせることがない。
因みに、発明者らの実験によれば、１８０〜２００℃であれば、合成ゴムや合成樹脂付きの医療機器の滅菌消毒では約３０秒で死滅が確認された。このとき、合成ゴムや合成樹脂の劣化は確認されなかった。このように、乾燥した状態で処理できるので直ぐに医療器具の使用が可能となる。この点は、従来の装置にはない作用効果である。金属性医療機器の場合は２００〜２５０℃で処理すれば、瞬時に滅菌できるので、歯科医療、外科医療等の医療用に使用される切削工具用滅菌装置としてコンパクト軽量に設計できる。
なお、発明者の試作品での実験によれば、５００℃以下の温度上昇であれば、市販品に比較して比較的消費電力の少ない装置として実施できる。また、市販品の温度上昇は２５０℃程度以下であり、３００℃以上の温度上昇は困難のようである。
例えば、本実施の形態の過熱水蒸気処理装置によれば、医療器具・機器等の滅菌、消毒には、必要に応じて、２００〜５００℃に設定すれば、無酸素状態で滅菌、消毒の効果を得ることができる。また、精密機械・器具の洗浄乾燥には超音波洗浄・乾燥の技術があるものの、乾燥の際には、重なり合っている部分の乾燥が公知の技術ではできない。しかし、本願発明の技術では、フィルム等の薄い平板ものが重なり合っている部分の水分を両者の隙間から過熱水蒸気が吸収して過熱水蒸気のエネルギを低下しようとするから、微細な個所であっても、化学薬品を使用することなく乾燥できる。また、食品の過熱調理では、栄養成分の損失を抑え、低酸素調理により油脂の酸化やビタミンの破壊も防ぐ機能を有する。
【００４１】
請求項３の発明にかかる過熱水蒸気処理装置の前記多孔質抵抗成型体は、アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した焼結原料混合物とし、前記焼結原料混合物の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ０〜２５ｗｔ％を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結してなるものであることから、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、前記多孔質抵抗成型体は、アルミニウム粉、黒鉛粉、粘土粉、木粉との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させてなるものであるから、次の効果を奏する。
即ち、焼結原料混合物において、例えば、アルミニウム粉の含有量が３０ｗｔ％未満であると、アルミニウム粉が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉の含有量が５０ｗｔ％を超えると、アルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出するという焼結不良が生じ易くなる。アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％であるから、通電性が維持でき、焼結不良も生じ難い。
また、例えば、黒鉛粉の含有量が５ｗｔ％未満であると、黒鉛粉が極めて少な過ぎてアルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉の含有量が１０ｗｔ％を超えると、黒鉛粉が多過ぎて多孔質抵抗成型体の強度及び純度が低下し、多孔質の抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。黒鉛粉の含有量が５〜１０ｗｔ％であるから、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良や、多孔質抵抗成型体の強度が低下しない。
そして、陶磁器用の粘土粉の含有量が、例えば、３０ｗｔ％未満であると、陶磁器用の粘土粉が少なすぎて、得られる成型抵抗体の抵抗値が小さくなり、多孔質の抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の粘土粉の含有量が５０ｗｔ％を超えると、陶磁器用の粘土粉が多過ぎて、通電性が損なわれるが、本発明はその範囲内に設定しているから、それらの問題が生じない。
【００４２】
更に、木粉は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。例えば、ウィスカー状の木粉を使用することでアルミニウム粉、黒鉛粉、蛙目粘土粉等の原料がウィスカー状の髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉が入っていなくても多孔質抵抗成型体を得ることはできる。通常、０〜１０ｗｔ％配合するのが望ましい。したがって、この正の抵抗温度特性の多孔質抵抗成型体によれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
なお、前記焼結原料混合物において、前記アルミニウム粉の含有量が４０ｗｔ％〜４５ｗｔ％の範囲内であり、前記黒鉛粉の含有量が５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲内であり、前記鉱物質粉（陶磁器用の粘土粉）の含有量が４０ｗｔ％〜４５ｗｔ％の範囲内あることによって、更に確実に正の抵抗温度特性の多孔質抵抗成型体において高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できるため、より好ましい。
【００４３】
請求項４の発明にかかる過熱水蒸気処理装置の前記多孔質抵抗成型体に対する水の供給は、前記多孔質抵抗成型体の一部を水に浸漬し、他の部分を水に浸漬することなく露出させて電力を供給するものであるから、請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の効果に加えて、前記多孔質抵抗成型体の一部を水に浸漬し、他の部分を水に浸漬することなく露出させていることは、前記多孔質抵抗成型体の通電位置に浸漬位置があり、その浸漬位置では、多孔質抵抗成型体の外面は大気圧付近の圧力であり、１００℃で水蒸気として気化し、また、多孔質抵抗成型体の内部では正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体が、本来の通電電圧に対応する温度に戻ろうと作用するから、この温度が毛細管現象で浸み込んだ空隙内の水を水蒸気の温度を超え過熱水蒸気として熱エネルギが蓄えられ、そして、その熱エネルギが蓄えられた過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体外に飛び出すことができ、高効率で過熱蒸気が発生できる。よって、浸漬された水位付近で集中して水蒸気と過熱水蒸気の発生が行われるから、効率の良い制御が可能となる。このとき、閉じた絶縁性の容器内のみで水タンクを省略できる。
【００４４】
請求項５の発明にかかる過熱水蒸気処理装置の前記多孔質抵抗成型体に対する水の供給は、水位を所定の範囲内とする制御を行うものであるから、請求項１乃至請求項４の何れか１つに記載の効果に加えて、水位を特定の位置に定めるものであるから、電気的に仔細な制御を行わなくとも、水位の検出で所定の水位を維持する開閉バルブのみで対応できる。勿論、フロートスイッチによって水の供給及び供給停止を電気的に行うこともできる。
【００４５】
請求項６の発明にかかる過熱水蒸気処理装置の前記高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部は、過熱水蒸気を面として吹き出し、他の面で前記過熱水蒸気を吸収することにより、請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の効果に加えて、処理室部の室内が澱みのない過熱水蒸気の流れとなり、過熱水蒸気処理の対象物の表面をつまなく流すことができる。よって、部分的に温度上昇が少ない個所が存在することがない。
【００４６】
請求項７の発明にかかる過熱水蒸気処理装置の前記高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部は、過熱水蒸気を上から面として吹き出させ、室内を撹拌させるものであるから、請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の効果に加えて、処理室部の室内が澱みのない過熱水蒸気の流れとなり、過熱水蒸気処理の対象物の表面をつまなく流すことができる。よって、部分的に温度上昇が少ない個所が存在することがない。
【００４７】
請求項８の発明にかかる過熱水蒸気処理装置の前記高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部は、過熱水蒸気を下面から吹き出させ、浮力を利用して前記過熱水蒸気を、過熱水蒸気処理の対象物の周囲に回り込ませるものであるから、請求項１乃至請求項５の何れか１つに記載の効果に加えて、譬え、金属等の医療器具であっても、金属部分の自重なよって重なり合い、過熱水蒸気が行き届かない箇所をなくすことができる。
【００４８】
請求項９の発明にかかる過熱水蒸気処理装置の前記多孔質抵抗成型体には、更に、金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したものであるから、請求項１乃至は請求項８の何れか１つに記載の効果に加えて、金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を配合したものであるから、通電安定性を確保することができる。また、鉄粉は酸化により抵抗体として機能するから抵抗値制御に使用でき、必要に応じて、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正の抵抗温度特性の発熱体とするか否かを制御できる。特に、シリコン粉(半導体)５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したものでは、キュリー点温度を設定しやすい。
【００４９】
請求項１０の発明にかかる過熱水蒸気処理装置の前記多孔質抵抗成型体には、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒を担持付着させたものであるから、請求項１乃至は請求項９の何れか１つに記載の効果に加えて、前記白金族触媒は、パラジュウム、またはパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウム等のように、パラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む２層構造としたものであるから、請求項１乃至請求項９の何れか１つに該当する効果に加えて、単一のパラジュウム、またはパラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む２層構造によって、白金族触媒がパラジュウムを含むものであり、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから取り扱いが簡単で、製造が簡単である。
【００５０】
請求項１１の発明にかかる過熱水蒸気処理装置の前記多孔質抵抗成型体に担持させた白金族触媒は、パラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムのパラジュウムを含む組み合わせからなる単一の合金またはパラジュウムを含む２層構造としたものであるから、請求項１０に記載の効果に加えて、単一のパラジュウム、またはパラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む２層構造によって、白金族触媒がパラジュウムを含むものであり、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かして、それに浸漬することで、塗布し、乾燥させたものであるから取り扱いが簡単で、製造が簡単である。
【００５１】
請求項１２の発明にかかる過熱水蒸気処理装置における前記高温度の過熱水蒸気による処理室部は、前記水蒸気加熱部、前記還流生成部が形成する水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気の循環する流路位置または前記流路位置から離脱自在に配設されている離脱位置で停止できるものであるから、請求項１乃至請求項１１の何れかに記載の効果に加えて、前記処理室部を水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気の循環する流路位置または前記流路から離脱自在に配設されるものであるから、過熱水蒸気処理の対象物を過熱するときには、前記処理室部を水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気の循環する流路位置にでき、また、過熱水蒸気処理の対象物を過熱のために配置するとき、過熱した対象物を取り出す際に、前記処理室部を水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気の循環する流路位置から外し、前記流路位置から離脱配設されるものであるから、保温性が確保でき、また、対象物の冷却時間を確保でき、排出するエネルギを少なくすることができる。
このとき、前記高温度の過熱水蒸気による処理室部は、摺動自在な移動方向に垂直な対向面が閉じたとき及び開いた時に処理室部の開口を閉じることにより、対象物を取り出したり、収容したりするとき、熱エネルギの損失を最小に抑えることができる。また、前記流路から離脱した位置で停止し、そこで、対象物を取り出したり、収容したりすることができるから、人体が過熱水蒸気によって火傷することはない。そして、水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気の発生を停止させる必要がないので、使用温度に瞬時に立ち上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は本発明の実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置の全体を示す構成図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は本発明の他の実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する触媒機能付の多孔質抵抗成型体の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は本発明の実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体を示すもので、（ａ）は円筒状の多孔質抵抗成型体の斜視図、（ｂ）は円筒状の金属溶射した多孔質抵抗成型体の斜視図、（ｃ）は円筒状の多孔質抵抗成型体で溶射電極を配設した斜視図、(ｄ)は多孔質抵抗成型体の斜視図である。
【図５】図５は本発明の実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体を示すもので、（ａ）は四角筒状の多孔質抵抗成型体の斜視図、（ｂ）は四角筒状の金属溶射した多孔質抵抗成型体の斜視図、（ｃ）は四角筒状の多孔質抵抗成型体で溶射電極を配設した斜視図、(ｄ)は多孔質抵抗成型体の斜視図である。
【図６】図６は本発明の実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体束を示すもので、（ａ）は円筒状の多孔質抵抗成型体の連続接続した斜視図、（ｂ）は円筒状の金属溶射した多孔質抵抗成型体束の斜視図、（ｃ）は円筒状の多孔質抵抗成型体で四角柱を形成すべく連続接続した斜視図、(ｄ)は円筒状の多孔質抵抗成型体で四角柱を形成した触媒機能付多孔質抵抗成型体束の斜視図である。
【図７】図７は本発明の実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体の特性図で、(ａ)は温度−抵抗特性図、(ｂ)は時間−電流特性図、(ｃ)は時間−温度特性図である。
【図８】図８は本発明の実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体からの水蒸気及び過熱水蒸気の発生原理を概略図で示した説明図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体の他の事例を示す説明図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態２にかかる過熱水蒸気処理装置の全体を示す構成図である。
【図１１】図１１は本発明の実施の形態３にかかる過熱水蒸気処理装置の全体を示す構成図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態４にかかる過熱水蒸気処理装置の全体を示す構成図である。
【図１３】図１３は本発明の実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置の全体の動作をする電気回路図である。
【図１４】図１４は本発明の実施の形態５にかかる過熱水蒸気処理装置の全体の動作をする構成図である。
【図１５】図１５は本発明の実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置を複数台設置した事例の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施の形態の過熱水蒸気処理装置について、図面を参照しながら説明する。
なお、実施の形態において、同一記号及び同一符号は、実施の形態の同一または相当する機能部分を意味し、実施の形態相互との同一記号及び同一符号は、それら実施の形態に共通する機能部分であるから、ここでは重複する詳細な説明を省略する。
【００５４】
［実施の形態］
まず、本発明の実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置の全体について、図１乃至図８を用いて説明する。
電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃは、２０％〜５０％の範囲内の空隙を有する焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質の発熱体である。その多孔質抵抗成型体１０Ｃの１／２〜１／３程度の長さを水１０２に浸漬したもので、水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部１００を構成している。この水蒸気発生部１００は絶縁性の容器１０３、即ち、ガラス製または陶磁器製等の絶縁性の容器１０３に束ねられた電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃが水１０２に浸漬されながらも、水１０２と導通状態となる電極１０４は、対地間に電気的に絶縁されている。
なお、水蒸気発生部１００の構成は、絶縁性の容器１０３に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを入れ、その下部に水滴が落下するようにしてもよいし、下部に水を噴霧してもよいし、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃの下部に連続した水流を供給してもよい。
【００５５】
但し、束ねられた電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃの両端には、ステンレス電極リード１５,１６からなる電極１０４が配設されているが、ステンレス電極リード１５,１６からなる電極１０４の一方は水中に位置する。例えば、電極１０４のうち、ステンレス電極リード１５をアース側電極とし、更に、絶縁変圧器を介在させ、かつ、両電極１０４の端子間には安全性のため３０Ｖ以下の電圧を印加している。この電圧は、本実施の形態では交流を使用しているが、本発明を実施する場合には、直流または交流の何れでもよい。
水１０２の水位は、通常、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃの１／５〜１／２の高さに設定し、水中にない多孔質抵抗成型体１０Ｃの露出部が特定の設定温度に近い状態にできるように水位を決定する。水１０２の抵抗値は、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃの抵抗値に比較して非常に大きいので、通常、水１０２側に大きな電流が流れることがないが、本実施の形態では、安全のために電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを低抵抗とし、電流路が広がらないように設計している。
【００５６】
水蒸気加熱部３００Ａは、水蒸気発生部１００に接続された正の抵抗温度特性を有する束ねられた電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃと同一または同種の電極付多孔質抵抗成型体からなり、蒸気発生部１００で発生した水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする機能を有する。ここで、正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃと同一または同種の多孔質抵抗成型体とは、同一組成、同一配合比であっても、また、配合比率が変化しても正の抵抗温度特性を有しておればよい。しかし、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃの抵抗体としての特性が好適条件に設定されているから、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃも、同一組成、同一配合比であることが望ましい。更に、絶縁変圧器を介在させ、かつ、両電極３０４，３０５，３０６の端子間には８０〜１５０Ｖの範囲の電圧を印加している。この電圧は、本実施の形態では交流を使用しているが、本発明を実施する場合には、直流または交流の何れでもよい。
【００５７】
水蒸気加熱部３００Ａの電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃは、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃと同一形状の円筒状と成しており、しかも、その空芯が垂直に立設されている。したがって、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気が上昇するとき、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気は、束ねられた電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃの円筒状の中心の貫通孔１１，２１を通過する。その際に、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃから熱エネルギが供給され、過熱水蒸気の温度を上昇させる。
本実施の形態では、水蒸気加熱部３００Ａを、その上部に水蒸気加熱部３００Ｂ及び水蒸気加熱部３００Ｃを配設して３段にしているが、その水蒸気加熱部３００Ｂ，３００Ｃの構成も、水蒸気加熱部３００Ａと同一である。また、本実施の形態では、水蒸気加熱部３００Ａを、その上部に水蒸気加熱部３００Ｂ，３００Ｃを配設しているが、これを２段または４段またはそれ以上にしたり、また、後述する図１１の水蒸気加熱部３００のように１段で長くすることもできる。また、加熱エネルギの伝達を良くするために、並列に水蒸気加熱部３００Ａ及び水蒸気加熱部３００Ｂ及び水蒸気加熱部３００Ｃを設けてその速度を遅くし、熱エネルギの吸収効率を上げてもよい。この場合でも、処理室部６００の室内６０１の断面は、水蒸気加熱部３００Ａ及び水蒸気加熱部３００Ｂ及び水蒸気加熱部３００Ｃの断面の和よりも大きくするのが好ましい。前記水蒸気加熱部３００Ａ及び水蒸気加熱部３００Ｂ及び水蒸気加熱部３００Ｃの和の面積によっても異なるが、１〜１００倍程度に設定されるのが望ましい。
【００５８】
水蒸気加熱部３００Ａと水蒸気加熱部３００Ｂ及び水蒸気加熱部３００Ｂと水蒸気加熱部３００Ｃとの間には、空間が形成されていて、それによって過熱水蒸気の圧力を均圧する均圧部４００を形成している。即ち、均圧部４００は水蒸気加熱部３００Ａ及び水蒸気加熱部３００Ｂ及び水蒸気加熱部３００Ｃの流体抵抗の違いを均一化するもので、基本的構造としては均圧部４００を省略できるが、均圧部４００を設けるのが望ましい。
また、他の実施の形態として、この水蒸気加熱部３００Ａと水蒸気加熱部３００Ｂと水蒸気加熱部３００Ｃの間に、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃを製造する際に不良となった割れた発熱体を充填し、均圧部４００の流体抵抗を均圧化してもよい。
そして、水蒸気加熱部３００Ａと水蒸気加熱部３００Ｂと水蒸気加熱部３００Ｃと同一構造のものを用いて、水蒸気加熱部３００Ａの多孔質抵抗成型体１０Ｃの空芯に直角に交差するように配設し、水蒸気加熱部３００Ａの多孔質抵抗成型体１０Ｃの周囲に水蒸気及び過熱水蒸気、過熱水蒸気が衝突し、水蒸気加熱部３００Ａから空芯を通過する水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気に熱エネルギが伝わり易く構成することもできる。
この実施の形態の場合には、均圧部４００を省略しても、その間隔を非常に狭くしても、均一な水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気の流れが得られる。
【００５９】
この水蒸気加熱部３００Ａ、均圧部４００、水蒸気加熱部３００Ｂ、均圧部４００、水蒸気加熱部３００Ｃ等の過熱水蒸気の流れに沿って、その外部が金属板からなる筒状の加熱部ハウジング３０３に収納されており、加熱部ハウジング３０３の外周には、断熱のために外周にガラスウールを巻いている。本実施の形態では、過熱水蒸気として２００℃〜３００℃の範囲で使用しているので、還流生成部２００を含み水蒸気加熱部３００Ａ、均圧部４００、水蒸気加熱部３００Ｂを形成する加熱部ハウジング３０３の外側で、加熱部ハウジング３０３の内側に断熱材としてガラスウールを巻いているが、加熱部ハウジング３０３の内側は、束にした水蒸気加熱部３００Ａの多孔質抵抗成型体１０Ｃの周囲と、同様に、束ねられた電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを束にした水蒸気加熱部３００Ｂ、水蒸気加熱部３００Ｃの束ねられた多孔質抵抗成型体１０Ｃの周囲にガラスウールを巻いて電気的に絶縁し、かつ、機械的に緩衝させている。
【００６０】
処理室部６００の室内６０１の空気を吸気し、その吸気した空気を水蒸気加熱部３００Ａの上流で合流させる還流生成部２００は、室内６０１の過熱水蒸気をファン７０１等からなる流体加速部７００で吸引し、それを排出する際に、水蒸気発生部１００から発生する水蒸気及び過熱水蒸気、過熱水蒸気に合流させる合流路として機能する。
還流生成部２００は全体が金属板から形成した管路２０２であり、本実施の形態では、水蒸気発生部１００の上端開口と等しく形成した筒状であり、その機能は、水蒸気発生部１００側と排出端部２０１側との合流用であり、水蒸気発生部１００に影響を与えないように連結している。水蒸気発生部１００の上端開口と等しく形成した筒状に対して、ファン７０１等からなる流体加速部７００から排出する過熱水蒸気の通路として、水蒸気発生部１００の上端開口側の空気及び水蒸気等の流体が水蒸気加熱部３００Ａ側に流れるように４５〜９０度エルボ状に湾曲した排出端部２０１を有している。
本実施の形態の還流生成部２００は、水蒸気発生部１００で発生した過熱水蒸気の通路である管路２０２及び処理室部６００で過熱水蒸気処理した過熱水蒸気や水蒸気を再加熱する湾曲合流する排出端部２０１から構成されている。
【００６１】
なお、排出端部２０１から排出する空気（過熱水蒸気）は、水蒸気発生部１００の上端開口の空気流を乱さないようにしている。即ち、排出端部２０１の湾曲は、水蒸気発生部１００で気化する水蒸気及び過熱水蒸気、過熱水蒸気が、多孔質抵抗成型体１０Ｃ付近の流れを乱す風を生じさせ、水蒸気の発生を多くし、過熱水蒸気の発生を抑えることのないようにするものである。
また、ファン７０１等からなる流体加速部７００から排出する過熱水蒸気は、還流生成部２００において、その排出がないときに比較して、１．１〜１．３気圧程度気圧が高くなっている。このため、水蒸気及び過熱水蒸気、過熱水蒸気は大気中よりも熱エネルギを持ち易い環境になっている。
ここで、流体加速部７００はファン７０１等の流体移動を加速する装置からなるものであり、吸引側または排出側の何れに配設してもよい。
【００６２】
流体加速部７００は、ファン７０１及びファン７０１を回転させる流体用電動機７０２からなり、具体的には、流体用電動機７０２のシャフトに直結したＶプーリ７０３、ファン７０１のシャフトに直結したＶプーリ７０５、及びＶプーリ７０３とＶプーリ７０５との間に掛けられたＶベルト７０４で構成されている。
本実施の形態の流体加速部７００は、Ｖプーリ７０３とＶプーリ７０５との間に掛けられたＶベルト７０４で回転力を付与するものであるから、２００〜５００℃の過熱水蒸気と流体用電動機７０２との距離を遠く離すことができ、また、Ｖベルト７０４として高温度に耐える材料の使用が可能となるから、流体用電動機７０２の絶縁強度を劣化させることがない。
【００６３】
処理室部６００の室内６０１は、水蒸気加熱部３００(図１１参照)，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃの断面積、即ち、加熱部ハウジング３０３の流路の断面積が、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃまたは水蒸気加熱部３００の過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広くなっている。水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃまたは水蒸気加熱部３００から導かれた高温度の過熱水蒸気により滅菌処理する室内６０１は、上面が過熱水蒸気の供給口６０２、下面が過熱水蒸気の排出口６０３となっている。具体的には、供給口６０２は、上面には上桟６０６が配設され、水蒸気加熱部３００Ｂを通過した過熱水蒸気が上桟６０６に衝突して、下方に流動するようにしている。排出口６０３は、室内６０１の室内の空気が、垂直に下降するように下桟６０５が設けられ、更に、その下桟６０５の下方は、ロート状に空気を収集し、フィルタ６０４を介して過熱水蒸気が排出されるようになっている。
更に、フィルタ６０４の下端には集塵箱６１０が配設されている。集塵箱６１０は過熱水蒸気処理の際に対象物に付着している付着物を収集するものであり、フィルタ６０４の下流の断面積が広い個所で過熱水蒸気の流速を落とし、搬送される対象物に付着している付着物を収容するものである。なお、本実施の形態では、集塵箱６１０を配設しているが、実施の形態によっては省略することもできる。
【００６４】
ここで、室内６０１及び供給口６０２及び排出口６０３は、処理室部６００を構成している。処理室部６００の内側の室内６０１の室内の空気が、フィルタ６０４を介して過熱水蒸気が排出されると、ファン７０１等からなる流体加速部７００で吸引され、加圧されて還流生成部２００の排出端部２０１の開口に供給される。このとき、過熱水蒸気の温度は殆ど低下していないので、処理室部６００は高温度雰囲気中にあるものと推定される。したがって、処理室部６００の室内６０１も断熱材で囲むのが望ましい。
なお、特に、本実施の形態では、医療器具の滅菌消毒を前提としているので、ガラスウールの切断屑が付着するのを回避するため、ステンレスのみで全体を形成したが、ステンレスのみを用いても２００〜３００℃過熱水蒸気を使用するものであれば、熱損失は少なかった。
【００６５】
水蒸気加熱部３００Ｃの頭部と、処理室部６００の室内６０１及び供給口６０２とを接続する案内部５００は、水蒸気加熱部３００Ｃを通過した過熱水蒸気が、処理室部６００の上部の室内６０１から均一に過熱水蒸気が下方に流れるように形成されたもので、供給口６０２の上桟６０６は過熱水蒸気の流れを下向きとするものである。
なお、本実施の形態の案内部５００は、処理室部６００の室内６０１に均一な過熱水蒸気を供給するものであるから、水蒸気加熱部３００Ｃの上部と室内６０１の供給口６０２との間を連結するものであるが、案内部５００を省略し、水蒸気加熱部３００Ｂの上部と室内６０１の側部、背後に直接連結することもできる。本実施の形態では、均一に過熱水蒸気が下方に流れるように形成している。
処理室部６００の室内６０１に配設する過熱水蒸気で処理される対象物Ｘ(図１５参照)は、排出口６０３の網の上に直接載置してもよいが、図示しない網を供給口６０２側に配置し、そこに対象物Ｘを吊るしてもよい。機械部品の洗浄の場合には、通箱に入れて処理できたし、繊維等では重なりの影響は確認されなかったので、収容のあり方を問うものではない。
【００６６】
水タンク８００は、フロートスイッチ８０２が配設されていて、図示しない外部から水が供給されるようになっている。また、タンク本体８０１には清掃用の蓋８０３が配設されている。このタンク本体８０１には、合成ゴム製の接続具８０４が水蒸気発生部１００との間をアクリルパイプ８０５で接続し、絶縁性の容器１０３側も合成ゴム製の接続具１０６で接続している。
なお、本実施の形態では、水タンク８００と水蒸気発生部１００をアクリルパイプ８０５で連結しているが、水蒸気発生部１００を絶縁性の容器１０３のみとすることができる。即ち、所定量の水を注入して、その水がなくなるまでを、タイマに代えて動作させることもできる。
【００６７】
図１３は本実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置の全体動作を制御する電気回路図である。図において、スイッチＳＷはメインスイッチであり、全体動作を行うものであり、売電等の外部電源に接続され、電源部ＥＵＮに電力を供給する。電源部ＥＵＮは絶縁変圧器からなり、一次が売電側の１００Ｖ電圧、二次側が水蒸気発生部１００にドライバＲ１を介して水蒸気発生部１００の電極１０４に供給する電圧を印加させる。また、二次側が水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(または水蒸気加熱部３００)に電力をドライバＲ２またはドライバＲ３、ドライバＲ４を介して電極３０４または電極３０５、電極３０６に供給する電圧を印加させる。ドライバＲ１乃至ドライバＲ４は、同時に投入、遮断が行われる。また、制御部ＣＯＮは、ドライバＲ０に信号を出力するもので、流体加速部７００のファン７０１の流体用電動機７０２に接続されており、スタートスイッチＳＴが投入されると、ドライバＲ０及びドライバＲ１乃至ドライバＲ４が投入のときには同時に動作し、スタートスイッチＳＴが遮断のときには装置が冷却されるまでの時間だけタイマＴが遅れて動作する。
なお、制御部ＣＯＮがドライバＲ０乃至ドライバＲ４を同時に投入すると、負荷のピークが大きくなるので、所定の次元で順次ドライバＲ０、次に、ドライバＲ１、そして、ドライバＲ２、ドライバＲ３と投入すると負荷のピークが小さくなる。
【００６８】
次に、本発明の実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃについて、図２乃至図８を用いて、更に詳述する。
なお、本実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する円筒状の多孔質抵抗成型体１０Ｃは、四角の角筒状とすることができる。この四角の角筒状とすることは成形する際の金型の違いであるから、ここでは、共通する構成として、円筒状の多孔質抵抗成型体１０Ｃは１０代の数値、四角筒状の多孔質抵抗成型体２０Ｃは２０代の数値として表現する。同様に、後述する触媒機能付の場合の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃには、基本的形状には違いがないので、触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄとして表現することとする。触媒機能付の場合には、触媒としての機能により消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する能力を有する。また、病院、介護施設の消臭、除菌もできる。
【００６９】
まず、触媒機能付でない多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び触媒機能付の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃを構成する共通の焼結前成型体１０Ａ，２０Ａの製造について説明する。
図２に示すように、アルミニウム粉２、炭素粉としての黒鉛粉３、無機酸化物材料としての陶磁器用の粘土粉である蛙目粘土粉４、必要に応じて、木粉５、水及び／またはバインダ６を配合した焼結原料混合物を使用して製造されたものである。ここで、木粉５は焼成後のヒートショックを強くするのに役立つものである。また、水及び／またはバインダ６を省略し、粉体を固めたものとして焼成することもできる。木粉は焼成によって煤となるが、この煤がヒートショックの強化に直接的または間接的に役立っている可能性がある。木粉５はその性状から、黒鉛粉３によって代用することができ、その成分をなくすことができる。
【００７０】
図２のフローチャートに示されるように、本実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃは、最初に、ステップＳ１の焼結原料の混合工程にて、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、木粉５、水及び／またはバインダ６が混合され、ステップＳ２の成形工程で成形する焼結原料混合物１０を得る。このとき、バインダはポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol,ＰＶＡ)の３０％水溶液を、水及び／またはバインダ６の１５〜２５ｗｔ％重量比にあてた。更に、３０％水溶液のＰＶＡには抵抗調整剤７として金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合した。
勿論、焼結原料混合物１０を粉体のみで固める場合には、水が０ｗｔ％となり、また、抵抗調整剤７として金属シリコン粉及び鉄粉も混合しない成分となる。
【００７１】
ここで、アルミニウム粉２としては、市販のアルミニウム粉末を用いることができ、このようなアルミニウム粉末は、ミナルコ（株）、日本軽金属（株）、東洋アルミニウム（株）、大和金属粉工業（株）等から発売されている。また、アルミニウム粉２には、１００％アルミニウムでなく、無機物等の不純物が僅かに含まれたものや、リサイクルのアルミニウムでも使用可能であり、更には、鉄やステンレス等の金属を僅かに含有したアルミニウム合金の粉末等を使用することも可能である。
【００７２】
アルミニウム粉２には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が３０μｍ〜７５μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満であるものを用いるのが好ましい。つまり、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性を向上させるためである。また、アルミニウム粉２の中位径が３０μｍ未満であると、焼成過程においてアルミニウム粉２が低温で溶融しやすくて表面に噴出する可能性があり、一方、アルミニウム粉２の中位径が７５μｍを超えると、黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる可能性がある。アルミニウム粉２のふるい試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ以上の場合においても、黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定したアルミニウム粉２の中位径が３５μｍ〜６５μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１００μｍ未満である。
【００７３】
炭素粉としての黒鉛粉３は、アルミニウム粉２の溶融点より低い温度では溶融しないものであり、この黒鉛粉３には、市販の黒鉛粉末を用いることができる。そして、このような黒鉛粉末は、西村黒鉛（株）、日本黒鉛工業（株）、伊藤黒鉛工業（株）、（株）中越黒鉛工業所等から発売されている。市販の黒鉛粉末には、鱗状黒鉛や土状黒鉛等の天然黒鉛、鱗状天然黒鉛粉末を長柱状に造粒した長柱状造粒黒鉛等の人造黒鉛が存在するが、中でも、一般的に純度が高いとされる天然の鱗状黒鉛を用いるのが好ましい。鱗状黒鉛を用いることで、アルミニウム粉２に絡んで付着し易く、アルミニウム粉２の溶融によりアルミニウムが表面に噴出する焼結不良を効果的に抑制することができるからである。
【００７４】
この黒鉛粉３には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が６０μｍ〜９０μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が２００μｍ未満であるものを用いるのが好ましい。ここでも、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性が向上するからである。
また、黒鉛粉３の中位径が６０μｍ未満であると、焼成過程において黒鉛粉３が液状化し易く、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉３の中位径が９０μｍを超えると、黒鉛粉３が均一に分散混合され難くなって、アルミニウム粉２において黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、そのことによって、同様に焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。黒鉛粉３のふるい試験法によって測定した粒子径が２００μｍ以上の場合においても、アルミニウム粉２において黒鉛粉３に覆われない部分が増大し、焼成過程においてアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した黒鉛粉３の中位径が７０μｍ〜８０μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満である。
【００７５】
陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉４は、花崗岩が風化し堆積してできた風化残留粘土を水簸（珪砂と粘土の分離）し、精製して粉末状にしたものであり、アルミニウムのケイ酸塩鉱物のＡｌ２Ｓｉ４０１０（ＯＨ）８であるカオリン主成分で、石英、長石、雲母等が混在する粘土粉である。そして、一般的に、化学成分析によればアルミニウム酸化物のＡｌ２Ｏ３及びケイ素酸化物ＳｉＯ２の成分量が最も多く、その他にＦｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ等の成分を含有しているが、成分量は産地等により異なるため、主としてＡｌ２Ｏ３及びＳｉＯ２が含有されていればその他の成分や組成比は特に限定されるものではない。この蛙目粘土粉４には、例えば、（株）ヤマス、共立マテリアル（株）等から発売されている市販の蛙目粘土粉を用いることができる。
【００７６】
また、この蛙目粘土粉４にはレーザ回折・散乱法によって測定した中位径が５μｍ〜３０μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１００μｍ未満であるとし、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性が向上するからである。
そして、蛙目粘土粉４の中位径が５μｍ未満の微細粉されたものを得るのにはコストが掛かる上に、蛙目粘土粉４の中位径が５μｍ未満であると、熱による蛙目粘土粉４の成分変化が生じやすくなり、後述の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃとなったとき、安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。一方、蛙目粘土粉４の中位径が３０μｍを超えると、蛙目粘土粉４が均一に分散混同され難くてその分布に偏りが生じたり、熱による蛙目粘土粉４の成分変化が生じやすかったりする可能性があり、それによって、やはり電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃにおいて安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。
蛙目粘土粉４のふるい試験法によって測定した粒子径が、１００μｍ以上の場合においても、同様に、蛙目粘土粉４が均一に分散混同され難くてその分布に偏りが生じたり、熱による蛙目粘土粉４の成分変化が生じやすかったりする。それによって、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃにおいて安定した強度や通電発熱性等の性能を確保できない可能性がある。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した蛙目粘土粉４の中位径が１０μｍ〜２０μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が７０μｍ未満である。
【００７７】
木粉５は、大鋸屑、間伐材のチップ、小径木、製材端材、樹皮等の木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。ウィスカー状の木粉５を使用することでアルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４等の原料がウィスカーの髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、この状態で後述の成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなる。そして、この成形された焼結原料混合物を焼結することによって得られる電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃは、その強度が非常に高いものとなる。
【００７８】
また、この木粉５には、レーザ回折・散乱法によって測定した中位径が８０μｍ〜１２０μｍｍの範囲内であり、ふるい試験法による粒子径が２００μｍ未満であるものを用いることが好ましい。小径粒子と大径粒子の組み合わせによって充填性が向上するからである。また、木粉５の中位径が８０μｍ未満の微細粉されたものを得るにはコストが掛かり、一方で、木粉５の中位径が１２０μｍを超えると、木粉５が均一に分散混合され難くて焼失による空隙の分布に偏りが生じ、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａにおいて安定した強度が確保されない可能性がある。また、木粉５のふるい試験法による粒子径が２００μｍ以上の場合においても、木粉５が均一に分散混合され難くて焼失による空隙の分布に偏りが生じ、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａにおいて安定した強度が確保されない。なお、より好ましくは、レーザ回折・散乱法によって測定した木粉５の中位径が５０μｍ〜１００μｍの範囲内であり、ふるい試験法によって測定した粒子径が１５０μｍ未満である。
【００７９】
なお、粒子径が２００μｍ未満の木粉５を経済的に得るには、間伐材、小径木、樹皮、製材端材、大鋸屑等の木屑を、水分２０重量部以下に乾燥した後に、微粉砕する必要がある。木屑を水分２０重量部以下に乾燥することによって、粉砕物がスラリー化して微粉砕を妨げることを防止できるからである。更に、乾燥した木屑を微粉砕して、粒子径が２００μｍ未満の木粉５とするためには、周速５０ｍ／秒〜８０ｍ／秒の範囲内の微粉砕機を用いるのが好ましく、このような微粉砕機としては、例えば、河本鉄工（株）製のミクロンコロイドミル等がある。
ここで、スギ（杉）・ヒノキ（檜）等の針葉樹は、我が国において広く分布しており、建材等として大量に使用されているため、大鋸屑や間伐材並びに樹皮を容易に大量に入手することができる。更に、針葉樹の微細組織はウィスカー状であり、微粉砕して木粉５とすることが容易である。したがって、原料収集と国土保全上は、大鋸屑及び間伐材のチップ並びに樹皮としては、針葉樹の大鋸屑または針葉樹の間伐材のチップ或いは針葉樹の樹皮を用いることが好ましい。
【００８０】
ここで、「ふるい分け試験」とは、ＪＩＳ−Ｚ−８８０１によって規定された目開きをもつ標準ふるいを用いて、測定対象となる粉末をふるい分けることによって粒度分布を測定する試験方法をいうものである。標準ふるいなどを用いて行う粒径，粒径分布を測定する方法のことである。粒径と、粒径分布の表現は、使用したふるいの目開き（μｍ ）とふるい上残量（オーバサイズ）またはふるい下通過量（アンダーサイズ）の全体に対する比率で表される。
【００８１】
また、ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１「試験用粉体及び試験用粒子」の本文及び解説の用語の定義によれば、中位径とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数（または質量）が、全粉体のそれの５０％を占めるときの粒子径（直径）、即ち、オーバサイズ５０％の粒径であり、通常、メディアン径または５０％粒子径といいＤ５０と表わされる。定義的には、平均粒子径と中位径で粒子群のサイズを表現されるが、ここでは、商品説明の表示、レーザ回折・散乱法によって測定した値である。
そして、この「レーザ回折・散乱法によって測定した中位径」とは、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いてレーザ回折・散乱法によって得られた粒度分布において積算重量部が５０％となる粒子径（Ｄ５０）をいう。
なお、上記数値は、厳格なものでなく概ねであり、当然、測定等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。この誤差の観点から見ると、平均粒子径との差も僅少であり、平均粒子径＝中位径と見做すこともできる。
【００８２】
そして、本実施の形態の過熱水蒸気処理装置では、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４、及び木粉５に、これら原料が比重の違いによって移動が生じない量（重力沈降しない量）の水及び／またはバインダ６が混合されることによって、蛙目粘土粉４が粘土鉱物質であることからこれが成形性または保形性等の確保に有利に機能して、原料同士が互いに接着され、手で握っても崩れることなくまとまった状態の焼結原料混合物１０が得られる。このようにして得られた焼結原料混合物１０は、アルミニウム粉２や木粉５の表面に黒鉛粉３が付着した状態になっている。
【００８３】
バインダは、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol,ＰＶＡ)の水溶液の３０％液を水及び／またはバインダ６として１５〜２５ｗｔ％使用した。また、多孔質の焼結前成型体１０Ａ，２０Ａの抵抗値調整用としてバインダに対して金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合使用した。鉄粉、金属シリコン粉は、アルミニウム粉２や木粉５、黒鉛粉３の管理状況によって増減する。また、陶磁器用の粘土粉としての蛙目粘土粉４の成分によっても変化する。鉄粉はヘガネスジャパン株式会社製で、中位径が２０μｍ〜１８０μｍの範囲内、金属シリコン粉(正確には半導体)はキンセイマテック株式会社製で、中位径が７５μｍ以下の範囲内のものを使用した。
【００８４】
なお、本実施の形態の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃにおいては、これら原料の混合に精密分散混合機が用いられ、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４及び木粉５、抵抗調整剤７が均一に分散混合されて焼結原料混合物１０となっている。なお、精密分散混合機としては、周速５μｍ／秒〜８０ｍ／秒の範囲内、より好ましくは、周速２０ｍ／秒〜３０ｍ／秒の範囲内の高速攪拌分散機を用いるのが好ましく、このような高速攪拌分散機としては、例えば、ホソカワミクロン（株）製の横型タービュライザ（登録商標）等が使用できる。
【００８５】
また、本実施の形態の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃにおいては、原料に蛙目粘土粉４を用いることから、水(６)を少量混合するだけで容易に原料同士が接着されてまとまった状態となり、後述の成形工程においては常温で加圧するだけで、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａが成形されて強固なものとすることができるが、本発明を実施する場合には、原料同士の接着に、有機バインダや無機バインダを使用することも可能であり、水とバインダとを併用することも可能である。
【００８６】
ここで、有機バインダとしては、例えば、合成樹脂、澱粉、合成糊、砂糖等を用いることができる。また、合成樹脂には熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂があり、熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリウレタン系樹脂等を用いることができ、熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、イソシアネート樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタンプレポリマー等を用いることができる。本実施の形態のバインダはポリビニルアルコール(ＰＶＡ)の３０％水溶液を使用した。なお、中でも、ポリオール系樹脂とイソシアネート系樹脂とは常温で反応して強固な結合を成形し、特に、イソシアネート系樹脂は、木粉５等における水酸基（−ＯＨ）と反応して強固なウレタン結合を成形するため、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａを成形したものはとても強固で緻密な状態のものとなる。
【００８７】
無機バインダとしては、セメント等の水硬性材料、磁器（タイル）・陶器の原料であるベントナイト等の粘土、ρ−アルミナ（Ａｌ2Ｏ3・ｎＨ2 Ｏ：ｎ≒０．５）、ケイ酸ナトリウム、水溶性アルカリケイ酸、（株）ジャパンナノコート製のシリカバインダ、グランデックス（株）製のシリカバインダである汎用バインダＦＪ２９４等を用いることができる。
なお、有機バインダは、加熱過程において焼失し空隙となり、無機バインダは、焼失せずに焼成されることになる。
【００８８】
更に、本発明を実施する場合においては、アルミニウム粉２、黒鉛粉３、蛙目粘土粉４及び木粉５に、水及び／またはバインダ６(水、必要に応じてバインダ)、抵抗調整剤７を入れ、スラリー状の焼結原料混合物１０として金型に充填し、固めた後に、ステップＳ２の成形工程に供する。また、セラミックや磁器（タイル）の製造のように、焼結原料混合物１０をスプレードライヤーによって乾燥させた後、ステップＳ２の成形工程に供することも可能である。また、水及び／またはバインダ６を使用しないで粉体のみの焼結原料混合物１０を固めることもできる。いずれにせよ、後述する焼成過程において形状が保持される程度に固化された状態のものが作製できれば、水及び／または原料同士を接着する手段やバインダの種類は特に限定されない。
【００８９】
次に、本実施の形態の過熱水蒸気処理装置の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃにおいては、この焼結原料混合物１０が、ステップＳ２の成形工程において、常温で加圧され強固で緻密な固形状態の焼結前成型体１０Ａ，２０Ａとなる。
ここで、ステップＳ２の成形工程においては、焼結原料混合物１０をプレス成形金型に投入し所定圧力のプレスで成形するプレス成形と、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａを耐圧性の金型に入れ所定圧力で押し出して成形する押出成形等が可能である。
【００９０】
因みに、本実施の形態においては、原料に蛙目粘土粉４を用いたことから、上述の如く、水及び／またはバインダ６を少量混合するか、またはなくすことができるので容易に原料同士が接着されてまとまった状態となる。このため、常温での加圧で、更に、低圧力で成形することができる。よって、高圧力や加熱装備のプレス装置を必ずしも用いなくても良く、低コスト化を図ることができる。
具体的に、水及び／またはバインダ６を混合してなる焼結原料混合物１０をプレス成形する場合、プレス圧力は１０ｋｇ／ｃｍ２〜２００ｋｇ／ｃｍ２の範囲内とするのが好ましい。プレス成形の圧力が１０ｋｇ／ｃｍ２未満であると、焼結原料混合物１０が十分に圧縮されないため、得られる焼結前成型体１０Ａ，２０Ａの強度が弱くなり後述の焼成過程において破損する可能性がある。また、プレス成形の圧力が２００ｋｇ／ｃｍ２を超えると、焼結原料混合物１０に圧力が掛かり過ぎて高緻密度となり、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａの抵抗値が小さくなってステップＳ３の焼成後の多孔質の成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの通電発熱性が損なわれる可能性がある。また、焼結不良となる可能性がある。より好ましくは、プレス成形の圧力は５０ｋｇ／ｃｍ２〜１５０ｋｇ／ｃｍ２の範囲内である。特に、水分量が多いほど低圧力での成形が可能となる。
【００９１】
そして、このように本実施の形態の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃにおいては、常温の加圧によって成形でき、外部からの均一な加熱が不要であるため、プレス成形の場合には、厚い焼結前成型体１０Ａ，２０Ａ（例えば、１５０トンのプレス機で約２０ｍｍ厚まで）を得ることも可能である。更に、加熱機構が不要であることから、プレス成形機及び金型の構造を簡単にして、広い面積の焼結前成型体１０Ａ，２０Ａ（例えば、１０００ｍｍ×２０００ｍｍ）を得ることも可能である。なお、このときのプレス成形機としては、例えば、１５０トン以上の粉末成形プレス機が使用できる。このプレス機によれば、成形途中にガス抜きが出来る機構が付いているため、成形によって高強度のものが安定して得られる。勿論、例えば、後述するように、凹凸を有する金型や曲線部を有する金型枠型等を使用し、成形によって焼結原料混合物１０の意匠面に凹凸を成形し、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａを所望形状に成形することも可能である。
【００９２】
一方、押出成形の場合には、焼結原料混合物１０を曲面形状の筒状・棒状等複雑な形状に成形することが可能である。特に、水及び／またはバインダ６を混合してなる焼結原料混合物１０は、成形性が良いため、押出成形によって各々断面円形、断面楕円形、断面長円形、断面三角形、断面四角形、断面六角形（ハニカム状）等の極めて複雑な形状に成形することも可能である。また、その貫通孔１１，２１の断面形状の大きさも任意の大きさとし、複数の大きさを組み合わせることもできる。また、その数も任意の数とすることができるし、全体の外形も任意の形状が選択できる。このようにして、図４及び図５に示す本実施の形態及びその変形例にかかる押出成形した焼結前成型体１０Ａ(図４参照)及び射出成型した焼結前成型体２０Ａ(図５参照)が得られる。
【００９３】
なお、本発明を実施する場合には、勿論、加熱加圧によって、焼結原料混合物１０を成形することも可能である。殊に、本発明においては、蛙目粘土粉４等の鉱物質粉が使用され、これが成形性または保形性等の確保に有利に機能することから、加熱加圧の場合、水やバインダを混合せずとも成形が可能である。因みに、水やバインダを混合せず加熱加圧する場合のプレス成形圧力は、５０ｋｇ／ｃｍ２〜３００ｋｇ／ｃｍ２の範囲内とするのが好ましい。プレス成形の圧力が５０ｋｇ／ｃｍ２未満であると、水やバインダを混合していない場合に焼結原料混合物１０が十分に圧縮されないため強度が弱くなり後述の焼成過程において破損する可能性がある。また、プレス成形の圧力が３００ｋｇ／ｃｍ２を超えると、焼結原料混合物１０に圧力が掛かり過ぎて高緻密度となり、得られる焼結前成型体１０Ａ，２０Ａの抵抗値が小さくなって、焼成しても成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの通電発熱性が損なわれる可能性がある。より好ましくは、１００ｋｇ／ｃｍ２〜２００ｋｇ／ｃｍ２の範囲内である。しかし、抵抗値及び複合成分によっては、１００ｋｇ／ｃｍ２〜２００ｋｇ／ｃｍ２の範囲外の使用も有り得る。
【００９４】
続いて、焼結原料混合物１０は、ステップＳ３の焼結工程において、温度制御電気炉内にて９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結される。
ここで、焼結の温度が９００℃〜１２００℃の範囲内とは、本発明者らが実験研究を重ねた結果、９００℃未満では、十分な焼成が行われずに粉状態のものが得られ焼結不良となってしまうことが確認されたことから、焼結温度の下限値を９００℃とし、一方で、１２００℃を超えると、得られる成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは通電発熱性を有さないことが判明したので、焼結温度の上限値を１２００℃としたものである。なお、焼結工程の昇温プログラムは、各原料の種類、粒子径、配合量や、後述の触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄにおいて必要とされる抵抗値、発熱温度等によって予め実験によって最適値が設定される。
そして、このように９００℃〜１２００℃の範囲内で焼結することによって、正特性の成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂとなる。このようにして得られた正特性の成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは、常温では抵抗が低く、所定の温度に達すると急激に抵抗が増大するという抵抗温度特性を有し、通電によって容易に抵抗発熱する。特に、成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは全面で放熱し、かつ、多孔質であるから表面積が広くなる。
【００９５】
ステップＳ３で正特性の成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂを焼成した後、ステップＳ４で成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの所望の位置に金属（アルミニウムで実施）の溶射によって電極膜１３，１４，２３，２４を成形する。この電極膜１３，１４，２３，２４は、成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂが多孔質であるから、より堅固に成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂに対して接合される。この成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの電極膜１３，１４，２３，２４は、成型抵抗体１０Ｂの長さ方向の端部側に成形される。その後、ステップＳ５で電極膜１３，２３に板状または線状のステンレス電極リード１５，２５、電極膜１４，２４にステンレス電極リード１６,２６を重ね、再度溶射することにより、電極膜１３，２３とステンレス電極リード１５，２５及び電極膜１４，２４とステンレス電極リード１６，２６とを一体に固着する。
ここで、電極膜１３，２３とステンレス電極リード１５，２５の対向面及び電極膜１４，２４とステンレス電極リード１６，２６の対向面は接合できないから、電極膜１３，１４，２３，２４に対向するステンレス電極リード１５，１６，２５，２６に対し、穴を穿設しておくか、外周のシルエットラインを葉脈状(リアス式海岸状)に凹凸を成形し、両者間の接合力を増すことが望ましい。
【００９６】
ここで、本実施の形態の電極膜１３，１４，２３，２４に対するステンレス電極リード１５,１６，２５，２６の取付けは、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃとして発熱体を収容する形態によっては、ステンレス電極リード１５,１６，２５，２６及び電極端子１７，１８，２７，２８を省略することもできる。即ち、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃに設けた両側の電極膜１３，２３は、金属の溶射によって成形したものであり、少なくとも金属の溶射によって成形した電極膜１３，２３が必要であることを意味するものであり、ステンレス電極リード１５，１６，２５，２６及び電極端子１７，１８，２７，２８を省略することも、接続することもできる。
なお、本実施の形態の電極膜１３，１４，２３，２４、ステンレス電極リード１５,１６，２５，２６、電極端子１７，１８，２７，２８は、何れかを省略することもでき、省略できる構造を含み電気的に電圧を加える個所を電極１０４，３０４と呼ぶこととする。
【００９７】
図２に基づき、本発明の過熱水蒸気処理装置に使用する多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃについての工程を説明した。しかし、白金族触媒を担持させることにより、触媒としての機能を高める触媒機能付の消臭、除菌、特定物質の除去により浄化する過熱水蒸気処理装置とすることもできる。
そのときの白金族触媒の担持については、図３のフローチャートに示すように、ステップＳ６及びステップＳ７を追加すればよい。ステップＳ５までは、図２と同一であるから、その説明を省略する。
【００９８】
ステップＳ６で水等の無機溶剤及び／またはアルコールやアセトン、ヘキサン等の有機溶剤で溶かした白金族触媒溶液に対して電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの全体を浸漬し、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの外表面に白金族触媒１９，２９を担持させ、ステップＳ７でそれを乾燥させて白金族触媒１９，２９を多孔質部分の表面に付着固定する。
ここで、白金族触媒１９，２９とは、元素のうち周期表において、第５及び第６周期、第８、９、１０族に位置する元素、即ち、物理的性質や化学的性質が互いによく似ているルテニウム、ロジウム、パラジュウム、オスミウム、イリジウム、白金等の総称であり、ここではそれらのうちから選択した触媒であり、それを無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かしたものである。この実施の形態１で使用できる白金族触媒１９，２９は、パラジュウムＰｄと白金Ｐｔ、パラジュウムＰｄと銀Ａｇ、パラジュウムＰｄとルテニュウムＲｕ、パラジュウムＰｄとロジュウムＲｈのパラジュウムを含む組み合わせからなる単一の合金またはパラジュウムを含む２層構造以上の複数構造としたものである。
本実施の形態では、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃに対し、エタノール４０〜５０ｗｔ％、ノルマルプロピルアルコール５〜１０ｗｔ％、パラジュウム５ｗｔ％以下、メタノール０．５〜３ｗｔ％、分散樹脂０．５ｗｔ％以下、残余を水として配合し、そこに全体を浸漬させている。
【００９９】
図４（ａ）は、外形が円筒状の成型抵抗体１０Ａの両端部に溶射により、図４（ｂ）及び図４(ｃ)に示すように、電極膜１３とステンレス電極リード１５及び電極膜１４とステンレス電極リード１６とを一体に設けたものであり、更に、ステンレス電極リード１５，１６には、電極端子１７，１８が接続されている。そして、図４（ｄ）に示すように、円筒状の成型抵抗体１０Ｂの周囲に白金族触媒１９を付着させ、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃからなる触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄを得ている。
同様に、図５（ａ）は、外形が四角筒状の成型抵抗体２０Ａの両端部に溶射により、図５（ｂ）及び(ｃ)に示すように、電極膜２３とステンレス電極リード２５及び電極膜２４とステンレス電極リード２６とを一体に設け、更に、図５（ｄ）に示すように、四角筒状の成型抵抗体２０Ｂの周囲に白金族触媒２９を付着させ、電極付多孔質抵抗成型体２０Ｃからなる触媒機能付多孔質抵抗成型体２０Ｄを得る。
なお、図４に示す円筒状の成型抵抗体１０Ｂの長さ方向に対して、対向端部面に電極膜１３，１４を溶融アルミニウム槽に端部を交互に瞬間的に浸漬して一体に設けることもできる。このときの成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの電流路は、貫通孔１１，２１の肉厚によって決定される。
【０１００】
図４及び図５に示すように、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃは、内部の貫通孔１１,２１を各々断面円形または断面四角形とし、外形が円筒状または四角筒状とし、その両端に金属を溶射して成形した１対の電極膜１３，１４，２３，２４とからなる。この１対の電極膜１３，１４，２３，２４は、焼結原料混合物１０を成形した後、成型工程のステップＳ２で金型によって１以上の貫通孔１１，２１を成形した。成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂを焼成した後、ステップＳ４及びステップＳ５の溶射で電極膜１３，１４，２３，２４、ステンレス電極リード１５,１６，２５，２６、電極端子１７，１８，２７，２８を成形したものである。なお、この実施の形態１の電極膜１３，１４，２３，２４は、アルミニウム膜である。金属の溶射は、焼結工程の後に行うものであるから、高温にさらされて溶融することがないので、電極膜１３，１４，２３，２４は如何なる金属も一般的に使用できる。
発明者らの実験では、ステンレス電極リード１５,１６，２５，２６を、低抵抗材料として選択されたアルミニウム、銅、黄銅、ステンレス等を使用した。
【０１０１】
なお、本実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃでは金属の溶射で一対の電極膜１３，１４，２３，２４を成形したが、本発明を実施する場合には、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａ自体、即ち、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａに図示しない電極を埋設してもよいし、または端部表面に電極を張り合わせてもよいし、焼結前成型体１０Ａ，２０Ａを強圧する構造としてもよい。何れにせよ、端子は接触抵抗が低い状態で通電できるものとするのが望ましい。
【０１０２】
また、図４及び図５のように、触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄの電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの１対の電極膜１３，１４，２３，２４は、成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの長さ方向の両端側に成形したものとすることもできるし、また、図示しないが、長さ方向に対する直角方向の対向面側に成形することもできる。
特に、成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの１対の電極膜１３，１４，２３，２４は、金属の溶射によって成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂに設けたものであり、溶射された電極膜１３，１４，２３，２４とステンレス線からなるステンレス電極リード１５,１６，２５，２６とを一体に設けてなるものであるが、金属の溶射によって成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂに設けた後、鋳込みで電極端子１７，１８，２７，２８を成形することもできる。
なお、触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄの電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの電極膜１３，１４、２３，２４を配設する場合には、仕上げ精度、取付け性を良くするために成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂの表面、特に、電極膜１３，１４，２３，２４を成形する面を研磨し、精度を上げることもできる。機械研磨を行っても抵抗値の変化は殆ど生じなかった。
【０１０３】
図６に示すように、図４及び図５においては、本実施の形態の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄを複数束ねて束として製造している。
即ち、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃには、電極膜１３，１４を形成したものである。本実施の形態では、図６(ａ)に示すように、電極膜１３，１４に対してステンレス線からなるステンレス電極リード１５,１６を１〜３回巻回(図では１回巻回)させ、順次編みこんで行く。最後の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを巻き込んだ後、ステンレス電極リード１５,１６のみを引き出し、内部に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを束ねるように、引き出した端部をそこに巻回し、両端部を使用して捩じり込み、そこに圧着端子からなる電極端子１７，１８を挿着し、圧着固定する。
【０１０４】
このように、図６(ｂ)に示すように、束ねた円筒状(円柱状)の触媒機能付多孔質抵抗成型体（束）１０Ｃを製造することができる。束ねた触媒機能付多孔質抵抗成型体（束）１０Ｄも同様である。
なお、本発明を実施する場合には、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄが束ねているか否かを問うものではなく、１本の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄに複数貫通孔を形成してもよいし、長さ方向に対して垂直方向の穴を設けてもよい。また、その貫通孔の形状、長さ方向に対して垂直方向の穴の形状は、任意に設定すればよい。
【０１０５】
また、電極膜１３，１４を形成した電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃも、本実施の形態の図６(ａ)に示すように、電極膜１３，１４に対してステンレス線からなるステンレス電極リード１５,１６を１〜３回巻回(図では１回巻回)させ、順次編みこんで行く。そして、所定数の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを一列に並べ、順次、所定数の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃの列を図６(ｃ)に示すように重ねて並べる。特定の縦、横、高さの寸法になったとき、ステンレス電極リード１５,１６のみを引き出し、内部に電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃを入れで長方形状に束ねるように、引き出した端部をそこに巻回し、両端部を使用して捩じり込み、そこに圧着端子からなる電極端子１７，１８を挿着し、圧着固定する。
【０１０６】
このように、図６(ｄ)に示すように、束ねた円筒状(円柱状)の多孔質抵抗成型体１０Ｃも、束ねた角筒状(四角柱状)の多孔質抵抗成型体２０Ｃも、円筒状(円柱状)の触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄも、四角筒状(四角柱状)の触媒機能付多孔質抵抗成型体２０Ｄも同様に製造できる。
しかし、円筒状(円柱状)の多孔質抵抗成型体１０Ｃ、角筒状(四角柱状)の多孔質抵抗成型体２０Ｃ、円筒状(円柱状)の触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ、四角筒状(四角柱状)の触媒機能付多孔質抵抗成型体２０Ｄは、１本に対して、複数の貫通孔１１(２１)を設けてもよいし、また、複数に分割して単数または複数に貫通孔１１(２１)を設けたものを一体に構成してもよい。
【０１０７】
上記実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄについて、本発明者らの実験研究によれば、次のような特徴が確認された。
原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力によって触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄの抵抗値が変化することが確認された。その要因は、原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力によって電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ及び触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる緻密度が変化するためと思われる。具体的には、例えば、原料に粗い粒子を用いた場合、細かい粒子を用いた場合よりも抵抗値が大きくなったり、成形時におけるプレス圧力が高い程、抵抗値が大きくなったりもした。
【０１０８】
よって、本実施の形態の過熱水蒸気処理装置で使用する触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄによれば、原料の粒子形状や配合量や種類、また、成形時の圧力の調節によって多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの緻密度を変化させることにより、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの抵抗値を制御することが可能である。因みに、本発明者らの実験研究により、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの緻密度を高めると、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの抵抗値が低くなることが確認されている。したがって、加熱したい所望の位置、即ち、水位の位置の発熱を高くできる。
【０１０９】
特に、本実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄによれば、原料に木粉５が用いられており、焼成過程において、この木粉５が焼失することによってその部分が空隙となり、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの緻密性に大きく影響する。このため、木粉５の添加量を調節することで、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃの抵抗値の制御が容易にできる。
【０１１０】
また、本発明者らの実験研究によって、焼結温度の９００℃〜１２００℃の範囲内において、焼結させる温度を様々調節することで、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの抵抗値が変化することが判明している。これは、焼結温度によって焼結密度（焼成過程における粒子同士の密度）が変化するためと思われる。したがって、焼結温度を調節することによっても、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの抵抗値を制御することが可能である。
なお、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄは、その形状によっても、抵抗値が変化したり、通電量によっても変化したりすることから、その形状や通電量を調節することによっても、正特性発熱体としての抵抗値を制御することができる。
【０１１１】
更に、このように、本実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄによれば、抵抗値は、その緻密度、即ち、圧縮圧によって影響されることから、焼結原料混合物１０を成形する際に、その緻密度分布を調節することにより、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃにおいて抵抗分布の制御が可能となる。即ち、成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂにおいて異なる発熱温度の設定ができ、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄを特定温度に発熱させることができる。
【０１１２】
また、プレス成形の際に曲線部を有する金型を使用して、焼結原料混合物１０をプレス成形することによって、曲線部で緻密度が大きく変化したものを得ることができる。よって、これを焼結してなる成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは、曲線部で抵抗値が大きく変化し、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄは通電による発熱温度が部位によって大きく異なるものとなる。
そして、プレス成形の際に、プレス成形金型に焼結原料混合物１０の充填率を変化させてプレス成形することによって、また、焼結原料混合物１０を厚みが部位によって変化するようにプレス成形をすることによって、充填量や厚みの差によって緻密度が変化することから、これを焼結してなる成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂも、部位によって抵抗値が大きく変化し、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄは通電による発熱温度が部位によって大きく異なったものとなる。
【０１１３】
本実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは、アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した混合物とし、その全体に対して、水１５〜２５ｗｔ％を加えて混練し、圧縮成形または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結し、触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄとなるものであり、焼結した成型抵抗体１０Ｂ，２０Ｂは、常温では抵抗が低く、所定の温度に上昇すると急激に抵抗が増大する正の抵抗温度特性を有するものである。
【０１１４】
このようにして得られた本実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄは軽量であると共に、アルミニウムより硬くて摩耗にも強く、各原料を混合して成形したものよりもその機械的強度は増大しており、高い機械的強度を有していた。殊に、本実施の形態の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄが発熱している際に水を吹きつけたヒートショックに対しても割れることもなく、また後述するように、この多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄに熱勾配（温度分布）がある場合においても、発熱時に割れることはなかった。更に、酸等の化学的にも強靭であることが判明した。
【０１１５】
発明者らの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：２次電子像）の調査により、本実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置で使用する触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄには、開口した空隙が分布しており、多孔質であることが分かった。更に、この空隙の大きさは、ガス吸着式細孔分布測定器により測定した結果、数μｍ〜数十μｍであったが、原料の粒子形状や配合量、成形時の圧力等によってこの空隙の大きさ、空隙率は制御可能である。
【０１１６】
正の抵抗温度特性を有する、例えば、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄは、図７（ａ）に示すように、抵抗は常温では低く、かつ、電源を印加して電流を流すと、その温度は上昇するが、徐々に抵抗値が低下する。しかし、ある温度（キュリー点温度）Ｃｕになると、急激に温度が上昇すると同時に急激に抵抗が増大する。このとき、温度と抵抗値とは一義的に決定される。キュリー点温度Ｃｕ以上であれば、定電力特性を示すから、横軸の特定の温度Ｔ℃とその２倍の温度２Ｔ℃を出力するには、図７（ａ）に示す特性から、抵抗値ＲＴを算出し、その抵抗値ＲＴで横軸の特定の温度Ｔ℃のときの電流との積をとれば、印加すべき電圧が一義的に決定できる。
また、定電圧電源から電圧を供給すると、図７（ｂ）に示すように、最初の電流Ｉｓは増加傾向となり、キュリー点温度Ｃｕの抵抗Ｒｃｕを若干超えたところでピーク電流Ｉｐとなり、その後、徐々に低下し、一定の定電流Ｉｔとなる。定電流Ｉｔが一定になることはその発熱量も、電力も一定であり、その際の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄは特定温度の発熱となり、白金族触媒１９，２９の触媒温度が決定される。
【０１１７】
このとき、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄは、キュリー点温度Ｃｕまで急速に上昇し、定電流Ｉｔの制御に入るためにその直前の電流はオーバーシュートする。しかし、総合的にその経過時間を見ると、キュリー点温度Ｃｕ以上の温度では、温度変化に対する抵抗値変化が大きくなり、定電流Ｉｔ状態に入りやすくなる。
したがって、キュリー点温度Ｃｕ（ピーク電流Ｉｐ）を超えて、所定の電圧を印加すると、特定の温度が維持され、白金族触媒１９，２９が所定の温度を維持し、触媒の反応速度を速め、反応効率を上げることができる。
即ち、図７（ａ）に示すように、横軸の特定の温度Ｔ℃を２００℃とし、そのときの抵抗が抵抗値ＲＴとすると、水１０２で濡れるとその多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの温度は、１００℃以下に低下する。すると、抵抗値ＲＴから急激に減少する。このとき、電流は急激に増加して抵抗値ＲＴを維持しようとする。これによって多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの温度は上昇し、特定の温度Ｔ℃＝２００℃になろうとする。表面張力で付着する水は、１００℃で蒸発するが、毛細管現象で多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの内部の空隙として略閉じられた水分は２００℃に加熱された過熱水蒸気となる。
多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの水位付近では、このような現象が生じている。
【０１１８】
次に、本実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置の動作を説明する。
まず、取手６０７を持って処理室部６００の室内６０１を開き、排出口６０３側の下桟６０５に、直接または他の容器に入れて、また、複数段の棚を設けてそこに高温消毒が必要な医療器具等を収容する。勿論、医療器具以外の他の食器類でもよいし、調理器具でもよいし、精密機械でもよい。そして、食品の過熱調理では、栄養成分の損失を抑え、低酸素調理により油脂の酸化やビタミンの破壊も防ぐ機能を活用するために、過熱水蒸気が対象物の周りに存在する状態を形成するのが望ましい。
そして、取手６０７を持って処理室部６００を閉じた後、スタートボタンＳＴを投入する。電源スイッチＳＷ及びスタートボタンＳＴの投入により、ドライバＲ０及びドライバＲ１乃至ドライバＲ４は同時に投入される。これにより、水蒸気発生部１００は温度上昇し、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)も温度上昇する。水蒸気発生部１００、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)の温度上昇により、加熱部ハウジング３０３を通過する上昇気流が発生する。
【０１１９】
同時に、流体加速部７００は流体用電動機７０２で回転させられるファン７０１によって流体移動を加速し、案内部５００、処理室部６００、流体加速部７００、還流生成部２００、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)を循環する空気の流れが生じる。
一方、水タンク８００は、フロートスイッチ８０２によってバルブが開閉するから、所定の定位置に水位がある。水タンク８００の水位はアクリルパイプ８０５が連通管として作用し、水蒸気発生部１００の絶縁性の容器１０３の水１０２も同一の水位にある。この水位は、フロートスイッチ８０２によって維持される。
【０１２０】
正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）に水を供給することにより、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる。即ち、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）の外面では、図８に示すように、水位ＷＬは大気圧付近の圧力であり、表面張力及び毛細管現象による水分は、１００℃で水蒸気として気化する。
また、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）の内部の空隙では正の抵抗温度特性を有し、水で冷却された部位が本来の通電電圧に対応する温度に戻ろうと作用するから、この温度が水位ＷＬよりも高く毛細管現象で浸み込んだ空隙内の水を水蒸気の温度１００℃を超え過熱水蒸気として熱エネルギが蓄えられ、そして、その熱エネルギが蓄えられた過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）外に飛び出す。したがって、原理的に通常の水蒸気と異なる過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）で生成されることになり、高温度の過熱水蒸気が発生することになる。特に、過熱水蒸気は水位ＷＬよりも高く毛細管現象で浸み込んだ空隙内で、しかも、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）が本来の温度に戻ろうとする加熱が行われるから、過熱水蒸気は設定された温度まで急激に上昇する。また、空隙内の略閉じた空間で圧力が増大するから、１気圧以上の閉じた空間から過熱水蒸気が噴出する。このとき、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）は熱伝導が良くないので断熱状態で加熱される。
なお、発明者の確認では、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）から発生する水蒸気と過熱水蒸気の割合は、水位ＷＬ付近の温度上昇が少なく殆ど過熱水蒸気として発生していると認識される。
【０１２１】
そして、水蒸気発生部１００に接続された水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)は、蒸気発生部１００で発生した水蒸気、過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする。その高温度の過熱水蒸気を処理室部６００に導入し、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気により対象物を滅菌処理、乾燥、洗浄等を行う。
水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気は熱エネルギを消耗するから、処理室部６００からの過熱水蒸気を還流生成部２００で合流させ、再加熱し、熱エネルギを補充するものである。
よって、滅菌対象物に対する過熱水蒸気の対流及び輻射熱による加熱に加え、食品表面に接した過熱水蒸気が水に戻ろうとしたときに生じる凝縮熱によって、滅菌対象物が加熱される。この加熱エネルギは熱風空気より多くの熱エネルギを持っており、効率よく加熱消毒できる。また、医療器具であっても、２００℃、３００℃の過熱水蒸気温度で消毒でき、それでいて医療器具の性質を損なわせることがない。
【０１２２】
多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）の水位ＷＬの位置では、表面張力と毛細管現象では異なった水蒸気の発生と過熱水蒸気の発生が生じ、特に、図７（ａ）に示すように、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）は正の抵抗温度特性を有するから、水１０２によって冷やされるとキュリー点Ｃｕ以上の温度にある多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）は通電時であっても抵抗値を下げるから、定電圧が印加されている多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）は急速に温度を上昇させる。特に、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）の熱伝導率は低いから、部分的な温度上昇と温度の降下となる。温度上昇する部位では、本来の設定温度まで温度が上昇し、水１０２の水位ＷＬによって冷やされる部位との境界は熱絶縁物であるからこそ、隣接する空隙内の略閉じた空間の温度が上昇し、かつ、圧力が増大する。発明者の実験測定では、水位ＷＬから１〜５ｍｍ程度の位置で放射温度計により色彩の変化点が検出された。
【０１２３】
図９は本実施の形態１にかかる過熱水蒸気処理装置の水蒸気発生部１００の変形例である。即ち、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）の内部の貫通孔１１，２１に対し、ガラス繊維、カーボン繊維等で表面処理により吸湿性を持たせた人工繊維、植物繊維の先端を１０〜２０ｍｍ程度詰め込み、容易に離脱しないようにする。なお、ここで、表面処理により吸湿性を持たせた人工繊維とは、繊維に毛細管現象による吸湿性を持たせたものである。また、図示は多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）が１本の事例であるが、具体的には束ねて使用される。
１０〜２０ｍｍ程度詰め込んだガラス繊維、植物繊維からなる水分補給繊維１０ｆの先端は、ガラス繊維、植物繊維を二つ折りして、その折れた部位にピアノ線を通し、そのピアノ線を多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）の内部の貫通孔１１，２１に通し、ガラス繊維、植物繊維の先端を１０〜２０ｍｍ程度通過させて、その後、ピアノ線を抜き取る。
水１０２の水位ＷＬは、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）の下端以下に設定される。勿論、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄ（２０Ｃ，２０Ｄ）の下端以下に設定される。しかし、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，１０Ｄの一部が水に浸漬されてもよい。
【０１２４】
図１０は本実施の形態２にかかる過熱水蒸気処理装置の全体を示す構成図であり、図１の実施の形態１では、水蒸気発生部１００に接続された水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃは、蒸気発生部１００で発生した水蒸気、過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とし、その高温度の過熱水蒸気を処理室部６００に導入し、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃから導かれた高温度の過熱水蒸気により滅菌対象物を滅菌処理する。水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃから導かれた高温度の過熱水蒸気は熱エネルギを消耗するから、処理室部６００からの過熱水蒸気を還流生成部２００で合流させ、再加熱し、熱エネルギを補充するものである。
ここで、処理室部６００は過熱水蒸気を上から下方向に流していたが、下から上に加熱蒸気を移動させることもできる。
【０１２５】
即ち、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃを通過した過熱水蒸気を処理室部６００の室内６０１下部にあるフィルタ６０４側の下桟６０６側を供給孔６０２とし、また、室内６０１の上桟６０６側を排出口６０３とすることにより、処理室部６００の室内６０１の流れを逆方向にすることができる。
このとき、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃを通過した過熱水蒸気は、配管９０１により、下桟６０６側の供給孔６０２側に流し、処理室部６００の室内６０１を通過した過熱水蒸気は、配管９０２を介してファン７０１等からなる流体加速部７００で吸引する必要がある。配管９０１及び配管９０２を用いて過熱水蒸気の流れを切り替えればよい。
【０１２６】
配管９０１及び配管９０２によって、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃを通過し、配管９０１を介して過熱水蒸気を下桟６０６側の供給孔６０２側に流し、処理室部６００の室内６０１を通過した過熱水蒸気は、配管９０２を介してファン７０１等からなる流体加速部７００で吸引する。これによって、処理室部６００の室内６０１に入れた医療器具に対してその荷重の反対方向の浮力が発生するから、過熱水蒸気が積載された医療器具であって、重なっていても、その医療器具の周辺に回り込み滅菌消毒が完全に、間違いなく行われる。
更に、排出口６０３及び上桟６０６側を通過した過熱水蒸気処理に使用された過熱水蒸気には、搬送される過熱水蒸気処理の対象物に付着している付着物を除去し、収容する集塵箱６１０を配設している。集塵箱６１０は断面積が広い個所で過熱水蒸気の流れ速度を落とし、除去された付着物を収集するものである。
【０１２７】
図１１は本実施の形態３にかかる過熱水蒸気処理装置の全体を示す構成図であり、図１の実施の形態１の水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂを単一な水蒸気加熱部３００としたものである。勿論、加熱距離を長くすることができるし、電力も大きくすることができる。
動作は、実施の形態１と同一であるが、水蒸気加熱部３００を通過する時間が長く、熱エネルギを過熱水蒸気に与えることができる。
【０１２８】
図１２は本実施の形態４にかかる過熱水蒸気処理装置の全体を示す構成図であり、図１の実施の形態１の供給孔６０２側の下桟６０６を除き、このように撹拌ファン５０２及びそれを駆動する電動機５０１を設けたものである。本実施の形態では、処理室部６００の室内６０１に入れた医療器具等に対して立体的に配置しても、撹拌ファン５０２が作成する渦流によって過熱水蒸気が医療器具等の隅々まで行き渡り易くなる。
ここにおいても、フィルタ６０４の下端には集塵箱６１０が配設されている。集塵箱６１０は過熱水蒸気処理の際に対象物に付着している付着物を収集するものであり、フィルタ６０４の下流の断面積が広い個所で過熱水蒸気の流速を落とし、搬送される対象物に付着している付着物を収容するものである。なお、本実施の形態では、集塵箱６１０を配設しているが、実施の形態によっては省略することもできる。
【０１２９】
図１４は本実施の形態５にかかる過熱水蒸気処理装置の全体を示す構成図であり、図１の実施の形態１との相違点は、処理室部６００の室内６０１が引き出し可能な構造にあります。
本実施の形態の過熱水蒸気処理装置は、高温度の過熱水蒸気による処理室部６００は、水蒸気加熱部１００、還流生成部２００が形成する水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気の循環する流路の位置または前記流路から離脱自在に配設されている離脱位置で停止できるものであるから、処理室部６００を水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気の循環する流路位置または流路から離脱自在な位置に配設されるものであるから、過熱水蒸気処理の対象物を過熱するときには、処理室部６００を水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気の循環する流路位置、過熱水蒸気処理の対象物を過熱のために配置するとき、過熱した対象物を取り出すときに、処理室部６００を水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気の循環する流路位置から外し、前記流路位置から離脱配設されるものであるから保温性が確保でき、また、冷却時間を熱エネルギの消費と無関係に確保でき、排出するエネルギを少なくすることができる。
【０１３０】
このとき、高温度の過熱水蒸気による処理室部６００は、摺動自在な移動方向に垂直な対向面が閉じたとき及び開いた時に処理室部６００の開口を閉じることにより、対象物を取り出したり、収容したりするとき、熱エネルギの損失を最小に抑えることができる。また、流路位置から離脱した位置で停止し、そこで、対象物を取り出したり、収容したりすることができるから、人体が過熱水蒸気によって火傷することはない。そして、水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気の発生を停止させる必要がないので、使用温度に瞬時に立ち上げることができる。
そして、高温度の過熱水蒸気による処理室部６００は、摺動自在な移動方向に垂直な対向面６１１と対向面６１２が閉じたとき、及び開いた時に処理室部６００の開口６００ａを閉じることにより、対象物を取り出したり、収容したりするとき、処理室部６００を流路位置または流路位置外に配置することができ、処理室部６００を流路位置または流路位置外に配置するとき、前記高温度の過熱水蒸気の発生を遮断することなく、使用できるから、水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気の発生を停止させるロス時間(応答時間)が無くなり、使用温度に瞬時に立ち上げることができる。そして、熱エネルギの損失を最小に抑えることができる。また、前記流路位置から離脱した位置で停止し、そこで、対象物を取り出したり、収容したりすることができるから、人体が過熱水蒸気によって火傷することはない。
【０１３１】
図１４において、前面に配設されている対象物の確認用の耐熱ガラス６１８は、５００℃以上の高温度に耐えるものである。左右方向に引きだし可能な取手６０７は、一対のレール６３０によって本実施の形態の過熱水蒸気処理装置の図示しないローラによって保持されている。処理室部６００に対して摺動自在な方向に対向面６１１と対向面６１２が配設されている。対向面６１１と対向面６１２は取手６０７によって室内６０１を引き出したとき、対向面６１２が処理室部６００の開口６００ａを閉じ、また、取手６０７によって室内６０１を流路位置としたとき、対向面６１１が処理室部６００の開口６００ａを閉じる。
したがって、この間、熱エネルギが発生していても、それを漏らすことなく流路を循環させることができ、加熱処理のスタートから直接過熱水蒸気を使用した対象物の処理が可能となる。
【０１３２】
なお、パネル６１９は、電源部ＥＵＮ及び制御部ＣＯＮを収納したボックスの前面で、電源スイッチＳＷ、スタートスイッチＳＴが配設されている。また、温度ディスプレイＤＳも配設されており、室内６０１の温度表示及び室内６０１の温度設定入力、タイマー機能をモードスイッチＭＯＤＥで、また、室内６０１の温度設定入力等のアップまたはダウン用のアップダウンスイッチＵＰ・ＤＮも配設されている。
また、吸水扉６２０は、水の供給形にトラブルが生じたとき、開放して修理を行ったり、据え付けの工事を行うものである。
【０１３３】
以上のように、各実施の形態の過熱水蒸気処理装置は、多孔質の焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体に水を供給し、電力を供給することによって水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部１００と、水蒸気発生部１００からの水蒸気の流れが阻害されないように流すと共に、正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体と同一または同種の多孔質抵抗成型体からなり、流れる水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(または水蒸気加熱部３００)と、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(または水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部６００と、処理室部６００の室内の空気を吸気し、前記吸気した空気を水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(または水蒸気加熱部３００)で合流させる還流生成部２００を具備する。
【０１３４】
このように、水蒸気発生部１００が多孔質の焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体に水を供給することにより、水蒸気及び過熱水蒸気または過熱水蒸気を発生させる。このとき、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体の外面では、表面張力で多孔質抵抗成型体周面を上昇するが、その上昇した水は、水位以下の水を引き連れているから、温度上昇する速度が遅く、過熱水蒸気に比較して水蒸気の発生は僅かである。
【０１３５】
特に、表面張力で多孔質抵抗成型体周面を上昇した水は、大気圧付近の圧力であり、１００℃で水蒸気として蒸発する。また、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体の内部では、正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体が、本来の通電電圧に対応する温度に戻ろうと作用するから、この温度が毛細管現象で浸み込んだ空隙内の水を水蒸気の温度を超え過熱水蒸気として熱エネルギが蓄えられ、そして、その熱エネルギが蓄えられた過熱水蒸気が電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体外に飛び出す。したがって、原理的に通常の水蒸気と異なる過熱水蒸気が電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体の空隙内で生成されることになり、高温度の過熱水蒸気が発生することになる。特に、過熱水蒸気は毛細管現象で浸み込んだ空隙内で、しかも、電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体が本来の温度に戻ろうとする加熱が行われるから、過熱水蒸気は設定された温度まで急激に上昇する。また、空隙内の略閉じた空間で圧力が増大するから、１気圧以上の閉じた空隙も存在し、空隙内から過熱水蒸気が噴出する。
一般に、飽和水蒸気を加熱すれば、どんどん圧力が高まり、耐圧容器が必要になるが、本発明の装置は最初から水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(または水蒸気加熱部３００)で過熱水蒸気が発生するので常圧のまま処理室に吹き込めるし、循環させることができる。
【０１３６】
そして、水蒸気発生部１００に接続された水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(または水蒸気加熱部３００)は、水蒸気発生部１００で発生した水蒸気、過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする。その高温度の過熱水蒸気を処理室部６００に導入し、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(または水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気により滅菌処理する。水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(または水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気は熱エネルギを消耗するから、処理室部６００からの過熱水蒸気を還流生成部２００で合流させ、再加熱し熱エネルギを増加させるものである。しかし、表面張力で電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体を上昇した水は、水位以下の水を引き連れているから、温度上昇する速度が遅く、過熱水蒸気に比較して水蒸気の発生は僅かである。因みに、他社の装置（１０ＫＷ）と比較して１／５〜１／１０の消費電力でよいことが確認された。
【０１３７】
よって、過熱水蒸気処理の対象物に対する過熱水蒸気の対流及び輻射熱による加熱に加え、過熱水蒸気処理の対象物の表面に接した過熱水蒸気が水に戻ろうとしたときに生じる「凝縮熱」によって、過熱水蒸気処理の対象物が加熱される。この加熱エネルギは熱風空気より多くの熱エネルギを持っており、効率よく加熱消毒できる。また、仮に、過熱水蒸気処理の対象物が歯科医療、外科医療等の医療器具であっても、２００℃、３００℃等の任意の過熱水蒸気温度で消毒でき、それでいて医療器具の性質を損なわせることがない。
【０１３８】
因みに、発明者らの実験によれば、１８０〜２００℃であれば、合成ゴムや合成樹脂付きの医療機器の滅菌消毒では約３０秒で死滅が確認された。このとき、合成ゴムや合成樹脂の劣化は確認されなかった。このように、乾燥した状態で処理できるので直ぐに医療器具の使用が可能となる。この点は、従来の装置にはない作用効果である。金属性医療機器の場合は２００〜２５０℃で処理すれば、瞬時に滅菌できるので、歯科医療、外科医療等の医療用に使用される切削工具用滅菌装置としてコンパクト軽量に設計できる。
このように、例えば、医療器具・機器等の滅菌、消毒には、必要に応じて、２００℃から５００℃に設定すれば、滅菌、消毒の効果を得ることができる。また、精密機械・器具の洗浄乾燥には超音波洗浄・乾燥の技術があるものの、乾燥の際には、重なり合っている部分の乾燥が公知の技術ではできないが、本発明の技術では、重なり合っている部分の水分をも吸収し、過熱水蒸気のエネルギを低下しようとするから、微細な個所であっても、化学薬品を使用することなく乾燥できる。また、食品の過熱調理では、栄養成分の損失を抑え、低酸素調理により油脂の酸化やビタミンの破壊も防ぐ機能を具有する。
【０１３９】
また、各実施の形態の過熱水蒸気処理装置は、２０％〜５０％の範囲内の空隙を有する焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体に水を供給し、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部１００と、水蒸気発生部１００からの水蒸気の流れが阻害されないように流すと共に、正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄと同一または同種の多孔質抵抗成型体からなり、流れる過熱水蒸気を含む水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)と、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)の断面積が、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)の過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広く、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気により滅菌処理する処理室部６００と、処理室部６００の室内の空気を吸気し、前記吸気した空気を水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)で合流させる還流生成部２００を具備する。
【０１４０】
多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄが、２０％〜５０％の範囲内の空隙を有する焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄに水を供給することにより、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる。このとき、一般的に、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの外面では、大気圧付近の圧力であり、１００℃で水蒸気として気化し、また、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの内部では正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体が、本来の通電電圧に対応する温度に戻ろうと作用するから、この温度が毛細管現象で浸み込んだ空隙内の水を水蒸気の温度を超え過熱水蒸気として熱エネルギが蓄えられ、そして、その熱エネルギが蓄えられた過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄ外に飛び出す。
【０１４１】
したがって、原理的に通常の水蒸気と異なる過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄで生成されることになり、高温度の過熱水蒸気が発生することになる。特に、過熱水蒸気は毛細管現象で浸み込んだ空隙内で、しかも、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄが本来の温度に戻ろうとする加熱が行われるから、過熱水蒸気は設定された温度まで急激に上昇する。また、空隙内の略閉じた空間で圧力が増大するから、１気圧以上の閉じた空間から過熱水蒸気が噴出する。
そして、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄに接続された水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)は、蒸気発生部１００で発生した水蒸気、過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする。その高温度の過熱水蒸気を処理室部６００に導入し、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気により滅菌処理する。水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気は熱エネルギを消耗するから、処理室部６００からの過熱水蒸気を還流生成部２００で合流させ、再加熱するものである。
よって、過熱水蒸気処理の滅菌対象物に対する過熱水蒸気の対流及び輻射熱による加熱に加え、滅菌対象物表面に接した過熱水蒸気が水に戻ろうとしたときに生じる「凝縮熱」によって、滅菌対象物が加熱される。この加熱エネルギは熱風空気より多くの熱エネルギを持っており、効率よく加熱消毒できます。また、医療器具であっても、２００℃、３００℃の過熱水蒸気温度で消毒でき、それでいて医療器具の性質を損なわせることがない。
【０１４２】
多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄは、アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％、黒鉛粉５〜１０ｗｔ％、粘土粉３０〜５０ｗｔ％、木粉０〜１０ｗｔ％との配合で混合した焼結原料混合物とし、前記焼結原料混合物の全体に対して、比重の違いによって移動が生じない水及び／またはバインダ０〜２５ｗｔ％を加えて混練し、圧力を加えて成形し、それを焼結してなるものである。
ここで、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄは、アルミニウム粉、黒鉛粉、粘土粉、木粉との配合で混合した焼結原料混合物とし、その全体に対して、水を加えて混練し、圧縮形成または押出成形によって成型し、乾燥の後、焼結させてなるものであるから、次の効果を奏する。即ち、焼結原料混合物において、例えば、アルミニウム粉の含有量が３０ｗｔ％未満であると、アルミニウム粉が少なすぎて、通電性が損なわれる。一方、アルミニウム粉の含有量が５０ｗｔ％を超えると、アルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出するという焼結不良が生じ易くなる。アルミニウム粉３０〜５０ｗｔ％であるから、通電性が維持でき、焼結不良も生じ難い。
【０１４３】
また、例えば、黒鉛粉の含有量が５ｗｔ％未満であると、黒鉛粉が極めて少な過ぎてアルミニウム粉において黒鉛粉に覆われない部分が増大し、そのことによって、焼成過程において溶融したアルミニウムが表面に噴出する焼結不良が生じ易くなる。一方、黒鉛粉の含有量が１０ｗｔ％を超えると、黒鉛粉が多過ぎて多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの強度及び純度が低下し、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの抵抗発熱体としての使用において強度や通電発熱性が足りないものとなる。黒鉛粉の含有量が５〜１０ｗｔ％であるから、アルミニウムが表面に噴出する焼結不良や、多孔質抵抗成型体の強度が低下しない。
そして、陶磁器用の粘土粉の含有量が、例えば、３０ｗｔ％未満であると、陶磁器用の粘土粉が少なすぎて、得られる成型抵抗体の抵抗値が小さくなり、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの抵抗発熱体としての利用において通電発熱性が足りないものとなる。一方、陶磁器用の粘土粉の含有量が５０ｗｔ％を超えると、陶磁器用の粘土粉が多過ぎて、通電性が損なわれるが、本発明はその範囲内に設定しているから、それらの問題が生じない。
【０１４４】
更に、木粉は、木屑を粉砕機で微粉砕したものが使用されるが、ウィスカー状のものを用いるのが好ましい。例えば、ウィスカー状の木粉を使用することでアルミニウム粉、黒鉛粉、蛙目粘土粉等の原料がウィスカー状の髭状の隙間に絡みつくため、原料の充填性が高くなると共に、成形工程で圧力を掛けて生じたものは強固で緻密なものとなるが、木粉が入っていなくても多孔質抵抗成型体を得ることはできる。通常、０〜１０ｗｔ％配合するのが望ましい。したがって、この正の抵抗温度特性の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄによれば、確実に高強度で通電発熱性を有し、純度の高いものとなる。
なお、前記焼結原料混合物において、前記アルミニウム粉の含有量が４０ｗｔ％〜４５ｗｔ％の範囲内であり、前記黒鉛粉の含有量が５ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲内であり、前記鉱物質粉（陶磁器用の粘土粉）の含有量が４０ｗｔ％〜４５ｗｔ％の範囲内あることによって、更に確実に正の抵抗温度特性の多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄにおいて高い強度及び純度並びに通電発熱性を確保できるため、より好ましい。
【０１４５】
前記多孔質抵抗成型体に対する水の供給は、前記多孔質抵抗成型体の一部を水に浸漬し、他の部分を水に浸漬することなく露出させて電力を供給するものである。
多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの一部を水に浸漬し、他の部分を水に浸漬することなく露出させていることは、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの通電位置に浸漬位置があり、その浸漬位置では、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの外面は大気圧付近の圧力であり、１００℃で水蒸気として気化し、また、多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄの内部では正の抵抗温度特性を有する多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄが、本来の通電電圧に対応する温度に戻ろうと作用するから、この温度が毛細管現象で浸み込んだ空隙内の水を水蒸気の温度を超え過熱水蒸気として熱エネルギが蓄えられ、そして、その熱エネルギが蓄えられた過熱水蒸気が多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄ外に飛び出すことができ、高効率で過熱蒸気が発生できる。
【０１４６】
多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄに対する水の供給は、水位を所定の範囲内とする制御を行うものであるから、電気的に仔細な制御を行わなくとも、水位の検出で所定の水位を維持するバルブのみで対応できる。
勿論、フロートスイッチで水位を所定の範囲内に設定してもよいし、電気的制御で所定の範囲内の水位としてもよい。
【０１４７】
前記高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部６００は、過熱水蒸気を吹き出すものであるから、室内６０１が澱みのない過熱水蒸気の流れとなり、過熱水蒸気処理の対象物の表面をつまなく流すことができる。よって、部分的に温度上昇が少ない個所が存在することがない。
【０１４８】
高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部６００は、過熱水蒸気を上からの面として吹き出させ、室内６０１を撹拌させるものである。
したがって、室内６０１が澱みのない過熱水蒸気の流れとなり、過熱水蒸気処理の対象物の表面をつまなく流すことができる。よって、部分的に温度上昇が少ない個所が存在することがない。
【０１４９】
前記高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部６００は、過熱水蒸気を下面から吹き出させ、浮力を利用して前記過熱水蒸気を、過熱水蒸気処理の対象物の周囲に回り込ませるものであるから、譬え、金属等の医療器具であっても、金属部分の自重によって重なり合い、過熱水蒸気が行き届かない箇所をなくすことができる。
【０１５０】
前記多孔質抵抗成型体には、更に、金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したものである。
金属シリコン粉５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を配合したものであるから、通電安定性を確保することができる。また、鉄粉は酸化により抵抗体として機能するから抵抗値制御に使用でき、必要に応じて、ＰＴＣサーミスタと同様の特性を有する正の温度係数を有する正の抵抗温度特性の発熱体とするか否かを制御できる。特に、シリコン粉(半導体)５〜１０ｗｔ％及び鉄粉０〜１０ｗｔ％を混合したものでは、キュリー点温度を設定しやすい。
【０１５１】
多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃには、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かした白金族触媒を担持付着させた触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄとしたものである。
前記白金族触媒は、パラジュウム、またはパラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウム等のように、パラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む２層構造としたものであるから、単一のパラジュウム、またはパラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む２層構造によって、白金族触媒がパラジュウムを含むものであり、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから取り扱いが簡単で、製造が簡単である。
【０１５２】
触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄのように担持させた白金族触媒は、パラジュウムと白金、パラジュウムと銀、パラジュウムとルテニュウム、パラジュウムとロジュウムのパラジュウムを含む組み合わせからなる単一の合金またはパラジュウムを含む２層構造としたものである。
単一のパラジュウム、またはパラジュウムを含む組み合わせからなる合金、またはパラジュウムを含む２層構造によって、白金族触媒がパラジュウムを含むものであり、無機溶剤及び／または有機溶剤で溶かし、浸漬、塗布し、乾燥させたものであるから取り扱いが簡単で、製造が簡単である。
【０１５３】
本実施の形態に処理室部６００の過熱水蒸気を吹き出す室内６０１には、例えば、医療器具の他に、皿、茶碗、レンゲ、スプーン、フォーク、ナイフ等の食器類、鍋ホルダ等の過熱水蒸気処理の滅菌対象物とすることができる。これらは特定の桟を多段に積層したり、特定の形状のハンガーを配置したりして、効率の良い配置とすることができる。この場合にも、線材を使用して、過熱水蒸気の流れを阻害しない状態とするのが望ましい。
室内６０１には、過熱水蒸気装置を何に使用するかによって入れる過熱水蒸気処理の対象物が変化する。
【０１５４】
室内６０１には、例えば、医療器具・機器等の滅菌、殺菌、消毒の場合には、医療器具、医療機器が収納される。また、精密機械・器具、電子・電気部品の洗浄や乾燥には、精密機械、電気・電子部品が収納される。このとき、溶剤とか、酸化防止剤という特定の溶剤の使用を行うことなく洗浄後の乾燥ができる。そして、皿、茶碗、レンゲ、スプーン、フォーク、ナイフ等の食器類、鍋等も洗浄の後の乾燥として収容できる。食品の過熱調理や再加熱調理は、衣をつけた冷凍食品、加工食品を収容できる。また、特定温度を維持する恒温や過熱等を含む対象物を収納できる。特に、食品の過熱調理では、栄養成分の損失を抑え、低酸素調理により油脂の酸化やビタミンの破壊も防ぐという過熱水蒸気処理を行うことができる。
【０１５５】
一般に、大気圧下の水は１００℃で沸騰して水蒸気になる。水蒸気に外部から熱エネルギを与えて定圧膨張させながら温度を上げていくと過熱状態になる。ボイル・シャルルの法則により、水蒸気は１℃温度が上がる毎に、１／２７３だけ容積が増え、１００℃で１リットルの容積の水蒸気は、最初の１００℃＋２７３℃の和の３７３℃の温度上昇をすると体積が２リットルの過熱水蒸気の状態になり、過熱水蒸気の保持する熱エネルギは大きくなる。
因みに、発明者らの実験によれば、１８０〜２００℃であれば、合成ゴムや合成樹脂付きの医療機器の滅菌消毒では約３０秒で死滅が確認された。このとき、合成ゴムや合成樹脂の劣化は確認されなかった。このように、乾燥した状態で処理できるので直ぐに医療器具の再使用が可能となる。この点は、従来からあるオートクレーブに比較しても、従来装置にはない作用効果である。金属性医療機器の場合は２００〜２５０℃で処理すれば、瞬時に滅菌できるので、歯科医療、外科医療等の医療用に使用される切削工具用滅菌装置として、また、精密加工機械の洗浄としてコンパクト軽量に設計できる。
【０１５６】
上記実施の形態の過熱水蒸気処理装置は、多孔質の焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体に水を供給し、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部１００と、水蒸気発生部１００からの水蒸気の流れが阻害されないように流すと共に、正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄと同一または同種の多孔質抵抗成型体からなり、流れる過熱水蒸気を含む水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)と、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)の断面積が、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)の過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広く、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気により滅菌処理する処理室部６００と、処理室部６００の室内の空気を吸気し、前記吸気した空気を水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)で合流させる還流生成部２００を具備する構成は、過熱水蒸気処理装置による食品加熱装置としても使用できる。
【０１５７】
また、同一の構成によって本実施の形態の過熱水蒸気処理装置は、医療器具・機器等の滅菌、殺菌、消毒の場合には、医療器具、医療機器用として使用できる。また、精密機械・器具、電子・電気部品の洗浄や乾燥には、精密機械、電気・電子部品の洗浄乾燥用として使用できる。特に、溶剤とか、酸化防止剤という特定の溶剤の使用を行うことなく洗浄後の乾燥ができるだけでなく、薄板が２枚水分によって接合していても、或いは、小物の面が水分によって接合されていても、過熱水蒸気はその周囲から、水分を吸収し、エネルギを低下するから２枚物が水分で接合し、離れないという現象は生じない。そして、特定温度を維持する恒温や過熱等を含む対象物を収納できる。更に、皿、茶碗、レンゲ、スプーン、フォーク、ナイフ等の食器類、鍋等も洗浄の後の乾燥として食器乾燥機としても使用できる。食品の過熱調理や再加熱調理は、衣をつけた冷凍食品、加工食品用の食品加工機としても使用できる。特に、食品の過熱調理では、栄養成分の損失を抑え、低酸素調理により油脂の酸化やビタミンの破壊も防ぐという過熱水蒸気処理を行うことができる。
【０１５８】
上記実施の形態の過熱水蒸気処理装置は、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)の断面積が、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)の過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広く、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部６００とするものであるが、本発明を実施する場合に、過熱水蒸気処理する処理室部６００を格別その断面積を広くしなくても、機能的には充足している。
【０１５９】
即ち、上記実施の形態で説明した過熱水蒸気処理装置は、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ等の多孔質抵抗成型体に水を供給し、電力を供給することによって水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部１００と、水蒸気発生部１００からの水蒸気の流れが阻害されないように流すと共に、正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなる多孔質抵抗成型体と同一または同種の電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃからなり、流れる水蒸気及び／または過熱水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)と、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)から導かれた高温度の過熱水蒸気により過熱水蒸気処理する処理室部６００と、処理室部６００の室内の空気を吸気し、吸気した空気を水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ(水蒸気加熱部３００)で合流させる還流生成部２００との構成とすることができる。
【０１６０】
上記実施の形態の過熱水蒸気処理装置は、１台の過熱水蒸気処理装置の動作について説明したが、複数台を使用する実施例も可能である。
図１５はその例であり、図１５は３台の過熱水蒸気処理装置５４，５５，５６をハウジング５２に接続したものである。
図１に示す実施の形態の過熱水蒸気処理装置を用いて説明すると、２０％〜５０％の範囲内の空隙を有する焼結体であり、常温では抵抗値が低く、所定の温度に上昇すると抵抗値が増大する正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体に水を供給し、水蒸気及び過熱水蒸気、または過熱水蒸気を発生させる水蒸気発生部１００は、本実施の形態の過熱水蒸気処理装置５４，５５，５６の個々に配設したものであるが、共通に配設させることもできる。
【０１６１】
水蒸気発生部１００からの水蒸気の流れが阻害されないように流すと共に、正の抵抗温度特性を有する電極付多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃまたは触媒機能付多孔質抵抗成型体１０Ｄ，２０Ｄからなる多孔質抵抗成型体１０Ｃ，２０Ｃ，１０Ｄ，２０Ｄと同一または同種の多孔質抵抗成型体からなり、流れる過熱水蒸気を含む水蒸気に対して熱エネルギを与えて高温度の過熱水蒸気とする水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃは、独立に設けている。
また、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃの断面積が、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃの過熱水蒸気が通過する断面積に比較して広く、水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃから導かれた高温度の過熱水蒸気により滅菌処理する処理室部６００に相当するのがハウジング５２である。
【０１６２】
そして、処理室部６００に相当するのがハウジング５２の室内の空気を吸気し、前記吸気した空気を水蒸気加熱部３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃで合流させる還流生成部２００は、各過熱水蒸気処理装置５４，５５，５６がハウジング５２の室内から取り込んでいる。但し、取り込み口を単一とし、そこから分配してもよいが、均一に分配する必要がある。
コンベア用電動機５１ａ，５１ｂで駆動される１台のベルトコンベア５１が、ハウジング５２を貫いている。ベルトコンベア５１の上面とハウジング５２との開口５３は、エアーカーテン発生装置５７によりエアーカーテンが設けられている。なお、このエアーカーテンは、合成樹脂製のすだれ状カーテンとして実施してもよい。本実施の形態のエアーカーテン発生装置５７により形成されたエアーカーテンは、すだれ状カーテンと相違し、機械的に接触するものがないから、汚れが付き難い。
【０１６３】
このように構成することにより、過熱水蒸気処理する対象物Ｘは左右の電動機５１ａ，５１ｂで駆動されるベルトコンベア５１によって図示の左から右に移動する。過熱水蒸気処理する対象物Ｘを金属の洗浄として使用する場合には、灯油に浸漬する行為と乾燥する行為を１回以上繰り返すことにより、頑固な機械的汚れもきれいにすることができる。
また、乾燥工程に使用する場合には、表面温度が急激に２００℃以上となり、温度が深く浸透しない状態で乾燥させることができる。
上記実施の形態の過熱水蒸気処理装置は、３台の過熱水蒸気処理装置の動作について説明したが、２台以上を使用する場合は同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置は、滅菌等の処理を行う対象物Ｘを前提で説明したが、滅菌処理の形態で食品を過熱すれば食品加工装置として使用できる。本発明を実施する場合には、食品加工にも使用できる。特に、食品加工ではコロッケ、フライ等の油で揚げていたものが油を使用しないで処理することができる。また、燻製についても、処理室部６００で桜等の必要な煙は過熱水蒸気の照射で行うことができる。
因みに発明者らの製造した実験装置では、常圧で１７２℃〜５００℃（発熱最高温度６５０℃）まで発生できる。具体的には、食品加工では、過熱水蒸気の温度により、蒸物（１８０〜２００℃）、煮物（１８０〜２５０℃）、焼物（焦がさずに焼く；２００〜２５０℃）、焼物（焦げ目を付けて焼く；２５０〜３００℃）などの機能が、従来機器の１／５以下の電力で可能である。そして、循環させる過熱水蒸気の吹き出し口を絞って、循環用の送風ファンで圧力を上げて対象物に吹き付ける構造にすれば、ピンポイントに高温過熱水蒸気を照射することも可能です。
また、本実施の形態にかかる過熱水蒸気処理装置は、閉じた空間で過熱水蒸気を循環させながら処理室部６００の過熱水蒸気を吹き出す室内６０１に歯科医療、外科医療等の医療用に使用される過熱水蒸気処理装置として使用する事例で説明したが、吹き出し口の面積を小さくし、一方的に吹き出す過熱水蒸気として使用することもできる。
【０１６５】
精密機械・器具の洗浄乾燥には水による超音波洗浄・乾燥の技術が公知であるが、本発明の実施の形態の精密機械・器具を対象物Ｘとする洗浄乾燥は、基本的工程が相違する。まず、精密加工した部品または鋳造した部品をまず灯油等に浸漬し、それを取り出して無酸素状態の過熱水蒸気処理装置５４，５５，５６に入れ加熱する。この状態で、通常であれば、この状態で加工屑、切り屑、鋳物砂に亀裂が入り、エアガン等でそれらを吹き飛ばすことができる。発明者らの実験によれば、この動作が１回では取れない場合には２回または３回行うことにより、１０ｍｍ幅で０．１ｍｍのスリット中の鋳物砂を含む残渣が除去された。また、水洗したものでも、水滴を水垢による痕が残らないように蒸発させることができ、メツキ前の洗浄にも使用できる。そして、時間的にも、１〜３分程度で残渣が取れ、水滴も除去できる。
過熱水蒸気を発生させて熱による医療器具・機器等からなる対象物Ｘの滅菌、殺菌、消毒は、医療器具・機器が金属であっても、陶器、ガラス、合成樹脂であっても、滅菌、殺菌等の消毒ができる。特に、消毒液を使用しなくてもよいから環境汚染の可能性は皆無である。
【０１６６】
更に、積極的に滅菌、殺菌する対象の対象物Ｘとして、病院で使用する寝具がある。病院寝具は看者に応じて使用、特定の期間まで使用されている。看者が退院したり、所定の期間が経過すると、洗濯され、乾燥され、プレスされ、所定の容器に入れられて配布される。しかし、本発明を実施する場合には、対象物Ｘを水洗し、機械脱水した状態で図１５に示す過熱水蒸気処理装置５４，５５，５６に入れ加熱すると、滅菌、殺菌等の消毒ができる。このとき、病院寝具が化学繊維であっても、植物繊維であっても、１〜３分程度で水滴がなくなり、変色することなく乾燥させることができる。したがって、大量の消毒液を処理して下水に排水する必要がなくなり、環境負荷は軽減される。
【０１６７】
一般に食品の過熱調理の対象物Ｘでは、煮炊きしたり、焼いたりするが、水に浸したり、直接火気に接するために栄養成分の損失、油脂の酸化やビタミンの破壊が生じる。本発明の実施例の過熱水蒸気処理装置は、使用する水蒸気の量を少なくし、水蒸気１個の持つエネルギを高くしたものであるから、植物、生物界においては、表面に皮膜を形成するように焼成され、栄養成分の損失を抑え、低酸素調理により油脂の酸化やビタミンの破壊も防ぐことができる。
【符号の説明】
【０１６８】
１１，２１    貫通孔
１０Ｃ，２０Ｃ    電極付多孔質抵抗成型体
１０Ｄ，２０Ｄ    触媒機能付多孔質抵抗成型体
１００    水蒸気発生部
１０３    絶縁性の容器
２００    還流生成部
３００    水蒸気加熱部
３００Ａ    水蒸気加熱部
３００Ｂ    水蒸気加熱部
３００Ｃ    水蒸気加熱部
４００    均圧部
５００    案内部
６００    処理室部
６０１    室内
７００    流体加速部
【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１４】
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【図１５】
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