(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端から空気の送り込みが可能で他端に噴射口を有する筒体と、上記筒体内に水を噴霧して水蒸気流を生成する噴霧手段と、上記筒体内に噴霧された上記水を加熱して水蒸気にする第１の加熱手段と、上記噴射口を覆ったカバーと、このカバー内に噴射された水蒸気が殺菌対象物との間でシート状になるように配置され、上記殺菌対象物と接触した上記水蒸気が流通可能な吸引口を上記カバーとの間に形成した接触手段と、上記殺菌対象物と接触した上記水蒸気の一部を上記吸引口から吸引し、上記第１の加熱手段で生成された水蒸気と混合する回収手段と、この回収手段で混合された混合水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する第２の加熱手段と、上記筒体の一端から上記筒体内に空気を送り込んで上記過熱水蒸気を上記殺菌対象物に向けて噴射する送風手段とを備えたことを特徴とする殺菌装置。
【請求項２】
筒体と、この筒体の一端から上記筒体内に空気を送り込む送風手段と、上記筒体内に水を噴霧して水蒸気流を生成する噴霧手段と、上記筒体内に噴霧された上記水を加熱して水蒸気にする第１の加熱手段と、上記筒体内で上記水蒸気を加熱して過熱水蒸気とする第２の加熱手段と、上記筒体の他端に連結されて上記過熱水蒸気を殺菌対象物に誘導するカバーと、このカバー内に配置され上記カバーとの間に上記過熱水蒸気が流通可能な噴射口を上記カバーの外周部に形成して、上記過熱水蒸気が上記殺菌対象物との間でシート状になる様にして、上記過熱水蒸気が上記殺菌対象物と接触する過程で冷却されて出来た水蒸気が流通可能な吸引口が上記カバーの中央部になるように形成した接触手段と、上記殺菌対象物と接触する過程で出来た上記水蒸気の一部を上記吸引口から吸引して上記第１の加熱手段と上記第２の加熱手段との間に送給する回収手段とを備えたことを特徴とする殺菌装置。
【請求項３】
一端から空気の送り込みが可能で他端に噴射口を有する筒体と、上記筒体内に水を噴霧して水蒸気流を生成する噴霧手段と、上記筒体内に噴霧された上記水を加熱して水蒸気にする第１の加熱手段と、上記水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する第２の加熱手段と、上記噴射口が中央部になるように上記噴射口を覆ったカバーと、このカバー内に噴射された過熱水蒸気が殺菌対象物との間でシート状になるようにして、上記過熱水蒸気が上記殺菌対象物と接触する過程で冷却されて出来た水蒸気が流通可能な吸引口を上記カバーの外周部に形成した接触手段と、上記殺菌対象物と接触した上記水蒸気の一部を上記吸引口から吸引し、上記第１の加熱手段で生成された水蒸気と混合する回収手段と、この混合された混合水蒸気を第２の加熱手段で加熱して過熱水蒸気とし、上記筒体の一端から上記筒体内に空気を送り込んで上記過熱水蒸気を上記殺菌対象物に向けて噴射する送風手段とを備えたことを特徴とする殺菌装置。
【請求項４】
両端が開口された筒体と、この筒体の一端から外気および水蒸気を吸い込み上記筒体の他端から噴射させる送風手段と、上記筒体内に収納されて水もしくは補給水蒸気を噴霧する噴霧手段と、上記筒体内に収納されて上記噴霧手段から噴霧された上記水もしくは補給水蒸気と、上記筒体の一端から送り込まれた上記外気および水蒸気との混合気流を加熱して過熱水蒸気を生成する加熱手段と、上記筒体から噴射された上記過熱水蒸気が殺菌対象物との間でシート状になるように形成された接触手段と、上記殺菌対象物と接触した上記過熱水蒸気が冷却されて生成された水蒸気が流通可能な吸引口を上記接触手段との間に形成し、上記吸引口を上記筒体の一端に連通させ、上記殺菌対象物と接触する過程で冷却されて生成された上記水蒸気を上記筒体の一端に送給可能なカバーを備えたことを特徴とする殺菌装置。
【請求項５】
殺菌に対して活性な活性気体を生成する活性気体生成手段と、上記活性気体を一端から吸入して他端の噴射口から噴射可能な筒体と、この筒体の一端から上記筒体内に上記活性気体を送り込んで上記噴射口に向けて送気する送風手段と、上記噴射口から噴射された上記活性気体が殺菌対象物との間でシート状になるように形成された接触手段と、上記噴射口と上記接触手段とを覆って上記殺菌対象物と接触した上記活性気体が流通可能な吸引口を形成し、上記殺菌対象物との間に形成される殺菌処理空間を介して上記吸引口と上記噴射口とを連通させ、上記吸引口から吸引した上記活性気体を上記筒体の一端に送給可能なカバーとを備えたことを特徴とする殺菌装置。
【請求項６】
過熱水蒸気と殺菌対象物とを接触させる殺菌室と、一端が上記殺菌室に連結され、他端から空気の導入が可能な筒体と、この筒体内に補給水蒸気を供給する水蒸気生成手段と、上記過熱水蒸気が上記殺菌対象物に接触する過程で冷却されて生成された回収水蒸気を上記筒体内に送り込み、上記補給水蒸気と混合して混合水蒸気を生成する回収手段と、上記混合水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する加熱手段と、上記過熱水蒸気を殺菌室に向けて噴射する送風手段とを備えたことを特徴とする殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、過熱水蒸気および殺菌に対して活性な気体を使った殺菌装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は特開２０００−５１３２４号広報に開示された常圧過熱水蒸気を使った従来の殺菌装置の構成例を示したものである。図１０において、常圧水蒸気発生器１で常圧の水蒸気を発生させる。常圧水蒸気発生器１は、例えば容器内に収容された水を電気ヒータあるいはハロゲンランプ、あるいはその他の適当な加熱手段により構成される。これにより水を加熱して水蒸気を発生させることによって約１００℃の常圧水蒸気が得られる。この約１００℃の常圧水蒸気を、電気ヒータあるいはハロゲンランプあるいはその他適当な加熱手段からなる再加熱器２により加熱して、１２０℃〜１８０℃の過熱蒸気にする。この過熱蒸気をファン３で吸引し、各殺菌器４に分岐配管５を介して供給する。殺菌器４は例えば手指を挿入する容器からなり、挿入された手指を包むように過熱蒸気が容器内に供給され充満する。これにより手指に付着する細菌やバクテリヤ類は短時間で死滅する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の過熱水蒸気による殺菌装置は以上の様に構成されているので、過熱水蒸気を噴射させて殺菌に使用した水蒸気が周囲に飛散して消耗するため、エネルギーの消費量が多くなるという問題があった。
この発明は使用した後の水蒸気、あるいは殺菌に対して活性な気体を吸引して回収し、再使用する機能を持たせることにより、省エネルギー化された殺菌装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る殺菌装置は、一端から空気の送り込みが可能で他端に噴射口を有する筒体と、筒体内に水を噴霧して水蒸気流を生成する噴霧手段と、筒体内に噴霧された水を加熱して水蒸気にする第１の加熱手段と、噴射口を覆ったカバーと、このカバー内に噴射された水蒸気が殺菌対象物との間でシート状になるように配置され、殺菌対象物と接触した水蒸気が流通可能な吸引口をカバーとの間に形成した接触手段と、殺菌対象物と接触した水蒸気の一部を吸引口から吸引し、第１の加熱手段で生成された水蒸気と混合する回収手段と、この回収手段で混合された混合水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する第２の加熱手段と、筒体の一端から筒体内に空気を送り込んで過熱水蒸気を殺菌対象物に向けて噴射する送風手段とを備えたものである。
【０００５】
また、筒体と、この筒体の一端から筒体内に空気を送り込む送風手段と、筒体内に水を噴霧して水蒸気流を生成する噴霧手段と、筒体内に噴霧された水を加熱して水蒸気にする第１の加熱手段と、筒体内で水蒸気を加熱して過熱水蒸気とする第２の加熱手段と、筒体の他端に連結されて過熱水蒸気を殺菌対象物に誘導するカバーと、このカバー内に配置されカバーとの間に過熱水蒸気が流通可能な噴射口をカバーの外周部に形成して、過熱水蒸気が殺菌対象物との間でシート状になる様にして、過熱水蒸気が殺菌対象物と接触する過程で冷却されて出来た水蒸気が流通可能な吸引口がカバーの中央部になるように形成した接触手段と、殺菌対象物と接触する過程で出来た水蒸気の一部を吸引口から吸引して第１の加熱手段と第２の加熱手段との間に送給する回収手段とを備えたものである。
【０００６】
また、一端から空気の送り込みが可能で他端に噴射口を有する筒体と、筒体内に水を噴霧して水蒸気流を生成する噴霧手段と、筒体内に噴霧された水を加熱して水蒸気にする第１の加熱手段と、水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する第２の加熱手段と、噴射口が中央部になるように噴射口を覆ったカバーと、このカバー内に噴射された過熱水蒸気が殺菌対象物との間でシート状になるようにして、過熱水蒸気が殺菌対象物と接触する過程で冷却されて出来た水蒸気が流通可能な吸引口をカバーの外周部に形成した接触手段と、殺菌対象物と接触した水蒸気の一部を吸引口から吸引し、第１の加熱手段で生成された水蒸気と混合する回収手段と、この混合された混合水蒸気を第２の加熱手段で加熱して過熱水蒸気とし、筒体の一端から筒体内に空気を送り込んで過熱水蒸気を殺菌対象物に向けて噴射する送風手段とを備えたものである。
【０００７】
また、両端が開口された筒体と、この筒体の一端から外気および水蒸気を吸い込み筒体の他端から噴射させる送風手段と、筒体内に収納されて水もしくは補給水蒸気を噴霧する噴霧手段と、筒体内に収納されて噴霧手段から噴霧された水もしくは補給水蒸気と、筒体の一端から送り込まれた外気および水蒸気との混合気流を加熱して過熱水蒸気を生成する加熱手段と、筒体から噴射された過熱水蒸気が殺菌対象物との間でシート状になるように形成された接触手段と、殺菌対象物と接触した過熱水蒸気が冷却されて生成された水蒸気が流通可能な吸引口を接触手段との間に形成し、吸引口を筒体の一端に連通させ、殺菌対象物と接触する過程で冷却されて生成された水蒸気を筒体の一端に送給可能なカバーとを備えたものである。
【０００８】
また、殺菌に対して活性な活性気体を生成する活性気体生成手段と、活性気体を一端から吸入して他端の噴射口から噴射可能な筒体と、この筒体の一端から筒体内に活性気体を送り込んで噴射口に向けて送気する送風手段と、噴射口から噴射された活性気体が殺菌対象物との間でシート状になるように形成された接触手段と、噴射口と接触手段とを覆って殺菌対象物と接触した活性気体が流通可能な吸引口を形成し、殺菌対象物との間に形成される殺菌処理空間を介して吸引口と噴射口とを連通させ、吸引口から吸引した活性気体を筒体の一端に送給可能なカバーとを備えたものである。
【０００９】
さらに、過熱水蒸気と殺菌対象物とを接触させる殺菌室と、一端が殺菌室に連結され、他端から空気の導入が可能な筒体と、この筒体内に補給水蒸気を供給する水蒸気生成手段と、過熱水蒸気が殺菌対象物に接触する過程で冷却されて生成された回収水蒸気を筒体内に送り込み、補給水蒸気と混合して混合水蒸気を生成する回収手段と、混合水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する加熱手段と、過熱水蒸気を殺菌室に向けて噴射する送風手段とを備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は実施の形態１の構成を示す断面図である。図２は図１の要部を示す断面図である。図１および図２において、６は燃焼ガスの温度環境に耐えられる耐熱性の筒体、７は筒体６の一端に配置した送風機などによる送風手段で、外気を矢印Ａに沿って筒体６内に送り込む。８は筒体６内に配置された燃焼器等の第１の加熱手段で、送風手段７によって送り込まれた空気を加熱し、矢印Ｂで示す加熱気流を得る。９は第１の加熱手段８の次段に配置された噴霧ノズル等からなる水の噴霧手段で、加熱気流Ｂ中に水を噴霧することによって水蒸気流Ｃを生成する。１０は噴霧手段９の後段に配置された燃焼器等の第２の加熱手段で、上述の水蒸気流Ｃと後述するが回収されてきた水蒸気を回収口１１から矢印Ｄに沿って合流させた混合気流を加熱して、矢印Ｅで示す過熱水蒸気流を生成する。
【００１１】
１２は過熱水蒸気を閉じ込めるためのカバー、１３はカバー１２の内部で噴射された過熱水蒸気を後述の殺菌対象物１４に接触させる接触手段で、殺菌対象物１４との間で過熱水蒸気を薄いシート状にしている。１４は殺菌処理を施される殺菌対象物、１５は接触手段１３と殺菌対象物１４の間に形成される殺菌処理空間、１６は一端が筒体６の他端に連結された噴出手段で、他端の噴出口１６ａから過熱水蒸気を殺菌処理空間１５へ噴出する。
【００１２】
１７は殺菌対象物１４に接触した過熱水蒸気の一部を殺菌処理空間１５から吸引除去する吸引口で、噴射口１６ａに相対した位置に配置されている。１８は殺菌処理に使われた後の過熱水蒸気を回収するための回収管路、１９は殺菌処理空間１５から使用後の過熱水蒸気を回収するためのファンなどで構成される回収手段、２０は回収した過熱水蒸気を筒体６内に配置されている第１の加熱手段８と第２の加熱手段１０との間に送給する送給管路、２１はキャスター等で構成される移動手段で、殺菌処理空間１５が殺菌対象物１４の面上を自在に移動できる様にしている。
【００１３】
次に実施の形態１の作用について説明する。図１および図２において、筒体６の一端に対置されている送風手段７によって外気が矢印Ａに沿って筒体６内に送り込まれる。送風手段７によって送り込まれた空気中で燃料を燃焼し、矢印Ｂで示す加熱気流を生成する。この加熱気流の中に噴霧手段９によって矢印Ｃに沿って水を噴霧することによって水を蒸発させ水蒸気流を生成する。
筒体６から吐出された過熱水蒸気は噴射手段１６に設けられた噴射口１６ａから接触手段１３と殺菌対象物１４の間に形成される殺菌処理空間１５内に噴射され、矢印Ｇで示す様に殺菌対象物１４に接触する過熱水蒸気流が形成される。
【００１４】
過熱水蒸気を使った殺菌処理に要する時間は、過熱水蒸気流Ｇから殺菌対象物１４に熱が伝達される速度、すなわち過熱水蒸気流の殺菌対象物１４に対する熱流体力学的な状態によって決まる。図３は平板の表面に沿って流体が流れる時の強制対流熱伝達に関する資料で、伝熱概論（甲藤好郎著、養賢堂版、第９版）に記述されたものである。図３は式（１）および式（２）で与えられる熱力学的無次元数であるレイノルズ数（Ｒｅ）を変化させた時の、同じく熱力学的無次元数であるヌッセルト数（Ｎｕ）とレイノルズ数（Ｒｅ）の比（Ｎｕ／Ｒｅ・Ｐｒ）をグラフにしたものである。
Ｎｕ＝ｈｘ／ｋ  ……………………（１）
Ｒｅ＝ｖｘ／ν  ……………………（２）
但し、ｈは熱伝達率、ｘは平板上における流れの起点からの距離、ｋは流体の熱伝導率、ｖは流体の流速、νは流体の動粘性係数である。
なお、上述の比（Ｎｕ／Ｒｅ・Ｐｒ）中のＰｒは同じく熱力学的無次元数であるプラントル数で、流れとは関係の無い流体固有の定数である。
【００１５】
式（１）および式（２）において、ヌッセルト数（Ｎｕ）は熱伝達率（ｈ）、レイノルズ数（Ｒｅ）は流体の流速（ｖ）にそれぞれ一次比例しているため、図３の縦軸は熱伝達率（ｈ）と流体の流速（ｖ）の比（ｈ／ｖ）と同等である。
図３からレイノルズ数（Ｒｅ）の値が小さく層流領域でのｈ／ｖ比、例えばＰ点におけるＲ１に対するＨ１と、レイノルズ数（Ｒｅ）の値が大きく乱流領域でのｈ／ｖ比、例えばＱ点におけるＲ２に対するＨ２を比較すると、乱流領域では層流領域に比ベレイノルズ数の比Ｒ２／Ｒ１で約２倍、Ｎｕ／Ｒｅ・Ｐｒの比Ｈ２／Ｈ１で約２．５倍であるため熱伝達率（ｈ）換算では層流領域に比べ乱流領域では約５倍の値となる。
すなわち殺菌処理を短時間で行うためには、乱流状態にして熱伝達率を大きくすることによって実現出来る。従って、過熱水蒸気流Ｇは殺菌対象物１４に接触させる時に接触手段１３の作用によって気流を薄いシート状にして流速を乱流が発生するＲｅ数以上になる様にして接触させている。
【００１６】
過熱水蒸気流Ｇは殺菌対象物１４上を逐次移動して、殺菌対象物１４の表面を加熱し殺菌処理した後、吸引口１７からカバー１２の上部に連結されたカバー１８を介して回収手段１９によって吸引除去される。
殺菌対象物１４に接触した過熱水蒸気は冷却されて水蒸気となり、その一部はカバー１２と殺菌対象物１４の間隙から矢印Ｌに沿って漏洩蒸気として外部に放散されるが、残りの水蒸気は吸引口１７から吸引して回収し、第１の加熱手段８と第２の加熱手段１０の間に配置された回収口１１から矢印Ｄに沿って筒体６内に送給して水蒸気流Ｃと合流させ、混合気流にして第２の加熱手段１０で加熱して矢印Ｅで示す過熱水蒸気流を生成している。
【００１７】
図１および図２において、筒体６の一端に配置した送風機などによる送風手段７で、外気を矢印Ａに沿って筒体６内に送り込んでいる。そのため噴出口１６ａから殺菌処理空間１５へ噴出される過熱水蒸気は、空気が混合された混合気体となっている。
一般に、熱流体力学的理論から凝縮性ガス中に不凝縮ガスが混在した時には凝縮性ガスの凝縮は抑制される。殺菌処理空間１５へ噴出される過熱水蒸気は空気が混合された混合気体になっており、その中の水蒸気は凝縮性ガス、空気は不凝縮ガスであるため、空気と水蒸気の混合比を調節することによって過熱水蒸気が殺菌対象物１４へ接触したとき凝縮する水蒸気量を抑制しながら殺菌処理を実行することができる。
【００１８】
以上の様に実施の形態１では殺菌対象物１４に接した後の水蒸気を回収して再使用しているが、回収した水蒸気は多量の蒸気成分で構成されており、殺菌処理過程および回収過程で温度が低下した分を再加熱すれば殺菌処理用に使用することが出来る。水蒸気の加熱は相変化を伴わない顕熱変化だけであり、筒体６内の噴霧手段９によって供給される水の蒸発は、カバー１２と殺菌対象物１４の間隙から矢印Ｌに沿って外部に放散する漏洩蒸気分を補給するだけの量で良いため、水蒸気を生成するための熱エネルギーは低減できる。
また、乱流状態で過熱水蒸気流を殺菌対象物１４に接触させているため熱伝達率が大きく、迅速な殺菌処理が可能となる。
また、過熱水蒸気に空気を混在させているため、殺菌対象物１４の面上への水蒸気の凝縮量を抑制しながら迅速な殺菌処理が可能となる。
【００１９】
実施の形態１では第１の加熱手段８および第２の加熱手段１０として燃焼器を配置して燃料を燃焼させて気流を加熱していたが、いずれか一方もしくは双方を燃焼器の代わりに電熱ヒータ、誘導加熱ヒータなどを使用しても同様の効果を期待することができる。
また、図２では送風手段７を筒体６の一端に配置して外気を吸引して矢印Ａに沿って筒体６内に送気するようにしていたが、図示はしないが送風手段７を筒体６の他端に配置して生成された過熱水蒸気を外部に送気する様にしても良い。
また、図１では過熱水蒸気流Ｇが移動手段２１により移動可能なものについて説明したが、固定式にして殺菌対象物を移動させるようにしても同様の効果を期待することができる。
さらに、筒体６の他端に連結した連結手段１６から過熱水蒸気を噴出するものについて説明したが筒体６と連結手段１６とを一体化したものについても同様の効果を期待することが出来る。
【００２０】
実施の形態２
図４は実施の形態２の構成を示す断面図である。図４において、６〜１１、１４、および１８〜２１は実施の形態１のものと同様のものである。２２は過熱水蒸気を閉じ込めるためのカバーで底部が解放された円盤状の缶体、２３は噴射された過熱水蒸気を殺菌対象物の殺菌対象物１４に接触させる接触手段で、カバー２２の内部に同心円状に配置されている。２４は殺菌対象物の殺菌処理を施される殺菌対象物１４と接触手段２３との間に形成された殺菌処理空間、２５は殺菌処理空間２４の外周から過熱水蒸気を噴射する噴射口、２６は接触手段２３の中央部に形成され、過熱水蒸気を殺菌対象物１４に接触させた後に冷却されて出来た水蒸気を殺菌処理空間２４から吸引除去する吸引口、２７はカバー２２の上部中心部に取り付けられた中継缶体で、他端は筒体６に連結されている。中継缶体２７とカバー２２、および接触手段２３は過熱水蒸気の噴射手段２９を構成し、カバー２２と接触手段２３の外周部に形成された間隙部は噴射口２５を形成している。２８は接触手段２３の中心部に取り付けられ、殺菌処理空間２４から回収管路１８に水蒸気を誘導する通気筒である。
通気筒２８の一端は殺菌処理空間２４の中央部で殺菌処理に使われて出来た水蒸気を吸引除去するための吸引口２６を形成し、通気筒２８の他端は回収管路１８が連結され、回収手段１９によって殺菌処理空間２４から使用後の水蒸気を吸引し、送給管路２０を介して筒体６内に配置されている第１の加熱手段８と第２の加熱手段１０の間に送給している。
【００２１】
次に実施の形態２の作用について述べる。図４において、筒体６の端部から吐出された過熱水蒸気は噴射手段２９に誘導され、噴射口２５から接触手段２３と殺菌対象物１４の間に形成された殺菌処理空間２４の外周から中央部に向けて噴射され、矢印Ｇ１で示す様に殺菌対象物１４に接触する過熱水蒸気流が形成される。また噴射口２５から噴射された過熱水蒸気の一部はカバー２２と殺菌対象物１４の間隙から矢印Ｌ１に沿って漏洩蒸気として外部に放散される。
【００２２】
過熱水蒸気流Ｇ１は殺菌対象物１４上を逐次移動して、殺菌対象物１４の面を加熱し殺菌処理する過程で冷却されて水蒸気となり、接触手段２３の中央部に配置された吸引口２６から通気筒２８および回収管路１８を介して回収手段１９によって吸引される。
回収手段１９によって吸引された水蒸気は、筒体６内の第１の加熱手段８と第２の加熱手段１０の間に配置された回収口１１から矢印Ｄに沿って筒体６内に送給されて水蒸気流Ｃと合流させて混合気流にし、第２の加熱手段１０で加熱して矢印Ｅで示す過熱水蒸気流を生成している。
過熱水蒸気流Ｇ１が殺菌対象物１４に接触する時は、実施の形態１と同様に接触手段２３の作用によって気流の流路断面を薄いシート状にして流速を乱流が発生するＲｅ数以上になる様にして接触させている。
【００２３】
以上の様に実施の形態２では、構成部材が中継缶体２７の一部を除いて軸対称に構成され、同心円状に配置されているため構成が簡素化され、製作を容易にすることが出来る。
また、実施の形態１と同様に過熱水蒸気流を乱流状態で殺菌対象物と接触させているため高い熱伝達率を実現でき、迅速な殺菌処理を可能にしている。
【００２４】
また、第１の加熱手段８および第２の加熱手段１０として燃焼器を配置して燃料を燃焼させて気流を加熱していたが、実施の形態１と同様にいずれか一方もしくは双方を燃焼器の代わりに電熱ヒータ、誘導加熱ヒータなどを使用しても同様の効果を期待することができる。
また、カバー２２の外形形状は円形形状のものについて述べたが、要求に応じて楕円形、レーストラック状、あるいは円周部の局率半径が場所によって異なる異形円形状であっても良く、また、吸引口２６の位置も中心部でなく偏心した位置に設けても良い。
【００２５】
実施の形態３
図５は実施の形態３の構成を示す断面図である。図５において、６〜１１、１４、１８〜２４、および２７は実施の形態２と同様のものである。３０は噴射手段で、一方の端部は接触手段２３の中心部に取り付けられ、他端は過熱水蒸気を生成する筒体６の端部に連結されている。３１は殺菌処理空間２４の中央部から外周部に向けて過熱水蒸気を噴射する噴射口、３２は接触手段２３とカバー２２の外周部が形成する間隙で、過熱水蒸気を殺菌対象物１４に接触させた後に、冷却されて出来た水蒸気を殺菌処理空間２４から吸引除去するための吸引口である。
カバー２２の上部中心部に取り付けられた中継缶体２７の他端には回収管路１８が連結され、回収手段１９によって殺菌処理空間２４から使用後の水蒸気を吸引し、送給管路２０を介して筒体６内に配置されている第１の加熱手段８と第２の加熱手段１０との間に送給している。
【００２６】
次に実施の形態３の作用について述べる。図５において、筒体６の端部から吐出された過熱水蒸気は噴射手段３０に誘導され、噴射口３１から接触手段２３と殺菌対象物１４の間に形成された殺菌処理空間２４の中央部から外周部に向けて噴射され、矢印Ｇ２で示す様に殺菌対象物１４に接触する過熱水蒸気流が形成される。また噴射口３１から噴射された過熱水蒸気は殺菌対象物１４に接触する過程で冷却され、その一部はカバー２２と殺菌対象物１４の間隙から矢印Ｌ２に沿って漏洩蒸気として外部に放散される。
【００２７】
過熱水蒸気流Ｇ２は殺菌対象物１４上を逐次移動して、殺菌対象物１４の表面を加熱し殺菌処理した後、冷却されて水蒸気となり接触手段２３の外周部に配置された吸引口３２から中継缶体２７および回収管路１８を介して回収手段１９によって吸引される。
回収手段１９によって吸引された水蒸気は、筒体６内の第１の加熱手段８と第２の加熱手段１０の間に配置された回収口１１から矢印Ｄに沿って筒体６内に送給されて水蒸気流Ｃと合流させて混合気流にし、第２の加熱手段１０で加熱して矢印Ｅで示す過熱水蒸気流を生成している。
過熱水蒸気流Ｇ２が殺菌対象物１４上に接触する時は実施の形態２と同様に接触手段２３の作用によって気流の流路断面を薄いシート状にして流速を乱流が発生するＲｅ数以上になる様にして接触させている。
【００２８】
以上の様に実施の形態３では、噴射口３１をカバー２２の中央部から外周部に向けて噴射するように形成し、吸引口３２をカバー２２の外周部に配置し、過熱水蒸気の発生部をカバー２２の上部に配置したため、装置の専有床面積を小さくすることが出来る。
また、実施の形態２と同様に過熱水蒸気流を乱流状態で殺菌対象物１４と接触させているため高い熱伝達率を実現でき、迅速な殺菌処理を可能にしている。
【００２９】
実施の形態３では、第１の加熱手段８および第２の加熱手段１０として燃焼器を配置して燃料を燃焼させて気流を加熱していたが、実施の形態２と同様に、いずれか一方もしくは双方を燃焼器の代わりに電熱ヒータ、誘導加熱ヒータなどを使用しても同様の効果を期待することができる。
また、カバー２２の外形形状は円形形状のものについて述べたが、実施の形態２と同様に要求に応じて楕円形、レーストラック状、あるいは円周部の局率半径が場所によって異なる異形円形状であっても良く、また、噴出口３１の位置も中心部でなく偏心した位置に設けても良い。
【００３０】
実施の形態４
図６は実施の形態４の構成を示す断面図である。図６において、６〜７、９、１４、２１、２３〜２４、３１〜３２は実施の形態３と同様のものである。３３は燃焼器等の加熱手段で、筒体６の内部で送風手段７、噴霧手段９および加熱手段３３の順に配置されている。３４はカバーで、殺菌処理空間２４から吸引口３２から回収された使用後の水蒸気を筒体６の一端に導通出来る様にしている。
筒体６と接触手段２３およびカバー３４によって循環路が構成されている。また、カバー３４の一部には開口部３４ａが形成され、矢印Ａに沿って外気が導入できる様になっている。
【００３１】
次に実施の形態４の作用について説明する。図６において、筒体６の端部で生成された矢印Ｅ１で示す過熱水蒸気は、噴射口３１から接触手段２３と殺菌対象物１４の間に形成された殺菌処理空間２４の中央部から外周部に向けて噴射され、矢印Ｇ３で示す様に殺菌対象物１４に接触する過熱水蒸気流が形成される。また噴射口３１から噴射された過熱水蒸気は殺菌対象物１４に接触する過程で冷却されて水蒸気となり、その一部はカバー３４と殺菌対象物１４の間隙から矢印Ｌ３に沿って漏洩蒸気として外部に放散される。
【００３２】
過熱水蒸気流Ｇ３は殺菌対象物１４上を逐次移動して、殺菌対象物１４の表面を加熱し殺菌処理した後、冷却されて水蒸気となって接触手段２３の外周部に配置された吸引口３２から吸引され、送風手段７により矢印Ｒ１に沿って筒体６内に吸引され、矢印Ａに沿って取り込まれる外気と混合されて水蒸気流Ｂ１を形成する。水蒸気流Ｂ１には噴霧手段９から矢印Ｃ１に沿って水が噴霧されて混合気流となり、加熱手段３３で加熱されて矢印Ｅ１で示す過熱水蒸気流が生成され、噴射口３１から殺菌処理空間２４に噴射されて殺菌操作に供される。
殺菌処理空間２４に噴射された過熱水蒸気の一部は漏洩蒸気として矢印Ｌ３に沿って外部に放散されるが、噴霧手段９から矢印Ｃ１に沿って水を噴霧し、加熱手段３３で加熱して過熱水蒸気を生成することによって外部に放散した水蒸気分を補給している。
過熱水蒸気流Ｇ３が殺菌対象物１４上に接触する時は、実施の形態３と同様に接触手段２３の作用によって気流の流路断面を薄いシート状にして流速を乱流が発生するＲｅ数以上になる様にして接触させている。
【００３３】
以上の様に実施の形態４では、カバー３４、筒体６、および接触手段２３が形成する循環路で開口部３４ａから矢印Ａに沿って外気を取り込み、水蒸気を循環させながら過熱水蒸気流を形成しているため、例えば実施の形態１に示す回収手段１９を省略でき、装置の構成要素を簡素化することができる。
また、使用後の水蒸気を循環再使用しているため噴霧手段９から水蒸気の補給用として噴霧する水の量を僅少化でき、加熱手段３３で水の蒸発のために消費する熱エネルギーを低減できる。
また、実施の形態１と同様に過熱水蒸気流を乱流状態で殺菌対象物１４と接触させているため高い熱伝達率を実現でき、迅速な殺菌処理を可能にしている。
【００３４】
実施の形態４では、加熱手段３３として燃焼器を配置して燃料を燃焼させて気流を加熱していたが、燃焼器の代わりに電熱ヒータ、誘導加熱ヒータなどを使用しても同様の効果を期待することができる。
また、噴霧手段９によって水蒸気流Ｂ１中に水を噴霧するようにしていたが、別の系統で生成された水蒸気を噴霧するようにしても良い。
また、カバー３４の外形形状は円形形状のものについて述べたが、実施の形態３と同様に要求に応じて楕円形、レーストラック状、あるいは円周部の局率半径が場所によって異なる異形円形状であっても良く、また、噴出口３１の位置も中心部でなく偏心した位置に設けても良い。
また、図６に示す噴霧手段９と送風手段７の位置関係を、図７に示す様に逆に置き換えても同様な効果を得ることが出来る。
【００３５】
実施の形態５
図８は実施の形態５の構成を示す断面図である。図８において、３５は殺菌に対して効果を有する活性気体の使用環境に対して耐性を有する筒体、３６は筒体３５の一端に配置した送風機などによる送風手段、３７は筒体３５内に配置された活性気体の散気手段で、送風手段３６によって形成された気流Ｂ３中に活性気体を矢印Ｃ３に沿って吹き込み、矢印Ｅ３で示す活性気流を得る。３８は例えばオゾンの様に殺菌に対して効果を有する活性気体を生成する活性気体生成手段で、散気手段３７に連結されている。
【００３６】
３９は活性気体を閉じ込めるためのカバー、４０はカバー３９の内部で噴射された活性気体を殺菌対象物１４に接触させる接触手段で、殺菌対象物１４との間で活性気体を薄いシート状にしている。４１は接触手段４０と殺菌対象物１４の間に形成される殺菌処理空間、４２は筒体３５の他端に連通した噴射口で、活性気流を殺菌処理空間４１へ噴射する。
【００３７】
４３は殺菌対象物１４に接触した活性気流の一部を殺菌処理空間４１から吸引除去する吸引口で、噴射口４２に相対した位置に配置されている。４４はキャスター等で構成される移動手段で、殺菌処理空間４１が殺菌対象物１４の面上を自在に移動できる様にしている。
筒体３５と接触手段４０およびカバー３９は閉回路で活性気体の循環路を構成している。
【００３８】
次に実施の形態５の作用について述べる。図８において、筒体３５の一端に配置されている送風手段３６によって筒体３５外の気体が矢印Ｒ３に沿って筒体３５内に吸引され矢印Ｂ３で示す気流を形成する。この気流Ｂ３の中に散気手段３７によって活性気体が矢印Ｃ３に沿って散気され、活性気流Ｅ３を生成する。
筒体３５内の活性気流Ｅ３は噴射口４２から接触手段４０と殺菌対象物１４の間に形成される殺菌処理空間４１内に噴射され、矢印Ｇ４で示す様に殺菌対象物１４に接触する活性気流が形成される。
また噴射口４２から噴射された活性気流の一部はカバー３９と殺菌対象物１４の間隙から矢印Ｌ４に沿って漏洩気流として外部に放散される。活性気体は活性気体生成手段３８から散気手段３７を介して逐次筒体３５内に送り込まれて放散によって損失した分を補給している。
【００３９】
活性気流Ｇ４は殺菌対象物１４上を逐次移動して、殺菌対象物１４の表面を殺菌処理した後、接触手段４１の外周部に配置された吸引口４３からカバー３９を介して筒体３５の一端に配置された送風手段３６によって矢印Ｒ３に沿って吸引回収される。
活性気流Ｇ４が殺菌対象物１４上に接触する時は実施の形態４と同様に接触手段４０の作用によって気流の流路断面を薄いシート状にして流速を乱流が発生するＲｅ数以上になる様にして接触させている。
【００４０】
以上の様に実施の形態５では、カバー３９と筒体３５、および接触手段４０が形成する循環路内で気流を循環させながら活性気流を形成しているため、使用後の活性気体を回収再使用することが出来、活性気体生成手段３８からの活性気体の補給量を僅少化でき、装置の小型化とエネルギー消費の低減を実現することが出来る。
また、活性気体を乱流状態で殺菌対象物１４と接触させているため高い接触効率を実現でき、迅速な殺菌処理を可能にしている。
【００４１】
実施の形態５では、活性気体としてオゾンを用いた例について述べたが、オゾン以外に目的に応じて殺菌に対して効果を有する気体であれば同様の効果を期待することができる。
また、カバー３９の外形形状は円形形状のものについて述べたが、実施の形態２と同様に要求に応じて楕円形、レーストラック状、あるいは円周部の局率半径が場所によって異なる異形円形状であっても良く、また、噴出口４２の位置も中心部でなく偏心した位置に設けても良い。
【００４２】
実施の形態６
図９は実施の形態６の構成を示す断面図である。図９において、４５は気流の流通が可能な殺菌対象物で粒状物質を堆積したもの、あるいは嵩高い物質を層状に堆積したものなどで、矢印Ｔで示す所定の方向に移動出来るように構成されている。４６は殺菌対象物４５の挿入排出が可能な殺菌室、４７は一端が殺菌室４６に連結され、他端から空気の送り込みが可能な筒体、４８は水蒸気を生成する水蒸気生成手段、４９は筒体４７内に水蒸気を吹き込む水蒸気供給手段、５０は殺菌対象物４５に接触した水蒸気を回収する回収手段、５１は過熱水蒸気を生成する加熱手段、５２は筒体４７内で気流を形成する送風手段、５３は加熱手段５１で生成された過熱水蒸気を殺菌室４７に向けて噴射する噴射口、５４は過熱水蒸気が殺菌対象物４５と接触する過程で冷却されて出来た水蒸気を吸引する吸引口、５５は筒体４７の他端に配置された管路部材で、外気の導入口５５ａと、回収手段５０で回収された水蒸気を送気する送気口５５ｂを有している。送気口５５ｂと回収手段５０は回収管路５６で連結されている。
【００４３】
次に実施の形態６の作用について述べる。図９において、加熱手段５１で生成された過熱水蒸気は矢印Ｅ４に沿って流れ、殺菌室４６に向けて噴射される。噴射された過熱水蒸気は矢印Ｇ５に沿って殺菌対象物４５の層を貫通して流れ、その過程で冷却されて水蒸気となり、吸引口５４から回収手段５０によって吸引回収される。
殺菌対象物４５は矢印Ｔの方向に移動し、殺菌室４６の端部から殺菌室４６内に取り込まれ、過熱水蒸気が殺菌対象物４５の層を貫通して流れる間に殺菌対象物４５は殺菌処理されて排出される。
【００４４】
殺菌対象物４５に接触した過熱水蒸気は冷却されて水蒸気となって吸引口５４から回収手段５０によって回収される。
回収された水蒸気は、回収管路５６を介して管路部材５５の送気口５５ｂに送気され、外気の導入口５５ａから矢印Ａに沿って外部より取り込まれた空気と共に送風手段５２によって筒体４７内に送り込まれて蒸気流Ｂ４を形成し、さらに水蒸気生成手段４９から矢印Ｃ４に沿って供給された水蒸気と混合され、生成された混合水蒸気は加熱手段５１によって加熱され、過熱水蒸気流Ｅ４となって噴射口５３から殺菌室４６に向けて噴射される。
【００４５】
実施の形態６は以上の様に構成されているため、粒状物質、あるいは嵩高い物体を層状に堆積したものを殺菌対象物４５として過熱水蒸気による殺菌処理が可能となる。
また、殺菌処理に使われた水蒸気は回収され再使用されるため省エネルギー化された殺菌処理を実現することが出来る。
また実施の形態１と同様に、筒体４７内で送風手段５２によって矢印Ａに沿って一部外部より空気を取り込むことによって過熱水蒸気に空気を混在させているため、殺菌対象物４５中への水蒸気の凝縮量を許容値以下の値に保ちながら迅速な殺菌処理が可能となる。
【００４６】
実施の形態６では、図９に示す様に殺菌対象物４５は矢印Ｔの方向に移動し、殺菌室４６の端部から殺菌室内に挿入され、殺菌処理されて排出される方式について述べたが、殺菌対象物４５が固定され、殺菌室４６が殺菌対象物４５の面に沿って移動するようにしても良い。
また、図９では水蒸気生成手段は外部で生成された水蒸気を筒体４７内に噴き込む様にしているが、実施の形態１で示した様に高温空気の中に水を噴霧して蒸発させることによって水蒸気を生成する様にしても良い。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係る過熱水蒸気による殺菌装置は、一端から空気の送り込みが可能で他端に噴射口１６ａを有する筒体６と、筒体６内に水を噴霧して水蒸気流を生成する噴霧手段９と、筒体６内に噴霧された水を加熱して水蒸気にする第１の加熱手段８と、噴射口１６ａを覆ったカバー１２と、このカバー１２内に噴射された水蒸気が殺菌対象物１４との間でシート状になるように配置され、殺菌対象物１４と接触した水蒸気が流通可能な吸引口１７をカバー１２との間に形成した接触手段１３と、殺菌対象物１４と接触した水蒸気の一部を吸引口１７から吸引し、第１の加熱手段８で生成された水蒸気と混合する回収手段１９と、この回収手段１９で混合された混合水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する第２の加熱手段１０と、筒体６の一端から筒体６内に空気を送り込んで過熱水蒸気を殺菌対象物１４に向けて噴射する送風手段７とを備えたことにより、殺菌処理に使用した水蒸気を回収することが出来るので省エネルギー化の効果を向上させることができる。
【００４８】
また、筒体６と、この筒体６の一端から筒体６内に空気を送り込む送風手段７と、筒体６内に水を噴霧して水蒸気流を生成する噴霧手段９と、筒体６内に噴霧された水を加熱して水蒸気にする第１の加熱手段８と、筒体６内で水蒸気を加熱して過熱水蒸気とする第２の加熱手段１０と、筒体６の他端に連結されて過熱水蒸気を殺菌対象物１４に誘導するカバー２２と、このカバー２２内に配置されカバー２２との間に過熱水蒸気が流通可能な噴射口２５をカバー２２の外周部に形成して、過熱水蒸気が殺菌対象物１４との間でシート状になる様にして、過熱水蒸気が殺菌対象物１４と接触する過程で冷却されて出来た水蒸気が流通可能な吸引口２６がカバー２２の中央部になるように形成した接触手段２３と、殺菌対象物１４と接触する過程で出来た水蒸気の一部を吸引口２６から吸引して第１の加熱手段８と第２の加熱手段１０との間に送給する回収手段１９とを備えたことにより、同心円状に構成が簡素化でき、製作を容易にすることが出来る。
【００４９】
また、一端から空気の送り込みが可能で他端に噴射口３１を有する筒体６と、筒体６内に水を噴霧して水蒸気流を生成する噴霧手段９と、筒体６内に噴霧された水を加熱して水蒸気にする第１の加熱手段８と、水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する第２の加熱手段１０と、噴射口３１が中央部になるように噴射口３１を覆ったカバー２２と、このカバー２２内に噴射された過熱水蒸気が殺菌対象物１４との間でシート状になるようにして、過熱水蒸気が殺菌対象物１４と接触する過程で冷却されて出来た水蒸気が流通可能な吸引口３２をカバー２２の外周部に形成した接触手段２３と、殺菌対象物１４と接触した水蒸気の一部を吸引口３２から吸引し、第１の加熱手段８で生成された水蒸気と混合する回収手段１９と、この混合された混合水蒸気を第２の加熱手段１０で加熱して過熱水蒸気とし、筒体６の一端から筒体６内に空気を送り込んで過熱水蒸気を殺菌対象物１４に向けて噴射する送風手段７とを備えたため、同心円状に構成が簡素化でき、製作を容易にすることが出来る。
【００５０】
また、両端が開口された筒体６と、この筒体６の一端から外気および水蒸気を吸い込み筒体６の他端から噴射させる送風手段７と、筒体６内に収納されて水もしくは補給水蒸気を噴霧する噴霧手段９と、筒体６内に収納されて噴霧手段９から噴霧された水もしくは補給水蒸気と、筒体６の一端から送り込まれた外気および水蒸気との混合気流を加熱して過熱水蒸気を生成する加熱手段３３と、筒体６から噴射された過熱水蒸気が殺菌対象物１４との間でシート状になるように形成された接触手段２３と、殺菌対象物１４と接触した過熱水蒸気が冷却されて生成された水蒸気が流通可能な吸引口３２を接触手段２３との間に形成し、吸引口３２を筒体６の一端に連通させ、殺菌対象物１４と接触する過程で冷却されて生成された水蒸気を筒体６の一端に送給可能なカバー３４とを備えたので装置の構成要素を簡素化できると共に、噴霧手段９から水蒸気の補給用として噴霧する水もしくは水蒸気の量を僅少化でき、加熱手段３３で消費する熱エネルギーを低減できる。
【００５１】
また、殺菌に対して活性な活性気体を生成する活性気体生成手段３８と、活性気体を一端から吸入して他端の噴射口４２から噴射可能な筒体３５と、この筒体３５の一端から筒体３５内に活性気体を送り込んで噴射口４２に向けて送気する送風手段３６と、噴射口４２から噴射された活性気体が殺菌対象物１４との間でシート状になるように形成された接触手段４０と、噴射口４２と接触手段４０とを覆って殺菌対象物１４と接触した活性気体が流通可能な吸引口４３を形成し、殺菌対象物１４との間に形成される殺菌処理空間を介して吸引口４３と噴射口４２とを連通させ、吸引口４３から吸引した活性気体を筒体３５の一端に送給可能なカバー３９とを備えたことにより、使用後の活性気体を回収再使用することが出来、活性気体生成手段３８からの活性気体の補給量を僅少化でき、装置の小型化とエネルギー消費の低減を実現することが出来る。
【００５２】
さらに、過熱水蒸気と殺菌対象物４５とを接触させる殺菌室４６と、一端が殺菌室４６に連結され、他端から空気の導入が可能な筒体４７と、この筒体４７内に補給水蒸気を供給する水蒸気生成手段４８と、過熱水蒸気が殺菌対象物４５に接触する過程で冷却されて生成された回収水蒸気を筒体４７内に送り込み、補給水蒸気と混合して混合水蒸気を生成する回収手段５０と、混合水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する加熱手段５１と、過熱水蒸気を殺菌室４６に向けて噴射する送風手段５２とを備えたので、粒状もしくは嵩高状の殺菌対象物４５も省エネルギー化された状態で、かつ凝縮水量も抑制された状態で迅速な殺菌処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の構成を示す断面図である。
【図２】  図１の要部を示す断面図である。
【図３】  本発明に係わる熱伝達率と流体の流速の関係図である。
【図４】  本発明の実施の形態２の構成を示す断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態３の構成を示す断面図である。
【図６】  本発明の実施の形態４の構成を示す断面図である。
【図７】  本発明の実施の形態４の別の構成を示す断面図である。
【図８】  本発明の実施の形態５の構成を示す断面図である。
【図９】  本発明の実施の形態６の構成を示す断面図である。
【図１０】  従来の過熱水蒸気による殺菌装置の構成図である。
【符号の説明】
６，３５，４７  筒体、７，３６，５２  送風手段、８  第１の加熱手段、
９  噴霧手段、１０  第２の加熱手段、１２，２２，３４，３９  カバー、
１３，２３，４０  接触手段、１４，４５  殺菌対象物、
１６ａ，２５，３１，４２，５３  噴射口、
１７，２６，３２，４３，５４  吸引口、１９，５０  回収手段、
３３，５１  加熱手段、３８  活性気体生成手段、４１  殺菌処理空間、
４６  殺菌室、４８  水蒸気生成手段。
【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】
0004289587.tif 000008
【図８】
0004289587.tif 000009
【図９】
0004289587.tif 000010
【図１０】
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