(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミストを発生する供給ユニットと、
前記ミストを加熱して過熱水蒸気を発生させ、前記過熱水蒸気を吐出する吐出口を含む過熱ユニットと、
前記過熱ユニットの吐出口に接続されたチューブと、
を含み、
前記過熱ユニットが前記吐出口から前記チューブに過熱水蒸気を供給し、
前記チューブの先端の吹出部から前記過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体を噴霧することを特徴とする微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項２】
ミストを発生する供給ユニットと、
前記ミストを加熱して過熱水蒸気を発生させ、前記過熱水蒸気を吐出する吐出口を含む過熱ユニットと、
前記過熱ユニットの吐出口に接続されたチューブと、
前記吐出口と前記吹出部との間に、前記過熱ユニットで発生した過熱水蒸気を貯留するバッファタンクを有する、
ことを特徴とする微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項３】
ミストを発生する供給ユニットと、
前記ミストを加熱して過熱水蒸気を発生させ、前記過熱水蒸気を吐出する吐出口を含む過熱ユニットと、
前記過熱ユニットの吐出口に接続されたチューブと、
供給ユニット、過熱ユニットの動作を制御する制御ユニットと、前記制御ユニトと接続された読み取りユニットと、を有し、
前記チューブに識別子が設けられ、前記読み取りユニットが前記識別子の情報を読み取ることを特徴とする微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項４】
送風ユニットを有し、 
前記送風ユニットの送風が、前記供給ユニット、前記過熱ユニットの順に流入し、前記吐出口から前記過熱水蒸気と共に流れ出る、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項５】
前記供給ユニットは、水を貯留する容器を含み、
前記容器は、前記送風ユニットが連結される送風口と、前記過熱ユニットが連結される送出口と、を有する、
請求項４に記載の微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項６】
前記チューブの先端の吹出部に設けられたマスクを含む、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項７】
前記供給ユニットと前記過熱ユニットとが着脱可能に設けられ、前記過熱ユニットと前記チューブとが着脱可能に設けられている、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項８】
前記供給ユニットが超音波振動子を含む、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項９】
前記供給ユニットが、ヒータ、誘導加熱用コイル、又はガスバーナーを含み、前記ミストに代えて水蒸気を発生する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項１０】
前記過熱ユニットが、誘導加熱用のコイルと、前記コイルにより誘導加熱される発熱体と、を含む、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項１１】
前記発熱体が、前記コイルの内側に設けられ前記ミストの流路を形成する導電性の管である、
請求項１０に記載の微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項１２】
前記過熱ユニットは、前記ミストが流れる流通管と、前記流通管を加熱するヒータ又はガスバーナーを含む、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の微小液滴を含む気体の噴霧装置。
【請求項１３】
ミストを加熱して過熱水蒸気を生成し、ウイルスを前記過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体に晒して不活化する、
ことを特徴とする微小液滴を含む気体によるウイルスの不活化方法。
【請求項１４】
前記ミストを超音波振動子により生成する、
請求項１３に記載の微小液滴を含む気体によるウイルスの不活化方法。
【請求項１５】
前記ミストを誘導加熱により過熱して前記過熱水蒸気を生成する、
請求項１３又は１４に記載の微小液滴を含む気体によるウイルスの不活化方法。
【請求項１６】
送風により前記ミストを過熱ユニットに流し、前記過熱ユニットで前記ミストを誘導加熱により過熱して前記過熱水蒸気を生成する、
請求項１３又は１４に記載の微小液滴を含む気体によるウイルスの不活化方法。
【請求項１７】
前記吐出された過熱水蒸気をチューブ又は細管に流し、前記チューブ又は細管の先端から過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の状態で霧状に噴霧する
請求項１６に記載の微小液滴を含む気体によるウイルスの不活化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、過熱水蒸気を発生させ、対象物又は対象領域に過熱水蒸気を噴霧する過熱水蒸気発生装置及び過熱水蒸気を用いた対象物又は対象領域の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
過熱水蒸気は、食品を加熱し調理するためのオーブンレンジをはじめ、工業製品の製造工程における乾燥、熱処理、及び焼結処理などの用途に使用されている。過熱水蒸気は水の沸点以上に過熱された水蒸気であり、燃焼ガスにより水を沸騰させて水蒸気を発生させ、過熱器によって水蒸気を再加熱して過熱水蒸気を発生させる装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
他の方式として、誘導加熱コイルにより加熱される加熱容器で水を加熱して蒸気を発生させ、誘導加熱コイルの外周部又は上下端部に配置された環状のシールドコイルを形成する導体内に流通路を設け、加熱容器で発生した水蒸気をその流通路に通して過熱することで過熱蒸気を発生させる装置が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０３３００４号公報
【特許文献２】特開２００６−０６４３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の過熱水蒸気を発生させる装置は、大型であり大電力を要することから設置場所に制限がある。また、従来の過熱水蒸気を発生させる装置は、大量の過熱水蒸気を発生させることができるかもしれないが、過熱水蒸気の精密な温度制御、供給量の制御をすることができないという問題がある。これらの問題は過熱水蒸気の新たな用途の開拓の妨げとなっている。
【０００６】
本発明の一実施形態は、このような状況に鑑み、簡便な構成で過熱水蒸気を発生することのできる装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置は、ミストを発生する供給ユニットと、ミストを加熱して過熱水蒸気を発生させて該過熱水蒸気を吐出する吐出口を含む過熱ユニットとを含む。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置は、送風ユニットを有し、送風ユニットの送風が、供給ユニット、過熱ユニットの順に流入して吐出口から過熱水蒸気と共に流れ出る構成を有していてもよい。
【０００９】
供給ユニットは水を貯留する容器を含み、容器は、送風ユニットが連結される送風口と、過熱ユニットが連結される送出口とが設けられていてもよい。
【００１０】
本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気供給ユニットは、吐出口に接続されるチューブと、チューブの先端の吹出部に設けられたマスクが含まれてもよい。また、吐出口と吹出部との間に過熱水蒸気を貯留するバッファタンクが含まれてもよい。
【００１１】
本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気供給ユニットは、供給ユニットと過熱ユニットとが着脱可能に設けられ、過熱ユニットとチューブとが着脱可能に設けられていてもよい。
【００１２】
本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気供給ユニットは、供給ユニットが超音波振動子を含み、超音波振動子によりミストを発生してもよい。また、過熱ユニットが、誘導加熱用のコイルと、コイルにより誘導加熱される発熱体とを含み、誘導加熱により過熱水蒸気を発生させてもよい。発熱体は、コイルの内側に設けられてミストの流路を形成する導電性の管であってもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態に係るウイルスの不活化方法は、ミストを加熱して過熱水蒸気を生成し、ウイルスを前記過熱水蒸気に晒して不活化することを含む。
【００１４】
本発明の一実施形態に係るウイルスの不活化方法において、ミストが超音波振動子により生成されてもよい。生成されたミストは誘導加熱により過熱して過熱水蒸気を生成してもよい。
【００１５】
本発明の一実施形態に係るウイルスの不活化方法において、送風により前記ミストを過熱ユニットに流し、過熱ユニットでミストを誘導加熱により過熱して過熱水蒸気を生成し、吐出口から吐出させてもよい。吐出された過熱水蒸気をチューブ又は細管に流し、チューブ又は細管の先端から霧状に噴霧してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、超音波によりミストを発生させ、発生したミストを誘導加熱された管に通すことで、簡便な構成で過熱水蒸気を発生させることができる。本発明の一実施形態によれば、送風量と超音波振動子の投入電力により過熱水蒸気の供給量を制御することができ、超音波振動子の周波数により過熱水蒸気の粒径を制御することができ、誘導加熱の電力により過熱水蒸気の温度を制御することができる。それにより、過熱水蒸気を様々な用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置のブロック図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置の構成の一例を示す。
【図３】本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置における供給ユニットの構成の一例を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置における過熱ユニットの構成の一例を示す。
【図５】本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置における過熱ユニットの断面構造の一例を示す。
【図６】本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置に用いられるチューブの一例を示し、（Ａ）はヒータが設けられた構造、（Ｂ）は二重管形の構造を示す。
【図７】本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置の構成の一例を示す。
【図８】本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置の用途の一例を示し、（Ａ）及び（Ｂ）は医療用噴霧器（ネブライザ）として用いる一例を示す。
【図９】本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置の用途の一例を示し、（Ａ）は医療用噴霧器として用いる一例を示し、（Ｂ）は物品の消毒、殺菌の用途に用いる一例を示す。
【図１０】過熱水蒸気発生装置に用いられる供給ユニットの一例を示し、加熱手段として、（Ａ）は電熱線を、（Ｂ）は誘導加熱用のコイルを、（Ｃ）はガスバーナーを用いる一例を示す。
【図１１】過熱水蒸気発生装置に用いられる加熱ユニットの一例を示し、加熱手段として、（Ａ）は電熱線を、（Ｂ）はガスバーナーを用いる一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態の内容を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様を含み、以下に例示される実施形態の内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、それはあくまで一例であって、本発明の内容を限定するものではない。また、本明細書において、ある図面に記載されたある要素と、他の図面に記載されたある要素とが同一又は対応する関係にあるときは、同一の符号（又は符号として記載された数字の後にａ、ｂ等を付した符号）を付して、繰り返しの説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有しない。
【００１９】
［第１の実施形態］
本実施形態は、本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置の機能及び構成、並びに各部の詳細について説明する。
【００２０】
図１は、過熱水蒸気発生装置１００のブロック図を示す。過熱水蒸気発生装置１００は、送風ユニット１０６、供給ユニット１０２、過熱ユニット１０４、及び制御ユニット１０８を含む。過熱水蒸気発生装置１００はこれらのユニットが連携して動作することにより、過熱水蒸気を発生させ、過熱水蒸気を連続して供給する機能を有する。
【００２１】
供給ユニット１０２は、過熱水蒸気になる前の空気中に浮遊する微小液滴（以下、本明細書において「ミスト」ともいう）を発生させる機能を有する。供給ユニット１０２で発生するミストは、粒径が１０μｍ程度の水の粒子であり液体である。供給ユニット１０２は超音波振動子を含み、室温で水に超音波を作用させてミストを生成することができる。
【００２２】
過熱ユニット１０４は、供給ユニット１０２で発生したミストを１００℃以上に加熱して過熱水蒸気を発生させる機能を有する。過熱水蒸気とは沸点以上の温度に加熱された水蒸気を指す。過熱ユニット１０４は、水の状態の微小液滴から過熱水蒸気を生成する。過熱ユニット１０４は、ミストが流れる流路と流路を加熱する加熱手段とを含む。過熱ユニット１０４は、例えば、流路が複数の細管の集合で形成され、複数の細管を加熱することで管壁に接したミストを加熱して過熱水蒸気を発生させる。流路の形状は管状に限定されず、ミストが流れる領域に加熱されたグリルやフィンが配置された構成を有していてもよい。加熱手段としては、例えば、高周波誘導加熱器が用いられる。
【００２３】
送風ユニット１０６は、供給ユニット１０２から過熱ユニット１０４にミストを流し、発生した過熱水蒸気を外部に吹き出す気流を形成する機能を有する。送風ユニット１０６は、気流を形成するために、プロペラファン、シロッコファン、ターボファンなどで構成される。送風ユニット１０６は、また、圧縮空気を供給するボンベ又はコンプレッサーと流量を調整するレギュレータによって構成されてもよい。
【００２４】
過熱水蒸気発生装置１００には制御ユニット１０８が含まれる。制御ユニット１０８は、送風ユニット１０６、供給ユニット１０２、及び過熱ユニット１０４の動作を制御する機能を有する。例えば、制御ユニット１０８は、送風ユニット１０６の送風量を制御し、供給ユニット１０２のミストの発生量を制御し、過熱ユニット１０４の加熱温度を制御する機能を有する。過熱水蒸気発生装置１００は、過熱ユニット１０４の温度を測定する温度センサ１１２を含んでもよい。制御ユニット１０８は、温度センサ１１２の測定値に基づいて、送風ユニット１０６、供給ユニット１０２、及び過熱ユニットの動作を制御するように構成されていてもよい。
【００２５】
過熱水蒸気発生装置１００は、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体が吹き出される吹出部１３０が過熱ユニット１０４から離れた位置に設けられてもよい。図１は、過熱ユニット１０４に連結されたチューブ１２６と、チューブ１２６の先にある吹出部１３０を点線で示す。また、過熱ユニット１０４と吹出部１３０との間には、過熱水蒸気の供給量や圧力を一定に保つためのバッファタンク１２８が設けられてもよい。バッファタンク１２８は、滞留する過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体が容易に冷却されないように断熱構造を有していることが好ましい。
【００２６】
吹出部１３０の形状や構造は用途に応じて適した構造を持つことができる。例えば、人間の鼻口腔に過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体を噴霧する場合には、吹出部１３０が細いチューブで形成されていてもよい。また、人間の手や腕、その他の身体の一部、又は食器、文具、衣類、靴、鞄、その他の生活用品、メス、剪刀、鉗子、ピンセット、その他の医療器具に過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体を噴霧するには、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体が広がるように吹出部１３０がシャワーヘッドのような形状を有していることが好ましいといえる。また、人間の鼻口に過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体を噴霧するためには、吹出部１３０の先が鼻口を覆うマスク（又はシールド）の形状を有していることが好ましい。
【００２７】
上記のように、生体、生活用品、医療器具などを過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体に晒す場合には、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度制御が重要となる。図１は、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の精密な温度制御を可能とするために、過熱ユニット１０４と吹出部１３０の両方に温度センサ１１２を設ける一例を示す。過熱水蒸気が発生する領域と、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体が吹き出る領域との両方の位置で温度を測定することで、精密な温度制御をすることができる。吹出部１３０における過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度は、過熱ユニット１０４における加熱温度、供給ユニット１０２におけるミストの供給量、及び送風ユニット１０６における風量を制御することで調節することができる。各ユニットの制御は、制御ユニット１０８が温度センサ１１２の測定値に基づいて行うようにすることができる。
【００２８】
例えば、吹出部１３０における過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度が高い（低い）場合には、過熱ユニット１０４における加熱温度を低く（高く）したり、供給ユニット１０２におけるミストの供給量を多く（少なく）したり、送風ユニット１０６の送風量を多く（少なく）したりすることで、吹出部１３０における過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を下げる（上げる）ことができる。また、吹出部１３０における過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を一定に保ちつつ、供給量を増やしたい（減らしたい）場合には、送風ユニット１０６の風量及び供給ユニット１０２のミストの発生量の一方又は両方を増加（減少）させ、かつ温度が一定に保たれるように過熱ユニット１０４の加熱温度を制御すればよい。
【００２９】
このように、本実施形態に係る過熱水蒸気発生装置１００は、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の吹出部１３０における温度や供給量を、複数の独立した制御因子（パラメータ）で制御することができる。それにより、用途に応じた適切な温度及び量の過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体を提供することができる。
【００３０】
ところで、過熱水蒸気は、加熱空気に比べて伝熱性が高いという性質を有する。加熱空気（熱風）による伝熱は対流伝熱により行われるのに対し、過熱水蒸気は対流伝熱に加え輻射伝熱及び凝縮伝熱により行われる。このため過熱水蒸気による伝熱は、加熱空気（熱風）に比べて高い伝熱性を有する。また、加熱空気（熱風）の熱量が０．２４ｃａｌ／ｇ／℃であるのに対し、過熱水蒸気の熱量は０．４８ｃａｌ／ｇ／℃となっている。さらに、過熱水蒸気の輻射率（放射率）は０．２２とされており、加熱空気の放射率（＝０）と比べて高い輻射率を有する。過熱水蒸気は高い熱量を有し、輻射率も高いため短時間で多くの熱を対象物に伝熱することができる。
【００３１】
本実施形態に係る過熱水蒸気発生装置１００は、水を微小液滴にすることで生成されたミストを加熱して過熱水蒸気とする過程で殺菌をすることができる。これにより、吹出部１３０から供給される過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の衛生管理をすることができる。
【００３２】
過熱水蒸気は、飽和水蒸気と対比しても次のような利点を有する。過熱水蒸気は１００℃以上の温度において、常圧下で任意の温度に制御することができる。これに対し飽和水蒸気は、水の沸騰により生成されたものであり、発生する蒸気の温度は周囲の気温、気圧などの環境に影響されるため温度制御が難しい。このことから、過熱水蒸気は飽和水蒸気に比べて温度の制御性が高いという利点を有する。すなわち、過熱水蒸気は高温であり調整できる温度範囲が広いため、温度制御が外気温や気圧の影響を受けにくいという利点も有する。また、過熱ユニット１０４で発生する過熱水蒸気の温度が高いため、供給口である吹出部１３０における過熱水蒸気又は過熱水蒸気から冷却された微小液滴を含む気体の温度の制御を容易に行うことができる。
【００３３】
上述のように、過熱水蒸気は、対象物（人間の手や腕、その他の身体の一部、又は食器、文具、衣類、靴、鞄、その他の生活用品、メス、剪刀、鉗子、ピンセット、その他の医療器具）に付着（人間に対しては感染）した菌やウイルスの殺菌、死滅、又は不活化に用いることができる。この場合において、過熱水蒸気は、急速加熱が可能であるため、対象物に影響を与える影響を最低限に抑えつつ、菌やウイルスの殺菌、死滅、又は不活化を行うことができる。
【００３４】
特に、医療分野においては積極的に過熱水蒸気を活用すべきと考えられる。インフルエンザのような感染症に対してはワクチンの接種による流行の予防措置が図られている。しかし、未知のウイルスに対して有効なワクチンを開発するまでには数年かかるとされており、ワクチンが開発される迄は隔離措置をとらない限り未知のウイルスによる感染症を予防できないことが問題となっている。
【００３５】
一方、世界保健機関（ＷＨＯ）の公式な報告によれば、人体に重篤な疾患をもたらすＳＡＲＳ（Severe Acute Respiratory Syndrome）コロナウイルスは、５６℃の熱処理により１５分当たり１０，０００ユニットが死滅するとされている（“First data on stability and resistance of SARS coronavirus compiled by members of WHO laboratory network（ＷＨＯ研究施設ネットワークが集積したＳＡＲＳコロナウイルスの安定性と抵抗性に関する最初のデータ）”、ＷＨＯホームページ〈https://www.who.int/csr/sars/survival_2003_05_04/en/〉）。
【００３６】
しかし、温風空気や水蒸気を用いたのでは、熱効率の観点から人体の組織に損傷を与えずにコロナウイルスを死滅させることができるのか疑問がある。一方、レーザ光であれば短時間で局所的な照射が可能であるが、皮膚や粘膜の組織も同時に損傷を与えてしまうことが問題となる。
【００３７】
これに対し、過熱水蒸気は高い伝熱性を有し、短時間で高温の熱処理が可能であり、生体の組織に与える影響を抑えながらウイルスを死滅させ、又は不活化を図ることが可能であると考えられる。別言すれば、ウイルスを死滅させ又は不活化するために５６℃以上に過熱する必要があるとされる場合、過熱水蒸気を用いることで、噴霧先の温度が５６℃以上となるように、噴霧される過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を制御することができる。
【００３８】
図２は、本実施形態に係る過熱水蒸気発生装置１００の構成の一例を示す。この過熱水蒸気発生装置１００は、超音波によりミストを発生させ、高周波誘導加熱によりミストを１００℃以上に加熱して過熱水蒸気を発生させる機構を有する。図２に示す過熱水蒸気発生装置１００は、供給ユニット１０２及び過熱ユニット１０４を有し、過熱水蒸気が過熱ユニット１０４からチューブ１２６に供給される構成を有する。以下において、過熱水蒸気発生装置１００の各部の詳細を説明する。
【００３９】
図３（Ａ）は、供給ユニット１０２の詳細を示す。供給ユニット１０２は、水を貯留する容器１３４と、容器１３４に設置された超音波振動器１３６を含む。容器１３４の形状は任意であるが、送風口１４０と送出口１４１とを有する。送風口１４０及び送出口１４１は、容器１３４に水が充填されたときに、水位より高い位置に設けられる。送風口１４０には送風ユニット１０６が設けられる。送風ユニット１０６は、送風ファン１２２及び送風ファン制御回路１１４を含んで構成される。送風ファン１２２としては、プロペラファン、シロッコファン、ターボファンなどが用いられる。図示されないが、送風ファン１２２には、塵や埃などの浸入を防ぐエアフィルター（防塵カバー）が設けられていてもよい。送風ファン制御回路１１４は、送風ファン１２２のオン・オフ及び回転速度の制御を行う。送出口１４１には過熱ユニットが取り付けられる。送風ユニット１０６、過熱ユニット１０４は容器１３４に直接取り付けられてもよいし、ダクトを介して接続されていてもよい。
【００４０】
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す容器１３４の構成に対し、容器１３４に水を供給するウォーターサーバー１４３が付加され、容器１３４内の水位を一定に保つ構成を示す。容器１３４には給水部１４２が設けられ、給水部１４２にはウォーターサーバー１４３が装着される。ウォーターサーバー１４３は逆止弁１４４が設けられており通常は水が出ない構造となっている。給水部１４２の取り付け口にウォーターサーバー１４３が装着されると逆止弁１４４が開き、給水部１４２の中に水が供給される。給水部１４２の水位はウォーターサーバー１４３内に水が入っている限り、その水の残量に拘わらず一定となる。容器１３４は、下側には給水部１４２に繋がる開口部が設けられており、給水部１４２の水が流れ込む構造を有する。容器１３４に流れ込んだ水の水位は、給水部１４２の水位と同じとなる。このような構造により、給水部１４２から水が供給される限り、容器１３４の水位は一定に保たれる。ウォーターサーバー１４３は着脱式であり、取り外す際には逆止弁１４４が閉じる構造を有するので、水が残存していてもこぼれ出ないようにされている。図３（Ｂ）に示すような容器１３４の構造によれば、常に水位を一定に保つことができるので、長時間、連続してミストを発生させることができる。
【００４１】
送風ユニット１０６から風（空気）が送られると、容器１３４の内部では送風口１４０から送出口１４１にかけて気流が生じる。容器１３４の内部で生成されたミストは、気流に流されて送出口１４１から過熱ユニット１０４に供給される。
【００４２】
超音波振動器１３６は、超音波振動子１３８と発振回路１３７から構成される。超音波振動子１３８は容器１３４に貯留された水に超音波が作用するように設けられる。超音波振動器１３６は、超音波振動子１３８と発振回路１３７とが一体になったものでもよいし、両者が分離したものであってもよい。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、超音波振動子１３８と発振回路１３７が一体になったものが水中に配置された例を示す。発振回路１３７は、例えば、２００〜２４００ｋＨｚの発振周波数を有し、出力及び発振周波数が可変であるものが用いられることが好ましい。発振回路１３７の出力の増減によりミストの発生量を制御することができ、周波数の高低によりミストの平均的な粒径を制御することができる。例えば、発振回路１３７の出力の増加によりミストの発生量を増加させることができ、周波数を高くすることによりミストの粒径分布のピーク粒径を小さくすることができる。
【００４３】
供給ユニット１０２において、超音波振動子１３８を用いることで、スイッチのオン・オフだけで直ぐにミストを発生させることができる。別言すれば、水蒸気を発生させる方式では水を加熱する必要があるが、本実施形態の供給ユニット１０２は超音波振動を水に作用させればよいので、室温でミストを発生させることができる。
【００４４】
図２に示すように、供給ユニット１０２で発生したミストは、送風ユニット１０６により生成される気流によって過熱ユニット１０４に流れされる。過熱ユニット１０４は、ミストが流れる少なくとも１本の内管１４７と、その内管１４７を高周波誘導加熱するコイル１４６とを含む。少なくとも１本の内管１４７は、ミストである水の微粒子が管壁に接触する確率が増加するように、複数の内管１４７からなることが好ましい。
【００４５】
図５及び図４は、過熱ユニット１０４の詳細を示す。図５は、過熱ユニット１０４の断面構造を示し、同図に示すＡ−Ｂ間に対応する断面構造を図４に示す。以下の説明では、図５及び図４を適宜参照するものとする。
【００４６】
過熱ユニット１０４は、少なくとも１本の内管１４７と、その内管１４７の周りを長手方向に沿ってスパイラル状に巻かれたコイル１４６を含む。内管１４７は金属製であり、例えばステンレス製の細管が用いられる。内管１４７の大きさは、例えば、直径１０ｍｍ〜２０ｍｍ、長さ１００ｍｍ〜２００ｍｍ程度のものが用いられる。導電材料で形成される内管１４７は発熱体としての機能を有し、コイル１４６により誘導加熱される。内管１４７が誘導加熱されることにより、その管内を流れるミストが加熱され過熱水蒸気が発生する。ミストから過熱水蒸気を効率良く生成するために、細い径の内管１４７をスパイラル状に巻かれたコイル１４６の中に、複数本設けられていることが好ましい。これにより、流路の中でミストの接触面積を増大させることができ、効率よく過熱水蒸気を発生させることができる。なお、発熱体の形状は管状のものに限定されず、コイル１４６により誘導加熱されるものであれば他の形状を有していてもよい。例えば、ミストが流れる領域に、発熱体として誘導加熱されるグリルやフィンが配置された構成を有していてもよい。
【００４７】
コイル１４６は、例えば、リッツ線コイルが用いられる。リッツ線としては、素線の直径が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ（例えば、０．１４ｍｍ）、素線の本数が１００本〜３００本（例えば、２５０本）程度のものが用いられる。また、コイル１４６として、無垢の導線、又は中空の銅管が用いられてもよい。コイル１４６として中空の銅管が用いられる場合には、中空部分に冷却水が通されてもよい。
【００４８】
内管１４７とコイル１４６との間には、外管１４８と断熱材１４９が設けられる。外管１４８は、内管１４７を束ねて位置を固定するように設けられる。外管１４８としては、例えば、熱伝導率が高いアルミナなどのセラミクスの管が用いられる。外管１４８として熱伝導率が高い材質を用いることで、内管１４７の発熱を均熱化することができる。断熱材１４９は外管１４８の周りを覆い、内管１４７を断熱するために設けられる。このような構成により、過熱ユニット１０４の熱効率（投入電力に対する過熱水蒸気の生成割合）を高めることができる。
【００４９】
断熱材１４９とコイル１４６との間には、断熱材１４９を囲むように内側絶縁部材１５０が設けられ、その外側に外側絶縁部材１５１が設けられる。内側絶縁部材１５０と外側絶縁部材１５１とは密接して設けられるのではなく、両者の間に流路１５９が形成されるように離隔して設けられる。内側絶縁部材１５０と外側絶縁部材１５１との間には、全周に亘って流路１５９が保持されるようにスペーサ１５２が設けられていてもよい。
【００５０】
外側絶縁部材１５１の外側にコイル１４６がスパイラル状に巻き付けられる。コイル１４６の外側には、磁気漏れを抑えるために棒状フェライト１５３が設けられていてもよい。また、過熱ユニット１０４には冷却ユニット１１０が取り付けられ、冷却ファン１２４により内側絶縁部材１５０と外側絶縁部材１５１との間の流路１５９に冷却空気が送風されてもよい。例えば、過熱ユニット１０４の長手方向の一方の側から、内側絶縁部材１５０及び外側絶縁部材１５１の間隙部に冷却ファン１２４の送風が流入するように、ダクト１５８が設けられていてもよい。過熱ユニット１０４の長手方向の他方の側は、開放端としておくことで、スパイラル状に巻かれたコイル１４６の全体を空冷することができる。
【００５１】
なお、図示されないが、上述のような空冷方式に代えて、水冷方式が適用されてもよい。すなわち、内側絶縁部材１５０及び外側絶縁部材１５１の間隙部に冷却水が流れるチューブが通されていてもよい。
【００５２】
過熱ユニット１０４は、内管１４７の流入側に吸入管１５４が設けられ、流出側に吐出管１５６が設けられていてもよい。耐熱性の観点から、吸入管１５４は内管１４７と接しないように設けられることが好ましい。吸入管１５４は、内管１４７と供給ユニット１０２とを繋ぐ管であり、吸入管１５４の入口側が供給ユニット１０２の送出口１４１に取り付けられる。吸入管１５４は適宜設けられればよいが、これを設けることで複数本の内管１４７にミストを均一に流すことができる。吐出管１５６は、内管１４７の出口側に設けられ、吐出される過熱水蒸気の流れを均一化すると共に、吐出口１５７の径の大きさにより過熱水蒸気の流速を調整することができる。例えば、吐出管１５６における吐出口１５７の径を狭めることで、過熱水蒸気の流速を早くすることができる。
【００５３】
図２は、また、送風ユニット１０６、供給ユニット１０２、及び過熱ユニット１０４の動作を制御する制御ユニット１０８を示す。制御ユニット１０８は、送風ファン制御回路１１４と接続され、送風ファン１２２のオン・オフ、回転速度を制御する信号を出力する。また、制御ユニット１０８は、発振回路制御回路１１６と接続され、発振回路１３７の出力及び発振周波数を制御する。さらに、制御ユニット１０８は、高周波回路１２０と接続される。高周波回路１２０は、コイル１４６に高周波電力を供給する回路であり、例えば、高周波インバータで構成される。制御ユニット１０８は、高周波回路１２０の出力電力を制御する信号を出力する。さらに、制御ユニット１０８は、冷却ユニット１１０の冷却ファン制御回路１１８と接続され、冷却ファン１２４のオン・オフを制御する。制御ユニット１０８は、高周波回路１２０の出力の増減に対応して、冷却ファン１２４の送風量を増減させる信号を冷却ファン制御回路１１８に出力するように構成されてもよい。このような機能を有する制御ユニット１０８は、ＣＰＵ（又はマイクロコントロ−ラ）、メモリなどで構成されるハードウェア資源と、コンピュータプログラムなどのソフトウェア資源とを用いて構成することができる。
【００５４】
制御ユニット１０８は温度センサ１１２と接続される。図２は、温度センサ１１２の検知部が、過熱ユニット１０４の吐出口１５７及びチューブ１２６の先端の吹出部１３０に設けられる一例を示す。また、図示されないが、チューブ１２６の途中にバッファタンク１２８が設けられる場合、温度センサ１１２はバッファタンク１２８に滞留する過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を測定する検知部が設けられてもよい。検出部は過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を測定するため熱電対や白金測温抵抗素子などが用いられる。温度センサ１１２は、過熱ユニット１０４の吐出口１５７における過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度、チューブ１２６の先端の吹出部１３０のおける過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を測定し、その測定データを制御ユニットに出力する。なお、温度センサ１１２は、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を直接的に測定してもよいし、過熱ユニット１０４の吐出管１５６の温度、吹出部１３０のチューブ１２６の温度を測定して、その測定値を過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を示す代用値として用いてもよい。
【００５５】
制御ユニット１０８は、温度センサ１１２により測定された過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度に応じて、送風ユニット１０６、供給ユニット１０２、及び過熱ユニット１０４の動作を制御する。例えば、吹出部１３０における過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を所定の設定温度にする場合、制御ユニット１０８は、温度センサ１１２の測定データに基づいて送風ユニット１０６の風量を増減する制御する信号を送風ファン制御回路１１４に出力する。また、制御ユニット１０８は、温度センサ１１２のデータに基づいて発振回路１３７の出力の大小を制御する信号を発振回路制御回路１１６に出力する。さらに、制御ユニット１０８は、温度センサ１１２のデータに基づいてコイル１４６に印加される高周波電力の大小を制御する信号を高周波回路１２０に出力する。
【００５６】
例えば、制御ユニット１０８は、吹出部１３０における過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度が低い（高い）場合には、過熱ユニット１０４のコイル１４６に印加する高周波電力を高く（低く）する信号を高周波回路１２０に出力し、供給ユニット１０２の発振回路１３７の出力を低く（高く）する信号を発振回路制御回路１１６に出力し、送風ユニット１０６の送風ファン１２２の回転速度を遅く（速く）する信号を送風ファン制御回路１１４に出力することで、吹出部１３０の過熱水蒸気の温度を調整する。また、制御ユニット１０８は、吹出部１３０における過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を一定に保ちつつ、供給量を増やしたい（減らしたい）場合には、送風ユニット１０６の送風ファン１２２の回転速度を速く（遅く）する信号を送風ファン制御回路１１４に出力し、供給ユニット１０２のミストの発生量が増加（減少）するように、発振回路１３７の出力を高く（低く）する信号を発振回路制御回路１１６に出力する。
【００５７】
図２は、過熱ユニット１０４にチューブ１２６が接続され、過熱水蒸気がチューブ１２６の中を流れて吹出部１３０から過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の状態で供給される態様を示す。チューブ１２６は可撓性を有し、吹出部１３０を所定の位置（任意の位置）に設置することができる。吹出部１３０の部分には、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体が放散しないようにシールド（又はマスク）１３２が設けられていてもよい。また、図示されないが、可撓性を有するチューブ１２６に代えて、硬直な管が用いられてもよい。
【００５８】
過熱水蒸気発生装置１００は、ユニットごとに分離することができる。例えば、図２に示すＳ１の位置で供給ユニット１０２と過熱ユニット１０４を分離することができる。さらに、Ｓ２の位置で過熱ユニット１０４とチューブ１２６とを分離することができる。また、過熱ユニット１０４内であっても、Ｓ３の位置で本体部分と吐出管１５６とが分離できる構造を有していてもよい。図２に示すＳ１〜Ｓ３においては、各種の継手の構造を採用することができる。継手して、例えば、フランジ形、ユニオン形、ねじこみ形、くい込み式の継手を使用することができる。このように、各ユニットを分離可能な構成とすることで、過熱水蒸気発生装置１００のメンテナンス性を高めることができる。
【００５９】
なお、図２に示す過熱水蒸気発生装置１００の構成は一例であり、図示される一部の機能が省略されてもよく、又は他の機能と一体化されていてもよい。例えば、発振回路制御回路１１６と発振回路１３７とが機能的に一体化されていてもよい。また、送風ファン制御回路１１４と送風ファン１２２とが機能的に一体化されていてもよい。さらに、制御ユニット１０８は一つに限定されず、機能的に複数に分割されていてもよい。例えば、供給ユニット１０２と過熱ユニット１０４とを制御する制御ユニットが別々に設けられていてもよい。
【００６０】
また、制御ユニット１０８は、温度センサ１１２が吐出口１５７や吹出部１３０で設定値を超える異常温度を検知したときに、過熱水蒸気発生装置１００の動作を止める（又は過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の吐出を止める）安全機構が設けられていてもよい。
【００６１】
図６（Ａ）は、過熱ユニット１０４に接続されるチューブ１２６の断面構造の一例を示す。図６（Ａ）に示すチューブ１２６は、チューブ本体１６０の外側にヒータ１６１が巻かれた構造を有する。ヒータ１６１としては、チューブ本体１６０に巻き付けることのできるリボンヒータ、コードヒータなどが用いられる。ヒータ１６１の外側には断熱材１６２が巻かれていてもよい。このような構造のチューブ１２６によれば、チューブ本体１６０の中を流れる過熱水蒸気の温度を抑制することができる。このようなチューブ１２６を設けることで、吹出部１３０における過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の温度を正確に制御することができる。
【００６２】
図６（Ｂ）は、二重管形のチューブ１２６を示す。チューブ１２６は、外側チューブ１６５の中に内側チューブ１６４が通された構造を有する。このような構成により、二重管形のチューブ１２６は、内側チューブ１６４による第１の流路と、内側チューブ１６４と外側チューブ１６５との間の空間による第２の流路との２つの流路が形成される。外側チューブ１６５はシールド１３２に接続され、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の吹出部１３０は内側チューブ１６４により形成される。このような構成によれば、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体が流れ出る吹出部１３０の周りを囲むように、第２の流路から空気が供給されるので、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体に晒される領域を囲む周辺の領域の温度が上昇しないようにすることができる。別言すれば、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体に晒される領域の周辺領域の温度上昇を抑えることができるので、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体を局所的に作用させることができる。
【００６３】
図６（Ｂ）は、第２の流路に空気を流す例を示すが、これに限定されず、第２の流路には用途に応じて様々なガスを流すことができる。例えば、第２の流路には、酸素ガス、窒素ガス、希ガスなどを流すことができる。
【００６４】
また、図示されないが、図６（Ａ）に示すチューブ１２６の構成と、図６（Ｂ）に示すチューブ１２６の構成とを適宜組み合わせてもよい。例えば、図３（Ｂ）に示すチューブ１２６において、内側チューブ１６４又は外側チューブ１６５の周りにヒータ１６１が設けられてもよい。
【００６５】
以上、説明したように、本実施形態に係る過熱水蒸気発生装置１００によれば、ミストを生成する供給ユニット１０２と、高周波誘導加熱によりミストを加熱する過熱ユニットとを用いることで、簡便な構成で過熱水蒸気を発生させることができる。過熱水蒸気発生装置１００は、送風ユニット１０６の送風量と、供給ユニット１０２の超音波振動子１３８の振幅により過熱水蒸気の供給量を制御することができ、超音波振動子１３８の振動周波数により過熱水蒸気の粒径を制御することができ、過熱ユニット１０４の誘導加熱の電力により過熱水蒸気の温度を制御することができる。それにより、過熱水蒸気を様々な用途に適用することができる。
【００６６】
［第２の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態に示す過熱水蒸気発生装置の異なる態様を示す。以下の説明においては、第１の実施形態と相違する部分について説明する。
【００６７】
図７は、本実施形態に係る過熱水蒸気発生装置１００を示す。この過熱水蒸気発生装置１００は、チューブ１２６ａの情報を読み取る読み取りセンサ１８０を含む。また、チューブ１２６ａにはチューブの情報を含む識別子１８２が付されている。識別子１８２に含まれる情報には、チューブの材質、内径、長さ、その他のチューブに関する情報が含まれる。その他のチューブに関する情報としては、コネクタの種類、製造番号、製造現月日、製造元、特殊仕様（ヒータの有無、チューブの構造）などが含まれる。
【００６８】
識別子１８２は、電磁的又は光学的に読み取り可能な識別子が用いられる。例えば、識別子１８２は、非接触ＩＣタグ、二次元バーコード、一次元バーコードで形成される。識別子１８２として、非接触ＩＣタグを用いることでチューブの情報を記憶させることができる。また、二次元バーコード、一次元バーコードを用いることで、チューブの情報を識別することができる。識別子１８２が二次元バーコード、一次元バーコードである場合には、制御ユニット１０８が内蔵又はネットワーク状にあるデータベースにアクセスしてチューブの情報を取得する。
【００６９】
過熱水蒸気発生装置１００は、制御ユニット１０８が、装置の起動時又は過熱水蒸気を発生させるとき読み取りセンサ１８０で識別子１８２の情報を読み取り、その情報を供給ユニット１０２、過熱ユニット１０４、送風ユニット１０６の制御に使用する。すなわち、チューブ１２６ａの吹出部１３０における過熱水蒸気の温度、流量、供給圧が設定されている場合、チューブ１２６ａの長さに基づいて、供給ユニット１０２、過熱ユニット１０４、送風ユニット１０６の駆動条件を設定する。
【００７０】
図７に示すように、内径が異なる複数のチューブ１２６ａ〜１２６ｄを有する場合、利用者は、使用条件や用途に応じて適切なチューブを選択することができる。特定のチューブが選択された場合、本実施形態に係る過熱水蒸気発生装置１００は、チューブ１２６の情報を自動的に読み取って、各ユニットの制御を行うことができる。これにより、過熱水蒸気発生装置１００を、チューブ１２６の種類に応じた適した条件で駆動することができ、利用者の便宜を図ることができる。
【００７１】
さらに、過熱水蒸気発生装置１００は、取り付けられたチューブに識別子が付されておらず情報を読み取れない場合、又は識別子が付されているが登録されている識別子ではない場合、若しくは識別子の情報によりチューブの使用期限が過ぎていると判断された場合には、インターロックが作動して停止するように構成されていてもよい。それにより、純正品のチューブのみの使用を可能とし、非正規品の使用を禁止するようにすることができる。このような構成により、過熱水蒸気発生装置１００によって提供される各種処理又は処置の品質を維持することができる。
【００７２】
［第３の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態に示す過熱水蒸気発生装置１００を用いた菌、ウイルスの不活化方法の一例を示す。
【００７３】
図８（Ａ）は、過熱水蒸気発生装置１００を医療用噴霧器（ネブライザ）として用いる一例を示す。過熱水蒸気発生装置１００は、ミストを加熱して過熱水蒸気を発生させ、発生した過熱水蒸気をチューブ１２６の中を流し、吹出部１３０に設けられたマスク１６７の内側から過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体を霧状に噴霧する。利用者は、マスク１６７を鼻口に当てて呼吸をすることにより、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の一部を吸引することができる。第１の実施形態で述べたように、ウイルスは熱に弱いので、熱効率の高い過熱水蒸気により短時間で不活化又は死滅させることができると考えられる。また、図８（Ｂ）は、ノーズピース１６８を用いて、利用者が霧状に噴霧された過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体を鼻から吸引する態様を示す。ノーズピース１６８は、チューブを省略して過熱水蒸気発生装置１００の吐出口１５７に直接取り付けられていてもよい。
【００７４】
図８（Ａ）に示す構成において、チューブ１２６として図６（Ａ）に示すヒータ１６１が設けられたチューブ又は二重管形のチューブが用いられてもよい。また、可撓性を有するチューブ１２６に代えて硬直な細い管が用いられてもよい。図８（Ｂ）に示す構成においてノーズピース１６８に代えて図示されないマウスピースが取り付けられてもよい。
【００７５】
図９（Ａ）は、過熱水蒸気発生装置１００を医療用噴霧器として用いる他の一例を示す。過熱水蒸気発生装置１００は、ミストを加熱して過熱水蒸気を発生させ、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体をウイルスに感染した患者の患部（例えば、鼻腔、口腔など）に局所的に照射する。過熱水蒸気発生装置１００は、発生した過熱水蒸気を、チューブ１２６を通してノズル１６６まで輸送し、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体が鼻腔（又は口腔）に挿入した細いノズル１６６の先端から患部に向けて局所的に照射されるので、患者の身体的負担は軽微なものとなる。図示されないが、ノズル１６６には流路の開閉を行うコックが取り付けられていてもよい。また、可撓性を有するチューブ１２６に代えて金属製の細管を使用してノズル１６６の位置が固定される構造を有していてもよい。
【００７６】
図９（Ｂ）は、過熱水蒸気発生装置１００で物品１６９の消毒、殺菌に用いる一例を示す。チューブ１２６の吹出部１３０には対象となる物品１６９を覆うようにシールド１３２が設けられており、過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体が周囲に広がらないようにされている。対象となる物品１６９に特段の制限はなく、例えば、食器、文具、衣類、靴、鞄、その他の生活用品、メス、剪刀、鉗子、ピンセット、その他の医療器具などを例示することができる。また、物品に代えて食品の殺菌に用いることもできる。過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体を用いることで、物品に付着した菌、ウイルスの不活化を図り、又は死滅させることができる。また、過熱水蒸気を用いることで物品を乾燥させることができる。
【００７７】
図８（Ａ）及び（Ｂ）、並びに図９（Ａ）及び（Ｂ）に示す場合において、過熱水蒸気発生装置１００は、供給ユニット１０２で生成されたミストが過熱ユニット１０４で高温に加熱されるので同時に殺菌され、清浄な過熱水蒸気を提供することができる。
【００７８】
本実施形態に係る過熱水蒸気発生装置１００は、第１の実施形態で説明したように簡便な構成を有することにより、小型で持ち運びが可能な医療用機器又は家庭用機器として提供することができる。また、本実施形態に係る過熱水蒸気発生装置１００は、風量（送風ファン１２２の送風量）、ミストの供給量（超音波振動子１３８の振幅）、ミストの粒径（超音波振動子１３８の振動周波数）、ミストの加熱温度（誘導コイルの電力）といった複数のパラメータで供給口における過熱水蒸気又は過熱水蒸気の状態から冷却された微小液滴を含む気体の供給量や温度を制御することができるので、安全にコントロールされた高温の過熱水蒸気を用いて菌、ウイルスの不活化をすることができる。
【００７９】
［第４の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態に示す過熱水蒸気発生装置に対し、供給ユニットの構成が異なる態様を示す。以下の説明においては、第１の実施形態及び第２の実施形態と相違する部分について説明する。
【００８０】
第１の実施形態及び第２の実施形態では、供給ユニット１０２が超音波振動器１３６によって非加熱でミストを発生させていたが、本実施形態は供給ユニット１０３が加熱手段によって水蒸気を発生させる例を示す。
【００８１】
図１０（Ａ）は、電熱線を用いたヒータ１７０により水が入れられた容器１３４を加熱して水蒸気を発生させる態様を示す。容器１３４には送風口１４０に送風ユニット１０６が設けられ、送出口１４１の側には過熱ユニット１０４が取り付けられる。図１０（Ｂ）は、誘導加熱用コイル１７２により水が入れられた容器１３４を加熱する態様を示す。この場合、容器１３４は誘導加熱されるように、金属製のものが用いられる。図１０（Ｃ）は、ガスバーナー１７４で容器を加熱する態様を示す。なお、容器１３４は、図３（Ｂ）に示すような、水位を一定に保つ構成を有していてもよい。
【００８２】
図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す構成によれば、大量の水蒸気を発生させることができる。それにより、過熱水蒸気の供給量を増やすことができる。他の構成は第１の実施形態及び第２の実施形態と同様であり、同様の作用効果を得ることができる。
【００８３】
［第５の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態及び第２の実施形態に示す過熱水蒸気発生装置に対し、過熱ユニットの構成が異なる態様を示す。以下の説明においては、第１の実施形態及び第２の実施形態と相違する部分について説明する。
【００８４】
図１１（Ａ）は、過熱ユニット１０５として、電熱線を用いたヒータ１７６により流通管１７７を加熱し、その熱で管内を流れるミストを加熱して過熱水蒸気を発生させる構成を示す。ヒータ１７６は流通管１７７の周りに長手方向に沿って設けられる。ヒータ１７６の外側を覆うように断熱材１６２が設けられていてもよい。流通管１７７は金属、セラミックスなどの耐熱性を有する材料で形成される。また、流通管１７７は、図示されるように単管で構成されてもよいし、複数の管が束ねられた構成を有していてもよい。また、図４に示すように、流通管１７７は外管と内管によって構成されてもよい。図１１（Ａ）に示す構成によれば、ヒータ１７６を設けるだけの比較的簡便な構成で過熱ユニット１０５を形成することができる。
【００８５】
図１１（Ｂ）は、ガスバーナー１７８で流通管１７７を加熱し、その熱で管内を流れるミストを加熱して過熱水蒸気を発生させる構成を示す。ガスバーナー１７８は、流通管１７７の長手方向に沿って設けられ、その前後に空気が流入するダクト１７９が設けられていてもよい。図１１（Ｂ）に示す構成によれば、比較的短時間で内管１４７の温度を上昇させ、過熱水蒸気を発生させることができる。
【００８６】
図１１（Ａ）〜（Ｂ）に示す構成によれば、誘導加熱法を用いる場合と同様に過熱水蒸気を発生させることができる。他の構成は第１の実施形態及び第２の実施形態と同様であり、同様の作用効果を得ることができる。また、本実施形態に係る過熱ユニット１０５の構成と、第４の実施形態に示す供給ユニット１０３の構成と組み合わせて過熱水蒸気発生装置を構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置は、医療用の治療機器とし、及び家庭用の殺菌、消毒用の機器として提供することができる。また、本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置は、産業用の機器として様々な用途に用いることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１００・・・過熱水蒸気発生装置、１０２・・・供給ユニット、１０３・・・供給ユニット、１０４・・・過熱ユニット、１０５・・・過熱ユニット、１０６・・・送風ユニット、１０８・・・制御ユニット、１１０・・・冷却ユニット、１１２・・・温度センサ、１１４・・・送風ファン制御回路、１１６・・・発振回路制御回路、１１８・・・冷却ファン制御回路、１２０・・・高周波回路、１２２・・・送風ファン、１２４・・・冷却ファン、１２６・・・チューブ、１２８・・・バッファタンク、１３０・・・吹出部、１３２・・・シールド、１３４・・・容器、１３６・・・超音波振動器、１３７・・・発振回路、１３８・・・超音波振動子、１４０・・・送風口、１４１・・・送出口、１４２・・・給水部、１４３・・・ウォーターサーバー、１４４・・・逆止弁、１４６・・・コイル、１４７・・・内管、１４８・・・外管、１４９・・・断熱材、１５０・・・内側絶縁部材、１５１・・・外側絶縁部材、１５２・・・スペーサ、１５３・・・棒状フェライト、１５４・・・吸入管、１５６・・・吐出管、１５７・・・吐出口、１５８・・・ダクト、１５９・・・流路、１６０・・・チューブ本体、１６１・・・ヒータ、１６２・・・断熱材、１６４・・・内側チューブ、１６５・・・外側チューブ、１６６・・・ノズル、１６７・・・マスク、１６８・・・ノーズピース、１６９・・・物品、１７０・・・ヒータ、１７２・・・誘導加熱用コイル、１７４・・・ガスバーナー、１７５・・・断熱材、１７６・・・ヒータ、１７７・・・流通管、１７８・・・ガスバーナー、１７９・・・ダクト、１８０・・・読み取りセンサ、１８２・・・識別子
【要約】
【課題】簡便な構成で過熱水蒸気を発生することのできる装置を提供することを目的の一つとする。
【解決手段】過熱水蒸気発生装置は、ミストを発生する供給ユニットと、ミストを加熱して過熱水蒸気を発生させて該過熱水蒸気を吐出する吐出口を含む過熱ユニットとを含む。供給ユニットが超音波振動子を含み、超音波振動子によりミストを発生してもよい。また、過熱ユニットが、誘導加熱用のコイルと、コイルにより誘導加熱される発熱体とを含み、誘導加熱により過熱水蒸気を発生させてもよい。発熱体は、コイルの内側に設けられてミストの流路を形成する導電性の管であってもよい。
【選択図】図２【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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