(57)【要約】【課題】  投与されたエネルギーを微細な水粒子にさらに効率的に吸収させ、産業現場で用いられる水蒸気の量を大幅に向上させ、その水蒸気の温度をさらに向上させることができる、高温スチームの効率的な発生装置及びその発生方法を提供すること。【解決手段】  本発明による高温スチーム発生装置は、中空であり、一定の体積を有し、密閉した形状を有している胴体部と、前記胴体部の上部又は下部に形成され、内部で製造された水蒸気を外部に排出する水蒸気流出口とを有する高圧容器と、前記高圧容器の内部に高温の熱を供給する熱供給部と、前記高圧容器の外部に位置し、外部の水を前記高圧容器の内部に供給する水供給ポンプと、前記水供給ポンプから供給された水を前記高圧容器の内部で噴射させる噴射ノズルと、前記高圧容器の流出口に連結され、前記胴体部で生成した水蒸気をガイドする水蒸気排出ラインと、を備えることを特徴とする。【選択図】      図１
2009030963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空であり、一定の体積を有し、密閉した形状を有している胴体部と、前記胴体部の上部又は下部に形成され、内部で製造された水蒸気を外部に排出する水蒸気流出口とを有する高圧容器と、
前記高圧容器の内部に高温の熱を供給する熱供給部と、
前記高圧容器の外部に位置し、外部の水を前記高圧容器の内部に供給する水供給ポンプと、
前記水供給ポンプから供給された水を前記高圧容器の内部で噴射させる噴射ノズルと、
前記高圧容器の流出口に連結され、前記胴体部で生成した水蒸気をガイドする水蒸気排出ラインと、
を備えることを特徴とする高温スチーム発生装置。
【請求項２】
前記高圧容器は、その内部に伝熱板をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の高温スチーム発生装置。
【請求項３】
前記高圧容器は、その内部に補助熱供給部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の高温スチーム発生装置。
【請求項４】
前記高圧容器は、連結キャップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の高温スチーム発生装置。
【請求項５】
前記熱供給部は、前記高圧容器の内部に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の高温スチーム発生装置。
【請求項６】
前記水蒸気流出口は、前記胴体部の下部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高温スチーム発生装置。
【請求項７】
中空であり、一定の体積を有し、密閉した形状を有している胴体部と、前記胴体部の上部又は下部に形成され、内部で製造された水蒸気を外部に排出する水蒸気流出口とを有する高圧容器と、前記高圧容器の内部に高温の熱を供給する熱供給部と、前記高圧容器の外部に位置し、外部の水を前記高圧容器の内部に供給する水供給ポンプと、前記水供給ポンプから供給された水を前記高圧容器の内部で噴射させる噴射ノズルと、前記高圧容器の流出口に連結され、前記胴体部で生成した水蒸気をガイドする水蒸気排出ラインと、を備える高温スチーム発生装置を用いる高温スチーム発生方法であって、
前記高圧容器の内部状態を予め設定された圧力又は温度に到達させるステップと、
予め設定された圧力又は温度に到達した場合、外部から水を供給し、前記高圧容器の内部で噴射させるステップと、
を含むことを特徴とする高温スチーム発生方法。
【請求項８】
前記高圧容器は、その内部状態の初期の設定圧力が３〜５ｋｇｆ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項７に記載の高温スチーム発生方法。
【請求項９】
前記高圧容器は、その内部状態の初期の設定温度が１２０℃以上であることを特徴とする請求項７に記載の高温スチーム発生方法。
【請求項１０】
前記高圧容器は、その内部状態が、予め設定された圧力又は予め設定された温度に到達した以降、前記熱供給部により、前記高圧容器の内部に熱エネルギーを継続的に供給されることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一項に記載の高温スチーム発生方法。
【請求項１１】
前記高圧容器の予め設定された圧力は、１０〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１０に記載の高温スチーム発生方法。
【請求項１２】
前記高圧容器の内部状態の予め設定された温度は、１５０℃〜３００℃であることを特徴とする請求項１０に記載の高温スチーム発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業現場で必須となる高圧のスチームを発生させる装置及びその発生方法に関し、より詳しくは、産業現場で用いられているスチームをより効率的かつ経済的に生産することができる高温スチーム発生装置及びその発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、産業現場は、工業用水をボイラにより高温・高圧に加熱した後、高温・高圧のスチームを生産している。このような従来の方法による場合、通常、得られたスチームは、その温度が１４０℃程度であり、その圧力は約１２ｋｇｆ／ｃｍ２程度を維持しているものと知られている。産業現場に応じて、より良質のスチームを必要とする場合、そのスチームは、その温度が約１８０℃程度であり、その圧力は、約１５ｋｇｆ／ｃｍ２程度を維持しているものと知られている。
【０００３】
このような従来のスチーム製造方式は、常圧下で液相の水が１００℃程度で気化し、気相の水蒸気に相変化を引き起こし、気相の水蒸気が高圧下にある場合、その内部エネルギーが増加し、温度が上がる現象を用いたものである。
【０００４】
しかしながら、このような従来の方式によりスチームを発生させる方法は、液相の水をそのままボイラで加熱するので、ボイラの内部の水を気化させるために、外部から多くの熱量を加えなければならない。これは、スチームを発生させるためには、ボイラの内部に入っている全体の水を加熱して気化させなければならず、また、気化した水蒸気をさらに必要な温度までさらに加熱しなければならないことを意味する。したがって、従来のスチーム発生方式は、過量のエネルギーを投与しなければならず、投与されたエネルギーの量に比べて生成したスチームの量が少ないという短所を有している。
【０００５】
また、従来の方式は、上記したボイラの内部で多量のエネルギーが供給されているにもかかわらず、供給される多くのエネルギーは、ボイラの内部に存在する水を継続的に気化させ、水蒸気を生成しなければならないので、生成した水蒸気の温度をさらに上昇させることができず、これにより、生成した水蒸気の温度は、一定の限界（例えば、１８０℃）を有しており、それ以上の高温の水蒸気が得られないという短所があった。
【０００６】
また、従来の方式によりスチームを発生させる方法は、水蒸気の発生のために、大型のボイラ設備を備えなければならないので、投資費用が多くなるという短所があった。
【０００７】
また、従来の方法による場合、実際に水蒸気を生産するボイラ設備等は、安全上、実際の水蒸気の需要先から遠く離れた場所に設置しているので、一旦発生した水蒸気を実際の水蒸気の需要先に運搬するためには、配管設備を始めとした多くのユーティリティー設備を必要とするようになる。したがって、従来の方法は、投資費用と共に、高額のメンテナンス費用を必要とし、これは、原価上昇という問題点を有している。
【０００８】
このように、従来の通常的なスチーム発生のための方法は、投与されたエネルギーに比べて生産されるスチームの量が少ないばかりでなく、通常の温度よりもさらに高温のスチームを必要とする場合、より多くのエネルギーを必要とし、２００℃以上の超高温のスチームが得られないという根本的な限界を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、投与されたエネルギーを微細な水粒子にさらに効率的に吸収させ、産業現場で用いられる水蒸気の量を大幅に向上させ、その水蒸気の温度をさらに向上させることができる、高温スチームの効率的な発生装置及びその発生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明による高温スチーム発生装置は、中空であり、一定の体積を有し、密閉した形状を有している胴体部と、前記胴体部の上部又は下部に形成され、内部で製造された水蒸気を外部に排出する水蒸気流出口とを有する高圧容器と、前記高圧容器の内部に高温の熱を供給する熱供給部と、前記高圧容器の外部に位置し、外部の水を前記高圧容器の内部に供給する水供給ポンプと、前記水供給ポンプから供給された水を前記高圧容器の内部で噴射させる噴射ノズルと、前記高圧容器の流出口に連結され、前記胴体部で生成した水蒸気をガイドする水蒸気排出ラインと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明において、前記高圧容器は、その内部に伝熱板又は補助熱供給部をさらに有することが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記高圧容器は、連結キャップをさらに有することが好ましい。
【００１３】
本発明による高温スチーム発生方法は、前記高圧容器の内部状態を予め設定された圧力又は温度に到達させ、予め設定された圧力又は温度に到達した場合、外部から水を供給し、前記高圧容器の内部で噴射させることを特徴とする。
【００１４】
本発明において、前記高圧容器の内部状態は、初期の設定圧力が３〜５ｋｇｆ／ｃｍ２であることが好ましく、また、前記高圧容器の内部状態は、初期の設定温度が１２０℃以上であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明において、前記高圧容器の内部状態は、スチームの生成のために、主設定圧力が１０〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２であることが好ましく、また、前記高圧容器の内部状態は、スチームの生成のために、主設定温度が１５０℃〜３００℃であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のスチーム発生装置によると、多様な温度範囲を有するスチームが得られ、さらに、短時間内に所望のスチームが得られるという長所がある。
【００１７】
また、従来の方式では不可能であった超高温（例えば、２００℃以上）のスチームが得られるという長所もある。
【００１８】
また、投与された熱を微細な水粒子に直接接触させてスチームを得るので、熱効率が極大化し、エネルギー節減に大いに寄与することができる。
【００１９】
さらに、大容量のボイラを用いる必要がないので、設備費用を大幅に節約することができ、また、 化石燃料を使用せず、環境汚染の問題を解決することができるという長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付した図面に基づき、本発明の好適な実施例について詳述する。
【００２１】
図１は、本発明による高温スチーム発生装置１００を示す概略図である。図２は、本発明による高温スチーム発生装置１００の他の変形実施例であって、高圧容器の内部を示す概略図であり、図３は、本発明による高温スチーム発生装置１００のまた他の変形実施例を示す概略図であり、図４は、本発明による高温スチーム発生装置１００のさらに他の変形実施例を示す概略図であり、図５は、本発明による高温スチーム発生装置１００を順次連結した変形実施例を示す概略図である。
【００２２】
本発明による高温スチーム発生装置１００は、その内部で水蒸気を生成する高圧容器１１０を備えている。前記高圧容器１１０は、外部から供給された微細な水粒子が、その内部で高温熱を吸収し、高温・高圧の水蒸気を発生させる空間を提供している。前記高圧容器１１０は、産業現場で用いられるシリンダー状容器が好ましい。
【００２３】
本発明において、前記高圧容器１１０は、中空の胴体部１１２を有している。前記胴体部１１２は、一定の体積を有し、密閉しているので、外部で加熱した場合、その内部に存在する水蒸気の内部エネルギーを増加させることができるようにする。
【００２４】
本発明において、前記胴体部１１２は、その上部又は下部に水蒸気流出口１１４を有している。前記水蒸気流出口１１４は、前記胴体部の内部で生成した水蒸気を外部に排出させる通路である。前記水蒸気流出口１１４は、前記胴体部１１２の上部又は下部に形成されてもよいが、地面から近い方である下部に形成されることがさらに好ましい。これは、前記水蒸気流出口１１４を下部に形成すると、胴体部１１２の内部にあった水蒸気が、前記水蒸気流出口１１４から瞬間的に排出されるとき、前記胴体部１１２の下部に溜まっていた高温高圧の水を同時に排出させるようになるためである。この場合、瞬間的に排出される高温高圧の水は、瞬間的に急速に膨張し、これは、他の水蒸気を生成するようになる長所もある。
【００２５】
本発明において、前記高圧容器１１０は、前記胴体部１１２の内部に伝熱板１１６をさらに有することが好ましい。前記伝熱板１１６は、前記胴体部１１２と同一材質の金属であり、板状に形成されたことが好ましい。板状に形成される場合、その表面積が広く、伝熱効率が高いからである。前記伝熱板１１６は、気体の自由な流れを保障するように、多数の貫通孔を形成することが好ましい。本発明において、前記伝熱板１１６は、前記胴体部１１２の長手方向に胴体部と結合されていることが好ましいが、前記胴体部１１２の横方向に設置されてもよい。前記伝熱板１１６を胴体部と結合させる場合、前記高圧容器１１０の容量が大きくなっても、その内部で迅速に熱エネルギーの交換を実現することができ、水蒸気の生成作業をより効率的に実行することができる。前記伝熱板１１６は、前記高圧容器１１０の容量に応じて、１個ないし８個程度を設置することができる。
【００２６】
本発明において、前記高圧容器１１０は、前記胴体部１１２の上部に連結キャップ１１８をさらに有することが好ましい。前記連結キャップ１１８は、本発明の高温スチーム発生装置を、数個順次的に結合して使用する場合、その前方に設置された装置の水蒸気排出ライン１５０を連結させる手段として活用され得る。
【００２７】
本発明による高温スチーム発生装置１００は、前記高圧容器１１０の内部の高温の熱を供給する熱供給部１２０を有している。
【００２８】
本発明において、前記熱供給部１２０は、前記胴体部１１２の外面に付着して巻かれるヒータバンドが好ましく、熱媒体を用いたパイプを用いてもよい。 前記熱供給部１２０は、電気エネルギーを熱エネルギーに転換させ、高温の熱を前記高圧容器１１０の胴体部１１２に供給するようになる。前記熱供給部１２０により、高温の熱が前記高圧容器１１０に伝達されると、その内部に存在する気体は、その内部エネルギーが増加するようになる。この際、前記高圧容器１１０の胴体部１１２の体積が一定であるので、自然に、前記気体は、その圧力が増加すると共に、その温度が一緒に上昇するようになる。
【００２９】
本発明において、前記熱供給部１２０は、前記胴体部１１２の内面に設置されてもよい。前記熱供給部１２０が、前記胴体部１１２の内面に設置される場合は、胴体部１１２の内部に存在する気体に、さらに直接的に高温熱を伝達することができる長所がある。
【００３０】
また、本発明において、前記熱供給部１２０は、前記胴体部１１２の内面に設置される補助熱供給部１２２をさらに有してもよい。前記補助熱供給部１２２は、前記胴体部１１２の内部に縦方向に長く形成されていることが好ましい。これは、前記胴体部１１２の内部に存在する気体と、さらに熱交換を活発に行うようにするためである。
【００３１】
本発明による高温スチーム発生装置１００は、前記高圧容器１１０の外部に位置した水供給ポンプ１３０を有している。
【００３２】
本発明において、前記水供給ポンプ１３０は、前記高圧容器１１０の外部に位置しながら、前記高圧容器１１０の内部に水を供給するようになる。前記水供給ポンプ１３０は、高圧で水を供給することができる水ポンプ又は水ブースターポンプであることが好ましい。前記水供給ポンプ１３０は、高圧容器１１０の内部圧力が、作業途中に相当高い圧力を維持している場合も、このような内部圧力を克服し、前記高圧容器１１０の内部に水を継続して供給可能にする。前記水は、精製水又は工業用水を用いることが好ましい。前記水供給ポンプ１３０により、外部から供給された水は、前記高圧容器１１０の内部でスチームを発生させる原料として用いられる。
【００３３】
本発明による高温スチーム発生装置１００は、前記水供給ポンプ１３０から供給された水を、前記高圧容器１１０の内部で噴射させる噴射ノズル１４０を有している。
【００３４】
本発明において、前記噴射ノズル１４０は、前記水供給ポンプ１３０から供給された水を、前記高圧容器１１０の内部で微細な水粒子で噴射させるためのものである。前記噴射ノズル１４０から噴射された微細な水粒子は、噴射された途端に、高温・高圧の環境に置かれるようになる。前記高温・高圧の環境は、高圧容器１１０の外部又は内部に設置された前記熱供給部１２０により提供された高温熱により形成されたものである。
【００３５】
本発明において、前記微細な水粒子は、前記噴射ノズル１４０により噴射された途端に、高温・高圧の環境に置かれ、高温・高圧の環境中で、その全表面を通じて、高温の熱エネルギーを吸収するようになる。したがって、前記噴射ノズル１４０から噴射された微細な水粒子は、瞬間的にその内部エネルギーが急上昇し、前記水粒子は、気体分子（水蒸気）に転換されながら、その体積は、急膨張するようになる。この際、前記高圧容器１１０は、密閉しており、一定の体積を有しているので、前記気体分子（水蒸気）は、高圧をなし、高圧下で高温をなすようになる。このような相互作用により、前記高圧容器１１０は、短時間内に多量のスチームを発生させ、このようなスチームは、漸次的にその体積を増加させるので、限定された空間内で超高圧のスチームを発生させ、それと同時に、超高温のスチームを生成することができるようになる。
【００３６】
本発明による高温スチーム発生装置１００は、前記高圧容器１１０の流出口１１４に連結される水蒸気排出ライン１５０を有している。本発明において、前記水蒸気排出ライン１５０は、前記胴体部１１２の内部で生成した水蒸気を中間目的地又は最終目的地にガイドするようになる。
【００３７】
本発明において、前記水蒸気排出ライン１５０が、他の高圧容器１１０の連結キャップ１１８に結合される場合は、多数の高温スチーム発生装置が順次連結された形態を取るようになる。
【００３８】
一方、本発明における未説明符号１０は、配管ラインであり、２０は、高圧容器１１０の温度を測定する温度測定センサであり、３０は、前記高圧容器１１０の内部圧力を測定する圧力測定センサである。
【００３９】
図２の（ａ）は、本発明による高温スチーム発生装置１００において、高圧容器１１０の内部に伝熱板１１６を設置した実施例を示す概略図であり、（ｂ）は、前記図２の（ａ）のＡ‐Ａ線による断面図である。
【００４０】
本発明において、前記伝熱板１１６の機能及び形状等については、上述した通りである。
【００４１】
図３は、本発明による高温スチーム発生装置１００の好適な実施例を示す概略図である。
【００４２】
本発明による高温スチーム発生装置１００は、図３に示すように、前記高圧容器１１０の胴体部１１２に連結キャップ１１８をさらに有する。また、前記高圧容器１１０の胴体部１１２は、下部が密閉した状態となっており、上部に水蒸気流出口１１４を形成している。また、前記熱供給部１２０は、前記高圧容器１１０の内部に設置されている様子を示している。
【００４３】
図４は、本発明による高温スチーム発生装置１００の他の好適な実施例を示す概略図である。
【００４４】
本発明による高温スチーム発生装置１００は、図４に示すように、前記高圧容器１１０の外部に熱供給部１２０を設置した状態で、前記高圧容器１１０の内部に補助熱供給部１２２を有する。
【００４５】
一方、図５は、本発明による高温スチーム発生装置１００のまた他の好適な実施例であって、それぞれの高温スチーム発生装置が順次連結された状態を示す概略図である。図５の例示図では、２個のスチーム発生装置が連結された様子を示しているが、これは、必要に応じて調節されるものであり、２個以上直列連結して用いられてもよい。
【００４６】
本発明による高温スチーム発生装置１００は、以下のような形態で用いられてもよい。但し、以下の使用方法は、本発明の技術思想を、この技術の分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるようにするためのものであるだけで、具体的な状況に合わせて様々な形態で用いられ得ることは自明である。
【００４７】
本発明による高温スチーム発生方法は、前記高温スチーム発生装置１００を使用しようとする位置に設置することにより開始される。この際、前記高温スチーム発生装置１００の内部は、大気圧と同一の状態に置かれ、前記高圧容器１１０は、密閉した状態に置かれている。
【００４８】
本発明による高温スチーム発生方法は、前記高圧容器１１０の周辺に設置された熱供給部１２０を加熱させ、高圧容器１１０の内部気体を加熱させる。前記内部気体は、通常、空気であってもよい。本発明は、前記高圧容器１１０の内部に別途の気体を注入せず、また、大気圧以上の高圧で加圧させずに進行されるということから、本発明者による先行特許出願（韓国特許出願第１０‐２００６‐３０２６９号、同第１０‐２００６‐６２７９７号、及び同第１０‐２００７‐３０１２６号）とは異なる。
【００４９】
本発明は、初期に、前記高圧容器１１０を通常の大気圧下で密閉させ、外部から熱エネルギーを、前記高圧容器１１０の内部に供給する。この際、前記高圧容器１１０の内部に水を噴射させ、水粒子と空気を一緒に混合させることが好ましい。この場合、前記高圧容器１１０の内部にある気体は、外部から供給された熱エネルギーにより、その内部エネルギーが段々上昇するようになる。内部エネルギーが上昇することにより、前記気体は、段々膨張し、前記高圧容器の内部温度及び内部圧力を高温・高圧に転換させるようになる。前記高圧容器１１０には、水を継続的に供給してもよいが、初期にのみ少し供給した後、これを一旦中断させ、その状態で、熱エネルギーを継続して供給させることがより好ましい。
【００５０】
本発明は、前記高圧容器１１０の内部温度及び内部圧力を測定しながら、予め設定された初期の設定温度及び／又は初期の設定圧力に到達する場合、前記水供給ポンプ１３０により、外部から水を前記高圧容器１１０の内部に供給することが好ましい。この際、初期の設定温度は１２０℃以上であることが好ましく、前記初期の設定圧力は３〜５ｋｇｆ／ｃｍ２であることが好ましい。本発明において、初期の設定温度及び／又は設定圧力を定めたことは、外部からの水を前記高圧容器１１０の内部に投入させる時点を決定するためのものである。前記設定温度及び／又は設定圧力を高く設定しておく場合、外部から投入された水が、単位時間当りにさらに多くの熱エネルギーを吸収するようになるが、あまり高く設定する場合、作動時間が長くなる側面があるので、適宜調節することが好ましい。
本発明において、前記水供給ポンプ１３０により供給された水は、噴射ノズル１４０により噴射される。この際、前記噴射ノズル１４０により噴霧された水は、高圧容器１１０の内部で微細な粒子に分かれ、その状態で、前記高圧容器の内部条件にそのまま露出される。微細な粒子状の水は、その全表面から前記高圧容器１１０の高温熱を吸収し、瞬間的に気体分子に気化されながら、急膨張し、それと同時に、密閉した高圧容器１１０の内部状態を高圧に転換させるようになる。これらは、互いに相乗作用を引き起こし、瞬く間に前記高圧容器１１０の内部を高温・高圧の水蒸気で満たし、良質の水蒸気を発生させることである。
【００５１】
本発明において、前記水供給ポンプ１３０は、前記高圧容器１１０の内部温度及び／又は内部圧力が予め設定された主設定温度及び／又は主設定圧力に到達するまで、継続して作動することもでき、暫く作動を止めてもよい。前記水供給ポンプ１３０が暫くその作動を止めた場合、前記高圧容器１１０の内部状態が前記主設定温度及び／又は主設定圧力にさらに迅速に到達するので、後者の場合がより好ましい。本発明において、前記主設定温度は、１５０℃〜３００℃程度が好ましい。また、前記主設定圧力は、１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２程度が好ましい。低過ぎる範囲では、高品質の水蒸気が得られ難く、高過ぎる範囲では、高圧容器１１０の安全上、好ましくないからである。
本発明において、前記高圧容器１１０の内部状態が、前記主設定圧力及び／又は前記主設定温度に到達すると、さらに前記水供給ポンプ１３０が作動し始める。外部から供給された水は、前記噴射ノズル１４０を通じて、前記高圧容器１１０の内部で微細な水粒子に噴霧され始める。噴霧された微細な水粒子は、上記のように、瞬く間に水蒸気に変化され、前記高圧容器１１０の内部は、高温の水蒸気に満たすようになる。
【００５２】
本発明は、このような過程を経て、豊富かつ高品質の水蒸気を最終的な用途に応じて、充分かつ満足に製造することができる。
【００５３】
本発明による高温スチームの製造方法は、前記スチーム発生装置１００により、さらに具体的かつ詳細に説明される。
【００５４】
本発明による前記スチーム発生装置１００に用いられる高圧容器１１０として、長さ１２００ｍｍ、内径１５０ｍｍ、体積２１リットルのシリンダーを選択し、その外部に熱供給部１２０としてヒータバンドを設置した。前記ヒータバンドの容量を３．５ｋｗ×４＝１４ｋｗと定め、水供給ポンプ１３０で圧縮する水の圧力を８０ｋｇｆ／ｃｍ２〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２に設定し、この圧力下で、噴射ノズル１４０から噴霧される噴霧量を２．３リットル／分に設定した。また、前記高圧容器１１０の下方には、水蒸気排出ライン１５０を設置した。これは、本発明者の前記先行特許出願において気体供給器及び気体供給ラインを設置したものとは、全く異なる点である。
【００５５】
一方、前記高圧容器１１０の上部には、外部から水を供給する配管ライン１０を連結し、前記配管ライン１０に水供給ポンプ１３０として水圧縮機を設置した。また、前記配管ライン１０に水の供給量を制御可能な水開閉弁１２を設置し、前記高圧容器１１０の内部のスチームにより水が逆流することを防止するために、逆止め弁を設置した。前記高圧容器１１０の下部には、その内部で生成したスチームが外部に排出される水蒸気排出ライン１５０を設置し、スチームの排出量を制御可能なスチーム開閉弁１４を前記水蒸気排出ライン１５０に設置した。また、前記高圧容器１１０には、その内部温度を測定可能な温度測定用センサ２０と、その内部圧力を測定可能な圧力測定用センサ３０とをそれぞれ設置した。
【００５６】
一方、前記高圧容器１１０が正常にスチームを生成して排出させる場合、前記高圧容器１１０の温度を２４０℃に設定し、ヒータバンドのオン／オフ偏差を５℃に設定した。すなわち、測定温度が２３５℃で電源がオンされ、測定温度が２４５℃で電源がオフされるようにした。
【００５７】
このような状態で、前記ヒータバンドに電源を印加し、高圧容器１１０の内部に熱エネルギーを供給した。前記噴射ノズル１４０から水を噴霧し始めると、高圧容器１１０の内部に蒸気が発生し始めると共に、その内部圧力が上昇する。初期圧力３〜５ｋｇｆ／ｃｍ２に到達する時間は、約５秒所要した。この際、水の供給を中断し、継続的に前記ヒータバンドに電源を印加し、内部温度が設定温度２４０℃に到達した。この際、さらに水供給ポンプ１３０により連続的に水を高圧容器１１０の内部に供給し、瞬間的に高圧容器１１０の内部温度が下がった。前記高圧容器１１０の内部温度は、徐々に回復し始め、３５秒〜４０秒以内に前記設定温度に近接し、高圧容器１１０の内部圧力は、約２７ｋｇｆ／ｃｍ２を示した。
【００５８】
前記高圧容器１１０の内部で生成したスチームを用いるために、前記スチーム開閉弁１４を開放し、高圧容器１１０の内部の圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ２に下がるまでスチームを排出した。この際、前記スチーム開閉弁１４を閉鎖し、スチームの排出を中断し、前記高圧容器１１０の内部温度及び内部圧力は、さらに上昇し始めた。
【００５９】
このような過程を繰り返すことにより、前記高圧容器１１０により、高温のスチームを大量に生成することができた。
【００６０】
本発明によるスチーム発生装置１００を用いてスチームを発生させる場合、前記高圧容器１１０の内部温度及び内部圧力の条件を調節することにより、最終的に生成される水蒸気の量及び質を調節することができるようになる。通常、前記高圧容器１１０の内部温度及び圧力を高温・高圧に維持した状態で、水を噴霧させる場合、より豊富かつ高温・高圧のスチームを得ることができるようになる。
【００６１】
本発明により得られた高温・高圧のスチームは、産業現場の各種の熱媒体として多様に使用され得る。
【００６２】
以上、本発明によるスチーム発生装置及びその方法を具体的に説明したが、これは、本発明の最も好適な実施態様を記載したものであるだけで、本発明がこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲によりその範囲が定められて限定される。
【００６３】
また、その技術の分野における通常の知識を有する者であれば誰でも、本発明の明細書の記載内容により様々な変形及び模倣を行うことができるが、これもまた、本発明の範囲を外れたものではないことは、明白である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による高温スチーム発生装置１００を示す概略図である。
【図２ａ】前記高温スチーム発生装置１００の他の変形実施例を示す概略図である。
【図２ｂ】前記高温スチーム発生装置１００の他の変形実施例を示す概略図である。
【図３】前記高温スチーム発生装置１００のまた他の変形実施例を示す概略図である。
【図４】前記高温スチーム発生装置１００のまた他の変形実施例を示す概略図である。
【図５】前記高温スチーム発生装置１００を順次連結した状態での変形実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  高温スチーム発生装置
１１０  高圧容器
１１２  胴体部
１１４  水蒸気流出口
１２０  熱供給部
１３０  水供給ポンプ
１４０  噴射ノズル
１５０  水蒸気排出ライン
【図１】
2009030963.tif 000003
【図２ａ】
2009030963.tif 000004
【図２ｂ】
2009030963.tif 000005
【図３】
2009030963.tif 000006
【図４】
2009030963.tif 000007
【図５】
2009030963.tif 000008