JP2005337509A - Heating steam generating device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば各種物体の調理、洗浄、殺菌、乾燥や脱水処理等に使用される加熱水蒸気(超蒸気)を発生させる加熱水蒸気発生装置に関する。 The present invention relates to a heated steam generator that generates heated steam (super steam) used for cooking, washing, sterilization, drying, dehydration processing, and the like of various objects.
従来、この種の加熱水蒸気発生装置としては、例えば特許文献1に開示されている。この加熱水蒸気発生装置は、鉛直方向に立てられ中空内部の下端側に滞水ゾーンが設けられた筒体と、この筒体の滞水ゾーンに水を供給する給水部と、滞水ゾーンの水位を調整する水位調整機構と、筒体の外周囲に亘って巻かれた誘導コイル、及びこの誘導コイルに高周波電流を供給する電源等を備えている。 Conventionally, this type of heated steam generator is disclosed in, for example, Patent Document 1. This heating steam generator includes a cylindrical body that is vertically oriented and has a water-stagnation zone on the lower end side of the hollow interior, a water supply unit that supplies water to the water-stagnation zone of the cylinder, and the water level of the water-spill zone A water level adjusting mechanism for adjusting the frequency, an induction coil wound around the outer periphery of the cylinder, and a power source for supplying a high-frequency current to the induction coil.
そして、誘導コイルに電源から高周波電流を供給することにより、筒体に渦電流を誘起させて加熱し、この筒体の加熱によりその内部の水を間接的に加熱して水蒸気を発生させると共に、この水蒸気を加熱して加熱水蒸気とし、これを筒体外部に導くようにしたものである。
しかしながら、この加熱水蒸気発生装置においては、水やこの水を加熱することにより得られた水蒸気を加熱するための手段として、誘導加熱が利用されているため、誘導コイルやこの誘導コイルに高周波電流を供給する電源としての高周波発振器等が必要になると共に、高周波電流によるノイズ(電磁波)対策も必要となり、装置自体の構成が複雑化してコスト高になり易い。 However, in this heating steam generator, induction heating is used as a means for heating water and the steam obtained by heating the water, so that a high frequency current is applied to the induction coil and the induction coil. A high-frequency oscillator or the like as a power source to be supplied is required, and countermeasures against noise (electromagnetic waves) due to a high-frequency current are also required, so that the configuration of the apparatus itself is complicated and cost is likely to increase.
その結果、このような加熱水蒸気発生装置は、例えば食品加工工場等のように専用の電源設備を有する施設では比較的容易に使用できるものの、例えばコンビニエンスストア等のように商用電源しか有さない施設では使用すること現実的に困難で、装置の汎用性の面で劣るという問題点を有している。 As a result, such a heated steam generator can be used relatively easily in a facility having a dedicated power supply facility such as a food processing factory, but a facility having only a commercial power source such as a convenience store. However, there is a problem that it is practically difficult to use and inferior in versatility of the apparatus.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、商用電源でも使用できて構成簡易で安価な装置が得られると共に、加熱水蒸気を容易に発生させ得る加熱水蒸気発生装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a heated steam generator that can be used even with a commercial power source and can be easily configured and inexpensive, and can easily generate heated steam. It is to provide.
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、所定長さを有し内部に通路が形成された導電性の管体と、該管体に所定の電流を供給する電源手段と、該電源手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段の制御で電源手段から所定の電流を管体に供給して該管体を自己発熱させることにより、管体の吐出口から加熱水蒸気を吐出させることを特徴とする。 In order to achieve this object, the invention described in claim 1 of the present invention is a conductive tube having a predetermined length and having a passage formed therein, and supplying a predetermined current to the tube. Power supply means and control means for controlling the operation of the power supply means, and by supplying a predetermined current from the power supply means to the tube body under the control of the control means to self-heat the tube body, Heated steam is discharged from the discharge port.
そして、前記管体は、請求項2に記載の発明のように、導電性セラミックで形成されていることが好ましく、また、請求項3に記載の発明のように、その通路内に加熱を促進させるフィンや多数の貫通孔を有する多孔室部等からなる加熱促進手段が設けられていることが好ましい。また、前記管体は、請求項4に記載の発明のように、螺旋状もしくは蛇行状に形成されてその全長が所定長さに設定されていることが好ましい。
The tube body is preferably formed of a conductive ceramic as in the invention described in
本発明の請求項1に記載の発明によれば、制御手段の制御で電源手段から例えば商用交流電流を管体に供給して該管体を自己発熱させることにより、管体内の蒸気が過熱されて加熱水蒸気となって吐出口から吐出されるため、加熱水蒸気を得るための電源として、例えばAC100VやAC200Vの商用交流電源を使用できると共に、誘導コイルや電磁波対策等が不要となり、装置の構成を簡略化して安価に形成でき、装置の汎用性を向上させつつ加熱水蒸気を容易かつ安定して得ることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the steam in the pipe is superheated by supplying, for example, a commercial alternating current from the power source to the pipe under the control of the control means to cause the pipe to self-heat. Therefore, for example, AC100V or AC200V commercial AC power supply can be used as a power source for obtaining the heated water vapor, and no induction coil or electromagnetic wave countermeasure is required. It can be simplified and formed inexpensively, and heated steam can be obtained easily and stably while improving the versatility of the apparatus.
また、請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、管体が導電性セラミックで形成されているため、管体の耐久性を向上させて装置自体の信頼性を高めることができると共に、加熱効率を向上させて装置の省エネ化を図ることができる。
According to the invention described in
また、請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2に記載の発明の効果に加え、管体の通路内に加熱を促進させるフィンや多孔質部等からなる加熱促進手段が設けられているため、この加熱促進部材によって管体による蒸気の加熱効率を一層高めることができる。
Further, according to the invention described in
また、請求項4に記載の発明によれば、請求項1ないし3に記載の発明の効果に加え、管体が螺旋状もしくは蛇行状に形成されてその全長が所定長さに設定されているため、管体の長さ等の形状によって内部の蒸気の加熱効率を一層高めて、所定温度の加熱水蒸気を短時間に得ること等が可能となる。
According to the invention described in
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係わる加熱水蒸気発生装置の一実施形態の概略構成図を示している。図1において、加熱水蒸気発生装置1(以下、発生装置1という)は、ケース2内に収納配置され両端部に供給口4と吐出口5が設けられた導電性の管体3と、この管体3の供給口4に接続されたボイラー6と、前記管体3の供給口4と吐出口5に設けられた電極7に商用交流電源を供給する電源装置8(電源手段)と、リコモン9や操作盤10の操作に基づいて電源装置8を制御する制御装置11(制御手段)等を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1: has shown schematic structure figure of one Embodiment of the heating steam generator concerning this invention. In FIG. 1, a heated steam generator 1 (hereinafter referred to as generator 1) includes a
前記管体3は、セラミック発熱体としての導電性セラミックのパイプで形成され、例えば図に示すように蛇行状に屈曲形成されるか、あるいは螺旋状に巻回形成されてケース2内に図示しない絶縁性の支持部材によって支持されている。また、管体3の両端部には供給口4と吐出口5が設けられ、供給口4は水蒸気供給管12を介してボイラー6の蒸気吐出口6aに電磁弁25を介して接続され、吐出口5にはその先端に例えばノズルが設けられた加熱水蒸気吐出管13が接続されている。
The
さらに、管体3の両端部でケース2内に位置する部分には、管体3の外周面の温度を検出する熱電対等からなる温度センサ14、15が配置されている。そして、この管体3は、その両端部に設けた電極7から交流電流が供給されて周壁内を流れることにより、その電流値に応じて所定温度まで自己発熱され、管体3の供給口4側と吐出口5側の温度が温度センサ14、15で検出されて制御装置11に出力されるようになっている。なお、温度センサ14、15の配置位置は、ケース2内の管体3に限らず、例えば温度センサ14を前記水蒸気供給管12の適宜位置に設けることも可能である。
Further,
この管体3の両端部の供給口4と吐出口5に設けられる前記電極7は、図2及び図3に示すように、例えば所定板厚の銅板で形成されて、管体3の供給口4と吐出口5の外周面に嵌挿された筒部7aと、この筒部7aの直径方向の一端部に突出形成された接続部7bとを有している。また、各電極7の接続部7bの略中央部分には、電源ケーブル接続用の接続孔16が穿設されると共に、各電極7の筒部7aと接続部7bの内部には冷却水流路18がそれぞれ形成され、この冷却水流路18の端部となる接続部7bには一対のホースコネクタ17が例えばロウ付け固定されている。
The
なお、この例では、各電極7の筒部7aを完全筒体に形成して、管体3の供給口4と吐出口5の外周面に嵌挿させたが、例えば筒部7aの接続部7bと対向する位置に管体3の軸方向に沿ったスリット(図示せず)を形成し、このスリットの間隔調整を利用して筒部7aを管体3の外周面に密に嵌挿させるように構成することもできる。また、冷却水流路18も銅板内への形成に限らず、銅の角パイプで銅板とは別体で形成し、これを銅板の外面にロウ付け固定する構造とすることもできる。
In this example, the
そして、この管体3の両端部の電極7は、図1に示すように、その接続孔16に接続された電源ケーブル19を介して電源装置8に接続されると共に、冷却水供給用の水冷ケーブル20がそれぞれ接続されている。この水冷ケーブル20は、前記ボイラー6の水供給口6bに接続された水道配管21の途中に電磁弁22を介して接続されており、電磁弁22が制御装置11の制御で開動作されることにより、水道源23から電磁弁24を介して水道水が水冷ケーブル20内を流れてホースコネクタ17に供給されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
なお、電極7の接続部7bに接続される電源ケーブル19と水冷ケーブル20は、別体での形成に限らず、例えば電源ケーブル19を水冷ケーブル20内に内蔵させて、電源ケーブル19自体を冷却水で冷却する構造の一体型のケーブルとしても良い。このようにすれば、電極7の接続部7bにホースコネクタ17を設けるだけで、冷却水と商用交流電流の供給が可能となって、前記接続孔16を省略できる等、電極7の構成を簡略化することが可能となる。
The
前記電源装置8は、AC100VやAC200V等の商用交流電圧が得られる電源コンセント(もしくは電源配線)と、この電源コンセントに接続されてその電圧や電流を調整可能な図示しないトランス等を有している。そして、このトランスから出力される電圧(電流)が制御装置11で制御されることにより、所定の交流電力が管体3の電極7間に供給されるようになっている。
The power supply 8 has a power outlet (or power supply wiring) from which a commercial AC voltage such as AC 100 V or AC 200 V can be obtained, and a transformer (not shown) that is connected to the power outlet and can adjust the voltage and current. . The voltage (current) output from the transformer is controlled by the
前記制御装置11は、例えば図示しないマイコン等を有し、温度センサ14、15で検出された温度やリモコン9や操作盤10の操作信号に基づいて電源装置8の出力電圧等を制御して、所定電力の交流電源を管体3に供給するようになっている。なお、前記リモコン9や操作盤10には、例えば加熱水蒸気を発生させて前記ノズルから吐出させる運転スイッチやこれを停止させる停止スイッチ、加熱水蒸気の温度を設定する温度設定スイッチ、加熱水蒸気の吐出時間を設定するタイマー、非常スイッチ(いずれも図示せず)等が設けられている。また、この時、リモコン9としては、ボイラー用リモコンと兼用することでリモコン数を低減させることもできる。
The
この発生装置1によれば、先ず、例えばリモコン9の温度設定スイッチにより、ノズルから吐出される100℃を超える加熱水蒸気の温度を、その用途や物体に応じて所定温度(例えば200℃〜800℃)に設定する。そして、この設定状態で、リモコン9の運転スイッチをオン操作すると、制御装置11からの制御信号で電磁弁25が開き、ボイラー6の蒸気吐出口6aから100℃以下の水蒸気が水蒸気供給管12を介して管体3の供給口4に供給され、この水蒸気の温度が温度ンサ14で検出される。
According to the generator 1, first, for example, the temperature of the heated water vapor exceeding 100 ° C. discharged from the nozzle by a temperature setting switch of the remote controller 9 is set to a predetermined temperature (for example, 200 ° C. to 800 ° C.) according to the application or object. ). When the operation switch of the remote controller 9 is turned on in this set state, the
温度センサ14でボイラー6から供給される水蒸気の温度が検出されると、この検出温度に基づいて、制御装置11により管体3に供給する交流電力が決定され、所定電圧(例えばAC100V)と所定電流(例えば3A)の電力(例えば3Kw)が電極7を介して管体3に供給される。この交流電力の供給により、導電性の管体3に交流電流が流れ、管体3の持つ抵抗分に応じたジュール熱により管体3が自己発熱する。この時、管体3を流れる交流電流が、周波数が50Hzか60Hzで電圧が100Vか200Vの商用交流電流であるため、例えばコンビニエンスストア等に引き込まれている商用電源をそのまま使用できて、高周波や高電圧を発生させる専用の電源装置が不要となる。
When the temperature of the water vapor supplied from the boiler 6 is detected by the
また、管体3への交流電力の供給と略同時もしくは所定時間後に、制御装置11の制御信号で電磁弁22が開いて、水道源23から水道配管21及び開状態の電磁弁24を介して冷却水である水道水が冷却ケーブル20内に供給される。この冷却ケーブル20への冷却水の供給により、電極7の発熱が抑えられ電極7の発熱により加熱効率の低下が抑えられることになる。
Moreover, the
そして、交流電流により管体3が自己発熱すると、管体3内に供給されている水蒸気が例えば200℃以上に加熱されて加熱水蒸気となり、これが吐出口5から加熱水蒸気吐出管13及びそのノズルを介して、例えば物体に向けて吐出されて該物体に適宜の処理が施される。この管体3による水蒸気の加熱時に、管体3が蛇行状に屈曲されてその全長(通路長)が所定の長さに設定されていることから、管体3を流れる水蒸気が供給口4から吐出口5まで流れる間に、所定温度まで短時間に加熱されることになる。
When the
吐出口5から加熱水蒸気が吐出されると、この加熱水蒸気の温度が温度センサ15で検出されて制御装置11に入力され、この制御装置11で予め設定した前記温度と比較される。そして、検出温度が設定温度より低い場合は、電源装置8の交流電力を増加させ、検出温度が設定温度より高い場合は、電源装置8の交流電力を減少させる。これにより、加熱水蒸気吐出管13のノズルから吐出される加熱水蒸気の温度が設定した温度もしくは所定温度範囲内に維持されて、物体への適切な加熱水蒸気処理が可能となる。
When heated steam is discharged from the
このように、上記発生装置1によれば、制御装置11の制御で電源装置8から所定の商用交流電流を管体3に供給して該管体3を自己発熱させることにより、管体3内の100℃以下の水蒸気が過熱されて加熱水蒸気となって吐出口5から吐出されるため、加熱水蒸気を得るための電源として、例えばAC100VやAC200Vの商用交流電源を使用できると共に、誘導コイルや電磁波対策等が不要となる。その結果、発生装置1の構成を簡略化して安価に形成できると共に汎用性を向上させて、例えばコンビニエンスストア等の商用電源が引き込まれている小規模施設であっても、発生装置1を設置して加熱水蒸気を容易かつ安定して得ることが可能となる。
Thus, according to the generator 1, by supplying a predetermined commercial alternating current from the power supply device 8 to the
また、管体3が導電性セラミックのパイプで形成されているため、管体3の耐久性を向上させて発生装置1自体の信頼性を高めることができると共に、導電性セラミックの持つ発熱特性等により水蒸気の加熱効率を向上させることができて、発生装置1の省エネ化を図ることができる。
In addition, since the
さらに、管体3が蛇行状もしくは螺旋状に形成されてその全長が所定長さに設定されているため、管体3の形状(全長)によって内部の水蒸気の加熱効率を一層高めることができて、所定温度の加熱水蒸気を短時間に得ることができる。さらに、発生装置1の操作をリモコン9や操作盤10の各種スイッチの操作によって簡単に行うことができ、これらのことから、操作性と使い勝手に優れた発生装置1を提供することが可能となる。
Furthermore, since the
図4〜図6は、本発明に係わる管体のそれぞれ変形例を示している。以下、上記実施形態と同一部位には同一符号を付して説明する。先ず、図4及び図5に示す管体3の特徴は、管体3の内部の通路内に水蒸気の加熱状態を促進させる加熱促進部材を配置した点にあり、この加熱促進部材は、図4に示すようなフィン26で形成されるか、図5に示すような多数の内径が異なるかもしくは同一の貫通孔27aを有する多孔質部27で形成される。この加熱促進部材により、管体3内を流れる水蒸気と管体3との接触面積が大きくなって、水蒸気が一層短時間に加熱される等、水蒸気の加熱効率を一層高めることができる。
4-6 has shown the modification of the tubular body concerning this invention, respectively. Hereinafter, the same parts as those in the above embodiment will be described with the same reference numerals. First, the feature of the
また、図6に示す管体3の特徴は、前記電極7を板厚の比較的大きな銅板からなる接続部7bのみで形成し、この電極7の下端面を管体3の外周面に面接触状態でろう付け等により固着した点にある。このように構成することにより、管体3に対する電極7の固定構造が簡略化されて、一層安価な発生装置1を得ることができる。
Further, the
なお、上記実施形態においては、ボイラー6から100℃以下の水蒸気を管体3内に供給しつつ流しながら該水蒸気を加熱するように構成したが、本発明はこれに限定されず、例えばボイラー6から所定温度の湯を管体3内に供給し、この湯が管体3内を流れる間に蒸発させて加熱水蒸気とするように構成することもできる。この場合は、湯が流れる管体3の前半側の内径と水蒸気が流れる管体3の後半側の内径を異ならせ、例えば前半側の内径>後半側の内径あるいはこの逆に設定したり、管体3の前半と後半の材質、導電性能(抵抗値)、肉厚等を異ならせて、湯→水蒸気→加熱水蒸気への変換効率を高めるようにすることが好ましい。
In the above-described embodiment, the steam is heated while flowing the steam at 100 ° C. or less from the boiler 6 while supplying the steam into the
また、上記実施形態においては、管体3が配置されるケース2と100℃以下の水蒸気を発生させるボイラー6とを別体で形成したが、例えばボイラー6の筐体内に管体3を配置しても良いし、制御装置11をボイラー6の制御装置6c(図1参照)と一体化してボイラー6内に内蔵することもできる。
In the above embodiment, the
さらに、本発明の電源装置8としては商用交流電流の発生に限らず、例えば数百Kzまでの中周波や高周波の交流電流あるいは直流電流を発生させる装置として、これらの所定の電流を管体3に直接通電するようにしても良い。また、本発明の管体3としては、導電性セラミックに限らず、所定の導電性を有するステンレス等の金属管他の適宜の発熱体を使用することができる。
Furthermore, the power supply device 8 of the present invention is not limited to the generation of commercial alternating current, and for example, as a device that generates medium-frequency or high-frequency alternating current or direct current up to several hundred Kz, these predetermined currents are supplied to the
本発明は、水蒸気を発生させる手段として、ボイラーに限らず、例えば瞬間湯沸器や電気ポット、電磁調理器等を使用した加熱水蒸気発生装置にも適用できるし、コンビニエンスストア等の店舗に限らず、一般家庭等の商用電源が引き込まれているあらゆる箇所(施設)にも適用できる。 The present invention is not limited to a boiler as a means for generating water vapor, but can be applied to, for example, a heated water vapor generator using an instantaneous water heater, an electric pot, an electromagnetic cooker, or the like, and is not limited to a store such as a convenience store. It can also be applied to any place (facility) where commercial power is drawn in, such as a general household.
1:加熱水蒸気発生装置、3:管体、4:供給口、5:吐出口、6:ボイラー、7
:電極、8:電源装置、9:リモコン、10:操作盤、11:制御装置、12:水蒸気供給管、13:加熱水蒸気吐出管、14、15:温度センサ、21:水道配管、26:フィン、27:多孔質部、27a:貫通孔。
1: heated steam generator, 3: tube, 4: supply port, 5: discharge port, 6: boiler, 7
: Electrode, 8: Power supply device, 9: Remote control, 10: Operation panel, 11: Control device, 12: Steam supply pipe, 13: Heated steam discharge pipe, 14, 15: Temperature sensor, 21: Water supply pipe, 26: Fin 27: Porous part, 27a: Through-hole.
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