JP2018054262A - 蒸気発生装置 - Google Patents

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Takuya FUNAZUKA
拓哉 船塚
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Abstract

【解決手段】 蒸気発生装置1は円筒状の蒸発室5を備えており、この蒸発室5内の底部5Bの上面が加熱面5Aとなっている。加熱面5Aには所定厚さのガラスフィルター17が配置されており、その近接上方側にノズル7の下端開口部7Aが位置している。加熱面5Aとガラスフィルター17は、図示しないヒーターにより所定温度に加熱されており、その状態において除染液体L(過酸化水素水溶液)がノズル7の下端開口部7Aから吐出される。すると、除染液体Lはガラスフィルター17内を加熱面5Aに向けて浸透しながら加熱されるので、ガラスフィルター17の上面17Aから除染液体Lが徐々に蒸発して除染ガスG(過酸化水素蒸気)が発生する。【効果】 除染液体Lを吐出させる時間間隔が長くなる条件であっても、蒸発室5内で発生する除染ガスGの濃度を安定させることができる。【選択図】 図2

Description

本発明は蒸気発生装置に関し、より詳しくは、蒸発室内に例えば除染液体を供給して該除染液体を加熱蒸発させて除染ガスを発生させるようにした蒸気発生装置に関する。
従来、蒸発室内に過酸化水素を含有する除染液体をノズルによって滴下し、除染液体を加熱して蒸発させることにより滅菌蒸気(除染ガス)を発生させるようにした蒸気発生装置は知られている(例えば特許文献1)。このような蒸気発生装置は、除染対象となるアイソレータの容積等の諸条件に応じて蒸発室への除染液体の滴下速度を制御するようになっている。
特許第4380276号公報 特開2003−126224号公報
ところで、アイソレータ内に配置された非常に細い配管を除染する場合、つまり、パーツフィーダの姿勢変更用エア噴射ノズルヘエアを送る細管を除染する場合には、従来では特許文献2のようにアイソレータ内に供給された除染ガスを吸引することで細管内に取り込んで該細管を除染していたものである。
しかしながら、除染ガスはアイソレータ内に供給されると凝縮されるため、上記細管内に取り込まれる除染ガスの濃度を管理することは難しく、細管内全体を除染するために、除染ガスを長時間供給する必要があった。
そこで、上記細管に直接除染ガスを供給して除染する場合には、圧力損失が大きいために風量を大きくできず、小風量においては除染ガスを凝縮させないために蒸発室へ供給する除染液体の時間当たりの供給量を少量にしなければならず、そのため蒸発室内へのノズルの下端開口部から除染液体を滴下する際の滴下速度が遅くなってしまう(図3参照)。
しかしながら、滴下速度が遅いと除染液体を滴下するインターバルが長くなるため蒸気濃度(除染ガスの濃度)がばらついて不安定になる(図4参照)。なお、滴下速度を速くすると蒸気濃度は高くなって安定するが、蒸気濃度が高くなると上記細管への入り口付近や内部で凝縮が発生し、凝縮された液体に蒸気が取り込まれて蒸気が下流へ供給されにくくなるという問題が生じる。
また、蒸発室に除染液体を滴下するノズルの径を細くすることにより、ノズルの下端開口部から吐出される除染液体の吐出量を少なくすることも考えられる。しかしながら、除染液体が過酸化水素水水溶液の場合には、その内部に含まれる蒸発成分がノズルの内面に付着し、時間の経過とともに堆積してノズル詰まりの原因となるという問題がある。
上述した事情に鑑み、本発明は、加熱手段を有する蒸発室と、この蒸発室に配置され、下端開口部から液体を吐出するノズルと、該ノズルに液体を供給する液体供給手段と、蒸発室に気体を送気する送気手段とを備え、上記ノズルの下端開口部から吐出させた液体を加熱蒸発させて蒸気を発生させるようにした蒸気発生装置において、
親水性の多孔質部材を上記ノズルの下端開口部と上記加熱手段との間に配置して、上記加熱手段により多孔質部材を加熱するように構成し、ノズルの下端開口部から吐出させた液体を、上記多孔質部材により拡散させて加熱蒸発させることにより蒸気を発生させるようにしたものである。
このような構成によれば、ノズルの下端開口部から液体を吐出させる時間間隔が長くなったとしても、蒸発室内で発生する蒸気の濃度を安定させることができる。
本発明の一実施例を示す構成図。 図1の要部の構成を示す拡大図。 従来技術を示す図。 図3の従来技術における蒸気の濃度と時間との関係を示す図。
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1ないし図2において、1は蒸気発生装置であり、この蒸気発生装置1はアイソレータ2内の複数の細管3の除染に用いられる。この蒸気発生装置1により除染ガスG(過酸化水素蒸気)を発生させて、該除染ガスGをアイソレータ2内のマニホールド4を介して複数の細管3に供給し、その先端部のノズル3Aから吐出させることにより、各細管3とノズル3Aを除染できるようになっている。
蒸気発生装置1は、密閉された円筒状のハウジングからなる蒸発室5と、この蒸発室5内に給液管6とその先端に接続されたノズル7とを介して除染液体L(過酸化水素水溶液)を供給する給液ポンプ8と、蒸発室5内に給気管11を介してエアを送気するコンプレッサ12と、蒸発室5内で発生させた除染ガスGをガス供給管13を介してマニホールド4に給送する送風ポンプ14とを備えている。
上記給液ポンプ8、コンプレッサ12及び送風ポンプ14の作動は、制御装置15によって制御されるようになっている。また、蒸発室5を構成するハウジングの底部5Bには図示しないヒーター(加熱手段)が埋設されており、このヒーターの作動も制御装置15によって制御されるようになっている。
ガス供給管13の先端は、アイソレータ2内のマニホールド4に接続されており、そのマニホールド4に複数の細管3の基部が等ピッチで接続されている。各細管3の先端には、ノズル3Aが設けられている。各細管3の長さと内径は同じ寸法に設定されており、具体的には細管3の内径は約4mm、長さは約2000mmに設定されている。
蒸発室5内で発生した除染ガスGが送風ポンプ14により吸引されてからマニホールド4に供給されると、各細管3内を流通して、それらの先端となるノズル3Aからアイソレータ2内に吐出されるようになっている。それにより、マニホールド4、及び各細管3と各ノズル3Aの内部が除染ガスGにより除染されるようになっている。
送風ポンプ14の上流側となるガス供給管13には、濃度センサ16が設けられており、この濃度センサ16は、ガス供給管13内を流通する除染ガスGの濃度を検出し、検出した濃度を制御装置15に伝達するようになっている。
制御装置15には、細管3に除染ガスGを供給する際の除染ガスGの所定濃度が予め入力されており、制御装置15は、濃度センサ16が検出する除染ガスGの濃度が上記所定濃度よりも高くなると給液ポンプ8からの除染液体の時間当たりの供給量を減少させ、他方、濃度センサ16で検出する除染ガスGの濃度が上記所定濃度よりも低くなると給液ポンプ8からの除染液体の時間当たりの供給量を増加させるようになっている。それにより、蒸発室5内で発生する除染ガスGの濃度が上記所定濃度に維持されるように構成されている。
しかして、図2に示すように、蒸発室5はアルミニウム製であり、前述したように蒸発室5の底部5Bには図示しないヒーターが埋設されている。そして、蒸発室5の内部に面した底部5Bの上面が除染液体Lを加熱する加熱面5Aとなっている。制御装置15がヒーターを起動すると、該ヒーターによって加熱面5Aを所定温度(200℃)まで加熱できるようになっている。除染液体Lを吐出するノズル7はステンレス製であり、その内径は0.5mm程度に設定されている。
本実施例においては、蒸発室5の加熱面5A上に所定の厚さのガラスフィルター17が配置されており、このガラスフィルター17の上面17Aの近接上方側に、ノズル7の下端開口部7Aを位置させている。
ガラスフィルター17は従来公知の構成であり、多孔質部材であって親水性を備えるとともに600℃程度までの耐熱性を備えている。ガラスフィルター17は、全体として均一な厚さの円板状となっており、その中心における上面17Aの近接上方側にノズル17の下端開口部7Aが位置している。
蒸発室5の上部の一側には、給気管11の端部が接続されるとともに、蒸発室5の上部の他側には、ガス供給管13の端部が接続されている。給気管11から蒸発室5内にエアを供給できるとともに、ガス供給管13を介して蒸発室5内の除染ガスGを排出させてマニホールド4へ給送することができるようになっている。その他の蒸発室5の構成は、上記特許文献1により公知であるため、詳細な説明は省略する。
以上のように構成された本実施例の蒸気発生装置1は、以下のようにして除染ガスGを発生させて、アイソレータ2内の細管3を除染するようになっている。
すなわち、事前に蒸発室5の底部5Bがヒーターによって予め加熱されているので、加熱面5Aは約200℃、その上に載置されたガラスフィルター17は約150℃に加熱されている。
この状態において、給液ポンプ8が作動されるので、給液ポンプ8により除染液体L(過酸化水素水溶液)が給液管11を介してノズル7へ供給される。すると、ノズル7に供給された除染液体Lは、その下端開口部7Aから近接下方側のガラスフィルター17へ吐出されて滴下し、該滴下された除染液体Lはガラスフィルター17で拡散されるとともに内部に浸透して蒸発室5の加熱面5Aへ流下しながら加熱される。これに伴い、ガラスフィルター17の上面17A、ガラスフィルター17の内部から除染液体Lが蒸発して過酸化水素蒸気(除染ガスG)が発生する。さらに、ガラスフィルター17内を浸透して加熱面5Aまで到達した除染液体Lも加熱されて、フィルター17の上面17Aから蒸発して過酸化水素蒸気(除染ガスG)が発生する。
蒸発室5内にはコンプレッサ12により送気管11を介して一定流量のエアが連続的に供給されるとともに、送風ポンプ14により吸引されているため、蒸発室5で発生した除染ガスG(過酸化水素蒸気)はエアによりガス供給管13内へ送り込まれ、その後、送風ポンプ14によってアイソレータ2のマニホールド4を介して各細管3へ給送される。これにより、除染ガスGが各細管3とその先端のノズル3Aを流通することで、それらの内部及びマニホールド4が除染される。
ここで、除染ガスGの濃度は濃度センサ16によって検出されており、制御装置15は濃度センサ16が検出した除染ガスGの濃度を基にして、給液ポンプ8からの給液量を増減させるので、蒸発室5内の除染ガスGの濃度が予め入力された所定濃度に維持されるようになっている。
本実施例では、一例として上記コンプレッサ12から給送するエアの温度は20℃で湿度は5%、蒸発室5からガス供給管13へ排出される除染ガスGの温度は60℃、送風ポンプ14からマニホールド4に給送する除染ガスGの温度は40℃、マニホールド4から細管3を介して排出される除染ガスGの温度は25℃としている。
このような温湿度条件で細管3内が凝縮しない除染ガスG濃度を理論算出し、算出値を基に単位時間当たりの供給量を設定する。一般的なアイソレータ除染温湿度条件25℃、50%と比較して低湿であるため、より高濃度の除染ガスを凝縮させず送りこめる。
以上のように、本実施例によれば、蒸発室5内の加熱面5A上にガラスフィルター17を設けて、該ガラスフィルター17に除染液体Lをノズル7の下端開口部7Aから吐出するようにしている。そのため、除染液体L(過酸化水素水溶液)をノズル7の下端開口部3Aから直接、加熱面5Aに滴下させるようにした従来技術(図4参照)と比較すると、除染液体Lを吐出する時間間隔が長くなる条件であっても一瞬で蒸発するということはなく、少量ずつ時間をかけて蒸発することになるので、除染ガスGの濃度はばらつきが小さく安定した濃度となる。そして、除染液体Lは、ノズル7の下端開口部7Aから連続的にガラスフィルター17へ吐出されるので、除染液体L(過酸化水素水溶液)に含まれる蒸発成分がノズル7の内面に堆積するのを防止することができる。
したがって、本実施例によれば、蒸発室5内へのノズル7からの除染液体Lの注入速度が遅い場合においても、蒸発室5からアイソレータ2内の各細管3へ安定した濃度の除染ガスGを連続的に供給することが可能となる。
なお、上記実施例においては、蒸発室5の加熱面5Aにガラスフィルター17を配置していたが、多孔質体で耐熱性がある材料であればその他の材料を用いても良い。
また、上記実施例で具体的に開示した数値は一例に過ぎず、上記数値に限定されるものではない。
1‥蒸気発生装置 2‥アイソレータ(除染対象物)
3‥細管(除染対象物) 5‥蒸発室
5A‥加熱面 7‥ノズル
7A‥下端開口部 12‥給液ポンプ
17‥ガラスフィルター G‥除染ガス(過酸化水素蒸気)
L‥除染液体(過酸化水素水溶液)

Claims (4)

  1. 加熱手段を有する蒸発室と、この蒸発室に配置され、下端開口部から液体を吐出するノズルと、該ノズルに液体を供給する液体供給手段と、蒸発室に気体を送気する送気手段とを備え、上記ノズルの下端開口部から吐出させた液体を加熱蒸発させて蒸気を発生させるようにした蒸気発生装置において、
    親水性の多孔質部材を上記ノズルの下端開口部と上記加熱手段との間に配置して、上記加熱手段により多孔質部材を加熱するように構成し、ノズルの下端開口部から吐出させた液体を、上記多孔質部材により拡散させて加熱蒸発させることにより蒸気を発生させることを特徴とする蒸気発生装置。
  2. 上記蒸発室は加熱手段により加熱される加熱面を備えており、上記多孔質部材を上記ノズルの下端開口部と上記加熱面との間に配置したことを特徴とする請求項1に記載の蒸気発生装置。
  3. 上記多孔質部材はガラスフィルターからなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蒸気発生装置。
  4. 上記液体は過酸化水素水溶液であり、上記蒸発室内で発生する蒸気は過酸化水素蒸気であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の蒸気発生装置。
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