JP3897276B2 - 過熱水蒸気処理炉 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品加工、ゴミ焼却等を行うことの可能な過熱水蒸気処理炉に関するものである。さらに詳しくは、過熱水蒸気を発生させる過熱ヒーターと、この過熱ヒーターにより発生した過熱水蒸気により熱処理を行う処理容器とを備えた過熱水蒸気処理炉に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、上述のような過熱水蒸気処理炉としては、例えば実開昭57−92763号、特開平3−83547号、特開平6−90677号公報に記載のものが知られている。これらはいずれも過熱炉外で過熱水蒸気を発生し、これを過熱炉に供給している。
【0003】
しかし、一旦高温に過熱された過熱水蒸気であっても、過熱炉に供給した途端、放熱により過熱炉内の温度上昇は抑制され、十分な処理温度を得ることができなかった。また、上記第一の公報記載の技術では、過熱炉近傍に別途ヒーターを設けて温度制御を行っているが、電力が余分に必要でエネルギー効率がよいとはいえない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の実状に鑑みて、本発明の目的は、処理容器内の温度を昇温させる際のエネルギー効率が良い過熱水蒸気処理炉を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る過熱水蒸気処理炉の特徴は、過熱水蒸気を発生させる過熱ヒーターと、この過熱ヒーターにより発生した過熱水蒸気により熱処理を行う処理容器とを備えた構成において、前記過熱ヒーターが前記処理容器内で螺旋状に屈曲して被処理体の収納部を囲むと共に通電されて発熱することにより前記収納部を加熱する管体であり、この管体内で過熱された過熱水蒸気を前記収納部に供給することにある。
【0006】
前記管体を螺旋状に屈曲させるに際しては、前記過熱ヒーターが前記管体を同方向に巻回させた一対の螺旋体となるように構成し、各螺旋体に加える過熱用の電流の向きを互いに異ならせると、電磁波の発生を抑制できる。
以上
【0007】
前記過熱ヒーターが前記管体の一端を前記処理容器に接続し、前記管体の他端に前記処理容器と絶縁された端子を接続してもよい。
【0008】
前記過熱ヒーターが上から下に向かって水蒸気を流通させる管体部分と、前記処理容器の下部から上方に向かって水蒸気を噴出する噴出口とを有していれば、水蒸気を管体内に効率的に滞留させて過熱を十分に行うことができる。
【0009】
被処理体の収納部が前記管体に囲まれると共に駆動回転される筒状体であり、この筒状体内に前記過熱ヒーターからの過熱水蒸気を導入してもよい。
【0010】
【発明の効果】
このように、上記本発明に係る過熱水蒸気処理炉の特徴によれば、管体を処理容器内で屈曲させて被処理体の収納部を囲んだので、当該収納部が予熱された状態で過熱水蒸気を受け入れる。その結果、収納部を十分に過熱することができ、また、予熱に過熱ヒーター自身の熱を利用しているので、エネルギー効率も非常に良好となった。
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下に示す発明の実施の形態の欄で明らかになるであろう。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明する。
図2は、本発明に係る過熱水蒸気処理装置1のブロック図である。本発明の過熱水蒸気処理装置1は、食品の焼き加工、焙煎加工、工業製品の加工、ゴミの焼却、炭化加工等の用途に用いることができる。この過熱水蒸気処理装置1は、浄水導入管2から取り込んだ水をボイラ3で水蒸気とし、この水蒸気をヒーター20で加熱することにより過熱水蒸気を発生させる。処理容器10の中には被処理物が収納されており、この処理容器10内にヒーター20から過熱水蒸気を導入し、熱処理を行う。本発明ではヒーター20が処理容器10内に収納され、全体として過熱水蒸気処理炉4を構成する。
【0012】
排気は高温排気処理装置6により処理されて不純物が取り除かれた状態で排気管8から排出される。但し、処理容器10での処理温度が比較的低く排気にタール分等が多い場合は、処理容器10の排気をさらに後過熱ヒーター5により過熱してタール分を分解させ、高温排気処理装置6による処理を行うことが望ましい。なお、ヒーター20の加熱長さを十分とることによって、ボイラ3を省略することも可能である。
【0013】
図1に示すように、処理容器10は、円筒状の容器本体11の上部に開閉自在な蓋体12を嵌合させてあり、複数のボルト13により閉じられる。容器本体11上部のフランジ11aには網状容器18の上部が係止し、この網状容器18内部が被処理体の収納部Pとなる。容器本体11の中央下部に位置する排出部23から過熱水蒸気Vが上方に向かって収納部Pに供給される。また、処理に用いられた排気は排気管14を介して外部に排出される。
【0014】
ヒーター20はステンレス製等により構成された管体を螺旋状に巻回したもので、導入部21から取り込んだ水蒸気を螺旋部22により過熱しながら下方に向かって誘導し、容器本体11の下部中央に位置する排出部23から過熱水蒸気Vを噴出する。螺旋部22は網状容器18の周りを取り囲み、螺旋部22の熱は網状容器18内の収納部Pに輻射される。
【0015】
ヒーター20の導入部21側は容器本体11に対して直接導電状態で取り付けられ、この導入部21側がアースとなる。また、螺旋部22は複数の碍子15や下碍子16により容器本体11と絶縁された状態でその位置を固定される。端子ねじ24aは容器本体11に形成した孔に筒碍子17を介して挿通され、2つのナット24b、24bに締め付けられて絶縁状態で容器本体11に固定される。この電極24の一端は端子板24cにより排出部23側と接続され、電源30の陽極が端子ねじ24aを介して排出部23に接続される。
【0016】
図示省略するが、処理容器10の周囲にはグラスウール等の断熱材料を巻き付けることが望ましい。また、容器本体11は二重構造としても構わない。
【0017】
例えば、ヒーター20にステンレスの管体を使用した場合、電源30としては数十ボルトの直流又は交流電源を用いればよい。200〜300A等の大電流を通電させることで、少なくとも800℃程度にまで収納部Pを昇温することができる。
【0018】
ところで、ヒーター20は螺旋部22を有し、大電流を流すことにより強力な磁場が発生するので、シールドを施さねば電磁気障害の発生源となる。そこで、図3〜6に示すように、ヒーター20として第一ヒーター20a,第二ヒーター20bという二つの同方向に巻回された螺旋体を組合せ、電源30により互いに逆極性の電流を通電させることで逆磁場を発生させ、トータルの磁束を減少させることが可能である。なお、これらの図において、電源30は極性の説明のために直流電源として表示するが、極性を逆に設定した交流電源を用いても勿論構わない。
【0019】
図3では、第一ヒーター20aと第二ヒーター20bとが上部の連結部20cで結合されている。低温水蒸気は第一ヒーター20aの下部に位置する導入部21から導入され、第二ヒーター20bの下部に位置する排出部23から上方に向かって過熱水蒸気を噴出する。電源30は導入部21,排出部23間に接続される。図4におけるヒーター20は図3と同様であるが、電源30、30をそれぞれ導入部21と連結部20c間、及び排出部23と連結部20c間に接続している点が異なる。
【0020】
図5では、第一ヒーター20aと第二ヒーター20bとが並行に巻回され、低温水蒸気は双方の上部に位置する導入部21、21からそれぞれ導入され、双方の下部に位置する排出部23,23からそれぞれ上方に向かって過熱水蒸気を噴出する。第一ヒーター20a、第二ヒーター20bそれぞれの導入部21,21と排出部23,23間には互いに逆極性の関係で電源30,30が接続される。図6におけるヒーター20は図5と同様であるが、排出部23,23同士を短絡部31で導通し、電源30をそれぞれの導入部21,21間に接続している点が異なる。
【0021】
次に、過熱水蒸気処理炉4の異なる実施形態として、図7を参照しながら焙煎機40について説明する。なお、上述の実施形態と同様の部材については同様の符号を付してある。
【0022】
本実施形態の焙煎機40は、例えばコーヒー豆を焙煎するものであって、外容器41内にヒーター20が収納され、さらにそのヒーター20の螺旋部22内に回転する内容器42が収納されている。内容器42は両端の軸受43a,43aで外容器41に支持され、軸43周りで回転する。軸43はモーター45によりチエン46を介して駆動回転される。
【0023】
本実施形態のヒーター20では、下方に位置する導入部21から低温水蒸気が導入され、螺旋部22を上方に向かって通過しながら昇温し、排出部23から図示省略する回転継手を介して中筒44内に導入される。中筒44は内容器42を貫通し、多数の小孔44aから供給された過熱水蒸気を内容器42内の収納部Pに噴出し、蒸気加工を行う。内容器42内には複数の羽42aが突出し、収納部P内のコーヒー豆等を攪拌する。なお、使用に際しては、焙煎機40全体が傾斜状態で回転動作を行うこととなる。本装置はコーヒー豆以外の焙煎や、その他工業製品の過熱水蒸気処理にも用いることができる。
【0024】
最後に、本発明のさらに他の実施形態の可能性について説明する。
上記実施形態では、ヒーター20を構成する管体を螺旋状に巻回させることで、収納部Pを囲むように構成した。しかし、ヒーター20の管体を上下や左右に蛇行させて収納部Pをヒーター20により囲んでも構わない。但し、処理容器10内の水平方向に対する温度分布を均質にする点で、螺旋状の管体配置が優れている。
【0025】
上記実施形態では、ヒーター20の管体としてステンレス等を用いた。しかし、ヒーター20の管体としては電気抵抗発熱体に用いられるような抵抗値の高い部材を用いても良く、この場合、電源30として100V、200V等の商用電源を使用することも可能である。
【0026】
上記実施形態では、ヒーター20に排出部23を一つのみ設けた。しかし、排出部23は複数あってもよく、ヒーター20の構成により適宜変更が可能である。
【0027】
なお、上記各実施形態は相互に組み合わせて実施することができる。また、特許請求の範囲の項に記入した符号は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものにすぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】過熱水蒸気処理炉における処理容器の断面図である。
【図2】過熱水蒸気処理装置のブロック図である。
【図3】過熱ヒーターの第一の別実施形態を示す斜視図である。
【図4】過熱ヒーターの第二の別実施形態を示す斜視図である。
【図5】過熱ヒーターの第三の別実施形態を示す斜視図である。
【図6】過熱ヒーターの第四の別実施形態を示す斜視図である。
【図7】過熱水蒸気処理炉の別実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 過熱水蒸気処理装置
2 浄水導入管
3 ボイラ
4 過熱水蒸気処理炉
5 後過熱ヒーター
6 高温排気処理装置
8 排気管
10 処理容器
11 容器本体
11a フランジ
12 蓋体
13 ボルト
14 排気管
15 碍子
16 下碍子
17 筒碍子
18 網状容器
20 ヒーター
20a、b 第一、第二ヒーター
20c 連結部
21 導入部
22 螺旋部
23 排出部
24 電極
24a 端子ねじ
24b ナット
24c 端子板
30 電源
31 短絡部
40 焙煎機
41 外容器
42 内容器
42a 羽根
43 軸
43a 軸受
44 中筒
44a 小孔
45 モーター
46 チエン
E アース
P 収納部
Claims (5)
- 過熱水蒸気を発生させる過熱ヒーター(20)と、この過熱ヒーター(20)により発生した過熱水蒸気により熱処理を行う処理容器(10)とを備えた過熱水蒸気処理炉であって、前記過熱ヒーター(20)が前記処理容器(10)内で螺旋状に屈曲して被処理体の収納部(P)を囲むと共に通電されて発熱することにより前記収納部(P)を加熱する管体であり、この管体内で過熱された過熱水蒸気(V)を前記収納部(P)に供給することを特徴とする過熱水蒸気処理炉。
- 前記過熱ヒーター(20)が前記管体を同方向に巻回させた一対の螺旋体(20a、20b)であり、各螺旋体(20a、20b)に加える過熱用の電流の向きを互いに異ならせてある請求項1に記載の過熱水蒸気処理炉。
- 前記過熱ヒーター(20)が前記管体の一端(21)を前記処理容器(10)に接続し、前記管体の他端(23)に前記処理容器(10)と絶縁された端子(24a)を接続してある請求項1又は2に記載の過熱水蒸気処理炉。
- 前記過熱ヒーター(20)が上から下に向かって水蒸気を流通させる管体部分(22)と、前記処理容器(10)の下部から上方に向かって水蒸気を噴出する噴出口(23)とを有している請求項1〜3のいずれかに記載の過熱水蒸気処理炉。
- 被処理体の収納部(P)が前記管体に囲まれると共に駆動回転される筒状体(42)であり、この筒状体(42)内に前記過熱ヒーター(20)からの過熱水蒸気を導入してある請求項1〜4のいずれかに記載の過熱水蒸気処理炉。
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