JP4387279B2 - 過熱蒸気処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、水蒸気を加熱して得られる過熱蒸気を利用して処理対象に必要な処理を施す過熱蒸気処理装置に関し、更に具体的には、熱量損失の改善と過熱蒸気の高温維持に好適な過熱蒸気処理装置に関するものである。

一般に、空気中には、飽和蒸気を限度とする水蒸気が浮遊することが可能であるが、逆に、その限度以上に水蒸気を蒸発させることは困難である。これは、雨天のときに洗濯物が乾きにくいことなどからも、容易に理解できる。一方、水を沸騰させて水蒸気を発生させ、この水蒸気を更に加熱して過熱蒸気とすると、温度とともに蒸発速度が直線的に大きくなる。これは、洗濯物の現象とは相反する現象である。

通常であれば、空気中の水蒸気が増加すると水の蒸発速度は低下し飽和状態を呈するのであるが、１００℃を越えた逆転点と呼ばれる温度以上になると、蒸発速度が直線的に増加し、いわゆる飽和状態を呈することなく、容器内に充満するようになる。その結果、容器内の気体においては、全体として高い熱容量と熱伝導性を有する水蒸気の性質が、熱容量が低く断熱性を有する空気を凌駕する性質を帯びるようになる。

このような過熱蒸気は、空気を汚さないため環境に好ましく、対流のみならず放射によっても熱を伝達する作用があるために熱容量が非常に大きいという特徴があり、従来にない加熱媒体として各方面から注目されている。従来の過熱蒸気発生装置としては、予め水を沸騰させて１００℃（１気圧の場合）の水蒸気を生成した後、これを電気ヒータなどの熱媒体の間を強制的に挿通することによって再加熱する方法が知られている。そして、こうして得られた過熱蒸気を処理対象に吹き付けて、加熱，乾燥，冷却，洗浄，解凍，除湿，殺菌，滅菌などの種々の処理を対象物に施す。

例えば、特許文献１には、被処理体に対して、１００℃以上の高温の過熱蒸気をほぼ全面に接触させ、少なくとも被処理体の表面液状成分を蒸発除去させるようにした過熱蒸気乾燥方法並びに過熱蒸気乾燥装置が開示されている。また、特許文献２には、空揚げ、衣揚げ、フライなどの素材の表面に澱粉や小麦粉またはパン粉をつけた食品素材を、低圧高温過熱蒸気装置の中で、最適圧力と２００〜６００℃程度の低圧高温過熱蒸気の雰囲気下でフライングし、空揚げ、衣揚げ、フライなどの食品素材とする過熱蒸気を用いた食品の調理・脱油・省油方法及び装置が開示されている。また、前記特許文献１及び２では処理対象物が処理部へ順次搬送される搬送型であるのに対して、特許文献３には、バッチ式のオーブン調理器が開示されている。これによれば、調理庫とこの調理庫に食品を出し入れする扉とを有し、この調理庫内で食品を加熱するための高温熱源発生手段を備えたオーブン調理器において、前記高温熱源発生手段が蒸気発生装置とこの蒸気発生装置から供給される蒸気を通過させて過熱蒸気とする高温蓄熱槽とからなり、この高温蓄熱槽により生成した過熱蒸気を前記調理庫内に供給するようにしたことが開示されている。
特開２００２−３３３２７５公報 特開平８−１７３０５９号公報 特開２００２−７１１３８広報

しかしながら、過熱蒸気は、いったん加熱環境から離れると急激に温度が低下する性質を有するため、以上のような背景技術では、処理部ないし処理槽内に供給された過熱蒸気の熱が処理部などの壁面を伝達して外部に逃げやすく、熱量の損失が大きくなり、効率のよい処理を行うことができない。また、生成した過熱蒸気を処理部などに送る途中での熱損失も生じるほか、利用後の過熱蒸気の熱が再利用されないため無駄が大きい。特に、上述した特許文献１及び２のように、連続的に処理対象を処理する搬送型では、処理部の入口と出口が開放しており、処理部内に供給した過熱蒸気が出入口部分から外部に放出されるようになるため、装置全体の高温維持が困難になり、処理に余分な時間がかかることになる。

本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、過熱蒸気の熱量損失を低減し、処理効率の向上を図るとともに、過熱蒸気の高温状態を維持することができる過熱蒸気処理装置を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明は、過熱蒸気を利用して処理対象に必要な処理を行う過熱蒸気処理装置であって、水，温水，水蒸気のいずれかを加熱して過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成手段，該過熱蒸気生成手段によって生成された過熱蒸気によって、前記処理対象に必要な処理を行う処理室，該処理室に対して過熱蒸気を供給する多数の射出口を備えた内壁，該内壁及び前記過熱蒸気生成手段の外側に設けられた第１の外壁，前記内壁及び前記第１の外壁の間に形成されたジャケット型の隙間であって、前記処理室の外面のほぼ全体を覆っており、前記過熱蒸気生成手段によって生成された過熱蒸気が送られる過熱蒸気供給手段，前記第１の外壁の外側に設けられた第２の外壁，前記第１の外壁及び前記第２の外壁の間に形成されたジャケット型の隙間であって、前記過熱蒸気生成手段及び前記過熱蒸気供給手段の外面のほぼ全体を覆っており、前記処理室で利用された後の過熱蒸気が送られて、前記処理室及び前記過熱蒸気供給手段の温度低下を抑制する第１の断熱手段，を備えており、前記過熱蒸気生成手段を前記処理室及び前記過熱蒸気供給手段に近接する位置に設けることで、前記過熱蒸気生成手段，前記過熱蒸気供給手段，及び前記処理室を、前記第１の断熱手段内に一体に構成したことを特徴とする。

主要な形態の一つは、過熱蒸気の導入側から遠くなるにつれて、前記過熱蒸気供給手段の隙間の幅を狭くしたことを特徴とする。他の形態の一つは、前記過熱蒸気生成手段が、水又は温水を加熱して水蒸気を生成する水蒸気生成手段，該水蒸気生成手段によって生成した水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成する一次加熱室，該一次加熱室において生成した過熱蒸気の通路を有しており、該通路の周囲を冷却媒体で冷却することによって、微細な蒸気粒子のみを通過させる気水分離手段，該気水分離手段を通過した過熱蒸気を加熱する二次加熱室，を備えたことを特徴とする。更に他の形態の一つは、前記冷却媒体が、前記水蒸気生成手段で生成した水蒸気であることを特徴とする。更に他の形態としては、前記第１の断熱手段の外面ほぼ全体を覆う第２の断熱手段を備えたことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明によれば、過熱蒸気生成手段を処理室及び過熱蒸気供給手段に近接する位置に設けることで、過熱蒸気生成手段，過熱蒸気供給手段，及び処理室を、第１の断熱手段内に一体に構成することとしたので、過熱蒸気生成手段から供給された過熱蒸気の高温状態を維持し、熱量の損失を防止して処理効率の向上を図ることができる。また、前記処理室で利用された後の過熱蒸気を回収し、第１の断熱手段の通路内に導入することにより、回収蒸気の熱量を有効活用しながら前記処理室及び過熱蒸気供給手段の温度低下を防止することができるという効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

最初に、図１〜図３を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の全体構成を示すブロック図，図２は本実施例の処理炉を示す斜視図である。図３は、前記図２を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断して矢印方向に見た断面図である。

図２に示すように、本実施例の過熱蒸気処理装置は、処理炉１０と、該処理炉１０を支える支持ケース１２により構成されている。前記処理炉１０は、水蒸気を生成するスチーム発生部２０と、該スチーム発生部２０で生成した水蒸気を加熱して過熱蒸気を得る過熱蒸気発生部２８，該過熱蒸気発生部２８で生成した過熱蒸気を利用して処理対象５６に所望の処理を施す処理室５０が一体に構成されている。そして、前記処理室５０の外側が、該処理室５０に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給室５２，処理後の過熱蒸気の熱量を利用して前記処理室５０及び過熱蒸気供給室５２の温度低下を抑制する断熱室６４によって順次覆われている。前記断熱室６４は、前記スチーム発生部２０及び過熱蒸気発生部２８も覆う構造となっている。一方、前記支持ケース１２には、前記処理炉１０から排出された回収蒸気を冷却して液化するとともに、前記回収蒸気との熱交換によって水（または温水）を加熱して水蒸気を得る熱交換機能を備えた冷却装置兼ボイラー７０が収納されている。

図１を参照して、本発明の過熱蒸気処理装置内の蒸気の流れを説明する。まず、スチーム発生部２０で水蒸気が生成され、生成された水蒸気は過熱蒸気発生部２８に送られて加熱され過熱蒸気となる。過熱蒸気は、処理室５０の周囲を覆う過熱蒸気供給室５２へ送られ、該過熱蒸気供給室５２から前記処理室５０内へ向けて供給される。処理室５０で使用されたあとの過熱蒸気は回収され、過熱蒸気供給室５２の周囲を覆う断熱室６４を通過したのち、冷却装置兼ボイラー７０へ送られる。該冷却装置兼ボイラー７０では、回収した過熱蒸気（以下「回収蒸気」）と水との熱交換によって、回収蒸気の冷却と同時に水蒸気が発生する。ここで発生した水蒸気は、前記過熱蒸気発生部２８に送られる。

なお、本発明の過熱蒸気処理装置は、各種形態の処理炉について適用可能であるが、本実施例では、図２に示すように、コンベア５４上に適宜間隔で載置された処理対象（ワーク）５６が、処理室５０に順次搬送されていくコンベア型の炉となっている。すなわち、前記コンベア５４を境にして、処理炉１０が上下に仕切られており、仕切られた上部の方に、断面略半円形の処理室５０が配置され、下部の方に、前記スチーム発生部２０と過熱蒸気発生部２８が収納されている。

前記スチーム発生部２０は、処理炉１０の下方に位置しており、該処理炉１０の底面に貯留された水（または温水）２４を加熱して水蒸気を生成するための複数のヒータ２６と、水の給水口２２を備えている。また、貯水量を検知するための水位センサ２７が適宜位置に設けられている。前記水位センサ２７によって所定の水位に達していないことが検出されると、前記給水口２２からの給水が開始されるという具合である。

過熱蒸気発生部２８は、前記スチーム発生部２０によって生成した水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成する一次加熱室３０と、該一次加熱室３０で生成された過熱蒸気を冷却して微細な蒸気粒子のみを通過させる配管３８，該配管３８を通過して温度が低下した過熱蒸気を、処理室５０での利用に適した所望の温度に再加熱する二次加熱室４０により構成されている。前記一次加熱室３０は、水蒸気の入口３２，過熱蒸気の出口３４，液化した蒸気（ドレイン）の排出口３５，加熱用の複数のヒータ３６のほか、温度センサ３７を備えている。該温度センサ３７の検知結果に基づいて、ヒータ３６による加熱が調整される。また、二次加熱室４０も基本的に同様の構成となっており、過熱蒸気の入口４２及び出口４４，ドレイン排出口４５，加熱用の複数のヒータ４６を備えており、必要に応じて温度センサ（図示せず）が設けられる。

前記一次加熱室３０の出口３４と二次加熱室４０の入口４２は、配管３８により接続されている。前記一次加熱室３０で生成された過熱蒸気は、前記配管３８を通過して二次加熱室４０に送られるが、その際、該配管３８の周囲が前記スチーム発生部２０で発生した水蒸気により冷却されるため、微細な蒸気粒子のみが通過可能となる。すなわち、該配管３８を通過することにより気水分離の効果が得られる。また、前記配管３８には、圧力センサ３９が設けられており、該圧力センサ３９の検知結果に基づいて、生成する過熱蒸気の圧力制御を行う。このような配管３８を通過することによって温度が低下した過熱蒸気は、前記二次加熱室４０で処理対象５６の処理に適した温度となるように再加熱され、出口４４から前記過熱蒸気供給室５２に送られる。なお、過熱蒸気供給室５２の詳細については後述する。

本実施例では、以上のようなスチーム発生部２０と過熱蒸気発生部２８によって過熱蒸気発生装置を構成していると考えることができるが、過熱蒸気発生装置の構造は各種の公知のものが知られており、そのいずれを用いるようにしてもよい。

次に、前記処理室５０は、中空となっており、その略中央には前記コンベア５４が設けられている。また、処理室５０の内壁５８のほぼ全面に、適宜間隔で過熱蒸気を処理室５０内に供給するための射出口６０が多数形成されている。前記過熱蒸気供給室５２内の過熱蒸気は、前記射出口６０を介して処理室５０内に噴出され、前記コンベア５４上に載置された処理対象５６に乾燥などの処理を行う。

前記処理室５０の外側には、該処理室５０の入口５０Ａ及び出口５０Ｂを除く部分のほぼ全体を覆うように過熱蒸気供給室５２が設けられている。本実施例では、過熱蒸気供給室５２はジャケット型となっており、前記過熱蒸気発生部２８で生成された過熱蒸気が、二次加熱室４０の出口４４から送られる。このような過熱蒸気供給室５２の外壁５３の外側には、処理室５０の入口５０Ａ及び出口５０Ｂを除く部分のほぼ全体と、スチーム発生部２０及び過熱蒸気発生部２８を覆うように断熱室６４が設けられている。該断熱室６４の外壁６５と前記過熱蒸気供給室５２の外壁５３との間は、空気や蒸気などの通路となっており、前記処理室５０で利用された後の回収過熱蒸気が、処理室５０の内壁５８に設けられた回収口６２を介して、前記通路に送られる。

回収された過熱蒸気は、処理対象５６の処理に適した温度よりは低下しているものの、まだ十分な高温を保っている。このため、回収蒸気を満たした断熱室６４で、処理室５０，過熱蒸気供給室５２，スチーム発生部２０，過熱蒸気発生部２８の全体を覆うことにより、回収蒸気の熱量を有効利用することができる。すなわち、過熱蒸気供給室５２内の処理に利用される前の過熱蒸気の温度低下を抑制するとともに、スチーム発生部２０を外側から温め、水２４との熱交換によって加熱することができる。前記断熱室６４を通過した回収蒸気は、排気口６６及び配管６８を介して冷却装置兼ボイラー７０へ送られる。このとき、図２に示すように、配管６８に強制排出装置６９を設けると、回収蒸気が断熱室６４内で効率よく流れ、処理室５０内での過熱蒸気の循環も促進されるため好都合である。

冷却装置兼ボイラー７０は、高温の回収蒸気を冷却したのち排出するとともに、前記高温の回収蒸気と水（又は温水）との熱交換により水蒸気を生成して回収蒸気の熱量を再利用するためのものである。冷却装置兼ボイラー７０は、水８３が貯留されるタンク本体７２，該タンク本体７２の一方の端部に設けられており前記配管６８を介して送られた回収蒸気を一時貯留するプール７４Ａ，該プール７４Ａから送られた回収蒸気の通路となる複数の配管７６，前記タンク本体７２の他方の端部に設けられており前記配管７６を通過して温度低下した回収蒸気（ないし液化した回収蒸気）が合流するプール７４Ｂから構成されている。前記配管７６に高温の回収蒸気を通すと、該配管７６の周囲を満たす水８３との熱交換によって、回収蒸気は冷却され、水８３は温められて水蒸気を生成する。

また、前記プール７４Ａには、回収蒸気の導入口７８が設けられており、プール７４Ｂには、温度低下した回収蒸気の排出口８０が設けられている。該排出口８０には、排気管８１が接続されており、温度低下した回収蒸気（ないし液化した回収蒸気）が外部に排出される。また、前記タンク本体７２には、水８３の給水口８２と、生成した水蒸気の出口８４が設けられている。更に、前記出口８４には、配管８６の一端が接続されており、該配管８６の他端は、前記スチーム発生部２０の壁面に設けられた水蒸気導入口８８に接続されている。該配管８６により、熱交換によって生成した水蒸気がスチーム発生部２０に送られる。なお、本実施例の冷却装置兼ボイラー７０は一例であり、冷却機能のみの装置を設けるようにしてもよいし、その構造も、各種の公知の冷却機構を用いてもよい。また、回収蒸気を加熱し直して再利用する場合などには必ずしも設ける必要はなく、更に、冷却ないし液化後に油分を分離するような油水分離装置を備えるようにするなど、必要に応じて適宜設計変更してよい。

次に、本実施例の作用を説明する。図１に示すように、スチーム発生部２０で生成された水蒸気は、過熱蒸気発生部２８へ送られる。過熱蒸気発生部２８では、まず、一次加熱室３０を通過することにより過熱蒸気が生成され、生成した過熱蒸気は配管３８を通過する際に冷却されて微細な蒸気粒子のみが通過するように気水分離される。配管３８を通過して温度が低下した過熱蒸気は、二次加熱室４０で処理に適した温度まで再加熱される。再加熱された過熱蒸気は、二次加熱室４０の出口４４から過熱蒸気供給室５２へ送られる。過熱蒸気供給室５２内の過熱蒸気は、処理室５０の内壁５８に形成された射出口６０を介して処理室５０内へ噴出される。処理室５０内が適温を維持するようになったら、図示しない駆動手段によりコンベア５４を駆動し、図２の矢印に示す方向，すなわち処理室５０の入口５０Ａから出口５０Ｂに向かう方向に、処理対象５６を順次所定の速度で搬送する。

処理室５０に送られた処理対象５６は、入口５０Ａから出口５０Ｂへ向かう間、過熱蒸気雰囲気下で乾燥などの処理が施され、出口５０Ｂから搬出された後、他の工程へ移される。以上のような処理が行われている間、処理室５０内で処理対象５６に所望の処理を施した後の過熱蒸気は、内壁５８に設けられた回収口６２を介して断熱室６４へ送られる。該断熱室６４へ送られた高温の回収蒸気は、断熱室６４内を通過することにより、処理室５０，過熱蒸気供給室５２，スチーム発生部２０，過熱蒸気発生部２８のほぼ全体を外側から温め、排気口６６及び配管６８を介して冷却装置兼ボイラー７０へ送られる。冷却装置兼ボイラー７０へ送られた高温の回収蒸気は、周囲が水８３で満たされている配管７６内を通過することにより熱交換して冷却され、プール７４Ｂで合流して排出口８０及び排出管８１を介して外部に排出される。一方、高温の回収蒸気との熱交換により温められた水８３は水蒸気となり、タンク本体７２の上方に設けられた出口８４から、配管８６及び水蒸気導入口８８を介して、前記スチーム発生部２２の水蒸気溜りに送られる。

このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)処理室５０の外側を、過熱蒸気供給室５２で覆うとともに、前記処理室５０，過熱蒸気供給室５２，スチーム発生部２０，過熱蒸気発生部２８を、処理炉１０内に内蔵し、これら全体を断熱室６４で覆うこととした。このため、過熱蒸気発生部２８から供給された過熱蒸気の高温状態を維持して熱量の損失を防止し、効率よく短時間で処理を行うことができるとともに、スチーム発生部２０及び過熱蒸気発生部２８を外側からも加熱して、過熱蒸気を短時間で効率よく生成することができる。
(2)処理室５０の内壁５８から内側に向けて過熱蒸気を射出するため、処理室５０全体を均一に加熱することができる。
(3)断熱室６４に、処理室５０で利用した後の過熱蒸気を回収し、該回収蒸気の熱を利用して断熱室６４を温めることとしたので、回収蒸気の熱量を有効利用しながら処理に利用する前の過熱蒸気の温度低下防止を図ることができる。
(4)断熱室６４を通過したあとの過熱蒸気と水との熱交換を行う冷却装置兼ボイラー７０を設けることとしたので、回収蒸気の熱量を利用して生成した水蒸気を利用することができる。
(5)過熱蒸気発生部２８を、一次加熱室３０及び二次加熱室４０から構成するとともに、前記一次加熱室３０で生成した過熱蒸気を、配管３８を通過させることにより冷却することとしたので、微細な蒸気粒子のみを二次加熱室４０に送ることができる。
(6)温度センサ３７，圧力センサ３９を適宜位置に設けることとしたので、これらの検知結果に基づいて過熱蒸気の温度及び圧力を所望の値に調整することができる。

次に、図４を参照しながら本発明の実施例２について説明する。図４（Ａ）は、本実施例の処理炉の構成を示す主要断面図，図４（Ｂ）は、前記図４（Ａ）を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。前記図４（Ａ）に示すように、本実施例の処理炉９０は、処理対象５６を一回の処理ごとに出し入れするバッチ式となっている。処理炉９０の断熱の基本構造は上述した実施例１と同様であり、処理室５０の外側には過熱蒸気供給室５２，断熱室９４が設けられている。該断熱室９４の外側には、更に、断熱材９８が設けられている。前記処理炉９０の下方には、上述した実施例１と同様の構成の冷却装置兼ボイラー７０が設けられている。前記処理室５０には、処理対象５６を置くための棚板９２が設けられている。なお、棚板９２の位置及び数は用途に応じて適宜変更してよく、また、必要に応じて多孔性の板などを利用して過熱蒸気の循環を良くするようにしてもよい。また、前記処理室５０の背面５０Ｃには、使用後の過熱蒸気を回収するための回収口９６が設けられており、該回収口９６を介して使用後の過熱蒸気が前記断熱室９４に送られる構成となっている。

以上のような処理室５０の出し入れ口には、断熱性のある扉９１が設けられる。処理炉９０を利用する場合には、前記扉９１を開いて処理対象５６を棚板９２上に置き、過熱蒸気供給室５２から射出口６０を介して過熱蒸気を供給する。処理が完了したら、扉９１を開いて処理対象５６取り出す。なお、本実施例では、メンテナンスを行う際には、扉９１を開けて、処理室５０の射出口６０のつまりの清掃や点検などを行う。本実施例の基本的効果は上述した実施例１と同様であるが、断熱室９４の外側を断熱材９８で覆うこととしたので、過熱蒸気の高温状態の維持と熱量損失の防止を、更に効率よく行うことができる。

次に、図５を参照して、本発明の実施例３について説明する。図５（Ａ）は本実施例の処理炉の主要構成を示す断面図，図５（Ｂ）は本実施例の変形例を示す図である。図５（Ａ）に示すように、本実施例の処理炉１００は、断面が略楕円形状となっており、基本的構造は上述した実施例１と同様である。すなわち、コンベア５４を境にして処理炉１００が上下に仕切られており、上方に処理室５０が配置され、下方にスチーム発生部２０と、一次加熱室３０及び二次加熱室４０からなる過熱蒸気発生部２８が設けられた構成となっている。処理炉１００の下方には、上述した実施例１と同様の冷却装置兼ボイラー７０（図示せず）が設けられている。なお、本実施例では、断熱室６４の外側が断熱材１０４で覆われているほか、処理室５０の上方に、複数（図示の例では３つ）のヒータ１０２が設けられている。ヒータ１０２は、処理室５０内に導入された過熱蒸気が処理対象５６の処理に必要な温度を維持するためのもので、必要に応じて設置数及び取付位置は適宜変更してよい。本実施例の基本的作用・効果は上述した実施例と同様であるが、処理室５０内にヒータ１０２を設けることとしたので、特に過熱蒸気の高温維持が容易である。

なお、本実施例の処理炉１００を、図５（Ｂ）に示すように、複数に分割可能にしてもよい。図示の例では、過熱蒸気供給室５２，断熱室６４，断熱材１０４が一体のまま、３つに分割可能となっている。このように処理炉１００を複数に分割可能にすることにより、メンテナンスなどを容易に行うことができる。

次に、図６及び図７を参照しながら本発明の実施例４について説明する。図６は、本実施例の過熱蒸気処理装置の全体構成を示す斜視図，図７は前記図６を＃Ｃ−＃Ｃ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。上述した実施例１〜３ではいずれも、処理炉の内部に処理室，スチーム発生部，過熱蒸気発生部を含む構成とした。これに対して、本実施例４は、スチーム発生部及び過熱蒸気発生部に相当する過熱蒸気処理装置を、処理炉と別構成としたものである（以下の実施例５〜７についても同様）。

図６及び７に示すように、本実施例の過熱蒸気処理装置は、コンベア型の処理炉１１０と、該処理炉１１０を支持するとともに過熱蒸気発生装置１４０を内蔵した支持ケース１３０により構成されている。前記処理炉１１０は、前記過熱蒸気発生装置１４０から供給された過熱蒸気を利用して処理対象５６に所望の処理を施すための処理室１１６を中心に構成されている。そして、該処理室１１６の外側のほぼ全体を、該処理室１１６に過熱蒸気を供給する過熱蒸気供給室１１８，回収蒸気の通路となる断熱室１２０が順に覆った構造となっており、該断熱室１２０に近接する位置に前記過熱蒸気発生装置１４０が配設されている。前記処理室１１６は断面略楕円形ないし略半円形の中空となっており、その底面側にはコンベア５４が設けられている。また、処理室１１６の内壁１２２のほぼ全面に、適宜間隔で過熱蒸気を処理室１１８内に供給するための射出口１２４が多数形成されている。前記過熱蒸気供給室１１６内の過熱蒸気は、前記射出口１２４を介して処理室１１６内に噴出され、前記コンベア５４上に載置された処理対象５６に乾燥などの所望の処理を行う。

前記過熱蒸気供給室１１８は、処理炉１１０の入口１１２及び出口１１４を除く部分のほぼ全体を覆うジャケット型となっており、前記過熱蒸気発生装置１４０で生成された過熱蒸気が配管１３２を介して導入口１２６から送られる。本実施例では、図７の断面に示すように、過熱蒸気供給室１１８は、過熱蒸気の導入口１２６から遠くなるにつれて、処理室１１６の外壁との隙間の間隔が狭くなるように設定されている。例えば、導入口１２６付近の位置ＰＡでは５０ｍｍ，位置ＰＢでは３０ｍｍ，導入口１２６から一番遠くなる位置ＰＣでは２０ｍｍという具合である。また、前記処理室１１６には、過熱蒸気供給室１１８及びその外壁１２９を貫通する蒸気回収口１２８が設けられており、処理室１１６で利用された後の過熱蒸気は、該蒸気回収口１２８を介して断熱室１２０に送られる。

断熱室１２０は、前記過熱蒸気供給室１１８の外面との間に隙間を有するジャケット状となっており、前記過熱蒸気供給室１１８のほぼ全体を覆っている。また、断熱室１２０には、処理室１１６から回収した蒸気を、後述する過熱蒸気発生装置１４０に送るための送り口１３４が設けられている。該送り口１３４には配管１３６の一端が接続されており、他端側が過熱蒸気発生装置１４０に接続されている。該配管１３６を介して過熱蒸気発生装置１４０に送られた回収蒸気の熱量は、過熱蒸気発生装置１４０でスチーム発生用の熱源として利用される。

次に、過熱蒸気発生装置１４０について説明する。過熱蒸気発生装置１４０は、上述した実施例１の処理炉１０内に内蔵されているスチーム発生部２０及び過熱蒸気発生部２８と基本的に同様の構成となっている。すなわち、断面略円型のタンク本体１４２の下方にスチーム発生部１４４が配置されており、上方に過熱蒸気発生部１４６が配置されている。本実施例では、タンク本体１４２は、耐圧性の向上を図るために、断面が略円型となっている。

前記スチーム発生部１４４は、回収蒸気の熱量を利用して水（または温水）１４８を加熱するための一次加熱部１４４Ａと、該一次加熱部１４４Ａで温められた水をヒータを利用して更に加熱を行い水蒸気を発生させるための二次加熱部１４４Ｂにより構成されている。前記一次加熱部１４４Ａは、回収蒸気の熱量を利用してタンク本体１４２のほぼ下半分程度に貯留された水１４８を加熱するための複数のパイプ１５２及び１５４を備えている。本実施例では、前記パイプ１５２は、タンク本体１４２の一方の端部１４２Ａに設けられた回収蒸気の入口１５０から導入された回収蒸気の往路であり、パイプ１５４は復路となっており、それぞれ複数設けられている。前記タンク本体１４２の他方の端部１４２Ｂには、前記パイプ１５２を通過した回収蒸気が折り返すためのプール１５３が設けられており、該プール１５３を通過した回収蒸気は、再び複数のパイプ１５４を通過してタンク端部１４２Ａ側の出口１５６に送られる。そして、前記パイプ１５２及び１５４を通過する高温の回収蒸気との熱交換により水１４８が温められる。

二次加熱部１４４Ｂは、前記一次加熱部１４４Ａの上方に位置しており、あらかじめ回収蒸気の熱量を利用して温められた水１４８を更に加熱するための複数のヒータ１５８を備えている。また、スチーム発生部１４４には、給水口１５５が備えられており、必要に応じて前記実施例１と同様の水位センサ（図示せず）が設けられる。

過熱蒸気発生部１４６は、前記スチーム発生部１４４によって生成した水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成する一次加熱室１６２と、該一次加熱室１６２で生成された過熱蒸気を冷却して微細な蒸気粒子のみを通過させるための冷却室１６９，該冷却室１６９を通過して温度が低下した過熱蒸気を、処理室１１６での利用に適した所望の温度に再加熱する二次加熱室１７０により構成されている。前記冷却室１６９及び二次加熱室１７０は、前記一次加熱室１６２の上方に位置しており、過熱蒸気発生部１４６の全体としては、断面略半円形となっている。

前記一次加熱室１６２は、水蒸気の入口１６４，過熱蒸気の出口１６６，加熱用の複数のヒータ１６８を備えており、必要に応じて液化した蒸気（ドレイン）の排出口や温度センサ（いずれも図示せず）を備えている。二次加熱室１７０も基本的に同様の構成となっており、過熱蒸気の入口１７２及び出口１７４，加熱用の複数のヒータ１７６を備えており、必要に応じてドレイン排出口や温度センサが設けられる。

前記一次加熱室１６２の出口１６６と二次加熱室１７０の入口１７２の間には、冷却室１６９が設けられている。前記一次加熱室１６２で生成された過熱蒸気は、前記冷却室１６９を通過して二次加熱室１７０に送られるが、その際、該冷却室１６９の周囲が前記スチーム発生部１４４で発生した水蒸気により冷却される，すなわち、冷却室１６９が蒸気溜り１６０に接して冷却されるため、微細な蒸気粒子のみが通過可能となる。すなわち、該冷却室１６９を通過することにより気水分離の効果が得られる。また、前記冷却室１６９には、必要に応じて、前記実施例１と同様の圧力センサを設け、該圧力センサの検知結果に基づいて、生成する過熱蒸気の圧力制御を行うようにしてもよい。このような冷却室１６９を通過して温度が低下した過熱蒸気は、前記二次加熱室１７０で処理対象５６の処理に適した温度となるように再加熱され、出口１７４から前記過熱蒸気供給室１１８に送られる。

なお、本実施例で示す過熱蒸気発生装置１４０は一例であり、例えば、スチーム発生部１４４と過熱蒸気発生部１４６を別構成の装置として個別に容易してもよい。また、スチーム発生部１４４で回収蒸気の熱量を利用することとしたが、もちろんヒータ１５８のみによる加熱を妨げるものではない。

次に、本実施例の作用を説明する。まず、支持ケース１３０内の過熱蒸気発生装置１４０で過熱蒸気を生成する。過熱蒸気発生装置１４０の運転開始時点では、処理室１１６からの回収蒸気は存在しないため、スチーム発生部１４４ではヒータ１５８のみの加熱により水蒸気が生成される。生成された水蒸気は、過熱蒸気発生部１４６に送られ、一次加熱室１６２，冷却室１６９，二次加熱室１７０を順に通過し、所望温度の微細な過熱蒸気となる。生成された過熱蒸気は、配管１３２を通過して導入口１２６から過熱蒸気供給室１１８へ送られる。本実施例では図６及び図７に示したように、過熱蒸気発生装置１４０が支持ケース１３０内であって、前記過熱蒸気供給室１１８に近接した位置に配置されているため、配管１３２を介して導入された過熱蒸気の温度が低下することがない。過熱蒸気供給室１１８内に送られた過熱蒸気は、処理室１１６の内壁１２２に形成された射出口１２４を介して処理室１１６内へ噴出される。このとき、過熱蒸気供給室１１８の隙間の間隔が、導入口１２６から遠くなるにつれて狭くなっているため、導入口１２６から離れた位置での圧力低下が防止され、その結果、過熱蒸気の温度低下が防止される。処理室１１６内が処理に適した温度になったら、図示しない駆動手段によりコンベア５４を駆動し、処理炉１１０の入口１１２から出口１２４に向かう方向に、処理対象５６を順次所定の速度で搬送する。

処理室１１６に送られた処理対象５６は、入口１１２から出口１１４へ向かう間、過熱蒸気雰囲気下で乾燥などの処理が施され、出口１１４から搬出された後、他の工程へ移される。以上のような処理が行われている間、処理室１１６内で処理対象５６に所望の処理を施した後の過熱蒸気は、蒸気回収口１２８を介して断熱室１２０へ送られる。断熱室１２０へ送られた回収蒸気は、過熱蒸気供給室１１８を外側から温めて温度低下を防止し、更に、送り口１３４から配管１３６を介して過熱蒸気発生装置１４０に送られる。

過熱蒸気発生装置１４０に送られた回収蒸気は、まず、スチーム発生部１４４の一次加熱部１４４Ａのパイプ１５２を通過し、タンク１４２の端部１４２Ｂで折り返して更にパイプ１５４を通過する。そして、これらパイプ１５２及び１５４を通過する間に水１４８と熱交換を行い、水１４８を加熱する。一方、熱交換して温度が低下した回収蒸気は、出口１５６から排出されるが、この際、必要に応じて冷却，脱臭，除菌などの処理を施した後に排出するようにしてもよい。なお、本実施例においても、上述した実施例２及び３と同様に、断熱室１２０の外側に断熱材を設けて断熱効果の一層の向上を図るようにしてもよい。更に、本実施例においても、上述した実施例３と同様に処理炉１１０を複数に分割可能な構成としてもよい。なお、本実施例では、処理炉１１０の断面形状を略楕円形ないし半円形としたが、前記実施例１と同様に断面略円型として、処理室と過熱蒸気供給室との隙間の間隔を、過熱蒸気の導入口から遠くなるほど狭くなるように設定するようにしても本実施例と同様の効果が得られる。

このように、実施例４によれば、次のような効果がある。
(1)処理室１１６の外側を、過熱蒸気供給室１１８，断熱室１２０で覆うとともに、該過熱蒸気供給室１１８に近接した位置に過熱蒸気発生装置１４０を配置することとした。このため、過熱蒸気発生装置１４０から供給された過熱蒸気の高温状態を維持し、処理室１１６内での処理を効率よく短時間で行うことができる。また、処理室１１６の内壁１２２から内側に向けて過熱蒸気を射出するため、処理室１１６全体を均一に加熱することができる。
(2)処理室１１６と過熱蒸気供給室１１８の隙間の間隔を、過熱蒸気の導入口１２６から遠くなるにつれて狭くすることとしたので、圧力低下を防ぎ、それによって過熱蒸気の温度低下を防止することができる。
(3)断熱室１２０を通過したあとの過熱蒸気を、過熱蒸気発生装置１４０に送り、該回収蒸気の熱量を利用して水を加熱することとしたので、熱量の再利用により効率よく過熱蒸気を生成することができる。
(5)過熱蒸気発生部１４６を、一次加熱室１６２及び二次加熱室１７０から構成するとともに、前記一次加熱室１６２で生成した過熱蒸気を、冷却室１６９を通過させることにより冷却することとしたので、微細な蒸気粒子のみを二次加熱室１７０に送ることができる。

次に、図８を参照しながら本発明の実施例５を説明する。本実施例も、前記実施例４と同様に、コンベア型の処理炉であって、該処理炉と過熱蒸気発生装置を別構成とした例である。上述した実施例４では、処理室１１６の外側にジャケット型の過熱蒸気供給室１１８を設けることとしたが、本実施例は、過熱蒸気を供給するために配管を利用した例である。

図８に示すように、本実施例の処理炉１８０は、処理室１１６の内壁１８２の内側に過熱蒸気を供給するための過熱蒸気供給管１８４が設けられている。図示の例では、つづら折り状の過熱蒸気供給管１８４が、処理対象５６の移動方向に沿って３本設けられており、各過熱蒸気供給管１８４の間は、メンテナンスのために分割可能となっている。これら過熱蒸気供給管１８４には、図示しない過熱蒸気発生装置１４０から過熱蒸気が送られ、該過熱蒸気は多数の射出口１８６を介して処理室１１６へ供給される。また、処理室１１６の内壁１８２には、処理対象５６の処理に使用した後の高温の過熱蒸気を回収するための蒸気回収口１２８が設けられており、該蒸気回収口１２８から回収された過熱蒸気は、断熱室１２０内を通過することによって、前記処理室１１６及び過熱蒸気供給管１８４の温度低下を抑制する。なお、断熱室１２０を通過した回収蒸気は、図示しない配管を介して、図示しない過熱蒸気発生装置へ送られて熱量が再利用されてから廃棄するようにしてもよいし、そのまま排出するようにしてもよい。本実施例の作用・効果は上述した実施例と同様である。

次に、図９を参照しながら本発明の実施例６について説明する。図９（Ａ）は、本実施例の処理炉の構成を示す斜視図，図９（Ｂ）は変形例を示す図である。上述した実施例が処理対象を順次処理炉に搬送するコンベア型の炉，あるいは、一回の処理ごとに処理対象を出し入れするバッチ式の炉であったのに対して、本実施例は、炉内の処理対象を攪拌手段で攪拌するロータリー炉に本発明を適用したものである。図示のように、本実施例の処理炉１９０の断熱の基本構造は、上述した実施例４と同様であり、処理室１１６の外側には、過熱蒸気供給室１１８，断熱室１２０が設けられている。また、前記断熱室１２０の外側には、断熱材１８８が設けられている。

前記処理室１１６の略中心には、処理対象（例えば、汚泥やセメントなど）を攪拌するための攪拌装置１９２が、軸方向に沿って設けられている。該攪拌装置１９２は、回転軸１９４とその側面から外側に向けて設けられた複数の攪拌腕１９６により構成されている。前記回転軸１９４の両端は、図示しない軸受けなどによって、処理炉１９０の端部に対して回転可能に保持されており、その一端には、これを回転させるための回転モータ（図示せず）が接続されている。このような回転軸１９４を回転させることにより、攪拌腕１９６によって処理室１１６内の処理対象が攪拌される構成となっている。なお、本実施例の処理対象としては、汚泥やセメントなどの液状物が好適であるが、攪拌腕１９６による粉砕を行いながら攪拌することもできるため、固形物の処理も可能である。また、回転軸１９４に設ける攪拌手段としては、羽根状のものを設けるようにしてもよい。

以上のような構成の処理炉１９０は、全体が上部１９０Ａと下部１９０Ｂに分割可能となっており、処理対象の出し入れやメンテナンスを行うことが可能となっている。なお、処理対象の出し入れは、処理炉１９０を上部１９０Ａと下部１９０Ｂに分割した状態で行ってもよいし、処理炉１９０の端部に投入口や排出口を設けて行うようにしてもよい。本実施例の作用・効果は上述した実施例と同様である。なお、図９（Ｂ）に示すように、処理室１１６に設ける攪拌装置１９２Ａの回転軸１９４Ａを中空にして過熱蒸気の通路１９７とし、図示しない過熱蒸気発生装置から該通路１９７に過熱蒸気を送り、回転軸１９４Ａの側面に設けられた射出口１９８を介して過熱蒸気を供給するようにしてもよい。このようにすると、処理対象に対して、処理室１１６の内壁１２２の全面からと、中心からの双方から過熱蒸気が供給されるため、より短時間で効率よく処理を行うことができる。

次に、図１０を参照して、本発明の実施例７について説明する。図１０（Ａ）は本実施例の全体構成を示す斜視図，図１０（Ｂ）は前記（Ａ）を＃Ｄ−＃Ｄ線に沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。本実施例は、処理炉を回転式のバッチ炉とし、過熱蒸気発生装置１４０と別構成とした例である。本実施例の過熱蒸気処理装置は、処理炉２００と支持ケース２１９により構成されており、該支持ケース２１９の内側には、後述する過熱蒸気供給室２０６に近接した位置となるように過熱蒸気発生装置１４０が収納されている。前記処理炉２００は、内部に回転カゴ２０４を備えた処理室２０２と、該処理室２０２の外側ほぼ全体を覆う過熱蒸気供給室２０６，該過熱蒸気供給室２０６の外側を覆う断熱室２１６により構成されている。

前記処理室２０２の内壁２０８には、過熱蒸気供給用の多数の射出口２１０と、使用後の過熱蒸気を排出するための蒸気回収口２１４が設けられている。また、前記過熱蒸気供給室２０６には、前記過熱蒸気発生装置１４０で生成された過熱蒸気の導入口２１２が設けられている。また、前記断熱室２１６には、回収蒸気の送り口２１７が設けられており、該送り口２１７と過熱蒸気発生装置１４０が配管２１８で接続されている。

一方、前記処理室２０２内の回転カゴ２０４は、壁面がメッシュ状となっている。このため、該回転カゴ２０４に処理対象５６を収納すると、処理室２０２内に供給された過熱蒸気が回転カゴ２０４の目を通して処理対象５６に吹き付けられる。本実施例で処理を行う処理対象５６としては、コーヒー豆などの小さなものや、形状維持の必要がないものなどが好適である。前記回転カゴ２０４は、処理対象５６に応じて適宜材質のものを利用して形成することができるが、耐水性及び耐熱性があるものが好ましく、更にその内面２０４Ａにテフロン（登録商標）加工などを施したものを用いると、処理対象５６のこびりつきなどを防止するとともに、利用後の洗浄ないし清掃を容易に行うことができるため好都合である。このような回転カゴ２０４は、処理室２０２の内部で回転可能となるように設けられるが、その回転機構や支持機構については公知の各種の手段を用いることができる。更に、前記回転カゴ２０４には、処理対象５６の投入口ないし取出口を兼ねる扉２０３が設けられている。もちろん、処理炉２００自体にも扉を設けて断熱を図るようにしてもよい。

本実施例の基本的作用・効果は上述した実施例４と同様であるが、本実施例では処理室２０２内に設けた回転カゴ２０４内に処理対象５６を収納し、該回転カゴ２０４を回転させながら過熱蒸気を供給することとした。このため、過熱蒸気の供給の勢いを抑制したい場合や、攪拌しながらの処理が望まれる処理対象５６に対して好適である。更に、本実施例では、回転カゴ２０４の内面２０４Ａにテフロン（登録商標）加工を施すこととしたので、処理対象５６のこびり付きなどが防止される。また、処理対象５６を回転カゴ２０４から取り出したあとの空の状態の回転カゴ２０４に対して過熱蒸気を噴射することにより、内面２０４Ａの汚れを清掃・除去することも可能である。なお、本実施例についても、断熱室２１６の外側に断熱材を設けるようにしてもよいし、前記実施例４に示すように過熱蒸気供給室２０６の隙間の間隔を調節して、更に過熱蒸気の温度低下を防止する構成としてもよい。

次に、図１１を参照して、本発明の実施例８について説明する。図１１（Ａ）は本実施例の全体構成を示す斜視図，図１１（Ｂ）は前記（Ａ）を＃Ｅ−＃Ｅに沿って切断し、矢印方向に見た断面図である。図１１（Ｃ）は、本実施例の変形例を示す主要断面図である。図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示す本実施例の過熱蒸気処理装置２２０は、処理室，スチーム発生部，過熱蒸気発生部が収納されたバッチ式の処理炉２２２の下方に、冷却装置兼ボイラー７０のほか、各種装置を内蔵するための収納支持ケース２２４が設けられた構成となっている。すなわち、上述した実施例２の処理炉９０と基本的に同様の構造となっており、例えば、パンの製造や食品の調理・加工などに利用されるものである。

前記処理炉２２２は、処理室５０と、該処理室５０の外側ほぼ全体を覆う過熱蒸気供給室５２，該過熱蒸気供給室５２の外側を覆う断熱室９４，該断熱室９４の外側を覆う断熱材９８により構成されている。前記処理炉２２２には、処理対象５６を置くための棚板９２が設けられており、該棚板９２によって上下に仕切られた構成となっている。本実施例では、仕切られた処理炉２２２の下側の部分に、上述した実施例１と同様の構成のスチーム発生部２０及び過熱蒸気発生部２８が収納されており、仕切られた上方に処理室５０が設けられている。なお、前記棚板９２の位置及び数は、処理対象５６やその処理内容に応じて適宜変更してよく、また、多孔性の板などを利用して過熱蒸気の循環を良くするようにしてもよい。前記処理室５０の内壁５８には、過熱蒸気の射出口６０が多数形成されるとともに、背面５０Ｃには利用後の過熱蒸気を回収するための回収口９６が設けられている。そして該回収口９６を介して、断熱室９４に回収蒸気を送る構成となっている。

以上のような処理室５０の出し入れ口には、断熱性のある扉２２８が設けられている。処理炉２２２を利用する場合には、前記扉２２８を開いて処理対象５６を棚板９２の上に置き（あるいは、取り外し可能な棚板９２に処理対象５６を置いたのちに、棚板９２を処理室５０内に固定し）、過熱蒸気供給室５２から射出口６０を介して過熱蒸気を供給する。処理が完了したら、扉２２８を開いて処理対象５６を取り出す。一方、利用後の過熱蒸気は、断熱室９４に送られたのち、図示しない配管を介して収納支持ケース２２４内の冷却装置兼ボイラー７０に送られ、熱量が再利用される。本実施例の基本的作用・効果は、上述した実施例２と同様である。なお、収納支持ケース２２４に、例えば、冷凍装置２２６Ａ，解凍装置２２６Ｂ，醗酵装置２２６Ｃなどを収納することにより、過熱蒸気処理装置２２０のみで各種食品の製造や加工などを行うことができ、省スペース化を図ることができる。

また、図１１（Ｃ）に示す過熱蒸気処理装置２２０Ａのように、過熱蒸気発生装置１４０を、上述した実施例４と同様に前記収納支持ケース２２４内に収納するようにしてもよい。本実施例の処理炉２３０では、処理室１１６内に棚板９２が上下２段に設けられており、前記処理室１１６の外側を、過熱蒸気供給室１１８，断熱室１２０，断熱材９８が順に覆った構成となっている。利用後の過熱蒸気は、回収口１２８から断熱室１２０へ送られ、該断熱室１２０を通過したのち、配管１３６を介して前記過熱蒸気発生装置１４０に送られ熱量が再利用される。このように、過熱蒸気発生装置１４０を収納支持ケース２２４内に収納することにより、処理室１１６の形状，サイズを処理対象５６や処理目的に応じて任意に変更することが可能となる。

次に、図１２及び図１３を参照して本発明の実施例９を説明する。図１２は本実施例の全体構成を示す斜視図，図１３は、前記図１２を矢印ＦＧ方向から見た側面を一部破断して示す図である。本実施例は、本発明の過熱蒸気処理装置を、ロータリー型の汚泥処理装置に適用したものである。汚泥処理装置２５０は、汚泥処理部（処理炉）２５２と、該汚泥処理部２５２で利用する過熱蒸気を生成する過熱蒸気発生装置１４０，前記汚泥処理部２５２での処理により発生した臭気ガスの脱臭を行う脱臭部２８２により構成されている。なお、前記過熱蒸気発生装置１４０は、上述した実施例４のように、後述する過熱蒸気供給室２６２に近接する位置となるように配置されている。

まず、汚泥処理部２５２について説明する。汚泥処理部２５２は、本体ケース２５３内に処理室２６０を備えており、該処理室２６０の外側のほぼ全体には、前記過熱蒸気発生装置１４０から送られた過熱蒸気を前記処理室２６０内へ送るための過熱蒸気供給室２６２が設けられている。前記処理室２６０内には、汚泥２６８や他の処理対象を攪拌するための攪拌装置２６３が軸方向に沿って設けられている。該攪拌装置２６３は、回転軸２６４と、その側面から外側に向けて設けられたスクリュー羽根２６６により構成されている。前記回転軸２６４の両端は、図示しない軸受けなどによって、汚泥処理部２５２の端部に対して回転可能に保持されており、その一端には、これを回転させるための回転モータ（図示せず）が接続されている。このような回転軸２６４を回転させることにより、スクリュー羽根２６６によって処理室２６０内の汚泥２６８が攪拌されるとともに、処理室２６０の一端側から他端側へ搬送される構成となっている。なお、本実施例の処理対象は、汚泥１６８やセメントなどの液状物が好適であるが、固形物の処理に対しても適用可能である。

更に、前記処理室２６０の内壁２７０には、過熱蒸気供給室２６２内の過熱蒸気を汚泥２６８に対して噴射するための多数の射出口２７２が形成されるとともに、汚泥２６８の処理によって発生した臭気ガスや利用後の過熱蒸気を、処理室２６０外に排出するための排出口２７７が設けられている。該排出口２７７は、前記過熱蒸気供給室２６２とその外壁２７６を貫通する構成となっている。一方、前記過熱蒸気供給室２６２には、前記過熱蒸気発生装置１４０から配管１３２を介して送られてきた過熱蒸気を内側に導入するための導入口２７４が設けられている。

また、以上のような処理室２６０には、汚泥を導入するための投入口２５８が、前記過熱蒸気供給室２６２を貫通して設けられており、該投入口２５８には汚泥導入管２５６が接続されている。なお、汚泥導入管２５６には、ホッパ２５４を介して図示しない供給源から汚泥２６８が導入される。更に、前記本体ケース２５３には、前記排出口２７７を介して処理室２６０内から排出された臭気ガスないし利用後の過熱蒸気を回収して脱臭部２８２へ送るための回収口２７８が設けられている。該回収口２７８には、前記脱臭部２８２へ接続する配管２８０が設けられている。すなわち、前記本体ケース２５３は、上述した実施例の断熱室に相当するものと考えることができる。

次に、脱臭部２８２について説明する。脱臭部２８２は、略円柱状のフィルタ２８６と、該フィルタ２８６の外側を覆う略円筒状のケース２８４により構成される。前記ケース２８４とフィルタ２８６との間の隙間２９６は、過熱蒸気の通路となっている。また、前記ケース２８４の一端側には、前記隙間２９６に過熱蒸気を導入するための導入口２９４が形成されている。該導入口２９４は、配管２９２によって前記過熱蒸気発生装置１４０に接続されており、該過熱蒸気発生装置１４０で生成された過熱蒸気を、前記脱臭部２８２のケース２８４内に導入する。一方、前記ケース２８４の他端側には、前記配管２８０が接続されており、前記汚泥処理部２５２から送られた臭気ガスが、フィルタ２８６の端面２８８Ａから該フィルタ２８６内に導入される。なお、前記フィルタ２８６としては、各種の公知のものが利用可能であるが、例えば、光触媒フィルタなどを利用したものが利用される。また、フィルタ２８６の他方の端面２８８Ｂには、脱臭後のガスを排出するための排気管２９０が接続されている。

次に、本実施例の作用を説明する。過熱蒸気発生装置１４０で生成された過熱蒸気の一部は、配管１３２を介して汚泥処理部２５２に送られ、一部は配管２９２を介して脱臭部２８２へ送られる。汚泥処理部２５２に送られた過熱蒸気は、過熱蒸気供給室２６２から射出口２７２を介して処理室２６０内に噴射される。処理室２６０に供給される過熱蒸気の温度が所望温度に達したら、攪拌装置２６３の駆動を開始するとともに、汚泥導入管２５６及び投入口２５８を介して、処理室２６０に汚泥２６８が投入される。投入された汚泥２６８は、攪拌装置２６３のスクリュー羽根２６６により、攪拌されながら投入口２５８から廃棄口２５９側へ搬送されるときに、前記射出口２７２から噴射された過熱蒸気によって乾燥などの処理が施される。なお、処理後の汚泥２６８は、投入口２５８と反対側から図示しない回収容器などに回収される。以上のようにして汚泥２６８の処理を行うと、汚泥２６８の乾燥により発生したガスや利用後の過熱蒸気に臭気成分が混入する。このような臭気ガスは、処理室２６０に設けられた排出口２７７から本体ケース２５３内に排出される。そして、回収口２７８及び配管２８０を介して脱臭部２８２へ送られ、フィルタ２８６の端面２８８Ａからフィルタ２８６内へ送られる。

一方、脱臭部２８２では、前記配管２９２及び導入口２９４を介して、過熱蒸気発生装置１４０で生成された過熱蒸気がケース２８４の内側の隙間２９６に導入される。隙間２９６を通過する過熱蒸気は、フィルタ２８６を外側から加熱し、該フィルタ２８６による脱臭効率を向上させる。また、隙間２９６を、フィルタ２８６の端面２８８Ｂ側から２８８Ａ側まで通過した過熱蒸気は、その後、フィルタ２８６の端面２８８Ａからフィルタ２８６内に導入される。このように、過熱蒸気をフィルタ２８６内に導入することにより、一層脱臭効果の向上を図ることができる。このように、本実施例によれば、上述した実施例の効果に加え、過熱蒸気発生装置１４０で生成した過熱蒸気を利用する脱臭部２８２を設けることとしたので、脱臭装置を別途設ける必要がない。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。

(1)前記実施例における大きさ・形状は一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。特に、処理炉については、必要とされる熱分布に応じて炉の形状を適宜変更してよい。例えば、処理炉ないし処理室の断面形状を円形や楕円形，あるいは多角形とするなどである。また、処理炉の分割も必要に応じて行えばよく、その分割位置及び分割数も適宜変更してよい。

(2)処理炉の設置数や設置方向も任意であり、必要に応じて適宜変更してよい。例えば、図９に示すロータリー型の処理炉１９０を、横置きのみならず、縦置き，斜め置きとしてもよい。縦置きや斜め置きの場合には、過熱蒸気の比重が空気よりも重いことから、上方から過熱蒸気供給室１１８へ過熱蒸気を導入すると、処理室１１６内に均一に過熱蒸気を供給することができる。

(3)前記実施例３では、処理室５０の内側にヒータ１０２を設けて過熱蒸気の温度維持を行うこととしたが、図１４（Ａ）に示すように、コンベア型の処理炉３００の入口及び出口側に、予備加熱装置３０２及び３０４を設け、処理炉３００本体の温度低下を防止するとともに出入口部での熱損失を最小限に抑えるようにしてもよい。また、予備加熱装置３０２や３０４ではなく、出入口部にエアカーテンやのれんなどの他の断熱手段を設けるようにしてもよい。更に、処理室にヒータ１０２とともに温度センサを設け、該温度センサによる検知結果に基づいて処理室内の温度制御を行うようにしてもよい。

(4)処理室の圧力を調整する調整手段を設けるようにしてもよい。例えば、処理室を減圧して過熱蒸気の沸点を下げることにより、比較的低温でも過熱蒸気が液化することがないため、１００℃以下の温度でも乾燥などの処理を行うことができる。

(5)前記実施例６では、ロータリー型の処理炉１９０において、処理室の中心の攪拌装置１９２Ａからも過熱蒸気を射出することとしたが、必要に応じて他の形状の処理炉でも中心付近から過熱蒸気の供給を行うようにしてもよい。

(6)前記実施例で示した処理室の射出口６０，１２４の径や、過熱蒸気供給管１８４の長さ及びその射出口１８６の径，あるいはそれらの形状は、過熱蒸気が処理室内へ均一に供給されるように適宜変更してよい。例えば、図１４（Ｂ）に示すように、射出口６０の形状を、処理室５０側へ向かって径が小さくなるように形成し、更に圧力をかけることにより、過熱蒸気供給室５２側から送られた過熱蒸気が、処理室５０内の多方向へ拡散する。また、図１４（Ｃ）に示すように、射出口１２４の径（ないし面積）を、導入口１２６から遠くなるほど大きくなるように形成することにより、導入口１２６からの距離に関わらず、全ての位置の射出口１２４から均一な量及び圧力の過熱蒸気を供給することが可能である。

(7)処理対象５６としては、例えば、食品，廃水，工業製品，それらの部品，衣料品，薬品，各種原材料，廃棄物，医療用品及び医療廃棄物など、各種のものが適用可能であり、固体や液体のほか、粉末などでもよい。また、処理の形態としては、上述した加熱，乾燥，脱臭のほか、冷却，洗浄，焼結，解凍，除湿，蒸煮，炊飯，殺菌，暖房など、各種の態様が可能である。例えば、食品店舗などでは、パン，ピザ，餃子などの焼成や、コーヒーまでの焙煎などに利用され、食品工場では、食材の乾燥，レトルト食品加温，湯沸し加温，飲料の加熱殺菌，野菜・魚・肉などの解凍に利用される。このほか、汚泥処理機として利用する場合には、例えば、各種工場の汚泥や生ゴミ，焼却炉へ入れる前の予備乾燥，塗料カスなどの処理が可能である。また、熱処理機としては、ゴムの加硫，成形品のアニール，シリコンゲル硬化，砂型の硬化などに利用可能である。更に、乾燥機としては、洗浄後の乾燥，塗料の乾燥，材木・合板の乾燥，樹脂の乾燥，基盤コーティングの乾燥などに適用可能である。

(8)前記実施例を組み合わせるようにしてもよい。例えば、前記実施例４では、過熱蒸気供給室１１８の隙間の幅を調整することにより過熱蒸気の温度低下を防止するようにしたが、他の実施例においても、同様に隙間の幅を調整してよい。
(9)前記実施例では、断熱室に使用後の過熱蒸気を送ることによって、処理室及び過熱蒸気供給室の温度低下の抑制を図ることとしたが、断熱室に空気を充填したり、あるいは真空にしたりすることによって同様の断熱効果を図るようにしてもよい。

本発明によれば、過熱蒸気生成手段を処理室及び過熱蒸気供給手段に近接する位置に設けることで、過熱蒸気生成手段，過熱蒸気供給手段，及び処理室を、第１の断熱手段内に一体に構成することとしたので、熱効率のよさが求められる過熱蒸気処理装置の用途に適用できる。特に、前記処理室で利用された後の過熱蒸気を回収し、第１の断熱手段の通路内に導入することにより、回収蒸気の熱量の有効活用に好適である。

本発明の実施例１の全体構成を示す図である。 前記実施例１の処理炉の構成を示す斜視図である。 前記図２を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断した断面図である。 本発明の実施例２を示す図であり、（Ａ）は処理炉の構成を示す主要断面図，（Ｂ）は前記（Ａ）を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断した断面図である。 本発明の実施例３を示す図であり、（Ａ）は処理炉の構成を示す主要断面図，（Ｂ）は本実施例の処理炉の変形例を示す斜視図である。 本発明の実施例４の処理炉の構成を示す斜視図である。 前記図６を＃Ｃ−＃Ｃ線に沿って切断した断面図である。 本発明の実施例５の処理炉の主要部を一部破断して示す斜視図である。 前記実施例６を示す図であり、（Ａ）は処理炉の構成を示す斜視図，（Ｂ）は本実施例の変形例を示す図である。 本発明の実施例７を示す図であり、（Ａ）は全体構成を示す斜視図，（Ｂ）は前記（Ａ）を＃Ｄ−＃Ｄ線に沿って切断した断面図である。 本発明の実施例８を示す図であり、（Ａ）は全体構成を示す斜視図，（Ｂ）は前記（Ａ）を＃Ｅ−＃Ｅ線に沿って切断した断面図，（Ｃ）は本実施例の変形例を示す断面図である。 本発明の実施例９の全体構成を示す斜視図である。 前記図１２を矢印ＦＧ方向から見た側面を一部破断して示す図である。 本発明の他の実施例を示す図である。

符号の説明

１０：処理炉
１２：支持ケース
２０：スチーム発生部
２２：給水口
２４：水
２６：ヒータ
２７：水位センサ
２８：過熱蒸気発生部
３０：一次加熱室
３２：入口
３４：出口
３５：排出口
３６：ヒータ
３７：温度センサ
３８：配管
３９：圧力センサ
４０：二次加熱室
４２：入口
４４：出口
４５：ドレイン排出口
４６：ヒータ
５０：処理室
５０Ａ：入口
５０Ｂ：入口
５０Ｃ：背面
５２：過熱蒸気供給室
５３：外壁
５４：コンベア
５６：処理対象
５８：内壁
６０：射出口
６２：回収口
６４：断熱室
６５：外壁
６６：排気口
６８：配管
６９：強制排出装置
７０：冷却装置兼ボイラー
７２：タンク本体
７４Ａ：プール
７４Ｂ：プール
７６：配管
７８：導入口
８０：排出口
８１：排気管
８２：給水口
８３：水
８４：出口
８６：配管
８８：水蒸気導入口
９０：処理炉
９２：棚板
９４：断熱室
９６：回収口
９８：断熱材
１００：処理炉
１０２：ヒータ
１０４：断熱材
１１０：処理炉
１１２：入口
１１４：出口
１１６：処理室
１１８：過熱蒸気供給室
１２０：断熱室
１２２：内壁
１２４：射出口
１２６：導入口
１２８：蒸気回収口
１２９：外壁
１３０：支持ケース
１３２：配管
１３４：送り口
１３６：配管
１４０：過熱蒸気発生装置
１４２：タンク本体
１４２Ａ，１４２Ｂ：端部
１４４：スチーム発生部
１４４Ａ：一次加熱部
１４４Ｂ：二次加熱部
１４６：過熱蒸気発生部
１４８：水
１５０：入口
１５２：パイプ
１５３：プール
１５４：パイプ
１５５：給水口
１５６：出口
１５８：ヒータ
１６０：蒸気溜り
１６２：一次加熱室
１６４：入口
１６８：ヒータ
１６９：冷却室
１７０：二次加熱室
１７２：入口
１７４：出口
１７６：ヒータ
１８０：処理炉
１８２：内壁
１８４：過熱蒸気供給管
１８６：射出口
１８８：断熱材
１９０：処理炉
１９０Ａ：上部
１９０Ｂ：下部
１９２，１９２Ａ：攪拌装置
１９４，１９４Ａ：回転軸
１９６：攪拌腕
１９７：通路
１９８：射出口
２００：処理炉
２０２：処理室
２０３：扉
２０４：回転カゴ
２０４Ａ：内面
２０６：過熱蒸気供給室
２０８：内面
２１０：射出口
２１２：導入口
２１４：蒸気回収口
２１６：断熱室
２１７：送り口
２１８：配管
２１９：支持ケース
２２０，２２０Ａ：過熱蒸気処理装置
２２２：処理炉
２２４：収納支持ケース
２２６Ａ：冷凍装置
２２６Ｂ：解凍装置
２２６Ｃ：醗酵装置
２２８：扉
２３０：処理炉
２５０：汚泥処理装置
２５２：汚泥処理部
２５３：本体ケース
２５４：ホッパ
２５６：汚泥導入管
２５８：投入口
２５９：廃棄口
２６０：処理室
２６２：過熱蒸気供給室
２６３：攪拌装置
２６４：回転軸
２６６：スクリュー羽根
２６８：汚泥
２７０：内壁
２７２：射出口
２７４：導入口
２７６：外壁
２７７：排出口
２７８：回収口
２８０：配管
２８２：脱臭部
２８４：ケース
２８６：フィルタ
２８８Ａ：端面
２８８Ｂ：端面
２９０：排気管
２９２：配管
２９４：導入口
２９６：隙間
３００：処理炉
３０２，３０４：予備加熱装置

Claims (5)

1. 過熱蒸気を利用して処理対象に必要な処理を行う過熱蒸気処理装置であって、
   水，温水，水蒸気のいずれかを加熱して過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成手段，
   該過熱蒸気生成手段によって生成された過熱蒸気によって、前記処理対象に必要な処理を行う処理室，
   該処理室に対して過熱蒸気を供給する多数の射出口を備えた内壁，
   該内壁及び前記過熱蒸気生成手段の外側に設けられた第１の外壁，
   前記内壁及び前記第１の外壁の間に形成されたジャケット型の隙間であって、前記処理室の外面のほぼ全体を覆っており、前記過熱蒸気生成手段によって生成された過熱蒸気が送られる過熱蒸気供給手段，
   前記第１の外壁の外側に設けられた第２の外壁，
   前記第１の外壁及び前記第２の外壁の間に形成されたジャケット型の隙間であって、前記過熱蒸気生成手段及び前記過熱蒸気供給手段の外面のほぼ全体を覆っており、前記処理室で利用された後の過熱蒸気が送られて、前記処理室及び前記過熱蒸気供給手段の温度低下を抑制する第１の断熱手段，
   を備えており、
   前記過熱蒸気生成手段を前記処理室及び前記過熱蒸気供給手段に近接する位置に設けることで、前記過熱蒸気生成手段，前記過熱蒸気供給手段，及び前記処理室を、前記第１の断熱手段内に一体に構成したことを特徴とする過熱蒸気処理装置。
2. 過熱蒸気の導入側から遠くなるにつれて、前記過熱蒸気供給手段の隙間の幅を狭くしたことを特徴とする請求項１記載の過熱蒸気処理装置。
3. 前記過熱蒸気生成手段は、
   水又は温水を加熱して水蒸気を生成する水蒸気生成手段，
   該水蒸気生成手段によって生成した水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成する一次加熱室，
   該一次加熱室において生成した過熱蒸気の通路を有しており、該通路の周囲を冷却媒体で冷却することによって、微細な蒸気粒子のみを通過させる気水分離手段，
   該気水分離手段を通過した過熱蒸気を加熱する二次加熱室，
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の過熱蒸気処理装置。
4. 前記冷却媒体が、前記水蒸気生成手段で生成した水蒸気であることを特徴とする請求項３記載の過熱蒸気処理装置。
5. 前記第１の断熱手段の外面ほぼ全体を覆う第２の断熱手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の過熱蒸気処理装置。

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