JP6574695B2 - Superheated steam generator - Google Patents

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泰広 藤本
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Description

本発明は、水から過熱水蒸気を生成する過熱水蒸気生成装置に関するものである。   The present invention relates to a superheated steam generator that generates superheated steam from water.

近年、過熱水蒸気を用いて、被処理物の洗浄、乾燥又は殺菌を行う過熱水蒸気処理装置が考えられている(例えば特許文献1)。   In recent years, a superheated steam treatment apparatus for cleaning, drying or sterilizing an object to be treated using superheated steam has been considered (for example, Patent Document 1).

この過熱水蒸気処理装置としては、水から飽和水蒸気を生成する飽和水蒸気生成部と、当該飽和水蒸気生成部により生成された飽和水蒸気から過熱水蒸気を生成する過熱水蒸気生成部とを備えたものがある。   As this superheated steam processing apparatus, there is one provided with a saturated steam generating unit that generates saturated steam from water and a superheated steam generating unit that generates superheated steam from the saturated steam generated by the saturated steam generating unit.

飽和水蒸気生成部は、水を導入する水導入ポートと、生成した飽和水蒸気を導出する飽和水蒸気導出ポートを有している。そして、例えば、飽和水蒸気生成部は、誘導加熱される中空導体管を有しており、水は水蒸気に比べて比重が大きく下部に溜まるため、当該中空導体管の一端部に形成された水導入ポートは下部に設けられ、他端部に形成された飽和水蒸気導出ポートは上部に設けられている。   The saturated water vapor generation unit has a water introduction port for introducing water and a saturated water vapor extraction port for deriving the generated saturated water vapor. And, for example, the saturated water vapor generating unit has a hollow conductor tube that is induction-heated, and water has a larger specific gravity than water vapor and accumulates in the lower portion, so that water introduced at one end of the hollow conductor tube is introduced. The port is provided at the lower part, and the saturated water vapor outlet port formed at the other end is provided at the upper part.

一方、過熱水蒸気生成部は、飽和水蒸気生成部により生成された飽和水蒸気を導入する飽和水蒸気導入ポート及び生成した過熱水蒸気を導出する過熱水蒸気導出ポートを有している。そして、例えば、過熱水蒸気生成部は、誘導加熱される中空導体管を有しており、前記飽和水蒸気生成部との配管を簡単化するとともに、その接続を容易にするために、前記中空導体管の一端部に形成された飽和水蒸気導入ポートは上部に設けられ、他端部に形成された過熱水蒸気導出ポートは下部に設けられている。   On the other hand, the superheated steam generator has a saturated steam introduction port for introducing the saturated steam generated by the saturated steam generator and a superheated steam outlet port for deriving the generated superheated steam. And, for example, the superheated steam generator has a hollow conductor tube that is induction-heated, and in order to simplify the piping with the saturated steam generator and to facilitate the connection, the hollow conductor tube A saturated steam introduction port formed at one end of the superheated steam is provided at the upper part, and a superheated steam outlet port formed at the other end is provided at the lower part.

しかしながら、過熱水蒸気導出ポートが飽和水蒸気導入ポートよりも低い位置にあると、過熱水蒸気生成部が100℃未満の場合に、飽和水蒸気導入ポートから導入された飽和水蒸気が液化して過熱水蒸気導出ポートから水が出てきてしまうことがある。この水が被処理物に付着又は接触すると、被処理物の劣化等の不具合が生じてしまう場合がある。   However, if the superheated steam outlet port is lower than the saturated steam inlet port, the saturated steam introduced from the saturated steam inlet port is liquefied when the superheated steam generator is less than 100 ° C. Water may come out. If this water adheres to or comes into contact with the object to be treated, there may be a case where problems such as deterioration of the object to be treated occur.

特開2015−137354号公報JP2015-137354A

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、水蒸気が液化した水が過熱水蒸気生成部の過熱水蒸気導出ポートから出ないようにすることをその主たる課題とするものである。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and its main problem is to prevent water in which steam has been liquefied from exiting from the superheated steam outlet port of the superheated steam generator.

すなわち本発明に係る過熱水蒸気生成装置は、水から水蒸気を生成する誘導加熱方式又は通電加熱方式の水蒸気生成部と、水蒸気から過熱水蒸気を生成する誘導加熱方式又は通電加熱方式の過熱水蒸気生成部とを備え、前記過熱水蒸気生成部が、前記水蒸気生成部により生成された水蒸気を導入する水蒸気導入ポートと、前記過熱水蒸気を導出する過熱水蒸気導出ポートとを有し、前記過熱水蒸気導出ポートが、前記水蒸気導入ポートよりも高い位置に設けられていることを特徴とする。   That is, the superheated steam generator according to the present invention includes an induction heating method or an electric heating method steam generation unit that generates steam from water, and an induction heating method or an electric heating method superheated steam generation unit that generates superheated steam from water vapor. The superheated steam generation unit has a steam introduction port for introducing the steam generated by the steam generation unit, and a superheated steam extraction port for deriving the superheated steam, It is provided in a position higher than the water vapor introduction port.

このような過熱水蒸気生成装置であれば、過熱水蒸気生成部の過熱水蒸気導出ポートが水蒸気導入ポートよりも高い位置に設けられているので、水蒸気導入ポートに導入された水蒸気が液化しても、その液化した水が過熱水蒸気導出ポートから出ることを防ぐことができる。   With such a superheated steam generator, the superheated steam outlet port of the superheated steam generator is provided at a position higher than the steam inlet port, so even if the steam introduced into the steam inlet port liquefies, Liquefied water can be prevented from exiting from the superheated steam outlet port.

水蒸気生成部及び過熱水蒸気生成部の具体的な実施の態様としては、前記水蒸気生成部が、一端部に水を導入する水導入ポートが形成されて他端部に前記水蒸気を導出する水蒸気導出ポートが形成された螺旋状をなす第1中空導体管を有し、前記過熱水蒸気生成部が、一端部に前記水蒸気導入ポートが形成されて他端部に前記過熱水蒸気導出ポートが形成された螺旋状をなす第2中空導体管を有することが望ましい。
このように螺旋状をなす中空導体管を用いることにより、各生成部をコンパクトにしながらも流体(水又は水蒸気)と中空導体管との熱交換面積を大きくすることができる。
なお、中空導体管のように内部に1本の流路が形成されたものを用いて従来構成とした場合には液化した水が過熱水蒸気導出ポートから出やすいが、この中空導体管を用いた構成において過熱水蒸気導出ポートを水蒸気導入ポートよりも高い位置に設けることにより、本発明の効果を顕著にすることができる。
As a specific embodiment of the water vapor generation unit and the superheated water vapor generation unit, the water vapor generation unit is formed with a water introduction port for introducing water into one end and the water vapor extraction port through which the water vapor is derived at the other end A first hollow conductor tube having a spiral shape, wherein the superheated steam generation unit is formed in a spiral shape in which the steam introduction port is formed at one end and the superheated steam outlet port is formed at the other end. It is desirable to have the 2nd hollow conductor tube which makes | forms.
By using the spiral hollow conductor tube as described above, the heat exchange area between the fluid (water or water vapor) and the hollow conductor tube can be increased while making the generating parts compact.
In the case of a conventional configuration using a hollow conductor tube having a single flow path formed therein, liquefied water tends to come out from the superheated steam outlet port, but this hollow conductor tube was used. By providing the superheated steam outlet port at a position higher than the steam inlet port in the configuration, the effect of the present invention can be made remarkable.

前記第1中空導体管及び前記第2中空導体管は、その螺旋中心が鉛直方向に沿って配置されていることが望ましい。このように螺旋中心が鉛直方向に沿って配置された中空導体管において、上部に水蒸気導入ポートを設けた場合、液化した水が留まる部分が無く中空導体管の下端部に流れることになる。本発明では、螺旋中心が鉛直方向に沿って配置された中空導体管の下部に水蒸気導入ポートを設け、上部に過熱水蒸気導出ポートを設けているので、本発明の効果を一層顕著にすることができる。   It is desirable that the first hollow conductor tube and the second hollow conductor tube have their spiral centers arranged along the vertical direction. Thus, in the hollow conductor tube in which the spiral center is arranged along the vertical direction, when the water vapor introduction port is provided in the upper part, there is no portion where the liquefied water stays and it flows to the lower end of the hollow conductor tube. In the present invention, since the water vapor introduction port is provided at the lower part of the hollow conductor tube in which the spiral center is arranged along the vertical direction, and the superheated water vapor discharge port is provided at the upper part, the effect of the present invention can be made more remarkable. it can.

前記水蒸気生成部が、前記第1中空導体管の内側又は外側に配置されて前記第1中空導体管を誘導加熱する第1誘導コイルと、前記第1誘導コイルの中心部に設けられた第1磁路用鉄心とを有し、前記過熱水蒸気生成部が、前記第2中空導体管の内側又は外側に配置されて前記第2中空導体管を誘導加熱する第2誘導コイルと、前記第2誘導コイルの中心部に設けられた第2磁路用鉄心とを有し、前記第1磁路用鉄心及び前記第2磁路用鉄心が、それら2つの磁路用鉄心に生じる磁束の共通の通路となる共通鉄心と共に単一の三脚鉄心を構成していることが望ましい。このように水蒸気生成部及び過熱水蒸気生成部を単一の三脚鉄心を用いて構成することにより、過熱水蒸気生成装置をコンパクトにすることができる。
ここで、三脚鉄心を用いた過熱水蒸気生成装置において、第1中空導体管及び第2中空導体管の間の配管接続を容易にするためには、過熱水蒸気生成部の中空導体管の上部に水蒸気導入ポートを設けることになるが、そうすると本発明の課題が顕著となる。このため、三脚鉄心を用いた過熱水蒸気生成装置において、過熱水蒸気生成部の中空導体管の下部に水蒸気導入ポートを設けることにより、本発明の効果を一層顕著にすることができる。
The water vapor generating part is disposed inside or outside the first hollow conductor tube to inductively heat the first hollow conductor tube, and the first induction coil is provided at the center of the first induction coil. A second induction coil for inductively heating the second hollow conductor tube, wherein the superheated steam generation unit is disposed inside or outside the second hollow conductor tube; and the second induction A second magnetic path core provided in the center of the coil, and the first magnetic path core and the second magnetic path core are common paths of magnetic flux generated in the two magnetic path cores. It is desirable to constitute a single tripod core with the common iron core. Thus, a superheated steam generator can be made compact by comprising a steam generation part and a superheated steam generation part using a single tripod iron core.
Here, in the superheated steam generator using a tripod iron core, in order to facilitate the pipe connection between the first hollow conductor tube and the second hollow conductor tube, water vapor is formed above the hollow conductor tube of the superheated steam generator. Although an introduction port is provided, the problem of the present invention becomes significant. For this reason, in the superheated steam generator using a tripod iron core, the effect of the present invention can be made more remarkable by providing the steam introduction port at the lower part of the hollow conductor tube of the superheated steam generator.

このように単一の三脚鉄心を用いて水蒸気生成部及び過熱水蒸気生成部を構成する場合には、前記第1誘導コイル及び前記第2誘導コイルが、三相交流電源からの三相交流を2つの単相交流に変換するスコット結線接続されていることが望ましい。   Thus, when comprising a water vapor | steam production | generation part and a superheated water vapor | steam production | generation part using a single tripod iron core, the said 1st induction coil and the said 2nd induction coil are two-phase alternating current from a three-phase alternating current power supply. It is desirable to have a Scott connection that converts to single phase AC.

前記第1磁路用鉄心、前記第2磁路用鉄心及び前記共通鉄心が、平面視において三角形の頂点に位置するように配置され、前記第1磁路用鉄心、前記第2磁路用鉄心及び前記共通鉄心の上下それぞれが継鉄心により連結されており、前記継鉄心が、平面視において前記共通鉄心を屈曲点として折れ曲っていることが望ましい。
この構成であれば、鉄心全体の幅方向の寸法を小さくすることができ、装置全体のコンパクト化及び省スペース化を図ることができる。
The first magnetic path core, the second magnetic path core, and the common core are arranged so as to be located at the apex of a triangle in plan view, and the first magnetic path core and the second magnetic path core Preferably, the upper and lower sides of the common iron core are connected by a yoke core, and the yoke core is bent with the common iron core as a bending point in plan view.
If it is this structure, the dimension of the width direction of the whole iron core can be made small, and the whole apparatus can be made compact and space-saving.

前記第1中空導体管の水蒸気導出ポートと前記第2中空導体管の水蒸気導入ポートとを接続する接続管を有し、
前記接続管の一部又は全部が、前記水蒸気生成部の外面、前記過熱水蒸気生成部の外面及び前記共通鉄心の外面に取り囲まれる空間に配置されていることが望ましい。
この構成であれば、水蒸気生成部及び過熱水蒸気生成部の間に形成されるデットスペースを利用して両者を接続することができ、装置全体のコンパクト化及び省スペース化を図ることができる。
A connection pipe connecting the water vapor outlet port of the first hollow conductor pipe and the water vapor introduction port of the second hollow conductor pipe;
It is desirable that a part or all of the connecting pipe is disposed in a space surrounded by the outer surface of the water vapor generating unit, the outer surface of the superheated steam generating unit, and the outer surface of the common iron core.
If it is this structure, both can be connected using the dead space formed between a water vapor | steam production | generation part and a superheated steam production | generation part, and the whole apparatus can be reduced in size and space-saving.

前記過熱水蒸気生成部の下部に、前記水蒸気が液化した水を排出する排出機構が設けられていることが望ましい。
この構成であれば、水蒸気導入ポートに導入された水蒸気が液化しても排出機構により排出することができ、その液化した水が過熱水蒸気導出ポートから出ることを防ぐことができる。
It is desirable that a discharge mechanism for discharging water liquefied by the water vapor is provided below the superheated water vapor generating unit.
If it is this structure, even if the water vapor | steam introduced into the water vapor | steam introduction port liquefies, it can discharge | emit with a discharge mechanism, and it can prevent that the liquefied water exits from a superheated water vapor | steam extraction port.

前記過熱水蒸気生成部の下部に、前記水蒸気が液化した水を貯留する貯留部が設けられていることが望ましい。
この構成であれば、水蒸気導入ポートに導入された水蒸気が液化しても貯留部に貯留することができ、その液化した水が過熱水蒸気導出ポートから出ることを防ぐことができる。
ここで、前記貯留部に前記排出機構を設けることにより、本発明の効果を一層顕著にすることができる。
It is desirable that a storage unit for storing water liquefied by the water vapor is provided below the superheated steam generation unit.
If it is this structure, even if the water vapor | steam introduced into the water vapor | steam introduction port liquefys, it can be stored in a storage part, and it can prevent that the liquefied water comes out from a superheated water vapor | steam derivation | leading-out port.
Here, the effect of this invention can be made more remarkable by providing the said discharge mechanism in the said storage part.

水蒸気生成部の第1誘導コイルと、過熱水蒸気生成部の第2誘導コイルとの電気容量を同じに設計した場合、運転開始時は、水蒸気生成部には水があり水を加熱することになるが、過熱水蒸気生成部には水蒸気が無い状態であり水蒸気生成部よりも負荷が小さく早く昇温する。つまり、過熱水蒸気生成部に水蒸気が流入する段階では、過熱水蒸気生成部は既に100℃以上の温度となっており、液化することは考えにくい。この過熱水蒸気生成部において液化する恐れがあるのは、水蒸気生成部及び過熱水蒸気生成部の接続部分及び過熱水蒸気生成部の出力部分(過熱水蒸気導出ポート近傍)の、それぞれ誘導加熱されない部分である。
このため、前記過熱水蒸気生成部の過熱水蒸気導出ポートが形成された導出管部又は、前記過熱水蒸気導出ポートに接続された外部接続管に、前記水蒸気が液化した水を貯留する貯留部が設けられていることが望ましい。なお、前記導出管部は、第2中空導体管において、第2誘導コイルよりも外側延出して誘導加熱されない部分である。
ここで、前記貯留部に前記排出機構を設けることにより、本発明の効果を一層顕著にすることができる。
When the electric capacity of the first induction coil of the steam generation unit and the second induction coil of the superheated steam generation unit are designed to be the same, at the start of operation, the steam generation unit has water and heats the water. However, the superheated steam generation unit is in a state where there is no water vapor, and the temperature rises faster than the steam generation unit with a smaller load. That is, at the stage where the steam flows into the superheated steam generation section, the superheated steam generation section is already at a temperature of 100 ° C. or higher, and it is unlikely that it will be liquefied. There is a risk of liquefaction in this superheated steam generating section in the portions where the steam generating section and the superheated steam generating section are connected and in the output part of the superheated steam generating section (near the superheated steam deriving port) that is not induction heated.
For this reason, a storage section for storing water liquefied by the steam is provided in the outlet pipe section in which the superheated steam outlet port of the superheated steam generation section is formed or in the external connection pipe connected to the superheated steam outlet port. It is desirable that The lead-out tube portion is a portion of the second hollow conductor tube that extends outside the second induction coil and is not induction heated.
Here, the effect of this invention can be made more remarkable by providing the said discharge mechanism in the said storage part.

前記過熱水蒸気導出ポートから出る過熱水蒸気の温度を検出する温度検出部が配置される空間と、前記貯留部の内部空間とが兼用されていることが望ましい。
このように温度検出部の配置空間と貯留部の内部空間とを兼用することによって、温度検出部用の専用空間を設ける必要が無く、温度検出部の配置空間を最小にすることができる。
It is desirable that the space in which the temperature detection unit for detecting the temperature of the superheated steam exiting from the superheated steam outlet port is disposed and the internal space of the storage unit are also used.
Thus, by using the arrangement space of the temperature detection unit and the internal space of the storage unit, it is not necessary to provide a dedicated space for the temperature detection unit, and the arrangement space of the temperature detection unit can be minimized.

前記過熱水蒸気生成部を100℃以上に加熱した後に前記水蒸気生成部により生成された水蒸気を前記過熱水蒸気生成部に導入させる制御機構を備えることが望ましい。
このように、過熱水蒸気生成部に水蒸気を導入するタイミングを制御することで、過熱水蒸気の内部で水蒸気が液化することを防ぐことができる。
It is desirable to provide a control mechanism that introduces the water vapor generated by the water vapor generation unit into the superheated water vapor generation unit after the superheated water vapor generation unit is heated to 100 ° C. or higher.
Thus, by controlling the timing at which water vapor is introduced into the superheated steam generator, it is possible to prevent the water vapor from being liquefied inside the superheated steam.

制御機構の具体的な実施の態様としては、前記制御機構が、前記水蒸気生成部及び前記過熱水蒸気生成部の間に設けられ、前記過熱水蒸気生成部への前記水蒸気の供給又はその停止を切り替える切替部と、前記過熱水蒸気生成部の温度が100℃以上になった場合に、前記切替部により前記水蒸気の供給を開始させる制御部とを備えることが考えられる。
この構成であれば、切替部を切り替えるだけ過熱水蒸気生成部への水蒸気の供給又は停止を切り替えることができる。例えば、過熱水蒸気生成部が100℃以上となるまで過熱水蒸気生成部への水蒸気の供給を停止するとともに、その停止中に水蒸気生成部において水蒸気を生成させておけば、切替部を切り替えた直後から水蒸気を過熱水蒸気生成部に供給することができる。
As a specific embodiment of the control mechanism, the control mechanism is provided between the steam generation unit and the superheated steam generation unit, and switching for switching the supply or stop of the steam to the superheated steam generation unit And a control unit that starts supply of the water vapor by the switching unit when the temperature of the superheated steam generation unit reaches 100 ° C. or higher.
If it is this structure, supply or a stop of the water vapor | steam to a superheated steam production | generation part can be switched only by switching a switching part. For example, if the supply of steam to the superheated steam generation unit is stopped until the superheated steam generation unit reaches 100 ° C. or higher, and if steam is generated in the steam generation unit during the stop, immediately after switching the switching unit Steam can be supplied to the superheated steam generator.

また本発明に係る過熱水蒸気生成装置は、水から水蒸気を生成する誘導加熱方式又は通電加熱方式の水蒸気生成部と、水蒸気から過熱水蒸気を生成する誘導加熱方式又は通電加熱方式の過熱水蒸気生成部と、前記過熱水蒸気生成部の下部に設けられ、前記水蒸気が液化した水を排出する排出機構とを備えるものであっても良い。
この構成であれば、過熱水蒸気生成部の下部に水蒸気が液化した水を排出する排出機構が設けられているので、水蒸気導入ポートに導入された水蒸気が液化しても排出機構により排出することができ、その液化した水が過熱水蒸気導出ポートから出ることを防ぐことができる。
The superheated steam generator according to the present invention includes an induction heating method or an electric heating method steam generation unit that generates steam from water, and an induction heating method or an electric heating method superheated steam generation unit that generates superheated steam from water vapor. And a discharge mechanism that is provided in a lower part of the superheated steam generation unit and discharges water in which the steam is liquefied.
With this configuration, a discharge mechanism that discharges water in which the water vapor is liquefied is provided in the lower part of the superheated water vapor generation unit, so that even if the water vapor introduced into the water vapor introduction port is liquefied, the water can be discharged by the discharge mechanism. The liquefied water can be prevented from exiting from the superheated steam outlet port.

さらに本発明に係る過熱水蒸気生成装置は、水から水蒸気を生成する誘導加熱方式又は通電加熱方式の水蒸気生成部と、水蒸気から過熱水蒸気を生成する誘導加熱方式又は通電加熱方式の過熱水蒸気生成部と、前記過熱水蒸気生成部の下部に設けられ、前記水蒸気が液化した水を貯留する貯留部とを備えるものであっても良い。
この構成であれば、過熱水蒸気生成部の下部に水蒸気が液化した水を貯留する貯留部が設けられているので、水蒸気導入ポートに導入された水蒸気が液化しても貯留部に貯留することができ、その液化した水が過熱水蒸気導出ポートから出ることを防ぐことができる。
Furthermore, the superheated steam generator according to the present invention includes an induction heating method or an electric heating method steam generation unit that generates steam from water, an induction heating method or an electric heating method superheated steam generation unit that generates superheated steam from water vapor, and And a storage unit that is provided in a lower part of the superheated steam generation unit and stores water in which the steam is liquefied.
If it is this composition, since the storage part which stores the water which water vapor liquefied is provided in the lower part of the superheated steam generation part, even if the water vapor introduced into the water vapor introduction port liquefies, it can be stored in the storage part The liquefied water can be prevented from exiting from the superheated steam outlet port.

その上、本発明に係る過熱水蒸気生成装置は、水から水蒸気を生成する誘導加熱方式又は通電加熱方式の水蒸気生成部と、水蒸気から過熱水蒸気を生成する誘導加熱方式又は通電加熱方式の過熱水蒸気生成部と、前記過熱水蒸気生成部を100℃以上に加熱した後に前記水蒸気生成部により生成された水蒸気を前記過熱水蒸気生成部に導入させる制御機構とを備えるものであっても良い。
この構成であれば、過熱水蒸気生成部を100℃以上に加熱した後に水蒸気生成部により生成された水蒸気を過熱水蒸気生成部に導入するので、過熱水蒸気導出部内での水蒸気の液化を防ぐことができ、水蒸気が液化した水が過熱水蒸気導出ポートから出ることを防ぐことができる。
In addition, the superheated steam generator according to the present invention includes an induction heating method or an electric heating method steam generation unit that generates water vapor from water, and an induction heating method or an electric heating method superheated steam generation that generates superheated steam from water vapor. And a control mechanism for introducing the water vapor generated by the water vapor generation unit into the superheated water vapor generation unit after heating the superheated water vapor generation unit to 100 ° C. or higher.
With this configuration, since the steam generated by the steam generator after the superheated steam generator is heated to 100 ° C. or higher is introduced into the superheated steam generator, liquefaction of steam in the superheated steam outlet can be prevented. Further, it is possible to prevent water in which water vapor is liquefied from coming out of the superheated water vapor outlet port.

このように構成した本発明によれば、水蒸気導入ポートに導入された水蒸気が液化しても、その液化した水が過熱水蒸気導出ポートから出ることを防ぐことができる。   According to the present invention configured as described above, even if the water vapor introduced into the water vapor introduction port is liquefied, the liquefied water can be prevented from exiting from the superheated water vapor outlet port.

本実施形態の過熱水蒸気生成装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the superheated steam generator of this embodiment. 同実施形態の中空導体管の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hollow conductor tube of the embodiment. 同実施形態の各水蒸気生成部の鉄心構成を主として示す図である。It is a figure which mainly shows the iron core structure of each water vapor | steam production | generation part of the embodiment. 同実施形態の各水蒸気生成部の鉄心構成の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the iron core structure of each water vapor | steam production | generation part of the embodiment. 同実施形態の各水蒸気生成部に誘導コイルの結線を示す図である。It is a figure which shows the connection of the induction coil to each water vapor generation part of the embodiment. 同実施形態の制御装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the control apparatus of the embodiment. 同実施形態の処理方法を示す模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the processing method of the embodiment. 変形実施形態の過熱水蒸気生成装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the superheated steam generator of deformation | transformation embodiment. 変形実施形態の過熱水蒸気生成装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the superheated steam generator of deformation | transformation embodiment. 変形実施形態の過熱水蒸気生成装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the superheated steam generator of deformation | transformation embodiment. 各水蒸気生成部の加熱要素の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the heating element of each water vapor | steam production | generation part.

以下に本発明に係る過熱水蒸気生成装置の一実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of a superheated steam generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る過熱水蒸気生成装置100は、水を加熱することにより過熱水蒸気を生成するものであり、図1に示すように、水を加熱して飽和水蒸気を生成する水蒸気生成部2(以下、飽和水蒸気生成部2という。)と、飽和水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する過熱水蒸気生成部3と、飽和水蒸気生成部2により生成された飽和水蒸気を過熱水蒸気生成部3に供給する水蒸気供給流路L2(以下、飽和水蒸気供給流路L2という。)とを備えている。   The superheated steam generator 100 according to the present embodiment generates superheated steam by heating water, and as shown in FIG. 1, a steam generator 2 (hereinafter referred to as “saturated steam”) that heats water and generates saturated steam. , Saturated steam generation unit 2), superheated steam generation unit 3 that heats saturated steam to generate superheated steam, and steam that supplies saturated steam generated by saturated steam generation unit 2 to superheated steam generation unit 3. And a supply flow path L2 (hereinafter referred to as a saturated water vapor supply flow path L2).

飽和水蒸気生成部2は、誘導加熱方式のものであり、水が導入される水導入ポート21及び飽和水蒸気を導出する飽和水蒸気導出ポート22を有する。なお、水導入ポートには、図示しないタンク等から飽和水蒸気生成部2に水を供給する水供給流路L1が接続されている。   The saturated water vapor generating unit 2 is of an induction heating type, and has a water introduction port 21 through which water is introduced and a saturated water vapor outlet port 22 through which saturated water vapor is derived. A water supply flow path L1 for supplying water from a tank or the like (not shown) to the saturated water vapor generating unit 2 is connected to the water introduction port.

この飽和水蒸気生成部2は、水導入ポート21及び飽和水蒸気導出ポート22を有する例えば螺旋状に形成された第1中空導体管2T(図2参照)と、当該第1中空導体管2Tの内側又は外側に配置されて第1中空導体管2Tを誘導加熱する第1誘導コイル(不図示)と、当該第1誘導コイルに交流電圧を印加する交流電源(不図示)とを備えたものであり、当該第1誘導コイルに交流電圧を印加することによって、第1中空導体管2Tに誘導電流を流すことによりジュール発熱させて、第1中空導体管2Tに導入された水を飽和水蒸気に状態変化させるものとすることが考えられる。   The saturated water vapor generating unit 2 includes, for example, a spiral first hollow conductor tube 2T (see FIG. 2) having a water introduction port 21 and a saturated water vapor outlet port 22, and the inside of the first hollow conductor tube 2T or A first induction coil (not shown) disposed on the outside for induction heating the first hollow conductor tube 2T, and an AC power supply (not shown) for applying an AC voltage to the first induction coil; By applying an AC voltage to the first induction coil, Joule heat is generated by flowing an induction current through the first hollow conductor tube 2T, and the state of the water introduced into the first hollow conductor tube 2T is changed to saturated water vapor. It can be considered.

ここで、水導入ポート21は、第1中空導体管2Tの一端部に形成されており、飽和水蒸気導出ポート22は、第1中空導体管2Tの他端部に形成されている。つまり、第1中空導体管2Tの内部流路は、一端部の水導入ポート21から他端部の飽和水蒸気導出ポート22に至るまで1本の螺旋状の流路となる。そして、この第1中空導体管2Tは、その水導入ポート21が下部に位置し、飽和水蒸気導出ポート22が上部に位置するように配置される。より詳細には、第1中空導体管2Tは、その螺旋中心が鉛直方向に沿って配置されている。   Here, the water introduction port 21 is formed at one end of the first hollow conductor tube 2T, and the saturated water vapor outlet port 22 is formed at the other end of the first hollow conductor tube 2T. That is, the internal flow path of the first hollow conductor tube 2T is a single spiral flow path from the water introduction port 21 at one end to the saturated water vapor discharge port 22 at the other end. The first hollow conductor tube 2T is arranged such that the water introduction port 21 is located at the lower part and the saturated water vapor outlet port 22 is located at the upper part. In more detail, the spiral center of the first hollow conductor tube 2T is arranged along the vertical direction.

また、本実施形態では、第1中空導体管2Tの飽和水蒸気導出ポート22から導出される飽和水蒸気の温度を検出して、第1誘導コイルに印加する電圧をフォードバック制御することによって、第1中空導体管2Tの飽和水蒸気導出ポート22から導出される飽和水蒸気の温度を制御する。なお、飽和水蒸気の温度検出は、飽和水蒸気の温度を直接検出する方式と、第1中空導体管2Tの温度を検出することによって飽和水蒸気の温度を間接検出する方式とが考えられる。   In the present embodiment, the temperature of the saturated water vapor derived from the saturated water vapor deriving port 22 of the first hollow conductor tube 2T is detected, and the voltage applied to the first induction coil is controlled by the Ford back control. The temperature of the saturated water vapor derived from the saturated water vapor deriving port 22 of the hollow conductor tube 2T is controlled. In addition, the temperature detection of saturated water vapor includes a method of directly detecting the temperature of saturated water vapor and a method of indirectly detecting the temperature of saturated water vapor by detecting the temperature of the first hollow conductor tube 2T.

過熱水蒸気生成部3は、前記飽和水蒸気生成部2と同様、誘導加熱方式のものであり、飽和水蒸気が導入される飽和水蒸気導入ポート31及び過熱水蒸気を導出する過熱水蒸気導出ポート32を有する。   The superheated steam generation unit 3 is of the induction heating type, similar to the saturated steam generation unit 2, and has a saturated steam introduction port 31 through which saturated steam is introduced and a superheated steam extraction port 32 through which superheated steam is derived.

この過熱水蒸気生成部3は、飽和水蒸気導入ポート31及び過熱水蒸気導出ポート32を有する例えば螺旋状の第2中空導体管3T(図2参照)と、当該第2中空導体管3Tの内側又は外側に配置されて第2中空導体管3Tを誘導加熱する第2誘導コイル(不図示)と、当該第2誘導コイルに交流電圧を印加する交流電源(不図示)とを備えたものであり、当該第2誘導コイルに交流電圧を印加することによって、第2中空導体管3Tに誘導電流を流すことによりジュール発熱させて、第2中空導体管3Tに導入された飽和水蒸気を過熱水蒸気に状態変化させるものとすることが考えられる。   The superheated steam generator 3 includes, for example, a spiral second hollow conductor tube 3T (see FIG. 2) having a saturated steam inlet port 31 and a superheated steam outlet port 32, and inside or outside the second hollow conductor tube 3T. A second induction coil (not shown) that is arranged to inductively heat the second hollow conductor tube 3T and an AC power source (not shown) that applies an AC voltage to the second induction coil. 2 By applying an alternating voltage to the induction coil, an induction current is caused to flow through the second hollow conductor tube 3T to cause Joule heat generation, and the state of the saturated water vapor introduced into the second hollow conductor tube 3T is changed to superheated water vapor. It can be considered.

ここで、飽和水蒸気導入ポート31は、第2中空導体管3Tの一端部に形成されており、過熱水蒸気導出ポート32は、第2中空導体管3Tの他端部に形成されている。つまり、第2中空導体管3Tの内部流路は、一端部の飽和水蒸気導入ポート31から他端部の過熱水蒸気導出ポート32に至るまで1本の螺旋状の流路となる。そして、この第2中空導体管3Tは、その飽和水蒸気導入ポート31が下部に位置し、過熱水蒸気導出ポート32が上部に位置するように配置される。より詳細には、第2中空導体管3Tは、その螺旋中心が鉛直方向に沿って配置されている。   Here, the saturated water vapor introduction port 31 is formed at one end of the second hollow conductor tube 3T, and the superheated water vapor discharge port 32 is formed at the other end of the second hollow conductor tube 3T. That is, the internal flow path of the second hollow conductor tube 3T is a spiral flow path from the saturated water vapor introduction port 31 at one end to the superheated water vapor discharge port 32 at the other end. And this 2nd hollow conductor pipe | tube 3T is arrange | positioned so that the saturated water vapor | steam introduction port 31 may be located in the lower part, and the superheated water vapor | steam derivation | leading-out port 32 may be located in the upper part. More specifically, the spiral center of the second hollow conductor tube 3T is arranged along the vertical direction.

また、本実施形態では、第2中空導体管3Tの過熱水蒸気導出ポート32から導出される過熱水蒸気の温度を検出して、第2誘導コイルに印加する電圧をフォードバック制御することによって、第2中空導体管3Tの過熱水蒸気導出ポート32から導出される過熱水蒸気の温度を制御する。なお、過熱水蒸気の温度検出は、過熱水蒸気の温度を直接検出する方式と、第2中空導体管3Tの温度を検出することによって過熱水蒸気の温度を間接検出する方式とが考えられる。   In the present embodiment, the temperature of the superheated steam led out from the superheated steam lead-out port 32 of the second hollow conductor tube 3T is detected, and the voltage applied to the second induction coil is controlled by the Fordback control. The temperature of the superheated steam led out from the superheated steam lead port 32 of the hollow conductor tube 3T is controlled. In addition, the temperature detection of superheated steam can be considered as a method of directly detecting the temperature of superheated steam or a method of detecting the temperature of superheated steam indirectly by detecting the temperature of the second hollow conductor tube 3T.

また、誘導加熱方式の飽和水蒸気生成部2及び過熱水蒸気生成部3では、印加する交流電圧の周波数を50Hz又は60Hzの商用周波数とすると、誘導電流の電流浸透度が深くなる。このため、第1、第2中空導体管2T、3Tの外面温度検出で内面温度検出と同等の値を得ることができ、間接検出であっても精度の高い蒸気温度検出が可能となる。   Further, in the saturated steam generation unit 2 and the superheated steam generation unit 3 of the induction heating method, when the frequency of the AC voltage to be applied is a commercial frequency of 50 Hz or 60 Hz, the current penetration degree of the induction current becomes deep. For this reason, it is possible to obtain the same value as the inner surface temperature detection by the outer surface temperature detection of the first and second hollow conductor tubes 2T and 3T, and it is possible to detect the steam temperature with high accuracy even by the indirect detection.

本実施形態では、図3及び図4に示すように、飽和水蒸気生成部2の第1誘導コイル2Cの中心部に第1磁路用鉄心101が設けられており、過熱水蒸気生成部3の第2誘導コイル3Cの中心部に第2磁路用鉄心102が設けられている。これにより、これにより第1、第2誘導コイル2C、3Cにより発生した磁束を効率良く循環させ、各中空導体管2T、3Tに磁束を効率良く導入させている。なお、図3及び図4には、各ポートは図示していない。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the first magnetic path iron core 101 is provided at the center of the first induction coil 2 </ b> C of the saturated water vapor generation unit 2, and the first of the superheated water vapor generation unit 3. A second magnetic path core 102 is provided at the center of the 2-inductive coil 3C. Thereby, the magnetic flux generated by the first and second induction coils 2C and 3C is circulated efficiently, and the magnetic flux is efficiently introduced into the hollow conductor tubes 2T and 3T. 3 and 4 do not show each port.

さらに、飽和水蒸気生成部2の第1磁路用鉄心101及び過熱水蒸気生成部3の第2磁路用鉄心102の他に、それら2つの磁路用鉄心101、102に生じる磁束の共通の通路になる共通鉄心103が設けられている。そして、この共通鉄心103及び前記2つの磁路用鉄心101、102の上下それぞれを継鉄心104、105により連結して、単一の三脚鉄心を構成している。この構成により、鉄心全体の寸法を小さくすることができ、ひいては、装置全体のコンパクト化を図ることができる。つまり、本実施形態の過熱水蒸気生成装置100は、単一の三脚鉄心を用いて飽和水蒸気生成部2及び過熱水蒸気生成部3を構成している。   Further, in addition to the first magnetic path core 101 of the saturated water vapor generating section 2 and the second magnetic path core 102 of the superheated steam generating section 3, a common path of magnetic flux generated in the two magnetic path cores 101 and 102 is used. A common iron core 103 is provided. The upper and lower sides of the common core 103 and the two magnetic path cores 101 and 102 are connected by yokes 104 and 105 to form a single tripod core. With this configuration, it is possible to reduce the size of the entire iron core, and consequently to make the entire device compact. That is, the superheated steam generator 100 of this embodiment comprises the saturated steam generator 2 and the superheated steam generator 3 using a single tripod iron core.

なお、図3及び図4では、平面視においてそれぞれの鉄心が三角形の頂点に位置するように配置され、継鉄心104、105が、平面視において共通鉄心103を屈折点として折れ曲がっている。これにより、2つの磁路用鉄心101、102間の距離を小さくして、鉄心全体の幅方向の寸法を小さくし、省スペース化を図ることができる。   3 and 4, the iron cores are disposed so as to be located at the vertices of the triangle in plan view, and the yoke cores 104 and 105 are bent with the common core 103 as a refracting point in plan view. Thereby, the distance between the two iron cores 101 and 102 for magnetic paths can be made small, the dimension of the whole iron core in the width direction can be made small, and space saving can be achieved.

さらに、本実施形態では、飽和水蒸気生成部2の第1誘導コイル2C及び過熱水蒸気生成部3の第2誘導コイル3Cは、三相交流電源からの三相交流を2つの単相交流に変換するスコット結線接続されている(図5参照)。つまり、本実施形態の過熱水蒸気生成装置100は、単一の三脚鉄心を有するスコット結線変圧器を有する構成となる。スコット結線変圧器は、主座変圧器とT座変圧器とからなるところ、飽和水蒸気生成部2に対応する部分が主座変圧器となり、過熱水蒸気生成部3に対応する部分がT座変圧器となる。   Further, in the present embodiment, the first induction coil 2C of the saturated steam generation unit 2 and the second induction coil 3C of the superheated steam generation unit 3 convert a three-phase AC from a three-phase AC power source into two single-phase ACs. Scott connection is connected (see FIG. 5). That is, the superheated steam generator 100 of the present embodiment has a configuration including a Scott connection transformer having a single tripod core. The Scott connection transformer is composed of a main seat transformer and a T seat transformer. The portion corresponding to the saturated steam generating unit 2 is a main seat transformer, and the portion corresponding to the superheated steam generating unit 3 is a T seat transformer. It becomes.

また、図5に示すように、主座変圧器の入力側の2相のうち一方に、電圧又は電流を制御する第1制御機器10が設けられている。なお、図5では、主座変圧器の入力側のV相に第1制御機器10であるサイリスタ等の半導体制御素子を設けている。また、T座変圧器の入力側である1次コイル(第2誘導コイル3C)の一端側(T座1次コイルのU相側又は中点O側)に、電圧又は電流を制御する第2制御機器11が設けられている。この第2制御機器11も、前記第1制御機器10と同様、サイリスタ等の半導体制御素子を用いたものである。そして、制御装置6が、前記第1制御機器10及び前記第2制御機器11を制御することによって、主座変圧器の一次コイル(第1誘導コイル2C)に印加する電圧とT座変圧器の一次コイル(第2誘導コイル3C)に印加する電圧とを個別に制御するように構成されている。   Moreover, as shown in FIG. 5, the 1st control apparatus 10 which controls a voltage or an electric current is provided in one of the two phases of the input side of a main transformer. In FIG. 5, a semiconductor control element such as a thyristor that is the first control device 10 is provided in the V phase on the input side of the main transformer. Further, a second voltage or current is controlled to one end side (the U phase side or the middle point O side of the T seat primary coil) of the primary coil (second induction coil 3C) which is the input side of the T seat transformer. A control device 11 is provided. Similarly to the first control device 10, the second control device 11 also uses a semiconductor control element such as a thyristor. And the control apparatus 6 controls the said 1st control apparatus 10 and the said 2nd control apparatus 11, and the voltage applied to the primary coil (1st induction coil 2C) of a main transformer and the T seat transformer The voltage applied to the primary coil (second induction coil 3C) is individually controlled.

飽和水蒸気供給流路L2は、一端部が飽和水蒸気生成部2の飽和水蒸気導出ポート22に接続され、他端部が過熱水蒸気生成部3の過熱水蒸気導入ポート31に接続されたものであり、例えば接続管9により構成されている。具体的に飽和水蒸気供給流路L2は、飽和水蒸気生成部2の上部に位置する飽和水蒸気導出ポート22と、過熱水蒸気生成部3の下部に位置する飽和水蒸気導入ポート31とを接続する。   The saturated steam supply flow path L2 has one end connected to the saturated steam deriving port 22 of the saturated steam generating unit 2 and the other end connected to the superheated steam introducing port 31 of the superheated steam generating unit 3, for example, The connecting pipe 9 is used. Specifically, the saturated steam supply flow path L <b> 2 connects the saturated steam outlet port 22 located at the upper part of the saturated steam generator 2 and the saturated steam introduction port 31 located at the lower part of the superheated steam generator 3.

この接続管9は、その一部又は全部が、飽和水蒸気生成部2の外面、過熱水蒸気生成部3の外面及び共通鉄心103の外面に取り囲まれる空間Sに配置されている。具体的に接続管9は、第1磁路用鉄心101に巻回された第1誘導コイル2C及び第1中空導体管2Tと第2磁路用鉄心102に巻回された第2誘導コイル3C及び第2中空導体管3Tとの間に形成される空間Sに配置されて、飽和水蒸気導出ポート22と飽和水蒸気導入ポート31とを接続することが望ましい。例えば、接続管9を前記空間S内において共通鉄心103に沿って配置することが考えられる。これならば、飽和水蒸気生成部2及び過熱水蒸気生成部3の間に形成されるデットスペースを利用して両者を接続することができ、小型化を妨げることが無い。   A part or all of the connecting pipe 9 is disposed in a space S surrounded by the outer surface of the saturated steam generating unit 2, the outer surface of the superheated steam generating unit 3, and the outer surface of the common iron core 103. Specifically, the connection tube 9 includes a first induction coil 2 </ b> C wound around the first magnetic path core 101 and a second induction coil 3 </ b> C wound around the first hollow conductor tube 2 </ b> T and the second magnetic path core 102. It is desirable that the saturated water vapor outlet port 22 and the saturated water vapor inlet port 31 are connected to each other in a space S formed between the second hollow conductor tube 3T. For example, it is conceivable to arrange the connecting pipe 9 along the common iron core 103 in the space S. If it is this, both can be connected using the dead space formed between the saturated steam generation part 2 and the superheated steam generation part 3, and size reduction is not prevented.

また、飽和水蒸気供給流路L2には、過熱水蒸気生成部3に供給される飽和水蒸気の流量を調整する水蒸気流量調整部4(以下、飽和水蒸気流量調整部4という。)が設けられている。本実施形態の飽和水蒸気流量調整部4は、流量調整弁である。なお、流量調整弁4は、後述する制御装置6により制御信号が入力されて、その弁開度が制御される。その他、飽和水蒸気供給流路L2に流量計を設けても良い。   The saturated water vapor supply channel L2 is provided with a water vapor flow rate adjusting unit 4 (hereinafter referred to as a saturated water vapor flow rate adjusting unit 4) for adjusting the flow rate of the saturated water vapor supplied to the superheated water vapor generating unit 3. The saturated water vapor flow rate adjustment unit 4 of the present embodiment is a flow rate adjustment valve. The flow rate adjusting valve 4 receives a control signal from a control device 6 described later, and its valve opening degree is controlled. In addition, a flow meter may be provided in the saturated water vapor supply channel L2.

そして、本実施形態では、過熱水蒸気生成部3により生成された過熱水蒸気は、被処理物Wを処理する処理部5に供給される。   In this embodiment, the superheated steam generated by the superheated steam generation unit 3 is supplied to the processing unit 5 that processes the workpiece W.

処理部5は、過熱水蒸気又は他の気体によって被処理物Wを熱処理(例えば洗浄、乾燥、焼成又は殺菌)するものであり、被処理物Wを収容するとともに、密閉空間又は略密閉空間を形成する被処理物収容部51と、当該被処理物収容部51に設けられ、過熱水蒸気が導入される過熱水蒸気導入ポート52と、被処理物収容部51で生じたドレン水を排出するドレン排出ポート53と、被処理物収容部51を通過した利用済み蒸気又は他の気体を排出する排出ポート54とを有している。処理部5の過熱水蒸気導入ポート52は、過熱水蒸気供給流路L3により過熱水蒸気生成部3の過熱水蒸気導出ポート32に接続されている。この過熱水蒸気供給流路L3は、例えば外部接続管10により構成されている。なお、ドレン排出ポート53及び排出ポート54に接続された流路には開閉弁が設けられている。   The processing unit 5 heat-treats the workpiece W with superheated steam or other gas (for example, cleaning, drying, firing or sterilization), and accommodates the workpiece W and forms a sealed space or a substantially sealed space. To be processed, a superheated steam introduction port 52 for introducing superheated steam, and a drain discharge port for discharging drain water generated in the to-be-processed container 51 53 and a discharge port 54 for discharging the used steam or other gas that has passed through the workpiece container 51. The superheated steam introduction port 52 of the processing unit 5 is connected to the superheated steam deriving port 32 of the superheated steam generation unit 3 through a superheated steam supply channel L3. The superheated steam supply flow path L3 is constituted by, for example, an external connection pipe 10. An opening / closing valve is provided in the flow path connected to the drain discharge port 53 and the discharge port 54.

この制御装置6は、物理的にはCPU、メモリ、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ等を備えたものであり、機能的には、図6に示すように、飽和水蒸気生成部2の加熱温度(以下、第1加熱温度という。)を制御する第1加熱温度制御部61と、過熱水蒸気生成部3の加熱温度(以下、第2加熱温度という。)を制御する第2加熱温度制御部62と、流量調整弁4を制御する流量調整弁制御部63とを有するものである。なお、制御装置6と、飽和水蒸気生成部2及び過熱水蒸気生成部3等の各部との間は接続されているが、図1では、その接続についての記載は省略してある。   This control device 6 physically includes a CPU, a memory, an A / D converter, a D / A converter, etc., and functionally, as shown in FIG. 6, the saturated steam generator 2 is heated. A first heating temperature control unit 61 that controls the temperature (hereinafter referred to as the first heating temperature) and a second heating temperature control unit that controls the heating temperature of the superheated steam generation unit 3 (hereinafter referred to as the second heating temperature). 62 and a flow rate adjustment valve control unit 63 that controls the flow rate adjustment valve 4. In addition, although the control apparatus 6 and each part, such as the saturated water vapor | steam production | generation part 2 and the superheated steam production | generation part 3, are connected, the description about the connection is abbreviate | omitted in FIG.

以下、各部の説明を兼ねて、本実施形態の過熱水蒸気生成装置100の動作について図7を参照して説明する。
まず、ユーザが過熱水蒸気生成装置100を動作させると、例えば図示しないタンク内の水が給水ポンプ等により飽和水蒸気生成部2に供給される。
Hereinafter, the operation of the superheated steam generator 100 of this embodiment will be described with reference to FIG.
First, when the user operates the superheated steam generator 100, for example, water in a tank (not shown) is supplied to the saturated steam generator 2 by a feed water pump or the like.

このとき、第1加熱温度制御部61は、飽和水蒸気生成部2で生成される飽和水蒸気が所定温度となるように、第1加熱温度を制御しており、本実施形態では、飽和水蒸気生成部2の中空導体管2Tの温度を前記第1加熱温度としている。   At this time, the first heating temperature control unit 61 controls the first heating temperature so that the saturated water vapor generated by the saturated water vapor generation unit 2 has a predetermined temperature, and in this embodiment, the saturated water vapor generation unit The temperature of the second hollow conductor tube 2T is the first heating temperature.

具体的にこの第1加熱温度制御部61は、飽和水蒸気生成部2の中空導体管2T又は飽和水蒸気供給流路L2に設けられた第1温度センサT1からの測定値を取得し、この測定値に基づいて、飽和水蒸気生成部2の第1誘導コイル2Cに印加される交流電圧の大きさを制御し、第1加熱温度を例えば100〜140℃に制御している。   Specifically, the first heating temperature control unit 61 acquires a measured value from the first temperature sensor T1 provided in the hollow conductor tube 2T or the saturated steam supply flow path L2 of the saturated steam generating unit 2, and this measured value. Based on the above, the magnitude of the AC voltage applied to the first induction coil 2C of the saturated water vapor generating unit 2 is controlled, and the first heating temperature is controlled to 100 to 140 ° C., for example.

なお、前記第1温度センサT1は、その測定値をより飽和水蒸気の温度に近づけるべく、飽和水蒸気生成部2の中空導体管2Tの下流側や飽和水蒸気導出ポート22又はその近傍に設けられていることが好ましい。   The first temperature sensor T1 is provided on the downstream side of the hollow conductor tube 2T of the saturated water vapor generation unit 2, the saturated water vapor outlet port 22 or in the vicinity thereof, in order to bring the measured value closer to the temperature of the saturated water vapor. It is preferable.

そして、飽和水蒸気生成部2が飽和水蒸気を生成している状態において、第1流量調整弁制御部63は、第1流量調整弁4をその弁開度がゼロの状態、つまり閉状態に制御している。これにより、過熱水蒸気生成装置100は、飽和水蒸気生成部2が飽和水蒸気を生成している状態であり、かつ、その飽和水蒸気の供給が停止されている状態である待機状態となる。   Then, in a state where the saturated water vapor generating unit 2 is generating saturated water vapor, the first flow rate adjusting valve control unit 63 controls the first flow rate adjusting valve 4 so that the valve opening degree is zero, that is, the closed state. ing. As a result, the superheated steam generator 100 is in a standby state in which the saturated steam generator 2 is generating saturated steam and the supply of the saturated steam is stopped.

この待機状態において、第2加熱温度制御部62は、第2加熱温度を第1加熱温度より高い温度に制御しており、本実施形態では、第2中空導体管3Tの温度を前記第2加熱温度としている。   In this standby state, the second heating temperature control unit 62 controls the second heating temperature to be higher than the first heating temperature, and in this embodiment, the temperature of the second hollow conductor tube 3T is set to the second heating temperature. It is temperature.

具体的にこの第2加熱温度制御部62は、待機状態において、第2中空導体管3Tに設けられた第2温度センサT2からの測定値を取得し、この測定値に基づき、第2誘導コイル3Cに印加される交流電圧の大きさを制御している。これにより、第2加熱温度は、過熱水蒸気生成部3で生成する過熱水蒸気の設定温度又はその前後の温度に制御されており、ここでは、例えば200〜1200℃に制御されている。つまり、この待機状態において、過熱水蒸気生成部3は100℃以上に制御されている。   Specifically, the second heating temperature control unit 62 acquires a measured value from the second temperature sensor T2 provided in the second hollow conductor tube 3T in the standby state, and based on the measured value, the second induction coil The magnitude of the AC voltage applied to 3C is controlled. Thereby, 2nd heating temperature is controlled by the setting temperature of the superheated steam produced | generated in the superheated steam production | generation part 3, or the temperature before and behind that, for example, is controlled to 200-1200 degreeC here. That is, in this standby state, the superheated steam generator 3 is controlled to 100 ° C. or higher.

上述した待機状態において、ユーザが例えば入力手段等を用いて切替信号を入力すると、この切替信号を流量調整弁制御部63が取得し、流量調整弁4を閉状態から開状態に切り替える。これにより、過熱水蒸気生成装置100は、待機状態から供給状態に切り替わり、飽和水蒸気が過熱水蒸気生成部3へ供給され始める。なお、第2温度センサT2からの測定値が100℃以上になった場合に、第2加熱温度制御部62から切替信号を流量調整弁制御部63に送信するようにしても良い。このように、流量調整弁4及び流量調整弁制御部63により、過熱水蒸気生成部3を100℃以上に加熱した後に飽和水蒸気を過熱水蒸気生成部3に導入させる制御機構が構成される。   In the standby state described above, when the user inputs a switching signal using, for example, an input unit, the flow rate adjusting valve control unit 63 acquires this switching signal, and switches the flow rate adjusting valve 4 from the closed state to the open state. Thereby, the superheated steam generator 100 is switched from the standby state to the supply state, and saturated steam is started to be supplied to the superheated steam generator 3. Note that when the measured value from the second temperature sensor T2 is 100 ° C. or higher, a switching signal may be transmitted from the second heating temperature control unit 62 to the flow rate adjustment valve control unit 63. As described above, the flow rate adjusting valve 4 and the flow rate adjusting valve control unit 63 constitute a control mechanism that introduces saturated steam into the superheated steam generation unit 3 after heating the superheated steam generation unit 3 to 100 ° C. or higher.

このとき、流量調整弁制御部63は、図7に示すように、流量調整弁4を徐々に開いて、その弁開度がゼロから所定開度まで徐々に大きくなるように制御する。これにより、待機状態から供給状態に切り替わった切替時点から流量調整弁4の弁開度が所定開度に到るまでは、飽和水蒸気の供給量が徐々に増加する初期運転となり、弁開度が所定開度に到った時点からは、飽和水蒸気の供給量が一定となる定常運転となる。   At this time, as shown in FIG. 7, the flow rate adjusting valve control unit 63 gradually opens the flow rate adjusting valve 4 and controls the valve opening degree to gradually increase from zero to a predetermined opening degree. Thus, from the switching time point when the standby state is switched to the supply state until the valve opening degree of the flow rate adjustment valve 4 reaches a predetermined opening degree, the initial operation in which the supply amount of saturated steam gradually increases is performed. From the point of time when the predetermined opening degree is reached, steady operation is performed in which the supply amount of saturated water vapor is constant.

なお、本実施形態では、前記第2加熱温度制御部62は、前記切替時点から所定時間は、上述したように第2導体管の入り口側に設けられた第2温度センサT2の測定値に基づき第2加熱温度を制御している。一方、この第2加熱温度制御部62は、前記所定時間が経過した時点からは、過熱水蒸気の温度に基づき第2加熱温度を制御するように構成されている。   In the present embodiment, the second heating temperature control unit 62 is based on the measured value of the second temperature sensor T2 provided on the inlet side of the second conductor tube as described above for a predetermined time from the switching time. The second heating temperature is controlled. On the other hand, the second heating temperature control unit 62 is configured to control the second heating temperature based on the temperature of the superheated steam after the predetermined time has elapsed.

この制御のための具体的な実施態様を説明すると、例えば過熱水蒸気導出ポート32やその近傍に、当該過熱水蒸気導出ポート32から導出される過熱水蒸気の温度を測定する第3温度センサT3が設けられている。そして、前記第2加熱温度制御部62は、前記所定時間が経過した時点からは、前記第3温度センサT3の測定値を取得し、この測定値に基づいて、第2加熱温度を制御するように構成されている。   A specific embodiment for this control will be described. For example, a third temperature sensor T3 for measuring the temperature of the superheated steam led out from the superheated steam lead-out port 32 is provided at or near the superheated steam lead-out port 32. ing. And the said 2nd heating temperature control part 62 acquires the measured value of the said 3rd temperature sensor T3 from the time of the said predetermined time, and controls the 2nd heating temperature based on this measured value It is configured.

ここで、本実施形態では、前記所定時間は、待機状態から供給状態に切り替わった切替時点から、第2中空導体管3Tの過熱水蒸気導出ポート32から過熱水蒸気が導出されるまでの時間に設定されている。   Here, in the present embodiment, the predetermined time is set to a time from when switching from the standby state to the supply state until superheated steam is derived from the superheated steam deriving port 32 of the second hollow conductor tube 3T. ing.

次に、供給状態から待機状態に切り替える動作について説明する。
本実施形態の過熱水蒸気生成装置100は、供給状態から待機状態に切り替えるための操作が行われた時点から、所定時間経過後に、過熱水蒸気生成部3への飽和水蒸気の供給が停止されるように構成されている。
ここで、供給状態から待機状態に切り替えるための操作とは、例えばユーザが、外部から入力手段等を用いて切替信号を入力することや、供給状態が所定時間経過したことを示す所定時間経過信号をタイマー等が出力することなどである。
Next, an operation for switching from the supply state to the standby state will be described.
The superheated steam generation device 100 of the present embodiment is configured so that the supply of saturated steam to the superheated steam generation unit 3 is stopped after a predetermined time has elapsed since the operation for switching from the supply state to the standby state has been performed. It is configured.
Here, the operation for switching from the supply state to the standby state is, for example, that the user inputs a switching signal from the outside using an input means or the like, or a predetermined time elapsed signal indicating that the supply state has elapsed for a predetermined time. Is output by a timer or the like.

より詳細に本実施形態では、供給状態から待機状態に切り替えるための操作が行われると、上述した流量調整弁制御部63が、例えば前記切替信号や前記所定時間経過信号などを取得し、取得した時点から所定時間は、流量調整弁4を開状態のままにする。これにより、前記所定時間において、飽和水蒸気生成部2から過熱水蒸気生成部20へ飽和水蒸気が供給される。前記所定時間において、飽和水蒸気生成部2から過熱水蒸気生成部3へ飽和水蒸気が供給され、高温となっている過熱水蒸気生成部3は飽和水蒸気により冷却される。これにより、過熱水蒸気生成部3を待機状態における設定温度まで冷却して、過熱水蒸気生成装置100の損傷などを防ぐことができる。   More specifically, in the present embodiment, when an operation for switching from the supply state to the standby state is performed, the above-described flow rate adjustment valve control unit 63 acquires, for example, the switching signal or the predetermined time elapsed signal. The flow rate adjustment valve 4 is left open for a predetermined time from the time. Thereby, saturated steam is supplied from the saturated steam generator 2 to the superheated steam generator 20 during the predetermined time. In the predetermined time, saturated steam is supplied from the saturated steam generating unit 2 to the superheated steam generating unit 3, and the high temperature superheated steam generating unit 3 is cooled by the saturated steam. Thereby, the superheated steam generator 3 can be cooled to the set temperature in the standby state, and damage to the superheated steam generator 100 can be prevented.

このように構成した過熱水蒸気生成装置100によれば、過熱水蒸気生成部3の過熱水蒸気導出ポート32が飽和水蒸気導入ポート31よりも高い位置に設けられているので、飽和水蒸気導入ポート31に導入された水蒸気が液化しても、その液化した水が過熱水蒸気導出ポート32から出ることを防ぐことができる。   According to the superheated steam generation device 100 configured as described above, the superheated steam generation port 32 of the superheated steam generation unit 3 is provided at a position higher than the saturated steam introduction port 31, so that it is introduced into the saturated steam introduction port 31. Even if the water vapor is liquefied, the liquefied water can be prevented from exiting from the superheated water vapor outlet port 32.

また、待機状態において過熱水蒸気生成部の第2中空導体管3Tを100℃以上の温度にしているので、その後の供給状態で飽和水蒸気が第2中空導体管3Tの内部で液化することを防ぐことができ、液化した水が過熱水蒸気導出ポート32から出ることを一層防ぐことができる。   Further, since the temperature of the second hollow conductor tube 3T of the superheated steam generation unit is set to 100 ° C. or higher in the standby state, it is prevented that saturated steam is liquefied inside the second hollow conductor tube 3T in the subsequent supply state. It is possible to further prevent the liquefied water from exiting from the superheated steam outlet port 32.

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、飽和水蒸気生成部及び過熱水蒸気生成部は誘導加熱方式に限られず、通電加熱方式のものであっても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, the saturated steam generation unit and the superheated steam generation unit are not limited to the induction heating method, and may be those of an electric heating method.

通電加熱方式の飽和水蒸気生成部2は、水導入ポート21及び飽和水蒸気導出ポート22を有する例えば螺旋状又は直管状をなす第1中空導体管2Tと、当該第1中空導体管2Tに電圧を印加する直流又は交流電源とを備えたものであり、第1中空導体管2Tに電流を流すことによりジュール発熱させて、第1中空導体管2Tに導入された水を飽和水蒸気に状態変化させるものとすることが考えられる。   The saturated water vapor generating unit 2 of the electric heating system has a water introduction port 21 and a saturated water vapor outlet port 22, for example, a first hollow conductor tube 2T having a spiral shape or a straight tube shape, and a voltage applied to the first hollow conductor tube 2T. A direct current or an alternating current power supply, which causes Joule heat generation by passing a current through the first hollow conductor tube 2T, and changes the state of the water introduced into the first hollow conductor tube 2T into saturated water vapor. It is possible to do.

また、通電加熱方式の過熱水蒸気生成部3は、飽和水蒸気導入ポート31及び過熱水蒸気導出ポート32を有する例えば螺旋状又は直管状をなす第2中空導体管3Tと、当該第2中空導体管3Tに電圧を印加する直流又は交流電源とを備えたものであり、第2中空導体管3Tに電流を流すことによりジュール発熱させて、第2中空導体管3Tに導入された飽和水蒸気を過熱水蒸気に状態変化させるものとすることが考えられる。   Further, the superheated steam generation unit 3 of the energization heating method includes, for example, a second hollow conductor pipe 3T having a saturated steam introduction port 31 and a superheated steam lead-out port 32 having a spiral shape or a straight tube shape, and the second hollow conductor pipe 3T. A DC or AC power source for applying a voltage is applied, and Joule heat is generated by passing a current through the second hollow conductor tube 3T, and the saturated water vapor introduced into the second hollow conductor tube 3T is converted into superheated water vapor. It can be considered to change.

これら通電加熱方式のものは、第1、第2中空導体管2T、3Tに印加する電圧又は第1、第2中空導体管2T、3Tに流れる電流をフォードバック制御することによって、第1、第2中空導体管2T、3Tの導出ポート22から導出される飽和水蒸気又は過熱水蒸気の温度を制御する。   These electrification heating systems are controlled by the Fordback control of the voltage applied to the first and second hollow conductor tubes 2T and 3T or the current flowing through the first and second hollow conductor tubes 2T and 3T. The temperature of the saturated steam or superheated steam led out from the lead-out port 22 of the two hollow conductor tubes 2T and 3T is controlled.

また、前記実施形態では、過熱水蒸気生成部3は、前段に設けられた飽和水蒸気生成部2により生成された飽和水蒸気を受け取る構成としているが、飽和水蒸気生成部2が飽和水蒸気をそれ以上に加熱して過熱水蒸気を生成するものの場合には、過熱水蒸気を受け取り、受け取った過熱水蒸気をさらに加熱して、処理部5に供給する所望温度の過熱水蒸気を生成する構成としても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the superheated steam production | generation part 3 is set as the structure which receives the saturated steam produced | generated by the saturated steam production | generation part 2 provided in the front | former stage, the saturated steam production | generation part 2 heats saturated steam more than that. When the superheated steam is generated, the superheated steam is received, and the received superheated steam is further heated to generate superheated steam having a desired temperature to be supplied to the processing unit 5.

さらに、前記何れかの中空導体管2T、3Tに前記接続管としての機能を一体的に設けることにより、飽和水蒸気生成部2の飽和水蒸気導出ポート22と過熱水蒸気生成部3の過熱水蒸気導入ポート31とを例えば絶縁性を有する継手を介して接続するようにしても良い。例えば、前記実施形態の接続管としての機能を第2中空導体管に持たせた場合には、第2中空導体管の飽和水蒸気導入ポートが過熱水蒸気生成部3の上部に位置し、第2中空導体管の螺旋部分の下端部から飽和水蒸気が導入されることになる。   Furthermore, by providing a function as the connection pipe in any one of the hollow conductor tubes 2T and 3T, the saturated steam deriving port 22 of the saturated steam generating unit 2 and the superheated steam introducing port 31 of the superheated steam generating unit 3 are provided. May be connected via, for example, a joint having insulating properties. For example, when the second hollow conductor tube has a function as a connection pipe of the above embodiment, the saturated water vapor introduction port of the second hollow conductor tube is located above the superheated water vapor generating unit 3 and the second hollow conductor tube Saturated water vapor is introduced from the lower end of the spiral portion of the conductor tube.

その上、図8に示すように、過熱水蒸気生成部2の下部に水蒸気が液化した水を排出する排出機構7を設けても良い。この排出機構7は、過熱水蒸気生成部2の中空導体管3Tに設けられた排出流路71と、当該排出流路71に設けられた開閉弁72とを有する。排出流路71は、過熱水蒸気生成部2の下部に設けられ、水蒸気が液化した水を貯留する貯留部8に接続されている。前記実施形態の第2中空導体管3Tに貯留部8を設ける場合には、当該貯留部8は、飽和水蒸気導入ポート31の近傍に設けることが望ましい。この排出機構7及び貯留部8を設けた場合、過熱水蒸気生成部3の過熱水蒸気導出ポート32を飽和水蒸気導入ポート31よりも高い位置に設ける必要はないが、過熱水蒸気導出ポート32を飽和水蒸気導入ポート31よりも高い位置に設ければ、本発明の効果を一層顕著にすることができる。   In addition, as shown in FIG. 8, a discharge mechanism 7 that discharges water in which water vapor is liquefied may be provided below the superheated steam generation unit 2. The discharge mechanism 7 includes a discharge flow path 71 provided in the hollow conductor tube 3T of the superheated steam generation unit 2 and an on-off valve 72 provided in the discharge flow path 71. The discharge flow path 71 is provided in the lower part of the superheated steam production | generation part 2, and is connected to the storage part 8 which stores the water which water vapor | steam liquefied. When the reservoir 8 is provided in the second hollow conductor tube 3T of the embodiment, the reservoir 8 is preferably provided in the vicinity of the saturated water vapor introduction port 31. When the discharge mechanism 7 and the storage unit 8 are provided, it is not necessary to provide the superheated steam outlet port 32 of the superheated steam generator 3 at a position higher than the saturated steam inlet port 31, but the superheated steam outlet port 32 is introduced to the saturated steam inlet. If it is provided at a position higher than the port 31, the effect of the present invention can be made more remarkable.

図8では、排出機構7及び貯留部8を設けた構成であったが、排出機構7のみを設けたものであっても良いし、貯留部8を設けた構成であっても良い。ここで、前記実施形態の第2中空導体管3Tに排出機構7のみを設ける場合には、当該排出機構7の排出流路71は、飽和水蒸気導入ポート31の近傍に設けることが望ましい。   In FIG. 8, the discharge mechanism 7 and the storage unit 8 are provided. However, only the discharge mechanism 7 may be provided, or the storage unit 8 may be provided. Here, when only the discharge mechanism 7 is provided in the second hollow conductor tube 3T of the embodiment, it is desirable to provide the discharge flow path 71 of the discharge mechanism 7 in the vicinity of the saturated water vapor introduction port 31.

更に加えて、図9及び図10に示すように、排出機構7又は貯留部8を、飽和水蒸気導入流路L2に設けても良い。この場合、飽和水蒸気導入流路L2において、液化した水が溜まり易い部分に排出機構7又は貯留部8を設けることが望ましい。   In addition, as shown in FIGS. 9 and 10, the discharge mechanism 7 or the storage unit 8 may be provided in the saturated water vapor introduction channel L2. In this case, it is desirable to provide the discharge mechanism 7 or the reservoir 8 in a portion where the liquefied water is likely to accumulate in the saturated water vapor introduction channel L2.

また、図9及び図10に示すように、過熱水蒸気生成部3の過熱水蒸気導出ポート32が形成された導出管部又は、過熱水蒸気導出ポート32に接続された外部接続管10に、排出機構7又は貯留部8を設けても良い。なお、図9及び図10では、外部接続管10に、排出機構7及び貯留部8を設けた場合を示している。
ここで、図9では、過熱水蒸気導出ポート32から出る過熱水蒸気の温度を検出する第3温度センサT3を貯留部8の内部空間に設けることにより、第3温度センサT3が配置される空間と、貯留部8の内部空間とを兼用している。これにより、第3温度センサT3用の専用空間を設ける必要が無く、第3温度センサT3の配置空間を最小にすることができる。
また、図9では、飽和水蒸気供給流路L2(接続管9)に流量調整弁4を設けているので、前記実施形態の制御を行うためには、第1温度センサT1を流量調整弁4の上流側に設ける必要がある。一方、図10では、飽和水蒸気供給流路L2(接続管9)に流量調整弁4を設けない構成であり、第1温度センサT1を飽和水蒸気供給流路L2(接続管9)に設けた貯留部8の内部空間に設けることにより、第1温度センサT1が配置される空間と、貯留部8の内部空間とを兼用することができる。これにより、第1温度センサT1用の専用空間を設ける必要が無く、第1温度センサT1の配置空間を最小にすることができる。
Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the discharge mechanism 7 is connected to the outlet pipe portion in which the superheated steam outlet port 32 of the superheated steam generator 3 is formed or the external connection pipe 10 connected to the superheated steam outlet port 32. Or you may provide the storage part 8. FIG. 9 and 10 show a case where the external connection pipe 10 is provided with the discharge mechanism 7 and the storage portion 8.
Here, in FIG. 9, by providing a third temperature sensor T3 for detecting the temperature of the superheated steam exiting from the superheated steam deriving port 32 in the internal space of the storage section 8, a space in which the third temperature sensor T3 is disposed, The internal space of the storage unit 8 is also used. Thereby, it is not necessary to provide a dedicated space for the third temperature sensor T3, and the arrangement space for the third temperature sensor T3 can be minimized.
In FIG. 9, since the flow rate adjustment valve 4 is provided in the saturated water vapor supply flow path L <b> 2 (connection pipe 9), the first temperature sensor T <b> 1 is connected to the flow rate adjustment valve 4 in order to control the embodiment. It is necessary to provide it upstream. On the other hand, FIG. 10 shows a configuration in which the flow rate adjusting valve 4 is not provided in the saturated water vapor supply flow path L2 (connection pipe 9), and the first temperature sensor T1 is stored in the saturated water vapor supply flow path L2 (connection pipe 9). By providing in the internal space of the part 8, the space in which the first temperature sensor T1 is arranged and the internal space of the storage part 8 can be used together. Thereby, it is not necessary to provide a dedicated space for the first temperature sensor T1, and the arrangement space for the first temperature sensor T1 can be minimized.

前記実施形態の飽和水蒸気生成部及び過熱水蒸気生成部は中空導体管を用いたものに限られず、例えば、図11に示すように、内部に螺旋状の内部流路が形成された概略円筒形状をなす導体加熱要素であっても良いし、内部に円筒状の内部空間が形成された概略円筒状をなす導体加熱要素であっても良い。   The saturated steam generation unit and the superheated steam generation unit of the embodiment are not limited to those using a hollow conductor tube. For example, as shown in FIG. It may be a conductor heating element formed, or may be a conductor heating element having a substantially cylindrical shape in which a cylindrical inner space is formed.

前記実施形態では、過熱水蒸気生成部3が100℃になる前から、飽和水蒸気生成部2により飽和水蒸気を生成し、流量調整弁4の開閉を切り替えることによって、100℃以上となった過熱水蒸気生成部に飽和水蒸気を導入させているが、この制御方式に限られない。例えば、まず過熱水蒸気生成部3のみに電力供給を開始して、過熱水蒸気生成部3を100℃以上にし、その後、飽和水蒸気生成部への電力供給を開始して飽和水蒸気を生成するようにしても良い。   In the above embodiment, before the superheated steam generating unit 3 reaches 100 ° C., the saturated steam generating unit 2 generates saturated steam, and switching the opening / closing of the flow rate adjustment valve 4, thereby generating superheated steam that has become 100 ° C. or higher. Although saturated water vapor is introduced into the part, the present invention is not limited to this control method. For example, first, power supply is started only to the superheated steam generation unit 3, the superheated steam generation unit 3 is set to 100 ° C. or higher, and then power supply to the saturated steam generation unit is started to generate saturated steam. Also good.

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。   In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

100・・・過熱水蒸気生成装置
2 ・・・飽和水蒸気生成部(水蒸気生成部)
21 ・・・水導入ポート
22 ・・・飽和水蒸気導出ポート
3 ・・・過熱水蒸気生成部
31 ・・・飽和水蒸気導入ポート
32 ・・・過熱水蒸気導出ポート
2T ・・・第1中空導体管
3T ・・・第2中空導体管
2C ・・・第1誘導コイル
101・・・第1磁路用鉄心
3C ・・・第2誘導コイル
102・・・第2磁路用鉄心
103・・・共通鉄心
4 ・・・流量調整弁(切替部)
6 ・・・制御装置
63 ・・・流量調整弁制御部
7 ・・・排出機構
8 ・・・貯留部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Superheated steam generator 2 ... Saturated steam generation part (steam generation part)
21 ... Water introduction port 22 ... Saturated steam outlet port 3 ... Superheated steam generator 31 ... Saturated steam inlet port 32 ... Superheated steam outlet port 2T ... First hollow conductor tube 3T 2nd hollow conductor tube 2C ... 1st induction coil 101 ... 1st magnetic path core 3C ... 2nd induction coil 102 ... 2nd magnetic path core 103 ... Common core 4 ... Flow rate adjustment valve (switching part)
6 ... Control device 63 ... Flow rate adjusting valve control unit 7 ... Discharge mechanism 8 ... Storage unit

Claims (14)

水から水蒸気を生成する誘導加熱方式の水蒸気生成部と、
水蒸気から過熱水蒸気を生成する誘導加熱方式の過熱水蒸気生成部とを備え、
前記過熱水蒸気生成部が、前記水蒸気生成部により生成された水蒸気を導入する水蒸気導入ポートと、前記過熱水蒸気を導出する過熱水蒸気導出ポートとを有し、
前記過熱水蒸気導出ポートが、前記水蒸気導入ポートよりも高い位置に設けられており、
前記水蒸気生成部が、一端部に水を導入する水導入ポートが形成されて他端部に前記水蒸気を導出する水蒸気導出ポートが形成された螺旋状をなす第1中空導体管と、前記第1中空導体管の内側又は外側に配置されて前記第1中空導体管を誘導加熱する第1誘導コイルと、前記第1誘導コイルの中心部に設けられた第1磁路用鉄心とを有し、
前記過熱水蒸気生成部が、一端部に前記水蒸気導入ポートが形成されて他端部に前記過熱水蒸気導出ポートが形成された螺旋状をなす第2中空導体管と、前記第2中空導体管の内側又は外側に配置されて前記第2中空導体管を誘導加熱する第2誘導コイルと、前記第2誘導コイルの中心部に設けられた第2磁路用鉄心とを有し、
前記第1磁路用鉄心及び前記第2磁路用鉄心が、それら2つの磁路用鉄心に生じる磁束の共通の通路となる共通鉄心と共に単一の三脚鉄心を構成しており、
前記第1磁路用鉄心、前記第2磁路用鉄心及び前記共通鉄心が、平面視において三角形の頂点に位置するように配置され、前記第1磁路用鉄心、前記第2磁路用鉄心及び前記共通鉄心の上下それぞれが継鉄心により連結されており、前記継鉄心が、平面視において前記共通鉄心を屈曲点として折れ曲っており、
前記第1中空導体管の水蒸気導出ポートと前記第2中空導体管の水蒸気導入ポートとを接続する接続管をさらに備え、
前記接続管の一部又は全部が、前記水蒸気生成部の外面、前記過熱水蒸気生成部の外面及び前記共通鉄心の外面に取り囲まれる空間に配置されている過熱水蒸気生成装置。
An induction heating steam generation unit that generates steam from water;
An induction heating type superheated steam generation unit that generates superheated steam from steam,
The superheated steam generator has a steam introduction port for introducing the steam generated by the steam generator, and a superheated steam outlet port for deriving the superheated steam;
The superheated steam outlet port is provided at a position higher than the steam inlet port;
A first hollow conductor tube having a spiral shape in which the water vapor generating portion has a water introduction port for introducing water at one end and a water vapor outlet port for deriving the water vapor at the other end; and A first induction coil that is disposed inside or outside the hollow conductor tube to inductively heat the first hollow conductor tube; and a first magnetic circuit core provided at a central portion of the first induction coil;
The superheated steam generating section has a spiral second hollow conductor tube in which the steam inlet port is formed at one end and the superheated steam outlet port is formed at the other end, and an inner side of the second hollow conductor pipe or possess a second induction coil for inductively heating the second hollow tubular conductors are arranged outside, and a second magnetic path iron core provided at the center portion of the second induction coil,
The iron core for the first magnetic path and the iron core for the second magnetic path constitute a single tripod iron core together with a common iron core serving as a common path of magnetic flux generated in the two magnetic path iron cores;
The first magnetic path core, the second magnetic path core, and the common core are arranged so as to be located at the apex of a triangle in plan view, and the first magnetic path core and the second magnetic path core And the upper and lower sides of the common iron core are connected by a yoke core, and the yoke core is bent with the common iron core as a bending point in plan view,
A connection pipe connecting the water vapor outlet port of the first hollow conductor pipe and the water vapor introduction port of the second hollow conductor pipe;
The part of the connection pipe or all the outer surface of the steam generator, the superheated steam generating unit of the outer surface and the common core superheated steam generating apparatus that is arranged in a space surrounded by the outer surface of the.
前記第1中空導体管及び前記第2中空導体管は、その螺旋中心が鉛直方向に沿って配置されている請求項1記載の過熱水蒸気生成装置。   The superheated steam generator according to claim 1, wherein the first hollow conductor tube and the second hollow conductor tube have their spiral centers arranged along the vertical direction. 前記第1誘導コイル及び前記第2誘導コイルが、三相交流電源からの三相交流を2つの単相交流に変換するスコット結線接続されている請求項1又は2記載の過熱水蒸気生成装置。 The superheated steam generator according to claim 1 or 2, wherein the first induction coil and the second induction coil are connected by a Scott connection for converting a three-phase alternating current from a three-phase alternating current power source into two single-phase alternating currents. 前記過熱水蒸気生成部の下部に、前記水蒸気が液化した水を排出する排出機構が設けられている請求項1乃至の何れか一項に記載の過熱水蒸気生成装置。 The superheated steam generator according to any one of claims 1 to 3 , wherein a discharge mechanism that discharges water in which the steam is liquefied is provided at a lower portion of the superheated steam generator. 前記過熱水蒸気生成部の下部に、前記水蒸気が液化した水を貯留する貯留部が設けられている請求項1乃至4の何れか一項に記載の過熱水蒸気生成装置。   The superheated steam generation device according to any one of claims 1 to 4, wherein a storage unit that stores water in which the steam is liquefied is provided below the superheated steam generation unit. 前記過熱水蒸気生成部の過熱水蒸気導出ポートが形成された導出管部又は、前記過熱水蒸気導出ポートに接続された外部接続管に、前記水蒸気が液化した水を貯留する貯留部が設けられている請求項1乃至5の何れか一項に記載の過熱水蒸気生成装置。   The lead-out pipe part in which the superheated steam lead-out port of the superheated steam generation part is formed or the external connection pipe connected to the superheated steam lead-out port is provided with a storage part for storing water liquefied by the steam. Item 6. The superheated steam generator according to any one of Items 1 to 5. 前記貯留部に前記水蒸気が液化した水を排出する排出機構が設けられている請求項記載の過熱水蒸気生成装置。 The superheated steam generator according to claim 6, wherein the storage unit is provided with a discharge mechanism that discharges water in which the steam is liquefied. 前記過熱水蒸気導出ポートから出る過熱水蒸気の温度を検出する温度検出部が配置される空間と、前記貯留部の内部空間とが兼用されている請求項又は記載の過熱水蒸気生成装置。 The superheated steam generation device according to claim 6 or 7 , wherein a space in which a temperature detection unit for detecting the temperature of superheated steam exiting from the superheated steam outlet port is disposed, and an internal space of the storage unit. 前記過熱水蒸気生成部を100℃以上に加熱した後に前記水蒸気生成部により生成された水蒸気を前記過熱水蒸気生成部に導入させる制御機構を備える請求項1乃至の何れか一項に記載の過熱水蒸気生成装置。 The superheated steam according to any one of claims 1 to 8 , further comprising: a control mechanism that introduces the steam generated by the steam generation unit into the superheated steam generation unit after heating the superheated steam generation unit to 100 ° C or higher. Generator. 前記制御機構が、
前記水蒸気生成部及び前記過熱水蒸気生成部の間に設けられ、前記過熱水蒸気生成部への前記水蒸気の供給又はその停止を切り替える切替部と、
前記過熱水蒸気生成部の温度が100℃以上になった場合に、前記切替部により前記水蒸気の供給を開始させる制御部とを備える請求項記載の過熱水蒸気生成装置。
The control mechanism is
A switching unit that is provided between the steam generation unit and the superheated steam generation unit, and switches the supply or stop of the steam to the superheated steam generation unit;
The superheated steam generation device according to claim 9 , further comprising a control unit that starts supply of the steam by the switching unit when the temperature of the superheated steam generation unit reaches 100 ° C. or more.
水から水蒸気を生成する誘導加熱方式の水蒸気生成部と、
水蒸気から過熱水蒸気を生成する誘導加熱方式の過熱水蒸気生成部と、
前記過熱水蒸気生成部の下部に設けられ、前記水蒸気が液化した水を排出する排出機構とを備え、
前記過熱水蒸気生成部の過熱水蒸気導出ポートが形成された導出管部又は、前記過熱水蒸気導出ポートに接続された外部接続管に、前記水蒸気が液化した水を貯留する貯留部が設けられており、
前記過熱水蒸気導出ポートから出る過熱水蒸気の温度を検出する温度検出部が配置される空間と、前記貯留部の内部空間とが兼用されている過熱水蒸気生成装置。
An induction heating steam generation unit that generates steam from water;
An induction heating-type superheated steam generator that generates superheated steam from steam;
Provided at a lower part of the superheated steam generation unit, and a discharge mechanism for discharging water liquefied by the steam,
In the outlet pipe part in which the superheated steam outlet port of the superheated steam generation part is formed, or in the external connection pipe connected to the superheated steam outlet port, a storage part for storing water liquefied by the steam is provided,
Wherein a space temperature detecting unit for detecting the temperature of the superheated steam exiting the superheated steam outlet port is disposed, superheated steam generating apparatus and the internal space that is also used in the reservoir.
水から水蒸気を生成する誘導加熱方式の水蒸気生成部と、
水蒸気から過熱水蒸気を生成する誘導加熱方式の過熱水蒸気生成部と、
前記過熱水蒸気生成部の下部に設けられ、前記水蒸気が液化した水を貯留する貯留部とを備え、
前記過熱水蒸気生成部の過熱水蒸気導出ポートが形成された導出管部又は、前記過熱水蒸気導出ポートに接続された外部接続管に、前記水蒸気が液化した水を貯留する第2の貯留部が設けられており、
前記過熱水蒸気導出ポートから出る過熱水蒸気の温度を検出する温度検出部が配置される空間と、前記第2の貯留部の内部空間とが兼用されている過熱水蒸気生成装置。
An induction heating steam generation unit that generates steam from water;
An induction heating-type superheated steam generator that generates superheated steam from steam;
Provided in a lower portion of the superheated steam generation unit, and a storage unit for storing water liquefied by the steam,
A second storage part for storing the water liquefied by the steam is provided in the outlet pipe part in which the superheated steam outlet port of the superheated steam generation part is formed or in the external connection pipe connected to the superheated steam outlet port. And
Wherein a space temperature detecting unit for detecting the temperature of the superheated steam exiting the superheated steam outlet port is disposed, the second superheated steam generating apparatus and the internal space that is also used in the reservoir.
水から水蒸気を生成する誘導加熱方式の水蒸気生成部と、
水蒸気から過熱水蒸気を生成する誘導加熱方式の過熱水蒸気生成部と、
前記過熱水蒸気生成部を100℃以上に加熱した後に前記水蒸気生成部により生成された水蒸気を前記過熱水蒸気生成部に導入させる制御機構とを備え、
前記過熱水蒸気生成部の過熱水蒸気導出ポートが形成された導出管部又は、前記過熱水蒸気導出ポートに接続された外部接続管に、前記水蒸気が液化した水を貯留する貯留部が設けられており、
前記過熱水蒸気導出ポートから出る過熱水蒸気の温度を検出する温度検出部が配置される空間と、前記貯留部の内部空間とが兼用されている過熱水蒸気生成装置。
An induction heating steam generation unit that generates steam from water;
An induction heating-type superheated steam generator that generates superheated steam from steam;
A control mechanism for introducing water vapor generated by the water vapor generation unit after heating the superheated water vapor generation unit to 100 ° C. or more, and the superheated water vapor generation unit;
In the outlet pipe part in which the superheated steam outlet port of the superheated steam generation part is formed, or in the external connection pipe connected to the superheated steam outlet port, a storage part for storing water liquefied by the steam is provided,
Wherein a space temperature detecting unit for detecting the temperature of the superheated steam exiting the superheated steam outlet port is disposed, superheated steam generating apparatus and the internal space that is also used in the reservoir.
水から水蒸気を生成する誘導加熱方式又は通電加熱方式の水蒸気生成部と、
水蒸気から過熱水蒸気を生成する誘導加熱方式又は通電加熱方式の過熱水蒸気生成部とを備え、
前記過熱水蒸気生成部が、前記水蒸気生成部により生成された水蒸気を導入する水蒸気導入ポートと、前記過熱水蒸気を導出する過熱水蒸気導出ポートとを有し、
前記過熱水蒸気導出ポートが、前記水蒸気導入ポートよりも高い位置に設けられており、
前記過熱水蒸気生成部の過熱水蒸気導出ポートが形成された導出管部又は、前記過熱水蒸気導出ポートに接続された外部接続管に、前記水蒸気が液化した水を貯留する貯留部が設けられており、
前記過熱水蒸気導出ポートから出る過熱水蒸気の温度を検出する温度検出部が配置される空間と、前記貯留部の内部空間とが兼用されている過熱水蒸気生成装置。
An induction heating method or an electric heating method water vapor generating unit for generating water vapor from water;
With an induction heating method or an electric heating method to generate superheated steam from water vapor, and a superheated steam generation unit,
The superheated steam generator has a steam introduction port for introducing the steam generated by the steam generator, and a superheated steam outlet port for deriving the superheated steam;
The superheated steam outlet port is provided at a position higher than the steam inlet port;
In the outlet pipe part in which the superheated steam outlet port of the superheated steam generation part is formed, or in the external connection pipe connected to the superheated steam outlet port, a storage part for storing water liquefied by the steam is provided,
A superheated steam generator in which a space in which a temperature detection unit for detecting the temperature of superheated steam exiting from the superheated steam outlet port is disposed and an internal space of the storage unit are combined.
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