JP6655911B2 - 加熱装置 - Google Patents

Description

本発明は、種々の対象物を過熱蒸気で加熱できる汎用でポータブルな加熱装置に関するものである。

従来から、バイオマス資源からの油分の抽出や、放射性物質で汚染された落葉・樹木などの有機物の減容・炭化処理、または医療用器具の減菌処理などに過熱蒸気が幅広く活用されている。

過熱蒸気の温度は、加熱する対象物と目的により異なる。例えば、食品の焼成・乾燥には２００℃〜４００℃、消毒・殺菌には２００℃〜３５０℃、感染症廃棄物処理には５００℃、機械部品の乾燥には３００℃〜５００℃、バイオマス資源からの油分抽出には３５０℃〜５００℃の加熱温度が必要とされている。こういった事情から、それぞれの対象物に合った加熱温度による専用の加熱装置が主に使われている。

特許文献１には、パーム椰子などのバイオマス資源を過熱蒸気により加熱して該バイオマス資源中の油分を気化させ、また気化後のバイオマス残渣を過熱蒸気によりさらに加熱炭化させる処理を１つの処理槽内で連続して行う方法及び装置が記載されている。

特許文献１：特開２０１２−５２０１５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のもののように、従来の過熱蒸気を用いた装置は、専用の過熱蒸気発生器や処理槽を有した大型で、かつ給水管及び排水管の工事などの設置工事が必要であり、実験室で手軽に種々の実験に使えるものではないという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決して、過熱蒸気を用いて種々の対象物を加熱することができ、給水管や排水管工事が不要でポータブルな加熱装置を実現することを課題とする。

上記の課題を解決するために本発明は、過熱蒸気によりバイオマス資源等の対象物を加熱する加熱装置であって、少なくとも一部がカバーで覆われた筐体を有し、
前記筐体内には、供給液から過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生器と、
前記過熱蒸気発生器が発生した過熱蒸気を供給して対象物を加熱する加熱炉と、
前記加熱炉から排出された過熱蒸気を冷却して凝縮液化する過熱蒸気冷却手段と、
前記過熱蒸気発生器に供給する前記供給液を収容する供給液タンクと、
前記過熱蒸気冷却手段から排出された排出液を収容するものであり前記供給液タンクとは別の排出液タンクとを備え、
前記排出液タンクは、前記加熱炉で加熱され前記対象物から気化抽出された油分等の成分を前記過熱蒸気冷却手段で液化させて排出液とともに蓄えられるように前記供給液タンクよりも大きな容量を有し、
前記供給液タンク、及び前記排出液タンクは、それぞれ別個に前記筐体外に取り出し可能であることを特徴とする加熱装置を提供するものである。

この構成により、過熱蒸気を用いて種々の対象物を加熱することができ、給水管や排水管工事が不要で一の筐体に必要な機器が収納されたポータブルな加熱装置を実現することができる。
また、排出液タンクを供給液タンクよりも大きな容量のものとすることにより、過熱蒸気冷却手段から排出された液体が、供給液タンクから過熱蒸気発生器に供給された供給液だけでなく、加熱対象物由来の液体、例えば、水や油分を含む場合でも、タンクを溢れさせることなく排出液を収容することができる。
さらに、供給液タンク、及び排出液タンクをそれぞれ別個に前記筐体外に取り出し可能である構成により、供給液タンクの水位が低下した場合に、供給液タンクを個別に筐体外へ取り出して供給液を補給でき、また排出液タンクの水位が増加した場合に、排出液タンクを個別に筐体外へ取り出して排出液を廃棄又は回収できる。

前記加熱炉は、対象物を出し入れする開閉扉を前記カバー面に備えたものであってよい。

この構成により、開閉扉を開けることにより対象物を容易に加熱炉に出し入れすることができ、また開閉扉を閉めることにより加熱炉内を効率的に加熱できる。

上記のように、過熱蒸気により対象物を加熱する加熱装置であって、少なくとも一部がカバーで覆われた筐体を有し、前記筐体内には、供給液から過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生器と、前記過熱蒸気発生器が発生した過熱蒸気を供給して対象物を加熱する加熱炉と、前記加熱炉から排出された過熱蒸気を冷却して凝縮液化する過熱蒸気冷却手段と、前記過熱蒸気発生器に供給する前記供給液を収容する供給液タンクと、前記過熱蒸気冷却手段から排出された排出液を収容するものであり前記供給液タンクとは別の排出液タンクとを備えたことを特徴とする加熱装置により、過熱蒸気を用いて種々の対象物を加熱することができ、給水管や排水管工事が不要で一の筐体に必要な機器が収納されたポータブルな加熱装置を実現することができる。

本発明における加熱装置の斜視図である。 本発明の実施例１における加熱装置の内部の機器の配置を示す平面図である。 本発明の実施例１における加熱炉の取付けを説明する側面断面図である。 （ａ）本発明の実施例１における供給液タンクを示す斜視図である。 （ｂ）本発明の実施例１における排出液タンクを示す斜視図である。 本発明の実施例１における加熱炉の内部を説明する断面図である。 本発明の実施例２における加熱装置の内部の機器の配置を示す平面図である。

図面に基づいて、本発明の実施例１における加熱装置について詳細に説明する。図１は、本発明の実施例１における加熱装置の外観を示す斜視図である。図２は、本発明の実施例１における加熱装置の内部の機器の配置を示す平面図である。図３は、本発明の実施例１における加熱装置の加熱炉の取付けを説明する側面断面図である。図４（ａ）は、本発明の実施例１における加熱装置の供給液タンクを示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の実施例１における加熱装置の排出液タンクを示す斜視図である。図５は、本発明の実施例１における加熱炉の内部を説明する断面図である。

図１に示すように、加熱装置１は略直方体で図面奥行方向に長く天井の一辺はＲ面を有したカバーに覆われた立体形状の筐体構造を有している。今後、本明細書においては、特に断らない限り、図１に示すＸ方向を左右方向とし、Ｙ方向を奥行方向、Ｚ方向を上下方向とする。

加熱装置１は、図１及び図２に示すように、カバーで覆われた筐体内に必要な機器を配置した構成である。カバーは、天井カバー３−１、天井Ｒカバー３−２、前面カバー３−３、後ろカバー３−４、左下側面カバー３−５、右側面カバー３−６からなり底面を除く全ての面がカバーで覆われている。各カバーは、ねじ等の公知の固定具により筐体に取り付けられ、また取り外しに便利なように取手が設けられている。また、筐体底面には、水平度を確保するためのアジャスターが設けられている（図示せず）。なお、移動に便利なようにキャスターを設けることにより、さらにポータブルな構成とすることができる。

このように、実施例１においては、底面を除く全ての面がカバーで覆われているが、必ずしも全ての面をカバーで覆う必要はなく、例えば、右側面カバーの全面を無くすか、又は一部分のみを覆うカバーを取り付けてメンテナンス性を向上させてもよい。

天井Ｒカバー３−２は、メンテナンスのために左上方に取り外し可能に取り付けられている。また、カバーには、メンテナンス用にメンテ扉を設けている、例えば、左下側面カバー３−５の奥側には、左下側面奥側メンテ扉１５、左下側面カバー３−５の手前側には、左下側面手前側メンテ扉１６、右側面カバー３−６の奥側には、右側面奥側メンテ扉１３、右側面カバー３−６の手前側には、右側面手前側メンテ扉１４を設けている。なお、図２には、右側面奥側メンテ扉１３の開放状態を他のメンテ扉のように破線で示してはいないが、他のメンテ扉と同様に開閉可能である。

前面カバー３−３右上には、液晶式タッチパネルからなる操作部１２が設けられている。なお、操作部１２は、液晶式タッチパネルに限られる必要はなく、液晶以外の表示とスイッチが設けられたものであってもよい。

前面カバー３−３における左側には、加熱炉開閉扉４が設けられている。加熱炉開閉扉４には、ロック機構が備えられており、加熱炉６内の圧力が高まった場合に、その圧力で開くことを防止している。オペレータは、ロック機構を解除して加熱炉開閉扉４を開け、加熱対象物の加熱炉への挿入・取り出しを行い、加熱炉開閉扉４を閉めてロック機構をロックし加熱炉６内の加熱を行う。

次に、加熱装置１の筐体内部の構成について説明する。図２に示すように、加熱装置１は、奥側の部屋と手前側の部屋に間仕切り１９によって大きく分けられている。そして、奥側の部屋には主に過熱蒸気発生器５と制御部１７、及び排気用送風器１８が配置されている。また、手前側の部屋には、加熱炉６、過熱蒸気冷却手段８、操作部１２、及び供給液タンク１０と排出液タンク１１とが配置されている。

このように、本発明における加熱装置は、一の筐体内に必要な機器を全てコンパクトに収納している。そのため移動が容易で実験室等にも容易に設置できるポータブルな構成となっている。

排気用送風器１８は、加熱装置１内で発生した熱を加熱装置１外に逃がすために設けられており、ファンで構成されている。

制御部１７は加熱炉６内の温度制御を含む加熱装置１の制御を行う。また、制御部１７はメンテナンスのために奥側を支点にして開閉可能に構成されている。メンテナンス時には、右側面奥側メンテ扉１３を開いた後、制御部１７を加熱装置１の外に開いてメンテナンス作業を実施することができる。

間仕切り１９は、万一、加熱炉６が破損して過熱蒸気が漏れた場合に過熱蒸気発生器５や制御部１７に蒸気や熱の影響が及ばないようにするために、加熱装置１の底面から天井カバー３−１、及び天井Ｒカバー３−２の高さまで設けられている。

供給液タンク１０には、過熱蒸気発生器５に供給する過熱蒸気用の供給液を収容する。実施例１においては、供給液として水を用いている。しかしながら、必ずしも水に限定されるものではなく、水以外の液体を用いることができる。また、供給液に対する溶解性を有する物質を供給液に添加してもよい。例えば、供給液として水を使用する場合に、食塩等の水溶性塩を添加できる。

供給液タンク１０に水を収容するには、オペレータが左下側面手前側メンテ扉１６を開き、供給液タンク１０を取り出して水道管等から水を注水し、注水後の供給液タンク１０を左下側面手前側メンテ扉１６から加熱装置１の所定の場所に設置し、その後、下側面手前側メンテ扉１６を閉めることによって行うことができる。

この供給液タンク１０を備える構成としたことにより、供給液配管工事をすることなく、実験室にて手軽に対象物を加熱できるポータブルな加熱装置１を実現することができる。この際、配管による水道直結方式に比べると過熱蒸気の発生持続性が課題になるが、過熱蒸気の発生量が２．５Ｋｇ／ｈで４〜５時間程度であれば、供給液タンク１０の容量を１０リットル〜１２．５リットルとすれば、実用上問題なく使用できることを確認している。実施例１においては、容量が１２リットルの供給液タンクを用いている。

供給液タンク１０に収容された水は加熱装置１内の配管によって過熱蒸気発生器５に供給される。過熱蒸気発生器５は、供給された水を誘導加熱部（図示せず）により加熱して、２００℃〜１０００℃の過熱蒸気を発生させることができる。過熱蒸気の温度は加熱する対象物の種類や目的に応じて、１℃単位で設定できる。過熱蒸気の温度設定は、誘導加熱部に印加する電圧を制御して行う。後述するように加熱炉６には熱電対からなる温度計が設けられており、この温度計の計測値に基づいて誘導加熱部の電圧を制御する。

加熱炉６の内部の２か所に温度計（図示せず）が設けられており、これらの温度計の計測値に基づいて、過熱蒸気発生器５の誘導加熱部の電圧を制御する。過熱蒸気発生器５の過熱蒸気出口から加熱炉６内の過熱蒸気供給口６１までの数十ｃｍ程度の距離は配管で接続されているが、この配管部分の温度低下を少なくするために、当該配管は直線的に配管し、ホイルやグラスウールを配管に巻くなどの対策をとっている。

実施例１における過熱蒸気発生部器５は、誘導加熱部によって供給液を熱して過熱蒸気を発生させるようにしたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、電熱ヒータやボイラー等を用いて過熱蒸気を発生させるものであってもよい。

加熱炉６内では、過熱蒸気供給口６１近傍が直接的に過熱蒸気の影響が及ぼされる領域となるため高温となりがちであり、一方、過熱蒸気供給口６１から遠く離れた場所では、直接的には過熱蒸気の影響が及ばない領域となり比較的低温となりがちである。そのため対象物Ｔが存在する場所全体を極力一定の温度に保つために、過熱蒸気供給口６１近傍に拡散板６３を設けて、過熱蒸気の噴出が拡散されるようにしている。図５に示すように、この拡散板６３により、過熱蒸気供給口６１から噴出された過熱蒸気は拡散板６３の周囲に拡散し、対象物Ｔ近傍の温度を均一化して対象物Ｔを加熱する。

実施例１における拡散板６３は、約１ｍｍ厚のステンレスからなっているが、加熱温度が高温（８００℃程度以上）になる用途の場合は、例えばインコネルやセラミックからなる拡散板を使用しても良い。

対象物Ｔは、図５に示すように拡散板６３に直接載置してもよいし、拡散板６３の上方に載置台（図示せず）を設けて、その載置台に対象物Ｔを載置してもよい。対象物Ｔの加熱炉６内への載置は、オペレータがロック機構を解除し加熱炉開閉扉４を開いて対象物Ｔを載置し、その後、加熱炉開閉扉４を閉めロック機構をロックすることによって行われる。

加熱炉６は、ステンレスで構成しているが、別の適切な材料で構成してもよい。また、加熱炉６内の温度を１℃単位で連続的に制御するためには、高速に温度を上昇及び下降させることが望ましい。そのため加熱炉６の壁は薄くし、また空冷可能な二重壁にして極力、炉壁に熱が蓄積しないようにしている。これにより、加熱炉の炉壁の放射熱による影響を極力少なくして、過熱蒸気による対象物Ｔへの加熱温度をより正確に制御できる。

加熱炉６の二重壁の間には、空気が流れるような空間が設けられており、冷却時に加熱炉６内の対象物Ｔが結露しないように、１００℃近くになると過熱蒸気の供給を止めるとともに、二重壁内の空気を流動させて空冷を行う。

加熱炉６内の温度は、対象物Ｔの種類や目的に応じて設定される。例えば、加熱炉６で有機物を炭化させる場合は、３００℃〜５００℃の過熱蒸気を加熱炉6内に噴出させて、有機物を加熱して炭化させる。有機物の種類にもよるが、おおよそ１〜５時間くらいで炭化される。また、活性炭とするには、４００℃以上の温度で加熱することが望ましい。

本発明の装置を用いてバイオマス資源等を加熱して油分等の成分を気化して抽出する場合、気化された油分等の成分は加熱炉６内の過熱蒸気とともに、過熱蒸気排出口６２（図５参照）から排出され、後述するように排出液タンク１１に蓄えられる。排出液タンク１１に蓄えられた油分等の成分は、通常の分離方法を用いて分離回収できる。例えば、排出液タンク１１を加熱装置１外に取り外して、静かな場所に置きそのまま静置して分離回収することも、低温で再加熱して回収することもできる。

過熱蒸気による加熱を開始した初期段階において、低温の蒸気が液化して加熱炉６内に溜まることがある。この液化した蒸気が気化しないで、加熱炉６内に留まると加熱炉内の温度が安定しないため、図３に示すように、加熱炉６は加熱炉開閉扉４の反対側が水平面に対して下方に角度θだけ傾斜するように加熱装置１に取り付けられている。そして、この液化した蒸気を、加熱炉６の奥側下方に設けた配管（図示せず）から排出液タンク１１に排出するように構成されている。

加熱炉６内の過熱蒸気は加熱炉上側に設けられた過熱蒸気排出口６２から配管を経由して過熱蒸気冷却手段８に導かれて、熱変換器９により冷却されて凝縮液化される。ここで過熱蒸気に気化した油分等の成分が含まれる場合、前記成分は過熱蒸気と同時に凝縮液化される。凝縮液化された液体は、配管を経由して排出液タンク１１に排出される。過熱蒸気冷却手段８には、過熱蒸気を急速に数百度単位で冷却する必要があるため、複数の熱交換器９が設けられている。

排出液タンク１１には、凝縮液化された水以外にも上述したように加熱炉６で抽出された油分等の成分も排出されるために、
供給液タンク１０よりも大きな容量をもつように構成されている。実施例１においては、前述のように供給液タンク１０の容量は１２リットルであり、排出液タンク１１はそれよりも大きな２０リットルの容量をもつ。

そして、排出液タンク１１に収容された液体の液位が所定以上となると、オペレータが右側面手前側メンテ扉１４を開けて排出液タンク１１を取り出して、加熱装置１の外部にある決められた容器や排水路に排出するか、排出液タンク１１を静置するなどして油分等の成分を分離回収する。そして空になった排出液タンク１１か、別の排出タンク１１を右側面手前側メンテ扉１４から加熱装置１内の所定箇所に設置し、その後、右側面手前側メンテ扉１４を閉めることによって排出液タンク１１の交換を行うことができる。

図４（ａ）に供給液タンク１０、（ｂ）に排出液タンク１１の斜視図を示す。排出液タンク１１の方が供給液タンク１０より大きな容量を持つように構成されている。これは、上述したように排出液には対象物Ｔから抽出された油分等の成分が含まれることがあるためである。また、供給液タンク１０及び排出液タンク１１には、それぞれ取手が設けられ、それぞれ別個に加熱装置１の外に取り出し可能に設置されている。

そして、供給液タンク１０を備える構成としたことにより、供給液配管工事をすることなく、実験室にて手軽に対象物を加熱できるポータブルな加熱装置１を実現することができる。 また、排出液タンク１１を備える構成としたことにより、排出液配管工事をすることなく、実験室にて手軽に対象物を加熱できるポータブルな加熱装置１を実現することができる。

なお、実施例１においては、供給液タンク１０を筐体内の左側手前に配置し、排出液タンク１１を筐体内の右側手前に配置したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、供給液タンク１０と排出液タンク１１とを並べて配置してもよい。

操作部１２は、オペレータが加熱装置１の電源のオン−オフや加熱開始などの起動をする以外に、加熱炉６内の温度設定を行う。温度設定は、３００℃で１時間、その後、５００℃で３時間等のように、複数の連続的な温度−時間プロファイルを設定することができる。操作部１２で設定された温度−時間プロファイルは、制御部１７で実行される。制御部１７は、加熱炉６内の２つの温度計の計測値に基づいて、過熱蒸気発生器５の誘導加熱部を制御し、操作部１２で設定された温度プロファイルを実現する。過熱蒸気発生器５には、さらに過熱蒸気発生器内制御部（図示せず）を備えていてＰＩＤ制御を行うことにより、±１℃で温度制御することができる。

なお、実施例１においては、加熱炉６内に２つの温度計を備えているが、必ずしもこれに限定するものではなく、対象物の形状やサイズに応じて、３つ以上の温度計を備えてもよいし、１つの温度計を備えることとしてもよい。

上述したように、実施例１においては、過熱蒸気により対象物を加熱する加熱装置であって、少なくとも一部がカバーで覆われた筐体を有し、前記筐体内には、供給液から過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生器と、前記過熱蒸気発生器が発生した過熱蒸気を供給して対象物を加熱する加熱炉と、前記加熱炉から排出された過熱蒸気を冷却して凝縮液化する過熱蒸気冷却手段と、前記過熱蒸気発生器に供給する前記供給液を収容する供給液タンクと、前記過熱蒸気冷却手段から排出された排出液を収容するものであり前記供給液タンクとは別の排出液タンクとを備えたことを特徴とする加熱装置により、過熱蒸気を用いて種々の対象物を加熱することができ、給水管や排水管工事が不要で一の筐体に必要な機器が収納されたポータブルな加熱装置を実現することができる。

本発明の実施例２は、加熱炉６から排出された過熱蒸気が濾過器７を経由して過熱蒸気冷却手段８に導かれる点で実施例１と異なっている。すなわち、加熱炉６で対象物Ｔを加熱した際に有害物質などの成分が発生する場合がある。そのような場合に濾過器７を設けることにより有害物質などの成分を濾過することができる。

実施例２においても、実施例１（図１参照）と同様に、加熱装置１は略直方体で図面奥行方向に長く天井の一辺はＲ面を有したカバーに覆われた立体形状の筐体構造を有している。

図６は、実施例２における加熱装置１の内部の機器の配置を示す平面図である。また、実施例２の加熱装置１は、実施例１と同様に一の筐体内に必要な機器を配置したコンパクトな構成を有する。各カバーや各メンテ扉、操作部１２や加熱炉開閉扉４が設けられていることは実施例１と変わらないので、説明を省略する。

次に、加熱装置１の筐体内部の構成について説明する。図６に示すように、加熱装置１は、奥側の部屋と手前側の部屋に間仕切り１９によって大きく分けられている。そして、奥側の部屋には主に過熱蒸気発生器５と制御部１７、及び排気用送風器１８が配置されている。また、手前側の部屋には、加熱炉６、濾過器７、過熱蒸気冷却手段８、操作部１２、及び供給液タンク１０と排出液タンク１１とが配置されている。ここで、濾過器７が加熱炉６と過熱蒸気冷却手段８との間に設けられていることにより、加熱炉６で有害物質が発生しても過熱蒸気を適切に濾過して過熱蒸気冷却手段８に導くことができる。

供給液タンク１０には、過熱蒸気発生器５に供給する過熱蒸気用の供給液を収容する。実施例２においては、供給液として水を用いている。しかしながら、必ずしも水に限定されるものではなく、水以外の液体を用いることができる。また、供給液に対する溶解性を有する物質を添加してもよい。例えば、供給液として水を使用する場合に、食塩等の水溶性塩を添加できる。

供給液タンク１０に水を収容するには、オペレータが左下側面手前側メンテ扉１６を開き、供給液タンク１０を取り出して水道管等から水を注水し、注水後の供給液タンク１０を加熱装置１の所定の場所に設置し、下側面手前側メンテ扉１６を閉めることによって行うことができる。

この供給液タンク１０を備える構成としたことにより、供給液配管工事をすることなく、実験室にて手軽に対象物の加熱できるポータブルな加熱装置１を実現することができる。この際、配管による水道直結方式に比べると過熱蒸気の発生持続性が課題になるが、過熱蒸気の発生量が２．５Ｋｇ／ｈで４〜５時間程度であれば、供給液タンク１０の容量を１０リットル〜１２．５リットルとすれば、実用上問題なく使用できることを確認している。実施例２においては、容量が１２リットルの供給液タンクを用いている。

供給液タンク１０に収容された水は加熱装置１内の配管によって過熱蒸気発生器５に供給される。過熱蒸気発生器５は、供給された水を誘導加熱部（図示せず）により加熱し、２００℃〜１０００℃の過熱蒸気を発生させることができる。過熱蒸気の温度は加熱する対象物の種類や目的に応じて、１℃単位で制御できる。過熱蒸気の温度制御は、誘導加熱部に印加する電圧を制御して行う。加熱炉６には温度計が２ヶ所に設けられており、これらの温度計の計測値に基づいて、誘導加熱部の電圧を制御する。

加熱炉６内部の２ヶ所に温度計が設けられており、これらの温度計の計測値に基づいて、過熱蒸気発生器５の誘導加熱部の電圧を制御する。過熱蒸気発生器５の過熱蒸気出口から加熱炉６内の過熱蒸気供給口６１までの数十ｃｍ程度の距離は配管で接続されているが、この配管部分の温度低下を少なくするために、当該配管は直線的に配管し、ホイルやグラスウールを配管に巻くなどの対策をとっている。

加熱炉６内では、過熱蒸気供給口６１近傍が直接的に過熱蒸気の影響が及ぼされる領域となるため高温となりがちであり、一方、過熱蒸気供給口６１から遠く離れた場所では、直接的には過熱蒸気の影響が及ばない領域となり比較的低温となりがちである。そのため対象物Ｔが存在する場所全体を極力一定の温度に保つために、過熱蒸気供給口６１近傍に拡散板６３を設けて、過熱蒸気の噴出が拡散されるようにしている。図５に示すように、この拡散板６３により、過熱蒸気供給口６１から噴出された過熱蒸気は拡散板６３の周囲に拡散し、対象物Ｔ近傍の温度を均一化して対象物Ｔを加熱する。

対象物Ｔは、図５に示すように拡散板６３に直接載置してもよいし、拡散板６３の上方に載置台（図示せず）を設けて、その載置台に対象物Ｔを載置してもよい。対象物Ｔの加熱炉６内への載置は、オペレータがロック機構を解除し加熱炉開閉扉４を開いて対象物Ｔを載置し、その後、加熱炉開閉扉４を閉めロック機構をロックすることによって行われる。

加熱炉６内の温度を１℃単位で連続的に制御するためには、高速に温度を上昇及び下降させる必要がある。そのため加熱炉６の壁は薄くし、また空冷可能な二重壁にして極力炉壁に熱が蓄積しないようにしている。これにより、加熱炉の炉壁の放射熱による影響を極力少なくして、過熱蒸気による対象物Ｔへの加熱温度をより正確に制御できる。

加熱炉６の二重壁の間には、空気が流れるような空間が設けられており、冷却時に加熱炉６内の対象物Ｔが結露しないように、１００℃近くになると過熱蒸気の供給を止めるとともに、二重壁内の空気を流動させて空冷を行う。

加熱炉６内の温度は、対象物Ｔの種類や目的に応じて設定される。例えば、加熱炉６で有機物を炭化させる場合は、３００℃〜５００℃の過熱蒸気を加熱炉6内に噴出させて、有機物を加熱して炭化させる。有機物の種類にもよるが、おおよそ１〜５時間くらいで炭化される。また、活性炭とするには、４００℃以上の温度で加熱することが望ましい。

また、バイオマス資源等を加熱して油分等を気化して抽出することがある。その場合、気化された油分等の成分は加熱炉６内の過熱蒸気とともに、過熱蒸気排出口６２から排出され、後述するように排出液タンク１１に蓄えられる。排出液タンク１１に蓄えられた油分等の成分は、通常の分離方法を用いて分離回収できる。例えば、排出液タンク１１を加熱装置１外に取り外して、静かな場所に置きそのまま静置して分離回収することも、低温で再加熱して回収することもできる。

対象物Ｔによっては、加熱することによりそのまま装置外に排出することが好ましくない有害物質を発生させることがある。これら有害物質は、過熱蒸気とともに、加熱炉６の上部に設けられた過熱蒸気排出口６２から配管を経由して濾過器７に導かれ、濾過器７中に備えられた吸着材により回収される。

濾過器７で濾過された過熱蒸気は、配管を経由して過熱蒸気冷却手段８に導かれ、過熱蒸気冷却手段８により冷却されて凝縮液化される。ここで過熱蒸気に気化した油分等の成分が含まれる場合は、過熱蒸気と同時に凝縮液化される。凝縮液化された液体は、配管を経由して排出液タンク１１に排出される。過熱蒸気冷却手段８は、過熱蒸気を急速に数百度単位で冷却する必要があるため、複数の熱交換器９が設けられている。

排出液タンク１１には、凝縮液化された液体以外に加熱炉６で抽出された油分等の成分も排出されるために、供給液タンク１０よりも大きな容量をもつように構成されている。実施例２においては、供給液タンク１０の容量は１２リットルであり、排出液タンク１１はそれよりも大きな２０リットルの容量をもつ。

そして、排出液タンク１１に収容された液体の液位が所定以上となると、オペレータが右側面手前側メンテ扉１４を開けて排出液タンク１１を取り出して、加熱装置１の外部にある決められた容器や排水路に排出するか、排出液タンク１１を静置するなどして油分等の成分を分離回収する。そして空になった排出液タンク１１か、別の排出液タンク１１を右側面手前側メンテ扉１４から加熱装置１内の所定箇所に設置し、その後、右側面手前側メンテ扉１４を閉めることによって交換を行うことができる。

このように排出液タンク１１を備える構成としたことにより、排出液配管工事をすることなく、実験室にて手軽に対象物の加熱ができるポータブルな加熱装置１を実現することができる。

なお、実施例２においても、供給液タンク１０を筐体内の左側手前に配置し、排出液タンク１１を筐体内の右側手前に配置したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、供給液タンク１０と排出液タンク１１とを並べて配置してもよい。

上述したように、本発明の実施例２においては、さらに濾過器を備えた構成により、加熱炉から排出された過熱蒸気に含まれる有害物質を濾過することができるとともに、過熱蒸気を用いて種々の対象物を加熱することができ、給水管や排水管工事が不要で一の筐体に必要な機器が収納されたポータブルな加熱装置を実現することができる。

以上、実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明したが、上記実施例はあくまでも本発明の実施態様を示す一例に過ぎない。本発明は、特許請求の範囲に記載された発明であり、上記実施例により制限を受けないことは言うまでもない。

本発明は、過熱蒸気を用いて種々の対象物を加熱する加熱装置に幅広く適用することができる。

１：加熱装置 ２：筐体 ３−１：天井カバー ３−２：天井Ｒカバー３−３：前面カバー ３−４：後ろカバー ３−５：左下側面カバー３−６：右側面カバー ４：加熱炉開閉扉 ５：過熱蒸気発生器６：加熱炉 ７：濾過器 ８：過熱蒸気冷却手段 ９：熱交換器１０：供給液タンク １１：排出液タンク １２：操作部１３；右側面奥側メンテ扉 １４：右側面手前側メンテ扉１５：左下側面奥側メンテ扉 １６：左下側面手前側メンテ扉１７：制御部 １８：排気用送風器 １９：間仕切り６１：過熱蒸気供給口 ６２：過熱蒸気排出口 ６３：拡散板

Claims (2)

1. 過熱蒸気によりバイオマス資源等の対象物を加熱する加熱装置であって、少なくとも一部がカバーで覆われた筐体を有し、
   前記筐体内には、供給液から過熱蒸気を発生させる過熱蒸気発生器と、
   前記過熱蒸気発生器が発生した過熱蒸気を供給して対象物を加熱する加熱炉と、
   前記加熱炉から排出された過熱蒸気を冷却して凝縮液化する過熱蒸気冷却手段と、
   前記過熱蒸気発生器に供給する前記供給液を収容する供給液タンクと、
   前記過熱蒸気冷却手段から排出された排出液を収容するものであり前記供給液タンクとは別の排出液タンクとを備え、
   前記排出液タンクは、前記加熱炉で加熱され前記対象物から気化抽出された油分等の成分を前記過熱蒸気冷却手段で液化させて排出液とともに蓄えられるように前記供給液タンクよりも大きな容量を有し、
   前記供給液タンク、及び前記排出液タンクは、それぞれ別個に前記筐体外に取り出し可能であることを特徴とする加熱装置。
2. 前記加熱炉は、対象物を出し入れする開閉扉を前記カバー面に備えたことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。

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