JP6744666B2

JP6744666B2 - 蒸気加熱装置

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Publication number: JP6744666B2
Application number: JP2018117629A
Authority: JP
Inventors: 和之宮村; 桂二金今
Original assignee: 株式会社宮村鐵工所
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2020-08-19
Anticipated expiration: 2038-06-21
Also published as: JP2019219116A

Description

本発明は、蒸気を加熱する蒸気加熱装置に関する。

従来から、茶園から摘採された茶の葉を蒸して酸化酵素の働きを止める処理、所謂、殺青処理（「蒸熱処理」ともいう）においては、１００℃前後またはそれ以上の温度の蒸気（水蒸気）が用いられている。例えば、下記特許文献１には、蒸気生成炉で生成された蒸気を２００℃〜４００℃まで加熱して過熱蒸気を生成する加熱装置が開示されている。

特開２０１０−１７１４０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された蒸気加熱装置においては、電熱コイルまたはガスバーナで加熱された流通管内に蒸気を流して過熱蒸気を生成するため、流通管の長さが長くなり装置構成が大型化するとともに加熱効率が低いという問題がある。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、装置構成を小型化しつつ加熱効率を向上させることができる蒸気加熱装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、蒸気を加熱する蒸気加熱装置であって、蒸気が流通する管状に形成されるとともに管の内表面から中心部分に亘って蒸気を流通させる空間が確保された流通管と、流通管の外表面に熱を加えて同流通管内の蒸気を加熱する流通管加熱機と、流通管の内表面から内部に向かって突出する棒状に形成されて流通管加熱機によって流通管の外表面に加えられた熱を流通管内に伝達する加熱棒体とを備えることにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、蒸気加熱装置は、蒸気が流通する管状に形成された流通管内の内表面から内部に向かって突出する棒状に形成された加熱棒体を備えているため、流通管内における熱交換のための面積を広げて流通管の外表面に加えられた熱を効果的に流通管内の蒸気に伝えて加熱することができる。これにより、本発明に係る蒸気加熱装置は、装置構成を小型化しつつ加熱効率を向上させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記蒸気加熱装置において、加熱棒体は、流通管の外表面から突出して同流通管の外部と内部とを貫通する棒状に形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、蒸気加熱装置は、加熱棒体が流通管の外表面から突出して同流通管の外部と内部とを貫通する棒状に形成されているため、流通管の外表面に加えられた熱を効率的に回収して流通管内の蒸気を加熱することができる。なお、加熱棒体は、流通管に対して径方向外側の両側に貫通していてもよいし、径方向外側の両側のうちの一方にのみ貫通していてもよい。

また、本発明の他の特徴は、前記蒸気加熱装置において、加熱棒体は、流通管の内部における互いに対向する内周面間に架設された状態で配置されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、蒸気加熱装置は、加熱棒体が流通管の内部における互いに対向する内周面間に架設された状態で配置されているため、流通管の外表面に加えられた熱を加熱棒体の両端側からそれぞれ効率的に回収して流通管内の蒸気を加熱することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記蒸気加熱装置において、加熱棒体は、流通管加熱機に対向する側に複数設けられていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、蒸気加熱装置は、加熱棒体が流通管加熱機に対向する側に複数設けられているため、流通管の外表面に加えられた熱を効率的に回収して流通管内の蒸気を加熱することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記蒸気加熱装置において、加熱棒体は、流通管の長手方向に沿って螺旋状に並んで形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、蒸気加熱装置は、加熱棒体が流通管の長手方向に沿って螺旋状に並んで形成されているため、流通管内の蒸気の円滑な流れを確保しながら効率的に加熱することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記蒸気加熱装置において、加熱棒体は、外表面に複数の突起を備えていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、蒸気加熱装置は、加熱棒体の外表面に複数の突起を備えているため、流通管の外表面に加えられた熱を効率的に回収して流通管内の蒸気を加熱することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記蒸気加熱装置において、さらに、流通管内に加熱棒体に対して蒸気の流通方向の下流側に同流通方向に直交する方向に沿って延びて同流通管内の一部を塞ぐ流通阻害体を備えていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、蒸気加熱装置は、さらに、流通管内に加熱棒体に対して蒸気の流通方向の下流側に同流通方向に直交する方向に沿って延びて同流通管内の一部を塞ぐ流通阻害体を備えているため、流通阻害体によって蒸気の一部を滞留させて蒸気を加熱棒体で加熱することができ流通管の長さを徒に長くすることなく効率的に蒸気を加熱することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記蒸気加熱装置において、さらに、流通管に供給する前記蒸気として８０℃以上の水蒸気を生成する蒸気生成装置を備えていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、蒸気加熱装置は、さらに、流通管に供給する蒸気として８０℃以上の水蒸気を生成する蒸気生成装置を備えているため、１００℃以上の過熱水蒸気を効率的に生成することができる。

また、本発明は、蒸気加熱装置の発明として実施できるばかりでなく、流体加熱装置としても実施できるものである。

具体的には、流体加熱装置は、気体または液体からなる流体を加熱する流体加熱装置であって、流体が流通する管状に形成された流通管と、流通管の外表面に熱を加えて同流通管内の流体を加熱する流通管加熱機と、流通管の内表面から内部に向かって突出する棒状に形成された加熱棒体とを備えるようにすればよい。これによれば、流体加熱装置は、上記蒸気加熱装置と同様の作用効果を期待することができる。

本発明の一実施形態に係る蒸気加熱装置の外観構成の概略を示す側面図である。図１に示す蒸気加熱装置の作動を制御する制御システムのブロック図である。図１に示す流通管の外観構成の概略を示す正面図である。図１に示す流通管の外観構成の概略を示す背面図である。図１に示す蒸気加熱装置における流通管加熱機に対向する流通管の本体部のみを抽出した部分拡大図である。図５に示す６−６線から見た本体部の断面図である。図５に示す７−７線から見た本体部の断面図である。図５に示す８−８線から見た本体部の断面図である。本発明の変形例に係る加熱棒体および流通阻害体の本体部への配置状態を示すための本体部の断面図である。図９に示す１０−１０線から見た本体部の断面図である。本発明の他の変形例に係る加熱棒体の本体部への配置状態を示すための斜視図である。本発明の他の変形例に係る加熱棒体の本体部への配置状態を示すための本体部の断面図である。本発明の他の変形例に係る加熱棒体の本体部への配置状態を示すための本体部の断面図である。本発明の他の変形例に係る加熱棒体の本体部への配置状態を示すための本体部の断面図である。

以下、本発明に係る蒸気加熱装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る蒸気加熱装置１００の外観構成の概略を示す側面図である。また、図２は、図１に示す蒸気加熱装置１００の作動を制御する制御システムのブロック図である。また、図３は、図１に示す流通管の外観構成の概略を示す正面図である。また、図４は、図１に示す流通管の外観構成の概略を示す背面図である。この蒸気加熱装置１００は、茶園から摘採された茶の葉を蒸して殺青を行う蒸機９１に供給する３００℃〜４００℃の水蒸気である過熱蒸気を生成する機械装置である。

（蒸気加熱装置１００の構成）
蒸気加熱装置１００は、流通管１０１を備えている。流通管１０１は、水蒸気を加熱して過熱蒸気を生成するための部品であり、金属材料（例えば、ステンレス材）を管状に形成して構成されている。この流通管１０１は、主として、本体部１０２、連結体１０４、導入部１０５および排出部１０６をそれぞれ備えて構成されている。

本体部１０２は、流通管１０１内に導入された蒸気を加熱する部分であり、水平方向に直線状に延びる管体で構成されている。本実施形態においては、本体部１０２は、６つ設けられており、これら６つの管体からなる各本体部１０２が連結体１０４で直列的に連結されて構成されている。この場合、６つの本体部１０２は、後述する流通管加熱機１１０に対向する位置に３つの本体部が互いに平行に配置されており、これら３つの本体部１０２の各間の上方に２つ本体部１０２が互いに平行に配置されており、さらに、これら２つの本体部１０２の各間の上方に１つの本体部１０２が配置されている。

すなわち、６つの本体部１０２は、下方側から上方に向かって３つ、２つ、１つの順で本体部１０２が物理的に接触しない間隔を介して積み上げられた状態で配置されている。これらの各本体部１０２は、互いに同一の外径、内径および長さの円筒状に形成されるとともに、互いに同色に着色されている。本実施形態においては、６つの本体部１０２は、熱効率を考慮して黒色に着色されているが、どのような色または無着色であってもよい。なお、本体部１０２は、直線状のほかに曲線状に曲がって形成されていてもよいものである。そして、これらの各本体部１０２には、加熱棒体１０３がそれぞれ設けられている。

加熱棒体１０３は、図５〜図８にそれぞれ示すように、流通管加熱機１１０が発生させた熱を本体部１０２内の蒸気に伝搬させるための部品であり、金属製（例えば、ステンレス材）の複数の棒体で構成されている。これらの加熱棒体１０３は、各本体部１０２における１つの円周上に加熱棒体１０３ａ，１０３ｂの２つずつ設けられており、これら同一の円周上に設けられた２つの加熱棒体１０３ａ，１０３ｂが各本体部１０２の軸方向に沿って複数（本実施形態においては、２２個）並んで設けられている。この場合、各本体部１０２の軸方向に互いに隣接する２つずつの加熱棒体１０３ａ，１０３ｂは、互いに対向し合わないように千鳥状に配置されている。また、各加熱棒体１０３は、各本体部１０２の全周のうちの流通管加熱機１１０に面する側の半周部分（図において下側半分）にそれぞれ設けられている。

この場合、各加熱棒体１０３は、各本体部１０２の外周面から外側に向かって突出するとともに内周面から内部に向かって突出した状態で設けられている。すなわち、加熱棒体１０３は、本体部１０２を構成するリング体における互いに対向する外周面間を貫通するものではなく、同リング体における片側の外周面からのみ内周面に貫通した状態で設けられている。この場合、同一の円周上に設けられた２つの加熱棒体１０３ａ，１０３ｂは、一方の加熱棒体１０３ａが本体部１０２の内部における互いに対向する内周面間に接触して架設された状態で設けられるとともに、他方の加熱棒体１０３ｂが前記一方の加熱棒体１０３ａに接触しない長さで形成されている。

また、本体部１０２の軸方向に互いに隣接する加熱棒体１０３ａ，１０３ｂは、加熱棒体１０３ａ同士および加熱棒体１０３ｂ同士が前記軸方向から見て互いに交差するように対称位置に設けられている（図５〜図８参照）。なお、この他方の加熱棒体１０３ｂは、前記一方の加熱棒体１０３ａに接触した状態で設けられていてもよいことは当然である。また、加熱棒体１０３は、本体部１０２の内径の少なくとも１／４以上の長さで突出して設けられているとよい。また、これらの加熱棒体１０３ａ，１０３ｂは、本体部１０２に形成された貫通孔に嵌合した状態で溶接により固着されている。なお、図６においては、図７および図８に示す加熱棒体１０３ａ，１０３ｂを二点鎖線でそれぞれ示している。

連結体１０４は、複数の本体部１０２、導入部１０５および排出部１０６をそれぞれ直列的に連結するための部品であり、金属製（例えば、ステンレス材）の管体を略Ｌ字状、略Ｕ字状または直線状に形成して構成されている。この連結体１０４は、本体部１０２、導入部１０５および排出部１０６に対してそれぞれ溶接加工によって接続されている。

導入部１０５は、本体部１０２内に蒸気を導入するための部品であり、金属製（例えば、ステンレス材）の管体の一方の端部が開口するとともに他方の端部が連結体１０４に接続されて構成されている。この場合、導入部１０５における前記一方の端部には、加熱対象である蒸気を生成する蒸気生成装置９０が開閉弁１０５ａおよび図示しない配管をそれぞれ介して接続されている。

ここで、蒸気生成装置９０は、水を沸かして水蒸気を生成するボイラー装置であり、８０℃〜１００℃の水蒸気を連続的に生成する。また、開閉弁１０５ａは、蒸気生成装置９０と導入部１０５との間の配管上の流路の開閉を行うことによって蒸気生成装置９０が生成した蒸気の流通管１０１への流入量を調整するための流量調整用の弁である。なお、蒸気生成装置９０と導入部１０５との間の配管上には、流通する蒸気の流量を表示する流量計（図示せず）なども設けられている。

排出部１０６は、本体部１０２で加熱された蒸気を本体部１０２の外に排出するための部品であり、金属製（例えば、ステンレス材）の管体の両端部がそれぞれ開口して構成されている。この場合、排出部１０６における前記両端部における少なくとも一方は、加熱対象である蒸気の供給先が接続されている。本実施形態においては、排出部１０６は、一方（図示上側）の端部が蒸機９１に図示しない配管を介して連結されるとともに他方（図示下側）の端部が蓋体１０６ａによって閉塞されている。ここで、蒸機９１は、摘採した茶の葉を１００℃以上の過熱蒸気を用いて殺青処理を行う機械装置である。

また、蒸機９１が繋がれる排出部１０６には、排出部１０６を通過する蒸気の温度を検出して後述する制御装置１２０に出力する温度検出器１０７が設けられている。なお、排出部１０６は、一方（図示上側）の端部が蓋体１０６ａによって閉塞されるとともに他方（図示下側）の端部が蒸機９１に図示しない配管を介して連結されていてもよいし、両端部がそれぞれ蒸機９１に図示しない配管を介して連結されていてもよい。この流通管１０１は、後述する支持台１１１に支持されている。

流通管加熱機１１０は、流通管１０１における本体部１０２および加熱棒体１０３を介して本体部１０２内の蒸気を加熱するための熱源である。本実施形態においては、流通管加熱機１１０は、ＬＰガスを燃焼させるガスバーナによって構成されている。この場合、流通管加熱機１１０は、流通管１０１の下方の位置に流通管１０１の下面に対向して設けられている。

本実施形態においては、流通管加熱機１１０は、流通管１０１の最下段に位置する３つの本体部１０２に対向しつつ長手方向に沿ってそれぞれ配管が延びるとともにこれらの３つの本体部１０２に対して断続的に火炎Ｆが形成されるように構成されている。これら３つの配管を備えた流通管加熱機１１０は、後述する制御装置１２０によって作動が制御される。なお、図３および図４においては、流通管加熱機１１０が備える３つの配管および火炎Ｆをそれぞれ二点鎖線で示している。この流通管加熱機１１０は、支持台１１１に支持されている。

支持台１１１は、流通管１０１、流通管加熱機１１０および制御装置１２０を支持するための台状の構造体であり、金属製（例えば、鋼材）の棒状体を枠状に組んで構成されている。この支持台１１１は、この蒸気加熱装置１００を設置する床面上において流通管１０１の真下に流通管加熱機１１０が位置するように流通管１０１および流通管加熱機１１０をそれぞれ支持している。また、支持台１１１は、制御装置１２０を作業者が操作し易い上半身程度の高さ位置に支持している。

制御装置１２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、蒸気加熱装置１００の全体の作動を総合的に制御するとともに、作業者によって用意される図示しない蒸気加熱プログラムを実行することにより流通管１０１内に導入された蒸気の過熱処理を行う。具体的には、制御装置１２０は、流通管１０１の排出部１０６から所定温度の蒸気が排出されるように流通管加熱機１１０の作動を制御する。この場合、制御装置１２０は、温度検出器１０７からの出力信号を取得して流通管加熱機１１０の火力を調整することで流通管１０１の排出部１０６から排出される蒸気の温度を制御する。

この制御装置１２０には、作業者からの指示を受け付けて制御装置１２０に入力するスイッチ群からなる入力装置および制御装置１２０の作動状況を表示する表示ランプおよび液晶表示装置をそれぞれ備えた操作盤１２１を備えている。なお、制御装置１２０は、外部電源から電力を受けて電力を必要とする流通管加熱機１１０などの各部に供給する電源部を備えているが本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。また、蒸気加熱装置１００は、流通管加熱機１１０に燃焼ガスであるＬＰガスを供給するガスタンクも備えているが、これについても本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。

（蒸気加熱装置１００の作動）
次に、上記のように構成した蒸気加熱装置１００の作動について説明する。まず、作業者は、蒸気生成装置９０の電源をＯＮにした後、蒸気生成装置９０を操作して蒸気を生成させる。これにより、蒸気生成装置９０は、８０℃〜１００℃程度の蒸気を生成する。

次に、作業者は、蒸気加熱装置１００の電源をＯＮにした後、蒸気生成装置９０が生成した蒸気を加熱する。具体的には、作業者は、蒸気加熱装置１００における操作盤１２１を操作して、蒸気加熱装置１００が出力する蒸気の温度（例えば、３００℃〜４００℃）を設定した後、開閉弁１０５ａを開いて流通管１０１内に蒸気生成装置９０が生成した蒸気を導入する。次いで、作業者は、操作盤１２１を操作して流通管加熱機１１０の作動を開始させる。

これにより、流通管１０１における本体部１０２が加熱される。この場合、本体部１０２には、流通管加熱機１１０の火炎Ｆに対向した位置に複数の加熱棒体１０３が設けられているため、火炎Ｆによる熱が加熱棒体１０３を介して速やかに本体部１０２内に伝熱される。これにより、本体部１０２内においては、本体部１０２の内表面付近を流れる蒸気だけなく、本体部１０２の中心部付近を流れる蒸気も早期かつ効果的に加熱することができる。

そして、本体部１０２内で加熱された蒸気は、排出部１０６に導かれて排出される。この場合、排出部１０６には、温度検出器１０７が設けられており排出部１０６を流通する蒸気の温度に対応する電気信号を制御装置１２０に出力する。これにより、制御装置１２０は、排出部１０６を流通する蒸気の温度が前記設定した温度になるように流通管加熱機１１０の火力を調整する。これにより、蒸気加熱装置１００は、作業者が設定した温度の蒸気、すなわち、３００℃〜４００℃の過熱蒸気を出力することができる。また、作業者は、蒸気を加熱処理する過程において、操作盤１２１を操作することによって生成する蒸気の温度の設定を適宜切り替えることができる。

蒸気加熱装置１００で生成された過熱蒸気は、蒸機９１に供給される。したがって、作業者は、蒸機９１の電源をＯＮにした後、蒸機９１を操作することによって摘採した茶の葉の殺青処理を行うことができる。この茶の葉の殺青処理については、本発明に直接関わらないため、その説明は省略する。

次に、蒸気の加熱処理を終了する場合には、作業者は、流通管加熱機１１０の作動を停止させた後、蒸気生成装置９０および蒸機９１の作動をそれぞれ停止させる。そして、作業者は、流通管加熱機１１０、蒸機９１および蒸気加熱装置１００の電源をＯＦＦにして蒸気の加熱処理を終了することができる。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、蒸気加熱装置１００は、蒸気が流通する管状に形成された流通管１０１の外部から内部に向かって突出する棒状に形成された加熱棒体１０３を備えているため、流通管１０１内における熱交換のための面積を広げて流通管１０１の外表面に加えられた熱を効果的に流通管１０１内の蒸気に伝えて加熱することができる。これにより、本発明に係る蒸気加熱装置１００は、装置構成を小型化しつつ加熱効率を向上させることができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記に示す各変形例においては、上記実施形態における蒸気加熱装置１００と同様の構成部分には蒸気加熱装置１００に付した符号に対応する符号を付して、その説明は省略する。

例えば、上記実施形態においては、蒸気加熱装置１００は、流通管１０１に加熱棒体１０３を備えて構成した。しかし、蒸気加熱装置１００は、図９および図１０にそれぞれ示すように、流通管１０１に流通阻害体１３０を備えて構成することができる。流通阻害体１３０は、流通管１０１の本体部１０２内で流れる蒸気の流通の障害となって流れ難くするための部品であり、金属製（例えば、ステンレス材）の板状体で構成されている。この流通阻害体１３０は、本体部１０２内における加熱棒体１０３に対して蒸気の流通方向の下流側に配置される。また、流通阻害体１３０は、本体部１０２の軸方向において互いに隣接する流通阻害体１３０同士が互いに反対側の位置に千鳥状に配置されている。これらの流通阻害体１３０は、本体部１０２を軸方向に貫通する支持棒１３１によって互いに連結されている。

なお、図９および図１０にそれぞれ示す変形例においては、加熱棒体１０３は、流通管加熱機１１０に面する側に周方向に３つの加熱棒体１０３が軸方向に直列的に並んでそれぞれ設けられるとともに、流通管加熱機１１０に面する側とは反対側に周方向に１つの加熱棒体１０３が軸方向に直列的に並んでそれぞれ設けられている。また、これらの各加熱棒体１０３は、本体部１０２内において本体部１０２の中心部に達しない長さでそれぞれ形成されている。

このように構成した蒸気加熱装置１００によれば、流通管１０１内に加熱棒体１０３に対して蒸気の流通方向の下流側に同流通方向に直交する方向に沿って延びて同流通管１０１内の一部を塞ぐ流通阻害体１３０を備えている。これにより、この蒸気加熱装置１００によれば、流通阻害体１３０によって蒸気の一部を滞留させて蒸気を加熱棒体１０３で加熱することができるとともに本体部１０２内での滞留時間を長くすることができるため、流通管１０１の長さを徒に長くすることなく効率的に蒸気を加熱することができる。なお、図１０においては、本体部１０２内における蒸気の流れを破線矢印で示している。

また、上記実施形態においては、加熱棒体１０３は、各本体部１０２における１つの円周上に加熱棒体１０３ａ，１０３ｂの２つずつ設けられており、これら同一の円周上に設けられた２つの加熱棒体１０３ａ，１０３ｂが各本体部１０２の軸方向に沿って複数並んで設けられている。しかし、加熱棒体１０３は、流通管加熱機１１０が発生させる熱を本体部１０２内の蒸気に伝えて加熱することができるように配置されていればよい。したがって、加熱棒体１０３は、本体部１０２に対して無秩序に設けることができる

この場合、加熱棒体１０３は、図１１に示すように、複数の加熱棒体１０３が本体部１０２の軸方向に沿って螺旋状に並べて配置することができる。これによれば、加熱棒体１０３は、本体部１０２内の蒸気の円滑な流れを確保しながら効率的に加熱することができる。なお、図１１においては、加熱棒体１０３が螺旋状に配置されている状態を示すため、加熱棒体１０３の先端部を結んだ３つの二点鎖線を示している。

また、上記実施形態においては、加熱棒体１０３は、１つの本体部１０２に対して流通管加熱機１１０に面する側に複数形成されている。しかし、加熱棒体１０３は、１つの本体部１０２に対して少なくとも１つ設けられていればよい。また、加熱棒体１０３は、本体部１０２における流通管加熱機１１０に面する側に代えてまたは加えて流通管加熱機１１０に面する側とは反対側（図６〜図８において上側半分）に形成することもできる（図９および図１０参照）。

また、上記実施形態においては、加熱棒体１０３は、本体部１０２内において互いに対向する内周面間に架設した状態で設けられた加熱棒体１０３ａと、本体部１０２内において対向する内周面に届くことなく片持ち梁状の加熱棒体１０３ｂとで構成した。しかし、加熱棒体１０３は、加熱棒体１０３および加熱棒体１０３ｂのうちの一方のみで構成することができる。なお、加熱棒体１０３は、本体部１０２内において互いに対向する内周面間に架設した状態で設けた加熱棒体１０３ａで構成することにより、加熱棒体１０３ｂおよび本体部１０２の剛性をそれぞれ向上させることができる。また、加熱棒体１０３は、本体部１０２内において対向する内周面に達することなく片持ち梁状の加熱棒体１０３ｂで構成することにより、本体部１０２内において蒸気が流通し易くすることができ流量を増加させ易くすることができる。

また、上記実施形態においては、加熱棒体１０３は、丸棒状に形成した。しかし、加熱棒体１０３は、棒状に延びて形成されていればよく、円形以外の形状、例えば、三角形、四角形、五角形または六角形などの多角形状、楕円形状またはオーバル形状に形成することもできる。すなわち、加熱棒体１０３は、断面形状が円形形状の他に板状に形成することもできる。この場合、加熱棒体１０３は、１つの加熱棒体１０３において複数の断面形状を同時に備えて構成してもよいし、複数種類の断面形状からなる複数の加熱棒体１０３で構成することもできる。また、加熱棒体１０３は、軸方向に沿って螺旋状に捻じれて構成することもできる。このように、加熱棒体１０３は、断面形状が円形状以外の形状で形成されることで表面面積が増加するため、蒸気の加熱効率を向上させることができる。

また、加熱棒体１０３は、図１２に示すように、外表面に複数の突起１０３ｃを設けて構成することもできる。この場合、突起１０３ｃは、図１２に示すように、加熱棒体１０３の外表面上に螺旋状（雄ネジ状）またはリング状に突出して形成することができる。また、突起１０３ｃは、加熱棒体１０３の外表面から半球状、錘状または異形状に突出して形成することができる。これによれば、加熱棒体１０３は、外表面における表面積が増加するため、蒸気の加熱効率を向上させることができる。

また、上記実施形態においては、加熱棒体１０３は、ステンレス材からなる鋼材で構成した。しかし、加熱棒体１０３は、伝熱性を有した材料で構成されていればよく、ステンレス材以外の鋼材のほか、アルミニウム材などの非鉄金属、ガラスまたはセラミック材で構成することができる。

また、上記実施形態においては、加熱棒体１０３は、中実の棒体で構成した。しかし、加熱棒体１０３は、中空または筒状に形成することもできる。この場合、中空の加熱棒体１０３は、棒体の両端部がそれぞれ閉塞されつつこれらの両端部間を空洞（空気が存在していてもよいが、真空が好ましい）に形成して構成することができる。また、筒状の加熱棒体１０３は、図１２に示すように、棒体の両端部が開口した加熱棒体１０３ａで形成してもよいし、両端部のうちの一方（図においては本体部１０２の内部側）が閉塞されつつこれらの両端部間が空洞に形成された加熱棒体１０３ｂで構成することもできる。これによれば、加熱棒体１０３は、伝熱効率を向上させることができる。

また、上記実施形態においては、加熱棒体１０３は、流通管１０１の本体部１０２における外表面から外側に向かって突出するとともに内表面から中心部に向かって突出して形成した。しかし、加熱棒体１０３は、少なくとも流通管１０１の本体部１０２における内表面から中心部に向かって突出して形成されていればよい。すなわち、加熱棒体１０３は、図１３に示すように、流通管１０１の本体部１０２における外表面には突出することなく内表面からのみ突出して形成することもできる。この場合、加熱棒体１０３ａ，１０３ｂは、本体部１０２に形成した貫通孔に嵌合（圧入または挿し込み後に溶接）させて組み付けることができる。これによれば、加熱棒体１０３は、本体部１０２の径方向の大きさが大型化することを防止することができる。

また、上記実施形態においては、流通管１０１は、６つの本体部１０２を備えて構成した。しかし、流通管１０１は、少なくとも１つの本体部１０２を備えて構成されていればよい。

また、上記実施形態においては、流通管加熱機１１０は、ガスバーナで構成した。しかし、流通管加熱機１１０は、流通管１０１を加熱するように構成されていればよい。したがって、流通管加熱機１１０は、灯油または重油などの化石液体燃料を燃焼させて流通管１０１を加熱するように構成してもよいし、電熱器を用いて流通管１０１を加熱するように構成することもできる。

また、上記実施形態においては、蒸気加熱装置１００は、８０℃〜１００℃の蒸気を加熱して３００℃〜４００℃の過熱蒸気を生成した。しかし、蒸気加熱装置１００は、蒸気を加熱するように構成されていればよい。したがって、蒸気加熱装置１００は、８０℃以下の蒸気を導入して１００℃以下、４００℃以下または４００℃以上に加熱するように構成してもよい。すなわち、蒸気加熱装置１００は、製茶工程以外の蒸気を必要とする工程で用いることもできる。

また、上記実施形態においては、蒸気加熱装置１００は、８０℃〜１００℃の水蒸気を加熱するように構成した。しかし、蒸気加熱装置１００は、水蒸気以外の蒸気を加熱するようにしてもよい。さらに、蒸気加熱装置１００は、蒸気以外の気体または液体などの流体を加熱するように構成することもできる。この場合、上記実施形態における「蒸気」を「流体」と読み替えた流体加熱装置として実施することができる。

Ｆ…火炎、
９０…蒸気生成装置、９１…蒸機、
１００…蒸気加熱装置、
１０１…流通管、１０２…本体部、１０３，１０３ａ，１０３ｂ…加熱棒体、１０３ｃ…突起、１０４…連結体、１０５…導入部、１０５ａ…開閉弁、１０６…排出部、１０６ａ…蓋体、１０７…温度検出器、
１１０…流通管加熱機、１１１…支持台、
１２０…制御装置、１２１…操作盤、
１３０…流通阻害体、１３１…支持棒。

Claims

蒸気を加熱する蒸気加熱装置であって、
前記蒸気が流通する管状に形成されるとともに管の内表面から中心部分に亘って前記蒸気を流通させる空間が確保された流通管と、
前記流通管の外表面に熱を加えて同流通管内の前記蒸気を加熱する流通管加熱機と、
前記流通管の内表面から内部に向かって突出する棒状に形成されて前記流通管加熱機によって前記流通管の外表面に加えられた前記熱を前記流通管内に伝達する加熱棒体とを備え、
前記加熱棒体は、
外表面に複数の突起を備えていることを特徴とする蒸気加熱装置。
請求項１に記載した蒸気加熱装置において、
前記流通管は、
前記流通管加熱機に対向する位置に前記加熱棒体を有した複数の本体部が積み上げられた状態で配置されており、かつ各前記本体部が管状の連結体を介して直列的に連結されていることを特徴とする蒸気加熱装置。
蒸気を加熱する蒸気加熱装置であって、
前記蒸気が流通する管状に形成されるとともに管の内表面から中心部分に亘って前記蒸気を流通させる空間が確保された流通管と、
前記流通管の外表面に熱を加えて同流通管内の前記蒸気を加熱する流通管加熱機と、
前記流通管の内表面から内部に向かって突出する棒状に形成されて前記流通管加熱機によって前記流通管の外表面に加えられた前記熱を前記流通管内に伝達する加熱棒体とを備え、
前記流通管は、
前記流通管加熱機に対向する位置に前記加熱棒体を有した複数の本体部が積み上げられた状態で配置されており、かつ各前記本体部が管状の連結体を介して直列的に連結されていることを特徴とする蒸気加熱装置。
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した蒸気加熱装置において、
前記加熱棒体は、
前記流通管の外表面から突出して同流通管の外部と内部とを貫通する棒状に形成されていることを特徴とする蒸気加熱装置。
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した蒸気加熱装置において、
前記加熱棒体は、
前記流通管の内部における互いに対向する内周面間に架設された状態で配置されていることを特徴とする蒸気加熱装置。
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載した蒸気加熱装置において、
前記加熱棒体は、
前記流通管加熱機に対向する側に複数設けられていることを特徴とする蒸気加熱装置。
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載した蒸気加熱装置において、
前記加熱棒体は、
前記流通管の長手方向に沿って螺旋状に並んで形成されていることを特徴とする蒸気加熱装置。
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載した蒸気加熱装置において、さらに、
前記流通管内に前記加熱棒体に対して前記蒸気の流通方向の下流側に同流通方向に直交する方向に沿って延びて同流通管内の一部を塞ぐ流通阻害体を備えていることを特徴とする蒸気加熱装置。
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載した蒸気加熱装置において、さらに、
前記流通管に供給する前記蒸気として８０℃以上の水蒸気を生成する蒸気生成装置を備えていることを特徴とする蒸気加熱装置。
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載した蒸気加熱装置において、
前記流通管は、黒色に着色されていることを特徴とする蒸気加熱装置。