JP7406800B2 - Superheated steam generator - Google Patents

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JP7406800B2 JP2020081925A JP2020081925A JP7406800B2 JP 7406800 B2 JP7406800 B2 JP 7406800B2 JP 2020081925 A JP2020081925 A JP 2020081925A JP 2020081925 A JP2020081925 A JP 2020081925A JP 7406800 B2 JP7406800 B2 JP 7406800B2
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Description

本発明は、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装置に関するものである。 The present invention relates to a superheated steam generation device that heats steam to generate superheated steam.

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)。 BACKGROUND ART In recent years, superheated steam treatment apparatuses that use superheated steam to clean, dry, or sterilize objects to be treated have been considered (for example, Patent Document 1).

この過熱水蒸気生成装置は、水を加熱して飽和水蒸気を生成する飽和水蒸気生成部と、この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とを備えている。また、過熱水蒸気生成装置としては、飽和水蒸気生成部を有さず、外部で生成された飽和水蒸気が供給されて過熱水蒸気を生成するものもある。 This superheated steam generation device includes a saturated steam generation section that heats water to generate saturated steam, and a superheated steam generation section that heats the saturated steam to generate superheated steam. Furthermore, some superheated steam generation devices do not have a saturated steam generation section and generate superheated steam by being supplied with saturated steam generated externally.

これらの過熱水蒸気生成装置では、例えば運転開始時のように過熱水蒸気生成部が100℃以下の温度である状態で水蒸気が供給されると、100℃以下の過熱水蒸気生成部において水蒸気が液化し、過熱水蒸気生成装置から水が導出されることになる。 In these superheated steam generation devices, when steam is supplied while the superheated steam generation section is at a temperature of 100 degrees Celsius or less, such as at the start of operation, the steam liquefies in the superheated steam generation section at 100 degrees Celsius or less, Water will be drawn out from the superheated steam generator.

しかしながら、過熱水蒸気で熱処理される被処理物には、導出された水によって悪影響を受けてしまうものがある。 However, some objects to be heat-treated with superheated steam are adversely affected by the discharged water.

特開2006-226561号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-226561

そこで本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、過熱水蒸気生成装置から液化した水が導出されることを防止することをその主たる課題とするものである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its main object is to prevent liquefied water from being discharged from a superheated steam generator.

すなわち本発明に係る過熱水蒸気生成装置は、導入ポート及び導出ポートを有する水蒸気収容部を加熱し、前記導入ポートから導入された水蒸気を加熱して前記導出ポートから過熱水蒸気を導出する過熱水蒸気生成装置であって、前記導出ポートから前記水蒸気が液化した水が導出されることを防止する出水防止機構を備え、前記出水防止機構は、前記水蒸気収容部の温度を検出する温度センサと、前記水蒸気収容部の加熱を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記導入ポートに前記水蒸気が導入される前に、前記温度センサの検出温度が100℃以上となるように前記水蒸気収容部の加熱を制御することを特徴とする。 That is, the superheated steam generation device according to the present invention is a superheated steam generation device that heats a steam storage section having an introduction port and an outlet port, heats the steam introduced from the introduction port, and draws out superheated steam from the outlet port. and a water-flow prevention mechanism that prevents water in which the water vapor is liquefied from being drawn out from the outlet port, and the water-flow prevention mechanism includes a temperature sensor that detects the temperature of the water vapor storage section, and a temperature sensor that detects the temperature of the water vapor storage section; a control device for controlling heating of the water vapor storage portion, and the control device controls heating of the water vapor storage portion so that the temperature detected by the temperature sensor is 100° C. or higher before the water vapor is introduced into the introduction port. It is characterized by controlling heating.

このような過熱水蒸気生成装置であれば、出水防止機構により水蒸気収容部の温度を100℃以上に加熱した後に、導入ポートに水蒸気が導入されるように構成しているので、導出ポートから水蒸気が液化した水が導出されることを防ぐことができる。その結果、過熱水蒸気を用いて熱処理される被処理物に対して、液化した水が与える悪影響を抑制することができる。 In such a superheated steam generation device, the water vapor is introduced into the introduction port after the water vapor storage part is heated to 100°C or higher by the water release prevention mechanism, so that the water vapor does not flow out from the outlet port. It is possible to prevent liquefied water from being discharged. As a result, it is possible to suppress the adverse effects of liquefied water on the object to be heat-treated using superheated steam.

導出ポートから液化した水が導出されないようにするためには、少なくとも導出ポートの温度が100℃以上である必要がある。そのため、前記温度センサは、前記水蒸気収容部において前記導出ポート側に設けられていることが望ましい。 In order to prevent liquefied water from being led out from the outlet port, the temperature of the outlet port must be at least 100° C. or higher. Therefore, it is desirable that the temperature sensor is provided on the outlet port side in the water vapor storage section.

本発明の過熱水蒸気生成装置は、前記導入ポート側に開閉電磁弁が設けられている構成とすることが考えられる。
この構成において自動的に出水防止機能が働くようにするためには、前記制御装置は、前記温度センサの検出温度が100℃以上となった場合に、前記開閉電磁弁を開放して、前記導入ポートに水蒸気を導入することが望ましい。また、飽和水蒸気生成装置と別々の装置構成の場合においても、過熱水蒸気生成装置が100℃以上になる前に水蒸気が導入されないように、過熱水蒸気生成装置の導入ポート側でコントロールすることができる。
The superheated steam generation device of the present invention may be configured such that an on-off solenoid valve is provided on the introduction port side.
In order to automatically operate the water leakage prevention function in this configuration, the control device opens the opening/closing solenoid valve when the temperature detected by the temperature sensor becomes 100° C. or more. It is desirable to introduce water vapor into the port. Further, even in the case of a separate device configuration from the saturated steam generation device, control can be performed on the introduction port side of the superheated steam generation device so that steam is not introduced before the temperature of the superheated steam generation device reaches 100 ° C. or higher.

過熱水蒸気生成装置のヒートショックを緩和するためには、前記開閉電磁弁は、電動比例弁であり、前記制御装置は、前記電動比例弁の弁開度が徐々に大きくするように開放することが望ましい。 In order to alleviate the heat shock of the superheated steam generating device, the opening/closing solenoid valve is an electric proportional valve, and the control device is configured to open the electric proportional valve so that the opening degree of the electric proportional valve gradually increases. desirable.

また本発明の過熱水蒸気生成装置は、前記導出ポート側に設けられ、前記水蒸気が液化した水をトラップする導出側トラップ機構をさらに備えることが望ましい。
この構成であれば、過熱水蒸気生成装置から液化した水が導出されることをより一層防止することができる。
Moreover, it is preferable that the superheated steam generation device of the present invention further includes an outlet side trap mechanism that is provided on the outlet port side and traps water in which the steam has been liquefied.
With this configuration, it is possible to further prevent liquefied water from being drawn out from the superheated steam generator.

さらに本発明に過熱水蒸気生成装置は、前記導入ポート側に設けられ、前記水蒸気が液化した水をトラップする導入側トラップ機構をさらに備えることが望ましい。
この構成であれば、過熱水蒸気生成装置に水蒸気が液化した水が導入されることを防止して、過熱水蒸気生成装置から液化した水が導出されることをより一層防止することができる。
Further, it is preferable that the superheated steam generation device of the present invention further includes an introduction side trap mechanism that is provided on the introduction port side and traps water in which the steam has been liquefied.
With this configuration, it is possible to prevent liquefied water from being introduced into the superheated steam generation device, and further prevent liquefied water from being drawn out from the superheated steam generation device.

このように構成した本発明によれば、過熱水蒸気生成装置が出水防止機構を有するので、過熱水蒸気生成装置から液化した水が導出されることを防止することができる。 According to the present invention configured in this way, since the superheated steam generation device has a water outflow prevention mechanism, it is possible to prevent liquefied water from being drawn out from the superheated steam generation device.

本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気生成装置の構成を模式的に示す図である。1 is a diagram schematically showing the configuration of a superheated steam generation device according to an embodiment of the present invention. 同実施形態における過熱水蒸気生成装置の具体的な構成を模式的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing a specific configuration of the superheated steam generation device in the same embodiment. 同実施形態における過熱水蒸気生成装置の具体的な構成を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a specific configuration of the superheated steam generation device in the same embodiment. 同実施形態における導体管の具体的な構成を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the specific structure of the conductor pipe in the same embodiment. 同実施形態の停止状態から導入ポートに水蒸気を導入するまでの動作を示す図である。It is a figure which shows the operation|movement from a stop state to introducing water vapor|steam into an introduction port of the same embodiment.

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。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, one Embodiment of the superheated steam generation apparatus based on this invention is described with reference to drawings.

<1.装置構成>
本実施形態に係る過熱水蒸気生成装置100は、外部で生成された水蒸気を加熱して、100℃超(200℃~2000℃)の過熱水蒸気を生成するものである。なお、外部で水蒸気を生成する装置(水蒸気生成装置)としては、水から水蒸気を生成できるものであればよく、各種ボイラーを用いることができる。
<1. Device configuration>
The superheated steam generation device 100 according to the present embodiment heats externally generated steam to generate superheated steam at a temperature of over 100° C. (200° C. to 2000° C.). Note that the device for generating steam externally (steam generating device) may be any device that can generate steam from water, and various boilers can be used.

本実施形態の過熱水蒸気生成装置100は、図1に示すように、導入ポートP1から導入された水蒸気を誘導加熱して過熱水蒸気を生成し、当該過熱水蒸気を導出ポートP2から導出するものである。 As shown in FIG. 1, the superheated steam generation device 100 of this embodiment generates superheated steam by induction heating the steam introduced from the introduction port P1, and derives the superheated steam from the output port P2. .

具体的にこの過熱水蒸気生成装置100は、図2及び図3に示すように、螺旋状に巻回された円筒状の導体管2を軸方向に短絡させて、当該導体管2の内側及び外側又はその一方に設けられた磁束発生機構3により誘導加熱して、導体管2を流れる水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する。 Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, this superheated steam generation device 100 short-circuits a spirally wound cylindrical conductor tube 2 in the axial direction, thereby connecting the inside and outside of the conductor tube 2. Alternatively, the magnetic flux generating mechanism 3 provided on one side performs induction heating to heat the steam flowing through the conductor pipe 2 to generate superheated steam.

導体管2は、導入ポートP1及び導出ポートP2を有する水蒸気収容部である。この導体管2は、導電性を有する管を螺旋状に巻回することによって円筒状とされるとともに軸方向に短絡されたものであり、水蒸気が導入される導入ポートP1と過熱水蒸気を導出する導出ポートP2を有している。なお、導体管2に接続管を接続することにより、当該接続管が導入ポートP1を有する構成としても良いし、接続管が導出ポートP2を有する構成としても良い。また、導体管2の1巻に相当する巻回部分は互いに接触又は近接している。導体管2の材質としては、例えばオーステナイト系ステンレス鋼やインコネル合金を用いることができる。なお、導体管2の詳細な構成は後述する。 The conductor pipe 2 is a water vapor storage section having an inlet port P1 and an outlet port P2. This conductor tube 2 is made into a cylindrical shape by spirally winding a conductive tube and is short-circuited in the axial direction, and has an introduction port P1 into which water vapor is introduced and an inlet port P1 which leads out superheated steam. It has a lead-out port P2. Note that by connecting a connecting tube to the conductor tube 2, the connecting tube may have an inlet port P1, or the connecting tube may have an outlet port P2. Moreover, the winding portions corresponding to one turn of the conductor tube 2 are in contact with or close to each other. As the material of the conductor tube 2, for example, austenitic stainless steel or Inconel alloy can be used. Note that the detailed configuration of the conductor tube 2 will be described later.

磁束発生機構3は、導体管2の内側及び外側に設けられて導体管2を誘導加熱するものであり、導体管2の内面及び外面に沿って設けられた誘導コイル31を有している。なお、磁束発生機構3は、図示しない鉄心等の磁路形成部材を有するものであっても良い。誘導コイル31には、商用周波数(50Hz又は60Hz)の交流電源により交流電圧が印加される。 The magnetic flux generation mechanism 3 is provided inside and outside the conductor tube 2 to heat the conductor tube 2 by induction, and has an induction coil 31 provided along the inner and outer surfaces of the conductor tube 2. Note that the magnetic flux generation mechanism 3 may include a magnetic path forming member such as an iron core (not shown). An AC voltage is applied to the induction coil 31 by a commercial frequency (50 Hz or 60 Hz) AC power supply.

このように構成された過熱水蒸気生成装置100では、誘導コイル31に50Hz又は60Hzの交流電圧を印加することによって、導体管2に誘導電流が流れて導体管2がジュール発熱する。そして、導体管2を流れる水蒸気が、導体管2の内面から熱を受けて加熱されて過熱水蒸気が生成される。 In the superheated steam generation device 100 configured in this way, by applying an AC voltage of 50 Hz or 60 Hz to the induction coil 31, an induced current flows through the conductor tube 2, and the conductor tube 2 generates Joule heat. Then, the steam flowing through the conductor tube 2 receives heat from the inner surface of the conductor tube 2 and is heated to generate superheated steam.

そして、本実施形態の過熱水蒸気生成装置100では、図2及び図4に示すように、導体管2の導入ポートP1が導体管2の軸方向両端部に設けられるとともに、導体管2の導出ポートP2が導体管2の軸方向中央部に設けられている。本実施形態の導出ポートP2は、導体管2を軸方向に2等分した位置に設けられているがこれに限られない。 In the superheated steam generation device 100 of this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the introduction port P1 of the conductor tube 2 is provided at both axial ends of the conductor tube 2, and the outlet port of the conductor tube 2 is provided at both ends of the conductor tube 2 in the axial direction. P2 is provided at the center of the conductor tube 2 in the axial direction. Although the outlet port P2 of this embodiment is provided at a position where the conductor tube 2 is equally divided into two in the axial direction, the present invention is not limited to this.

具体的に導体管2は、図4に示すように、軸方向中央部において2つの導体管要素21、22に分割されている。そして、各導体管要素21、22の軸方向外側端部21a、22aに導入ポートP1が設けられており、各導体管要素21、22の軸方向内側端部21b、22bに導出ポートP2が設けられている。これら2つの導体管要素21、22を軸方向に連続して配置することによって、導体管2の導入ポートP1が導体管2の軸方向両端部に設けられるとともに、導体管2の導出ポートP2が導体管2の軸方向中央部に設けられることになる。 Specifically, the conductor tube 2 is divided into two conductor tube elements 21 and 22 at the center in the axial direction, as shown in FIG. An introduction port P1 is provided at the axially outer end portions 21a, 22a of each conductor tube element 21, 22, and an outlet port P2 is provided at the axially inner end portion 21b, 22b of each conductor tube element 21, 22. It is being By arranging these two conductor tube elements 21 and 22 in succession in the axial direction, the introduction port P1 of the conductor tube 2 is provided at both ends of the conductor tube 2 in the axial direction, and the outlet port P2 of the conductor tube 2 is provided at both ends of the conductor tube 2 in the axial direction. It will be provided at the axial center of the conductor tube 2.

各導体管要素21、22の互いに隣接する巻回部分が例えば溶接により電気的に接続されるとともに、2つの導体管要素の互いに隣接する対向部分が電気的に接続されて、導体管全体として短絡回路が構成されている。これにより、導体管2は1ターンの二次コイルとなる。なお、本実施形態の各導体管要素21、22は互いに同じ巻回数であるが、これに限られない。 The mutually adjacent winding portions of each conductor pipe element 21, 22 are electrically connected, for example, by welding, and the mutually adjacent opposing portions of the two conductor pipe elements are electrically connected, resulting in a short circuit as a whole conductor pipe. The circuit is configured. Thereby, the conductor tube 2 becomes a one-turn secondary coil. Note that although the conductor tube elements 21 and 22 of this embodiment have the same number of turns, the number of turns is not limited to this.

ここで2つの導体管要素21、22の対向部分において、導出ポートP2を除く部分が、周方向全体に亘って導電性を有する第1の接合要素(不図示)によって接合されている。この第1の接合要素は、溶接により形成されたものであっても良い。 Here, in the opposing portions of the two conductor pipe elements 21 and 22, the portions excluding the outlet port P2 are joined by a first joining element (not shown) having electrical conductivity over the entire circumferential direction. This first joining element may be formed by welding.

本実施形態では、各導体管要素21、22の導出ポートP2は、図4に示すように、各導体管要素21、22の軸方向内側端部21b、22bを管直径の2倍の曲率半径で曲げて形成されている。ここでは、導出ポートP2は、各導体管要素21、22の巻回部分を径方向外側に折り曲げられることによって形成されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 4, the outlet port P2 of each conductor tube element 21, 22 has a radius of curvature twice the tube diameter at the axially inner end 21b, 22b of each conductor tube element 21, 22. It is formed by bending it. Here, the outlet port P2 is formed by bending the wound portion of each conductor tube element 21, 22 radially outward.

一方の導体管要素21の軸方向内側端部21bと他方の導体管要素22の軸方向内側端部22bとは、周方向において互いに相寄る構成であり、2つの導体管要素21、22の導出ポートP2は、互いに接触又は近接して設けられている。これら2つの導出ポートP2は、導電性を有する第2の接合要素23によって互いに電気的に接合されている。本実施形態では、2つの導出ポートP2の間に形成される空間を埋めるように第2の接合要素23により接合されている。第2の接合要素23は、導体管2と同材質又は概略同等物性である。 The axially inner end 21b of one conductor pipe element 21 and the axially inner end 22b of the other conductor pipe element 22 are configured to approach each other in the circumferential direction, and the two conductor pipe elements 21 and 22 are guided out. The ports P2 are provided in contact with or close to each other. These two lead-out ports P2 are electrically connected to each other by a second connecting element 23 having conductivity. In this embodiment, the two lead-out ports P2 are joined by the second joining element 23 so as to fill the space formed between them. The second joining element 23 is made of the same material as the conductor tube 2 or has approximately the same physical properties.

このように構成された導体管2に対して磁束発生機構3は、図1及び図2に示すように、導体管2の内側及び外側に設けられている。導体管2の外側(導出ポートP2の引き出し側)に設けられた磁束発生機構3xは、軸方向に分割されて導出ポートP2の上側と下側とにそれぞれ設けられている。また、導体管2の内側(導出ポートP2の引き出し側とは反対側)に設けられた磁束発生機構3yは、軸方向に分割されずに一体構造とされている。 With respect to the conductor tube 2 configured in this way, the magnetic flux generating mechanism 3 is provided inside and outside the conductor tube 2, as shown in FIGS. 1 and 2. The magnetic flux generating mechanism 3x provided on the outside of the conductor tube 2 (on the draw-out side of the lead-out port P2) is divided in the axial direction and provided above and below the lead-out port P2, respectively. Further, the magnetic flux generating mechanism 3y provided inside the conductor tube 2 (on the side opposite to the drawing side of the outlet port P2) is not divided in the axial direction but has an integral structure.

<2.出水防止機構>
しかして、本実施形態の過熱水蒸気生成装置100は、図1に示すように、導出ポートP2から水蒸気が液化した水が導出されることを防止する出水防止機構4を備えている。
<2. Water prevention mechanism>
As shown in FIG. 1, the superheated steam generating apparatus 100 of this embodiment includes a water outflow prevention mechanism 4 that prevents water in which steam has been liquefied from being led out from the outgoing port P2.

この出水防止機構4は、導体管2に設けられ、当該導体管2の温度を検出する温度センサ41と、当該温度センサ41の検出温度が100℃以上の設定温度となるように誘導加熱を制御する制御装置42とを有している。 This water outflow prevention mechanism 4 includes a temperature sensor 41 that is provided in the conductor pipe 2 and detects the temperature of the conductor pipe 2, and controls induction heating so that the detected temperature of the temperature sensor 41 becomes a set temperature of 100°C or higher. It has a control device 42 that performs.

温度センサ41は、導体管2において導出ポートP2側に設けられている。なお、温度センサ41を導出ポートP2側に設ける場合には、導出ポートP2が設けられた導体管2の延出部分(螺旋部分から延び出た部分)に設ける他、導出ポートP2に隣接する導体管2の螺旋部分(巻かれた部分)に設けても良いし、導出ポートP2に接続される接続管に設けても良い。 The temperature sensor 41 is provided on the outlet port P2 side of the conductor tube 2. In addition, when the temperature sensor 41 is provided on the lead-out port P2 side, in addition to providing the temperature sensor 41 in the extending portion of the conductor tube 2 where the lead-out port P2 is provided (the part extending from the spiral portion), it may also be provided on the conductor adjacent to the lead-out port P2. It may be provided in the spiral portion (wound portion) of the pipe 2, or may be provided in the connecting pipe connected to the outlet port P2.

制御装置42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、温度センサ41の検出温度に基づいて、導入ポートP1に水蒸気が導入される前に、温度センサ41の検出温度が100℃以上の設定温度となるように誘導加熱を制御する。なお、100℃以上の設定温度は、導体管2の全体が確実に100℃以上となるように設定されており、例えば150℃である。 The control device 42 is equipped with a CPU, a memory, an A/D converter, a D/A converter, etc., and based on the temperature detected by the temperature sensor 41, the temperature sensor Induction heating is controlled so that the detected temperature of 41 becomes a set temperature of 100° C. or higher. Note that the set temperature of 100°C or higher is set to ensure that the entire conductor tube 2 is at 100°C or higher, and is, for example, 150°C.

ここで、出水防止機構4は、導入ポートP1側に設けられた開閉電磁弁43をさらに有している。なお、開閉電磁弁43を導入ポートP1側に設ける場合には、導入ポートP1が設けられた導体管2の延出部分(螺旋部分から延び出た部分)に設ける他、導入ポートP1に接続される接続管に設けても良い。 Here, the water outflow prevention mechanism 4 further includes an on-off solenoid valve 43 provided on the introduction port P1 side. In addition, when the on-off solenoid valve 43 is provided on the introduction port P1 side, in addition to providing it on the extending portion of the conductor pipe 2 where the introduction port P1 is provided (the portion extending from the spiral portion), It may also be provided on a connecting pipe.

そして、制御装置42は、図5に示すように、例えば停止状態から運転開始後において、温度センサ41の検出温度が100℃以上の設定温度となった場合に、開閉電磁弁43を自動的に開放して、導入ポートP1に水蒸気を導入する。本実施形態の開閉電磁弁43は、電動比例弁であり、制御装置42は電動比例弁43の弁開度が徐々に大きくするように開放する。 As shown in FIG. 5, the control device 42 automatically switches the on-off solenoid valve 43 when the temperature detected by the temperature sensor 41 reaches a set temperature of 100° C. or higher, for example after starting operation from a stopped state. It is opened to introduce water vapor into the introduction port P1. The opening/closing solenoid valve 43 of this embodiment is an electric proportional valve, and the control device 42 opens the electric proportional valve 43 so that the opening degree of the electric proportional valve 43 gradually increases.

電動比例弁43の開閉時間(閉じた状態から開いた状態にするまでの時間)は、導入される水蒸気の温度と温度センサ41の検出温度との差などに基づいて、調整することができる。例えば、水蒸気の温度と検出温度との差が小さければヒートショックの影響は小さいので、開閉時間を短くすることが考えられ、それらの差が大きければヒートショックの影響も大きいので、開閉時間を長くすることが考えられる。 The opening/closing time (the time from the closed state to the open state) of the electric proportional valve 43 can be adjusted based on the difference between the temperature of the introduced water vapor and the temperature detected by the temperature sensor 41. For example, if the difference between the water vapor temperature and the detected temperature is small, the effect of heat shock is small, so you can shorten the opening/closing time, and if the difference is large, the effect of heat shock is large, so the opening/closing time can be lengthened. It is possible to do so.

その他、本実施形態では、図1に示すように、導出ポートP2側に、水蒸気が液化した水をトラップする導出側トラップ機構5が設けられている。導出側トラップ機構5は、液化した水を貯留する貯留部51と、当該貯留部51に溜まった水を排出する排出部52とを有している。なお、導出側トラップ機構5を導出ポートP2側に設ける場合には、導出ポートP2が設けられた導体管2の延出部分(螺旋部分から延び出た部分)に設ける他、導出ポートP2に接続される接続管に設けても良い。ここで、導出側トラップ5は、過熱水蒸気生成装置100の過熱水蒸気導出口にできるだけ近い位置に設けることが望ましい。 Additionally, in this embodiment, as shown in FIG. 1, an outlet-side trap mechanism 5 is provided on the outlet port P2 side to trap water in which water vapor is liquefied. The outlet trap mechanism 5 includes a storage section 51 that stores liquefied water, and a discharge section 52 that discharges the water accumulated in the storage section 51. In addition, when providing the lead-out side trap mechanism 5 on the lead-out port P2 side, in addition to providing it in the extending part of the conductor pipe 2 where the lead-out port P2 is provided (the part extending from the spiral part), it may also be connected to the lead-out port P2. It may also be provided on a connecting pipe. Here, it is desirable that the outlet trap 5 be provided at a position as close as possible to the superheated steam outlet of the superheated steam generator 100.

また、導入ポートP1側に、水蒸気が液化した水をトラップする導入側トラップ機構6が設けられている。導入側トラップ機構6は、液化した水を貯留する貯留部61と、当該貯留部61に溜まった水を排出する排出部62とを有している。なお、導入側トラップ機構6を導入ポートP1側に設ける場合には、導入ポートP1が設けられた導体管2の延出部分(螺旋部分から延び出た部分)に設ける他、導入ポートP1に接続される接続管に設けても良い。ここで、導入側トラップ機構6は、導体管2の延出部分において螺旋部分にできるだけ近い位置に設けることが望ましい。 Furthermore, an introduction-side trap mechanism 6 is provided on the introduction port P1 side to trap water in which water vapor is liquefied. The introduction side trap mechanism 6 has a storage section 61 that stores liquefied water, and a discharge section 62 that discharges the water accumulated in the storage section 61. In addition, when the introduction side trap mechanism 6 is provided on the introduction port P1 side, in addition to providing it on the extension part (the part extending from the spiral part) of the conductor tube 2 where the introduction port P1 is provided, it is also connected to the introduction port P1. It may also be provided on a connecting pipe. Here, it is desirable that the introduction-side trap mechanism 6 be provided at a position as close as possible to the spiral portion in the extending portion of the conductor tube 2.

<3.本実施形態の効果>
このように構成された本実施形態に係る過熱水蒸気生成装置100によれば、出水防止機構4により導出ポートP2側の温度を100℃以上に加熱した後に、導入ポートP1に水蒸気が導入されるように構成しているので、導出ポートP2から水蒸気が液化した水が導出されることを防ぐことができる。その結果、過熱水蒸気を用いて熱処理される被処理物に対して、液化した水が与える悪影響を抑制することができる。
<3. Effects of this embodiment>
According to the superheated steam generation device 100 according to the present embodiment configured in this way, steam is introduced into the introduction port P1 after the water outflow prevention mechanism 4 heats the temperature on the outlet port P2 side to 100° C. or more. Therefore, it is possible to prevent water in which water vapor has been liquefied from being drawn out from the outlet port P2. As a result, it is possible to suppress the adverse effects of liquefied water on the object to be heat-treated using superheated steam.

制御装置42は、温度センサ41の検出温度が100℃以上の設定温度となった場合に、開閉電磁弁43を開放して、導出ポートP1に水蒸気を導入するので、自動的に出水防止機能が働くようにできる。また、飽和水蒸気生成装置と別々の装置構成の場合において、過熱水蒸気生成装置が100℃以上になる前に水蒸気が導入されないように、過熱水蒸気生成装置の導入ポート側でコントロールすることができる。 When the temperature detected by the temperature sensor 41 reaches a set temperature of 100° C. or more, the control device 42 opens the on-off solenoid valve 43 and introduces water vapor into the outlet port P1, so that the water outflow prevention function is automatically activated. I can make it work. In addition, in the case of a separate device configuration from the saturated steam generation device, control can be performed on the introduction port side of the superheated steam generation device so that steam is not introduced before the temperature of the superheated steam generation device reaches 100 ° C. or higher.

導出ポートP2側に導出側トラップ機構5を設けているので、過熱水蒸気生成装置100から液化した水が導出されることをより一層防止することができる。また、導入ポートP1側に導入側トラップ機構6を設けているので、過熱水蒸気生成装置100に水蒸気が液化した水が導入されることを防止して、過熱水蒸気生成装置100から液化した水が導出されることをより一層防止することができる。 Since the outlet trap mechanism 5 is provided on the outlet port P2 side, it is possible to further prevent liquefied water from being drawn out from the superheated steam generating device 100. Furthermore, since the introduction side trap mechanism 6 is provided on the introduction port P1 side, it is possible to prevent liquefied water from being introduced into the superheated steam generation device 100 and to draw out the liquefied water from the superheated steam generation device 100. It is possible to further prevent this from happening.

<4.その他の本実施形態の効果>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
<4. Other effects of this embodiment>
Note that the present invention is not limited to the above embodiments.

例えば、前記実施形態では、誘導加熱方式により導体管をジュール発熱させる構成であったが、直接通電加熱方式により導体管をジュール発熱させる構成であっても良い。また、導体管をジュール発熱させることなく、外部の熱源(例えばヒータ)により管を加熱することによって、当該管を流れる水蒸気を加熱する構成であっても良い。 For example, in the embodiment described above, the conductor tube generates Joule heat using an induction heating method, but the conductor tube may generate Joule heat using a direct current heating method. Alternatively, the conductor tube may be configured to heat the water vapor flowing through the tube by heating the tube with an external heat source (for example, a heater) without generating Joule heat in the conductor tube.

また、前記実施形態の温度センサ41は、導出ポートP2側に設けられているが、導体管2の温度が検出できる位置であれば、何れの位置であっても良い。 Furthermore, although the temperature sensor 41 in the embodiment described above is provided on the outlet port P2 side, it may be located at any position as long as the temperature of the conductor tube 2 can be detected.

さらに、前記実施形態の電磁開閉弁は、過熱水蒸気生成装置に設けられているが、過熱水蒸気生成装置に水蒸気を供給する水蒸気生成装置の導出側に設けられたものであっても良い。 Furthermore, although the electromagnetic on-off valve of the above embodiment is provided in the superheated steam generation device, it may be provided on the outlet side of the steam generation device that supplies steam to the superheated steam generation device.

その上、導体管の構成は、前記実施形態に限られず、1本の導体管を螺旋状に巻回して構成したものであっても良い。 Furthermore, the configuration of the conductor tube is not limited to the above embodiment, and may be configured by winding a single conductor tube in a spiral shape.

前記実施形態の水蒸気収容部は、導体管を用いて構成されているが、水蒸気を収容する容器であっても良い。 Although the water vapor accommodating portion in the embodiment described above is configured using a conductor pipe, it may be a container for accommodating water vapor.

また、過熱水蒸気生成装置が前記実施形態の構成に加えて、水を加熱して水蒸気を生成する水蒸気生成部を有していても良い。 Further, in addition to the configuration of the above embodiment, the superheated steam generation device may include a steam generation section that heats water to generate steam.

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 embodiments described above, and that various modifications can be made without departing from the spirit thereof.

100・・・過熱水蒸気生成装置
P1 ・・・導入ポート
P2 ・・・導出ポート
2 ・・・導体管
4 ・・・出水防止機構
41 ・・・温度センサ
42 ・・・制御装置
43 ・・・開閉電磁弁(電動比例弁)
5 ・・・導出側トラップ機構
6 ・・・導入側トラップ機構
100...Superheated steam generator P1...Introduction port P2...Outlet port 2...Conductor pipe 4...Water prevention mechanism 41...Temperature sensor 42...Control device 43...Opening/closing Solenoid valve (electric proportional valve)
5... Outlet side trap mechanism 6... Inlet side trap mechanism

Claims (4)

導入ポート及び導出ポートを有する水蒸気収容部を加熱し、前記導入ポートから導入された水蒸気を加熱して前記導出ポートから過熱水蒸気を導出する過熱水蒸気生成装置であって、
前記導出ポートから前記水蒸気が液化した水が導出されることを防止する出水防止機構を備え、
前記出水防止機構は、前記水蒸気収容部の温度を検出する温度センサと、前記水蒸気収容部の加熱を制御する制御装置とを有し、
前記導入ポート側に電動比例弁が設けられており、
前記制御装置は、前記導入ポートに前記水蒸気が導入される前に、前記温度センサの検出温度が100℃以上となるように前記水蒸気収容部の加熱を制御するとともに、前記温度センサの検出温度が100℃以上となった場合に、前記電動比例弁の弁開度が徐々に大きくするように開放するものであり、
前記制御装置は、前記電動比例弁における閉じた状態から開いた状態にするまでの時間を、前記導入ポートから導入される水蒸気の温度と前記温度センサの検出温度との差に基づいて調整する、過熱水蒸気生成装置。
A superheated steam generation device that heats a steam storage unit having an introduction port and an outlet port, heats the steam introduced from the introduction port, and extracts superheated steam from the outlet port,
comprising a water outflow prevention mechanism that prevents water in which the water vapor has been liquefied from being led out from the outgoing port;
The water outflow prevention mechanism includes a temperature sensor that detects the temperature of the water vapor storage unit, and a control device that controls heating of the water vapor storage unit,
An electric proportional valve is provided on the introduction port side,
The control device controls heating of the water vapor storage section such that the temperature detected by the temperature sensor is 100° C. or higher before the water vapor is introduced into the introduction port , and the control device controls heating of the water vapor storage section such that the temperature detected by the temperature sensor is 100° C. or higher. When the temperature reaches 100°C or higher, the electric proportional valve is opened so as to gradually increase the valve opening degree,
The control device adjusts the time from the closed state to the open state of the electric proportional valve based on the difference between the temperature of the water vapor introduced from the introduction port and the temperature detected by the temperature sensor. Superheated steam generator.
前記温度センサは、前記水蒸気収容部において前記導出ポート側に設けられている、請求項1に記載の過熱水蒸気生成装置。 The superheated steam generation device according to claim 1, wherein the temperature sensor is provided on the outlet port side in the steam storage section. 前記導出ポート側に設けられ、前記水蒸気が液化した水をトラップする導出側トラップ機構をさらに備える、請求項1又は2に記載の過熱水蒸気生成装置。 The superheated steam generation device according to claim 1 or 2 , further comprising an outlet side trap mechanism provided on the outlet port side and traps water in which the steam is liquefied. 前記導入ポート側に設けられ、前記水蒸気が液化した水をトラップする導入側トラップ機構をさらに備える、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 generation device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising an introduction-side trap mechanism that is provided on the introduction port side and traps water in which the water vapor has been liquefied.
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