KR20170054986A

KR20170054986A - 과열 수증기 처리 장치 및 그 동작 방법

Info

Publication number: KR20170054986A
Application number: KR1020160137294A
Authority: KR
Inventors: 도루 도노무라; 다카츠구 기타노; 야스키 니시자와
Original assignee: 토쿠덴 가부시기가이샤
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2017-05-18
Also published as: CN107036448A; TW201716736A; TWI687638B; KR102503455B1; JP2017092018A; JP6697897B2; CN107036448B

Abstract

본 발명은 유로 형성체의 고온 산화에 의한 열화를 방지하는 것으로, 내부에 유로(R)가 형성된 도전성 재료로 이루어지는 유로 형성체(21)를 통전 가열하고, 유로(R)를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성부(2)와, 유로 형성체(21)의 일부 또는 전부가 배치되어, 유로 형성체(21)에 의해 생성된 과열 수증기가 도입되는 과열 수증기 수용부(3)를 구비하고, 유로 형성체(21)는 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성되어 있고, 과열 수증기 생성부(2)는 유로 형성체(21)의 온도를 산화 개시 온도 미만의 온도와 산화 개시 온도 이상의 온도로 전환 운전 가능하게 구성되어 있다.

Description

과열 수증기 처리 장치 및 그 동작 방법{SUPERHEATED STEAM PROCESSING APPARATUS AND ITS OPERATION METHOD}

본 발명은 물로부터 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성 장치 및 당해 과열 수증기 생성 장치를 이용한 처리 방법에 관한 것이다.

근래, 과열 수증기를 이용하여, 피(被)처리물의 세정, 건조 또는 살균을 행하는 과열 수증기 처리 장치가 고안되고 있다.

이 과열 수증기 처리 장치는, 특허 문헌 1에 도시하는 것처럼, 과열 수증기를 생성하는 과열 장치와, 당해 과열 장치로부터 생성된 과열 수증기가 공급되는 열처리로를 구비하고, 당해 열처리로에 수용된 피처리물을 세정, 건조 또는 살균하도록 구성되어 있다.

이 처리 장치에서는, 상기 과열 장치에 의해 생성된 과열 수증기를 분출(噴出)하는 스팀 라인(도입관)을 열처리로의 내부에 마련하고 있다.

여기서, 열처리로의 내부가 수증기 또는 과열 수증기로 충만(充滿)되어 있는 상태에서는, 산소가 존재하지 않거나 또는 매우 저농도이기 때문에, 스팀 라인의 산화에 의한 열화는 생기기 어렵다.

그렇지만, 열처리로의 내부가 수증기 또는 과열 수증기로 충만되어 있지 않은 상태에서는, 고온으로 되어 있는 스팀 라인이 열처리로의 내부에 잔류한 대기(大氣) 중의 산소와 결합하여 산화가 진행되어 버린다. 그 결과, 스팀 라인이 열화되어, 장치 수명의 저하를 초래해 버린다.

특허 문헌 1: 일본 특개 2006－226561 공보

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결할 수 있도록 이루어진 것으로, 고온으로 가열된 유로(流路) 형성체의 산화를 억제하는 것을 그 주된 과제로 하는 것이다.

즉 본 발명에 따른 과열 수증기 생성 장치는, 내부에 유로가 형성된 도전성 재료로 이루어지는 유로 형성체를 통전(通電) 가열하여, 상기 유로를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성부와, 상기 유로 형성체의 일부 또는 전부가 배치되어, 상기 유로 형성체에 의해 생성된 과열 수증기가 도입되는 과열 수증기 수용부를 구비하고, 상기 유로 형성체는 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성되어 있고, 상기 과열 수증기 생성부는 상기 유로 형성체의 온도를 상기 산화 개시 온도 미만의 온도와 상기 산화 개시 온도 이상의 온도로 전환 운전 가능하게 구성되어 있다.

여기서, 산화 개시 온도란 100℃ 보다 고온의 온도로서, 대기 중에 있어서 도전성 재료의 산화가 급속히 진행하는 온도이다. 즉, 산화 개시 온도 미만의 온도에서는, 대기 중에 있어서 도전성 재료의 산화 속도가 작아 실질적으로 무시할 수 있는 정도이고, 산화 개시 온도 이상의 온도에서는, 대기 중에 있어서 도전성 재료의 산화 속도가 커서 산화에 의해 부식이 크다.

이와 같은 것이면, 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성된 유로 형성체의 온도를 산화 개시 온도 미만의 온도와 산화 개시 온도 이상의 온도로 전환 운전 가능하므로, 유로 형성체를 산화 개시 온도 미만의 온도에서 운전하여 과열 수증기 수용부를 수증기 또는 과열 수증기로 채우고, 그 후에, 유로 형성체의 온도를 산화 개시 온도 이상의 온도에서 운전하면, 유로 형성체가 대기 중의 산소에 의해서 산화하는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로는, 상기 과열 수증기 생성부는 상기 과열 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기가 충만되기 전은 상기 유로 형성체의 온도가 상기 산화 개시 온도 미만이 되도록 동작하여 수증기 또는 과열 수증기를 상기 과열 수증기 수용부에 도입하고, 상기 과열 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기로 충만된 후는 상기 유로 형성체의 온도가 상기 산화 개시 온도 이상이 되도록 동작하여 과열 수증기를 상기 과열 수증기 수용부에 도입하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 산화 개시 온도 이상에서 운전되고 있는 상태에서 과열 수증기 수용부의 도어를 열어 피처리물을 취출하면, 외부로부터 공기가 유입(流入)되어 과열 수증기 생성부의 유로 형성체가 산화되어 버린다. 이 때문에, 상기 과열 수증기 생성부는 상기 과열 수증기 수용부가 과열 수증기로 충만해 있고, 또한 상기 유로 형성체가 상기 산화 개시 온도 이상인 상태에서부터, 상기 과열 수증기 수용부의 외부로부터 과열 수증기 이외의 기체가 유입되는 상태가 되기 전에, 상기 유로 형성체의 온도를 상기 산화 개시 온도 미만이 되도록 동작하는 것이 바람직하다.

상기 과열 수증기 생성부의 구체적인 구성으로서는, 2N개(N은 1 이상의 정수임. )의 상기 유로 형성체인 도체관이 서로 평행이 되도록 배치되어 있고, 상기 2N개의 도체관의 일단부가 서로 전기적으로 접속되고, 상기 2N개의 도체관의 타단부에 있어서, 서로 인접하는 타단부에 접속되는 단상(單相) 교류 전원의 극성이 다르도록, 단상 교류 전원의 U상 및 V상이 교호로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성이면, 서로 인접하는 도체관에 흐르는 전류가 서로 역방향이 되므로, 각각의 전류에 의해 발생하는 자속이 서로 상쇄되어, 도체관에 발생하는 임피던스가 저감되어 회로 역률(力率)을 개선할 수 있다. 따라서 유체 가열 장치의 설비 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 과열 수증기 생성부의 다른 구체적인 구성으로서는, 3N개(N은 1 이상의 정수임. )의 상기 유로 형성체인 도체관이 서로 평행이 되도록 배치되어 있고, 상기 3N개의 도체관의 일단부가 서로 전기적으로 접속되고, 상기 3N개의 도체관의 타단부에 있어서, 연속하여 늘어서는 3개의 타단부에 접속되는 삼상(三相) 교류 전원의 극성이 각각 다르도록, 삼상 교류 전원의 U상, V상 및 W상이 교호로 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성이면, 연속하여 늘어서는 3개의 타단부에 접속되는 삼상 교류 전원의 극성이 각각 다르도록 삼상 교류 전원의 U상, V상 및 W상이 접속되어 있으므로, 연속하여 늘어서는 3개의 도체관에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속이 서로 상쇄되어 도체관에 발생하는 임피던스가 저감되어 회로 역률을 개선할 수 있다. 따라서 유체 가열 장치의 설비 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 과열 수증기 수용부는 공급된 수증기 또는 과열 수증기를 배출하는 배출부를 가지는 것이 바람직하다. 이 구성이면, 수증기 또는 과열 수증기를 상시 공급할 수 있어, 과열 수증기 수용부를 항상 저산소 상태로 유지할 수 있다.

고온의 과열 수증기를 생성하는 경우, 과열 수증기 수용부 내의 온도도 고온이 되기 때문에, 과열 수증기 수용부 밖의 유로 형성체 또는 유로 형성체에 접속된 유로 접속부(예를 들면 통전 부재나 외부 배관)도 고온이 되는 경우가 많다. 여기서, 과열 수증기 수용부 밖의 유로 형성체 또는 유로 접속부가 산화 개시 온도 이상이 되면 유로 형성체 또는 유로 접속부의 수명 저하로 이어진다.

이 때문에, 상기 유로 형성체 또는 상기 유로 형성체에 접속된 유로 접속부에 있어서, 상기 과열 수증기 수용부 내의 부분의 통전 단면적보다도 상기 과열 수증기 수용부 밖의 부분의 통전 단면적이 크거나, 또는 상기 과열 수증기 수용부 내의 통전 부분의 저항보다도 상기 과열 수증기 수용부 밖의 통전 부분의 저항이 작은 것이 바람직하다. 이 구성이면, 과열 수증기 수용부 밖의 유로 형성체 또는 유로 접속부의 발열을 억제하여, 산화 개시 온도 미만으로 유지할 수 있어, 수명 저하를 억제할 수 있다.

또, 과열 수증기 수용부 밖의 유로 형성체 또는 유로 접속부를 산화 개시 온도 미만으로 냉각할 수 있으면, 유로 형성체 또는 유로 접속부의 수명 저하를 억제할 수 있다. 이를 위한 구체적인 구성으로서는, 상기 과열 수증기 수용부와는 별도로, 상기 유로 형성체 또는 상기 유로 형성체에 접속된 유로 접속부가 관통함과 아울러 수증기가 도입되는 수증기 도입부가 마련되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성이면, 수증기 도입부에 100℃ 이상이고 또한 산화 개시 온도 미만의 수증기가 도입됨으로써, 과열 수증기 수용부 밖의 유로 형성체 또는 유로 접속부를 산화 개시 온도 미만으로 유지할 수 있어, 수명 저하를 억제할 수 있다.

여기서, 수증기 도입부에는, 외부로부터 온도 조정된 과열 수증기를 도입하도록 구성해도 좋고, 수증기 수용부에 과열 수증기 발생부를 마련해 두고, 외부로부터 포화 수증기를 도입하여 상기 과열 수증기 발생부에 의해 과열 수증기를 발생시키는 구성으로 해도 된다.

상기 유로 형성체는 당연히 융점(融点) 이하의 온도에서 사용하지 않으면 안 된다. 따라서 가능한 한 융점이 높은 재질을 이용하여 유로 형성체를 형성하는 것이 바람직하지만, 실용적으로는 입수성이나 가공성 및 그 재료 코스트 및 가공 코스트도 중요한 요소이다.

예를 들면, 2000℃ 이상의 융점을 가지는 금속에는 이하와 같은 것이 있다.

텅스텐(tungsten)(융점：3443℃), 탄탈(Tantal)(융점：3027℃), 오스뮴(osmium)(융점：2697℃), 몰리브덴(Molybdan)(융점：2622℃), 니오븀(niobium)(융점：2500℃), 콜럼븀(columbium)(융점 2500℃), 이리듐(융점：2454℃), 루테늄(ruthenium)(융점：2427℃), 지르코늄(zirconium)(융점：2127℃)

상기의 금속 중, 융점 2000℃ 이상이면서, 비교적 입수성이나 가공성이 좋고, 고온 과열 수증기에 대해서 화학 변화하기 어려운 것은 순(純)이리듐 및 이리듐 합금이다. 도 7은 1000℃ 이상의 과열 수증기 분위기에 텅스텐, 탄탈, 몰리브덴, 티탄 및 이리듐을 1.5~6시간 둔 시험 데이터이다. 이리듐의 중량 감소율은 1.4%로 측정 오차 정도였지만, 몰리브덴은 50.5%, 탄탈은 30.8%, 텅스텐은 15.7%로 큰 값이어서, 실용화는 곤란하다. 티탄에 대해서는 24.4%의 증가로 되었지만, 이것은 물분자 중의 산소 원자 또는 수소 원자와 화합하여 산화물 등이 생김으로써 중량 증가했다고 생각할 수 있다. 이 경우도 재질이 타물질로 변화하고 있어, 실용화는 곤란하다.

상기 유로 형성체의 온도를 검출하는 구체적인 실시 양태로서는, 과열 수증기 처리 장치가 상기 유로 형성체의 저항치로부터 상기 유로 형성체의 온도를 산출하는 온도 검출 기구를 구비하는 것이 고려될 수 있다. 구체적으로는, 과열 수증기 처리 장치가 상기 유로 형성체에 인가되는 교류 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 유로 형성체에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 전압 검출부에 의해 얻어지는 전압치 및 상기 전류 검출부로부터 얻어지는 전류치에 의해 얻어지는 임피던스와 상기 유로 형성체의 온도의 관계로부터, 상기 유로 형성체의 온도를 산출하는 온도 검출 기구를 구비하는 것이 고려될 수 있다. 이 구성이면, 유로 형성체에 통전함으로써 전기적으로 유로 형성체의 온도를 측정할 수 있어, 무리없이 온도를 측정할 수 있다. 그 외, 과열 수증기 처리 장치는 상기 유로 형성체에 직류 전압을 인가하는 직류 전원과, 상기 유로 형성체에 흐르는 직류 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 직류 전압과 상기 전류 검출부로부터 얻어지는 전류치에 의해 저항치와 상기 유로 형성체의 온도의 관계로부터, 상기 유로 형성체의 온도를 산출하는 온도 검출 기구를 구비하는 것이어도 된다.

상기 유로 형성체와는 별도로 과열 수증기 수용부 내에 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 금속체를 설치하고, 상기 금속체의 저항치로부터 상기 과열 수증기 수용부 내의 분위기 온도를 산출하는 온도 검출 기구를 구비하는 것이 바람직하다. 과열 수증기 수용부 내에 금속체를 설치하고, 금속체에 통전하고 있지 않은 상태 또는 큰 발열을 하지 않는 정도의 미약한 전류를 흘린 상태에서는, 금속체는 과열 수증기 수용부 내의 분위기 온도와 동등한 온도가 된다. 이 금속체에 인가되는 전압과 흐르는 전류의 관계, 또는 간헐적으로 통전을 행했을 때의 인가 전압과 전류치로부터 저항치를 산출하고, 그 저항치로부터 온도를 산출함으로써 과열 수증기 수용부 내의 분위기 온도를 검출할 수 있다. 여기서, 상기 금속체는 산화 개시 온도가 100℃ 이상의 재질로 구성하고, 그 융점 온도가 과열 수증기 수용부 내 분위기 온도보다 높은 것이 바람직하다. 예를 들면, 금속체는 유로 형성체와 동일 재료로 형성하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 금속체를 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 재질로 구성하고 있으므로, 금속체의 산화를 막을 수 있다.

또, 본 발명에 따른 과열 수증기 처리 장치는 수증기를 수용하는 수증기 수용부와, 상기 수증기 수용부 내에 마련된 도전성 재료로 이루어지는 가열용 부재와, 상기 수증기 수용부 밖에 마련되어, 상기 가열용 부재를 유도 가열하는 유도 가열부를 구비하고, 상기 유도 가열부에 의해 유도 가열된 상기 가열용 부재에 의해, 상기 수증기 수용부 내의 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 것으로, 상기 가열용 부재는 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성되어 있고, 상기 유도 가열부는 상기 가열용 부재의 온도를 상기 산화 개시 온도 미만의 온도와 상기 산화 개시 온도 이상의 온도로 전환 운전 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성이면, 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성된 가열용 부재의 온도를 산화 개시 온도 미만의 온도와 산화 개시 온도 이상의 온도로 전환 운전 가능하므로, 가열용 부재를 산화 개시 온도 미만의 온도에서 운전하여 수증기 수용부를 수증기 또는 과열 수증기로 채우고, 그 후에, 가열용 부재의 온도를 산화 개시 온도 이상의 온도에서 운전하면, 가열용 부재가 수증기 수용부 내의 대기 중의 산소에 의해서 산화하는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 과열 수증기 처리 장치의 동작 방법은, 내부에 유로가 형성된 도전성 재료로 이루어지는 유로 형성체를 통전 가열하여, 상기 유로를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성부와, 상기 유로 형성체의 일부 또는 전부가 배치되어, 상기 유로 형성체에 의해 생성된 과열 수증기가 도입되는 과열 수증기 수용부를 구비하고, 상기 유로 형성체는 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성되어 있는 과열 수증기 처리 장치의 동작 방법으로서, 상기 과열 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기가 충만되기 전은, 상기 유로 형성체의 온도가 상기 산화 개시 온도 미만이 되도록 상기 과열 수증기 생성부를 동작시켜 수증기 또는 과열 수증기를 상기 과열 수증기 수용부에 도입하고, 상기 과열 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기가 충전된 후는, 상기 유로 형성체의 온도가 상기 산화 개시 온도 이상이 되도록 상기 과열 수증기 생성부를 동작시켜 과열 수증기를 상기 과열 수증기 수용부에 도입하는 것을 특징으로 한다.

추가로, 본 발명에 따른 과열 수증기 처리 장치의 동작 방법은 수증기를 수용하는 수증기 수용부와, 상기 수증기 수용부 내에 마련된 도전성 재료로 이루어지는 가열용 부재와, 상기 수증기 수용부 밖에 마련되어, 상기 가열용 부재를 유도 가열하는 유도 가열부를 구비하고, 상기 유도 가열부에 의해 유도 가열된 상기 가열용 부재에 의해, 상기 수증기 수용부 내의 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 것이고, 상기 가열용 부재는 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성된 과열 수증기 처리 장치의 동작 방법으로서, 상기 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기가 충만되기 전은, 상기 가열용 부재가 상기 산화 개시 온도 미만의 온도가 되도록 상기 유도 가열부를 동작시키면서, 수증기 또는 과열 수증기를 상기 수증기 수용부에 도입하고, 상기 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기가 충전된 후는, 상기 가열용 부재가 상기 산화 개시 온도 이상의 온도가 되도록 상기 유도 가열부를 동작시키는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 유로 형성체를 산화 개시 온도 미만의 온도에서 운전하여 과열 수증기 수용부를 수증기 또는 과열 수증기로 채우고, 그 후에, 유로 형성체의 온도를 산화 개시 온도 이상의 온도에서 운전함으로써, 유로 형성체가 대기 중의 산소에 의해서 산화하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 과열 수증기 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 동 실시 형태의 도체관의 구체적 구성을 나타내는 육면도이다.
도 3은 동 실시 형태의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 4는 변형 실시 형태의 도체관의 구체적 구성을 나타내는 육면도이다.
도 5는 변형 실시 형태의 과열 수증기 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 변형 실시 형태의 과열 수증기 처리 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 1000℃ 이상의 과열 수증기 분위기에 텅스텐, 탄탈, 몰리브덴, 티탄 및 이리듐을 1.5~6시간 두었을 때의 중량 변화를 나타내는 시험 데이터이다.

이하에 본 발명에 따른 과열 수증기 처리 장치의 일 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시 형태에 따는 과열 수증기 처리 장치(100)는 도 1에 도시하는 것처럼, 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 통전 가열 방식의 과열 수증기 생성부(2)와 과열 수증기 생성부(2)에 의해 생성된 과열 수증기가 도입되는 과열 수증기 수용부(3)를 구비하고 있다.

과열 수증기 생성부(2)는 내부에 수증기가 흐르는 유로(R)가 형성된 도전성 재료로 이루어지는 유로 형성체인 도체관(21)에 교류 전압을 인가하여 직접 통전하여, 도체관(21)의 내부 저항에 의해 발생하는 줄열에 의해서 도체관(21)을 가열함으로써, 상기 유로(R)를 흐르는 수증기를 가열하는 것이다.

구체적으로 과열 수증기 생성부(2)는, 도 2에 도시하는 것처럼, 2개의 도체관(21)이 서로 평행이 되도록 배치되어 있고, 당해 2개의 도체관(21)의 수증기 도입측인 일단부(21a)가 서로 전기적으로 접속되어 있다. 각 도체관(21)은 직관(直管) 모양을 이루는 원통관(圓筒管)이고, 동일 형상을 이루는 것이다.

또, 도체관(21)은 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성되어 있다. 즉 도체관(21)은 산화 개시 온도 미만에서는, 대기 중의 산소와 결합하여 형성된 산화 피막에 의해, 부식이 진행하지 않거나 또는 부식이 진행하더라도 실질적으로 무시할 수 있는 상태이다. 한편, 도체관(21)은 산화 개시 온도 이상에서는, 표면에 형성된 산화 피막이 파괴되어, 산소가 내부에 침입하여 도전성 재료의 추가 산화가 진행되어 산화 속도가 현저하게 증대한다. 이 산화 개시 온도는 도체관(21)에 이용하는 도전성 재료의 재질, 상정하는 도체관(21)의 수명 등에 의해서 정해지는 온도이다.

도체관(21)을 형성하는 구체적인 도전성 재료로서, 오스테나이트(austenite)계 스테인레스강이나 인코넬(Inconel) 합금을 이용할 수 있다. 그 외, 고내열성(高耐熱性)을 겸비하는 도전성 재료로서, 융점 온도가 2000℃ 이상의 순이리듐 또는 이리듐 합금 등을 이용할 수 있다.

상기의 각 도전성 재료의 산화 개시 온도의 구체적인 예로서는, 예를 들면 이하이다.

오스테나이트계 스테인레스강：500℃ ~ 700℃

인코넬 합금：900℃

순이리듐 또는 이리듐 합금：600℃

구체적으로 2개의 도체관(21)의 일단부(21a)는, 도체관(21)과 동일 재료로 이루어지는 분류관(22)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 이 분류관(22)은 2개의 도체관(21)의 일단부(21a)에 접속됨과 아울러, 당해 2개의 도체관(21)에 수증기 또는 과열 수증기를 분류시키는 것이다. 또, 본 실시 형태에서는, 도체관(21) 및 분류관(22)이 일체 구성된 것이다.

또, 2개의 도체관(21)의 타단부(21b)는 폐색(閉塞)되어 있고, 도체관(21)의 도중 (일단부(21a) 및 타단부(21b)의 사이)의 측벽에 복수의 유체 분출 노즐(23)이 마련되어 있다. 이 복수의 유체 분출 노즐(23)은 도체관(21)의 측벽에 있어서 원주 방향 전체에 형성되는 것이어도 되고, 도체관(21)의 측벽에 있어서 배열 방향에 직교하는 한 방향측에 형성되는 것이어도 된다. 또, 복수의 유체 분출 노즐(23)은 측벽에 있어서 일단부(21a)에서부터 타단부(21b)에 걸쳐서 등간격으로 마련되어 있지만, 이것으로 한정되지 않는다.

또한, 분류관(22)의 상류측 개구에 의해 구성되는 유체 도입구에는, 플랜지부(221)가 형성되어 있어, 유도 가열 방식 또는 통전 가열 방식의 포화 수증기 생성부(200)에 접속된 외부 배관(도시하지 않음)과의 접속이 가능해지도록 구성되어 있다.

그리고 2개의 도체관(21)의 유체 도출측인 타단부(21b)에 단상 교류 전원(24)이 접속되어 있다. 구체적으로는, 2개의 도체관(21)의 타단부(21b)의 한쪽에 단상 교류 전원(24)의 U상이 접속되어 있고, 2개의 도체관(21)의 타단부(21b)의 다른 쪽에 단상 교류 전원의 V상이 접속되어 있다. 각 도체관(21)의 타단부(21b)에 접속되는 전극(25)은 도체관(21)과 동일 재질(예를 들면 오스테나이트계 스테인레스강) 또한 고체(solid) 재료로서, 전극폭 치수가 도체관(21)의 직경 이하이며, 도체관(21)의 연장선상에 배치된 직선 모양을 이루는 것이다. 또한, 전극폭 치수란 도체관(21)의 관축 방향에 직교하는 방향의 치수이다. 또, 전극(25)에 있어서의 도체관(21)과의 접속부의 외면은, 도체관(21)의 외측 주위면과 같은 면 또는 지름 방향 내측에 위치하도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 과열 수증기 수용부(3)로의 삽입을 간단하게 행할 수 있도록 하고 있다. 추가로, 전극(25)에는 외부 배선을 접속하기 위한 접속 구멍(251)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성한 과열 수증기 생성부(2)에 있어서, 단상 교류 전원(24)으로부터 단상 교류 전압을 전극(25)을 통해서 도체관(21)에 인가하면, 한쪽의 도체관(21)에 흐르는 전류의 방향과, 다른 쪽의 도체관(21)에 흐르는 전류의 방향이 역방향이 된다. 그러면, 각각의 전류에 의해 발생하는 자속이 서로 상쇄되어, 도체관(21)에 발생하는 임피던스가 저감되어 회로 역률을 개선할 수 있다. 따라서 과열 수증기 생성부(2)의 설비 효율을 향상시킬 수 있다.

과열 수증기 수용부(3)는 도체관(21)의 유체 분출 노즐(23)로부터 분출된 과열 수증기에 의해서 피처리물 W를 열처리(예를 들면 세정, 건조, 소성 또는 살균)하기 위한 처리실(31)을 형성하는 챔버(chamber)이다. 여기서, 피처리물 W는 상기 처리실(31)에 반송 벨트 등의 반송 기구에 의해 연속적으로 반송되는 구성으로 하는 것을 생각할 수 있다.

구체적으로는, 챔버(3)의 좌우 측벽(32, 33)을 관통하도록 도체관(21)이 삽입되어 마련되어 있다. 이때, 도체관(21)이 챔버(3)의 좌우 측벽(32, 33)에 삽입된 상태에서, 복수의 유체 분출 노즐(23)은 챔버(3)의 좌우 측벽(32, 33)의 사이, 즉, 챔버(3)의 내부 공간에 위치한다.

또, 도체관(21)이 챔버(3)에 삽입된 상태에서, 당해 도체관(21)에 접속되는 전극(25)은 챔버(3)의 외측에 위치하고 있다. 이것에 의해, 챔버(3)의 좌우 측벽(32, 33)에 도체관(21)을 장착하기 위한 구멍을 형성하는 것만으로, 전극(25)이 마련된 도체관(21)을 간단하게 착탈할 수 있다. 즉, 도체관(21)을 챔버(3)에 삽입하여 장착할 때, 또 도체관(21)을 챔버(3)로부터 뽑아내어 분리할 때, 전극(25)이 좌우 측벽(32, 33)에 간섭하여 방해가 되는 것을 방지할 수 있다. 또, 도체관(21)에 접속되는 단상 교류 전원(24)은 챔버(3)의 외부에 마련된 전원실(도시하지 않음) 내에 마련되어 있다. 이와 같이 챔버(3)와는 다른 공간에 설치된 단상 교류 전원(24)은, 전기 배선에 의해서 도체관의 전극(25)에 전기적으로 접속된다.

추가로, 챔버(3)에는 공급된 수증기 또는 과열 수증기를 배출하는 배출부(34)가 형성되어 있다. 이 배출부(34)는 외부 배관에 접속되는 배출 포트여도 되고, 대기 개방된 배출 포트여도 되고, 챔버 외부로 연통되는 간극이어도 좋다.

다음에, 본 실시 형태의 과열 수증기 처리 장치(100)의 동작에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.

이 과열 수증기 처리 장치(100)에 있어서, 과열 수증기 생성부(2)는 도체관(21)의 온도가 100도 이상이고, 또한 산화 개시 온도 미만의 제1 온도 범위가 되도록 운전하는 제1 운전과, 도체관(21)의 온도가 산화 개시 온도 이상의 제2 온도 범위가 되도록 운전하는 제2 운전으로 전환 가능하게 구성되어 있다.

구체적으로 과열 수증기 생성부(2)는 과열 수증기 수용부(3)인 챔버에 수증기 또는 과열 수증기가 충만하기 전, 즉 챔버(3) 내에 대기가 잔류하고 있는 동안은, 도체관(21)의 온도가 100도 이상이고, 또한 산화 개시 온도 미만의 제1 온도 범위가 되도록 제1 운전한다. 이 제1 운전 중은, 과열 수증기 생성부(2)를 제어하는 제어 장치(4)는, 도체관(21)에 마련되어 도체관(21)의 온도를 검출하는 온도 센서(도시하지 않음)로부터의 측정치를 취득하여, 상기 도체관(21)의 온도가 제1 온도 범위의 소정치가 되도록, 단상 교류 전원(24)을 피드백 제어한다.

이 제1 운전은, 제어 장치(4)가 제1 운전을 개시하고 나서 소정 시간 경과했다는 것을 나타내는 소정 시간 경과 신호를 타이머 등으로부터 취득함으로써 제1 운전을 종료시키는 것을 생각할 수 있다. 그 외, 유저가 외부의 입력 장치를 이용하여 제1 운전 종료 신호를 상기 제어 장치(4)에 입력함으로써 제1 운전을 종료시켜도 된다. 또, 챔버(3)의 처리실(31) 내에 산소 센서(도시하지 않음)를 마련해 두고, 당해 산소 센서로부터의 측정치를 취득하여, 산소 농도가 제로 또는 소정의 임계치 이하로 되었을 경우에, 제1 운전을 종료시켜도 된다.

이와 같이 제1 운전을 행함으로써, 챔버(3)의 처리실(31) 내는 수증기 또는 과열 수증기로 충만한 상태, 즉, 챔버(3) 내에 대기가 잔류해 있지 않은 상태가 된다. 이 상태에 있어서, 과열 수증기 생성부(2)는 도체관(21)의 온도가 산화 개시 온도 이상의 제2 온도 범위가 되도록 제2 운전한다. 이 제2 운전 중에도, 제1 운전 중과 마찬가지로, 제어 장치(4)는 도체관(21)에 마련되어 도체관(21)의 온도를 검출하는 온도 센서(도시하지 않음)로부터의 측정치를 취득하고, 상기 도체관(21)의 온도가 제2 온도 범위의 소정치가 되도록, 단상 교류 전원(24)을 피드백 제어한다.

이 제2 운전은, 제어 장치(4)가 제2 운전을 개시하고 나서 소정 시간 경과했다는 것을 나타내는 소정 시간 경과 신호를 타이머 등으로부터 취득함으로써 제2 운전을 종료시키는 것을 생각할 수 있다. 그 외, 유저가 외부의 입력 장치를 이용하여 제2 운전 종료 신호를 상기 제어 장치(4)에 입력함으로써 제2 운전을 종료시켜도 좋다. 또, 처리실(31) 내의 피처리물 W의 상태를 검지하는 검지부로부터의 검지 신호를 취득하여, 피처리물 W의 처리가 종료됐을 경우에 제2 운전을 종료시켜도 좋다.

이 제2 운전을 종료한 후에 피처리물을 과열 수증기 수용부로부터 취출할 때, 도체관(21)의 온도가 산화 개시 온도 이상인 경우에는, 외부로부터 공기가 유입되어 과열 수증기 생성부의 유로 형성체가 산화되어 버린다. 이 때문에, 과열 수증기 생성부(2)는 과열 수증기 수용부(3)가 과열 수증기로 충만해 있고, 또한 도체관(21)이 산화 개시 온도 이상인 상태에서부터, 과열 수증기 수용부(3)에 공기가 유입되는 상태가 되기 전에, 도체관(21)의 온도를 산화 개시 온도 미만이 되도록 동작한다. 구체적으로는 제어 장치(4)는 제2 운전을 종료한 시점에서부터 과열 수증기 생성부(2)를 제어하여 도체관(21)의 온도가 산화 개시 온도 미만이 되도록 한다.

이와 같이 구성한 과열 수증기 처리 장치(100)에 의하면, 도체관(21)의 온도가 대기 중의 산소에 의해 산화하기 어려운 온도 범위가 되도록 운전하는 제1 운전과, 도체관(21)의 온도가 대기 중의 산소에 의해 산화되기 쉬운 온도 범위가 되도록 운전하는 제2 운전으로 전환 가능하므로, 챔버(3)에 수증기 또는 과열 수증기가 충만하기 전은 제1 운전을 하면서 수증기 또는 과열 수증기를 챔버 내에 도입시키고, 챔버(3)에 수증기 또는 과열 수증기가 충만된 후는 제2 운전을 하여 과열 수증기를 챔버(3) 내에 도입시킬 수 있다. 이것에 의해, 과열 수증기 생성부(2)에 의해 산화 개시 온도 이상의 과열 수증기를 생성하는 경우에도, 도체관(21)이 챔버(3) 내에 잔류된 대기 중의 산소에 의해서 산화하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는 과열 수증기 생성부(2)에 공급되는 포화 수증기는, 외부에 마련된 포화 수증기 생성부(200)로부터 공급되고 있지만, 과열 수증기 생성부(2)와 함께 포화 수증기 생성부를 가지는 것이어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 과열 수증기 생성부(2)는 전단(前段)에 마련된 포화 수증기 생성부(200)에 의해 생성된 포화 수증기를 수취하는 구성으로 하고 있지만, 포화 수증기 생성부(200)가 포화 수증기를 그 이상으로 가열하여 과열 수증기를 생성하는 것인 경우에는, 과열 수증기를 수취하고, 수취한 과열 수증기를 추가로 가열하여, 과열 수증기 수용부(3)에 공급하는 소망 온도의 과열 수증기를 생성하는 구성으로 해도 된다.

또, 상기 실시 형태에서는, 2개의 도체관(21)을 가지는 과열 수증기 생성부(2)에 대해 설명했지만, 2N개(N은 2이상의 정수)의 도체관(21)을 가지는 것이어도 된다. 그리고 2N개의 도체관(21)의 일단부(21a)에, 2N의 유로로 분기한 단일의 분류관(22)을 접속함으로써 전기적으로 접속한다. 또, 2N개의 도체관(21)의 타단부(21b)에 있어서, 서로 인접하는 타단부(21b)에 접속되는 단상 교류 전원(24)의 극성이 다르도록, 단상 교류 전원(24)의 U상 및 V상이 교호로 접속되어 있다.

추가로, 도 4에 도시하는 것처럼, 3개의 도체관(21)이 서로 평행이 되도록 배치되어 있고, 당해 3개의 도체관(21)의 수증기 도입측인 일단부(21a)가 서로 전기적으로 접속되어 있다. 각 도체관(21)은 직관 모양을 이루는 원통관이고, 동일 형상을 이루는 것이다. 또, 3개의 도체관(21)은 동일 평면상에 등간격으로 배열되어 있다.

또, 3개의 도체관(21)의 타단부(21b)는 폐색되어 있고, 도체관(21)의 도중 (일단부(21a) 및 타단부(21b)의 사이)의 측벽에 복수의 유체 분출 노즐(23)이 마련되어 있다. 이 복수의 유체 분출 노즐(23)은 도체관(21)의 측벽에 있어서 원주 방향 전체에 형성되는 것이어도 되고, 도체관(21)의 측벽에 있어서 배열 방향에 직교하는 한 방향측에 형성되는 것이어도 된다. 또, 복수의 유체 분출 노즐(23)은 측벽에 있어서 일단부(21a)에서부터 타단부(21b)에 걸쳐서 등간격으로 마련되어 있지만, 이것으로 한정되지 않는다.

그리고 3개의 도체관(21)의 유체 도출측인 타단부(21b)에 삼상 교류 전원이 접속되어 있다. 구체적으로는, 3개의 도체관(21)의 타단부(21b)에 있어서 1번째의 타단부(21b)에 삼상 교류 전원의 U상이 접속되어 있고, 2번째의 타단부(21b)에 삼상 교류 전원의 V상이 접속되어 있고, 3번째의 타단부(21b)에 삼상 교류 전원의 W상이 접속되어 있다.

이와 같이 구성한 과열 수증기 생성부(2)에 있어서, 삼상 교류 전원으로부터 삼상 교류 전압을 전극(25)을 통해서 도체관(21)에 인가하면, 3개의 도체관(21)에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속이 서로 상쇄되어, 도체관(21)에 발생하는 임피던스가 저감되어 회로 역률을 개선할 수 있다. 따라서 과열 수증기 생성부(2)의 설비 효율을 향상시킬 수 있다.

추가로, 3개의 도체관(21)을 가지는 과열 수증기 생성부(2) 외, 3N개(N은 2이상의 정수)의 도체관(21)을 가지는 것이어도 된다. 그리고 3N개의 도체관(21)의 일단부(21a)에 3N의 유로로 분기한 단일의 분류관(22)을 접속함으로써 전기적으로 접속한다. 또, 3N개의 도체관(21)의 타단부(21b)에 있어서, 연속하여 늘어서는 3개의 타단부(21b)에 접속되는 삼상 교류 전원의 극성이 각각 다르도록, 삼상 교류 전원의 U상, V상 및 W상이 교호로 접속되어 있다.

상기 실시 형태의 도체관(21)에 있어서, 유체 분출 노즐(23)을 마련하는 외에, 측벽에 복수의 유체 분출구를 마련해도 된다. 이 유체 분출구는, 도체관(21)의 측벽에 있어서 원주 방향 전체에 형성되는 것이어도 되고, 도체관(21)의 측벽에 있어서 배열 방향에 직교하는 한 방향측에 형성되는 것이어도 된다. 또, 복수의 유체 분출구는, 측벽에 있어서 일단부(21a)에서부터 타단부(21b)에 걸쳐서 길이 방향의 대략 전체에 형성되어 있지만, 길이 방향의 일부, 예를 들면 도체관(21)의 길이 방향 중앙부로부터 타단부(21b)에 형성해도 된다.

추가로, 도체관의 타단부(21b)를 폐색하지 않고 플랜지부 등 마련함으로써, 당해 타단부(21b)를 외부 배관과 접속 가능하게 구성해도 된다.

상기 실시 형태의 과열 수증기 수용부(3)는 과열 수증기를 수용하여 보온하기 위한 수용실을 형성하는 보온 용기여도 된다. 이 보온 용기에 수용된 과열 수증기는 보온 용기에 마련된 유체 도출 포트로부터 외부로 도출되어 이용된다. 이 경우, 수용 용기는 수용한 과열 수증기를 추가로 가열하기 위한 가열 기구를 가지는 것이어도 되고, 과열 수증기의 온도 조절을 하기 위한 온도 조절 기능을 가지는 것이어도 된다.

도체관(21) 또는 도체관(21)에 접속된 유로 접속부에 있어서, 과열 수증기 수용부(3) 내의 부분의 통전 단면적보다도 과열 수증기 수용부(3) 밖의 부분의 통전 단면적을 크게 해도 된다. 여기서, 유로 접속부는, 예를 들면, 도체관(21)에 접속되어 도체관(21)과 함께 통전되는 배관이나, 도체관에 접속되지만 통전은 되지 않는 배관 등을 생각할 수 있다. 이 구성이면, 과열 수증기 수용부(3) 밖의 도체관(21) 또는 유로 접속부의 발열을 억제하여, 산화 개시 온도 미만으로 유지할 수 있어, 수명 저하를 억제할 수 있다.

또, 도체관(21) 또는 도체관(21)에 접속된 유로 접속부에 있어서, 과열 수증기 수용부(3) 내의 통전 부분의 저항보다도 과열 수증기 수용부(3) 밖의 통전 부분의 저항을 작게 해도 좋다. 예를 들면, 과열 수증기 수용부(3) 밖의 통전 부분의 재질을 과열 수증기 수용부(3) 내의 통전 부분의 재질보다도 저저항 재료로 하는 것을 생각할 수 있다. 이 구성이면, 과열 수증기 수용부(3) 밖의 도체관(21) 또는 유로 접속부의 발열을 억제하여, 산화 개시 온도 미만으로 유지할 수 있어, 수명 저하를 억제할 수 있다.

상기 실시 형태의 과열 수증기 처리 장치(100)의 구성에 더하여, 도 5에 도시하는 것처럼, 과열 수증기 수용부(3) 밖의 도체관(21) 또는 유로 접속부를 100℃ 이상이면서 또한 산화 개시 온도 미만으로 냉각하는 냉각 기구를 구비해도 좋다. 구체적으로는, 과열 수증기 처리 장치(100)가 과열 수증기 수용부(3)와는 별도로, 도체관(21) 또는 도체관(21)에 접속된 유로 접속부가 관통함과 아울러 수증기가 도입되는 수증기 도입부(5)를 구비하고 있다.

이 수증기 도입부(5)는 과열 수증기 수용부(3) 밖에 마련되고, 과열 수증기 수용부(3) 밖에 있어서의 도체관(21) 또는 유로 접속부의 소정 범위를 둘러싸는 수용 공간을 형성하는 것으로, 당해 소정 범위의 온도를 100℃ 이상이면서 또한 산화 개시 온도 미만으로 저하시킨다. 구체적으로 수증기 도입부(5)는 포화 수증기 또는 과열 수증기가 도입되는 도입 포트(51)와, 포화 수증기 또는 과열 수증기를 도출하는 도출 포트(52)를 가진다. 여기서, 수증기 도입부(5)에는 외부로부터 온도 조정된 과열 수증기를 도입하도록 구성해도 되고, 수증기 도입부(5)에 과열 수증기 발생부(도시하지 않음)를 마련해 두고, 외부로부터 포화 수증기를 도입하여 과열 수증기 발생부에 의해 과열 수증기를 발생시키는 구성으로 해도 된다.

이 구성이면, 수증기 도입부(5)에 100℃ 이상이면서 또한 산화 개시 온도 미만의 수증기가 도입됨으로써, 과열 수증기 수용부(3) 밖의 도체관(21) 또는 유로 접속부를 산화 개시 온도 미만으로 유지할 수 있어, 수명 저하를 억제할 수 있다.

또, 수증기 도입부(5) 내의 도체관(21) 또는 유로 접속부의 통전 단면적이, 과열 수증기 수용부(3) 내의 도체관(21) 또는 유로 접속부의 통전 단면적보다도 큰 것이 바람직하다. 이 구성이면, 상기의 냉각 기구와 함께, 과열 수증기 수용부(3) 밖의 도체관(21) 또는 유로 접속부를 산화 개시 온도 미만으로 유지할 수 있어, 수명 저하를 억제할 수 있다.

또, 도체관(21)의 온도를 계측하는 온도 센서가 불필요해지도록 구성해도 된다. 구체적으로는, 과열 수증기 처리 장치(100)가 도체관(21)에 인가되는 교류 전압을 검출하는 전압 검출부와, 도체관(21)에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 전압 검출부에 의해 얻어지는 전압치 및 전류 검출부로부터 얻어지는 전류치로부터 임피던스를 산출하는 임피던스 산출부와, 임피던스와 도체관(21)의 온도의 관계를 나타내는 관계 데이터를 격납하는 관계 데이터 격납부와, 임피던스 산출부에 의해 얻어진 임피던스와 관계 데이터 격납부에 격납된 관계 데이터로부터 도체관(21)의 온도를 산출하는 온도 산출부를 구비하고 있다. 여기서, 임피던스 산출부, 관계 데이터 격납부 및 온도 산출부는, 컴퓨터로 구성되어 있고, 이들에 의해, 온도 검출 기구가 구성된다. 또, 상기 관계 데이터는, 예를 들면 기준이 되는 도체관(21)을 이용하여 얻어지는 것이며, 관계 데이터 격납부는 컴퓨터의 내부 메모리의 소정 영역에 설정된 것이어도 되고, 컴퓨터에 외부 장착되는 외부 메모리의 소정 영역에 설정된 것이어도 된다. 이 구성이면, 도체관(21)에 통전함으로써 전기적으로 도체관(21)의 온도를 측정할 수 있어, 무리없이 온도를 측정할 수 있다.

추가로, 과열 수증기 처리 장치(100)가 도체관(21)에 인가하는 교류 전압을 생성하는 변압기와, 변압기의 일차측의 교류 전압을 검출하는 전압 검출부와, 변압기의 일차측의 전류를 검출하는 전류 검출부와, 전압 검출부에 의해 얻어지는 전압치 및 상기 전류 검출부로부터 얻어지는 전류치로부터 임피던스를 산출하는 임피던스 산출부와, 당해 임피던스 산출부에 의해 얻어진 임피던스로부터 변압기의 임피던스를 제거하는 보정을 하는 임피던스 보정부와, 임피던스와 도체관(21)의 온도의 관계를 나타내는 관계 데이터를 격납하는 관계 데이터 격납부와, 임피던스 보정부에 의해 얻어진 보정 임피던스와 관계 데이터 격납부에 격납된 관계 데이터로부터 도체관(21)의 온도를 산출하는 온도 산출부를 구비하고 있다. 여기서, 임피던스 산출부, 임피던스 보정부, 관계 데이터 격납부 및 온도 산출부는, 컴퓨터로 구성되어 있고, 이들에 의해 온도 검출 기구가 구성된다. 또, 상기 관계 데이터는, 예를 들면 기준이 되는 도체관(21)을 이용하여 얻어지는 것이고, 관계 데이터 격납부는 컴퓨터의 내부 메모리의 소정 영역에 설정된 것이어도 되고, 컴퓨터에 외부 장착되는 외부 메모리의 소정 영역에 설정된 것이어도 된다.

또, 상기 실시 형태에서는, 통전 가열 방식의 과열 수증기 처리 장치였지만, 유도 가열 방식의 과열 수증기 처리 장치여도 된다.

구체적으로는, 도 6에 도시하는 것처럼, 과열 수증기 처리 장치(Z1)는 수증기를 수용하는 수증기 수용부(Z11)와, 수증기 수용부(Z11) 내에 마련된 도전성 재료로 이루어지는 가열용 부재(Z12)와, 수증기 수용부(Z11) 밖에 마련되어, 가열용 부재(Z12)를 유도 가열하는 유도 가열부(Z13)를 구비하고 있다.

수증기 수용부(Z11)는 유도 가열 방식 또는 통전 가열 방식의 포화 수증기 생성부(200)로부터 포화 수증기가 도입되는 것이고, 수증기가 도입되는 도입 포트(Z11a)와, 수증기를 도출하는 도출 포트(Z11b)를 가지고 있다. 또, 수증기 수용부(Z11)는 내부에 피처리물 W가 수용되는 것이다.

가열용 부재(Z12)는 상기 실시 형태와 마찬가지의 재료로 형성되는 것이고, 본 실시 형태에서는, 수증기 수용부(Z11)의 내면의 일부 또는 전부를 덮도록 마련된 평판(平板) 모양을 이루는 것이다. 또한, 가열용 부재(Z12)는 내면에 접촉하여 마련되는 것일 필요는 없고, 수증기 수용부(Z11)의 내부에 마련되는 것이면 된다.

유도 가열부(Z13)는 가열용 부재(Z12)에 유도 전류를 일으키게 하기 위한 유도 코일(Z131)과, 당해 유도 코일(Z131)에 교류 전압을 인가하는 교류 전원(Z132)을 가지고 있다. 또한, 교류 전원(Z132)은 상기 실시 형태와 마찬가지로 제어 장치에 의해 제어된다.

그리고 이 과열 수증기 처리 장치(Z1)는, 수증기 수용부(Z11)가 포화 수증기 생성부(200)로부터의 포화 수증기가 충만하기 전은, 가열용 부재(Z12)가 산화 개시 온도 미만의 온도가 되도록 유도 가열부(Z13)를 동작시키면서, 포화 수증기를 수증기 수용부(Z11)에 도입한다. 그리고 과열 수증기 처리 장치(Z1)는 수증기 수용부(Z11)에 포화 수증기 또는 과열 수증기가 충전된 후는, 가열용 부재(Z12)가 산화 개시 온도 이상의 온도가 되도록 유도 가열부(Z13)를 동작시킨다.

이 구성이면, 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성된 가열용 부재(Z12)의 온도를 산화 개시 온도 미만의 온도와 산화 개시 온도 이상의 온도로 전환 운전 가능하므로, 가열용 부재(Z12)를 산화 개시 온도 미만의 온도에서 운전하여 수증기 수용부(Z11)를 수증기 또는 과열 수증기로 채우고, 그 후에, 가열용 부재(Z12)의 온도를 산화 개시 온도 이상의 온도에서 운전하면, 가열용 부재(Z12)가 수증기 수용부(Z11) 내의 대기 중의 산소에 의해서 산화하는 것을 방지할 수 있다.

그 외, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.

본 발명의 각 실시 형태(실시예)에 기재되어 있는 기술 특징은 서로 조합하여 새로운 기술안을 형성할 수 있다.

100 … 과열 수증기 처리 장치
2 … 과열 수증기 생성부
21 … 유로 형성체(도체관)
3 … 과열 수증기 수용부(챔버)

Claims

내부에 유로가 형성된 도전성 재료로 이루어지는 유로 형성체를 통전(通電) 가열하여, 상기 유로를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성부와,
상기 유로 형성체의 일부 또는 전부가 배치되어, 상기 유로 형성체에 의해 생성된 과열 수증기가 도입되는 과열 수증기 수용부를 구비하고,
상기 유로 형성체는 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성되어 있고,
상기 과열 수증기 생성부는 상기 유로 형성체의 온도를 상기 산화 개시 온도 미만의 온도와 상기 산화 개시 온도 이상의 온도로 전환 운전 가능하게 구성되어 있는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 과열 수증기 생성부는 상기 과열 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기가 충만(充滿)되기 전은 상기 유로 형성체의 온도가 상기 산화 개시 온도 미만이 되도록 동작하여 수증기 또는 과열 수증기를 상기 과열 수증기 수용부에 도입하고, 상기 과열 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기로 충만된 후는 상기 유로 형성체의 온도가 상기 산화 개시 온도 이상이 되도록 동작하여 과열 수증기를 상기 과열 수증기 수용부에 도입하는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 과열 수증기 생성부는 상기 과열 수증기 수용부가 과열 수증기로 충만해 있고, 또한 상기 유로 형성체가 상기 산화 개시 온도 이상인 상태에서부터, 상기 과열 수증기 수용부의 외부로부터 과열 수증기 이외의 기체가 유입되는 상태가 되기 전에, 상기 유로 형성체의 온도를 상기 산화 개시 온도 미만이 되도록 동작하는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 과열 수증기 생성부는 2N개(N은 1 이상의 정수임. )의 상기 유로 형성체인 도체관이 서로 평행이 되도록 배치되어 있고,
상기 2N개의 도체관의 일단부가 서로 전기적으로 접속되고, 상기 2N개의 도체관의 타단부에 있어서, 서로 인접하는 타단부에 접속되는 단상(單相) 교류 전원의 극성이 다르도록, 단상 교류 전원의 U상 및 V상이 교호로 접속되어 있는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
3N개(N은 1 이상의 정수임. )의 상기 유로 형성체인 도체관이 서로 평행이 되도록 배치되어 있고,
상기 3N개의 도체관의 일단부가 서로 전기적으로 접속되고, 상기 3N개의 도체관의 타단부에 있어서, 연속하여 늘어서는 3개의 타단부에 접속되는 삼상(三相) 교류 전원의 극성이 각각 다르도록, 삼상 교류 전원의 U상, V상 및 W상이 교호로 접속되어 있는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 과열 수증기 수용부는 공급된 수증기 또는 과열 수증기를 배출하는 배출부를 가지는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유로 형성체 또는 상기 유로 형성체에 접속된 유로 접속부에 있어서, 상기 과열 수증기 수용부 내의 부분의 통전 단면적보다도 상기 과열 수증기 수용부 밖의 부분의 통전 단면적이 크거나, 또는 상기 과열 수증기 수용부 내의 통전 부분의 저항보다도 상기 과열 수증기 수용부 밖의 통전 부분의 저항이 작은 과열 수증기 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 과열 수증기 수용부와는 별도로, 상기 유로 형성체 또는 상기 유로 형성체에 접속된 유로 접속부가 관통함과 아울러 수증기가 도입되는 수증기 도입부가 마련되어 있는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 수증기 도입부에 과열 수증기 발생부가 마련되어 있는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유로 형성체가 순(純)이리듐 또는 이리듐 합금으로 형성되어 있는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유로 형성체의 저항치로부터 상기 유로 형성체의 온도를 산출하는 온도 검출 기구를 구비하는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 유로 형성체와는 별도로 과열 수증기 수용부 내에 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 금속체를 설치하고, 상기 금속체의 저항치로부터 상기 과열 수증기 수용부 내의 분위기 온도를 산출하는 온도 검출 기구를 구비하는 과열 수증기 처리 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 금속체가 순이리듐 또는 이리듐 합금으로 형성되어 있는 과열 수증기 처리 장치.
수증기를 수용하는 수증기 수용부와,
상기 수증기 수용부 내에 마련된 도전성 재료로 이루어지는 가열용 부재와,
상기 수증기 수용부 외에 마련되고, 상기 가열용 부재를 유도 가열하는 유도 가열부를 구비하고,
상기 유도 가열부에 의해 유도 가열된 상기 가열용 부재에 의해, 상기 수증기 수용부 내의 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 것이고,
상기 가열용 부재는 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성되어 있고,
상기 유도 가열부는 상기 가열용 부재의 온도를 상기 산화 개시 온도 미만의 온도와 상기 산화 개시 온도 이상의 온도로 전환 운전 가능하게 구성되어 있는 과열 수증기 처리 장치.
내부에 유로가 형성된 도전성 재료로 이루어지는 유로 형성체를 통전 가열하여, 상기 유로를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성부와, 상기 유로 형성체의 일부 또는 전부가 배치되어, 상기 유로 형성체에 의해 생성된 과열 수증기가 도입되는 과열 수증기 수용부를 구비하고, 상기 유로 형성체는 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성되어 있는 과열 수증기 처리 장치의 동작 방법으로서,
상기 과열 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기가 충만되기 전은, 상기 유로 형성체의 온도가 상기 산화 개시 온도 미만이 되도록 상기 과열 수증기 생성부를 동작시켜 수증기 또는 과열 수증기를 상기 과열 수증기 수용부에 도입하고,
상기 과열 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기가 충전된 후는, 상기 유로 형성체의 온도가 상기 산화 개시 온도 이상이 되도록 상기 과열 수증기 생성부를 동작시켜 과열 수증기를 상기 과열 수증기 수용부에 도입하는 과열 수증기 처리 장치의 동작 방법.
수증기를 수용하는 수증기 수용부와, 상기 수증기 수용부 내에 마련된 도전성 재료로 이루어지는 가열용 부재와, 상기 수증기 수용부 밖에 마련되어, 상기 가열용 부재를 유도 가열하는 유도 가열부를 구비하고, 상기 유도 가열부에 의해 유도 가열된 상기 가열용 부재에 의해, 상기 수증기 수용부 내의 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 것이고, 상기 가열용 부재는 100℃ 이상의 산화 개시 온도를 가지는 도전성 재료로 형성된 과열 수증기 처리 장치의 동작 방법으로서,
상기 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기가 충만되기 전은, 상기 가열용 부재가 상기 산화 개시 온도 미만의 온도가 되도록 상기 유도 가열부를 동작시키면서, 수증기 또는 과열 수증기를 상기 수증기 수용부에 도입하고,
상기 수증기 수용부에 수증기 또는 과열 수증기가 충전된 후는, 상기 가열용 부재가 상기 산화 개시 온도 이상의 온도가 되도록 상기 유도 가열부를 동작시키는 과열 수증기 처리 장치의 동작 방법.