特許 7228925 過熱蒸気生成利用システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-16

(45)【発行日】2023-02-27

(54)【発明の名称】過熱蒸気生成利用システム

(51)【国際特許分類】

   F22G 1/16 20060101AFI20230217BHJP

   F22G 5/12 20060101ALI20230217BHJP

   F22B 1/28 20060101ALI20230217BHJP

【ＦＩ】

F22G1/16

F22G5/12 Z

F22B1/28

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021115269

(22)【出願日】2021-07-12

(65)【公開番号】P2023011427

(43)【公開日】2023-01-24

【審査請求日】2021-07-12

(73)【特許権者】

【識別番号】391061646

【氏名又は名称】株式会社流機エンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】110002321

【氏名又は名称】弁理士法人永井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西村 章

【審査官】河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０１４２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０３７０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２３４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３９７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－０１２４２７９（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１４－０１０６９０１（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２７３７６０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２２Ｇ １／１６

Ｆ２２Ｇ ５／１２

Ｆ２２Ｂ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を圧送する供給手段と、
供給された前記液体を加熱して加熱液を生成する第一加熱器と、
生成した前記加熱液を内部に噴霧し、発生したミストが内部を移動する過程で前記ミストを再加熱して過熱蒸気を生成する第二加熱器と、
生成した前記過熱蒸気を吐出して対象物を加熱処理する過熱蒸気利用装置と、
前記第一加熱器に供給する液体の量を調節する供給量調節手段と、
前記第二加熱器の内部に噴霧されたミストの加熱温度を調節する第二加熱器制御手段と、
前記過熱蒸気利用装置内に過熱蒸気を吐出する圧力を調節する吐出圧力調節手段と、
を有し、
前記第二加熱器は、
下部にミストを噴霧するノズルと、上部に過熱蒸気を排出する排気口と、内部に加熱手段を備えた加熱筒を有し、
前記加熱筒の内部に噴霧されたミストが筒内を上昇する過程で、前記加熱手段によって加熱されて過熱蒸気となる構成とされたことを特徴とする過熱蒸気生成利用システム。

【請求項2】

前記供給手段は、前記液体の蒸気圧以上の圧力で前記第一加熱器に前記液体を供給するポンプである請求項１記載の過熱蒸気生成利用システム。

【請求項3】

前記第一加熱器の後部、または前記第一加熱器から前記第二加熱器に至る経路に設けられ、前記加熱液の温度を計測する加熱液計測器と、
前記加熱液計測器で計測した温度に基づき、前記第一加熱器の加熱手段の温度を制御する第一加熱器制御手段と、を有する請求項１または２記載の過熱蒸気生成利用システム。

【請求項4】

前記第二加熱器の後部、または前記第二加熱器から後段の機器に至る経路に設けられ、前記過熱蒸気の温度を計測する過熱蒸気計測器を有し、
前記第二加熱器制御手段は、前記過熱蒸気計測器で計測した温度に基づき、前記第二加熱器の加熱手段の温度を制御する請求項１～３のいずれか１項に記載の過熱蒸気生成利用システム。

【請求項5】

前記第一加熱器は、
蛇行させて段状に配置した加熱管と、
各段の前記加熱管の内部にそれぞれ配置され、前記加熱管の一端側から他端側へ向かって延在するカートリッジヒータと、
を有する請求項１～４のいずれか１項に記載の過熱蒸気生成利用システム。

【請求項6】

前記第二加熱器は、予熱用加熱エアを供給する供給口と、前記予熱用加熱エアを排出する排出口を有し、
前記過熱蒸気生成利用システムは、
前記第二加熱器の後部、または前記第二加熱器から後段の機器に至る経路に設けられ、前記予熱用加熱エアの温度を計測する予熱用加熱エア計測器と、
前記予熱用加熱エア計測器で計測された前記予熱用加熱エアの温度が、予め定められた前記第二加熱器の内部に噴霧されるミストの温度よりも高くなった時点で、前記予熱用加熱エアの供給を停止する制御手段と、を有する請求項１～５のいずれか１項に記載の過熱蒸気生成利用システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、過熱蒸気を生成し、生成した過熱蒸気を利用するシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

過熱蒸気は飽和蒸気（乾き飽和蒸気）をさらに加熱した高温の蒸気であり、空気よりも約８倍高い熱量を有し、熱伝導特性に優れており、加熱・乾燥・殺菌・加水分解などの処理に用いられている。

【0003】

本発明はこのような過熱蒸気を生成する装置（以下、「過熱蒸気生成装置」という）と、生成した過熱蒸気を利用する装置（以下、「過熱蒸気利用装置」という）を含む過熱蒸気生成利用システムに係るものであり、関連する先行技術としては下記特許文献１～３に開示された発明がある。

【0004】

特許文献１に係る装置は、市水線に接続し供給水量を制御できる流量制御ユニットと、電気ヒータを内蔵した飽和蒸気発生装置と、電気ヒータを内蔵した過熱蒸気発生装置と、過熱蒸気温度計測手段とを有している。そして、過熱蒸気発生装置の前段に設置する飽和蒸気発生装置に供給される水量と過熱蒸気発生装置出口温度を計測し、飽和蒸気発生装置に供給する水量と飽和蒸気発生装置と過熱蒸気発生装置に供給する電力量を制御信号で制御する。このような制御を行うことにより、正確に制御された流量と温度の過熱蒸気を安定して供給することができるという効果が示されている。

【0005】

特許文献２に係る装置は、水蒸気が接触する加熱金属体を誘導コイルによって誘導加熱して、前記加熱金属体に接触する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であって、前記誘導コイルに接続される交流電源の周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚであり、 前記加熱金属体における前記誘導コイル側を向く誘導コイル側面と前記水蒸気と接触する水蒸気接触面との間の肉厚が１０ｍｍ以下である。そして、前記加熱金属体により加熱される過熱水蒸気の温度を、目標温度との偏差が±１℃未満となるようにフィードバック制御する温度制御部が備えられており、前記温度制御部は、目標温度及び目標蒸気発生量に応じてＰＩＤ定数を設定する。このような装置は、誘導コイル側面と蒸気接触面との間の肉厚が１０ｍｍ以下の加熱金属体に５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの交流電圧を印加するので、ＰＩＤ制御のＰＩＤ定数の設定だけに頼ることなく、過熱水蒸気の温度を高速応答で高精度に制御することができるという効果が示されている。

【0006】

特許文献３に係る過熱蒸気発生装置では、一次加熱室の加熱管に供給された水が、ボイラ部においてガスバーナで加熱されて水蒸気となり、次いで過熱蒸気発生部においてヒータで加熱されて過熱蒸気となる。この過熱蒸気のうち、微細な蒸気粒子のみが気水分離室を通過し、二次加熱室で所望の温度に再加熱されて処理室に送られ、 処理対象に必要な処理を施す。処理室には、必要に応じて空気供給装置又はガス供給装置から圧縮空気，窒素，炭酸ガスのいずれかが供給される。このとき、加熱管の出力側と処理室内部に設けられた温度センサの検知結果に基づいて、温度制御部がヒータを制御することによって、高精度な温度制御が可能となる旨が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１０－０６５８７０号公報

【文献】特開２０１６－１７６６１３号公報

【文献】再公表特許ＷＯ２００４／００５７９８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ここで従来の過熱蒸気生成利用システム１００の一例を図４に示す。
このシステム１００は、液体Ｆを加熱して蒸気ＳＴを生成するボイラ１１０と、前記ボイラ１１０で生成した蒸気ＳＴを加熱して過熱蒸気ＳＳを生成する加熱器１２０と、前記加熱器１２０で生成した過熱蒸気ＳＳをノズル１３１から吐出して処理対象物ＢＪを加熱する過熱蒸気利用装置１３０を有する。この過熱蒸気生成利用システム１００において、ボイラ１１０と加熱器１２０を含む部分（過熱蒸気利用装置１３０を除く部分）を過熱蒸気生成装置１５０という。ボイラ１１０と加熱器１２０は、内部を蒸気ＳＴが流れる管１４０によって接続されており、加熱器１２０と過熱蒸気生成装置１３０は、内部を過熱蒸気ＳＳが流れる管１４１によって接続されている。

【0009】

またボイラ１００内には液体Ｆが貯留されており、この液体Ｆを液体Ｆ内に設置した加熱手段１１１によって加熱する構造になっている。また蒸気ＳＴの生成によって液体Ｆが少なくなると、空焚きを防ぐために液体注入口（図示しない）から新たな液体Ｆが注入される。

【0010】

以上に例示したような従来の過熱蒸気生成利用システム１００においては、過熱蒸気生成装置１５０で生成する過熱蒸気量、過熱蒸気利用装置１３０の内部に過熱蒸気ＳＳを吐出する圧力、過熱蒸気利用装置１３０の内部に吐出する過熱蒸気ＳＳの温度は互いに影響し合う関係にある。

【0011】

例えば、ボイラ１１０内の液体Ｆ（例えば水。以下の説明では水を例示して説明する。）の蒸発量が最終的に生成される過熱蒸気量と同じになる。そしてこのボイラ１１０内の水Ｆの蒸発量は、過熱蒸気利用装置１３０内に過熱蒸気ＳＳを吐出する圧力（以下、「吐出圧力」ともいう）によって左右される。詳しくは、吐出圧力が高くなるとボイラ１１０の水Ｆの蒸発量が（すなわち過熱蒸気量も）少なくなり、吐出圧力が低くなるとボイラ１１０の水Ｆの蒸発量が（すなわち過熱蒸気量も）多くなる。また過熱蒸気ＳＳの温度を上げると嵩が増えるため吐出圧力が高くなり、反対に過熱蒸気ＳＳの温度を下げると嵩が減るため吐出圧力が低くなる。

【0012】

このように従来の過熱蒸気生成利用システム１００において、生成される過熱蒸気ＳＳの量、過熱蒸気利用装置１３０内に過熱蒸気ＳＳを吐出する圧力、および過熱蒸気利用装置１３０内に吐出する過熱蒸気ＳＳの温度は互いに影響し合う関係にあり、いずれかのパラメータを変えると他のパラメータも変わるため、すべてのパラメータを所望の値に設定することが難しく、調整が難しいという問題がある。

【0013】

また、前述のようにボイラ１１０内の水Ｆの蒸発が進むとボイラ１１０内の水Ｆが少なくなって空焚きする可能性があるため、新たな水Ｆをボイラ１００内に注ぎ入れる必要がある。この新たな水Ｆの温度は一般的に２０度前後で冷たく、注入した水Ｆを再度沸騰させるまでに時間がかかるため、一時的に、ボイラ１００内の水Ｆの蒸発量が（すなわち過熱蒸気量も）少なくなり、過熱蒸気ＳＳの温度が低下し、吐出圧力が低くなるという問題がある。

【0014】

この問題を早く解決するために、ボイラ１１０内に設置した加熱手段１１１の温度を高くして蒸発量を増やす方法が考えられるが、ボイラ１１０の水Ｆの蒸発量が所望の値に戻った後にボイラ１１０内の加熱手段１１１の温度の昇温を止めようとしても、加熱手段１１１の温度やボイラ１１０内の水Ｆの温度の昇温はすぐに止まらないため、今度はボイラ１１０内の水Ｆが加熱されすぎて、過熱蒸気ＳＳの温度が高くなりすぎるおそれがある。過熱蒸気ＳＳの温度が高くなると、自動的に吐出圧力が高くなる。そして、吐出圧力が高くなると、ボイラの蒸発量が少なくなる。このようにボイラ１１０を用いる過熱蒸気生成利用システム１００は、過熱蒸気の温度、過熱蒸気量、および吐出圧力が密接に関連しており、それぞれを独自に制御することが難しいという問題がある。

【0015】

ボイラ１１０を主体する装置は、上記の問題のほかに、立ち上がり時間が長くなりやすいという問題もある。システム１００の構成が複雑なものになりやすいため、イニシャルコストが高くなる傾向にあり、取り扱いが難しいという問題もある。さらにシステム１００の全体が大型化しやすいという問題もある。

【0016】

過熱蒸気生成装置１５０として、高周波方式、誘導加熱方式、電気ヒータ方式等が知られているが、いずれの方式においてもボイラ１１０を主体とする装置が多いのが現状である。

【0017】

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、過熱蒸気生成装置で生成する過熱蒸気量、過熱蒸気利用装置内に過熱蒸気を吐出する圧力、過熱蒸気利用装置内に吐出する過熱蒸気の温度をそれぞれ独立して調節することができ、任意の条件に精度よく設定することができる過熱蒸気生成利用システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
（第１の態様）
液体を圧送する供給手段と、
供給された前記液体を加熱して加熱液を生成する第一加熱器と、
生成した前記加熱液を内部に噴霧し、発生したミストが内部を移動する過程で前記ミストを再加熱して過熱蒸気を生成する第二加熱器と、
生成した前記過熱蒸気を吐出して対象物を加熱処理する過熱蒸気利用装置と、
前記第一加熱器に供給する液体の量を調節する供給量調節手段と、
前記第二加熱器の内部に噴霧されたミストの加熱温度を調節する第二加熱器制御手段と、
前記過熱蒸気利用装置内に過熱蒸気を吐出する圧力を調節する吐出圧力調節手段と、
を有することを特徴とする過熱蒸気生成利用システム。

【0019】

（作用効果）
本態様の過熱蒸気生成利用システムによれば、過熱蒸気生成装置で生成する過熱蒸気量、過熱蒸気利用装置内に過熱蒸気を吐出する圧力、過熱蒸気利用装置内に吐出する過熱蒸気の温度をそれぞれ独立して調節することができ、任意の条件に精度よく設定することができる。

【0020】

（過熱蒸気量の制御について）
例えば、過熱蒸気生成装置で生成する過熱蒸気量を多くしたい場合は、供給量調節手段によって第一加熱器に供給される液体の量を増やすことにより、第二加熱器内に噴霧されるミスト量が多くなり、最終的に生成する過熱蒸気量を増やすことができる。過熱蒸気の生成量を減らしたい場合は、反対に第一加熱器に供給する液体の量を少なくすればよい。

【0021】

前述したように、図４に示すような従来のボイラ式の過熱蒸気生成装置では、ボイラ内に設けた加熱手段の制御によって過熱蒸気量を増減させていたが、過熱蒸気利用装置内に過熱蒸気を吐出する圧力の影響を受けて、ボイラ内の水の蒸発量が増減し、結果として過熱蒸気の生成量も増減していた。

【0022】

しかし、本態様の第一加熱器では、ボイラのように液体を蒸発させて蒸気を生成するのではなく、加熱液を生成し、その第一加熱器で生成した加熱液を第二加熱器内に噴霧する形態にしたため、過熱蒸気利用装置内に過熱蒸気を吐出する圧力（吐出圧力）が増減したとしても、最終的な過熱蒸気の生成量にはほとんど影響がない。

【0023】

詳しくは、吐出圧力調節手段によって過熱蒸気利用装置内に過熱蒸気を吐出する圧力が増減すると、少なからずその影響を受けて、第二加熱器の内部の圧力も増減する（吐出圧力と第二加熱器内の圧力はほぼ同じ圧力になる）。しかし、本態様は第一加熱器で沸騰を抑えつつ液体を加熱して加熱液を生成するものであるため、第二加熱器内の圧力よりも、第一加熱器から第二加熱器内に加熱液を供給する圧力の方が圧倒的に高くなっている。例えば、第一加熱器から第二加熱器内に加熱液を供給する圧力を３～４ＭＰａ程度とすることができ、第二加熱器内の圧力を０．１２～０．１３ＭＰａ程度とすることができる。その結果、吐出圧力を増減させたとしても、その吐出圧力の変動は過熱蒸気の生成量にほとんど影響を及ぼさなくなる（微差の範囲内になる）。そのため本態様では、供給量調節手段で液体の供給量を調節するだけで、容易に精度高く過熱蒸気の生成量のみを増減させることができる。

【0024】

（過熱蒸気の吐出圧力の制御について）
吐出圧力調節手段によって、過熱蒸気利用装置内に過熱蒸気を吐出する圧力を増減させることができる。この吐出圧力調節手段は、例えば、過熱蒸気利用装置の前段部分または過熱蒸気利用装置自体に設けることができる。吐出量調整手段としては、例えば過熱蒸気の流量を調節するバルブ（例えば電磁バルブや手動バルブ）、オリフィス、排気絞り弁などを用いることができる。

【0025】

前述したように、図４に示すような従来のボイラ式の過熱蒸気生成利用システム１００では、管１４０、１４１による圧力損失が若干生じるものの、過熱蒸気利用装置１３０の内部に過熱蒸気ＳＳを吐出する圧力と、加熱器１２０内の圧力と、ボイラ１１０内の圧力はほぼ同じであった。そのため、例えばボイラ１１０に注水された水を再度沸騰させるときにボイラ１１０内の圧力が変わると、それに伴って過熱蒸気ＳＳを吐出する圧力が変化してしまうという問題があった。

【0026】

また、この従来のボイラ式の過熱蒸気生成利用システム１００に対して、仮に本態様のような吐出圧力調節手段を設けて吐出圧力を増減させたとしても、別の問題がある。すなわち、前述したように、従来のボイラ式の過熱蒸気生成利用システム１００では、吐出圧力、過熱蒸気温度および過熱蒸気量が密接に関連しているため、過熱蒸気温度や過熱蒸気量に影響を与えずに、吐出圧力だけを任意の値に調節することが困難であるという問題がある。

【0027】

本態様では、吐出圧力調節手段を設けることによって、吐出圧力を容易に増減させることができるようにした。それとともに、吐出圧力を変化させたとしても、過熱蒸気量や過熱蒸気温度に影響を与えないようにした。

【0028】

すなわち、本態様の第一加熱器では、ボイラのように液体を蒸発させて蒸気を生成するのではなく、加熱液を生成し、その第一加熱器で生成した加熱液を第二加熱器内に噴霧する形態にしたため、吐出圧力調節手段によって過熱蒸気利用装置内に過熱蒸気を吐出する圧力を増減させたとしても、最終的な過熱蒸気の生成量にはほとんど影響がない。

【0029】

詳しくは、吐出圧力調節手段によって過熱蒸気利用装置内に過熱蒸気を吐出する圧力が増減すると、少なからずその影響を受けて、第二加熱器の内部の圧力も増減する（吐出圧力と第二加熱器内の圧力はほぼ同じ圧力になる）。しかし、本態様は第一加熱器で沸騰を抑えつつ液体を加熱して加熱液を生成するものであるため、第二加熱器内の圧力よりも、第一加熱器から第二加熱器内に加熱液を供給する圧力の方が圧倒的に高くなっている。そのため、吐出圧力を増減させたとしても、その吐出圧力の変動は過熱蒸気の生成量にほとんど影響を及ぼさない。すなわち、吐出圧力の増減にほとんど影響を受けず、過熱蒸気生成量は供給量調節手段によって調節することができる。

【0030】

（過熱蒸気温度の制御について）
第二加熱器制御手段によって、第二加熱器の内部に噴霧されたミストの加熱温度を調節することによって、過熱蒸気の温度を制御することができる。この第二加熱器制御手段は、例えば第二加熱器内に設けたヒータの温度を調節する制御装置などを挙げることができる。

【0031】

前述したように、図４に示すような従来のボイラ式の過熱蒸気生成利用システム１００では、ボイラ１１０に設けた加熱手段１１１の温度を増減させることによって過熱蒸気ＳＳの温度を増減させていた。しかし、過熱蒸気ＳＳの温度を上げるためにボイラ１１０の加熱温度を上げると、それに伴ってボイラ１１０内の圧力が自動的に上がり、ボイラ１１０の圧力が上がると今度は加熱器１２０内の圧力や吐出圧力も上がってしまう。そして、ボイラ１１０内の圧力が上がるとボイラ１１０の水Ｆの蒸発量が抑え込まれて少なくなり、結果として過熱蒸気量ＳＳが少なくなる。このように、従来のシステム１００においては、吐出圧力や過熱蒸気量に影響を与えずに、過熱蒸気の温度のみを単独で増減させることが困難であった。

【0032】

本態様では、第二加熱器制御手段によって第二加熱器の内部に噴霧されたミストの加熱温度を調節することによって、第二加熱器で生成される過熱蒸気の温度を容易に制御することができる。従来のシステムのようにボイラの加熱温度を制御することによって過熱蒸気の温度を制御する方式よりも、迅速にかつ正確に過熱蒸気の温度を制御することができる。

【0033】

また、過熱蒸気温度を調節するために第二加熱器の内部に噴霧されたミストの加熱温度を変えたとしても、吐出圧力や過熱蒸気量にはほとんど影響を与えない。すなわち、本態様に係る過熱蒸気生成利用システムでは、吐出圧力を決定づけるのは吐出圧力調節手段であり、過熱蒸気量を決定づけるのは供給量調節手段であり、これら吐出圧力調節手段や供給量調節手段の影響力が非常に大きいため、過熱蒸気温度の高低にはほとんど影響されない。

【0034】

（第１加熱器について）
なお、本態様の第一加熱器では、液体を加熱する際に沸騰を抑え、できる限り蒸気の状態にせず、液体の状態に留めるようにすることが好ましい。例えば、第一加熱器に蒸留水（前記液体に相当する）を供給する場合、第一加熱器でその蒸留水を加熱するときに蒸気の生成を抑えつつ、高温水（例えば高圧の高温水）（前記加熱液に相当する）を生成することが好ましい。図４に示すような従来の過熱蒸気生成装置と比べて、本態様の過熱蒸気生成装置は電熱効率が高いという利点がある。すなわち、沸騰を抑えつつ加熱液を生成する第一加熱器を用いると、第一加熱器の加熱部（例えばヒータ）の表面のワット密度（単位：Ｗ／ｃｍ²）が一定に保たれ、第一加熱器内が液体で満たされて加熱部が常に液体に接触した状態になるため、電熱効率を高くすることができる。そして、このように第一加熱器の電熱効率を高くすることで、従来の製品よりも小型にすることができる。

【0035】

（第２の態様）
前記供給手段は、前記液体の蒸気圧以上の圧力で前記第一加熱器に前記液体を供給するポンプである前記第１の態様の過熱蒸気生成利用システム。

【0036】

（作用効果）
第２の態様の液体の供給手段は、液体の蒸気圧以上の圧力で第一加熱器に液体を供給するものである。液体の蒸気圧以上の圧力で第一加熱器に液体を供給すると、第一加熱器によって液体が加熱されたときに沸騰を抑えることができる。そのため、沸騰によって伝熱ムラが発生したり、一部分を加熱しすぎて過度に高温の部分が生じたりすることを回避できる。

【0037】

（第３の態様）
前記第一加熱器の後部、または前記第一加熱器から前記第二加熱器に至る経路に設けられ、前記加熱液の温度を計測する加熱液計測器と、
前記加熱液計測器で計測した温度に基づき、前記第一加熱器の加熱手段の温度を制御する第一加熱器制御手段と、を有する前記第１または第２の態様の過熱蒸気生成利用システム。

【0038】

（作用効果）
本態様に係る過熱蒸気生成利用システムは、第一加熱器の後部（第一加熱器の後側部分。例えば出口辺り）、または第一加熱器から第二加熱器に至る経路（例えば第一加熱器と第二加熱器の間を繋ぐ管。当該管の内部を加熱液が流れる。）に加熱液の計測器（加熱液計測計）が設けられている。それとともに、その加熱液計測器で計測した加熱液の温度に基づいて、第一加熱器の加熱手段（例えばヒータ）の加熱温度を制御する第一加熱器制御手段（例えば制御装置）も設けられている。

【0039】

第一加熱器制御手段が第一加熱器の加熱温度を制御することによって、第一加熱器から排出される加熱液の温度を一定に保つことができる。その結果、第二加熱器の加熱温度の制御が容易になる。

【0040】

なお前記特許文献１には、飽和水蒸気発生装置に供給する水量と過熱蒸気発生装置出口温度を計測し演算処理し制御信号を発生させ、飽和蒸気発生装置に供給する水量と飽和蒸気発生装置と過熱蒸気発生装置に内蔵された電気ヒータに供給する電力量を制御することにより、正確に制御された流量と温度の過熱蒸気を安定して供給することができる旨が開示されている。

【0041】

しかし、この特許文献１に記載された制御では過熱蒸気の温度に基づいて飽和蒸気発生装置と過熱蒸気発生装置の両方の電気ヒータの電力量を制御するため、飽和蒸気発生装置の電気ヒータと過熱蒸気発生装置の電気ヒータのどちらのヒータをどの程度制御すれば所望の温度の過熱蒸気を得ることができるのかの予測がつきにくく、制御内容が複雑になる傾向がある。本態様のように、第一加熱器から排出される加熱液の温度に基づいて第一加熱器の加熱温度を制御することによって、例えば第一加熱器から排出される加熱液の温度を一定に保つことができ、最終的に得られる過熱蒸気の温度を所望の値にすることが容易になる。

【0042】

（第４の態様）
前記第二加熱器の後部、または前記第二加熱器から後段の機器に至る経路に設けられ、前記過熱蒸気の温度を計測する過熱蒸気計測器を有し、
前記第二加熱器制御手段は、前記過熱蒸気計測器で計測した温度に基づき、前記第二加熱器の加熱手段の温度を制御する前記第１～第３の態様のいずれか１つの態様の過熱蒸気生成利用システム。

【0043】

（作用効果）
本態様に係る過熱蒸気生成利用システムは、第二加熱器の後部（第二加熱器の後側部分。例えば出口辺り）、または第二加熱器から後段の機器に至る経路（例えば第二加熱器と後段の機器の間を繋ぐ管。当該管の内部を過熱蒸気が流れる。）に加熱蒸気の温度の計測器が設けられている。そして、第二加熱器制御手段（例えば制御装置）が、その過熱蒸気温度計測器で計測した過熱蒸気の温度に基づいて、第二加熱器の加熱手段（例えばヒータ）の加熱温度を制御する構造になっている。

【0044】

第二加熱器制御手段が第二加熱器の加熱温度を制御することによって、第二加熱器から排気される過熱蒸気の温度を一定に保つことができる。その結果、第一加熱器の加熱温度の制御をしなくても所望の温度の過熱蒸気を得ることができる。なお、第一加熱器の加熱温度を制御することによって、過熱蒸気の温度をさらに所望の値に近づけてもよい。

【0045】

なお前記特許文献１と比較したときの利点については、第３の態様の作用効果の欄に記載した内容と同様のため、ここでは記載を省略する。

【0046】

（第５の態様）
前記第一加熱器は、
蛇行させて段状に配置した加熱管と、
各段の前記加熱管の内部にそれぞれ配置され、前記加熱管の一端側から他端側へ向かって延在するカートリッジヒータと、
を有する前記第１～第４の態様のいずれか１つの態様の過熱蒸気生成利用システム。

【0047】

（作用効果）
第一加熱器にカートリッジヒータを用いると、耐圧性を高くすることができる。特に、第一加熱器の内部は高圧になる（例えば３～４ＭＰａ）ことが想定されるため、耐圧性の高いヒータを用いることは利点が大きい。

【0048】

また、市販されているカートリッジヒータの長さは一般的に５００ｍｍ程度である。そのため、第一加熱器の加熱管の長さを長くする（例えば２ｍ程度）と、加熱管の一部分しか加熱できない不具合が生じる。本態様では加熱管を蛇行して段状に配置し、各段の加熱管の内部にそれぞれカートリッジヒータを配置することで、前述の不具合の発生を防止することができる。また、カートリッジヒータの加熱管を蛇行して配置することで、密閉性を高めることができるとともに、電力密度や表面温度を高めることができる。

【0049】

なお、第一種圧力容器は、製造、設置等の際に都道府県労働局などの検査が義務付けられ、使用開始後にも年に１回の性能検査が義務付けられている。本態様のように、加熱管を蛇行させて段状に配置することで、第一加熱器全体を小型化することができ、その結果、前記第一種圧力容器に該当しなくなる利点がある。

【0050】

（第６の態様）
前記第二加熱器は、
下部にミストを噴霧するノズルと、上部に過熱蒸気を排出する排気口と、内部に加熱手段を備えた加熱筒を有し、
前記加熱筒の内部に噴霧されたミストが筒内を上昇する過程で、前記加熱手段によって加熱されて過熱蒸気となる構成とされた前記第１～第５の態様のいずれか１つの態様の過熱蒸気生成利用システム。

【0051】

（作用効果）
本態様の第二加熱器によれば、高圧で噴霧されたミストが圧力開放によって高速（例えば約１００ｍ／ｓ）の噴流となり、第二加熱器の内部に高速の気流となって拡散する。そのため、加熱手段（例えばヒータ）との接触効率が高くなり、加熱されやすくなる。

【0052】

（第７の態様）
前記第二加熱器は、予熱用加熱エアを供給する供給口と、前記予熱用加熱エアを排出する排出口を有し、
前記過熱蒸気生成利用システムは、
前記第二加熱器の後部、または前記第二加熱器から後段の機器に至る経路に設けられ、前記予熱用加熱エアの温度を計測する予熱用加熱エア計測器と、
前記予熱用加熱エア計測器で計測された前記予熱用加熱エアの温度が、予め定められた前記第二加熱器の内部に噴霧されるミストの温度よりも高くなった時点で、前記予熱用加熱エアの供給を停止する制御手段と、を有する前記第１～第６の態様のいずれか１つの態様の過熱蒸気生成利用システム。

【0053】

（作用効果）
本態様によれば、第二加熱器を運転する前に適切に予熱をすることができる。そのため、第二加熱器を運転した際に、第二加熱器の内部に結露が生じてドレンが大量に発生することを防止することができる。

【発明の効果】

【0054】

前記過熱蒸気生成利用システムによれば、過熱蒸気の蒸気量、過熱蒸気の温度および吐出圧力をそれぞれ独立して調節することができ、任意の条件に精度よく設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0055】

【図1】本発明に係る過熱蒸気生成利用システムの第１実施形態の全体構成図である。

【図2】前記第１実施形態の第一加熱器の概略図である。

【図3】前記第１実施形態の第二加熱器の概略図である。

【図4】従来の過熱蒸気生成利用システムの全体構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0056】

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の一実施形態を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきでない。

【0057】

（液体Ｆ）
過熱蒸気生成装置１０に供給される液体Ｆは特に限定されないが、例えば、蒸留水（純水や精製水）、市水、工業用水、雨水などを用いることができる。ただし、市水にはミネラル/イオン化物が含まれている。市水に含まれるそれらの成分の析出物が、第一加熱器４の加熱管４３の内表面、第二加熱器５のノズル５４や第二加熱器５の筒部５３の内表面に付着し、不具合が生じるおそれがある。そのため、液体Ｆとして蒸留水を用いることが好ましい。また工業用水や雨水などを用いる場合はＲＯ膜処理をして不純物を除去した後に、第一加熱器４に供給することが好ましい。

【0058】

（供給手段３）
図１に示すように、前記液体Ｆは供給手段３によって第一加熱器４に供給される。この供給手段３は特に限定されないが、例えば、ポンプ（好ましくは定量ポンプ）などを用いることができる。ポンプの種類は容積式ポンプと非容積式ポンプのいずれも用いることができるが、特に容積式ポンプを用いることが好ましい。容積式ポンプとしては、ピストンポンプ、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプ、ネジポンプ、ギヤポンプ、ベーンポンプ等を用いることができるが、特にダイヤフラムポンプやプランジャーポンプ（定量高圧ポンプ）を用いることが好ましい。

【0059】

なお、プランジャーポンプを用いた場合、精密容積式計量が可能である（プランジャーポンプの回転数と第一加熱器４に対する液体Ｆの供給量がほぼ比例する）ため、このプランジャーポンプに流量計２の役割を兼ねさせることが可能になる。そのため、プランジャーポンプを用いる場合は流量計２の設置が不要になり、イニシャルコストを抑えることができる。

【0060】

また本実施形態における過熱蒸気生成利用システムにおいては、前記特許文献１のように、第一加熱器４に供給する液体Ｆの供給量をフィートバック制御することが不要になるという利点もある。すなわち、第二加熱器５から排気される過熱蒸気ＳＳの量は、第一加熱器４から第二加熱器５に供給される加熱液ＨＦの量とほぼ同一になる。また第一加熱器４から排出される加熱液ＨＦの量は、第一加熱器４に供給する液体Ｆの量とほぼ同一になる。そのため、第一加熱器４に注入する液体Ｆの流量を供給手段３で制御することによって、過熱蒸気ＳＳの量を容易に制御することが可能となり、生成される過熱蒸気量を自動制御しやすくなる。

【0061】

なお、実際に過熱蒸気生成装置１０を運転する際は、供給手段３によって液体Ｆを高圧で加圧し、第二加熱器５から排気される過熱蒸気ＳＳの量だけ、液体Ｆを第一加熱器４に供給することが好ましい。また、第一加熱器４に対する液体Ｆの供給量は、インバータ制御（インバータ回転数制御）することが好ましい。

【0062】

第一加熱器４に供給する液体Ｆの供給量は、例えば０．１～１０Ｌ／ｍｉｎにすることが好ましく、１～８Ｌ／ｍｉｎにすることがより好ましく、５Ｌ／ｍｉｎにすることがさらに好ましい。第一加熱器４に供給する液体Ｆの供給量が少ないと（例えば０．１Ｌ／ｍｉｎよりも少ないと）、過熱蒸気生成装置１０が本来より多くの過熱蒸気を生成できるにも関わらず、過熱蒸気を十分に生成しないため効率が悪い。また、第一加熱器４に供給する液体Ｆの供給量が多いと（例えば１０Ｌ／ｍｉｎよりも多いと）、第二加熱器５から排気される過熱蒸気ＳＳの量も多くなるが、第二加熱器５の加熱手段（例えばヒータ）の加熱能力に限界があるため、その限界を超えると、過熱蒸気ＳＳが十分に加熱されない状態で（過熱蒸気ＳＳの温度が所望の温度よりも低い温度のままで）第二加熱器５から排気されてしまうおそれがある。

【0063】

以上のように、供給手段３によって第一加熱器４に供給する液体Ｆの量を増減させることにより、第二加熱器５で生成する過熱蒸気ＳＳの量を増減させることができる。供給手段３による液体Ｆの供給量は、供給量調節手段３Ａによって調節することができる。この供給量調節手段３Ａは第一加熱器４に供給する液体Ｆの供給量を調節することができるものであれば特に限定されるものでないが、例えばポンプ３に設けた手動式の流量調節ノブ、ポンプ３に設けた電磁式の流量調節ノブと当該ノブを動かす制御装置、インバータによるポンプ３の回転数の制御などを挙げることができる。

【0064】

また、供給手段３で液体Ｆを第一加熱器４に供給する際は、高圧で供給することが好ましい。液体Ｆを高圧で供給することによって、第一加熱器４内で液体Ｆを沸騰させずに液体のままに保たせることができる。具体的には、液体Ｆの蒸気圧以上の圧力で第一加熱器４に液体Ｆを供給することが好ましい。液体Ｆごとに蒸気圧曲線が定まっているため、この蒸気圧曲線に基づいて液体Ｆを供給する際の圧力を決定するとよい。例えば、第一加熱器４に液体Ｆとして水を供給する場合、３～７ＭＰａ以上の圧力で供給することが好ましく、３～４ＭＰａ以上の圧力で供給することがより好ましい。このように液体Ｆの供給圧力を制御する手段（供給圧力制御手段）は特に限定されるものではないが、例えばポンプ３に設けた手動式の圧力調節ノブ、ポンプ３に設けた電磁式の圧力調節ノブと当該ノブを動かす制御装置、インバータによるポンプ３の回転数の制御などを挙げることができる。

【0065】

（流量計２）
第一加熱器４の前段に流量計２を設け、第一加熱器４に供給する液体Ｆの量を計測することが好ましい。この流量計２を設ける位置は特に限定されないが、例えば図１に示すようにフィルタ１と供給手段３の間に設けたり、図示しないが供給手段３と第一加熱器４の間に設けたりすることができる。特に好ましくは、流量計２をポンプ吸い込み側（図１のように供給手段３よりも前段側）に設けることが好ましい。この流量計２の種類は特に限定されないが、例えば超音波式（クランプオン式）流量計、羽根車式流量計、電磁式流量計、ギヤ式流量計などを用いることができる。

【0066】

（フィルタ１）
液体Ｆを第一加熱器４に供給する前に、フィルタ１によって液体Ｆに含まれる異物を除去することが好ましい。液体Ｆに異物が含まれていると、それらの異物が第一加熱器４や第二加熱器５の内部に堆積して故障の原因となるからである。

【0067】

図１では供給手段３の前段にフィルタ１を設け、液体Ｆを供給手段３に供給する前に異物を除去する構成としたが、このような構成に限られるものではない。図示しないが、例えば供給手段３と第一加熱器４の間のいずれかの箇所にフィルタ１を設けてもよい。

【0068】

なお、フィルタ１としては公知のフィルタを任意に用いることができる。例えば、一般濾過フィルタ、精密濾過フィルタ、限外濾過フィルタ、ＲＯ膜、イオン交換樹脂などを用いることができる。特に、平坦な濾材を蛇腹状に折り曲げて複数の襞を形成しつつ、筒状に形成したプリーツフィルタを用いることが好ましい。液体Ｆの単位時間当たりの処理量が多いとともに、襞の外面に形成されたケーキの剥離も用意だからである。プリーツフィルタやその外面に形成されたケーキの剥離装置については特に限定されないが、例えば特開２０２０－９３２３１号や特開２０２１－１６８２６号に開示されたものを用いることができる。

【0069】

（第一加熱器４）
図１に示すように第一加熱器４によって、第一加熱器４に供給された液体Ｆを加熱して加熱液ＨＦを生成する。第一加熱器４は液体Ｆを加熱することができれば特に限定されるものではないが、液体Ｆの沸騰を抑えて、高圧で高温の加熱液ＨＦを生成するものが好ましい。例えば、生成された加熱液ＨＦの圧力は２～８ＭＰａのものが好ましく、２～５ＭＰａのものがより好ましく、４ＭＰａのものがさらに好ましい。生成された加熱液ＨＦの圧力が２ＭＰａよりも小さいと、第二加熱器５の内部に設けられた噴霧ノズル５４から噴霧されるミストの粒子径が大きくなり、そのミストを瞬間蒸発できなくなるおそれがある。生成された加熱液ＨＦの圧力が８ＭＰａよりも大きいと、第一加熱器４に耐圧強度の限界値があるため、その限界値を超える可能性があり、その結果配管の接手から加熱液ＨＦ（または液体Ｆ）が漏出するおそれがある。また生成された加熱液ＨＦの温度は１７０～３００℃のものが好ましく、２２０～２５０℃のものがより好ましく、２４０℃のものがさらに好ましい。生成された加熱液ＨＦの温度が１７０℃よりも低いと、第二加熱器５の内部に噴霧されたミストが瞬間蒸発しにくくなる。生成された加熱液ＨＦの温度が２５０℃よりも高いと、第一加熱器４の内部で加熱液ＨＦが沸騰して、第一加熱器４のヒータの温度が局所的に上昇する結果、ヒータが劣化するおそれがある。

【0070】

前述のように第一加熱器４で加熱液ＨＦを生成する際には、液体Ｆの沸騰を抑えつつ、高圧で高温の加熱液ＨＦを生成することが好ましい。このような加熱液ＨＦを生成するために、例えば図２に例示した第一加熱器４を用いることが好ましい。この第一加熱器４は、液体Ｆの供給口４１と、液体Ｆを加熱する加熱管４３と、生成された加熱液ＨＦの排出口４２を備えている。加熱管４３は、加熱管４３の内部を流れる液体Ｆが蛇行して流れるように配置されている。詳しくは、第１加熱管４３Ａ、第３加熱管４３Ｃおよび第５加熱管４３Ｅがほぼ平行に配置されている。そして、図２の左側を一端側ＯＮＳ、右側を他端側ＯＴＳとすると、第１加熱管４３Ａの一端側ＯＮＳ端部に供給口４１を備えた供給管４１Ｔが接続され、第１加熱管４３Ａの他端側ＯＴＳ端部と第３加熱管４３Ｃの他端側ＯＴＳ端部が第２加熱管４３Ｂによって接続されている。また、第３加熱管４３Ｃの一端側ＯＮＳ端部と第５加熱管４３Ｅの一端側ＯＮＳ端部が第４加熱管４３Ｄによって接続されており、第５加熱管４５Ｅの他端側ＯＴＳ端部に排出口４２を備えた排出管４２Ｔが接続されている。

【0071】

図２に第一加熱器４内を流れる液体Ｆの移動経路ＨＬを点線矢印で示した。供給口４１から第一加熱器４に供給された液体Ｆは供給管４１の内部を通過して第１加熱管４３Ａの一端側ＯＮＳ端部に到達した後、第１加熱管４５Ａの内部を一端側ＯＮＳから他端側ＯＴＳへ通過する。そして、第２加熱管４３Ｂの内部を通過した後、第３加熱管４５Ｃの内部を他端側ＯＴＳから一端側ＯＮＳへ通過する。そして、第４加熱管４３Ｄの内部を通過した後、第５加熱管４５Ｅの内部を一端側ＯＮＳから他端側ＯＴＳへ通過し、最後に排出管４２Ｔの内部を通って排出口４２から排出される。

【0072】

以上のように、第１加熱管４３Ａから一端側ＯＮＳ端部から第５の加熱管４３Ｅの他端側ＯＴＳ端部に至るまでの間に、沸騰を抑えられながら液体Ｆが加熱されて、高圧・高温の加熱液ＨＦとなる。なお、第１加熱管４３Ａ、第３加熱管４３Ｃおよび第５加熱管４３Ｅの一端側ＯＮＳ端部にはそれぞれヒータの入力ケーブル４４ａが接続されており、当該入力ケーブル４４ａから熱が供給される構造になっている。また、各加熱管４３Ａ、４３Ｃ、４３Ｅの内部には、それぞれ一端側ＯＮＳから多端側ＯＴＳへ向かって延出する加熱手段（図２の例ではヒータ４４ｂ）が設けられている。各加熱管４３Ａ～４３Ｅの内部を流れる液体Ｆは、発熱した加熱手段の外面に接触することで加熱されながら、供給口４１から排出口４２へ移動する。図２の実施例では、供給管４１Ｔを流れる液体Ｆの温度が約２０℃であり、排出管４２Ｔを流れる液体Ｆの温度が約２５０℃とすると、例えば加熱管４３Ｂを流れる液体Ｆの温度が約９５℃、加熱管４３Ｄを流れる液体の温度が約１７０℃となるように、加熱していくとよい。

【0073】

なお、液体Ｆは各加熱管４３Ａ～４３Ｅの内部をゆっくりと流れるようにすることが好ましい。加熱管４３Ａ～４３Ｅ内に滞留する時間を長くするほど、加熱された液体Ｆの温度を精密に制御することができるからである。

【0074】

図２では第１加熱管４３Ａ～第５加熱管４３Ｅで構成される加熱管４３を例示したが、加熱管４３の長さの長短は任意に変更してもよい。例えば、図２の第４加熱管４３Ｄと第５加熱管４３Ｅを省いて第１加熱管４３Ａ～第３加熱管４３Ｃで構成される加熱管４３（図２よりも加熱管４３の長さが短い形態）にしても良い。また、図２の第５加熱管４３Ｅの後段に第６加熱管や第７加熱管を繋げた加熱管４３（図２よりも加熱管４３の長さが長い形態）にしても良い。なお、この加熱管４３の長さを長くする場合は、第６加熱管の位置・方向・長さを第２加熱管４３Ｂと同様とし、第７加熱管の位置・方向・長さを第３加熱管４３Ｃと同様として、加熱管４３が全体でジグザグに蛇行するようにすることが好ましい。なお、各加熱管４３の幅方向ＷＤの長さは、加熱手段（図２の例ではヒータ４４ｂ）の幅方向ＷＤの長さとほぼ同じにすることが好ましい。加熱管４３の幅方向ＷＤの長さが加熱手段４４ｂの幅方向ＷＤの長さよりも長いと、幅方向ＷＤにおいて液体Ｆを加熱しない箇所が生じるからである。

【0075】

前述のように、加熱管４３は図２のようにジグザグに蛇行させて、階段状に設けることが好ましい。加熱管４３を蛇行させることで、過熱蒸気生成装置全体をコンパクトにすることができる。

【0076】

（第一温度計６Ａ、第一加熱器制御手段７Ａ）
第一加熱器４の後側部分（図２の実施例では、第５加熱管４３Ｅの他端側端部や排出管４２Ｔなど）や、第一加熱器４から第二加熱器５に至る経路に、加熱液ＨＦの温度を計測する温度計６を設けることが好ましい。図１の実施例では、第一加熱器４と第二加熱器５の間を繋ぐ連結管８に、その連結管８の内部を流れる加熱液ＨＦの温度を計測する温度計６（第一温度計６Ａ）を取り付けている。そして、その温度計６（６Ａ）で計測した加熱液ＨＦの温度に基づいて、制御手段７（第一加熱器制御手段７Ａ）が第一加熱器４の加熱手段（図１や図２の実施例ではヒータ）による加熱温度をＰＩＤ制御で自動調節するようにすることが好ましい。具体的には、加熱液ＨＦの温度が所望の温度よりも低い場合は、制御手段７（７Ａ）が加熱手段４４ｂの温度を高くし、加熱液ＨＦの温度が所望の温度よりも高い場合は、制御手段７（７Ａ）が加熱手段４４ｂの温度を低くするとよい。なお、図１の実施例のように、２つ以上の温度計６や制御手段７を設けた場合、第一加熱器４で生成された加熱液ＨＦの温度を計測する温度計６を第一温度計６Ａといい、第一温度計６Ａで計測した温度に基づいて、第一加熱器４の加熱手段４４ｂの出力を調整する制御手段７を第一加熱器制御手段７Ａという。なお、第一温度計６Ａとしては水銀温度計やアルコール温度計などの公知の温度計を用いることができる。

【0077】

（第二加熱器５）
図１および図３に示すように、第一加熱器４で生成された加熱液ＨＦは連結管８の内部を通って第二加熱器５へ移動し、第二加熱器５の内部に噴霧される。この噴霧によって発生したミストが第二加熱器５の内部を移動する過程で再加熱されて過熱蒸気ＳＳとなる。そして、第二加熱器５で生成された過熱蒸気ＳＳは、系外排出管９の内部を通って後段の過熱蒸気利用装置１３（例えば乾燥炉、熱処理炉、炭化炉、有機物分解炉などを挙げることができる。）へ送られる。

【0078】

ここで図３を参照しながら第二加熱器５の詳細な構造について説明する。図３は第二加熱器５の実施形態の一例を示したものであるため第二加熱器５として他の構造を用いても良いが、図示したものは加熱液ＨＦから過熱蒸気ＳＳを生成する装置として優れた性能を有する実施形態である。

【0079】

図３に示す第二加熱器５は上下方向ＵＤＤに延在する筒部５３を有し、筒部５３の下端部に供給管５１Ｔが取り付けられ、筒部５３の上端部に排出管５２Ｔが取り付けられている。供給管５１Ｔの先端部（筒部５３と接している部分を基端部という）には供給口５１が設けられ、排出管５１Ｔの先端部（筒部５３と接している部分を基端部という）には排出口５２が設けられている。

【0080】

なお、連結管８の一端側は第一加熱器４に繋がっており、連結管８の他端側は第二加熱器５に繋がっている。より詳しくは、連結管８の他端側は第二加熱器５の供給口５１から第二加熱器５内に入り、供給管５１Ｔの内部を通過して筒部５３の下端部の軸心辺りまで延在している。このように延在した連結管８の他端部には噴霧ノズル５４が設けられている。

【0081】

噴霧ノズル５４の種類は加熱液ＨＦを噴霧することができれば特に限定されず、一流体ノズルと二流体ノズルのどちらを用いても良い。ただし、二流体ノズルは圧縮空気を用いるため、その圧縮空気を生成するために電力使用量が多くなるため、ランニングコスト削減の観点からは一流体ノズルを用いるほうが好ましい。

【0082】

噴霧ノズル５４は高圧でミストを噴霧するものであり、図３では噴霧ノズル５４として一流体ノズルを用いている。この一流体ノズル５４は、２．５～８ＭＰａの圧力を用いて２～９Ｌ／ｍｉｎのミストを噴霧する。このような一流体ノズル５４から噴霧されるミストの粒径は均質であり、平均粒子径が約２０～３０μｍ、最大粒子径も約４０μｍ以下と極めて小さいものである。そのため、噴霧したミストは瞬時に蒸発して気体蒸気になる。この気体蒸気は約１７０℃以上のしめり蒸気であり、その粒子径は約５μｍ以下で均一なものである。この噴霧ノズル５４には、例えばオリフィス径が直径０．５～１ｍｍ程度のものを用いることができる。例えば、ＺＩＤＥ社製の製品（型番：ＫＲ―８０）を用いることができる。

【0083】

なお、前記平均粒子径は、レーザー回折法で干渉縞を通る粒子を測定して、その測定結果からザウター平均粒径（Sauter Mean Diameter、ＳＭＤ）を求めたものをいう。このザウター平均粒径とは、全粒子の全表面積に対する全粒子の全体積と同じ表面積対体積率を有する粒子径をいい、全体積を全表面積で除することにより求めることができる。

【0084】

図３に示す第二加熱器５において、噴霧ノズル５４から噴霧されたミストは気体蒸気となって筒部５３内を上昇し、その上昇する道程で再加熱されて過熱蒸気ＳＳになる。図３において、第二加熱器５内における気体蒸気および過熱蒸気ＳＳの移動経路ＭＬを太い点線矢印で示した。生成された過熱蒸気ＳＳは筒部５３の上部に接続された排出管５２Ｔの内部を通過し、排出口５２から第二加熱器５の外に排出される。

【0085】

なお、筒部５３の内部には加熱手段５６が配置されており、この加熱手段５６によってミストが加熱されて過熱蒸気ＳＳが生成される。加熱手段５６の種類は特に限定されるものではないが、例えばヒータ、熱媒油熱交換器などを挙げることができる。そして前記ヒータの例としては、Ｕ字管、プレートヒータ、フィンチューブヒータなどを挙げることができる。図３に示した加熱手段５６はＵ字管であり、１０本以上のＵ字管が筒部５３の天面から垂れ下がった形態となっている。Ｕ字管の上下方向ＵＤＤの位置は任意に定めることができるが、ミストを十分に加熱するという観点から考えると、少なくとも供給管５１Ｔの高さから排出管５２Ｔの高さまで加熱手段５６を配置することが好ましい。

【0086】

筒部５３の下部にはドレンＤＲを排出するためのドレン管５７が設けられており、噴霧ノズル５４からミストを噴霧することよって生じたドレンＤＲはこのドレン管５７を通って外部へ排出される。ドレン管５７にはバルブ５８ａが設けられており、ミストを噴霧している間は開状態となっており、ミストの噴霧が終了してドレンＤＲが排出されると閉状態に切り替えられる。

【0087】

また、第二加熱器５の運転を開始する前は、筒部５３内に結露が生じることを防ぐために、予熱作業を行うことが好ましい。具体的には、バルブ５８ａを閉じるとともにバルブ５８ｂを開け、管５９内に予熱用加熱エアＡＲを送る。供給する予熱用加熱エアＡＲの温度は１７０～２５０℃にすることが好ましく、２２０～２４０℃にすることがより好ましい。管５９内に供給された予熱用加熱エアＡＲは、ドレン管５７を通って、予熱用加圧エアＡＲの供給口５９ａから筒部５３に入り、筒部５３の下部ＤＳから上部ＵＳへ上昇移動した後、排出管５２Ｔ（図３では予熱用加圧エアＡＲの排出口５９ｂを兼ねている）を通って外部へ排出される。なお、排出管５２Ｔに予熱用加熱エアＡＲの温度を計測する温度計６Ｃを設けることもできる。この温度計６Ｃによって排出口５９ｂを通る予熱用加熱エアＡＲの温度を計測し、計測した予熱用加熱エアＡＲの温度が、噴霧する予定のミストの温度（予め定めておくとよい）以上になった段階で、筒部５３が十分に予熱された（ミストを噴霧しても結露がほとんど生じない状態になった）と判断し、制御装置（図示しない）が、予熱用加圧エアＡＲの供給を止め、予熱作業を終了させる。例えば、噴霧予定のミストの温度を予め２３０℃に設定した場合、排出管５２Ｔから排出される予熱用加熱エアＡＲの温度が２３０℃よりも高くなった段階で、予熱作業を終了させる。予熱作業終了後は、加熱エアＡＲの供給を止め、バルブ５８ｂを閉じ、バルブ５８ａを開けた後、噴霧ノズル５４からミストを噴霧して過熱蒸気ＳＳを生成する。なお、上記の予熱作業を終了するか否かの判断は、排出管５２Ｔの内部を通る予熱用加熱エアＡＲの温度を計測することによって、筒部５３が十分に温まったか否かを判断したが、筒部５３に直接温度計６（６Ｄ）を取り付け、筒部５３の内壁面の温度が噴霧する予定のミストの温度（予め定めておくとよい）以上になった段階で、予熱を終了させてもよい。

【0088】

以上の説明では、連結管８の他端側を筒部５３の内部まで延在させた図３の実施例を示したが、このような実施形態に限られるものではない。例えば連結管８の他端部を第二加熱器５の供給口５１近傍に位置させ、その連結管８の他端部と連続するように噴霧管５５を設ける形態にしても良い。この場合、噴霧管５５の一端側端部を連結管８の他端部と接続させるとよく、その接続位置は特に限定されず、例えば第二加熱器５の供給口５１近傍であっても良いし、供給口５１よりも筒部５３側に設けたり第一加熱器４側に設けたりしても良い。そして、噴霧管５５を供給管５１Ｔの内部を通して筒部５３の軸心近傍まで延在させ、その噴霧管５５の他端部に噴霧ノズル５４を設けるようにしても良い。

【0089】

また、図３に示す第二加熱器５は上下方向ＵＤＤに延在する筒部５３を備えているが、筒部５３の形状はこのようなものに限られない。例えば、略水平方向に延在する筒部５３にしても良いし、その他の斜め方向に延在する筒部５３にしても良い。ただし、過熱蒸気生成装置１０の立ち上げ時や休止中に筒部５３の内部にドレンが溜まりやすいため、図３に示すような上下方向ＵＤＤに延在する縦長形状の筒部５３とし、ドレンを排出しやすくすることが好ましい。

【0090】

図３に示す第二加熱器５の筒部５３は横断面が正円形の円筒形状を為しているが、横断面が楕円形の円筒形状にしたり、横断面が多角形（例えば四角形、六角形など）の角筒形状にしたりしても良い。

【0091】

第二加熱器５によって生成される過熱蒸気ＳＳの温度は、過熱蒸気利用装置１３で必要となる過熱蒸気ＳＳの温度に調節することになるが、例えば過熱蒸気利用装置１３が加熱炉である場合は、２００～５００℃にすることが好ましく、３５０～４５０℃にすることがより好ましい。過熱蒸気ＳＳの温度が２００℃よりも低いと対象物ＢＪを十分に加熱することができず、過熱蒸気ＳＳの温度が５００℃よりも高いと対象物ＢＪを加熱しすぎるおそれがある。

【0092】

また、第二加熱器５によって生成される過熱蒸気ＳＳの生成量は、過熱蒸気利用装置１３で必要となる過熱蒸気ＳＳの量に調節する。

【0093】

（第二温度計６Ｂ、第２制御手段７Ｂ）
そして、第二加熱器５の後側部分（図３の実施例では、筒部５３の上端部や排出管５２Ｔなど）や、第二加熱器５から後段の装置（図示しない）に至る系外排出管９に、過熱蒸気ＳＳの温度を計測する温度計６を設けることが好ましい。図１の実施例では、第二加熱器５と後段の装置を繋ぐ系外排出管９に、その系外排出管９の内部を流れる過熱蒸気ＳＳの温度を計測する温度計６（６Ｂ）を取り付けている。そして、その温度計６（６Ｂ）で計測した過熱蒸気ＳＳの温度に基づいて、制御手段７（７Ｂ）が第二加熱器５の加熱手段（図１や図３の実施例ではヒータ）による加熱温度をＰＩＤ制御で自動調節するようにすることが好ましい。具体的には、過熱蒸気ＳＳの温度が所望の温度よりも低い場合は、制御手段７（７Ｂ）が加熱手段の温度を高くし、過熱蒸気ＳＳの温度が所望の温度よりも高い場合は、制御手段７（７Ｂ）が加熱手段の温度を低くするとよい。なお、図１の実施例のように、２つ以上の温度計６や制御手段７を設けた場合、第二加熱器５で生成された過熱蒸気ＳＳの温度を計測する温度計６を第二温度計６Ｂといい、第二温度計６Ｂで計測した温度に基づいて、第二加熱器５の加熱手段の出力を調整する制御手段７を第２制御手段７Ｂという。なお、過熱蒸気ＳＳの温度を計測する温度計６Ｂとしては熱電対や放射温度計などの公知の温度計を用いることができる。

【0094】

図３に示すように、噴霧ノズル５４から噴霧された高温のミストが瞬間的に蒸発して生成された飽和水蒸気をヒータによって加熱する構造となっている。図１、図３に示すように第二加熱器５の出口部分（排出管５２Ｔ、排出口５２またはそれらの近傍部分）または系外排出管９の内部を通過する過熱蒸気ＳＳの温度をモニタリングして第二加熱器５のヒータを制御することが可能である。そのため、第一加熱器４から排出される加熱液ＨＦの温度が変化しても、第二加熱器５のヒータの温度を制御することにより、第二加熱器５の排出口５２を通過する過熱蒸気ＳＳの温度を一定にすることができる。

【0095】

なお、図４に示すような従来のボイラ方式の過熱蒸気生成利用装置１００では、ボイラ１１０内の圧力が変化すると、ボイラ１１０内の水Ｆが沸騰して蒸発する量（以下、「沸騰蒸発量」という）が変化する。この沸騰蒸発量が変化すると、前記ボイラ１１０（図１の第一加熱器に相当する）の後段に配置した加熱器１２０（図１の第二加熱器に相当する）で蒸気ＳＴを加熱するための熱量が大きく変化し、加熱器１２０の出口から排気される過熱蒸気ＳＳの温度が安定せず、過熱蒸気ＳＳの温度を制御しにくいという問題がある。本実施形態では、前述のように、第二加熱器５の加熱手段５６の加熱温度を調節するだけで、第二加熱器５の排出口５２を通過する過熱蒸気ＳＳの温度を容易に調節することができ、従来のボイラ方式の過熱蒸気生成利用装置１００が有していた問題を解決することができる。

【0096】

また、本実施形態の過熱蒸気生成装置１０では、第一加熱器４内が高圧の高温水で満たされており、内部の高温水の沸騰が抑えられている。そして、第二加熱器５の噴霧ノズル５４からミストを噴霧するが、このミストを噴霧する圧力に対抗する圧力として、（Ａ）第二加熱器５内における通気抵抗、（Ｂ）第二加熱器５から過熱蒸気利用装置１３（例えば加熱炉。以下同様）までの配管抵抗、（Ｃ）過熱蒸気ＳＳを利用する過熱蒸気利用装置１３の噴出ノズル１２の抵抗、（Ｄ）過熱蒸気利用装置１３からの排気抵抗、という（Ａ）～（Ｄ）の排圧が加わる。しかし、第一加熱器４の加圧圧力（供給手段３による液体Ｆの供給圧力に比例する）に比べて、これら（Ａ）～（Ｄ）の排圧は相対的に小さいため、第一加熱器４内における液体Ｆの加熱や、第二加熱器５の噴霧ノズル５４から噴霧するミスト量の変化は小さい。本実施形態の過熱蒸気生成装置１０では、プランジャーポンプ等の供給手段３を用いて液体Ｆを第一加熱器４に供給し、この供給手段３の液体Ｆの供給圧力の増減によって、第二加熱器５から噴霧されるミスト量が増減することになるが、供給手段３からの液体Ｆの供給圧力が相対的に大きいため、前記（Ａ）～（Ｄ）の排圧の値が変化したとしても、第二加熱器５から噴霧されるミスト量は、排圧の変化の影響をほとんど受けない。

【0097】

（過熱蒸気ＳＳの利用）
図１に示すように、第二加熱器５から排気された過熱蒸気ＳＳは、後段に設けられた過熱蒸気利用装置１３（この過熱蒸気利用装置１３は過熱蒸気生成装置１０に含まれない。）に送られ、この過熱蒸気利用装置１３で過熱蒸気ＳＳが利用される。過熱蒸気ＳＳの利用形態としては、活性炭脱気、シリカゲル粉体脱水乾燥、脱脂、塗膜剥離、食品加工、殺菌洗浄、炭化、有機物分解などがある。過熱蒸気ＳＳを利用する際は、単に過熱蒸気利用装置１３内に過熱蒸気ＳＳを供給し、過熱蒸気利用装置１３内の雰囲気全体を加熱することで処理対象物ＢＪを加熱等することもできるが、過熱蒸気ＳＳを処理対象物ＢＪに吹き付ける形態が好ましい。過熱蒸気ＳＳを処理対象物ＢＪに高速で吹き付けることにより、過熱蒸気ＳＳの熱がその処理対象物ＢＪの内部にまで伝わりやすくなり、伝熱効果を高めることができるからである。そのため、図１に示したように、処理対象物ＢＪに向けた複数のノズル１２を設け、それらのノズル１２から一気に高速で過熱蒸気ＳＳを処理対象物ＢＪに吹き付けることが好ましい。なお図１の符号１４は、過熱蒸気ＳＳを各ノズル１２に分配する管である。以上のように過熱蒸気ＳＳを吹付ける装置としては、例えば加熱炉、熱処理炉、脱気炉、乾燥炉および開放吹付法を挙げることができる。なお、その場合の圧力は過熱蒸気吹き出しノズル抵抗及び炉排気抵抗に依存する。また、図１に示すように、ノズル１２の前段に、ノズル１２から吐出する過熱蒸気ＳＳの圧力を調節する吐出圧力調節手段１１を設けることが好ましい。図１では吐出圧力調節手段１１として電磁バルブを例示したが、手動バルブ、オリフィス、排気絞り弁など、他の手段によって調節してもよい。この吐出圧力調節手段１１によって、吐出圧力を容易に調節することができる。そして吐出圧力を調節したとしても、前述したように、過熱蒸気ＳＳの生成量や過熱蒸気ＳＳの温度にはほとんど影響が及ばない。また過熱蒸気ＳＳの生成量や過熱蒸気ＳＳの温度から吐出圧力にもほとんど影響が及ばない。

【0098】

なお、吐出圧力は、過熱蒸気利用装置１３で必要な吐出圧力となるように調節することになるが、例えば過熱蒸気利用装置１３が加熱炉である場合は、０．０２～０．２ＭＰａにすることが好ましく、０．０５～０．１ＭＰａにすることがより好ましい。過熱蒸気ＳＳの吐出圧力が０．０２ＭＰａよりも低いと対象物ＢＪを十分に加熱することができず、過熱蒸気ＳＳの吐出圧力が０．２ＭＰａよりも高いと対象物ＢＪを加熱しすぎるおそれがある。

【0099】

（実施形態の効果）
前記実施形態に係る過熱蒸気生成装置１０によれば、（Ａ）第二加熱器５で生成される過熱蒸気ＳＳの温度、（Ｂ）第二加熱器５の後段に設けた過熱蒸気利用装置１３の内部に過熱蒸気ＳＳを吐出する際の圧力（過熱蒸気ＳＳの吐出圧力）（Ｃ）第二加熱器５の内部に設けられた噴霧ノズル５４から噴霧されるミストの蒸発量（すなわち、第二加熱器５で生成される過熱蒸気の量）、をそれぞれ独立して調節することができ、前記（Ａ）過熱蒸気の温度、（Ｂ）吐出圧力、（Ｃ）過熱蒸気生成量を任意の値に精度良く設定することができる。

【0100】

例えば、過熱蒸気生成装置１０の立ち上げ時は、第二加熱器５内の噴霧ノズル５４から噴霧されるミストの量が多いとドレン水ＤＲが増えて問題になる。そのため、立ち上げ時は噴霧ノズル５４から噴霧されるミストの量を少なくすることが好ましい。他方、過熱蒸気生成装置１０の立ち上げ時に噴霧ノズル５４から噴霧されるミストの量を少なくすると、第二加熱器５から排出される過熱蒸気ＳＳの量が少なくなり、第２加熱器５の後段に設けた過熱蒸気利用装置１３（例えば加熱炉）における効率（例えば加熱効率）が悪くなるという別の問題が生じるおそれがある。その問題を解決するため、過熱蒸気生成装置１０の立ち上げ時は、第二加熱器５から排気される過熱蒸気ＳＳの温度を高くすることが好ましい。

【0101】

また、第二加熱器５の後段に設けた過熱蒸気利用装置１３（例えば加熱炉）では、過熱蒸気ＳＳの圧力を利用して、その過熱蒸気利用装置１３の内部に設けた複数のノズル１２から過熱蒸気ＳＳを加熱対象物ＢＪに高速噴流で吹き付ける場合が多い。そのため、過熱蒸気利用装置１３の種類によっては、第二加熱器５の出口部分における過熱蒸気ＳＳの好ましい圧力が０．１～０．２ＭＰａに及ぶ場合もある。

【0102】

前記実施形態に係る過熱蒸気生成装置１０によれば、前記（Ａ）過熱蒸気の温度、（Ｂ）吐出圧力、（Ｃ）過熱蒸気生成量を、それぞれ独立して、任意の値に精度良く調整することができるため、以上のような制御を容易に行うことができる。

【0103】

ここで、過熱蒸気生成装置１０で生成した過熱蒸気ＳＳが、第二加熱器５の後段に設置された種々の過熱蒸気利用装置１３へ送られて利用される態様について詳述する。

【0104】

例えば、過熱蒸気ＳＳは過熱蒸気利用装置１３としての加熱炉に送られて、加熱炉で加熱対象物を加熱するために用いられる。この場合、第二加熱器５から加熱炉に供給する加熱蒸気ＳＳの量を増やすよりも、加熱炉に供給する加熱蒸気ＳＳの温度を高くする方が、加熱炉による加熱対象物への熱入力が大きくなる。そのため第二加熱器５から排気される加熱蒸気ＳＳの温度を高くすることが求められる。前記実施形態の過熱蒸気生成装置１０であれば、第二加熱器５の加熱効率がよいため、第二加熱器５から排気される加熱蒸気ＳＳの温度を容易に高くすることができる。

【0105】

また、例えば第二加熱器５で生成した過熱蒸気ＳＳを過熱蒸気利用装置１３としての粉体乾燥装置や粉体脱気装置へ送り、粉体の乾燥や脱気に用いる場合も想定される。この場合、粉体乾燥装置や粉体脱気装置の内部では、加熱蒸気ＳＳの噴流で飛散しないようにするために、フィルタを設けてこの粉体の飛散を防止する必要がある。この粉体乾燥装置や粉体脱気装置の内部に設けられたフィルタの存在によって、粉体乾燥装置や粉体脱気装置の内部に過熱蒸気ＳＳを吐出するときの通気抵抗が大きくなる。そのため、粉体乾燥装置や粉体脱気装置の内部に過熱蒸気ＳＳを吐出する際の吐出圧力を大きくすることが望まれる。前記実施形態の過熱蒸気生成装置１０であれば、吐出圧力調節手段（図１では、例としてバルブを示す）によってノズル１２からの吐出圧力を容易に高くすることができる。

【0106】

また、例えば第二加熱器５で生成した過熱蒸気ＳＳを過熱蒸気利用装置１３としての表面加熱装置や食品加工装置へ送り、対象物ＢＪの表面を加熱したり、食品ＢＪの加熱に用いたりする場合も想定される。この場合は、前記対象物ＢＪや前記食品ＢＪの全体を均一に加熱することが要求されるため、過熱蒸気ＳＳの量を多く必要とする。前記実施形態の過熱蒸気生成装置１０であれば、供給手段３が、第一加熱器４に供給される液体Ｆの供給量を増やすことによって、結果として第二加熱器５から排気される過熱蒸気ＳＳの量が増える。このように、供給手段３が液体Ｆの供給量を増やすことにより、表面加熱装置や食品加工装置に供給される過熱蒸気ＳＳの量を容易に増やすことができる。

【0107】

以上のように、前記実施形態の過熱蒸気生成装置１０であれば、過熱蒸気利用装置１３に供給する過熱蒸気ＳＳの供給量（第二加熱器５の内部に設けられた噴霧ノズルから噴霧されるミストの蒸発量と比例する）、過熱蒸気ＳＳの温度、過熱蒸気ＳＳの吐出圧力を変更することが容易であり、それぞれを単独で制御できる（他の要素に影響を与えずに制御できる）という利点がある。

【0108】

また、図３に示す第二加熱器５では、噴霧ノズル５４から噴霧されたミストが、ほぼ均一な大きさの微粒子（高温の微粒子）であるため、第二加熱器５のヒータ表面の熱伝導を均一に作用させることができる。なお、ヒータの加熱密度がアンバランスである（ヒータを局所的に加熱させる）とヒータ内部の絶縁物質が劣化するおそれがある。しかし、前述のように噴霧ノズル５４から噴霧するミストをほぼ均一な大きさの微粒子にすることで、第二加熱器５のヒータ表面の熱伝導を均一に作用させることができるため、ヒータを局所的に加熱させる必要がなくなり、絶縁物質の劣化等の不具合の発生を防止することができる。その結果、第二加熱器５の寿命低下を防止することができる。

【0109】

図１～図３に示す過熱蒸気生成装置１０はシンプルな構造であるため、運転がしやすくメンテナンス性に優れている。また、従来のボイラを用いた過熱蒸気生成装置１５０の容積と比べて、図１～図３に示したような過熱蒸気生成装置１０の容積を小さくする（例えば５分の１程度にする）ことができるため、断熱施工がしやすくなり、放熱ロスも少なくなるという利点がある。さらに、現在市場で販売されている同様の装置よりも装置全体がコンパクト（従来製品の約５０％の大きさ）であるため、敷地面積が小さい場所（工場など）においても利用することができる。

【0110】

さらに、第一加熱器４および第二加熱器５に安価なヒータ（例えばカートリッジヒータ、シーズ線ヒータなど）を用いることができ、それによって過熱蒸気生成装置１０自体のイニシャルコストを安くすることができる。本発明者に試算によると、従来製品の約半額程度にすることもできる。

【0111】

また、図２に示す第一加熱器４の内部に保有される水量が少ないため、過熱蒸気生成装置１０を起動して立ち上げる時間や、過熱蒸気生成装置１０を停止してクールダウンさせる時間が従来製品よりも短いという特徴を有する。なお過熱蒸気生成装置１０を高温の状態で保持すると、加圧された加熱液ＨＦや過熱水蒸気ＳＳが噴出する危険があるため、過熱蒸気生成装置１０は定期的に停止してクールダウンさせることが好ましい。

【0112】

また、第二加熱器５のヒータとしてカンタルヒータを用いると、噴霧ノズル５４から噴霧されたミストを１１００℃以上の高温に加熱することができるため、過熱蒸気ＳＳを加水分解反応に利用することができるようになる。

【0113】

従来用いられていた誘導加熱や高周波加熱の場合、耐圧・耐熱の金属管を用いるため、金属管の管内にスケールが生成される不具合が生じるが、第一加熱器４や第二加熱器５のヒータに電気ヒータを用いることで、このようなリスクを低減させることができる。

【符号の説明】

【0114】

１：フィルタ、２：流量計、３：供給手段（例：ポンプ）、３Ａ：供給量調節手段、４：第一加熱器、５：第二加熱器、６：温度計、６Ａ：第一温度計、６Ｂ：第二温度計、７：制御手段、７Ａ：第一加熱器制御手段、７Ｂ：第二加熱器制御手段、８：連結管、９：系外排出管、１０：過熱蒸気生成装置、１１：吐出圧力調節手段、１２：（吐出）ノズル、１３：過熱蒸気利用装置、１４：管、２０：過熱蒸気生成利用システム、４１：（液体Ｆの）供給口、４１Ｔ：（液体Ｆの）供給管、４２：（加熱液ＨＦの）排出口、４２Ｔ：（加熱液ＨＦの）排出管、４３：加熱管、４３Ａ：第１加熱管、４３Ｂ：第２加熱管、４３Ｃ：第３加熱管、４３Ｄ：第４加熱管、４３Ｅ：第５加熱管、４４ａ：入力ケーブル、４４ｂ：加熱手段（例：ヒータ）、５１：（加熱液ＨＦの）供給口、５１Ｔ：（加熱液ＨＦの）供給管、５２：（過熱蒸気ＳＳの）排出口、５２Ｔ：（過熱蒸気ＳＳの）排出管、５３：筒部、５４：噴霧ノズル、５５：噴霧管、５６：加熱手段（例：ヒータ）、５７：ドレン管、５８：バルブ、５９：管、１００：（従来の）過熱蒸気生成利用システム、１１０：ボイラ、１１１：（ボイラの）加熱手段、１２０：加熱器、１３０：過熱蒸気利用装置、１３１：ノズル、１４０：管、１４１：管、１５０：過熱蒸気生成装置、ＢＪ：対象物、ＤＳ：下側、Ｆ：液体、ＨＦ：加熱液、ＨＬ：液体の移動経路、ＭＬ：蒸気の移動経路、ＯＮＳ：一端側、ＯＴＳ：他端側、ＳＳ：過熱蒸気、ＳＴ：蒸気、ＵＤＤ：上下方向、ＵＳ：上側、ＷＤ：幅方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】