蒸気発生装置
【課題】導出される水蒸気に含まれる水滴を低減できる蒸気発生装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、円筒状に構成され、軸方向Ｊが実質的に水平となるように配置される円筒容器２と、円筒容器２の内部を軸方向Ｊに貫通して配置され、内部に加熱装置１６が挿入可能な貫通管５（５Ａ）と、円筒容器２の上部に形成される蒸気導出開口２３と、蒸気導出開口２３を塞ぐように設けられ、上方に延びる蒸気導出筒６と、円筒容器２の内部における蒸気導出開口２３の下方に、水平方向Ｈに対して所定角度θ傾斜して配置されるバッフル板７と、を備える蒸気発生装置１である。
【解決手段】本発明は、円筒状に構成され、軸方向Ｊが実質的に水平となるように配置される円筒容器２と、円筒容器２の内部を軸方向Ｊに貫通して配置され、内部に加熱装置１６が挿入可能な貫通管５（５Ａ）と、円筒容器２の上部に形成される蒸気導出開口２３と、蒸気導出開口２３を塞ぐように設けられ、上方に延びる蒸気導出筒６と、円筒容器２の内部における蒸気導出開口２３の下方に、水平方向Ｈに対して所定角度θ傾斜して配置されるバッフル板７と、を備える蒸気発生装置１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハロゲンヒータ等の加熱手段の輻射熱を利用して水蒸気を発生させる蒸気発生装置が提案されている。例えば、特許文献１には、軸方向が水平に設置された円筒容器と、この円筒容器の内部を軸方向に貫通する内管と、この内管の内部に配置されたハロゲンヒータと、円筒容器の内部に水を供給する給水部と、円筒容器の上部に設けられた蒸気出口部と、を備える蒸気発生装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１で提案された蒸気発生装置においては、給水部から円筒容器の内部に供給された水は、内管の内側に配置されたハロゲンヒータの輻射熱により加熱されて水蒸気となり、この水蒸気は、円筒容器の上部に設けられた蒸気出口部から導出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５６３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、以上の蒸気発生装置においては、円筒容器の内部において発生した水蒸気は、水面から離脱する際に、微細な水滴を伴った状態で上昇するため、水滴を含む水蒸気が蒸気出口部から導出されるおそれがある。このように、水蒸気が水滴を含んでしまうと、水蒸気の乾き度が低下してしまう。半導体の洗浄等に用いられる超純水水蒸気を生成する超純水蒸気発生装置のような小型の蒸気発生装置では、円筒容器の内部における水面の位置から蒸気出口部までの距離が短くなり、蒸気出口部から導出される水蒸気に水滴が含まれやすくなるため、この問題は、特に顕著となる。
【０００６】
従って、本発明は、導出される水蒸気に含まれる水滴を低減できる蒸気発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、円筒状に構成され、軸方向が実質的に水平となるように配置される円筒容器と、前記円筒容器の内部を前記軸方向に貫通して配置され、内部に加熱装置が挿入可能な貫通管と、前記円筒容器の上部に形成される開口部と、前記開口部を塞ぐように設けられ、上方に延びる蒸気導出筒と、前記円筒容器の内部における前記開口部の下方に配置されるバッフル板と、を備える蒸気発生装置に関する。
【０００８】
また、前記バッフル板は、水平方向に対して所定角度傾斜して配置されることが好ましい。
【０００９】
また、前記所定角度は、１〜５度であることが好ましい。
【００１０】
また、前記円筒容器は、水平方向に対して１〜５度傾斜して配置されることが好ましい。
【００１１】
また、前記円筒容器の軸方向の一端側の下部に設けられ、該円筒容器に水を供給する給水管を更に備え、前記バッフル板は、前記給水管が取り付けられた側が下がるように傾斜して配置されることが好ましい。
【００１２】
また、前記蒸気導出筒は、前記円筒容器の軸方向の略中央部に配置されることが好ましい。
【００１３】
また、前記貫通管は、前記円筒容器の中心軸に対して同心円状に複数配置され、前記バッフル板は、複数の前記貫通管のうちの上方に位置する貫通管に支持されることが好ましい。
【００１４】
また、実質的に石英素材により構成されることが好ましい。
【００１５】
また、前記バッフル板は、前記円筒容器の軸方向における前記開口部の開口幅の長さの２倍以上の長さに構成されることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、円筒状に構成され、軸方向が水平方向に対して所定角度傾斜して配置される円筒容器と、前記円筒容器の内部を前記軸方向に貫通して配置され、内部に加熱装置が挿入可能な貫通管と、前記円筒容器の上部に形成される開口部と、前記開口部を塞ぐように設けられ、上方に延びる蒸気導出筒と、を備える蒸気発生装置に関する。
【００１７】
また、前記円筒容器の軸方向の一端側の下部に設けられ、該円筒容器に水を供給する給水管を更に備え、前記蒸気導出筒は、前記円筒容器の軸方向の他端側に配置されることが好ましい。
【００１８】
また、前記円筒容器は、前記軸方向の一端側が下がるように傾斜して配置されることが好ましい。
【００１９】
また、前記所定角度は、１〜５度であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の蒸気発生装置によれば、導出される水蒸気に含まれる水滴を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の蒸気発生装置を正面（筒状容器の側面側）から視た縦断面図である。
【図２】第１実施形態の蒸気発生装置を側方（筒状容器の平蓋部側）から視た縦断面図である。
【図３Ａ】第１実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を正面から視た縦断面図である。
【図３Ｂ】第１実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を側方から視た縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る蒸気発生装置を正面（筒状容器の側面側）から視た縦断面図である。
【図５】第２実施形態の蒸気発生装置を側方（筒状容器の平蓋部側）から視た縦断面図である。
【図６Ａ】第２実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を正面から視た縦断面図である。
【図６Ｂ】第２実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を側方から視た縦断面図である。
【図７】第２実施形態の蒸気発生装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の蒸気発生装置の好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、第１実施形態の蒸気発生装置について、図１〜図３Ｂを参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の蒸気発生装置を正面（筒状容器の側面側）から視た縦断面図である。図２は、第１実施形態の蒸気発生装置を側方（筒状容器の平蓋部側）から視た縦断面図である。図３Ａは、第１実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を正面から視た縦断面図である。図３Ｂは、第１実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を側方から視た縦断面図である。
【００２４】
第１実施形態の蒸気発生装置１は、図１及び図２に示すように、円筒容器２と、給水管３と、ブロー管４と、複数の貫通管５と、蒸気導出筒６と、バッフル板７と、を備えている。
【００２５】
円筒容器２は、水蒸気の源になる水を貯蓄する貯水タンクの役割を果たす。この円筒容器２は、図１及び図２に示すように、筒体部２１と、平蓋部２２と、開口部としての蒸気導出開口２３と、給水開口２４と、ブロー開口２５と、を有する。
【００２６】
筒体部２１は、図１及び図２に示すように、円筒状に形成されており、その軸方向Ｊが実質的に水平となるように配置される。「実質的に水平」とは、水平方向Ｈに完全に平行であるか、又は水平方向Ｈからわずかに傾いていることを意味する。
【００２７】
平蓋部２２は、図２〜図３Ｂに示すように、筒体部２１の軸方向Ｊの両端に蓋をする板状の部分である。この平蓋部２２は、後述の貫通管５が貫通する５個の貫通口２２１をそれぞれ有する。
【００２８】
蒸気導出開口２３は、図１及び図２に示すように、円筒容器２の上部に形成される。この蒸気導出開口２３は、円筒容器２の軸方向Ｊの略中央部に配置される。蒸気導出開口２３の形状としては、円筒容器２の湾曲側面に沿って変形した略多角形や略円形等の種々の形状が挙げられる。第１実施形態における蒸気導出開口２３は、円筒容器２の湾曲側面に沿って変形した略円形状に形成されている。
【００２９】
給水開口２４は、円筒容器２の軸方向Ｊの一端側（図１における左側）の下部に形成される。ブロー開口２５は、円筒容器２の軸方向Ｊの他端側（図１における右側）の下部に形成される。給水開口２４及びブロー開口２５は、いずれも、円筒容器２の湾曲側面に沿って変形した略円形状に形成されている。
【００３０】
以上の円筒容器２は、水平方向Ｈに対して１〜５度の傾斜角θで傾斜して配置されることが好ましい。第１実施形態の円筒容器２は、給水開口２４が形成された一端側が下がるように、水平方向Ｈに対して２度の傾斜角θで傾斜して配置される。
【００３１】
第１実施形態の円筒容器２に関する各種寸法は次の通りである。円筒容器２の内径は１１３ｍｍ、その外径は１２０ｍｍであり、円筒容器２の軸方向Ｊの長さは３９０ｍｍである。円筒容器２の平蓋部２２の厚さは各５ｍｍであり、その貫通口２２１の内径は２７ｍｍである。円筒容器２の軸方向Ｊ及びその直交方向における蒸気導出開口２３の各幅は各７０ｍｍである。
【００３２】
給水管３は、円筒容器２に水を供給する管であり、図２に示すように、給水開口２４に接続されている。即ち、給水管３は、円筒容器２の下部における円筒容器２の軸方向Ｊの一端側（図１における左側）に配置されている。給水管３の下端部近傍には、給水管３の側面に沿った円環溝部が設けられている。
【００３３】
第１実施形態の給水管３に関する各種寸法は次の通りである。給水管３の内径は１２ｍｍ、その外径は１６ｍｍであり、給水管３の軸方向の長さは６０ｍｍである。また、円筒容器２の軸方向Ｊの一端から給水管３の中心軸までの距離は２７ｍｍである。
【００３４】
ブロー管４は、円筒容器２に貯留された水を排出する場合に用いられる管であり、ブロー開口２５に接続されている。また、このブロー管４は、円筒容器２の内部に貯留された水の水面Ｗ（図３Ａ、図３Ｂ参照）の位置を計測する水面計（図示せず）に連通している。ブロー管４の下端部近傍には、ブロー管４の側面に沿った円環溝部が設けられる。
【００３５】
第１実施形態のブロー管４に関する各種寸法は次の通りである。ブロー管４の内径は１２ｍｍ、その外径は１６ｍｍであり、ブロー管４の軸方向の長さは６０ｍｍである。また、円筒容器２の軸方向Ｊの他端からブロー管４の中心軸までの距離は７０ｍｍである。
【００３６】
貫通管５は、図１及び図２に示すように、円筒容器２の内部を円筒容器２の軸方向Ｊに貫通して配置される。貫通管５は、円筒容器２の中心軸Ｊ１に対する同心円の円周上に、等間隔で複数配置される。第１実施形態では、貫通管５は５本配置され、それぞれの貫通管５の両端部は、平蓋部２２における貫通口２２１の周縁部に接合される。
これらの貫通管５には、図１及び図２に示すように、加熱装置としてのハロゲンヒータ１６が挿入される。より具体的には、第１実施形態では、５本の貫通管５のうちの下方に位置する３本の貫通管５Ａにハロゲンヒータ１６が挿入される。
【００３７】
第１実施形態の貫通管５に関する各種寸法は次の通りである。貫通管５の内径は２１ｍｍ、その外径は２７ｍｍである。貫通管５の軸方向の長さは３９０ｍｍであり、円筒容器２の軸方向Ｊの長さと同じである。貫通管５の配置本数は５本、円筒容器２の中心軸Ｊ１に対する同心円の直径は７０ｍｍ、貫通管５の配置間隔は６０°である。
【００３８】
蒸気導出筒６は、円筒容器２内で発生した蒸気を上方に導く筒である。この蒸気導出筒６は、図１及び図２に示すように、円筒容器２の蒸気導出開口２３を塞ぐように設けられ、上方に延びる。蒸気導出筒６は、円筒容器２の軸方向Ｊの略中央部に配置され、その上端にドーム部１１を有する。
【００３９】
第１実施形態の蒸気導出筒６に関する各種寸法は次の通りである。蒸気導出筒６の内径は６６ｍｍ、その外径は７０ｍｍである。蒸気導出筒６の軸方向における円筒容器２の上部から蒸気導出筒６のドーム部１１までの距離は１２７ｍｍであり、半球状のドーム部１１の半径は３５ｍｍである。
【００４０】
以上の蒸気導出筒６には、図１及び図２に示すように、蒸気出口管１２、水面制御管１３及び安全弁接続管１４が接続される。
【００４１】
蒸気出口管１２は、蒸気導出筒６の内部の蒸気を外部に排出する管である。図１及び図２に示すように、この蒸気出口管１２は、一端部において蒸気導出筒６の側面に貫通して接続されている。蒸気出口管１２の他端側は、円筒容器２の軸方向Ｊに直交する方向に略水平に延びている。蒸気導出筒６の一端部は、図２に示すように、斜めに切断された形状になっており、蒸気導出筒６の内部において、上方を向いて開口している。
【００４２】
第１実施形態の蒸気出口管１２に関する各種寸法は次の通りである。蒸気出口管１２の内径は１６ｍｍ、その外径は２０ｍｍである。蒸気出口管１２の軸方向の長さは９５ｍｍであり、蒸気導出筒６の側面から蒸気出口管１２の出口までの長さは６０ｍｍである。また、円筒容器２の上部から蒸気出口管１２の中心軸までの距離は１０９ｍｍである。
【００４３】
水面制御管１３は、円筒容器２に貯留された水の水面Ｗの位置を計測する水面計に連通する。この水面制御管１３は、図１及び図２に示すように、蒸気出口管１２の下方に配置され、蒸気出口管１２と略平行に延びる。
【００４４】
第１実施形態の水面制御管１３に関する各種寸法は次の通りである。水面制御管１３の内径は１２ｍｍ、その外径は１６ｍｍであり、水面制御管１３の軸方向の長さは６０ｍｍである。また、円筒容器２の上部から水面制御管１３の中心軸までの距離は５９ｍｍである。
【００４５】
安全弁接続管１４は、円筒容器２の内部において規定圧以上の水蒸気が発生した場合に、円筒容器２の内部の水蒸気を強制排出するための管である。この安全弁接続管１４は、図１及び図２に示すように、蒸気出口管１２と水面制御管１３との上下方向の間に位置し、蒸気導出筒６の側面から円筒容器２の軸方向Ｊと平行に延びて配置される。
【００４６】
第１実施形態の安全弁接続管１４に関する各種寸法は次の通りである。安全弁接続管１４の内径は１２ｍｍ、その外径は１６ｍｍであり、安全弁接続管１４の軸方向の長さは６０ｍｍである。また、円筒容器２の上部から安全弁接続管１４の中心軸までの距離は７４ｍｍである。
【００４７】
バッフル板７は、図１及び図２に示すように、円筒容器２の内部において円筒容器２の蒸気導出開口２３の下方に（つまり、蒸気導出筒６の下方に）配置される。このバッフル板７は、円筒容器２の軸方向Ｊにおいて給水管３が取り付けられた側が下がるように水平方向Ｈに対して所定角度θだけ傾斜して、配置される。所定角度θとしては、１〜５度が好ましい。
第１実施形態のバッフル板７は、所定角度θとして２度だけ傾斜して配置されている。第１実施形態では、正面視で、バッフル板７の傾斜角θが円筒容器２の傾斜角θと同じであるため、バッフル板７は、円筒容器２の軸方向Ｊと平行に延びることになる。
【００４８】
バッフル板７は、支持部材１５を介して、複数の貫通管５のうちの上方に位置する貫通管５Ｂに支持される。第１実施形態では、支持部材１５は、円筒容器２の軸方向Ｊに延びる２個の部材により構成される。支持部材１５は、上方に位置する２本の貫通管５Ｂの上部であって円筒容器２の蒸気導出開口２３の下方の位置に、配置される。支持部材１５は、バッフル板７の下面を支持する。
【００４９】
バッフル板７は、円筒容器２の軸方向Ｊにおいて、円筒容器２の蒸気導出開口２３に係る開口幅の長さの２倍以上の長さに形成されている。
【００５０】
第１実施形態のバッフル板７に関する各種寸法は次の通りである。バッフル板７が薄い長方形板の場合、バッフル板７の円筒容器２の軸方向Ｊにおける長さは１５０ｍｍ、その直交方向の長さは８０ｍｍ、その厚さは２ｍｍである。また、円筒容器２の軸方向Ｊにおける各支持部材１５の長さは各６０ｍｍ、その高さは各８．９ｍｍ、その幅は各３ｍｍである。
【００５１】
第１実施形態の蒸気発生装置１は、実質的に石英素材により構成される。「実質的に石英素材により構成される」とは、装置における全ての部材が石英ガラス等の石英部材により構成される場合のみならず、この装置を固定するための部材等、円筒容器２に供給される水や装置内で発生した水蒸気に接触せずに水蒸気の純度に関連しない部材については、石英素材でない場合も含む。第１実施形態の蒸気発生装置１において、石英素材により形成された上記の各種部材は、溶融接合法により互いに接合されている。
【００５２】
図３Ａは、第１実施形態の蒸気発生装置１に給水された状態を正面から視た縦断面図である。図３Ｂは、第１実施形態の蒸気発生装置１に給水された状態を側方から視た縦断面図である。
【００５３】
第１実施形態の蒸気発生装置１は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、給水管３から円筒容器２に給水が行われ、円筒容器２の内部に水が貯留された状態で使用される。ここで、円筒容器２を水平方向Ｈに対して２度程度の傾斜角θで傾斜させて配置した場合に、ハロゲンヒータ１６が挿入された３本の貫通管５Ａが水面Ｗから露出することを防ぎつつ、水面Ｗとバッフル板７との間に所定の空間を形成させる観点から、円筒容器２の内部の水面Ｗの高さは、円筒容器２の最下部から８７ｍｍ〜９６ｍｍであることが好ましい。
【００５４】
円筒容器２の内部に貯留された水は、貫通管５Ａに挿入されたハロゲンヒータ１６の輻射熱により加熱される。すると、円筒容器２の内部に貯留された水は気化し、水蒸気が発生する。ここで、円筒容器２の内部で発生した水蒸気は、水面Ｗから離脱するときに、微細な水滴を伴った状態で上昇する。水滴を伴った状態で円筒容器２の内部を上昇した水蒸気は、円筒容器２の上面及びバッフル板７に衝突して、水蒸気と水滴とが分離される。そして、水滴が分離された水蒸気は蒸気導出筒６に導出される。
【００５５】
ここで、バッフル板７及び円筒容器２は、水平方向Ｈに対して２度の傾斜角θで傾斜して、配置されている。これにより、バッフル板７に衝突して水蒸気から分離された水滴は、円筒容器２の上面の傾斜及びバッフル板７の傾斜に沿って下方に流れ、円筒容器２の内部の水面Ｗに落下する。そのため、円筒容器２の上面及びバッフル板７の下面に水滴が滞留しにくいので、円筒容器２の上面及びバッフル板７の下面において、滞留した水滴が再び水蒸気と接触して水蒸気の乾き度が低下することを抑制できる。
【００５６】
以上説明した第１実施形態の蒸気発生装置１によれば、以下のような効果を奏する。
【００５７】
（１）第１実施形態においては、バッフル板７を、円筒容器２の内部における蒸気導出開口２３の下方に配置した。これにより、円筒容器２内の水面Ｗから上昇した水滴を含む水蒸気をバッフル板７に衝突させ、水蒸気と水滴とを分離できる。よって、バッフル板７により水滴が分離された水蒸気を、バッフル板７の上方に配置された蒸気導出筒６に導出できるので、蒸気導出筒６から導出される水蒸気に含まれる水滴を低減できる。この効果は、円筒容器２の内部の水面Ｗの位置から蒸気導出筒６までの距離が短い小型の蒸気発生装置において、特に発揮される。
【００５８】
（２）第１実施形態においては、バッフル板７を、水平方向Ｈに対して所定角度θ傾斜させて配置した。これにより、バッフル板７に衝突して水蒸気から分離された水滴を、バッフル板７の傾斜角θの傾斜に沿って流下させ、円筒容器２の内部の水面Ｗに落下できる。よって、バッフル板７の下面に水滴が滞留しにくいので、バッフル板７の下面に滞留した水滴が再び水蒸気と接触して水蒸気の乾き度が低下することを抑制できる。また、バッフル板７を傾斜させたので、バッフル板７の下方における水蒸気の流れを、一方向に方向付けられる。よって、バッフル板７の下方において水蒸気の流れが乱れることに起因するキャビテーション（振動）の発生を抑制できる。
【００５９】
（３）第１実施形態においては、バッフル板７の傾斜角θを１〜５度に設定した。これにより、気液分離の促進とバッフル板７に衝突して生じた水滴の落下とを両立できる。
【００６０】
（４）第１実施形態においては、円筒容器２を、水平方向Ｈに対して１〜５度の傾斜角θで傾斜させて配置した。これにより、円筒容器２の内部における水蒸気の流れを一方向に方向付けられる。よって、円筒容器２の内部における水蒸気の流れを円滑にできるので、水蒸気の流れが乱れることに起因するキャビテーション（振動）の発生を抑制できる。
【００６１】
（５）第１実施形態においては、蒸気導出筒６を、円筒容器２の軸方向Ｊの略中央部に配置した。これにより、蒸気導出筒６を端部に配置した構造と比較して、水蒸気の左右流入の比率の偏り（流速の不均衡）により生じる水滴の伴流を抑制できる。
【００６２】
（６）第１実施形態においては、貫通管５を、円筒容器２の中心軸Ｊ１に対して同心円状に複数配置し、バッフル板７を複数の貫通管５のうちの上方に位置する貫通管５Ｂに支持させた。これにより、円筒容器２の水の熱分布を均等化し、円筒容器２の水を効率良く蒸発させることができると共に、バッフル板７の支持を容易にすることができる。
【００６３】
（７）第１実施形態においては、蒸気発生装置１を実質的に石英素材により構成した。これにより、金属成分が含まれない純度の高い水蒸気を発生させることができる。
【００６４】
（８）第１実施形態においては、バッフル板７を、円筒容器２の軸方向Ｊにおける蒸気導出開口２３の開口幅の長さの２倍以上の長さに構成した。これにより、蒸気導出開口２３の両側から流れ込む蒸気の流速の平均化を促進することができる。
【００６５】
次に、本発明の第２実施形態に係る蒸気発生装置１Ａについて、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態の蒸気発生装置１Ａを正面（円筒容器２の側面側）から視た縦断面図である。図５は、第２実施形態の蒸気発生装置１Ａを側方（円筒容器２の平蓋部９側）から視た縦断面図である。
【００６６】
第２実施形態以降の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００６７】
第２実施形態の蒸気発生装置１Ａは、図４及び図５に示すように、円筒容器２と、給水管３と、ブロー管４と、複数の貫通管５と、蒸気導出筒６と、を備えている。第２実施形態の蒸気発生装置１Ａは、図１から図３Ｂに示す第１実施形態とは、バッフル板７及び支持部材１５を備えていない点並びに蒸気導出筒６の位置が主として異なる。
【００６８】
円筒容器２は、軸方向Ｊが水平方向Ｈに対して所定角度θ傾斜して、配置されている。所定角度θとしては、１〜５度が好ましい。第２実施形態における円筒容器２は、２度の傾斜角θで傾斜して配置される。円筒容器２は、給水管３が設けられた円筒容器２の軸方向Ｊの一端側（図４における左側）が下がるように傾斜して、配置される。
【００６９】
蒸気導出筒６及び蒸気導出開口２３は、円筒容器２の軸方向Ｊの他端側（図４における右側）に配置される。蒸気導出筒６は、蒸気導出開口２３を塞ぐように設けられる。蒸気導出筒６は、円筒容器２の軸方向Ｊにおける上下方向に高い側に、配置される。
【００７０】
次に、第２実施形態の蒸気発生装置１Ａの動作について、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら説明する。図６Ａは、第２実施形態の蒸気発生装置１Ａに給水された状態を正面から視た縦断面図である。図６Ｂは、第２実施形態の蒸気発生装置１Ａに給水された状態を側方から視た縦断面図である。
【００７１】
第２実施形態の蒸気発生装置１Ａは、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、給水管３から円筒容器２に給水が行われ、円筒容器２の内部に水が貯留された状態で使用される。ここで、円筒容器２の内部の水面Ｗの高さは、第１実施形態と同様に、円筒容器２の最下部から８７ｍｍ〜９６ｍｍであることが好ましい。
【００７２】
円筒容器２の内部に貯留された水は、貫通管５（５Ａ）に挿入されたハロゲンヒータ１６の輻射熱により加熱される。すると、円筒容器２の内部に貯留された水は気化し、水蒸気が発生する。ここで、円筒容器２の内部で発生した水蒸気は、水面Ｗから離脱するときに、微細な水滴を伴った状態で上昇する。水滴を伴った状態で円筒容器２の内部を上昇した水蒸気は、円筒容器２の上面に衝突して、水蒸気と水滴とが分離される。そして、水滴が分離された水蒸気が蒸気導出筒６に導出される。
【００７３】
ここで、円筒容器２は、蒸気導出筒６が配置された他端側（図４における右側）が上方に位置するように、水平方向Ｈに対して２度の傾斜角θで傾斜して配置されている。これにより、バッフル板７に衝突して水蒸気から分離された水滴は、円筒容器２の上面の傾斜に沿って円筒容器２の一端側に流れ、円筒容器２の内部の水面Ｗに落下する。一方、水蒸気は、円筒容器２の上面に沿って上昇し、他端側に配置された蒸気導出筒６に導出される。このように、円筒容器２の内部の上面近傍において、水蒸気の流れと水滴の流れとを逆方向に方向付けられるので、円筒容器２の内部における水蒸気と水滴との気液分離を好適に行える。また、円筒容器２の上面に水滴が滞留しにくいので、円筒容器２の上面において、滞留した水滴が再び水蒸気と接触して水蒸気の乾き度が低下することを抑制できる。
【００７４】
以上説明した第２実施形態の蒸気発生装置１Ａによれば、上述した（４）、（６）、（７）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
【００７５】
（９）第２実施形態においては、円筒容器２を、軸方向Ｊの一端側が下がるように傾斜させて配置し、蒸気導出筒６を、円筒容器２の軸方向Ｊの他端側に配置した。これにより、円筒容器２の軸方向Ｊの他端側において、円筒容器２の内面上部と円筒容器２の水面Ｗとの間の気相部の厚みを一層大きくできる。よって、円筒容器２の水面Ｗから蒸気導出筒６までの距離を長くできるので、水面Ｗから離脱して上昇する水蒸気に含まれる水滴を、蒸気導出筒６に到達するまでに減少できる。その結果、蒸気導出筒６から導出される水蒸気に含まれる水滴を低減できる。
【００７６】
以上、本発明の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述した各実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、第２実施形態では、蒸気発生装置１Ａを、バッフル板を含まずに構成したが、これに限らない。即ち、図７に示すように、蒸気発生装置１Ｂを、バッフル板７を含んで構成してもよい。この場合、バッフル板７は、第１実施形態と同様、水平方向Ｈに対して所定角度θ（例えば２度）傾斜させて配置させてもよい。これにより、蒸気発生装置１Ｂに、上述した（１）、（２）、（４）、（６）〜（９）の効果を奏させることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１，１Ａ 蒸気発生装置
２ 円筒容器
３ 給水管
４ ブロー管
５，５Ａ，５Ｂ 貫通管
６ 蒸気導出筒
７ バッフル板
１１ ドーム部
１２ 蒸気出口管
１３ 水面制御管
１４ 安全弁接続管
１５ 支持部材
１６ ハロゲンヒータ（加熱装置）
２１ 筒体部
２２ 平蓋部
２３ 蒸気導出開口（開口部）
Ｗ 水面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハロゲンヒータ等の加熱手段の輻射熱を利用して水蒸気を発生させる蒸気発生装置が提案されている。例えば、特許文献１には、軸方向が水平に設置された円筒容器と、この円筒容器の内部を軸方向に貫通する内管と、この内管の内部に配置されたハロゲンヒータと、円筒容器の内部に水を供給する給水部と、円筒容器の上部に設けられた蒸気出口部と、を備える蒸気発生装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１で提案された蒸気発生装置においては、給水部から円筒容器の内部に供給された水は、内管の内側に配置されたハロゲンヒータの輻射熱により加熱されて水蒸気となり、この水蒸気は、円筒容器の上部に設けられた蒸気出口部から導出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３５６３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、以上の蒸気発生装置においては、円筒容器の内部において発生した水蒸気は、水面から離脱する際に、微細な水滴を伴った状態で上昇するため、水滴を含む水蒸気が蒸気出口部から導出されるおそれがある。このように、水蒸気が水滴を含んでしまうと、水蒸気の乾き度が低下してしまう。半導体の洗浄等に用いられる超純水水蒸気を生成する超純水蒸気発生装置のような小型の蒸気発生装置では、円筒容器の内部における水面の位置から蒸気出口部までの距離が短くなり、蒸気出口部から導出される水蒸気に水滴が含まれやすくなるため、この問題は、特に顕著となる。
【０００６】
従って、本発明は、導出される水蒸気に含まれる水滴を低減できる蒸気発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、円筒状に構成され、軸方向が実質的に水平となるように配置される円筒容器と、前記円筒容器の内部を前記軸方向に貫通して配置され、内部に加熱装置が挿入可能な貫通管と、前記円筒容器の上部に形成される開口部と、前記開口部を塞ぐように設けられ、上方に延びる蒸気導出筒と、前記円筒容器の内部における前記開口部の下方に配置されるバッフル板と、を備える蒸気発生装置に関する。
【０００８】
また、前記バッフル板は、水平方向に対して所定角度傾斜して配置されることが好ましい。
【０００９】
また、前記所定角度は、１〜５度であることが好ましい。
【００１０】
また、前記円筒容器は、水平方向に対して１〜５度傾斜して配置されることが好ましい。
【００１１】
また、前記円筒容器の軸方向の一端側の下部に設けられ、該円筒容器に水を供給する給水管を更に備え、前記バッフル板は、前記給水管が取り付けられた側が下がるように傾斜して配置されることが好ましい。
【００１２】
また、前記蒸気導出筒は、前記円筒容器の軸方向の略中央部に配置されることが好ましい。
【００１３】
また、前記貫通管は、前記円筒容器の中心軸に対して同心円状に複数配置され、前記バッフル板は、複数の前記貫通管のうちの上方に位置する貫通管に支持されることが好ましい。
【００１４】
また、実質的に石英素材により構成されることが好ましい。
【００１５】
また、前記バッフル板は、前記円筒容器の軸方向における前記開口部の開口幅の長さの２倍以上の長さに構成されることが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、円筒状に構成され、軸方向が水平方向に対して所定角度傾斜して配置される円筒容器と、前記円筒容器の内部を前記軸方向に貫通して配置され、内部に加熱装置が挿入可能な貫通管と、前記円筒容器の上部に形成される開口部と、前記開口部を塞ぐように設けられ、上方に延びる蒸気導出筒と、を備える蒸気発生装置に関する。
【００１７】
また、前記円筒容器の軸方向の一端側の下部に設けられ、該円筒容器に水を供給する給水管を更に備え、前記蒸気導出筒は、前記円筒容器の軸方向の他端側に配置されることが好ましい。
【００１８】
また、前記円筒容器は、前記軸方向の一端側が下がるように傾斜して配置されることが好ましい。
【００１９】
また、前記所定角度は、１〜５度であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の蒸気発生装置によれば、導出される水蒸気に含まれる水滴を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の蒸気発生装置を正面（筒状容器の側面側）から視た縦断面図である。
【図２】第１実施形態の蒸気発生装置を側方（筒状容器の平蓋部側）から視た縦断面図である。
【図３Ａ】第１実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を正面から視た縦断面図である。
【図３Ｂ】第１実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を側方から視た縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る蒸気発生装置を正面（筒状容器の側面側）から視た縦断面図である。
【図５】第２実施形態の蒸気発生装置を側方（筒状容器の平蓋部側）から視た縦断面図である。
【図６Ａ】第２実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を正面から視た縦断面図である。
【図６Ｂ】第２実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を側方から視た縦断面図である。
【図７】第２実施形態の蒸気発生装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の蒸気発生装置の好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、第１実施形態の蒸気発生装置について、図１〜図３Ｂを参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の蒸気発生装置を正面（筒状容器の側面側）から視た縦断面図である。図２は、第１実施形態の蒸気発生装置を側方（筒状容器の平蓋部側）から視た縦断面図である。図３Ａは、第１実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を正面から視た縦断面図である。図３Ｂは、第１実施形態の蒸気発生装置に給水された状態を側方から視た縦断面図である。
【００２４】
第１実施形態の蒸気発生装置１は、図１及び図２に示すように、円筒容器２と、給水管３と、ブロー管４と、複数の貫通管５と、蒸気導出筒６と、バッフル板７と、を備えている。
【００２５】
円筒容器２は、水蒸気の源になる水を貯蓄する貯水タンクの役割を果たす。この円筒容器２は、図１及び図２に示すように、筒体部２１と、平蓋部２２と、開口部としての蒸気導出開口２３と、給水開口２４と、ブロー開口２５と、を有する。
【００２６】
筒体部２１は、図１及び図２に示すように、円筒状に形成されており、その軸方向Ｊが実質的に水平となるように配置される。「実質的に水平」とは、水平方向Ｈに完全に平行であるか、又は水平方向Ｈからわずかに傾いていることを意味する。
【００２７】
平蓋部２２は、図２〜図３Ｂに示すように、筒体部２１の軸方向Ｊの両端に蓋をする板状の部分である。この平蓋部２２は、後述の貫通管５が貫通する５個の貫通口２２１をそれぞれ有する。
【００２８】
蒸気導出開口２３は、図１及び図２に示すように、円筒容器２の上部に形成される。この蒸気導出開口２３は、円筒容器２の軸方向Ｊの略中央部に配置される。蒸気導出開口２３の形状としては、円筒容器２の湾曲側面に沿って変形した略多角形や略円形等の種々の形状が挙げられる。第１実施形態における蒸気導出開口２３は、円筒容器２の湾曲側面に沿って変形した略円形状に形成されている。
【００２９】
給水開口２４は、円筒容器２の軸方向Ｊの一端側（図１における左側）の下部に形成される。ブロー開口２５は、円筒容器２の軸方向Ｊの他端側（図１における右側）の下部に形成される。給水開口２４及びブロー開口２５は、いずれも、円筒容器２の湾曲側面に沿って変形した略円形状に形成されている。
【００３０】
以上の円筒容器２は、水平方向Ｈに対して１〜５度の傾斜角θで傾斜して配置されることが好ましい。第１実施形態の円筒容器２は、給水開口２４が形成された一端側が下がるように、水平方向Ｈに対して２度の傾斜角θで傾斜して配置される。
【００３１】
第１実施形態の円筒容器２に関する各種寸法は次の通りである。円筒容器２の内径は１１３ｍｍ、その外径は１２０ｍｍであり、円筒容器２の軸方向Ｊの長さは３９０ｍｍである。円筒容器２の平蓋部２２の厚さは各５ｍｍであり、その貫通口２２１の内径は２７ｍｍである。円筒容器２の軸方向Ｊ及びその直交方向における蒸気導出開口２３の各幅は各７０ｍｍである。
【００３２】
給水管３は、円筒容器２に水を供給する管であり、図２に示すように、給水開口２４に接続されている。即ち、給水管３は、円筒容器２の下部における円筒容器２の軸方向Ｊの一端側（図１における左側）に配置されている。給水管３の下端部近傍には、給水管３の側面に沿った円環溝部が設けられている。
【００３３】
第１実施形態の給水管３に関する各種寸法は次の通りである。給水管３の内径は１２ｍｍ、その外径は１６ｍｍであり、給水管３の軸方向の長さは６０ｍｍである。また、円筒容器２の軸方向Ｊの一端から給水管３の中心軸までの距離は２７ｍｍである。
【００３４】
ブロー管４は、円筒容器２に貯留された水を排出する場合に用いられる管であり、ブロー開口２５に接続されている。また、このブロー管４は、円筒容器２の内部に貯留された水の水面Ｗ（図３Ａ、図３Ｂ参照）の位置を計測する水面計（図示せず）に連通している。ブロー管４の下端部近傍には、ブロー管４の側面に沿った円環溝部が設けられる。
【００３５】
第１実施形態のブロー管４に関する各種寸法は次の通りである。ブロー管４の内径は１２ｍｍ、その外径は１６ｍｍであり、ブロー管４の軸方向の長さは６０ｍｍである。また、円筒容器２の軸方向Ｊの他端からブロー管４の中心軸までの距離は７０ｍｍである。
【００３６】
貫通管５は、図１及び図２に示すように、円筒容器２の内部を円筒容器２の軸方向Ｊに貫通して配置される。貫通管５は、円筒容器２の中心軸Ｊ１に対する同心円の円周上に、等間隔で複数配置される。第１実施形態では、貫通管５は５本配置され、それぞれの貫通管５の両端部は、平蓋部２２における貫通口２２１の周縁部に接合される。
これらの貫通管５には、図１及び図２に示すように、加熱装置としてのハロゲンヒータ１６が挿入される。より具体的には、第１実施形態では、５本の貫通管５のうちの下方に位置する３本の貫通管５Ａにハロゲンヒータ１６が挿入される。
【００３７】
第１実施形態の貫通管５に関する各種寸法は次の通りである。貫通管５の内径は２１ｍｍ、その外径は２７ｍｍである。貫通管５の軸方向の長さは３９０ｍｍであり、円筒容器２の軸方向Ｊの長さと同じである。貫通管５の配置本数は５本、円筒容器２の中心軸Ｊ１に対する同心円の直径は７０ｍｍ、貫通管５の配置間隔は６０°である。
【００３８】
蒸気導出筒６は、円筒容器２内で発生した蒸気を上方に導く筒である。この蒸気導出筒６は、図１及び図２に示すように、円筒容器２の蒸気導出開口２３を塞ぐように設けられ、上方に延びる。蒸気導出筒６は、円筒容器２の軸方向Ｊの略中央部に配置され、その上端にドーム部１１を有する。
【００３９】
第１実施形態の蒸気導出筒６に関する各種寸法は次の通りである。蒸気導出筒６の内径は６６ｍｍ、その外径は７０ｍｍである。蒸気導出筒６の軸方向における円筒容器２の上部から蒸気導出筒６のドーム部１１までの距離は１２７ｍｍであり、半球状のドーム部１１の半径は３５ｍｍである。
【００４０】
以上の蒸気導出筒６には、図１及び図２に示すように、蒸気出口管１２、水面制御管１３及び安全弁接続管１４が接続される。
【００４１】
蒸気出口管１２は、蒸気導出筒６の内部の蒸気を外部に排出する管である。図１及び図２に示すように、この蒸気出口管１２は、一端部において蒸気導出筒６の側面に貫通して接続されている。蒸気出口管１２の他端側は、円筒容器２の軸方向Ｊに直交する方向に略水平に延びている。蒸気導出筒６の一端部は、図２に示すように、斜めに切断された形状になっており、蒸気導出筒６の内部において、上方を向いて開口している。
【００４２】
第１実施形態の蒸気出口管１２に関する各種寸法は次の通りである。蒸気出口管１２の内径は１６ｍｍ、その外径は２０ｍｍである。蒸気出口管１２の軸方向の長さは９５ｍｍであり、蒸気導出筒６の側面から蒸気出口管１２の出口までの長さは６０ｍｍである。また、円筒容器２の上部から蒸気出口管１２の中心軸までの距離は１０９ｍｍである。
【００４３】
水面制御管１３は、円筒容器２に貯留された水の水面Ｗの位置を計測する水面計に連通する。この水面制御管１３は、図１及び図２に示すように、蒸気出口管１２の下方に配置され、蒸気出口管１２と略平行に延びる。
【００４４】
第１実施形態の水面制御管１３に関する各種寸法は次の通りである。水面制御管１３の内径は１２ｍｍ、その外径は１６ｍｍであり、水面制御管１３の軸方向の長さは６０ｍｍである。また、円筒容器２の上部から水面制御管１３の中心軸までの距離は５９ｍｍである。
【００４５】
安全弁接続管１４は、円筒容器２の内部において規定圧以上の水蒸気が発生した場合に、円筒容器２の内部の水蒸気を強制排出するための管である。この安全弁接続管１４は、図１及び図２に示すように、蒸気出口管１２と水面制御管１３との上下方向の間に位置し、蒸気導出筒６の側面から円筒容器２の軸方向Ｊと平行に延びて配置される。
【００４６】
第１実施形態の安全弁接続管１４に関する各種寸法は次の通りである。安全弁接続管１４の内径は１２ｍｍ、その外径は１６ｍｍであり、安全弁接続管１４の軸方向の長さは６０ｍｍである。また、円筒容器２の上部から安全弁接続管１４の中心軸までの距離は７４ｍｍである。
【００４７】
バッフル板７は、図１及び図２に示すように、円筒容器２の内部において円筒容器２の蒸気導出開口２３の下方に（つまり、蒸気導出筒６の下方に）配置される。このバッフル板７は、円筒容器２の軸方向Ｊにおいて給水管３が取り付けられた側が下がるように水平方向Ｈに対して所定角度θだけ傾斜して、配置される。所定角度θとしては、１〜５度が好ましい。
第１実施形態のバッフル板７は、所定角度θとして２度だけ傾斜して配置されている。第１実施形態では、正面視で、バッフル板７の傾斜角θが円筒容器２の傾斜角θと同じであるため、バッフル板７は、円筒容器２の軸方向Ｊと平行に延びることになる。
【００４８】
バッフル板７は、支持部材１５を介して、複数の貫通管５のうちの上方に位置する貫通管５Ｂに支持される。第１実施形態では、支持部材１５は、円筒容器２の軸方向Ｊに延びる２個の部材により構成される。支持部材１５は、上方に位置する２本の貫通管５Ｂの上部であって円筒容器２の蒸気導出開口２３の下方の位置に、配置される。支持部材１５は、バッフル板７の下面を支持する。
【００４９】
バッフル板７は、円筒容器２の軸方向Ｊにおいて、円筒容器２の蒸気導出開口２３に係る開口幅の長さの２倍以上の長さに形成されている。
【００５０】
第１実施形態のバッフル板７に関する各種寸法は次の通りである。バッフル板７が薄い長方形板の場合、バッフル板７の円筒容器２の軸方向Ｊにおける長さは１５０ｍｍ、その直交方向の長さは８０ｍｍ、その厚さは２ｍｍである。また、円筒容器２の軸方向Ｊにおける各支持部材１５の長さは各６０ｍｍ、その高さは各８．９ｍｍ、その幅は各３ｍｍである。
【００５１】
第１実施形態の蒸気発生装置１は、実質的に石英素材により構成される。「実質的に石英素材により構成される」とは、装置における全ての部材が石英ガラス等の石英部材により構成される場合のみならず、この装置を固定するための部材等、円筒容器２に供給される水や装置内で発生した水蒸気に接触せずに水蒸気の純度に関連しない部材については、石英素材でない場合も含む。第１実施形態の蒸気発生装置１において、石英素材により形成された上記の各種部材は、溶融接合法により互いに接合されている。
【００５２】
図３Ａは、第１実施形態の蒸気発生装置１に給水された状態を正面から視た縦断面図である。図３Ｂは、第１実施形態の蒸気発生装置１に給水された状態を側方から視た縦断面図である。
【００５３】
第１実施形態の蒸気発生装置１は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、給水管３から円筒容器２に給水が行われ、円筒容器２の内部に水が貯留された状態で使用される。ここで、円筒容器２を水平方向Ｈに対して２度程度の傾斜角θで傾斜させて配置した場合に、ハロゲンヒータ１６が挿入された３本の貫通管５Ａが水面Ｗから露出することを防ぎつつ、水面Ｗとバッフル板７との間に所定の空間を形成させる観点から、円筒容器２の内部の水面Ｗの高さは、円筒容器２の最下部から８７ｍｍ〜９６ｍｍであることが好ましい。
【００５４】
円筒容器２の内部に貯留された水は、貫通管５Ａに挿入されたハロゲンヒータ１６の輻射熱により加熱される。すると、円筒容器２の内部に貯留された水は気化し、水蒸気が発生する。ここで、円筒容器２の内部で発生した水蒸気は、水面Ｗから離脱するときに、微細な水滴を伴った状態で上昇する。水滴を伴った状態で円筒容器２の内部を上昇した水蒸気は、円筒容器２の上面及びバッフル板７に衝突して、水蒸気と水滴とが分離される。そして、水滴が分離された水蒸気は蒸気導出筒６に導出される。
【００５５】
ここで、バッフル板７及び円筒容器２は、水平方向Ｈに対して２度の傾斜角θで傾斜して、配置されている。これにより、バッフル板７に衝突して水蒸気から分離された水滴は、円筒容器２の上面の傾斜及びバッフル板７の傾斜に沿って下方に流れ、円筒容器２の内部の水面Ｗに落下する。そのため、円筒容器２の上面及びバッフル板７の下面に水滴が滞留しにくいので、円筒容器２の上面及びバッフル板７の下面において、滞留した水滴が再び水蒸気と接触して水蒸気の乾き度が低下することを抑制できる。
【００５６】
以上説明した第１実施形態の蒸気発生装置１によれば、以下のような効果を奏する。
【００５７】
（１）第１実施形態においては、バッフル板７を、円筒容器２の内部における蒸気導出開口２３の下方に配置した。これにより、円筒容器２内の水面Ｗから上昇した水滴を含む水蒸気をバッフル板７に衝突させ、水蒸気と水滴とを分離できる。よって、バッフル板７により水滴が分離された水蒸気を、バッフル板７の上方に配置された蒸気導出筒６に導出できるので、蒸気導出筒６から導出される水蒸気に含まれる水滴を低減できる。この効果は、円筒容器２の内部の水面Ｗの位置から蒸気導出筒６までの距離が短い小型の蒸気発生装置において、特に発揮される。
【００５８】
（２）第１実施形態においては、バッフル板７を、水平方向Ｈに対して所定角度θ傾斜させて配置した。これにより、バッフル板７に衝突して水蒸気から分離された水滴を、バッフル板７の傾斜角θの傾斜に沿って流下させ、円筒容器２の内部の水面Ｗに落下できる。よって、バッフル板７の下面に水滴が滞留しにくいので、バッフル板７の下面に滞留した水滴が再び水蒸気と接触して水蒸気の乾き度が低下することを抑制できる。また、バッフル板７を傾斜させたので、バッフル板７の下方における水蒸気の流れを、一方向に方向付けられる。よって、バッフル板７の下方において水蒸気の流れが乱れることに起因するキャビテーション（振動）の発生を抑制できる。
【００５９】
（３）第１実施形態においては、バッフル板７の傾斜角θを１〜５度に設定した。これにより、気液分離の促進とバッフル板７に衝突して生じた水滴の落下とを両立できる。
【００６０】
（４）第１実施形態においては、円筒容器２を、水平方向Ｈに対して１〜５度の傾斜角θで傾斜させて配置した。これにより、円筒容器２の内部における水蒸気の流れを一方向に方向付けられる。よって、円筒容器２の内部における水蒸気の流れを円滑にできるので、水蒸気の流れが乱れることに起因するキャビテーション（振動）の発生を抑制できる。
【００６１】
（５）第１実施形態においては、蒸気導出筒６を、円筒容器２の軸方向Ｊの略中央部に配置した。これにより、蒸気導出筒６を端部に配置した構造と比較して、水蒸気の左右流入の比率の偏り（流速の不均衡）により生じる水滴の伴流を抑制できる。
【００６２】
（６）第１実施形態においては、貫通管５を、円筒容器２の中心軸Ｊ１に対して同心円状に複数配置し、バッフル板７を複数の貫通管５のうちの上方に位置する貫通管５Ｂに支持させた。これにより、円筒容器２の水の熱分布を均等化し、円筒容器２の水を効率良く蒸発させることができると共に、バッフル板７の支持を容易にすることができる。
【００６３】
（７）第１実施形態においては、蒸気発生装置１を実質的に石英素材により構成した。これにより、金属成分が含まれない純度の高い水蒸気を発生させることができる。
【００６４】
（８）第１実施形態においては、バッフル板７を、円筒容器２の軸方向Ｊにおける蒸気導出開口２３の開口幅の長さの２倍以上の長さに構成した。これにより、蒸気導出開口２３の両側から流れ込む蒸気の流速の平均化を促進することができる。
【００６５】
次に、本発明の第２実施形態に係る蒸気発生装置１Ａについて、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態の蒸気発生装置１Ａを正面（円筒容器２の側面側）から視た縦断面図である。図５は、第２実施形態の蒸気発生装置１Ａを側方（円筒容器２の平蓋部９側）から視た縦断面図である。
【００６６】
第２実施形態以降の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００６７】
第２実施形態の蒸気発生装置１Ａは、図４及び図５に示すように、円筒容器２と、給水管３と、ブロー管４と、複数の貫通管５と、蒸気導出筒６と、を備えている。第２実施形態の蒸気発生装置１Ａは、図１から図３Ｂに示す第１実施形態とは、バッフル板７及び支持部材１５を備えていない点並びに蒸気導出筒６の位置が主として異なる。
【００６８】
円筒容器２は、軸方向Ｊが水平方向Ｈに対して所定角度θ傾斜して、配置されている。所定角度θとしては、１〜５度が好ましい。第２実施形態における円筒容器２は、２度の傾斜角θで傾斜して配置される。円筒容器２は、給水管３が設けられた円筒容器２の軸方向Ｊの一端側（図４における左側）が下がるように傾斜して、配置される。
【００６９】
蒸気導出筒６及び蒸気導出開口２３は、円筒容器２の軸方向Ｊの他端側（図４における右側）に配置される。蒸気導出筒６は、蒸気導出開口２３を塞ぐように設けられる。蒸気導出筒６は、円筒容器２の軸方向Ｊにおける上下方向に高い側に、配置される。
【００７０】
次に、第２実施形態の蒸気発生装置１Ａの動作について、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら説明する。図６Ａは、第２実施形態の蒸気発生装置１Ａに給水された状態を正面から視た縦断面図である。図６Ｂは、第２実施形態の蒸気発生装置１Ａに給水された状態を側方から視た縦断面図である。
【００７１】
第２実施形態の蒸気発生装置１Ａは、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、給水管３から円筒容器２に給水が行われ、円筒容器２の内部に水が貯留された状態で使用される。ここで、円筒容器２の内部の水面Ｗの高さは、第１実施形態と同様に、円筒容器２の最下部から８７ｍｍ〜９６ｍｍであることが好ましい。
【００７２】
円筒容器２の内部に貯留された水は、貫通管５（５Ａ）に挿入されたハロゲンヒータ１６の輻射熱により加熱される。すると、円筒容器２の内部に貯留された水は気化し、水蒸気が発生する。ここで、円筒容器２の内部で発生した水蒸気は、水面Ｗから離脱するときに、微細な水滴を伴った状態で上昇する。水滴を伴った状態で円筒容器２の内部を上昇した水蒸気は、円筒容器２の上面に衝突して、水蒸気と水滴とが分離される。そして、水滴が分離された水蒸気が蒸気導出筒６に導出される。
【００７３】
ここで、円筒容器２は、蒸気導出筒６が配置された他端側（図４における右側）が上方に位置するように、水平方向Ｈに対して２度の傾斜角θで傾斜して配置されている。これにより、バッフル板７に衝突して水蒸気から分離された水滴は、円筒容器２の上面の傾斜に沿って円筒容器２の一端側に流れ、円筒容器２の内部の水面Ｗに落下する。一方、水蒸気は、円筒容器２の上面に沿って上昇し、他端側に配置された蒸気導出筒６に導出される。このように、円筒容器２の内部の上面近傍において、水蒸気の流れと水滴の流れとを逆方向に方向付けられるので、円筒容器２の内部における水蒸気と水滴との気液分離を好適に行える。また、円筒容器２の上面に水滴が滞留しにくいので、円筒容器２の上面において、滞留した水滴が再び水蒸気と接触して水蒸気の乾き度が低下することを抑制できる。
【００７４】
以上説明した第２実施形態の蒸気発生装置１Ａによれば、上述した（４）、（６）、（７）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
【００７５】
（９）第２実施形態においては、円筒容器２を、軸方向Ｊの一端側が下がるように傾斜させて配置し、蒸気導出筒６を、円筒容器２の軸方向Ｊの他端側に配置した。これにより、円筒容器２の軸方向Ｊの他端側において、円筒容器２の内面上部と円筒容器２の水面Ｗとの間の気相部の厚みを一層大きくできる。よって、円筒容器２の水面Ｗから蒸気導出筒６までの距離を長くできるので、水面Ｗから離脱して上昇する水蒸気に含まれる水滴を、蒸気導出筒６に到達するまでに減少できる。その結果、蒸気導出筒６から導出される水蒸気に含まれる水滴を低減できる。
【００７６】
以上、本発明の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述した各実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、第２実施形態では、蒸気発生装置１Ａを、バッフル板を含まずに構成したが、これに限らない。即ち、図７に示すように、蒸気発生装置１Ｂを、バッフル板７を含んで構成してもよい。この場合、バッフル板７は、第１実施形態と同様、水平方向Ｈに対して所定角度θ（例えば２度）傾斜させて配置させてもよい。これにより、蒸気発生装置１Ｂに、上述した（１）、（２）、（４）、（６）〜（９）の効果を奏させることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１，１Ａ 蒸気発生装置
２ 円筒容器
３ 給水管
４ ブロー管
５，５Ａ，５Ｂ 貫通管
６ 蒸気導出筒
７ バッフル板
１１ ドーム部
１２ 蒸気出口管
１３ 水面制御管
１４ 安全弁接続管
１５ 支持部材
１６ ハロゲンヒータ（加熱装置）
２１ 筒体部
２２ 平蓋部
２３ 蒸気導出開口（開口部）
Ｗ 水面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に構成され、軸方向が実質的に水平となるように配置される円筒容器と、
前記円筒容器の内部を前記軸方向に貫通して配置され、内部に加熱装置が挿入可能な貫通管と、
前記円筒容器の上部に形成される開口部と、
前記開口部を塞ぐように設けられ、上方に延びる蒸気導出筒と、
前記円筒容器の内部における前記開口部の下方に配置されるバッフル板と、を備える蒸気発生装置。
【請求項２】
前記バッフル板は、水平方向に対して所定角度傾斜して配置される請求項１に記載の蒸気発生装置。
【請求項３】
前記所定角度は、１〜５度である請求項２に記載の蒸気発生装置。
【請求項４】
前記円筒容器は、水平方向に対して１〜５度傾斜して配置される請求項１〜３のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項５】
前記円筒容器の軸方向の一端側の下部に設けられ、該円筒容器に水を供給する給水管を更に備え、
前記バッフル板は、前記給水管が取り付けられた側が下がるように傾斜して配置される請求項１〜４のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項６】
前記蒸気導出筒は、前記円筒容器の軸方向の略中央部に配置される請求項１〜５のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項７】
前記貫通管は、前記円筒容器の中心軸に対して同心円状に複数配置され、
前記バッフル板は、複数の前記貫通管のうちの上方に位置する貫通管に支持される請求項１〜６のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項８】
実質的に石英素材により構成される請求項１〜７のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項９】
前記バッフル板は、前記円筒容器の軸方向における前記開口部の開口幅の長さの２倍以上の長さに構成される請求項１〜８のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項１０】
円筒状に構成され、軸方向が水平方向に対して所定角度傾斜して配置される円筒容器と、
前記円筒容器の内部を前記軸方向に貫通して配置され、内部に加熱装置が挿入可能な貫通管と、
前記円筒容器の上部に形成される開口部と、
前記開口部を塞ぐように設けられ、上方に延びる蒸気導出筒と、を備える蒸気発生装置。
【請求項１１】
前記円筒容器の軸方向の一端側の下部に設けられ、該円筒容器に水を供給する給水管を更に備え、
前記蒸気導出筒は、前記円筒容器の軸方向の他端側に配置される請求項１０に記載の蒸気発生装置。
【請求項１２】
前記円筒容器は、前記軸方向の一端側が下がるように傾斜して配置される請求項１１に記載の蒸気発生装置。
【請求項１３】
前記所定角度は、１〜５度である請求項１０〜１２のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項１】
円筒状に構成され、軸方向が実質的に水平となるように配置される円筒容器と、
前記円筒容器の内部を前記軸方向に貫通して配置され、内部に加熱装置が挿入可能な貫通管と、
前記円筒容器の上部に形成される開口部と、
前記開口部を塞ぐように設けられ、上方に延びる蒸気導出筒と、
前記円筒容器の内部における前記開口部の下方に配置されるバッフル板と、を備える蒸気発生装置。
【請求項２】
前記バッフル板は、水平方向に対して所定角度傾斜して配置される請求項１に記載の蒸気発生装置。
【請求項３】
前記所定角度は、１〜５度である請求項２に記載の蒸気発生装置。
【請求項４】
前記円筒容器は、水平方向に対して１〜５度傾斜して配置される請求項１〜３のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項５】
前記円筒容器の軸方向の一端側の下部に設けられ、該円筒容器に水を供給する給水管を更に備え、
前記バッフル板は、前記給水管が取り付けられた側が下がるように傾斜して配置される請求項１〜４のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項６】
前記蒸気導出筒は、前記円筒容器の軸方向の略中央部に配置される請求項１〜５のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項７】
前記貫通管は、前記円筒容器の中心軸に対して同心円状に複数配置され、
前記バッフル板は、複数の前記貫通管のうちの上方に位置する貫通管に支持される請求項１〜６のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項８】
実質的に石英素材により構成される請求項１〜７のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項９】
前記バッフル板は、前記円筒容器の軸方向における前記開口部の開口幅の長さの２倍以上の長さに構成される請求項１〜８のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【請求項１０】
円筒状に構成され、軸方向が水平方向に対して所定角度傾斜して配置される円筒容器と、
前記円筒容器の内部を前記軸方向に貫通して配置され、内部に加熱装置が挿入可能な貫通管と、
前記円筒容器の上部に形成される開口部と、
前記開口部を塞ぐように設けられ、上方に延びる蒸気導出筒と、を備える蒸気発生装置。
【請求項１１】
前記円筒容器の軸方向の一端側の下部に設けられ、該円筒容器に水を供給する給水管を更に備え、
前記蒸気導出筒は、前記円筒容器の軸方向の他端側に配置される請求項１０に記載の蒸気発生装置。
【請求項１２】
前記円筒容器は、前記軸方向の一端側が下がるように傾斜して配置される請求項１１に記載の蒸気発生装置。
【請求項１３】
前記所定角度は、１〜５度である請求項１０〜１２のいずれかに記載の蒸気発生装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２５１７１７（Ｐ２０１２−２５１７１７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４５６６（Ｐ２０１１−１２４５６６）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
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