本发明涉及生成过热水蒸汽的过热水蒸汽生成装置。
背景技术：
作为这种过热水蒸汽生成装置，例如如专利文献1(日本专利公开公报特开2006-226561号)所示，具备将水加热而生成饱和水蒸汽的饱和水蒸汽生成部，以及将所述饱和水蒸汽加热而生成过热水蒸汽的过热水蒸汽生成部。
用这种过热水蒸汽生成装置生成的过热水蒸汽，例如用于在装食品前对容器进行杀菌处理或在饭店等对食品进行加热等。
可是，在以往的过热水蒸汽生成装置中，即使作为加热手段采用了效率比较高的感应加热方式，但是例如从常温的水生成700℃的过热水蒸汽也需要20分钟左右的时间。换句话说，从想要使用过热水蒸汽开始起必须要等待上述的时间才能生成过热水蒸汽，这样例如在饭店等会使服务的提供时间延迟，从而不能满足顾客需求。
另一方面，如果使装置持续运转并持续生成过热水蒸汽，尽管不会产生上述的等待时间，但是在不需要过热水蒸汽期间，持续消耗能量造成浪费。
技术实现要素：
为解决上述的问题，本发明主要提供一种过热水蒸汽生成装置，能够在短时间内生成过热水蒸汽并抑制能量消耗。
即本发明的一种过热水蒸汽生成装置，其特征在于，包括：水蒸汽生成部，感应加热方式或通电加热方式的所述水蒸汽生成部从水生成水蒸汽；过热水蒸汽生成部，感应加热方式或通电加热方式的所述过热水蒸汽生成部被供给由所述水蒸汽生成部生成的水蒸汽，从所述水蒸汽生成过热水蒸汽；切换机构，设置在所述水蒸汽生成部和所述过热水蒸汽生成部之间，切换向所述过热水蒸汽生成部供给或停止供给所述水蒸汽；以及控制装置，控制所述水蒸汽生成部、所述过热水蒸汽生成部和所述切换机构，所述控制装置按照以下方式控制所述所述切换机构：通过所述切换机构对供给或停止供给所述水蒸汽进行切换，所述过热水蒸汽生成装置从待机状态切换为供给状态，所述待机状态是所述水蒸汽生成部生成水蒸汽的状态且停止供给所述水蒸汽的状态，所述供给状态是向所述过热水蒸汽生成部供给水蒸汽的状态，在进行了用于从所述供给状态切换为所述待机状态的操作的时刻开始经过规定时间之前向所述过热水蒸气生成部供给水蒸气，在该规定时间经过之后，停止向所述过热水蒸汽生成部供给水蒸汽，所述过热水蒸汽生成装置还具备：第二温度传感器，设置在所述过热水蒸汽生成部；第三温度传感器，设置在所述过热水蒸汽生成部的导出口或其附近，所述控制装置在所述待机状态下和从所述待机状态切换到所述供给状态时刻开始到导出过热水蒸气为止的规定时间内，根据所述第二温度传感器测量的测量值控制所述过热水蒸汽生成部的加热温度，在自所述规定时间开始的所述供给状态下，根据所述第三温度传感器测量的测量值控制所述过热水蒸汽生成部的加热温度。
按照这种过热水蒸汽生成装置，由于水蒸汽生成部在切换到供给状态前的待机状态中预先生成水蒸汽，所以能够缩短生成过热水蒸汽的时间中、从水生成水蒸汽为止的时间，相比以往能在短时间内生成过热水蒸汽。
更具体地说明生成例如700℃的过热水蒸汽的情况。此时，从常温的水生成130℃的饱和水蒸汽的热量，占生成700℃的过热水蒸汽的热量整体的2/3。这样，根据上述的过热水蒸汽生成装置，能够在待机状态下在水蒸汽生成部预先生成130℃的饱和水蒸汽，因此通过从所述待机状态切换至供给状态，就可以在数秒至数分钟左右生成700℃的过热水蒸汽。
此外，由于在待机状态中水蒸汽的供给停止，所以水蒸汽生成部不必持续生成水蒸汽，从而抑制待机状态下消耗的能量，由此可以实现节能。
另外，在实现节能的情况下，作为在待机状态中消耗的能量例如有，为了补充从水蒸汽生成部和过热水蒸汽生成部散发的热量，而向上述水蒸汽生成部和过热水蒸汽生成部提供所述散发的热量程度的热量等。
这里，由水蒸汽生成部生成的水蒸汽急剧增加且大量流入在高温状态下待机的过热水蒸汽生成部时，过热水蒸汽生成部存在受到热冲击而损伤或寿命降低的危险。
在此，优选所述切换机构为开关阀，所述过热水蒸汽生成装置还具备控制所述开关阀的阀控制部，通过所述阀控制部使所述开关阀从关闭状态逐渐打开到规定的阀开度，所述过热水蒸汽生成装置从所述待机状态切换为所述供给状态。
这样，由于从由待机状态向供给状态切换的时刻开始逐渐向过热水蒸汽生成部供给水蒸汽，所以能够减轻如上所述因水蒸汽急剧增加且大量流入过热水蒸汽生成部而造成的热冲击。
优选所述切换机构是设置在所述水蒸汽生成部和所述过热水蒸汽生成部之间的调压阀，所述过热水蒸汽生成装置还具备控制所述调压阀的阀控制部，通过所述阀控制部控制所述调压阀，所述过热水蒸汽生成装置从待机状态切换为供给状态，并且调整向所述过热水蒸汽生成部供给的水蒸汽的压力。
这样，如果使供给至过热水蒸汽生成部的水蒸汽的压力成为零，则成为待机状态，通过从所述待机状态开始使所述压力逐渐提高来切换到供给状态。因此，调压阀可以边发挥上述开关阀的功能、边调整水蒸汽的压力，因此能够使一个阀具有开关和调压的功能。
优选还具备控制所述过热水蒸汽生成部的加热温度和所述水蒸汽生成部的加热温度的温度控制部，在所述待机状态中，所述温度控制部将所述过热水蒸汽生成部的加热温度控制在高于所述水蒸汽生成部的加热温度的温度。
另外，这里所说的加热温度例如是对流体流经的加热导体管等进行感应加热或通电加热的加热手段的设定温度、或所述加热导体管本身的温度等。
这样，由水蒸汽生成部生成的水蒸汽，被供给到过热水蒸汽生成部后马上被加热，因而可以在更短时间内生成过热水蒸汽。
优选在所述待机状态中，所述温度控制部根据所述过热水蒸汽生成部的温度控制所述过热水蒸汽生成部的加热温度，在所述供给状态中，所述温度控制部根据所述过热水蒸汽的温度控制所述过热水蒸汽生成部的加热温度。
这样，在过热水蒸汽生成部中不存在水蒸汽的待机状态中，也可以将过热水蒸汽生成部的温度保持在期望的温度。此外，在供给状态中，根据过热水蒸汽的温度控制过热水蒸汽生成部的加热温度，所以能确保生成期望的温度的过热水蒸汽。
优选在所述过热水蒸汽生成装置从所述待机状态切换为所述供给状态的时刻开始经过规定时间之后，所述温度控制部将用于控制所述过热水蒸汽生成部的加热温度的温度，从过热水蒸汽生成部的温度切换为过热水蒸汽的温度。
这样，可以在供给状态中配合过热水蒸汽生成的时刻，将用于控制过热水蒸汽生成部的加热温度的温度，从过热水蒸汽生成部的温度切换为过热水蒸汽的温度。
这里，为了使过热水蒸汽达到期望的温度，供给状态中的过热水蒸汽生成部被供给大量电力而保持在高温上。因此，如果在过热水蒸汽生成部保持高温的状态下从供给状态切换到待机状态，则过热水蒸汽生成部会达到高于待机状态中的设定温度的温度，由此在供给状态的装置的规格最高温度附近工作，从而装置存在损伤的危险。
因此，优选在进行用于从所述供给状态切换为所述待机状态的操作的时刻开始经过规定时间之后，停止向所述过热水蒸汽生成部供给水蒸汽。
这样，从进行了从供给状态切换为待机状态的操作的时刻开始的规定时间内，能够向过热水蒸汽生成部供给比过热水蒸汽生成部低温的水蒸汽，从而可以使过热水蒸汽生成部冷却。这样，可以使过热水蒸汽生成部冷却到待机状态中的设定温度，从而防止装置的损伤等。
按照这种结构的本发明，能够在想要使用过热水蒸汽开始的短时间内生成过热水蒸汽，并且能够抑制待机状态中的能量消耗。
附图说明
图1是示意性表示本实施方式的过热水蒸汽生成装置的结构的图。
图2是功能性表示同实施方式的控制装置的功能框图。
图3是表示同实施方式的开关阀控制部进行开关阀控制的图表。
图4是示意性表示其他实施方式的过热水蒸汽生成装置的结构的图。
附图标记说明
100 过热水蒸汽生成装置
10 水蒸汽生成部
11 第一加热手段
12 第一加热元件
20 过热水蒸汽生成部
21 第二加热手段
22 第二加热元件
L 供给流道
30 调压阀
40 开关阀
50 控制装置
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的过热水蒸汽生成装置的一个实施方式。
如图1所示，本实施方式的过热水蒸汽生成装置100，通过对流体进行加热而生成过热水蒸汽，其具备：将水加热而生成水蒸汽的水蒸汽生成部10；将水蒸汽加热而生成过热水蒸汽的过热水蒸汽生成部20；以及供给流道L，与水蒸汽生成部10和过热水蒸汽生成部20连接，从水蒸汽生成部10向过热水蒸汽生成部20供给水蒸汽。
水蒸汽生成部10用于将水加热而生成规定温度的饱和水蒸汽，其具有第一加热手段11以及被第一加热手段11加热的第一加热元件12。这里，第一加热元件12是具有流体导入口12a和流体导出口12b的加热导体管，从流体导入口12a导入水，从流体导出口12b导出饱和水蒸汽。
过热水蒸汽生成部20用于将饱和水蒸汽加热而生成规定温度的过热水蒸汽，其具有第二加热手段21和被第二加热手段21加热的第二加热元件22。这里，第二加热元件22是和第一加热元件12同样的加热导体管，其具有流体导入口22a和流体导出口22b，从流体导入口22a导入由所述水蒸汽生成部10生成的饱和水蒸汽，从流体导出口22b导出过热水蒸汽。
第一加热手段11和第二加热手段21通过感应加热方式对各加热元件12、22进行加热，其具备设置在各加热元件12、22的周围的感应线圈、以及对感应线圈施加交流电压的电源。这里，感应线圈的中心部设有磁路用铁心，由此使感应线圈产生的磁通高效循环，从而可以向各加热元件12、22高效导入磁通。更具体而言，设有成为所述两个磁路用铁心上产生的磁通的共通通道的共通铁心，连接铁心分别连接所述共通铁心和所述两个磁路用铁心的上下。利用所述结构，能够减小铁心整体的尺寸，从而可以实现装置整体的紧凑化。
供给流道L的一端与第一加热元件12的流体导出口12b连接，另一端与第二加热元件22的流体导入口22a连接，向过热水蒸汽生成部20供给由水蒸汽生成部10生成的饱和水蒸汽。本实施方式的供给流道L中设有减压阀等调压阀30，可以将饱和水蒸汽以规定温度或规定压力向过热水蒸汽生成部20供给。
而且，本实施方式的过热水蒸汽生成装置100还具备切换机构，其设置在水蒸汽生成部10和过热水蒸汽生成部20之间，用以切换向过热水蒸汽生成部20供给或停止供给饱和水蒸汽。
在这里，所述切换机构设置在上述的供给流道L上，使饱和水蒸汽经由所述供给流道L向过热水蒸汽生成部20流动或停止流动，所述切换机构具体是设置在调压阀30的下游侧(过热水蒸汽生成部20侧)的例如电磁阀等开关阀40。
在本实施方式中，通过所述开关阀40切换为关闭状态和打开状态，使过热水蒸汽生成装置100切换为待机状态和供给状态，所述待机状态是水蒸汽生成部10生成饱和水蒸汽的状态且停止供给所述饱和水蒸汽的状态，所述供给状态是向过热水蒸汽生成部20供给饱和水蒸汽的状态。
这里，所述过热水蒸汽生成装置100还具备控制上述的各加热手段11、12和各阀30、40的控制装置50。
所述控制装置50物理上具备CPU、存储器、A/D转换器、D/A转换器等，功能上如图2所示包括：控制水蒸汽生成部10的加热温度(以下也称第一加热温度)的第一加热温度控制部51；控制过热水蒸汽生成部20的加热温度(以下也称第二加热温度)的第二加热温度控制部52；控制调压阀30的调压阀控制部53；以及控制开关阀40的开关阀控制部54。
以下，和各部分的说明一起，说明本实施方式的过热水蒸汽生成装置100的动作。
首先，用户使过热水蒸汽生成装置100工作时，向水蒸汽生成部10供给例如未图示的容器内的水。
此时，第一加热温度控制部51控制第一加热温度，以使水蒸汽生成部10生成的饱和水蒸汽成为规定温度，在本实施方式中，使第一加热元件12的温度成为所述第一加热温度。
具体所述第一加热温度控制部51从设置在第一加热元件12上的第一温度传感器T1或设置在供给流道L上的第四温度传感器T4取得测定值，根据所述测定值控制第一加热手段11的感应线圈上施加的交流电压的大小，将第一加热温度例如控制在100～140℃。
另外，为了使所述测定值更接近饱和水蒸汽的温度，优选将所述第一温度传感器T1设置在第一加热元件12的上部、流体导出口12b或其附近。
此外，调压阀控制部53将调压阀30的阀开度控制在规定开度，使水蒸汽生成部10生成的饱和水蒸汽成为规定温度或规定压力。这里，调压阀控制部53从设置在供给流道L内的未图示的压力传感器取得测定值，根据所述测定值将调压阀30控制在所述规定开度。这样，饱和水蒸汽在调压阀30的下游侧(过热水蒸汽生成部20侧)维持一定的压力。
而后，如上所述，在水蒸汽生成部10生成饱和水蒸汽的状态下，开关阀控制部54将开关阀40控制成阀开度为零的状态，即关闭状态。这样，过热水蒸汽生成装置100成为作为水蒸汽生成部10生成饱和水蒸汽的状态且停止供给所述饱和水蒸汽的状态的待机状态。
在所述待机状态中，第二加热温度控制部52将第二加热温度控制在高于第一加热温度的温度上，本实施方式中将第二加热元件22的温度控制在所述第二加热温度。
具体在待机状态中，所述第二加热温度控制部52从设置在第二加热元件22上的第二温度传感器T2取得测定值，并根据所述测定值控制第二加热手段21的感应线圈上施加的交流电压的大小。这样，第二加热温度被控制在过热水蒸汽生成部20生成的过热水蒸汽的设定温度或其前后的温度上，这里控制在例如200～1200℃。
在上述的待机状态中，用户使用例如输入手段等从外部输入切换信号时，所述开关阀控制部54取得所述切换信号，将开关阀40从关闭状态切换到打开状态。这样，过热水蒸汽生成装置100从待机状态切换到供给状态，开始向过热水蒸汽生成部20供给饱和水蒸汽。
此时，如图3所示，开关阀控制部54控制开关阀40逐渐打开，使开关阀40的阀开度从零逐渐变大至规定开度。这样，从由待机状态向供给状态切换的切换时刻开始、至开关阀40的阀开度达到规定开度为止，进行饱和水蒸汽的供给量逐渐增加的初期运转，从阀开度到达规定开度的时刻开始，进行饱和水蒸汽的供给量为一定的正常运转。
另外，在本实施方式中，所述第二加热温度控制部52在从所述切换时刻开始的规定时间内，如上所述根据所述第二温度传感器T2的测定值控制第二加热温度。另一方面，所述第二加热温度控制部52从经过所述规定时间的时刻开始，根据过热水蒸汽的温度控制第二加热温度。
如果对所述控制的具体实施方式进行说明，则例如在流体导出口22b或其附近设置测定从所述流体导出口22b导出的过热水蒸汽的温度的第三温度传感器T3。而后，所述第二加热温度控制部52从经过所述规定时间的时刻开始，取得所述第三温度传感器T3的测定值，并根据所述测定值控制第二加热温度。
这里，在本实施方式中，所述规定时间设定为从待机状态切换到供给状态的切换时刻开始、到从第二加热元件22的流体导出口22b导出过热水蒸汽为止的时间。
接着，说明从供给状态切换到待机状态的动作。
本实施方式的过热水蒸汽生成装置100，从进行了由供给状态向待机状态切换的操作的时刻开始、经过规定时间之后，停止向过热水蒸汽生成部20供给饱和水蒸汽。
这里，用于从供给状态向待机状态切换的操作是指，例如用户使用输入手段等从外部输入切换信号，或者由计时器等输出表示供给状态经过了规定时间的规定时间经过信号等。
更具体地在本实施方式中，在进行了从供给状态向待机状态切换的操作时，上述的开关阀控制部54取得例如所述切换信号和所述规定时间经过信号等，并在从取得的时刻开始的规定时间内使开关阀40维持打开状态。这样，在所述规定时间内，从水蒸汽生成部10向过热水蒸汽生成部20供给饱和水蒸汽。
而后，经过所述规定时间后，开关阀控制部54将开关阀40从打开状态切换到关闭状态，这样过热水蒸汽生成装置100从供给状态切换到待机状态。
按照这种结构的本实施方式的过热水蒸汽生成装置100，由于水蒸汽生成部10预先在待机状态中生成水蒸汽，因此可以缩短从水生成过热水蒸汽的时间中、从水生成水蒸汽为止的时间。这样，通过从待机状态向供给状态切换，相比以往能在短时间内生成过热水蒸汽。
此外，在待机状态中，由于停止供给水蒸汽，所以水蒸汽生成部10不必持续生成水蒸汽，从而可以抑制待机状态下消耗的能量。
另外，待机状态下消耗能量的主要原因是，为了补充例如从水蒸汽生成部10和过热水蒸汽生成部20通过例如隔热件散发的热量，而向水蒸汽生成部10和过热水蒸汽生成部20提供所述热量程度的能量等。
另外在待机状态中，第二加热温度被控制在过热水蒸汽生成部20生成的过热水蒸汽的温度或其前后的温度，所以向过热水蒸汽生成部20供给饱和水蒸汽之后，饱和水蒸汽立刻开始被加热。这样，能进一步缩短生成过热水蒸汽的时间。
另一方面，由于第二加热温度相比饱和水蒸汽的温度足够高，因此当大量的饱和水蒸汽急速流入过热水蒸汽生成部20时，会对过热水蒸汽生成部20产生热冲击。对此，按照本实施方式的过热水蒸汽生成装置100，由于开关阀40的阀开度被控制为从零的状态逐渐打开到规定开度，所以从待机状态切换到供给状态的时刻开始，向过热水蒸汽生成部20逐渐供给水蒸汽。这样，可以在短时间内生成过热水蒸汽，并且可以减轻上述的热冲击。
这里，本实施方式的第二加热温度控制部52在从待机状态切换到供给状态的时刻开始、到导出过热水蒸汽为止的规定时间内，根据第二温度传感器T2的测定值控制第二加热温度。此外，从经过所述规定时间的时刻开始，根据第三温度传感器T3的测定值控制第二加热温度。
这样，尽管在从待机状态切换到供给状态的时刻开始到生成过热水蒸汽为止存在时间差，但是本实施方式的第二加热温度控制部52可以对应所述时间差高精度控制第二加热温度。
此外，因为调压阀30将向过热水蒸汽生成部20供给的饱和水蒸汽调压为规定压力，所以在供给状态中，可以向过热水蒸汽生成部20稳定供给饱和水蒸汽。这样，从过热水蒸汽生成部20的流体导出口导出的过热水蒸汽也成为稳定的流量，进而用户可以使用稳定的过热水蒸汽。
此外，在进行了从供给状态切换到待机状态的操作的时刻开始的规定时间内，由于从水蒸汽生成部10向过热水蒸汽生成部20供给饱和水蒸汽，所以能够在供给状态中使保持高温的过热水蒸汽生成部20冷却后，再切换到待机状态。这样，使过热水蒸汽生成部20冷却到待机状态中的设定温度，可以防止过热水蒸汽生成装置100的损伤等。
另外，本发明不限于上述实施方式。
例如，在上述实施方式中，各加热手段利用感应加热方式对各加热元件进行加热，但是各加热手段也可以利用通电加热方式对各加热元件进行加热。
此外，上述实施方式的水蒸汽生成部将水加热而生成饱和水蒸汽，但也可以生成温度略高于饱和水蒸汽的过热水蒸汽。
这种情况下，过热水蒸汽生成部只要对水蒸汽生成部生成的温度略高于饱和水蒸汽的过热水蒸汽进一步进行加热而生成规定温度的过热水蒸汽即可。
而且，上述实施方式的第一和第二加热温度控制部，将第一和第二加热元件的温度控制成第一和第二加热温度，但是例如也可以将从外部输入第一和第二加热手段的设定温度等作为第一和第二加热温度进行控制。
此外，上述实施方式的调压阀控制部将调压阀的阀开度控制在规定开度，以使饱和水蒸汽成为规定压力，但也可以将调压阀的阀开度控制在规定开度，以使例如饱和水蒸汽的温度成为规定温度。
这种情况下，调压阀控制部可以取得第一温度传感器T1的测定值作为饱和水蒸汽的温度，如图4所示，也可以取得设置在供给流道L上的第四温度传感器T4的测定值作为饱和水蒸汽的温度。
此外，上述实施方式中控制装置50分别控制调压阀30和开关阀40，但是如图4所示，例如可以使调压阀30还具备作为开关阀40的功能并由控制装置50控制调压阀30。
作为具体的控制内容，控制装置50控制调压阀30，使从水蒸汽生成部10向过热水蒸汽生成部20供给的饱和水蒸汽的压力逐渐上升，由此从待机状态切换到供给状态。
按照上述的结构，由于调压阀30具有开关和调压的功能，所以能使供给流道L上设置的阀成为一个，可以降低成本。
此外，本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明思想的范围内进行各种变形。