要素技術紹介

過熱水蒸気加熱

原理

過熱水蒸気は、沸点（大気圧の場合、100℃）を超える温度に加熱した蒸気のことを言います。高温の乾いた蒸気を活用し、製品を加熱します。図1のように、熱風と比較し、同じ温度、同じ質量でも非常に大きい熱量を保有していることがわかります。過熱水蒸気で製品を加熱すると、製品が100℃未満の場合、製品に付着した過熱水蒸気が気体から液体（水）になり、非常に大きな「潜熱」を製品に与えます。これによって、製品は急速加熱されます。製品は複雑形状でも、過熱水蒸気が行き届き、均一加熱することができます。製品が100 ℃近くまで温度があがると、高温の過熱水蒸気によって、製品は次第に乾いていき（表面の水が乾燥）、100℃以上では過熱水蒸気の対流によって加熱されていきます。
過熱水蒸気加熱は、水蒸気を介した間接加熱であるため被加熱物の素材を選びません。どんなものも加熱可能です。ただし、 100℃以下で製品が一旦「濡れる」ということに注意が必要です。

ここがポイント！

内部まで高速均一加熱

過熱水蒸気は、水分子が製品の隙間等に入っていくため、素材によっては内部まで加熱することが可能です。
「潜熱」を活用することにより、高速加熱を実現します。熱風加熱との違いを図2に示します。
内部への入熱も早いことから、熱風の「表面への対流伝熱、中への熱伝導」より早く加熱できる可能性があります。

また、過熱水蒸気雰囲気では空気中より酸素の割合を減らすことができるため、酸化を防ぐ効果が確認できる場合もあります。

中部電力ミライズでできること

当社ではこれまで過熱水蒸気を活用した装置を多数開発し、過熱水蒸気試験実績も豊富にあります。100℃～700℃の温度帯、熱風や雰囲気加熱との比較など、お客さまニーズに応じたさまざまな試験が可能です。

試験装置例

試験装置	特徴
超高速昇温コンパクト炉	500℃までの過熱水蒸気の循環加熱が可能。風速も変動可。
高温過熱水蒸気装置	700℃までの過熱水蒸気加熱が可能。

開発事例

過熱水蒸気・熱風混合大容量オーブン（エアロスチームオーブン）

超高速昇温コンパクト炉（HDサーモジェネレーター）

CFRP急速加熱装置（HDサーモⅡ/CP）

導入事例