JP2000266302A

JP2000266302A - 蒸気発生器

Info

Publication number: JP2000266302A
Application number: JP11071249A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hirata; 俊之平田; Takeshi Fujita; 健藤田
Original assignee: SHOKUHIN SANGYO DENSHI RIYO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Current assignee: SHOKUHIN SANGYO DENSHI RIYO GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】水滴の飛沫が蒸気送出管に飛び込むことを阻
止し、確実に水蒸気を外部へ取り出す。【解決手段】有底円筒形状の容器１１の内部を円筒形
状の隔壁１２で仕切り、内側に水位検知用の電極棒２１
１〜２１３と蒸気送出管１９とを配置した貯水室１４、
外側に発熱体１６を水没するように設けた蒸発室１５を
配する。通水路１３を通って蒸発室１５に流入した水
は、コイル１７に流れる加熱電流により誘導加熱される
発熱体１６に接触して加熱され、水蒸気となって上昇す
る。貯水室１４内の水は沸騰しないので波立ちがなく、
高精度に水位検知が行える。また、蒸発室１５内で水が
沸騰する際に飛散する水滴は隔壁１２に阻まれると共
に、その上端を越えて貯水室１４のほうへ飛散しても取
入口１９ａには飛び込まない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水を加熱して水蒸
気を発生する蒸気発生器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般的な蒸気発生器は、シーズヒ
ータなどの電熱ヒータにより水を加熱して水蒸気を発生
させる構成を有している。しかしながら、電熱ヒータを
使用する場合、電熱ヒータからの熱の放出が悪化したり
過大な電流を供給したりすると、ヒータ自体が過熱して
断線などの故障に至る恐れがある。

【０００３】そこで、このような従来の電熱ヒータによ
る加熱の欠点を解消するために、誘導加熱を利用した蒸
気発生器が提案されている。例えば特開平９−２６９１
０１号公報に記載の蒸気発生器では、水を貯留する円筒
形状の水槽の外周壁にコイルを巻回し、水槽の内部に設
けられた発熱体を誘導加熱することにより水槽内の水を
加熱する構成となっている。

【０００４】より詳しく述べると、立設された円筒形状
の水槽の内部に、流体が通過可能な適当な空隙を多数有
し、その芯部が上下方向に中空である円柱形状の発熱体
が収容されている。水槽の底部端面には給水管が接続さ
れる一方、水蒸気の送出管は発熱体の直上に接続されて
いる。発熱体の下方が浸漬する位置まで水槽内に水が貯
留され、コイルに加熱電流が供給されると、発熱体が誘
導加熱され、発熱体との熱交換によって水は加熱されて
水蒸気になる。水蒸気が発熱体の空隙内を通過しながら
上昇する際に、更に加熱されて高温蒸気（いわゆる水滴
を含まない乾いた蒸気）になって、送出管を通して外部
へ取り出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造の蒸気発生器では、発熱体の一部と水面とが接してい
る接線部分で特に激しい沸騰が生じ、それに伴い細かな
水滴が周囲に飛散し易い。その水滴の多くは水面上に露
出している発熱体に接触して水蒸気となるが、一部は水
蒸気とならずに水滴のまま送出管に飛び込んで水蒸気と
共に送出されてしまう恐れがある。

【０００６】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
のであり、その主たる目的は、水滴の飛沫が送出される
ことなく水蒸気のみを確実に取り出すことができる蒸気
発生器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段、及び、発明の実施の形
態】上記課題を解決するために成された本発明に係る蒸
気発生器は、 a)給水管が連結された貯水室と、 b)少なくとも通水路を介して前記貯水室と連通して成る
蒸発室と、 c)該蒸発室内に貯留される水に浸漬するように設けられ
た発熱体と、 d)前記蒸発室の外部に配設された、前記発熱体を誘導加
熱するためのコイルと、 e)前記蒸発室内の発熱体の上方からずれた位置に取入口
を設けた蒸気送出管と、を備えることを特徴としてい
る。

【０００８】この蒸気発生器では、給水管を通して貯水
室に水が供給されると、通水路を介して蒸発室内にも水
が流入し、貯水室内と蒸発室内の水位はほぼ同一にな
る。コイルに高周波電流を流すと、発熱体にジュール熱
が発生し、発熱体に接触した水は熱せられ水蒸気とな
る。発生した水蒸気は上昇して蒸気送出管から外部へと
取り出される。蒸発室内部の水は沸騰して、その発熱体
直上の水面からは水滴が飛散するが、その上方には蒸気
送出管の取入口が存在しないので、水滴の飛沫が蒸気送
出管に飛び込むことがない。

【０００９】また、この構成では発熱体が水没している
ので、発熱体と水面とが接することがなく、沸騰による
水滴の飛散自体が抑制される。また、発熱体の熱が水に
確実に伝導し、水の加熱に利用されるので加熱効率が高
い。更に、蒸発室と貯水室とを分離しているので、蒸発
室内に貯留されている水の量は少なくて済み、温度上昇
が迅速であって、動作開始後に速やかに水蒸気を発生さ
せることができる。

【００１０】本発明に係る蒸気発生器の実施態様として
は、上下を閉塞した筒状容器の内部に、下方に通水路、
上方に通気路を確保して該容器内部を内側の貯水室と外
側の蒸発室とに仕切る隔壁を設け、蒸気送出管の取入口
を貯水室内で且つ前記隔壁の上縁端よりも下方の位置に
設ける構成とすることができる。

【００１１】すなわち、この構成では、蒸発室内で沸騰
により飛散する水滴が隔壁によって貯水室内に飛び込む
ことが阻止され、また万が一、上方の通気路を介して貯
水室側へ飛び込んだ場合でも、取入口が下方にあるた
め、水滴は蒸気送出管内には入り込まない。

【００１２】また、本発明に係る蒸気発生器では、貯水
室内に水位検知手段を設ける構成とすることができる。
この水位検知手段は、例えば、上方から貯水室内に挿入
された電極棒を含んで構成され、該電極棒の先端と水が
貯留している部位との間の電気的導通の有無により水位
を検知するものとすることができる。すなわち、貯水室
内の水は沸騰による水位変動がなく、正確な水位検知が
可能である。

【００１３】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る蒸気発生器
によれば、水が沸騰する際に飛散する水滴が蒸気送出管
に飛び込むことがなく、確実に水蒸気のみを外部へ取り
出すことができる。

【００１４】

【実施例】本発明に係る蒸気発生器の一実施例について
図面を参照して説明する。図１は本実施例の蒸気発生器
の縦端面図（ａ）及びＡ−Ａ’切断線端面図（ｂ）であ
る。

【００１５】図１において、合成樹脂やセラミック等の
絶縁体から成る有底円筒状の容器１１の内部には該容器
１１と同軸円筒状の隔壁１２が設けられ、隔壁１２の内
側に形成される貯水室１４と隔壁１２の外側に形成され
る蒸発室１５とはその上部空間で連通すると共に、通水
路１３を介して底部で連通している。蒸発室１５の内部
には円筒形状の発熱体１６が収容されている。容器１１
の底部には給水管２が接続されており、容器１１の側周
にはコイル１７が巻回されている。容器１１の上部開口
面には蓋体１８が着脱自在に設けられ、蓋体１８には蒸
気送出管１９と電極ホルダ２０とが設けられている。蒸
気送出管１９は蓋体１８下方に長く延伸し、蓋体１８が
容器１１に装着されたときに、その取入口１９ａは隔壁
１２の上端よりも下方に位置するようになっている。

【００１６】電極ホルダ２０には第１、第２、第３なる
三本の電極棒２１１、２１２、２１３が装着されるよう
になっており、蓋体１８が容器１１に装着されると第１
〜第３電極棒２１１〜２１３の先端は貯水室１４内に挿
入されるようになっている。電極棒２１１〜２１３は、
給水管２の接続部に配設された基準電極２２との間の電
気伝導を検知することによって貯水室１４内の水位をそ
れぞれ検知するためのものであって、第１〜第３電極棒
２１１〜２１３はそれぞれ最低水位Ｌ1、基準水位Ｌ2、
最高水位Ｌ3を検知するためのものである。第１電極棒
２１１の先端は発熱体１６の上端と概ね同じ高さに調節
されている。

【００１７】図２は図１に示した構成の蒸気発生器１を
用いた蒸気発生システムの構成図である。一端が蒸気発
生器１の底部に接続され、他端が図示しない水道栓に接
続された給水管２には、電磁バルブ３及び三方バルブ４
が設けられている。三方バルブ４の他の一端には排水口
に至る排水管５が接続されている。蒸気発生器１のコイ
ル１７は高周波電流を供給する高周波電源６に接続され
ている。上記第１〜第３電極棒２１１〜２１３などを含
んで構成される水位センサ９の検知信号は制御部７へと
入力され、また操作部８から操作信号も入力される。制
御部７はＣＰＵなどを中心に構成されており、電磁バル
ブ３、三方バルブ４、高周波電源６などの動作を制御す
る。

【００１８】以下、この蒸気発生システムの動作を説明
する。制御部７は、電磁バルブ３を開放すると共に三方
バルブ４により給水管２を流通させて、容器１１内に水
を供給する。貯水室１４と蒸発室１５とは通水路１３を
介して連通しているので、両室内の水位はほぼ同一に上
昇する。最高水位Ｌ3まで水位が上昇して第３電極棒２
１３の先端が水に浸かると、基準電極２２と第３電極棒
２１３との間は導通状態となる。制御部７はこの導通を
検知すると、電磁バルブ３を閉鎖して給水を停止する。

【００１９】操作部８により蒸気発生が指示されると、
制御部７は高周波電源６を駆動してコイル１７に電流を
供給し始める。コイル１７に高周波電流が流れると、発
熱体１６の内部空間を上下方向に通過する磁束が生じ、
この磁束によって発熱体１６中に電流が誘起される。こ
れにより、ジュール熱が発生し、蒸発室１５内に貯留さ
れている水が加熱される。蒸発室１５は容器１１内壁と
隔壁１２とに挟まれた狭い空間であって、そこに貯留さ
れる水の量は少ないので、発熱体１６との熱交換によっ
て急激に温度が上昇し、気化して水蒸気となる。水蒸気
は上昇して貯水室１４内へ流れその上部空間に溜まる。
そして、取入口１９ａから蒸気送出管１９を介して外部
へと取り出される。

【００２０】水が蒸発して蒸発室１５内の水位が下がろ
うとすると、通水路１３を介して貯水室１４から冷たい
水が流入してきて、両室内の水位はほぼ同一に維持され
る。貯水室１４内の水位が下がって基準水位Ｌ2よりも
低下すると、第２電極棒２１２の先端が水面上に露出
し、基準電極２２と第２電極棒２１２との間が非導通状
態となる。制御部７はこれを検知すると水位が下がり過
ぎたと判断し、電磁バルブ３を開放させて再度給水を開
始する。そして、基準電極２２と第３電極棒２１３との
間が非導通状態から導通状態に変化するまで給水を継続
し、電磁バルブ３を閉鎖する。このような制御を繰り返
し行うことにより、貯水室１４内の水位は基準水位Ｌ2
と最高水位Ｌ3との間にほぼ維持される。したがって、
発熱体１６はその全体が常に水中に浸漬した状態にあ
り、水との熱交換により効率的に水を加熱する。

【００２１】例えば断水などによって、電磁バルブ３を
開放したにも拘わらず給水がなされない場合には、貯水
室１４内の水位は基準水位Ｌ2よりも更に低下して第１
電極棒２１１の先端が水面上に露出する。その状態のま
ま更に水位低下が続くと、発熱体１６が水面上に露出
し、発熱体１６自体の温度が上がり過ぎ、容器１１が樹
脂製の場合に、それを溶かす可能性がある。そこで制御
部７は、第１電極棒２１１と基準電極２２との間が非導
通状態となると、水位が下がり過ぎたと判断し、コイル
１７への電流供給を停止するように高周波電源６を制御
する。これによって加熱は停止される。

【００２２】なお、操作部８に水位検知結果に応じた表
示ランプ、或いは異常水位低下時の警告ブザーなどを設
けておけば、使用者に給水異常などを報知することがで
きる。

【００２３】本実施例の蒸気発生器１では、貯水室１４
内に貯留される水は隔壁１２を介する熱伝導などによっ
て若干は加熱されるものの、貯水室１４内部の熱容量は
大きく、しかも水位低下に伴って給水管２から冷たい水
が供給されるため、その温度上昇は小さい。一方、蒸発
室１５内に貯留される水は量が少なく、しかも発熱体１
６と広い面積で接触しているので、加熱時の温度上昇は
急峻であって、水は激しく沸騰する。そのため、蒸発室
１５内の水面は沸騰により大きく上下するものの、貯水
室１４内の水面は波立ちが殆どない。したがって、第１
〜第３電極棒２１１〜２１３によって極めて正確に水位
を検知することができる。つまり、基準水位Ｌ2と最高
水位Ｌ3との間隔を狭くすることができるので、給水を
無駄に行うこともない。また、蒸発室１５内で激しく沸
騰する際に飛散する微細な水滴は隔壁１２によって阻止
され、万が一、上部空間を介して貯水室１４のほうへ飛
び込んだ場合でも取入口１９ａの位置が低く下方を向い
ているので、取入口１９ａに入り込むことはない。した
がって、蒸気送出管１９からは確実に水蒸気のみを取り
出すことができる。

【００２４】上記構成の蒸気発生器１では、長時間使用
していると容器１１内の水に含まれる不純物成分の濃度
が高まり、発熱体１６にスケールが析出し易くなる。そ
こで、或る程度の時間、使用した場合、或いは長時間使
用しない場合には、容器１１内の水を抜いておくことが
好ましい。そこで、操作部８より水抜きの指示がなされ
ると、制御部７は三方バルブ４を制御して容器１１側と
排水管５とを接続する。これにより、容器１１内の水は
排水管５を介して外部へと排出され、容器１１内は空に
なる。

【００２５】図３は上記実施例の蒸気発生システムを利
用した蒸し器を示す外観正面図である。この蒸し器で
は、筐体３０内部中央に蒸気発生器１が配設され、筐体
３０上部の天板３１に蒸気噴出口３２が設けられてい
る。また、排水管５に接続されるドレインコック３３が
筐体３０下部に設けられている。この蒸し器では、例え
ば蒸籠などを天板３１の上面に載置して、蒸し物の調理
などを行うことができる。

【００２６】次に、本発明に係る蒸気発生器の変形例を
説明する。図４は、有底円筒形状の蒸発室１５を内側に
配置し、それを取り囲むように貯水室１４を配した例で
ある。蒸発室１５の内部には円柱形状のブロック（又は
空洞部）１５１を配置し、ブロック１５１の外周壁と蒸
発室１５の内周壁との間の隙間に円筒形状の発熱体１６
を設けている。この例では、蒸気送出管１９をブロック
１５１の上方に接続することによって蒸発室１５内の水
面から飛沫する水滴が蒸気送出管１９に飛び込まないよ
うにしている。すなわち、ブロック１５１は蒸発室１５
に貯留される水の量を少なくするため、及び、発熱体１
６と蒸気送出管１９の取入口１９ａとの距離を離すため
に利用されている。

【００２７】図５は、貯水室１４と蒸発室１５とを完全
に分離して、両室の底部を通水路１３を介して連通した
例である。この構成では、蒸気を得たい場所に蒸発室１
５を設け、他の場所に貯水室１４を設けることができる
ので、蒸発室１５を小型化して狭い場所に配設する際に
有利である。

【００２８】上記各実施例は、いずれも円筒形状の発熱
体１６及びそれを取り囲んで巻回されるコイル１７を有
していたが、勿論、その断面形状は円形でなくてもよ
い。また、発熱体１６及びコイル１７を他の形状とする
こともできる。図６は、平板ドーナツ形状の発熱体１６
及び渦巻き状のコイル１７を容器１１の底部に配設した
例である。このような構造は蒸気発生器全体を偏平薄型
形状としたい場合に有利である。

【００２９】なお、上記実施例はいずれも一例であっ
て、本発明の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行えること
は明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による蒸気発生器の縦端面
図（ａ）及びＡ−Ａ’切断線端面図（ｂ）。

【図２】本発明に係る蒸気発生器を利用した蒸気発生
システムの実施例の構成図。

【図３】上記蒸気発生システムを用いた蒸し器の外観
正面図。

【図４】本発明に係る蒸気発生器の他の実施例の構成
を示す縦断面図。

【図５】本発明に係る蒸気発生器の他の実施例の構成
を示す縦断面図。

【図６】本発明に係る蒸気発生器の他の実施例の構成
を示す縦断面図。

【符号の説明】

１…蒸気発生器２…給水管３…電磁バルブ４…三方バルブ５…排水管６…高周波電源７…制御部８…操作部９…水位センサ１１…容器１２…隔壁１３…通水路１４…貯水室１５…蒸発室１５１…ブロック１６…発熱体１７…コイル１８…蓋体１９…蒸気送出管１９ａ…取入口２０…電極ホルダ２１１、２１２、２１３…電極棒２２…基準電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K059 AA08 AB00 AB04 AC37 AD03 AD04 AD28 BD21 BD22 CD10 CD52 CD72 CD73

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 a)給水管が連結された貯水室と、 b)少なくとも通水路を介して前記貯水室と連通して成る
蒸発室と、 c)該蒸発室内に貯留される水に浸漬するように設けられ
た発熱体と、 d)前記蒸発室の外部に配設された、前記発熱体を誘導加
熱するためのコイルと、 e)前記蒸発室内の発熱体の上方からずれた位置に取入口
を設けた蒸気送出管と、を備えることを特徴とする蒸気発生器。
【請求項２】上下を閉塞した筒状容器の内部に、下方
に通水路、上方に通気路を確保して該容器内部を内側の
貯水室と外側の蒸発室とに仕切る隔壁を設け、前記蒸気
送出管の取入口を貯水室内で且つ前記隔壁の上縁端より
も下方の位置に設けることを特徴とする請求項１に記載
の蒸気発生器。
【請求項３】前記貯水室内に水位検知手段を設けるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸気発生器。
【請求項４】前記容器の上部は着脱自在の蓋体とし、
前記蒸気送出管を該蓋体に設けることを特徴とする請求
項２に記載の蒸気発生器。