JPH0221101A - 蒸気発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は家庭用浴室等に蒸気を充満させてサウナ室とし
て利用する蒸気発生装置に関するものである。

従来の技術 従来、この種の蒸気発生装置は、例えば第５図あるいは
第６図に示す構造になっていた。

すなわち第５図においては、タンク１に加熱ヒータ２と
水位センサ３を設け、タンク１に接続された給水弁４を
水位センサ３からの信号により制御し、タンク１の上部
に設けた蒸気供給管５を通して蒸気を供給するようにな
っている。

また、第６図においては、第１のタンク６に水位センサ
７を設け、第２のタンク８に加熱ヒータ９を設け、第１
のタンク６と第２のタンク８の上部及び下部をそれぞれ
蒸気連通管１０と貯湯連通管１１とで接続したものであ
り、第１のタンク７に接続された給水弁１２を水位セン
サ７からの信号により制御し、第２のタンク８の上部に
設けた蒸気供給管１３を通して蒸気を供給する構成にな
っている。

発明が解決しようとする課題 しかし、第５図のような構造では、蒸気発生中はタンク
１内の湯温は１００°Ｃ近傍になっておりいわば沸騰状
態にあるので、タンク１内の場面は上下に激しく揺れて
、その為に水位センサ３の信号によって作動する給水弁
４及び加熱ヒータ２が誤動作し、安定した蒸気の供給が
困難である。更に、タンク１内の湯温は常に高温になっ
ているので、タンク１内面や加熱ヒータ２及び水位セン
サ３の湯中に没している部分に水中に含まれる主として
炭酸カルシューム等から成っているスケールが析出し付
着する。（湯温が高いほどスケール析出量が増大する傾
向にある。）特に加熱ヒータ２の表面に付着積層してく
ると、熱伝導が悪くなってしまい、蒸気立上り時間が長
くなる、また供給蒸気量が減少する、更に加熱ヒータ２
が断線してしまうという課題があった。一方、水位セン
サ３にも同じように付着積層してくると、給水弁４及び
加熱ヒータ２の制御が不安定になりやがて制御不能にな
ってしまうという課題があった。第６図の第５図と異な
る点は、水位センサ７を設けた第１のタンク６と加熱用
の第２のタンク８とを分離したことであり、このことに
より第１のタンク６の液面の上下の揺れがなくなったこ
と及び第１のタンク６の湯温は加熱ヒータ９が設けられ
て沸騰状態になる第２のタンク８よりもかなり低くなり
、水位センサ７の表面に付着積層するスケール量が減少
し、その為に加熱ヒータ９及び給水弁１２を安定して制
御できることである。

しかし、蒸気を発生させる第２のタンク８に設けた加熱
ヒータ９の表面にはやはりスケールが析出付着し第５図
の場合と同様な課題があった。更にまた、給水中は蒸気
発生が一時停止してしまうという課題もあった。

そこで、本発明は加熱ヒータの表面にスケールが付着積
層することがない蒸気発生装置を得ることを第１の目的
としている。第２の目的は粉砕されたスケールを蒸気発
生装置の外部へ放出してしまうことにある。第３の目的
は蒸気発生が給水中でも途切れないようにすることであ
る。

第４の目的は蒸気発生立上り時間を早くすること及びス
ケールがより細かく粉砕されることにある。

課題を解決するための手段 そして上記第１の目的を達成するために本発明は、加熱
手段を備えた第３のタンクを設けたものである。

また第２の目的を達成するために、本発明は第３のタン
クやこの第３のタンクに接続された配管系に排水弁を設
けたものである。

さらに第３の目的を達成するために、本発明は給水弁を
流量可変としたものである。

そしてまた第４の目的を達成するために、本発明は第３
のタンクを複数個直列に、または複数個並列に、または
複数個直列及び並列に接続したものである。

作用 本発明の蒸気発生装置は、上記構成により、タンクを３
分割し、水位センサを設けた第１のタンクの液面は直接
蒸気を発生する液面を有する第２のタンクと、貯湯連通
部である貯湯連通管及び蒸気連通部である蒸気連通管で
接続されているので、第２のタンクの液面と同一である
。また第１のタンクの湯温は第２のタンク湯温より低く
なる。その為に第１のタンクの液面からは蒸気発生はし
ない。また第２のタンクの液面からは蒸気を発生しつつ
その液面は激しく揺れている。第２のタンク内でこのよ
うな水頭圧変化があるにも拘らず、第１のタンクと第２
のタンクを管路抵抗の大きい貯湯連通管で接続している
ので第１のタンクに第２のタンクの液面の乱れが伝達さ
れず第１のタンクの液面は水平を保つことが出来る。

この結果、水位センサによる制御信頼性を向上させるこ
とができるものである。

一方、第３のタンクで水が加熱されると、温度が高くな
るに従い第３のタンク内表面の核沸騰現象は、増々激し
くなり、これに伴い第３のタンクと第２のタンク及びこ
れらを接続している往接続部である往接続管及び復接続
部である後接続管で構成される循環系流鴇妃対流による
流れが発生する。この対流の流れは当然筒３のタンク内
にもおよび、この対流の流れと核沸騰現象の両方の作用
により、高温で最もスケールが発生し易い第３のタンク
内の環境を変化させることになる。すなわち、第３のタ
ンク内ではスケールが析出付着されにくい状態になる、
または析出付着されようとしてもこれは剥離されて小さ
く粉砕されるのである。

また、排水弁を設けることにより、小さく粉砕されたス
ケールを外部に放出することができる。

さらに、給水弁を大流量にして、この給水弁と排水弁を
連動させて作動させれば、第１のタンクから第３のタン
ク内を効率的に洗浄できる。また蒸気発生中はこの蒸気
発生量とほぼバランスするような流量になるように給水
弁を小流量にすれば、給水中でも、蒸気発生が中断する
ことがない。

そしてまた、第３のタンクを複数個並列、または直列に
接続すれば、パワーアップに結びつき、循環系流路を流
れる流速は更に増大する。その結果、スケールの付着低
減効果と、スケールの粉砕能力が向上するものである。

実施例 以下、本発明の第１の実施例を添付図面にもとづいて説
明する。第１図、第２図において、第１のタンク１４に
水位センサ１５を設け、第２のタンク１６の上部と下部
をそれぞれ蒸気連通管１７と貯湯連通管１８で接続して
いる。第２のタンク１６下部には第３のタンク１９を設
け、この第３のタンク１９の下部に設けられた循環水入
口２０及び上部に設けられた沸騰水出口２１が、第２の
タンク１６とそれぞれ往接続管２２と後接続管２３で接
続されている。

そして、第１のタンク１４には給水弁２４が、第２のタ
ンク１６の上部には蒸気送給管２５が接続されている。

更に第３のタンク１９の下部位置で往接続管２２から排
水弁２６を備えた排水管２７が分岐されている。

第３のタンク１９の下部にはこのタンクを加熱する加熱
手段（以下平面ヒータと呼ぶ）２８を第３タンク１９の
下面に密着させて設けている。

２９は平面ヒータ２８を第３のタンク１９の下面に密着
させている押え板であり、３ｏはこの下面ヒータ２８の
リード線である。また、３１は水位センサ１５の電気信
号により給水弁２４や、下面ヒータ２８を駆動制御する
為の制御部である。

次に、この一実施例の構成における作用を説明する。先
ず第１のタンク１４に所定水位まで水が給水されていて
、蒸気送給管２５がら蒸気を送っている状態の場合につ
いて説明する。平面ヒータ２８により第３のタンク１９
が加熱されるとこの内部の湯は沸騰し続けると共に、そ
の沸騰水は沸騰水出口２１を出て後接続管２３を通り、
第２のタンク１６に入る。すると逆に第２のタンク１６
の貯湯水の一部は往接続管２２、循環水入口２゜を通り
第３のタンク１９に流入してここで更に加熱されまた第
２のタンク１６に流れ出ていく。このようにして第３の
タンク１９内を対流循環水が流れ蚤。第２のタンク１６
内部の液面からは盛んに蒸気が発生し、所定の圧力を保
ちつつ、蒸気送給管２５を通して、浴室（サウナ室）へ
供給、する。

第１のタンク１４と第２のタンク１６の上部は蒸気連通
管１７で接続されているのでこの両タンク内の圧力は同
一になっている。このことにより、第１のタンク１４と
第２のタンク１６の液面は一定に保たれる。

蒸気供給量に比例して、第１のタンク１４の液面が徐々
に下ってくると、水位センサ１５の水位下限信号が入り
、制御部３１から給水弁２４が開くような電気信号を送
る。水位センサ１５の水位上限まで給水されると、給水
弁２４は閉じられ給水は停止される。次に蒸気発生を中
止した場合について説明する。

排水弁２６は本発明蒸気発生装置の使用完了後に開に作
動させて第１のタンク１４、・第２のタンク１６、第３
のタンク１９に微細になって浮遊存在しているスケール
粒子又はスケール片を排出させる。水質の特に悪い（例
えば沖縄地区等のカルシューム、マグネシューム成分の
多いいわゆる高硬度水質）地区で使用する場合には、給
水弁２４を開いて、水を供給しては排水弁２６を更に開
くようなタンク内の洗浄を目的にしたくり返し作動もで
きる。

続いて、第３のタンク１９の作用について説明する。

第２図は第３のタンク１９の拡大図であり、下半分がそ
の要部断面図である。この図から明らかなように、第３
のタンク１９を内筒状に構成し、この第３のタンク１９
の下面に平面ヒータ２８を密着させて設けている第３の
タンク１９内の底面から貯湯水に熱が伝達される。蒸気
発生中は第３のタンク１９内の底面では核沸騰を起して
おり、このような状態の中に、第３のタンク１９の循環
水入口２０から対流水が流れ込むので第３のタンク１９
内での熱伝達、湯水の流れ、スケール析出現象はより一
層複雑になっている。すなわち第３のタンク１９内底面
にスケールが析出し付着しようとしても、この循環対流
による流れの圧力または攪乱により、発生スケール片は
粉砕されるものである。なお本発明の第３のタンク１９
の循環水入口２０と沸騰水出口２１の取付位置は第２図
のように上下方向に対称の位置にはなく、互いに偏心し
た関係位置に設けることにより第３のタンク１９内部の
流れの乱れがより強（なるように構成しである。

なお下面ヒータ２８の発熱能力を変えないで、第２のタ
ンク１６と第３のタンク１９の容量を出来るだけ小さく
すれば、使用開始時の蒸気立上り時間がより短くなる傾
向にある。

この結果、第３のタンク１９内にはスケールが付着せず
または、付着してもすぐ剥離して粉砕されてしまうので
、蒸気発生量の能力低下が起らない。また、平面ヒータ
２８からの熱伝導もスムーズに行われるので、平面ヒー
タ２８がオーバーヒートし、断線することもない。

また、従来のようなシーズヒータではなく、平面ヒータ
２８を用いているので、第３のタンク１９を薄型に構成
することができ、したがって蒸気発生装置全体を小型軽
量化にすることができる。

次に本発明の蒸気発生装置の第２の実施例を第３図にも
とづいて説明する。第３図の実施例で、第１の実施例の
説明図である第１図と同一の部分については同一の符号
をつけて説明は省略する。

第２の実施例の第１の実施例と異なる点は給水弁２４と
並列に第２の給水弁３２を設けた点にある。

給水弁２４を大流量用として、また第２の給水弁３２を
小流量用として、その作用を説明する。

大流量用の給水弁２４が開いて作用するのは蒸気発生装
置（第３図）の使用開始の場合や、使用終了後に排水弁
２６を開いて各タンク内を洗浄するときである。

また小流量用の第２の給水弁３２が開いて作用するのは
、蒸気発生装置を使用している場合である。

以上の結果、使用開始時には短時間で水が供給されるか
ら、それだけ早く使用できることになる。

また、使用終了後に排水弁２６と連動させて、給水弁２
４を作動させることにより、洗浄時間を短く、かつ流速
が早いので洗浄効果が良くなる。

また、蒸気発生装置使用中は給水弁２４は閉じていて小
流量の第２の給水弁３２が開閉して水を供給するのでこ
の小流量の供給水量を第３のタンク１９を加熱する平面
ヒータ２８の加熱能力とほぼバランスするようにあらか
じめ設定しておけば、水を補給中であっても蒸気送給管
２５からの蒸気が一時中断することがない。

なお、第３図の実施例では給水弁を２つ使用しているが
、大小流量切換機能を有する１ケの給水弁として設ける
こともできる。又、季節変化に伴い給水温度も変るから
、それに対応して流量を可変できる水量比例制御弁も使
うことができる。

更に本発明の蒸気発生装置の第３の実施例を第４図にも
とづいて説明する。第４図は第１の実施例及び第２の実
施例と同一の構成要素の部分は削除しである。また第４
図に示された構成要素で、第１の実施例と同一の部分に
ついては同一の符号をつけて説明は省略する。第４図か
ら明らかなように、第１の実施例及び第２の実施例では
第３のタンク１９と平面ヒータ２８は、各々１つで構成
されていたが、第３の実施例では平面ヒータ２８を備え
た第３のタンク１９と同一形状（図では１８０°回転し
て接続している）同一能力の第４のタンク３３を第３の
タンク１９に直列に接続し、更に往接続管２２から分岐
した第２の往接続管３４と第２のタンク１６から接続さ
れた往接続管３５との間に、平面ヒータ２８を備えた同
一形状同一能力の第５のタンク３６と第６のタンク３７
が直列に接続されている。

以上のような構成にした場合、すなわち、第３のタンク
１９と第４のタンク３３が直列に接続されると、更に沸
騰現象が増幅され、したがって、第３のタンク１９と第
４のタンク３３の内部を流れる循環対流の流速が増大す
る。しかし過剰に直列に接続すると第３のタンク１９に
設けた過昇温防止装置（図示せず）が作動するのでこの
ような場合には、第５のタンク３６と第６のタンク３７
のように直列に接続したうえで、更に並列になるように
構成する。その結果、第３のタンク１９、第４のタンク
３３へのスケール析出付着が一層起りにくい環境となり
、あるいはスケールが発生しても粉砕能力がより一層増
大するので、長期間使用していても蒸気発生装置のスケ
ール付着による能力低下や平面ヒータ２８のオーバーヒ
ートによる故障は発生しないのである。なお、第１の実
施例から第３の実施例のように第１のタンクと第２のタ
ンクと第３のタンクはそれぞれ分離して連通してもよい
し、３個分のタンクを一体成形して、後で３個のタンク
になるように仕切る、あるいは３個のタンクのうち任意
の２個分を一体成形してから仕切って構成することもで
きるのである。

発明の効果 以上のように本発明は、加熱手段を備えた第３のタンク
を設けて、直接蒸気を発生させている第２のタンクから
分離し、第３のタンクと第２のタンクとを往接続部及び
復接続部で接続して、循環対流の流れを起させることに
より、主として第３のタンク内のスケール付着が極端に
少なくなる。

その結果平面ヒータの加熱手段からの水への熱移動がス
ムーズに行われるので、長期間使用していても、従来の
ような蒸気発生能力の低下や、電気ヒータの故障がなく
、長期信頼性の優れた機器の提供を可能にするものであ
る。

また、排水弁を設けて粉砕されたスケールをあらかじめ
定められたサイクル毎に排水すれば、更に信頼性を高め
ることができる。

さらに給水弁を流量可変にすれば、各々のタンク内や接
続管内の洗浄を効率的に行なうことができると共に、ま
た蒸気発生中に水が補給されても蒸気発生が途中でとぎ
れることがなくなる。

その上第３のタンクを直列に、又は並列に、又は直列と
並列の両方の形態に構成すれば、タンク内を流れる循環
対流の強さがそれだけ増大し、その結果更にスケール付
着防止効果が増す、あるいはカルシューム成分の特に多
い水質地区でスケールの析出付着がまぬがれにくい条件
下でも、それを剥離し粉砕する能力が増大する効果を有
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における蒸気発生装置の
システム構成図、第２図は同装置の第３のタンクと加熱
手段の要部断面図、第３図は本発明の第２の実施例にお
ける蒸気発生装置のシステム構成図、第４図は本発明の
第３の実施例における蒸気発生装置のシステム要部構成
図、第５図及び第６図はそれぞれ従来の蒸気発生装置の
断面図である。 １４・・・・・・第１のタンク、１６・・・・・・第２
のタンク、１７・・・・・・蒸気連通管、１８・・・・
・・貯湯連通管、１９・・・・・・第３のタンク、２２
・・・・・・往接続管、２３・・・・・・復接続管、２
８・・・・・・平面ヒータ。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第 図 弁 １４　　・−・ ７？１のタンク 第 図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）水位を検知する水位センサを設けた第１のタンク
   と、蒸気を送る蒸気送給管が接続された第２のタンクと
   、前記第１のタンクと前記第２のタンクの上部を接続す
   る蒸気連通部と、前記第１のタンクと前記第２のタンク
   の下部を接続する貯湯連通部と、前記第２のタンクに接
   続された往接続部及び復接続部と、前記往接続部及び前
   記復接続部との間に接続された第３のタンクと、前記第
   ３のタンクの中の水を加熱する加熱手段とを備えた蒸気
   発生装置。
2. （２）第２のタンクと第３のタンクを接続する往接続部
   または復接続部または第３タンクの少なくとも一つに排
   水弁を設けた請求項１記載の蒸気発生装置。
3. （３）第１のタンクに水を供給する給水弁を設け、この
   給水弁を流量可変とした請求項１記載の蒸気発生装置。
4. （４）第３のタンクを複数個直列に接続した請求項１記
   載の蒸気発生装置。
5. （５）第３のタンクを複数個並列に接続した請求項１記
   載の蒸気発生装置。
6. （６）第３のタンクを複数個直列及び並列に接続した請
   求項１記載の蒸気発生装置。