JPH1122907A - 蒸気発生装置 - Google Patents
蒸気発生装置Info
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- JPH1122907A JPH1122907A JP19044397A JP19044397A JPH1122907A JP H1122907 A JPH1122907 A JP H1122907A JP 19044397 A JP19044397 A JP 19044397A JP 19044397 A JP19044397 A JP 19044397A JP H1122907 A JPH1122907 A JP H1122907A
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Abstract
1内の蒸気との熱交換を促進することができ、室温を効
率よく上昇させることができる蒸気発生装置を提供す
る。 【解決手段】ハウジング1内に注入した湯を受け止めて
拡散させることにより蒸気を発生させる羽根車2を備
え、この羽根車2の下流側に、ハウジング1内に吸入し
た空気とハウジング1内の蒸気とをハウジング1内に滞
留させて両者の熱交換を促進させる熱交換促進空間16
を設けた。
Description
とによって蒸気を発生させる蒸気発生装置に関する。
気風呂として利用したりするために、種々の蒸気発生装
置が提案されている。これら蒸気発生装置は、一般に、
電気ヒータ等の専用の熱源を必要とするものであるの
で、価格が高くつくとともに、配管工事や配線工事等も
必要であり、既設の住宅には適用し難いという問題があ
った。そこで、既設の給湯器から供給される熱湯を傾斜
板に沿って流下させて、蒸気を発生させるものが提案さ
れている(例えば実開平3−30001号公報参照)。
しかし、この蒸気発生装置は、所望量の蒸気を発生させ
るために、熱湯を流下させる傾斜板の面積をかなり広く
する必要があるので、装置が大型化するとともに、重量
も重たくなるという問題があった。このような問題点を
解決するために、本願出願人は、ハウジング内に注入し
た湯を羽根車によって受け止めて拡散させることにより
蒸気を発生させる蒸気発生装置を提案した(例えば特開
平8−49801号公報参照)。この蒸気発生装置装置
は、羽根車によって発生させた蒸気を、送風ファンによ
って浴室に排出するとともに、ハウジング内に注入した
湯を浴槽に排出し、この浴槽に排出した湯から発生する
蒸気をハウジングの吸気口からハウジング内に吸い込ん
で、蒸気とともに浴室に吹き出すものである。
気発生装置は、ハウジングの吸気口を浴槽の内部でなく
浴槽の外部に臨ませた形態で使用することもできる。こ
の場合には、浴槽の蒸気に代えて浴室の空気がハウジン
グ内に吸い込まれ、この吸い込まれた空気が蒸気ととも
にハウジング外に排出されることになる。ところが、上
記蒸気発生装置は、吸気口と蒸気の排出口とが接近して
いるので、吸気口からハウジング内に吸い込まれた空気
がハウジング内に滞留している時間が非常に短い。この
ため、ハウジングの吸気口を浴槽の外部に臨ませた使用
形態では、ハウジングに吸い込まれた空気が、蒸気によ
って十分に加熱されないまま浴室に吹き出されることに
なる。この結果、浴室温度を所望温度まで上昇させるの
に時間がかかるという問題が生じる。この発明は上記問
題点に鑑みてなされたものであり、ハウジング内に吸い
込まれた空気とハウジング内の蒸気との熱交換を促進す
ることができ、室温を効率よく上昇させることができる
蒸気発生装置を提供することを目的とする。
の、この発明の蒸気発生装置は、湯を注入する注湯口
と、外部の空気を吸い込む吸気口と、内部の流体を外部
に吹き出す吹出口とを有し、上記吸気口と吹出口との間
の空間が流体通路として構成されているハウジングと、
上記流体通路の途中部に設けられ、ハウジング内に注入
した湯を受け止めて拡散させることにより蒸気を発生さ
せる羽根車と、上記羽根車の下流の流体通路に設けら
れ、ハウジング内に吸入した空気とハウジング内の蒸気
とをハウジング内に滞留させて両者の熱交換を促進させ
る熱交換促進空間と、ハウジング内の蒸気を含む流体を
吹出口を通してハウジングの外部に吹き出す送風ファン
とを備えることを特徴とする。
に注入した湯を羽根車によって受け止めて拡散させるこ
とにより、ハウジング内に蒸気を発生させることができ
るとともに、ハウジング内に吸い込んだ空気を、熱交換
促進空間においてハウジング内の蒸気と効果的に熱交換
させて十分に加熱した状態で、当該蒸気とともに送風フ
ァンにより吹出口からハウジングの外部に吹き出すこと
ができる。
グの外部の空気をハウジング内に吸い込んで、羽根車に
より発生させた蒸気とともに熱交換促進空間方向に飛散
させる吸気ファンを備えるのが好ましい(請求項2)。
この場合には、ハウジング内に吸い込んだ空気と羽根車
によって発生させた蒸気の双方を、同一方向へ飛散させ
ることができるので、両者の熱交換をより効果的に行わ
せることができる。上記吸気口、吸気ファン、羽根車、
及び熱交換促進空間は、羽根車の回転中心を通る軸線に
沿って直線的に配列されているのが好ましく(請求項
3)、この場合には、ハウジングの内部の構造を簡素化
することができる。請求項2記載の蒸気発生装置におい
ては、上記羽根車がハウジングに注入された湯によって
回転駆動されるとともに、上記送風ファン及び吸気ファ
ンが、羽根車の回転に連動するのが好ましく(請求項
4)、この場合には、羽根車、送風ファン及び吸気ファ
ンを駆動するための動力が不要となる。
グの内部に注入された湯を溜める貯湯部と、この貯湯部
に溜めた湯の熱を流体通路の流体に伝導する熱伝導手段
とを備えていてもよい(請求項5)。この蒸気発生装置
によれば、上記貯湯部に溜めた湯の熱を、熱伝導手段に
よって流体通路の流体に伝導して、当該流体を加熱する
ことができる。上記熱伝導手段はヒートパイプであるの
が好ましく(請求項6)、この場合には、貯湯部に溜め
た湯の熱を、上記ヒートパイプによって、流体通路の流
体に急速且つ効率よく伝導することができる。このた
め、流体通路の流体をより効率よく加熱することができ
る。上記ヒートパイプは、流体通路の流体と接触するフ
ィンを備えるのが好ましく(請求項7)、この場合に
は、貯湯部に溜めた湯と流体通路の流体との熱交換をよ
り効果的に行わせることができる。このため、上記流体
をさらに効率よく加熱することができる。
噴射ノズルを備え、上記噴射ノズルは、ノズル本体とこ
のノズル本体の先端に形成され且つ上記羽根車に臨ませ
る先端口とを有し、上記先端口の内径を上記ノズル本体
の内径の略50%以下に設定しているのが好ましい(請
求項8)。この場合には、噴射ノズルに供給された湯
が、先端口によって抵抗を受けて、当該湯に効率よく顕
熱が与えられ、湯の温度を上昇させることができる。こ
のため、熱交換性の高い湯を噴射することができる。
いて添付図面を参照しながら詳述する。図1はこの発明
の蒸気発生装置の一つの実施の形態を示す概略図であ
り、図2は図1のII−II線断面図である。上記蒸気発生
装置Sは、例えば浴室Bの内壁B1に取り付けられて使
用されるものであり(図3参照)、内部に流体通路10
が設けられたハウジング1と、流体通路10の途中部に
設けられ、上記ハウジング1の内部に注入された湯を受
け止めて拡散させることにより蒸気を発生させる羽根車
2と、流体通路10の途中部に設けられ、当該流体通路
10の流体を浴室Bに吹き出す送風手段としての送風フ
ァン3と、浴室Bの空気をハウジング1内に吸い込む吸
気ファン4と、上記ハウジング1内に注入された湯の熱
を、流体通路10に導入された空気に伝導する熱伝導手
段としてのヒートパイプ5とによって主要部が構成され
ている。
って形成されており、湯を内部に注入するための注湯口
11と、注入された湯をハウジング1の外部に排出する
ための排水口12と、浴室Bの空気を吸い込むための吸
気口13と、流体通路10の流体を浴室Bに吹き出すた
めの吹出口14と、注湯口11から注入された湯を一時
的に溜める貯湯部15とが形成されている。
を噴射する噴射ノズル11aを備えている。この噴射ノ
ズル11aは、ノズル本体11bと、このノズル本体1
1bの先端に設けけられた、湯を噴出するための先端口
11cとを有しており、上記ノズル本体11bは、その
先端口11cを羽根車2に対向させた状態で、ハウジン
グ1に挿通されている。図4も参照して、上記噴射ノズ
ル11aの先端口11cの内径bは、例えばノズル本体
11bの先端部をテーパ状に縮径させることにより、ノ
ズル本体11bの内径aの略50%以下になるように設
定されている。このため、噴射ノズル11aから噴射す
る湯に対して管路抵抗を付与し、これにより生じるエネ
ルギーを、噴射ノズル11aから噴射する湯の顕熱に変
換させて当該湯の温度を上昇させることができる。この
結果、羽根車2による蒸気の発生効率を高めることがで
きる。上記先端口11cの内径bは、具体的には1.6
〜5.0mmの範囲であるのが好ましい。なお、上記噴
射ノズル11aは、ホースH又は配管を介して給湯用の
蛇口Jに接続されている(図3参照)。
左側の側壁1aに形成されており、吹出口14はハウジ
ング1の前面壁1bの図1において右側に形成されてい
る。これら吸気口13と吹出口14との間が流体通路1
0として構成されており、この流体通路10のうちの羽
根車2と送風ファン3との間が、ハウジング1内に吸入
した空気とハウジング1内の蒸気とをハウジング1内に
滞留させて両者の熱交換を促進させる熱交換促進空間1
6として構成されている。この熱交換促進空間16の幅
Wは、上記熱交換のための時間を十分に確保できる寸
法、例えば50〜100mm以上に設定されている。
れており、この貯湯部15の底面に上記排水口12が設
けられている。この排水口12は、ハウジング1の底面
に挿通されたオーバーフロー管12aを備えており、上
記注湯口11を通してハウジング1内に注入された湯
を、貯湯部15に所定量滞留させてハウジング1外に排
出することができる。なお、上記排水口12から排出さ
れる湯は、浴槽に溜めるようにするのが、当該湯を浴用
等に再利用することができるので好ましい。
羽根22を放射状に配列したものであり、ハウジング1
に設けられた軸受部17に、ベアリング24及び回転軸
23を介して回転自在に支持されている。また、上記羽
根22の先端側は、噴射ノズル11aの直下に位置して
おり、噴射ノズル11aから注入される湯によって羽根
車2を回転駆動できるようになっている。
構成されており、その吹出口はハウジング1の吹出口1
4に臨ませてある。また、送風ファン3の回転軸は、羽
根車2の回転軸23と兼用しており、羽根車2の回転に
連動してシロッコファンを回転駆動できるようになって
いる。
の間に設けられている。この吸気ファン5は、軸流ファ
ンによって構成されており、その回転軸は羽根車2の回
転軸23と兼用している。したがって、羽根車2の回転
に連動して吸気ファン4を回転駆動することができる。
上記吸気ファン4は、浴室Bの空気を流体通路10に吸
い込み、この吸い込んだ空気とともに羽根車2によって
発生させた蒸気を熱交換促進空間16方向へ飛散させる
ことができる。
及び熱交換促進空間16は、回転軸23に沿って直線的
に配列されており、これにより、ハウジング1内の構造
の簡素化が図られている。すなわち、これら吸気口1
3、吸気ファン4、羽根車2及び熱交換促進空間16を
非直線的に配列すると、ハウジング1内に吸い込んだ空
気や羽根車2によって発生させた蒸気等の流体の流通を
ガイドするための風向板が必要になるとともに、羽根車
2の回転軸や送風ファン3の回転軸を別々に設ける必要
があるが、上記吸気口13や吸気ファン4等を直線的に
配列することにより、これら風向板が不要であるととも
に、各回転軸を兼用することができるので、その分、構
造の簡素化を図ることができる。
3と吸気ファン4との間の流体通路10に配置されてお
り、その下部側が、貯湯部15に溜めた湯に浸漬されて
いる。このヒートパイプ5は、アルミニウム、ステンレ
ス鋼、銅等からなるパイプ51の内壁を、ガラス繊維や
網状の銅線等により毛細管構造とし、当該パイプ51の
内部を真空にするとともに、水、フロン、非フロン系の
絶縁液等の作動液を少量封入したものであり、貯湯部1
5に溜めた湯の熱を、流体通路10に吸い込んだ空気に
急速且つ効率よく伝導することができる。このため、当
該空気を効率よく加熱することができる。また、上記パ
イプ51の上部側には、吸気口13から吸い込んだ空気
と接触するフィン52が多数設けられており、吸気口1
3から吸い込んだ空気と、貯湯部15に溜めた湯との熱
交換をさらに効率よく行わせ得るようになっている。
給される湯を、注湯口11を通してハウジング1内に噴
射すると、当該湯を羽根車2によって受け止めて拡散さ
せながら、羽根車2を連続的に回転させることができ
る。この際、上記噴射した湯が羽根車2の羽根22に連
続的に衝突し、その運動エネルギーが湯の潜熱に変換さ
れることにより、ミストを含む蒸気が効率よく生成され
る。また、羽根車2によって放射状に拡散された湯が、
ハウジング1の内壁に衝突することにより、さらに多量
の蒸気が生成される。さらに、噴射ノズル11aから湯
が高速噴射されることにより、羽根車2が高速回転し、
湯の拡散が効率的に行われる。このため、湯から蒸気へ
の変換効率を飛躍的に高めることができる。
ファン4が回転駆動され、浴室Bの空気が吸気口13を
通して流体通路10に積極的に吸い込まれ、この吸い込
まれた空気は、ヒートパイプ5を介して貯湯部15の湯
と熱交換されて加熱された状態で、熱交換促進空間16
に供給される。この際、吸気ファン4の風力によって、
羽根車2により生成した蒸気も熱交換促進空間16に効
率よく供給され、当該熱交換促進空間16において空気
と蒸気とが一定時間滞留することにより、両者間の熱交
換が効果的に行われる。しかも、上記吸気ファン4によ
って空気と蒸気とを同一方向へ飛散させることができる
ので、両者間の熱交換をさらに効果的に行わせることが
できる。さらに、上記羽根車2によって蒸気化されなか
った湯滴を、熱交換促進空間16において蒸気化するこ
ともできる。この結果、吹出口14から高温の蒸気を効
率よく吹き出すことができ、浴室Bを短時間で所望温度
に高めることができる。
がハウジング1に注入された湯によって回転駆動される
とともに、送風ファン3及び吸気ファン4が、羽根車2
の回転に連動するので、これらを駆動するためのモータ
等の動力源が不要となる。このため、構造の簡素化及び
小型軽量化をはかることができる。また、電気配線が不
要であるので、既設の浴室Bにも簡単に設置することが
できるとともに、ランニングコストも少なくて済む。
温度変化を調べるための比較試験を行った。この試験
は、瞬間湯沸器の給湯ホースから毎分3.5リットルの
湯を供給し、上記給湯ホースに噴射ノズル11aを取り
付けた場合と、取り付けない場合の噴射ノズル11aの
先端口11cから噴射される湯の温度を測定した。ま
た、供給する湯の温度を変化させて噴射される湯の温度
の測定を繰り返した。上記噴射ノズル11aとしては、
ノズル本体11bの内径aが10mm、先端口11cの
内径が2mmのものを用いた。この試験結果を表1に示
す。
と、噴射される湯の温度が上昇することが分かる。ま
た、湯の温度の上昇幅は、供給する湯の温度が高くなる
にしたがって大きくなることが分かる。これは、湯の温
度が高くなるほど噴射ノズル11a内の管路抵抗により
生じるエネルギーが大きくなり、それに応じて噴射ノズ
ル11aから噴射される湯の顕熱も大きくなるからであ
る。
る。この実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、羽
根車2の回転を、変速機構6により変速して、吸気ファ
ン4に伝達している点である。この実施の形態において
は、羽根車2の回転軸23と、吸気ファン4の回転軸2
5とを、平行に設け、各回転軸23,25どうしを、変
速機構6を構成する歯付きプーリ61,62及びタイミ
ングベルト63を介して連動可能に連結している。この
実施の形態によれば、歯付きプーリ61,62の歯数を
適宜選択することにより、送風ファン3及び吸気ファン
4の回転数を任意に調整することができる。また、上記
タイミングベルト63の張力をテンションプーリを用い
て調整することにより、羽根車2に回転抵抗を付与し
て、その回転数を調整することもできる。
B1に組み込むようにしてもよく、また、ハウジング1
を上記側壁B1等と一体に形成してもよい。この発明の
蒸気発生装置は、上記実施の形態に限定されるものでな
く、例えば、熱交換促進空間16部分にヒートパイプ5
を設け、当該熱交換促進空間16を通る空気及び蒸気
と、貯湯部15に溜めた湯とを熱交換させて、当該空気
及び蒸気を加熱すること、熱伝導手段として、上記ヒー
トパイプ5に代えて、熱伝導性のよい材料からなる棒材
や網を使用すること、吸気ファン4を省略して送風ファ
ン3の吸引力により空気及び蒸気を熱交換促進空間16
に導入するようにすること、羽根車2を例えば充電式バ
ッテリを電源とするモータにより強制的に回転させるよ
うにすること等、種々の設計変更を施すことができる。
ける衣類乾燥機としても好適に使用することができる。
この場合には、吹出口14を除湿フィルターによって覆
うことにより、加熱乾燥した空気を吹出口14から吹き
出すようにすればよい。また、貯湯部15に湯を溜めた
後、注湯口11からの湯の噴射を停止するとともに、送
風ファン3をモータによって単独回転させることによ
り、ヒートパイプ5にて加熱された空気を吹出口14か
ら吹き出すようにしてもよい。
装置によれば、ハウジング内に吸い込んだ空気を、熱交
換促進空間においてハウジング内の蒸気と効果的に熱交
換させて十分に加熱した状態で、当該蒸気とともにハウ
ジングの外部に吹き出すことができるので、室内温度を
効率的に高めることができる。請求項2記載の蒸気発生
装置によれば、吸気口から吸い込んだ空気と、羽根車に
よって発生させた蒸気の双方を、吸気ファンによって熱
交換促進空間方向へ飛散させることができるので、両者
の熱交換をさらに効果的に行わせることができ、室内温
度をより効率的に高めることができる。
気口、吸気ファン、羽根車、及び熱交換促進空間が、羽
根車の回転中心を通る軸線に沿って直線的に配列されて
いるので、ハウジングの内部の構造を簡素化することが
できる。請求項4記載の蒸気発生装置によれば、ハウジ
ングに注入された湯によって羽根車が回転駆動されると
ともに、送風ファン及び吸気ファンが、羽根車の回転に
連動するので、羽根車、送風ファン及び吸気ファンを駆
動するための動力が不要となる。このため、蒸気発生装
置の構造の簡素化、小型軽量化を図ることができる。
湯部に溜めた湯の熱を、熱伝導手段によって流体通路の
流体に伝導して、当該流体を加熱することができるの
で、室内により高温の流体を吹き出すことができる。請
求項6記載の蒸気発生装置によれば、貯湯部に溜めた湯
の熱を、ヒートパイプによって、流体通路の流体に急速
且つ効率よく伝導することができる。このため、流体通
路の流体をより効率よく加熱することができる。請求項
7記載の蒸気発生装置によれば、ヒートパイプのフィン
によって、貯湯部に溜めた湯と流体通路の流体との熱交
換をより効果的に行わせて、上記流体をさらに効率よく
加熱することができる。
射ノズルから噴射する湯に効率よく顕熱を与え、湯の温
度を上昇させて、熱交換性の高い湯を得ることができ
る。このため、蒸気の発生効率を高めることができる。
す概略図である。
Claims (8)
- 【請求項1】湯を注入する注湯口と、外部の空気を吸い
込む吸気口と、内部の流体を外部に吹き出す吹出口とを
有し、上記吸気口と吹出口との間の空間が流体通路とし
て構成されているハウジングと、 上記流体通路の途中部に設けられ、ハウジング内に注入
した湯を受け止めて拡散させることにより蒸気を発生さ
せる羽根車と、 上記羽根車の下流の流体通路に設けられ、ハウジング内
に吸入した空気とハウジング内の蒸気とをハウジング内
に滞留させて両者の熱交換を促進させる熱交換促進空間
と、 ハウジング内の蒸気を含む流体を吹出口を通してハウジ
ングの外部に吹き出す送風ファンとを備えることを特徴
とする蒸気発生装置。 - 【請求項2】上記吸気口と羽根車との間に、ハウジング
の外部の空気をハウジング内に吸い込んで、羽根車によ
り発生させた蒸気とともに熱交換促進空間方向に飛散さ
せる吸気ファンを備える請求項1記載の蒸気発生装置。 - 【請求項3】上記吸気口、吸気ファン、羽根車、及び熱
交換促進空間が、羽根車の回転中心を通る軸線に沿って
直線的に配列されている請求項2記載の蒸気発生装置。 - 【請求項4】上記羽根車がハウジングに注入された湯に
よって回転駆動されるとともに、上記送風ファン及び吸
気ファンが、羽根車の回転に連動する請求項2記載の蒸
気発生装置。 - 【請求項5】上記ハウジングの内部に注入された湯を溜
める貯湯部と、 この貯湯部に溜めた湯の熱を流体通路の流体に伝導する
熱伝導手段とを備える請求項1記載の蒸気発生装置。 - 【請求項6】上記熱伝導手段がヒートパイプである請求
項5記載の蒸気発生装置。 - 【請求項7】上記ヒートパイプが、流体通路の流体と接
触するフィンを備える請求項6記載の蒸気発生装置。 - 【請求項8】上記注湯口が、上記羽根車に湯を噴射する
噴射ノズルを備え、 上記噴射ノズルは、ノズル本体とこのノズル本体の先端
に形成され且つ上記羽根車に臨ませる先端口とを有し、 上記先端口の内径を上記ノズル本体の内径の略50%以
下に設定している請求項1記載の蒸気発生装置。
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|---|---|---|---|
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