JPS6256701A - 水蒸気発生装置及び水蒸気発生方法 - Google Patents
水蒸気発生装置及び水蒸気発生方法Info
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- JPS6256701A JPS6256701A JP61190382A JP19038286A JPS6256701A JP S6256701 A JPS6256701 A JP S6256701A JP 61190382 A JP61190382 A JP 61190382A JP 19038286 A JP19038286 A JP 19038286A JP S6256701 A JPS6256701 A JP S6256701A
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
- G05D23/02—Control of temperature without auxiliary power with sensing element expanding and contracting in response to changes of temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
- F24F6/18—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by injection of steam into the air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/28—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/28—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically
- F22B1/287—Methods of steam generation characterised by form of heating method in boilers heated electrically with water in sprays or in films
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- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の分野〕
本発明は水蒸気発生器或いは加湿器に関し、更に言えば
、容器（チャンバ）内の湿度を制御する装で及び方法に
関する。
、容器（チャンバ）内の湿度を制御する装で及び方法に
関する。
［従来技術とその問題点コ
種々の加湿器が知られている。蒸発型別Ｎ器と呼ばれる
加湿器は、水分を有する物体の表面に、加湿される空気
流すのが普通である。これらの加湿器は、例えば、（ａ
）水を高速回転するホイールから投げ出し、微細な水滴
として空中に排出するか、或いは、（ｂ）水を含んだス
クリーン又は水を含んだ多孔性物の側面或いはこれらを
貫通して空気を流す装置を有する。これらの従来の加湿
器では、水源に存在する塵及びバクテリアなどの不純物
が水滴中に含まれため、不純物を雰囲気中に撒くという
欠点がある。したがって、蒸発器自体を頻繁に清掃する
だけでなく、加湿された空気が触れる雰囲気中の表面を
、しばしば清掃する必要がある。
加湿器は、水分を有する物体の表面に、加湿される空気
流すのが普通である。これらの加湿器は、例えば、（ａ
）水を高速回転するホイールから投げ出し、微細な水滴
として空中に排出するか、或いは、（ｂ）水を含んだス
クリーン又は水を含んだ多孔性物の側面或いはこれらを
貫通して空気を流す装置を有する。これらの従来の加湿
器では、水源に存在する塵及びバクテリアなどの不純物
が水滴中に含まれため、不純物を雰囲気中に撒くという
欠点がある。したがって、蒸発器自体を頻繁に清掃する
だけでなく、加湿された空気が触れる雰囲気中の表面を
、しばしば清掃する必要がある。
他のタイプの加湿器は、水を加熱して水蒸気とするもの
である。このタイプの加湿器では、水源中に含まれる金
属類は水源容器中に残るので、雰囲気中に出ることはな
い、更に、水の加熱により水中のバクテリアを死滅させ
るので、きれいな水蒸気が得られるという利点がある。
である。このタイプの加湿器では、水源中に含まれる金
属類は水源容器中に残るので、雰囲気中に出ることはな
い、更に、水の加熱により水中のバクテリアを死滅させ
るので、きれいな水蒸気が得られるという利点がある。
しかし、大量の水を加熱するので、発生水蒸気量が多い
場合には時間がかり、更に、加湿が不要になった際の水
蒸気の発生停止に時間がかかるという問題がある。つま
り、この種の加湿器は、湿度の正確な制御が困難であり
、特に、小さな空間に少量の水蒸気を出して所望の湿度
を維持する場合には不適当である。
場合には時間がかり、更に、加湿が不要になった際の水
蒸気の発生停止に時間がかかるという問題がある。つま
り、この種の加湿器は、湿度の正確な制御が困難であり
、特に、小さな空間に少量の水蒸気を出して所望の湿度
を維持する場合には不適当である。
［発明の要旨］
本発明によれば、容器或いは閉空間（チャンバ）の湿度
は、パルス状（脈動状）の水蒸気（スチーム）を容器に
注入することにより制御される。水蒸気パルス入力の衝
撃係数は、容器（以下チャンバという）の湿度が所望値
より低い場合には増大し、チャンバの湿度が所望値より
も高い場合には減少する。湿度の増加或いは減少は、正
確に制御可能である。
は、パルス状（脈動状）の水蒸気（スチーム）を容器に
注入することにより制御される。水蒸気パルス入力の衝
撃係数は、容器（以下チャンバという）の湿度が所望値
より低い場合には増大し、チャンバの湿度が所望値より
も高い場合には減少する。湿度の増加或いは減少は、正
確に制御可能である。
更に、本発明によれば、水を小さな入力チューブを介し
てパルス状に水蒸気発生器に注入し、パルス状に噴出す
る水蒸気を得る。尚、水蒸気発生器は、帯状のし一タ（
バンドヒータ）を有する。
てパルス状に水蒸気発生器に注入し、パルス状に噴出す
る水蒸気を得る。尚、水蒸気発生器は、帯状のし一タ（
バンドヒータ）を有する。
水蒸気発生器は予熱して高温となっているので、水が注
入されると直ちに水蒸気になる０発生した水蒸気は加湿
ずべきチＡ・ンバに排出される。小さな水入カチューブ
を使用しているので、間欠的な水注入の間に、チューブ
内に残っている水の呈を非常に少なくできるため、水注
入の間にｆ：発器（ボイラ）内にボタボタ落ちる水の巣
を少なくすることができる。更に、水入カチューブを水
で満たし且つ水を排出する時間が短いので、水蒸気パル
スの開始・停止の遅れが少なく、水蒸気注入の制御が容
易である。
入されると直ちに水蒸気になる０発生した水蒸気は加湿
ずべきチＡ・ンバに排出される。小さな水入カチューブ
を使用しているので、間欠的な水注入の間に、チューブ
内に残っている水の呈を非常に少なくできるため、水注
入の間にｆ：発器（ボイラ）内にボタボタ落ちる水の巣
を少なくすることができる。更に、水入カチューブを水
で満たし且つ水を排出する時間が短いので、水蒸気パル
スの開始・停止の遅れが少なく、水蒸気注入の制御が容
易である。
更に又、本発明によれば、チャンバ内に設けなセンサ（
検知器）は、チャンバの相対湿度に比例した大きさの信
号を出力する。制御回路は、パルス幅で変調された制御
信号を出力し、このパルスの衝撃係数は、湿度センサの
出力値と調整可能な設定信号との差に伴って変化する１
本発明の好適な実施例では、上述の制御信号は、ソレノ
イド・バルブを開閉して水を水蒸気発生器に注入するの
に使用される。更に他の好適実施例では、ポンプによっ
て水を水蒸気発生器に注入し、制御信号は、このポンプ
の動作の開始・停止を制御するのに使用される。
検知器）は、チャンバの相対湿度に比例した大きさの信
号を出力する。制御回路は、パルス幅で変調された制御
信号を出力し、このパルスの衝撃係数は、湿度センサの
出力値と調整可能な設定信号との差に伴って変化する１
本発明の好適な実施例では、上述の制御信号は、ソレノ
イド・バルブを開閉して水を水蒸気発生器に注入するの
に使用される。更に他の好適実施例では、ポンプによっ
て水を水蒸気発生器に注入し、制御信号は、このポンプ
の動作の開始・停止を制御するのに使用される。
本発明の目的は、上述した従来例の欠点を解消すること
である。
である。
［実施例］
第１図は、本発明にかかる制ｆｌｌｌＩ装置（システム
）１０を示すブロック図である。この制御装置１０は、
水蒸気をチャンバ１２に注入し、チャンバ１２内の湿度
を所望値に維持するものである。尚、後述するように、
注入される水蒸気の量は容易に制御可能である。装’ｌ
１０は、水蒸気発生器１４、相対湿度センサ１６、制
御回路１８、及びソレノイド駆動のバルブ２０を有する
。
）１０を示すブロック図である。この制御装置１０は、
水蒸気をチャンバ１２に注入し、チャンバ１２内の湿度
を所望値に維持するものである。尚、後述するように、
注入される水蒸気の量は容易に制御可能である。装’ｌ
１０は、水蒸気発生器１４、相対湿度センサ１６、制
御回路１８、及びソレノイド駆動のバルブ２０を有する
。
水蒸気発生器１４は、更に、バンドヒータ（帯状の加熱
器）を巻いたボイラ・タンク２２を有する。規則的な周
期を有するパルス状の水を、導入チューブ２６を介して
タンク２２内に注入する。
器）を巻いたボイラ・タンク２２を有する。規則的な周
期を有するパルス状の水を、導入チューブ２６を介して
タンク２２内に注入する。
タンク２２は円筒状であり、上部及び下部はドーム状（
円層根状）になっている、このドーム状の形状を採用し
た理由は、タンク内の」二部及び下部に凝縮した水が、
バンドヒータを設けたタンクの側部に集まるようにする
ためで、ｂる。したがって、水の沸騰を容易にしている
。バンドヒータ２４は２個の加熱コイルにより電気的に
加熱される。第１の加熱コイル２３は自動温度調整され
、タンク２２を比較的高い温度（例えば２００℃）に維
持する。第２の加熱コイル２５は、水がタンク２２に注
入されるときにのみ動作し、注入された水を、タンク内
の温度を変化させないで蒸気に変えるのに十分なエネル
ギーを放出できるように設計されている。このように、
バンドヒータ２４の２個のコイルは、広い範囲の水パル
スの衝撃係数に対し、タンク内の温度を実質上一定値に
維持している。
円層根状）になっている、このドーム状の形状を採用し
た理由は、タンク内の」二部及び下部に凝縮した水が、
バンドヒータを設けたタンクの側部に集まるようにする
ためで、ｂる。したがって、水の沸騰を容易にしている
。バンドヒータ２４は２個の加熱コイルにより電気的に
加熱される。第１の加熱コイル２３は自動温度調整され
、タンク２２を比較的高い温度（例えば２００℃）に維
持する。第２の加熱コイル２５は、水がタンク２２に注
入されるときにのみ動作し、注入された水を、タンク内
の温度を変化させないで蒸気に変えるのに十分なエネル
ギーを放出できるように設計されている。このように、
バンドヒータ２４の２個のコイルは、広い範囲の水パル
スの衝撃係数に対し、タンク内の温度を実質上一定値に
維持している。
水パルスがタンク２２に入ると、水は急激に水蒸気とな
り、この水蒸気は、導出バイ１２８を介し、水蒸気パル
スとしてチャンバ１２に排出される。水パルスのオン／
オフの時間（即ち水パルスの周期）に対する水パルス連
続している時間（即ち水が実際に注入される時間〉の比
は、ボイラ・タンクへ注入される水パルス入力の“衝撃
係数″である。水蒸気パルスのパルス幅、即ち、各パル
ス周期中にチャンバに注入される水蒸気の量は、水パル
ス゛の衝撃係数を制御することにより制御される。
り、この水蒸気は、導出バイ１２８を介し、水蒸気パル
スとしてチャンバ１２に排出される。水パルスのオン／
オフの時間（即ち水パルスの周期）に対する水パルス連
続している時間（即ち水が実際に注入される時間〉の比
は、ボイラ・タンクへ注入される水パルス入力の“衝撃
係数″である。水蒸気パルスのパルス幅、即ち、各パル
ス周期中にチャンバに注入される水蒸気の量は、水パル
ス゛の衝撃係数を制御することにより制御される。
導入チューブ２６の直径及び長さはかなり小さいので、
夫々の水注入の間に導入チューブ内に残存する水の量は
非常に少ない。したがって、夫々の水注入の間にタンク
２２内に垂れる水の量を少なくできる。更に、水蒸気パ
ルスの開始・停止の遅れ（導入チューブ２６を満たし或
いはこのチューブから水を除去するのに要する時間に起
因する）を少なくすることができるので、水蒸気注入の
開始・停止の制御を良好にすることが出来る。
夫々の水注入の間に導入チューブ内に残存する水の量は
非常に少ない。したがって、夫々の水注入の間にタンク
２２内に垂れる水の量を少なくできる。更に、水蒸気パ
ルスの開始・停止の遅れ（導入チューブ２６を満たし或
いはこのチューブから水を除去するのに要する時間に起
因する）を少なくすることができるので、水蒸気注入の
開始・停止の制御を良好にすることが出来る。
例えば、約０．８５立方ｍ（３０立方フィー＋−）或い
はそれ以下の被加湿チャンバに対しては、タンク２２は
、直径が約３．８ａｍ（１，５インチ）、長さが２．５
Ｃ１１１（１インチ）である。更に、この場合、導入チ
ューブ２８は直径が約４０．６ＣＩ１１（約１６インチ
）、導出チューブ２６は約０゜６ｃｍ（約０．２５フイ
ート）である、更に又、導入チューブ２６に加えられる
水圧は、約１．４ｋｇ／−（約２０ｐｓ ｉ ）である
。
はそれ以下の被加湿チャンバに対しては、タンク２２は
、直径が約３．８ａｍ（１，５インチ）、長さが２．５
Ｃ１１１（１インチ）である。更に、この場合、導入チ
ューブ２８は直径が約４０．６ＣＩ１１（約１６インチ
）、導出チューブ２６は約０゜６ｃｍ（約０．２５フイ
ート）である、更に又、導入チューブ２６に加えられる
水圧は、約１．４ｋｇ／−（約２０ｐｓ ｉ ）である
。
水パルスは、フィルタ２７を介し、ソレノイド駆動のバ
ルブ２０を開閉することにより、導入チューブ２６に印
加される６尚、バルブ２０は、圧力調整器３０を介して
水供給ラインに接続している。バルブ２０の開閉は、制
御回路１８から制御ライン３２にオン・オフ信号を送る
ことにより行われる。チャンバ１２内に設けた相対湿度
センサ１６は、チャンバ１２内の湿度に比例した指示信
号を出力する。設定点制御器３・１から出力する信号は
、操作者により手動で調整可能である。制御回路１８は
、相対湿度センサ１６からの信号を設定点制御器３４か
らの信号と比較し、この２つの信号の差にしたがって変
化する衝撃係数にしたがって制御ライン３２にオン・オ
フ信号（付勢及び非動作信号）を出力する。
ルブ２０を開閉することにより、導入チューブ２６に印
加される６尚、バルブ２０は、圧力調整器３０を介して
水供給ラインに接続している。バルブ２０の開閉は、制
御回路１８から制御ライン３２にオン・オフ信号を送る
ことにより行われる。チャンバ１２内に設けた相対湿度
センサ１６は、チャンバ１２内の湿度に比例した指示信
号を出力する。設定点制御器３・１から出力する信号は
、操作者により手動で調整可能である。制御回路１８は
、相対湿度センサ１６からの信号を設定点制御器３４か
らの信号と比較し、この２つの信号の差にしたがって変
化する衝撃係数にしたがって制御ライン３２にオン・オ
フ信号（付勢及び非動作信号）を出力する。
第２図は、制御ライン３２に出力される信号の衝撃係数
と、湿度センサ１６の出力信号値との関係を示す図であ
る。第２図において、ラインＡは、湿度の損失のないチ
ャンバに対する理想ラインである。チャンバ１２内の湿
度が十分に高ければ、センサ１６の出力は設定点を示す
信号値よりも高い、したがって、制御回路１８から制御
ライン３２に出力する信号の衝撃係数は０％である。つ
まり、制御ライン３２の信号はバルブ２０を１＼動作状
態にする信号である。ＩＡ Ｓすれば、バルブ２０は、
水蒸気発生器１４に水を注入しないので水蒸気は発生し
ない。逆に、チャンバ１２の湿度が非常に低い場合には
、センサ１６からの信号の値は、設定点信号値よりも低
く、第２図に示す「比例帯ｊ或いは「比例範囲」の外に
あるので、制御ライン３２の信号の衝撃係数は１００％
である。つまり、バルブ２０は連続してオン状態となり
、水蒸気が連続してタンク２２から排出される０次に、
センサ１６の出力が設定点を示す信号値よりも低く、且
つ、「比例帯」内にあれば、制御ライン３２の制御信号
の衝撃係数は、センサ１６の出力の値と設定点の信号の
値の差に従って直線的に変化する。
と、湿度センサ１６の出力信号値との関係を示す図であ
る。第２図において、ラインＡは、湿度の損失のないチ
ャンバに対する理想ラインである。チャンバ１２内の湿
度が十分に高ければ、センサ１６の出力は設定点を示す
信号値よりも高い、したがって、制御回路１８から制御
ライン３２に出力する信号の衝撃係数は０％である。つ
まり、制御ライン３２の信号はバルブ２０を１＼動作状
態にする信号である。ＩＡ Ｓすれば、バルブ２０は、
水蒸気発生器１４に水を注入しないので水蒸気は発生し
ない。逆に、チャンバ１２の湿度が非常に低い場合には
、センサ１６からの信号の値は、設定点信号値よりも低
く、第２図に示す「比例帯ｊ或いは「比例範囲」の外に
あるので、制御ライン３２の信号の衝撃係数は１００％
である。つまり、バルブ２０は連続してオン状態となり
、水蒸気が連続してタンク２２から排出される０次に、
センサ１６の出力が設定点を示す信号値よりも低く、且
つ、「比例帯」内にあれば、制御ライン３２の制御信号
の衝撃係数は、センサ１６の出力の値と設定点の信号の
値の差に従って直線的に変化する。
本発明にかかるシステムが、上述の「比例帯」内で動作
すれば、水蒸気発生器１４に対してパルス状に注入され
る水によって、チャンバ１２にパルス状の水蒸気を排出
することができる。以上の説明から判るように、水パル
ス及び水蒸気パルスのパルス幅は、チャンバ１２内の湿
度が低下するに従い増大する。
すれば、水蒸気発生器１４に対してパルス状に注入され
る水によって、チャンバ１２にパルス状の水蒸気を排出
することができる。以上の説明から判るように、水パル
ス及び水蒸気パルスのパルス幅は、チャンバ１２内の湿
度が低下するに従い増大する。
チャンバの湿度制御においては、殆どの場合、湿度損失
が存在するので、所定の湿度を維持するには、水蒸気発
生器１４を連続動作させ、湿度損失を補償するため水蒸
気を加える必要がある。つまり、チャンバ１２の湿度は
、湿度センサ１６の出力信号の値が設定点を示す信号の
値よりも少し低いレベルで、平衡状態となることを意味
する。
が存在するので、所定の湿度を維持するには、水蒸気発
生器１４を連続動作させ、湿度損失を補償するため水蒸
気を加える必要がある。つまり、チャンバ１２の湿度は
、湿度センサ１６の出力信号の値が設定点を示す信号の
値よりも少し低いレベルで、平衡状態となることを意味
する。
この両信号の差が、第２図に示したオフセット・エラー
である。このオフセット・エラーをなくすには、第２図
のラインＡで示す衝撃係数をラインＢで示す衝撃係数に
シフｌ〜する手段を、制御回路１８に設ける必要がある
。この場合、チャンバ１２の湿度が平衡状態に達すると
、湿度センサ１６の出力信号は、設定点を示す信号値に
等しくなる。
である。このオフセット・エラーをなくすには、第２図
のラインＡで示す衝撃係数をラインＢで示す衝撃係数に
シフｌ〜する手段を、制御回路１８に設ける必要がある
。この場合、チャンバ１２の湿度が平衡状態に達すると
、湿度センサ１６の出力信号は、設定点を示す信号値に
等しくなる。
尚、設定点を示す信号の値を、湿度センサの出力に合致
するように校正することは容易である。
するように校正することは容易である。
第３図は、第１図においてブロックで示した制御回路１
８の具体例を、この制御回路１８に関連する周囲の素子
と共に示した回路図である。湿度センサ１６の出力信号
Ｖｒｈは、抵抗器Ｒ，１，を介して差動増幅器４０の反
転入力端に印加され、設定点信号ＶＳρは、他の抵抗器
Ｒ２を介して同じ差動増幅器４０の非反転入力端に加え
られる。増幅器４０の出力電圧は、オフセット電圧Ｖｏ
ｆｆにより、−上昇し、抵抗器Ｒ３を介して接地するラ
イン・１・ｌに制御電圧ＶＣとして出力される。抵抗器
Ｒ３の両端に発生する電圧Ｖｃは、抵抗器Ｒ４を介して
差動増幅器４２の非反転入力端に加えられる。この差動
増幅器４２の出力は、直列接続した抵抗器Ｒ５、可変抵
抗器Ｒ６及び抵抗器Ｒ７の両端に発生し、抵抗器Ｒ９を
介し、増幅器４０の反転入力端に加えられる。抵抗器Ｒ
７及びＲ６の接点の信号は、抵抗器Ｒ８を介し、増幅器
４２の反転入力端に帰還する。
８の具体例を、この制御回路１８に関連する周囲の素子
と共に示した回路図である。湿度センサ１６の出力信号
Ｖｒｈは、抵抗器Ｒ，１，を介して差動増幅器４０の反
転入力端に印加され、設定点信号ＶＳρは、他の抵抗器
Ｒ２を介して同じ差動増幅器４０の非反転入力端に加え
られる。増幅器４０の出力電圧は、オフセット電圧Ｖｏ
ｆｆにより、−上昇し、抵抗器Ｒ３を介して接地するラ
イン・１・ｌに制御電圧ＶＣとして出力される。抵抗器
Ｒ３の両端に発生する電圧Ｖｃは、抵抗器Ｒ４を介して
差動増幅器４２の非反転入力端に加えられる。この差動
増幅器４２の出力は、直列接続した抵抗器Ｒ５、可変抵
抗器Ｒ６及び抵抗器Ｒ７の両端に発生し、抵抗器Ｒ９を
介し、増幅器４０の反転入力端に加えられる。抵抗器Ｒ
７及びＲ６の接点の信号は、抵抗器Ｒ８を介し、増幅器
４２の反転入力端に帰還する。
レベルシフトを行う増幅器４０の出力信号Ｖｃの値は、
チャンバ内の湿度を示す信号■「１１の大きさに反比例
し、比例定数は増幅器４０の利得Ｇにより決定される。
チャンバ内の湿度を示す信号■「１１の大きさに反比例
し、比例定数は増幅器４０の利得Ｇにより決定される。
この増幅器・１０の利得は、増幅器４２の利得により決
まり、更に、この増幅器４２の利得は、可変抵抗器Ｒ６
の調整により制御される。可変抵抗器Ｒ６を低抵抗値に
設定すると、増幅器４２に関連した負帰還量は大きく、
増幅器４２の利得は小さくなる。増幅器４２は、増幅器
４０の負帰還路に存在するので、増幅器４２の利得の減
少は、増幅器４０の利得の増大となる。逆に、増幅器４
２の利得の増大は、増幅器４０の利得の減少となる。つ
まり、増幅器４０の利得は、抵抗器Ｒ６を調整すること
により制御される。
まり、更に、この増幅器４２の利得は、可変抵抗器Ｒ６
の調整により制御される。可変抵抗器Ｒ６を低抵抗値に
設定すると、増幅器４２に関連した負帰還量は大きく、
増幅器４２の利得は小さくなる。増幅器４２は、増幅器
４０の負帰還路に存在するので、増幅器４２の利得の減
少は、増幅器４０の利得の増大となる。逆に、増幅器４
２の利得の増大は、増幅器４０の利得の減少となる。つ
まり、増幅器４０の利得は、抵抗器Ｒ６を調整すること
により制御される。
直列接続した抵抗器ＲＩＯ及びＲ１１は、ライン４４と
負の電源−ｖｂの間に接続し、電圧分割器として動作す
る。即ち、ＲＩＯ及びＲ１１の接点に発生した電圧Ｖ１
は、抵抗器Ｒ，１２を介して増幅器４６の非反転入力端
に印加される。ＲＩＯとＲ１，１の接点とアース間に接
続したコンデンサＣ１は、信号Ｖｉ中の交流（ＡＣ１Ｍ
音を除去するためのものである。増幅器４６の出力端は
、直列接続したダイオードＤｌ抵抗器Ｒ１３及びＲ１４
を介し、接地している。この抵抗器Ｒ１３及び′Ｒ１４
は、増幅器４６の出力Ｖｏを電圧分割し、分割した電圧
を、抵抗器Ｒ，１５を介（７て増幅器４６の反転入力端
に加える。増、幅器４６の反転入力端は、更に、コンデ
ンサｃ２を介して接地している。この抵抗器及びコ〉・
デンサを介した帰還（ＲＣ帰還）により、増幅器４６の
出力Ｖｏは、ＲＣ帰還回路の時定数により一定周波数で
発振する。
負の電源−ｖｂの間に接続し、電圧分割器として動作す
る。即ち、ＲＩＯ及びＲ１１の接点に発生した電圧Ｖ１
は、抵抗器Ｒ，１２を介して増幅器４６の非反転入力端
に印加される。ＲＩＯとＲ１，１の接点とアース間に接
続したコンデンサＣ１は、信号Ｖｉ中の交流（ＡＣ１Ｍ
音を除去するためのものである。増幅器４６の出力端は
、直列接続したダイオードＤｌ抵抗器Ｒ１３及びＲ１４
を介し、接地している。この抵抗器Ｒ１３及び′Ｒ１４
は、増幅器４６の出力Ｖｏを電圧分割し、分割した電圧
を、抵抗器Ｒ，１５を介（７て増幅器４６の反転入力端
に加える。増、幅器４６の反転入力端は、更に、コンデ
ンサｃ２を介して接地している。この抵抗器及びコ〉・
デンサを介した帰還（ＲＣ帰還）により、増幅器４６の
出力Ｖｏは、ＲＣ帰還回路の時定数により一定周波数で
発振する。
電圧Ｖｏは、電圧■ｉのピーク・ピーク電圧とは無関係
であるが、このＶｉに比例しな電圧レベルで発振する。
であるが、このＶｉに比例しな電圧レベルで発振する。
電圧Ｖｏは、抵抗器Ｒ１６を介してＮＰＮ ｌ−ランジ
スタＴ１のベースに電圧Ｖｏ’として印加される。この
電圧Ｖｏ“の負側は、ダイオードＤ２により制限される
。尚、Ｄ２のカソードはトランジスタＴ １のベースに
接続し、そのアノードは接地している。トランジスタＴ
１のエミッタには負の電圧が印加され、Ｔ１のコ）ノク
タはスイッチ手段４８（適当な光結合素子）の制御端に
接続している。
スタＴ１のベースに電圧Ｖｏ’として印加される。この
電圧Ｖｏ“の負側は、ダイオードＤ２により制限される
。尚、Ｄ２のカソードはトランジスタＴ １のベースに
接続し、そのアノードは接地している。トランジスタＴ
１のエミッタには負の電圧が印加され、Ｔ１のコ）ノク
タはスイッチ手段４８（適当な光結合素子）の制御端に
接続している。
１−ランジスタＴ１がオンすると、そのコレクタ電流は
光結合素子４８を動作させ、制御ライン３２に２２０Ｖ
ＡＣ（ＡＣは交流を意味する）を供給する８しなかつて
、バルブ２０が開き、水蒸気発生器のタンクに水が注入
される。
光結合素子４８を動作させ、制御ライン３２に２２０Ｖ
ＡＣ（ＡＣは交流を意味する）を供給する８しなかつて
、バルブ２０が開き、水蒸気発生器のタンクに水が注入
される。
第４図は、制御電圧Ｖｃと湿度センサの出力電圧Ｖｒｈ
との関係を示す図である。第４図において、ラインＡは
、オフセット電圧Ｖｏｆｆが０の場合の電圧ＶＣとＶｒ
ｈの関係を示し、ラインＢは、Ｖａｔｆが○でない場合
の電圧ＶｃとＶｒｈとの関係を示している。オフセット
電圧Ｖ ｏｆｆが増加すると、ラインＢはラインＡにシ
フトし、夫々のラインの傾斜は一致し、増幅器４０の利
得に対応する。ＶｓｐかＶｒｈに等しいときに、増幅器
４ｏの出力電圧かＯになるので、ラインＡは設定点電圧
ＶｓｐにおいてＶｒｈと交差する。ラインＡがらＶｏｆ
ｆだけ上方にシフトしているラインＢは、Ｖｓｐより誤
差電圧Ｖｏｅだけ右方において、電圧軸Ｖｒｈと交差す
る。
との関係を示す図である。第４図において、ラインＡは
、オフセット電圧Ｖｏｆｆが０の場合の電圧ＶＣとＶｒ
ｈの関係を示し、ラインＢは、Ｖａｔｆが○でない場合
の電圧ＶｃとＶｒｈとの関係を示している。オフセット
電圧Ｖ ｏｆｆが増加すると、ラインＢはラインＡにシ
フトし、夫々のラインの傾斜は一致し、増幅器４０の利
得に対応する。ＶｓｐかＶｒｈに等しいときに、増幅器
４ｏの出力電圧かＯになるので、ラインＡは設定点電圧
ＶｓｐにおいてＶｒｈと交差する。ラインＡがらＶｏｆ
ｆだけ上方にシフトしているラインＢは、Ｖｓｐより誤
差電圧Ｖｏｅだけ右方において、電圧軸Ｖｒｈと交差す
る。
誤差電圧Ｖｏｅは、略々、チャンバ内の通常の湿度損失
となるようにｊ！択されるので、システム（装置）はラ
インＢにしたがって動作する。
となるようにｊ！択されるので、システム（装置）はラ
インＢにしたがって動作する。
チャンバ内の湿度が所望レベルであれば、ＶｒｈはＶｓ
ｐに等しく、且つ、Ｖｃはｖ ｏｒｒに等しい。
ｐに等しく、且つ、Ｖｃはｖ ｏｒｒに等しい。
抵抗器ＲＩＯ及びＲ１１の値は、電圧Ｖｉが負で且つ十
分に０に近くなるように選択される。したがって、発振
電圧Ｖｏ’のピークは０よりも十分高く、十分な期間、
水蒸気パルスを発生できる程度にトランジスタＴ１をオ
ンする。したがって、チャンバ内の通常予想される湿度
損失を補償出来る。
分に０に近くなるように選択される。したがって、発振
電圧Ｖｏ’のピークは０よりも十分高く、十分な期間、
水蒸気パルスを発生できる程度にトランジスタＴ１をオ
ンする。したがって、チャンバ内の通常予想される湿度
損失を補償出来る。
チャンバ内の湿度が所望値を超えれば、Ｖｒｈは第４図
に示すＶｒｈ２に上昇し、Ｖｃは０になって■０“の値
を下げる。つまり、トランジスタＴ１をオンすることは
ない。したがって、水蒸気パルスの衝撃係数は０％とな
り、千ヤンバ内の湿度は、湿度損失により、低下する。
に示すＶｒｈ２に上昇し、Ｖｃは０になって■０“の値
を下げる。つまり、トランジスタＴ１をオンすることは
ない。したがって、水蒸気パルスの衝撃係数は０％とな
り、千ヤンバ内の湿度は、湿度損失により、低下する。
チャンバ内の湿度が所望値（設定１．ベル）より６低下
すると、Ｖｃが比例して上昇し、■１を上昇させる。し
たがって、発振電圧Ｖｏ’が大きくなり、トランジスタ
ＴＩをオンする期間が伸びて、水蒸気パルスの衝撃係数
が大きくなる。システムが「比例帯ｊで動作していれは
、チャンバ内の湿度は、チャンバ内の湿度に反比例した
割合で上昇する。相対湿度が非常に低ければ、Ｖｒｈは
Ｖｒｈｌにまで低下し、ＶｃはＶ ｎ＋ａｘまで上昇す
る。したがって、Ｖｏ’は十分にＯよりも大きいので、
発振周期全体にわたりトランジスタＴ１をオンにするこ
とができる。つまり、パルス状に注入される水蒸気は、
１００％の衝撃係数でチャンバに供給される。
すると、Ｖｃが比例して上昇し、■１を上昇させる。し
たがって、発振電圧Ｖｏ’が大きくなり、トランジスタ
ＴＩをオンする期間が伸びて、水蒸気パルスの衝撃係数
が大きくなる。システムが「比例帯ｊで動作していれは
、チャンバ内の湿度は、チャンバ内の湿度に反比例した
割合で上昇する。相対湿度が非常に低ければ、Ｖｒｈは
Ｖｒｈｌにまで低下し、ＶｃはＶ ｎ＋ａｘまで上昇す
る。したがって、Ｖｏ’は十分にＯよりも大きいので、
発振周期全体にわたりトランジスタＴ１をオンにするこ
とができる。つまり、パルス状に注入される水蒸気は、
１００％の衝撃係数でチャンバに供給される。
このように、「比例帯Ｊ （水蒸気注入の衝撃係数がチ
ャンバ内の相対湿度に逆比例する）は、ＶｒｈｌからＶ
ｒｈ２までである。第３図の抵抗器Ｒ６を調整して増幅
器４０の利得を下げれば、「比例帯」を拡げることがで
きる。したがって、第４図のラインＢの傾斜（スロープ
）を下がりＶｒｈｌとＶｒｈ２の間隔が拡がる。これと
は逆に、増幅器４０の利得を上げて「比例帯」を短くす
れば、ラインＢの傾斜が大きくなり、ＶｒｈｌとＶｒｈ
２の間隔が狭くなる。「比例帯」が狭くなればなる程、
チャンバ内の湿度変化に対し、システムの応答速度が早
くなる。しかし、「比例帯Ｊの幅が余り狭くなると、過
剰な湿度補償作用により、正確な湿度制御が損なわれる
。
ャンバ内の相対湿度に逆比例する）は、ＶｒｈｌからＶ
ｒｈ２までである。第３図の抵抗器Ｒ６を調整して増幅
器４０の利得を下げれば、「比例帯」を拡げることがで
きる。したがって、第４図のラインＢの傾斜（スロープ
）を下がりＶｒｈｌとＶｒｈ２の間隔が拡がる。これと
は逆に、増幅器４０の利得を上げて「比例帯」を短くす
れば、ラインＢの傾斜が大きくなり、ＶｒｈｌとＶｒｈ
２の間隔が狭くなる。「比例帯」が狭くなればなる程、
チャンバ内の湿度変化に対し、システムの応答速度が早
くなる。しかし、「比例帯Ｊの幅が余り狭くなると、過
剰な湿度補償作用により、正確な湿度制御が損なわれる
。
第３図に戻って説明する。タンク内に設けた温度センサ
１９により、水蒸気発生タンク内の温度が２００℃以下
になったことが検知さバると、サーモスタツ１−５０が
動作し、バンドヒータ２４のコイル２３は、２２０ＶＡ
Ｃの電源により加熱される。したがって、コイル２３は
、ボイル・タンクを一定温度に維持するように動作する
。バンドヒータ２４の第２のコイル２５は、スイッチ手
段４８を介し、２２０ＶＡＣ電源に接続し、バルブ２０
も同様に２２０ ＶＡＣ電源に接続している。
１９により、水蒸気発生タンク内の温度が２００℃以下
になったことが検知さバると、サーモスタツ１−５０が
動作し、バンドヒータ２４のコイル２３は、２２０ＶＡ
Ｃの電源により加熱される。したがって、コイル２３は
、ボイル・タンクを一定温度に維持するように動作する
。バンドヒータ２４の第２のコイル２５は、スイッチ手
段４８を介し、２２０ＶＡＣ電源に接続し、バルブ２０
も同様に２２０ ＶＡＣ電源に接続している。
したがって、第２のコイル２５は、バルブ２０が開いて
いる間は常時加熱されている。つまり、ボイラ・タンク
に水が注入されているときは、常時、ボイラを加熱して
タンクの温度を一定に保持している。
いる間は常時加熱されている。つまり、ボイラ・タンク
に水が注入されているときは、常時、ボイラを加熱して
タンクの温度を一定に保持している。
本発明にかかる湿度制御システムでは、設定湿度と実際
のチャンバ内の湿度の差に基づいて制御される水蒸気パ
ルスの注入により、チャンバ１２内の湿度を制御してい
る０本発明にかかる装置或いはシステムは、湿度制御さ
れるチャンバに対して非常に小型であり、熱損失を防止
するために独立して設けることは容易である。
のチャンバ内の湿度の差に基づいて制御される水蒸気パ
ルスの注入により、チャンバ１２内の湿度を制御してい
る０本発明にかかる装置或いはシステムは、湿度制御さ
れるチャンバに対して非常に小型であり、熱損失を防止
するために独立して設けることは容易である。
尚、バルブ２０を、制御ライン３２の信号の可変衝撃係
数により動作を開始・停止するポンプと置換してもよい
。更に、第３図の電源は、上述の説明では交流（ＡＣ）
としたが、実際に使用する加熱コイル或いはバルブによ
っては、直流（ＤＣ）電源であってもよい。
数により動作を開始・停止するポンプと置換してもよい
。更に、第３図の電源は、上述の説明では交流（ＡＣ）
としたが、実際に使用する加熱コイル或いはバルブによ
っては、直流（ＤＣ）電源であってもよい。
第１図は本発明に係る装置をのブロック図、第２図及び
第４図は夫々本発明の詳細な説明する図、第３図は第１
図に示した制御回路を詳細に説明する回路図である。 図中、１０は制御装置、１２は内部の湿度が制御される
チャンバ、１４は水蒸気発生器、１８は制御回路、２０
はソレノイド制御のバルブ、２２はボイラタンク、２４
はバンドヒータ（帯状の加熱手段）、２６はタンクの入
口（導入口）、２８はタンクの出口（導出口）、４０．
４２及び４６は夫々差動増幅器、５０はサーモスタット
を示す。
第４図は夫々本発明の詳細な説明する図、第３図は第１
図に示した制御回路を詳細に説明する回路図である。 図中、１０は制御装置、１２は内部の湿度が制御される
チャンバ、１４は水蒸気発生器、１８は制御回路、２０
はソレノイド制御のバルブ、２２はボイラタンク、２４
はバンドヒータ（帯状の加熱手段）、２６はタンクの入
口（導入口）、２８はタンクの出口（導出口）、４０．
４２及び４６は夫々差動増幅器、５０はサーモスタット
を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、入口及び出口を有するタンクと、 前記入口を介して前記タンクに注入された水を水蒸気と
して前記出口から強制的に排出するように、前記タンク
を加熱する手段と、 前記タンクに周期的に且つパルス状に水を注入し、水蒸
気が前記パルスに呼応して前記出口から排出されること
を特徴とする水蒸気発生器。 ２、前記周期パルスは、可変衝撃係数を有する特許請求
の範囲第１項記載の水蒸気発生器。 ３、前記タンクは円筒状であり、前記加熱手段は前記タ
ンクを覆う円筒状の電気ヒータを有する特許請求の範囲
第１項記載の水蒸気発生器。 ４、前記タンクはドーム或いは円屋根状の頂部及び底部
を有する特許請求の範囲第３項記載の水蒸気発生器。 ５、入口及び出口を有するタンクと、 該タンク内に設けた温度検知手段と、 該温度検知手段からの出力に応答して前記タンクの温度
を一定にする手段であつて、該手段により、前記入口を
介して前記タンクに注入された水を水蒸気にして前記出
口から排出する手段と、衝撃係数が可変の周期パルスと
して前記タンクに水を注入し、前記可変の衝撃係数に対
応する衝撃係数を有するパルスとして水蒸気を前記出口
から排出することを特徴とする水蒸気発生器。 ６、容器内の湿度を一定にする装置に関し、入口及び出
口を有し、該出口を介して前記容器に接続したタンクと
、 前記入口を介して前記タンクに水を注入すると、注入さ
れた水が水蒸気となつて前記出口から強制的に排出され
るように、前記タンクを加熱する手段と、 前記タンクに周期パルスとして水を注入し、水蒸気が、
前記周期パルスに対応する周期パルスとして前記出口か
ら排出されて前記容器に注入されるようにした手段と、 前記容器内に設けた湿度検知手段とを備え、前記注入手
段は前記湿度検知手段に応答することを特徴とする装置
。 ７、前記注入手段は、入力電気信号の応じて開閉するバ
ルブを有する特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８、前記注入手段は、入力電気信号に応じて動作及び停
止するポンプを有する特許請求の範囲第６項記載の装置
。 ９、容器内の湿度を一定にする装置に関し、入口及び出
口を有し、該出口を介して前記容器に接続したタンクと
、 前記入口を介して前記タンクに水を注入すると、注入さ
れた水が水蒸気となつて前記出口から強制的に排出され
るように、前記タンクを加熱する手段と、 前記容器内に設けた湿度検知手段と、 該湿度検知手段に応答し、周期パルスにより前記タンク
内に水を注入する手段とを具え、前記パルスは、前記容
器内の湿度の変化に対して逆に変化する衝撃係数を有す
ることを特徴とする装置。 １０、容器内の湿度を一定に保持する方法に関し、 ａ、容器内の湿度を測定し、 ｂ、周期パルスとしてボイラ内に水を注入し、前記パル
スは前記容器内の測定された湿度変化と逆方向に変化す
る衝撃係数を有し、前記ボイラにより水パルスを水蒸気
パルスに変換し、 ｃ、前記水蒸気パルスを前記容器に注入する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US765139 | 1985-08-13 | ||
| US06/765,139 US4668854A (en) | 1985-08-13 | 1985-08-13 | Humidification system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256701A true JPS6256701A (ja) | 1987-03-12 |
Family
ID=25072748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61190382A Pending JPS6256701A (ja) | 1985-08-13 | 1986-08-13 | 水蒸気発生装置及び水蒸気発生方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4668854A (ja) |
| JP (1) | JPS6256701A (ja) |
| KR (1) | KR870002494A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021092323A (ja) * | 2019-12-06 | 2021-06-17 | エスペック株式会社 | 湿度制御装置、環境形成装置及び湿度制御方法 |
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| US5832177A (en) * | 1990-10-05 | 1998-11-03 | Fujitsu Limited | Method for controlling apparatus for supplying steam for ashing process |
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| US9822990B2 (en) | 2013-07-19 | 2017-11-21 | Honeywell International Inc. | Methods, systems, and devices for humidifying |
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-
1985
- 1985-08-13 US US06/765,139 patent/US4668854A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-08-11 KR KR1019860006578A patent/KR870002494A/ko not_active Ceased
- 1986-08-13 JP JP61190382A patent/JPS6256701A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR870002494A (ko) | 1987-03-31 |
| US4668854A (en) | 1987-05-26 |
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