JPS63263305A - 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、家庭の浴室等をスチームサウナとして利用す
るのに適したガス、石油、電気等を熱エネルギーにする
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第４図に示すように、水
道管４に直結され一定水位に制御するように給水′弁３
を設けた開放型給水タンク２と水を沸騰させて蒸気を発
生する蒸気発生器１と、この蒸気発生器１と前記開放型
給水タンク２を接続し、途中に前記蒸気発生器１への給
水用の給水ポンプ１０を有する給水路９と、前記給水ポ
ンプ１ｏを駆動する制御ｖ４１６を備えて加熱源１４を
動作させ、蒸気出口１７から連続して蒸気を発生させる
構成であった。

このような構成では、加熱源の動作により連続して蒸気
を発生させることが出来るが、給水されると水道水に含
まれるＣａやＭｇ等の大部分が前記蒸気発生器１内に残
留し、長時間の使用においては、ＣａやＭｇが漸次濃縮
され極めて濃度の高い硬水となり、前記蒸気発生器１の
蒸気出口１７や蒸気発生器１の内壁にスケールとして付
着し、加熱源１４の熱を十分熱交換出来なくなり、蒸気
発生量が次第に低下したシ、蒸気配管がヌケール付着に
よシ目詰りを生ずる等、蒸気発生装置としての機能を発
揮出来なくなることがあった。

そのため、第６図に示すように、水道管６６に接続した
砲弾型の密閉容器内にイオン交換樹脂５７ａを収納した
容器５７内に水道水を通過させて、水道水に含まれるＣ
ａやＭｇを除去して軟水化する軟水器５日を蒸気発生装
置１に接続して給水して蒸気発生器の内壁のスケール付
着を防止する方法が業務用機器等に採用されていた。な
お図中５は給水管、６．７は給水タンク２の上部および
下部の水位センサ、８は溢水管、１１．１２は蒸気発生
器１の上限および下限の水位センサ、１３は燃料弁であ
る。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、蒸気発生装置とは別に軟水
器５８を水道管に直結して水道水を軟水化してから、蒸
気発生装置に給水接続していた。

このように水道直結する軟水器は水道直結機器として、
高圧の水道圧力にも耐える構成とせねばならず、特に容
器は耐圧強度を確保するために砲弾型の密閉容器形状と
し、しかも、接水による耐食性を保証するためにステン
レス等の高価な材質とし、肉厚も厚くする等、高価な軟
水器５８が必要となり、スチームサウナ用の蒸気発生装
置を家庭用に積極的に普及するには難しい面があった。

また、軟水器のイオン交換樹脂も通過給水量が増えてく
ると軟水化能力も低下するため、定期的に洗浄、再生を
必要とするが、その作業が複雑であシ、家庭用の機器等
には不向きであった。

本発明はこのような上記問題点を解決するものでコンパ
クトで、且つ、使い勝手のよい家庭用の蒸気発生装置を
提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するため、水を沸騰させて
蒸気を発生する蒸気発生器と、水道直結され一定水位に
制御するように給水弁を設は且つ、底部にイオン交換樹
脂を収納した開放型給水タンクと、この開放型給水タン
クと前記蒸気発生器を接続し、途中に前記蒸気発生器へ
の給水用の給水ポンプを有する給水路と、前記給水ポン
プを駆動して運転するとともに、運転時間を積算し、設
定累積運転時間に到達時に運転を停止し、前記開放型給
水タンクに接続した排水弁と前記給水弁を動作させイオ
ン交換樹脂の再生をするように制御器を設けて構成する
。

作用 本発明は上記した構成により、水道直結され給水弁と制
御器により一定水位に制御され、且つイオン交換樹脂層
を通過して水道水が軟水化されて開放型給水タンクに貯
蔵された水を運転指示信号によシ、蒸気発生器へ供給出
来るように給水ポンプを駆動し、蒸気発生器から蒸気を
発生させる。

又、蒸気発生に伴い給水ポンプを駆動し、給水ポンプで
加圧給水す石ので蒸気発生器内の蒸気圧が開放型給水タ
ンクに加わることなく、給水タンクと蒸気発生器の水位
が略同−であってもよく、コンパクトに収容できるもの
である。

又、イオン交換樹脂層を通過することによシ、水道水に
含まれるＣａ＋Ｍｇ等が除去されて軟水として給水され
るが、前記制御器により、運転時間を積算し、設定累積
運転時間に到達すると運転を停止し、前記開放型給水タ
ンクに接続した排水弁と前記給水弁を動作させて、食塩
等を前記開放型給水タンクに投入することにより前記イ
オン交換樹脂層を流水排出しながらイオン交換樹脂の再
生をすることが自動的に行なうことができ、家庭用にも
適した蒸気発生装置を提供しよう左するものである。　
　゛ 実施例 以下本発明の一実施例について、第１図の構成概略図に
従って説明する。１は蒸気発生器、２は上部を開放した
開放型給水タンクで水道管４に給水弁３を直結し給水管
５を前記開放型給水タンク２の上部に臨ませている。

前記開放型給水タンク２の内部に満水を検知する上部水
位センサ６と減水を検知する下部水位センサ７を設け、
前記給水弁３を開閉制御して一定水位以上を確保するよ
うに制御している。尚、前記上部水位センサ６よりやや
上方に溢水管８を設けてオーバーフローさせている。

前記開放型給水タンク２の底面と前記蒸気発生器１の底
面とを給水路９および途中に給水用の給水ポンプ１０を
設けて接続する。

前記蒸気発生器１の内部に給水される水の上限を検知す
る上限水位センサ１１と下限を検知する下限水位センサ
１２を前記蒸気発生器１のＩ！４１壁に設けている。又
、蒸気発生室１６を有し、且つ、上部にサウナ室（浴室
でもよい）Ｋ連通接続される蒸気出口１７が設けられ蒸
気発生器１を構成する。

前記開放型給水タンク２は、底部に多孔性で通水性のよ
い仕切壁１８を上下に設け、その間にイオン交換樹脂１
９を充填して軟水化層を設は下部の仕切壁１８とタンク
の底面に間隙を設けて通水路２１を有して、前記イオン
交換樹脂１９がタンク上面やタンク外に流出しないよう
に、構成されている。

又、前記給水ポンプ１ｏの上流の給水路９に排水弁２０
と排水管２２をもうけて分岐接続する。

前記蒸気発生器１を加熱するバーナ１４と燃料を供給す
る燃料弁１３を下部に設け、水位センサ６．７．１１．
１２と給水弁３、給水ポンプ１０゜燃料弁１３および排
水弁２０に接続された制御器１５を設けて蒸気発生装置
を構成する。

次に動作説明を第２図〜第３図に基づき説明する。

前記制御器１５に設けられた運転スイッチ（図示せず）
を「入」にすると、運転指令３２にょシ先ず、給水タン
ク水位判定回路２３にょシ給水タンクの水位判定３３を
下部水位センサ７と上部水位センサ６で検知し、給水弁
駆動回路２４を動作させ給水弁３を「開」３４にし、水
道水を給水開始する。給水により満水水位ＶＯＲを上部
水位センサ６で検知すると給水弁３を「閉Ｊ　３５ＫＬ
、減水水位ＷｏＬを下部水位センサ７で検知すると、（
水位判定３３によシ）再度、給水弁「開」３４と給水弁
「閉」３５のシーケンスを繰シ返し、前記開放型給水タ
ンク２の水位を一定水位以上を確保するように制御され
る。

又、前記開放型給水タンク２への給水と同時に蒸気発生
器水位判定回路２６により、蒸気発生器水位判定３６で
蒸気発生器１内の上限水位ｗＨに到達するまでは給水ポ
ンプ駆動回路２５が動作し、給水ポンプ「０ＮＪ３７で
給水タンク２に貯蔵された水を加圧供給する。上限水位
センサ１１が上限水位ｗＨを検知すると、給水ポンプ「
０ＦＦＪ３８で給水ポンプ１０を停止する。と同時に燃
料弁駆動回路２７により燃料弁１３を燃料弁「ＯＮ」３
９で開弁し燃料だ点火させ加熱バーナ１４の着火を着火
検出４０で確認し燃焼を継続させ、前記蒸気発生器１の
下部に貯水された水を前記加熱バーナ１４で加熱するこ
とにより、水が沸騰すると蒸気発生４１が蒸気発生室１
６で生じ、充満した蒸気が蒸気出口１７に供給される。

この蒸気出口１７に接続された配管を家庭用の浴室やシ
ャワールームやサウナ室等に導き、室内に臨ませると送
られてきた蒸気の持つ熱により室内温度が上昇するとと
もに蒸気による高湿度のウェットサウナとして活用でき
る。

加熱バーナ１４により加熱され蒸気発生することによシ
、蒸気発生器１内の水が減少してくると、下限水位ＷＬ
を下限水位センサ１２が蒸気発生器水位判定回路２６に
よシ蒸気発生器水位判定４２で検知すると給水ポンプ駆
動回路２５が動作して給水ポンプｉ”０ＮＪ４３で給水
ボンデ１ｏを蒸気圧に打ち勝つ圧力で加圧給水し、上限
水位ｗＨを上限水位センサ１１で検知すると給水ポンプ
ｒＯＦＦＪ４４で給水ポンプ１ｏを停止する。

このように蒸気発生時には給水ポンプ１ｏで加圧給水す
ることにより、連続的に蒸気発生を継続することが出来
る。

前記イオン交換樹脂１９は、ＣａやＭｇ等が含まれる水
道水がイオン交換樹脂１９に接触して通水されると、こ
れ等の成分を吸着する特性を有しておす、水道水の軟水
化処理として有効なものである。

前記開放型給水タンク２に給水弁３よシ給水された水道
水は、前記イオン交換樹脂１９層を通過して、水道水に
含まれるＣａやＭｇ等が吸着除去された軟水が前記開放
型給水タンク２内に貯蔵されて、前記蒸気発生器１に供
給されるので、長時間の使用においても蒸気発生器１等
にスケール等が発生し付着することがない。

しかし、前記イオン交換樹脂１９も永久にＣａやＭｇ等
′を吸着し続けるものでなく、軟水化能力も永久的に変
わらないものでないため、吸着限界能力を前記制御器１
５に設けた運転時間積算回路２８で運転時間積算４５を
して、累積運転時間判定回路２９で設定累積運転時間４
６を判定し、設定時間に到達時に燃料弁「０ＦＦＪ、給
水ポンプ「０ＦＦｊ４７して、蒸気発生装置の運転を自
動的に停止する。

Ｃａ−？Ｍｇ等が吸着したイオン交換樹脂１９は食塩水
等で洗浄すると吸着したＣａやＭｇと食塩水のＨａイオ
ンが置換して元のイオン交換樹脂に戻る特性があるので
、前記開放型給水タンク２の上部から食塩投入４８した
後、再生スイッチ（口元せず）を「入」Ｋすると、再生
制御回路３０が動作し、給水タンク水位判定４９で給水
弁「開」５０と給水弁「閉」６１を繰返しながら水道水
を給水する。排水弁「開」５２で排水弁駆動回路３１を
動作して排水弁２０を開弁することにより、イオン交換
樹脂１９が食塩水によって洗浄される。

排水弁２０にオリフィスを設けておき、排水量をＶ；ｔ
ｔ＠にしておくこと忙より、イオン交換樹脂１９層を均
一に食塩水が通過するのでＣａやＭｇとＮａが置換しや
すく、予め設定された再生時間タイマの再生時間終了５
３で給水弁「閉」、排水弁「閉」５４で閉弁して再生終
了５５する。再生が終了すれば、再度運転が可能であシ
、半永久的にイオン交換樹脂１９を利用することが出来
、スケール付着の発生しない蒸気発生装置を構成するこ
とが出来る。

こうすることによって、イオン交換樹脂１９を自動的に
再生が出来るので、家庭用の機器としても有効なものと
なる。

前記給水ポシプ１０は、前述の下限水位ＷＬから上限水
位ｗＨに回復させる加圧給水機能を有するため、前記加
熱バーナ１４の最大加熱時において蒸発する単位時間当
たりの最大蒸発水量Ｑｏよよシ、も、大きな給水量Ｑを
、そして前記蒸気発生器１の被加熱部（水）に作用する
蒸気圧力Ｐ□よシも大きな給水圧力Ｐで加圧給水出来る
能力を持っている。

但し、給水圧力Ｐ及び給水量ｑの能力は、蒸気圧力ＰＯ
及び最大蒸発水量Ｑｏより余シ大き過ぎると、下限水位
ＷＬから上限水位ＷＨへの回復時間が短時間過ぎて、被
加熱部の沸騰している湯が低温の補給水と混合し、急激
に湯温が低下するため、この温度を沸騰温度まで上昇加
熱させる時間を要し、この間蒸気の発生が著しく低下す
るので好ましくない。このため、給水ボンデ１０の能力
を考慮して給水ポンプ駆動回路２５によって、例えば電
圧制御やＰＷＭ制御及びｖｖｖｒインバータ制御等の方
法によって、能力可変制御することにより、給水圧力Ｐ
及び給水量Ｑが蒸気圧力ＰＯ及び最大蒸発水量Ｑｏよシ
過大にならないように設定すれば補給水による被加熱部
の湯が補給水と混合され難く、水補給時における蒸気発
生量の低減量を少なく出来る有効な制御方法である。

一般に家庭の浴室やシャワー２−ムやサウナ室内に蒸気
を噴出させ、ウェットサウナとして使用する場合は、浴
室等の広さく約３．３ｍ）から考えると、単位時間当た
シの水の蒸気としての蒸発量は、１００〜３０ｏＣＣＺ
分程度（８０００＝１８０００ｃｃ／ｈ）である。又、
蒸気圧力も蒸気発生時の安全性を考慮して蒸気発生器１
から浴室等の蒸気噴出口に至る蒸気配管経路には閉止弁
を設けないので、０．２〜０．５ｋｇ「／ｄ程度なので
給水ポンプ１０の選定は小型のものでよい。

但し、蒸気発生中は蒸気発生器１の蒸気圧力が常に給水
ポンプ１０を経て開放型給水タンク２に加わるので、給
水ポンプ１０が停止している時の逆圧力耐性によっては
、逆止弁等を給水ポンプ１０に内蔵するか給水路９の途
中に設け、蒸気圧力が開放型給水タンクに直接前わるこ
とを防止することが望ましい。

又、給水タンク２内の満水と減水を検知する上部水位セ
ンサ６及び下部水位センサ７で一定水位以上を確保して
おり給水ポンプ１ｏで加圧給水するので、蒸気発生器１
の上限水位ｗＨと略同−レベルまでコンパクトに収容す
ることが出来る。

一般的にウェットサウナの入浴時間は、通常の使用状態
では一回当たシ約１０〜１５程度度であり、冬期には最
大３００ｃｃ／分Ｘ１５分＝４．５００ｃｃの水を蒸気
発生器１から蒸気させるだけで良いので、蒸気発生器１
の被加熱部の貯水量は、加熱バーナ１４の燃焼熱量が１
０，０００〜１３，０００ｋｃａｌ／ｈあれば良いので
、約５００〜１００００Ｃ程度の容量で良く蒸気発生器
１も小型で良い。

上記実施例では加熱源としてガスを燃料とするバーナを
使用したが、石油、電気等を熱源としてもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、水を沸騰させて蒸気を発生する
蒸気発生器と、水道直結され一定水位に制御するように
給水弁を設け、且つ、底部にイオン交換樹脂を収納した
開放型給水タンクと、この開放型給水タンクと前記蒸気
発生器を接続し、途中に前記蒸気発生器への給水用の給
水ポンプを有する給水路と、前記給水ポンプを駆動して
運転するとともに、運転時間を積算し、設定累積運転時
間の到達時に運転を停止し、前記開放型給水タンクに接
続した排水弁と前記給水弁を動作さ°せ前記イオン交換
樹脂の再生をするように制御器を備えて構成することに
よシ次のような効果を有する。

（１）蒸気発生器への給水を給水ポンプで加圧給水出来
るので、開放型給水タンクが使用出来、構成が簡単にな
シ、且つ、蒸気発生器と開放型給水タンクを近接配置出
来るので小型化コンパクトになる。

■　家庭用の少人数用サウナに活用する場合に、小型コ
ンパクトな蒸気発生装置にできる。

■　蒸気発生時にも水を自動補給が可能となるので、安
定した蒸気を連続的に噴出させることが出来るので、家
庭用の浴室等をウェットサウナ室として活用できるのに
非常に適した蒸気発生装置にできる。

（４イオン交換樹脂を収納した給水タンクに水道水を通
過させて、水道水に含まれるＣａやＭｇ等が吸着除去さ
れて軟水化された水を蒸気発生器に給水するので、蒸気
発生器の内壁や水位センサ等にスケール発生がなく、蒸
気発生を阻害する要因を防止することが出来る。

（５）また、従来の水道配管途中忙軟水器を設ける方法
のように、容器を水道圧力に酎える耐圧強度のある密閉
容器形状にする必要がなく、食塩投入がしやすいように
、開放型とし容器の耐圧強度も要しないので、樹脂製等
忙することが出来、安価に軟水処理をすることが出来る
。

（６）軟水化処理のためのイオン交換樹脂の再生も制御
できるので、イオン交換樹脂を半永久的に使用できるス
ケール発生の少ない蒸気発生装置を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す蒸気発生装置の構成概
略図、第２図は同制御器の構成概略図、第３図は同制御
器の動作フローチャート、第４図第５図は従来例の構成
概略図である。 １・・・・・・蒸気発生器、２・・・・・・開放型給水
タンク、３・・・・・・給水弁、９・・・・・・給水路
、１０・・・・・・給水ポンプ、１５・・・・・・制御
器、１９・・・・・・イオン交換樹脂、２０・・・・・
・排水弁。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名／−
−一蕉気亮生器 ２−−一肩放型給ホタシク ３−−一給水弁 ９−・８水馨 ｆＯ−−−，０号０にンフ゛ １３−・慾軒弁 １９−・−イオン交横−υ■ ２０−−一神水弁 ：ｊＳ２図 マ ２０へ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水を沸騰させて蒸気を発生する蒸気発生器と、水道直結
   され一定水位に制御するように給水弁を設け、且つ、底
   部にイオン交換樹脂を収納した開放型給水タンクと、こ
   の開放型給水タンクと前記蒸気発生器を接続し、途中に
   前記蒸気発生器への給水ポンプを有する給水路と、前記
   給水ポンプを駆動して運転するとともに、運転時間を積
   算し、設定累積運転時間に到達時に運転を停止し、前記
   開放型給水タンクに接続した排水弁と前記給水弁を動作
   させ前記イオン交換樹脂の再生をするように制御器を備
   えてなる蒸気発生装置。