JP2003028578A - ガス加湿装置 - Google Patents

ガス加湿装置

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JP2003028578A
JP2003028578A JP2001218984A JP2001218984A JP2003028578A JP 2003028578 A JP2003028578 A JP 2003028578A JP 2001218984 A JP2001218984 A JP 2001218984A JP 2001218984 A JP2001218984 A JP 2001218984A JP 2003028578 A JP2003028578 A JP 2003028578A
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Michiro Aoki
道郎 青木
Masaya Onishi
雅也 大西
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NGK Insulators Ltd
NGK Kilntech Corp
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NGK Insulators Ltd
NGK Kilntech Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置全体を小型化するためにウェッタータン
クのタンク内断面積を小さくした場合においても、タン
ク内の水がタンク出口から液体のまま外部へ飛散するの
を防止できるようなガス加湿装置を提供する。 【解決手段】 純水を貯留する純水タンクと、純水タン
クから給水された純水を収容しガスを加湿するウェッタ
ータンクとを備え、ウェッタータンク内に導入したガス
を水中にて発泡させ、その気泡と水との間の物質移動に
よってガスを加湿した後、ウェッタータンク上部に設け
られたタンク出口よりタンク外部の熱処理炉へ加湿ガス
を供給するガス加湿装置である。ウェッタータンク1内
に収容された純水7の水面上方に、水面を覆うようにし
て多数の小孔を有するミスト防止板3を設置するととも
に、ガスが流通可能で、かつミスト防止板3上に飛散し
た純水をミスト防止板3下方の水面に環流させることが
できるバイパスライン5を設置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、焼成炉や脱バイ
ンダー炉等の熱処理炉に導入されるガスを加湿するため
に使用されるガス加湿装置に関する。
【0002】
【従来の技術】 セラミック製品の製造において、成形
体に含まれるバインダー成分の加熱除去や焼成などの熱
処理を行う際に、熱処理炉内の酸化能力を向上させた
り、炉内の水素ガスによる還元能力を制御したりするた
め、炉内に供給するガス(例えば窒素ガスやアルゴンガ
ス)を加湿する必要が生じる場合がある。
【0003】 従来、このようなガスの加湿装置として
は、図6に示すように、純水21を貯留する純水タンク
23と、純水タンク23から給水された純水25を収容
しガスを加湿するウェッタータンク27とを備えたもの
が知られている。純水タンク23に貯留された純水21
は、給水ポンプ29により給水弁31を介してウェッタ
ータンク27に送られ、ウェッタータンク27内が所定
の水位となるように給水が行われる。
【0004】 こうしてウェッタータンク27内に収容
された純水25を、ヒーター33により、得ようとする
加湿ガスの温度と同等の温度に暖めた状態で、加湿の対
象となるガスをウェッタータンク27内に導入し、散気
管35などにより水中にて発泡させて、その気泡と水と
の間の物質移動によってガスを加湿する。得られた加湿
ガスは、ウェッタータンク27の上部に設けられたタン
ク出口より、ガス輸送用の配管を通じて加湿ガスの使用
先であるタンク外部の熱処理炉へ供給される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】 ところで、このよう
なガス加湿装置においては、ウェッタータンク27内の
ガスの流速が速いと、水面が高く波打って、タンク内の
水がタンク出口から液体のまま外部へ飛散し、タンク出
口から熱処理炉に通じる加湿ガス輸送用の配管内に水が
溜まったり、熱処理炉内にまで水が侵入したりするおそ
れがある。
【0006】 そこで、図5のように、パンチングを施
した金属板やメッシュ金網のような多数の小孔を有する
ミスト防止板37を、ウェッタータンク27に収容され
た純水25の水面上方に、水面を覆うようにして設置
し、水の飛散を防止するという手段が考案され、タンク
内断面積が比較的大きく、タンク内のガスの平均流速が
0.15m/s以下であるような大型のウェッタータン
クにおいては、当該手段により効果的に水の飛散を防止
できた。
【0007】 しかしながら、近年の設備寸法縮小の要
求に応じるべく、ガス加湿装置を小型化するためには、
ウェッタータンク27のタンク内断面積を小さくする必
要があり、これによりタンク内のガスの流速が高まっ
て、平均流速が0.3m/sを超えるような場合には、
ミスト防止板37を通過するガスの流速が速すぎて、ミ
スト防止板37上にまで水が溜まるとともに、一旦溜ま
った水が落下しにくくなるので、このミスト防止板37
上に溜まった水がタンク出口から飛散するという状況が
生じ、結果的にミスト防止板37だけで水の飛散を防止
することは困難であった。
【0008】 また、従来のガス加湿装置で加湿された
ガスは、ウェッタータンク27内では相対湿度が100
%で、ガス温度は水温と同等であり、所定の露点を得る
ためには、水温を変えるか、あるいは加湿後のガスをド
ライガスと混合する必要があった。更に、相対湿度10
0%の加湿ガスを使用先の熱処理炉へ配管を通じて輸送
する際には、配管経路の途中での結露を防止するため
に、配管の保温やテープヒーターによる予熱が必要であ
った。
【0009】 本発明は、このような従来の事情を鑑み
てなされたものであり、装置全体を小型化するためにウ
ェッタータンクのタンク内断面積を小さくした場合にお
いても、タンク内の水がタンク出口から液体のまま外部
へ飛散するのを防止できるようなガス加湿装置を提供す
ることを目的とする。
【0010】 また、本発明は、ガス加湿装置から加湿
ガスを使用先の熱処理炉へ配管を通じて輸送する際に、
配管の保温や予熱をしなくても、配管経路の途中での結
露を防止できるように、加湿ガスの相対湿度や露点を制
御することが可能なガス加湿装置を提供することをもう
一つの目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、純水
を貯留する純水タンクと、当該純水タンクから給水され
た純水を収容しガスを加湿するウェッタータンクとを備
え、当該ウェッタータンク内に導入したガスを水中にて
発泡させ、その気泡と水との間の物質移動によってガス
を加湿した後、前記ウェッタータンク上部に設けられた
タンク出口よりタンク外部の熱処理炉へ加湿ガスを供給
するガス加湿装置であって、前記ウェッタータンク内に
収容された純水の水面上方に、水面を覆うようにして多
数の小孔を有するミスト防止板を設置するとともに、ガ
スが流通可能で、かつ前記ミスト防止板上に飛散した純
水を前記ミスト防止板下方の水面に環流させることがで
きるバイパスラインを設置したことを特徴とするガス加
湿装置(第一発明)、が提供される。
【0012】 また、本発明によれば、純水を貯留する
純水タンクと、当該純水タンクから給水された純水を収
容しガスを加湿するウェッタータンクとを備え、当該ウ
ェッタータンク内に導入したガスを水中にて発泡させ、
その気泡と水との間の物質移動によってガスを加湿した
後、前記ウェッタータンク上部に設けられたタンク出口
よりタンク外部の熱処理炉へ加湿ガスを供給するガス加
湿装置であって、ガス加湿時の前記ウェッタータンク内
の圧力を任意に変更するとともに、ガス加湿後にタンク
出口で減圧することにより、外部の熱処理炉へ供給する
加湿ガスの相対湿度と露点を制御することを特徴とする
ガス加湿装置(第二発明)、が提供される。
【0013】 更に、本発明によれば、前記何れかのガ
ス加湿装置を使用して、炉内に加湿ガスを供給するよう
にした熱処理炉(第三発明)、が提供される。
【0014】
【発明の実施の形態】 第一発明に係るガス加湿装置
は、ウェッタータンク構造の改良を関するものであっ
て、従来のガス加湿装置において水の飛散防止手段とし
て設置していたミスト防止板に加えて、ガスが流通可能
で、かつ前記ミスト防止板上に飛散した純水を前記ミス
ト防止板下方の水面に環流させることができるバイパス
ラインを設置したことをその具体的な特徴としている。
【0015】 図1は、第一発明に係るガス加湿装置の
ウェッタータンクの一実施形態を示す概略図である。本
例においては、ウェッタータンク1の側壁の一部を突出
させてミスト防止板3とタンク側壁との間に隙間を作
り、当該隙間をバイパスライン5として利用している。
【0016】 このようなバイパスライン5を設ける
と、ウェッタータンク1内に導入され、気泡となって純
水7との間の物質移動により加湿された後、水面上に浮
上したガスの一部は、ミスト防止板3の小孔を通過する
ことなく、バイパスライン5を通じてミスト防止板3の
上方に移動するので、ミスト防止板を通過するガスの流
速は、バイパスライン5を設けない場合に比べて低下す
る。
【0017】 その結果、ミスト防止板3上に水が溜ま
りにくくなり、また、ミスト防止板3上に水が溜まった
としても、バイパスライン5を通じてミスト防止板3下
方の水面に環流できるので、ウェッタータンクのタンク
内断面積を小さくした場合においても、タンク内の水が
タンク出口から液体のまま外部へ飛散するのを効果的に
防止できる。
【0018】 なお、バイパスラインの具体的な設置形
態としては、図1の例に挙げたもののほか、ミスト防止
板上面とミスト防止板下方の水面とを結ぶ配管を設けて
もよいし、図2のように、ミスト防止板3の中央部に孔
9を設けて、当該孔9をバイパスライン5として利用し
てもよい。また、図3のように、ミスト防止板3を、バ
イパスライン5に向かって下がって行くように傾斜をつ
けて配置すると、ミスト防止板3上に溜まった水が環流
しやすくなり好ましい。
【0019】 ミスト防止板3には、従来と同様に、パ
ンチングを施した金属板やメッシュ金網のような多数の
小孔を有する板状の部材が使用でき、それをウェッター
タンク1内に収容された純水7の水面上方に、水面を覆
うようにして設置する。また、第一発明おいて、純水を
貯留し、ウェッタータンクに給水するための純水タンク
には、従来のガス加湿装置と同様のものを使用すること
ができる。
【0020】 第二発明に係るガス加湿装置は、ガス加
湿時のウェッタータンク内の圧力を任意に変更するとと
もに、ガス加湿後にタンク出口で減圧することにより、
外部の熱処理炉へ供給する加湿ガスの相対湿度と露点を
制御することをその特徴とするものである。
【0021】 図4は、第二発明に係るガス加湿装置の
ウェッタータンクの一実施形態を示す概略図である。本
例においては、ウェッタータンク1と、ウェッタータン
ク1にガスを導入するための配管とに、それぞれタンク
内圧測定のための圧力計11と、内圧調整のための弁1
3を設け、タンク内圧を任意に変更できるようにしてい
る。また、タンク出口から熱処理炉に加湿ガスを輸送す
る配管のタンク出口近傍部に、タンク出口の圧力を測定
するための圧力計15と、タンク出口の圧力を調整する
ための弁17を設けている。
【0022】 このようなウェッタータンク1におい
て、タンク内に導入したガスを加湿している間はウェッ
タータンク1内の圧力を加圧し、ガスを加湿した後にタ
ンク出口で減圧すると、断熱開放によりガス温度は低下
するが、露点はそれ以上に低下するので、結果的に、相
対湿度が100%より低下した加湿ガスが得られる。
【0023】 そして、このガス加湿時におけるウェッ
タータンク1内の圧力を任意に変更することにより、外
部の熱処理炉へ供給する加湿ガスの相対湿度と露点を制
御することが可能となるので、加湿ガスを使用先の熱処
理炉へ配管を通じて輸送する際に、配管の保温や予熱を
しなくても、配管経路の途中での結露の発生を防止する
ことができるようになる。
【0024】 なお、減圧の際のタンク出口の圧力は、
加湿ガス使用先の熱処理炉に影響を与えないように一定
とすることが好ましい。また、第二発明おいても、純水
を貯留し、ウェッタータンクに給水するための純水タン
クには、従来のガス加湿装置と同様のものを使用するこ
とができる。
【0025】 第二発明に係るガス加湿装置と第一発明
に係るガス加湿装置とは、互いの構成を組み合わせるこ
とが可能である。すなわち、図4に示す実施形態のよう
に、第二発明に係るガス加湿装置のウェッタータンク1
において、タンク1内に収容された純水7の水面上方
に、水面を覆うようにして多数の小孔を有するミスト防
止板3を設置するとともに、ガスが流通可能で、かつミ
スト防止板3上に飛散した純水をミスト防止板3の下方
の水面に環流させることができるバイパスライン5を設
置してもよく、これにより両方の発明の効果を享受する
ことができる。
【0026】 第三発明に係る熱処理炉は、前述の第一
発明や第二発明に係るガス加湿装置を使用して、炉内に
加湿ガスを供給するようにしたものであり、それらのガ
ス加湿装置を使用することにより、熱処理用設備全体の
寸法縮小や、設備の簡易化が可能となる。このような熱
処理炉は、例えば、セラミックチップコンデンサーに含
まれるバインダー成分を加熱除去するための脱バインダ
ー炉や、セラミックチップコンデンサーの焼成炉として
好適に使用することができる。
【0027】
【実施例】 以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。
【0028】 図4に示すようなウェッタータンクを備
えたガス加湿装置を使用し、タンク内の圧力を0.1M
Paと0.05MPaとの2つの値に設定して、それぞ
れ窒素ガスを加湿し、タンク内水温を調整することによ
り40℃の加湿ガスを得た。その後、タンク出口で常圧
にまで減圧することにより断熱開放して冷却した加湿ガ
スを、ヒーターにて再び40℃まで昇温した後、当該加
湿ガスの露点と相対湿度を測定し、その測定結果を表1
に示した。
【0029】
【表1】
【0030】 表1に示す測定結果から、ガス加湿時に
おけるウェッタータンク内の圧力を変えることにより、
タンク出口で減圧された加湿ガスの露点や相対湿度を制
御できることがわかる。また、このガス加湿におけるタ
ンク出口からの水の飛散の有無を調べたところ、タンク
内の水が液体のまま外部へ飛散した形跡は全く認められ
ず、ミスト防止板上にも水はほとんど溜まっていなかっ
た。
【0031】
【発明の効果】 以上説明したように、第一発明に係る
ガス加湿装置によれば、装置全体を小型化するためにウ
ェッタータンクのタンク内断面積を小さくした場合にお
いても、タンク内の水がタンク出口から液体のまま外部
へ飛散するのを効果的に防止できる。また、第二発明に
係るガス加湿装置によれば、ガス加湿時のウェッタータ
ンク内の圧力を任意に変更することで、加湿ガスの相対
湿度や露点を制御することが可能なので、加湿ガスを使
用先の熱処理炉へ配管を通じて輸送する際に、配管の保
温や予熱をしなくても、配管経路の途中での結露の発生
を防止できる。更に、第三発明に係る熱処理炉は、第一
発明や第二発明に係るガス加湿装置を使用して、炉内に
加湿ガスを供給するようにしたことにより、熱処理用設
備全体の寸法縮小や、設備の簡易化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第一発明に係るガス加湿装置のウェッタータ
ンクの一実施形態を示す概略図である。
【図2】 第一発明に係るガス加湿装置のウェッタータ
ンクの他の実施形態を示す概略図である。
【図3】 第一発明に係るガス加湿装置のウェッタータ
ンクの他の実施形態を示す概略図である。
【図4】 第二発明に係るガス加湿装置のウェッタータ
ンクの一実施形態を示す概略図である。
【図5】 ミスト防止板を設置したウェッタータンクの
概略図である。
【図6】 従来のガス加湿装置の構成を示す概略図であ
る。
【符号の説明】 1…ウェッタータンク、3…ミスト防止板、5…バイパ
スライン、7…純水、9…孔、11…圧力計、13…
弁、15…圧力計、17…弁、21…純水、23…純水
タンク、25…純水、27…ウェッタータンク、29…
給水ポンプ、31…給水弁、33…ヒーター、35…散
気管、37…ミスト防止板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 雅也 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 エ ヌジーケイ・キルンテック株式会社内 Fターム(参考) 4K063 AA05 AA06 AA15 BA05 BA12 CA04 CA08 DA01 DA13 DA34

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 純水を貯留する純水タンクと、当該純水
    タンクから給水された純水を収容しガスを加湿するウェ
    ッタータンクとを備え、当該ウェッタータンク内に導入
    したガスを水中にて発泡させ、その気泡と水との間の物
    質移動によってガスを加湿した後、前記ウェッタータン
    ク上部に設けられたタンク出口よりタンク外部の熱処理
    炉へ加湿ガスを供給するガス加湿装置であって、 前記ウェッタータンク内に収容された純水の水面上方
    に、水面を覆うようにして多数の小孔を有するミスト防
    止板を設置するとともに、ガスが流通可能で、かつ前記
    ミスト防止板上に飛散した純水を前記ミスト防止板下方
    の水面に環流させることができるバイパスラインを設置
    したことを特徴とするガス加湿装置。
  2. 【請求項2】 純水を貯留する純水タンクと、当該純水
    タンクから給水された純水を収容しガスを加湿するウェ
    ッタータンクとを備え、当該ウェッタータンク内に導入
    したガスを水中にて発泡させ、その気泡と水との間の物
    質移動によってガスを加湿した後、前記ウェッタータン
    ク上部に設けられたタンク出口よりタンク外部の熱処理
    炉へ加湿ガスを供給するガス加湿装置であって、 ガス加湿時の前記ウェッタータンク内の圧力を任意に変
    更するとともに、ガス加湿後にタンク出口で減圧するこ
    とにより、外部の熱処理炉へ供給する加湿ガスの相対湿
    度と露点を制御することを特徴とするガス加湿装置。
  3. 【請求項3】 更に、前記ウェッタータンクに収容され
    た純水の水面上方に、水面を覆うようにして多数の小孔
    を有するミスト防止板を設置するとともに、ガスが流通
    可能で、かつ前記ミスト防止板上に飛散した純水を前記
    ミスト防止板下方の水面に環流させることができるバイ
    パスラインを設置した請求項2記載のガス加湿装置。
  4. 【請求項4】 前記請求項1ないし3の何れか一項に記
    載のガス加湿装置を使用して、炉内に加湿ガスを供給す
    るようにした熱処理炉。
  5. 【請求項5】 セラミックチップコンデンサーに含まれ
    るバインダー成分を加熱除去するための脱バインダー炉
    として使用される請求項4記載の熱処理炉。
  6. 【請求項6】 セラミックチップコンデンサーの焼成炉
    として使用される請求項4記載の熱処理炉。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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