JP2006084068A - 蒸気発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気発生装置各部内壁のいたる箇所において発生する結露水滴をスチーム釜へ復水させることができるようにするとともに、ノズル内に結露水滴が入り込むのを防止できるようにすることで、ノズルから蒸気とともに高温の結露水滴が飛散することを防止し、安全に使用することができる蒸気発生装置の提供を図る。
【解決手段】液体を貯留させるとともにその液体を加熱して蒸気を発生させるスチーム釜と、該スチーム釜内で発生した蒸気を外部へ導くとともに結露水滴をスチーム釜へ戻す伝達復水管と、蒸気を外部へ放出するノズル部と、伝達復水管に設けた開口部とノズル部とを接続するノズル接続管からなる蒸気発生装置において、伝達復水管の一端をスチーム釜上部に接続するとともに他端をスチーム釜下部に接続し、該伝達復水管の上方から下方にかけて傾斜を設け、且つ、その所定の中間位置に開口部を設けた構成からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は蒸気発生装置に関し、詳しくは該装置内で発生した結露水滴が蒸気とともに飛散するのを防止する蒸気発生装置に関するものである。

スチーム釜によって発生させた蒸気を外界へ排出する蒸気発生装置において、発生した蒸気がノズルから排出されるまでの間に外界の温度によって冷やされることにより、装置各部内壁のいたる箇所において結露水滴が発生する。かかる場合に、その内壁に表面張力で付着したままの状態にある結露水滴は高温であって、蒸気の排出する圧力により蒸気とともに外界へ飛散することが多々あり、使用態様によっては火傷や衣類への染み等の危険があった。

そのような危険を防止するため、特開平８−２９９８６２号公報に示すような、蒸気の出口付近に蒸気を通す薄幕を張って水滴の飛散を防ぐ装置も開発されている。しかしながら、かかる装置の場合に、該薄幕が蒸気の水分により目詰まりを起こして蒸気が排出されにくくなることが多々あり、その度に薄幕を交換する等のメンテナンス作業が必要となって、大変煩雑である。

そこで、特開２００２−２５３３４０号公報に示すような、蒸気噴出ノズルに復水部材を設けて、発生した結露水滴を給水タンク内に戻す構造が発明されている。しかしながら、かかる復水部材の構造が複雑であって、製造・組立費用の面で高コストとなってしまい、実用性が低い。さらに、噴出ノズルにおける結露水滴の復水のみを目的としたものであって、スチーム流路内の結露水滴に対しては何ら対策が採られておらず、結局、水滴の飛散の危険性は残されたままである。

また、特開２００２−２０９９７１号公報に示すように、蒸気の伝達管にさらに結露復水管を設けるとともに、該結露復水管の垂直部分の途中にノズルを設置することで、発生した結露水滴を液体の貯留室に戻す構造が発明されている（図６）。かかる構造によれば、蒸気が複数の壁に当たって複雑な流れとなり、蒸気によって運ばれた結露水滴は、蒸気が壁に当たる際にその壁に付着することとなるため、確かにノズル内へ結露水滴の入り込むことが少なくなる。しかしながら、結露復水管の垂直部分内壁に付着した結露水滴は、その内壁を伝って下方へ落ちる際にノズル内へ入り込む可能性が多々あり、また、ノズル内で発生した結露水滴に対しては何ら対策が採られておらず、したがって水滴の飛散の危険性を全く排除するには至っていない。
特開平８−２９９８６２号公報 特開２００２−２５３３４０号公報 特開２００２−２０９９７１号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、スチーム釜内で発生した蒸気を伝達覆水管を介してノズルから吐き出す場合に、蒸気発生装置各部内壁のいたる箇所において発生する結露水滴を蒸気の流れに逆らうことなくスチーム釜へ復水させることができるようにするとともに、ノズル内に結露水滴が入り込むのを防止できるようにし、且つ、ノズル内に入り込んだ結露水滴をも復水させることができるようにすることで、ノズルから蒸気とともに高温の結露水滴が飛散することを防止し、安全に使用す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。

前記目的を達成するため、本発明は、液体を貯留させるとともにその液体を加熱して蒸気を発生させるスチーム釜と、該スチーム釜内で発生した蒸気を外部へ導くとともに結露水滴をスチーム釜へ戻す伝達復水管と、蒸気を外部へ放出するノズル部と、伝達復水管に設けた開口部とノズル部とを接続するノズル接続管からなる蒸気発生装置において、伝達復水管の一端をスチーム釜上部に接続するとともに他端をスチーム釜下部に接続し、該伝達復水管の上方から下方にかけて傾斜を設け、且つ、その所定の中間位置に開口部を設けた構成となっている。

また、本発明は、前記ノズル接続管が、開口部からノズル部に向け上向き傾斜を設けて設置されている構成とすることができる。

さらに、本発明は、前記開口部の全周または上方部において、伝達復水管内へ向け突起を設けた構成を採用することができる。

またさらに、本発明は、前記ノズル部において、ノズル接続管における蒸気吐出口の吐出方向に壁部を設け、該蒸気吐出口から蒸気とともに吐出された結露水滴が該壁部に当たるようにした構成を採ることもできる。

さらにまた、本発明は、前記ノズル部にノズル復水管を設け、該ノズル復水管を伝達復水管に設けた第二開口部に接続することで、ノズル部内で発生した結露水滴が伝達復水管を介してスチーム釜に戻るようにした構成を採用することができる。

そしてまた、本発明は、前記ノズル復水管が、第二開口部からノズル部に向け上向き傾斜を設けて設置されている構成とすることもできる。

本発明に係る蒸気発生装置によれば、伝達復水管の上方から下方にかけて傾斜を設けたことで、伝達復水管の内壁に付着した結露水滴は、その所定の中間位置に設けた開口部に入り込むことなく、該内壁を伝って水滴の重みで下方へ流れてスチーム釜内に戻ることとなって、蒸気とともに外界へ飛散することを確実に防止することができる。

また、本発明に係る蒸気発生装置によれば、上記の通り伝達復水管の上方から下方にかけて傾斜を設けるという構造を採用しており、簡単な構造であって、メンテナンスも不要で作業性も容易となり、かつ、低コストで実現することが可能となる。

さらに、本発明の蒸気発生装置によれば、開口部の全周または上方部において伝達復水管内へ向け突起を設けた構造を採用することにより、該開口部からノズル部内への結露水滴の侵入を確実に防止することができ、また、万が一ノズル部内に結露水滴が侵入した場合であっても、ノズル接続管における蒸気吐出口の吐出方向に壁部を設けて該蒸気吐出口から蒸気とともに吐出された結露水滴が該壁部に当たるようにした構造を採ることにより、ノズルからの結露水滴の飛散を確実に防止することが可能である。

本発明に係る蒸気発生装置１は、スチーム釜２で発生した蒸気Ｓをノズル部７へ送り出すとともに発生した結露水滴Ｗ１をスチーム釜２へ戻すための伝達復水管４について、その上方から下方にかけて傾斜を設けたことで、伝達復水管４内壁に付着した結露水滴Ｗ１の開口部５からノズル部７への侵入を防止するようにしたことを最大の特徴とする。以下、本発明に係る蒸気発生装置１の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明にかかる蒸気発生装置１の実施形態の外観を示す概略図であり、図２は、本発明にかかる蒸気発生装置１の実施形態を示す断面図である。該蒸気発生装置１は、液体Ｗを貯留させるとともにその液体Ｗを加熱装置３により加熱して蒸気Ｓを発生させるスチーム釜２と、該スチーム釜２内で発生した蒸気Ｓを外部へ導くとともに結露水滴Ｗ１をスチーム釜２へ戻す伝達復水管４と、蒸気Ｓを外部へ放出するノズル部７と、伝達復水管４に設けた開口部５とノズル部７とを接続するノズル接続管９からなる。

伝達復水管４の一端は、スチーム釜２の上部の蒸気導入口２ａに接続され、一方、伝達復水管４の他端は、スチーム釜２の下部の復水口２ｂに接続される。すなわち、伝達復水管４は、スチーム釜２から出発しスチーム釜２へ到達するという循環構造となっている。蒸気導入口２ａに接続された伝達復水管４は、所定の位置で屈曲し、下方向へ垂延される。その垂延される際、上方から下方にかけて傾斜が設けられる。そのようにして下方向へ垂延された伝達復水管４は、再び所定の位置で屈曲し、復水口２ｂに接続される。スチーム釜２内で発生した蒸気Ｓは、蒸気導入口２ａから伝達復水管４内を通過してノズル部７へと導かれる。

尚、図面では、スチーム釜２の上面に蒸気導入口２ａを設けて伝達復水管４の一端を接続し、該伝達復水管４を二度屈曲させ下方向へ垂延して、再び二度屈曲させてスチーム釜２の下面に設けた復水口２ｂに伝達復水管４の他端を接続する構造を採用した場合を示しているが、かかる形態に限定されるものではなく、例えば、スチーム釜２の側面上部に蒸気導入口２ａを設けて伝達復水管４の一端を接続し、該伝達復水管４を一度屈曲させ下方向へ垂延す構造や、下方向に垂延された伝達復水管４を一度だけ屈曲させて、スチーム釜２の側面下部に設けた復水口２ｂに該伝達復水管４の他端を接続する構造などを採用することも可能である。

伝達復水管４の所定の中間位置には、蒸気Ｓをノズル部７へ送り出すための開口部５が設けられている。かかる開口部５は、上記下方向へ垂延された伝達復水管４の上部中間位置に設けることとなる。すなわち、該伝達復水管４は循環構造となっており、スチーム釜２内の液体Ｗの水面と同レベルで伝達復水管４内にも液体Ｗが貯留されるため、蒸気Ｓを開口部５からノズル部７へ送り出すためには、その液体Ｗの水面よりも上部に開口部５が位置する必要があるからである。そしてまた、傾斜が設けられた伝達復水管４の上面側を天井面、下面側を床面とすると、開口部５は天井面に設けられる。床面に開口部５を設けた場合には、かえって結露水滴Ｗ１が開口部５から侵入しやすくなるからである。下方向へ垂延された伝達復水管４の天井面における中間位置であって液体Ｗの水面より上部であれば、開口部５の位置に限定はない。

開口部５からノズル部７へ蒸気Ｓを送り出すべく、該開口部５にはノズル接続管９が接続されている。接続の際には、該ノズル接続管９が開口部５からノズル部７へ向けて上向き傾斜を設けて設置される構造とすることが最適である。蒸気Ｓがノズル接続管９を通過する以上、その内壁にも結露水滴Ｗ１が付着あるいは発生することとなるが、かかる構造とすることにより、ノズル接続管９の内壁に付着・発生した結露水滴Ｗ１は、その傾斜を利用して自らの重みで伝達復水管４まで流れ落ちることとなり、ノズル部７内への侵入を防止することが可能となる。

尚、図３に示すように、開口部５において、その全周または上部に伝達復水管４内へ向けた突起６を設ける構造を採用することができる。かかる構造を採用することにより、伝達復水管４の内壁に付着した結露水滴Ｗ１が、開口部５からノズル接続管９内へ侵入し難くなる。すなわち、開口部５の上方に付着した結露水滴Ｗ１が伝達復水管４内壁を伝って開口部５まで流れてきた場合であっても、突起６があることにより、該突起６を伝って開口部５を避けつつ流れ落ちることとなる。

ノズル接続管９の先端には、蒸気Ｓを外部へ放出するためのノズル部７が接続される。伝達復水管４から開口部５を介してノズル接続管９に導かれた蒸気Ｓは、ノズル接続管９先端の蒸気吐出口９ａからノズル部７内へ吐き出され、最終的にノズル部７に備えられているノズル８から外部へ放出される。蒸気Ｓが蒸気吐出口９ａからノズル部７内へ導かれる際、蒸気Ｓの勢いによりノズル接続管９の内壁に付着した結露水滴Ｗ１が蒸気Ｓとともに吐き出されてしまう場合もあるため、ノズル部７における蒸気吐出口９ａからの蒸気Ｓの吐出方向に壁部７ａを設けることが望ましい。かかる構造とすることで、蒸気吐出口９ａから蒸気Ｓとともに吐き出された結露水滴Ｗ１が、蒸気Ｓの勢いで該壁部７ａに当たってノズル部７内壁に付着することとなって、ノズル８から結露水滴Ｗ１が外部へ飛散されるのを防止することができる。

ノズル部７内においても結露水滴Ｗ１は発生し、また、上述の通り壁部７ａに当たってノズル部７内壁に付着する結露水滴Ｗ１も存在する。したがって、かかる結露水滴Ｗ１をスチーム釜２へ復水させるために、ノズル部７にノズル復水管１０を設ける構造を採用することができる。上記復水という目的を達成するべく、該ノズル復水管１０は、図面に示されている通り、ノズル部７における最下位の箇所に設けられることが好ましい。そして、該ノズル復水管１０の一端は、伝達復水管４に設けられた第二開口部１１に接続される。かかる構造とすることで、ノズル部７内の結露水滴Ｗ１は、ノズル復水管１０を通過して第二開口部１１を介して伝達復水管４内へ流れ落ち、スチーム釜２へ復水されることとなる。

尚、ノズル復水管１０の接続の際には、第二開口部１１からノズル部７へ向けて上向き傾斜を設けて設置される構造とすることが最適である。かかる構造とすることにより、ノズル部７内の結露水滴Ｗ１がノズル復水管１０を通過する際、その傾斜を利用して自らの重みによって伝達復水管４までスムーズに流れ落ちさせることが可能となる。

作用

次いで、本発明にかかる蒸気発生装置１における蒸気Ｓと結露水滴Ｗ１の流れについて図面に基づいて説明する。

図４は、本発明にかかる蒸気発生装置１の伝達復水管４及びノズル部７付近における蒸気Ｓと結露水滴Ｗ１の流れを示す説明図である。スチーム釜２内で発生した蒸気Ｓは、蒸気導入口２ａから伝達復水管４内へ導かれる。そして、一度あるいは二度の屈曲を経て伝達復水管４内を通過してきた蒸気Ｓは、該伝達復水管４に設けられた開口部５からノズル接続管９へ導かれ、蒸気吐出口９ａからノズル部７内へと導かれる。ノズル部７内に入った蒸気Ｓは、壁部７ａに当たって方向を変えつつノズル８へ到達し、該ノズル８から外部へ放出される。このように、蒸気Ｓがスチーム釜２を出発してからノズル８に到達するまでには、何度も方向転換させられることとなる。したがって、蒸気Ｓの勢いで共に運ばれた結露水滴Ｗ１は、方向転換のたびに各所で壁面に激突してその壁面に付着し、最終的にノズル８には結露水滴Ｗ１を含まない蒸気Ｓのみが到達することとなるため、火傷等の危険性のない安全な蒸気Ｓを外部へ放出することが可能となる。

各所で付着あるいは発生した結露水滴Ｗ１は、伝達復水管４を介してスチーム釜２へ戻される。すなわち、ノズル接続管９の内壁に付着・発生した結露水滴Ｗ１は、該ノズル接続管９自体の傾斜を利用して自らの重みで伝達復水管４まで流れ落ちて、最終的にスチーム釜２に復水する。ノズル部７内に付着・発生した結露水滴Ｗ１は、該ノズル部７における最下位の箇所まで自らの重みで流れ落ち、そこへ接続されているノズル復水管１０を通過して第二開口部１１を介して伝達復水管４内へ流れ落ちて、最終的にスチーム釜２に復水することとなる。

伝達復水管４内に付着・発生した結露水滴Ｗ１は、該伝達復水管４内壁を伝って自らの重みにより流れ落ちて、伝達復水管４内に貯留されている液体Ｗに同化し、最終的にスチーム釜２に復水することとなる。そのとき、伝達復水管４には傾斜が設けられているため、伝達復水管４の天井面に付着・発生した結露水滴Ｗ１であっても、鉛直方向に流れ落ちることとなり、すなわち天井面から床面の最下位付近まで内壁を伝って流れ、その後に床面側を伝って貯留されている液体Ｗまで流れ落ちることとなる。

上記伝達復水管４内における結露水滴Ｗ１の流れについて、図５において従来と比較して示している。図５（ａ）に示す通り、従来のように伝達復水管４を垂直に設置した場合、伝達復水管４内に付着・発生した結露水滴Ｗ１は内壁を伝って鉛直方向に流れ落ちるため、開口部５の上方に付着・発生した結露水滴Ｗ１であればそのまま開口部５に向けて一直線に流れ落ちることとなって、該開口部５からノズル接続管９への結露水滴Ｗ１の侵入を防ぐことはできない。尚、図面において、伝達復水管４内における開口部５から侵入する危険のある結露水滴Ｗ１が付着する部分を、危険域Ｄとして示す。

これに対し、傾斜を設けて設置する本発明にかかる伝達復水管４によれば、開口部５の上方に付着・発生した結露水滴Ｗ１であっても開口部５まで一直線に流れ落ちることはなく、伝達復水管４の天井面から床面の最下位付近まで内壁を伝って流れ、その後に床面側を伝って流れ落ちる格好となる。すなわち、断面的に見れば、図５（ｂ）に示す通り、蒸気Ｓは開口部５を避けるようにその外側を通過して流れ落ちることとなる。したがって、図面に示すように、伝達復水管４内における危険域Ｄの面積が従来と比較して明らかに少なくなり、よって開口部５からノズル接続管９に侵入する結露水滴Ｗ１はほとんどなくなる。これは、本発明にかかる伝達復水管４に傾斜を設けたことによる最大の効果である。

本発明は、蒸気を発生する装置という性質上、医療関連機器、加湿器やアイロン等の電気機器、美顔器等の美容関連機器など、蒸気を必要とする様々な用途に利用することが可能である。

本発明にかかる蒸気発生装置の実施形態の外観を示す概略図である。 本発明にかかる蒸気発生装置の実施形態を示す断面図である。 本発明にかかる蒸気発生装置の開口部に突起を設けた状態を示す拡大断面図である。 本発明にかかる蒸気発生装置の伝達復水管及びノズル部付近における蒸気と結露水滴の流れを示す説明図である。 本発明にかかる蒸気発生装置の伝達復水管内における結露水滴の流れを示す比較説明図である。 従来における同型の蒸気発生装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 蒸気発生装置
２ スチーム釜
２ａ 蒸気導入口
２ｂ 復水口
３ 加熱装置
４ 伝達復水管
５ 開口部
６ 突起
７ ノズル部
７ａ 壁部
８ ノズル
９ ノズル接続管
９ａ 蒸気吐出口
１０ ノズル復水管
１１ 第二開口部
Ｄ 危険域
Ｓ 蒸気
Ｗ 液体
Ｗ１ 結露水滴

Claims (6)

1. 液体を貯留させるとともにその液体を加熱して蒸気を発生させるスチーム釜と、該スチーム釜内で発生した蒸気を外部へ導くとともに結露水滴をスチーム釜へ戻す伝達復水管と、蒸気を外部へ放出するノズル部と、伝達復水管に設けた開口部とノズル部とを接続するノズル接続管からなる蒸気発生装置において、伝達復水管の一端をスチーム釜上部に接続するとともに他端をスチーム釜下部に接続し、該伝達復水管の上方から下方にかけて傾斜を設け、且つ、その所定の中間位置に開口部を設けて成ることを特徴とする蒸気発生装置。
2. 前記ノズル接続管が、開口部からノズル部に向け上向き傾斜を設けて設置されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸気発生装置。
3. 前記開口部の全周または上方部において、伝達復水管内へ向け突起を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸気発生装置。
4. 前記ノズル部において、ノズル接続管における蒸気吐出口の吐出方向に壁部を設け、該蒸気吐出口から蒸気とともに吐出された結露水滴が該壁部に当たるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項３に記載の蒸気発生装置。
5. 前記ノズル部にノズル復水管を設け、該ノズル復水管を伝達復水管に設けた第二開口部に接続することで、ノズル部内で発生した結露水滴が伝達復水管を介してスチーム釜に戻るようにしたことを特徴とする請求項１から請求項４に記載の蒸気発生装置。
6. 前記ノズル復水管が、第二開口部からノズル部に向け上向き傾斜を設けて設置されていることを特徴とする請求項５に記載の蒸気発生装置。