JP2010038422A - ボイラー - Google Patents

Abstract

【課題】 ２００８年初頭から始まった顕著な原油の値上げに伴って、エネルギー源として石油由来燃料を使用するボイラーの運転が、極めてコスト高となってきたことから、エネルギー変換効率が高く、且つ、安価なエネルギー源の使用を可能とするボイラーを提供すること。
【解決手段】 ＩＨ熱源（Ａ）、缶（Ｂ）、注入配管（Ｃ）、及び、排出配管（Ｄ）からなり、ＩＨ熱源（Ａ）は、缶（Ｂ）内部に貯留した水（Ｗ）を沸騰させる機能を有し、缶（Ｂ）は、注入配管（Ｃ）から供給を受けた水を貯留すると共に、ＩＨ熱源（Ａ）からの加熱により貯留水を沸騰させ、沸騰により発生した蒸気（Ｓ）を排出配管（Ｄ）を経由して、外部に供給する機能を有し、注入配管（Ｃ）は、水（Ｗ）を缶（Ｂ）内部に供給する機能を有し、排出配管（Ｄ）は、缶（Ｂ）内部で発生した蒸気を供給する機能を有するボイラー。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、ＩＨ（誘導加熱）熱源で缶内の水を加熱することによって蒸気を発生させることを特徴とする、誘導加熱型ボイラーに関する。

特開平９−１７８１０２号公報には、電力の有効利用と、水の排出を防止して乾き度の高い蒸気を安定して得ることのできる誘導加熱式の蒸気発生器に関する技術が開示されている。

当該技術において開示されている蒸気発生器は、コア部材（１）に鎖交させて配置した誘導コイル（２）と、前記コア部材（１）に鎖交させて１乃至複数回巻回したコイル状部分（５）を有する導電性材料からなる管（４）と、前記管（４）のコイル状部分（５）の上流側と下流側とを連通させる導電性材料からなる連結管（９）と、前記管（４）の下流側に接続した容器（１０）とを備え、更に、前記容器（１０）内に、気水分離板（１２）を設けた構成である。

この構成を採用することにより、前記連結管（９）は、前記コイル状部分（５）と並列の流体流路として機能するとともに前記コイル状部分（５）を両端で短絡させるので、前記コイル状部分（５）とともに誘導加熱され、更に、前記容器（１０）によって、蒸気と熱水の分離が確実なものとなるという特徴がある。

当該先行技術は、電力の有効利用と、水の排出を防止して乾き度の高い蒸気を得ることのできるという点で極めて優れた技術であった。
然るに、当該先行技術は、多管式又は多管式貫流に適用されるものであり、熱交換する配管の構造が極めて複雑であるために、製作に手間暇がかかってコスト高であると共に、使用期間の経過と共に熱交換する配管において水漏れが発生した場合、メインテナンスが困難であった。
特開平９−１７８１０２号公報

本願発明が解決しようとする課題を以下に列挙する。

本願発明が解決しようとする第一の課題は、２００８年初頭から始まった顕著な原油の値上げに伴って、石油由来燃料をエネルギー源とするボイラーの運転が、極めてコスト高となり、例えば、クリーニング業においては、このようなボイラーの運転の継続が困難となってきたことから、エネルギー変換効率が高く、しかも、より安価なエネルギー源を使用することを可能とするボイラーを提供することである。

すなわち、エネルギー源として、高価な石油由来燃料を使用するのではなく、原子力発電等に由来する石油依存度の低い電気を使用することを可能とするボイラーを提供することである。
場合により、電気エネルギーの中でも、いっそう安価な深夜電力、産業用電力（動力電源）、太陽光発電・風力発電による電力を使用することを可能とするボイラーを提供することである。
さらには、蓄電装置を応用することにより、いっそう安価な深夜電力、産業用電力（動力電源）、太陽光発電・風力発電による電力を蓄電装置に蓄えておき、必要なとき（例えば、昼間や真夏に電力会社の供給がタイトとなる時期）にも、いつでも、安価な電力を使用することができる。

本願発明が解決しようとする第二の課題は、ボイラーの構造を極めて単純化することにより、すなわち、熱交換する配管の構造が極めて単純とすることにより、製作に要する手間暇を省力化してコスト低減を図ると共に、使用期間の経過と共に熱交換する配管において水漏れが発生したとしても、メインテナンスが極めて容易なボイラーを提供することである。

本願の発明者は、上記した従来の技術における解決課題に鑑み、鋭意検討を推進し、本願発明を完成するに至った。
尚、本願発明に係るボイラーにおいて、ＩＨ（誘導加熱）熱源として使用するＩＨ（誘導加熱）ヒーターは、その形状について特に限定されるものではないが、ボイラーの形状や大きさをコンパクトなものとすべく、ＩＨ調理器のように、扁平状又は平面状のものが好ましくは使用することができる。

［第１発明］ ＩＨ熱源（Ａ）、缶（Ｂ）、注入配管（Ｃ）、及び、排出配管（Ｄ）からなり、
前記ＩＨ熱源（Ａ）は、前記缶（Ｂ）内部に貯留した水（Ｗ）を加熱・沸騰させる機能を有するものであり、
前記缶（Ｂ）は、前記注入配管（Ｃ）から水の供給を受けて水を貯留すると共に、前記ＩＨ熱源（Ａ）からの加熱により貯留した水を加熱・沸騰させ、更に、加熱・沸騰により発生した蒸気（Ｓ）を前記排出配管（Ｄ）を経由して、外部に蒸気を供給する機能を有するものであり、
前記注入配管（Ｃ）は、水道又は外部タンクから、水（Ｗ）を前記缶（Ｂ）内部に供給する機能を有するものであり、
前記排出配管（Ｄ）は、前記缶（Ｂ）内部で発生した蒸気を供給する機能を有するものであることを特徴とするボイラー。

［第２発明］ ＩＨ熱源（Ａ）、蒸発皿（Ｂ’）、注入配管（Ｃ）、及び、排出配管（Ｄ）からなり、
前記ＩＨ熱源（Ａ）は、前記蒸発皿（Ｂ）に滴下した水（Ｗ）を瞬時に沸騰・蒸発させる機能を有するものであり、
前記蒸発皿（Ｂ’）は、前記注入配管（Ｃ）から滴下された水を皿の内部表面上に受けとめると共に、前記ＩＨ熱源（Ａ）からの加熱により瞬時に沸騰・蒸発させ、更に、沸騰加熱・蒸発により発生した蒸気（Ｓ）を前記排出配管（Ｄ）を経由して、外部に蒸気を供給する機能を有するものであり、
前記注入配管（Ｃ）は、水道又は外部タンクから、水（Ｗ）を前記蒸発皿（Ｂ’）内部に供給する機能を有するものであり、
前記排出配管（Ｄ）は、前記蒸発皿（Ｂ’）内部で発生した蒸気を供給する機能を有するものであることを特徴とするボイラー。

本願発明の効果を以下に列挙する。

本願発明の第一の効果は、２００８年初頭から始まった顕著な原油の値上げに伴って、石油由来燃料をエネルギー源とするボイラーの運転が、極めてコスト高となり、例えば、クリーニング業においては、このようなボイラーの運転の継続が困難となってきたことから、エネルギー変換効率が高く、しかも、より安価なエネルギー源を使用することを可能とするボイラーを提供することができる。

すなわち、エネルギー源として、高価な石油由来燃料を使用するのではなく、原子力発電等に由来する石油依存度の低い電気を使用することを可能とするボイラーを提供することができる。
場合により、電気エネルギーの中でも、いっそう安価な深夜電力、産業用電力（動力電源）、太陽光発電・風力発電による電力を使用することを可能とするボイラーを提供することができる。

本願発明の第二の効果は、ボイラーの構造を極めて単純化することにより、すなわち、熱交換する配管の構造が極めて単純とすることにより、製作に要する手間暇を省力化してコスト低減を図ると共に、使用期間の経過と共に熱交換する配管において水漏れが発生したとしても、メインテナンスが極めて容易なボイラーを提供することができる。
さらには、蓄電装置を応用することにより、いっそう安価な深夜電力、産業用電力（動力電源）、太陽光発電・風力発電による電力を蓄電装置に蓄えておき、必要なとき（例えば、昼間や真夏に電力会社の供給がタイトとなる時期）にも、いつでも、安価な電力を使用することができる。
また、本願発明においては、燃焼機構がないので、排気又は廃棄の機構が不要となり、構造を単純化することができ、ひいては、メンテナンスフリーや製造コスト低減に資することができる。

本願発明を実施するための最良の形態を、実施例１及び実施例２において説明する。

第１発明の実施例として作成したパイロット装置（ミニチュアの試作装置）を図１に示した。
ＩＨ熱源（Ａ）は、平面型、１２００Ｗのものを使用した。
缶（Ｂ）は、内容量３リットルであり、市販の湯沸かしポットの缶部分を改造転用した。
注入配管（Ｃ）としては、シリコーンチューブを使用し、水位センサからの信号に応じて、自動的に電磁弁を開閉させて、水を供給した。
排出配管（Ｄ）としては、銅管を使用した。
缶（Ｂ）には、温度センサーを設置し、水温が常時９５〜１００℃となるように自動制御した。
缶（Ｂ）には、水位センサーを設置し、水位が２．５〜３．０リットルとなるように自動制御した。
上記構成によりボイラーを運転したところ、定常的に安定した蒸気を供給することができた。

第２発明の実施例として作成したパイロット装置（ミニチュアの試作装置）を図２に示した。
ＩＨ熱源（Ａ）は、平面型、１２００Ｗのものを使用した。
蒸発皿（Ｂ’）として、タテ２００ミリメートル、ヨコ２００ミリメートル、深さ５０ミリメートルのステンレス製の皿を改造転用した。
注入配管（Ｃ）としては、シリコーンチューブを使用し、水位センサからの信号に応じて、自動的に電磁弁を開閉させて、ノズルから水をポタポタと水滴状に、加熱している蒸発皿（Ｂ’）上に滴下させた。
排出配管（Ｄ）としては、銅管を使用した。
蒸発皿（Ｂ’）には、温度センサーを設置し、蒸発皿（Ｂ’）の温度が常時９５〜１００℃となるように自動制御した。
蒸発皿（Ｂ’）缶には、水位センサーを設置し、水位が１０ミリメートルを超えぬように自動制御した。
上記構成によりボイラーを運転したところ、定常的に安定した蒸気を供給することができた。

第１発明の実施例として作成したパイロット装置（ミニチュアの試作装置）の概念図である。ＩＨ熱源（Ａ）は、平面型、１２００Ｗのものを使用した。缶（Ｂ）は、内容量３リットルであり、市販の湯沸かしポットの缶部分を改造転用した。注入配管（Ｃ）としては、シリコーンチューブを使用し、水位センサからの信号に応じて、自動的に電磁弁を開閉させて、水を供給した。排出配管（Ｄ）としては、銅管を使用した。缶（Ｂ）には、温度センサーを設置し、水温が常時９５〜１００℃となるように自動制御した。缶（Ｂ）には、水位センサーを設置し、水位が２．５〜３．０リットルとなるように自動制御した。上記構成によりボイラーを運転したところ、定常的に安定した蒸気を供給することができた。

第２発明の実施例として作成したパイロット装置（ミニチュアの試作装置）の概念図である。ＩＨ熱源（Ａ）は、平面型、１２００Ｗのものを使用した。蒸発皿（Ｂ’）として、タテ２００ミリメートル、ヨコ２００ミリメートル、深さ５０ミリメートルのステンレス製の皿を改造転用した。注入配管（Ｃ）としては、シリコーンチューブを使用し、水位センサからの信号に応じて、自動的に電磁弁を開閉させて、ノズルから水をポタポタと水滴状に、加熱している蒸発皿（Ｂ’）上に滴下させた。排出配管（Ｄ）としては、銅管を使用した。蒸発皿（Ｂ’）には、温度センサーを設置し、蒸発皿（Ｂ’）の温度が常時９５〜１００℃となるように自動制御した。蒸発皿（Ｂ’）缶には、水位センサーを設置し、水位が１０ミリメートルを超えぬように自動制御した。上記構成によりボイラーを運転したところ、定常的に安定した蒸気を供給することができた。

符号の説明

［図１］
Ａ ＩＨ熱源（平面型、１２００Ｗ）
Ｂ 缶（内容量３リットル、市販の湯沸かしポットの缶部分を改造転用した。）
Ｃ 注入配管（シリコーンチューブを使用し、水位センサからの信号に応じて、自動的に電磁弁を開閉させて、水を供給した。）
Ｄ 排出配管（銅管）

［図２］
Ａ ＩＨ熱源（平面型、１２００Ｗ）
Ｂ’ 蒸発皿（タテ２００ミリメートル、ヨコ２００ミリメートル、深さ５０ミリメートルのステンレス製の皿を改造転用した。）
Ｃ 注入配管（シリコーンチューブを使用し、水位センサからの信号に応じて、自動的に電磁弁を開閉させて、水を供給した。）
Ｄ 排出配管（銅管）を使用した。

Claims (2)

1. ＩＨ熱源（Ａ）、缶（Ｂ）、注入配管（Ｃ）、及び、排出配管（Ｄ）からなり、
   前記ＩＨ熱源（Ａ）は、前記缶（Ｂ）内部に貯留した水（Ｗ）を加熱・沸騰させる機能を有するものであり、
   前記缶（Ｂ）は、前記注入配管（Ｃ）から水の供給を受けて水を貯留すると共に、前記ＩＨ熱源（Ａ）からの加熱により貯留した水を加熱・沸騰させ、更に、加熱・沸騰により発生した蒸気（Ｓ）を前記排出配管（Ｄ）を経由して、外部に蒸気を供給する機能を有するものであり、
   前記注入配管（Ｃ）は、水道又は外部タンクから、水（Ｗ）を前記缶（Ｂ）内部に供給する機能を有するものであり、
   前記排出配管（Ｄ）は、前記缶（Ｂ）内部で発生した蒸気を供給する機能を有するものであることを特徴とするボイラー。
2. ＩＨ熱源（Ａ）、蒸発皿（Ｂ’）、注入配管（Ｃ）、及び、排出配管（Ｄ）からなり、
   前記ＩＨ熱源（Ａ）は、前記蒸発皿（Ｂ）に滴下した水（Ｗ）を瞬時に沸騰・蒸発させる機能を有するものであり、
   前記蒸発皿（Ｂ’）は、前記注入配管（Ｃ）から滴下された水を皿の内部表面上に受けとめると共に、前記ＩＨ熱源（Ａ）からの加熱により瞬時に沸騰・蒸発させ、更に、沸騰加熱・蒸発により発生した蒸気（Ｓ）を前記排出配管（Ｄ）を経由して、外部に蒸気を供給する機能を有するものであり、
   前記注入配管（Ｃ）は、水道又は外部タンクから、水（Ｗ）を前記蒸発皿（Ｂ’）内部に供給する機能を有するものであり、
   前記排出配管（Ｄ）は、前記蒸発皿（Ｂ’）内部で発生した蒸気を供給する機能を有するものであることを特徴とするボイラー。

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