JP2010054096A - 給排液装置及びこれを用いる蒸気発生装置、給排液装置の洗浄方法、及び蒸気発生装置の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排液の仕組みが簡素化された、故障の少ない給排液装置を提供する。
【解決手段】蒸気発生装置１は、第１タンク１０と、第１タンク１０よりも高位に配置された、蒸発容器である第２タンク１０と、第１タンク１０内の液体Ｌを第２タンク２０に汲み上げる給液ポンプ１２と、第２タンク２０の底部に接続され、前記底部より所定高さ上のレベルを頂点２４Ｓとする屈曲ラインを描いた上で、前記底部より下の位置に設けられた排液口２４Ｄまで下がる排液管２４と、第２タンク２０に設けられた液位検知装置２３と、給液ポンプ１２の制御を行う制御装置３０と、を備える。制御装置３０は、第２タンク２０内の液位が排液管２４の頂点２４Ｓ以下に保たれるように給液ポンプ１２を駆動する通常時運転制御と、第２タンク２０内の液位が一時的に排液管２４の頂点２４Ｓを越えるところまで給液ポンプ１２を駆動する排液時運転制御を遂行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、給排液装置及びこれを用いる蒸気発生装置、給排液装置の洗浄方法、及び蒸気発生装置の洗浄方法に関する。

第１タンクから第２タンクに必要なだけの液体を給液し、第２タンクでの用が済んだ液体を第２タンクから排液する給排液装置は、様々な産業分野で利用されている。その例を特許文献１、２に見ることができる。

特許文献１には加熱調理器に用いられる蒸気発生装置が記載されている。第１タンクである給水タンクの水を第２タンクである蒸発容器に給水ポンプで給水する。蒸発容器の中の水は、蒸発容器の底部に接続された排水管の排水弁を開くことにより排水される。

特許文献２には蒸気調理器に用いられる蒸気発生装置が記載されている。第１タンクである水タンクの水を第２タンクであるポットにポンプで給水する。ポットの中の水は、ポットの底部に接続された排水パイプの排水バルブを開くことにより排水される。
特開２００５−８３７０８号公報 特開２００５−２４１１９３号公報

特許文献１や特許文献２に記載された給排液装置は、第２タンクの底部に接続された電磁弁を開いて第２タンクの中の液体を排液している。この構成であると、排液用に電磁弁が必要である上、その電磁弁の故障を懸念しなければならない。特にその電磁弁が、蒸気発生装置の蒸発容器に接続されている場合、電磁弁を通る液体はスケールの組成物質である不純物が濃縮された液体であることが多く、電磁弁内部にスケールが発生することによる故障の可能性を排除できない。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、排液の仕組みが簡素化された、故障の少ない給排液装置を提供することを目的とする。また、かかる給排液装置を用いた故障の少ない蒸気発生装置を提供することを目的とする。さらに、このような給排液装置または上記発生装置を十分に洗浄する方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る給排液装置は、第１タンクと、前記第１タンクよりも高位に配置された第２タンクと、前記第１タンク内の液体を前記第２タンクに汲み上げる給液ポンプと、前記第２タンクの底部に接続され、前記底部より所定高さ上のレベルを頂点とする屈曲ラインを描いた上で、前記底部より下の位置に設けられた排液口まで下がる排液管と、前記第２タンクに設けられた液位検知装置と、前記給液ポンプの制御を行う制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第２タンク内の液位が前記排液管の頂点より下のレベルに保たれるように前記給液ポンプを駆動する通常時運転制御と、前記第２タンク内の液位が一時的に前記排液管の頂点を越えるレベルに達するまで前記給液ポンプを駆動する排液時運転制御を遂行することを特徴としている。

第２タンク内の液位が一時的に排液管の頂点を越えるレベルに達するまで第２タンクに給液すると、排液管にサイフォン現象が生じ、第２タンク内の液体は残らず排液される。排液用の電磁弁が存在しないので部品コストが安くつき、排液系統に故障が生じる可能性は小さい。また給液ポンプの運転制御だけで排液を実現できるので、制御設計も容易である。

また本発明は、上記構成の給排液装置において、前記排液管は前記第１タンクに排液することを特徴としている。

この構成によると、液体の循環使用が可能になり、液体のランニングコストを低減できる。

また本発明は、上記構成の給排液装置を用いる蒸気発生装置であって、前記第１タンクを液源として用い、前記第２タンクを蒸発容器として用いることを特徴としている。

この構成によると、長時間蒸気を発生させた結果、不純物を多く含む液体が蒸発容器に溜まっていたとしても、それを電磁弁経由でなく排液するから、電磁弁内部にスケールが付着して電磁弁が故障するといった事態を迎えずに済む。

また本発明は、上記構成の給排液装置において、前記第１タンクに洗浄液を入れ、前記排液時運転制御を複数回実行することを特徴としている。

この構成によると、給排液装置の第２タンクを十分に洗浄することができる。第２タンクからの排液経路を洗浄液が何度も通るにも関わらず、そこに電磁弁は存在しないので、排液経路中の電磁弁が洗浄液で傷むという心配をする必要がない。

また本発明は、上記構成の蒸気発生装置において、前記第１タンクに洗浄液を入れ、前記排液時運転制御を複数回実行することを特徴としている。

この構成によると、蒸気発生装置の第２タンクを十分に洗浄することができる。第２タンクからの排液経路を洗浄液が何度も通るにも関わらず、そこに電磁弁は存在しないので、排液経路中の電磁弁が洗浄液で傷むという心配をする必要がない。

本発明によると、第１タンクより給液される第２タンクからの排液を、サイフォン現象を利用して、電磁弁を用いることなく行うから、部品コストが安くつき、電磁弁が故障する懸念もない。また給液ポンプの運転制御だけで排液を実現できるので、制御設計も容易である。

以下本発明の実施形態を図１から図５に基づき説明する。本実施形態では給排液装置が蒸気発生装置の形で実現されており、図１から図４までは蒸気発生装置の概略構成図にしてそれぞれ異なる状態を示す。図５は第２タンクを洗浄する洗浄コースのフローチャートである。

蒸気発生装置１は、液源として用いられる第１タンク１０と、蒸発容器である第２タンク２０を備える。第２タンク２０は第１タンク１０よりも高位に配置される。

第１タンク１０は十分な容量を備えておりさえすればよく、材質や形状に限定はない。第１タンク１０からは、その中の液体Ｌを第２タンク２０に移すための給液管１１が立ち上がる。給液管１１は第２タンク２０の頂部２０Ｔに接続されるものであり、途中に給液ポンプ１２が設けられている。給液ポンプ１２は制御装置３０により駆動制御される。

蒸発容器として構成される第２タンク２０は、熱伝導の良い金属を略円筒形の容器の形に仕上げたものであり、ドーム形の頂部２０Ｔと漏斗形の底部２０Ｂを有する。第２タンク２０の胴部の外側をシーズヒータや誘導加熱コイル等のヒータ２１が取り巻く。ヒータ２１は制御装置３０により通電制御される。第２タンク２０の頂部２０Ｔには、その中心の最も高くなった箇所に蒸気放出管２２が接続されている。頂部２０Ｔには、長短３本の電極２３ａ、２３ｂ、２３ｃにより構成される液位検知装置２３も配置される。

第２タンク２０の底部２０Ｂには、その中心の最も低くなった箇所に、排液管２４が接続される。排液管２４は一旦上方に持ち上がり、底部２０Ｂより所定高さ上のレベルを頂点２４Ｓとする屈曲ラインを描いた上で、底部２０Ｂより下の位置に設けられた排液口２４Ｄまで下がっている。実施形態では、排液管２４は第１タンク１０に導入されており、第１タンク１０の天井面より下で、液体Ｌの液面より上の位置に、排液口２４Ｄが設けられている。

液位検知装置２３を構成する３本の電極の中で、最も短い電極２３ｃの下端は、排液管２４の頂点２４Ｓより少し上のレベルにある。中間の長さの電極２３ｂの下端は、排液管２４の頂点２４Ｓより少し下のレベルにある。最も長い電極２３ａの下端は、電極２３ｂの下端よりさらに下のレベルにある。この状況を最も良く示すのが図４である。

蒸気発生装置１の動作は次の通りである。蒸気を発生させるときは、第１タンク１０の中に十分な量の液体Ｌ（水蒸気を発生させるのであれば水）を入れておき、それを給液ポンプ１２で第２タンク２０に汲み上げる。図１に示すように、液体Ｌの液位が電極２３ｂの下端に届いたところで給液ポンプ１２の運転を停止する。そしてヒータ２１に通電し、液体Ｌの加熱を開始する。やがて液体Ｌは沸騰し、蒸気が発生する。蒸気はそれを必要とする箇所へ蒸気放出管２２を通じて導かれる。

蒸気を発生させ続けていると、第２タンク２０の中の液体Ｌの量が減少し、液位が下がって行く。図２に示すように、電極２３ａの下端よりも下のレベルまで液位が下がると、給液ポンプ１２の運転が再開され、第１タンク１０から新たな液体Ｌが第２タンク２０に供給される。第２タンク２０の中の液位が電極２３ｂの下端に届いたら給液ポンプ１２の運転は停止される。このように、第２タンク２０内の液位が排液管２４の頂点２４Ｓより下のレベルに保たれるように給液ポンプ１２を駆動する制御（これを「通常時運転制御」と称する）を、制御部３０は蒸気発生期間中実行し続ける。

蒸気発生装置１を休止状態にするときは、第２タンク２０を空にするのが望ましい。第２タンク２０を空にするとの指令を受けた制御部３０は、図３に示すように、第２タンク内の液位が電極２３ｃの下端に届くまで、給液ポンプ１２を駆動する。電極２３ｃの下端に液位が届いたら給液ポンプ１２の駆動を停止する。制御部３０によるこのような制御を「排液時運転制御」と称する。

前述の通り、電極２３ｃの下端は排液管２４の頂点２４Ｓより少し上のレベルにあるので、ここまで液体Ｌを入れると、第２タンク２０内の液位は一時的に排液管２４の頂点を越えるレベルに達することになる。排液管２４の内部も頂点２４Ｓまで液体Ｌで満たされる。すると排液管２４にサイフォン現象が生じ、第２タンク２０の中の液体Ｌは排液管２４を通じて吸い出され、排液口２４Ｄから放出される。一旦サイフォン現象が生じると、図４に示すように、第２タンク２０がすっかり空になるまで液体Ｌの流出が続く。

このように、排液用の電磁弁を用いることなく第２タンク２０から排液できるから、部品コストが安くつき、液体Ｌの中にスケールの組成物質である不純物が濃縮されていたとしても、排液系統に故障が生じる可能性は小さい。また給液ポンプ１２の運転制御だけで排液を実現できるので、制御設計も容易である。

排液口２４Ｄは第１タンク１０の内部に開口しているので、液体Ｌは第１タンク１０に戻り、循環使用されることになる。これにより液体Ｌのランニングコストを低減できる。

長期にわたり蒸気発生装置１を使用していると、装置各所、特に第２タンク２０の内面にスケールが付着する。この時は、第１タンク１０に洗浄液を入れ、図５に示す洗浄コースを実施するのがよい。洗浄液としては、例えばクエン酸の水溶液を用いることができる。

図５のステップ＃１０１では、蒸気発生装置１の操作パネル（図示せず）を操作して洗浄コースを開始する。するとステップ＃１０２に進み、制御部３０が給液ポンプ１２を駆動する。

ステップ＃１０３では、第２タンク２０の中の洗浄液の液位が蒸気発生液位（電極２３ａの下端以上、電極２３ｂの下端以下）にあるかどうかをチェックする。蒸気発生液位になったらステップ＃１０４に進み、制御部３０はヒータ２１に通電して第２タンク２０を加熱する。この時、洗浄液が沸騰するほど加熱する必要はない。洗浄液の化学反応力が高まり、第２タンク２０の内面のスケールが良く溶け込む程度にまで加温すればよい。ヒータ２１の出力と通電時間を制御して必要十分な加熱を行う。

第２タンク２０内の洗浄液の温度が十分に高くなったところでステップ＃１０５に進む。ステップ＃１０５では制御部３０が排液時運転制御を行い、追加の洗浄液を給液して、第２タンク２０内の液位を排液用液位（電極２３ｃの下端に届くところ）まで高める。これにより排液管２４にサイフォン現象が生じる。

ステップ＃１０６では第２タンク２０内の洗浄液が第１タンク１０に自動排液される。第２タンク２０から流出する洗浄液は、途中で排液管２４の内面のスケールを溶かしつつ、第１タンク１０に戻る。

第１タンク１０から第２タンク２０に洗浄液を送り、第２タンクの洗浄液を加温し、それを第１タンク１０に戻すというサイクルを所定回数（例えば１０回）繰り返す。ステップ＃１０７でその回数をチェックし、所定回数に達したら洗浄コースは終了となる。

洗浄コースを実行すると、第２タンク２０からの排液経路を洗浄液が何度も通ることになるが、そこに電磁弁は存在しないので、排液経路中の電磁弁が洗浄液で傷むという心配をする必要がない。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は蒸気発生装置等の給排液装置に広く利用可能である。

本発明の実施形態に係る蒸気発生装置の概略構成図 本発明の実施形態に係る蒸気発生装置の概略構成図にして、異なる状態を示すもの 本発明の実施形態に係る蒸気発生装置の概略構成図にして、さらに異なる状態を示すもの 本発明の実施形態に係る蒸気発生装置の概略構成図にして、さらに異なる状態を示すもの 洗浄コースのフローチャート

符号の説明

１ 蒸気発生装置
１０ 第１タンク
１１ 給液管
１２ 給液ポンプ
２０ 第２タンク
２３ 液位検知装置
２４ 排液管
２４Ｓ 頂点
２４Ｄ 排液口
３０ 制御装置

Claims (5)

1. 第１タンクと、
   前記第１タンクよりも高位に配置された第２タンクと、
   前記第１タンク内の液体を前記第２タンクに汲み上げる給液ポンプと、
   前記第２タンクの底部に接続され、前記底部より所定高さ上のレベルを頂点とする屈曲ラインを描いた上で、前記底部より下の位置に設けられた排液口まで下がる排液管と、
   前記第２タンクに設けられた液位検知装置と、
   前記給液ポンプの制御を行う制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記第２タンク内の液位が前記排液管の頂点より下のレベルに保たれるように前記給液ポンプを駆動する通常時運転制御と、前記第２タンク内の液位が一時的に前記排液管の頂点を越えるレベルに達するまで前記給液ポンプを駆動する排液時運転制御を遂行することを特徴とする給排液装置。
2. 前記排液管は前記第１タンクに排液することを特徴とする請求項１に記載の給排液装置。
3. 請求項１または２に記載の給排液装置を用いる蒸気発生装置であって、
   前記第１タンクを液源として用い、前記第２タンクを蒸発容器として用いることを特徴とする蒸気発生装置。
4. 請求項１または２に記載の給排液装置において、
   前記第１タンクに洗浄液を入れ、前記排液時運転制御を複数回実行することを特徴とする給排液装置の洗浄方法。
5. 請求項３に記載の蒸気発生装置において、
   前記第１タンクに洗浄液を入れ、前記排液時運転制御を複数回実行することを特徴とする蒸気発生装置の洗浄方法。

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