JP2019219103A - 過熱水蒸気発生装置と、それを用いた暖房器具 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、過熱水蒸気発生装置と、それを用いた暖房器具に関するもので、使い勝手を良くすることを目的とするものである。【解決手段】過熱水蒸気発生容器の過熱水蒸気流出口１４を、拡散室内２３に配置し、この拡散室２３のうち、過熱水蒸気流出口１４よりも下方に空気流入口２０を設け、拡散室２３のうち、過熱水蒸気流出口１４よりも上方に空気流出口２１を設けて加熱水蒸気発生装置７を構成することで、過熱水蒸気は、過熱水蒸気流出口１４から拡散室２３内に供給され、この拡散室２３内の温度を上昇させ、空気流入口２０から空気流出口２１へと発生した対流空気に過熱水蒸気が拡散することにより、結露を発生させることが極めて低い空気状態を作り出せる。【選択図】図８

Description

本発明は、過熱水蒸気発生装置と、それを用いた暖房器具に関するものである。

過熱水蒸気発生装置は、水をヒータで加熱して発生させた水蒸気を、再度ヒータで加熱することにより、例えば１５０度以上の過熱水蒸気を発生させるもので、例えば下記特許文献１では、それを暖房器具に使用することが開示されている。

登録実用新案第３１７５６３２号公報

上記従来例では、過熱水蒸気発生容器で発生させた過熱水蒸気を温度調整部に供給し、３８度〜４８度に温度調整し、その後、足温器内に供給するようにしている。
すなわち、過熱水蒸気発生容器で発生させた過熱水蒸気は、例えば１５０度と高温であるので、これを３８度〜４８度に温度低下させた水蒸気とし、この水蒸気を足温器内に供給するようにしている。

しかしながら、例えば１５０度の過熱水蒸気を、何らかの手段により、３８度〜４８度に温度低下させると、一粒の水蒸気であった複数個の過熱水蒸気が凝集し、目視できるほどの大粒の水蒸気となってしまい、その結果、それを足温器内に供給すると、足温器内は、例えば浴室のように湿度が高く、結露が進み、壁面や、底面には結露水が大量に発生することになる。
このため、この従来例では足温器に排水口を設け、結露水の処理を行うようにしているが、室内で活用する暖房器具として、排水の処理が必要になるものは、極めて使い勝手の悪いものとなる。

そこで、本発明は、過熱水蒸気発生装置の使い勝手を良くすることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明の過熱水蒸気発生装置は、過熱水蒸気発生容器の過熱水蒸気流出口を、拡散室内に配置し、この拡散室の、前記過熱水蒸気流出口よりも下方に空気流入口を設け、前記拡散室の、前記過熱水蒸気流出口よりも上方に空気流出口を設けた構成とした。

本発明の過熱水蒸気発生装置では、前記拡散室のうち、前記過熱水蒸気流出口と対向する部分には、空気流出防止部を設けた。

本発明の過熱水蒸気発生装置は、前記拡散室のうち、前記空気流入口、前記空気流出口、前記空気流出防止部を設けた外壁面は、断熱植毛壁面とした。

本発明の過熱水蒸気発生装置は、前記拡散室内に、前記過熱水蒸気発生容器を配置した。

本発明の暖房器具は、天板と、この天板を支える支柱とを備え、前記支柱に、過熱水蒸気発生装置を装着した。

本発明の暖房器具では、前記天板の内周部には、前記過熱水蒸気発生装置への水供給手段装着口を設け、この天板の外周部には、カバー装着手段を設けた。

以上のように本発明の過熱水蒸気発生装置は、過熱水蒸気発生容器の過熱水蒸気流出口を、拡散室内に配置し、この拡散室の、前記過熱水蒸気流出口よりも下方に空気流入口を設け、前記拡散室の、前記過熱水蒸気流出口よりも上方に空気流出口を設けた構成としたので、極めて使い勝手の良いものとなる。

すなわち、本発明においては、過熱水蒸気発生容器で発生した過熱水蒸気は、過熱水蒸気流出口から拡散室内に供給され、この拡散室内の温度を上昇させることになる。
その結果、拡散室の下方の空気流入口から上方の空気流出口へと空気の対流が発生し、このときに拡散室内を上昇する対流空気に過熱水蒸気が拡散し、このように、過熱水蒸気が拡散した空気が空気流出口から暖房空間内に供給されることになる。
つまり、過熱水蒸気は水蒸気の一粒が小さいので、上記拡散室の下方の空気流入口から上方の空気流出口へと対流で上昇する空気に直ちに拡散し、これにより、結露を発生させることが極めて低い空気状態を作り出せる。
したがって、このような状態の水蒸気を含んだ空気を暖房器具に用いても、結露水、排水の処理が不要となり、極めて使い勝手の良いものとなる。

また、過熱水蒸気は高温であっても、それが拡散室内を上昇する空気に拡散し、過熱水蒸気発生容器の過熱水蒸気流出口よりも上方の拡散室の空気流出口から流出するので、安全性の問題も発生しない。
つまり、蒸気発生容器の過熱水蒸気流出口から、直接外部に過熱水蒸気を流出させるのではなく、拡散室内を上昇する空気に拡散させ、過熱水蒸気発生容器の過熱水蒸気流出口よりも上方の空気流出口から、水蒸気を含む適温の空気として拡散室外へと供給することが出来るので、安全性の問題も発生しないのである。

本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置を用いた暖房器具の斜視図 （ａ）同平面図、（ｂ）同側面図 同側面断面図 同暖房器具の支柱部分の斜視図 同支柱部分の平面図 同支柱部分の正面図 同支柱部分の側面図 同支柱部分の断面図 同支柱部分のカバーの斜視図 同支柱部分のカバーを外した斜視図 同支柱部分のカバーを外した正面図 同支柱部分内に配置した過熱水蒸気発生装置の斜視図 同支柱部分内に配置した過熱水蒸気発生装置の断面図 同支柱部分内に配置した過熱水蒸気発生装置の平面図 図１の暖房器具の天板の一部を示す平面図 図１の暖房器具の制御ブロック図 図１の暖房器具の動作フローチャート

（実施の形態１）
以下本発明の一実施形態に係る過熱水蒸気発生装置を用いた暖房器具を、添付図面を用いて説明する。

図１〜図３において、１は、主に足を暖める暖房器具であり、天板２の下方四隅を支柱３で支えた構成となっている。
また、天板２の外周部分には、カバー装着手段４が設けられ、このカバー装着手段４には、カーテン状態のカバー５が着脱自在に装着されている。天板２の裏面は、暖房器具１の内部の温度を調整するための電気ヒータ３１が取り付けられている。
使用者は、椅子６に座り、足先を、カバー５を押しのけ、暖房器具１内、つまり、天板２の下方へと挿入する。

本実施形態で特徴的なのは、上記４本の支柱３の少なくとも一本内に、図４〜図１４に示すように、過熱水蒸気発生装置７を装着したことである。
本実施形態では、図３に示す椅子６とは反対側の支柱３に過熱水蒸気発生装置７を装着した状態として説明を続ける。

支柱３の上下方向の中間部分で、暖房器具１内側向き部分には、図８、図１０、図１１のように格納空間８が設けられ、この格納空間８内部に上記過熱水蒸気発生装置７が格納されている。
この過熱水蒸気発生装置７は、図１２〜図１４のように、上面が開口した筒状の加熱容器９と、この加熱容器９内に配置したヒータ１０と、加熱容器９の上面開口部に連結した加熱筒１１と、加熱筒１１内に配置したヒータ１２とを備え、加熱容器９と加熱筒１１により過熱水蒸気発生容器が構成されている。
また、加熱容器９の下部には、給水パイプ１３の一端が連結され、また、加熱筒１１の上部外周部には、複数の過熱水蒸気流出口１４が水平方向に向けて開口配置されている。

過熱水蒸気発生装置７が配置された支柱３内の暖房器具１外側部分にも、格納空間１５が設けられ、この格納空間１５には、給水カートリッジ１６が、着脱自在に格納される。
具体的には、過熱水蒸気発生装置７が配置された支柱３の天板２部分の内周部には、図１、図２に示すように開口部１７が設けられ、この開口部１７から給水カートリッジ１６を着脱するのである。

給水カートリッジ１６を格納空間１５に配置した状態では、図８に示すように、格納空間１５の底部上方に給水カートリッジ１６の給水口１８が位置し、この給水口１８が水位となる。
また、この水位以下の格納空間１５部分に、上記給水パイプ１３の他端が連結され、これにより、加熱容器９内には、この水位まで常時水が供給されるようになる。
そして、加熱容器９内においてヒータ１０で水を加熱し、水蒸気とし、この水蒸気が加熱筒１１内を上昇するときにヒータ１２で再度加熱し、例えば１５０度の過熱水蒸気とし、これを過熱水蒸気流出口１４から加熱筒１１外の格納空間８へと噴出させる。

格納空間８の暖房器具１内側には、拡散室２３の外壁面として、図９に示すカバー１９が装着されている。
このカバー１９は金属製で、表面には、断熱植毛加工がされている。
このカバー１９で特徴的なのは、過熱水蒸気流出口１４の下方に、空気流入口２０、過熱水蒸気流出口１４よりも上方に空気流出口２１を設け、過熱水蒸気流出口１４の水平方向に対向する部分には開口を設けず、空気流出防止部２２としたことである。
また、格納空間８の暖房器具１内側に、カバー１９を装着することで、過熱水蒸気流出口１４の外周方向は、過熱水蒸気の拡散室２３が形成されることとなる。

つまり、過熱水蒸気発生装置７は格納空間８内に収納され、また、過熱水蒸気発生装置７の過熱水蒸気流出口１４は拡散室２３に開口し、この拡散室２３における過熱水蒸気流出口１４の下方に、空気流入口２０、過熱水蒸気流出口１４よりも上方に空気流出口２１を設け、過熱水蒸気流出口１４の水平方向に対向する部分には開口を設けず、空気流出防止部２２とした構成とした。

なお、天板２の開口部１７の近傍には、図１５に示すように、電源スイッチ２４、電源ランプ２５、正常動作表示ランプ２６が配置されている。

また、図１６は、制御ブロック図を示しており、制御回路２７には、上述した電源スイッチ２４、電源ランプ２５、正常動作表示ランプ２６、電気ヒータ３１が接続されている。
また、この制御回路２７には、傾斜センサ２８、水位センサ２９、過昇防止センサ３０も接続されている。
前記傾斜センサ２８は支柱３の適宜の位置に配置され、水位センサ２９は給水カートリッジ１６の給水口１８の近傍に配置され、過昇防止センサ３０は加熱容器９の外周に配置されている。

以上の構成において、電源スイッチ２４をオンすると暖房動作がスタートする（図１７のＳ１）。
なお、この電源スイッチ２４は、よく知られた回転操作タイプで、初期回動で電源がオンし、さらに回動を続けると電気ヒータ３１による暖房動作が弱から強へと連続的に可変されるタイプである。

電源スイッチ２４をオンすると、電源ランプ２５が点灯し（図１７のＳ２）、次に、傾斜センサ２８による傾き異常検出が無い（図１７のＳ３）、水位センサ２９による水位異常検出が無い（図１７のＳ４）、過昇防止センサ３０による異常検出が無い（図１７のＳ５）と、正常動作表示ランプ２６が点灯し（図１７のＳ６）、ヒータ１０、１２への通電が開始される（図１７のＳ７）。同時に、電気ヒータ３１への通電が開始される。暖房器具１の内部の温度は、電源スイッチ２４による７段階の強弱で設定される（図１７のＳ７）。

これに対して、傾斜センサ２８による傾き異常検出（図１７のＳ３）、水位センサ２９による水位異常検出（図１７のＳ４）、または、過昇防止センサ３０による異常検出（図１７のＳ５）が発生すると、ヒータ１０、１２および電気ヒータ３１への通電を停止し（図１７のＳ８）、正常動作表示ランプ２６を消灯させる（図１７のＳ９）。

当然のことながら、電源スイッチ２４をオンしていない状態では、ヒータ１０、１２および電気ヒータ３１への通電は無く（図１７のＳ１０）、正常動作表示ランプ２６、電源ランプ２５も消灯状態となる（図１７のＳ１１、Ｓ１２）。

以上の動作を行う本実施形態の暖房器具１では、その過熱水蒸気発生装置７の過熱水蒸気発生容器（加熱容器９と加熱筒１１により構成）の過熱水蒸気流出口１４を、拡散室２３内に配置し、この拡散室２３の、前記過熱水蒸気流出口１４よりも下方に空気流入口２０を設け、前記拡散室２３の、前記過熱水蒸気流出口１４よりも上方に空気流出口２１を設けた構成としたので、極めて使い勝手の良いものとなる。
すなわち、本実施形態においては、過熱水蒸気発生容器で発生した過熱水蒸気は、過熱水蒸気流出口１４から拡散室２３内に供給され、この拡散室２３内の温度を上昇させることになる。また、特に本実施形態では、加熱容器９と加熱筒１１も拡散室２３内に設けた状態としているので、動作開始に伴うヒータ１０、１２の発熱によっても、過熱水蒸気流出口１４から拡散室２３内に供給される前から、拡散室２３内の温度を上昇させることになる。
その結果、拡散室２３の下方の空気流入口２０から上方の空気流出口２１へと空気の対流が発生し、このときに拡散室２３内を上昇する対流空気に過熱水蒸気が拡散し、このように、過熱水蒸気が拡散した空気が空気流出口２１から暖房空間（カーテン状態のカバー５で囲まれた天板２の下方空間）へと供給されることになる。
さらに、暖房空間では、電気ヒータ３１の熱によって、結露が発生せずに過熱水蒸気として気化し続ける。
つまり、過熱水蒸気は水蒸気の一粒が小さいので、上記拡散室２３の下方の空気流入口２０から上方の空気流出口２１へと対流で上昇する空気に直ちに拡散し、これにより、結露を発生させることが極めて低い空気状態を作り出せる。

したがって、このような状態の水蒸気を含んだ空気を暖房器具１に用いても、結露水、排水の処理が不要となり、極めて使い勝手の良いものとなる。
つまり、上述した暖房空間（カーテン状態のカバー５で囲まれた天板２の下方空間）内では、湿気でベトベトの状況は発生しにくく、排水処理などは不要となる。

しかし、一方では、湿気を含んだ空間を形成することが出来るので、足部分への湿度供給は行える状況となることは、本発明者が足のかさつきが抑制されることでも、確認している。

また、過熱水蒸気は高温であっても、それが拡散室２３内を上昇する空気に拡散し、過熱水蒸気流出口１４よりも上方の空気流出口２１から暖房空間へと流出するので、安全性の問題も発生しない。
つまり、過熱水蒸気流出口１４から、直接、暖房空間に過熱水蒸気を流出させるのではなく、拡散室２３内を上昇する空気に拡散させ、過熱水蒸気流出口１４よりも上方の空気流出口２１から、水蒸気を含む適温の空気として拡散室２３外（暖房空間）へと供給することが出来るので、安全性の問題も発生しないのである。
さらに、拡散室２３内を上昇する空気流を形成するために、過熱水蒸気流出口１４から噴出する過熱水蒸気、ヒータ１０、１２を利用するので、省エネルギー化も図れる。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明の過熱水蒸気発生装置と、それを用いた暖房器具は、例えば、家庭用の暖房器具として活用される。

１ 暖房器具
２ 天板
３ 支柱
４ カバー装着手段
５ カバー
６ 椅子
７ 過熱水蒸気発生装置
８ 格納空間
９ 加熱容器
１０ ヒータ
１１ 加熱筒
１２ ヒータ
１３ 給水パイプ
１４ 過熱水蒸気流出口
１５ 格納空間
１６ 給水カートリッジ
１７ 開口部（水供給手段装着口）
１８ 給水口
１９ カバー
２０ 空気流入口
２１ 空気流出口
２２ 空気流出防止部
２３ 拡散室
２４ 電源スイッチ
２５ 電源ランプ
２６ 正常動作表示ランプ
２７ 制御回路
２８ 傾斜センサ
２９ 水位センサ
３０ 過昇防止センサ
３１ 電気ヒータ

Claims (6)

1. 過熱水蒸気発生容器の過熱水蒸気流出口を、拡散室内に配置し、この拡散室のうち、前記過熱水蒸気流出口よりも下方に空気流入口を設け、前記拡散室のうち、前記過熱水蒸気流出口よりも上方に空気流出口を設けた過熱水蒸気発生装置。
2. 前記拡散室のうち、前記過熱水蒸気流出口と対向する部分には、空気流出防止部を設けた請求項１に記載の過熱水蒸気発生装置。
3. 前記拡散室のうち、前記空気流入口、前記空気流出口、前記空気流出防止部を設けた外壁面は、断熱植毛壁面とした請求項２に記載の過熱水蒸気発生装置。
4. 前記拡散室内に、前記過熱水蒸気発生容器を配置した請求項１から３のいずれか一つに記載の過熱水蒸気発生装置。
5. 天板と、この天板を支える支柱とを備え、前記支柱に、請求項１から４のいずれか一つに記載の過熱水蒸気発生装置を装着した暖房器具。
6. 前記天板の内周部には、前記過熱水蒸気発生装置への水供給手段装着口を設け、この天板の外周部には、カバー装着手段を設けた請求項５に記載の暖房器具。

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