JP2548969B2 - 電気ボイラの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電気ヒータにより缶水を加熱して得られた蒸
気を蒸気加熱機器などに供給するために用いる電気ボイ
ラの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来、電気ボイラは、第５図に示すように、上部管寄
１と、下部管寄３とを有している。上部管寄１と下部管
寄３との間には加熱管５と液柱管７とが接続されてい
る。加熱管５と下部管寄３の内部には保護管により電気
絶縁性を保持したシーズヒータあるいはカートリッジヒ
ータなどの電気ヒータ９が挿入されている。

この電気ヒータ９の一端部は、フランジなどの封止部
材11に固定されている。封止部材11は下部管寄３の下面
に接続されている案内管13の外周端に接続された受板15
にボルト17を螺合することによって固定されている。

したがって、案内管13の下端開口は封止部材11によっ
て封止され、電気ヒータ９の発熱部分が下部管寄３の内
部から加熱管５の内部にまで挿入されている。

この電気ヒータ９の端部は封止部材11から外方に突出
し、電気ヒータ９の先端から端子19が突出している。こ
の端子19は電気ヒータ９の内部に設けられている。発熱
線（図示せず）に接続されている。

上部管寄１には蒸気を供給する供給管21が接続されて
いる。この供給管21の一端は上部管寄１の上面に設けた
取付座23に螺合して固定されている。また、上部管寄１
の上面には取付座25に螺合して固定した複数の水位検出
棒27が液柱管７の内部にまで挿入されている。

下部管寄３には缶水30を流入するための給水管32と下
部管寄３の缶水30を排出するための排出管34が接続され
ている。下部管寄３には取付座36、37が設けられて、こ
れらの取付座36、37にそれぞれ給水管32、排出管34が螺
合されて固定されている。

下部管寄３には脚38が設けられている。これらの脚38
によって、下部管寄３の上方に加熱管５、液柱管７及び
上部管寄１が倒立して設置されている。

この電気ボイラでは排水管34の中間部に設けられてい
るバルブ（図示せず）を閉じた状態にて、下部管寄３の
内部に給水管32から図示の実線矢印で示すように缶水30
に供給する。缶水30は下部管寄３の内部から加熱管５及
び液柱管７の内部にまで供給する。この際缶水30は液柱
缶７の内部においては短い水位検出棒27の少し上にまで
水位が上昇すると給水が停止する。この動作は、給水管
32に設けた電磁弁（図示せず）を水位検出棒27の水位検
出信号により開閉することによって行われる。

したがって、加熱管５の内部の缶水30の水位は液柱管
７の水位と同じになる。

今、供給管21に設けてある開閉弁（図示せず）を閉じ
た状態にて電気ヒータ９に通電を行うと、加熱管５の缶
水30が加熱されて、図示の破線矢印に示すように、蒸気
を上部管寄１の内部に貯溜する。この蒸気は上部管寄１
の内部で所定の圧力に達した時に、供給管21の開閉弁を
開放して蒸気を機器などに供給する。この際、水位が下
がると、水位検出棒27によってその水位を検出し、再び
給水管32から、下部管寄３の内部に缶水30の給水を行
う。

なお、排水管34は、缶水30を抜き取る場合にバルブを
開放すると缶水30が外部に放出できる。

第６図は電気ボイラの他の従来例を示している。この
従来例において、第５図に示した従来例と同じ部分には
同じ符号を付して説明を省略する。

この電気ボイラにおいてはシーズヒータのような電気
ヒータ９が用いられ、第５図とは逆に電気ヒータ９を上
部管寄１に設け加熱管５の内部に挿入している。電気ヒ
ータ９は、第５図と同様に案内管13に設けた封止部材11
に固定されている。

この電気ボイラにおいても、第５図に示した電気ボイ
ラと同じ動作により、蒸気が供給される。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、電気ヒータ９に通電が行われて、缶水
30を加熱する際に、下部管寄３の内部の電気ヒータ９の
加熱部分も発熱するため、下部管寄３の内部の缶水30が
加熱されてしまい、下部管寄３の内部の缶水30に対流が
生じる。この結果下部管寄３内の缶水30まで加熱しなが
ら昇温する為蒸気を供給するまでの初期時間（立上がり
時間）が長くなり、電気ボイラの立上がり特性が良くな
い。

この電気ボイラにおいては、蒸気の供給を断続的に繰
り返して行うことが多い。このためには瞬時に蒸気を発
生し、所定圧力に保ようにしておくためには、電気ヒー
タ９の発熱部長Ｌを必要とし、かつワット密度を高めな
ければならない。仮に加熱管５の内部にのみ電気ヒータ
９の発熱部を有するように設計した場合には、その範囲
内に入れるヒータ容量には限度がある為発熱部長Ｌを短
くした分だけ蒸気を供給するまでの時間が長くなる。

このため、使用者は蒸気の利用に際して手持ち時間が
生じてしまう。

また、他の従来例として第６図に示した電気ボイラー
においては、上部管寄１に案内管13を溶接により接続
し、蒸気管寄１と下部管寄３とに加熱管５を溶接により
接続しているものであるから、溶接作業時に案内管13と
加熱管５との軸芯が一致しない場合に、電気ヒータ９の
先端が加熱管５の内壁に触れてしまい、受板15と封止部
材11を固定すると、電気ヒータ９を損傷したり、封止状
態が悪くなるという問題がある。

電気ヒータ９は発熱量を多く得るためには、一本では
困難な場合があり、複数本を加熱管５の内部に挿入とよ
うとすると、案内管13と加熱管５との軸芯を一致させる
溶接作業にかなりの熟練度を要する。

それ故に本発明の課題は下部管寄の内部での缶水の対
流を防止して蒸気の供給効率を高め、かつ電気ヒータと
加熱管の組み立てを容易にした電気ボイラの製造方法を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、蒸気供給管を接続した上部管寄と、
缶水を流入する給水管を接続した下部管寄との間に接続
した加熱管と、該加熱管の内部に電気ヒータを挿入し、
該電気ヒータの端部を前記加熱管の一方開口端を封止し
た封止部材に固定した電気ヒータとを含む電気ボイラに
おいて、前記上部管寄の底面部に前記加熱管の他方の上
端部を接続する孔を形成し、前記下部管寄に前記加熱管
を貫通する対の孔を形成し、前記下部管寄に前記加熱管
を貫通した際に前記下部管寄の内部に位置する前記加熱
管部分に缶水流通路を形成し、前記加熱管を前記下部管
寄の孔に貫通し、該加熱管の上端部を前記上部管寄の孔
に合せた後に該加熱管を前記上部管寄と前記下部管寄と
に溶接により接続したことを特徴とする電気ボイラの製
造方法及び蒸気供給管を接続した上部管寄と、缶水を流
入する給水管を接続した下部管寄との間に接続した加熱
管と、該加熱管の内部に電気ヒータを挿入し、該電気ヒ
ータの端部を前記加熱管の一方開口端を封止した封止部
材に固定した電気ヒータとを含む電気ボイラにおいて、
前記下部管寄の上面部に前記加熱管の他方の端部を挿入
する孔を形成し、前記上部管寄に前記加熱管を貫通する
対の孔を形成し、前記上部管寄に前記加熱管を貫通した
際に前記上部管寄の内部に位置する前記加熱管部分に蒸
気流通路を形成し、前記加熱管を前記上部管寄の孔に貫
通し、該加熱管の下部を前記下部管寄の孔に挿入した後
に該加熱管を前記上部管寄と前記下部管寄とに溶接によ
り接続したことを特徴とする電気ボイラーの製造方法が
得られる。

［作用］ 缶水は給水管を通して下部管寄に流入され加熱管にま
で入り込む。この状態にて、缶水は加熱管の内部にて電
気ヒータにより加熱される。

加熱管の内部の缶水は加熱されると加熱管の上部に上
昇することから、加熱管の水位面にて蒸気を発生する。
蒸気は上部管寄の内部にて所定の圧力に保たれた後に蒸
気供給管から流出される。

下部管寄の内部には加熱管と対流防止部があるため、
加熱管の内部の缶水と、加熱管の外の缶水とによって対
流することなく、加熱管の内部にて缶水の加熱が行われ
る。

すなわち、缶水は加熱管の内部の狭い容積の缶水が加
熱され蒸気となるから蒸気を短時間に供給する。

この電気ボイラにおいては、上部管寄又は下部管寄の
孔に一本の加熱管を貫通して溶接しているから加熱管に
挿入する電気ヒータが加熱管に接触することなく挿入さ
れる。また、加熱管は一本であるから、下部管寄と上部
管寄の孔に加熱管を設け溶接により接続されるので密封
された状態に組み立てられる。

［実施例］ 第１図乃至第３図は本発明の電気ボイラの製造方法の
一実施例を示している。この実施例において第５図と同
じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。

第１図乃至第３図を参照して、この電気ボイラは下部
管寄３上面部と下面部とに形成された孔3a、3bを貫通し
た加熱管５を有している。下部管寄３の内部の加熱管５
には缶水流通路40aが形成されている。缶水流通路40a
は、たとえば図示するように複数の小孔を形成して缶水
30の流通路としている。この加熱管５の上端部は上部管
寄１の下面部に形成された孔1aに接続され、加熱管５の
下部は下部管寄３から下方に突出している。加熱管５の
下端にはフランジのような封止部材11が設けられてい
る。この封止部材11には電気ヒータ９の端部が固定され
る。

したがって、電気ヒータ９は加熱管５の下端から上方
にのびて設けられている。封止部材11は、第２図にも示
すように、加熱管５の下端外周に接続されている受板15
にボルト17を用いて螺合し固定される。

一方、上部管寄１の内部には、堰板42が設けられてい
る。堰板42は加熱管５の上端開口と、蒸気供給管21の接
続開口との間の上部管寄１の内壁に一端が固定されてい
る。

この堰板42は蒸気供給管21の接続開口に向けて流れる
蒸気流を狭めて通過させるものである。上部管寄１には
第３図に示すように、液柱管７の内部にまでのびた水位
検出棒27、蒸気供給管21及び安全弁、圧力計などに接続
する接続管45が接続されている。

この電気ボイラにおいては、下部管寄３の孔3a、3bを
加熱管５が貫通した際に、下部管寄３の内部に位置する
加熱管５に缶水の複数の流通路40aが形成される。この
加熱管５は下部管寄３の孔3a、3bを貫通して、加熱管５
の上端部を上部管寄１の孔1aに合せた後に、この加熱管
５を上部管寄１の孔3aの周面と、下部管寄３の周面とを
溶接により接続して固定する。

この電気ボイラでは排水管34の中間部に設けられてい
るバルブ（図示せず）と、蒸気供給管21の中間部に設け
られている開閉弁（図示せず）とを閉じた状態にて給水
管32から、図示の実線矢印で示すように、缶水30を下部
管寄３の内部に供給する。この際、缶水30は液柱管７の
内部においては、短い水位検出棒27の少し上にまで水位
が上昇すると給水が停止する。この給水停止動作は給水
管32に設けた電磁弁（図示せず）を水位検出棒27の水位
検出信号によって閉じる動作によって行われる。

したがって、加熱管５の内部の缶水30の水位は、液柱
管７の水位と同じになる。

今、蒸気供給管21の開閉弁と排水管34のバルブとを閉
じた状態にて、電気ヒータ９に通電が行われると、加熱
管５の内部の缶水30が加熱されて、図示の破線矢印に示
すように、蒸気を上部管寄１の内部に貯溜する。この蒸
気は上部管寄１の内部で所定の圧力に達した時に、蒸気
供給管21の開閉弁を開放して蒸気を機器などに供給す
る。

この際、水位が下がると、水位検出棒27によってその
水位を検出し、再び給水管32から下部管寄３の内部に缶
水30の給水が行われる。

缶水30の加熱時には、加熱管５の内部の缶水30が加熱
されるから、蒸気発生分の缶水30が、缶水流通路40aか
ら加熱管５の内部に入り込む。即ち、下部管寄３の内部
の缶水30は常温であり、この缶水30が加熱管５の缶水流
通路40aから加熱缶５の内部に入り込む。下部管寄３の
内部の加熱管５ではこの加熱管５の内部にて缶水30が加
熱されて常温よりも少し高い温度になるとこの加熱管５
の内部を上昇する。

この際、下部管寄３の内部の加熱管５は加熱管５の内
部の缶水30と加熱管５の外の缶水30との間の缶水30の温
度差によって生じる対流を防止するため対流防止部5aが
その役目を果たす。

したがって、下部管寄３の内部では缶水30の対流を起
こさずに、すみやかに加熱管５の内部の缶水30を上昇さ
せる。このため缶水30は短時間に蒸気となり上部管寄１
の内部に貯溜する。

上部管寄１の内部では蒸気が蒸気供給管21の開口部に
向う間に堰板42が設けらえているため、しめり蒸気、す
なわち水滴や不純物を含む蒸気を堰板42に当て水滴とし
て上部管寄１の内底面に落とす。このため乾き蒸気が蒸
気供給管21から供給できる。

なお、堰板42によって落ちる水滴は、一例として液柱
管７の内部へ落ちるようにすればよい。第４図は本発明
の電気ボイラ製造方法の他の実施例を示している。この
実施例において、第１図乃至第３図と同じ部分には同じ
符号を付して説明を省略する。

第４図を参照して、この電気ボイラは上部管寄１の上
面部と下面部とに形成した孔1a、1bを貫通して設けた加
熱管５を有している。加熱管５の上端部は上部管寄１の
上方に突出している。加熱管５の上端開口には封止部材
11が固定されている。封止部材11には電気ヒータ９の端
部が固定され、この電気ヒータ９を加熱管１の内部に挿
入している。封止部材11は加熱管５の外周上部に固定さ
れている受板15にボルト17を用いて螺合し固定してい
る。上部管寄１の内部の加熱管５には蒸気流通路40bが
形成されている。蒸気流通路40bは、たとえば複数の小
孔を形成して蒸気の通路としている。下部管寄３の上面
部には孔3aが形成されて、この孔3aに下部管寄３の下部
が挿入されている。この加熱管５の下端は缶水流通路40
cとなる。

この電気ボイラにおいては、上部管寄１の孔1a、1bに
加熱管５を貫通し、下部管寄３の内部にまで加熱管５の
下部を挿入した後に、この加熱管５を上部管寄１の孔1
a、1bの周面と、下部管寄３の孔3aの周面とに溶接によ
り、接続し固定をする。缶水30は、第１図において示し
たように、下部管寄３、加熱管５及び液柱管７の内部に
入り込み、缶水30の水位が加熱管５と液柱管７との上部
に位置している。下部管寄３の内部において、缶水30は
缶水流通路40cから加熱管５の内部に入り込む。加熱管
５の内部では電気ヒータ９によって加熱された缶水30が
上昇し、水位面において、蒸気を発生する。

そして、蒸気は加熱管５の蒸気流通路40bから上部管
寄１の内部に貯溜する。その後の蒸気供給及び缶水30の
供給は、第４図に示した電気ボイラと同様であるため説
明を省略する。

この電気ボイラにおいては、下部管寄３の内部の加熱
管５が対流防止部5bとなっている。

すなわち、加熱管５の対流防止部5bの内部に挿入され
ている電気ヒータ９によって加熱された缶水30は、加熱
管５の内部を上昇する。この際、下部管寄３の内部の缶
水30と加熱管５の内部の缶水30とは対流防止部5bによっ
て対流が防止される。

また、上部管寄１の内部に設けた堰板42は、第１図に
も示した堰板42と同様な役目を果たす。

さらに、第５図に示した従来の電気ボイラでは電気ヒ
ータ９の発熱部長Ｌとしているが、この発熱部長Ｌを第
１図及び第４図に示した電気ボイラの電気ヒータ９の発
熱部長Ｌに等しくても缶水30の対流を防止できる。

なお、実施例により説明した電気ボイラは、複数本の
加熱管５を上部管寄１と下部管寄３との間に接続して多
管式の電気ボイラに応用してもよく、特に電気ボイラと
しても用いることができる。

このように、本発明の電気ボイラの製造方法において
は、一本の加熱管５を上部管寄１と下部管寄３とに溶接
する。この溶接作業によって、加熱管５は、しっかりと
固定できるものであり、電気ヒータ９が正しい位置に設
けられる。

なお、液柱管７には複数の水位検出棒27が挿入される
が、この液柱管７が細径である場合には、加熱管５と同
様に上部管寄１と下部管寄３とに溶接して固定すること
もできる。

さらに、この電気ボイラの製造方法では電気ヒータ９
を予じめ加熱管５に挿入して封止部材11に固定した後
に、この加熱管５を上部管寄１と下部管寄３に溶接して
もよく、始めに加熱管５を上部管寄１と下部管寄３に溶
接して固定した後に、電気ヒータ９を加熱管５の内部に
挿入して電気ヒータ９を加熱管５に固定してもよい。

［発明の効果］ 以上実施例により説明したように、本発明の電気ボイ
ラの製造方法によれば、加熱管を用いて電気ヒータをこ
の加熱管に固定し、加熱管を上部管寄と下部管寄とに溶
接して固定したため、加熱管の軸方向と電気ヒータの軸
方向のズレがなくなり電気ヒータの挿入が容易となる。

また、一本の加熱管を上部管寄と下部管寄とに溶接す
るため、従来のような案内管との軸合せが必要なく溶接
作業が容易に行える。さらに、下部管寄には加熱管が溶
接されると同時に下部管寄の内部の缶水の対流防止部が
できるため、缶水の対流が防止でき蒸気の発生効率や電
力消費のロスが減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気ボイラの製造方法の一実施例によ
り組み立てられた電気ボイラの断面図、第２図は第１図
の一部の底面を示す底面図、第３図は第１図の一部の上
面を示す上面図、第４図は本発明の電気ボイラの製造方
法の他の実施例により組み立てられた電気ボイラの断面
図、第５図は従来の電気ボイラの断面図、第６図は他の
従来例を示す電気ボイラの断面図である。 １……上部管寄、1a……孔、３……下部管寄、3b……
孔、５……加熱管、９……電気ヒータ、11……封止部
材、21……蒸気供給管、32……給水管、40a……缶水流
通路、40b……蒸気流通路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気供給管を接続した上部管寄と、缶水を
   流入する給水管を接続した下部管寄との間に接続した加
   熱管と、該加熱管の内部に電気ヒータを挿入し、該電気
   ヒータの端部を前記加熱管の一方開口端を封止した封止
   部材に固定した電気ヒータとを含む電気ボイラにおい
   て、前記上部管寄の底面部に前記加熱管の他方の上端部
   を接続する孔を形成し、前記下部管寄に前記加熱管を貫
   通する対の孔を形成し、前記下部管寄に前記加熱管を貫
   通した際に前記下部管寄の内部に位置する前記加熱管部
   分に缶水流通路を形成し、前記加熱管を前記下部管寄の
   孔に貫通し、該加熱管の上端部を前記上部管寄の孔に合
   せた後に、該加熱管を前記上部管寄と前記下部管寄とに
   溶接により接続したことを特徴とする電気ボイラの製造
   方法。
2. 【請求項２】蒸気供給管を接続した上部管寄と、缶水を
   流入する給水管を接続した下部管寄との間に接続した加
   熱管と、該加熱管の内部に電気ヒータを挿入し、該電気
   ヒータの端部を前記加熱管の一方開口端を封止した封止
   部材に固定した電気ヒータとを含む電気ボイラにおい
   て、前記下部管寄の上面部に前記加熱管の他方の端部を
   挿入する孔を形成し、前記上部管寄に前記加熱管を貫通
   する対の孔を形成し、前記上部管寄に前記加熱管を貫通
   した際に前記上部管寄の内部に位置する前記加熱管部分
   に蒸気流通路を形成し、前記加熱管を前記上部管寄の孔
   に貫通し、該加熱管の下部を前記下部管寄の孔に挿入し
   た後に該加熱管を前記上部管寄と前記下部管寄とに溶接
   により接続したことを特徴とする電気ボイラの製造方
   法。