JP2973655B2 - 蒸気発生装置 - Google Patents

蒸気発生装置

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JP2973655B2
JP2973655B2 JP3307339A JP30733991A JP2973655B2 JP 2973655 B2 JP2973655 B2 JP 2973655B2 JP 3307339 A JP3307339 A JP 3307339A JP 30733991 A JP30733991 A JP 30733991A JP 2973655 B2 JP2973655 B2 JP 2973655B2
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和則 曽根高
豊 上村
隆夫 西山
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スチーム入浴、加湿空
調、湿式乾燥、蒸し調理などに利用する蒸気発生装置の
構成に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の蒸気発生装置は図から
に示すように、水を沸騰させて蒸気を発生させる缶
体21は、燃焼室24の下方に加熱手段であるバーナ2
3が配置され、缶体21の外周部にはバーナ23の燃焼
熱を吸収するフィン22が多数溶接され、缶体21内の
水を加熱し蒸気を発生させる。前記缶体21には気水面
SOの上方空間に蒸気吐出管25と、缶体21の水位を
コントロールする水位センサ室30とを連結する蒸気圧
導出管26と、水位センサ室30の下方にバイパス管2
9を設け、このバイパス管29と蒸気圧導出管26によ
り、水位センサ室30と缶体21を同一圧力域にする構
成としている。さらに缶体21の下方水中に給排水管2
7を接続し、給水ポンプ28により缶体21およびバイ
パス管29を介して水位センサ室30に給水する。缶体
21の水位は水位センサ室30のH水位センサ30aと
L水位センサ30bの範囲内で制御器34によりコント
ロールされる。缶体21で発生した蒸気33は、缶体2
1の上方空間に接続した蒸気吐出管25を通り、装置外
に流出して浴室31の下方に設けた蒸気吐出器32より
吐出され、浴室31をスチームサウナ室として利用する
ものである。
【0003】図の制御器34の動作フローチャートで
は、運転を指示すると、S−21で給水ポンプ28が作
動し、缶体21の水位は水位センサ室30に設けた水位
Hまでまず給水される。水位HはS−22でH水位セン
サ30aにより検知され、S−23で給水ポンプ28が
OFFして給水が停止する。給水が停止するとバーナ2
3にガスが供給され、S−24でバーナ23に着火・燃
焼して缶体21が加熱される。缶体21は燃焼熱をフィ
ン23で受熱して加熱され蒸気33が発生する。蒸気3
3が発生すると缶体21の水位は減少し、水位が水位L
になると、S−25でL水位センサ30bにより検知さ
れる。水位Lが検知されるとS−26で給水ポンプがO
Nし再び缶体21に給水される。そして、S−21から
S−24が立上りモードで、S−25からS−26まで
が定常モードを示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の構成
および制御方法では、S−22の水位Hをかならず検知
しなければS−24のガスの着火燃焼に進むことができ
ないため、缶体21を早く加熱することができなかっ
た。そして、図に示す蒸気発生までの時間Tb0はT
b1 +Tb2 の総和である。時間Tb1 は缶体21の内
容積(大きさ)や缶体21の水位Hの位置、さらには給
水ポンプの能力により決定される。一方、時間Tb2 は
缶体21の総給水量(水位Hまでの給水量)と加熱エネ
ルギ量により決定される。このため蒸気発生までの時間
Tb0 を短縮して早くするためには、可能な限り内容積
が少ない缶体と水位Hを低位置に設定することにより、
総給水量を少なくし、さらに高能力の給水ポンプにより
短時間給水と高エネルギにより加熱すればよいことにな
る。しかしながら、給水量が少なくて高エネルギにより
加熱すると、缶体21の缶体温度が異常に高くなる。た
とえば缶体21が一般的に使用する銅の場合、銅がすぐ
に酸化され、酸化減肉によりクラックや穴開き等が発生
し、安全性、耐久性が著しく低下する。また給水量を少
なくすると、水位Hと水位Lの差を十分取ることができ
なくなる。なぜなら、缶体21内の水が沸騰すると気水
面Soが脈動して水位センサ室30の水位も微少ながら
脈動し、水位制御のためある一定の水位差を設けなけれ
ばならない(少なくとも水位差1mm以上)。この水位
差が小さい場合、装置の取付け条件(取り付け角度)な
どを含め給水ポンプ28の作動回数が多くなって給水ポ
ンプ28の寿命が著しく低下する。さらに給水ポンプ2
8の劣化により給水能力も低下して給水量が少なくなる
と、給水と蒸発による減水のバランスが崩れて缶体21
内の気水面Soが低下して空だき状態となり、缶体21
を破損させてしまうなどの問題点があった。
【0005】本発明は、このような上記の問題点を解決
するもので、缶体の安全性、耐久性にも優れ、かつ蒸気
発生までの所要時間を短縮させ、蒸気発生の立上りを早
くすることにより、使い勝手の優れた蒸気発生装置を提
供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による蒸気発生装置は、運転指示信号により
空水状態から所定水位に貯水する蒸気発生缶体を、所定
水位になる前に加熱器で加熱せしめる指示を出力する制
御器を備え、前記制御器は、缶体が所定水位に貯水する
までの缶体への給水を所定時間サイクルでオン・オフ制
御して水位を上昇させるものである。
【0007】
【作用】上記手段により、本発明の蒸気発生装置は、缶
体の耐久性を維持しながら運転スタートとして給水を開
始してから蒸気発生までの時間を早くさせ、たとえばス
チーム入浴における浴室内の雰囲気温度の上昇を早め、
即入浴が可能や蒸し調理の調理の高速化が可能など、従
来よりも使い勝手の優れたものである。
【0008】
【実施例】以下、本発明による蒸気発生装置の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。本発明の実施例
では加熱器として電気ヒータを用いた場合を中心に記載
し、ガス、灯油を熱源とする加熱器については同様に実
施できるので実施例として記載していない。
【0009】図1は本発明の第実施例の概略構成図を
示し、周囲を閉塞して蒸気を発生する缶体1はその外周
に電気ヒータ2を巻き付けている。そして、缶体1の上
方空間に蒸気吐出管3と、缶体1の水位をコントロール
する水位センサ室8とを連結する蒸気圧導出管4と、前
記水位センサ室8の下方に給排水管5より分岐したバイ
パス管7を接続している。この蒸気圧導出管4とバイパ
ス管7により缶体1と水位センサ室8を同一圧力域に
し、缶体1の水位を安定してコントロールするようにし
ている。さらに缶体1の下方水中に給排水管5を接続
し、この給排水管5の下方に設けた給水ポンプ6により
缶体1およびバイパス管7を介して水位センサ室8に水
を供給する。缶体1の水位は、水位センサ室13に設置
したセンサを3本にしたものである。すなわちH水位セ
ンサ13a、L水位センサ13bに加え、空だき防止水
位センサ(S水位センサ)13cを設けたものである。
図5の制御器14の動作フローチャートに示すように、
ステップS−22で水位Sを検知してからS−23でヒ
ータ2に通電するように制御したものである。給水ポン
プ6の制御はS−24で水位Sを検知すると制御器14
のタイマが作動し、所定のON時間、ΔtONと所定O
FF時間、ΔtOFFを繰り返し、S−27の水位Hが
検知するまで作動する。S−27の水位Hが検知される
と、制御器14は運転シーケンスを定常モードに移行す
る。また図示はしていないが、S−22で水位Sを検知
してからS−23でヒータ2を通電し、給水ポンプ6の
制御はH水位センサ13aを検知するまで作動しても、
蒸気発生の立上げは従来よりも早くなる。
【0010】本実施例は缶体1の安全性、耐久性をより
考慮したもので、S−22で水位Sを検知しない限り、
次ステップに移行しないため、万一給水ポンプ6が動作
せずに缶体1が空水のとき等の缶体1の安全性等は格段
にレベルが向上できる。
【0011】次に、本発明の第実施例について説明す
ると、図6に示すように、缶体1の上方空間に接続した
蒸気吐出管3の一部に温度センサ15を設けたものであ
る。そして、図7に示すようにステップS−31で給水
ポンプ6が作動し、S−32でヒータ2に通電して缶体
1加熱する。給水ポンプ6はS−33で所定のON時
間、ΔtONが経過するとS−34に移行して給水ポン
プ6がOFFされる。この間缶体1は加熱されて蒸気が
発生すると温度センサ15により蒸気温度を検知する。
次に、S−35でΔtOFF時間の経過をチェックし、
経過していないときはS−36で蒸気温度が所定温度か
否かをチェックする。S−35でΔtOFFを経過した
ときにはS−37で制御器16は給水保留の処置をと
る。そしてS−36またはS−38で所定温度を検知す
ると、S−39で給水ポンプ6が作動すると制御器16
のタイマが所定のON時間、ΔtONのカウントを開始
する。S−40で水位Hが検知するまで作動する。そし
て、水位Hが検知されると、制御器16は運転シーケン
スを定常モードに移行する。以下、ステップS−42、
S−43と移行する。そして、蒸気が発生して所定温度
を確認した後から再給水のためのタイマ制御を行い、給
水が十分加熱されて吐出に有効な蒸気発生のタイミング
を早くできる。
【0012】また、図示はしていないが、第2実施例の
場合のように水位Sを検知してからヒータ2を作動させ
る場合には、少なくとも缶体1の貯水量が缶体1の安全
性、耐久性を最低限確保した後、ヒータ2をフルパワー
で通電させて立上り速度を早め、水位Hを検知すると上
部側の電気ヒータ2bをOFFさせることもできる。
【0013】次に図10は上記に少し説明したが、給水
ポンプ6のONの時間、ΔtON、OFFの時間、Δt
OFFのタイマ設定例を示し、(a)は、時間ΔtO
N、ΔtOFFのサイクルが一定の場合、(b)は、時
間ΔtONが徐々に長くし、ΔtOFFが一定の場合、
(c)は、(a)の変形例で初期時間ΔtONのみ長く
し、それ以降は時間ΔtON、ΔtOFFが一定サイク
ルの場合、(d)は、(b)の変形例で時間ΔtONは
徐々に長くし、一方、時間ΔtOFFは徐々に短くした
場合である。この(a)から(d)の中で蒸気発生の立
上りの早い順位は、(d)→(b)→(a)→(c)と
なるが、缶体の安全性、耐久性等および初期制御を考慮
すると、上記実施例の最適タイマ制御例は第1と第3実
施例では(a)、(c)・・・の順序に缶体の安全性が
確保でき、第2、第4実施例では(d)、(b)・・・
の順序に蒸気発生の立上りを図ることが望ましい。
【0014】また貯水方法については給水ポンプを用い
た場合を中心に記載したが、その他の貯水方法として、
(i)水ガバナ(水圧の調圧)+給水電磁弁方式(ii)
定量注入シリンダ方式等についても同様な制御ができる
ものである。
【0015】
【発明の効果】以上の説明により明らかにしたように、
本発明の蒸気発生装置の請求項1では、缶体への貯水開
始と同時に加熱器の加熱指示する制御器を備え、缶体へ
の貯水を段階的にオン・オフ制御して給水を一時停止す
ることにより、給水停止中の加熱により蒸気発生までの
時間を早くするとともに、蒸気発生後もほぼ連続的に蒸
気を発生するため、スチーム入浴等の使い勝手が良くな
ると共に、蒸気発生までの時間を早くすることができ
る。
【0016】また請求項では、蒸気温度を検知して給
水の一時停止中に蒸気の有効な吐出を確認してから給水
を再開し、蒸気発生時間を早くでき、使い勝手が良くな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による蒸気発生装置の第の各実施例を
示す構成概略図
【図2】本発明の第の各実施例を示す制御器の動作フ
ローチャート
【図3】本発明による蒸気発生装置の第の各実施例を
示す構成概略図
【図4】本発明の第の各実施例を示す制御器の動作フ
ローチャート
【図5】(a)は本発明における給水ポンプのON時
間、OFF時間が一定の制御タイムチャート(b)は本
発明における給水ポンプのON時間を徐々に長くした制
御タイムチャート(c)は本発明における給水ポンプの
初期ON時間のみを長くした制御タイムチャート(d)
は本発明における給水ポンプのON時間を徐々に長く、
OFF時間を徐々に短くした制御タイムチャート
【図6】従来の蒸気発生装置を示す構成概略図
【図7】従来の制御器の動作フローチャート
【図8】従来の制御器の概要タイムチャート
【符号の説明】
1、17 缶体 2、18 ヒータ 8a、8b、13a、13b、13c 水位センサ 12、14、16 制御器 15 温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 昌知 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 実開 平2−62208(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F22B 35/00 F22D 5/00 F22D 5/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】運転指示信号により空水状態から所定水位
    に貯水する蒸気発生用缶体と、この缶体の加熱器と、缶
    体が所定水位に貯水する前に加熱器の加熱を指示する制
    御器を備え、前記制御器は缶体が所定水位に貯水するま
    での缶体への給水を所定時間サイクルでオン・オフ制御
    して水位を上昇させる蒸気発生装置。
  2. 【請求項2】制御器はオフ制御中に缶体または缶体の蒸
    気吐出管の一部に設けた温度センサで蒸気温度を検知し
    た後、缶体の給水を再開して水位を上昇させる請求項1
    記載の蒸気発生装置。
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JP5305652B2 (ja) * 2004-06-23 2013-10-02 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ コーヒーメーカーのボイラの加熱プロセス
JP4633013B2 (ja) * 2006-07-05 2011-02-16 シャープ株式会社 加熱調理器

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