JPH01169201A - 蒸気発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、家庭の浴室等に蒸気を充満させてスチームサ
ウナとして利用するのに適した蒸気発生装置に関するも
のである。

従来の技術 従来、この種の蒸気発生装置は、第４図〜第５図に示す
よう（て、缶体２７と、この缶体２７の上方空間に蒸気
出口３０と、下方に給水口２９を設け、給水路３３を通
して給水ポンプ３９により水道水を缶体２７に補給する
。缶体２７の外周部に多数溶接されたフィン２８が加熱
源２６の燃焼熱を吸収し、缶体２７内の水３６を加熱し
て沸ｊ騰させ蒸気を発生させて、蒸気出口３０より蒸気
３７を機外に送り出す蒸気配管３日と、缶体２７内の沸
栃水を排水する電磁コイル３４と弁部３５を有する電磁
弁を利用した排水弁が設けられて構成されていた。又、
排水弁には電磁弁の他に電動式又は手動式の仕切弁、玉
形弁、アングル弁等が用いられていた。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、加熱源２６により缶体２７
を加熱すると、水が沸騰して＠気が発生する。このよう
にして、缶体２７内の水が蒸発により減少すると、上水
位センサ３１、上水位センサ３２により水位は常にこの
両水位センサの位置する範囲内に保つように給水口２９
より、缶体２７内に補給される。缶体２７内の水３６は
常に沸騰して蒸発しているために、水中に含まれたスケ
ール成分（Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉ等）が析出して濃縮され、
長時間の使用においては、缶体２７の内壁面にスケール
として付着し、加熱源２６の熱を十分熱交換出来なくな
り、蒸気発生量が次第に低下したり、蒸気配管３８がス
ケール付着により目詰りを生ずることが考えられる為、
内壁面に付着したスケ−１ｖ４０を排出する方法として
、運転停止時に電磁弁などの排水弁を開弁動作させて沸
騰水３６を排水することにより、缶体２７が冷却され収
縮される。この時、缶体２７とスケ−／Ｌ／４０の熱膨
張係数の違いによりスケ−１ｖ４０が剥離されスケール
片４１を缶体２７の下部に落下させ、排水時に沸騰水３
６とともにスケール片４１を排出する方法がなされてい
た。

しかし、スケール片４１は電磁弁の弁部３５と弁座部４
２の隙間に噛み込み完全に閉弁出来なくなり、水洩れを
生じ缶体２７に十分な給水が出来°なくなったりする問
題があった。又、この問題点を解決する為に、フィルり
４３を設ける方法も考えられだが、逆にフィルり４３が
目詰りを生じ、排水が出来なくなる問題が生じた。

本発明は、このような上記間ｖ０点を解決するもので、
コンパクトで、且つ、スケール付着防止処理を容易で確
実にする、使い勝手のよい家庭用のスチームサウナに適
した蒸気発生装置を提供すること全目的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するため、水を沸騰させて
蒸気を発生する蒸気発生器と、この蒸気発生器を加熱す
る加熱源と、開放型給水タンクと、この開放型給水タン
クと前記蒸気発生器を接続し、その途中に前記蒸気発生
器への給水用の給水ポン７゛を有する給水路と、前記給
水ポンプの給水路の途中から分岐してボール弁を用いた
排水弁を有する排水路と、前記給水ポンプを給水開始時
と蒸気発生時に制御し、前記蒸気発生器に給水し、且つ
、運転停止時には前記排水弁を開弁動作させる制御器を
設けて蒸気発生装置を構成する。

作　　用 本発明は上記した構成により、開放型給水タンクに貯蔵
された水を運転指示信号により、蒸気発生器への給水開
始時には給水ポンプを駆動し、蒸気発生器内に設けられ
た水位センサで水位検出すれば、給水ポンプの運転を停
止し、蒸気発生器を加熱する加熱源を運転し、蒸気発生
器から蒸気を発生させる。蒸気発生に伴い蒸気発生器内
の水位センサで減水を検出すると、給水ポンプを駆動し
、蒸気発生時には蒸気発生器へ水の補給を連続的に行な
うとともに、給水ポン７”で加圧給水するので蒸気発生
器内の蒸気圧が開放型給水タンクに加わることなく、給
水タンクと蒸気発生器の水位が路間−でちってもよく、
コンパクトに収容できるものである。

又、運転停止信号により、燃料弁を閉弁するとともにボ
ール弁を用いた排水弁を開弁して蒸気発生器内の水（湯
）と内壁面に付着し始めたスケールを剥離させて落下さ
せたスケール片を運転停止以前の蒸気圧力で一気に排水
し、サウナ入浴の都度に給排水を類１時間に行ない蒸気
発生器内にスケール付着を防止するとともに、入浴準備
時間を短時間にすることが出来るものである。

実施例 以下本発明の一実施例について、第１図の構成概略図に
従って説明する。１はガスバーナ等の加熱源、２は蒸気
発生器で外周面に加熱源１の熱を吸収するフィン３が多
数溶接されている。蒸気発生器２内には、下部底面近傍
に給水口４と上部空間に蒸気出口５を設け、内部に給水
される水の上限を検知する上水位センサ６と下限を検知
する上水位センサ７を設けている。

前記給水口４には、上部を開放した水道水を自動補給す
るように構成された開放型給水タンク１０の底面と途中
に給水用の給水ポンプ９を設けた給水路８を接続する。

前記蒸気発生器２には、上部に蒸気発生室２３を有し、
且つ、前記蒸気出口５にはサウナ室（浴室でもよい）に
連通接続される蒸気配管２０が設けられ蒸気発生器２を
構成する。

給水路８の途中から分岐して排水路１１を接続して設け
、その下流に貫通孔を有するボー？し１３とシール部１
４を０リング１５と駆動軸１６と減速ギアを有する減速
モータ１７で構成された所謂ボー／Ｖ方を用いた排水弁
１２を排水口１８に接続して設ける。前記蒸気発生器２
を加熱する前記加熱源１に燃料を供給する燃料弁１９を
設け、水位センサ６．７、給水ポンプ９、排水弁１２、
燃料が１９に接続された制御器２１を設けて蒸気発生装
置を構成する。

次に動作説明を第２図〜第３図に基づき説明する。前記
制御器２１に設けられた運転スイッチ（図示せず）を「
入」にすると、運転指令５１により先ず、排水弁「○Ｆ
ＦＪ５２で排水弁１２を閉弁し、予め水道水が自動補給
により蓄えられた開放型１給水タンク１ｏより水位判定
５３と給水ポンプｒＯＮＪ５４で給水ポンプ９を動作さ
せ給水路８全通して、蒸気発生器２内の上限水位に到達
するまで加圧供給する。上水位センサ６が上限水位を検
知すると、給水ボンフ”ｒＯＦＦＪ５５で給水ポンプ９
を停止する。と同時に燃料弁１９を燃料＃ｔ［○Ｎ」５
６で開弁し燃料に点火させ加熱源１の着火検出５７で確
認し燃焼を継続させ、前記蒸気発生器２の下部に貯水さ
れた水を前記加熱源１で加熱することにより、水が沸騰
すると蒸気発生５８が蒸気発生室２３で生じ、充満した
蒸気が、＠気出口５に供給される。この蒸気出口５に接
続された配管を家庭用の浴室やシャワールームやサウナ
室等に導き、室内に臨ませると送られてきた蒸気の持つ
熱により室内ｌ晶度が上昇するとともに蒸気による高湿
度のウェットサウナとして活用できる。加熱源１により
加熱され蒸気発生することにより、蒸気発生器２内の水
が減少してくると、下限水位を上水位センサ７が水位判
定５９で検知すると給水ポンプ「○Ｎ」６０で給水ボン
フ”９をＡＢＣ圧に打ち勝つ圧力で加圧給水し、上限水
位を上水位センサ６で検知すると、給水ポンプ「○ＦＦ
」６１で給水ポンプ９を停止する。

前記給水ポンフ゛９は、前述の下限水位から上限水位に
回復させる加圧給水機能を有するため、前記加熱源１の
最大加熱時において蒸発する単位時間当たりの最大蒸気
水ｆｆ１Ｑｏよりも、大きな給水量Ｑを、そして前記蒸
気発生器２の被加熱部（水）に作用する蒸気圧力Ｐｏ　
よりも大きな給水圧力Ｐで加圧給水出来る能力を持って
いる。

但し、給水圧力Ｐ及び給水量Ｑの能力は、蒸気圧力Ｐ。

又び最大蒸発水量Ｑ。より余り大き過ぎると、下限水位
から上限水位への回復時間が短時間過ぎて、被加熱部の
沸騰している湯が低温の補給水と混合し、急激に湯温か
低下するため、この温度を沸ｊ協温度まで上昇加熱させ
る時間を要し、この間蒸気の発生が著しく低下するので
好ましくない。

このため、給水ポンプ９の能力を考慮して給水ボンフ゛
駆動用回路構成などを、例えば電圧制御やＰＷＭ制御及
びＶＶＶＦインバータ制御等の方法によって、能力可変
制御することにより、給水圧力Ｐ及び給水量Ｑが蒸気圧
力Ｐ。及び最大蒸気水量Ｑｏより過大にならないように
設定すれば補給水による被加熱部の湯が補給水と混合さ
れ難く、水補給時における蒸気発生量の低減量を少なく
出来る有効な制御方法である。このことによって、蒸気
発生時には給水ポンプ９を少流量で制御するとともに、
給水開始時には大流量で制御することなどが出来るので
、運転スイッチを１人」にしてから蒸気発生器２内に給
水する時間を短縮することが出来、蒸気発生までの立上
り時間をスピーデイにすることが出来る。

このように前記加熱源１の燃焼により連続して％Ｋを発
生させることが出来るが、給水される水道水に含まれる
ＣａやＭｇは一部は蒸気に含有され噴出されるが、その
大部分は前記蒸気発生器２内に残留し長時間の使用にお
いては、前記蒸気発生器２内に残留された湯（水）は、
第２図に示すように、そのままの状、態であると運転の
都度、ＣａやＭｇが漸次濃縮され極めて濃度の高い硬水
となり、前記蒸気発生器２の蒸気発生室２３や蒸気出口
５や貯水される％ｉ発生器２の内壁面にスケ−／ｖ２４
として付着し、加熱源１の燃焼熱を十分りｌ）交換出来
なくなり、蒸気発生量が次第に低下したり、落電配管２
０がスケール付着により目詰りを生ずる等、蒸気発生装
置としての機能を発揮出来なくなることがある。そこで
この問題を除去するため、出来るだけ短時間の水の濃縮
状態で水を排水するように、サウナの一般的な入浴時間
である約１０〜１５分程度の時間を考慮して予め前記制
御器２１を設定された内蔵タイマやこのタイマ設定時間
内に入浴を終了して蒸気発生５８中に運転スイッチを「
切」にすると、運転停止指令６２により運転停止信号が
制御語２１に出されると、燃料弁１９が燃料弁ｒＯＦＦ
４６３で閉弁され加熱源１の燃焼が停止するとともに、
排水弁［○Ｎ」６４で排水弁１２が開弁じ、蒸気発生器
２内の湯（水）２２を一気に排水路１１を通して排水口
１８に排出される。

運転停止時にボール弁を用いた排水弁１２を開弁動作さ
せて沸騰水２２を排水することにより、蒸気発生器２が
冷却され収縮される。この時、蒸気発生器２とスケ−／
Ｌ’２４の熱膨張係数の違いによりスケ−／Ｌ／２４が
剥離されスケール片２５が蒸気発生器２の下部に落下し
、排水時に沸騰水２２とともにスケール片２５を排出す
ることが出来る。

排水弁１２はポー）Ｖ弁で構成されているので、排水路
１１の口径にボール１３の貫通孔を合わせることにより
、開口率１００％が得られるので、スケール片２５は弁
部に噛み込むことなく、確実に排出することが出来る。

又、排水弁１２は次に運転するまで開弁動作しているの
で沸騰水２２とスケール片２５を機ａｇ内に残すことな
く排出出来る。

次に再入浴する場合は、再度運転スイッチを円にするこ
とにより、最初のンーケンスから開始し、給水ポンプ９
で加圧給水して蒸気発生をスピーチ゛イに行なうことが
出来る。このようにサウナ入浴の都度に給排水を短時間
に行ない、給水に含有されるＣａやＭｇ等が加熱濃縮さ
れて前記蒸気発生器２内の底部に沈澱することを避け、
又、浮遊して前記蒸気発生器２の内壁にスケール付着す
ることを防止するとともに、入浴準備時間を短時間にす
ることが出来る。

一般に家庭用の浴室やシャワールームやサウナ室内に蒸
気を噴出させ、ウェットサウナとして使用する場合は、
浴室等の広さ（約３．３ｍ２）から考えると、単位時間
当たりの水の蒸気としての蒸発量は、１００〜３００ｃ
ｃＺ分程度（６０００〜１８０００ｃｃ／ｈ）である。

又、蒸気圧力も蒸気発生時の安全性を考慮して蒸気発生
器１から浴室等の蒸気噴出口に至る蒸気配管経路には閉
止弁を設けないので、０．２〜０．５　Ｋｇ　ｆ／　（
Ｍ１２程度なので給水ポンプ９の選定は小型のものでよ
い。

但し、蒸気発生中は蒸気発生器２の蒸気圧力が常に給水
ポンプ９を経て開放型給水タンク２に加わるので、給水
ポンプ９が停止している時の逆圧力耐性によっては、逆
止弁等を給水ポンプ９に内蔵するか給水路８の途中に設
け、蒸気圧力が開放型給水タンクに直接加わることを防
止することが望ましい。

一般的にウェットサウナの入浴時間は、通常の冬期には
最大３００ｃｃ／？）Ｘｌ　５分＝　４　、５００　ｃ
ｃの水を蒸く（発生器２から蒸発させるだけで良いので
、蒸気発生器１の被加熱部の貯水量は、加熱源（バー−
ｊ−）　１　ノミｋ尭熱ｆハが１０　、０００〜１３　
、０００ｋｃａｌ／ｈあれば良いので、約５００〜１０
００ＣＣ程度の容量で良く蒸気発生器２も小型で良い。

発明の効果 以上のように本発明は、水を沸騰させて蒸気を発生する
蒸気発生器と、この蒸気発生器を加熱する加熱源と、開
放型給水タンクと、この開放型給水タンクと前記蒸気発
生器を接続し、その途中に前記蒸気発生器への給水用の
給水ポンプを有する給水路と、前記給水路の途中から分
岐してボール弁を用いた排水弁を有する排水路と、前記
給水ポンプを給水開始時と蒸気発生時に制御し、前、ｔ
ｉｌｌ！蒸気発生器に給水し、且つ、運転停止時には前
記排水弁を開弁動作させる制御器を備えることにより次
のような効果を有する。

（１）蒸気発生器への給水を給水ポンプで加圧給水が簡
単になり、且つ、蒸気発生器と開放型給水タンクを近接
配置出来るので小型化コンパクトになる。

（２）家庭用の少人数用サウナに活用する場合に、小型
コンパクトな蒸気発生装置である。

（３）蒸＠発生時にも水を自動補給が可能となるので、
安定した蒸気を連続的に噴出させることが出来るので、
家庭用の浴室やシャワールーム等をウェットサウナ室と
して活用できるのに非常に適した蒸気発生装置である。

（４）家庭用の蒸気発生装置等として、運転の都度給排
水を短時間に繰り返すので、水道水に含まれるＣａやＭ
ｇ等のスケール分が濃縮されない状態で排水され、蒸気
発生器内の内壁にスケール付着を防止することが出来る
。従って、特別なスケール掃除を必要としない。

（５）仮に、長期間の使用において蒸気発生器の内壁面
にスケール付着が発生してきても、排水時にスケール片
として剥離するシステムを構成しており、スケール片も
沸１１１ｉ水とともに排出されるので、排水路や排水管
へのスケール付着の進行を防止することが出来る。

（６）ボール弁を用いた排水弁を運転停止時に常に開弁
動作させているので沸騰水及びスケール片を機器内に残
すことなく排出することが出来、スケール付着の進行を
防止することが出来るので、蒸気発生器の熱交換効率の
低下もなく、蒸気発生効率を十分に発揮することが出来
る。

（７）給水ポンプで加圧給水するので、蒸気発生までの
立上り時間をスピーデイに出来、サウナ等における入浴
準備時間が短時間となり使い勝手のよい蒸気発生装置で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す蒸気発生装置の断面図
、第２図は蒸気発生器の断面図でスケール付着状態と剥
離状態を示す。第３図は同制御器の動作フローチャート
、第４図は従来例の断面図、第５図は第４図Ｂ−Ｂ線の
断面図である。 １・・・・加熱源、２・・・・・蒸気発生器、８・・・
・給水路、９　・・給水ポンプ、１０　・・開放型給水
タンク、１１・・・・排水路、１２　　排水弁、２１・
・・・・・制御器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 富　３　図 礒４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　水を沸騰させて蒸気を発生する蒸気発生器と、この蒸
   気発生器を加熱する加熱源と、開放型給水タンクと、こ
   の開放型給水タンクと前記蒸気発生器を接続し、その途
   中に前記蒸気発生器への給水用の給水ポンプを有する給
   水路と、前記給水路の途中から分岐してボール弁を用い
   た排水弁を有する排水路と、前記給水ポンプを給水開始
   時と蒸気発生時に制御し、前記蒸気発生器に給水し、且
   つ、運転停止時には前記排水弁を開弁動作させる制御器
   を備えた蒸気発生装置。