JPH03267604A - 蒸気発生機 - 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、水を加熱して蒸気を発生し蒸気浴等に利用す
る家庭用の蒸気発生機に係るものである。

従来の技術 従来、この種の家庭用の蒸気発生機は、第４図に示す特
開昭６２−２２３５０２号公報に開示されているように
、定量の水を常に貯水した給水タンク１から給水路２を
介し密閉容器４に給水し、水位制御器５によりその貯水
を上限水位Ｌ８で示す水位に治めるように給水弁３の通
水を制御し、次にこの貯水を加熱器８で加熱し蒸気を発
生して蒸気室９に貯蔵し、蒸気量が増え蒸気室９の内圧
が増加すると蒸気搬送路１０より外部に蒸気を吐出して
いた。

そして、蒸気の発生に併い密閉容器４内の貯水が減少す
るので、水位制御器５による上限水位り。

と下限水位ＬＬに基き給水弁３の開度を調節し、蒸気発
生中は密閉容器４内の貯水が上記両水位内に治まるよう
連続して補給水を給水していた。

しかし、密閉容器４に給水するとその水流の勢いにより
水面が揺動して水位検出精度が悪くなったり、また蒸気
が水位検出器５の運動部等にスケールとして付着しその
機能を低下させる事故等が発生するので、これ等を予防
するために密閉容器４に仕切り壁６を設けた。この仕切
り壁６は、密閉容器４の上部から下部へ垂下し、下端と
密閉容器４の底部との間にのみ間隙７を有し、蒸気室９
の蒸気が水位検出器５側に侵入するのを防止し、また給
水による貯水面の揺動が水位検出器５側に伝播するのを
防止していた。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記の構成では低温の補給水が蒸気を発生して
いる高温の貯水に急激に混入されるので、蒸気の吐出量
が一定しないことと、蒸気の湿り度が高くなるという二
つの課題がある。

つまり、冷水の混入により蒸気を発生して激しく揺動し
て貯水が更にその揺動が混乱した状態となり、蒸気とな
った気体が冷水を付着含有した状況で蒸気室９に貯水か
ら分離される。そして、この例のように美顔器等の用途
に用いられる場合には、ある程度の蒸気の腐り度が必要
なため問題とはならないが、本発明の用途である蒸気浴
の場合にはこの蒸気の湿りが浴室内の視界を悪くして挙
動の障害となったり、浴室壁に付着して結露水が増え入
浴後の乾燥が容易でないという課題があった。

また、家庭用の蒸気浴室の加熱では、使用毎に浴室を室
温から最大蒸気量で短時間に加熱して入浴適温まで立上
げ、その後は浴室の放熱量に合わせて蒸気量を減少させ
て加熱し浴室温度を入浴適温に維持する。このとき、本
例のように冷水が補給水として沸騰水に混入し貯水の温
度が低下すると、その特性で指摘されている蒸気量の一
時的な低減が、蒸気量を減少させるため低減された加熱
器８の加熱量では更に拡大されて大きくなり、またその
回復時間も延び、蒸気浴に必要な蒸気が連続して安定吐
出するという性能を達成することができない課題があっ
た。

以上述べた課題を解決するために、本発明は、水滴粒子
の含有量を抑制した乾燥度の良い蒸気を、連続して安定
供給し蒸気浴に適したものとすることを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の第１の手段は、水
を貯水し補給水を補充しながら加熱される貯水部を、蒸
気発生前の高温水に加熱する予熱室と、この高温水を加
熱して蒸気を発生する沸騰室に仕切る仕切り壁を設け、
沸騰室の水位を水位検出し、他からの補給水を前記予熱
室に先に下部から導入し、沸騰室には予熱室の高温水を
補給するように補給水の給水を制御したものである。

また第２の手段は、下部に他からの補給水を導入する密
閉容器底面に設けた凹部貯水部を予熱室とし、この予熱
室と接し前記密閉容器底面とその外周壁より成る密閉容
器下部に貯水した沸騰室として、この沸騰室の水位を検
出して前記補給水の導入を制御する水位制御部を備え、
前記密閉容器を加熱するようにしたものである。

作用 上記第１の手段番こより、予熱室は補給水を予め沸騰前
の高温に予熱し、下部から補給水を受は入れ上部の高温
水を仕切り壁上端を超えて沸騰室に供給し、沸騰室は立
上り後は常に沸騰前の高温水で充満され蒸気が一定量で
連続して発生する。

また第２の手段により、予め高温に予熱された予熱室の
貯水が、補給水の補充に併い比重差で上部沸騰室に浮上
し、沸騰室では一定量の蒸気が連続して発生する。

実施例 以下、その実施例を図面を参照して説明する。

第１図と第２図はその第１の実施例を示し、蒸気を吐出
口４１から吐出して空間を蒸気で充満し、この蒸気の有
する高い熱量で短時間に浴室３９を加熱し、約４０°Ｃ
〜５５°Ｃ内の入浴適温になると、壁面４０に設けたリ
モコン４２に備えた温度センサ４５がこの室温を検出し
、前記リモコン４２の温度設定部４４で予め前記入浴適
温範囲内から選んだ設定温度に到達すると、その信号を
制御器１６に送り蒸気の吐出量が低減され、浴室３９の
温度が前記設定温度近辺に保持され蒸気浴が行われる。

そして、この浴室３９に吐出される蒸気は以下のように
して供給される。

まず、前記リモコン４２の運転スイッチ４３をオンする
と、その運転信号を受けかつ給水タンク１２内の水位電
極１１の水位検出信号に基き、給水弁１４の開閉を制御
し水道管１３から給水タンク１２に給水を受け、給水タ
ンク１２は運転中は常に一定量の貯水を行う。

また、蒸気発生部１９は、バーナ３４により加熱される
熱交換器２０と、ガス供給管３２の途中に設けてガス燃
料の供給量を調節する比例弁３３からガス燃料を受けて
燃焼するバーナ３４と、熱交換器２０に設けた上下の接
続口４６．４７に連結パイプ３０．３１で接続された水
位制御室２８とから構成される。そして、水位制御室２
８に備えた［ｉ２９の水位検出信号により制御器１６が
、前記給水タンク１２と熱交換器２ｏの密閉容器２１の
給水口２２を接続する給水路１７を介し、この途中に設
けた給水ポンプ１８を駆動し熱交換器２０に給水タンク
１２の貯水を供給する。

次に、熱交換器２０は、以下の構成となっている。

まず密閉容器２１の内部に下部の貯水部を２分割する仕
切り壁２６を備え、密閉容器２１の底面とそこに連接す
る周壁に水密に溶接等の加工により取付けられている。

そして、給水口２２例の貯水部をその貯水を沸騰前の高
温には加熱するが蒸気は程んど発生しない予熱室３６と
、残りの貯水量の多い貯水部は立上り後は常に沸騰前の
高温水を貯水し加熱により蒸気を発生する沸騰室３７と
、更に仕切り壁２６の上端より上に位置する密閉容器２
１の上部空間部を蒸気を貯蔵し、内圧が高まると蒸気口
２３がら蒸気搬送路３日から前記吐出口４１に蒸気を供
給する蒸気室３５を備えている。また、密閉容器２１は
、その外周部に接して溶接等により固定され、回のＣＣ
で示す一点鎖線を引いた前記仕切り壁２６近辺で区分さ
れた、バーナ３４の燃焼熱の吸収を調節し予熱室３６と
沸騰室３７の受熱量を調整するように、吸熱フィン２４
．２５をＡ、　　Ｂの２区画で異った取付ピッチで備え
ている。

次に、熱交換器２０の貯水の制御方法について述べる。

給水口２２に導入された水は予熱室３６内に仕切り壁２
６の先端２７まで水位が上昇し更に給水が続行されると
、予熱室３６に収容できない水が仕切り壁２６の上端２
７より沸騰室３７にオーバーフローする。そして、沸騰
室３７の水位も次第に上昇し図に示す仕切り壁２６の上
端２７より下に設定した上限水位り、ｌに到達すると、
前記水位制御室２８の電極２９が制御器１６に信号を送
り、制御器１６が給水ポンプ１８の駆動を停止し給水を
終了する。次に、熱交換器２０がバーナ３４により加熱
され蒸気を発生し、沸騰室３７の貯水が次第に減少し水
位ＬＬまで低下すると、電極２９の信号により制御器１
６が給水ポンプ１日を駆動して予熱室３６に補給水を給
水し、仕切り壁２６の先端２７を超えて沸騰室３７に予
熱室３６ので予熱された高温水が補充され、上限水位り
。に到達すると給水が停止され、この動作は藤気発生中
繰り返し継続される。尚、単位時間当りの補給水量を英
気発生に併う単位時間当りの水の蒸発量より少し多い量
に設定し、給水停止時間を少くし給水時間を長くする等
によっても同様の動作となる。

次に、熱交換器２ｏの具体的な構成について更にその詳
細を説明する。

まず、以下の検討では、水の沸騰温度は１００’Ｃ１蒸
発に要する蒸発熱は５４０ｃａｌ／ｇｒ、水の昇温熱量
は、１　、０ｃａ　ｌ　／　ｄｅｇとして計算を進める
。

次に、補給水が毎回ｖｇｒの間欠的な補給が行われると
仮定すると、沸騰室３７の貯水量は、その貯水の蒸気発
生に併う給水中に含まれたスケール成分の濃縮により、
密閉容器２１内部へのスケール付着を効果的に抑制しか
つ維持点検するため、補給水量の約１０倍を存するもの
とする。また、予熱室３６の貯水量を補給水量のｎ倍と
仮定する。

ところで、水温１０°Ｃの水１ｇｒを１００’Ｃに加熱
する熱量Ｔｗと、１００″Ｃの高温水をＩｇｒ蒸発させ
る熱量Ｔｒ（７）比率は、Ｔｗ　：　Ｔｒ＝　（１００
−１０）　：　５４０　＝　１　：　６であるので、沸
騰室３７と予熱室３６が同一の補給水量を加熱する所要
時間が同一でバランスが取れていなければならない構成
であるから、両室３７．３６の加熱量の比率は前記Ｔｒ
とＴ＠の比率に一致する。

また、蒸気発生機が運転を開始する初期加熱時において
、沸騰室３７の１０°Ｃの貯水が全て１００”Ｃに加熱
昇温されかつ補給が必要な補給水量ｖｇｒが蒸発を終了
するまでの加熱の熱量Ｔｖ’　と、予熱室３６の１０°
Ｃの貯水が１００’Ｃに加熱昇温されるかまたはそれ以
下の温度で未だ蒸気は発生していない加熱熱量Ｔ＠’　
の比率が、前記ＴｒとＴ−の比率に等しくなければなら
ないので、（（ＩＯＸ　ｖ　）　Ｘ９０＋　ｖ　ｘ５４
０１：　　（ｎｘｖ）Ｘ９０≧６：１となり、この式よ
り、ｎ≧２．７が求まる。つまり、予熱室３６の貯水量
は補給水量Ｖの２．７倍かそれ以上であれば良い。

そこで、沸騰室３７への補給水温が最も高くなる、つま
り沸騰直前か一部沸騰を始めている状態を選ふと、ｎは
２．７となり、予熱室３６の貯水量は約１６０ｇｒとな
り、これは沸騰室３７の貯水量５００ｇｒの約２７％と
なる。そして、単純には密閉容器２１の下部貯木部に占
める予熱室３６の占有比率は上記２７％であるが、蒸気
を発生する沸騰室３７の占有比率を増やす方が密閉容器
２１を小型化可能であるから、予熱室３６は平面的に拡
げるのではなく仕切り壁２６を上部蒸気室３５側へ高く
上げる方が効果的となる０次に、前記予熱室３６の貯氷
部全体に占める比率を密閉容器２１の底面加熱面積比で
約２０％とすると、沸騰室３７と予熱室３６の加熱量の
比が６：１であるから、この面積比で各貯水の受熱量を
この比に等しくするため、画室３６．３７の単位面積当
りの受熱量ｑ＊、ｑｍの比率は、 ｑＡ　、　　ｑ＊　＝　　　　：　１＝１　：　　１．
５　　となる、このため、両室３６．３７の単位面積当
りのバーナ３４による加熱量が同等であると、受熱量を
前記比率にするため吸熱フィン２４．２５は、図のＡ、
Ｂで示す２つの異なる取付ピンチ群に分け、ＢではＡの
１．５倍のピッチとなる。

尚、上記説明では補給水の補給方法を説明の容易化のた
めに間欠補給としたが、単位時間当りの補給水量を少（
し連続給水を行っても、熱交換器２０は同一構成で良い
、つまり、予熱室３６への給水が間欠か連続かの差異は
あるが、この補給水が沸騰室３７に移される時には全く
同様に沸騰前の高温に加熱されている理由によるもので
ある。

次に、第３図は他の実施例を示し、熱交換器４８は外周
部を加熱され吸熱フィン５０で受熱する密閉容器４９に
、その底面に凹部５３を設は予熱室５５を備えて底部の
給水口５１から給水される。そして、密閉容器４９に設
けた上下の接続口５７．５８が、図示されていないが前
例と同様に第１図で示す水位制御室２８に連結パイプ３
０．３１で接続されており、前記予熱室５５上部に所定
水量が予熱室５５から供給される。この貯水部分が沸騰
室５６となり加熱され発生した蒸気は、その上部空間部
の蒸気室５４に貯蔵され、内圧が上昇すると密閉容器４
９の上部に設けた蒸気口５２より吐出される。

ここで予熱室５５の構成について述べると、予熱室５５
は仕切壁等で沸騰室５６と区分されてなく、（菊図で見
ると長平方向では長さＬで示す広い部分で沸騰室５６と
接している。しかし、Ｆ−Ｆｆｉで示す原型の横断面形
状は、（ｂ１図に示すように巾Ｗの狭い部分で沸騰室５
６に接するようになっている。そして、深さがＤのＵ字
形断面を採り、この長さしの部分が占める予熱室５５の
貯水量は、前例の計算から示されるように全貯水量の約
３０％の比率となるように設定する。また、予熱室５５
の受熱量は、これも前例の計算から示されるように、単
位面積当りで沸騰室５６の受熱量に対し約１．５分の１
となるように、吸熱フィン５ｏを構成する。向、沸騰室
５６は図のＭで示す加熱面を横断面で左右に有し、予熱
室５５の約６倍の受熱量とする。

以上の構成により、熱交換器４８が連続して加熱される
と、予熱室５５は給水口５１がら補給される水を加熱し
、高温となった水を比重差により上部から沸騰室５６に
供給し、沸騰室５６は常に高温水を貯水し加熱されて連
続して一定量の蒸気を発生する。

尚、前述のように、予熱室５５は沸騰室５６と仕切り壁
等により明確に区分されていないため、補給水量は単位
時間当りでは少くし、可能な限り予熱室５５の給水によ
る貯水の乱れは抑制することが望ましい。つまり、連続
給水に近い方が給水方法としては好ましいものとなる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は水の加熱室を
予熱室と沸騰室に区分し、予熱室で予め高温に加熱した
熱水を沸騰室に供給し蒸気を発生し、乾燥度の良い蒸気
を連続して安定供給し、蒸気浴に通したものとする効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸気発生機の実施例を示す構成図、第
２図は同熱交換器の縦断面図、第３図は同熱交換器の他
の実施例を示す断面図、第４図は従来の蒸気発生機を示
す縦断面図である。 ２０．４８・・・・・・熱交換器、２１．４９・・・・
・・密閉容器、２４．２５．５０・・・・・・吸熱フィ
ン、２６・・・・・・仕切り壁、３６．５５・・・・・
・予熱室、３７．５６・・・・・・沸騰室、５３・・・
・・・凹部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉容器と、その上部空間に蒸気を貯蔵し内圧が
   上昇すると外部に吐出する蒸気吐出口を有する蒸気室と
   、給水口を有して定水位に貯水した水を加熱する予熱室
   と、この予熱室より供給される水を貯水し加熱して蒸気
   を発生する沸騰室と、前記予熱室と沸騰室を仕切る仕切
   壁と、前記予熱室と沸騰室と仕切り壁を下部に設けた前
   記密閉容器を加熱する加熱器と、前記仕切り壁の上端と
   略同一の水位を上限とし、これより下の下限水位とする
   両水位を制御する水位制御部と、この水位制御部の下部
   と上部を各々沸騰室下部と蒸気室に連結する連結路と、
   前記水位制御部の水位検出信号に基き前記予熱室への給
   水を制御するようにした制御器を備えた蒸気発生機。
2. （２）底面に部分的に設けた凹部の貯水を加熱し下部に
   給水口を有する予熱室と、この予熱室と接し前記底面と
   その外周壁より成る密閉容器下部に水を一定量貯水し加
   熱して蒸気を発生する沸騰室と、この沸騰室の水位を制
   御する水位制御部と、密閉容器を加熱する加熱器を備え
   た請求項（１）記載の蒸気発生機。