JPH05146601A - 沸騰装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水道水などの缶石成分を含む水を用いて蒸気
を発生させたとき、加熱面に発生するスケールの付着を
スケール成分濃縮水の一部を排水することにより抑制す
る。排水弁の弁座にスケールが挟まっても水漏れを起こ
さず、かつ、安価な排水弁を製作する。 【構成】 スケール成分を含む水を沸騰させる沸騰装置
において、感温弁を排水経路内に設けて排水経路内等で
放熱により低温化した水だけを排水するようにし排水量
を制御した。また、オバーフロー部を沸騰槽等槽水位と
ほぼ同位置とし弁前後の圧力差をごく僅かとし、弁座に
スケールが挟まっても水漏れを起こさないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は加湿機，恒温恒湿槽その
他水蒸気もしくは熱水を使用する装置に用いられる沸騰
装置に関し、特に水の沸騰により起こるスケール成分の
濃縮によるスケールの付着を防止するため沸騰槽の水を
一部排水する機能を持たせた沸騰装置に関するものであ
る。

【従来の技術】スケール成分を含む水を沸騰させるとス
ケール成分は容易に高濃度に濃縮され、沸騰槽の加熱部
等にスケール成分がかなりの速さで析出し、加熱部に付
着したスケールの断熱力により熱効率の低下，ヒータ線
の温度上昇による断線や沸騰槽の破損あるいは周囲の過
熱等の不具合が起こる。従来、スケール成分濃縮防止の
ため沸騰槽下部に電磁弁などの排水弁を設け稼働後もし
くは稼働中断続的に排水を行っていた。しかし、沸騰槽
内に生じたスケール粒子が弁座に挟まり水漏れを起こす
などの不具合があった。

【発明が解決しょうとする課題】本発明は沸騰槽の濃縮
水の一部を排水するに際して、排水弁の弁座にスケール
粒子が挟まっても不具合とみなされる程の水漏れを起こ
さず、かつ安価な排水装置を有する沸騰装置を提供する
ところにある。

【課題を解決するための手段】本発明ではイ、水温を感
じて開閉する感温弁を稼働時の水位とほぼ同位置にセッ
トし、または、ロ、感温弁を沸騰槽からオバーフロー部
までの間の排水経路内に設け、かつ、排水のオバーフロ
ー部を稼働時の水位とほぼ同位置にセットしたものであ
る。排水は、オバーフロー部位置が稼働中変動する水位
以下かつ所定水温以下の時のみ行われるようにしたもの
である。これにより感温弁前後の圧力差が僅かとなり、
弁体の動作は弱い作動力で済むので、不具合となるほど
の水漏れのない、排水量の制御できる排水装置を安価に
製作する事が出来る。通常、感温弁は沸騰槽とオバーフ
ロー部との間の排水経路内の沸騰槽から少し離れた位置
に設けられ、放熱により水温が下がったとき弁が開く構
造となっている。

【発明の実施例】次に図面を参照して本発明の実施例を
説明する。第１図は本発明の沸騰装置の一実施例であ
る。１は沸騰槽，２は加熱器，３は給水装置で水位調整
槽３０と給水栓１５などから成り立っている。４は感温
弁，５はエアーポンプ，６は蒸気出口，７は気液分離器
である。 排水のオバーフロー部９は水位調整槽３０の
稼働時下限水位より少し高い位置に設けられおり、排水
は感温弁４周囲の水温が下がり感温弁４が開きかつ気液
分離器７下部の戻り水路管１１の水位が吹き出した熱水
の落下によりオバーフロー部より高い位置になった時行
われる。始め、水位はオバーフロー部位置より下にあり
停止時水が排水されることはない。加熱器２の電源が入
れられるとまもなく沸騰槽１の水が沸騰し、蒸気と熱水
が吐出口８を通って気液分離器７へ吹き出され分離して
蒸気は蒸気出口６から外気へ吐出され、熱水は落下し沸
騰槽１へ循環される。熱水が戻り水路管１１に落下する
と水位は上昇し戻り水路管Ｉ１に接続した排水路管１２
の水位を上昇させる。通常、稼働時の戻り水路管の水位
は熱水落下時の最高水位がオバーフロー部の位置の上位
２〜１０ｍｍの水位になるよう戻り水路管径や熱水吹き
出し量で調整する。通電当初、感温弁４付近は低温であ
るので弁は開いており、沸騰により水位が上昇するとオ
バーフロー部９を通過して水が排水される。低温の水が
排水されると戻り水路管内の感温弁部へ高温水が流れて
きて感温弁はこの高温により弁を閉じる。弁が閉じると
オバーフロー部での排水の通過も停止する。感温弁付近
の高温水は自然放熱により温度を下げ、再び弁が開き排
水が行われる。こうして稼働中排水は断続的に継続され
る。排水量は排水経路内の放熱と感温弁の開閉温度で調
節する。 本発明では排水のオバーフロー部を沸騰槽等
槽水位とほぼ等しい位置に設けたので弁前後の水圧はご
く僅かとなり、例え弁座にスケール粒子が挟まっても不
具合となる程の水漏れは起こさない。感温弁の取り付け
位置は弁前後の圧力差が僅少である排水経路内であれば
良くオバーフロー部後であってもかまわない、またオバ
ーフロー部と一体に形成させても良い。感温材料にはバ
イメタル，形状記憶合金などが用いられる。第２図は給
水にカートリッヂタンク３１を使用した例である。この
カートリッヂタンクは排水タンクも兼ねている。本実施
例ではスケール成分の濃縮した落下水の一部を水位調整
槽３０へ排水し、カートリッヂタンク３１の着脱栓の給
水口を利用してカートリッヂタンク３１内へ対流拡散さ
せ、最後にタンク内に濃縮水を残留させて外部へ排水す
るタイプのものである。第３図は本発明の別の実施例で
水位センサー１３により給水が断続的に行われ水位が上
下するタイプのものである。本沸騰装置は熱水を吹き出
し落下させるタイプのものではないので稼働中の水位は
水位センサー１３で調節された下限水位と上限水位の間
に位置する。排水路管１２は沸騰槽１に接続している。
排水路管１２内のオバーフロー部の位置は下限水位より
上部で上限水位より下部に設けられる。感温弁４が排水
経路内に設けられ周囲水温により開閉する。感温弁周囲
の水温が低下し弁が開いているとき水位が上昇すると排
水が行われる。稼働時、水は蒸発し水位を下げ、給水が
断続的に行われているので一定時間内に必ず沸騰槽水位
がオバーフロー部位置を越える時があり弁が開いていれ
ば排水が行われる。感温弁にスケール粒子が挟まった場
合に、水漏れ量を支障のない量に抑えるため感温弁前後
の圧力差を僅かの圧力差にしなければならないが、この
ためオバーフロー部位置は沸騰槽などの水位とほぼ同位
置に設けており、沸騰装置の規模にもよるが、加熱３０
０Ｗ程度のものでは水位の上下約２０ｍｍ以下が適当で
ある。給水に電磁弁などを用いている給水装置では停止
中電磁弁により給水が停止されているのでオバーフロー
部位置は給水変動範囲下限より少し下でもよいが、給水
にカートリッヂタンクを用いている場合にはオバーフロ
ー部位置は水位調整槽水位より上に設ける必要がある。
通常は前記したように一定水位あるいは下限水位の上２
〜１０ｍｍ程度がより好ましい。第４図は感温弁４の一
実施例の詳細図である。４１はバネにより変動させられ
る弁体である。４２はステンレスバネ，４３は形状記憶
合金バネである。水温が低いとき、ステンレスバネ４２
の力が形状記憶合金バネ４３に勝って弁体４１は弁座か
ら離れ水が通過する。高温水がやってくるとこの高温を
感じて形状記憶合金バネ４３が伸びて弁を弁座に押し付
けて水の通過を止める。４４は調整ネジで水の通過量の
調整に用いる。ここでは加熱器は電気式で説明したが、
ガス，石油の燃焼等他の加熱手段であってもよい。

【発明の効果】以上説明した如く、本発明の沸騰装置は
開閉する弁前後の圧力差がほぼゼロとなっており、僅か
の力で弁を押さえれば弁座にスケール粒子が挟まっても
熱水の漏れはごく僅かであり問題となる量とはならな
い。弁前後の圧力差が小さいので弁体を押さえる力は僅
かで済み、開閉弁の動作には小さなバイメタルや形状記
憶合金ワイヤーを使用することができ安価である。かか
る排水機構を設けることにより沸騰槽へのスケール付着
を防止し、スケール付着による熱効率の低下，ヒーター
線の断線，沸騰水路の閉塞，沸騰槽の異常昇温等による
沸騰装置の故障や火災の危険を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【第１図】本発明の沸騰装置の一実施例で給水水位が一
定で熱水吹き上げタイプの例の説明図である。

【第２図】本発明の沸騰装置の別の実施例で給水にカー
トリッヂタンクを用いた例の説明図である。

【第３図】本発明の沸騰装置の別の実施例で給水水位変
動タイプの例の説明図である。

【第４図】感温弁４の一実施例の詳細図である。 １・・・沸騰槽， ２・・・加熱器， ３・・・給水装
置， ４・・・感温弁，５・・・エアーポンプ， ６・
・・蒸気出口， ７・・・気液分離器， ８・・・吐出
口， ９・・・オバーフロー部， １１・・・戻り水路
管， １２・・・排水路管。

【手続補正書】

【提出日】平成４年９月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 沸騰装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は加湿機，恒温恒湿槽その
他水蒸気もしくは熱水を使用する装置に用いられる沸騰
装置に関し、特に水の沸騰により起こるスケール成分の
濃縮によるスケールの付着を防止するため沸騰槽の水を
一部排水する機能を持たせた沸騰装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】スケール成分を含む水を沸騰させるとス
ケール成分は容易に高濃度に濃縮され、沸騰槽の加熱部
等にスケール成分がかなりの速さで析出し、加熱部に付
着したスケールの断熱力により熱効率の低下，ヒーター
線の温度上昇による断線や沸騰槽の破損あるいは周囲の
過熱等の不具合が起こる。従来、スケール成分濃縮防止
のため沸騰槽下部に電磁弁などの排水弁を設け稼働後も
しくは稼働中断続的に排水を行っていた。しかし、沸騰
槽内に生じたスケール粒子が弁座に挟まり水漏れを起こ
すなどの不具合があった。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】本発明は沸騰槽の濃縮
水の一部を排水するに際して、排水弁の弁座にスケール
粒子が挟まっても不具合とみなされる程の水漏れを起こ
さず、かつ安価な排水装置を有する沸騰装置を提供する
ところにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明ではイ、水温を感
じて開閉する感温弁を排本経路内に設け、かつ、その位
置を稼働時の水位とほぼ同位置にセットし、または、
ロ、感温弁を沸騰槽からオバーフロー部までの間の排水
経路内に設け、かつ、排水のオバーフロー部を稼働時の
水位とほぼ同位置にセットしたものである。排水は、オ
バーフロー部位置が稼働中変動する水位以下かつ所定水
温以下の時のみ行われるようにしたものである。これに
より感温弁前後の圧力差が僅かとなり、弁体の動作は弱
い作動力で済むので、不具合となるほどの水漏れのな
い、排水量の制御できる排水装置を安価に製作する事が
出来る。通常、感温弁は沸騰槽とオバーフロー部との間
の排水経路内の沸騰槽から少し離れた位置に設けられ、
放熱により水温が下がったとき弁が開く構造となってい
る。

【０００５】

【発明の実施例】次に図面を参照して本発明の実施例を
説明する。図１は本発明の沸騰装置の一実施例である。
１は沸騰槽，２は加熱器，３は給水装置で水位調整槽３
０と給水栓１５などから成り立っている。４は感温弁，
５はエアーポンプ，６は蒸気出口，７は気液分離器であ
る。 排水のオバーフロー部９は水位調整槽３０の稼働
時下限水位より少し高い位置に設けられおり、排水は感
温弁４周囲の水温が下がり感温弁４が開きかつ気液分離
器７下部の戻り水路管１１の水位が吹き出した熱水の落
下によりオバーフロー部より高い位置になった時行われ
る。

【０００６】 始め、水位はオバーフロー部位置より下に
あり停止時水が排水されることはない。加熱器２の電源
が入れられるとまもなく沸騰槽１の水が沸騰し、蒸気と
熱水が吐出口８を通って気液分離器７へ吹き出され分離
して蒸気は蒸気出口６から外気へ吐出され、熱水は落下
し沸騰槽１へ循環される。熱水が戻り水路管１１に落下
すると水位は上昇し戻り水路管１１に接続した排水路管
１２の水位を上昇させる。通常、稼働時の戻り水路管の
水位は熱水落下時の最高水位がオバーフロー部の位置の
上位２〜１０ｍｍの水位になるよう戻り水路管径や熱水
吹き出し量で調整する。通電当初、感温弁４付近は低温
であるので弁は開いており、沸騰により水位が上昇する
とオバーフロー部９を通過して水が排水される。低温の
水が排水されると戻り水路管内の感温弁部へ高温水が流
れてきて感温弁はこの高温により弁を閉じる。弁が閉じ
るとオバーフロー部での排水の通過も停止する。感温弁
付近の高温水は自然放熱により温度を下げ、再び弁が開
き排水が行われる。こうして稼働中排水は断続的に継続
される。排水量は排水経路内の放熱と感温弁の開閉温度
で調節する。 本発明では排水のオバーフロー部を沸騰
槽等槽水位とほぼ等しい位置に設けたので弁前後の水圧
はごく僅かとなり、例え弁座にスケール粒子が挟まって
も不具合となる程の水漏れは起こさない。感温弁の取り
付け位置は弁前後の圧力差が僅少である排水経路内であ
れば良くオバーフロー部後であってもかまわない、また
オバーフロー部と一体に形成させても良い。感温材料に
はバイメタル，形状記憶合金などが用いられる。

【０００７】 図２は給水にカートリッヂタンク３１を使
用した例である。このカートリッヂタンクは排水タンク
も兼ねている。本実施例ではスケール成分の濃縮した落
下水の一部を水位調整槽３０へ排水し、カートリッヂタ
ンク３１の着脱栓の給水口を利用してカートリッヂタン
ク３１内へ対流拡散させ、最後にタンク内に濃縮水を残
留させて外部へ排水するタイプのものである。熱水の吹
き上げ高さが高く落下距離が十分ある場合には、気液分
離器下部に落下水受け槽１０を設け、該落下水受け槽か
ら排水をとるのが排水量を調整しやすい。図３は本発明
の別の実施例で水位センサー１３により給水が断続的に
行われ水位が上下するタイプのものである。本沸騰装置
は熱水を吹き出し落下させるタイプのものではないので
稼働中の水位は水位センサー１３で調節された下限水位
と上限水位の間に位置する。排水路管１２は沸騰槽１に
接続している。排水路管１２内のオバーフロー部の位置
は下限水位より上部で上限水位より下部に設けられる。
感温弁４が排水経路内に設けられ周囲水温により開閉す
る。感温弁周囲の水温が低下し弁が開いているとき水位
が上昇すると排水が行われる。稼働時、水は蒸発し水位
を下げ、給水が断続的に行われているので一定時間内に
必ず沸騰槽水位がオバーフロー部位置を越える時があり
弁が開いていれば排水が行われる。感温弁にスケール粒
子が挟まった場合に、水漏れ量を支障のない量に抑える
ため感温弁前後の圧力差を僅かの圧力差にしなければな
らないが、このためオバーフロー部位置は沸騰槽などの
水位とほぼ同位置に設けており、沸騰装置の規模にもよ
るが、加熱３００Ｗ程度のものでは水位の上下約２０ｍ
ｍ以下が適当である。給水に電磁弁などを用いている給
水装置では停止中電磁弁により給水が停止されているの
でオバーフロー部位置は給水変動範囲下限より少し下で
もよいが、給水にカートリッヂタンクを用い外部へ排水
している場合にはオバーフロー部位置は水位調整槽水位
より上に設ける必要がある。通常は前記したように一定
水位あるいは下限水位の上２〜１０ｍｍ程度がより好ま
しい。

【０００８】 図４は感温弁４の一実施例の詳細図であ
る。４１はバネにより変動させられる弁体である。４２
はステンレスバネ，４３は形状記憶合金バネである。水
温が低いとき、ステンレスバネ４２の力が形状記憶合金
バネ４３に勝って弁体４１は弁座から離れ水が通過す
る。高温水がやってくるとこの高温を感じて形状記憶合
金バネ４３が伸びて弁を弁座に押し付けて水の通過を止
める。４４は調整ネジで水の通過量の調整に用いる。感
温弁の水温受感部は水温を受感しやすいよう水流と接触
させるのを原則とするが、銅管等を介して管外で受感し
ても本案の包含するところである。ここでは加熱器は電
気式で説明したが、ガス，石油の燃焼等他の加熱手段で
あってもよい。

【０００９】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明の沸騰装置は
開閉する弁前後の圧力差がほぼゼロとなっており、僅か
の力で弁を押さえれば弁座にスケール粒子が挟まっても
熱水の漏れはごく僅かであり問題となる量とはならな
い。弁前後の圧力差が小さいので弁体を押さえる力は僅
かで済み、開閉弁の動作には小さなバイメタルや形状記
憶合金ワイヤーを使用することができ安価である。かか
る排水機構を設けることにより沸騰槽へのスケール付着
を防止し、スケール付着による熱効率の低下，ヒーター
線の断線，沸騰水路の閉塞，沸騰槽の異常昇温等による
沸騰装置の故障や火災の危険を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の沸騰装置の一実施例で給水水位が一定
で熱水吹き上げタイプの例の説明図である。

【図２】 本発明の沸騰装置の別の実施例で給水にカート
リッヂタンクを用いた例の説明図である。

【図３】 本発明の沸騰装置の別の実施例で給水水位変動
タイプの例の説明図である。

【図４】 感温弁４の一実施例の詳細図である。

【符号の説明】 １ 沸騰槽 ２ 加熱器 ３
給水装置 ４ 感温弁 ５ エアーポンプ ６
蒸気出口 ７ 気液分離器 ８ 吐出口 ９
オバーフロー部 １１ 戻り水路管 １２ 排水路管

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２４Ｆ 6/00 Ｈ 9252−3Ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水装置と加熱器を備えた沸騰槽と排水装
   置を有する、スケール成分を含む水を加熱沸騰させる沸
   騰装置において、 イ、水温を感じて開閉する感温弁を沸騰槽もしくは水位
   調整槽の稼働時の水位と略同位置に設定した または ロ、水温を感じて開閉する感温弁を沸騰槽からオバーフ
   ロー部までの間の排水経路内に設け、かつ、排水経路の
   オバーフロー部の位置を沸騰槽もしくは水位調整槽の稼
   働時の水位と略同位置に設定したことを特徴とする沸騰
   装置。