JPH06502716A - 多孔体に含まれる液体を蒸発させるための処理及び装置 - 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】 多孔体に含まれる液体を蒸発させるための処理及び装置本発明は、電流の通過に よって多孔体に含まれる液体を蒸発させるための処理及び装置、より詳細には、 多孔体に接触し電流が供給される二つの電極を介して電流が多孔体を伝わるよう な処理及び装置に関する。

このような蒸気発生装置は、特に仏国特許第２５９５０５２号により公知であり 、この装置において、蒸発させることか望まれる液体か多孔体に前もって貯蔵さ れ、この多孔体に、例えば、その間に所定の電位差か供給されるプレートによっ て構成される二つの電極を介して電界かもたらされる。このような発生装置の蒸 発液体の供給において、水によってもたらされる多大な時間は、毛細管現象、例 えば、貯蔵された蒸発させる液体に多孔体を浸すことによって、又は多孔体の湿 り程度に関して介在する制御手段によって監視される場合の連続又は不連続の供 給のいずれかによって生じる。

この種の蒸発処理及び装置は、特に低減された応答時間を有する利点を有してい る。

これらの蒸発装置には、必要な時に停止させる蒸気流量を維持する連続的な、又 は蒸発液体の再貯蔵を保証するために使用者に定期的に装置を停止することを強 いる不連続的な動作がもたらされる。

この種の蒸発処理及び装置は、いくつかの欠点を有している。

第１の欠点は、これらの蒸発装置が導電性の液体の蒸発を保証することだけにし か利用可能でないことから結果として生じ、これは蒸留され又は変換された水の 蒸発のためのその使用を除外する。

前述の蒸発装置の第２の欠点は、特に、蒸発させる液体かなま水である場合にお いて、前記水の導電率かある地域から他の地域の間でかなり特性的に変化するこ とから生じ、これは、蒸発装置の公称動作電流強さ、及びその結果として、それ により提供される蒸気量において、かなりの変化をもたらす。この場合において 、もたらさ　、れる仕事の品質及び動作の安全性の両方の観点から暗示される全 ての結果と共に公称電流強さにおけるこれらの変化を容認するか、又はその変化 を補償するように電流強さを調整するための手段をこの装置に設けることをもた らす。

蒸発させる液体がなま水の場合に明らかとなる第３の欠点は、蒸発装置の連続動 作の場合において、多孔体を横断する電流強さか、数十時間後に公称電流強さの １０から２０倍の単位の電流強さに達するために、動作中に増大することから生 じる。このために、このような連続動作の蒸発装置には、装置の動作電流強さを その公称動作電流強さにほぼ近い値にすることを可能とする調節手段をどうして も設けなければならない。

このような蒸発装置は、連続的な動作を意図するが、加えて、その動作中におい て装置に蓄積される塩の一部を洗い落とす又は浸すことによって除去することを 意図する定期的な停止を実行することか強いられる。しかしながら、経験的に、 前述の塩の一部だけしか除去できない結果として、定期的な清掃は前述の欠点を 克服することはできない。

従来技術の蒸発装置のもう一つの欠点は、蒸発させる液体の供給方式に依存し、 数分から数日の範囲の所定の動作時間後において、電圧印加中に次第に増大する 火花が多孔体内に発生し、これらの火花において活動し始める力は、多孔体を含 む容器に穴を明ける可能性があることから生じる。

さらに、例えば、壁紙の帯を装着することを意図するもの、又はアイロン等のよ うな所定の蒸気発生器は、不連続に動作することか意図される。このような装置 は、蒸発させる水か積載され、次にこの水か放出されるまで動作する。もし、こ のような蒸発装置か十分な期間動作され続け、約１５分より長い開停止されるな らば、この装置か再び動作された後、この装置か最初に動作された時の電流強さ の数倍に等しい電流強さの増加か見られる。もちろん、同し現象は、例えば保守 のために、１５分を越える期間の開停止される時に、連続的な通常の動作を意図 する装置に現れる。この現象は、装置か長期間停止状態におかれる時に、いっそ う悪化する。このように、発生器の電流強さか低下する傾向にある時に水を送る 多孔体の水供給装置によって、電流強さか所定公称値にほぼ一定に維持され、１ ００時間以上動作し、約０．０５ｏｈｍ−’ｍ−’の平均伝導率のなま水か供給 される仏国特許第２５９５０５２号に記載されているような蒸気発生器は、１５ 分の停止後、公称電流強さの２倍より大きな再始動時の電流強さを有し、この電 流強さは４００時間動作され、２００時間停止された蒸気発生器の公称電流強さ の２０倍に達する可能性かある。

これらの再始動時の過剰な電流強さは、蒸発させる液体によって多孔体内にもた らされる塩の拡散のためであり、この塩は局部的に配置され、停止期間の間、多 孔体内の塩濃度を均一にするために移動して導電性を向上させるために作用する 。

従って、このような蒸発装置は、効果的な電流強さ調節手段か設けられる時にだ け一定の蒸気流量の提供力可能となる。このような手段は、そのコストと共に、 これらの蒸発装置の複雑化を増大する。

本発明は、特に製造か簡単で、その動作電流強さか蒸発させる液体の伝導率に依 存せず、また連続動作においてほぼ一定であり、不連続動作の場合の再始動時の 電流強さも一定である蒸発のための処理及び装置を提供することによって、前述 の欠点を克服することをその目体として有する。本発明による蒸発処理及び装置 は、導電性のない液体の蒸発も保証し、所定の動作期間後の連続又は不連続動作 において、多孔体に生しる火花を防止することを可能にする。

こうして、本発明は、電流か供給される二つの導電性電極の間に配置された多孔 部材に貯蔵される液体を蒸発させる処理であって、前記液体と前記多孔部材は導 電性の媒体を形成するものにおいて、少なくとも多孔部材の最初の使用以前に前 記多孔部材の細孔内に前記導電性媒体が処理なしに有するものより大きな導電率 を存するように処理物質を実質的に均一に配置することを特徴とする蒸発のため の処理を、一つの巨体として有する。

本発明の一実施例において、処理物質は支援液体内に溶解又は懸濁しており、こ の支援液体は媒質として働き、多孔部材の細孔内に処理物質をかなり規則的に分 布することを可能にする。処理物質のこのような分布かもたらされると、支援液 体の物質は、例えば蒸発によって除去される。少なくともその最初の使用以前に 多孔部材か浸される導電性溶液の濃度は、好ましくは、多孔部材、処理物質及び 蒸発させる液体によって構成される導電性媒体の伝導率か０．　２ｏｈｍ−’ｍ −’より大きいような濃度とされる。実際的に、仏国において、なま水の品質を 管理する基準は、その伝導率か０．２ｏｈｍ−’ｍ”未満とされている。このよ うに、蒸発させる液体かなま水である場合において、使用者は導電性媒体の伝導 率か蒸発させる液体の伝導率より大きいことか保証される。

しかしながら、本発明の最適な作用は、濃度のより高いレベルを得られることで あることかわかる。こうして、以下に示すように処理物質か水に溶解された塩化 ナトリウムによって構成される場合において、溶液の最適な濃度は、約６．　２ 　ｏ　ｈｍ−’ｍ−’の導電性媒体（２５°Ｃ）の導電率に相当する約４０ｇ／ ｌとされることか確認される。

もちろん、支援液体の物質か蒸発させる液体によって構成されてもよい。

本発明は、さらに、前述の利点を得ることか可能な蒸発装置を一つの目的として 有する。

この装置は、電流源に接続される二つの導電性電極の間に配置される多孔部材に 貯蔵される液体を蒸発させるための装置であって、前記液体と前記多孔部材か導 電性媒体を形成するものにおいて、それ内に前記液体を貯蔵する多孔部材か、前 記導電性媒体の導電率を高めるのに適した処理物質を含んでいることを特徴とす る。

本発明による処理及び装置は、かなり色々な領域において、特に、自分で行う領 域における壁紙の取り付けと共に、工業の領域において、例えば蒸気ボイラ、ま た家庭の領域において、特にオーブン等に使用されることかできる。

本発明の色々な実施例は、添付図面を参照して限定しない例として以下に記述さ れる。添付図面において、図１は従来技術（曲線ａ）及び本発明（曲線ｂ）それ ぞれによる時間に関する蒸発装置の動作電流強さの変化曲線を表すグラフである 。

図２は図１及び２の曲線か達成される種類の蒸発装置を概略的に示している。

図３は従来技術（曲線ａ）及び本発明（曲線ｂ）それぞれによる蒸発させる水の 伝導率に関する蒸発装置の動作電流の最初の電流強さの変化曲線を表すグラフで ある。

図４は従来技術（曲線ａ）及び本発明（曲線ｂ）それぞれによるその停止時間に 関する蒸発装置の再始動時の電流強さと停止した騰間の電流電流強さとの比の変 化曲線を表すグラフである。

図５は蒸発装置の異なる動作時間、すなわち０時間（曲線ａ）、２００時間（曲 線ｂ）、及び６００時間（曲線Ｃ）にとっての使用以前に多孔体にしみ込ませる 処理物質を含む溶液の濃度に関する本発明による蒸発装置の動作電流強さの変化 曲線を表すグラフである。

図６は２０サイクルの動作（曲線ａ）、５０サイクルの動作（曲線ｂ）、及び１ ００サイクルの動作（曲線Ｃ）それぞれの後の時間に関する従来技術による蒸発 装置の動作電流強さの変化を表すグラフである。

図７は２０サイクルの動作（曲線ａ）、５０サイクルの動作（曲線ｂ）、及び１ ００サイクルの動作（曲線Ｃ）それぞれの後の時間に関する本発明による蒸発装 置の動作電流強さの変化を表すグラフである。

図８は本発明による蒸発装置の実施例の横断縦断面斜視図である。

出願人は、最初の使用以前において、多孔部材及び蒸発させる液体から構成され る導電性媒体の伝導率の増加作用を有する処理物質による多孔体の処理が、従来 技術の蒸発装置の異なる動作パラメータを改良可能にすることを以下に記載する 一連の試験によって証明する。

図１及び３の曲線は、図２に概略的に示したような連続動作型の蒸発装置により らたらされる。蒸発装置ｌは、本質的にその内部に多孔部材３か配置された容器 ２によって構成され、多孔部材の下部か、多孔部材３の永久的な液体供給を毛細 管現象によって保証するように、貯蔵タンク５に含まれる蒸発させる液体と接触 する突部４によって下方向に延在している。多孔部材３と接触する二つの電極６ 及び７は、電気回路の端子Ａ及びＢに接続される時、多孔部材内の電流の通過を 保証する。

本発明による蒸発装置は、蒸発させる液体が貯蔵される多孔部材３に、最初の使 用以前において、４０ｇ／ｌの塩化ナトリウム溶液をしみ込まずことを除き、前 述したものと同一の種類である。

図１のグラフは、従来技術（曲線ａ）及び本発明（曲線ｂ）それぞれによる蒸発 装置の蒸発させる液体か貯蔵される多孔部材３を横断する電流強さの変化を表し ている。

このグラフから、２４時間の開動作させた従来技術による蒸発装置は、１０アン ペアのその最初の電流強さか約４５アンペアに上昇することかわかり、これは４ ５０％の増加を表している。逆に、同し動作状態において、本発明による蒸発装 置は、１０アンペアのその最初の電流強さが、試験の最後に１０％の電流強さの 増加を表す１１アンペアの値となるために、電流強さの顕著な増加を示すことな しに１００時間の動作か可能である。

多くの実際の場合において、蒸発装置は異なる地方の網状組織によって分配され る異なる水源からの水の蒸発を保証するために使用される。現在、この水の伝導 率は、前述したように現在の仏国基準によって０．２ｏｈｍ−’ｍ−’に制限さ れているが、しかしながら、それらの源泉に依存する多数の特性において変化す る可能性がある。

図３に示すように、出願人は、従来技術（曲線ａ）及び本発明（曲線ｂ）それぞ れによる蒸発装置にとって、供給される水の伝導率に関する蒸発装置の電流の最 初の公称電流強さを表す曲線を得た。

これらの曲線において、従来技術（曲線ａ）の蒸発装置の最初の電流強さか、供 給された水の伝導率に関してほぼ直線形に変化することかわかり、これは、前述 した法的な範囲の伝導率において、０から２０アンペアに変化可能な電流強さを 表わしている。蒸発させる液体か全国的な流通網からの水でなく、他の水である 限りにおいて、この水はこのような制限を受けておらず、この状態において、そ の伝導率かＯから０．６ｏｈｍ−’ｍ−’まで変化する可能性のある蒸発させる 液体が供給される蒸気発生器は結果的にその最初の公称電流強さか０から６０ア ンペアまで変化することか確認される。

図３の曲線すに示すように、本発明による蒸発装置の多孔体を横断する電流強さ は、蒸発させる水の伝導率に関して一定に維持される。

従って、本発明は、蒸発装置の最初の電流強さ及びその結果としてそれにより提 供される蒸気量において、明らかな変化を引き起こすような原因を無くし、いか なる水の分配網からの水を蒸発装置に供給することを可能とする。

さらに、本発明は、蒸発させる液体の電導率を向上させることによって、例えば 、始動時に多孔体に貯蔵される最初の溶液が塩又は電解質が加えられた水である 場合において、アルコールのような混和性の任意の液体と共に、蒸留水、変換さ れた又は脱イオン化された水のような非電導性の液体の蒸発を保証することを可 能とする。

他方で、従来技術の装置において、媒体の伝導率及びその結果としての電流強さ は、装置の動作中において増加し、連続的に動作する装置において、多孔部材は 規則的に湿らされ、電流強さは多孔部材の多くない水供給によって調整される。

これは、所定動作時間後において、その乾燥を結果として生じ、多孔部材及び／ 又はそれが配置される容器の発火をもたらす火花の発生をもたらす。この現象は 、多孔部材の乾燥が通常不均一に生しることによって、さらに顕著となる。本発 明は、一方で乾燥の進行を防止する媒体の導電率及びその結果としての動作中の 電流強さの安定化によって、また他方で電極の離されるＷ！ｌ１ｉＩの増加を可 能とすることによって、この欠点を総合的に防止することを可能とする。

本発明は、この種の蒸気発生器の設計者か、等しい発火の危険及びより大きな蒸 発力を備える蒸気発生器と、等しい蒸発力及び発火の危険に対してのより大きな 安全性を備える蒸気発生器との選択を可能にする。

出願人は、本発明か、所定の動作時間後において、発生器か比較的長い期間停止 され、次に再び動作状態とされ、その停止の瞬間の蒸発装置の電流強さより大き な再始動時の電流強さに変えられる時に、従来技術の蒸発装置に生しる問題を防 止できることを、さらに証明する。このために、出願人は、３００時間近くの期 間の間、従来技術（曲線ａ）及び本発明（曲線ｂ）それぞれによる既に前もって ４００時間動作させた蒸発装置を停止させ、これらの再始動時の電流強さか測定 された。図４の曲線は、停止期間に関する蒸発装置の再始動時の電流強さＩｒと 停止した瞬間のその電流強さＩａとの比１ｒ／Ｉａを表している。曲線ａは、所 定の動作状態、特に３００時間の動作停止後において、従来技術による蒸発装置 の再始動時の電流強さＩｒかその停止の瞬間の電流強さの約１６倍であることを 示している。同じ動作状態において、本発明（曲線ｂ）による蒸発装置は、再始 動時の電流強さ［ｒが停止の瞬間の電流強さＩａの１．２６倍以下である。

本発明による処理及び装置は、不連続的な蒸発装置の動作の再始動時の電流強さ Ｉｒの特に重要な調整を保証するようなものである。

さらに、同じ現象か、例えば技術的な理由のために定期的に停止させなければな らない通常の連続動作の装置に見いだせる。

さらに、出願人は、電極の間の距離、電極の供給電圧、蒸発手段を収納しなけれ ばならない容器の外形寸法のような最初に課せられる状誓のために、電流強さか 蒸発装置の動作中に最も安定可能に維持される多孔部材の含浸のための溶液の最 適な濃度を決定することか可能であることを証明する。

出願人は、蒸発装置にとって、１１０ボルトの電圧か供給される電極間の距離を ３０ｃｍの単位にすることを達成し、図５の曲線ａ。

ｂ、ｃは、０．２００、及び６００時間の動作時間それぞれにとっての本発明に よる蒸発させる液体（ここでは水によって構成される）を貯蔵する多孔体にしみ 込ませるための塩溶液の塩化ナトリウムの濃度に関する多孔体を横断する電流強 さＩの変化を表している。

これらの曲線において、もし、最初の時間の電流強さの変化を表す曲線ａと６０ ０時間の動作時間後の電流強さの変化を表す曲線Ｃとを接合する垂直な線分Ａｌ Ｂ１．Ａ２Ｂ２．Ａ３Ｂ３等かひかれるならば、これらの異なる線分の長さは６ ００時間の動作中の蒸気発生器の電流強さの変化を表している。三本の曲線ａ、 ｂ、ｃは、４０ｇ／ｌの塩化ナトリウム濃度に集中し、この濃度における垂直な 線分ＡＢの長さはＯであり、それにより、電流強さは蒸発装置の動作中において 安定化される。

図５は、もし、供給される水の濃度が所定の構成にために見いだされる最適値よ り小さいならば、薄められたと同様な任意の塩の溶解は蒸発装置の動作中におけ る電流強さの相対的な変化を減少することをさらに示している。この場合におい て、最も安定化可能とする動作電流強さを得るために、浸す水の濃度は４０ｇ／ ｌに近づけなければならない。

従って、本発明は、蒸発装置の所定構成にために、蒸発装置がほぼ一定の電流強 さで動作することを可能にする多孔体へしみ込ませる液体の濃度を決定すること を可能にする。

さらに、従来技術による蒸発装置か再び動作状態におかれる時、この装置の動作 停止が、停止の瞬間にこの装置が有する電流強さより大きな再始動時の電流強さ をもたらすことか前述された。出願人は、図６に示すように、不連続動作の蒸発 装置の動作時間に関しての電流強さの変化の形状かピーク値を通ることを証明し 、多数の動作サイクルか行われた時の全てのピーク値か記載されている。図６は 、２５サイクル（曲線ａ）、５０サイクル（曲線ｂ）、及び１００サイクル（曲 線Ｃ）のそれぞれの動作後における時間に関する従来技術の蒸発装置の動作電流 強さの変化形状を示している。表された曲線は、蒸発装置の動作の不規則性か、 実行されたサイクル数と共に増加することを明らかに証明している。

図７は、同一の動作サイクルを有する本発明による蒸発装置の動作電流強さから の同し変化形状を示し、その結果として、曲線ａ。

ｂ、ｃか同し符号の前述の曲線に対応する。これらの曲線ａ、ｂ。

Ｃか、一方で互いに非常に接近しており、これは本発明による蒸発装置のサイク ル数かその動作電流強さにほとんど影響しないことを証明しており、他方で非常 に弱められたピーク値を有し、これは時間に関する動作電流強さの変化か従来技 術の蒸発装置におけるよりさらに進歩していることを示している。

図８は、本発明による方法及び装置を実行するための蒸発装置を示す。この蒸発 装置は、実質的に平行六面体形状で、例えば、溶接されたポリプロピレン板から 形成される容器２０によって構成され、容器２０の下部は、蒸発させる液体、例 えば、水の貯蔵を意図する横方向貯蔵部２２を具備し、この貯蔵部２２はその端 部に水供給管２４か接続される。例えば、水吸収ロックウールによって構成され る平行六面体形状の多孔部材２６が、容器２０内に配置される。この多孔部材２ ６は、貯蔵部２２に含まれる蒸発させる液体と接触する足部２８を具備し、毛細 管現象によって多孔部材２６へ蒸発させる液体の供給を保証する。容器２０の二 つの対向する内壁部は、例えば、黒鉛又は銅製の二つの電極３０．３２を具備し 、これらの電極は、電気回路の供給端子へ導電線３４．３６によって接続されて いる。多孔体２６の寸法は、電極３０．３２と良好な電気接触をさせるためにそ れらにしっかりと当接させるようになっ゛〔いる。容器２０の上部は、蒸気を放 出するための管３８を具備する。

前述したように、本発明は、多孔部材２６の導電率を高めることにより、従来技 術の蒸発装置で使用される間隔に関して、電極３０゜３２をさらに離すことを可 能にし、これは、使用中において、その等しい動作電流強さで火花を生しる危険 を減少させることを可能にする。

多孔部材２６は、容器２０に設置される以前に、４０　ｇ／　ｌの塩化ナトリウ ム溶液に浸される。

前述し、また図１に示すように、このような蒸発装置の動作電流における安定性 は、従来技術の蒸発装置とは反対に、電流強さを自動的に調節するための手段が 、その作用する電流のために不可欠でないようなものである。

この種の蒸発装置は、例えば、加湿器、蒸気発生ボイラのような異なる領域で使 用される場合において連続的に、また、例えば、壁紙の帯に蒸気を供給するため の蒸気発生器、アイロン等に使用される場合において反対に不連続的に動作可能 である。このような蒸発装置は、特にそれらを構成する減少された数の部材の単 純な組み合わせのために、さらに複雑化する電流強さ調整装置が不必要であるた めに、特に有利である。さらに、本発明は、蒸発装置に作用させる電流を現在の 時間毎に決定する多数のパラメータをもはや考廖しなくてもよくすることを可能 とする。

もちろん、多孔部材の細孔内への処理物質の分布は、溶解状態又は懸濁状態の液 体によって運ばれることか好ましいが、例えば、多孔部材に振りかけるような直 接的な分布を実施することも可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電流が供給される二つの導電性電極の間に配置される多孔部材に貯蔵される 液体の蒸発のための処理であって、前記液体と前記多孔部材が導電性媒体を形成 するものにおいて、少なくとも多孔部材の最初の使用以前に前記多孔部材の細孔 内に前記導電性媒体が処理なしに有するものより大きな導電率を有するように処 理物質を実質的に均一に配置することを特徴とする蒸発のための処理。 ２．処理物質が支援液体内に溶解又は懸濁状懸で含まれることを特徴とする請求 項１に記載の処理。 ３．支援液体は、多孔部材が浸された後除去されることを特徴とする請求項１に 記載の処理。 ４．支援液体は、蒸発させる液体と同様な性質であることを特徴とする請求項２ に記載の処理。 ５．処理物質は支援液体内に溶解しており、この溶液の濃度は前記媒体の導電率 が０．２ｏｈｍ−１ｍ−１より大きくなるようになっていることを特徴とする請 求項２に記載の処理。 ６．処理物質が塩化ナトリウムであることを特徴とする請求項１から５のいずれ かに記載の処理。 ７．塩化ナトリウムが４０ｇ／ｌの濃度の水溶液内にあることを特徴とする請求 項６に記載の処理。 ８．前記導電性溶液の濃度が、少なくとも二つの異なる動作時間において、前記 溶液の濃度に関する多孔部材を横断する電流強さの変化を表す少なくとも二つの 曲線の交点を採用することによって決定されることを特徴とする請求項２から７ のいずれかに記載の処理。 ９．電流源に接続される二つの導電性電極（３２，３４）の間に配置される多孔 部材（２６）に貯蔵される液体を蒸発させるための装置であって、前記液体と前 記多孔部材が導電性媒体を形成するものにおいて、前記液体を貯蔵する多孔部材 （２６）が、前記導電性媒体の導電率を高めるのに適した処理物質を含んでいる ことを特徴とする装置。 １０．処理物質は、前記液体に溶解可能な物質であることを特徴とする請求項９ に記載の装置。 １１．支援液体は、蒸発させる液体と同様な性質であることを特徴とする請求項 １０に記載の装置。 １２．処理物質は支援液体内に溶解しており、この溶液の濃度は前記媒体の導電 率が０．２ｏｈｍ−１ｍ−１より大きくなるようになっていることを特徴とする 請求項１０に記載の装置。 １３．処理物質が塩化ナトリウムであることを特徴とする請求項９から１３のい ずれかに記載の装置。 １４．塩化ナトリウムが４０ｇ／ｌの濃度の水溶液内にあることを特徴とする請 求項１３に記載の装置。