JPH0735926U - 加湿器の補強サイフォン式排水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排水速度が速く、不必要な排水がなく、且
つ、大きなスケールの排出を可能にする。 【構成】 排水装置は、蒸気シリンダ１内に入れられた
水がヒータ２によって蒸発される加湿器１０の水を排出
する装置であり、蒸気シリンダ１の底部１ａに開口しそ
の水位Ｈより高く逆Ｕ字形に形成された第１サイフォン
管３と、第１サイフォン管の高さｈの２倍より低い高さ
ｈ´で逆Ｕ字形に形成された第２サイフォン管４と、こ
れらの間に水を供給する給水管５及び電磁弁６とを有す
る。 【効果】 水の供給により第２サイフォン管でパイロッ
トサイフォンが形成され、それにより全ての水が排出さ
れる。排水時間が短縮されて加湿器の稼動率が上がり、
大型スケールの排出も可能になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、容器内に入れられ所定水位に維持される水が加熱手段によって蒸発 される加湿器の水を排出する加湿器の排水装置に関し、例えば環境試験装置、恒 温恒湿室、クリーンルーム等の湿度調節を必要とする装置又は部屋に水蒸気を供 給するために利用される。

【０００２】

【従来の技術】

環境試験装置等に用いられる加湿器では、通常、水槽内に水を溜めてこれをヒ ータで加熱・蒸発させ、その蒸気を取り出して被加湿部に導いている。このよう な加湿器では、水を蒸発させるため、水槽内に水あかや水中の不純物が濃縮して 石状に固化することにより生成したスケール等の異物が発生し、これを放置する と、加湿効率が低下したり加湿用ヒータが断線するというような問題が生ずる。 このため、水槽内の水を排水して新たな水を補給し、水あかの発生や不純物濃度 の上昇を防止するようにしている。このような排水システムとしては、図６〜図 ８に示すものが従来から知られている。

【０００３】 図６は通常採用さている排水装置を示し、電磁弁２０を開閉して蒸気シリンダ １内の水を一定時期に一定量又は一定時間排出しようとするものである。この方 式の装置では、水と共に排出されたスケール等が電磁弁に詰まり、電磁弁の閉鎖 不良や排水不良を招く。これを防止するため、非常に目の細かいストレーナ２１ を設けて電磁弁への異物の進入を阻止するようにしている。しかし、このストレ ーナに水アカやスケールが詰まって排水不良になり易く、又、このように水アカ やスケールを蒸気シリンダ内に溜めると、これを除くために加湿動作を中断して 蒸気シリンダを分解し、手作業で清掃しなければならず、加湿動作の中断期間が 多くなり加湿器の稼働率が低下すると共に、保守作業に手間がかかるという問題 が生ずる。

【０００４】 図７の装置は、蒸気シリンダ１に給水管２２ａから新たな水を供給して水位を 上昇させ、サイフォン管２２の吸い出し作用を利用して排水しようとするもので ある（実開平３−４８６３０号公報参照）。この装置では、直径１０ｍｍを越え るサイフォン管を用いると、蒸気シリンダ側の水位をサイフォン管の逆Ｕ字形部 よりも１００ｍｍ以上上昇させないと吸い出し作用を発生しないことが実験的に 確認された。しかしながら、蒸気シリンダの水位を上昇させると、多量の水を新 たに供給しなければならないので、節水の観点上好ましくないと共に、蒸気シリ ンダが水位上昇分だけ縦方向に大型化する。一方、サイフォン管を１０ｍｍ以下 にすると、スケールの排出が十分行われず、蒸気シリンダ内に大きいスケールが 残留することになる。更に、排水速度が余り速くないので、排水時の加湿動作の 停止時間が長くなり、恒温恒湿室等では湿度制御の乱れがそれだけ長時間化する という問題がある。そして更に、小径のサイフォン管は蒸気シリンダの水位変動 に対して敏感であり、蒸気シリンダ内の圧力変動等によって水位が変動すると、 不必要な吸い出し作用が発生し易くなり、その場合にも加湿動作が中断するとい う問題が発生する。

【０００５】 図８の装置は、ポンプ２３で蒸気シリンダ１内の水を全量排出しようとするも のである（特開平４−２４６１０号公報参照）。しかしながら、このような方式 では、排水路２４中にポンプがあるため、ポンプがスケール等の異物を噛み込む おそれがある。これを防止するため、目の粗いストレーナ２５を設けているが、 このようなストレーナを設けると、比較的小さなスケールしか排出されず、蒸気 シリンダの掃除のための余分な作業及びそれに伴う加湿器の運転中断を生ずると いう問題がある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は従来技術に於ける上記問題を解決し、排水速度が速く、不必要な排水 がなく、且つ、大きなスケールの排出が可能で排水不良の生じない加湿器の排水 装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記課題を解決するために、容器内に入れられ所定水位に維持される 水が加熱手段によって蒸発される加湿器の水を排出する加湿器の排水装置におい て、請求項１の考案は、前記容器の底部に開口し前記容器の外で前記所定水位よ り高く逆Ｕ字形に形成された第１サイフォン管と、これと連続し連続部からの高 さが前記第１サイフォン管の２倍より低い高さで逆Ｕ字形に形成された第２サイ フォン管と、前記第１サイフォン管の立ち下がり部及び前記第２サイフォン間の 立ち上がり部に水を供給する水供給手段と、を有することを特徴とし、請求項２ の考案は、前記容器の底部に開口し前記容器の外で前記所定水位より高く逆Ｕ字 形に形成されたサイフォン管と、該サイフォン管の立ち下がり部に立ち下がり方 向に所定の流速及び流量で水を噴出させる水噴射手段と、を有することを特徴と する。

【０００８】

【作用】

請求項１の考案によれば、逆Ｕ字形に形成されて連続した第１、第２サイフォ ン管の立ち下がり部及び立ち上がり部に水を供給する水供給手段を設けるので、 水供給手段によりその部分に水を入れて水位を上昇させると、その水が第２サイ フォン管の逆Ｕ字形の頂部を乗り越え、第２サイフォン管においてサイフォン現 象が発生する。このサイフォン現象により、第１サイフォン管の空隙部が負圧に なり、第１サイフォン管でもサイフォンが形成され、サイフォンによって容器内 の水が連続的に排出されることになる。

【０００９】 このような排水装置によれば、第２サイフォン管をパイロットサイフォンとし て利用できるので、サイフォン管のサイズが大きくてもサイフォン現象を発生さ せることができる。即ち、第１及び第２サイフォン管の間に水を供給すると、水 位の上昇が極めて速いため、パイロットサイフォンの逆Ｕ字形の頂部に到達した 供給水量が直ちに排水側に流れるので、容易にサイフォンが形成される。この場 合、第２サイフォンの高さを第１サイフォン管の高さの２倍より低い高さにして いるので、両サイフォン管の間に水を入れたときに、水は第２サイフォン管の立 ち下がり側には流れるが、第１サイフォン管の立ち上がり側には流れず、供給し た水が有効にサイフォン形成に利用される。

【００１０】 請求項２の考案によれば、サイフォン管の立ち下がり部に立ち下がり方向に所 定の流速及び流量で水を噴出させるので、水の噴流により周囲の空気が巻き込ま れ、サイフォン管の上流側に負圧が発生し、容器内の水が吸い出されてサイフォ ン排水される。この場合、所定の流速及び流量は、水噴出後に短時間でサイフォ ンが形成されるように、サイフォン管の口径、サイフォンと容器水面との高さの 差等を考慮して決定される。

【００１１】

【実施例】

図１は実施例の加湿器の排水装置の構成を示す。 本排水装置は、容器としての蒸気シリンダ１内に入れられ所定水位Ｈに維持さ れる水が加熱手段としてのヒータ２によって蒸発される加湿器１０の水を排出す る装置であり、蒸気シリンダ１の底部１ａに開口しその外で所定水位Ｈより高く 逆Ｕ字形に形成された第１サイフォン管３と、これと連続し連続部からの高さが 第１サイフォン管の高さｈの２倍より低い高さｈ´で逆Ｕ字形に形成された第２ サイフォン管４と、第１サイフォン管３の立ち下がり部３ａ及び第２サイフォン 管４の立ち上がり部４ａに水を供給する水供給手段としての給水管５及び電磁弁 ６とを有する。給水管５には、適当な圧力を持った外部の水道水や工業用水が供 給される。但し、図２に示す如く、外部配管と電磁弁による給水に代えて、蒸気 シリンダ１からポンプ７により給水するようにしてもよい。この場合には、蒸気 シリンダ１内のゴミ等を吸引しないように、ポンプ７は底部１ａよりも或る程度 高い位置から水を吸引するのが良い。

【００１２】 なお本実施例では、第１サイフォン管３が蒸気シリンダ１の底１ｂに結合され ているので、底部に沈下、堆積したゴミやスケールを効果的に排出できる。但し 、これをシリンダ部１ｃの最も低い位置に結合したり、上部に結合して内管を底 部１ａまで導入するような構造にしてもよい。又、給水管５を第１サイフォン管 ３側に結合しているが、これを第２サイフォン管４側もしくは両サイフォン管の 連続部に結合してもよい。この連続部は或る程度の長さがあってもよい。

【００１３】 図３は、第２サイフォン管４がパイロットサイフォンとして作動し、蒸気シリ ンダ１内の水がサイフォン排水されるまでの状態を示す。 同図（ａ）に示す如く、蒸気シリンダ１内に例えば図４に示すようなフロート 室１４を介して所定水位Ｈまで水を入れると、第１サイフォン管３内も同じ水位 になる。この状態で加湿器を運転すると、ヒータ２がオンになって内部の水が加 熱され、蒸気シリンダ１の頂部１ｄから水蒸気が取り出されると共に、水位Ｈを 維持するように図示しない水補給装置から水が補給される。蒸発した水量を補給 しつつ運転を継続すると、水槽１内の水が次第に濃縮され、これを放置すると湯 あかやスケール等が発生し、加湿器の性能低下を招いたり、ヒータに付着してそ の断線を発生させたりする。このため、加湿器が一定時間運転されると、排水装 置を作動させて水槽１内の水を排出する。

【００１４】 排水するときには、同図（ｂ）に示す如く、電磁弁６を開にし、給水管５から 両サイフォンの結合部に水を供給する。同図（ｃ）は、第２サイフォン管４が第 １サイフォン管３より高い場合に、第２サイフォン管４内の水がその頂部を越え る時の状態を示す。同図（ｂ）の状態から更に両サイフォン管に水が入れられる と、その水位が上昇するにつれて水が第１サイフォン管３の空間部を占めるので 、空間部の空気が僅かに圧縮されて圧力を持つ。第１サイフォン管３の立ち下が り部３ａの水位がｙだけ上昇すると、第１サイフォン管３の立ち上がり部３ｂの 水位は略ｙだけ下降し、一方、第２サイフォン管４の立ち上がり部４ａの水位は 略２ｙだけ上昇する。このとき、蒸気シリンダ１内の水位も上昇するが、蒸気シ リンダ１の断面積はサイフォン管のそれに較べて十分大きいので、上昇量はごく 僅かで無視できる程度である。

【００１５】 本考案では、第２サイフォン管４の高さを第１サイフォン管３の高さの２倍よ り低くしているので、図から明らかなように、両サイフォン管の間に入れられた 水は、第１サイフォン管３側に流れることなく第２サイフォン管４の頂部に到達 する。そしてそれ以上水が入れられると、水が第２サイフォン管４の頂部を越え てパイロットサイフォンを形成することになる。なお、できるだけ速くパイロッ トサイフォンが形成されるように、第２サイフォン管４の高さは、図１に示すよ うに第１サイフォン管３の高さｈより少し低い程度が望ましい。

【００１６】 同図（ｄ）は、両サイフォン管の間に入れられた水が第２サイフォン管４を乗 り越えてパイロットサイフォンが形成された後、第１サイフォン管３を介して蒸 気シリンダ１内の水をサイフォンで吸い出している状態を示す。蒸気シリンダ１ 内の水８は、パイロットサイフォンの水９の下降よりその上部に形成された負圧 によって吸い出される。サイフォンが効き出すと、水は速い流速で水が排出され 、蒸気シリンダ１及び図示しない補給水タンクの水が全量排出されると、サイフ ォンが切れて排水が完了する。

【００１７】 従来のように、蒸気シリンダ１内に水を供給してサイフォンを形成させる方法 では、容器の表面積が大きいため水位の上昇が遅い。一方、サイフォン管を乗り 越える水量は、水位差と管内抵抗とのバランスで定まるので、水位の上昇が遅い 場合には、サイフォン管を越える水量が少なく、サイフォンが形成されにくい。 本考案のようにパイロットサイフォンを利用すれば、蒸気シリンダ１内でなくサ イフォン自体に水を供給するので、パイロットサイフォン内で水位が急上昇し、 サイフォン管を越える水量が多くなり、サイフォン管の口径を大きくしても容易 にサイフォンを形成させることができる。

【００１８】 このような装置により大きな口径のサイフォン管で排水すれば、排水速度が速 くなるので、排水時間が短縮されて加湿器の稼動率が上がり、環境試験装置等に おける湿度制御の乱れが少なくなる。又、大型スケールの排出が可能になる。そ して、排水ラインにポンプや電磁弁を用いないので、ゴミ等の詰まりにより排水 不良になるおそれがないと共に、蒸気シリンダの掃除等の保守作業が減少し、省 力化が図られる。更に、第２サイフォン管４の頂部を越えさせるために給水管５ で供給する水量が極めて少ないので、速くサイフォンを形成させることができ、 且つ節水にもなる。又、サイフォン管の口径が大きいので、環境試験装置等にお いて圧力変動があっても、不必要に排水されることがない。この場合、圧力変動 によるサイフォン発生を防止するために第１サイフォン管３の高さを高くしても 、サイフォン管内に水を入れるだけであるから、消費水量も増加せず又容器を大 きくする必要もない。

【００１９】 図４は他の実施例の排水装置を示す。 この排水装置は、サイフォン管１１と、その立ち下がり部１１ａに立ち下がり 方向に所定の流速及び流量で水を噴出させる水噴射手段としてのポンプ１２及び ノズル部１３ａを備えた送水管１３とを有する。所定の流速及び流量は、サイフ ォン管１１のサイズ、所定水位からの高さｈ₁ 等により、迅速にサイフォンが形 成させるように決定される。立ち下がり部１１ａには、その部分を拡大した図５ に示す如く、効果的に負圧が形成されるように絞り部１１ａ−１を設けることが 望ましい。ポンプ１２は、本実施例ではフロート室１４から水を吸入している。 但し、ポンプ１２を省略し、他の系統からノズル１３ａに水を供給するようにし てもよい。なお、フロート室１４は蒸気シリンダ１と連通していて、内部に備え られたフロート１５により図示しない補給水弁が制御され、内部の水位が一定に なるよに調整されている。

【００２０】 このような排水装置によれば、サイフォン管立ち下がり部１１ａの絞り部１１ ａ−１に向けてノズル部１３ａから高速で水を噴射させるので、図示の如く管内 の空気が随伴されて下流側に運ばれ、その上流部に負圧が形成され、サイフォン 管１１にサイフォンが形成されることにより蒸気シリンダ１内の水が排出される 。この場合、強制的に負圧を形成させるので、排水管を大きなサイズにすること ができる。

【００２１】 本実施例の排水装置においても、ポンプやストレーナ等を設ける必要がなく、 又サイフォン管の口径を大きくすることができるので、図１の実施例のものと同 様の効果が得られる。

【００２２】

【考案の効果】

以上の如く本考案によれば、サイフォン管の口径を大きくすることができるの で、排水速度が速くなり、排水時間が短縮されて加湿器の稼動率が上がる。又、 大型スケールの排出が可能になる。そして、排水ラインにストレーナや電磁弁等 を用いないので、ゴミ等の詰まりによる排水不良のおそれがないと共に、スケー ルの堆積と新たなスケールの成長が抑制され、容器の掃除等の保守作業の減少し 、省力化が図られる。又この点からも加湿器の稼動率が向上する。更に、圧力変 動による不必要な排水が防止され、必要なときにのみ確実に排水が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の加湿器の排水装置の構造を示す説明図
である。

【図２】上記の排水装置において水の供給源を代えた場
合の説明図である。

【図３】（ａ）乃至（ｄ）は上記排水装置の作動の説明
図である。

【図４】他の実施例の加湿器の排水装置の構造を示す説
明図である。

【図５】上記排水装置の水噴出部の構造を示す説明図で
ある。

【図６】従来の加湿器の排水装置の構造例を示す説明図
である。

【図７】従来の加湿器の排水装置の構造の他の例を示す
説明図である。

【図８】従来の加湿器の排水装置の構造の更に他の例を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 蒸気シリンダ（容器） １ａ 底部 ２ ヒータ（加熱手段） ３ 第１サイフォン管 ３ａ 立ち下がり部 ４ 第２サイフォン管 ４ａ 立ち上がり部 ５ 給水管（水供給手段） ６ 電磁弁（水供給手段） １０ 加湿器 １１ サイフォン管 １１ａ 立ち下がり部 １２ ポンプ（水噴射手段） １３ 送水管（水噴射手段）

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に入れられ所定水位に維持される
   水が加熱手段によって蒸発される加湿器の水を排出する
   加湿器の排水装置において、 前記容器の底部に開口し前記容器の外で前記所定水位よ
   り高く逆Ｕ字形に形成された第１サイフォン管と、これ
   と連続し連続部からの高さが前記第１サイフォン管の２
   倍より低い高さで逆Ｕ字形に形成された第２サイフォン
   管と、前記第１サイフォン管の立ち下がり部及び前記第
   ２サイフォン間の立ち上がり部に水を供給する水供給手
   段と、を有することを特徴とする加湿器の排水装置。
2. 【請求項２】 容器内に入れられ所定水位に維持される
   水が加熱手段によって蒸発される加湿器の水を排出する
   加湿器の排水装置において、 前記容器の底部に開口し前記容器の外で前記所定水位よ
   り高く逆Ｕ字形に形成されたサイフォン管と、該サイフ
   ォン管の立ち下がり部に立ち下がり方向に所定の流速及
   び流量で水を噴出させる水噴射手段と、を有することを
   特徴とする加湿器の排水装置。