[go: up one dir, main page]

JP3617706B2 - Steam generator - Google Patents

Steam generator Download PDF

Info

Publication number
JP3617706B2
JP3617706B2 JP23433195A JP23433195A JP3617706B2 JP 3617706 B2 JP3617706 B2 JP 3617706B2 JP 23433195 A JP23433195 A JP 23433195A JP 23433195 A JP23433195 A JP 23433195A JP 3617706 B2 JP3617706 B2 JP 3617706B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
boiler tank
pressure
steam
valve seat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP23433195A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0979503A (en
Inventor
明 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoshizaki Electric Co Ltd
Original Assignee
Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoshizaki Electric Co Ltd filed Critical Hoshizaki Electric Co Ltd
Priority to JP23433195A priority Critical patent/JP3617706B2/en
Publication of JPH0979503A publication Critical patent/JPH0979503A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3617706B2 publication Critical patent/JP3617706B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンク式の蒸気発生装置に係るもので、特に蒸気供給量を一定化するためのボイラタンク内の圧力制御を可能とした蒸気発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
まず、図6を参照し、従来の一般的なタンク式蒸気発生装置を、液体中に直接蒸気を吹き込んで加熱する用途に使用した例について説明する。
ボイラタンク1内の底部には、ボイラタンク1内の水6を加熱するためのヒータ2が設けられ、さらに、ボイラタンク1内の水6の温度を検知して前記ヒータ2の通電を制御する温度調節器3が設けられている。
【0003】
さらに、前記ボイラタンク1の頂部からは蒸気導出管5が延設され、その先端はタイマ9により開時間を制御される電磁開閉弁8を介してスチームノズル10に接続されており、ボイラタンク1内の蒸気7を必要に応じて取出し得るようになっている。
【0004】
また、ボイラタンク1の上部側壁には、高温状態から冷えた状態となってボイラタンク1内が負圧になった際に、外気Eをボイラタンク1内に導入してボイラタンク1の破損を防止するための真空防止弁14が取付けられている。
【0005】
この真空防止弁14は、ハウジングの内部下方に弁座が設けられ、この弁座に自重でボール15が密着する構造となっている。
さらに、ボイラタンク1の頂部には、ボイラタンク1内が異常高圧になった際に蒸気7を逃してボイラタンク1の破損を防止するための安全弁13が取付けられている。
【0006】
この安全弁13は、図7に示すような構造となっている。すなわち、ハウジング16の内部下方に弁座19が設けられ、この弁座19に対向する如く前記ハウジング16に摺動可能に弁棒17が保持されている。この弁棒17は、コイルばね23により常時弁座19の方向に付勢され、弁棒17の下端部に装着されたシール片18が前記弁座19に密着する構成となっている。
【0007】
しかして、このように構成された装置においては、ヒータ2に通電し、ボイラタンク1内の水6を加熱していくと水面上には蒸気7が発生し、水温の上昇と共に蒸気圧は上昇する。水温が所定温度に達すると温度調節器3がヒータ2への通電を切る。
【0008】
この状態で電磁開閉弁8を一定時間タイマ9により開くことにより、タンク1内の蒸気を蒸気導出管5及びスチームノズル10を介してカップ11内の飲料12中に噴き込み、飲料12を加熱することができるものである。
【0009】
しかしながら、このような装置においては、装置の使用を終了し、ヒータ2への通電を切るとボイラタンク1内の水温は降下して行き、これに伴って水面上の蒸気も凝縮し、蒸気圧も低下する。
【0010】
そして、ボイラタンク1内が大気圧以下になると真空防止弁14内のボール15が大気圧により持ち上げられて弁座から離れ、ボイラタンク1内に外気Eが導入され、ボイラタンク1の負圧が防止される。
【0011】
このため、加熱開始前のボイラタンク1内の水面上には必ず空気が閉じ込められた状態となっており、再び装置の使用に伴ってヒータ2による水6の加熱が開始されるとボイラタンク1内の水面上の空気は昇温し膨張する。
【0012】
これにより、ボイラタンク1内は、水6の温度(例えば115℃)に対応した蒸気圧(例えば0.07MPa)に昇温膨張による空気圧が加重され、異常高圧(例えば0.103MPa)となる。
【0013】
このため、この状態で電磁開閉弁8を開いて、飲料12中に蒸気を吹き込むと、スチームノズル10からは、空気と蒸気の混合気が異常高圧で噴出することとなり、タイマ9で同一時間、電磁開閉弁8を開いても圧力が高いために、多量の気体が噴出すること、及び、噴出気体の中の蒸気と空気の混合比率によって実噴出蒸気量、即ち、熱量は変化してしまい、加熱結果としての飲料12の加熱温度を一定に制御できなくなるといった問題が生じる。
【0014】
なお、このような従来装置においても、スチームノズル10から多数回に亘って蒸気噴出を繰返せば、ボイラタンク1内の空気はほとんど排出され、以後、ボイラタンク1内の圧力は水6の制御温度に対応した一定の蒸気圧に維持され、毎回同量の蒸気即ち熱量をノズル10から飲料12中に噴出し、飲料12を同一温度に加熱できるが、装置の使用を終了する毎に、上述したようにボイラタンク1内に外気が導入されて、同様の問題が繰返されることになる。
【0015】
なお、安全弁13の設定圧力によっては、ボイラタンク1内が異常高圧となった時、弁棒17が押し上げられて逃がし口25からボイラタンク1内の空気と蒸気が放出され、ボイラタンク1内は減圧されるが、この安全弁13の吹き止まり圧力は前記温度調節器3の制御温度に対応した蒸気圧よりは高く設定されなければならないことから、スチームノズル10からの噴出圧は正常値よりは高く、かつ、混合気であることから前記の蒸気量不安定の問題が残るほか、ボイラの沸き上げ毎に安全弁13が動作することとなり、安全弁の作動に伴う気体の噴出音等による危険感を使用者に与えるといった問題がある。
【0016】
なお、蒸気発生用のヒータ2の通電を、ボイラタンク1内の圧力により制御することも行われるが、この場合、沸き上げ初期の異常昇圧は起こらず、通常圧で制御されるが、空気の膨張圧を含んでいるので、蒸気圧はその分低くなる。
【0017】
したがって、蒸気温度も低く、空気との混合気であることも含めてスチームノズル10から取り出される実質の蒸気量、すなわち、熱量は少くなってしまい、上記と同様の問題を生ずる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の蒸気発生装置は、加熱開始前のボイラタンク内の水面上には必ず空気が閉じ込められた状態となっており、蒸気発生のための沸し上げの初期に於けるタンクに内在する空気の昇温膨張による異常昇圧と、取り出し蒸気への空気の多量混入により安定した量の蒸気取り出しができず、蒸気加熱を目的としたような用途では安定した加熱結果が得られないという問題があった。
【0019】
本発明は、上記事情に基づきなされもので、蒸気発生装置の沸き上げ初期から常に安定した量の蒸気取り出しを可能とし、安定した加熱効果を得ることを可能とした蒸気発生装置を提供しようとするものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための第1の手段として、ボイラタンク内の液体を加熱手段で加熱して沸騰させることにより蒸気を発生させ、該蒸気をボイラタンクの上部に接続されると共に開閉弁が介装された蒸気導出管を介してボイラタンク内から取出し得るようにした蒸気発生装置において、前記ボイラタンクの上部に、該ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止し、かつ、ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達すると開く弁装置を設けてなる構成としたものである。
【0021】
また、第2の手段として、ヒータを備えたボイラタンクと、このボイラタンクの上部に接続された蒸気導出管と、この蒸気導出管に介装された開閉弁と、前記ボイラタンク内の温度または圧力を検出し、前記ヒータへの通電を制御する温度調節器と、前記ボイラタンクの上部に接続され、該ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止し、かつ、ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達すると開く大気圧開放型安全弁とを具備してなる構成としたものである。
【0022】
また、第3の手段として、ボイラタンク内の液体を加熱手段で加熱して沸騰させることにより蒸気を発生させ、該蒸気をボイラタンクの上部に接続されると共に開閉弁が介装された蒸気導出管を介してボイラタンク内から取出し得ると共に、前記ボイラタンクに安全弁を装着してなる蒸気発生装置であって、前記安全弁が、前記ボイラタンクに接続されたハウジングと、このハウジング内に形成された通路をボイラタンク内に連通する第1のゾーンと逃がし口に連通する第2のゾーンに2分する状態に設けられたダイヤフラムと、このダイヤフラムの中央部に固設されたリング状の弁座を備えた弁座ディスクと、この弁座ディスクに摺動自在に装着されシール部を前記弁座に接離させることにより弁座ディスクに形成された通孔を開閉する弁棒と、この弁棒に設けられたシール部が前記弁座ディスクの弁座とボイラタンク内の圧力が大気圧以下において狭い隙間を維持するように支持する弁棒支持ばねと、前記ハウジング内かつ前記逃がし口に連通する第2のゾーン側に設けられ前記弁座ディスクを押圧支持する弁座ディスク押えばねと、前記ハウジングに取付けられ、その先端を前記弁棒の端面に間隔を存して対向させた弁開放用ストッパとを具備し、前記ボイラタンク内の蒸気発生に伴う前記弁棒と前記弁座との狭い隙間を流れる気体の流動減圧による隙間前後の圧力差で前記弁棒のシール部が前記弁座に当接して弁座ディスクの通孔が閉塞されると共に、ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達するとダイヤフラムに固設された弁座ディスクが弁座ディスク押えばねの付勢力に抗して移動して前記弁棒が前記弁開放用ストッパに当接しシール部が前記弁座から離れて通孔を開放する構成としたものである。
【0023】
また、第4の手段として、ボイラタンク内の液体を加熱手段で加熱して沸騰させることにより蒸気を発生させ、該蒸気をボイラタンクの上部に接続されると共に開閉弁が介装された蒸気導出管を介してボイラタンク内から取出し得るようにした蒸気発生装置であって、前記ボイラタンクの上部に接続され同ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達すると開く安全弁と、前記ボイラタンクの上部に接続され同ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止する弁装置とを具備してなる構成としたものである。
【0024】
上記第1の手段の蒸気発生装置によれば、ボイラタンクの上部に、該ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止し、かつ、ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達すると開く弁装置を設けてなる構成としたことから、ボイラの沸き上げ途上においてボイラタンク内の空気の昇温膨張分の大部分をボイラタンク外に排出できる結果、沸き上り時の蒸気圧に対する空気の昇温膨張による圧力加重分を極めて少く抑えることができる。これにより、ボイラタンク内の圧力は、沸き上げ時からほぼ目標蒸気圧に制御され、かつ、ボイラタンク内に残留する空気成分も少くなっていることから、流路抵抗等の蒸気導出管の管路条件が同一であれば常に同一の流量の蒸気を取り出すことができる。したがって、加熱等の目的でこの蒸気を使用する場合には、常に同一の加熱結果を得ることができる。
【0025】
また、従来の蒸気発生装置のような使用開始沸き上げ毎に安全弁が作動するようなことはなく、安全弁の作動に伴う気体の噴出音等による危険感を解消できる。
【0026】
また、上記第2の手段の蒸気発生装置によれば、ボイラタンクの上部に接続され、該ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止し、かつ、ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達すると開く大気圧開放型安全弁を設けてなる構成としたことから、ボイラの沸き上げ途上においてボイラタンク内の空気の昇温膨張分の大部分をボイラタンク外に排出できる結果、沸き上り時の蒸気圧に対する空気の昇温膨張による圧力加重分を極めて少く抑えることができる。これにより、ボイラタンク内の圧力は、沸き上げ時からほぼ目標蒸気圧に制御され、かつ、ボイラタンク内に残留する空気成分も少くなっていることから、蒸気導出管の管路条件が同一であれば常に同一の流量の蒸気を取り出すことができる。したがって、加熱等の目的でこの蒸気を使用する場合には、常に同一の加熱結果を得ることができる。
【0027】
また、従来の蒸気発生装置のような使用開始沸き上げ毎に安全弁が作動するようなことはなく、安全弁の作動に伴う気体の噴出音等による危険感を解消できる。
【0028】
また、大気圧開放型安全弁であるため、ボイラタンクが冷えた時の負圧発生を防止する真空防止弁の機能を併せ備えており、安全弁が真空防止弁を兼ねるので蒸気発生装置の構成が簡単になる。
【0029】
また、上記第3の手段の蒸気発生装置によれば、ボイラタンクに装着した安全弁が、ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止し、かつ、ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達すると開く大気圧開放型安全弁となるため、ボイラの沸き上げ途上においてボイラタンク内の空気の昇温膨張分の大部分をボイラタンク外に排出できる結果、沸き上り時の蒸気圧に対する空気の昇温膨張による圧力加重分を極めて少く抑えることができる。これにより、ボイラタンク内の圧力は、沸き上げ時からほぼ目標蒸気圧に制御され、かつ、ボイラタンク内に残留する空気成分も少くなっていることから、蒸気導出管の管路条件が同一であれば常に同一の流量の蒸気を取り出すことができる。したがって、加熱等の目的でこの蒸気を使用する場合には、常に同一の加熱結果を得ることができる。
【0030】
また、従来の蒸気発生装置のような使用開始沸き上げ毎に安全弁が作動するようなことはなく、安全弁の作動に伴う気体の噴出音等による危険感を解消できる。
【0031】
また、安全弁が、大気圧以下で開くように構成されていて、ボイラタンクが冷えた時の負圧発生を防止する真空防止弁の機能を併せ備えており、安全弁が真空防止弁を兼ねるので蒸気発生装置の構成が簡単になる。
【0032】
また、構成も簡単で、しかも、安全弁の圧力調整が外部から容易に行うことが可能となる。
また、上記第4の手段の蒸気発生装置によれば、ボイラタンクの上部に、同ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止する弁装置を接続したから、ボイラの沸き上げ途上においてボイラタンク内の空気の昇温膨張分の大部分をボイラタンク外に排出できる結果、沸き上り時の蒸気圧に対する空気の昇温膨張による圧力加重分を極めて少く抑えることができる。これにより、ボイラタンク内の圧力は、沸き上げ時からほぼ目標蒸気圧に制御され、かつ、ボイラタンク内に残留する空気成分も少くなっていることから、蒸気導出管の管路条件が同一であれば常に同一の流量の蒸気を取り出すことができる。したがって、加熱等の目的でこの蒸気を使用する場合には、常に同一の加熱結果を得ることができる。
【0033】
また、従来の蒸気発生装置のような使用開始時の沸き上げ毎に安全弁が作動するようなことはなく、安全弁の作動に伴う気体の噴出音等による危険感を解消できる。
【0034】
また、通常の安全弁及び真空防止弁を備えた従来装置において、真空防止弁に替えて上記構成の弁装置を取付けるだけで、従来装置をそのまま使うことができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態の蒸気発生装置につき図1ないし図4を参照して詳細に説明する。
図1において、ボイラタンク1内の底部には、ボイラタンク1内の液体である水6を加熱するためのヒータ2が設けられ、さらに、ボイラタンク1内の水6の温度を検知して前記ヒータ2の通電を制御する温度調節器3が設けられている。
【0036】
さらに、前記ボイラタンク1の頂部からは蒸気導出管5が延設され、その先端はタイマ9により開時間を制御される電磁開閉弁8を介してスチームノズル10に接続されており、ボイラタンク1内の蒸気7を必要に応じて取出し得るようになっている。
【0037】
前記スチームノズル10は、カップ11内の飲料12中に差し込まれている。また、前記ボイラタンク1の頂部には弁装置として、次にのべるような大気圧開放型安全弁4が接続されている。
【0038】
この大気圧開放型安全弁4は、図2ないし図4に示す構成となっている。
すなわち、前記ボイラタンク1に接続されたハウジング16を有し、このハウジング16の内部には、ハウジング16内に形成された通路30をボイラタンク1内に連通する第1のゾーンとしての下部ゾーン30aと、逃がし口25に連通する第2のゾーンとしての上部ゾーン30bに2分する状態にダイヤフラム20が設けられている。
【0039】
また、ダイヤフラム20の中央部には、リング状の弁座19を備えた弁座ディスク21が固設され、この弁座ディスク21の中心部にはシール部としてのシール片18を前記弁座19に接離させることにより弁座ディスク21に形成された通孔21aを開閉する弁棒17が上下方向に摺動自在に設けられている。
【0040】
この弁棒17は、上端側をコイルばねからなる弁棒支持ばね22によって支持され、下端大径部に貼設されたシール片18が前記弁座ディスク21の弁座19とボイラタンク1内の圧力が大気圧以下において狭い隙間(0.5〜1mm程度)をあけて対向している。
【0041】
さらに、前記弁座ディスク21の上面とハウジング16との間、すなわち、前記逃がし口25に連通する第2のゾーン30a側には、前記弁棒17と同芯状態、かつ弁座ディスク21を下方に押圧する状態にコイルばねからなる弁座ディスク押えばね23が設けられている。
【0042】
また、前記ハウジング16の上部からは、その先端を前記第2のゾーン30bにおいて前記弁棒17の上端面に間隔を存して対向させた弁開放用ストッパとしての設定ねじ24が進退調節可能に螺設されている。
【0043】
また、設定ねじ24は、位置設定後にロックナット32により位置固定がなされるようになっている。
上記のように構成された蒸気発生装置の作用について説明する。
【0044】
ボイラタンク1内の水が冷えた状態では、大気圧開放型安全弁4は、図2の状態、すなわち、弁棒17のシール片18と弁座19の間には隙間Gがあいた状態となっており、ボイラタンク1内は、安全弁4を介して外部と連通している。したがって、ボイラタンク1内には空気が入っている状態となる。
【0045】
ヒータ2に通電すると、ボイラタンク1内の水6は、加熱されて昇温して行き、これに伴ってボイラタンク1内の水面上の空気も昇温、膨張するが、膨張分は大気圧開放型安全弁4の弁座19とシール片18との隙間Gを通って逃がし口25から外部へ静かに流出していき、ボイラタンク1内は大気圧に保たれる。
【0046】
水6の温度が100℃に達すると沸騰が始まり、多量の蒸気が発生し始め、この蒸気も膨張空気と同様に大気圧開放型安全弁4を通って外部へ流出するが、流出する気体の量が膨張空気の量よりはるかに多いので弁座19と弁棒17のシール片18との狭い隙間Gを高速で流れることとなる。
【0047】
その結果、弁座19を境にして流動減圧を生じ、弁座19の上流側と下流側に明瞭な差圧が発生する。
この差圧は、弁棒17の大径部17aの下面に作用し、弁棒支持ばね22と自重とで平衡位置にあった弁棒17は上方に押されて移動し、図3に示す如くシール片18が弁座19に密着し、通孔21aを閉塞する。
【0048】
このように、シール片18が弁座19に密着し、通孔21aを閉塞する結果、ボイラタンク1内には蒸気圧が閉じ込められ、この蒸気圧が弁棒17を押上げる方向に作用するため大気圧開放型安全弁4は閉じた状態が保たれる。
【0049】
そして、ボイラタンク1内の水温が、所定温度(例えば115℃)に達すると温度調節器3によりヒータ2への通電が切られ、ボイラタンク1内の圧力は、水温に対応した蒸気圧(例えば0.07MPa)に、残留空気の大気圧開放型安全弁4が閉止された後の膨張圧力を加えた圧力(例えば0.074MPa)となり、ほぼ常用の蒸気圧に近い圧力に収まる。
【0050】
この状態で、電磁弁8をタイマ9で一定時間開くと蒸気が若干の残留空気を交えながら蒸気導出管5及びスチームノズル10を経てカップ11内の飲料12中に吹き込まれ、飲料12はほぼ目標とする所定の温度に加熱される。
【0051】
なお、ボイラタンク1内の残留空気は少くなっているので、スチームノズル10からの噴出蒸気への混入比率は小さく、噴出蒸気量に及ぼす影響は軽微である。
【0052】
スチームノズル10からの蒸気噴出により、ボイラタンク1内の水温は、沸騰潜熱を奪われて低下するが、ある温度まで低下すると温度調節器3が動作してヒータ2に再び通電がなされ、所定の水温・蒸気圧に回復、維持される。
【0053】
スチームノズル10から噴出を重ねると、ボイラタンク1内の残留空気はほとんどがなくなり、所定の蒸気圧によって毎回同量の蒸気噴出によって飲料12は所定の同一温度に加熱されることになる。
【0054】
また、万が一、温度調節器3の故障などにより、ボイラタンク1内の水温が異常上昇した場合、圧力も異常に上昇することとなるが、このような場合には、大気圧開放型安全弁4が安全弁機能状態となり、異常高圧となることが防止される。
【0055】
すなわち、ボイラタンク1内の圧力が異常高圧状態となると、この異常高圧がダイヤフラム20の下面に作用してコイルばね23の力に抗して、弁座19に着座した弁棒17と一体で上方に変形して行く。
【0056】
そして、安全弁吹き出し設定圧に近接すると、弁棒17の上端が設定ねじ24の下端に当接してその動きが規制され、ダイヤフラム20及び弁座ディスク21が更に上方に変形する。
【0057】
これにより、弁座ディスク21の弁座19は、図4に示すように、弁棒17のシール片18から離間した状態となって弁座19とシール片18との間に隙間Gが形成された状態となり、安全弁4は開放される。そして、ボイラタンク1内の蒸気は逃がし口25から外部に放出され安全が確保される。
【0058】
安全弁4の動作後、ボイラタンク1内が、ある程度減圧されるとダイヤフラム20はコイルばね23に押し戻され、弁座19がシール片18に当接して通孔21aを閉じ安全弁が閉じられた状態、すなわち、図3の状態にもどる。
【0059】
つぎに、この蒸気発生装置の使用を終了し、ヒータ2への通電を切ると、ボイラタンク1内の水6及び蒸気7の温度が降下しはじめ、これに伴ってボイラタンク1内の圧力、すなわち蒸気圧も低下し、大気圧に近付く。
【0060】
これにより、弁棒17を押上げるよう弁棒17の下端面に作用していた蒸気圧力がほとんどなくなり、弁棒17は、自重で弁棒支持ばね22を撓ませて下方に変位する。この弁棒17の下降動作により、弁棒17の下端側に取付けられたシール片18が弁座19から離れ、安全弁4が開放された状態、すなわち、図2に示す状態にもどる。
【0061】
したがって、更にボイラタンク1内の水温が下っても安全弁4を通って外気が同タンク内に流入し、負圧になることが防止される。
上述のように、この実施形態の蒸気発生装置によれば、次のような有用な効果を得ることができる。
(1) ボイラの沸き上げ途上において、ボイラタンク1内の空気の昇温膨張分の大部分をボイラタンク1外に排出できる結果、沸き上り時の蒸気圧に対する空気の昇温膨張による圧力加重分を極めて少く抑えることから、ボイラタンク1内の圧力は沸し上げ時からほぼ目標蒸気圧に制御され、且つボイラタンク1内に残留する空気成分も少くなっていることから、蒸気導出管5の管路条件が同一であれば常に同一の流量の蒸気を取り出すことができる。
【0062】
したがって、加熱等の目的でこの蒸気を使用する場合には、常に同一の加熱結果を得ることができる。
(2) 大気圧開放型安全弁4は、従来の蒸気発生装置のような使用開始沸き上げ毎に作動するようなことなく、安全弁の作動に伴う気体の噴出音等による危険感を解消できる。
(3) 本発明の装置では大気開放型安全弁4を採用し、安全弁が大気圧以下で開くように構成されていて、ボイラタンク1が冷えた時の負圧発生を防止する真空防止弁の機能を併せ備えており、安全弁が真空防止弁を兼ねるので蒸気発生装置の構成が簡単になる。
【0063】
なお、以上の例ではボイラタンク1のヒータ2の制御をボイラタンク1内の水温を制御することによって行ったが、水温と蒸気圧との相関関係に基づき圧力調節器によってボイラタンク1内の圧力を一定になるようにヒータ2の通電制御を行っても上記と同様の作用、効果が得られる。
【0064】
また、前述した第1の実施形態では、特殊な安全弁、すなわち、大気開放型安全弁4を用いてボイラタンク1内の空気を排出させる例を示したが、図5に示すように安全弁としては一般的な安全弁13を用い、ボイラタンク1内の空気の排出は別の大気開放型弁装置40によって行ってもよい。
【0065】
また、通常の安全弁13及び真空防止弁14を備えた従来装置(図6参照)において、真空防止弁14に替えて上記構成の大気開放型弁装置40を取付けるだけで、従来装置をそのまま使うことができる。
【0066】
なお、この第2の実施形態(図5)における別の大気開放型弁装置40は、前述の大気開放型安全弁4から、ダイヤフラム20、弁座ディスク押えばね23、弁開放用ストッパとしての設定ねじ24等を削除した極めて簡単な構成のもので良いことは勿論である。
その他、本発明は、本発明の要旨を変えない範囲で種々変形実施可能なことは勿論である。
【0067】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば次のような効果を奏する。
請求項1記載の蒸気発生装置によれば、ボイラタンクの上部に、該ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止し、かつ、ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達すると開く弁装置を設けてなる構成としたことから、ボイラの沸き上げ途上においてボイラタンク内の空気の昇温膨張分の大部分をボイラタンク外に排出できる結果、沸き上り時の蒸気圧に対する空気の昇温膨張による圧力加重分を極めて少く抑えることができる。これにより、ボイラタンク内の圧力は、沸き上げ時からほぼ目標蒸気圧に制御され、かつ、ボイラタンク内に残留する空気成分も少くなっていることから、蒸気導出管の管路条件が同一であれば常に同一の流量の蒸気を取り出すことができる。したがって、加熱等の目的でこの蒸気を使用する場合には、常に同一の加熱結果を得ることができる。
【0068】
また、従来の蒸気発生装置のような使用開始沸き上げ毎に安全弁が作動するようなことはなく、安全弁の作動に伴う気体の噴出音等による危険感を解消できる。
【0069】
また、弁装置が大気圧以下で開くように構成されていて、ボイラタンクが冷えた時の負圧発生を防止する真空防止弁の機能を併せ備えており、弁装置が真空防止弁を兼ねるので蒸気発生装置の構成が簡単になる。
【0070】
また、請求項2記載の蒸気発生装置によれば、ボイラタンクの上部に接続され、該ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止し、かつ、ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達すると開く大気圧開放型安全弁を設けてなる構成としたことから、ボイラの沸き上げ途上においてボイラタンク内の空気の昇温膨張分の大部分をボイラタンク外に排出できる結果、沸き上り時の蒸気圧に対する空気の昇温膨張による圧力加重分を極めて少く抑えることができる。これにより、ボイラタンク内の圧力は、沸き上げ時からほぼ目標蒸気圧に制御され、かつ、ボイラタンク内に残留する空気成分も少くなっていることから、蒸気導出管の管路条件が同一であれば常に同一の流量の蒸気を取り出すことができる。したがって、加熱等の目的でこの蒸気を使用する場合には、常に同一の加熱結果を得ることができる。
【0071】
また、従来の蒸気発生装置のような使用開始沸き上げ毎に安全弁が作動するようなことはなく、安全弁の作動に伴う気体の噴出音等による危険感を解消できる。
【0072】
また、大気圧開放型安全弁であるため、ボイラタンクが冷えた時の負圧発生を防止する真空防止弁の機能を併せ備えており、安全弁が真空防止弁を兼ねるので蒸気発生装置の構成が簡単になる。
【0073】
また、請求項3記載の蒸気発生装置によれば、ボイラタンクに装着した安全弁が、ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止し、かつ、ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達すると開く大気圧開放型安全弁となるため、ボイラの沸き上げ途上においてボイラタンク内の空気の昇温膨張分の大部分をボイラタンク外に排出できる結果、沸き上り時の蒸気圧に対する空気の昇温膨張による圧力加重分を極めて少く抑えることができる。これにより、ボイラタンク内の圧力は、沸き上げ時からほぼ目標蒸気圧に制御され、かつ、ボイラタンク内に残留する空気成分も少くなっていることから、蒸気導出管の管路条件が同一であれば常に同一の流量の蒸気を取り出すことができる。したがって、加熱等の目的でこの蒸気を使用する場合には、常に同一の加熱結果を得ることができる。
【0074】
また、従来の蒸気発生装置のような使用開始沸き上げ毎に安全弁が作動するようなことはなく、安全弁の作動に伴う気体の噴出音等による危険感を解消できる。
【0075】
また、安全弁が、大気圧以下で開くように構成されていて、ボイラタンクが冷えた時の負圧発生を防止する真空防止弁の機能を併せ備えており、安全弁が真空防止弁を兼ねるので蒸気発生装置の構成が簡単になる。
【0076】
また、構成も簡単で、しかも、安全弁の圧力調整が外部から容易に行うことが可能となる。
また、請求項4記載の蒸気発生装置によれば、ボイラタンクの上部に、同ボイラタンク内の圧力が大気圧以下では開き、同ボイラタンク内の液体の沸騰により閉止する弁装置を接続したから、ボイラの沸き上げ途上においてボイラタンク内の空気の昇温膨張分の大部分をボイラタンク外に排出できる結果、沸き上り時の蒸気圧に対する空気の昇温膨張による圧力加重分を極めて少く抑えることができる。これにより、ボイラタンク内の圧力は、沸き上げ時からほぼ目標蒸気圧に制御され、かつ、ボイラタンク内に残留する空気成分も少くなっていることから、蒸気導出管の管路条件が同一であれば常に同一の流量の蒸気を取り出すことができる。したがって、加熱等の目的でこの蒸気を使用する場合には、常に同一の加熱結果を得ることができる。
【0077】
また、従来の蒸気発生装置のような使用開始時の沸き上げ毎に安全弁が作動するようなことはなく、安全弁の作動に伴う気体の噴出音等による危険感を解消できる。
【0078】
また、通常の安全弁及び真空防止弁を備えた従来装置において、真空防止弁に替えて上記構成の弁装置を取付けるだけで、従来装置をそのまま使うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態である蒸気発生装置の使用例を示す概略断面図。
【図2】図1に示す蒸気発生装置の安全弁の大気圧下の状態を示す断面図。
【図3】図2に示す安全弁が大気圧より高い蒸気圧下で閉じた状態を示す断面図。
【図4】図2に示す安全弁が異常高圧を受けて開放した状態を示す断面図。
【図5】本発明の第2の実施の形態である蒸気発生装置の使用例を示す概略断面図。
【図6】従来の蒸気発生装置の使用例を示す概略断面図。
【図7】図6に示す蒸気発生装置の安全弁の非作動時の状態を示す断面図。
【符号の説明】
1…ボイラタンク、2…ヒータ、3…温度調節器、4…大気圧開放型安全弁(弁装置)、5…蒸気導出管、6…水(液体)、7…蒸気、8…電磁開閉弁、9…タイマ、10…スチームノズル、11…カップ、12…飲料、13…安全弁、14…真空防止弁、15…ボール、16…ハウジング、17…弁棒、18…シール片(シール部)、19…弁座、20…ダイヤフラム、21…弁座ディスク、22…弁棒支持ばね、23…コイルばね(弁座ディスク押さえばね)、24…設定ねじ(弁開放用ストッパ)、25…逃がし口。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tank-type steam generator, and more particularly to a steam generator capable of controlling the pressure in a boiler tank to make the steam supply amount constant.
[0002]
[Prior art]
First, with reference to FIG. 6, the example which used the conventional general tank-type vapor | steam generator for the use which blows a vapor | steam directly in a liquid and heats it is demonstrated.
A heater 2 for heating the water 6 in the boiler tank 1 is provided at the bottom of the boiler tank 1, and the temperature of the water 6 in the boiler tank 1 is detected to control energization of the heater 2. A temperature controller 3 is provided.
[0003]
Further, a steam outlet pipe 5 is extended from the top of the boiler tank 1, and its tip is connected to a steam nozzle 10 via an electromagnetic on-off valve 8 whose opening time is controlled by a timer 9. The steam 7 can be taken out as required.
[0004]
In addition, when the boiler tank 1 is cooled from a high temperature and the inside of the boiler tank 1 becomes negative pressure, the outside air E is introduced into the boiler tank 1 to damage the boiler tank 1. An anti-vacuum valve 14 is provided to prevent this.
[0005]
This vacuum prevention valve 14 has a structure in which a valve seat is provided below the inside of the housing, and the ball 15 is in close contact with the valve seat by its own weight.
Further, a safety valve 13 is attached to the top of the boiler tank 1 for preventing the steam 7 from escaping when the inside of the boiler tank 1 becomes abnormally high in pressure to prevent the boiler tank 1 from being damaged.
[0006]
The safety valve 13 has a structure as shown in FIG. That is, a valve seat 19 is provided below the inside of the housing 16, and a valve rod 17 is slidably held on the housing 16 so as to face the valve seat 19. The valve rod 17 is constantly urged in the direction of the valve seat 19 by a coil spring 23, and a seal piece 18 attached to the lower end portion of the valve rod 17 is in close contact with the valve seat 19.
[0007]
Therefore, in the apparatus configured as above, when the heater 2 is energized and the water 6 in the boiler tank 1 is heated, steam 7 is generated on the water surface, and the steam pressure increases as the water temperature rises. To do. When the water temperature reaches a predetermined temperature, the temperature controller 3 turns off the power to the heater 2.
[0008]
In this state, the electromagnetic on-off valve 8 is opened by the timer 9 for a certain period of time, whereby the steam in the tank 1 is injected into the beverage 12 in the cup 11 through the steam outlet pipe 5 and the steam nozzle 10 to heat the beverage 12. It is something that can be done.
[0009]
However, in such an apparatus, when the use of the apparatus is terminated and the heater 2 is de-energized, the water temperature in the boiler tank 1 drops, and the vapor on the water surface is condensed accordingly, and the vapor pressure Also decreases.
[0010]
Then, when the inside of the boiler tank 1 becomes atmospheric pressure or less, the ball 15 in the vacuum prevention valve 14 is lifted by the atmospheric pressure and separated from the valve seat, the outside air E is introduced into the boiler tank 1, and the negative pressure in the boiler tank 1 is reduced. Is prevented.
[0011]
For this reason, air is always confined on the water surface in the boiler tank 1 before the start of heating, and when the heating of the water 6 by the heater 2 is started again with the use of the apparatus, the boiler tank 1 The air above the water surface rises in temperature and expands.
[0012]
As a result, the air pressure due to the temperature rise and expansion is added to the vapor pressure (for example, 0.07 MPa) corresponding to the temperature of the water 6 (for example, 115 ° C.) in the boiler tank 1, resulting in an abnormally high pressure (for example, 0.103 MPa).
[0013]
For this reason, when the electromagnetic on-off valve 8 is opened in this state and steam is blown into the beverage 12, a mixture of air and steam is ejected from the steam nozzle 10 at an abnormally high pressure. Since the pressure is high even when the electromagnetic on-off valve 8 is opened, a large amount of gas is ejected, and the actual amount of ejected steam, that is, the amount of heat, varies depending on the mixing ratio of the steam and air in the ejected gas, There arises a problem that the heating temperature of the beverage 12 as a result of heating cannot be controlled to be constant.
[0014]
Even in such a conventional apparatus, if the steam is repeatedly ejected from the steam nozzle 10 many times, the air in the boiler tank 1 is almost exhausted, and thereafter the pressure in the boiler tank 1 is controlled by the water 6. A constant vapor pressure corresponding to the temperature is maintained, and the same amount of steam, that is, the amount of heat is ejected from the nozzle 10 into the beverage 12 each time, and the beverage 12 can be heated to the same temperature. As described above, the outside air is introduced into the boiler tank 1, and the same problem is repeated.
[0015]
Depending on the set pressure of the safety valve 13, when the pressure in the boiler tank 1 becomes abnormally high, the valve rod 17 is pushed up and air and steam in the boiler tank 1 are released from the relief port 25, and the boiler tank 1 Although the pressure is reduced, the blow-off pressure of the safety valve 13 must be set higher than the vapor pressure corresponding to the control temperature of the temperature regulator 3, so the jet pressure from the steam nozzle 10 is higher than the normal value. In addition, the problem of instability of the steam amount remains because of the air-fuel mixture, and the safety valve 13 operates every time the boiler is heated up. There is a problem of giving to the person.
[0016]
The energization of the heater 2 for generating steam is also controlled by the pressure in the boiler tank 1, but in this case, the abnormal pressure increase at the initial stage of boiling does not occur and is controlled by the normal pressure, Since the expansion pressure is included, the vapor pressure is lowered accordingly.
[0017]
Therefore, the steam temperature is low, and the substantial amount of steam taken out from the steam nozzle 10 including the mixture with air, that is, the amount of heat, is reduced, resulting in the same problem as described above.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional steam generator, air is always confined on the water surface in the boiler tank before the start of heating, and the tank in the initial stage of boiling for steam generation An abnormal increase in pressure due to the temperature rise and expansion of the air in the chamber, and a stable amount of steam cannot be extracted due to a large amount of air mixed in the extracted steam, and stable heating results cannot be obtained for applications such as steam heating. There was a problem.
[0019]
The present invention has been made based on the above circumstances, and intends to provide a steam generator capable of always taking out a stable amount of steam from the initial stage of boiling of the steam generator and obtaining a stable heating effect. Is.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
As a first means for solving the above problems, the present invention generates steam by heating the liquid in the boiler tank by heating means to boil, and the steam is connected to the upper part of the boiler tank and opened and closed. In the steam generator that can be taken out from the boiler tank through a steam outlet pipe with a valve interposed therein, the pressure in the boiler tank opens above the boiler tank when the pressure is below atmospheric pressure. And a valve device that is closed when the liquid is boiled and opens when the pressure in the boiler tank reaches a pressure that is equal to or higher than a preset pressure.
[0021]
Further, as a second means, a boiler tank provided with a heater, a steam outlet pipe connected to an upper portion of the boiler tank, an on-off valve interposed in the steam outlet pipe, a temperature in the boiler tank or Connected to the upper part of the boiler tank, which detects the pressure and controls the energization of the heater, and opens when the pressure in the boiler tank is below atmospheric pressure, and closes by boiling the liquid in the boiler tank And it is set as the structure which comprises the atmospheric pressure open | release type safety valve which opens when the pressure in a boiler tank reaches the pressure more than the preset pressure.
[0022]
Further, as a third means, steam is generated by heating and boiling the liquid in the boiler tank with a heating means, and the steam is connected to the upper part of the boiler tank and the steam is led out with an on-off valve interposed. A steam generator that can be taken out from the boiler tank via a pipe and has a safety valve mounted on the boiler tank, wherein the safety valve is formed in a housing connected to the boiler tank and in the housing A diaphragm provided in a state of dividing the passage into a first zone communicating with the boiler tank and a second zone communicating with the escape port, and a ring-shaped valve seat fixed at the center of the diaphragm A valve seat disk provided, and a valve that is slidably attached to the valve seat disk and opens and closes a through hole formed in the valve seat disk by bringing a seal portion into and out of contact with the valve seat And a seal provided on the valve stem, a valve stem support spring that supports the valve seat of the valve seat disc and the pressure in the boiler tank so as to maintain a narrow gap when the pressure in the boiler tank is below atmospheric pressure, A valve seat disc retainer spring that is provided on the second zone side that communicates with the relief port and that presses and supports the valve seat disc, is attached to the housing, and its tip is opposed to the end face of the valve stem with a gap therebetween. A valve opening stopper, and a seal portion of the valve stem is caused by a pressure difference before and after the gap due to flow pressure reduction of the gas flowing through a narrow gap between the valve stem and the valve seat due to steam generation in the boiler tank. The through hole of the valve seat disk is closed in contact with the valve seat, and when the pressure in the boiler tank reaches a pressure higher than a preset pressure, the valve seat disk fixed to the diaphragm is The valve rod moves against the urging force of the pressing spring is what contact seal portion to the valve-open stopper is configured to open the through hole away from the valve seat.
[0023]
Further, as a fourth means, steam is generated by heating and boiling the liquid in the boiler tank with a heating means, and the steam is connected to the upper part of the boiler tank, and the steam is led out with an on-off valve interposed. A steam generator that can be taken out from the boiler tank via a pipe, connected to the upper part of the boiler tank and opened when the pressure in the boiler tank reaches a pressure higher than a preset pressure; and The valve tank is connected to the upper part of the boiler tank and opens when the pressure in the boiler tank is below atmospheric pressure, and is closed by boiling of the liquid in the boiler tank.
[0024]
According to the steam generator of the first means, the pressure in the boiler tank opens above the boiler tank when the pressure in the boiler tank is lower than the atmospheric pressure, is closed by the boiling of the liquid in the boiler tank, and in the boiler tank Since the valve is configured to open when the pressure reaches a preset pressure or higher, most of the temperature rise and expansion of the air in the boiler tank is out of the boiler tank while the boiler is boiling. As a result of the discharge, the pressure load due to the temperature expansion of the air with respect to the vapor pressure at the time of boiling can be suppressed to a very low level. As a result, the pressure in the boiler tank is controlled to almost the target steam pressure from the time of boiling, and the air component remaining in the boiler tank is reduced. If the road conditions are the same, it is possible to always take out steam at the same flow rate. Therefore, when this steam is used for the purpose of heating or the like, the same heating result can always be obtained.
[0025]
In addition, the safety valve does not operate every time when starting use boiling as in the conventional steam generator, and it is possible to eliminate a sense of danger due to the gas blowing sound accompanying the operation of the safety valve.
[0026]
Further, according to the steam generator of the second means, connected to the upper part of the boiler tank, the pressure in the boiler tank is opened when the atmospheric pressure is lower than the atmospheric pressure, closed by the boiling of the liquid in the boiler tank, and Since it is configured to provide an atmospheric pressure relief valve that opens when the pressure in the boiler tank reaches a pressure higher than a preset pressure, the temperature of the heated and expanded air in the boiler tank during the boiler boiling process As a result of being able to discharge most of the fuel outside the boiler tank, the pressure load due to the temperature expansion of the air with respect to the vapor pressure at the time of boiling can be suppressed to a very low level. As a result, the pressure in the boiler tank is controlled to almost the target steam pressure from the time of boiling, and the air component remaining in the boiler tank is also reduced, so the pipe condition of the steam outlet pipe is the same. If there is, it is possible to always take out steam at the same flow rate. Therefore, when this steam is used for the purpose of heating or the like, the same heating result can always be obtained.
[0027]
In addition, the safety valve does not operate every time when starting to use, unlike the conventional steam generator, and it is possible to eliminate the sense of danger caused by the sound of gas blowout accompanying the operation of the safety valve.
[0028]
In addition, since it is a safety valve that is open to atmospheric pressure, it has the function of a vacuum prevention valve that prevents the generation of negative pressure when the boiler tank is cooled. become.
[0029]
Further, according to the steam generator of the third means, the safety valve attached to the boiler tank opens when the pressure in the boiler tank is below atmospheric pressure, closes by boiling of the liquid in the boiler tank, and the boiler Since the atmospheric pressure relief valve opens when the pressure in the tank reaches or exceeds the preset pressure, most of the temperature rise and expansion of the air in the boiler tank is removed from the boiler tank while the boiler is boiling. As a result of the discharge, the pressure load due to the temperature expansion of the air with respect to the vapor pressure at the time of boiling can be suppressed to a very low level. As a result, the pressure in the boiler tank is controlled to almost the target steam pressure from the time of boiling, and the air component remaining in the boiler tank is also reduced, so the pipe condition of the steam outlet pipe is the same. If so, it is always possible to take out steam at the same flow rate. Therefore, when this steam is used for the purpose of heating or the like, the same heating result can always be obtained.
[0030]
In addition, the safety valve does not operate every time when starting to use, unlike the conventional steam generator, and it is possible to eliminate the sense of danger caused by the sound of gas blowout accompanying the operation of the safety valve.
[0031]
In addition, the safety valve is configured to open below atmospheric pressure, and it also has a function of a vacuum prevention valve that prevents the generation of negative pressure when the boiler tank is cooled, and the safety valve also functions as a vacuum prevention valve. The configuration of the generator is simplified.
[0032]
In addition, the configuration is simple, and the pressure adjustment of the safety valve can be easily performed from the outside.
Further, according to the steam generator of the fourth means, a valve device that opens when the pressure in the boiler tank is below atmospheric pressure and closes by boiling of the liquid in the boiler tank is connected to the upper part of the boiler tank. As a result, most of the temperature rise and expansion of the air in the boiler tank can be discharged to the outside of the boiler tank while the boiler is being boiled. be able to. As a result, the pressure in the boiler tank is controlled to almost the target steam pressure from the time of boiling, and the air component remaining in the boiler tank is also reduced, so the pipe condition of the steam outlet pipe is the same. If so, it is always possible to take out steam at the same flow rate. Therefore, when this steam is used for the purpose of heating or the like, the same heating result can always be obtained.
[0033]
In addition, the safety valve does not operate every time when the use is started unlike the conventional steam generator, and it is possible to eliminate the danger caused by the gas blowing sound accompanying the operation of the safety valve.
[0034]
In addition, in a conventional apparatus provided with a normal safety valve and a vacuum prevention valve, the conventional apparatus can be used as it is simply by installing the valve device having the above-described configuration instead of the vacuum prevention valve.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the steam generator according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
In FIG. 1, a heater 2 for heating water 6, which is a liquid in the boiler tank 1, is provided at the bottom of the boiler tank 1. Further, the temperature of the water 6 in the boiler tank 1 is detected and A temperature controller 3 for controlling energization of the heater 2 is provided.
[0036]
Further, a steam outlet pipe 5 is extended from the top of the boiler tank 1, and its tip is connected to a steam nozzle 10 via an electromagnetic on-off valve 8 whose opening time is controlled by a timer 9. The steam 7 inside can be taken out as required.
[0037]
The steam nozzle 10 is inserted into the beverage 12 in the cup 11. The top of the boiler tank 1 is connected with a safety valve 4 that is open to the atmospheric pressure as described below as a valve device.
[0038]
This atmospheric pressure release type safety valve 4 has a configuration shown in FIGS.
That is, it has a housing 16 connected to the boiler tank 1, and a lower zone 30 a serving as a first zone for communicating a passage 30 formed in the housing 16 with the boiler tank 1. The diaphragm 20 is provided so as to bisect into the upper zone 30b as a second zone communicating with the escape port 25.
[0039]
Further, a valve seat disk 21 having a ring-shaped valve seat 19 is fixed to the center of the diaphragm 20, and a seal piece 18 as a seal portion is provided at the center of the valve seat disk 21. A valve rod 17 that opens and closes a through hole 21a formed in the valve seat disk 21 by being brought into and out of contact with the valve seat disk 21 is slidable in the vertical direction.
[0040]
The valve rod 17 is supported at its upper end by a valve rod support spring 22 made of a coil spring, and a seal piece 18 attached to the large diameter portion of the lower end is provided in the valve seat 19 of the valve seat disk 21 and the boiler tank 1. When the pressure is less than atmospheric pressure, they face each other with a narrow gap (about 0.5 to 1 mm).
[0041]
Further, between the upper surface of the valve seat disk 21 and the housing 16, that is, on the second zone 30 a side communicating with the escape port 25, it is concentric with the valve stem 17 and the valve seat disk 21 is moved downward. A valve seat disc presser spring 23 made of a coil spring is provided in a state of being pressed against.
[0042]
In addition, from the upper part of the housing 16, a setting screw 24 as a valve opening stopper whose front end is opposed to the upper end surface of the valve rod 17 in the second zone 30b with a space therebetween can be adjusted forward and backward. It is screwed.
[0043]
The setting screw 24 is fixed in position by a lock nut 32 after the position is set.
The operation of the steam generator configured as described above will be described.
[0044]
When the water in the boiler tank 1 is cooled, the atmospheric pressure relief valve 4 is in the state shown in FIG. 2, that is, in a state where there is a gap G between the seal piece 18 of the valve rod 17 and the valve seat 19. The boiler tank 1 communicates with the outside through a safety valve 4. Therefore, the boiler tank 1 is in a state where air is contained.
[0045]
When the heater 2 is energized, the water 6 in the boiler tank 1 is heated to rise in temperature, and the air on the water surface in the boiler tank 1 is also raised and expanded with this, but the expansion is atmospheric pressure. Through the clearance G between the valve seat 19 of the open type safety valve 4 and the seal piece 18, it gently flows out from the escape port 25 to the outside, and the inside of the boiler tank 1 is maintained at atmospheric pressure.
[0046]
When the temperature of the water 6 reaches 100 ° C., boiling starts and a large amount of steam begins to be generated, and this steam also flows to the outside through the atmospheric pressure relief valve 4 like the expanded air. Is much larger than the amount of expansion air, so that the narrow gap G between the valve seat 19 and the seal piece 18 of the valve stem 17 flows at a high speed.
[0047]
As a result, flow decompression occurs at the valve seat 19 as a boundary, and a clear differential pressure is generated between the upstream side and the downstream side of the valve seat 19.
This differential pressure acts on the lower surface of the large-diameter portion 17a of the valve rod 17, and the valve rod 17 that has been in an equilibrium position by the valve rod support spring 22 and its own weight is pushed upward to move, as shown in FIG. The seal piece 18 comes into close contact with the valve seat 19 and closes the through hole 21a.
[0048]
As described above, the seal piece 18 is in close contact with the valve seat 19 and closes the through hole 21a. As a result, the steam pressure is confined in the boiler tank 1, and this steam pressure acts in the direction of pushing up the valve rod 17. The atmospheric pressure open safety valve 4 is kept closed.
[0049]
When the water temperature in the boiler tank 1 reaches a predetermined temperature (for example, 115 ° C.), the temperature controller 3 turns off the power to the heater 2, and the pressure in the boiler tank 1 is changed to a vapor pressure corresponding to the water temperature (for example, 0.07 MPa) and a pressure obtained by adding an expansion pressure after the atmospheric pressure release type safety valve 4 of the residual air is closed (for example, 0.074 MPa), which is almost equal to a normal vapor pressure.
[0050]
In this state, when the solenoid valve 8 is opened by the timer 9 for a certain time, the steam is blown into the beverage 12 in the cup 11 through the steam outlet pipe 5 and the steam nozzle 10 with some residual air, and the beverage 12 is almost the target. To a predetermined temperature.
[0051]
In addition, since the residual air in the boiler tank 1 has decreased, the mixing ratio to the jetted steam from the steam nozzle 10 is small, and the influence on the jetted steam amount is slight.
[0052]
Although the steam temperature from the steam nozzle 10 is reduced by the removal of boiling latent heat, the water temperature in the boiler tank 1 is lowered. However, when the temperature is lowered to a certain temperature, the temperature controller 3 is operated and the heater 2 is energized again. Recovery and maintenance of water temperature and vapor pressure.
[0053]
When the jets from the steam nozzle 10 are repeated, the residual air in the boiler tank 1 is almost eliminated, and the beverage 12 is heated to the same predetermined temperature by the same amount of the steam jets each time with a predetermined steam pressure.
[0054]
In the unlikely event that the water temperature in the boiler tank 1 rises abnormally due to a failure of the temperature controller 3 or the like, the pressure also rises abnormally. In such a case, the atmospheric pressure relief valve 4 is opened. It becomes a safety valve function state and is prevented from becoming an abnormally high pressure.
[0055]
That is, when the pressure in the boiler tank 1 becomes an abnormally high pressure state, this abnormally high pressure acts on the lower surface of the diaphragm 20 and resists the force of the coil spring 23 so as to be integrated with the valve rod 17 seated on the valve seat 19. Deform to go.
[0056]
Then, when approaching the safety valve blowing set pressure, the upper end of the valve rod 17 comes into contact with the lower end of the setting screw 24 to restrict its movement, and the diaphragm 20 and the valve seat disk 21 are further deformed upward.
[0057]
As a result, the valve seat 19 of the valve disc 21 is separated from the seal piece 18 of the valve stem 17 and a gap G is formed between the valve seat 19 and the seal piece 18 as shown in FIG. The safety valve 4 is opened. And the vapor | steam in the boiler tank 1 is discharge | released outside from the escape port 25, and safety is ensured.
[0058]
After the operation of the safety valve 4, when the pressure in the boiler tank 1 is reduced to some extent, the diaphragm 20 is pushed back to the coil spring 23, the valve seat 19 abuts the seal piece 18, the through hole 21a is closed, and the safety valve is closed. That is, the state returns to the state of FIG.
[0059]
Next, when the use of the steam generator is finished and the heater 2 is de-energized, the temperature of the water 6 and the steam 7 in the boiler tank 1 starts to drop, and along with this, the pressure in the boiler tank 1, That is, the vapor pressure also decreases and approaches atmospheric pressure.
[0060]
As a result, the steam pressure acting on the lower end surface of the valve rod 17 to push up the valve rod 17 is almost eliminated, and the valve rod 17 deflects the valve rod support spring 22 by its own weight and is displaced downward. By the lowering operation of the valve rod 17, the seal piece 18 attached to the lower end side of the valve rod 17 is separated from the valve seat 19, and the safety valve 4 is opened, that is, the state shown in FIG.
[0061]
Therefore, even if the water temperature in the boiler tank 1 further decreases, the outside air is prevented from flowing into the tank through the safety valve 4 and becoming negative pressure.
As described above, according to the steam generator of this embodiment, the following useful effects can be obtained.
(1) As a result of being able to discharge most of the temperature-expanded expansion of the air in the boiler tank 1 to the outside of the boiler tank 1 during the boiling of the boiler, the pressure-weighted amount due to the temperature-expanded expansion of the air with respect to the vapor pressure at the time of boiling Therefore, the pressure in the boiler tank 1 is controlled to almost the target steam pressure from the time of boiling, and the air component remaining in the boiler tank 1 is also reduced. If the pipe line conditions are the same, it is possible to always take out steam at the same flow rate.
[0062]
Therefore, when this steam is used for the purpose of heating or the like, the same heating result can always be obtained.
(2) The atmospheric pressure release type safety valve 4 can eliminate the sense of danger caused by the gas blowing sound associated with the operation of the safety valve without being operated every time when starting use boiling as in the conventional steam generator.
(3) The apparatus of the present invention employs an open-air safety valve 4 and is configured such that the safety valve opens at atmospheric pressure or less, and a function of a vacuum prevention valve that prevents generation of negative pressure when the boiler tank 1 is cooled. Since the safety valve also serves as a vacuum prevention valve, the structure of the steam generator is simplified.
[0063]
In the above example, the heater 2 of the boiler tank 1 is controlled by controlling the water temperature in the boiler tank 1, but the pressure in the boiler tank 1 is controlled by the pressure regulator based on the correlation between the water temperature and the steam pressure. Even if the energization control of the heater 2 is performed so as to be constant, the same operation and effect as described above can be obtained.
[0064]
Further, in the first embodiment described above, an example in which the air in the boiler tank 1 is discharged using a special safety valve, that is, the atmosphere-opening safety valve 4, is shown. However, as shown in FIG. A typical safety valve 13 may be used, and the air in the boiler tank 1 may be discharged by another open air valve device 40.
[0065]
In addition, in the conventional apparatus (see FIG. 6) provided with the normal safety valve 13 and the vacuum prevention valve 14, the conventional apparatus can be used as it is simply by installing the air release type valve apparatus 40 having the above configuration in place of the vacuum prevention valve 14. Can do.
[0066]
In addition, another air release type valve device 40 in the second embodiment (FIG. 5) is provided with a set screw as a diaphragm 20, a valve seat disc presser spring 23, and a valve release stopper from the above air release type safety valve 4. Of course, it is possible to use a very simple configuration in which 24 and the like are deleted.
In addition, it is needless to say that the present invention can be variously modified without departing from the scope of the present invention.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
According to the steam generator of claim 1, the pressure in the boiler tank opens above the boiler tank when the pressure in the boiler tank is below atmospheric pressure, is closed by the boiling of the liquid in the boiler tank, and the pressure in the boiler tank Since the valve device is configured to open when the pressure reaches a pressure higher than the preset pressure, most of the temperature rise and expansion of the air in the boiler tank is discharged to the outside of the boiler tank during the boiler boiling. As a result, the pressure load due to the temperature expansion of the air with respect to the vapor pressure at the time of boiling can be suppressed to a very low level. As a result, the pressure in the boiler tank is controlled to almost the target steam pressure from the time of boiling, and the air component remaining in the boiler tank is also reduced, so the pipe condition of the steam outlet pipe is the same. If so, it is always possible to take out steam at the same flow rate. Therefore, when this steam is used for the purpose of heating or the like, the same heating result can always be obtained.
[0068]
In addition, the safety valve does not operate every time when starting to use, unlike the conventional steam generator, and it is possible to eliminate the sense of danger caused by the sound of gas blowout accompanying the operation of the safety valve.
[0069]
In addition, the valve device is configured to open below atmospheric pressure, and it also has the function of a vacuum prevention valve that prevents the generation of negative pressure when the boiler tank is cooled, and the valve device also serves as a vacuum prevention valve. The configuration of the steam generator is simplified.
[0070]
The steam generator according to claim 2 is connected to the upper part of the boiler tank, opens when the pressure in the boiler tank is lower than atmospheric pressure, closes by boiling of the liquid in the boiler tank, and the boiler Since it is configured to provide an atmospheric pressure relief valve that opens when the pressure in the tank reaches or exceeds a preset pressure, a large amount of temperature rise and expansion of the air in the boiler tank during the boiling of the boiler As a result of discharging the portion out of the boiler tank, the pressure load due to the temperature expansion of the air with respect to the vapor pressure at the time of boiling can be suppressed to a very low level. As a result, the pressure in the boiler tank is controlled to almost the target steam pressure from the time of boiling, and the air component remaining in the boiler tank is also reduced, so the pipe condition of the steam outlet pipe is the same. If so, it is always possible to take out steam at the same flow rate. Therefore, when this steam is used for the purpose of heating or the like, the same heating result can always be obtained.
[0071]
In addition, the safety valve does not operate every time when starting use boiling as in the conventional steam generator, and it is possible to eliminate a sense of danger due to the gas blowing sound accompanying the operation of the safety valve.
[0072]
In addition, since it is a safety valve that is open to atmospheric pressure, it has the function of a vacuum prevention valve that prevents the generation of negative pressure when the boiler tank is cooled. The safety valve also functions as a vacuum prevention valve, so the structure of the steam generator is simple. become.
[0073]
According to the steam generator of claim 3, the safety valve attached to the boiler tank opens when the pressure in the boiler tank is below atmospheric pressure, closes by boiling of the liquid in the boiler tank, and the boiler tank Since the pressure inside the boiler reaches a pressure higher than a preset pressure, it becomes a safety valve that opens to the atmospheric pressure, so most of the temperature rise and expansion of the air in the boiler tank is discharged out of the boiler tank while the boiler is boiling. As a result, the pressure load due to the temperature expansion of the air with respect to the vapor pressure at the time of boiling can be suppressed to a very low level. As a result, the pressure in the boiler tank is controlled to almost the target steam pressure from the time of boiling, and the air component remaining in the boiler tank is also reduced, so the pipe condition of the steam outlet pipe is the same. If so, it is always possible to take out steam at the same flow rate. Therefore, when this steam is used for the purpose of heating or the like, the same heating result can always be obtained.
[0074]
In addition, the safety valve does not operate every time when starting to use, unlike the conventional steam generator, and it is possible to eliminate the sense of danger caused by the sound of gas blowout accompanying the operation of the safety valve.
[0075]
In addition, the safety valve is configured to open below atmospheric pressure, and it also has a function of a vacuum prevention valve that prevents the generation of negative pressure when the boiler tank is cooled, and the safety valve also functions as a vacuum prevention valve. The configuration of the generator is simplified.
[0076]
In addition, the configuration is simple, and the pressure adjustment of the safety valve can be easily performed from the outside.
Further, according to the steam generator of claim 4, a valve device that opens when the pressure in the boiler tank is below atmospheric pressure and closes by boiling of the liquid in the boiler tank is connected to the upper part of the boiler tank. As a result of the fact that most of the temperature expansion and expansion of the air in the boiler tank can be discharged outside the boiler tank while the boiler is being boiled, the pressure load due to the temperature expansion and expansion of the air with respect to the steam pressure at the time of boiling is minimized. Can do. As a result, the pressure in the boiler tank is controlled to almost the target steam pressure from the time of boiling, and the air component remaining in the boiler tank is also reduced, so the pipe condition of the steam outlet pipe is the same. If so, it is always possible to take out steam at the same flow rate. Therefore, when this steam is used for the purpose of heating or the like, the same heating result can always be obtained.
[0077]
In addition, the safety valve does not operate every time when the use is started unlike the conventional steam generator, and it is possible to eliminate the danger caused by the gas blowing sound accompanying the operation of the safety valve.
[0078]
In addition, in a conventional device having a normal safety valve and a vacuum prevention valve, the conventional device can be used as it is simply by installing the valve device having the above-described configuration instead of the vacuum prevention valve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of use of a steam generator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of a safety valve of the steam generator shown in FIG. 1 under atmospheric pressure.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the safety valve shown in FIG. 2 is closed under a vapor pressure higher than atmospheric pressure.
4 is a cross-sectional view showing a state where the safety valve shown in FIG. 2 is opened due to abnormally high pressure.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of use of a steam generator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of use of a conventional steam generator.
7 is a cross-sectional view showing a state when the safety valve of the steam generator shown in FIG. 6 is not in operation.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Boiler tank, 2 ... Heater, 3 ... Temperature controller, 4 ... Atmospheric pressure relief valve (valve device), 5 ... Steam outlet pipe, 6 ... Water (liquid), 7 ... Steam, 8 ... Electromagnetic on-off valve DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Timer, 10 ... Steam nozzle, 11 ... Cup, 12 ... Beverage, 13 ... Safety valve, 14 ... Vacuum prevention valve, 15 ... Ball, 16 ... Housing, 17 ... Valve rod, 18 ... Seal piece (seal part), 19 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Valve seat, 20 ... Diaphragm, 21 ... Valve seat disc, 22 ... Valve rod support spring, 23 ... Coil spring (valve seat disc pressing spring), 24 ... Setting screw (valve opening stopper), 25 ... Relief port.

Claims (1)

ボイラタンク内の液体を加熱手段で加熱して沸騰させることにより蒸気を発生させ、該蒸気を、ボイラタンクの上部に接続されると共に開閉弁が介装された蒸気導出管を介してボイラタンク内から取出し得ると共に、前記ボイラタンクに安全弁を装着してなる蒸気発生装置であって、
前記安全弁が、
前記ボイラタンクに接続されたハウジングと、
このハウジング内に形成された通路をボイラタンク内に連通する第1のゾーンと逃がし口に連通する第2のゾーンに2分する状態に設けられたダイヤフラムと、
このダイヤフラムの中央部に固設されたリング状の弁座を備えた弁座ディスクと、
この弁座ディスクに摺動自在に装着されシール部を前記弁座に接離させることにより弁座ディスクに形成された通孔を開閉する弁棒と、
この弁棒に設けられたシール部が前記弁座ディスクの弁座とボイラタンク内の圧力が大気圧以下において狭い隙間を維持するように支持する弁棒支持ばねと、
前記ハウジング内かつ前記逃がし口に連通する第2のゾーン側に設けられ前記弁座ディスクを押圧支持する弁座ディスク押えばねと、
前記ハウジングに取付けられ、その先端を前記弁棒の端面に間隔を存して対向させた弁開放用ストッパと、
を具備し、
前記ボイラタンク内の蒸気発生に伴う前記弁棒と前記弁座との狭い隙間を流れる気体の流動減圧による隙間前後の圧力差で前記弁棒のシール部が前記弁座に当接して弁座ディスクの通孔が閉塞されると共に、ボイラタンク内の圧力が予め設定された圧力以上の圧力に達するとダイヤフラムに固設された弁座ディスクが弁座ディスク押えばねの付勢力に抗して移動して前記弁棒が前記弁開放用ストッパに当接しシール部が前記弁座から離れて通孔を開放する構成としたことを特徴とする蒸気発生装置。
Steam in the boiler tank is generated by heating the liquid in the boiler tank with heating means to boil, and the steam is connected to the upper part of the boiler tank and is connected to the upper part of the boiler tank through a steam outlet pipe. A steam generator that can be taken out from the boiler tank and equipped with a safety valve;
The safety valve
A housing connected to the boiler tank;
A diaphragm provided in a state of dividing the passage formed in the housing into a first zone communicating with the boiler tank and a second zone communicating with the escape port;
A valve disc having a ring-shaped valve seat fixed to the center of the diaphragm;
A valve rod that is slidably attached to the valve seat disc and opens and closes a through hole formed in the valve seat disc by bringing a seal portion into and out of contact with the valve seat;
A valve stem supporting spring that supports a seal portion provided on the valve stem so as to maintain a narrow gap when the pressure in the valve seat of the valve disc and the pressure in the boiler tank is below atmospheric pressure;
A valve-seat disc presser spring that presses and supports the valve-seat disc provided in a second zone that communicates with the escape port in the housing;
A valve opening stopper attached to the housing and having its tip opposed to the end face of the valve stem with a gap;
Comprising
The valve seat disc comes into contact with the valve seat due to the pressure difference before and after the gap due to the flow pressure reduction of the gas flowing through the narrow gap between the valve stem and the valve seat due to steam generation in the boiler tank. When the pressure in the boiler tank reaches a preset pressure or higher, the valve seat disc fixed to the diaphragm moves against the biasing force of the valve seat disc presser spring. The steam generator is configured such that the valve stem abuts on the valve opening stopper and the seal portion is separated from the valve seat to open the through hole.
JP23433195A 1995-09-12 1995-09-12 Steam generator Expired - Fee Related JP3617706B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23433195A JP3617706B2 (en) 1995-09-12 1995-09-12 Steam generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23433195A JP3617706B2 (en) 1995-09-12 1995-09-12 Steam generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0979503A JPH0979503A (en) 1997-03-28
JP3617706B2 true JP3617706B2 (en) 2005-02-09

Family

ID=16969334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23433195A Expired - Fee Related JP3617706B2 (en) 1995-09-12 1995-09-12 Steam generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3617706B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100751147B1 (en) * 2005-09-06 2007-08-22 엘지전자 주식회사 dish washer
JP5985762B2 (en) * 2012-12-05 2016-09-06 コーウェイ株式会社 Steam generator
CN108507767A (en) * 2018-03-27 2018-09-07 河南省铭澳特种设备检测有限公司 A kind of detection device for safety valve
CN110081602A (en) * 2019-04-27 2019-08-02 广东亿龙电器科技有限公司 One kind letting out residual aqueous vapor device
CN117190156B (en) * 2023-11-07 2024-01-05 春风新能源科技有限公司 Air energy heat pump steam unit

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0979503A (en) 1997-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3617706B2 (en) Steam generator
US6571829B2 (en) Gas control valve in water heater
US1813395A (en) Damper control system
US4267820A (en) Control mechanism for a gas-fired water heater
US1949030A (en) Gas burning apparatus
US2576675A (en) Safety control system for heat appliances
JP3569118B2 (en) Water heater
US2493369A (en) Hydrocarbon fuel vaporizer
US1791181A (en) Liquid-fuel burner
GB1580383A (en) Burner for liquid fuel
US2020710A (en) Fluid control
JPH0350363Y2 (en)
US3407616A (en) Vaporizer for fuel gases
JP3904708B2 (en) Combustion device
JPH0410518Y2 (en)
US1415728A (en) Water heater
US2558051A (en) Liquid fuel vaporizer
JPH0350364Y2 (en)
JPS6329463Y2 (en)
GB636643A (en) Improvements in or relating to oil-burner installations
JPH0431492Y2 (en)
JPH0749209Y2 (en) Boiler water tank temperature controller
US2603278A (en) Oil burner and fuel feed system
US1288760A (en) Pressing-iron.
BE839582Q (en) DIAPHRAGM VALVE TO CONTROL THE GAS SUPPLY TO A WATER HEATER

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040518

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040716

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041005

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041104

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees