JP5425963B2

JP5425963B2 - 電極式蒸気加湿器

Info

Publication number: JP5425963B2
Application number: JP2012100101A
Authority: JP
Inventors: 晃泉; 拓志江原
Original assignee: 木村工機株式会社
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2032-04-25
Also published as: JP2013228139A

Description

本発明は電極式蒸気加湿器に関するものである。

電極式蒸気加湿器は、水容器内で水に浸漬させた電極間に電圧を印加して電流を流し、ジュール熱で水を沸騰させて蒸気を発生させ、その蒸気を空調機等の給気に噴霧して加湿するのに用いられる。加湿量（蒸気発生量）は、水に触れる電極の表面積（浸漬水位）を給排水により増減させることで電流値を変化させ、制御している。

特開平６−１６９９９３号公報

ところが電流値の大きさは水の導電率の影響を受けるため、導電率が低すぎると浸漬水位が上限となっても必要な電流値に到達せず加湿能力不足となる。逆に導電率が高するぎると電極へのスケールの付着が増大し短寿命となる。これを防ぐために適正な導電率の水を給水する必要があった。この給水には水道水が一般的に使用されるが、地域によって導電率が大きく異なるため、適正な導電率を有する水道水の地域以外で電極式蒸気加湿器を使用できないという問題があった。また、長時間の使用で電極間にスケールが付着、堆積した場合に水が無くても電極間に電流が流れ、発煙や発火、故障等が発生する危険性があった。

本発明は上記課題を解決するため、水容器内に複数の電極を設けると共に前記水容器内の水を介して前記電極間に流れる電流で前記水を沸騰させて前記電流値に応じた量の加湿用蒸気を発生させる電極式蒸気加湿器であって、指令信号により前記水容器の給水を開始・停止する給水機構と、指令信号により前記水容器の排水を開始・停止する排水機構と、前記電極間に流れる電流値を検出する電流値検出器と、前記水容器の満水位置を検出する水位検出器と、必要加湿量に対応する設定電流値と前記電流値検出器の検出電流値とを比較して前記給水機構と前記排水機構へ指令信号を送ることで前記水容器内での前記電極の浸漬水位を増減させて前記検出電流値を制御する加湿量制御器と、前記水位検出器の満水位置検出後に前記給水機構へ指令信号を送ることで給水停止させかつ電極浸漬上限水位までの排水量を設定変更自在として前記排水機構へ指令信号を送ることで所定量排水させると共にこの排水後の前記電極浸漬上限水位で前記電極間に通電させかつ給水停止時間を設定変更自在として所定時間給水停止させて前記水の導電率を制御する導電率制御機構と、を備えたことを最も主要な特徴とする。

請求項１の発明によれば、
（１）水の入った水容器内において、給水せずに蒸気発生を続けると電解質（イオン）濃度が高まって導電率が高まる。これを利用して、先ず水容器内の水の導電率を適正な値よりも高めた状態にすることで、後から導電率が低い水を給水しても適正な導電率を維持することができる。すなわち、給水の導電率が低い場合には、導電率制御機構にて電極浸漬上限水位での電極間通電状態の給水停止時間を長く設定して導電率を高め、満水から電極浸漬上限水位までの排水量を少なく設定して導電率の低下を少なくすることで、加湿能力不足の発生を防止し、加湿量を安定させて、電極式蒸気加湿器の使用地域の制限をなくすことができる。
（２）給水の導電率が高まりすぎる場合には、導電率制御機構にて電極浸漬上限水位での電極間通電状態の給水停止時間を短く設定して導電率を低め、満水から電極浸漬上限水位までの排水量を多く設定して導電率の低下を多くすることで、導電率を適正にして電極へのスケールの付着を少なくし寿命を延ばすことができる。
（３）自動的に、給水の導電率が低い場合には、導電率制御機構にて電極浸漬上限水位での電極間通電状態の給水停止時間を長くして導電率を高め、満水から電極浸漬上限水位までの排水量を少なく導電率の低下を少なくすることで、加湿能力不足の発生を防止し、加湿量を安定させて、電極式蒸気加湿器の使用地域の制限をなくすことができる。

請求項２の発明によれば、電極間にスケールが付着しても、短絡防止機構にて異常信号を出力して自動的に強制停止させることができ、安全性と信頼性が向上する。

図１は、本発明の電極式蒸気加湿器の一実施例を示しており、この電極式蒸気加湿器は、加湿用の水を入れる水容器１と、水容器１で発生させた加湿用の蒸気をホース２を介して放出する管状の加湿ノズル３と、指令信号により水容器１の給水を開始・停止する給水機構６と、指令信号により水容器１の排水を開始・停止する排水機構７と、制御手段４と、を備えている。この水容器１内に複数の電極５…を所定間隔を隔てて設けると共に、水容器１内の水を介して電極５、５間に流れる電流で水を沸騰させて、電流値に応じた量の加湿用蒸気を発生させている。

制御手段４は、電極５間に流れる電流値を検出する電流値検出器８と、水容器１の満水位置を検出する水位検出器９と、必要加湿量に対応する設定電流値と電流値検出器８の検出電流値とを比較して給水機構６と排水機構７へ指令信号を送ることで水容器１内での電極５、５の浸漬水位を増減させて前記検出電流値を制御する加湿量制御器１０と、水位検出器９の満水位置検出後に給水機構６へ指令信号を送ることで給水停止させかつ電極浸漬上限水位までの排水量を設定変更自在として排水機構７へ指令信号を送ることで所定量排水させると共にこの排水後の前記電極浸漬上限水位で電極５、５間に通電させかつ給水停止時間を設定変更自在として所定時間給水停止させて前記水の導電率を制御する導電率制御機構１１と、排水機構７へ指令信号を送ることで定期的に水容器１内の水を全部排出させた後に電流値検出器８にて電極５、５間の電流値が検出された場合に異常信号を出力して強制停止させる短絡防止機構１６と、を備えている。

必要加湿量およびそれに対応する電流値の設定、満水から電極浸漬上限水位までの排水量の設定、および、電極浸漬上限水位での電極５、５間通電状態の給水停止時間の設定等は、図示省略の設定器にて行う。給水機構６は、水容器１へ水を送る給水管１２に電磁弁１３を設けて成り、指令信号により電磁弁１３を開閉して所定量の水を給水する。排水機構７は、水容器１から水を排出する排水管１４にポンプ１５を設けて成り、指令信号によりポンプ１５を運転・停止させて所定量の水を排水する。

図２は本発明の電極式蒸気加湿器の動作フローを示している。電極式蒸気加湿器の運転を開始すると、電極５、５間に所定の電圧が印加され、給水機構６による給水で電極５、５が水に浸漬されると電極５、５間に電流が流れ、その電流値が電流値検出器８にて検出される。水と電極５、５の接触する表面積が多いほど、すなわち給水により電極５、５の浸漬水位が増えるほど大きな電流が流れて蒸気発生量が増加する。加湿量制御器１０にて、必要加湿量に対応する設定電流値と検出電流値とを比較し、検出電流値が設定電流値に達するまで給水を続け、必要加湿量（設定電流値）を超えると給水を停止する。このとき上限電流値を超えていると所定量を排水して電流値を下げ、蒸気発生または排水により電極５、５の浸漬水位が減りすぎて蒸気発生量が減少し、下限電流値を下回ると給水を再開し、上述のサイクルを繰り返す。

この場合、給水の導電率が低いと電極５、５の浸漬水位が上限（電極浸漬上限水位）となっても検出電流値が設定電流値を超えず、水位検出器９にて水容器１の満水が検出され、導電率制御機構１１にて、電極５、５間の電圧印加を止めて給水を停止する。その後、電極浸漬上限水位に調整する際に、導電率の低下が少なくなるように排水量を手動で設定変更して制御し、排水後の電極浸漬上限水位で電極５、５間に通電させ導電率が高くなるように給水停止時間を手動で設定変更して制御し、必要加湿量（設定電流値）を得ることができるように適正な水の導電率に調整する。

上述の制御以外に、短絡防止機構１６により、水中のスケール排出のために定期的に水容器１内の水を全部排出させた後に、電極５、５間の電流値が検出された場合には、異常信号を図示省略の表示器に出力して電極式蒸気加湿器の電圧印加等を強制停止させ、トラブルを回避させる。

また、導電率制御を自動で行うように構成するも自由である。その場合、導電率制御機構１１が、水位検出器９の満水位置検出後に給水機構６へ指令信号を送ることで給水停止させかつ排水機構７へ指令信号を送ることで電極浸漬上限水位まで所定量排水させる際に電流値検出器８にて電流値を検出してこの検出電流値と必要加湿量に対応する設定電流値とを比較して前記検出電流値が低い場合にはその電流値差の量が大きくなるにしたがって前記電極浸漬上限水位までの前記排水量を自動的に少なく設定変更すると共にこの排水後の前記電極浸漬上限水位で前記電極５、５間に通電させかつ所定時間給水停止させる際に前記電流値差の量が大きくなるにしたがって前記給水停止時間を自動的に長く設定変更することで前記水の導電率を制御するように構成する。これは電流値差の量（水の導電率値）と電極浸漬上限水位までの排水量が相関関係を有し、電流値差の量（水の導電率値）と電極浸漬上限水位での給水停止時間が相関関係を有することを利用したものである。

なお、本発明は上述の実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更自由である。例えば、電極５の数の増減や位置、形状などの構造を変更したり、電磁弁１３やポンプ１５を他の機器に変更するも自由である。また、図２の動作フローの変更や追加は自由で、水の導電率調整のため定期的に水容器１に所定水量を残して排水させる動作に変更または追加してもよい。

本発明の電極式蒸気加湿器の全体構成を示す説明図である。電極式蒸気加湿器の動作フロー図である。

１水容器
５電極
６給水機構
７排水機構
８電流値検出器
９水位検出器
１０加湿量制御器
１１導電率制御機構
１６短絡防止機構

Claims

水容器（１）内に複数の電極（５）を設けると共に前記水容器（１）内の水を介して前記電極（５）間に流れる電流で前記水を沸騰させて前記電流値に応じた量の加湿用蒸気を発生させる電極式蒸気加湿器であって、指令信号により前記水容器（１）の給水を開始・停止する給水機構（６）と、指令信号により前記水容器（１）の排水を開始・停止する排水機構（７）と、前記電極（５）間に流れる電流値を検出する電流値検出器（８）と、前記水容器（１）の満水位置を検出する水位検出器（９）と、必要加湿量に対応する設定電流値と前記電流値検出器（８）の検出電流値とを比較して前記給水機構（６）と前記排水機構（７）へ指令信号を送ることで前記水容器（１）内での前記電極（５）の浸漬水位を増減させて前記検出電流値を制御する加湿量制御器（１０）と、前記水位検出器（９）の満水位置検出後に前記給水機構（６）へ指令信号を送ることで給水停止させかつ電極浸漬上限水位までの排水量を設定変更自在として前記排水機構（７）へ指令信号を送ることで所定量排水させると共にこの排水後の前記電極浸漬上限水位で前記電極（５）間に通電させかつ給水停止時間を設定変更自在として所定時間給水停止させて前記水の導電率を制御する導電率制御機構（１１）と、を備え、この導電率制御機構（１１）が、前記満水位置検出後に給水停止させかつ前記電極浸漬上限水位まで所定量排水させる際に前記電流値検出器（８）にて電流値を検出してこの検出電流値と必要加湿量に対応する設定電流値とを比較して前記検出電流値が低い場合にはその電流値差の量が大きくなるにしたがって前記電極浸漬上限水位までの前記排水量を自動的に少なくすると共にこの排水後の前記電極浸漬上限水位で前記電極（５）間に通電させかつ所定時間給水停止させる際に前記電流値差の量が大きくなるにしたがって前記給水停止時間を自動的に長くすることで前記水の導電率を制御することを特徴とする電極式蒸気加湿器。
排水機構（７）へ指令信号を送ることで定期的に水容器（１）内の水を全部排出させた後に電流値検出器（８）にて電極（５）間の電流値が検出された場合に異常信号を出力して強制停止させる短絡防止機構（１６）を、備えた請求項１記載の電極式蒸気加湿器。