JPH0711282Y2 - 電極式蒸気発生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、三相交流電源の各相に接続した蒸気発生電極
を蒸気発生シリンダの中の水に浸して、蒸気発生電極に
通電すると、水自体が発熱して、蒸気を発生する電極式
蒸気発生装置に関するものである。

（従来の技術） 第３図は従来の電極式蒸気発生装置における蒸気発生シ
リンダの構造及び配管を示すもので、１は水を貯留する
蒸気発生シリンダ（以下「シリンダ」という）、2₁〜2
₁₂はシリンダ１に内装した12本の蒸気発生電極（以下
「電極」という）で、これ等の電極2₁〜2₁₂はそれぞれ
三相交流電源３（以下「電源３」という）の各相に電力
ユニット４を介して並列に接続されている（第４図参
照）。５はシリンダ１の所定の高さに内装した水位検出
電極（以下「検出電極」という）で、この検出電極５は
制御ユニット６を介して電源３の第３相に並列に接続さ
れている（第４図参照）。７は止水栓８、濾過器９及び
流量調節器10を設けた給水本管、11は給水本管７に設け
た常閉形の給水用電磁弁（以下「給水弁11」という）
で、この給水弁11の開閉は制御ユニット６において制御
される（第４図参照）。12は、シリンダ１の内部圧力を
大気圧に保持するため、シリンダ１の上部の蒸気供給口
1aよりも高い位置に設けた水受け、13はシリンダ１の下
部の給排水口1bを着脱する口と、給水管14を介して水受
け12に接続する口と、排水管15を接続する口とが設けら
れた給排水用分岐管（以下「分岐管」という）、16は排
水管15に設けた常閉形の排水用電磁弁（以下「排水弁」
という）で、この排水弁16の開閉は制御ユニット６にお
いて制御される（第４図参照）。17は水受け12の水が溢
れるのを防止する排水管、18は排水管15或いは17から排
出された水を装置外に排出する排水本管、19はシリンダ
１の上部に設けた蒸気分配器で、この蒸気分配器19はホ
ース20を介してシリンダ１の蒸気供給口1aに接続されて
いる。21は蒸気分配器19に接続した複数の蒸気供給ホー
スであり、シリンダ１で発生した蒸気はホース20、蒸気
分配器19及び蒸気供給ホース21等を介して供給され、
又、蒸気分配器19及び蒸気供給ホース21における結露で
生じた水は給水管14を介してシリンダ１に還流される。

第４図は従来の電極式蒸気発生装置の制御回路の構成を
示すもので、第３図の符号と同一符号のものは同一部分
を示しており、又、22は三相電源線23（以下「電源線2
3」という）に設けた電源スイッチ、24₁〜24₄は電源線2
3から４つに分岐した三相分岐線（以下「分岐線」とい
う）で、これ等の分岐線24₁〜24₄の各相にはそれぞれ電
極2₁〜2₁₂が接続されている。25は分岐線24₁〜24₄上の
各相に設けたヒューズ、26₁〜26₄はトライアック（登録
商標）、サイリスタ等からなる半導体継電器（以下「継
電器」という）で、継電器26₁は分岐線24₁の各相に、継
電器26₂は分岐線24₂の各相に、継電器26₃は分岐線24₃の
各相に、継電器26₄は分岐線24₄の各相にそれぞれ接続さ
れている。27は設定した湿度に応じて、例えば４〜24A
の範囲の直流電流を出力する湿度調節器、28は、パルス
幅制御方式により、湿度調節器27の出力電流量に応じ
て、一周期毎に出力する一定周波数の交流信号の出力時
間或いは出力波数、即ち交流信号のデューティ比が変化
する比例回路で、この比例回路28には継電器26₁〜26₄の
ゲート端子が接続されている。29は検出電極５に接続し
た水位検出回路（以下「検出回路」という）で、この検
出回路29は、検出電極５が水に浸り、電極2₁,2₂,2₄,2₅,
2₇,2₈,2₁₀及び2₁₁と検出電極５との間が導通して、水に
通電されると、検出信号を出力する。30は分岐線24₁〜2
4₄の電流量を検出する電流検出コイル（以下「コイル」
という）で、このコイル30は分岐線24₁〜24₄と交差する
ように設けられている。31は抵抗器からなる電流設定プ
ラグ（以下「プラグ」という）、32は入力端子に検出回
路29,コイル30及びプラグ31を接続し、出力端子に給水
弁11及び排水弁16を接続した給排水制御回路で、この給
排水制御回路32は、検出回路29が検出信号を出力しない
と、給水信号を出力して給水弁11を開け、又、コイル30
で検出した分岐線24₁〜24₄の電流量がプラグ31に流れる
電流量（以下「基準電流量」という）を超えると、所定
の時間だけ排水信号を出力して排水弁16を開ける。33は
200Vから24Vに変圧する電源トランスで、この電源トラ
ンス33は制御ユニット６の電源となる。

尚、電力ユニット４は４つの継電器26₁〜26₄からなり、
又、制御ユニット６は湿度調節器27、比例回路28、検出
回路29、コイル30、プラグ31及び給排水制御回路32から
なっている。

このように構成された従来例において、シリンダ１が空
のときに、電源スイッチ22を投入すると、湿度調節器27
に設定した湿度に応じて継電器26₁〜26₄は周期的に或い
は連続して導通するが、電極2₁〜2₁₂の間が非導通なの
で、何れも発熱せず、シリンダ１も空焚きされない。

又、シリンダ１が空のときには、電極2₁,2₂,2₄,2₅,2₇,2
₈,2₁₀及び2₁₁と検出電極５との間が非導通で、検出回路
29から検出信号が出力されないので、給排水制御回路32
は給水信号を出力する。すると、給水弁11は開くが、排
水弁16は閉じたままなので、給水本管７の水は水受け12
から給水管14及び分岐管13を介してシリンダ１に供給さ
れる。そして、シリンダ１の中の水位が上昇して、電極
2₁〜2₁₂が水に浸り、且つ、電極５が水に浸ると、電極2
₁,2₂,2₄,2₅,2₇,2₈,2₁₀及び2₁₁と検出電極５との間が導
通して、検出回路29から検出信号が出力されるので、給
排水制御回路32は給水信号の出力を停止する。すると、
給水弁11が閉じて、シリンダ１への給水が停止され、シ
リンダ１の中の水位は所定の高さ以上上昇しなくなる。

この間、電極2₁〜2₁₂が水に浸って、電極2₁〜2₁₂の間が
導通すると、湿度調節器27に設定された湿度に対応する
デューティ比の交流信号が比例回路28から出力されて、
継電器26₁〜26₄が交流信号のデューティ比に応じた時間
だけ間欠して或いは連続して導通するので、水はジュー
ル熱によって加熱されて、蒸気を発生する。又、水の加
熱中に、湿度調節器27に設定する湿度を変えると、比例
回路28から出力される交流信号のデューティ比が変化し
て、継電器26₁〜26₄の導通時間も変化するので、水に供
給される電気エネルギーの量が変化して、蒸気の発生量
が増減する。

ところで、蒸気を発生し続けると、シリンダ１の中の水
位も次第に低下して、検出電極５が空気中に露出するの
で、電極2₁,2₂,2₄,2₅,2₇,2₈,2₁₀及び2₁₁と検出電極５と
の間が非導通になって、検出回路29から検出信号が出力
されなくなる。すると、給排水制御回路32は給水信号を
再出力して、給水弁11を開け、シリンダ１に水を補給す
るが、検出電極５が水に浸ると、前述の如く、検出回路
29からの検出信号の出力が停止されて、給水弁11が閉じ
るので、シリンダ１への水の補給が停止される。これ以
降、シリンダ１の中の水位が所定の高さより低下する毎
に、給水弁11の開閉をして、シリンダ１に水を補給す
る。

ところで、シリンダ１への水の補給を繰り返しながら、
蒸気を供給し続けると、水に含まれるミネラル等の成分
を次第に濃縮して、水の電気伝導度を上昇させるので、
分岐線24₁〜24₄の電流量が次第に増加する。しかし、コ
イル30によって検出される分岐線24₁〜24₄の電流量が基
準電流量を超えると、給排水制御回路32は所定の時間だ
け排水信号を出力して、排水弁16を開くので、シリンダ
１の中の水は所定の量だけ排出される。ところが、シリ
ンダ１の中の水が所定の量だけ排出されると、検出電極
５が水から露出して、前述の如く給排水制御回路32から
給水信号が出力されるので、給水弁11が開いて、シリン
ダ１に水を補給する。そして、水位が所定の高さに達し
て、検出電極５が水に浸ると、前述の如く給水弁11が閉
じて、シリンダ１への水の補給が停止される。

尚、コイル30によって検出される分岐線24₁〜24₄の電流
量が基準電流量を超えたときの排水量は、排水後に所定
の高さまで水を補給したときの分岐線24₁〜24₄の電流量
が基準電流量の80％程度になるように調節すれば、熱効
率は余り低下しない。

又、蒸気の最大発生量は、プラグ31の抵抗値を変えて、
基準電流量を増減させれば、分岐線24₁〜24₄の電流量も
増減して、変化する。

（考案が解決しようとする課題） ところで、湿度調節器27に設定した湿度が０％のときに
は、継電器26₁〜26₄が非導通になって、電極2₁,2₂,2₄,2
₅,2₇,2₈,2₁₀及び2₁₁と検出電極５との間も非導通になる
ので、検出電極５が水に浸っても、即ち所定の高さに達
しても、検出回路29には通電されず、検出回路29は検出
信号を出力しない。このため、給排水制御回路32は給水
信号を出力し続けて、給水弁11を開けた状態に保持する
ので、水がシリンダ１から溢れてしまう、換言するとシ
リンダ１への給水制御が不能になるという問題があっ
た。

本考案は、この問題に鑑みてなされたもので、湿度調節
器に設定した湿度が０％であっても、シリンダへの給水
制御が確実にできる電極式蒸気発生装置を提供すること
を目的としている。

（課題を解決するための手段） 本考案は、前述の目的を達成するために、半導体継電器
を、三相電源線の第１相及び第３相或いは三相分岐線の
第１相及び第３相にだけ接続したものである。

（作用） 湿度調節器に設定された湿度が０％で、三相電源線の第
１相及び第３相或いは三相分岐線の第１相及び第３相に
接続した半導体継電器が非導通になっても、水位検出電
極が水に浸れば、半導体継電器が接続されていない三相
電源線の第２相或いは三相分岐線の第２相に接続した蒸
気発生電極と水位検出電極との間が導通して、給水用電
磁弁が閉じるので、水が蒸気発生シリンダから溢れ出る
のを確実に防止できる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら、本考案の実施例を詳細に説
明する。

第１図は本考案の一実施例の構成を示すもので、第３図
及び第４図の符号と同一符号のものは同一部分を示して
おり、又、34₁〜34₈はトライアック（登録商標）、サイ
リスタ等からなる半導体継電器（以下「継電器」とい
う）で、継電器34₁は分岐線24₁の第１相に、継電器34₂
は分岐線24₁の第３相に、継電器34₃は分岐線24₂の第１
相に、継電器34₄は分岐線24₂の第３相に、継電器34₅は
分岐線24₃の第１相に、継電器34₆は分岐線24₃の第３相
に、継電器34₇は分岐線24₄の第１相に、継電器34₈は分
岐線24₄の第３相にそれぞれ接続され、又、継電器34₁〜
34₈のゲート端子は比例回路28の出力端子に接続されて
いる。

尚、電力ユニット４は８つの継電器34₁〜34₈からなる。

このように構成された本実施例において、分岐線24₁〜2
4₄の第２相には半導体継電器が設けられていないので、
湿度調節器に設定した湿度が０％で、継電器34₁〜34₈が
非導通で、電極2₁〜2₁₂が非導通になっても、検出電極
５が水に浸れば、電極2₂,2₅,2₈及び2₁₁と検出電極５と
の間が導通して、検出回路29に必ず通電する。このた
め、シリンダ１の中の水位が上昇して、検出電極５が水
に浸れば、検出回路29が検出信号を出力して、給排水制
御回路32からの給水信号の出力を停止するので、シリン
ダ１の中の水位が所定の高さに達すると、湿度調節器に
設定した湿度が０％であるか否かに拘らず、給水弁11が
閉じて、水がシリンダ１から溢れ出るのを防止する。

第２図は本考案の他の実施例の構成を示すもので、第１
図及び第４図の符号と同一符号のものは同一部分を示し
ており、電力ユニット４は、分岐線24₁の各相に接続し
た継電器26₁と、分岐線24₂の各相に接続した継電器26₂
と、分岐線24₃の各相に接続した継電器26₃と、分岐線24
₄の第１相に接続した継電器34₇と、分岐線24₄の第３相
に接続した継電器34₈とからなるもので、継電器26₁〜26
₃，34₇及び34₈のゲート端子は比例回路28に接続されて
いる。

このように構成された本実施例において、分岐線24₄の
第２相には半導体継電器が設けられていないので、湿度
調節器に設定した湿度が０％で、継電器26₁〜26₃,34₇及
び34₈が非導通で、電極2₁〜2₁₂が非導通になっても、検
出電極５が水に浸れば、電極2₁₁と検出電極５との間が
導通して、検出回路29に必ず通電する。このため、シリ
ンダ１の中の水位が上昇して、検出電極５が水に浸れ
ば、検出回路29が検出信号を出力して、給排水制御回路
32からの給水信号の出力を停止するので、シリンダ１の
中の水位が所定の高さに達すると、湿度調節器に設定し
た湿度が０％であるか否かに拘らず、給水弁11が閉じ
て、水がシリンダ１から溢れ出るのを防止する。

尚、本考案の実施例においては、電源線23を４つに分岐
することにより、12本の電極2₁〜2₁₂でシリンダ１の中
の水を加熱する例で説明したが、電源線23に直接接続し
た３本の蒸気発生電極で、或いは、電源線23を２つ以上
に分岐することにより、3n本（ｎは分岐の数で、ｎ≧
２）の蒸気発生電極でシリンダ１の中の水を加熱しても
よい。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、湿度調節器に設
定した湿度が０％で、蒸気発生電極の間が非導通になっ
ても、水位検出電極が水に浸れば、三相電源線の第２相
或いは三相分岐線の第２相に接続した蒸気発生電極と水
位検出電極との間が導通して、給水用電磁弁が閉じるの
で、水が蒸気発生シリンダから溢れ出るのを確実に防止
できるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の電力ユニットの回路図、第
２図は本考案の他の実施例の電力ユニットの回路図、第
３図は従来の電極式蒸気発生装置における蒸気発生シリ
ンダの構造及び配管を示す図、第４図は従来の電極式蒸
気発生装置の制御回路図である。 １……蒸気発生シリンダ、2₁〜2₁₂……蒸気発生電極、
３……三相交流電源、５……水位検出電極、11……給水
用電磁弁、23……三相電源線、24₁〜24₄……三相分岐
線、26₁〜26₄……半導体継電器、27……湿度調節器、34
₁〜34₈……半導体継電器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】三相交流電源からの三相電源線の各相或い
   は前記三相電源線から複数に分岐した三相分岐線の各相
   に接続した蒸気発生電極を蒸気発生シリンダの中の水に
   浸して、前記蒸気発生電極に通電すると、前記水が発熱
   して、蒸気を発生する電極式蒸気発生装置において、 湿度調節器に設定された湿度に対応する量の電気エネル
   ギーが水に供給されるように、前記蒸気発生電極への通
   電を制御する半導体継電器は、前記三相電源線の第１相
   及び第３相或いは前記三相分岐線の第１相及び第３相に
   だけ接続されており、 前記半導体継電器が非導通になっても、前記蒸気発生シ
   リンダの中の所定の高さに設けた水位検出電極と前記蒸
   気発生電極とが水に浸れば、前記半導体継電器が接続さ
   れていない前記三相電源線の第２相或いは前記三相分岐
   線の第２相に接続された前記蒸気発生電極と前記水位検
   出電極との間が導通して、前記蒸気シリンダへの給水を
   制御する給水用電磁弁が閉じるようにした電極式蒸気発
   生装置。