(57)【要約】【課題】長期間連続して加湿運転を行う場合でも、加湿量を大きく変動させずに加熱槽内の水の硬度の上昇を抑える。【解決手段】加熱槽（10）に形成され、加熱槽（10）内に給水するための給水口（17）と、加熱槽（10）に形成され、加熱槽（10）内の水を排水するための排水口（20）とをそれぞれ異なる位置に設け、加熱槽（10）内の水を排水口（20）から連続的に排出し、加熱槽（10）の水位が保たれるように、給水口（17）から加熱槽（10）の給水を行う。【選択図】図１
2019011920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を貯留する加熱槽（10）と、該加熱槽（10）内に配置されたヒータ（30）とを備え、
上記加熱槽（10）内の水を上記ヒータ（30）で加熱して蒸気を発生させる加湿装置であって、
上記加熱槽（10）に形成され、該加熱槽（10）内に給水するための給水口（17）と、
上記加熱槽（10）に形成され、該加熱槽（10）内の水を排水するための排水口（20）とを備え、
上記給水口（17）及び排水口（20）は、それぞれ異なる位置に形成され、
上記加熱槽（10）内の水を上記排水口（20）から連続的に排出し、
上記加熱槽（10）の水位が保たれるように、上記給水口（17）から上記加熱槽（10）の給水を行うことを特徴とする加湿装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記給水口（17）は、上記加熱槽（10）の底部（15）に形成されていることを特徴とする加湿装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記排水口（20）は、上記給水口（17）よりも上側に形成されていることを特徴とする加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱槽内の水をヒータで加熱して蒸気を発生させる加湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、加熱槽内の水をヒータで加熱して蒸気を発生させる加湿装置が知られている。しかし、水には鉱物質等の物質が含まれており、その物質は水が蒸発しても水中に残ることになる。そしてそれらの物質の濃度（硬度）が上昇すると、それらの物質は、加熱槽の内壁やヒータの表面にスケールとなって付着する。このスケールは加湿装置の加湿性能や寿命の低下の原因となってしまう。そこで、特許文献１に記載の加湿装置は、一定時間毎に、加熱槽内の水を全て排水してその後給水することで、加熱槽内の水を完全に入れ替えるようにしている。そうすることで、硬度が高くなった水を加熱槽から排水して加熱槽の内壁へのスケールの付着を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２５９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば恒温恒湿試験室に用いられる加湿装置は、試験室内の湿度の変化を小さくしなければならない。よって、試験期間が長期間になる場合、その間加湿装置を連続運転させなければならない。
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような加湿装置では、給水と排水とがそれぞれ共通の開口から行われており、加熱槽内の水を全て排水して鉱物質の除去を行うようになっている。よって、排水されて加熱槽内に水が無いときには加湿を行うことができず、試験室内の湿度が大きく変化してしまう。このことにより、試験期間が長期間に亘る場合には排水して硬度を下げることができず、加熱槽の内壁にスケールが付着してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スケールの発生を抑えつつ長期間連続して水の蒸発量（加湿量）を安定させながら加湿運転を行うことができる加湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、水を貯留する加熱槽（10）と、該加熱槽（10）内に配置されたヒータ（30）とを備え、上記加熱槽（10）内の水を上記ヒータ（30）で加熱して蒸気を発生させる加湿装置を対象とする。そして、上記加熱槽（10）に形成され、該加熱槽（10）内に給水するための給水口（17）と、上記加熱槽（10）に形成され、該加熱槽（10）内の水を排水するための排水口（20）とを備え、上記給水口（17）及び排水口（20）は、それぞれ異なる位置に形成され、上記加熱槽（10）内の水を上記排水口（20）から連続的に排出し、上記加熱槽（10）の水位が保たれるように、上記給水口（17）から上記加熱槽（10）の給水を行うものである。
【０００８】
第１の発明では、排水口（20）から加熱槽（10）内の鉱物質等の物質を含んだ水を連続的に排出する一方、水位が保たれるように給水を行う。つまり、一定時間毎に加熱槽（10）内の全ての水を入れ替えるのではなく、加湿装置（1）の作動中に、加熱槽（10）内の水が実質的に連続して入れ替わる。このため、加熱槽（10）内の水における鉱物質の濃度が抑えられ、スケールの発生が抑制される。また、加熱槽（10）の水位は保たれるので、加熱槽（10）内の水量は概ね一定となる。このため、水温の変動が抑えられ、水の蒸発量が概ね一定に保たれる。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記給水口（17）は、上記加熱槽（10）の底部（15）に形成されているものである。
【００１０】
第２の発明では、加熱槽（10）における水面（16）から離れた部分から給水をすることができる。よって、水面（16）付近の水温の変化を抑えることができる。このため、水の蒸発量が概ね一定に保たれる。
【００１１】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記排水口（20）は、上記給水口（17）よりも上側に形成されているものである。
【００１２】
給水口（17）から供給される水は、加熱槽（10）内の水よりも温度が低い。このため、給水口（17）から加熱槽（10）内に入った水は、加熱槽（10）の底部（15）に溜まる。一方、第３の発明では、排水口（20）は、給水口（17）よりも上側にあるので、給水口（17）から入った水がすぐに排水口（20）から排水されることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、加湿装置（1）の作動中に加熱槽（10）内の水の入れ替えを継続的に行うことができる。よって、長期間連続して加湿運転を行う場合でも、加熱槽（10）内の水の蒸発量（加湿量）を大きく変動させずに、水の硬度の上昇を抑えることができる。したがって、加熱槽（10）の内壁へのスケールの付着を防止して、加湿装置（1）の加湿性能や寿命の低下を防ぐことができる。
【００１４】
上記第２の発明では、加湿量が大きく変動しないように加熱槽（10）に給水することができる。
【００１５】
上記第３の発明では、給水された水を、ある程度の時間加熱槽（10）内に溜めてから排水することができる。よって、比較的硬度が高い水を排水して、加熱槽（10）内の水の硬度の上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態に係る加湿装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態および変形例は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１８】
実施形態について説明する。本実施形態の加湿装置は、例えば恒温恒湿試験室を対象とするものである。そして、該試験室の空気を加湿して試験室の湿度を一定に保つものである。
【００１９】
〈加湿装置の構成〉
図１に示すように、加湿装置（1）は、水を貯留する加熱槽（10）と、加熱槽（10）内に配置されたヒータ（30）と、貯水タンク（40）とを有している。
【００２０】
〈加熱槽〉
加熱槽（10）は円筒形状の水槽である。具体的には、加熱槽（10）は、平面視で円形の平板に形成された底面（12）と、底面（12）の外周部から上方に延びる側壁部（13）と、加熱槽（10）の天面を構成する円形の蓋部（14）とが形成されている。なお、本実施形態の加熱槽（10）の底部（15）とは、底面（12）とその付近の部分とからなる部分である。
【００２１】
加熱槽（10）の側壁部（13）における底面（12）付近には、加熱槽（10）内に給水するための第１給水口（17）が開口されている。つまり、第１給水口（17）は、加熱槽（10）の底部（15）に形成されている。第１給水口（17）には、継手部材（18）が挿通されている。継手部材（18）の一端は、加熱槽（10）の水面（16）方向の略中央部まで延びている。継手部材（18）の他端には、第１給水管（19）が接続されている。この第１給水管（19）を通して、加熱槽（10）内への給水が行われる。第１給水管（19）について詳しくは後述する。
【００２２】
加熱槽（10）の側壁部（13）における上下方向中間部には、加熱槽（10）内の水を排水するための第１排水口（20）が形成されている。すなわち、第１排水口（20）は、第１給水口（17）よりも上側の部分に形成されている。また、第１排水口（20）には、継手部材を介して第１排水管（22）の一端が接続されている。そして、第１排水管（22）を通して加熱槽（10）内の水を排水するようになっている。第１排水管（22）について詳しくは後述する。
【００２３】
加熱槽（10）の蓋部（14）には、下方に向けてヒータ（30）が設けられている。ヒータ（30）は、例えばシースヒータである。ヒータ（30）は、両端部が蓋部（14）の上側に位置し且つ、中間部が水中に浸かるように設けられている。ヒータ（30）は、加熱槽（10）内の水を加熱して水面（16）から水蒸気を発生させる。
【００２４】
加熱槽（10）の蓋部（14）には開口が形成され、その開口には上方に延びる蒸気排出管（11）が設けられている。蒸気排出管（11）は図示しないチューブに接続されており、そのチューブは試験室に連通している。そして加熱槽（10）内の水がヒータ（30）で加熱されることで生じた水蒸気は、蒸気排出管（11）から試験室へ向けて送り出される。さらに蓋部（14）には開口が形成されており、その開口には均圧管（25）の一端が接続されている。
【００２５】
〈貯水タンク〉
加熱槽（10）の側方には貯水タンク（40）が設けられている。また、貯水タンク（40）は箱体状の水槽である。具体的には、貯水タンク（40）は、平面視で略長方形の平板に形成された底面（41）と、略長方形状の平板に形成され、且つ底面（41）の外周部からそれぞれ上方に延びる側壁部（42）と、貯水タンク（40）の天面を構成する蓋部（43）とが形成されている。
【００２６】
貯水タンク（40）の底面（41）には、図１において左から順に、第２排水口（45）、送水口（46）、第３排水口（47）が形成されている。第２排水口（45）には上方に延びるオーバーフロー管（49）が挿通されている。オーバーフロー管（49）の一端は、貯水タンク（40）の上部に位置している。また、オーバーフロー管（49）の他端は、貯水タンク（40）の下側に位置しており、下方に向かって延びる第２排水管（50）と連通している。送水口（46）は、継手部材を介して上記第１給水管（19）と連通している。そして貯水タンク（40）内の水は、第１給水管（19）を通して加熱槽（10）に流れるようになっている。第３排水口（47）には、栓部（51）が取り付けられている。このため、メンテナンス時等において、栓部を抜くことで貯水タンク（40）内の水を排水可能となっている。
【００２７】
貯水タンク（40）の右側の側面の上部には、第２給水口（53）が形成されている。第２給水口（53）には水道水が流れる第２給水管（54）が接続されている。貯水タンク（40）内には、給水用のボールタップ（55）が設けられている。ボールタップ（55）は、第２給水管（54）に接続されており、貯水タンク（40）内で水位に応じて揺動するフロート（55a）を有している。貯水タンク（40）の水位が下がり、フロート（55a）が下がると、ボールタップ（55）が開き、第２給水口（53）から給水される。貯水タンク（40）の水位が上昇すると、フロート（55a）が上がり、ボールタップ（55）が閉じる。
【００２８】
貯水タンク（40）は、加熱槽（10）の側方且つ、加熱槽（10）の上下方向中間部の高さに位置している。貯水タンク（40）の蓋部（43）には開口が形成されており、その開口には上記均圧管（25）の他端が接続されている。すなわち上記加熱槽（10）と貯水タンク（40）とはそれぞれの蓋部（14,43）に接続された均圧管（25）により連通している。この均圧管（25）によって、加熱槽（10）内と貯水タンク（40）内の気圧が等しくなる。このため、加熱槽（10）の底面（12）から加熱槽（10）内の水面（16）までの高さ方向の距離は、加熱槽（10）の底面（12）から貯水タンク（40）内の水面（48）までの高さ方向の距離と同じである。
【００２９】
〈排水系統〉
一端が加熱槽（10）の第１排水口（20）に接続されている上記第１排水管（22）の他端には分岐管（61）が接続されている。そして、この分岐管（61）を通して加熱槽（10）内の水が排水されるようになっている。
【００３０】
具体的には、第１排水管（22）の他端は、２つの管路に分岐された分岐管（61）に接続されている。分岐管（61）の一方の管路の先端にはボール弁（62）が設けられている。また、他方の管路の先端にはニードル弁（63）が設けられている。ボール弁（62）は第４排水管（64）に接続されており、ニードル弁（63）は第５排水管（65）に接続されている。すなわち、ボール弁（62）とニードル弁（63）とは並列に設けられている。ボール弁（62）は例えばメンテナンス時に、加熱槽（10）内の水を全て排水する際に開かれる。ボール弁（62）が開かれた状態では、加熱槽（10）内の水は第１排水口（20）から第１排水管（22）、分岐管（61）、第４排水管（64）の順に流れて排水されるようになっている。一方、ニードル弁（63）は、水を少量ずつ排水するようにあらかじめ調整されており、加湿装置（1）の運転中は開かれたままの状態である。加熱槽（10）内の水は、ニードル弁（63）が開かれた状態では、第１排水口（20）から第１排水管（22）、分岐管（61）、第５排水管（65）の順に流れて排水されるようになっている。また、ニードル弁（63）に接続される第５排水管（65）は透明チューブである。このため、ニードル弁（63）での排水量を目視で確認及び調節することができる。
【００３１】
−運転動作−
加湿装置（1）の運転動作について説明する。
【００３２】
〈加熱動作〉
加熱槽（10）に所定の水量が貯留された状態で、加湿装置（1）の運転が開始されると、ヒータ（30）に通電を行って加熱槽（10）内の水を加熱する。水が加熱されると水面（16）から水蒸気が発生して、その水蒸気は蒸気排出管（11）を通って試験室に送り出される。このようにして試験室の加湿を行う。
【００３３】
〈排水動作〉
加湿装置（1）の運転が開始されると、ニードル弁（63）を開いて、第１排水口（20）から加熱槽（10）内の水を少量ずつ連続的に排出する。
【００３４】
〈給水動作〉
上述したように、加熱槽（10）と貯水タンク（40）とは均圧管（25）によって連通している。上記の蒸発及び排水によって、加熱槽（10）内の水面（16）の位置が下がると、同じだけ貯水タンク（40）の水面（48）の位置も下がる。貯水タンク（40）の水面（48）の位置も下がると、ボールタップ（55）が開いて、貯水タンク（40）に水道水が給水される。そして、貯水タンク（40）の水面（48）が上昇すると、加熱槽（10）の水面（16）の位置が貯水タンク（40）の水面（48）の位置と等しくなるように、貯水タンク（40）内の水が第１給水管（19）を通って加熱槽（10）へ供給される。つまり、貯水タンク（40）は、加熱槽（10）の水位が一定に保たれるように、加熱槽（10）へ水道水を供給する。
【００３５】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、第１排水口（20）から加熱槽（10）内の鉱物質等の物質を含んだ水道水を連続的に排出する一方、水位が保たれるように給水を行う。つまり、一定時間毎に加熱槽（10）内の全ての水を入れ替えるのではなく、加湿装置（1）の作動中に、加熱槽（10）内の水が実質的に連続して入れ替わる。このため、加熱槽（10）内の水における鉱物質の濃度が抑えられ、スケールの発生が抑制される。また、加熱槽（10）の水位は保たれるので、加熱槽（10）内の水量は概ね一定となる。このため、水温の変動が抑えられ、水の蒸発量が概ね一定に保たれる。よって、長期間連続して加湿運転を行う場合でも、加熱槽（10）内の水の蒸発量（加湿量）を大きく変動させずに、水の硬度の上昇を抑えることができる。したがって、加熱槽（10）の内壁へのスケールの付着を防止して、加湿装置（1）の加湿性能や寿命の低下を防ぐことができる。
【００３６】
また、加熱槽（10）の水面（16）から離れた位置にある底部（15）から加熱槽（10）の給水をすることができる。よって、水面（16）付近の水温の変化を抑えることができる。さらに、加熱槽（10）に少量ずつ給排水を行うことができるので、加熱槽（10）内の水温の変化を抑えることができる。したがって、加湿量を大きく変動させないように加熱槽（10）に給水することができる。
【００３７】
また、加熱槽（10）内の水はヒータ（30）で加熱されているため、第１給水口（17）から加熱槽（10）内に供給される水は、加熱槽（10）内の水よりも温度が低い。このため、第１給水口（17）から加熱槽（10）内に入った水は、加熱槽（10）の底部（15）に溜まる。本実施形態によれば、第１排水口（20）は、第１給水口（17）よりも上側にあるので、第１給水口（17）から入った水がすぐに第１排水口（20）から排水されることを防ぐことができる。すなわち、ある程度の時間加熱槽（10）内に溜められた水を排水することができる。よって、比較的硬度が高い水を排水して、加熱槽（10）内の水の硬度の上昇を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上説明したように、本発明は、加熱槽内の水をヒータで加熱して蒸気を発生させる加湿装置について有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１    加湿装置
１０  加熱槽
１５  底部
１７  第１給水口（給水口）
２０  第１排水口（排水口）
３０  ヒータ
【図１】
2019011920.tif 000003