(57)【要約】【課題】この発明が解決しようとする課題は、加熱手段の焼損を防ぐとともに、蒸気の乾き度を確保し、さらに装置高さを低くすることである。【解決手段】電気による加熱手段３により蒸気を発生させる蒸気発生器１において、蒸気を発生させる筒状の缶体２をほぼ垂直となるように配置し、この垂直部の下部に前記加熱手段３を収納する収容部４をほぼ水平となるように連接したことを特徴としている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気による加熱手段３により蒸気を発生させる蒸気発生器１において、蒸気を発生させる筒状の缶体２をほぼ垂直となるように配置し、この垂直部の下部に前記加熱手段３を収納する収容部４をほぼ水平となるように連接したことを特徴とする蒸気発生器。
【請求項２】
電気による加熱手段３により蒸気を発生させる蒸気発生器１において、蒸気を発生させる筒状の缶体２をほぼ垂直となるように配置し、この垂直部の下部に前記加熱手段３を収納する収容部４を傾斜させて連接したことを特徴とする蒸気発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体を加熱して蒸気を発生させる蒸気発生器に関する。特に、電気を用いる，いわゆる電気ボイラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に蒸気の使用量が少ないときに用いられる蒸気発生器は、電気を熱源としている。この電気を熱源とするとき、たとえば電気ヒータが用いられる。この電気ヒータを用いる蒸気発生器（以下、「電気ボイラ」と云う。）の缶体は、縦型に形成され、前記電気ヒータを上向き，あるいは下向きに装着している。
【０００３】
従来の縦型の缶体構造においては、発生させる蒸気の乾き度を確保するため、気水分離器をさらに設ける必要があり、必然的に前記電気ボイラの高さが高くなる。
【０００４】
そして、前記電気ヒータを前記缶体の底部から上向きに装着した場合、メンテナンス時に前記電気ヒータを抜き出すスペースが必要であり、前記電気ボイラの高さがさらに高くなる。また、前記電気ヒータを前記缶体の上部から下向きに装着した場合、蒸気の乾き度は確保できるが、前記電気ヒータが過熱して焼損するおそれがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、加熱手段の焼損を防ぐとともに、蒸気の乾き度を確保し、さらに装置高さを低くすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、電気による加熱手段により蒸気を発生させる蒸気発生器において、蒸気を発生させる筒状の缶体をほぼ垂直となるように配置し、この垂直部の下部に前記加熱手段を収納する収容部をほぼ水平となるように連接したことを特徴としている。
【０００７】
さらに、請求項２に記載の発明は、電気による加熱手段により蒸気を発生させる蒸気発生器において、蒸気を発生させる筒状の缶体をほぼ垂直となるように配置し、この垂直部の下部に前記加熱手段を収納する収容部を傾斜させて連接したことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の第一の実施の形態について説明する。この第一の実施の形態は、電気を熱源とする蒸気発生器において好適に実施することができる。この蒸気発生器は、蒸気を発生させる筒状の缶体と、電気による加熱手段と、この加熱手段を収納する収容部とにより構成されている。
【０００９】
前記缶体は、ほぼ垂直となるように配置された筒状の耐圧容器として形成されており、その上部には、蒸気を取り出す蒸気配管が接続されている。前記缶体の側部には、この缶体内の水位を制御する水位制御手段が設けられている。この水位制御手段の作動により、前記缶体内は、貯水部と蒸気部とに区分される。前記缶体には、前記蒸気発生器の圧力を検出する圧力センサが設けられている。さらに、前記缶体の下部と前記収容部とは、連通するように接続されている。
【００１０】
前記加熱手段は、前記収容部に収容されており、前記缶体内および前記収容部内の水を直接加熱する方式と、間接的に加熱する方式とを含む。前記加熱手段は、たとえば電気ヒータを用いる形式があり、また誘導電流コイルを用いる形式がある。前記直接加熱する方式では、前記加熱手段は、前記収容部の前記缶体との連接部とは反対側の端面部において、たとえばフランジを用いて前記収容部内へ挿入するように取り付けられる。一方、前記間接加熱する方式では、前記加熱手段は、前記収容部の外周面において、たとえば巻き付けて取り付けられる。前記加熱手段は、前記圧力センサの検出結果に基づいてその作動を制御されるように構成されている。
【００１１】
前記収容部は、前記加熱手段を収容し、前記缶体の下部において、ほぼ水平状態（すなわち、ほぼ直角となる状態）で前記缶体と連通するように接続されている。前記収容部には、その内部，したがって前記缶体内へ水を供給する給水手段が接続されている。
【００１２】
このように構成した前記蒸気発生器の作用について説明する。まず、前記給水手段を作動させて、前記水位制御手段により制御される水位まで、前記収容部および前記貯水部内へ水を供給する。つぎに、前記加熱手段を作動させて、前記収容部内および前記貯水部内の水を加熱する。そして、前記蒸気部内に前記圧力センサにより制御される圧力の蒸気を発生させ、前記蒸気配管から蒸気を蒸気使用機器へ供給する。前記貯水部内の水位が減少すれば、前記水位制御手段により、前記給水手段を作動させて水位を維持する。以降、前記蒸気発生器は、蒸気圧力と水位を制御しながら運転を継続する。
【００１３】
ここにおいて、前記缶体をほぼ垂直となるように配置し、この垂直部の下部に前記収容部をほぼ水平となるように連接したことによる作用について説明すると、前記加熱手段は、絶えず水の中に配置されるので過熱されることがない。そして、発生した蒸気は、前記蒸気部において気水分離される。また、メンテナンス時において、前記加熱手段は、前記フランジの締結を解除して水平方向に引き出せるので、装置高さは、従来の縦型の缶体のときの高さのほぼ半分でよいことになる。
【００１４】
以上のように、この第一の実施の形態によれば、前記加熱手段の焼損を防ぐとともに、蒸気の乾き度を確保し、さらに装置高さを低くすることができる。
【００１５】
つぎに、この発明の第二の実施の形態について説明する。この第二の実施の形態は、前記第一の実施の形態とは、前記収容部の連接角度が異なる実施の形態である。
【００１６】
すなわち、前記収容部は、前記缶体の下部において、傾斜させた状態（すなわち、鈍角となる状態）で前記缶体と連通するように接続されている。具体的に説明すると、前記収容部の前記加熱手段を取り付けた前記端面部側を低くした状態で配置する。
【００１７】
このように構成した前記の第二実施の形態における前記蒸気発生器の作用は、基本的には、前記第一の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。さて、前記蒸気発生器の運転を開始すると、前記加熱手段の近傍には、蒸気の気泡が発生する。この気泡が滞留すると、前記加熱手段から水への熱伝達が、気泡により断熱されて低下する。そこで、前記収容部を傾斜させることにより、この気泡をすばやく前記貯水部へ移動させ、さらに前記蒸気部へ放出する。すなわち、前記加熱手段の近傍に発生した蒸気の気泡の滞留を防止する。
【００１８】
これにより、前記加熱手段は、絶えず水の中に配置されるとともに、熱伝達の低下を招くことがなく、過熱されない。したがって、より一層、前記加熱手段の焼損を防止することができる。
【００１９】
つぎに、前記第一の実施の形態および前記第二の実施の形態のさらなる変形例について説明する。
【００２０】
まず、前記第一の実施の形態のさらなる変形例について説明する。前記缶体と前記収容部とを一体の筒状材料，たとえば長尺な配管材料により構成し、この配管材料を折り曲げて、折り曲げた上半分をほぼ垂直状態となるように配置して前記缶体とし、折り曲げた下半分をほぼ水平状態となるように配置して前記収容部とする構成も好適である。
【００２１】
つぎに、前記第二の実施の形態の変形例について説明する。前記缶体と前記収容部とを一体の筒状材料，たとえば長尺な配管材料により構成し、この配管材料を折り曲げて、折り曲げた上半分をほぼ垂直状態となるように配置して前記缶体とし、折り曲げた下半分を傾斜させて配置して前記収容部とする構成も好適である。
【００２２】
以上のように、これらの変形例によれば、一体の配管材料であるので、前記缶体と前記収容部を安価に形成することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、この発明の具体的な実施例について、図面に基づいて説明する。この発明は、電気を熱源とする蒸気発生器において好適に実施することができる。図１は、この発明に係る第一実施例の蒸気発生器１の概略構成を示す説明図である。
【００２４】
図１において、前記蒸気発生器１は、蒸気を発生させる筒状の缶体２と、電気による加熱手段であるヒータ３と、このヒータ３を収納する収容部４と、この蒸気発生器１を制御する制御器５とにより構成されている。
【００２５】
前記缶体２は、ほぼ垂直となるように配置された筒状の耐圧容器として形成されている。前記缶体２の側部６には、この缶体２内の水位を制御する水位制御手段７が上部連通配管８および下部連通配管９をそれぞれ介して設けられている。前記水位制御手段７の作動により、前記缶体２内は、貯水部１０と蒸気部１１とに区分される。この蒸気部１１は、その上部において、蒸気を取り出す蒸気配管１２と連通している。
【００２６】
ここにおいて、前記貯水部１０と前記蒸気部１１とのそれぞれの容積は、前記水位制御手段７により制御される前記缶体２内の水位により決まるが、前記蒸気部１１内において、気水分離を有効に行うため、この第一実施例では、前記水位を前記缶体２のほぼ１／３の高さに設定している。
【００２７】
また、前記缶体２には、前記蒸気発生器１内の圧力を検出する圧力センサ１３が設けられている。
【００２８】
前記ヒータ３は、前記収容部４内に収容されており、前記貯水部１０内および前記収容部４内の水を直接加熱するように構成されている。前記ヒータ３は、前記収容部４の右端部１４（図１の右側の端部）から前記収容部４内へ挿入することにより取り付けられる。前記ヒータ３は、前記右端部１４の開口部１５を密閉するとともに、前記ヒータ３を前記収容部４へ固定するときの支持板１６を備えている。この支持板１６は、前記ヒータ３の左右方向の中心から右側（図１の右側）において、また、前記ヒータ３を，いわゆる片持ち状態で支持するような位置に設けられている。前記支持板１６の周縁部には、第一フランジ１７が設けられている。
【００２９】
一方、前記収容部４は、同じく前記右端部１４に前記ヒータ３を固定するための第二フランジ１８を備えており、この第二フランジ１８と、前記第一フランジ１７とをボルト１９，１９，・・・およびナット２０，２０，・・・を用いて締結することにより、前記ヒータ３は、前記収容部４内へ片持ち状態で挿入されて取り付けられる。したがって、前記開口部１５に前記ヒータ３を取り付けることにより、前記収容部４を密閉容器として構成する。
【００３０】
前記収容部４は、前記缶体２と同様、耐圧容器として形成されている。この収容部４の左端部２１（図１の左側の端部）は、前記缶体２の下部２２と連通するように溶接されている。すなわち、前記下部２２において、前記収容部４は、ほぼ水平状態（すなわち、ほぼ直角となる状態）で前記缶体２と連通するように溶接されている。
【００３１】
前記収容部４には、その内部，したがって前記缶体２内へ水を供給する給水ライン２３が接続されている。この給水ライン２３は、熱源である前記ヒータ３の近傍に設けるのが、早く水を加温できるので好ましい。さらに、前記給水ライン２３には、逆止弁２４と水を供給する給水ポンプ２５とが設けられている。
【００３２】
前記制御器５は、前記ヒータ３，前記水位制御手段７，前記圧力センサ１３および前記給水ポンプ２５とそれぞれ回線２６を介して接続されている。前記制御器５は、前記水位制御手段７の検出結果に基づいて、前記給水ポンプ２５の作動を制御し、前記圧力センサ１３の検出結果に基づいて、前記ヒータ３の作動を制御するように構成されている。
【００３３】
このように構成した前記蒸気発生器１の作用について説明する。まず、前記制御器５は、前記給水ポンプ２５を作動させて、前記水位制御手段７により制御される水位まで、前記収容部４および前記貯水部１０内へ水を供給する。つぎに、前記制御器５は、前記ヒータ３を作動させて、前記収容部４内および前記貯水部１０内の水を加熱する。これにより、前記蒸気部１１内に蒸気が発生する。さらに、前記制御器５は、前記圧力センサ１３の検出結果に基づいて、蒸気の圧力を制御する。そして、前記蒸気発生器１は、発生させた蒸気を前記蒸気配管１２から蒸気使用機器（図示省略）へ供給する。
【００３４】
蒸気の供給により前記貯水部１０内の水位が減少すれば、前記水位制御手段７により、前記給水ポンプ２５を作動させて水位を維持する。以降、前記蒸気発生器１は、蒸気圧力と水位を制御しながら運転を継続する。
【００３５】
ここにおいて、前記缶体２をほぼ垂直となるように配置し、前記下部２２に前記収容部４をほぼ水平となるように連接したことによる作用について説明すると、前記ヒータ３は、絶えず水の中に配置されるので過熱されることがない。そして、前記蒸気部１１において、発生した蒸気中の水分は、重力により降下して前記貯水部１０へ戻り、蒸気のみ前記蒸気部１１の上部へ溜まる。これにより、蒸気は、効果的に気水分離される。
【００３６】
また、メンテナンス時において、前記ヒータ３は、前記両フランジ１７，１８の締結を解除して水平方向（図１の右側の水平方向）に引き出せるので、装置高さは、従来の縦型のときの高さのほぼ半分でよいことになる。
【００３７】
以上のように、この第一実施例によれば、前記ヒータ３の焼損を防ぐとともに、蒸気の乾き度を確保し、さらに装置高さを低くすることができる。
【００３８】
つぎに、この発明の第二実施例を図２に基づいて説明する。図２は、この第二実施例における前記蒸気発生器１の概略構成を示す説明図である。この第二実施例は、前記第一実施例とは、前記収容部４の連接角度が異なる実施例である。さらに、前記第一実施例における前記缶体２と前記収容部４とを一体の筒状材料である長尺な配管材料により構成した実施例である。前記第一実施例と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
図２において、前記缶体２と前記収容部４とを長尺な配管部材２７により構成し、この配管部材２７をほぼ中央部２８で折り曲げて、折り曲げた上半分をほぼ垂直状態となるように配置して前記缶体２とし、折り曲げた下半分を傾斜させた状態（すなわち、ほぼ１１０度の鈍角となる状態）で配置して前記収容部４としている。具体的に説明すると、前記収容部４の前記ヒータ３を取り付けた前記右端部１４側を低くした状態で配置している。
【００４０】
このように構成した前記第二実施例における前記蒸気発生器１の作用は、基本的には、前記第一実施例と同様であるので、詳細な説明は省略する。さて、前記蒸気発生器１の運転を開始すると、前記ヒータ３の近傍には、蒸気の気泡が発生する。この気泡が滞留すると、前記ヒータ３から水への熱伝達が、気泡により断熱されて低下する。そこで、前記収容部４を傾斜させることにより、この気泡をすばやく前記貯水部１０へ移動させ、さらに前記蒸気部１１へ放出する。すなわち、前記ヒータ３の近傍に発生した蒸気の気泡の滞留を防止する。
【００４１】
したがって、この第二実施例によれば、前記ヒータ３は、絶えず水の中に配置されるとともに、熱伝達の低下を招くことがなく、過熱されない。したがって、より一層、前記ヒータ３の焼損を防止することができる。さらに、一体の前記配管部材２７を折り曲げて使用するので、前記缶体２と前記収容部４を安価に形成することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、加熱手段の焼損を防ぐとともに、蒸気の乾き度を確保し、さらに装置高さを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る第一実施例の蒸気発生器の概略構成を示す説明図である。
【図２】この発明に係る第二実施例の蒸気発生器の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
２　缶体
３　ヒータ（加熱手段）
４　収容部
【図１】
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【図２】
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