(57)【要約】【課題】小型で起動、停止の制御性が良く、低コストでメインテナンスの容易な温泉水加温装置を提供する。【解決手段】水道水を適量蓄積した第1の水槽内に複数の電極を設置し、商用電源を通電することによりジュール熱を用いて高温蒸気を発生させ、この高温蒸気を第2の水槽に一時的に蓄積される温泉水中に噴出させ、高温蒸気が凝固する際に放出する潜熱を利用して温泉水を加温し、風呂等に高温で供給する。【選択図】図１
0003163333.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一般水道管に電磁弁を介して結合し、水位検出センサにより水位を一定範囲に制御する手段を具備し、かつ電気的に接地した第1の水槽内に複数の電極板、あるいは電極棒を互いに電気的に絶縁して固定し、これらの電極板、あるいは電極棒に単相または三相商用電源を印加することにより水道水にジュール熱を発生させて加熱し、発生した高温蒸気を第1の水槽の上部より一部を電気的な絶縁物を介したパイプを通して源泉から誘導された温泉水が一時的に蓄積される第2の水槽の底部付近から噴出させることにより温泉水を加温し、第2の水槽内または加温された温泉水の噴き出し口付近に設置した温度センサを用いて水温を検出し、一定温度範囲に制御するべく前記の電極板、あるいは電極棒への通電を制御する手段を具備した温泉水加温装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は電気エネルギーを用いて温泉水を効率よく加温する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、温泉水を加熱タンクに一時的に溜め、重油や灯油などの化石燃料を用いて加温し、風呂設備等に給湯する装置は開発されていた。しかし大きな加熱容器を用いず、電気エネルギーで効率よく加温する装置は開発されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-145030
【特許文献２】特願2003-376316
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
従来用いられていた重油や灯油などの化石燃料を用いて温泉水をタンク内で直接加温し、風呂設備等に給湯するボイラー装置は急な起動や停止が困難で、温水の利用者の増減とは無関係に燃焼が必要である。また定期的な燃料タンクへの燃料補給や燃焼に伴う異臭、振動、騒音、CO2発生などの弊害も大きい。さらに温泉水を直接加熱する場合は温泉水に含まれる硫黄分などがタンク内に蓄積するため、装置を一時停止させて定期的な清掃作業が必要となる。あるいは水道水を化石燃料を用いてタンク内で加温し、発生する高温蒸気を用いて温泉水を加温する場合も経済性、起動時間、燃料補給や燃焼に伴う弊害は同様である。
【０００５】
内部にニクロム線などの発熱体を封じたシーズヒータを用いて電気エネルギーで高温蒸気を得て、発生する高温蒸気を用いて温泉水を加温する方式では、水槽内の水位とは無関係に電流を流すために水位検出手段あるいは水道水補給手段に故障が生じた場合、シーズヒータが異常高温となり破損する危険がある。
【０００６】
温泉水中に電極またはシーズヒータを挿入し直接加熱する方式では、温泉水が鉱物質を多量に溶存しているため、スケールと呼ばれるカルシウムやマグネシウムなどの無機物が電極に付着し、水の流れが停滞するなどの障害が発生しやすい。水道水を別の水槽で加熱し、温泉水に混合する方法では水の熱伝導率が0.59［W／m・K］と小さいため撹拌操作無しでは水温の均一化は難しく、また温泉成分が希釈されるために成分率を規定されている温泉では使用できない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案は水道水を収容した第1の水槽内でジュール熱方式により水道水を加熱し、発生した高温蒸気を第2の水槽の温泉水内に噴出させ、その凝固熱で温泉水を加温する手段を提供するものである。
【考案の効果】
【０００８】
本考案の加温装置では扱いが面倒で、様々な弊害のある重油や灯油などの化石燃料を用いず、かつシーズヒータにおける空焚きの危険を排除し、コンパクトで経済性に優れた温泉水加温装置を提供できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案に係わる温泉水加温装置の構成例を示す。
【図２】本考案に係わる電極構造の第2の実施例を示す。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
図１は本考案の基本構成であり、1は一般水道に接続された水道管、2は一般水道水を加熱する第1の水槽、3は第1の水槽の水位を検出する水位センサ、4は水位センサからの信号を受けて一般水道からの給水を制御する電磁弁、5は水槽内の蒸気圧力が高くなった場合に圧力を逃す安全弁、8は2枚の電極板7を一定間隔で、かつ水槽の内壁からも距離を持って水槽内で固定する構造物、9は交流200Vの商用電源装置であり、制御回路6により電極板7への通電のON、OFF制御が可能に設計されている。
【００１１】
複数の電極板、あるいは電極棒を互いに電気的に絶縁して固定し、これらの電極板、あるいは電極棒に単相または三相商用電源を印加する加熱方式は、電極間の電場により加速された電子が水分子に運動エネルギーを与え、その分子振動により生じるジュール熱により水自体を発熱させる方式であり、電極板、あるいは電極棒に十分に水が浸漬すると最大の電流が流れ、蒸発等により浸漬する水量が少なくなると流れる電流が少なくなる。万一、水位センサや電磁弁等に障害が発生し、水槽内で電極板、あるいは電極棒に浸漬する水が無くなると全く電流は流れないため空焚きの問題は発生しない。また、本方式では水自体に通電するので感電事故を防ぐために第1の水槽は大地へ確実にアース19を取る。
【００１２】
パイプ10は水槽1で発生した高温蒸気を第2の水槽12に輸送するパイプであり、中間部に電気的に絶縁が可能なセラミックス製のフランジ11と、第2の水槽12の温泉水が流れ込むのを防ぐ逆止弁22を設けている。第2の水槽12には給水パイプ14を通して源泉から送出された低温の温泉水16が流入し、第2の水槽12の底近くまで延ばされたパイプ10の先端から高温蒸気が噴き出す。噴き出した高温蒸気は第2の水槽12内で気泡17として上昇する過程で凝固し、その際に水蒸気1グラム当たり約2250ジュールの熱エネルギーを低温の温泉水16に付与することにより温泉水は加温され、第2の水槽12の上部に設けられた給湯用のパイプ15を通過し、風呂場等の蛇口20から排出される。第2の水槽12にも安全のために大地アース23を設けている。
【００１３】
第2の水槽12の上部には温度センサ18を設け、水温が設定値より低下すると制御回路6により第1の水槽の電極板7への通電をONとし、設定値以上の水温では通電をOFFに制御する。1グラムの水を気化するエネルギーは約2250ジュールと大きく、水蒸気が液体に戻る凝縮では逆にほぼ同じエネルギーを放出する。また気化する際に体積は約1700倍になるため電気絶縁性が高く、温泉水に熱エネルギーを放出後は1700分の1に体積が減少するため、温泉成分の希釈にはならない利点がある。また使用しない場合は電源を遮断し、必要な場合に電源を投入することにより短時間で加温が可能なため、化石燃料を燃焼させる方式と比較し原動費の低減が可能である。なお、第1の水槽の電極板7への通電の制御はリレーによるスイッチ制御や、サイリスタやトライアックなどの半導体素子のONとOFFの単純制御や、通電角を連続的に制御する高度な制御方式を採用できる。さらに、温度センサ18としては熱電対温度センサや半導体温度センサなど一般的な物が使用可能である。
【００１４】
図２は本考案に係わる電極構造の第2の実施例を示すものであり、水槽１に設置した16本の電極構造を示すものである。4角形のステンレスパイプ21を16本、等間隔に固定し、8本ずつを交互に並列に電気接続し、単相200Vの商用電源9に接続する。電極は丸形状でも、または棒材でも使用できる。電源は単相200Vを実施例に記載したが、もちろん電極構造を3分割し、3相交流でも構成可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本考案を用いた加温装置は稼働時間が少なく、スペースや管理者の確保が困難な小規模の温泉施設に利用可能である。特に限られた源泉からパイプを通して離れた場所の多数の温泉施設に送水する場合、各施設の給水口で一定温度の温泉水を取り出すために加温するのに適した装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００１６】
1：一般水道に接続された水道管
2：第1の水槽
3：水位センサ
4：電磁弁
5：安全弁
6：制御回路
7：電極板
8：電極固定構造物
9：交流200Vの商用電源装置
10：高温蒸気輸送パイプ
11：絶縁用セラミックス製フランジ
12：第2の水槽
13：逆止弁
14：温泉水給水用パイプ
15：給湯用パイプ
16：源泉から送出された低温の温泉水
17：高温蒸気気泡
18：温度センサ
19：大地アース
20：風呂場等の蛇口
21：四角型パイプ電極
22：逆止弁
23：大地アース
【図２】
0003163333.tif 000003
【図１】
0003163333.tif 000004