JP6700288B2 - スケール容器を有する蒸気を生成するための方法及び装置並びに斯かる装置を備えた蒸気機器 - Google Patents

Description

本発明は、蒸気生成装置に関し、特にスケールを集めることが可能な蒸気生成装置に関する。

水の本体の温度をかなり上昇させ、幾つかの場合においては蒸気を生成するよう設計された水加熱装置は、熱源に形成されるスケール（scale）の堆積を被り易いことが知られている。影響を受け易い装置は、ボイラのような蒸気生成装置、及びやかんのような従来の水加熱装置を含む。

スケールは、水が蒸気に変えられるときに、カルシウム及びマグネシウムの硫酸塩又は炭酸塩のような、水のなかに溶解した固体が堆積すると生じる。スケールの層は、熱源のまわりに断熱層を形成し、エネルギー効率及び水加熱工程の速度を低減させる。更に、スケールの絶縁層は、熱源に過度な熱を蓄積させ、それにより動作要素の温度が、安全で信頼性の高い動作のために必要な温度を超えてしまう。

スケールに関連する他の問題は、スケールの小さな断片が蒸気生成の間に剥がれ、蒸気流に取り込まれることである。蒸気アイロンの例においては、これら小さな断片が衣類に堆積し、衣類を汚してしまう。

スケールは一般に、弱酸により洗浄することにより、又はスケールを物理的に擦り落とすことにより、熱源から除去される。いずれの方法も労力と費用を伴い、蒸気生成工程が延期される必要がある。

代替としては、水を化学的に処理して溶解した固体を除去することにより、スケール形成を防止することが可能である。溶解した固体の総量を減少させるためにイオン交換法が一般に利用され、ここではナトリウムイオンで含浸された樹脂が、周囲の水における溶解した固体からのイオンと、ナトリウムイオンを交換するよう構成される。不利にも、該方法は付加的な工程を必要とし、サポートする機器が必要であり、蒸気生成のコスト及び複雑さを増大させ得る。

従来の蒸気生成装置は、加熱要素が完全に水供給源により浸され、系の平衡において、加熱要素及びスケール層が一定の温度に保たれることを必要とする。加熱面に水を滴下させてプレート及びスケール層の急激な温度変動を引き起こすことにより蒸気を生成する、より最近の技術も登場している。温度変動は、スケールにおける力学的な応力を引き起こし、スケールの張力強度よりも大きければ、スケールを破壊する。このときスケールは、加熱面を濯ぐ又は物理的に擦ることにより、より容易に除去される。

加熱面に滴下された水は、膜を形成し、プレート面の条件及び水の表面張力により、面の上を移動する。このことは、水の不均一で予測不可能な分散を引き起こし、それ故スケールの不均一で予測不可能な分散を引き起こす。水が溜まる領域又は集まる領域においては、破壊することが困難な厚いスケールの堆積が形成される。

蒸気アイロンのための底板は、米国特許US4,091,551に開示されている。本文献に開示された底板は、上端及び下端を持つ、水平に対して或る角度で傾斜させられたプレートを有する。該底板は更に、該プレートを含む底板を加熱するための加熱要素と、水を該プレートに供給するための水入口構成と、を有する。該底板は、水を蒸発させる温度にまで加熱される。

本発明の目的は、上述した問題を回避する又は軽減する、蒸気を生成するための装置を提案することにある。

本発明は、独立請求項により定義される。従属請求項は、有利な実施例を定義する。

本発明によれば、蒸気を生成するための装置が提供される。

本発明は、蒸気を生成するための装置に関する。前記装置は、面を形成するプレートと、前記プレートを少なくとも水の蒸発温度よりも高い所定の温度にまで加熱するための加熱要素と、を有する。前記プレートは、水平方向に対して或る角度で傾斜させられ、上端及び下端を定義する。前記装置はまた、前記上端の近くにおいて前記プレートに水を供給するための水入口構成と、前記プレートに供給される水の流量を制御するための制御ユニットと、を有する。スケール収集容器が、前記プレートに隣接して配置され、底面部を有する。前記制御ユニットは、前記プレートの前記所定の温度を制御して、前記プレートに供給される水の略全てが、前記プレートの前記下端に到達する前に蒸発するようにする。

角度をつけられた加熱プレートに水を供給することは、該水が薄膜を形成するようにさせ、プレートが平らである場合に比べて速く蒸発するようにさせる。プレートに供給される水の膜は、加熱面に比べて冷たいため、プレート上のいずれのスケールもが熱衝撃を受けることとなる。即ち、水（即ち蒸発するまで）の冷却効果及び面の加熱効果が、面に形成されたいずれのスケールにおいても熱応力及び歪みを引き起こし、スケールを破裂させて、面から取り除く。該プレートの面の傾斜角は、取り除かれたスケールが、プレートの下端に向かって、最終的には容器へと、該プレートの面を下に移動するようにする。更に、該プレートの傾斜の角度は、ライデンフロスト（Leidenfrost）効果に打ち克つことにより蒸発の効率を改善することを支援する。ライデンフロスト効果は、水の小滴が、水と加熱面との間に形成された蒸気の層により、加熱面より上に浮かんだときに生じる。蒸気層は、上に浮かんだ水を絶縁し、熱伝達を妨げる。本発明においては、プレートの面の急な角度が、重量の作用によって該プレートの面の上を水が継続的に移動させられることを確実にする。蒸気層とプレートの表面との間の摩擦は、蒸気の一部を脱出させ、水がプレートの面と接触して、より迅速に蒸発させられるようにする。

好適には、前記プレートは、前記上端と前記下端との間に延在する少なくとも１つのチャネルを持つ。

好適には、前記少なくとも１つのチャネルは、平行して延在する複数のチャネルを有する。

水が加熱された平坦なプレートに供給されると、膜を形成し、該プレートに対する該膜の移動の方向は、水の表面張力と重力との組み合わせにより決定される。表面張力の効果は、水がプレートの面上を横方向に移動するようにさせ、それにより別個の細流が集まって、より厚い膜を形成する。チャネルの存在は、表面張力効果が水をチャネルから脱出させるのに不十分であるため、水がプレートの面上を横方向に移動することを防止し、その代わりに、水が重力によってチャネルを下に向かって移動させられ、より迅速に蒸発する薄い膜を形成するようにし、厚い膜が形成されるようにされた場合よりも少ないエネルギーのみが使われるようにする。更に、蒸発の増大した速度は、所与の量の供給される水に対して、加熱プレートの上端と下端との距離が短縮され得ることを意味する。

好適には、前記底面部は、前記プレートの面に平行な面において下向きに延在する。

好適には、前記水入口構成は、前記上端に近接する前記プレートの複数の領域に水を供給するための複数の水入口を有する。

水がプレートの面の複数の領域に供給される場合、該面に供給される水は、これら領域における該面を冷却し、これら領域において該面上に形成されたスケールをも冷却する。それ故、スケールは異なる速度で冷却されることとなり、スケールを破断させるよう作用する熱衝撃を引き起こすことを支援する。

好適には、前記水入口の数は、前記複数のチャネルの数と同じであり、各前記水入口は、それぞれ前記複数のチャネルのうちの１つのチャネルに面する。

好適には、前記底面部は、前記下端よりも低い水平面部を有する。

好適には、前記容器を囲む複数のプレートが備えられる。

好適には、前記容器は、前記プレートと一体的に形成される。

好適には、前記プレートは、水平から少なくとも４５度傾けられている。

好適には、前記容器は複数の壁を有し、前記複数の壁は前記容器の内部にアクセスするための前記壁の少なくとも１枚に形成された着脱可能な開口を備える。

好適には、本発明によれば、以上に説明されたような蒸気を生成するための装置を有する蒸気機器が提供される。

好適には、本発明によれば、前記水入口構成に水を供給するための水ポンプと、前記所定の温度に依存して前記水入口構成に供給される水の流量を制御するための制御ユニットと、を有する、以上に説明されたような蒸気機器が提供される。

本発明の他の態様によれば、蒸気を生成するための装置においてスケールを集める方法であって、前記方法は、水平方向に対して或る角度で傾斜させられたプレートを加熱するステップであって、前記プレートは、少なくとも水の蒸発温度よりも高い所定の温度にまで加熱され、前記プレートは、上端及び下端を定義するステップと、前記上端の近くにおいて前記プレートに水を供給するステップと、容器のなかにおいて、前記プレートから落ちたスケールを集めるステップであって、前記容器は、前記プレートに隣接して配置され、少なくとも前記下端よりも低く延在する底面部を有するステップと、を有する方法が提供される。

本発明の実施例は、添付図面を参照しながら、単に例として、以下に説明される。

本発明による第１の実施例の分解等角図である。 図１に示された実施例の断面図である。 本発明の第２の実施例の等角図である。 本発明の第３の実施例の等角図である。 本発明の第４の実施例の側面立面図である。 図５の次の上面図である。 本発明の第５の実施例の側面断面図である。

図１乃至６に示された本発明の全ての実施例において、蒸気を生成するための装置１が提供される。装置１は、
−平坦な面を形成するプレート２と、
−プレート２を少なくとも水の蒸発温度よりも高い所定の温度にまで加熱するための加熱要素と、
を有し、
−プレート２は、水平方向Ｈに対して角度Ａ０で傾斜させられ、上端１６及び下端１５を定義し、前記装置はまた、
−上端１６の近くにおいてプレート２に水を供給するための水入口構成４と、
−少なくとも下端１５よりも下に延在する底面部６を有する、プレート２に隣接して配置された容器５と、
を有する。

プレート２の加熱面は、水平Ｈから適切な傾斜角Ａ０だけ傾けられている。水は、該傾斜面の上端において加熱面に供給され、該面を下に向かって移動させられる。該面において降下する水の移動の経路は、重力と表面張力降下との組み合わせにより支配される。該面の傾斜の急な角度による重力の強い影響は、面における水の予測可能性及び均一性を増大させ、それ故該面上におけるスケールの厚さの均一性を増大させる。重力によって水は該面上に溜まることを防止されるため、薄く均一なスケールの層が形成され、斯かる層は、水の連続的な滴下の急激な冷却効果により容易に破壊される。

本発明の第１の実施例は、図１に示され、ケーシング１４及び蓋１３を有する蒸気生成装置１を有する。該ケーシングはプレート２とスケール収集容器５とを有し、プレート２は好適には、蒸気生成装置１が動作位置にあるときに水平Ｈから少なくとも４５度傾けられている。好適には、プレート２とスケール収集容器５とは、単一の部分として一体的に形成されている。スケール収集容器５は、プレート２の傾斜面の底部においてプレート２に隣接して配置される。

プレート２は、上述した加熱面を備え、装置１の動作時に該加熱面に水が供給される。該プレート上に形成されたスケールは、剥離の過程により破壊され、スケールの破片が、プレート２の傾斜面を下へと移動させられ、プレートの下端１５を通過する。

プレート２は、４面を持つ平坦な面を有する。以下、傾斜面の上部に配置されたプレート２の領域は上端１６と示され、傾斜面の底部に配置されたプレート２の領域は下端１５と示される。プレート２は、２つの長い辺１７及び２つの短い辺１８を持つ長方形である。該プレートは、短い辺１８から該プレートの側面のまわりに延在する壁１９により部分的に境界付けられ、該壁は、該プレートの上端１６に隣接して両方の長い辺１７に沿って延在し、これにより、該プレートは、下端１５において開いており、スケール収集容器５と連通する。壁１９は、短い辺１８に沿って延在する壁部分１９ａと、長い辺１７に沿って延在する壁部分１９ｂと、を含む。

スケール収集容器５は、底面壁６（以下、底面６）と、底面６の外側端から延在して該底面を囲みスケールが堆積させられる容器を提供する４枚の横壁２０と、を定義する、平坦な長方形の基部を有する。底面６は、プレート２の下端１５の下に配置され、蒸気生成装置１が動作位置にあるときに水平Ｈに配置される。プレート２の下端１５は、横壁２０の上端に隣接させられ、それによりプレート２から剥がれたスケールが、容器へと横壁２０上を通過し得る。２つの更なる横壁２０は、プレート２の長い辺１７に沿って延在する壁１９に当たるまで延在する。好適には、スケール収集容器５は更に、スケール収集容器５の内部へのアクセスを提供するためのスケール収集容器５の表面に形成された開口９を有し、これにより容器内に堆積させられたスケールが容易に取り除かれることができる。当該開口９は、底面壁６及び４枚の横壁２０のいずれかを含む、スケール収集容器５を定義するいずれの面又は壁に形成されても良いことは、理解されるべきである。図示された実施例においては、開口９は、プレート２に隣接する横壁２０とは反対側に配置された横壁２０に形成される。例えば、開口９は、図２に示された着脱可能なカバー１２により閉じられる。カバー１２は開口９を封止し、蒸気生成装置１が使用されているときに該装置内に蒸気及びスケールが含まれるように構成される。

図２は、図１の実施例を断面図で示す。本実施例の図において、蓋１３はケーシング１４に固定され、蒸気生成装置１を閉じる。蓋１３は例えば、蓋１３の外側端に隣接して蓋１３に備えられた開口２１を通って、対応して配置された穴を開けられた突起部２２まで通るねじにより、適所に保持される。ガスケット２３が備えられ、ガスケット２３は、ケーシング１４の上端に対応する形状に切断されたシリコンの封止材料の薄いシートを有し、蓋１３とケーシング１４との間に配置され、蓋１３がケーシング１４に固定されると蓋１３及びケーシング１４と当接する。有利にも、ガスケット２３は、蒸気生成装置１内で生成された蒸気が、該装置内に含まれることを確実にする。

蓋１３は蒸気出口２４を有し、蒸気出口２４は、蒸気を適用、利用又は移送するためのいずれかの装置、ホース、パイプ、管又はその他の手段に接続されていても良い。例えば、蒸気出口２４は、蒸気生成装置１内から、衣類の処置のために典型的に用いられる蒸気アイロンのような蒸気アイロンの底板の蒸気通路へと蒸気を移送しても良い。代替としては、蒸気出口２４は、蒸気生成装置１から、衣類又はその他の製品に蒸気を当てるための蒸気供給ヘッドのような蒸気がけ機器に接続されたホースへと、蒸気を移送しても良い。蒸気出口２４は代替として、ケーシング１４に備えられても良いことは、理解されるであろう。また、装置１は任意に、複数の装置又は蒸気がけ機器に蒸気を供給するための複数の蒸気出口２４を有しても良い。

蓋１３は更に、水入口４を有し、水入口４は、プレート２の上端１６に水を供給するよう構成される。動作時には、水は小滴の形で水入口４を通して供給される。水の小滴は、水の表面張力及び重力の作用により、薄い膜へと広がる。該水の薄い膜は、プレート２があまり傾斜させられていない場合に比べて、より薄く均一に分散させられることは、理解されるべきである。当該水の薄い膜は、蒸発させられて蒸気を生成し、スケールをプレート２の表面に形成させる。蒸発の各時点において形成されるスケールの量は、水の薄い層の厚さによって制限される。

水入口４は、プレート２の上端１６の幅方向に亘る複数の離隔された領域に水を供給するよう構成され、これにより水は該プレートの幅全体に亘って流下し、プレート２の表面の全体を活用する。本実施例の一例においては、水入口４は、複数の水の小滴を同時にプレート２へと導入するための複数のオリフィス（図示されていない）を有する。

プレート２に隣接して配置された加熱要素３は、プレート２を加熱するよう機能する。本実施例においては、加熱要素３は、電気フィラメント型加熱器であるが、いずれの他の適切な加熱器が利用されても良いことは、理解されるべきである。加熱要素３とプレート２との間の最も効率の良い熱伝達のため、加熱要素３は好適には、（図２に示されるように）プレート２に埋め込まれ、プレート２が熱を伝達するよう機能する加熱要素３の表面のいずれもを囲むようにする。

好適には、全ての実施例において、プレート２の温度、特にプレート２の表面の温度を測定するための、温度感知装置もが備えられる。図２に示された実施例については、温度センサ（図示されていない）がプレート２に隣接して配置され、プレート２の対応する温度を導出するよう制御ユニット１１に接続される。制御ユニット１１は更に、プレート２の温度が少なくとも水の蒸発温度よりも高いことを確実にするため、例えば加熱要素に供給される電力を調節する（即ち増大又は減少させる）ことにより、プレート２の温度を制御するよう構成されても良い。制御ユニット１１は更に、温度センサにより感知されたプレート２の温度に依存して、水入口４を通る水の流量を制御するよう構成されても良い。制御ユニット１１は、熱衝撃効果を最大化させる目的のため、温度センサにより感知されたプレート２の温度に依存して、入口を通ってプレート２に供給される水の流量を制御するよう、ポンプ１０及び／又は弁（図示されていない）を動作させても良い。水の流量はまた、プレート２の面に接触する水の全てが蒸発させられ、プレート２からスケール収集容器５へと流れる水がないこと又は略ないことを確実にするよう、制御されても良い。

加熱要素３は、オン−オフ型の加熱要素３であっても良く、この場合には、加熱要素３は、プレート２の面の温度が所定の値を下回るとスイッチオンされ、該温度が所定の温度を上回るとスイッチオフされる。代替としては、加熱要素３は、可変パワー出力を持っても良く、より一定の温度がプレート２の面において維持されるようにしても良い。このようにして、プレート２の面の温度は、プレート２の面に送られた水がスケール収集容器５に到達する前に該水を蒸発させるのに十分に高い温度に正確に維持されることができる。それ故、スケール収集容器５には水が溜まらないか、少なくとも非常に少ない量の水しか溜まらない。

加熱要素３は、プレート２の面に近接するよう、プレート２内に埋め込まれる。このことは、水がプレート２に送られ蒸発させられたときに温度が下降すると、加熱要素３がプレート２の面を迅速に加熱することが可能であることを意味する。プレート２の面に対する加熱要素３の近接は、加熱要素３のスイッチオンとプレート２の面の温度の後続する上昇との間の遅延時間を低減させる。それ故、装置１は、プレート２の面の温度をより適切に調整して高い温度に維持することが可能であり、プレート２が、プレート２の面に送られた全ての水を蒸発させ、水がスケール収集容器５に到達することを防止する。水がプレート２の面に送られる前後におけるプレート２の温度の差（又は動作間の湿った状態と乾いた状態との間の温度の差）は、少なくとも摂氏３０度であっても良い。好適には、該温度差は、少なくとも摂氏６０度であっても良い。更に、横壁１９が湿っているときと、横壁１９が乾燥しているときと、の間の横壁１９の温度差は、少なくとも摂氏３０度であっても良い。換言すれば、プレート２（又は横壁１９）が湿っているときのプレート２（又は横壁１９）の温度は、加熱の間にプレート２（又は横壁１９）が乾いているときの温度よりも、少なくとも摂氏３０度低い。該温度差は、プレートに存在するスケールにおいて熱衝撃を生成し、該スケールを破壊して、スケール収集容器５へと移動させる。

好適には、水は加熱要素３に最も近い領域において蒸発させられる。加熱要素３は、主な加熱領域がプレート２の中央部となり壁１９から遠位となるよう配置されても良い。それ故、スチーミングの間にプレート２の上で広がる水は、周囲の壁１９には到達しない。効果的にも、湿った（蒸気）領域の幅は、長い辺（１７ｂ）に沿った横壁部分（１９ｂ）間の距離よりも短い。水供給位置はまた、広がる水が短い辺（１８）に沿った壁部分（１９ａ）に到達しないように構成される。このことは、壁１９に沿って溜まった水によりスケールが担持されることを低減又は防止することを支援し得る。周囲の壁１９は、プレート２又は囲む蓋１３と一体であっても良い。

本発明の第２の実施例のケーシング１４が、図３に示される。以上の実施例におけるものと同様に、平坦な加熱プレート２が備えられる。プレート２は、２つの長い辺１７及び２つの短い辺１８を持つ、４つの辺を持つ長方形の面を有する。プレート２は、それぞれプレート２の長い辺２６に隣接する上端１６及び下端１５を持つ。該プレートは、長い辺２６から該プレートの側面のまわりに延在する壁１９により部分的に境界付けられ、該壁は、該プレートの上端１６に隣接して両方の短い辺２７に沿って延在し、これにより、該プレートは、下端１５において開いており、スケール収集容器５と連通する。プレート２は更に、プレート３２の面から垂直に直立し、該プレートの上端１６から下端１５へと長手方向に延在する、幾つかの壁２８を有し、これにより、該プレートを一連の平行なチャネル７に分割する。複数の水入口（図示されていない）が、蓋（図示されていない）に備えられる。該水入口の数は、プレート２の面に備えられたチャネル７の数と等しく、各水入口がそれぞれのチャネル７に面するよう配置される。

本発明の該第２の実施例においては、スケール収集容器５は、プレート３２の下に配置され、プレート３２に平行な面に延在する、底面６を有する。第１の実施例におけるものと同様に、スケール収集容器５は更に、底面６の外側端から延在して該底面を囲みスケールが堆積させられる容器を提供する４枚の横壁２０を有する。プレート２の下端１５は、横壁２０の上端に隣接させられ、それによりプレート２から剥がれたスケールが、容器へと横壁２０上を通過し得る。２つの更なる横壁２０は、プレート２の長い辺２７に沿って延在する壁１９に当たるまで延在する。

本発明の第３の実施例のケーシング１４が、図４に示され、本実施例において同様の特徴は同じ参照番号を持つ。以上の実施例におけるものと同様に、平坦な加熱プレート２が備えられ、該プレートは水平Ｈから少なくとも４５度傾けられ、プレート２の上端１６及び下端１５を定義する。プレート２は、側面２９と、それぞれプレート２の上端１６及び下端１５を区切る湾曲部分３０とを備えた、長方形である。プレート２は、該プレートに垂直に延在し、側面２９及び湾曲部分３０に沿って配置された、壁１９により部分的に境界付けられる。壁１９は、上側湾曲側面３０に沿った壁部分１９ａと、側面２９に沿った壁部分１９ｂと、を含む。壁１９により形成される境界は、プレート２の下端１５において開いており、それによりプレート２は、スケール収集容器５と連通する。本実施例においては、スケール収集容器５は、プレート２の下端１５から下においてプレート２に平行な面に延在する底面６を持ち、それ故底面６は、ケーシング１４が動作位置にあるときに、水平Ｈから少なくとも４５度の向きとされる。本実施例においては、底面６は、細長い平坦なプレート２よりもかなり広い長方形の平坦な面を有する。プレート２の下端１５の湾曲側面３０は、スケール収集容器５の底面と重なり、該底面の一方の側面を二分する。以上の実施例におけるものと同様に、スケール収集容器５は、底面６の外側端から垂直に直立する横壁２０を有し、スケールが堆積させられる容器を提供する。本実施例においては、横壁２０は、底面６の外側端のまわりに延在し、プレート２が底面６と重なるプレート２の長い平行な側面２９に沿って延在する壁１９に当接する。

ケーシング１４の外側面のまわりに配置された突起部２２は、ねじ固定によりケーシング１４が蓋（図示されていない）に装着されることを可能とするよう構成される。各ねじ固定部は、該蓋（図示されていない）に形成された穴を通過して、該蓋はこのとき、突起部２２にねじ式に係合させられ、蒸気生成のための封止された空間を形成する。以上の実施例と同様に、水入口（図示されていない）が該蓋に備えられ、プレート４２の上端１６に水を供給するよう構成される。

本発明の第４の実施例のケーシング１４が、図５に示される。本実施例によれば、蒸気を生成するための装置１は、容器５を囲む複数のプレート２を有する。例えば、４枚の平坦な台形の加熱プレート２が、スケール収集容器５を囲むように配置される。プレート２は、プレート２の面が端が開いた角錐台を形成するよう配置される。プレート２の上端３１は、角錐台形状の大きな開いた端面を定義し、プレート２の下端３２は、角錐台形状の小さな開いた端面を定義する。

以上と同様に、スケール収集容器５は、底面６を形成する４つの辺を持つ基部を有し、底部６の各側面から直立する隣接する横壁２０を備え、スケールが堆積させられる容器を定義する。横壁の上端は、プレート２の下端３２に隣接する。本実施例においては、以上の実施例におけるものと同様に、プレート２とスケール収集容器５とは一体的にケーシング１４を形成する。

蓋１３は、ケーシングの上端を囲むよう備えられ、蒸気生成のための封止された環境を提供する。該蓋は、いずれの適切な手段によりケーシング１４に装着されても良い。水入口４は、プレート３１の上端の近くにおいてプレート２に水を供給するため、該蓋に備えられる。

本発明の第５の実施例の側面断面図が、図７に示される。本実施例によれば、蒸気を生成するための蒸気生成装置１は、ケーシング１４と、水入口構成４を備えた蓋１３と、を有する。ケーシング１４は、蒸気生成装置１が動作位置にあるときに水平に対して少なくとも１０度傾けられたプレート２を有する。好適には、プレート２は、蒸気生成装置１が動作位置にあるときに、図７に示されるように、水平に対して少なくとも６０度傾けられる。プレート２と蓋１３との間に延在する領域から、蒸気生成室５０が形成される。装置１は、プレート２の短い辺に沿った壁部分１９ａと、プレート２の長い辺に沿った壁部分（図７には示されていない）と、を持っても良い。

本発明の第５の実施例のケーシング１４は更に、スケール収集容器５を有する。スケール収集容器５は、プレート２の下端１５に隣接して配置される。本実施例においては、スケール収集容器５は、蒸気生成室５０の拡大領域から形成され、プレート２と蓋１３との間に配置される。ケーシング１４は更に、プレート２を加熱するための加熱要素３を有する。プレート２の温度及びプレート２への水の流れは、プレート２に供給された水の略全てが、プレート２の下端１５に到達する前に蒸発させられ、水がスケール収集容器５に集まらないよう制御される。好適には、該温度及び／又は水の流量は、スケール収集容器５に入る前に略全ての水が蒸発させられるよう制御されるが、他の実施例においては、プレートの温度及び水の流量は、幾分かの水がスケール収集容器５に入るよう制御されても良い。この場合には、水はプレートの下端１５に到達する前にプレート２からの熱により蒸発させられ、水がプレートの下端１５において溜まることが防止される。

以上の実施例の全てが、スケール収集容器５からスケールが取り除かれることを可能とするため、スケール収集容器５の表面において、図１及び２に示されたような開口９を含み得ることは、理解されるべきである。しかしながら、本発明の範囲内において、斯かる開口９は省略されても良く、斯かる実施例においては、スケール収集容器５は、該製品の製品寿命の間に剥がれ落ちにより取り除かれるであろうスケールの全てを収容するように意図される。このことは、製品寿命の間に蒸気生成装置１が保守不要に動作することが可能となる利点を提供する。

更に、スケール収集容器５がプレート２と一体的に形成されていない実施例も、本発明の範囲内で意図される。該実施例は、スケール収集容器５のスケールを空にすることを容易化するため、装置１からスケール収集容器５が取り外されることを可能とし得る。本例におけるスケール収集容器５のサイズ及び容積は、性能を維持するためにスケール収集装置がどれだけ頻繁に取り外される必要があるかを定義するよう構成される。一例においては、スケール収集容器５がスケールで満たされると、スケール収集容器５が取り外され、新たな空のスケール収集容器５と交換されることができる。他の例においては、スケール収集容器５は再利用可能であり、スケール収集容器５が満たされると、スケール収集容器５が取り外され、蒸気生成装置１において交換される前に空にされる。

いずれの実施例においても、装置１の動作中において、プレート２上に形成されたスケールは、破壊過程及び重力の作用によって安定的に取り除かれる。破壊過程によりプレート２の面からスケールが取り除かれると、重力の影響の下で、離れたスケールの破片が傾いた面２を下降し、プレート２を流れ落ちる水も、離れた破片をプレート２に沿って下降させることを支援し、該破片がスケール収集容器５に集められるようにする。

以上の実施例においては、水が小滴の形でプレート２の面に供給されたが、水の膜がプレート２の面上に形成されるようないずれの態様で、水が蒸気生成装置１に供給されても良いことは、理解されるべきである。例えば、水入口４は、プレート２に水の一定のストリームを供給するよう構成されても良い。代替としては、水入口４は、水が複数の位置においてプレート２に同時に供給されるように、プレート２に水を噴射するよう構成されても良い。代替としては、水をプレート２上の異なる位置に導入するよう再配置されることができるよう、可動の入口が１つあっても良い。このようにして、蒸気生成装置１に供給された水の略全てが、プレート２において蒸発させられ、隣接するスケール収集領域までは流れない。それ故、水はスケール収集領域には略入らず、水が蓄積されたスケールと反応して泡及び汚れた蒸気を形成することもない。

また、水は連続的な態様でプレート２における複数の位置に供給されても良い。このようにして、水は、プレート２の冷たい異なる領域及びプレート２におけるスケールに対して、異なる速度で異なる量だけ作用する。即ち、水を直接に供給されるプレート２の領域は、プレート２の他の領域よりも急速に冷却されることとなり、異なる速度でプレート２上のスケールを冷却させることとなる。斯かる差のある冷却及び加熱は、スケール内における応力及び歪みに帰着し、スケールを破壊して、プレート２から脱着させて、スケール収集容器５へと落とすこととなる。

蒸気生成装置１内で生成された蒸気は、ケーシング１４にかかるかなりの正の圧力に帰着し得ることは、理解されるべきである。装置の内と外との間に存在する圧力差、及びそれ故ケーシング１４にかかる圧力負荷は、装置１の用途に依存する。それ故、ケーシング１４及び蓋１３は、それに応じて適切な材料からつくられ設計されるべきである。該ケーシングはまた、加熱要素３からプレート２の面に熱を伝達させる必要がある。例えば、ケーシング１４は、アルミニウムのような金属からつくられても良い。該蓋は、金属又は高分子材料からつくられても良い。いずれの場合においても、これら材料は、蒸気生成装置１の用途に関連する温度及び圧力を安全に処理するのに適したものであるべきである。

蒸気生成装置１は、蒸気がいつでも放出されることができるように、大気圧よりも大きな圧力で蒸気を保持するよう構成されても良いことは、理解されるであろう。この場合には、水入口４は、室内の圧力が特定のレベルを下回ったときに開いて、水を蒸気生成装置１に入れるよう構成されても良い。また、水の沸点は圧力が上昇するとともに上昇するため、加熱要素３及びその他の構成要素は、必要な圧力及び温度に応じて選択及び／又は設計される必要があることも、考えられるべきである。最大蒸気圧は、プレート２の温度及び水入口４を通る水の供給速度を制御することにより調整されても良いことは、理解されるであろう。

プレート２のサイズ及び面積は、適切な蒸気生成速度を得るよう選択される。必要とされる蒸気生成速度は、装置１の用途、ケーシング及び蓋１３の圧力制限、及び装置１の最大水供給速度及びサイズに依存する。プレート２の面は、プレート２の面に供給された水の略全てを蒸発させるのに十分なサイズ及び温度を持ち、それによりスケール収集容器５に水が入らないようにするか又は殆ど入らないようにする。例えば、プレート２の面とプレート２に供給される水の流量とは、比例して変化する。

本発明によれば、プレート２の面は任意に、該面にスケールが接着されることを防止することを支援する何らかの被覆又は表面仕上げを備えられ、これにより熱衝撃を受けたときにスケールがより容易に破壊されて取り除かれるようにしても良い。例えば、ＰＴＦＥ又はセラミック被覆のようなこびり付き防止の被覆、又は代替としては高度に研磨された表面仕上げが備えられ、プレート２の面においてスケールが大きな粒子及び破片を形成することをより困難にしても良い。更に、一実施例においては、蒸気出口２４の近くにおけるスケール粒子の接着を防止するため、蒸気出口２４が疎水性の表面又は接続部分を備えても良い。

蒸気生成装置１は更に、蒸気増強機能を有しても良いことは、理解されるであろう。蒸気増強機能は、装置１の蒸気生成速度を増大させるよう構成された蒸気促進器（図示されていない）又はグリッド構造（図示されていない）を含んでも良い。該グリッド構造は、蒸気生成速度を増大させるため、熱がプレート２の面から水へと伝達されることができる表面積を増大させるような、プレート２の表面積を増大させるよう構成された柱又はピラー（図示されていない）のアレイを有しても良い。

好適には、本発明によれば、蒸気生成装置１は更に、水を水入口に供給するための水タンク（図示されていない）を有する。

本発明は、以上に説明された蒸気を生成するための装置においてスケールを集める方法にも関する。該方法は、
−水平方向Ｈに対して角度Ａ０で傾斜させられたプレート２を加熱するステップであって、プレート２は、少なくとも水の蒸発温度よりも高い所定の温度にまで加熱され、プレート２は、上端１６及び下端１５を定義するステップＳ１と、
−上端１６の近くにおいてプレート２に水を供給するステップＳ２と、
−容器５のなかにおいて、プレート２から落ちたスケールを集めるステップＳ３であって、容器５は、プレート２に隣接して配置され、少なくとも下端１５よりも低く延在する底面部６を有するステップＳ３と、
を有する。

好適には、該方法は更に、
−プレート２の温度を制御するステップＳ４と、
−プレート２に供給された水が、プレート２の下端１５に到達する前に蒸発させられるよう、プレート２に供給される水の流量を制御するステップＳ５と、
を有する。

記載された上述の実施例は単に説明するものであり、本発明の技術手法を限定することを意図されたものではない。本発明は好適な実施例を参照しながら説明されたが、当業者は、本発明の技術手法が、本発明の範囲から逸脱することなく変更され又は同等に修正されることができ、斯かる変更及び修正が本発明の請求項の保護範囲に入ることを、理解するであろう。請求項において、「有する（comprising）」なる語は他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（a又はan）」なる不定冠詞は複数を除外するものではない。請求項におけるいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. 蒸気を生成するための装置であって、前記装置は、
   面を形成するプレートと、
   前記プレートを少なくとも水の蒸発温度よりも高い所定の温度にまで加熱するための加熱要素と、
   を有し、前記プレートは、水平方向に対して傾斜させられ、上端及び下端を定義し、前記プレートは、水が前記下端に向かって前記プレートを下るようにガイドされることを保証するように壁によって部分的に縁取られ、前記装置はまた、
   前記プレートに水を供給するための水入口構成と、
   前記プレートの前記下端に隣接して配置され、前記プレートの前記下端から落下するスケールを収集するスケール収集容器と、
   前記プレートに供給される水が、前記プレートの前記下端に到達する前に蒸発するよう、前記プレートに供給される水の流量及び前記プレートの温度を制御するよう構成された制御ユニットと、
   を有する装置。
2. 前記プレートは、前記上端と前記下端との間に延在する少なくとも１つのチャネルを持つ、請求項１に記載の装置。
3. 前記少なくとも１つのチャネルは、平行して延在する複数のチャネルを有する、請求項２に記載の装置。
4. 前記スケール収集容器の底面部は、前記プレートの面に平行な面において下向きに延在する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記水入口構成は、前記プレートの複数の領域に水を供給するための複数の水入口を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記水入口の数は、前記複数のチャネルの数と同じであり、各前記水入口は、それぞれ前記複数のチャネルのうちの１つのチャネルに面する、請求項３を引用する場合の請求項５に記載の装置。
7. 前記スケール収集容器の底面部は、前記下端よりも低い水平面部を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記スケール収集容器を囲む複数の前記プレートを有する、請求項１に記載の装置。
9. 前記スケール収集容器は、前記プレートと一体的に形成された、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記プレートは、水平から少なくとも４５度傾けられた、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記スケール収集容器は複数の壁を有し、前記スケール収集容器の内部にアクセスするための開口が前記スケール収集容器の前記複数の壁の少なくとも１枚に形成され、前記開口がカバーによって閉じられる、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記プレートは、前記プレートの表面積を増大させる柱又はピラーのアレイを有する、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の蒸気を生成するための装置を有する蒸気機器。
14. 前記水入口構成に水を供給するための水ポンプを有し、
    前記制御ユニットは、温度センサで検出されるプレートの温度に応じて前記水入口構成に供給される水の流量を制御する、請求項１３に記載の蒸気機器。
15. 蒸気を生成するための装置においてスケールを集める方法であって、前記方法は、
    水平方向に対して傾斜させられたプレートを加熱するステップであって、前記プレートは、少なくとも水の蒸発温度よりも高い所定の温度にまで加熱され、前記プレートは、上端及び下端を定義し、前記プレートは、水が前記下端に向かって前記プレートを下るようにガイドされることを保証するように壁によって部分的に縁取られるステップと、
    前記プレートに水を供給するステップと、
    前記プレートに供給される水が、前記プレートの前記下端に到達する前に蒸発するように、前記プレートに供給される水の流量及び前記プレートの温度を制御するステップと、
    前記プレートの前記下端に隣接して配置されたスケール収集容器に、前記プレートの前記下端から落下するスケールを集めるステップと、
    を有する方法。

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