JPH0717923Y2 - 電気ボイラ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は電気ヒータにより缶水を加熱して得られた蒸気
を蒸気加熱機器などに供給するために用いる電気ボイラ
に関する。

［従来の技術］ 従来、電気ボイラは、第２図に示すように、上部管寄１
と、下部管寄３とを有している。上部管寄１と下部管寄
３との間には加熱管５と液柱管７とが接続されている。
加熱管５と下部管寄３の内部には保護管の内部に電気絶
縁物を介して発熱線を充填固着したシーズヒータあるい
はカートリッジヒータなどの電気ヒータ９が挿入されて
いる。この電気ヒータ９の一端は、フランジなどの封止
部材11に固定されている。封止部材11は下部管寄３の下
面に接続されている案内管13の外周端に接続された受板
15にボルト17を螺合することによって固定されている。

したがって、案内管９の下端開口は封止部材11によって
封止され、電気ヒータ９の発熱部分が下部管寄３の内部
から加熱管５の内部にまで挿入されている。

この電気ヒータ９の端部は封止部材11から外方に突出
し、電気ヒータ９の先端から端子19が突出している。こ
の端子19は電気ヒータ９の内部に設けられている。発熱
線（図示せず）に接続されている。

上部管寄１には蒸気を供給する蒸気供給管21が接続され
ている。

この蒸気供給管21の一端は上部管寄１の上面に設けた取
付座23に螺合して固定されている。

また、上部管寄１の上面には取付座25に螺合して固定し
た複数の水位検出棒27が液柱管７の内部にまで挿入され
ている。

下部管寄３には缶水30を流入するための給水管32と下部
管寄３の缶水30を排出するための排出管34が接続されて
いる。下部管寄３には、取付座36、37が設けられて、こ
れらの取付座36、37にそれぞれ蒸気給水管32、排水管34
が螺合されて固定されている。

下部管寄３には脚38が設けられている。これらの脚38に
よって、下部管寄３の上方に加熱管５、液柱管７及び上
部管寄１が設置されている。

この電気ボイラでは排水管34の中間部に設けられている
バルブ（図示せず）を閉じた状態にて、下部管寄３の内
部に給水管32から図示の実線矢印で示すように缶水30を
供給する。缶水30は下部管寄３の内部から加熱管５及び
液柱管７の内部にまで供給する。この際缶水30は液柱管
７の内部においては短い水位検出棒27の少し上にまで水
位が上昇すると給水が停止する。この動作は、給水管32
に設けた電磁弁（図示せず）を水位検出棒27の水位検出
信号によって開閉することによって行われる。

したがって、加熱管５の内部の缶水30の水位は液柱管７
の水位と同じになる。

今、蒸気供給管21に設けてある開閉弁（図示せず）を閉
じた状態にて電気ヒータ９に通電を行うと、加熱管５の
缶水30が加熱されて、図示の破線矢印に示すように、蒸
気を上部管寄１の内部に貯溜する。この蒸気は上部管寄
１の内部で所定の圧力に達した時に、蒸気供給管21の開
閉弁を開放して蒸気を機器などに供給する。

この際、水位が下がると、水位検出棒27によってその水
位を検出し、再び給水管32から、下部管寄３の内部に缶
水30の給水を行う。

なお、排水管34は、缶水30を抜き取る場合にバルブを開
放すると缶水30が外部に放出できる。

このような電気ボイラでは、上部管寄１、下部管寄３、
加熱管５などが円筒管又は角筒管の形状に形成されてい
るものを用いている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、電気ヒータ９に通電が行われて、缶水30
を加熱する際に、下部管寄３の内部の電気ヒータ９の加
熱部分も発熱するため、下部管寄３の内部の缶水30が加
熱されてしまい、下部管寄３の内部の缶水30の対流が生
じる。この結果、下部管寄３内の缶水30まで加熱しなが
ら昇温するため蒸気を供給するまでの初期時間（立上が
り時間）が長くなり、電気ボイラの立上がり特性がよく
ない。

この電気ボイラにおいては、蒸気の供給を断続的に繰り
返して行うことが多い。このためには短時間に蒸気を発
生し、所定圧力に保つようにしておくためには、電気ヒ
ータ９の発熱部長Ｌを必要とし、かつワット密度を高め
なければならない。仮に加熱管５の内部にのみ電気ヒー
タ９の発熱部を有するように設計した場合には、その範
囲内に入れるヒータ容量には限度があるため発熱部長Ｌ
を短くした分だけ蒸気を供給するまでの時間が長くな
る。このこめ、使用者は蒸気の利用に際して手持ち時間
が生じてしまう。

さらに、蒸気は水分及び不純物を多く含んだ状態にて蒸
気供給管21から供給されるので、機器などにサビを発生
させたり、不純物を付着させて機器の故障の原因ともな
っている。

それ故に本考案の課題は下部管寄の内部での缶水の対流
を防止し、蒸気の供給効率を高め、かつ蒸気の不純物を
除去して高品質の蒸気を供給するようにした電気ボイラ
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本考案の電気ボイラは蒸気供給管を接続した上部管寄
と、缶水を流入する給水管を接続した下部管寄とを有し
ている。上部管寄と下部管寄との間には、加熱管が接続
されている。加熱管の内部には電気ヒータが挿入されて
いる。下部管寄の内部には缶水の対流を防止する筒状の
対流防止部材が設けられている。対流防止部材は下部管
寄の内部に位置する電気ヒータの近傍に設けられてい
る。この対流防止部材は金属板又は金属管によって形成
されている。

このような電気ボイラにおいては、加熱管を下部管寄の
内部に延在して対流防止部材として用いてもよい。

また、上部管寄の内部には加熱管の接続部の開口と蒸気
供給管の接続部の開口との間を通過する蒸気流を狭めて
通過させる堰板を設けている。

さらに、電気ヒータは加熱管及び対流防止部材に挿入し
た部分を発熱部として、加熱管及び対流防止部材の外部
の電気ヒータを非加熱部又は低温発熱部とする電気ヒー
タの発熱線を配置している。

［作用］ 缶水は供給管を通して下部管寄に流入され加熱管の上部
にまで入り込む。この状態にて、缶水は加熱管及び対流
防止部材の内部にて電気ヒータにより加熱される。缶水
は加熱により加熱管の上部に上昇することから、水位面
にて蒸気を発生する。蒸気は上部管寄の内部にて所定の
圧力に保たれた後に、蒸気供給管から流出される。

この際、下部管寄の内部においては常温の缶水と加熱管
の内部の加熱された缶水とによって、対流が生じるのを
防ぐために対流防止部材を設けている。

すなわち、下部管寄の内部の缶水は、加熱管の内部に入
り込んだ缶水のみが加熱される。このため、缶水は加熱
管の内部の狭い容積の缶水が加熱され蒸気となるから、
蒸気を短時間に供給する。

また、下部管寄の内部の対流防止部材は加熱管の内部の
缶水を加熱し上昇させる役目を果たすから、加熱管の上
部の缶水よりも、常に温度が低く、常温の缶水よりも少
し温度が高いだけであるから、下部管寄の内部の対流が
ほとんど起こらない。

さらに、上部管寄の内部には堰板が設けられているの
で、蒸気供給管の方向へ流れる蒸気を堰板によって狭め
て通過させ、蒸気を堰板に当てるので、しめり蒸気を乾
き蒸気にして蒸気供給管から供給する。

［実施例］ 第１図は本考案の電気ボイラの一実施例を示している。
この実施例において、第２図と同じ部分には同じ符号を
付して説明を省略する。

第１図を参照して、この電気ボイラは下部管寄３の内部
に対流防止部材40を有している。下部管寄３の内部には
対流防止部材40が電気ヒータ９の近傍に設けられてい
る。この対流防止部材40は金属板又は金属管によって作
られている。実施例においては、加熱管５と同材質の対
流防止部材40であって、下部管寄３の内部に加熱管５を
延在して筒状の対流防止部材40としている。対流防止部
材40の開口端は案内管13の近傍にまでのびている。

上部管寄１の内部には加熱管５の上部開口を接続した接
続部分と、蒸気供給管21の接続部分の開口との間に堰板
42が設けられている。

この堰板42は蒸気供給管21の接続部の開口に向けて流れ
る蒸気流を狭めて通過させるものであって、一端が上部
管寄１の内壁に固定されている。

電気ヒータ９は、加熱管９の内部に挿入されている部分
を発熱部長Ｌとすることが望ましい。すなわち、電気ヒ
ータ９の発熱線（図示せず）が加熱管５の内部に位置す
るように電気ヒータ９の発熱部長Ｌを作り、加熱管５の
外に位置する電気ヒータ９部分を端子19とすることが望
ましい。この電気ボイラでは排水管34の中間部に設けら
れているバルブ（図示せず）と、蒸気供給管21の中間部
分に設けられている開閉弁（図示せず）とを閉じた状態
にて給水管32から図示の実線矢印で示すように、缶水30
を下部管寄３の内部に供給する。この際、缶水30は液柱
管７の内部においては短い水位検出棒27の少し上にまで
水位が上昇すると給水が停止する。この給水停止動作は
給水管32に設けた電磁弁（図示せず）を水位検出棒27の
水位検出信号により閉じることによって行われる。

したがって、加熱管５の内部の缶水30の水位は、液柱管
５の水位と同じになる。

今、蒸気供給管21の開閉弁と排水管34のバルブとを閉じ
た状態にて、電気ヒータ９に通電が行われると、加熱管
５の内部の缶水30が加熱されて、図示の破線矢印に示す
ように、蒸気を上部管寄１の内部に貯溜する。この蒸気
は上部管寄１の内部で所定の圧力に達した時に、蒸気供
給管21の開閉弁を開放して蒸気を機器などに供給する。
この際、水位が下がると、水位検出棒27によって、その
水位を検出し、再び給水管32から下部管寄３の内部に缶
水30の給水が行われる。

缶水30の加熱時には、対流防止部材40の内部の缶水30も
加熱される。この缶水30は対流防止部材40の外の下部管
寄３の缶水30と同様な常温の温度の缶水30が加熱されて
加熱管５の上部へ上昇するものであるから、常温の缶水
30よりも少し高い温度の缶水30である。

したがって、対流防止部材40により、下部管寄３の内部
において、対流防止部材40の内部の缶水30と対流防止部
材40の外の缶水30とは対流を起こさずに、対流防止部材
40の内部の缶水30がすみやかに加熱管５の上部へ加熱さ
れた状態で上昇する。

このため、加熱管５の上部の加熱された缶水30は短時間
に蒸気となり上部管寄１の内部に貯溜する。上部管寄１
の内部では蒸気が蒸気供給管21の開口部に向う間に堰板
42が受けられているためしめり蒸気、すなわち水滴や不
純物を含む蒸気を堰板42に当て水滴として上部管寄１の
内底面に落とす。このため、乾き蒸気が蒸気供給管21か
ら供給できる。

なお、堰板42によって落ちる水滴は、一例として、液柱
管７の内部へ落ちるようにすれば良い。さらに、電気ヒ
ータ９は対流防止部材40及び加熱管５の内部に位置する
電気ヒータ９の軸方向部分を発熱部長Ｌとし、対流防止
部材40及び加熱管５の外部の電気ヒータ９の軸方向部分
を非加熱部又は低温発熱部とすることによって、対流が
さらに防止できる。

ただし、この電気ボイラが小型である場合には、電気ヒ
ータ９の端部のみを非加熱部となるように設計しても、
ほとんど対流が起こらない。

なお、実施例により説明した電気ボイラにおいては上部
管寄１と下部管寄３との間に複数本の加熱管５を接続し
た多管式の電気ボイラにても応用が可能であり、特に貫
流式の電気ボイラとしても用いることができる。

［考案の効果］ 以上実施例により説明したように、本考案の電気ボイラ
によれば、下部管寄の内部に対流防止部材を有し、下部
管寄の内部にて缶水の対流が防止できるため、蒸気を短
時間に上部管寄の内部に所定圧力に貯溜でき、供給でき
る。このため電気ヒータの容量を従来と同じに設定して
も、蒸気発生の効率や消費電力は少なくなり、効率のよ
い電気ボイラを提供できる。

また、上部管寄の内部には堰板を設けたため、しめり蒸
気を乾き蒸気に変えて蒸気供給管から供給でき機器など
のサビや損傷を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の電気ボイラの一実施例を示す断面図、
第２図は従来の電気ボイラの断面図である。 １……上部管寄、３……下部管寄、５……加熱管、７…
…液柱管、９……電気ヒータ、21……蒸気供給管、27…
…水位検出棒、30……缶水、32……給水管、34……排水
管、40……対流防止部材、42……堰板。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気供給管を接続した上部管寄と、缶水を
   流入する給水管を接続した下部管寄との間を接続した加
   熱管と、前記下部管寄に固定して前記下部管寄の内部か
   ら前記加熱管の内部にまで挿入した電気ヒータとを含む
   電気ボイラにおいて、 前記下部管寄は缶水の対流を防止する筒状の対流防止部
   材を有し、前記下部管寄の内部の前記電気ヒータの近傍
   に前記対流防止部材をもうけたことを特徴とする電気ボ
   イラ。
2. 【請求項２】前記対流防止部材が金属板または金属管で
   あることを特徴とする請求項１記載の電気ボイラ。
3. 【請求項３】前記対流防止部材が加熱管を前記下部管寄
   の内部に延在した部分であることを特徴とする請求項１
   又は２記載の電気ボイラ。
4. 【請求項４】前記上部管寄の内部には前記加熱管の接続
   部の上部開口と前記蒸気供給管の接続部の開口との間を
   通過する蒸気流を狭めて通過させる堰板を設けた事を特
   徴とする請求項１、２又は３記載の電気ボイラ。
5. 【請求項５】前記電気ヒータは前記加熱管及び対流防止
   部材に挿入した部分を発熱部として、前記加熱管及び対
   流防止部材の外部の前記電気ヒータを非加熱部又は低温
   発熱部とする発熱線を前記電気ヒータに配置したことを
   特徴とする請求項１、２、３又は４記載の電気ボイラ。