JPH0743509U - 電極式水処理装置付ボイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼室による加熱部等にスケールが付着する
ことによる燃費の低下や寿命の低下を防止することがで
き、メンテナンス等も殆ど必要のないボイラを提供す
る。 【構成】 燃焼室15に複数のパイプ９を配設し、パイプ
９の一端側にはパイプ９に通す水を収容する水収容部８
を設け、水収容部８を介してパイプ９に水を供給する給
水管10を設け、パイプ９の他端側には、パイプ９で加熱
された湯を蒸気として供給する蒸気供給部12を設けてボ
イラを構成し、前記給水管10に電極式水処理装置ユニッ
ト11を設け、このユニット11内に電極１，２を対向配置
し、制御装置６に矩形パルス発振回路５を設けて、電極
１，２と接続し、矩形パルス発振回路５により電極１，
２に極性反転電圧を印加し、給水管10を通る水にパルス
電流を流して水を活性化し、スケール発生を抑制する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば、スチームプレス室や暖房する部屋等の所望の場所に水の蒸 気を供給するときに用いられる電極式水処理装置付ボイラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図５には、従来のボイラの一例が示されている。同図において、燃焼室15内は 複数のパイプ９が配設されており、パイプ９は燃焼室15に設けられたバーナ14等 の燃焼装置の燃焼により加熱される加熱部として機能するようになっている。パ イプ９の一端側には、このパイプ９を支え、パイプ９に供給する水を収容する水 収容部として機能するヘッダ８が設けられており、ヘッダ８に連通して、ヘッダ ８に水を供給する給水管10が設けられており、給水管10は水道等に接続されてい る。なお、この給水管10は燃焼室15による加熱部に導入される水の給水通路とし て機能するものである。パイプ９の他端側には、パイプ９を通って前記バーナ14 により加熱された湯を収容するタンク17が設けられており、タンク17の上部側に は、タンク17の湯を蒸気にして供給する蒸気供給部12が設けられており、この蒸 気供給部12の蒸気通路13は、例えば、クリーニング業者のスチームプレス室や暖 房する部屋等の所望の場所まで伸設されている。

【０００３】 前記燃焼室15には、燃焼室15に連通して排気通路16が設けられており、バーナ 14の燃焼により生じた二酸化炭素等の排気ガスを排気するようになっている。な お、このようなボイラには、バーナ14の燃焼制御等を行う制御装置６が設けられ ている。

【０００４】 このようなボイラにおいては、水道等の水が給水管10からヘッダ８に供給され 、ヘッダ８から水が図の矢印のようにパイプ９に供給され、パイプ９を通る水が バーナ14により加熱されて湯となってタンク17に収容され、蒸気供給部12で必要 に応じ減圧されて蒸気に変換され、蒸気通路13により前記所望の場所に送られる 。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、水道の水には、カルシウムやマグネシウム等の物質が含まれて おり、ボイラを使用していくうちに、それらの物質がスケールとなって析出し、 スケールがパイプ９の内壁や給水管10等に付着成長する。このように、スケール が給水管10の内壁に付着成長すると水が水収容部８側へ供給し難くなり、また、 スケールがパイプ９の内壁に付着成長すると、パイプ９内の水をバーナ14で加熱 する際に、バーナ14の熱がパイプ９内の水に伝わり難くなり、加熱効率が低下し 、燃費が悪くなるために問題であった。

【０００６】 また、パイプ９の内壁にスケールが付着すると、パイプ９が詰まるために、パ イプ９を掃除したり、パイプ９の交換を行ったりといったようなメンテナンスを 行わなければならず、そのようなメンテナンスが面倒であり、しかも、ボイラの 寿命も短くなり、問題であった。

【０００７】 なお、上記のようなスケールの発生、析出等を抑制するために、例えば、図５ の点線部分20にスケール防止のための薬剤を投入することも行われるが、そのよ うに薬剤を投入することは面倒であり、薬剤が消耗するとスケール防止が行われ なくなってしまうために、薬剤の補充や交換等を定期的に行わなければならず、 面倒である。

【０００８】 本考案は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は 、パイプ等にスケールが付着することにより、バーナ等による加熱効率の低下が 生じたり、パイプの詰まりによる障害を防ぎ、燃費が良く、寿命が長く、メンテ ナンスも面倒でない電極式水処理装置付ボイラを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は次のように構成されている。すなわち、 本考案は、燃焼室を備え、該燃焼室に通水する水を加熱し、この加熱された湯を そのまま又は蒸気にして供給するボイラにおいて、燃焼室による加熱部に導入さ れる水の給水通路に電極を対向配置し、この電極に極性反転電圧を印加する極性 反転駆動手段を設けたことを特徴として構成されている。

【００１０】

【作用】

上記構成の本考案において、給水通路には電極が対向配置されており、この電 極に極性反転電圧を印加する極性反転駆動手段がボイラには設けられており、極 性反転駆動手段により給水通路に設けた電極に極性反転電圧を印加すると、水分 子が活性化し、給水通路を通る水中のイオンの偏りがなくなり、そのために、結 晶ができ難くなり、水中に含まれるカルシウムやマグネシウム等がスケールとな って析出し難くなる。そのため、スケールがボイラのパイプ等に付着することが なくなり、スケールによるパイプの詰まりが防止され、ボイラの燃費の低下や寿 命の低下等は防止される。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。なお、本実施例の説明にお いて、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。図 １には、本考案に係る電極式水処理装置付ボイラの一実施例が示されている。本 実施例が従来例と異なる特徴的なことは、給水管10に電極式水処理装置ユニット 11を設け、このユニット11内に電極１と電極２とを対向配置し、制御装置６に、 電極１，２に極性反転電圧を印加する極性反転駆動手段として機能する矩形パル ス発振回路５を設け、この矩形パルス発振回路５と電極１，２とを接続したこと である。なお、電極式水処理装置ユニット11はハウジング４を有しており、ハウ ジング４内に電極１，２が設けられている。また、電極式水処理装置ユニット11 は、ハウジング４の接続部24で給水管10に着脱自在に取り付けられている。

【００１２】 図２に示すように、制御装置６は、電源回路３と矩形パルス発振回路５を有し ている。電源回路３は、トランスを有しており、電源（商用電源）からの電圧を 降圧して矩形パルス発振回路５に加える。矩形パルス発振回路５は、極性反転電 圧を発振して電極１，２にそれぞれ加える（印加する）ものであり、電極１，２ は、電極１の極性が正のとき電極２の極性は負となるようにし、その逆に、電極 １の極性が負のとき電極２の極性は正となるようにする。

【００１３】 なお、極性反転電圧を電極１と電極２に印加するということは、例えば、電極 １の極性が正のとき電極２の極性を負とし、次に、電極１，２の極性を切り換え て、前記とは逆に電極１の極性を負とし、電極２の極性を正とし、その後また、 電極１の極性と電極２の極性とを反転させるといったように、電極１，２の極性 を周期的に反転切り換えさせながら電圧を印加することであり、そうすると、電 極１，２間に流れる電流は図３の（ａ）に示すように、時間ｔに対して周期的に 変化する矩形のパルス電流となる。

【００１４】 ところで、水に電流を流すと、水に電流のエネルギーが与えられることにより 、水の分子集団の大きさが細分化して活性化するために、スケールが含まれてい る水に電流を流すと、スケールが水に溶け易くなると考えられており、さらに、 流す電流を極性反転電流とすると、水中のプラスイオンとマイナスイオンの偏在 がなくなり、スケールが成長し難くなると考えられている。

【００１５】 しかも、その極性反転電流が、図３の（ａ）に示したような矩形状のパルス電 流として与えられるために、対向した電極の極性反転切り換えが瞬間的に急激に 行われることにより、スケールが電極の極性反転切り換えにより反転するときの 瞬発的な慣性エネルギーにより、スケールの分子と分子の結合が切れることによ り、スケールが非常に小さくなって水中に溶けるために、スケールの発生がより 効果的に抑制されると考えられる。本出願人が水道等のビーカの水中に一対の電 極を対向配置し、電極間に矩形状の極性反転電流を流してスケールの発生を検出 する実験を行ったところ、スケールの発生が完全に抑制されたことが確認されて いる。

【００１６】 さらに、詳しく説明すると、本実施例と従来例ではスケールの形状、性質が異 なり、従来では、針状の形状でボイラのパイプ９や給水管10表面に固着・析出し 、次第に大きく成長していくので、スケールの付着が目視で確認できるようにな るのに対し、本実施例では、析出自体し難いが、たとえ析出したとしても、粒状 の形状でパイプ９等の表面に表れるものの、すぐに水中に飛散し、パイプ中の水 中を浮遊し、かつ、大きく成長することがないので、スケールの固着が確認でき ず、湯収容部17に通され、蒸気と共に蒸気通路13から所望の場所に送られる。ま た、パイプ９内に残された場合でも、次回タンクに水を注入した時点で、再び水 中を浮遊することとなる。さらに、どうしてもパイプ部分に取り残されて掃除に よりスケールを取り除かなければならない場合でも、固着しているのではなく付 着しているので水洗いや手でこするだけで簡単に取り除くことができる。

【００１７】 また、表１に示すように、電極に加える電圧と周波数でこの効果が特に顕著に 表れるポイントがあり、効果に差異があることが確認されている。なお、表中、 二重丸の印は極めて良好、丸の印は良好、−印は効果がない場合を示している。

【００１８】

【表１】

【００１９】 本実施例は、以上のように構成されており、次にその動作について説明する。 本実施例でも、従来例と同様に、給水管10から水収容部８に水が供給され、その 水がパイプ９に供給され、パイプ９内の水はバーナ14により加熱されて蒸気とな って蒸気通路13から所望の場所に送られるが、本実施例では、給水管10内には電 極式水処理装置ユニット11が設けられており、このユニット11には電極１，２が 対向配置されており、制御装置６の矩形パルス発振回路５により極性反転電圧が 電極１，２に印加されるために、電極１と電極２の間には図３の（ａ）に示した ような矩形状のパルス電流が流れる。

【００２０】 そうすると、給水管10を通る水が活性化し、さらに、水中のプラスイオンとマ イナスイオンの偏在がなくなるために、スケールが成長し難くなり、スケールの 発生が抑制され、しかも、電極１と電極２との極性反転切り換えが瞬間的に行わ れるために、たとえ、スケールが発生したとしても、スケールが電極１，２の極 性反転切り換えの際に反転するときの慣性エネルギーにより、スケールの分子間 結合が切れて水中に溶けるようになるために、スケールの発生はほぼ完全に抑制 され、水に溶けた状態となり、パイプ９を通って加熱された後、蒸気供給部12で 水と共に蒸気となって蒸気通路13から所望の場所に送られるようになる。

【００２１】 本実施例によれば、上記動作により給水管10を通る水にスケールが発生するこ とが完全に抑制されるために、スケールが給水管10の内壁やパイプ９に付着する ことが防止され、スケールが給水管10に付着して水収容部８側に水が送られ難く なったり、スケールがパイプ９の内壁に付着することにより、バーナ14の熱がパ イプ９内の水に伝わり難くなって、加熱効率が低下したり、スケールの付着によ りパイプ９が詰まるといったような障害を防ぐことが可能となり、パイプ９のそ うじや交換といった面倒なメンテナンスを殆ど必要とせず、ボイラの寿命も長く なる。

【００２２】 また、上記のようにスケールの発生をほぼ完全に抑制することができるために 、給水管10に薬剤を投入する場合でも、その量を非常に少くすることが可能とな り、薬剤の補充や交換の頻度も少くすることができ、さらに、水が処理されて活 性化し、水に対する薬剤の溶解度も高くすることが可能とすることもできる。

【００２３】 そして、本実施例のボイラによれば、上記のようにバーナ14の加熱効率が高く 、燃費が高くなり、省エネルギー化も可能となり、パイプ９の目詰まりにより、 ボイラの寿命が短くなるといったことも解消されるために、使用者が快く使用す ることができる非常に優れたボイラとすることができる。

【００２４】 さらに、もし、仮に、電極１，２間に直流電流を流したとすると、直流電流が 流れることによる水の電気分解が起こって水素が発生したり、電気分解の際のメ ッキ作用により電極１，２の表面に析出物が付着したりすることが生じるが、本 実施例では、電極１，２間に極性反転電圧が印加されることで、電極１，２の表 面に析出物が付着して、電極としての機能が損なわれることもなく、また、電極 部分から電気分解によるガスが発生するということもない。

【００２５】 なお、本考案は、上記実施例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採 り得る。例えば、上記実施例では、矩形パルス発振回路５は、ボイラのバーナ燃 焼制御を行う制御装置６内に設け、商用電源を利用して動作を行うように構成し たが、矩形パルス発振回路５は、必ずしもバーナ燃焼制御を行う制御装置と同一 の制御装置６内に設けて商用電源を利用するとは限らず、バーナとは別の制御装 置基板に設け、ボイラに電池を設ける等して、その電池を利用して動作を行うよ うに構成してもよい。

【００２６】 また、上記実施例では、給水管10に電極式水処理装置ユニット11を設け、電極 １，２はこのユニット11内に設けたが、電極１，２は給水管10に直接設けて、そ の電極１，２を矩形パルス発振回路５と接続しても構わない。

【００２７】 さらに、上記実施例では、極性反転駆動手段として矩形パルス発振回路５を設 けて構成したが、極性反転駆動手段は、必ずしも矩形パルス発振回路５とすると は限らず、例えば、図３の（ｂ）に示すような正弦波形のパルス電流が電極１， ２間に流れるような極性反転駆動手段を設けても構わない。ただし、上記実施例 のように、矩形状のパルス電流が電極１，２間に流れるように構成した場合には 、電極１と電極２との極性反転切り換えが瞬間的に行われ、この切り換えの際に スケールが急激に反転し、その慣性エネルギーによりスケールの結合が切れて水 に溶け易くなり、析出しなくなることから、スケールの発生防止がより効果的と なるために、極性反転駆動手段として矩形パルス発振回路を設けることがより望 ましい。

【００２８】 さらに、本考案の電極式水処理装置付ボイラの構造等は上記実施例に限定され ることはなく、例えば、燃焼室15による加熱部をパイプ９とはせずに、図４に示 すようなタンクとし、加熱部で加熱された湯を蒸気にして所望の場所に供給する ボイラの給水管10に水活性化装置ユニット11を設けてもよく、水活性化装置ユニ ット11を設ける代わりに、電極１，２を直接給水管10に設けてもよく、その他、 様々なボイラに適用されるものである。

【００２９】 さらに、図４に示したような循環タイプのボイラにおいては、電極１，２又は 水活性化装置ユニット11は、必ずしも給水管10に設けるとは限らず、循環管路22 のいずれの場所に設けてもよい。

【００３０】 さらに、燃焼室で加熱された湯をそのまま、又は蒸気を循環させずに所望供給 するボイラにおいても、電極１，２又は水活性化装置ユニット11を、湯又は蒸気 の供給側に設けても構わない。

【００３１】

【考案の効果】

本考案によれば、給水通路に電極が対向配置され、この電極に極性反転電圧を 印加する極性反転駆動手段が設けられているために、極性反転駆動手段により給 水通路の電極に極性反転電圧を印加することにより、給水通路を通るの水を活性 化し、さらに、水中のイオン偏在をなくすことにより、スケールの成長を抑制す ることができるために、スケールが析出して、そのスケールが給水通路の内壁や 燃焼室により加熱部等に付着することを防ぐことが可能となり、スケールが給水 通路の内壁に付着して水が供給され難くなったり、加熱部にスケールが付着する ことにより、加熱部を通る水が燃焼室で加熱されるときに水の加熱効率が低下し て燃費が低下したりすることが防止され、加熱部のそうじ等の面倒なメンテナン スが殆ど必要なく、しかも、ボイラの寿命も長くすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る電極式水処理装置付ボイラの一実
施例を示す断面構成図である。

【図２】上記実施例の制御装置を示すブロック構成図で
ある。

【図３】電極に極性反転電圧を印加したときに電極間に
流れるパルス電流を示す説明図である。

【図４】本考案の電極式水処理装置付ボイラの他の実施
例を示す説明図である。

【図５】従来のボイラの一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１，２ 電極 ５ 矩形パルス発振回路 ９ パイプ 10 給水管 12 蒸気供給部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼室を備え、該燃焼室に通水する水を
   加熱し、この加熱された湯をそのまま又は蒸気にして供
   給するボイラにおいて、燃焼室による加熱部に導入され
   る水の給水通路に電極を対向配置し、この電極に極性反
   転電圧を印加する極性反転駆動手段を設けたことを特徴
   とする電極式水処理装置付ボイラ。