JPH1026408A - Fluid heating device - Google Patents

Fluid heating device

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Publication number
JPH1026408A
JPH1026408A JP18207596A JP18207596A JPH1026408A JP H1026408 A JPH1026408 A JP H1026408A JP 18207596 A JP18207596 A JP 18207596A JP 18207596 A JP18207596 A JP 18207596A JP H1026408 A JPH1026408 A JP H1026408A
Authority
JP
Japan
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fluid
tube
heated
dielectric
heating device
Prior art date
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Pending
Application number
JP18207596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenzo Sano
佐野  健三
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP18207596A priority Critical patent/JPH1026408A/en
Publication of JPH1026408A publication Critical patent/JPH1026408A/en
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  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造が容易であり、また、流体に対する熱の伝
達効率に優れているために、流体を瞬間的に高温に加熱
することができる。 【解決手段】内部を加熱すべき流体が通流するようにな
ったアルミナ製の管体11が、流体が流れる流路20内
に設けられている。管体11内には、流体が通流し得る
ように、誘電体である金属の切削屑によって構成された
流体通過層12が充填されている。管体11は、高周波
電流が印加される誘導コイル13の内部に配置されてお
り、誘導コイル13が管体11を取り囲んでいる。誘導
コイル13に高周波電流が印加されると、電磁誘導加熱
によって、誘電体製の流体通過層12が加熱され、流体
通過層12内を流体が通過する間に、流体が高温に加熱
される。
(57) Abstract: A fluid can be instantaneously heated to a high temperature because it is easy to manufacture and has excellent heat transfer efficiency to the fluid. An alumina tube (11) through which a fluid to be heated flows is provided in a flow path (20) through which the fluid flows. The tube 11 is filled with a fluid passage layer 12 made of metal cutting waste that is a dielectric so that a fluid can flow therethrough. The tube 11 is disposed inside an induction coil 13 to which a high-frequency current is applied, and the induction coil 13 surrounds the tube 11. When a high-frequency current is applied to the induction coil 13, the dielectric fluid passage layer 12 is heated by electromagnetic induction heating, and the fluid is heated to a high temperature while the fluid passes through the fluid passage layer 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水、薬品、食品等
の流動性を有する物体を瞬間的に効率よく加熱すること
ができる流体加熱装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid heating device capable of instantaneously and efficiently heating a fluid object such as water, medicine, food and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波誘導加熱によって水等を加熱する
装置が各種提案されている。例えば、特開平5−272
807号公報には、高周波電磁誘導コイルによって構成
された加熱手段によって、熱交換器を加熱して、熱交換
器によって、流体が循環する管体を加熱する電気温水器
が開示されている。
2. Description of the Related Art Various devices for heating water or the like by high-frequency induction heating have been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-272
No. 807 discloses an electric water heater in which a heat exchanger is heated by a heating means constituted by a high-frequency electromagnetic induction coil, and the heat exchanger heats a pipe through which a fluid circulates.

【0003】このような電気温水器では、高周波電磁誘
導コイルによって管体を加熱し、加熱された管体によっ
て、管体の内部の水を加熱するようになっている。従っ
て、管体内を通流する水を、瞬間的に全体にわたって高
温に加熱することができず、加熱される管体内に水を止
めた状態で加熱しなければならない。その結果、水を高
温に加熱するためには、長時間を要するという問題があ
る。
[0003] In such an electric water heater, a tube is heated by a high-frequency electromagnetic induction coil, and water inside the tube is heated by the heated tube. Therefore, the water flowing through the pipe cannot be instantaneously heated to a high temperature over the entirety, and the water must be heated while the water is stopped in the heated pipe. As a result, there is a problem that it takes a long time to heat water to a high temperature.

【0004】特開昭59−170641号公報には、流
体通路を構成する管体内に誘導体からなる熱交換器を設
けて、その周囲の管体の壁面内に加熱コイルを埋設した
流体加熱装置が開示されている。このような構成の流体
加熱装置では、誘電体によって構成された熱交換器が、
加熱コイルによって加熱された状態で、管体内に流体が
通流されと、流体は、誘電体製の熱交換器と接触するこ
とによって、瞬間的に加熱される。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-170641 discloses a fluid heating device in which a heat exchanger made of a derivative is provided in a tube constituting a fluid passage, and a heating coil is embedded in a wall surface of the surrounding tube. It has been disclosed. In the fluid heating device having such a configuration, the heat exchanger configured by the dielectric is
When a fluid flows through the tube while being heated by the heating coil, the fluid is instantaneously heated by coming into contact with a dielectric heat exchanger.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような流
体加熱装置では、管体の内部に配置される誘電体製の熱
交換器を取り囲むように、加熱コイルが管体の壁面内に
埋設されているために、加熱コイルの配置が容易ではな
いという問題がある。また、誘電体製の熱交換器は、断
面星形に一体成形されており、その周囲を流体が通流す
るようになっているために、流体との接触面積が小さ
く、熱交換器から流体への熱の伝達効率が悪く、従っ
て、通流する流体を全体にわたって効率よく瞬間的に加
熱することができないという問題もある。さらに、一体
型の熱交換器を複数本の吊脚によって管体内に支持する
構成になっており、熱交換器を管体内に配置することも
容易ではない。
However, in such a fluid heating device, the heating coil is embedded in the wall of the tube so as to surround the dielectric heat exchanger disposed inside the tube. Therefore, there is a problem that the arrangement of the heating coil is not easy. In addition, the dielectric heat exchanger is integrally formed in a star-shaped cross section, and the fluid flows around it, so that the contact area with the fluid is small. Therefore, there is also a problem that the efficiency of heat transfer to the fluid is low, and thus the flowing fluid cannot be efficiently and instantaneously heated over the entirety. Furthermore, since the integrated heat exchanger is supported in the pipe by a plurality of suspension legs, it is not easy to arrange the heat exchanger in the pipe.

【0006】また、シーズヒーターのように、加熱体の
表面積が小さい場合には、短時間に大電力を供給しても
突沸が生じるために、電気エネルギーを効率的に被加熱
流体に伝達することができないという問題もある。
When the surface area of the heating element is small, such as a sheathed heater, bumping occurs even when a large amount of electric power is supplied in a short time. Therefore, electric energy is efficiently transmitted to the fluid to be heated. There is also a problem that can not be.

【0007】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、製造が容易であり、また、流体に
対する熱の伝達効率に優れているために、流体を瞬間的
に加熱することができる流体加熱装置を提供することに
ある。
The present invention solves such a problem, and its object is to heat the fluid instantaneously because it is easy to manufacture and has excellent heat transfer efficiency to the fluid. It is an object of the present invention to provide a fluid heating device that can perform the heating.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の加熱装置は、加
熱される流体が通流するように配置された非誘電体製の
管体と、前記管体内に流入した流体が通過し得るよう
に、誘電体によって流体通過可能に構成されてこの管体
内に充填された流体通過層と、前記管体を取り囲むよう
に配置されており、高周波電流が印加されることによ
り、電磁誘導によって前記流体通過層を加熱する誘導コ
イルと、を具備することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A heating device according to the present invention comprises a non-dielectric tube arranged so that a fluid to be heated flows therethrough, and a fluid flowing into the tube can pass therethrough. A fluid passage layer that is configured to allow fluid to pass through the dielectric and is filled in the tube, and is disposed so as to surround the tube.When a high-frequency current is applied, the fluid is induced by electromagnetic induction. And an induction coil for heating the passage layer.

【0009】前記流体通過層は、金属屑によって、ある
いは、活性炭によって構成されている。
[0009] The fluid passage layer is made of metal waste or activated carbon.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0011】図1は、本発明の流体加熱装置の実施の形
態の一例を示す要部の断面図である。この流体加熱装置
は、加熱される流体が通流する流路20内に配置された
管体11と、この管体11内に充填された流体通過層1
2と、管体11を取り囲むように配置された誘導コイル
13とを有している。
FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an example of an embodiment of a fluid heating device of the present invention. The fluid heating device includes a pipe 11 disposed in a flow path 20 through which a fluid to be heated flows, and a fluid passage layer 1 filled in the pipe 11.
2 and an induction coil 13 arranged to surround the tube 11.

【0012】管体11は、流路20を構成する一対の通
流管21間に配置されており、例えば、非誘電体である
アルミナによって、内径17mm、外径22mm、長さ
150mmの直管状に構成されている。管体11の各端
部には、受口部11aがそれぞれ設けられており、各受
口部11aに、各通流管21の各端部がそれぞれ嵌入さ
れて接続されている。
The pipe body 11 is disposed between a pair of flow pipes 21 constituting the flow path 20, and is made of, for example, a non-dielectric alumina straight tube having an inner diameter of 17 mm, an outer diameter of 22 mm, and a length of 150 mm. Is configured. Each end of the pipe 11 is provided with a receiving port 11a, and each end of each flow pipe 21 is fitted and connected to each receiving port 11a.

【0013】管体11としては、非誘電体によって構成
されていればよく、アルミナに限らず、セラミック等に
よって構成してもよい。
The tube 11 may be made of a non-dielectric material, and is not limited to alumina, and may be made of ceramic or the like.

【0014】管体11内に配置される流体通過層12
は、誘電体によって、加熱すべき流体が通過し得るよう
に構成されて、管体11内に充填されている。流体通過
層12は、例えば、ステンレスの切削屑を、流体が通過
し得る程度に固めて管体11内に充填して構成されてい
る。流体通過層12としては、流路20内の流体の通流
が阻害されないようになっており、しかも、誘電体と管
体11内を通流する流体との接触面積が大きくなるよう
に、誘電体の表面積が大きくなっている必要があり、前
述したようにステンレス等の金属の切削屑を固めたもの
以外に、多孔質の活性炭を層状に成形して管体11内に
充填して構成してもよい。
A fluid passage layer 12 arranged in a tube 11
Is filled with the dielectric material so that the fluid to be heated can pass therethrough, and is filled in the tube 11. The fluid passage layer 12 is formed by solidifying, for example, stainless cuttings to such an extent that a fluid can pass through and filling the inside of the tube 11. The fluid passage layer 12 is designed so that the flow of the fluid in the flow path 20 is not hindered, and the dielectric layer is formed so that the contact area between the dielectric and the fluid flowing in the tube 11 is increased. It is necessary that the surface area of the body is large, and in addition to solidified metal chips such as stainless steel as described above, porous activated carbon is formed into a layer and filled in the tube 11 to form a structure. You may.

【0015】誘導コイル13は、例えば、内径4mm、
外径6mmの銅管を、内径30mmのコイル状になるよ
うに7回にわたって巻回して構成されている。
The induction coil 13 has, for example, an inner diameter of 4 mm,
A copper tube having an outer diameter of 6 mm is wound seven times so as to form a coil having an inner diameter of 30 mm.

【0016】誘導コイル13は、図2に示す高周波発振
部によって、高周波電流が印加されるようになってい
る。誘電コイル13は、共振コンデンサー16と直列接
続されて、トランス結合回路17の二次回路を構成して
いる。トランス結合回路17の二次回路には、カレント
トランス14が設けられている。
A high frequency current is applied to the induction coil 13 by a high frequency oscillating unit shown in FIG. The dielectric coil 13 is connected in series with the resonance capacitor 16 to form a secondary circuit of the transformer coupling circuit 17. A current transformer 14 is provided in a secondary circuit of the transformer coupling circuit 17.

【0017】トランス結合回路17の一次回路には、フ
ルブリッジ形の半導体スイチッング素子18を有するイ
ンバータ19が設けられており、トランス結合回路17
には、例えば、交流電流が増幅されて入力されるように
なっている。トランス結合回路17の二次回路に設けら
れたカレントトランス14、および、トランス結合回路
17の一次回路に設けられたインバータ19は、電力制
御回路15によって、制御されるようになっている。
The primary circuit of the transformer coupling circuit 17 is provided with an inverter 19 having a full-bridge type semiconductor switching element 18.
, For example, an alternating current is amplified and input. The current transformer 14 provided in the secondary circuit of the transformer coupling circuit 17 and the inverter 19 provided in the primary circuit of the transformer coupling circuit 17 are controlled by the power control circuit 15.

【0018】この高周波発生部は、50または60Hz
の200Vの交流25Aを400KHzの高周波に変換
して、誘導コイル13に印加し得るようになっている。
This high-frequency generating section has a frequency of 50 or 60 Hz.
Is converted to a high frequency of 400 KHz and applied to the induction coil 13.

【0019】このような構成の流体加熱装置は、高周波
発振部の共振回路によって、誘導コイル13に高周波交
流電流が印加されると、電磁誘導作用によって、管体1
1内に充填された流体通過層12を構成する誘電体に渦
電流が発生し、ジュール熱によって流体通過層12が加
熱される。このような状態で、流路20内に水等の加熱
すべき流体が流されると、この流体は、流体通過層12
を通過する際に、流体通過層12を構成する誘電体に接
触して加熱される。
In the fluid heating device having such a configuration, when a high-frequency AC current is applied to the induction coil 13 by the resonance circuit of the high-frequency oscillation unit, the tubular body 1 is actuated by electromagnetic induction.
An eddy current is generated in the dielectric material constituting the fluid passage layer 12 filled in 1, and the fluid passage layer 12 is heated by Joule heat. In such a state, when a fluid to be heated, such as water, is flown into the flow path 20, the fluid flows into the fluid passage layer 12.
Is heated while contacting the dielectric material constituting the fluid passage layer 12.

【0020】通常、5kWの電気エネルギーは、約12
00cal/sの熱エネルギーに変換されるために、加
熱すべき流体として、水を、3.6L/分の流量で流す
と、1秒当たり、20℃程度、温度が上昇される。従っ
て、本発明の加熱装置では、水を瞬間的に加熱する給湯
器に好適に使用することができる。
Typically, 5 kW of electrical energy is about 12
When water is flowed at a flow rate of 3.6 L / min as a fluid to be heated to be converted into thermal energy of 00 cal / s, the temperature is increased by about 20 ° C. per second. Therefore, the heating device of the present invention can be suitably used for a water heater that heats water instantaneously.

【0021】なお、本発明の流体加熱装置は、給湯器の
ように、加熱すべき流体として水を使用する構成に限ら
ず、薬品、食品等の流体の加熱にも好適に使用すること
ができる。
The fluid heating apparatus of the present invention is not limited to a configuration in which water is used as a fluid to be heated, such as a water heater, but can be suitably used for heating fluids such as chemicals and foods. .

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明の流体加熱装置は、このように、
誘電体によって構成された流体通過層が管体内に充填さ
れており、その管体が誘導コイル内に配置されているた
めに、流体通過層を管体内に容易に配置することがで
き、容易に製造することができる。しかも、流体通過層
は、管体内を通流する流体との接触面積が大きく、誘導
コイルによって加熱される流体通過層によって、流体全
体を瞬間的に高温に加熱することができ、加熱効率は著
しく向上する。
As described above, the fluid heating device according to the present invention has the following features.
Since the fluid passage layer constituted by the dielectric is filled in the tube, and the tube is arranged in the induction coil, the fluid passage layer can be easily arranged in the tube and can be easily arranged. Can be manufactured. Moreover, the fluid passage layer has a large contact area with the fluid flowing through the pipe body, and the entire fluid can be instantaneously heated to a high temperature by the fluid passage layer heated by the induction coil. improves.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の流体加熱装置の実施の形態の一例を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of a fluid heating device according to the present invention.

【図2】その流体加熱装置の誘導コイルの高周波発振部
の一例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a high-frequency oscillator of an induction coil of the fluid heating device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 管体 12 流体通過層 13 誘導コイル 14 カレントトランス 15 電力制御回路 16 共振コンデンサー 17 トランス結合回路 19 インバータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Tube 12 Fluid passage layer 13 Induction coil 14 Current transformer 15 Power control circuit 16 Resonant capacitor 17 Transformer coupling circuit 19 Inverter

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加熱される流体が通流するように配置さ
れた非誘電体製の管体と、 前記管体内に流入した流体が通過し得るように、誘電体
によって流体通過可能に構成されてこの管体内に充填さ
れた流体通過層と、 前記管体を取り囲むように配置されており、高周波電流
が印加されることにより、電磁誘導によって前記流体通
過層を加熱する誘導コイルと、 を具備することを特徴とする流体加熱装置。
1. A non-dielectric tube arranged so as to allow a fluid to be heated to flow therethrough, and a dielectric made of a dielectric so that the fluid flowing into the tube can pass therethrough. A fluid-passing layer filled in the lever body, and an induction coil arranged to surround the tube and heating the fluid-passing layer by electromagnetic induction when a high-frequency current is applied. A fluid heating device.
【請求項2】 前記流体通過層が、金属屑によって構成
されている請求項1に記載の流体加熱装置。
2. The fluid heating device according to claim 1, wherein the fluid passage layer is made of metal chips.
【請求項3】 前記流体通過層が、活性炭によって構成
されている請求項1に記載の流体加熱装置。
3. The fluid heating device according to claim 1, wherein the fluid passage layer is made of activated carbon.
JP18207596A 1996-07-11 1996-07-11 Fluid heating device Pending JPH1026408A (en)

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JP18207596A JPH1026408A (en) 1996-07-11 1996-07-11 Fluid heating device

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JP18207596A JPH1026408A (en) 1996-07-11 1996-07-11 Fluid heating device

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JP18207596A Pending JPH1026408A (en) 1996-07-11 1996-07-11 Fluid heating device

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