JPH1026408A - 流体加熱装置 - Google Patents
流体加熱装置Info
- 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
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- Japan
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- fluid
- tube
- heated
- dielectric
- heating device
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
いは、活性炭によって構成されている。
【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。
面に基づいて詳細に説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
す断面図である。
【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。
の一例を示す回路図である。
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
Claims (3)
- 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18207596A JPH1026408A (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 流体加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18207596A JPH1026408A (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 流体加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026408A true JPH1026408A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16111918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18207596A Pending JPH1026408A (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 流体加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1026408A (ja) |
-
1996
- 1996-07-11 JP JP18207596A patent/JPH1026408A/ja active Pending
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