JPS5811344A - 省絶縁フランジ流体加熱管装置 - Google Patents

省絶縁フランジ流体加熱管装置

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JPS5811344A
JPS5811344A JP10897681A JP10897681A JPS5811344A JP S5811344 A JPS5811344 A JP S5811344A JP 10897681 A JP10897681 A JP 10897681A JP 10897681 A JP10897681 A JP 10897681A JP S5811344 A JPS5811344 A JP S5811344A
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Masao Ando
安藤 政夫
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/101Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using electric energy supply

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  • Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管路に直接通電発熱させ、管内を通る流体を加
熱、保温する場合、この管路に通常必要な、管路出入口
における絶縁7ランジを省略できる流体加熱管路に関す
る。
管路に直接通電して管内を通る流体を加熱保温する場合
の1例として燃料重油、或いは一部の原油のように常温
では高粘度か固体に近いものをパイプライン輌送する場
合、これらを加熱昇温して低粘匿の液体とするのが通常
であるが、なおパイプラインそのものを直接通電発熱保
温させることがある。
このような場合、パイプラインの両端のうち少なくとも
一端は絶縁7ランジが必要となるし、パイプラインその
ものは勿論大地から絶縁しなければならない。
さらに例えば電気加熱反応器に関する特開昭66−88
182号公報に見られるように、反応器^に装備された
負荷管路となる内外発熱管(該公報第1図の1.2)は
、直接反応物質と接触し、かつ反応物質が電導性でも、
発熱管よりの漏電を防止するような構造とすることが可
能であるが、反応器内へ反応流体を導く導管の絶縁7ラ
ンジ(第1図の18)を省略するととは不可能である。
上に述べた絶縁フランジは管内を通る流体が電気的絶縁
性をもつときは問題ないが、電導性であるときは有効で
なく、たとえ絶縁性があっても、経年によって流体に含
まれる不純物のために7ランジの絶縁破壊を招くことが
多い。
本発明の目的はこのような場合の絶縁7ランジを全く不
要にするのは勿論、電導性流体、例えば温度100℃以
上の液体ナトリウムのような金属性液体良導体の管路で
も、直接通電にょつて加熱保温できるようにすることで
ある。
本発明は、前記絶縁7ランジの両側の電圧差、すなわち
絶縁7ランジにかかる電圧に相当する電圧を、加熱、保
温しようとする流体を通す管路を変圧器の2次巻線とし
、この2次巻線の両端の電圧とtlは等しくすることを
要旨とするものであシ、付随的に、所望により前記2次
巻線の他に前記変圧器に8次巻線を設け、この8次巻線
と前記2次巻線を並列に結線し、管路である2次管線に
流れる電流の一部又は全部を、前記8次巻線に分担させ
る、かまた社前記変圧器に加えられる交流電源と同じ周
波数の別電源を、前記2次巻線と並列に接続するか、も
しくはさらに前記8次巻線をも並列に接続して、8次巻
線の分担電流の全部又は一部を分担させる、等によって
前記絶縁7ランジを省略できるようにしたものである。
これらを図面によって説明しよう。第1図は前記した特
開昭66−88182号に示すものと同じで、第2図は
第1図の一部である負荷管−路となる内外管1.2より
なる発熱管の省略図であるが、これを常温で高粘度化又
は固化する流体のパイプライン即ち負荷管路の省略図と
考えてもよい。第8.4図は第2図に示した負荷管路の
変形である。第1〜4図までの番号は共通である。
まず第1図においてlは反応原料8の供給流路となる内
管、2は外管、8は前記内外管を電気的に絶縁するため
の空隙又は絶縁体で4は交流電源である。
反応器7内に挿入された内外管1.2は反応器7の外部
で電源4に接続され、反応器内端は5で気密かつ電気的
に接続し、電源4に対して負荷発熱H路を形成するよう
になっている。
内外管l、2、電源4との相互関係の詳細は前記時・開
昭66−88182号に−るが、その内容は例えば外管
2の肉厚t2が、交流電流の表皮の深さS、に対しts
 >> 82であれば、たとえ反応器7が鋼材であシ、
反応器内容物9が電導性物質であっても漏電の危険はな
く、反応器の内圧が高温高圧でも、絶縁部分8ti高温
に祉耐える必要がわっても 高圧力に耐える必要はない
という趣旨であつ九     −″ 然し、内管1を通って反応器内に導入される反応原料流
体8は水素ガス等のような電導性を全く持たないもので
も絶l1k7ランジ18Fi反応容器全体が絶縁物で構
成されない限り、必要であり、この部分の温度は反応器
内7はどは高くないにしても、高圧力には耐えなけ五ホ
ならない。まして反応原料8が電導性不純物を少しでも
含有すれば絶縁7ランジ18の絶縁性能は経年的に低下
する。
本発明は絶縁7ランジ18におけるこのような問題と、
反応原料8に設けられる制限を全く無くするために行な
われた。
第6図は本発明を第1図の反応装置に適用したもので番
号1−12は第1ないしは4−と同じ意味をもつ。
第5図において18’は変圧器であって、本質的に電源
4に接続される1次巻線14”と、負荷必要な電圧を供
給する2次巻線とよ夕なシ、第1図絶縁72ンジ18に
相当する機能をもたせるためのものであって、本発明で
は絶縁変圧器と呼び、さらに2次巻線lbは一力用変圧
器と相違して、反応原料8がその内部を通過する管によ
って構成される。21は鉄芯である。
そして2次巻!115の2つの端子となる管端6一方は
内管lと、他方は反応原料流体80入口18と気密かつ
電気的に接続され、さらに入口18は外管2と、導体1
9で接続して2次回路を珍成し、発熱は主として内外管
1.2を通る電流6によって行われるが、2次巻線16
が反応llX1i+8のもつ温度、圧力、腐蝕性から、
銅管のような良電導性をもたない材質よ〕なるとき社、
この部分でも発熱があると考えねばならない。
以上のように構成することによって、第1図゛で必要て
あった絶縁7ランジ18は省略できたので、被加熱流体
である反応原料8が高温高圧かつ液体金属のような良電
導物質でも、さらには腐蝕性をもつものでも加熱するこ
とが可能になり九。
しかし内外管1.2それぞれの発熱量Wt、 Wtおよ
び2次巻線16内の発熱Wt等の割合を自由に決定でき
るためには、内外管1.2.2次巻線16の材質、直径
、肉厚のような寸法をそれぞれ異るものとしただけでは
十分でないかも知れない。
本発明においてはさらにこのよりなWt−Wt、Wtの
比を任意に選びうるようにする手段の一つとして、・絶
縁変圧器18’に゛88次巻線16設け、8次巻線16
と2次巻線15を並列に接続し、負荷回路電流6の一部
又は大部分を8次巻線に分担させることもできる。なお
第5図における8次巻1i!16は簡略な図示法に従っ
ているのであって、通常は外鉄型又り内鉄聾といわれる
形態をとる。                1すな
わちいまex、i雪+ 13+ 6Me 11+ zs
をそれぞれ2次巻線、8次巻線の無負荷電圧、分担電流
、内部インピーダンスとし、それぞれベクトル量とする
と電流6をiとして I■l意+1j(1) 幻−12θm @s−1szs       (2)が
成立するが、仮に67”1!13とするとIs   Z
s であるから、1次巻線の分担する電流i3をi!に対し
て大きくするためには、zs をできるだけ小さくすれ
ばよいことになる。
そうするといま内外管1.2に流れる電流6を一定とす
れば12は小さくなる。このようにして2次巻[15中
の発熱Wiをいくらでも小さくできる。
絶縁変圧器1g’の8次巻&116が、変圧器゛18′
の設計上あるい社経済上の理由から、余り大色くできな
いか、全く設けられない場合は、電源4と同一周波数の
別電源17を2次巻線16に並列に結線して前記の目的
を果たすことも可能である。第6図では、8次巻[16
及び     ゛別電源17を2次巻線15に並列に結
線してあ1.’d   ″、〕 るが、門記したように、種々な結線が可能であるO さて以上の説明から篤1図における絶縁フランジ1Ba
本発明の1例第5図で社負荷管路の何れの部分で屯全く
不要になったが、第5図に示すように金属製反応器7、
反応原料80入口18等は一括して接地20を行うのが
安全のための通常手段であり、2次巻線lbの巻線相互
は耐熱絶縁物で絶縁されねばならぬが、耐圧性を要求さ
れない耐熱絶縁物は現在では有機絶縁物でも400℃に
耐えるものがあり無機質のものでは1000℃も不可能
ではない。
以上は電気加熱反応装置へ本発明を適用し九場合を説明
したが、加熱保温を要する電導性物質のパイプライン(
管路)輸送にも適用できることは勿論である。
すなわち第5図において、反応器7はないもの、従って
9.10.41等は考慮外とし、内外管1.21!、こ
の場合は例えは液体す) IJクム金属8を輸送する高
温パイプラインであるとする。
内外管1.2は往復回路を形成するが、内管lは液体ナ
トリウム金属を外管2とともに加熱保温し、かつ外管2
の肉厚t2を〜それに流れる交流電流60表皮の深さS
2より大きく、数倍以上としておけば、この負荷管路(
パイプライン)は、外管2の何れの外!!面で接地して
も漏電する危険はない。すなわち外管2は表皮電流発熱
管(電気学会1978年発行、電気工学ハンドブック1
678頁参照)と同一で、電流6は外管2の内表皮部分
のみを流れるから、外管2からの漏電或いは、人体動物
への危険はなくなると同時に、液体ナトリウム金属8を
入口側18から遠方の出口115へ(或いはその逆)絶
縁7ランジは勿論、外管2も大地からの絶縁の必要をな
くして、輸送可能となった。
もつともこのような場合には外管2の外部には保温層を
設けるのが通常である。
また外管20代DK電線を電流6の帰線として用いると
きは、この電ash管路の両端18゜5を接続しなけれ
ばならず・絶縁体8は省略することはできないことは勿
論である さらに又被加熱流体8が液体ナトリウム金属、融解鉛の
ような液体金属であるときは2次巻線15、内管lを良
導体金属でなく、セラミックのような耐熱絶縁管で構成
させることも可能で、この場合は前記液体金属自体が電
流6の導体となシ、絶縁体8は省略も可能であるが、被
加熱流体8の入口1118及び出口側5において導体2
及び19に相当するもので導電性被加熱流体8を電気的
に接続することが必要であり、8次善H16、さらには
外部電源17の並列電源をもつときはこれらの諸端子を
しかるべき点で被加熱流体8と電気的に接続することが
必要なことに勿論である。
念のために付言すると被加熱流体8が金属献体であシ、
かつ2次巻@15、内管1等が金属であるときに、電流
6#−i被加熱流体8と、管壁に分流して流れ発熱する
可能性を設計上忘れてはならない。
以上説明したように本発明によって絶縁性流体は勿論、
電導性液体金属の場合でも流路の何れの部分にも絶縁フ
ランジを必要とせず加熱保温或いは管路輸送することが
可能になり、本発明は産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電気加熱反応装置の縦断面略図、第2〜
4図は本発明の負荷管路の各種形状を示す平面略図、銅
5図は本発明を第1図の電気加熱反応装置に適用する場
合の断面略図である。これらの図において数字は次のも
のを表わす。 l:内管発熱管、2:外管発熱管、8:電気絶縁体又は
絶縁のための空隙、4:交流電源、5:内外管の気密な
電気的接続、6:内外管を流れる電流、7:反応器、8
:被加熱反応原料物質(流体)、9:反応器内容物、1
G、11゜12!反応器への原料物質の供給口又は反応
生成物の抜出し口、18:絶縁フランジ、1g’二絶縁
変圧器、14 : 1B’の1次巻線、16=管によっ
て構成される18′の2次巻線、16:18′の8次巻
線、17:電源4と同一周波数の別電源、18:反応物
質8の入(又は出)口、19:外管2と18の接続、2
o:反応器7の外部及び18ftI+の接地、21:鉄
芯。 以上 特許出願人  チッソエンジニアリング株式会社 牛l循 キ 5  図 ト12

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)外部交流電源に接続される1次巻線と、負荷側に
    おいて加熱される流体を通す管路で構成された2次巻線
    とよシなる絶縁変圧器、前記2次巻線の2つの管端のう
    ち、前記流体の出口(又は入口)側管端に接続された該
    流体を通す負荷管路及びこの負荷管路の他方端と前記2
    次巻線と々る管路の流体入口(又は出口)側管端とを電
    気的に接続する手段から構成された、2次巻線、負荷管
    路尋の流体の流路の何れの部分にも絶縁7ランジを必要
    としない層絶縁7ランジ流体加熱管装置。
  2. (2)  前記外部電源に接続される1次巻線と、負荷
    側において加熱される流体を通す管路で構成され九2次
    巻線とよシなる前記絶縁変圧器において、さらに8次巻
    線が前記2次巻線と並列に接続されていることを特徴と
    する第(1)項記載の流体加熱管装置。
  3. (3)前記外部電源に接続される1次巻紐と、負荷側に
    おいて加熱される流体を通す管路で構成された2次巻線
    とよシなる前記絶縁変圧器において、前記外部電源と同
    一周波数の別電源がこの2次巻締と並列に接続されてい
    ることを特徴とする第(1)項記載の流体加熱管装置。
  4. (4)  前記外部電源に接続される1次巻線と、負荷
    側において加熱される流体を通す管路で構成された2次
    巻線とよシなる前記絶縁変圧器において、さらに8次巻
    線と前記外部電源と同一周波数の別電源とがいずれも前
    記2次巻線と並列に接続されたことを特徴とする第(1
    )項記載の流体加熱管装置。
  5. (5)負荷管路が内外2重管よりなシ、内管には被加熱
    流体を通し、外管はこれに流れる交流電流の表皮の深さ
    よシ、大きい肉厚をもち、内外管線、電源とは反対側に
    おいて電気的に接続され、他の部分においては相互に絶
    縁されていることを特徴とする第(1)ないしく4)項
    記載の流体加熱管装置。
  6. (6)  耐熱絶縁物で作られた管内を流れる液体金属
    が前記絶縁変圧器の2次巻線となるよう構成するととも
    に負荷管路内を流れる゛前記液体金属自体も加熱電流路
    となるようにしたことを特徴とする第(1)ないしく5
    )項記載の流体加熱管装置。
JP10897681A 1981-07-13 1981-07-13 省絶縁フランジ流体加熱管装置 Granted JPS5811344A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62105389A (ja) * 1985-10-31 1987-05-15 東洋電機工業株式会社 液体連続加熱装置
JP2015007528A (ja) * 2013-05-30 2015-01-15 トクデン株式会社 流体加熱装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62105389A (ja) * 1985-10-31 1987-05-15 東洋電機工業株式会社 液体連続加熱装置
JP2015007528A (ja) * 2013-05-30 2015-01-15 トクデン株式会社 流体加熱装置

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