JP2004214039A - 流体加熱ヒータ - Google Patents
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- F24H1/10—Continuous-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
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Abstract
【目的】加熱性能に優れ、電気制御が容易で環境にも優しい電磁誘導加熱による流体加熱ヒータを提供する。
【構成】管１の内側に電磁誘導加熱の発熱体２を挿入し、その外側にコイル３を巻回して巻始めと巻終りを高周波交流電源４に接続する。また、管１の両端に配管接合部５を設けて流体の循環経路に連結する。発熱体２は、円筒の側面を長さ方向に沿ってジグザグに折り曲げ、軸心に向けて多数のひだ状突起ａを突設する。このとき、ひだ状突起ａの側面とコイル３から発生する磁力線が交差するように円筒の長さ方向に対してひだ状突起ａを斜めに形成する。
【選択図】 図１
【構成】管１の内側に電磁誘導加熱の発熱体２を挿入し、その外側にコイル３を巻回して巻始めと巻終りを高周波交流電源４に接続する。また、管１の両端に配管接合部５を設けて流体の循環経路に連結する。発熱体２は、円筒の側面を長さ方向に沿ってジグザグに折り曲げ、軸心に向けて多数のひだ状突起ａを突設する。このとき、ひだ状突起ａの側面とコイル３から発生する磁力線が交差するように円筒の長さ方向に対してひだ状突起ａを斜めに形成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水や蒸気などの流体の循環経路に設置して流体を加熱する流体加熱ヒータに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
流体の循環経路にヒータを設置して流体を加熱する場合、ニクロム線や半導体セラミックスなどの発熱体を直接流体に接触させて加熱すると、熱効率はよくなるが、配線が困難で、接触面積も小さいため熱伝導効率が悪く、加熱ムラが発生しやすい。
そのため、熱交換器に外部より過熱蒸気などの熱媒体を供給し、その熱で流体を加熱するのが一般的であった。
ところが、熱交換器は電気制御が難しく、昇温スピードも遅いため、急速加熱などの温度制御に難があった。
また、ボイラーの輻射熱や燃焼ガスが回りの環境に悪影響を与え、作業環境が悪化するという問題があった。
【０００３】
この点、電磁誘導加熱は、非接触で発熱体を加熱するので配線が不要で、発熱体を大きくすることにより接触面積を拡張できるので、流体を均一に加熱できるようになる。
また、電気制御による温度管理が容易で、昇温スピードも速く、輻射熱や燃焼ガスが出ないので環境に与える影響も少ない。
【０００４】
この電磁誘導加熱を利用して流体を加熱する場合、流体の流れに沿ってコイルを巻くのが効率的であるが、この場合発熱面をコイルから発生する磁力線の方向に対して直交させる必要がある。
このため、流体の流れに対向して発熱体を設置しなければならず、流体の流れを阻害することになる。
これに対し、流体の流れに沿って平行に発熱体を設置すると、発熱面と磁力線の方向が一致し、うず電流が発生しないので発熱体が発熱しなくなる。
【０００５】
そこで本発明は、流体の流れを阻害せずに発熱が可能な発熱体を実現することにより、加熱性能に優れ、電気制御が容易で環境にも優しい電磁誘導加熱による流体加熱ヒータを提供することを目的になされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下のように構成した。
【０００７】
すなわち、本発明の流体加熱ヒータは、流体を通す管の内側に発熱体を挿入し、この管の外側には高周波電流を流すコイルを巻回する一方、前記発熱体を、管の軸心より半径方向に位置し、かつ流体の流れに沿って連続する帯状板で構成し、さらにこの帯状板をコイルから発生する磁力線の方向に対して傾斜させることにより上記目的が達成される。
【０００８】
また、好ましくは、前記帯状板を円筒の側面を長さ方向に沿ってジグザグに折り曲げて形成したひだ状突起とする。
【０００９】
また、好ましくは、前記ひだ状突起の軸心からの距離を交互に遠近させる。
【００１０】
また、好ましくは、前記帯状板を管の軸心を中心に旋回する螺旋板とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１に、本発明を実施した流体加熱ヒータの一部を切り欠いた側面図を示す。
流体加熱ヒータは、管１の内側に電磁誘導加熱の発熱体２を挿入し、その外側にコイル３を巻回して巻始めと巻終りを高周波交流電源４に接続する。
また、管１の両端に配管接合部５を設けて流体の循環経路に連結する。
【００１３】
図２に、本発明を実施した発熱体の横断面図を示す。
発熱体２は、円筒の側面を長さ方向に沿ってジグザグに折り曲げ、軸心に向けて多数のひだ状突起ａを突設する。
このとき、ひだ状突起ａの側面とコイル３から発生する磁力線が交差するように円筒の長さ方向に対してひだ状突起ａを斜めに形成する。
図では、ひだ状突起ａの稜線の高さを同じにしているが、図３に示すように、稜線の高さを交互に異ならせ、一方の稜線を他方より高くしてより軸心に近づけてもよい。
これにより、軸心部に生じていた大きな空間を埋めて流体の流れを均一化し、加熱ムラを小さくできる。
断面の一部に大きな空間があると、流れやすい部分と流れにくい部分ができ、流体の流れが流れやすい部分に集中して均一に流れなくなる。
このため、中の流体を一様に加熱できなくなる。
【００１４】
発熱体２の材料は、電気抵抗が大きく、うず電流が流れると容易に熱に変わる例えばＳＵＳ３０４（ステンレス）などの鉄系統磁性体が好適である。
【００１５】
発熱体２は、図４に示すように、管１の軸心を螺旋状に旋回するスクリュー式の帯状板で形成してもよい。
これにより、図２〜３に示す発熱体２と同様、中空の軸心を有し、かつ流体の流れに沿って連続し、コイルから発生する磁力線の方向に対して傾斜する帯状板を形成することができる。
【００１６】
本発明を実施した流体加熱ヒータは以上のような構成で、管１の両端に設けた配管接合部５を流体の循環経路に連結し、外側のコイル３に高周波電流を流して内側の発熱体２を発熱させ、中を流れる流体を発熱体２で直接加熱する。
このとき、図５に示すように、磁力線ｂとひだ状突起ａの交点にうず電流ｃが流れ、電気抵抗によって発熱体２が発熱する。
また、管１内を流れる流体は、ひだ状突起ａの間隙を通り抜けて均一に加熱される。
なお、本発明の流体加熱ヒータは、熱量が不足する場合、配管接合部５を介して多数のヒータを直列接続することにより、足し算でヒータの熱量を増やすことができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流体加熱ヒータは、発熱体を流体の流れに沿って連続する帯状板で構成するので、流体の流れを阻害せずにスムーズに中の流体を流すことができる。また、帯状板をコイルから発生する磁力線の方向に対して傾斜させるので、帯状板と磁力線が交差してうず電流が発生し、発熱体を発熱させることができる。
以上により、直接発熱体を加熱するので熱効率がよく、輻射熱がなく燃焼ガスがでないのでまわりの環境を悪化せず、中毒や爆発などの危険性がなく、制御性が確実で、加熱力が強く俊敏な電磁誘導加熱を利用して流体を流しながら連続的に加熱することができる理想的な流体加熱ヒータが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した流体加熱ヒータの一部を切り欠いた側面図である。
【図２】本発明を実施した発熱体の横断面図である。
【図３】図２の変形例である。
【図４】本発明を実施した発熱体の変形例の模式図である。
【図５】本発明を実施した発熱体の作用を説明する模式図である。
【符号の説明】
１ 管
２ 発熱体
３ コイル
４ 高周波交流電源
５ 配管接合部
ａ ひだ状突起
ｂ 磁力線
ｃ うず電流
【発明の属する技術分野】
本発明は、水や蒸気などの流体の循環経路に設置して流体を加熱する流体加熱ヒータに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
流体の循環経路にヒータを設置して流体を加熱する場合、ニクロム線や半導体セラミックスなどの発熱体を直接流体に接触させて加熱すると、熱効率はよくなるが、配線が困難で、接触面積も小さいため熱伝導効率が悪く、加熱ムラが発生しやすい。
そのため、熱交換器に外部より過熱蒸気などの熱媒体を供給し、その熱で流体を加熱するのが一般的であった。
ところが、熱交換器は電気制御が難しく、昇温スピードも遅いため、急速加熱などの温度制御に難があった。
また、ボイラーの輻射熱や燃焼ガスが回りの環境に悪影響を与え、作業環境が悪化するという問題があった。
【０００３】
この点、電磁誘導加熱は、非接触で発熱体を加熱するので配線が不要で、発熱体を大きくすることにより接触面積を拡張できるので、流体を均一に加熱できるようになる。
また、電気制御による温度管理が容易で、昇温スピードも速く、輻射熱や燃焼ガスが出ないので環境に与える影響も少ない。
【０００４】
この電磁誘導加熱を利用して流体を加熱する場合、流体の流れに沿ってコイルを巻くのが効率的であるが、この場合発熱面をコイルから発生する磁力線の方向に対して直交させる必要がある。
このため、流体の流れに対向して発熱体を設置しなければならず、流体の流れを阻害することになる。
これに対し、流体の流れに沿って平行に発熱体を設置すると、発熱面と磁力線の方向が一致し、うず電流が発生しないので発熱体が発熱しなくなる。
【０００５】
そこで本発明は、流体の流れを阻害せずに発熱が可能な発熱体を実現することにより、加熱性能に優れ、電気制御が容易で環境にも優しい電磁誘導加熱による流体加熱ヒータを提供することを目的になされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下のように構成した。
【０００７】
すなわち、本発明の流体加熱ヒータは、流体を通す管の内側に発熱体を挿入し、この管の外側には高周波電流を流すコイルを巻回する一方、前記発熱体を、管の軸心より半径方向に位置し、かつ流体の流れに沿って連続する帯状板で構成し、さらにこの帯状板をコイルから発生する磁力線の方向に対して傾斜させることにより上記目的が達成される。
【０００８】
また、好ましくは、前記帯状板を円筒の側面を長さ方向に沿ってジグザグに折り曲げて形成したひだ状突起とする。
【０００９】
また、好ましくは、前記ひだ状突起の軸心からの距離を交互に遠近させる。
【００１０】
また、好ましくは、前記帯状板を管の軸心を中心に旋回する螺旋板とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１に、本発明を実施した流体加熱ヒータの一部を切り欠いた側面図を示す。
流体加熱ヒータは、管１の内側に電磁誘導加熱の発熱体２を挿入し、その外側にコイル３を巻回して巻始めと巻終りを高周波交流電源４に接続する。
また、管１の両端に配管接合部５を設けて流体の循環経路に連結する。
【００１３】
図２に、本発明を実施した発熱体の横断面図を示す。
発熱体２は、円筒の側面を長さ方向に沿ってジグザグに折り曲げ、軸心に向けて多数のひだ状突起ａを突設する。
このとき、ひだ状突起ａの側面とコイル３から発生する磁力線が交差するように円筒の長さ方向に対してひだ状突起ａを斜めに形成する。
図では、ひだ状突起ａの稜線の高さを同じにしているが、図３に示すように、稜線の高さを交互に異ならせ、一方の稜線を他方より高くしてより軸心に近づけてもよい。
これにより、軸心部に生じていた大きな空間を埋めて流体の流れを均一化し、加熱ムラを小さくできる。
断面の一部に大きな空間があると、流れやすい部分と流れにくい部分ができ、流体の流れが流れやすい部分に集中して均一に流れなくなる。
このため、中の流体を一様に加熱できなくなる。
【００１４】
発熱体２の材料は、電気抵抗が大きく、うず電流が流れると容易に熱に変わる例えばＳＵＳ３０４（ステンレス）などの鉄系統磁性体が好適である。
【００１５】
発熱体２は、図４に示すように、管１の軸心を螺旋状に旋回するスクリュー式の帯状板で形成してもよい。
これにより、図２〜３に示す発熱体２と同様、中空の軸心を有し、かつ流体の流れに沿って連続し、コイルから発生する磁力線の方向に対して傾斜する帯状板を形成することができる。
【００１６】
本発明を実施した流体加熱ヒータは以上のような構成で、管１の両端に設けた配管接合部５を流体の循環経路に連結し、外側のコイル３に高周波電流を流して内側の発熱体２を発熱させ、中を流れる流体を発熱体２で直接加熱する。
このとき、図５に示すように、磁力線ｂとひだ状突起ａの交点にうず電流ｃが流れ、電気抵抗によって発熱体２が発熱する。
また、管１内を流れる流体は、ひだ状突起ａの間隙を通り抜けて均一に加熱される。
なお、本発明の流体加熱ヒータは、熱量が不足する場合、配管接合部５を介して多数のヒータを直列接続することにより、足し算でヒータの熱量を増やすことができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流体加熱ヒータは、発熱体を流体の流れに沿って連続する帯状板で構成するので、流体の流れを阻害せずにスムーズに中の流体を流すことができる。また、帯状板をコイルから発生する磁力線の方向に対して傾斜させるので、帯状板と磁力線が交差してうず電流が発生し、発熱体を発熱させることができる。
以上により、直接発熱体を加熱するので熱効率がよく、輻射熱がなく燃焼ガスがでないのでまわりの環境を悪化せず、中毒や爆発などの危険性がなく、制御性が確実で、加熱力が強く俊敏な電磁誘導加熱を利用して流体を流しながら連続的に加熱することができる理想的な流体加熱ヒータが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した流体加熱ヒータの一部を切り欠いた側面図である。
【図２】本発明を実施した発熱体の横断面図である。
【図３】図２の変形例である。
【図４】本発明を実施した発熱体の変形例の模式図である。
【図５】本発明を実施した発熱体の作用を説明する模式図である。
【符号の説明】
１ 管
２ 発熱体
３ コイル
４ 高周波交流電源
５ 配管接合部
ａ ひだ状突起
ｂ 磁力線
ｃ うず電流
Claims (4)
- 流体を通す管の内側に発熱体を挿入し、
この管の外側には高周波電流を流すコイルを巻回する一方、
前記発熱体を、
管の軸心より半径方向に位置し、
かつ流体の流れに沿って連続する帯状板で構成し、
さらにこの帯状板をコイルから発生する磁力線の方向に対して傾斜させることを特徴とする流体加熱ヒータ。 - 前記帯状板を円筒の側面を長さ方向に沿ってジグザグに折り曲げて形成したひだ状突起とする請求項１記載の流体加熱ヒータ。
- 前記ひだ状突起の軸心からの距離を交互に遠近させてなる請求項２記載の流体加熱ヒータ。
- 前記帯状板を管の軸心を中心に旋回する螺旋板とする請求項１記載の流体加熱ヒータ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003000031A JP2004214039A (ja) | 2003-01-06 | 2003-01-06 | 流体加熱ヒータ |
| AU2003235391A AU2003235391A1 (en) | 2003-01-06 | 2003-05-21 | Fluid heating heater |
| PCT/JP2003/006345 WO2004062320A1 (ja) | 2003-01-06 | 2003-05-21 | 流体加熱ヒータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003000031A JP2004214039A (ja) | 2003-01-06 | 2003-01-06 | 流体加熱ヒータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004214039A true JP2004214039A (ja) | 2004-07-29 |
Family
ID=32708756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003000031A Pending JP2004214039A (ja) | 2003-01-06 | 2003-01-06 | 流体加熱ヒータ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| AU (1) | AU2003235391A1 (ja) |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100762010B1 (ko) | 2006-07-07 | 2007-09-28 | 윤국선 | 유도가열 방식의 온열매트 |
| WO2007115487A1 (fr) * | 2006-04-10 | 2007-10-18 | Guoshui Li | Chauffe-eau du type à chauffage instantané par induction électromagnétique et conversion de fréquence |
| WO2014205428A1 (en) * | 2013-06-22 | 2014-12-24 | Inductotherm Corp. | Electric induction fluid heaters for fluids utilized in turbine-driven electric generator systems |
| US20190150661A1 (en) * | 2016-06-22 | 2019-05-23 | Nestec S.A. | In-Line Heating Device |
| WO2024069757A1 (ja) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | 株式会社アドテックス | 加熱装置及びそれを備えた温度調整装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SK1152005A3 (sk) | 2005-10-21 | 2007-08-02 | Samuel Grega | Spôsob fyzikálnej úpravy, ohrevu a zariadenie na uskutočňovanie tohto spôsobu |
| CN100443819C (zh) * | 2005-12-23 | 2008-12-17 | 孙汉周 | 电磁波水暖加热器 |
| DE102008044280A1 (de) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Hausbereich-Durchlauferhitzer |
| CN102052763B (zh) * | 2010-12-29 | 2012-08-22 | 东莞市永尚节能科技有限公司 | 电磁加热油锅炉 |
| CN102200359A (zh) * | 2011-04-27 | 2011-09-28 | 惠州市新力达制冷技术有限公司 | 一种热能聚合器 |
| FR2978527A1 (fr) * | 2011-07-25 | 2013-02-01 | Total Sa | Generation de vapeur |
| CN103322668A (zh) * | 2012-03-17 | 2013-09-25 | 莆田市清华园电器发展有限公司 | 高频电磁热水器 |
| CN102937330A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-02-20 | 聂福宇 | 电磁锅炉 |
| CN103354678B (zh) * | 2013-07-02 | 2015-04-29 | 吴会霞 | 一种电磁加热装置及电磁供热设备 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05302755A (ja) * | 1992-04-28 | 1993-11-16 | Toshiba Corp | 誘導加熱温水器 |
| AU2181797A (en) * | 1996-03-15 | 1997-10-01 | Bbmr Limited | An inductive fluid heater |
| JP3743064B2 (ja) * | 1996-08-28 | 2006-02-08 | 松下電器産業株式会社 | 加熱装置 |
-
2003
- 2003-01-06 JP JP2003000031A patent/JP2004214039A/ja active Pending
- 2003-05-21 WO PCT/JP2003/006345 patent/WO2004062320A1/ja active Application Filing
- 2003-05-21 AU AU2003235391A patent/AU2003235391A1/en not_active Abandoned
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| WO2007115487A1 (fr) * | 2006-04-10 | 2007-10-18 | Guoshui Li | Chauffe-eau du type à chauffage instantané par induction électromagnétique et conversion de fréquence |
| KR100762010B1 (ko) | 2006-07-07 | 2007-09-28 | 윤국선 | 유도가열 방식의 온열매트 |
| WO2014205428A1 (en) * | 2013-06-22 | 2014-12-24 | Inductotherm Corp. | Electric induction fluid heaters for fluids utilized in turbine-driven electric generator systems |
| US9567874B2 (en) | 2013-06-22 | 2017-02-14 | Inductotherm Corp. | Electric induction fluid heaters for fluids utilized in turbine-driven electric generator systems |
| US20190150661A1 (en) * | 2016-06-22 | 2019-05-23 | Nestec S.A. | In-Line Heating Device |
| US10820749B2 (en) * | 2016-06-22 | 2020-11-03 | Societe Des Produits Nestle S.A. | In-line heating device |
| WO2024069757A1 (ja) * | 2022-09-27 | 2024-04-04 | 株式会社アドテックス | 加熱装置及びそれを備えた温度調整装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003235391A1 (en) | 2004-07-29 |
| WO2004062320A1 (ja) | 2004-07-22 |
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Legal Events
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