JP2010071624A - Fluid heating device - Google Patents
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本発明は、流体加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a fluid heating apparatus.
流体加熱装置として、閉磁路鉄心の脚鉄心に、該鉄心に沿って一次コイルを巻回し、その一次コイルの外周囲に導体管からなる二次コイルを巻回し、二次コイルを構成する導体管の内部を通流する流体を、その導体管の発熱により加熱するようにしたものがある。図8(a)側面図、(b)上面図、(c)結線図はこのような流体加熱装置の三相電源に適用した構成を示すもので、この図8において、1は脚鉄心1a、1b、1cを備えた日字型閉磁路鉄心、2は各脚鉄心1a、1b、1cのそれぞれに巻回された一次コイル、3は各一次コイル2の外周に巻回された流体出口フランジ3a,入り口フランジ3bを有するSUSの導体管からなる二次コイル、4は流体を通流する母管で、各導体管3の流体出口フランジ3aと連結されている。U、V、Wは三相電源の各相に接続する一次端子であり、各一次コイル2は図8(c)に示すようにY結線される。
As a fluid heating device, a primary coil is wound around a leg core of a closed magnetic circuit iron core along the iron core, and a secondary coil comprising a conductor tube is wound around the outer periphery of the primary coil, thereby forming a secondary coil. The fluid flowing through the inside is heated by the heat generated in the conductor tube. FIG. 8A is a side view, FIG. 8B is a top view, and FIG. 8C is a connection diagram showing a configuration applied to a three-phase power source of such a fluid heating device. In FIG. 1b, 1c, and 1c, a primary coil wound around each
なお、図9(a)側面図、(b)上面図、(c)結線図で示すように単相電源に適用した流体加熱装置もある。この場合、両側端部を脚鉄心1a、1bとしたロ字型の閉磁路鉄心1とし、各脚鉄心1a、1bのそれぞれに一次コイル2を巻回し、各一次コイル2の外周に流体出口フランジ3a,入り口フランジ3bを有するSUSの導体管からなる二次コイル3が巻回されており、各一次コイル2は図9(c)に示すように単相電源に並列接続される。
In addition, there is also a fluid heating apparatus applied to a single-phase power source as shown in FIG. 9A (a) side view, (b) top view, and (c) connection diagram. In this case, the closed-end magnetic circuit core 1 having both ends at the leg iron cores 1a and 1b is used as the closed core, and the
図10は以上のように構成される流体加熱装置の半断面を示すもので、各脚鉄心1a、又は1b、又は1cに一次コイル2を巻回し、その一次コイル2の外周に導体管からなる二次コイル3が巻回されている。 一次コイル2に交流電圧が印加されると変圧器と同様に二次コイル3の両端に電圧が誘起される。二次コイル3の両端は外部で短絡されており、二次コイル3の両端に電圧が誘起されると短絡電流が流れる。この短絡電流により二次コイル3が抵抗発熱し、二次コイル3を構成する導体管の内部を流れる流体を加熱する。
しかし、以上のような流体加熱装置では、流体と接触する発熱面積が大きく、2次コイルの発熱温度とその2次コイルで加熱される流体の温度との差を小さくでき、所定の熱量を流体に効率よく伝達することができるが、電気的リアクタンスが大きく装置としての力率が低いといった問題があった。 However, in the fluid heating device as described above, the heat generating area in contact with the fluid is large, the difference between the heat generation temperature of the secondary coil and the temperature of the fluid heated by the secondary coil can be reduced, and a predetermined amount of heat can be generated. However, there is a problem that the electrical reactance is large and the power factor as a device is low.
本発明が解決しようとする課題は、鉄心に巻回された一次コイルの外周囲に巻回された加熱する流体を通流する導体管からなる二次コイルを備えた流体加熱装置であって、斯かる装置のリアクタンスを低減し、力率を高くする点にある。 The problem to be solved by the present invention is a fluid heating apparatus comprising a secondary coil composed of a conductor tube that flows around the outer periphery of a primary coil wound around an iron core. The point is that the reactance of such a device is reduced and the power factor is increased.
本発明は、閉磁路鉄心の脚鉄心に、該鉄心に沿って巻回された一次コイルと、前記一次コイルの外周又は内周又は一次コイル間に、該一次コイルに沿って巻回された導体管からなる二次コイルとを有し、前記二次コイルを構成する前記導体管の内部を通流する流体を、前記導体管の発熱により加熱してなる流体加熱装置であって、前記巻回された導体管の前記一次コイルに沿う方向に隣接する導体管どうしを機械的電気的に接続固定した点を主な特徴とする。 The present invention provides a primary coil wound around a leg core of a closed magnetic circuit iron core, and a conductor wound along the primary coil between the outer periphery or inner periphery of the primary coil or the primary coil. A fluid heating device comprising: a secondary coil comprising a tube; and a fluid flowing inside the conductor tube constituting the secondary coil is heated by heat generated from the conductor tube. The main feature is that the conductor tubes adjacent to each other in the direction along the primary coil of the formed conductor tube are mechanically and electrically connected and fixed.
本発明では、二次コイルである導体管が、隣接の導体管どうしを機械的電気的に接続固定されているので、電気的には二次コイルは全体が短絡した一巻き状となり、その一巻きに電流が流れる。すなわち、電気的に一巻き状に一体化した導体管には、一次コイルと対向する部分のみに電流が流れ、巻回外部には電流が流れないので、一次コイルとの結合率が高くリアクタンスは小さくなり、装置としての力率を高めることができる。 In the present invention, since the conductor tube which is the secondary coil is mechanically and electrically connected and fixed between adjacent conductor tubes, the secondary coil is electrically wound in the form of a single short circuit. Current flows through the winding. That is, in a conductor tube that is electrically integrated in a single winding shape, current flows only in the portion facing the primary coil, and no current flows outside the winding, so the coupling ratio with the primary coil is high and the reactance is high. The power factor as a device can be increased.
鉄心に巻回された一次コイルの外周囲に巻回された加熱する流体を通流する導体管からなる二次コイルを備えた流体加熱装置であって、斯かる装置のリアクタンスを低減し、力率を高くする目的を、隣接の導体管どうしを溶接や導電板などにより機械的電気的に接続固定し、巻回した導体管の全体を電気的に一体化することにより実現した。 A fluid heating device comprising a secondary coil consisting of a conductor tube through which a fluid to be heated is wound around the outer periphery of a primary coil wound around an iron core, the reactance of such a device being reduced, The purpose of increasing the rate was realized by mechanically and electrically connecting adjacent conductor tubes together by welding or a conductive plate and electrically integrating the entire wound conductor tube.
図1は、本発明の実施例に係る流体加熱装置の半断面である。なお、流体加熱装置の全体構成は、図8および図9に示す流体加熱装置と同様であり、この流体加熱装置と同一部分または対応する部分には同一の符号を付している。図1において、1a又は1b又は1cは閉磁路鉄心の脚鉄心、2は脚鉄心に沿って巻回された一次コイル、3はSUSなどからなる導体管、5は機械的電気的に接続固定した溶接部である。すなわち、各脚鉄心1a、又は1b、又は1cに、該脚鉄心に沿って一次コイル2を巻回し、その一次コイル2の外周に、該一次コイルに沿って導体管からなる二次コイル3が巻回され、巻回された導体管は、図1に示すように隣接の導体管どうしをTIG溶接により機械的電気的に接続固定されている。
FIG. 1 is a half section of a fluid heating apparatus according to an embodiment of the present invention. The overall configuration of the fluid heating device is the same as that of the fluid heating device shown in FIGS. 8 and 9, and the same reference numerals are given to the same or corresponding parts as the fluid heating device. In FIG. 1, 1a, 1b or 1c is a leg core of a closed magnetic circuit core, 2 is a primary coil wound along the leg core, 3 is a conductor tube made of SUS, etc., 5 is mechanically and electrically connected and fixed. It is a weld. That is, the
具体的には図2(a)の溶接ライン5aで示すように、円周方向の4箇所、図2(b)(c)に示すように縦方向(一次コイルに沿う方向)一列にTIG溶接されている。この4箇所の溶接により確実に隣接する導体管どうしが電気的に接続保持され、また、導体管が円筒状であっても接続面が広げられ一巻間の接触抵抗が低減される。なお、導体管が絶縁被膜されている場合には、溶接箇所の被膜を剥離し裸の導体管どうしを溶接する。
Specifically, as shown by the
図3(a)(b)(c)は、導体管の隣接する導体管どうしを機械的電気的に接続固定する他の実施例を示すもので、この図3において、6はSUSや銅などの導電板、7は溶接またはロー付け部である。導電板6は図3(b)に示すように巻回された導体管3の縦方向の長さとほぼ同じ長さをなし、図3(a)に示すように巻回された導体管3の円周方向の4箇所で図3(b)(c)に示すように縦方向にまたがって当接し、一巻ごと溶接またはロー付けして接続固定する。このように固定しても図1および図2(a)(b)(c)に示す実施例と同様の効果を享受できるほか、巻回された導体管の固定をより強固にする。この場合、図5に示すように導電板6を巻回された導体管3の内側で接続固定するようにしても良い。
FIGS. 3A, 3B, and 3C show another embodiment in which conductor pipes adjacent to each other are mechanically and electrically connected and fixed. In FIG. 3,
図4(a)(b)(c)は、隣接する導体管どうしを導電板で接続固定する場合の他の実施例を示すもので、この図4において、6はSUSや銅などの導電板である。この実施例における導電板6は、図4(b)に示すように巻回された導体管3の一巻間にまたがる小片とされ、これを図4(b)に示すように縦方向にジグザグ状に、図4(a)に示すように巻回された導体管3の円周方向の4箇所で配置し、各導電板6の端部を隣接する導体管3のそれぞれに溶接またはロー付けにより接続固定する。このように固定しても図1および図2(a)(b)(c)に示す実施例と同様の効果を享受できるほか、巻回された導体管の電気的接続をより確実にする。
4 (a), 4 (b), and 4 (c) show another embodiment in which adjacent conductor pipes are connected and fixed with a conductive plate. In FIG. 4, 6 is a conductive plate such as SUS or copper. It is. The
以上のように構成した流体加熱装置は、導体管3内の流体を加熱するとき一次コイル2に交流電圧を印加する。この電圧印加により二次コイルである導体管3に電流が発生し、この電流により導体管3は抵抗発熱し、この熱により導体管3内の流体を加熱する。この場合、巻回された導体管3は、全体が短絡した一巻きとなり、導体管3に流れる電流は、一次コイルと対向する部分のみに電流が流れることとなる。
The fluid heating apparatus configured as described above applies an AC voltage to the
なお、巻回された導体管3の配置は、図6に示すように一次コイル2の間、すなわち閉磁路鉄心の脚鉄心1a又は1b又は1cに、該脚鉄心に沿って一次コイル2aを巻回し、その一次コイル2aの外周に、該一次コイル2aに沿って導体管からなる二次コイル3が巻回され、巻回され、隣接の導体管3どうしを電気的機械的に接続固定した導体管3の外周に、その導体管3に沿って一次コイル2bを巻回して配置するようにしてもよく、また、図7に示すように脚鉄心1a又は1b又は1cに、該脚鉄心に沿って導体管3を巻回し、隣接の導体管3どうしを電気的機械的に接続固定したあと、その巻回された導体管3の外周に、該導体管3に沿って一次コイル2aを巻回して配置するようにしてもよい。このように導体管3を配置すると、導体管3を通流する磁束が増加し、導体管3に流れる電流が増加し発熱効果を高めることができる。
As shown in FIG. 6, the
1 閉磁路鉄心
1a、1b、1c 脚鉄心
2、2a、2b 1次コイル
3 導体管の2次コイル
4 母管
5 接続部
6 導体板
7 接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Closed magnetic circuit iron core 1a, 1b, 1c
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