JP3322322B2 - 流体加熱装置 - Google Patents
流体加熱装置Info
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- JP3322322B2 JP3322322B2 JP24479393A JP24479393A JP3322322B2 JP 3322322 B2 JP3322322 B2 JP 3322322B2 JP 24479393 A JP24479393 A JP 24479393A JP 24479393 A JP24479393 A JP 24479393A JP 3322322 B2 JP3322322 B2 JP 3322322B2
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- Japan
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- tube
- heating
- fluid
- heater
- lamp
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- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造用洗浄液温
調装置、薬液温調装置、メッキ液温調装置さらに食品製
造用液温調整装置等に適用されて、主として純水や薬液
の加熱に用いられる流体加熱装置に関するものである。
調装置、薬液温調装置、メッキ液温調装置さらに食品製
造用液温調整装置等に適用されて、主として純水や薬液
の加熱に用いられる流体加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記流体加熱装置は図１、図２に示すよ
うになっている。図中１は流体加熱装置の箱体であり、
この箱体１内に、この箱体１の横方向一方側に、複数の
加熱容器２ａ，２ａを上下方向に直列に接続してなる加
熱部２があり、他方側に、この加熱部２の加熱容器２
ａ，２ａに流体を供給循環させるための流体供給調整部
３が配列してある。そしてこの両者間に遮熱板４が介装
してある。またこれと箱体との間にも別の遮熱板４ａが
介装してある。
うになっている。図中１は流体加熱装置の箱体であり、
この箱体１内に、この箱体１の横方向一方側に、複数の
加熱容器２ａ，２ａを上下方向に直列に接続してなる加
熱部２があり、他方側に、この加熱部２の加熱容器２
ａ，２ａに流体を供給循環させるための流体供給調整部
３が配列してある。そしてこの両者間に遮熱板４が介装
してある。またこれと箱体との間にも別の遮熱板４ａが
介装してある。
【０００３】上記加熱部２の加熱容器２ａは図３から図
４に示すようになっており、両端を側板５，５で閉じた
円筒状に形成された外管６と、この外管６の両側板５，
５を貫通して外管６内に、これと軸方向平行に複数本配
設した内管７と、外管６の下側下面に連設した流入管８
と、外管６の外側上面に連設した流出管９とからなって
いる。この加熱容器２ａの全ての構成部材は透明の石英
ガラスにて構成され、かつ溶接にてそれぞれが接合され
ている。内管７の本数は外管６の径によって適宜選択さ
れ、かつ各内管７を覆う流体厚が略同一になるように配
置されている。
４に示すようになっており、両端を側板５，５で閉じた
円筒状に形成された外管６と、この外管６の両側板５，
５を貫通して外管６内に、これと軸方向平行に複数本配
設した内管７と、外管６の下側下面に連設した流入管８
と、外管６の外側上面に連設した流出管９とからなって
いる。この加熱容器２ａの全ての構成部材は透明の石英
ガラスにて構成され、かつ溶接にてそれぞれが接合され
ている。内管７の本数は外管６の径によって適宜選択さ
れ、かつ各内管７を覆う流体厚が略同一になるように配
置されている。
【０００４】上記加熱容器２ａの各内管７にはハロゲン
ランプを用いたランプヒータ１０が挿入支持される。こ
のランプヒータ１０の支持構造は図５に示すようになっ
ていて、ヒータ１０の両端のシール部１１が内管７より
完全に露出されるようになっており、そのシール部１１
の近傍の管壁がばね状支持具１２にて内管７の軸心部に
支持されている。ばね状支持具１２は例えば板ばねが用
いられ、折り曲げ中間部にヒータ１０の管壁を挟持する
ヒータ支持部１２ａが設けられ、折り曲げ基端部と両先
端部が内管７の内面に当接する形状になっており、一方
の先端部に内管７に設けた切欠７ａに係合する突起１２
ｂが設けられている。
ランプを用いたランプヒータ１０が挿入支持される。こ
のランプヒータ１０の支持構造は図５に示すようになっ
ていて、ヒータ１０の両端のシール部１１が内管７より
完全に露出されるようになっており、そのシール部１１
の近傍の管壁がばね状支持具１２にて内管７の軸心部に
支持されている。ばね状支持具１２は例えば板ばねが用
いられ、折り曲げ中間部にヒータ１０の管壁を挟持する
ヒータ支持部１２ａが設けられ、折り曲げ基端部と両先
端部が内管７の内面に当接する形状になっており、一方
の先端部に内管７に設けた切欠７ａに係合する突起１２
ｂが設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の流体
加熱装置における流体加熱器では、（１）ヒータ１０の
配置が密である場合は、ランプヒータ相互の加熱により
各ヒータ１０の過熱及びランプヒータ１０の寿命が低下
し、（２）ランプヒータ１０の配置が疎である場合は光
の届く範囲外での加熱効率が低く、（３）特に大出力ヒ
ータ（ハロゲンランプ）を使用して高出力、高効率、コ
ンパクト、長寿命な流体加熱器を実現する場合に、加熱
容器２ａでのヒータ配置に関する最適形状が重要にな
る。
加熱装置における流体加熱器では、（１）ヒータ１０の
配置が密である場合は、ランプヒータ相互の加熱により
各ヒータ１０の過熱及びランプヒータ１０の寿命が低下
し、（２）ランプヒータ１０の配置が疎である場合は光
の届く範囲外での加熱効率が低く、（３）特に大出力ヒ
ータ（ハロゲンランプ）を使用して高出力、高効率、コ
ンパクト、長寿命な流体加熱器を実現する場合に、加熱
容器２ａでのヒータ配置に関する最適形状が重要にな
る。
【０００６】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、ハロゲンランプ等の大出力のランプヒータを複数
本用いた場合において、高出力、高効率、コンパクト
化、長寿命にすることができる流体加熱装置を提供する
ことを目的とするものである。
ので、ハロゲンランプ等の大出力のランプヒータを複数
本用いた場合において、高出力、高効率、コンパクト
化、長寿命にすることができる流体加熱装置を提供する
ことを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る流体加熱装置は、加熱部が、両端を側
板（５，５）にて閉じた円筒状の外管（６）と、前記側
板（５，５）を貫通して外管（６）の内部に設けた、複
数の円筒状の内管（７）と、内管（７）内に挿入して設
けられたハロゲンランプ（１０）とからなり、内管
（７）は、外管（６）の内面から離間する位置で、円周
方向に配置し、内管（７）の外面と、隣接する内管
（７）の外面との距離は、１５〜３０ｍｍに、外管
（６）の内面と、内管７の外面との距離は、７．５〜１
５ｍｍにした構成になっている。
に、本発明に係る流体加熱装置は、加熱部が、両端を側
板（５，５）にて閉じた円筒状の外管（６）と、前記側
板（５，５）を貫通して外管（６）の内部に設けた、複
数の円筒状の内管（７）と、内管（７）内に挿入して設
けられたハロゲンランプ（１０）とからなり、内管
（７）は、外管（６）の内面から離間する位置で、円周
方向に配置し、内管（７）の外面と、隣接する内管
（７）の外面との距離は、１５〜３０ｍｍに、外管
（６）の内面と、内管７の外面との距離は、７．５〜１
５ｍｍにした構成になっている。
【０００８】
【作 用】加熱容器２ａ内の流体は内管７内に挿入され
たハロゲンランプにて加熱される。このとき、ハロゲン
ランプからの発光波長帯は流体によって効率よく吸収さ
れる帯域を持つ。
たハロゲンランプにて加熱される。このとき、ハロゲン
ランプからの発光波長帯は流体によって効率よく吸収さ
れる帯域を持つ。
【０００９】
【実 施 例】本発明の実施例を図４及び図６（ａ），
（ｂ）、図７に基づいて説明する。出力が３〜４ＫＷの
ハロゲンランプを加熱容器２ａの各内管７内に挿入配置
する場合、その本数と加熱効率３とランプ端子温度Ｔの
関係は図７に示すようになる。この場合加熱容器２ａの
外径は一定にしてハロゲンランプの本数を３，４，６本
で実験を行なった。このハロゲンランプを挿入する内管
７は外管６から離間する位置で、かつ円周方向に配置さ
れている。
（ｂ）、図７に基づいて説明する。出力が３〜４ＫＷの
ハロゲンランプを加熱容器２ａの各内管７内に挿入配置
する場合、その本数と加熱効率３とランプ端子温度Ｔの
関係は図７に示すようになる。この場合加熱容器２ａの
外径は一定にしてハロゲンランプの本数を３，４，６本
で実験を行なった。このハロゲンランプを挿入する内管
７は外管６から離間する位置で、かつ円周方向に配置さ
れている。
【００１０】図７において、ａ，ａ′はランプ本数が３
本、ｂ，ｂ′は４本、ｃ，ｃ′は６本の場合の加熱効率
ηと端子温度Ｔをそれぞれ示す。またＲｅは加熱容器２
ａを流れる流体の流速を示す。加熱効率ηは、ランプヒ
ータの本数が多い方が、各ランプ間（内管７間）の水の
層の厚さが薄くなることから高くなるが、６本以上では
ランプ端子温度が３５０℃の許容温度を超えるため、ハ
ロゲンランプの寿命が低下してしまうため好ましくな
い。このことからこの実施例では、図７に示すように、
ハロゲンランプの本数を３，４，６本としている。
本、ｂ，ｂ′は４本、ｃ，ｃ′は６本の場合の加熱効率
ηと端子温度Ｔをそれぞれ示す。またＲｅは加熱容器２
ａを流れる流体の流速を示す。加熱効率ηは、ランプヒ
ータの本数が多い方が、各ランプ間（内管７間）の水の
層の厚さが薄くなることから高くなるが、６本以上では
ランプ端子温度が３５０℃の許容温度を超えるため、ハ
ロゲンランプの寿命が低下してしまうため好ましくな
い。このことからこの実施例では、図７に示すように、
ハロゲンランプの本数を３，４，６本としている。
【００１１】この実施例においては、図４及び図６
（ａ），（ｂ）に示すように、隣り合う内管７相互の対
向壁面間の距離Ｌ1 ，Ｌ2 を１５〜３０ｍｍの範囲に
し、また外管６と内管７相互の対向壁面間の距離Ｌ3 を
７．５〜１５ｍｍの範囲にした。その結果、図７にて明
らかなように、９５％以上の高い加熱効率が達成され
た。
（ａ），（ｂ）に示すように、隣り合う内管７相互の対
向壁面間の距離Ｌ1 ，Ｌ2 を１５〜３０ｍｍの範囲に
し、また外管６と内管７相互の対向壁面間の距離Ｌ3 を
７．５〜１５ｍｍの範囲にした。その結果、図７にて明
らかなように、９５％以上の高い加熱効率が達成され
た。
【００１２】上記隣り合う内管７相互及び外管６と内管
７相互の対向壁面間の距離Ｌ1 ，Ｌ2 及びＬ3 を１５〜
３０ｍｍ及び７．５〜１５ｍｍにした理由は、光源の波
長が１．３μｍ以上のランプヒータを使用する場合の水
の層の厚さが７．５〜１０ｍｍ程度では、光源からの熱
放射は全て水に吸収されることがわかったからで、１個
の熱源による水の層の厚さを７．５〜１５ｍｍ程度が適
当であることによる。
７相互の対向壁面間の距離Ｌ1 ，Ｌ2 及びＬ3 を１５〜
３０ｍｍ及び７．５〜１５ｍｍにした理由は、光源の波
長が１．３μｍ以上のランプヒータを使用する場合の水
の層の厚さが７．５〜１０ｍｍ程度では、光源からの熱
放射は全て水に吸収されることがわかったからで、１個
の熱源による水の層の厚さを７．５〜１５ｍｍ程度が適
当であることによる。
【００１３】上記実施例において、内径が同一の外管６
において、内管７の本数を３，４，６にすることにより
それぞれの対向壁面間の各距離Ｌ1 ，Ｌ2 及びＬ3 が変
化するがいずれも７．５ｍｍ以上で、また３０ｍｍより
大きくない。なお、内管７の本数は外管６の大きさを変
えることにより、変化される。また図６（ｂ）に示す実
施例では、４本の内管７の内側の対向面管距離Ｌ1 ′
は、この配置上３０ｍｍ程度と大きくなる。
において、内管７の本数を３，４，６にすることにより
それぞれの対向壁面間の各距離Ｌ1 ，Ｌ2 及びＬ3 が変
化するがいずれも７．５ｍｍ以上で、また３０ｍｍより
大きくない。なお、内管７の本数は外管６の大きさを変
えることにより、変化される。また図６（ｂ）に示す実
施例では、４本の内管７の内側の対向面管距離Ｌ1 ′
は、この配置上３０ｍｍ程度と大きくなる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、ハロゲンランプを用い
たランプヒータを複数本用いて流体を加熱するときに、
高出力、高効率、コンパクト化、長寿命を得ることがで
きる。
たランプヒータを複数本用いて流体を加熱するときに、
高出力、高効率、コンパクト化、長寿命を得ることがで
きる。
【図１】流体加熱装置の一例の概略的な構成を示す破断
側面図である。
側面図である。
【図２】流体加熱装置の一例の概略的な構成を示す破断
側面図である。
側面図である。
【図３】流体加熱装置に用いられる加熱容器の一部破断
正面図である。
正面図である。
【図４】図３のＡ矢視図である。
【図５】ランプヒータの支持構造部を示す断面図であ
る。
る。
【図６】（ａ），（ｂ）は同一径の外管内に内管を３
本、４本配置した例を示す実施例を示す断面図である。
本、４本配置した例を示す実施例を示す断面図である。
【図７】加熱容器の外管の径を同一にてランプヒータを
３，４，５本に変化した場合の流体の流速に対する加熱
効率と端子温度を示す線図である。
３，４，５本に変化した場合の流体の流速に対する加熱
効率と端子温度を示す線図である。
１…箱体、２…加熱部、２ａ，２ａ…加熱容器、３…流
体供給調整部、４…遮熱板、５…側板、６…外管、７…
内管、７ａ…切欠、８…流入管、９…流出管、１０…ラ
ンプヒータ、１１…シール部、１２…ばね状支持具、１
２ａ…ヒータ支持部、１２ｂ…突起部。
体供給調整部、４…遮熱板、５…側板、６…外管、７…
内管、７ａ…切欠、８…流入管、９…流出管、１０…ラ
ンプヒータ、１１…シール部、１２…ばね状支持具、１
２ａ…ヒータ支持部、１２ｂ…突起部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平５−3843（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24H 1/10
Claims (1)
- 【請求項１】 加熱部が、両端を側板（５，５）にて閉
じた円筒状の外管（６）と、前記側板（５，５）を貫通
して外管（６）の内部に設けた、複数の円筒状の内管
（７）と、内管（７）内に挿入して設けられたハロゲン
ランプ（１０）とからなり、 内管（７）は、外管（６）の内面から離間する位置で、
円周方向に配置し、内管（７）の外面と、隣接する内管
（７）の外面との距離は、１５〜３０ｍｍに、外管
（６）の内面と、内管７の外面との距離は、７．５〜１
５ｍｍにした ことを特徴とした流体加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24479393A JP3322322B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 流体加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24479393A JP3322322B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 流体加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0798152A JPH0798152A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3322322B2 true JP3322322B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=17124020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24479393A Expired - Fee Related JP3322322B2 (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 流体加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3322322B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101088252B1 (ko) | 2003-03-05 | 2011-11-30 | 파나소닉 주식회사 | 가열 장치 및 그것을 사용한 위생 세정 장치 |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP24479393A patent/JP3322322B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0798152A (ja) | 1995-04-11 |
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