JPH0735413A - 電磁誘導熱変換器 - Google Patents
電磁誘導熱変換器Info
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- JPH0735413A JPH0735413A JP18912893A JP18912893A JPH0735413A JP H0735413 A JPH0735413 A JP H0735413A JP 18912893 A JP18912893 A JP 18912893A JP 18912893 A JP18912893 A JP 18912893A JP H0735413 A JPH0735413 A JP H0735413A
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Abstract
く、被加熱体である液体、気体中に設置した金属体を発
熱させることで、金属体の全表面積が熱伝達面積とな
り、金属体から液体、気体へ、外部への熱損失無く又安
全に、直接熱エネルギーを移動させる。 【構成】 交流電源(1)に接続されたコイル(2)が
巻かれたケース(3)に発熱体となる金属体(4)を、
被加熱体の液体、気体中に浸かる様に設置する。
Description
体及び気体中で金属体を発熱させ、直接熱移動によって
液体及び気体を加熱する装置に関するものである。
ー、各種熱交換器、各種乾燥機などがあり、家庭用には
各種暖房器、瞬間湯沸器、風呂湯沸器、セントラルヒー
ティング用ボイラーなどがある。これらは、その熱源を
石油に求めたもの、ガスに求めたもの、電気に求めたも
のと各種あるが、それらは又次の様な構成をもつものに
大きく分けられる。
クロム線のヒーターなどを発熱させ、熱源と液体、気体
を隔てる容器を加熱し、加熱された容器から液体、気体
への熱伝達により、液体、気体を加熱する方法。この方
法によると、熱源が容器を加熱する際、容器以外への放
熱が生ずる。次に、被加熱体である液体、気体以外に外
部にも面している容器に移った熱は、液体、気体以外に
外部にも放熱される。これら外部への放熱はそのまま熱
損失となるので、それを防ぐ為には、保温材を用いるな
ど、外部に熱が移動しない様な工夫が必要とされた。
方法が各種取り入れられる様になってきた。これらは電
磁誘導加熱により容器自体を発熱させるものである。し
かしこの方法でも、熱源から容器への熱移動の必要が無
い分、熱損失は少なくなるが、容器から液体、気体への
熱移動の際には上記と同様の熱損失が発生する。
熱源を用いて、機械的絶縁により液体中に熱源を設置す
ることで、外部への熱損失を抑えたものもあるが、この
場合、あくまで機械的な絶縁であるため、基本的に腐食
などで絶縁が破れる恐れがあった。
物(スケール)がこびりつくというのは公知であるが、
この不純物が容器に付着する為、容器と液体、気体の間
の熱伝達が悪くなり、結果的に外部への熱移動が増え、
熱損失が増す。従来この種の熱損失を防ぐ為には、機械
的に不純物を剥す方法。薬品を使って不純物を溶かす方
法。最初から純水などを使用して、不純物を混入しない
ようにする方法などが行われているが、大変手間も経費
も必要となる。
源の熱を直接気体中に移動させる手段もあるが、気体中
に熱が移動した直後は高温なので危険であるという問題
点と、電気を使用した場合、感電しない様な対策が必要
とされた。
ギーを熱エネルギーに変換して、従来の技術で述べた様
な熱源及び容器からの物理的熱損失無く、又安全に、被
加熱体である液体、気体に直接熱移動するにはどのよう
にすれば良いかという点にある。
イルが巻かれたケースに、発熱体となる金属体を、被加
熱体である液体、気体中に浸かる位置に設置する。
り、発熱体となる金属体が加熱される。この加熱された
金属体に液体及び気体を接触させ、熱移動によって、液
体及び気体を加熱することができる。この際、加熱され
た金属体は全て液体、気体中に浸かっている状態なの
で、電気エネルギーによって金属体で発生された熱エネ
ルギーは全て液体、気体に移ることになる。
例1のものでは、ケース(3)の外側に交流電源(1)
に接続されたコイル(2)を巻き、ケース(3)内部に
発熱体となる金属体(4)を設置し、コイル(2)に交
流電流を流して金属体(4)を加熱し、ケース(3)内
部の液体、気体を金属体(4)と直接接触させて加熱す
るものである。
施例2のものでは、ケース(3)の内側に交流電源
(1)に接続されたコイル(2)を巻き、ケース(3)
外部に発熱体となる金属体(4)を設置し、コイル
(2)に交流電流を流して金属体(4)を加熱し、ケー
ス(3)外部の液体、気体を金属体(4)と直接接触さ
せて加熱するものである。
施例3のものでは、発熱体となる金属体(4)が一本の
金属棒(5)で構成されている。
施例4のものでは、発熱体となる金属体(4)が複数の
金属棒(5)で構成されている。熱伝達においては、そ
の熱伝達面積が大きい方が有利であるのは公知の事実で
ある。金属棒(5)を複数にすることで一本の金属棒
(5)より熱伝達面積である表面積を大きくとることが
出来る。
施例5のものでは、発熱体となる金属体(4)が金属球
(6)で構成されている。金属球(6)は一個でもよい
し、複数個をもって金属体(4)を構成してもよい。
施例6のものでは、発熱体となる金属体(4)が金属粒
(7)で構成されている。金属粒(7)を用いること
で、表面積を増やすことが出来、熱伝達に有利である。
施例7のものでは、発熱体となる金属体(4)が一本の
金属パイプ(8)で構成されている。実施例3の金属棒
(5)を金属体(4)としたものに比べて、中を空洞に
したことにより、表面積が増し、熱伝達面積をより得る
ことが出来、又液体、気体が通過する時の抵抗を小さく
することになる。
施例8のものでは、発熱体となる金属体(4)が複数の
金属パイプ(8)で構成されている。このようにする
と、実施例7の金属体(4)を一本の金属パイプ(8)
で構成したものより、より大きな熱伝達面積を得ること
が出来る。
施例9のものでは、発熱体となる金属体(4)が一枚の
金網(9)で構成されている。金属線を網み合わせた金
網(9)はその構造上、実容積に対する表面積を非常に
大きくとることが出来る。
る。実施例9の一枚の金網(9)で構成された金属体
(4)では、ケース(3)の形状に合わせての成形が困
難である。そこで、実施例10のものでは、発熱体とな
る金属体(4)が複数の金網(9)で構成されている。
このようにすると、ケース(3)の形状に合わせての成
形が容易である。
る。電磁誘導加熱は線より面の方が加熱しやすいのは公
知である。その点から見ると実施例9、実施例10で示
した金網(9)で構成された金属体(4)は不利であ
る。そこで、実施例11のものでは、発熱体となる金属
体(4)が一枚の金属板(10)で構成されている。
る。実施例11の一枚の金属板(10)で構成された金
属体(4)では、ケース(3)の形状に合わせての成形
が困難である。そこで、実施例12のものでは、発熱体
となる金属体(4)が複数の金属板(10)で構成され
ている。このようにするとケース(3)の形状に合わせ
ての成形が容易である。
図である。実施例13のものでは、発熱体となる金属体
(4)が、エンボス加工(11)を施した金属板(1
0)で構成されている。このようにすると、エンボス加
工(11)によりできた金属板(10)上の凹凸によ
り、液体、気体の流れが乱される。気、液に乱流が起こ
ると、熱伝達には有利であるのは公知である。尚、棒
状、パイプ状、球状の金属体でも、表面にエンボス加工
(11)すると良いのは言うまでもない。
図である。実施例14のものでは、発熱体となる金属体
(4)が、複数の穴あけ加工(12)を施した金属板
(10)で構成されている。このようにすると、穴を通
して液体、気体の流れが乱されるので、熱伝達には有利
となる。尚、棒状、パイプ状、球状、網状の金属体
(4)でも、表面に穴あけ加工(12)すると良いのは
言うまでもない。又、棒状、パイプ状、球状、網状、金
属板状の金属体(4)にエンボス加工(11)を施した
ものに穴あけ加工(12)すると尚良い。
図である。実施例15のものでは、発熱体となる金属体
(4)が、波形加工(13)を施した金属板(10)で
構成されている。このようにすると、金属板(10)の
波形により、液体、気体の流れが乱されるので、熱伝達
には有利となる。尚、棒状、パイプ状、球状、網状の金
属体(4)でも、波形加工(13)すると良いのは言う
までもない。又、棒状、パイプ状、球状、網状、金属板
状の金属体(4)にエンボス加工(11)、穴あけ加工
(12)、波形加工(13)を組み合わせると尚良い。
図である。実施例16のものでは、発熱体となる金属体
(4)が、複数の金属板(10)で構成され、その金属
板(10)同志が溶着(14)されたものである。この
ようにすると、それぞれの金属板(10)は電磁気学的
に見て一体の金属体(4)となり、電磁誘導加熱による
加熱に有利なのは公知である。尚、棒状、パイプ状、球
状、網状の金属体(4)でも、溶着(14)を行うと良
いのは言うまでもない。又、棒状、パイプ状、球状、網
状、金属板状の金属体にエンボス加工(11)、穴あけ
加工(12)、波形加工(13)を組み合わせたものに
溶着(14)を行うと尚良い。
体の構成要素として、実施例3から実施例16のものを
組合せて実施してもよい。
る。実施例17のものでは、複数の金属板(10)で構
成された金属体(4)において、金属板(10)が液
体、気体の流れる方向(15)に対して直角になる様に
積層されたものである。尚、この金属体(4)の構成要
素は、棒状、パイプ状、網状のものでも良く、又、エン
ボス加工(11)、穴あけ加工(12)、波形加工(1
3)、溶着(14)を実施したものでも良い。
る。実施例18のものでは、金属板(10)で構成され
た金属体(4)において、金属板(10)が液体、気体
の流れる方向(15)に対して平行になる様に積層され
たものである。このようにすると、液体、気体の流れる
方向(15)に対して直角に積層されたものより、液
体、気体の通過する時の圧力損失を減らすことが出来
る。尚、この金属体(4)の構成要素は、棒状、パイプ
状、網状のものでも良く、又、エンボス加工(11)、
穴あけ加工(12)、波形加工(13)、溶着(14)
を実施したものでも良い。
る。実施例19のものでは、実施例3から実施例18の
様な金属体(4)を、金属体(4)とケース(3)との
摩擦の力で固定している。
る。実施例20のものでは、実施例3から実施例18の
様な金属体(4)を、ケース(3)に突起(16)を設
けて固定している。
る。実施例21のものでは、実施例3から実施例18の
様な金属体(4)を、サポート(17)で受け止めてい
る。
る。実施例22のものでは、実施例3から実施例18の
様な金属体(4)を、フランジ(18)で受け止めてい
る。
図である。実施例23のものでは、ケース(3)として
円形ケース(19)を用いたものである。
図である。実施例24のものでは、ケース(3)として
楕円形ケース(20)を用いたものである。
図である。実施例25のものでは、ケース(3)として
多角形ケース(21)を用いたものである。
る。実施例26のものでは、ケース(3)の周囲に、交
流電源に接続され、巻かれたコイル(2)が張り付けら
れたものである。
る。実施例27のものでは、電磁波漏洩防止の為のシー
ルド板(22)を、ケース(3)とコイル(2)の外側
に設けたものである。
る。実施例28のものでは、電磁波漏洩防止の為のシー
ルド板(22)を、ケース(3)とコイル(2)の間に
設けたものである。
る。実施例29のものでは、ケース(3)にコイル
(2)を埋設したものである。尚、本実施例に、実施例
27、実施例28を組み合わせても良い。
る。実施例30のものでは、液体、気体が均一に金属体
(4)に触れる様に、金属体(4)の前後に分配器(2
3)を設けたものである。
る。実施例31のものでは、液体、気体の流れを促す為
に、ポンプ又はファン(24)を設けたものである。
ることで、電気エネルギーを無駄無く熱エネルギーに変
換し、しかもその発熱体が外部に触れること無く、液
中、気中にあるので、スケールの付着による熱効率の低
下も無く、発熱体の熱エネルギーは全て液体、気体に移
動することになる。又、金属体の全表面積が熱伝達面積
になるので、表面積の大きな金属体を選ぶことで、熱伝
達面積を非常に大きく取ることが出来、金属体の表面温
度を低くすることが出来る。しかも発熱体に触れても感
電の心配は無く安全である。又、被加熱体が液体でも気
体でも同様の装置で加熱が出来る為、一つ装置でもって
液体、気体の両方の加熱が容易に実現出来る。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
エネルギーを熱エネルギーに変換して、従来の技術で述
べた様な熱源及び容器からの物理的熱損失無く、又安全
に、被加熱体である液体、気体に直接熱移動するにはど
のようにすれば良いかという点、又、スケール付着の時
の熱効率低下を防ぐ点、金属体の熱伝達面積を大きくし
て表面温度を下げるにはどのようにすればよいかという
点にある。
イルが巻かれたケースに、発熱体となる金属体を、被加
熱体である液体、気体中に浸かる位置に設置し、電磁誘
導加熱により液体、気体中にある金属体を発熱させ、直
接接触させて熱移動を行う。
Claims (1)
- 【請求項1】 交流電源(1)に接続されたコイル
(2)が巻かれたケース(3)に、発熱体となる金属体
(4)を、加熱される液体、気体中に浸かる様に設置し
た電磁誘導熱変換器
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JP18912893A Expired - Fee Related JP3553627B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 電磁誘導熱変換器 |
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