CN105444141A - 流体加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种流体加热装置(100)，即使导体管(1)因加热产生变形，也不会存在破损等风险。具体地说，本发明设置有电连接构件(2)，该电连接构件(2)电连接所述导体管(1)的必要部位之间来构成短路电路，作为该电连接构件(2)使用能够与所述导体管(1)的伴随温度变化的变形对应地变形的构件。

Description

流体加热装置
技术领域
本发明涉及一种流体加热装置，该流体加热装置通过对卷绕成螺旋状的导体管进行感应加热或通电加热，由此对在该导体管内流通的流体进行加热。
背景技术
以往，在这种流体加热装置中，如专利文献1所示，公知有一种装置，其利用沿螺旋的轴向延伸的电连接构件并通过焊接等对形成次级线圈的卷绕成螺旋状的多层导体管进行电连接，构成短路电路，由此降低电抗并提高加热效率。
但是，由于如果对螺旋导体管进行感应加热或通电加热，则在与外周侧相比长度短且电阻值低的导体管的内周侧，流过比外周侧大的电流，所以内周侧成为比外周侧高的高温。因此，与外周侧相比，导体管的内周侧热膨胀变大，螺旋管在反绕方向上管的相互配置变化。
此外，由于与入口侧相比，流体的出口侧成为高温，所以出口侧的卷绕直径变大，螺旋管的主视形状变形为梯形。
但是，如果像以往那样，电连接构件固定在导体管的必要部位之间，则存在下述问题：所述的导体管将要变形时产生大的应力，有可能在导体管、电连接构件、或导体管和电连接构件的固定部位等累积疲劳、产生破损。
现有技术文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2010-71624号。
发明内容
本发明是用于解决所述的问题而做出的发明，本发明的主要目的在于提供一种流体加热装置，在这种流体加热装置中，即使用电连接构件电连接导体管的必要部位之间构成短路电路而使电抗降低，并且导体管因加热产生变形，产生破损等的可能性也小。
即，本发明提供一种流体加热装置，其通过对卷绕成螺旋状的导体管进行感应加热或通电加热，对在所述导体管内流通的流体进行加热，所述流体加热装置的特征在于，所述流体加热装置具备电连接构件，所述电连接构件电连接所述导体管的必要部位之间来构成短路电路，所述电连接构件能够与所述导体管的伴随温度变化的变形对应地变形。
更具体地说，可以例举的是，所述电连接构件沿螺旋的轴向安装在导体管的表面。
优选的是，基于在每个安装部位的所述电连接构件中流动的电流值，设定所述电连接构件的截面面积和连接数量。在各电连接构件中流动的电流值因与输入侧线圈的磁耦合状态或阻抗的不同而具有较大的不同。如果设定与所述电流值对应的连接构件的截面面积和连接数量，则能够防止过度的加热，并且能够避免选择过大的截面面积和连接数量。
作为优选的电连接构件的方式，可以例举的是使用金属网来形成电连接构件。按照这种方式，由于不仅纵向容易变形，而且横向也容易变形，所以能够充分地应对导体管的难以预料的变形。
作为优选的电连接构件的另一种方式，可以例举的是使用对其中间区域实施了弯曲加工的金属板来形成所述电连接构件。按照这种方式，电连接构件具有可动性，并且能够容易地确保大的导电截面面积。
在所述导体管对流体进行加热而产生过热蒸气的情况下，由于在流体加热装置中，温度上升变大，导体管的变形也变大，所以本发明的效果特别显著。
按照如上所述地构成的本发明，由于电连接构件与所述导体管的伴随温度变化的变形对应地变形，所以能够预先防止在导体管、电连接构件或导体管和电连接构件的固定部位等累积疲劳以及作为其结果的破损。
附图说明
图1主要表示本发明一个实施方式的流体加热装置的导体管的主视图。
图2是主要表示与图1为同一实施方式的导体管的侧视图。
图3是表示与图1为同一实施方式的电连接构件的主视图、仰视图和侧视图。
图4是表示本发明另一个实施方式的电连接构件的主视图、仰视图和侧视图。
图5是表示在每个安装部位的电连接构件的图。
附图标记说明
100···流体加热装置
1···导体管
2···电连接构件
22···金属网
23···金属板
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的流体加热装置100的一个实施方式进行说明。
所述流体加热装置100具有：沿铁心卷绕的初级线圈(未图示)；以及由螺旋状的导体管1构成的次级线圈(参照图1、图2)，所述导体管1在所述初级线圈的外周或内周或初级线圈之间沿该初级线圈卷绕，通过该导体管1的感应发热，对在构成所述次级线圈的所述导体管1的内部流通的流体进行加热。另外，在构成次级线圈的导体管1的一个端部形成有导入口，该导入口与用于向次级线圈提供流体的外部配管连接，在所述导体管的另一个端部形成有导出口，该导出口与用于将被加热后的流体向外部导出的外部配管连接。
另外，此处的流体加热装置100作为过热蒸气产生装置使用，所述过热蒸气产生装置对作为流体的水进行加热，用导体管1对该水进行加热，产生超过100℃(200℃～2000℃)的过热蒸气，但是加热温度或加热对象流体并不限于此。例如，也可以用导体管1对在外部生成的饱和水蒸气进行加热，产生过热蒸气。
此外，在所述实施方式中，如图2所示，设置有电连接构件2，该电连接构件2电连接导体管1的必要部位之间来构成短路电路。
如图3所示，所述电连接构件2为金属制的长条状，由一对连接用端子板21和金属网22构成，所述一对连接用端子板21通过焊接等以电气方式且以机械方式固定在导体管1上，所述金属网22架设在所述连接用端子板21之间。另外，一对连接用端子板21通过焊接等以电气方式且以机械方式固定在导体管1的次级线圈的外周侧部分上。此外，金属网22与一对连接用端子板21的距离的扩大或缩小对应地伸缩，在本实施方式中形成为在中途弯曲的带状，在连接用端子板21之间架设有多个金属网(图3中为三个)。
此外，所述电连接构件2以其延伸方向与螺旋的轴向平行的姿势，在导体管1的表面上安装有多个(在此为三个以上)。另外，优选的是，多个电连接构件2以遍及次级线圈的整个外周且相互隔开间隔的方式分散安装。在图2中，沿螺旋的轴向直线状地安装有两个或三个电连接构件2。此外，各电连接构件2的连接用端子板21不是安装在相邻的导体管要素(导体管1中构成螺旋的一圈的部分)上，而是安装在每隔一个以上分离的导体管要素的必要部位上并电连接它们。
作为连接用端子板21和金属网22的材料适合使用具有耐热性且不容易氧化的SUS304或SUS316L等奥氏体不锈钢和INCONEL-alloy(铬镍铁合金)(JIS合金编号NCF601等)等。
于是，如果是所述的电连接构件，则由于电连接构件2与所述导体管1的伴随温度变化的变形对应地变形，所以导体管1或电连接构件2自身或导体管1和电连接构件2的固定部位等不会产生大的应力，能够预先防止累积疲劳以及作为其结果的破损。
此外，由于作为电连接构件2，使用不仅纵向而且横向也能够容易变形的金属网22，所以能够充分应对导体管1的难以预料的变形。
此外，在这种实施方式中，由于用于产生过热蒸气的加热温度变高，导体管1的变形也变大，所以所述效果变得特别显著。
另外，本发明并不限于所述实施方式。
如图4所示，例如，也可以使用在连接用端子板21之间实施了弯曲加工的金属板23来形成所述电连接构件2。另外，作为实施了弯曲加工的金属板可以考虑使用实施了弯折加工的金属板或实施了弯曲加工的金属板等。如果是所述的金属板，则能够具有变形性且能够确保大的导电截面面积。作为金属板的材料，优选的是使用与所述金属网相同的材料。
表1
电连接构件 电流值(A)
a 296
b 276
c 101
d 131
e 28
f 108
g 118
h 198
i 37
j 78
k 39
此外，优选的是，基于在每个安装部位的电连接构件中流动的电流值，设定各电连接构件的截面面积和它们的连接数量。图5是表示在每个安装部位的电连接构件的图，表1表示图5所示的每个电连接构件(a～k)的额定电压值施加时的电流值的例子。在各电连接构件中流动的电流值因与输入侧线圈的磁耦合状态和阻抗的不同而不同，其值如表1所示存在较大的差异。如果设定与所述电流值对应的连接构件的截面面积和连接数量，则能够防止过度加热，并且能够避免选择过大的截面面积和连接数量。
此外，所述实施方式的电连接构件以使其延伸方向与螺旋的轴向平行的姿势亦即沿螺旋的轴向安装，但是电连接构件也能够以其延伸方向偏离螺旋的轴向的姿势安装。例如，电连接构件也能够在其延伸方向与螺旋的轴向所成的角度例如为±45度的范围内(更优选的是±10度的范围内)倾斜安装。
此外，作为流体加热装置的加热方式，除了像所述实施方式那样的感应加热方式以外，也可以是如下的通电加热方式：通过使电流直接流过卷绕成螺旋状的导体管而产生焦耳发热。
此外，本发明并不限于所述实施方式，可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种变形。
可以相互组合本发明的各个实施方式中所记载的技术特征形成新的技术方案。

Claims (6)

1.一种流体加热装置，其通过对卷绕成螺旋状的导体管进行感应加热或通电加热，对在所述导体管内流通的流体进行加热，
所述流体加热装置的特征在于，
所述流体加热装置具备电连接构件，所述电连接构件电连接所述导体管的必要部位之间来构成短路电路，所述电连接构件能够与所述导体管的伴随温度变化的变形对应地变形。
2.根据权利要求1所述的流体加热装置，其特征在于，所述电连接构件沿螺旋的轴向安装在导体管上。
3.根据权利要求1所述的流体加热装置，其特征在于，基于在每个安装部位的所述电连接构件中流动的电流值，设定所述电连接构件的截面面积和连接数量。
4.根据权利要求1所述的流体加热装置，其特征在于，所述电连接构件是使用金属网形成的。
5.根据权利要求1所述的流体加热装置，其特征在于，所述电连接构件是使用金属板形成的，在所述金属板的中间区域实施了弯曲加工。
6.根据权利要求1所述的流体加热装置，其特征在于，所述导体管对流体进行加热来产生过热蒸气。
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