JP2003068443A - 流体加熱用の誘導加熱ユニット - Google Patents
流体加熱用の誘導加熱ユニットInfo
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Abstract
布を均一化する。 【解決手段】 断面形状が長方形状の筒形のヒータケー
ス11内には、導電性の多数の微細管12が配置されて
いる。ヒータケース11の上面及び下面には、誘導コイ
ル13が配置されている。誘導コイル13は、渦状に巻
いた複数の渦巻コイル13a〜13d等を直列接続して
形成されている。誘導コイル13に交流電流を流すと、
各渦巻コイル13a〜13dにより分担して近くの微細
管13を誘導加熱するため、ヒータケース11内の微細
管13は全体的に均一に一括加熱される。しかも隣接す
る渦巻コイルの巻方向が逆になっているため、発生する
磁束が相殺することなく協調して磁束ループが形成さ
れ、効果的な加熱ができる。
Description
熱ユニットに関し、断面形状が長方形状であっても、加
熱温度分布を均一化することができるように工夫したも
のである。
誘導コイル(誘導子)1に交流電流iaを流すことによ
り発生する交番磁束Φが、誘導コイル1の近傍におかれ
た加熱ワーク(導電性材料)2中を通過することにより
誘導電流(渦電流)ieを流し、これによりジュール熱
が発生することにより加熱が行われる。誘導加熱は温度
制御時の応答性が良く、加熱効率も非常に優れた特長を
有している。誘導加熱技術の応用例としては、溶解炉や
溶接やろう付けをはじめとする金属材料の熱加工装置な
どが主流である。
や液体などを加熱する場合には、図6の加熱ワークを熱
交換体として、加熱対象物である流体を二次的に加熱す
る方法が一般的である。
対象が金属材料のような直接加熱とは異なり、加熱ワー
クからの熱伝達による間接加熱であることから、効率良
く加熱するためには加熱ワークと気体の接触面積を多く
する必要がある。
流体加熱用の誘導加熱ユニットの概略図である。この誘
導加熱ユニットでは、直径1mm〜2mm、肉厚0.0
5mm〜0.1mmの導電性金属の微細管を多数束ねた
微細管集合体3を、断熱・耐熱性のあるセラミック製の
ヒータケース4に納め、ヒータケース4の外周に誘導コ
イル5を巻いて構成している。この誘導加熱ユニットで
は、誘導コイル5に高周波電流(20〜50kHz)を
流すと微細管集合体3が瞬時に加熱され、このとき微細
管集合体3を通る気体が管内面からの熱伝達により加熱
される。このときの微細管集合体3の材質は磁性体が好
ましいが、周波数が400kHz以上においては非磁性
体でも加熱は可能である。
しては、図8に示すような断面円形状としたり、図9及
び図10に示すような断面長方形状としている。
円形状の誘導加熱ユニットの場合、その断面における微
細管集合体(加熱体)3の熱分布は、中心部が最も高く
なり(つまり熱集中部Hが中心部にあり)、中心部から
周辺部に向かうに従い低くなる。流体加熱の場合、この
ような熱分布の不均一があっても、管内における気体流
体の攪拌作用および熱の拡散作用によって気体そのもの
はほぼ均一方向に向かう。
方形状の誘導加熱ユニットの場合、熱集中部Hは、両端
部に位置し、加熱による熱分布はその両端部において集
中的に高くなり、中央部ではほとんど加熱が行われな
い。つまり、断面形状が長方形となっている筒形のヒー
タケース4の外周に誘導コイル5を外周巻きした誘導加
熱ユニットでは、幅方向に関して加熱温度分布が不均一
となる。この場合、ユニット内での攪拌作用や拡散作用
では追いつかず、幅方向に均一な流体の加熱は不可能で
ある。
が長方形状であっても加熱温度分布を均一化することが
できる誘導加熱ユニットを提供することを目的とする。
明の構成は、断面形状が長方形状である筒状のヒータケ
ースと、前記ヒータケース内に備えられており、軸方向
が前記ヒータケースの軸方向に向いた状態で配置された
多数の導電性の管と、前記ヒータケースの外周側に配置
された誘導コイルとでなる流体加熱用の誘導加熱ユニッ
トにおいて、前記誘導コイルは、渦状に巻いた複数の渦
巻コイルを接続して形成されていることを特徴とする。
である筒状のヒータケースと、前記ヒータケース内に備
えられており、軸方向が前記ヒータケースの軸方向に向
いた状態で配置された多数の導電性の管と、前記ヒータ
ケースの外周側に配置された誘導コイルとでなる流体加
熱用の誘導加熱ユニットにおいて、前記誘導コイルは、
渦状に巻いた複数の渦巻コイルを直列接続して形成され
ており、しかも、隣接する渦巻コイルの巻方向が逆向き
になっていることを特徴とする。
である筒状のヒータケースと、前記ヒータケース内に備
えられており、軸方向が前記ヒータケースの軸方向に向
いた状態で配置された多数の導電性の管と、前記ヒータ
ケースの外周側に配置された誘導コイルとでなる流体加
熱用の誘導加熱ユニットにおいて、前記誘導コイルは、
渦状に巻いた複数の渦巻コイルを直列接続して形成され
た第1の誘導コイルと、渦状に巻いた複数の渦巻コイル
を直列接続して形成された第2の誘導コイルとでなり、
第1の誘導コイルの渦巻コイルを両端側に、第2の誘導
コイルの渦巻コイルを中央側に配置していることを特徴
とする。
に基づき詳細に説明する。
る、流体加熱用の誘導加熱ユニット10を示す。この誘
導加熱ユニット10のヒータケース11は、断熱・耐熱
性のある材料(例えばセラミック)により形成されてお
り、断面形状が長方形状の筒体となっている。ここにお
いて、「断面形状が長方形状」とは、筒状のヒータケー
ス11の軸方向に対して直角に切断した断面形状が長方
形状になっていることを意味する。
の微細管12が備えられている。微細管12は導電性金
属で形成されており、その軸方向が、ヒータケース11
の軸方向に向いた状態で配置されている。このように、
ヒータケース11の内部空間を充填するように、多数本
の微細管12が緊密に配置されている。加熱対象である
気体は、多数の微細管12の内部空間や、隣接する微細
管12の間の隙間や、微細管12とヒータケース11の
間の空間を流通していくことができる。
周側の上面と下面に配置されている。この誘導コイル1
3は、渦状に巻いた複数の渦巻コイル13a〜13hを
直列接続して形成されている。この場合、渦巻コイル1
3a〜13hの巻方向は、隣接するもの同志が逆になる
ように配置してある。そして、上面側の渦巻コイル13
a〜13eと、下面側の渦巻コイル13f〜13hのう
ち、上下で対応する渦巻コイルの巻方向が逆になってい
る。図3は、このような誘導コイル13を抽出して示す
ものである。
ット10の誘導コイル13に交流電流iaを流すと、直
列接続された各渦巻コイル13a〜13hに電流値が等
しい交流電流iaが流れ、各渦巻コイル13a〜13h
から同一強度の磁束が発生する。したがって、幅方向に
広がったヒータケース11の内部空間の各部分(渦巻コ
イルを配置した部分)にて磁束が略均一に発生し、この
磁束が微細管12を通過し、渦電流により微細管12が
全体的に均一に加熱される。つまり、各渦巻コイル13
a〜13hが分担してその近くの微細管12を加熱する
ため、多数の微細管12は、全体的に均一に一括加熱さ
れることになる。
向(電流の流れ方向に沿って辿ったときにできる渦の巻
方向)は、隣接するもの同志が逆になるように配置して
あり、しかも、上面側の渦巻コイル13a〜13dと、
下面側の渦巻コイル13e〜13hのうち、上下で対応
する渦巻コイルの巻方向が逆になっている。したがっ
て、磁束状態を示す図4に示すように、渦巻コイル13
a〜13hのうち隣接するものから発生する磁束が打ち
消し合うことなく協調して流れて磁束のループを形成す
る。このため、大きな磁束が維持され、微細管12を効
果的に加熱することができる。
体を流通させることにより、気体の加熱をすることがで
きる。
導コイルは、4つの渦巻コイル13A−1〜13A−4
を直列接続した第1の誘導コイルと、4つの渦巻コイル
13B−1〜13B−4を直列接続した第2の誘導コイ
ルとでなる。そして、第1の誘導コイルの渦巻コイル1
3A−1〜13A−4は両端側に配置され、第2の誘導
コイルの渦巻コイル13B−1〜13B−4は中央側に
配置されている。そして、第1の誘導コイルには交流電
流ia−Aを流し、第2の誘導コイルには交流電流ia
−Bを流している。しかも、隣接する渦巻コイルの巻方
向を逆にしている。
での放熱が大きいため、両端側に配置された渦巻コイル
13A−1〜13A−4でなる第1の誘導コイルに流す
交流電流ia−Aの電流値を、中央側に配置された渦巻
コイル13B−1〜13B−4でなる第2の誘導コイル
に流す交流電流ia−Bよりも大きくすることにより、
誘導加熱ユニットでの温度分布をより均一に保つことが
可能となる。
熱を行うこともできる。
たように、本発明にかかる流体加熱用の誘導加熱ユニッ
トは、複数の渦巻コイルを分割して設置するようにして
いるため、各渦巻コイルがその近傍の微細パイプを分担
して加熱するため、断面形状が長方形状のヒータケース
内に配置した管の全体の温度を均一に一括加熱すること
が可能となる。
示す斜視図。
示す正面図。
を、磁束状態と共に示す正面図。
図。
図。
図。
視図。
巻コイル ia,ia−A,ia−B 交流電流
Claims (3)
- 【請求項1】 断面形状が長方形状である筒状のヒータ
ケースと、 前記ヒータケース内に備えられており、軸方向が前記ヒ
ータケースの軸方向に向いた状態で配置された多数の導
電性の管と、 前記ヒータケースの外周側に配置された誘導コイルとで
なる流体加熱用の誘導加熱ユニットにおいて、 前記誘導コイルは、渦状に巻いた複数の渦巻コイルを接
続して形成されていることを特徴とする流体加熱用の誘
導加熱ユニット。 - 【請求項2】 断面形状が長方形状である筒状のヒータ
ケースと、 前記ヒータケース内に備えられており、軸方向が前記ヒ
ータケースの軸方向に向いた状態で配置された多数の導
電性の管と、 前記ヒータケースの外周側に配置された誘導コイルとで
なる流体加熱用の誘導加熱ユニットにおいて、 前記誘導コイルは、渦状に巻いた複数の渦巻コイルを直
列接続して形成されており、しかも、隣接する渦巻コイ
ルの巻方向が逆向きになっていることを特徴とする流体
加熱用の誘導加熱ユニット。 - 【請求項3】 断面形状が長方形状である筒状のヒータ
ケースと、 前記ヒータケース内に備えられており、軸方向が前記ヒ
ータケースの軸方向に向いた状態で配置された多数の導
電性の管と、 前記ヒータケースの外周側に配置された誘導コイルとで
なる流体加熱用の誘導加熱ユニットにおいて、 前記誘導コイルは、渦状に巻いた複数の渦巻コイルを直
列接続して形成された第1の誘導コイルと、渦状に巻い
た複数の渦巻コイルを直列接続して形成された第2の誘
導コイルとでなり、第1の誘導コイルの渦巻コイルを両
端側に、第2の誘導コイルの渦巻コイルを中央側に配置
していることを特徴とする流体加熱用の誘導加熱ユニッ
ト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001258885A JP3893919B2 (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 流体加熱用の誘導加熱ユニット |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003068443A true JP2003068443A (ja) | 2003-03-07 |
JP3893919B2 JP3893919B2 (ja) | 2007-03-14 |
Family
ID=19086331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP3893919B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2008129663A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2010-07-22 | 三菱電機株式会社 | 電気熱変換器 |
JP2011222402A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Chubu Electric Power Co Inc | 加熱装置 |
KR101353313B1 (ko) | 2008-02-25 | 2014-01-21 | 삼성전자주식회사 | 전기조리기기 및 이에 사용되는 유도코일유닛 |
WO2015145974A1 (ja) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 熱処理装置 |
KR101827252B1 (ko) | 2017-11-09 | 2018-02-09 | 정한비 | 확장성을 갖는 히팅 모듈이 일체로 형성된 소형 자기유도가열 보일러 |
KR20190096481A (ko) * | 2018-02-09 | 2019-08-20 | 엘지전자 주식회사 | 유도 가열 성능이 개선된 드럼 세탁기 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103517477A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-01-15 | 北京久顺科技有限公司 | 超音频数字式电磁感应多功能弧形加热线盘 |
CN103517476A (zh) * | 2013-10-23 | 2014-01-15 | 北京久顺科技有限公司 | 超音频数字式电磁感应多功能弧形加热线盘装置总成 |
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2001
- 2001-08-29 JP JP2001258885A patent/JP3893919B2/ja not_active Expired - Fee Related
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