JP2006090587A - Superheated steam generator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、蒸気や水等の流体を加熱して過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生装置に関する。 The present invention relates to a superheated steam generator that generates superheated steam by heating a fluid such as steam or water.
従来から、誘導コイルの誘導加熱を利用して過熱水蒸気を発生する過熱水蒸気発生装置が知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, a superheated steam generator that generates superheated steam using induction heating of an induction coil is known (see Patent Document 1).
かかる過熱水蒸気発生装置は、水を加熱して水蒸気を発生させるボイラと、このボイラによって発生した水蒸気を通す筒状の導電性通路と、この導電性通路の外周囲を巻回した誘導コイル等とを備えている。そして、誘導コイルに高周波電圧を印加して導電性通路に誘導電流を流し、導電性通路を通る水蒸気をその誘導電流により加熱し、この加熱により過熱水蒸気を発生させるものである。
しかしながら、このような過熱水蒸気発生装置にあっては、誘導コイルによって導電性通路の外周壁に渦電流が発生し、この渦電流によって導電性通路内の水蒸気を加熱するものであるが、その渦電流は導電性通路を貫く磁束の変化を妨げる向き、すなわち導電性通路の外周壁の表面を周方向に沿って流れる。特に、高周波電圧を誘導コイルに印加させているので、誘導コイルによる誘導電流の表皮効果が顕著となり、導電性通路の外表面のみが発熱する。このため、水蒸気を加熱する導電性通路の加熱効率が悪いという問題があった。 However, in such a superheated steam generator, an eddy current is generated on the outer peripheral wall of the conductive passage by the induction coil, and the steam in the conductive passage is heated by this eddy current. The current flows in a direction that prevents a change in magnetic flux passing through the conductive path, i.e., the surface of the outer peripheral wall of the conductive path along the circumferential direction. In particular, since a high-frequency voltage is applied to the induction coil, the skin effect of the induced current due to the induction coil becomes significant, and only the outer surface of the conductive path generates heat. For this reason, there existed a problem that the heating efficiency of the electroconductive channel | path which heats water vapor | steam was bad.
また、導電性通路内に加熱用の金属を入れた場合であっても、導電性通路の外周壁の渦電流がその金属を貫通する磁束を打ち消すため、その金属に発生する渦電流は小さく、あるいはほとんど流れない。このため、上記と同様に加熱効率が悪いという問題あった。 Even when a heating metal is placed in the conductive passage, the eddy current in the outer peripheral wall of the conductive passage cancels out the magnetic flux penetrating the metal, so the eddy current generated in the metal is small, Or hardly flows. For this reason, there existed a problem that heating efficiency was bad like the above.
この発明の目的は、管体を流れる流体を効率よく加熱することのできる過熱水蒸気発生装置を提供することにある。 The objective of this invention is providing the superheated steam generator which can heat the fluid which flows through a tubular body efficiently.
請求項1の発明は、一端から流体が供給される導電性の管体と、この管体内に配置された導電性部材と、前記管体に巻回されるとともにその管体および導電性部材に誘導電流を流す誘導コイルとを備え、前記誘導電流によってその管体内の流体を加熱して過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生装置であって、
前記管体の軸線方向に沿って管体の周壁にスリットを設け、
このスリットを絶縁材で閉塞したことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a conductive tube body to which a fluid is supplied from one end, a conductive member disposed in the tube body, and the tube body and the conductive member wound around the tube body. An overheated steam generator for generating superheated steam by heating the fluid in the tube by the induced current,
A slit is provided on the peripheral wall of the tubular body along the axial direction of the tubular body,
The slit is closed with an insulating material.
請求項2の発明は、前記導電性部材は、管体の軸線に沿って配置された柱状部材であることを特徴とする。
The invention of
請求項3の発明は、前記柱状部材は複数有していることを特徴とする。
The invention of
請求項4の発明は、前記導電性部材は、複数の球体であることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is characterized in that the conductive member is a plurality of spheres.
請求項5の発明は、前記導電性部材は、ほぼ同心状に配置された複数の円筒部材を有し、各円筒部材に軸線方向に沿ってスリットを設けたことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that the conductive member has a plurality of cylindrical members arranged substantially concentrically, and a slit is provided in each cylindrical member along the axial direction.
この発明によれば、管体に軸線方向に沿ってスリットを設けたものであるから、管体の外表面に流れる渦電流の発生を防止することができ、これにより管体内に配置した導電性部材に効率よく渦電流を発生させることができる。このため、管体を流れる流体を効率よく加熱することができる。 According to the present invention, since the tube body is provided with the slit along the axial direction, it is possible to prevent the generation of eddy current flowing on the outer surface of the tube body, and thereby the conductivity disposed in the tube body. An eddy current can be efficiently generated in the member. For this reason, the fluid which flows through a tubular body can be heated efficiently.
以下、この発明に係る過熱水蒸気発生装置の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the superheated steam generator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1実施例]
図1は、例えば医療器具の加熱消毒や食品等の加熱処理や木材等の乾燥処理に使用される過熱水蒸気発生装置10を示したものである。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a
この過熱水蒸気発生装置10は、金属製の円筒状の管体11と、この管体11内に配置された金属性の内部発熱体(導電性部材)12と、管体11の外周囲を巻回した誘導コイル20等とから構成されている。内部発熱体12は、円柱状に形成されるとともに管体11の軸線に沿って配置されている。この内部発熱体12は、管体11内の底部に設けた図示しない支持部材などにより支持され、この支持部材は後述する飽和蒸気の流れの支障を来さないようになっている。
The
管体11の一端(図1において下端)には、管体11内に飽和蒸気(流体)を供給する供給手段(図示せず)が接続されており、管体11の上端(図1において)には、この上端から排出される過熱水蒸気を図示しない加熱処理部へ送る管路(図示せず)が接続されている。
A supply means (not shown) for supplying saturated vapor (fluid) into the
管体11には、上端から下部まで軸線方向に沿って延びた所定の幅のスリット13が形成されている。このスリット13には、例えばセラミックや石英ガラスなどの絶縁体14が充填され、その絶縁体14によってスリット13は閉塞されており、スリット13から蒸気が漏れないようになっている。
The
誘導コイル20には、図示しない高周波電源装置に接続されていて高周波電圧が印加されるようになっている。なお、誘導コイル20は図示しない断熱材を介して管体11を巻回しており、誘導コイル20の温度が上がり過ぎないようになっている。
[動 作]
次に、上記のように構成される過熱水蒸気発生装置10の動作について説明する。
The
[Operation]
Next, operation | movement of the
先ず、高周波電源装置によって誘導コイル20に高周波電圧を印加させる。この高周波電圧の印加により誘導コイル20に高周波電流が流れる。この誘導コイル20の高周波電流によって管体11や内部発熱体12を貫通する交番磁界H1,H2が発生する。
First, a high frequency voltage is applied to the
管体11にスリットが設けられていることにより、その交番磁界によって管体11の外表面の周回りに流れる渦電流は発生しない。この渦電流が発生しないことにより、その渦電流によって内部発熱体12を貫通する磁束H2は打ち消されず、このため内部発熱体12を貫通する磁束H2によって内部発熱体12の外表面の周回りに発生する渦電流S2は大きな電流となる。
Since the
また、管体11の外表面の渦電流が発生しないことにより、交番磁界のエネルギーは、図1に示すように管体11を貫通する磁束H1によって管体11の厚み方向に流れる渦電流S1と、内部発熱体12の渦電流S2との2つに分散される。このため、渦電流S1も大きな電流となる。
Further, since no eddy current is generated on the outer surface of the
そして、厚み方向に流れる渦電流S1により、管体11の外表面のみならず管体11の内周面を十分に加熱することができる。また、渦電流S2によって内部発熱体12の外表面を十分に加熱することができる。
And not only the outer surface of the
これら加熱により管体11内の飽和蒸気が効率よく加熱されて過熱水蒸気となって管体11の上端から排出されていく。
[第2実施例]
図2は第2実施例の過熱水蒸気発生装置30を示したものである。この過熱水蒸気発生装置30は、管体11の中に径の小さい複数の金属製の柱状部材(内部発熱体)31を管体11の軸線方向に沿って配置したものである。なお、柱状部材31は、飽和蒸気の流れに支障を来さない例えば網状の支持部材により支持されている。
By these heating, the saturated steam in the
[Second Embodiment]
FIG. 2 shows the
この第2実施例は、各柱状部材31の外周面に渦電流S3を発生させたものであり、第1実施例に比較して渦電流が発生する表面積を大きくして飽和蒸気の加熱効率を向上させたものである。
[第3実施例]
図3は第3実施例の過熱水蒸気発生装置40を示したものである。この過熱水蒸気発生装置40は、管体11の中に径の小さい複数の金属製の球体41を配置したものである。なお、球体41は第1実施例と同様に網状の支持部材により支持されている。
In this second embodiment, an eddy current S3 is generated on the outer peripheral surface of each
[Third embodiment]
FIG. 3 shows the
この第3実施例は、第2実施例よりも渦電流が発生する表面積をさらに大きくして、飽和蒸気の加熱効率をさらに向上させたものである。
[第4実施例]
図4は第4実施例の過熱水蒸気発生装置50を示したものである。この過熱水蒸気発生装置50は、管体11の中に径の異なる複数のパイプ51〜55をほぼ同心円状に配置し、各パイプ51,55に管体11と同様にスリット51A〜55Aを形成したものである。なお、図4ではパイプ51,52のみを図示してある。
In the third embodiment, the surface area where eddy currents are generated is made larger than in the second embodiment, and the heating efficiency of saturated steam is further improved.
[Fourth embodiment]
FIG. 4 shows the
また、管体11の底部には、図5に示す取付金具60が取り付けられている。この取付金具60は長尺状に形成され、その両端には管体11の下部内に圧入するための凹部61,61が形成されている。また、凹部61,61間には各パイプ51,52の縁部が圧入する一対の切欠62〜66,62〜66が各パイプ51〜55の径に合わせて形成されている。
Further, a mounting
そして、図6および図7に示すように、取付金具60が管体11の底部に取り付けられており、取付金具60の切欠62〜66,62〜66にパイプ51〜55の下部の縁部が圧入されて、各パイプ51〜55が取付金具60に支持されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the mounting
この第4実施例によれば、各パイプ51〜55にスリット51A〜55Aを形成したものであるから、各パイプ51〜55にその厚み方向の渦電流が流れ、各パイプ51〜55によって飽和蒸気を加熱することができ、これにより飽和蒸気の加熱効率を向上させたものである。なお、パイプ55にはスリット55Aを設けなくてもよい。
According to the fourth embodiment, since the
10 過熱水蒸気発生装置
11 管体
12 内部発熱体
13 スリット
14 絶縁材
20 誘導コイル
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記管体の軸線方向に沿って管体の周壁にスリットを設け、
このスリットを絶縁材で閉塞したことを特徴とする過熱水蒸気発生装置。 A conductive tube to which a fluid is supplied from one end; a conductive member disposed in the tube; an induction coil wound around the tube and causing an induced current to flow through the tube and the conductive member; A superheated steam generator for heating the fluid in the pipe body by induction heating of the pipe body and the conductive member to generate superheated steam,
A slit is provided on the peripheral wall of the tubular body along the axial direction of the tubular body,
An overheated steam generator characterized in that the slit is closed with an insulating material.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP (1) | JP2006090587A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010108602A (en) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | High-frequency induction heating device |
JP2010532215A (en) * | 2007-07-05 | 2010-10-07 | バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッド | Dialysis fluid heating system |
CN110068000A (en) * | 2019-02-02 | 2019-07-30 | 邓声龙 | A kind of electromagnetic wave steam oven |
KR20200100364A (en) * | 2019-02-18 | 2020-08-26 | 주식회사 솔로에너지 | Electric power generation system that can generate electricity through superheated steam pyrolyzed by induction current |
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2004
- 2004-09-22 JP JP2004274809A patent/JP2006090587A/en active Pending
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KR102187924B1 (en) * | 2019-02-18 | 2020-12-08 | 주식회사 솔로에너지 | Electric power generation system that can generate electricity through superheated steam pyrolyzed by induction current |
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