JP2007080715A - Electromagnetic induction fluid heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば水やアルコール等の液体や、窒素ガスやアルゴンガス等の気体等の被加熱流体を電磁誘導的に加熱する、例えば半導体製造装置に使用される電磁誘導流体加熱装置に関する。 The present invention relates to an electromagnetic induction fluid heating apparatus used in, for example, a semiconductor manufacturing apparatus that electromagnetically heats a heated fluid such as a liquid such as water or alcohol, or a gas such as nitrogen gas or argon gas.
従来、本出願人は、被加熱流体が流通する導電性材料の発熱管と、螺旋状に巻回して前記発熱管を取り囲むように配置した加熱コイルと、この加熱コイルに対して高周波電力を供給する高周波電源部と、発熱管の両端部を電気的に接続する短絡部とを有し、前記加熱コイルに対して高周波電力を供給することで発生する磁束線で前記発熱管に電磁誘導電力を発生させ、この電磁誘導電力で同発熱管を加熱する電磁誘導流体加熱装置を提案している(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, the present applicant has supplied a high-frequency power to a heating tube of a conductive material through which a fluid to be heated circulates, a heating coil that is spirally wound so as to surround the heating tube, and the heating coil. A high-frequency power supply unit that electrically connects both ends of the heat generating tube, and electromagnetic induction power is supplied to the heat generating tube by magnetic flux lines generated by supplying high-frequency power to the heating coil. An electromagnetic induction fluid heating device that generates and heats the heat generating tube with this electromagnetic induction power has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図7は特許文献1の電磁誘導流体加熱装置内部の加熱コイル、発熱管及び短絡部の電気的関係を端的に示す説明図、図8は特許文献1の電磁誘導流体加熱装置内部の加熱コイル、発熱管及び短絡部の電気的関係を直流抵抗見地から端的に示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view simply showing the electrical relationship between the heating coil, the heat generating tube, and the short-circuit portion inside the electromagnetic induction fluid heating apparatus of
図7に示す電磁誘導流体加熱装置100は、高周波電源部101と、加熱コイルに相当するコイルL1Aと、発熱管に相当するコイルL2Aと、発熱管の両端同士を電気的に接続する短絡部102とを有し、コイルL2A及び短絡部102で閉回路を形成することになる。
The electromagnetic induction
コイルL1Aは、高周波電源部101から高周波電力を供給すると、磁束線120を発生し、この磁束線120でコイルL2Aに電磁誘導電力を発生させることになる。
When the high frequency power is supplied from the high frequency
図8に示す電磁誘導流体加熱装置100は、高周波電源部101と、発熱管に相当する抵抗R1Aと、短絡部102に相当する短絡抵抗r2Aとで構成し、これら抵抗R1A及び短絡抵抗r2Aで閉回路を形成し、発熱管で発生した電磁誘導電力に応じて抵抗R1A及び短絡抵抗r1Aでジュール熱を発生することになる。
The electromagnetic induction
従って、特許文献1の電磁誘導流体加熱装置100によれば、加熱コイルに高周波電力が供給されると、加熱コイルに磁束が発生し、この加熱コイルの内側に配置されている磁界内の発熱管に電磁誘導電力が発生し、発熱管及び短絡部で形成する閉回路に電流が流れてジュール熱が発生し、このジュール熱で発熱管内を流通する被加熱流体を加熱昇温するようにしたので、例えば発熱が無駄にされていた短絡棒を用いる方式(例えば特許文献2参照)に比較して、被加熱流体に対する加熱効率を大幅に向上させることができる。
しかしながら、特許文献1の電磁誘導流体加熱装置100によれば、一本の発熱管の両端部分を電気的に接続する短絡部を備え、加熱コイルへの高周波電力供給に応じて発熱管に電磁誘導電力を発生し、この発熱管及び短絡部で形成する閉回路に電流を流して短絡部との発熱管の接続箇所が主要発熱部分としてジュール熱を発生させるようにしたが、短絡部との発熱管の接続箇所以外の部位は熱交換に直接寄与しないため、発熱管を流通する被加熱流体に対する熱交換効率に改善の余地があった。
However, according to the electromagnetic induction
そこで、本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発熱管を流通する被加熱流体に対して熱交換効率を大幅に向上させることができる電磁誘導流体加熱装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an electromagnetic induction fluid heating apparatus capable of greatly improving the heat exchange efficiency with respect to the heated fluid flowing through the heat generating pipe. Is to provide.
上記目的を達成するために本発明の電磁誘導流体加熱装置は、被加熱流体が流通する導電性材料の発熱管と、螺旋状に巻回して前記発熱管を取り囲むように配置する加熱コイルと、この加熱コイルに対して高周波電力を供給する高周波電源部とを有し、前記加熱コイルに対して高周波電力を供給することで発生する磁束線で前記発熱管に電磁誘導電力を発生させ、この電磁誘導電力で同発熱管を加熱する電磁誘導流体加熱装置であって、前記発熱管を少なくとも2本の発熱曲管で構成し、一方の発熱曲管の略中央部を螺旋状に捩回して第1螺旋状部を形成すると共に、他方の発熱曲管の略中央部を螺旋状に捩回して第2螺旋状部を形成し、前記加熱コイルに対して高周波電力を供給すると、前記加熱コイルで発生する磁束線が前記2本の発熱曲管に鎖交するように、前記加熱コイルに対して前記少なくとも2本の発熱曲管を配置したものである。 In order to achieve the above object, an electromagnetic induction fluid heating apparatus of the present invention includes a heat generating tube made of a conductive material through which a fluid to be heated flows, a heating coil that is spirally wound and arranged to surround the heat generating tube, A high-frequency power supply unit that supplies high-frequency power to the heating coil, and generates electromagnetic induction power in the heating tube by magnetic flux lines generated by supplying high-frequency power to the heating coil. An electromagnetic induction fluid heating apparatus for heating the heat generating tube with induced power, wherein the heat generating tube is composed of at least two heat generating bent tubes, and a substantially central portion of one of the heat generating bent tubes is spirally wound to form a first one. Forming one spiral portion and spirally twisting the substantially central portion of the other heat generating bent tube to form a second spiral portion, and supplying high frequency power to the heating coil, The generated magnetic flux lines are the two heat generations. As interlinked with the tube, it said is obtained by arranging at least two heat-generating bent tube with respect to the heating coil.
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記一方の発熱曲管で発生する電磁誘導電力の電力方向及び、前記他方の発熱曲管で発生する電磁誘導電力の電力方向が同相となるように、前記加熱コイルに対して前記少なくとも2本の発熱曲管を配置したものである。 In the electromagnetic induction fluid heating device of the present invention, the power direction of the electromagnetic induction power generated in the one heat generating bent tube and the power direction of the electromagnetic induction power generated in the other heat generating bent tube are in phase. The at least two exothermic bent tubes are arranged with respect to the heating coil.
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記第1螺旋状部の間に前記第2螺旋状部を介在させるように、前記加熱コイルに対して前記少なくとも2本の発熱曲管を配置したものである。 In the electromagnetic induction fluid heating device of the present invention, the at least two heat generating bent tubes are arranged with respect to the heating coil so that the second spiral portion is interposed between the first spiral portions. is there.
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記第1螺旋状部で構成する挿通孔に前記第2螺旋状部を挿通するように、前記加熱コイルに対して前記少なくとも2本の発熱曲管を配置したものである。 In the electromagnetic induction fluid heating device of the present invention, the at least two heat generating bent tubes are arranged with respect to the heating coil so that the second spiral portion is inserted into an insertion hole formed by the first spiral portion. It is a thing.
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記発熱管の両端部同士を電気的に接続する短絡部を有するようにした。 The electromagnetic induction fluid heating device of the present invention has a short-circuit portion that electrically connects both end portions of the heat generating tube.
本発明の電磁誘導流体加熱装置は、前記短絡部を、前記一方の発熱曲管の両端部同士を電気的に接続する第1短絡部と、前記他方の発熱曲管の両端部同士を電気的に接続する第2短絡部とで構成するようにしたものである。 In the electromagnetic induction fluid heating device of the present invention, the short-circuit portion is electrically connected between the first short-circuit portion that electrically connects both end portions of the one exothermic bent tube and the other end portion of the other exothermic bent tube. And a second short-circuit portion connected to the.
上記のように構成された本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記発熱管を少なくとも2本の発熱曲管で構成し、一方の発熱曲管の略中央部を螺旋状に捩回して第1螺旋状部を形成すると共に、他方の発熱曲管の略中央部を螺旋状に捩回して第2螺旋状部を形成し、前記加熱コイルに対して高周波電力を供給すると、前記加熱コイルで発生する磁束線が前記2本の発熱曲管に鎖交するように、前記加熱コイルに対して前記少なくとも2本の発熱曲管を配置するようにしたので、前記加熱コイルで発生した磁束線で前記一方の発熱曲管及び前記他方の発熱曲管に電磁誘導電力を発生させ、さらに、これら発熱曲管で発生した磁束線で発熱曲管同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、磁界内の一方の発熱曲管及び他方の発熱曲管の大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができる。 According to the electromagnetic induction fluid heating apparatus of the present invention configured as described above, the heat generating tube is configured by at least two heat generating bent tubes, and a substantially central portion of one heat generating bent tube is spirally wound. When the first spiral portion is formed and the second spiral portion is formed by spirally twisting the substantially central portion of the other exothermic bent tube, and the high frequency power is supplied to the heating coil, the heating coil Since the at least two heat generating bent tubes are arranged with respect to the heating coil so that the magnetic flux lines generated in the above are linked to the two heat generating bent tubes, the magnetic flux lines generated in the heating coil In order to generate electromagnetic induction power in the one exothermic bent tube and the other exothermic bent tube, and further to generate electromagnetic induction power between the exothermic bent tubes with magnetic flux lines generated in these exothermic bent tubes, Of one exothermic bent tube and the other exothermic bent tube in a magnetic field. It contributes to heat exchange at the site of the portion, so that it is possible to significantly improve the heat exchange efficiency with respect to the heated fluid.
また、本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記一方の発熱曲管で発生する電磁誘導電力の電力方向及び、前記他方の発熱曲管で発生する電磁誘導電力の電力方向が同相となるように、前記加熱コイルに対して前記少なくとも2本の発熱曲管を配置したので、前記加熱コイルで発生した磁束線で前記一方の発熱曲管及び前記他方の発熱曲管に電磁誘導電力を発生させ、さらに、これら発熱曲管で発生した磁束線で打ち消しあうことなく、発熱曲管同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、磁界内の一方の発熱曲管及び他方の発熱曲管の大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができる。 Further, according to the electromagnetic induction fluid heating device of the present invention, the power direction of the electromagnetic induction power generated in the one heat generating bent tube and the power direction of the electromagnetic induction power generated in the other heat generating bent tube are in phase. As described above, since the at least two heat generating bent tubes are arranged with respect to the heating coil, electromagnetic induction power is generated in the one heat generating bent tube and the other heat generating bent tube by the magnetic flux generated by the heating coil. In addition, electromagnetic induction power is generated between the heat generating bent tubes without canceling with the magnetic flux lines generated by these heat generating bent tubes, so that one of the heat generating bent tubes and the other heat generating bent tube in the magnetic field It contributes to heat exchange in most parts, and as a result, the heat exchange efficiency for the fluid to be heated can be greatly improved.
また、本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記第1螺旋状部の間に前記第2螺旋状部を介在させるように、前記加熱コイルに対して前記少なくとも2本の発熱曲管を配置したので、前記加熱コイルで発生した磁束線で前記一方の発熱曲管及び前記他方の発熱曲管に電磁誘導電力を発生させ、さらに、これら発熱曲管で発生した磁束線で発熱曲管同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、磁界内の一方の発熱曲管及び他方の発熱曲管の大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができる。 Further, according to the electromagnetic induction fluid heating device of the present invention, the at least two heat generating bent pipes are arranged with respect to the heating coil so that the second spiral portion is interposed between the first spiral portions. Because of the arrangement, electromagnetic induction power is generated in the one exothermic bent tube and the other exothermic bent tube by the magnetic flux lines generated in the heating coil, and further, the exothermic bent tubes are formed by the magnetic flux lines generated in these exothermic bent tubes. Because it generates electromagnetic induction power, it contributes to heat exchange in the most part of one exothermic bent tube and the other exothermic bent tube in the magnetic field. As a result, the heat exchange efficiency for the heated fluid is greatly increased. Can be improved.
また、本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記第1螺旋状部で構成する挿通孔に前記第2螺旋状部を挿通するように、前記加熱コイルに対して前記少なくとも2本の発熱曲管を配置したので、前記加熱コイルで発生した磁束線で前記一方の発熱曲管及び前記他方の発熱曲管に電磁誘導電力を発生させ、さらに、これら発熱曲管で発生した磁束線で発熱曲管同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、磁界内の一方の発熱曲管及び他方の発熱曲管の大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができる。 Further, according to the electromagnetic induction fluid heating device of the present invention, the at least two heat generations with respect to the heating coil such that the second spiral portion is inserted through the insertion hole formed by the first spiral portion. Since the bent tube is arranged, electromagnetic induction power is generated in the one exothermic bent tube and the other exothermic bent tube by the magnetic flux lines generated by the heating coil, and further, heat is generated by the magnetic flux lines generated by these exothermic bent tubes. Since electromagnetic induction power is generated between the curved pipes, it contributes to heat exchange in most parts of the one exothermic bent pipe and the other exothermic bent pipe in the magnetic field, and as a result, heat exchange for the heated fluid Efficiency can be greatly improved.
また、本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記発熱管の両端部同士を電気的に接続する短絡部を有するようにしたので、前記加熱コイルで発生した磁束線で前記一方の発熱曲管及び前記他方の発熱曲管に電磁誘導電力を発生させ、さらに、これら発熱曲管で発生した磁束線で発熱曲管同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、前記短絡部を通じて磁界内の一方の発熱曲管及び他方の発熱曲管の大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができる。 In addition, according to the electromagnetic induction fluid heating device of the present invention, since the short-circuit portion that electrically connects both ends of the heat generating tube is provided, the one heat generation curve is generated by the magnetic flux lines generated in the heating coil. Electromagnetic induction power is generated in the tube and the other heat generating bent tube, and further, electromagnetic induction power is generated between the heat generating bent tubes by the magnetic flux lines generated in these heat generating bent tubes. This contributes to heat exchange in most of the heat generating bent tube and the other heat generating bent tube, and as a result, the heat exchange efficiency for the fluid to be heated can be greatly improved.
また、本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、前記短絡部を、前記一方の発熱曲管の両端部同士を電気的に接続する第1短絡部と、前記他方の発熱曲管の両端部同士を電気的に接続する第2短絡部とで構成するようにしたので、前記加熱コイルで発生した磁束線で前記一方の発熱曲管及び前記他方の発熱曲管に電磁誘導電力を発生させ、さらに、これら発熱曲管で発生した磁束線で発熱曲管同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、前記第1短絡部及び第2短絡部を通じて磁界内の一方の発熱曲管及び他方の発熱曲管の大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができる。 According to the electromagnetic induction fluid heating device of the present invention, the short-circuit portion includes a first short-circuit portion that electrically connects both end portions of the one exothermic bent tube, and both end portions of the other exothermic bent tube. Since the second short-circuit portion that electrically connects each other is configured, electromagnetic induction power is generated in the one exothermic bent tube and the other exothermic bent tube by the magnetic flux generated in the heating coil, Furthermore, since electromagnetic induction power is generated between the heat generating bent tubes by the magnetic flux lines generated by these heat generating bent tubes, one of the heat generating bent tubes and the other of the heat generating bent tubes in the magnetic field are passed through the first short circuit portion and the second short circuit portion. It contributes to heat exchange in the most part of the heat generating bent tube, and as a result, the heat exchange efficiency for the fluid to be heated can be greatly improved.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を示す電磁誘導流体加熱装置について説明する。 Hereinafter, an electromagnetic induction fluid heating apparatus showing an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は第1の実施の形態を示す電磁誘導流体加熱装置の内部構造を端的に示す説明図、図2は同電磁誘導流体加熱装置の内部構造の一部を断面にした説明図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory view simply showing the internal structure of the electromagnetic induction fluid heating apparatus according to the first embodiment, and FIG. 2 is an explanatory view showing a part of the internal structure of the electromagnetic induction fluid heating apparatus in cross section.
図1及び図2に示す電磁誘導流体加熱装置1は、被加熱流体が一端2A側から他端2B側に流通する導電性材料の発熱管2と、この発熱管2の外側に配設されて同発熱管2を取り囲む円筒状のコイルボビン3と、このコイルボビン3に螺旋状に巻回された加熱コイル4と、この加熱コイル4に対して高周波電力を供給する高周波電源部5とを有し、加熱コイル4に対して高周波電力を供給することで発生する磁束線で発熱管2に電磁誘導電力を発生させ、この電磁誘導電力で同発熱管2を加熱するものである。
The electromagnetic induction
高周波電源部5は、高周波電源5Aと、高周波電源5Aから出力する高周波電力を制御する電源制御器5Bと、図示せぬ温度センサで得た被加熱流体の現在温度や発熱管2の現在温度等の温度結果に基づき、被加熱流体の現在温度を目標温度に到達させるべく、電源制御器5Bを制御するコントローラ5Cとを有している。
The high frequency
コイルボビン3は、例えばガラスやセラミック等の電気絶縁材料で円筒状に形成されたものである。
The
発熱管2は、2本の第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bで構成し、第1発熱曲管10Aの略中央部を螺旋状に捩回して第1螺旋状部11Aを形成すると共に、第2発熱曲管10Bの略中央部を螺旋状に捩回して第2螺旋状部11Bを形成し、第1発熱曲管10Aの第1螺旋状部11Aの間に第2発熱曲管10Bの第2螺旋状部11Bを介在させ、加熱コイル4に対して高周波電力を供給すると、加熱コイル4で発生する磁束線が第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B夫々に鎖交するように、これら第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bを、加熱コイル4を巻回したコイルボビン3内に配置したものである。尚、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bは、第1発熱曲管10Aで発生する電磁誘導電力の電力方向と、第2発熱曲管10Bで発生する電磁誘導電力の電力方向とが同相となるように配置したものである。
The
また、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bを形成する導電性材料としては、例えば耐腐食性材料の電磁的誘導加熱に適したフェライト系ステンレス鋼や、電磁的誘導加熱に適したSUS316LやSUS304等のオーステナイト系ステンレス鋼や、電界研磨加工や酸化不動態膜処理を施したものを使用することが望ましい。
In addition, as the conductive material forming the first exothermic
また、発熱管2は、その両端部2A,2B同士を電気的に接続する短絡部6を有し、短絡部6は、第1発熱曲管10Aの一端部2A及び他端部2B同士を電気的に接続する第1短絡部6Aと、第2発熱曲管10Bの一端部2A及び他端部2B同士を電気的に接続する第2短絡部6Bとで構成し、第1発熱曲管10A及び第1短絡部6A間、第2発熱曲管10B及び第2短絡部2B間で閉回路を夫々形成することになる。
Moreover, the
図3は同電磁誘導流体加熱装置1内部の加熱コイル4、第1発熱曲管10A、第2発熱曲管10B、第1短絡部6A及び第2短絡部6Bの電気的関係を端的に示す説明図、図4は同電磁誘導流体加熱装置1内部の第1発熱曲管10A、第2発熱曲管10B、第1短絡部6A及び第2短絡部6Bの電気的関係を直流抵抗見地から端的に示す説明図である。
FIG. 3 simply illustrates the electrical relationship among the
図3に示す電磁誘導流体加熱装置1は、高周波電源部5と、加熱コイル4に相当するコイルL1と、第1発熱曲管10Aに相当するコイルL2と、第2発熱曲管10Bに相当するコイルL3と、コイルL2の両端部同士を電気的に接続する第1短絡部6Aと、コイルL3の両端部同士を電気的に接続する第2短絡部6Bとを有し、コイルL2及び第1短絡部6A間、コイルL3及び第2短絡部6B間で閉回路を夫々形成することになる。
The electromagnetic induction
コイルL1は、高周波電源部5から高周波電力を供給すると、コイルL2に鎖交する磁束線20A及びコイルL3に鎖交する磁束線20Bを発生し、これら磁束線20A及び磁束線20BでコイルL2及びコイルL3に電磁誘導電力を発生させ、さらにコイルL2及びコイルL3で発生した磁束線20CでコイルL2及びコイルL3同士で、さらなる電磁誘導電力を発生させることになる。
When the high frequency power is supplied from the high frequency
図4に示す電磁誘導流体加熱装置1は、高周波電源部5、第1発熱曲管10Aに相当する抵抗R1及び、第1短絡部6Aに相当する短絡抵抗r1で構成する第1閉回路50Aと、高周波電源部5、第2発熱曲管10Bに相当する抵抗R2及び、第2短絡部6Bに相当する短絡抵抗r2で構成する第2閉回路50Bとで構成し、第1発熱曲管10A、第2発熱曲管10Bで発生した電磁誘導電力に応じて第1閉回路50A内の抵抗R1及び短絡抵抗r1、第2閉回路50B内の抵抗R2及び短絡抵抗r2でジュール熱を発生することになる。
The electromagnetic induction
従って、抵抗R1、抵抗R2、短絡抵抗r1及び短絡抵抗r2でジュール熱が発生することで、同抵抗R1及び抵抗R2に相当する第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bを流通する被加熱流体が加熱昇温することになる。
Accordingly, when Joule heat is generated by the resistor R1, the resistor R2, the short-circuit resistor r1, and the short-circuit resistor r2, the covered
尚、請求項記載の電磁誘導流体加熱装置は電磁誘導流体加熱装置1、発熱管は発熱管2、加熱コイルは加熱コイル4、高周波電源部は高周波電源部5、一方の発熱曲管は第1発熱曲管10A、他方の発熱曲管は第2発熱曲管10B、第1螺旋状部は第1螺旋状部11A、第2螺旋状部は第2螺旋状部11B、短絡部は短絡部6、第1短絡部6A、第2短絡部6Bに相当するものである。
The electromagnetic induction fluid heating device according to the claims is the electromagnetic induction
次に第1の実施の形態を示す電磁誘導流体加熱装置1の動作について説明する。
Next, operation | movement of the electromagnetic induction
まず、加熱コイル4は、高周波電源5Aからの高周波電力を供給すると、磁束線を発生し、同加熱コイル4の内側に配置されて磁界20A内にある第1発熱曲管10Aに渦電流の電磁誘導電力が発生し、この電磁誘導電力でジュール熱が発生して第1発熱曲管10Aが発熱する。
First, when the
また、第2発熱曲管10Bも同様に、加熱コイル4の内側に配置されて磁界20B内にあるため、渦電流の電磁誘導電力が発生し、この電磁誘導電力でジュール熱が発生することで同第2発熱曲管10Bが発熱する。
Similarly, since the second heat generating
さらに、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bは、電磁誘導電力の発生に応じて磁束を発生し、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bの磁界20C内にある第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bでも、更なる電磁誘導電力が発生し、さらに、第1短絡部6A及び第1発熱曲管10A間、第2短絡部2B及び第2発熱曲管10B間で形成される閉回路に電流が流れることで第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bも夫々発熱することになる。
Further, the first heat generating
そして、このように発熱した第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B内を被加熱流体が流通することで、同第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bの内壁面から熱伝達で被加熱流体が加熱されることになる。
The heated fluid circulates in the first heat generating
従って、第1の実施の形態によれば、発熱管2を第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bで構成し、第1発熱曲管10Aの略中央部を螺旋状に捩回して第1螺旋状部11Aを形成すると共に、第2発熱曲管10Bの略中央部を螺旋状に捩回して第2螺旋状部11Bを形成し、第1発熱曲管10Aの第1螺旋状部11Aの間に第2発熱曲管10Bの第2螺旋状部11Bを介在させ、加熱コイル4に対して高周波電力を供給すると、加熱コイル4で発生する磁束線が第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B夫々に鎖交するように、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bを、加熱コイル4を巻回したコイルボビン3内に配置するようにしたので、加熱コイル4で発生した磁束線で第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bに電磁誘導電力を発生させ、さらに、これら第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bで発生した磁束線で第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、磁界内の第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができる。
Therefore, according to the first embodiment, the
また、第1の実施の形態によれば、第1発熱曲管10Aで発生する電磁誘導電力の電力方向及び、第2発熱曲管10Bで発生する電磁誘導電力の電力方向が同相となるように、加熱コイル4に対して第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bを配置したので、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bに電磁誘導電力で発生した磁束線が打ち消しあうことなく、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、磁界内の第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bの大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができる。
Further, according to the first embodiment, the power direction of electromagnetic induction power generated in the first heat generating
また、第1の実施の形態によれば、短絡部6を、第1発熱曲管10Aの一端部2A及び他端部2B同士を電気的に接続する第1短絡部6Aと、第2発熱曲管10Bの一端部2A及び他端部2B同士を電気的に接続する第2短絡部6Bとで構成し、第1発熱曲管10A及び第1短絡部6A間、第2発熱曲管10B及び第2短絡部6B間で閉回路を夫々形成するようにしたので、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bも夫々発熱することになるため、熱交換効率が大幅に向上させることができる。
In addition, according to the first embodiment, the short-
(実施の形態2)
次に第2の実施の形態を示す電磁誘導流体加熱装置について説明する。図5は第2の実施の形態を示す電磁誘導流体加熱装置の内部構造を端的に示す説明図、図6は同電磁誘導流体加熱装置の内部構造の一部を断面にした説明図である。尚、第1の実施の形態を示す電磁誘導流体加熱装置1と同一の構成については同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
(Embodiment 2)
Next, an electromagnetic induction fluid heating apparatus showing a second embodiment will be described. FIG. 5 is an explanatory view simply showing the internal structure of the electromagnetic induction fluid heating apparatus according to the second embodiment, and FIG. 6 is an explanatory view showing a part of the internal structure of the electromagnetic induction fluid heating apparatus in cross section. In addition, about the structure same as the electromagnetic induction
図5及び図6に示す第2の実施の形態を示す電磁誘導流体加熱装置1Aと第1の実施の形態を示す電磁誘導流体加熱装置1とが異なるところは、発熱管2の構成が、第1発熱曲管10Aの第1螺旋状部10Aで構成する挿通孔12に第2発熱曲管10Bの第2螺旋状部11Bを挿通させるように、加熱コイル4を巻回したコイルボビン3内に第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bを配置した点にある。
The electromagnetic induction
尚、請求項記載の電磁誘導流体加熱装置は電磁誘導流体加熱装置1A、挿通孔は挿通孔12に相当するものである。
The electromagnetic induction fluid heating device according to the claims corresponds to the electromagnetic induction
次に第2の実施の形態を示す電磁誘導流体加熱装置1Aの動作について説明する。
Next, the operation of the electromagnetic induction
加熱コイル4は、高周波電源部5から高周波電力を供給すると、磁束線を発生し、同加熱コイル4内側の磁界内ある第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B夫々に渦電流の電磁誘導電力を発生し、この電磁誘導電力でジュール熱を発生させることで第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B夫々が発熱する。
When the
さらに、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bは、電磁誘導電力の発生に応じて磁束を発生し、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bの磁界内にある第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bでも、更なる電磁誘導電力が発生し、第1発熱曲管10A及び第1短絡部6A間、第2発熱曲管10B及び第2短絡部6B間で夫々形成する閉回路で第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bも夫々発熱することになる。
Further, the first heat generating
そして、このように発熱した第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B内を被加熱流体が流通することで、同第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bの内壁面から熱伝達で被加熱流体が加熱されることになる。
The heated fluid circulates in the first heat generating
従って、第2の実施の形態によれば、発熱管2を第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bで構成し、第1発熱曲管10Aの略中央部を螺旋状に捩回して第1螺旋状部11Aを形成すると共に、第2発熱曲管10Bの略中央部を螺旋状に捩回して第2螺旋状部11Bを形成し、第1発熱曲管10Aの第1螺旋状部11Aで構成する挿通孔12に第2発熱曲管10Bの第2螺旋状部11Bを挿通させ、加熱コイル4に対して高周波電力を供給すると、加熱コイル4で発生する磁束線が第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B夫々に鎖交するように、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bを、加熱コイル4を巻回したコイルボビン3内に配置するようにしたので、加熱コイル4で発生した磁束線で第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bに電磁誘導電力を発生させ、さらに、これら第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bで発生した磁束線で第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、磁界内の第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができる。
Therefore, according to the second embodiment, the
また、第2の実施の形態によれば、第1発熱曲管10Aで発生する電磁誘導電力の電力方向及び、第2発熱曲管10Bで発生する電磁誘導電力の電力方向が同相となるように、加熱コイル4に対して第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bを配置したので、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bに電磁誘導電力で発生した磁束線が打ち消しあうことなく、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10B同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、磁界内の第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bの大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができる。
Further, according to the second embodiment, the power direction of the electromagnetic induction power generated in the first heat generating
また、第2の実施の形態によれば、短絡部6を、第1発熱曲管10Aの一端部2A及び他端部2B同士を電気的に接続する第1短絡部6Aと、第2発熱曲管10Bの一端部2A及び他端部2B同士を電気的に接続する第2短絡部6Bとで構成し、第1発熱曲管10A及び第1短絡部6A間、第2発熱曲管10B及び第2短絡部6B間で閉回路を夫々形成するようにしたので、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bも夫々発熱することになるため、熱交換効率が大幅に向上させることができる。
In addition, according to the second embodiment, the short-
尚、本実施の形態に示す電磁誘導流体加熱装置1(1A)においては、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bに流通する被加熱流体を同一目標温度に加熱維持することを目的とするため、これら第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bに流通する被加熱流体が同一の流体であることが望ましい。
In the electromagnetic induction fluid heating apparatus 1 (1A) shown in the present embodiment, the object is to maintain the heated fluid flowing through the first exothermic
また、上記実施の形態の電磁誘導流体加熱装置1(1A)においては、第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bの一端2A側から他端2B側へ被加熱流体を流通させることが望ましいが、例えば第1発熱曲管10Aでは一端側2Aから他端2B側に、第2発熱曲管10Bでは他端2B側から一端2A側へ被加熱流体を流通させるようにしても同様の効果が得られることは言うまでもない。
In the electromagnetic induction fluid heating device 1 (1A) of the above embodiment, the fluid to be heated is circulated from the one
また、上記実施の形態においては、例えば第1発熱曲管10Aの第1螺旋状部11Aの間に第2発熱曲管10Bの第2螺旋状部11Bを介在させるように発熱管2を構成し、又は例えば第1発熱曲管10Aの第1螺旋状部11Aで挿通孔12を形成し、この挿通孔12内に第2発熱曲管10Bの第2螺旋状部11Bを挿通するように発熱管2を構成するようにしたが、加熱コイル4で発生する磁束線が第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bで鎖交するのであれば、これら配置構成の限りではなく、様々な配置構成が考えることは言うまでもない。
Moreover, in the said embodiment, the heat_generation | fever pipe |
また、上記実施の形態においては、発熱管2を第1発熱曲管10A及び第2発熱曲管10Bの2本の発熱曲管で構成するようにしたが、3本以上の発熱曲管で構成するようにしても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
Moreover, in the said embodiment, although the heat_generation |
本発明の電磁誘導流体加熱装置によれば、発熱管を少なくとも2本の発熱曲管で構成し、一方の発熱曲管の略中央部を螺旋状に捩回して第1螺旋状部を形成すると共に、他方の発熱曲管の略中央部を螺旋状に捩回して第2螺旋状部を形成し、加熱コイルに対して高周波電力を供給すると、前記加熱コイルで発生する磁束線が前記2本の発熱曲管に鎖交するように、前記加熱コイルに対して前記少なくとも2本の発熱曲管を配置するようにしたので、前記加熱コイルで発生した磁束線で前記一方の発熱曲管及び前記他方の発熱曲管に電磁誘導電力を発生させ、さらに、これら発熱曲管で発生した磁束線で発熱曲管同士に電磁誘導電力を発生させることになるため、磁界内の一方の発熱曲管及び他方の発熱曲管の大部分の部位で熱交換に寄与し、その結果、被加熱流体に対する熱交換効率を大幅に向上させることができるため、例えば窒素ガス等の気体やアルコール等の液体等の被加熱流体を電磁誘導的に加熱する、例えば半導体製造装置に有用である。 According to the electromagnetic induction fluid heating device of the present invention, the heat generating tube is constituted by at least two heat generating bent tubes, and the first spiral portion is formed by spirally twisting the substantially central portion of one heat generating bent tube. At the same time, when the second spiral portion is formed by spirally twisting the substantially central portion of the other heat generating bent tube, and the high frequency power is supplied to the heating coil, the two magnetic flux lines generated in the heating coil Since the at least two heat generating bent tubes are arranged with respect to the heating coil so as to be linked to the heat generating bent tube, the one heat generating bent tube and the one of the heat generating bent tubes are formed by magnetic flux lines generated in the heating coil. Since electromagnetic induction power is generated in the other heat generating bent tube, and further, electromagnetic induction power is generated between the heat generating bent tubes by the magnetic flux lines generated in these heat generating bent tubes, one heat generating bent tube in the magnetic field and Contributing to heat exchange in most parts of the other exothermic bent tube, As a result, the heat exchange efficiency with respect to the fluid to be heated can be greatly improved. For example, the fluid to be heated such as a gas such as nitrogen gas or a liquid such as alcohol is electromagnetically heated. It is.
1(1A) 電磁誘導流体加熱装置
2 発熱管
4 加熱コイル
5 高周波電源部
6 短絡部
6A 第1短絡部
6B 第2短絡部
10A 第1発熱曲管(一方の発熱曲管)
10B 第2発熱曲管(他方の発熱曲管)
11A 第1螺旋状部
11B 第2螺旋状部
12 挿通孔
1 (1A) Electromagnetic induction
10B 2nd exothermic curved pipe (other exothermic curved pipe)
11A 1st
Claims (6)
前記発熱管を少なくとも2本の発熱曲管で構成し、一方の発熱曲管の略中央部を螺旋状に捩回して第1螺旋状部を形成すると共に、他方の発熱曲管の略中央部を螺旋状に捩回して第2螺旋状部を形成し、前記加熱コイルに対して高周波電力を供給すると、前記加熱コイルで発生する磁束線が前記少なくとも2本の発熱曲管に鎖交するように、前記加熱コイルに対して前記2本の発熱曲管を配置したことを特徴とする電磁誘導流体加熱装置。 A heating tube made of a conductive material through which a fluid to be heated flows, a heating coil that is spirally wound and arranged to surround the heating tube, and a high-frequency power supply unit that supplies high-frequency power to the heating coil are provided. An electromagnetic induction fluid heating device that generates electromagnetic induction power in the heat generation tube by magnetic flux lines generated by supplying high-frequency power to the heating coil, and heats the heat generation tube by the electromagnetic induction power. ,
The exothermic tube is composed of at least two exothermic bent tubes, and a substantially central portion of one exothermic bent tube is spirally twisted to form a first spiral portion, and an approximately central portion of the other exothermic bent tube When a high frequency power is supplied to the heating coil, the magnetic flux lines generated in the heating coil are linked to the at least two heat generating bent tubes. Further, the electromagnetic induction fluid heating apparatus is characterized in that the two heat generating bent tubes are arranged with respect to the heating coil.
前記一方の発熱曲管の両端部同士を電気的に接続する第1短絡部と、
前記他方の発熱曲管の両端部同士を電気的に接続する第2短絡部とで構成することを特徴とする請求項5記載の電磁誘導流体加熱装置。 The short-circuit part is
A first short-circuit portion that electrically connects both end portions of the one heat generating bent tube;
6. The electromagnetic induction fluid heating device according to claim 5, comprising a second short-circuit portion that electrically connects both end portions of the other heat generating bent tube.
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