JP2020159601A - Fluid heater and manufacturing method for fluid heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被加熱流体が通流される流路の内部にシーズヒータを設けた流体加熱器、及び、このような流体加熱器の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a fluid heater in which a sheathed heater is provided inside a flow path through which a fluid to be heated flows, and a method for manufacturing such a fluid heater.
シーズヒータは、筒状部材であるシースの内部に発熱線を収容するとともに、マグネシア等の絶縁体粉末を充填して構成された抵抗加熱電気ヒータである。
シーズヒータは、電気的絶縁性に優れており被加熱流体を安全に加熱することが可能であり、また、材質を適切に選択することにより、高温での使用も可能である。
また、シースを曲げ加工することにより、発熱部を設置スペースに応じた任意の形状に形成することが可能である。
The sheathed heater is a resistance heating electric heater configured by accommodating a heating wire inside a sheath which is a tubular member and filling it with an insulator powder such as magnesia.
The sheathed heater has excellent electrical insulation and can safely heat the fluid to be heated, and can also be used at a high temperature by appropriately selecting the material.
Further, by bending the sheath, it is possible to form the heat generating portion into an arbitrary shape according to the installation space.
シーズヒータにより被加熱流体を加熱する流体加熱器に関する従来技術として、例えば特許文献１には、被加熱流体が通流される筒状体の内部に、らせん状に巻き回したシーズヒータを収容した気体加熱器が記載されている。
As a prior art relating to a fluid heater that heats a fluid to be heated by a sheathed heater, for example,
シーズヒータを、被加熱流体が通流される流路の中間部分に、端子部分が流路断面外側に突出した状態で配置しようとした場合、例えば流路を構成する筒状部材の周方向における半部を切り欠くとともに、筒体の外径側に張り出したボックス上のシーズヒータ挿入ポートを設けることが提案されている。（後述する本発明の比較例１を参照）
しかし、このような構成とした場合、シーズヒータ挿入ポートが設けられた箇所で、流路断面積が大きく変化し、被加熱流体がシーズヒータを避けてシーズヒータ挿入ポート内を通過することにより、加熱性能が低下することが懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡単な構造により流路断面の変化を抑制した流体加熱器及び流体加熱器の製造方法を提供することである。
When the sheathed heater is arranged in the middle portion of the flow path through which the fluid to be heated flows, with the terminal portion protruding outside the cross section of the flow path, for example, a half in the circumferential direction of the tubular member constituting the flow path. It has been proposed to cut out the portion and provide a sheathed heater insertion port on the box overhanging on the outer diameter side of the cylinder. (See Comparative Example 1 of the present invention described later)
However, in such a configuration, the cross-sectional area of the flow path changes significantly at the location where the sheathed heater insertion port is provided, and the fluid to be heated passes through the sheathed heater insertion port while avoiding the sheathed heater. There is a concern that the heating performance will deteriorate.
In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a fluid heater and a method for manufacturing a fluid heater in which changes in the cross section of the flow path are suppressed by a simple structure.
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、被加熱流体が通流される筒状の流路部材と、筒状に形成されたシースの内部に発熱線及び絶縁体粉末を収容して構成され、前記流路部材の内径側に配置される中間部及び前記流路部材の外側へ突出して配置される端部を有するシーズヒータとを備える流体加熱器であって、前記流路部材は、筒軸方向に分割して形成された第１部材及び第２部材を接続して構成され、前記第１部材から外側に突き出して形成され前記シーズヒータの前記端部が挿入される突出筒部を備え、前記第１部材は、前記第２部材と接合される端部における一部を、前記シーズヒータを前記突出筒部の長手方向に沿って挿入可能なよう他部に対して前記第２部材側とは反対側に凹ませた凹部を有することを特徴とする流体加熱器である。
これによれば、流路部材を第１部材と第２部材とに軸方向に分割するとともに、分割線の形状を突出筒部の長手方向に沿ってシーズヒータを挿入可能なよう設定することによって、第１部材と第２部材との接合前に第１部材の内径側にシーズヒータを挿入し、その後第１部材と第２部材とを接合することが可能となる。
これにより、流路部材内の流路断面の変化を防止しつつ簡単にシーズヒータを内蔵した流体加熱器を得ることができる。
このため、被加熱流体がシーズヒータを避けて流れることが抑制され、加熱効率を向上するとともに、流路部材の基本断面形状が維持されることにより、例えばシーズヒータを挿入するためのポートなど局所的に異なる形状の構造体が設けられることに起因する不具合を防止することができる。
The present invention solves the above-mentioned problems by the following solutions.
The invention according to
According to this, the flow path member is divided into the first member and the second member in the axial direction, and the shape of the dividing line is set so that the sheathed heater can be inserted along the longitudinal direction of the protruding cylinder portion. Before joining the first member and the second member, a sheathed heater can be inserted on the inner diameter side of the first member, and then the first member and the second member can be joined.
As a result, it is possible to easily obtain a fluid heater having a built-in sheathed heater while preventing a change in the cross section of the flow path in the flow path member.
Therefore, the fluid to be heated is suppressed from flowing away from the sheathed heater, the heating efficiency is improved, and the basic cross-sectional shape of the flow path member is maintained, so that, for example, a port for inserting the sheathed heater is locally formed. It is possible to prevent problems caused by the provision of structures having different shapes.
請求項２に係る発明は、前記第１部材と前記第２部材とが接合される接合部は、前記流路部材の筒軸方向に対して傾斜した平面に沿って配置されることを特徴とする請求項１に記載の流体加熱である。
これによれば、第１部材と第２部材との分割線が所定の方向から見たときに直線状になることから、第１部材と第２部材との突き合せ箇所を形成する加工が容易である。
また、分割線にコーナ部などが形成されないため、接合が容易であるとともに、応力集中を防止して耐久性、信頼性を確保することができる。
さらに、分割線に流路部材の周方向と直交する箇所がないことから、被加熱流体の圧力が高く流路部材の周方向に著大な引張応力が加わる場合であっても、分割線における損傷を抑制して耐圧性、耐久性、信頼性を確保することができる。
The invention according to claim 2 is characterized in that the joint portion to which the first member and the second member are joined is arranged along a plane inclined with respect to the tubular axis direction of the flow path member. The fluid heating according to
According to this, since the dividing line between the first member and the second member becomes a straight line when viewed from a predetermined direction, it is easy to process the butt portion between the first member and the second member. Is.
Further, since a corner portion or the like is not formed on the dividing line, it is easy to join, stress concentration can be prevented, and durability and reliability can be ensured.
Further, since the dividing line does not have a portion orthogonal to the circumferential direction of the flow path member, even when the pressure of the fluid to be heated is high and a large tensile stress is applied in the circumferential direction of the flow path member, the dividing line is formed. Damage can be suppressed and pressure resistance, durability, and reliability can be ensured.
請求項３に係る発明は、前記第１部材と前記第２部材とは突合せ溶接により接合されており、前記第１部材と前記第２部材との接合部における前記流路部材の内周面に沿って、内径側への溶接ビードの突出を防止する保護部材が設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体加熱器である。
これによれば、溶接のビードが流路部材の内径側に突出し、シーズヒータに損傷を与えることを防止できる。
In the invention according to claim 3, the first member and the second member are joined by butt welding, and the inner peripheral surface of the flow path member at the joint portion between the first member and the second member. The fluid heater according to claim 1 or 2, wherein a protective member for preventing the weld bead from protruding toward the inner diameter side is provided along the line.
According to this, it is possible to prevent the weld bead from protruding toward the inner diameter side of the flow path member and damaging the sheathed heater.
請求項４に係る発明は、被加熱流体が通流される筒状の流路部材と、筒状に形成されたシースの内部に発熱線及び絶縁体粉末を収容して構成され、前記流路部材の内径側に配置される中間部及び前記流路部材の外側に突出して配置される端部を有するシーズヒータとを備える流体加熱器の製造方法であって、前記流路部材は、筒軸方向に分割して形成された第１部材及び第２部材を有して構成され、前記第１部材に外側に突き出して形成され前記シーズヒータの前記端部が挿入される突出筒部を取り付ける第１の工程と、前記シーズヒータの前記端部を前記突出筒部の長手方向に沿って挿入し前記発熱部が前記流路部材の筒軸方向から見たときに前記第１部材の内側となるように配置する第２の工程と、前記第１部材と前記第２部材とを突き合せた状態で接合する第３の工程とを有することを特徴とする流体加熱器の製造方法である。
請求項５に係る発明は、前記第３の工程は、前記第１部材と前記第２部材とを突合せ溶接するものであり、前記第１部材と前記第２部材との接合部の内径側に溶接ビードが突出することを防止する保護部材を設けた状態で行われることを特徴とする請求項４に記載の流体加熱器の製造方法である。
これらの各発明においても、上述した流体加熱器に係る発明と実質的に同様の効果を得ることができる。
The invention according to claim 4 is configured by accommodating a heating wire and an insulator powder inside a tubular flow path member through which a fluid to be heated flows and a sheath formed in the tubular shape. A method for manufacturing a fluid heater including an intermediate portion arranged on the inner diameter side of the fluid and a sheathed heater having an end portion protruding outside the flow path member, wherein the flow path member is in the axial direction. A first member having a first member and a second member formed by dividing into a first member, and attaching a protruding cylinder portion formed to protrude outward to the first member and into which the end portion of the sheathed heater is inserted. And the end portion of the sheathed heater are inserted along the longitudinal direction of the protruding tubular portion so that the heat generating portion is inside the first member when viewed from the tubular axis direction of the flow path member. This is a method for manufacturing a fluid heater, which comprises a second step of arranging the first member and a third step of joining the first member and the second member in a butted state.
In the invention according to claim 5, in the third step, the first member and the second member are butt-welded, and the inner diameter side of the joint between the first member and the second member is formed. The method for manufacturing a fluid heater according to claim 4, wherein the welding bead is provided with a protective member for preventing the weld bead from protruding.
In each of these inventions, substantially the same effect as the above-described invention relating to the fluid heater can be obtained.
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構造により流路断面の変化を抑制した流体加熱器及び流体加熱器の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a fluid heater and a method for manufacturing a fluid heater in which changes in the cross section of the flow path are suppressed by a simple structure.
＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用した流体加熱器、及び、流体加熱器の製造方法の第１実施形態について説明する。
第１実施形態の流体加熱器は、例えば、各種気体や蒸気、液体、気液混合流体などの各種被加熱流体を、流路中に設置されたシーズヒータを用いて加熱するものである。
<First Embodiment>
Hereinafter, a fluid heater to which the present invention is applied and a first embodiment of a method for manufacturing a fluid heater will be described.
The fluid heater of the first embodiment heats various fluids to be heated such as various gases, steams, liquids, and gas-liquid mixed fluids by using a sheathed heater installed in a flow path.
図１は、第１実施形態の流体加熱器の断面図であって、流路部材の中心軸を含む平面で切って見た状態を示す図である。（後述する図３乃至８において同じ。）
流体加熱器１は、シーズヒータ１０、流路部材１００等を有して構成されている。
シーズヒータ１０は、例えばステンレス系合金等の金属製の円筒状の部材であるシースの内径側に、その長手方向に沿って、例えばニクロム系の金属により形成された発熱線を配置するとともに、シースの内部に例えばマグネシア等の絶縁体粉末を封入して構成されている。
シーズヒータ１０は、発熱部１１、端部１２等を有する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the fluid heater of the first embodiment, and is a view showing a state of being cut by a plane including a central axis of a flow path member. (The same applies to FIGS. 3 to 8 described later.)
The
The sheathed
The
発熱部１１は、シースの長手方向における中間部を、例えばらせん状などに巻き回して形成した部分である。
発熱部１１は、流路部材１００の内径側に配置され、流路部材１００の内部を通流される被加熱流体と直接接触して被加熱流体を加熱する部分である。
端部１２は、シースの長手方向における端部を直線状に形成した部分であって、流路部材１００から外径側に突出して配置され、端子１３を介して図示しない電源装置と接続される部分である。
端部１２は、後述する突出筒部１４０に挿入される。
The
The
The
The
流路部材１００は、被加熱流体が通流される円筒状の部材である。
流路部材１００は、例えばステンレス鋼などの耐熱性を有する金属材料によって形成されている。
流路部材１００は、その中心軸（筒軸）方向に分割された第１部材１１０、第２部材１２０を、対向する端縁間で突合せ溶接し、接合して構成されている。
The
The
The
第１部材１１０、第２部材１２０は、例えば、単一の円筒状の部材を切断して形成された円筒状の部材であって、同心に配置されている。
第１部材１１０の第２部材１２０側の端縁部１１１と、第２部材１２０の第１部材１１０側の端縁部１２１とは、後述する突出筒部１４０が設けられる側で第１部材１１０が第２部材１２０側に張り出し、その反対側で第２部材１２０が第１部材１１０側に張り出すように、流路部材１００の中心軸に対して傾斜した平面に沿って配置されている。
The
The
保護部材１３０は、第１部材１１０の端縁部１１１と、第２部材の１２０の端縁部１２１との接合部における流路部材１００の内径側に設けられている。
保護部材１３０は、流路部材１００の本体部に対して比較的板厚が薄いステンレス鋼などの金属によって帯状に形成され、溶接箇所に沿って延在し、第１部材１１０と第２部材１２０との少なくとも一方に固定された状態で貼付されている。
保護部材１３０は、第１部材１１０と第２部材１２０とを溶接により接合する際に、流路部材１００の内径側に溶接ビードが突出し、シーズヒータ１０に損傷を与えることを防止するものである。
The
The
The
図２は、第１実施形態の流体加熱器における流路部材の第１部材と第２部材との接合部の拡大断面図である。
図２は、図１におけるII部を示しており、図２（ａ）は溶接後の状態を示し、図２（ｂ）は溶接前の状態を示している。
図２（ａ）に示すように、第１部材１１０の端縁部１１１と、第２部材１２０の端縁部１２１とは、溶接金属からなる溶接継手Ｗによって接合されている。
なお、溶接継手Ｗに沿って保護部材１３０が設けられることにより、溶接金属からなるビードが流路部材１００の内径側に突出することが防止されている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a joint portion between the first member and the second member of the flow path member in the fluid heater of the first embodiment.
FIG. 2 shows a part II in FIG. 1, FIG. 2 (a) shows a state after welding, and FIG. 2 (b) shows a state before welding.
As shown in FIG. 2A, the
By providing the
図２（ｂ）に示すように、溶接前の状態においては、端縁部１１１，１２１の間には、流路部材１００の外径側に開いたＶ字溝状の開先が形成されている。
このような開先形状は、例えば、溶接前に端縁部１１１，１２１に切削加工を施すことによって形成することができる。
As shown in FIG. 2B, in the state before welding, a V-shaped groove-shaped groove opened on the outer diameter side of the
Such a groove shape can be formed, for example, by cutting the
突出筒部１４０は、流路部材１００の第１部材１１０の外周面に形成された開口から、第１部材１１０の外径側に突出して形成された円筒状の部分である。
突出筒部１４０は、シーズヒータ１０の端部１２が挿入される。
The protruding
The
第１実施形態においては、図１に示すように、第１部材１１０の端縁部１１１と、第２部材１２０の端縁部１２１との分割線ＰＬを、流路部材１００の周方向において、第１部材１１０の突出筒部１４０が設けられる領域（図１における上側）が、第２部材１２０側に張り出すように、流路部材１００の中心軸に対して傾斜した平面に沿って配置している。
その結果、流路部材１００の周方向において、突出筒部１４０が設けられる領域とは反対側の領域（図１における下側）には、第１部材１１０の端縁部１１１が第２部材１２０側とは反対側に凹んだ凹部が形成される。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a dividing line PL between the
As a result, in the circumferential direction of the
この凹部の領域においては、分割線ＰＬは、流路部材１００の中心軸方向における位置が、突出筒部１４０の位置に対して第１部材１１０側（第２部材１２０側とは反対側）にオフセットして配置されている。
その結果、第１部材１１０に第２部材１２０を接合する前の状態においては、シーズヒータ１０は、凹部側から突出筒部１４０の長手方向に沿って、突出筒部１４０に端部１２を挿入しつつ、第１部材の１１０の内径側に挿入することが可能となっている。
In the region of the recess, the position of the dividing line PL in the central axis direction of the
As a result, in the state before joining the
次に、第１実施形態の流体加熱器の製造方法について説明する。
図３は、第１実施形態の流体加熱器の製造工程であって、流路部材の分割工程を示す図である。
先ず、図３（ａ）に示すように、流路部材１００の母材となる円筒部材を準備する。
次に、流路部材１００を上述した分割線ＰＬに沿って切断し、第１部材１１０、第２部材１２０に分割する。
その後、端縁部１１１、１２１に切削加工を施して、図２（ｂ）に示す開先形状を形成する。
Next, a method of manufacturing the fluid heater of the first embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the fluid heater of the first embodiment and a step of dividing the flow path member.
First, as shown in FIG. 3A, a cylindrical member to be a base material of the
Next, the
After that, the
図４は、第１実施形態の流体加熱器の製造工程であって、シーズヒータの取付工程を示す図である。
まず、第１部材１１０の端縁部１１１と隣接する領域であって、流路部材１００の周方向において端縁部１１１が第２部材１２０側へ張り出した箇所へ、開口を形成してこの開口を介して第１部材１１０の内部と連通するよう、突出筒部１４０を取り付ける。
突出筒部１４０は、第１部材１１０に、例えば溶接などによって固定される。（第１の工程）
その後、シーズヒータ１０は、第１部材１１０の端縁部１１１の上述した凹部側から、突出筒部１４０の長手方向に沿って、突出筒部１４０に端部１２を挿入しつつ、第１部材１１０の内径側に発熱部１１が配置されるよう設置される。（第２の工程）
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the fluid heater of the first embodiment and a mounting process of the sheathed heater.
First, an opening is formed in a region adjacent to the
The protruding
After that, the sheathed
図５は、第１実施形態の流体加熱器の製造工程であって、第１部材への第２部材の取付工程を示す図である。
第２部材１２０の端縁部１２１には、保護部材１３０が取り付けられる。
その後、第２部材１２０を、第１部材１１０と同心となるように配置して第１部材１１０に近接させる。
このとき、シーズヒータ１０の発熱部１１は、第２部材１２０の内径側へ挿入される。
そして、流路部材１００の長手方向における完成寸法が所定の長さとなるように、第１部材１１０と第２部材１２０との相対位置を、図示しない冶具によって拘束した状態で、端縁部１１１、１２１の溶接を流路部材１００の全周にわたって行う。（第３の工程）
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the fluid heater of the first embodiment and a process of attaching the second member to the first member.
A
After that, the
At this time, the
Then, in a state where the relative positions of the
以下、上述した第１実施形態の効果を、以下説明する本発明の比較例１，２と対比して説明する。
比較例１，２及び後述する実施形態において、第１実施形態と共通する箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図６は、本発明の比較例１である流体加熱器の断面図である。
比較例１の流体加熱器１Ａは、流路部材１００を２分割することに代えて、以下説明するヒータ挿入ポート２１０を設け、このヒータ挿入ポート２１０から流路部材１００の内径側にシーズヒータ１０の発熱部を挿入している。
Hereinafter, the effects of the first embodiment described above will be described in comparison with Comparative Examples 1 and 2 of the present invention described below.
In Comparative Examples 1 and 2 and the embodiments described later, the same reference numerals are given to the parts common to the first embodiment, the description thereof will be omitted, and the differences will be mainly described.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a fluid heater according to Comparative Example 1 of the present invention.
In the fluid heater 1A of Comparative Example 1, instead of dividing the
ヒータ挿入ポート２１０は、流路部材１００の周方向における突出筒部１４０側の半部を切り欠いた開口から、流路部材１００の外径側に突出して形成されたボックス状の部分である。
ヒータ挿入ポート２１０には、シーズヒータ１０を流路部材１００の内部に挿入可能な開口２１１、及び、この開口２１１に着脱可能に取り付けられる蓋部２１２が設けられている。
突出筒部１４０は、蓋部２１２から突出して設けられている。
比較例１においては、シーズヒータ１０は、ヒータ挿入ポート２１０の蓋部２１２を取り外した状態で、開口２１１から流路部材１００の内部に挿入される。
その後、端部１２が突出筒部１４０に挿入されるよう蓋部２１２を取り付け、固定する。
The
The
The protruding
In Comparative Example 1, the sheathed
After that, the
比較例１においては、流体加熱器１Ａの内部における流路断面が、ヒータ挿入ポート２１０が設けられる領域において急激に変化し、流路断面積が局所的に大きくなる。
このため、図６において左側から右側へ通流される被加熱流体の流れＦの一部は、流路部材１００から外れてヒータ挿入ポート２１０の内部を流れてしまい、十分に加熱されない場合がある。
また、流体加熱器１Ｂの内部圧力が高い場合には、ヒータ挿入ポート２１０が耐圧性が局所的に低くなる脆弱部となって、被加熱流体のリークや、溶接箇所の破断などの損傷の発生が懸念される。
In Comparative Example 1, the cross section of the flow path inside the fluid heater 1A changes abruptly in the region where the
Therefore, a part of the flow F of the fluid to be heated, which flows from the left side to the right side in FIG. 6, may be separated from the
Further, when the internal pressure of the
図７は、本発明の比較例２である流体加熱器の断面図である。
比較例２の流体加熱器１Ｂにおいては、流路部材１００の筒軸方向において、シーズヒータ１０が設けられる領域における突出筒部１４０側とは反対側の半部を、シーズヒータ挿入部１５０として切除するとともに、この切除により形成された開口からシーズヒータ１０を挿入した後に、シーズヒータ挿入部１５０をもとの位置に戻し、溶接により接合している。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a fluid heater according to Comparative Example 2 of the present invention.
In the
比較例２においては、流路部材１００から切除されたシーズヒータ挿入部１５０を、再び精度よく流路部材１００に接合することが困難である。
例えば、シーズヒータ挿入部１５０の長手方向の寸法は、切断加工に起因してこれを取り付けるべき開口の寸法よりも小さくなるが、これを隙間なく溶接により接合することは困難である。
また、シーズヒータ挿入部１５０を長手方向から見た場合の曲率半径が、流路部材１００の本来の曲率半径に対して変化する変形（例えば、曲率半径が大きくなって開いてしまう）も問題となる。
さらに、シーズヒータ挿入部１５０と流路部材１００本体との間に、流路部材１００の軸方向に沿った継手が形成されることになるが、このような継手は流路部材１００の内部に圧力がかかった場合には引張応力を受けることとなり、特に被加熱流体の圧力が高い場合には、信頼性、耐久性の確保が困難となる。
In Comparative Example 2, it is difficult to accurately join the sheathed
For example, the longitudinal dimension of the sheathed
Another problem is that the radius of curvature of the sheathed
Further, a joint along the axial direction of the
これに対し、第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）流路部材１００を、第１部材１１０と第２部材１２０とに軸方向に分割するとともに、分割線ＰＬの形状を、突出筒部１４０の長手方向に沿ってシーズヒータ１０を挿入可能なよう設定することによって、第１部材１１０と第２部材１２０との接合前に第１部材１１０の内径側にシーズヒータ１０を挿入し、その後第１部材１１０と第２部材１２０とを接合するが可能となる。
これによって、流路部材１００内の流路断面の変化を防止しつつ簡単にシーズヒータ１０を内蔵した流体加熱器１を得ることができる。
このため、被加熱流体の流れＦがシーズヒータ１０を避けて流れることが抑制され、加熱効率を向上するとともに、流路部材１００の基本断面形状が維持されることにより、例えばヒータ挿入ポートなど局所的に異なる形状の構造体が設けられることに起因する不具合を防止することができる。
（２）第１部材１１０と第２部材１２０との分割線ＰＬが、流路部材１００の径方向視において流路部材１００の中心軸に対して傾斜した直線状になることから、第１部材１１０と第２部材１２０との突き合せ箇所を形成する加工（切断、開先形状の形成等）が容易である。
また、分割線ＰＬにコーナ部などが形成されないため、溶接作業が容易であるとともに、応力集中を防止して耐久性、信頼性を確保することができる。
さらに、分割線ＰＬに流路部材１００の周方向と直交する箇所がないことから、被加熱流体の圧力が高く流路部材１００の周方向に著大な引張応力が加わる場合であっても、分割線ＰＬにおける損傷を抑制して耐圧性、耐久性、信頼性を確保することができる。
（３）第１部材１１０と第２部材１２０との溶接箇所の内径側に保護部材１３０を設けたことにより、溶接のビードが流路部材１００の内径側に突出し、シーズヒータ１０に損傷を与えることを防止できる。
On the other hand, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
As a result, it is possible to easily obtain the
Therefore, the flow F of the fluid to be heated is suppressed from flowing away from the sheathed
(2) Since the dividing line PL between the
Further, since the corner portion or the like is not formed on the dividing line PL, the welding work can be facilitated, stress concentration can be prevented, and durability and reliability can be ensured.
Further, since the dividing line PL does not have a portion orthogonal to the circumferential direction of the
(3) By providing the
＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用した流体加熱器の第２実施形態について説明する。
図８は、第２実施形態の流体加熱器の断面図である。
第２実施形態においては、第１部材１１０と第２部材１２０との分割線ＰＬを、図８に示すように屈曲させて形成している。
分割線ＰＬは、流路部材１００の周方向において、突出筒部１４０近傍の領域、及び、この領域と流路部材１００の中心軸対称となる領域においては、流路部材１００の中心軸と直交する平面に沿って配置され、それ以外の中間部においては、第１実施形態と同様に流路部材１００の中心軸に対して傾斜する平面に沿って配置されている。
以上説明した第２実施形態においても、上述した第１実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the fluid heater to which the present invention is applied will be described.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the fluid heater of the second embodiment.
In the second embodiment, the dividing line PL of the
The dividing line PL is orthogonal to the central axis of the
Also in the second embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
（変形例）
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）流体加熱器及びその製造方法の具体的構成は、上述した各実施形態に限定されることなく、適宜変更することが可能である。
例えば、各部材の構造、形状、材質、製法、数量、配置等は、各実施形態の構成から適宜変更することが可能である。
（２）各実施形態において、流路部材の横断面形状は例えば円形（真円）であったが、本発明はこれに限らず、例えば楕円形、矩形、その他の形状の横断面形状を有する流路部材を有する流体加熱器にも適用することができる。
また、流路部材の内部でシーズヒータを湾曲又は屈曲させる形状も、実施形態のようならせん状には特に限定されず、適宜変更することができる。
（３）各実施形態において、流路部材の第１部材と第２部材とは突き合せ溶接により接合されているが、接合手法はこれに限らず適宜変更することができる。
例えば、第１部材と第２部材との間にわたしてダブラ（重ね板）を配置し、例えば構造用接着剤、摩擦攪拌接合、リベット等の機械的締結手段など、溶接以外の手法により、あるいは、これらの手法を溶接と組み合わせて用いてもよい。
また、第１部材と第２部材とを、例えばフランジ結合により着脱可能に接続してもよい。
(Modification example)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and modifications can be made, and these are also within the technical scope of the present invention.
(1) The specific configuration of the fluid heater and its manufacturing method is not limited to each of the above-described embodiments, and can be appropriately changed.
For example, the structure, shape, material, manufacturing method, quantity, arrangement, etc. of each member can be appropriately changed from the configuration of each embodiment.
(2) In each embodiment, the cross-sectional shape of the flow path member is, for example, a circle (perfect circle), but the present invention is not limited to this, and has, for example, an elliptical, rectangular, or other cross-sectional shape. It can also be applied to a fluid heater having a flow path member.
Further, the shape of bending or bending the sheathed heater inside the flow path member is not particularly limited to the spiral shape as in the embodiment, and can be appropriately changed.
(3) In each embodiment, the first member and the second member of the flow path member are joined by butt welding, but the joining method is not limited to this and can be appropriately changed.
For example, a doubler (lap plate) is placed between the first member and the second member, and by a method other than welding, for example, a structural adhesive, friction stir welding, mechanical fastening means such as rivets, or the like. , These techniques may be used in combination with welding.
Further, the first member and the second member may be detachably connected by, for example, flange coupling.
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 流体加熱器
１０ シーズヒータ １１ 発熱部
１２ 端部 １３ 端子
１００ 流路部材 １１０ 第１部材
１１１ 端縁部 １２０ 第２部材
１２１ 端縁部 １３０ 保護部材
１４０ 突出筒部 １５０ シーズヒータ挿入部
２１０ ヒータ挿入ポート ２１１ 開口
２１２ 蓋部
ＰＬ 分割線 Ｗ 溶接継手
Ｆ 被加熱流体の流れ
1,1A, 1B, 1C
Claims (5)
筒状に形成されたシースの内部に発熱線及び絶縁体粉末を収容して構成され、前記流路部材の内径側に配置される中間部及び前記流路部材の外側へ突出して配置される端部を有するシーズヒータと
を備える流体加熱器であって、
前記流路部材は、筒軸方向に分割して形成された第１部材及び第２部材を接続して構成され、
前記第１部材から外側に突き出して形成され前記シーズヒータの前記端部が挿入される突出筒部を備え、
前記第１部材は、前記第２部材と接合される端部における一部を、前記シーズヒータを前記突出筒部の長手方向に沿って挿入可能なよう他部に対して前記第２部材側とは反対側に凹ませた凹部を有すること
を特徴とする流体加熱器。 A tubular flow path member through which the fluid to be heated flows, and
A heat-generating wire and an insulator powder are housed inside a tubular sheath, and an intermediate portion arranged on the inner diameter side of the flow path member and an end projecting to the outside of the flow path member are arranged. A fluid heater equipped with a sheathed heater having a part,
The flow path member is configured by connecting a first member and a second member formed by being divided in the tubular axis direction.
A protruding tubular portion formed by projecting outward from the first member and into which the end portion of the sheathed heater is inserted is provided.
The first member has a part of the end portion joined to the second member with respect to the other portion so that the sheathed heater can be inserted along the longitudinal direction of the protruding cylinder portion. Is a fluid heater characterized by having a recessed recess on the opposite side.
を特徴とする請求項１に記載の流体加熱器。 The fluid according to claim 1, wherein the joint portion to which the first member and the second member are joined is arranged along a plane inclined with respect to the tubular axis direction of the flow path member. Heater.
前記第１部材と前記第２部材との接合部における前記流路部材の内周面に沿って、内径側への溶接ビードの突出を防止する保護部材が設けられること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体加熱器。 The first member and the second member are joined by butt welding.
Claim 1 is characterized in that a protective member is provided along the inner peripheral surface of the flow path member at the joint portion between the first member and the second member to prevent the weld bead from protruding toward the inner diameter side. Alternatively, the fluid heater according to claim 2.
筒状に形成されたシースの内部に発熱線及び絶縁体粉末を収容して構成され、前記流路部材の内径側に配置される中間部及び前記流路部材の外側に突出して配置される端部を有するシーズヒータと
を備える流体加熱器の製造方法であって、
前記流路部材は、筒軸方向に分割して形成された第１部材及び第２部材を有して構成され、
前記第１部材に外側に突き出して形成され前記シーズヒータの前記端部が挿入される突出筒部を取り付ける第１の工程と、
前記シーズヒータの前記端部を前記突出筒部の長手方向に沿って挿入し前記発熱部が前記流路部材の筒軸方向から見たときに前記第１部材の内側となるように配置する第２の工程と、
前記第１部材と前記第２部材とを突き合せた状態で接合する第３の工程と
を有することを特徴とする流体加熱器の製造方法。 A tubular flow path member through which the fluid to be heated flows, and
An intermediate portion arranged on the inner diameter side of the flow path member and an end projecting to the outside of the flow path member, which is formed by accommodating a heating wire and an insulator powder inside the sheath formed in a tubular shape. A method of manufacturing a fluid heater including a sheathed heater having a part.
The flow path member is configured to have a first member and a second member formed by being divided in the tubular axis direction.
A first step of attaching a protruding tubular portion formed to the first member so as to project outward and into which the end portion of the sheathed heater is inserted.
The end portion of the sheathed heater is inserted along the longitudinal direction of the protruding tubular portion, and the heat generating portion is arranged so as to be inside the first member when viewed from the tubular axis direction of the flow path member. Step 2 and
A method for manufacturing a fluid heater, which comprises a third step of joining the first member and the second member in a butted state.
前記第１部材と前記第２部材との接合部の内径側に溶接ビードが突出することを防止する保護部材を設けた状態で行われること
を特徴とする請求項４に記載の流体加熱器の製造方法。
The third step is to butt-weld the first member and the second member.
The fluid heater according to claim 4, wherein a protective member for preventing the weld bead from protruding is provided on the inner diameter side of the joint between the first member and the second member. Production method.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000130847A (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Continuous water heater |
| JP2005106391A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Noritake Co Ltd | Heater to be charged inside passage |
| JP2007010255A (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fluid heating device, and hot water supply device using it |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000130847A (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-12 | Sanyo Electric Co Ltd | Continuous water heater |
| JP2005106391A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Noritake Co Ltd | Heater to be charged inside passage |
| JP2007010255A (en) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fluid heating device, and hot water supply device using it |
| JP2015021669A (en) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | 株式会社アタゴ製作所 | Fluid heating device |
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