JP3202235U - Fluid heater - Google Patents

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アレクセイ ドンスコイ
アレクセイ ドンスコイ
セルゲイ クリモフ
セルゲイ クリモフ
エレナ コボシマ
エレナ コボシマ
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東西ライン有限会社
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Abstract

【課題】流体からの漏電を防止して熱効率の向上と熱量が増大した流体ヒーターを提供する。【解決手段】絶縁体で形成された中空ハウジング2と、中空ハウジング2の内径よりも小さい口径を有する、絶縁体で形成されて中空ハウジング2の底部に配設されたディフューザー流入部3と、中空ハウジング2の内径よりも小さい口径を有する、絶縁体で形成されて中空ハウジング2の頂部に配設されたディフューザー流出部4と、中空ハウジング2の内部には、長手方向に配置されて固定された1辺が内側へ湾曲した多角形底面を有する多角柱状の芯柱5と、芯柱5に螺旋状に巻き付けられた裸電熱線6とを備える。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a fluid heater with improved heat efficiency and increased heat quantity by preventing leakage from the fluid. A hollow housing 2 made of an insulator, a diffuser inflow portion 3 having an aperture smaller than the inner diameter of the hollow housing 2 and formed at the bottom of the hollow housing 2, and a hollow A diffuser outflow portion 4 that is formed of an insulator and has an aperture smaller than the inner diameter of the housing 2 and disposed at the top of the hollow housing 2, and is disposed and fixed in the longitudinal direction inside the hollow housing 2. A polygonal columnar core column 5 having a polygonal bottom surface with one side curved inward, and a bare heating wire 6 spirally wound around the core column 5 are provided. [Selection] Figure 1

Description

本考案は流体ヒーターに関し、より詳細には、略縦置きに配置されてその内部の底部から頂部へ向けて流通させた流体を通電により加熱し利用する流体ヒーターに関する。   The present invention relates to a fluid heater, and more particularly, to a fluid heater that is arranged in a substantially vertical position and heats and uses a fluid that is circulated from the bottom to the top of the interior.

従来、流体を中空ハウジング内の一方向にのみ通過させて、発熱した電熱線に直接流体を接触させてその流体を加熱させるタイプの流体ヒーターは、従来の手法では熱効率が悪いうえに流体の漏洩による感電の虞があるとして敬遠されていた。そこで従来、発熱部である誘導コイルを覆う強磁性壁を有するチャネルを用いて加熱の対象である流体をガイドした流体ヒーター(特許文献1)や、シーズヒーターを用いた流体ヒーターが開発されている。   Conventionally, a fluid heater of a type in which a fluid is passed only in one direction in a hollow housing, and the fluid is heated by directly contacting the heated heating wire, the conventional method is inferior in heat efficiency and fluid leakage. It was shunned as there was a risk of electric shock. Therefore, conventionally, a fluid heater (Patent Document 1) in which a fluid to be heated is guided using a channel having a ferromagnetic wall that covers an induction coil that is a heat generating portion, and a fluid heater using a sheathed heater have been developed. .

特表2011−501094号公報Special table 2011-501094 gazette 特開平7−249477号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-249477

しかしながら、流体ヒーターの分野において、加熱の対象である流体に発熱体から直接加熱する手法は、流体からの漏電を防止することができれば、簡便であるうえに熱効率と熱量の向上を見込むことができるため、好ましい手段といえる。   However, in the field of fluid heaters, the method of directly heating a fluid to be heated from a heating element is simple and can be expected to improve thermal efficiency and heat amount if it can prevent leakage from the fluid. Therefore, it can be said to be a preferable means.

そこで本考案は、上述した問題点を解決するためになされたものであって、流体からの漏電を防止して熱効率の向上と熱量が増大した流体ヒーターを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fluid heater that prevents leakage from a fluid and improves thermal efficiency and heat quantity.

本考案者らは、鋭意研究の結果、絶縁された流体ヒーターの略縦置きに設置した場合の下部(底部)および上部(頂部)に、それぞれ、絶縁体から形成されて当該流体ヒーターの内径(当該流体ヒーターの中空ハウジングの内径)よりも小さい口径となるように形成された流入口(ディフューザー流入部)および流出口(ディフューザー流出部)を配設することにより、当該流入口(ディフューザー流入部)から流体を流入させて当該流出口(ディフューザー流出部)から流体を流出させることにより乱流化させることができ、さらに、当該流体ヒーターの内部(当該中空ハウジングの内部)には、絶縁体で形成されて少なくとも一辺が内側へ湾曲した多角形を底面形状とする多角柱状の芯柱を当該流体ヒーター(当該中空ハウジング)の長手方向に配置して固定するとともに、この芯柱に裸電熱線を螺旋状に巻き付けてパルス電流を印加することにより、流体ヒーターにおいて、流体からの漏電を防止でき、熱効率が向上するとともに熱量が増大することを見出し、下記の各考案を完成した。   As a result of diligent research, the inventors of the present invention have formed an insulating material on the bottom (bottom) and top (top) of an insulated fluid heater installed in a substantially vertical position, respectively. By arranging an inlet (diffuser inflow portion) and an outlet (diffuser inflow portion) formed to have a smaller diameter than the hollow housing of the fluid heater, the inflow port (diffuser inflow portion) Can be made turbulent by flowing the fluid from the outlet and letting the fluid flow out from the outlet (diffuser outlet), and the inside of the fluid heater (inside the hollow housing) is made of an insulator. The length of the fluid heater (the hollow housing) is a polygonal columnar core having a bottom surface with a polygon with at least one side curved inward. In the fluid heater, the leakage current from the fluid can be prevented, and the heat efficiency is improved and the amount of heat is increased by applying a pulse current by spirally winding a bare heating wire around this core column. The following ideas were completed.

(1)略縦置きに配置されてその内部の底部から頂部へ向けて流通させた流体を通電により加熱し利用する流体ヒーターであって、絶縁体で形成された中空ハウジングと、前記中空ハウジングの内径よりも小さい口径を有する、絶縁体で形成されて前記中空ハウジングの底部に配設されたディフューザー流入部と、前記中空ハウジングの内径よりも小さい口径を有する、絶縁体で形成されて前記中空ハウジングの頂部に配設されたディフューザー流出部と、前記中空ハウジングの内部には、前記中空ハウジングの長手方向に配置されて固定された、絶縁体で形成されて少なくとも一辺が内側へ湾曲した多角形を底面形状(断面形状)とする多角柱状の芯柱と、前記芯柱に螺旋状に巻き付けられた裸電熱線とを備えることを特徴とする前記流体ヒーター。 (1) A fluid heater that is arranged in a substantially vertical orientation and that heats and uses a fluid that is circulated from the bottom to the top of the interior by energization, the hollow housing formed of an insulator, A diffuser inflow portion formed of an insulator having a smaller diameter than an inner diameter and disposed at a bottom portion of the hollow housing, and the hollow housing formed of an insulator having a smaller diameter than the inner diameter of the hollow housing A diffuser outflow portion disposed at the top of the hollow housing, and a polygon formed in an insulator and having at least one side curved inward, which is disposed and fixed in the longitudinal direction of the hollow housing. The fluid comprising a polygonal columnar core column having a bottom surface shape (cross-sectional shape) and a bare heating wire wound spirally around the core column Ta.

(2)絶縁体が、0〜150℃の温度および1〜16気圧の内圧(流体の圧力)に耐える絶縁体である、(1)に記載の流体ヒーター。 (2) The fluid heater according to (1), wherein the insulator is an insulator that can withstand a temperature of 0 to 150 ° C. and an internal pressure (fluid pressure) of 1 to 16 atmospheres.

(3)前記裸電熱線に対してパルス電流を印加するためのパルス電流印加部を備える、(1)または(2)に記載の流体ヒーター。 (3) The fluid heater according to (1) or (2), further including a pulse current application unit for applying a pulse current to the bare heating wire.

(4)前記中空ハウジングのディフューザー流入部およびディフューザー流出部がアースされている、(1)から(3)のいずれか一項に記載の流体ヒーター。 (4) The fluid heater according to any one of (1) to (3), wherein a diffuser inflow portion and a diffuser outflow portion of the hollow housing are grounded.

(5)前記中空ハウジングの内部の内圧(流体の圧力)が1〜16気圧に維持されている、(1)から(4)のいずれか一項に記載の流体ヒーター。 (5) The fluid heater according to any one of (1) to (4), wherein an internal pressure (fluid pressure) inside the hollow housing is maintained at 1 to 16 atmospheres.

本考案に係る流体ヒーターによれば、流体からの漏電を防止でき、熱効率を向上させるとともに熱量を増大させることができる。   According to the fluid heater according to the present invention, leakage from the fluid can be prevented, the thermal efficiency can be improved and the amount of heat can be increased.

本考案に係る流体ヒーターの第一実施形態を表す図である。It is a figure showing 1st embodiment of the fluid heater which concerns on this invention. 本考案に係る流体ヒーターの第一実施形態における芯柱の横断面を表す図である。It is a figure showing the cross section of the core pillar in 1st embodiment of the fluid heater which concerns on this invention. 本考案に係る流体ヒーターの第二実施形態(A)、第三実施形態(B)、第四実施形態(C)、第五実施形態(D)および第六実施形態(E)における芯柱の横断面を表す図である。The core pillar in the second embodiment (A), the third embodiment (B), the fourth embodiment (C), the fifth embodiment (D) and the sixth embodiment (E) of the fluid heater according to the present invention. It is a figure showing a cross section. 本考案に係る流体ヒーターの第一実施形態において、流体が中空ハウジング内を乱流化して流通する様子を表す図である。In 1st embodiment of the fluid heater which concerns on this invention, it is a figure showing a mode that the fluid turbulently distribute | circulates the inside of a hollow housing.

以下、本考案に係る流体ヒーターの第一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, a first embodiment of a fluid heater according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本第一実施形態の流体ヒーター1は、図1に示すように、中空ハウジング2と、ディフューザー流入部3と、ディフューザー流出部4と、芯柱5と、裸電熱線6とを備え、さらにはパルス電流印加部7を、よりさらにはアース部8を備えている。以下、各構成について詳細に説明する。   As shown in FIG. 1, the fluid heater 1 according to the first embodiment includes a hollow housing 2, a diffuser inflow portion 3, a diffuser outflow portion 4, a core column 5, and a bare heating wire 6, and The pulse current applying unit 7 is further provided with a grounding unit 8. Hereinafter, each configuration will be described in detail.

本第1実施形態の流体ヒーター1における中空ハウジング2は、図1に示すように、いわゆるシリンダー状の形状を有しており、0〜150℃の温度および1〜16気圧の内圧(流体の圧力)に耐えることができる絶縁体で形成されているのが好ましい。   As shown in FIG. 1, the hollow housing 2 in the fluid heater 1 of the first embodiment has a so-called cylindrical shape, and has a temperature of 0 to 150 ° C. and an internal pressure of 1 to 16 atmospheres (fluid pressure). It is preferable to be formed of an insulator capable of withstanding.

中空ハウジング2の底部(下部)と頂部(上部)には、図1に示すように、それぞれ、中空ハウジング2の内径よりも小さい口径となるように形成されたディフューザー流入部3およびディフューザー流出部4が設けられている。ディフューザー流入部3の流入開口部31から流体ヒーター1の内部(中空ハウジング2の内部)に流入してディフューザー流出部4の流出開口部41から流出する流体は、流体ヒーター1の内部(中空ハウジング2の内部)において乱流化する。ディフューザー流入部3およびディフューザー流出部4は中空ハウジング2と同様に、0〜150℃の温度および1〜16気圧の内圧(流体の圧力)に耐えることができる絶縁体で形成されているのが好ましい。   As shown in FIG. 1, a diffuser inflow portion 3 and a diffuser outflow portion 4 are formed at the bottom portion (lower portion) and the top portion (upper portion) of the hollow housing 2 so as to have a smaller diameter than the inner diameter of the hollow housing 2. Is provided. The fluid that flows into the fluid heater 1 (inside the hollow housing 2) from the inflow opening 31 of the diffuser inflow portion 3 and flows out of the outflow opening 41 of the diffuser outflow portion 4 flows into the fluid heater 1 (hollow housing 2). Turbulent in the interior). Like the hollow housing 2, the diffuser inflow portion 3 and the diffuser outflow portion 4 are preferably formed of an insulator capable of withstanding a temperature of 0 to 150 ° C. and an internal pressure (fluid pressure) of 1 to 16 atmospheres. .

また、中空ハウジング2の内部には、図1に示すように、少なくとも一辺が内側へ湾曲した多角形を底面形状(断面形状)とする多角柱状の芯柱5が中空ハウジング2の長手方向に配置され、芯柱5の底部がディフューザー流入部3に、芯柱5の頂部がディフューザー流出部4に、それぞれ芯柱固定具51を介して固定されている。そして、芯柱5には、図1に示すように、発熱体である裸電熱線6が螺旋状に巻き付けられている。芯柱5もまた、中空ハウジング2、ディフューザー流入部3およびディフューザー流出部4と同様に、0〜150℃の温度および1〜16気圧の内圧(流体の圧力)に耐えることができる絶縁体で形成されているのが好ましい。   Further, inside the hollow housing 2, as shown in FIG. 1, a polygonal columnar pillar 5 having a polygonal shape having a bottom surface (cross-sectional shape) curved at least on one side is arranged in the longitudinal direction of the hollow housing 2. The bottom of the core column 5 is fixed to the diffuser inflow portion 3, and the top of the core column 5 is fixed to the diffuser outflow portion 4 via a core column fixing tool 51. And as shown in FIG. 1, the bare heating wire 6 which is a heat generating body is wound around the core pillar 5 spirally. Similarly to the hollow housing 2, the diffuser inflow portion 3, and the diffuser outflow portion 4, the core column 5 is also formed of an insulator that can withstand a temperature of 0 to 150 ° C. and an internal pressure (fluid pressure) of 1 to 16 atmospheres. It is preferable.

ここで、「0〜150℃の温度および1〜16気圧の内圧(流体の圧力)に耐えることができる絶縁体(不導体)」としては、本考案の特徴を損なわない範囲において当業者によって適宜選択することができる絶縁体(不導体)や絶縁体(不導体)を用いた材料であれば特に限定はされないが、そのような絶縁体(不導体)としては、例えば、耐熱性プラスチック、磁器、雲母、ガラス繊維など、およびそれらの組み合わせを挙げることができる。   Here, the “insulator (non-conductor) capable of withstanding a temperature of 0 to 150 ° C. and an internal pressure (fluid pressure) of 1 to 16 atmospheres” is appropriately selected by those skilled in the art within a range not impairing the characteristics of the present invention. There is no particular limitation as long as it is a material using an insulator (nonconductor) or an insulator (nonconductor) that can be selected. Examples of such an insulator (nonconductor) include heat-resistant plastics and porcelain. , Mica, glass fiber, and the like, and combinations thereof.

本第一実施形態の流体ヒーター1において用いられる裸電熱線6もまた、本考案の特徴を損なわない範囲において当業者によって適宜選択することができる、コーティングがされていない電熱線であれば、特に限定はされないが、そのような裸電熱線6としては、例えば、コーティングがされていないニッケルクロム系の電熱線、コーティングがされていない鉄クロム系の電熱線、コーティングがされていないカンタル系の電熱線など、電気抵抗の大きい合金からなり、かつコーティングがされていない電熱線およびそれらの組み合わせを挙げることができる。   The bare heating wire 6 used in the fluid heater 1 of the first embodiment can also be appropriately selected by those skilled in the art within a range that does not impair the features of the present invention, and particularly if it is an uncoated heating wire. Although not limited, such bare heating wire 6 includes, for example, an uncoated nickel chrome heating wire, an uncoated iron chrome heating wire, and an uncoated Kanthal heating wire. Examples thereof include a heating wire made of an alloy having a high electrical resistance, such as a heating wire, and an uncoated heating wire and combinations thereof.

なお、本第一実施形態の流体ヒーター1において用いられる裸電熱線6の長さ、その断面の直径の大きさ、芯柱5に螺旋状に巻き付けられているその螺旋のピッチ(螺旋の幅)などは、中空ハウジング2の大きさや全長、流体の種類や流量、芯柱5の太さや底面形状(断面形状)などの変化に応じて、本考案の特徴を損なわない範囲において当業者によって適宜選択される。   In addition, the length of the bare heating wire 6 used in the fluid heater 1 of the first embodiment, the size of the diameter of the cross section, and the pitch of the spiral wound around the core column 5 (spiral width) Are appropriately selected by those skilled in the art within a range that does not impair the characteristics of the present invention in accordance with changes in the size and overall length of the hollow housing 2, the type and flow rate of the fluid, the thickness of the core column 5, and the bottom surface shape (cross-sectional shape). Is done.

次に、本第一実施形態の流体ヒーター1における「流体」もまた、本考案の特徴を損なわない範囲において当業者によって適宜選択されるが、そのような流体としては水を挙げることができる他、例えば、水にエチレングリコール、プロピレングリコールあるいはエタノールなどを混合した混合液や溶液を挙げることができる。   Next, “fluid” in the fluid heater 1 of the first embodiment is also appropriately selected by those skilled in the art within a range not impairing the characteristics of the present invention. For example, a mixed solution or solution obtained by mixing ethylene glycol, propylene glycol, ethanol or the like with water can be given.

本第一実施形態の流体ヒーター1における芯柱5もまた、少なくとも一辺が内側へ湾曲した多角形を底面形状(断面形状)とする多角柱状のものであれば、その形状は、本考案の特徴を損なわない範囲において当業者によって適宜選択されるが、「少なくとも一辺が内側へ湾曲した多角形を底面形状(断面形状)とする多角柱」における「少なくとも一辺が内側へ湾曲した多角形」とは、例えば、図2に示すように、本第一実施形態の流体ヒーター1における芯柱5の底面形状(断面形状)である略十字形を挙げることができる他、図3に示す第二実施形態(A)、第三実施形態(B)、第四実施形態(C)、第五実施形態(D)および第六実施形態(E)のように、略C形・略略鼓形・略三芒形・略星芒形(略アステロイド)などのテーパーを有する多角形、略星形五角形・略星形六角形などの略星形多角形などの多角形を挙げることができる。   If the core column 5 in the fluid heater 1 of the first embodiment is also a polygonal column shape having a bottom surface shape (cross-sectional shape) that is a polygon whose at least one side is curved inward, the shape is a feature of the present invention. The term “polygon with at least one side curved inward” in “a polygonal column having a bottom surface shape (cross-sectional shape) with at least one side curved inward” is appropriately selected by those skilled in the art within a range that does not impair For example, as shown in FIG. 2, in addition to the substantially cross shape that is the bottom surface shape (cross-sectional shape) of the core column 5 in the fluid heater 1 of the first embodiment, the second embodiment shown in FIG. As in (A), the third embodiment (B), the fourth embodiment (C), the fifth embodiment (D), and the sixth embodiment (E), it is substantially C-shaped, substantially drum-shaped, and substantially triple-shaped. Tapered shape, approximately star-shaped (approximately asteroid) It can be mentioned polygon, polygon such as substantially star polygon such as a substantially pentagram, substantially star-hexagon with.

次に、パルス電流印加部7は、電源(図示しない)を備えて裸電熱線6にパルス電流を印加する。本第一実施形態の流体ヒーター1におけるパルス電流印加部7もまた、その構成は、本考案の特徴を損なわない範囲において当業者によって適宜選択され、図1に示すように、芯柱5に対し螺旋状に巻き付けられている裸電熱線6の、本第1実施形態の流体ヒーター1の頂部側または底部側に設置されればよく、必要に応じて、各種トランジスタや各種サイリスタ(図示しない)を備えてもよい。   Next, the pulse current application unit 7 includes a power source (not shown) and applies a pulse current to the bare heating wire 6. The configuration of the pulse current application unit 7 in the fluid heater 1 of the first embodiment is also appropriately selected by those skilled in the art within a range that does not impair the characteristics of the present invention. As shown in FIG. The bare heating wire 6 wound spirally may be installed on the top side or the bottom side of the fluid heater 1 of the first embodiment. Various transistors and various thyristors (not shown) may be installed as necessary. You may prepare.

次に、アース部8は、ディフューザー流入部3およびディフューザー流出部4のいずれにも配設されてアースする。これらアース部8により、裸電熱線6から流体へ電流が流れた場合でも、流体ヒーター1の頂部側または底部側の二方向から挟むようにして電流を除去することができ、電気的安全性が担保されている。すなわち、これらアース部8を備えることにより、本第1実施形態の流体ヒーター1は、頂部側と底部側とで、電気的に閉じた状態となっている。   Next, the grounding portion 8 is disposed at both the diffuser inflow portion 3 and the diffuser outflow portion 4 to be grounded. Even when a current flows from the bare heating wire 6 to the fluid, the ground portion 8 can remove the current so as to be sandwiched from two directions on the top side or the bottom side of the fluid heater 1, thereby ensuring electrical safety. ing. That is, by providing these ground portions 8, the fluid heater 1 of the first embodiment is in an electrically closed state on the top side and the bottom side.

以上のような構成を有する本第一実施形態の流体ヒーター1は、必要とする加熱出力に合わせて、その複数を直列に接続することができ、全体としてボイラーとして用いることができる。   The fluid heater 1 of the first embodiment having the above-described configuration can be connected in series in accordance with the required heating output, and can be used as a boiler as a whole.

以下、本第一実施形態における流体ヒーター1の作用について、図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, the operation of the fluid heater 1 in the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、流体ヒーター1を略縦置きに設置した後に、流体ヒーター1の内部に流体を流通させる。流体が中空ハウジング2の底部に配設されたディフューザー流入部3の流入開口部31から流体ヒーター1内(中空ハウジング2内)へ流入すると、流体ヒーター1内(中空ハウジング2内)をディフューザー流出部4方向へ流通し、ディフューザー流出部4の流出開口部41から流体ヒーター1外(中空ハウジング2外)へ流出する。この時、ディフューザー流入部3およびディフューザー流出部4の口径、すなわち流入開口部31および流出開口部41の口径が中空ハウジング2の内径よりも小さいため、図4に示すように、流入開口部31から流体ヒーター1内(中空ハウジング2内)へ流入した流体は乱流化し、流体ヒーター1内(中空ハウジング2内)を乱流化した流体DSが満ちつつ流通する。   First, after the fluid heater 1 is installed substantially vertically, the fluid is circulated inside the fluid heater 1. When fluid flows into the fluid heater 1 (inside the hollow housing 2) from the inflow opening 31 of the diffuser inflow portion 3 disposed at the bottom of the hollow housing 2, the inside of the fluid heater 1 (inside the hollow housing 2) flows into the diffuser outflow portion. It flows in four directions and flows out of the fluid heater 1 (outside the hollow housing 2) from the outflow opening 41 of the diffuser outflow portion 4. At this time, since the diameters of the diffuser inflow portion 3 and the diffuser outflow portion 4, that is, the inflow opening 31 and the outflow opening 41 are smaller than the inner diameter of the hollow housing 2, as shown in FIG. The fluid that has flowed into the fluid heater 1 (in the hollow housing 2) is turbulent, and the fluid DS that has been turbulent in the fluid heater 1 (in the hollow housing 2) flows while being filled.

次に、パルス電流印加部7の電源を入れることにより、芯柱5に螺旋状に巻き付けられた裸電熱線6に通電し、裸電熱線6にパルス電流が印加される。発熱体である裸電熱線6はパルス電流が印加されることにより発熱し、流体ヒーター1内(中空ハウジング2内)を流通する乱流化した流体DSを加熱する。すなわち、裸電熱線6と乱流化した流体DSとの間で熱交換が行われる。   Next, the pulse current application unit 7 is turned on to energize the bare heating wire 6 spirally wound around the core column 5, and the pulse current is applied to the bare heating wire 6. The bare heating wire 6 which is a heating element generates heat when a pulse current is applied, and heats the turbulent fluid DS flowing in the fluid heater 1 (inside the hollow housing 2). That is, heat exchange is performed between the bare heating wire 6 and the turbulent fluid DS.

この時、芯柱5が、少なくとも一辺が内側へ湾曲した多角形を底面形状(断面形状)とする多角柱状であるため、芯柱5に螺旋状に巻き付けられた裸電熱線6と芯柱5との間に必ず隙間が生じている。この隙間に乱流化した流体DSが流通し、乱流化した流体DSへ裸電熱線6の発する熱が効率よく伝えられる。   At this time, since the core column 5 has a polygonal column shape in which a polygon having at least one side curved inward is a bottom surface shape (cross-sectional shape), the bare heating wire 6 and the core column 5 wound spirally around the core column 5 are formed. There is always a gap between them. The turbulent fluid DS flows through the gap, and the heat generated by the bare heating wire 6 is efficiently transmitted to the turbulent fluid DS.

流体は、ポンプを用いて流体ヒーター1内(中空ハウジング2内)へ送り込まれるが、裸電熱線6と乱流化した流体DSとの熱交換の効率をより向上させるため、中空ハウジング2の内部(流体ヒーター1の内部)の内圧(流体の圧力)が1〜16気圧になるよう、乱流化した流体DSを高速で流体ヒーター1内(中空ハウジング2内)に流通させる。また、この時、芯柱5、裸電熱線6、乱流化した流体DSを含む流体ヒーター1の内部(中空ハウジング2の内部)の温度は、0〜150℃の範囲にある。   The fluid is fed into the fluid heater 1 (inside the hollow housing 2) using a pump, but in order to further improve the efficiency of heat exchange between the bare heating wire 6 and the turbulent fluid DS, The turbulent fluid DS is circulated in the fluid heater 1 (in the hollow housing 2) at a high speed so that the internal pressure (in the fluid heater 1) (the pressure of the fluid) becomes 1 to 16 atmospheres. At this time, the temperature inside the fluid heater 1 (inside the hollow housing 2) including the core column 5, the bare heating wire 6, and the turbulent fluid DS is in the range of 0 to 150 ° C.

なお、乱流化した流体DSの渦の速度が大きければ大きいほど、裸電熱線6と乱流化した流体DSとの熱交換の効率は向上し、その熱量が増大することが、本考案者らにより明らかにされている。   It should be noted that the higher the vortex velocity of the turbulent fluid DS, the higher the efficiency of heat exchange between the bare heating wire 6 and the turbulent fluid DS, and the amount of heat increases. Et al.

さらに、裸電熱線6から流体へ電流が流れた場合でも、流体ヒーター1、すなわち中空ハウジング2、ディフューザー流入部3、ディフューザー流出部4および芯柱5が0〜150℃の温度および1〜16気圧の内圧(流体の圧力)に耐えることができる絶縁体で形成されていることにより、流体ヒーター1の内部からの漏電を防止することができる。さらに、ディフューザー流入部3およびディフューザー流出部4のいずれにも、パッシブなアース部8がそれぞれ配設されており、流体ヒーター1の頂部側または底部側の二方向から挟むようにして、電流を帯びた流体の電流を除去することができる。   Further, even when an electric current flows from the bare heating wire 6 to the fluid, the fluid heater 1, that is, the hollow housing 2, the diffuser inflow portion 3, the diffuser outflow portion 4, and the core column 5 have a temperature of 0 to 150 ° C. and 1 to 16 atm. By being formed of an insulator that can withstand the internal pressure (fluid pressure), leakage from the inside of the fluid heater 1 can be prevented. Furthermore, a passive earthing portion 8 is provided in each of the diffuser inflow portion 3 and the diffuser outflow portion 4, and a fluid having an electric current so as to be sandwiched from two directions on the top side or the bottom side of the fluid heater 1. Current can be removed.

このようにして、流体ヒーター1の内部を乱流化した流体DSが流通することにより、電気エネルギーの熱エネルギーへの変換係数Kは1よりも大きい、概ね1.3〜1.8の値を取るようになり、最大で2.7という値を記録している。   In this manner, the fluid DS turbulent inside the fluid heater 1 circulates, so that the conversion coefficient K of electric energy to heat energy is larger than 1, approximately 1.3 to 1.8. The maximum value of 2.7 is recorded.

以上のような本第一実施形態における流体ヒーター1によれば、以下のような効果を奏する。
1.流体からの漏電を防止でき、熱効率を向上させるとともに熱量を増大させた流体ヒーターを実現することができる。
2.流体ヒーターにおいて流体を加熱する時間を短縮することができる。
3.流体ヒーターにおいて電力消費量の削減をすることができる。
4.発熱量が大きいにもかかわらず極めてエコロジカルとなる流体ヒーターやボイラーを作製・実現することができる。
The fluid heater 1 in the first embodiment as described above has the following effects.
1. It is possible to realize a fluid heater that can prevent leakage from the fluid, improve the thermal efficiency, and increase the amount of heat.
2. The time for heating the fluid in the fluid heater can be shortened.
3. It is possible to reduce power consumption in the fluid heater.
4). It is possible to produce and realize fluid heaters and boilers that are extremely ecological despite their large calorific value.

1 流体ヒーター
2 中空ハウジング
3 ディフューザー流入部
4 ディフューザー流出部
5 芯柱
6 裸電熱線
7 パルス電流印加部
8 アース部
31 流入開口部
41 流出開口部
51 芯柱固定具
DS 乱流化した流体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluid heater 2 Hollow housing 3 Diffuser inflow part 4 Diffuser inflow part 5 Core pillar 6 Bare heating wire 7 Pulse electric current application part 8 Ground part 31 Inflow opening part 41 Outflow opening part 51 Core pillar fixture DS Turbulent fluid

Claims (5)

略縦置きに配置されてその内部の底部から頂部へ向けて流通させた流体を通電により加熱し利用する流体ヒーターであって、
絶縁体で形成された中空ハウジングと、
前記中空ハウジングの内径よりも小さい口径を有する、絶縁体で形成されて前記中空ハウジングの底部に配設されたディフューザー流入部と、
前記中空ハウジングの内径よりも小さい口径を有する、絶縁体で形成されて前記中空ハウジングの頂部に配設されたディフューザー流出部と、
前記中空ハウジングの内部には、前記中空ハウジングの長手方向に配置されて固定された、絶縁体で形成されて少なくとも一辺が内側へ湾曲した多角形を底面形状とする多角柱状の芯柱と、
前記芯柱に螺旋状に巻き付けられた裸電熱線と
を備えることを特徴とする前記流体ヒーター。
A fluid heater that is arranged in a substantially vertical orientation and that heats and uses a fluid that is circulated from the bottom to the top of the interior,
A hollow housing formed of an insulator;
A diffuser inflow portion having an aperture smaller than the inner diameter of the hollow housing, formed of an insulator and disposed at the bottom of the hollow housing;
A diffuser outflow portion formed of an insulator and disposed at the top of the hollow housing, having an aperture smaller than the inner diameter of the hollow housing;
Inside the hollow housing, a polygonal columnar core column that is arranged and fixed in the longitudinal direction of the hollow housing, is formed of an insulator, and has a polygonal shape with at least one side curved inward, and having a bottom shape,
The fluid heater, comprising: a bare heating wire wound spirally around the core pillar.
絶縁体が、0〜150℃の温度および1〜16気圧の内圧(流体の圧力)に耐える絶縁体である、請求項1に記載の流体ヒーター。   The fluid heater according to claim 1, wherein the insulator is an insulator that can withstand a temperature of 0 to 150 ° C. and an internal pressure (fluid pressure) of 1 to 16 atmospheres. 前記裸電熱線に対してパルス電流を印加するためのパルス電流印加部を備える、請求項1または請求項2に記載の流体ヒーター。   The fluid heater according to claim 1, further comprising a pulse current application unit configured to apply a pulse current to the bare heating wire. 前記中空ハウジングのディフューザー流入部およびディフューザー流出部がアースされている、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の流体ヒーター。   The fluid heater according to any one of claims 1 to 3, wherein a diffuser inflow portion and a diffuser outflow portion of the hollow housing are grounded. 前記中空ハウジングの内部の内圧が1〜16気圧に維持されている、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の流体ヒーター。   The fluid heater according to any one of claims 1 to 4, wherein an internal pressure of the hollow housing is maintained at 1 to 16 atmospheres.
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