JP3791694B1

JP3791694B1 - 誘導加熱式蒸気発生装置

Info

Publication number: JP3791694B1
Application number: JP2005339170A
Authority: JP
Inventors: 満藤田
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2025-11-24
Also published as: JP2007147114A

Abstract

【課題】加熱効率の高い誘導加熱式蒸気発生装置を提供することを課題とする。
【解決手段】誘導加熱コイルにより加熱される加熱容器により水を加熱して蒸気を発生させる誘導加熱式蒸気発生装置において、前記加熱容器を非磁性で非導電性部材で構成し、この加熱容器の各細管内に電磁誘導によって発熱する磁性を有する導電性金属の小片よりなる発熱体を多数充填して、この発熱体によって容器内の水を加熱して蒸気にするとともに、加熱容器で発生された蒸気を加熱コイルの冷却水流通路に通して、このコイルの損失熱により再加熱して、過熱蒸気を発生する。
【選択図】図１

Description

この発明は、誘導加熱により水を加熱して蒸気、特に過熱蒸気を発生するようにした誘導加熱式蒸気発生装置に関する。

特許文献１に示された従来の誘導加熱式蒸気発生装置は、図７に示すように、蒸気発生容器１２１と蒸気過熱容器１２２とを２重に重ねて設け、その外側を誘導加熱コイル１２３により取り囲んで構成している。この装置は、誘導加熱コイル１２３により、導電性の容器１２１および１２２を電磁誘導により発熱させ、その熱により内側の蒸気発生容器１２１内に給水口１２４から給水された水Ｗを加熱して蒸気Ｓを発生させ、この蒸気発生容器１２１で発生された蒸気Ｓを外側の蒸気過熱容器１２２内に導き、ここで再度加熱して過熱蒸気Ｓ´として蒸気取出口１２５から取り出すものである。

このような誘導加熱式蒸気発生装置は、一般的な燃焼式の蒸気発生装置のように燃料を燃焼させる必要がないので設置場所の制限がなく、蒸気を必要とする負荷の設置場所に隣接して設置することができる。このため、蒸気発生装置から負荷へ蒸気を導く配管が短くなり、この配管での熱損失が小さくなるので再加熱装置などの設置が不要となるな等の効果も得られる。
特開２００２−０２２１０７号公報

しかしながら、前記の従来の誘導加熱式蒸気発生装置においては、誘導加熱コイルにより蒸気発生容器および蒸気過熱容器それ自体を発熱させてその熱によって容器内に供給される水または蒸気を加熱するようにしているので、水または蒸気と加熱体である蒸気発生容器および過熱蒸気発生容器とが容器の内壁で接触するだけであるため、両者の接触面積が小さく、容器から水または蒸気への熱伝達効率が悪く、全体の加熱効率を高くできないという問題ある。

また、蒸気を必要とする機器に隣接して設置される蒸気発生装置は、蒸気発生室に置かれた大容量蒸気発生装置で発生された蒸気を分岐して各機器へ供給する場合と比較し、機器毎の蒸気使用量の変動（負荷変動）への追従性能を高くすることが求められる。

この発明は、従来の誘導加熱式蒸気発生装置における前記のような問題を解決して、加熱効率が高く、蒸気使用量の変動に対する応答性の高い誘導加熱式蒸気発生装置を提供することを課題とするものである。

このような課題を解決するため、この発明の請求項１の発明は、非磁性で非導電性の耐熱材で形成した容器と、この容器内に充填された多数の磁性を有する導電性金属の小片からなる発熱体とからなる加熱容器と、この加熱容器の周囲にこれを取り囲んで配置され、内部の加熱体を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの外周部または上下端部に所要数配設されそれぞれ電気的に閉じられた環状コイルからなり、前記誘導加熱コイルから漏洩する磁束をシールドするシールドコイルとを備え、前記加熱容器により内部に供給される水を加熱して蒸気を発生させるようにした誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルを構成する導体に冷却水流通路を設け、前記加熱容器で発生された蒸気を前記誘導加熱コイルの冷却水流通路に通して再加熱し、過熱蒸気を発生することを特徴とするものである。

加熱容器を導電性の金属材で構成すると、加熱容器の外周側に誘導電流が流れ、容器内の金属小片を通る磁束密度が減少し、金属小片の発熱が低下し、かつ加熱容器の発熱も容器外に逃げやすく、発熱効率が低下する。

また、発熱体に誘起される誘導電流は、この発熱体の表面からその厚みの深さ方向に指数関数的に減少する分布を示す。全誘導電流は表面に流れる電流値に下式で表される浸透深さλを掛けた値と見なすことができる。

λ＝（２×ρ／（２πｆ×μ₀×μ_s））^1/2
ここで、ρ：発熱体の抵抗率、ｆ：周波数、μ₀：真空の透磁率、μ_s：金属の比透磁率例えば、ｆ＝２０ｋＨｚ、ρ＝１００μΩ・cmとすると、λは非磁性発熱体では３．６mm、磁性発熱体では、０．１mmと、磁性発熱体は、浸透深さが浅くなり、発熱体の表面付近に集中して誘導電流が流れるため、磁性発熱体の方が非磁性発熱体より加熱効率を高くできる。

また、請求項１の発明において、前記加熱容器を、非磁性で非導電性の耐熱材で形成した複数の細管と、この各細管内に充填された多数の磁性を有する導電性金属の小片からなる発熱体とにより構成することができる（請求項２の発明）。

さらに、請求項１または２の発明において、さらに前記シールドコイルを構成する導体にも冷却水流通路を設け、前記加熱容器で発生された蒸気を前記誘導加熱コイルの冷却水流通路およびシールドコイルの冷却水流通路に直列または並列に通して再加熱し、過熱蒸気を発生することを特徴とする（請求項３の発明）。

さらにまた、請求項１または２の発明において、さらに前記シールドコイルを構成する導体にも冷却水流通路を設け、このシールドコイルの冷却水流通路を通して余熱された水を前記加熱容器に供給し、この加熱容器で発生された蒸気を前記誘導加熱コイルの冷却水流通路に通して再加熱し、過熱蒸気を発生することもできる（請求項４の発明）。

この発明によれば、加熱容器を非磁性で非導電性の耐熱材で形成するとともに、この中に磁性を有する導電性金属の小片からなる発熱体を多数充填して構成することにより、この発熱体が容器内で誘導加熱により発熱し、容器内に供給される水と接触する際、小片の各発熱体がそれぞれ全表面を水と接触するため、水との接触面積が拡大し、発熱体から水への熱伝達が良好となって、蒸気発生装置の熱効率を高めることができる。そして、誘導加熱コイルおよびシールドコイルの損失熱を水または蒸気の再加熱に利用して回収するようにしているので、蒸気発生装置の熱効率をより高くすることができる。

そして、この加熱容器を、非磁性で非導電性の耐熱材で形成した複数の細管で構成することにより、ボイラ内の水量を減じることができるため、簡易ボイラに適した構造となるとともに、水との接触面積をより大きくできるため、蒸気発生量の蒸気使用量の変動への追従性の高い誘導加熱式蒸気発生装置とすることができる。

この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。

図１は、この発明の第１の実施例の構成を示す縦断面図である。

図１において、加熱容器１は、有底円筒状の本体容器１１とその上部に密閉して被せられた蓋体１２とにより構成される。本体容器１１は非磁性で非導電性の耐熱材、例えばセラミックス材や耐熱ガラス材等で構成され、蓋体１２は非磁性のステンレス鋼などで構成される。本体容器１１の中には、磁性を有する導電材、例えばステンレス鋼（SUS430）の球状または柱状ないしは管状等の適宜の形状の小片で形成した発熱体１３がほぼ一杯となるまで多数充填されている。

本体容器１１の外周にはこれを取り囲んでコイル導体をスパイラル状に巻回して構成した誘導加熱コイル２が設けられる。この加熱コイル２を構成するコイル導体２１は、銅パイプ等の中空導体で構成され、その中空路を冷却水流通路２２とする。

加熱コイル２の上下端部および中間の外周部に、加熱コイル２で発生された磁束の漏洩を防ぐため、それぞれ電気的に閉じられた複数の環状導体３１〜３４で構成されたシールドコイル３が設置される。このシールドコイル３の各導体は、図３に示すように電気的に閉じられた環状の導体３ａの内部に冷却水流通路３ｂを有する。この冷却水流通路３ｂは環状の導体３ａをほぼ１周し、その両端に冷却水供給管を接続するための入口管３ｃと出口管３ｄが結合されている。そして、図１に示すように、環状導体３１〜３４の冷却水通路の出口管３ｄと入口管３ｃとを接続管３５によって順次接続し、全部の冷却水流通路を連通させ、１本の直列の冷却水流通路にする。

容器１の外側に蒸気と水とを貯留するための気水ドラム５が設けられている。

図示しない給水源から水Ｗを供給するための給水管４１を、本体容器１１の容器壁を貫通させて本体容器１１内の底壁付近まで挿入する。気水ドラム５から加熱容器１へ水の供給を行う給水管５１が引き出され給水管４１と合流する。給水管４１から供給された本体容器内の水Ｗは、常時本体容器１１内の発熱体１３が水から露出することのないように所定の水位Ｌを保つように、図示しない制御装置により給水量等の調整が行われる。

加熱容器１の上部から引き出した蒸気取出管１４を気水ドラム５に接続することにより、加熱容器１と気水ドラム５とを連通させる。気水ドラム５から引き出した蒸気管５２を加熱コイル２の最下段のコイル導体２１の冷却水流通路２２の入口接続口２５に接続する。そして加熱コイル２の最上段のコイル導体２１の冷却水流通路２２の出口接続口２６を接続管５３によりシールドコイル３の最下段の環状導体３４の冷却水流通路３ｂの入口管３ｃに接続し、最上段の環状導体３１の冷却水流通路３ｂの出口管３ｄから過熱蒸気供給管６２を引き出す。この過熱蒸気供給管６２は、蒸気を必要とする負荷の設置場所まで延長され、負荷へ過熱蒸気S´を供給する。これにより、加熱容器１で発生された蒸気が加熱コイル２のコイル導体２１の冷却水流通路２２およびシールドコイル３の各環状導体の冷却水流通路を直列に通流されて再加熱されることにより、過熱蒸気供給管６２から過熱蒸気Ｓ´が取り出される。

次にこのように構成された実施例１の蒸気発生装置の動作を説明する。

蒸気発生のために、図示しない高周波交流電源装置から加熱コイル２に３０ｋＨｚ程度の高周波交流電力を供給する。そして、給水管４１を介して貯水槽などの給水源から水Ｗが加熱容器１内に供給され、本体容器１１のレベルＬまで満たされる。

加熱コイル２に高周波電力が供給されると、加熱コイル２によって発生される高周波磁界によって加熱容器１内に充填された磁性材の小片からなる発熱体１３にそれぞれ渦電流が生じ、この電流によるジュール熱が発生する。加熱容器１へ供給された水Ｗは、容器１内に多数充填された磁性材小片からなる発熱体１３と接触し、この発熱体の発生する熱によって加熱されて蒸気Ｓとなる。

加熱容器１内で発生された蒸気Ｓは、容器の上部空間に集まり、この上部空間から引き出された蒸気取出管１４を通して気水ドラム５へ送られる。この気水ドラム５へ送られた蒸気は水分を含んだ湿り蒸気であるので、この気水ドラム５において蒸気と水分が分離され水分はドラム５内に貯えられる。そして水分の除かれた蒸気は、蒸気管５２を通して加熱コイル２の最下段導体２１の冷却水流通路の入口２５へ導かれ、加熱コイル２およびシールドコイル３の冷却水流通路を貫流し、シールドコイル３の上端の環状導体３１の出口管３ｄに接続された過熱蒸気供給管６２へ流れる。

加熱コイル２には、コイル導体２１に流れる電流と抵抗によりジュール熱が発生する。またシールドコイル３は、その各環状導体に加熱コイル２で発生される磁束により循環電流が生じ、この循環電流によって発生された磁束により、加熱コイル２の外部へ漏れる磁束を打ち消し、磁束の外部への漏洩を抑制する働きをする。各環状導体に流れる循環電流は当然のことながら導体自身の抵抗によってジュール熱を発生する。加熱コイル２およびシールドコイル３で発生されるジュール熱（損失熱）によって加熱コイル２内の冷却水流通路２２およびシールドコイル３内の冷却水流通路３ｂを流れる過程で蒸気Ｓが再加熱され、乾燥した過熱蒸気Ｓ´となる。このようにして発生された過熱蒸気Ｓ´は、過熱蒸気供給管６２によって蒸気を使用する負荷の設置場所まで運ばれる。

このように、この発明の蒸気発生装置においては、水を加熱する加熱容器を、非磁性で非導電性の耐熱材で形成するとともに、この容器内に磁性材の小片で形成した電磁誘導によって発熱する発熱体を多数充填して構成しているので、この発熱体の全表面が水と接触することにより、発熱体の水との接触面積が著しく拡大するため水の加熱効率を高めることができる。そして、加熱容器１で発生された蒸気を加熱コイル２およびシールドコイル３のコイル導体に形成された冷却水流通路を通して再加熱して過熱蒸気としているので、加熱コイルおよびシールドコイルで発生する損失熱を蒸気の再加熱に利用することで、さらに加熱効率が向上する。

過熱コイルと、シールドコイルに蒸気を通す順番は、シールドコイル３を先にして、加熱コイル２を後にするようにしてもよい。

この実施例１のように、加熱容器１を取り囲む誘導加熱コイル２およびシールドコイル３に加熱容器１で発生された蒸気を通流して加熱するようにすると、これらのコイルの温度が過熱蒸気の温度まで上昇するので、セラミックス材や耐熱ガラス材等の非磁性の耐火材で構成された加熱容器１は内部の温度が蒸気発生温度（およそ１００℃）となり、外部の温度が過熱蒸気の温度（１２０〜１５０℃程度）となるため、容器の内外の温度差は５０℃程度と低くなり容器１に加わる熱応力が小さくなり、破損の危険が低くなる効果がある。特に加熱容器１を耐熱ガラスで構成した場合は、熱応力に弱いため、この効果が極めて有効となる。

なお、蒸気を食品の加熱などに使用する場合は、加熱コイルのパイプ状導体に錆びが発生し問題となる。この場合は、加熱コイルのコイル導体を非磁性のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）系の材料で構成することが望ましい。しかし、この場合は、加熱コイルの電気抵抗が高くなり、加熱コイルの発生損失が大きくなる。発生損失が大きくなると、加熱コイル内の冷却水流通路内を流れる蒸気をより高温に加熱することになり、加熱コイルの絶縁劣化を引き起こす不都合が生じる。

このような場合は、加熱コイルを、図２に示すように、コイルの内側になる導電部分を電気抵抗の小さい銅やアルミニウムなどで形成した導体板２１ａで構成し、その外側に冷却水流通路を形成するステンレス鋼製のパイプ２２ａを溶接などにより接合した構造の複合導体をコイル導体２１とするのがよい。このようにすることにより、加熱コイルにおける電流の流れる導電部分が低抵抗となるため、発生損失が低減され、冷却水の流れる部分をステンレス鋼のパイプで構成することによりして錆びの発生を防ぐことができる。

また、前記の蒸気の加熱を行うシールドコイル３は、加熱コイル２との距離を変えることにより、発熱量を変えることができる。シールドコイル３を加熱コイル２に接近させると、シールドコイル３における発熱量が大きり、蒸気をより高温の過熱蒸気とすることができる。

なお、蒸気の温度が高くなり過ぎるのを抑えるには、シールドコイル３を加熱コイル２から間隔を離して設置すればよいが、シールドコイル３を加熱コイル２から間隔を離して設置すると装置の高さおよび直径が大きなり、装置が大形となる不都合がある。

このような不都合を解消するためには、シールドコイル３のコイル導体を低抵抗化することが必要となる。コイル導体の低抵抗化は、前記した加熱コイル２と同様に図２に示すように低抵抗の導体板とステンレス鋼のような不錆性材パイプとを接合して構成した複合導体を使用することにより実現できる。このような、複合導体によりシールドコイルを構成することにより、シールドコイルの発生損失を低減できるため、シールドコイルを加熱コイルにより接近して配置でき、装置を小形化することができる。

次に、この発明を貫流形の蒸気発生装置に適用し場合の実施例について説明する。

図４、図５に、この発明の第２の実施例として貫流形の蒸気発生装置を示す。図４はその縦断面図、図５は図４におけるＶ−Ｖ線の平面断面図である。

これらの図から明らかなように、この実施例２の装置は、加熱コイル２、シールドコイル３の形状および配置は前記実施例１の装置と同じである。加熱容器１は、実施例１の装置とは異なり、上下の蒸気および水のヘッダ部を構成する非磁性の例えばステンレス鋼などの金属材で形成した蓋体１６、１７と、それぞれ内部に磁性の金属小片で構成された発熱体１３を多数充填されたセラミックス材や、耐熱ガラス材等の非磁性で非導電性の耐火材で形成した細管で構成されたの複数の加熱管１５とにより構成されている。複数の加熱管１５は上下両端をステンレス鋼等の非磁性金属で形成されたフランジ１８、１９に気密的に結合、支持されている。蓋体１６、１７はフランジ１８、１９に気密的に接合され、加熱容器１の全体が気密に構成される。

さらに、必要ならば、加熱管１５全体の外周に非磁性で非導電性の耐熱材で構成した断熱容器１０を設け、容器内の加熱管相互間の空所および加熱管と断熱容器の間の空所には非磁性で非導電性の断熱材１０ａを充填するようにしてもよい。これにより、加熱容器１からの外部への放熱を低減して加熱効率を高めることができる。

図示しない給水源から水Ｗを供給する給水管４１は、加熱容器１の下部の給水ヘッダ部を構成する蓋体１７に接続される。加熱容器１の上部の蒸気ヘッダ部を構成する蓋体１６から引き出した蒸気取出管１４を加熱容器１の外側に設置された気水ドラム５に接続する。この気水ドラム５から引き出した給水管５１を加熱コイル２の最下段のコイル導体２１の冷却水通路２２の入口２５に接続し、電気的に絶縁材からなる接続管５３により最上段のコイル導体２１の冷却水流通路２２の出口２６をシールドコイル３の上端の環状導体３１の冷却水流通路の入口管３ｃに接続する。下端の環状導体３４の冷却水流通路の出口管３ｄから過熱蒸気供給管６２が引き出される。この過熱蒸気供給管６２は、蒸気を必要とする負荷の設置場所まで延長され、負荷へ過熱蒸気Ｓ´を供給する。

気水ドラム５に溜まった水は給水管５１により給水管４１で合流させて加熱容器１の給水ヘッダ部１７へ給水される。加熱容器１内の水量は、常に所定の水位Ｌを維持するように調整し、発熱体１３が水から露出することがないようにする。

このように構成された実施例２の蒸気発生装置の動作はほとんど実施例１の装置と同じである。

蒸気発生のために、図示しない高周波交流電源装置から加熱コイル２に３０ｋＨｚ程度の高周波交流電力を供給する。そして、給水管４１を介して貯水槽などの給水源から加熱容器１下部の給水ヘッダ部１７へに注入される。

加熱コイル２に高周波電力が供給されると、誘導加熱コイル２によって発生される高周波磁界によって加熱容器１内の各加熱管１５に充填された磁性金属の小片からなる発熱体１３にそれぞれ渦電流が生じ、発熱体１３がこの電流によるジュール熱を発生する。

加熱容器１へ供給された水Ｗは、ここから加熱管１５に供給され、各加熱管１５においてその中に充填された多数の磁性金属小片からなる発熱体１３と接触し、この発熱体の発生する熱によって加熱されて蒸気Ｓとなって加熱管内を上昇して加熱容器１の上部の蓋体１６によって形成された蒸気ヘッダ部に集まる。

加熱容器１の上部蒸気ヘッダ部１６内の蒸気は、蒸気取出管１４を通して気水ドラム５に送られる。気水ドラム５へ送られた蒸気は水分を含んだ湿り蒸気であるので、この気水ドラム５において蒸気と水分（凝縮した液体分）に分離され、このドラム５内に貯えられる。そして水分の除かれた蒸気は、蒸気管５２を介して加熱コイル２の導体２１の内部に形成された冷却水流通路２２の入口２５に供給される。この蒸気は、加熱コイル２の冷却水流通路２２を貫流して出口２６から蒸気管５３を通してシールドコイルの上端の環状導体３１の冷却水通路の入口管３ｃへ導かれ、４個の環状導体（３１〜３４）の冷却水通路を貫流して下端の環状導体３４の出口管３ｄに接続された過熱蒸気供給管６２へ流れる。

加熱コイル２は、コイル導体２１に流れる電流と抵抗によりジュール熱が発生する。そして、シールドコイル３は、その各環状導体に加熱コイル２で発生される磁束により発生する循環電流によって発生された磁束により、加熱コイル２の外部へ漏れる磁束を打ち消し、磁束の外部への漏洩を抑制する働きをする。各環状導体に流れる循環電流は導体自身の抵抗によってジュール熱を発生する。

加熱コイル２内の冷却水流通路２２およびシールドコイル３内の冷却水流通路３ｂを流れる蒸気Ｓが各コイルの導体が発生するジュール熱（損失熱）により再加熱され、乾燥した過熱蒸気Ｓ´となる。このようにして発生された過熱蒸気Ｓ´は、過熱蒸気供給管６２によって蒸気を使用する負荷の設置場所まで運ばれる。

このように複数の細管によって加熱容器を構成すると、加熱容器が細分されるため、１つの細管内の収容水量が少なくなるので、ボイラとしての安全性を高めることができる。この実施例２においても、加熱コイル２およびシールドコイル３には実施例１と同様に図２に示す銅やアルミニウムのような低抵抗の導電板２１ａとステンレスパイプのような不錆金属パイプ２２ｂを結合して構成した複合導体を使用するのがよい。

図６にこの発明の第３の実施例を示す。

この実施例３は、図４に示す実施例２と加熱容器１、加熱コイル２、シールドコイル３および気水ドラム５の形状および配置は同じであるが、給水管４１により給水源から供給する水Ｗを直接加熱容器１の給水ヘッダ１７に供給せず、加熱容器１の外周の最外周に設置されたシールドコイル３の冷却水流通路３ｂを介して加熱容器１の給水ヘッダ１７に供給するようにした点が実施例２とは異なっている。

このため給水管４１は、シールコイル３の下端の環状導体３４の冷却水流通路の入口管３ｃに接続され、上端の環状導体３１の冷却水流通路の出口管３ｄが給水管４２を介して気水ドラム５から加熱容器１の給水ヘッダ１７に給水する給水管５２に結合されている。そして加熱コイル２の最上段コイル導体２１の冷却水流通路２２の出口２６から過熱蒸気供給管６２が引き出される。この過熱蒸気供給管６２は負荷の設置場所まで延ばされ、この管６２を介して負荷へ過熱蒸気Ｓ´が供給される。

この実施例３においては、加熱容器１に供給する水が、シールドコイル３の発生する損失熱により予熱されることにより、損失熱を回収して加熱効率を高めている。その他の作用は、実施例２と同じである。

実施例３のような構成すると、加熱容器１の外周の最外周に配置されたシールドコイル３は給水源から供給される水Ｗにより冷却されるので、このシールドコイル３の温度は給水源の水、すなわち原水の温度より僅かに高くなるだけで温度せいぜい５０℃程度まで高められる。これは、蒸気温度に比べるとかなり低い温度となる。加熱容器１の最外周をこのように低い温度のシールドコイル３により包むことにより、外気温度は２０℃程度であるので、シールドコイル３と外気との温度差は３０℃程度と低く抑えることができる。このため、実施例３によれば、蒸気発生装置から外気への熱の放出を抑えることができるので、実施例２よりも熱効率を高めることができる。

前記のように、この発明の蒸気発生装置は、水を加熱するための発熱体および水および蒸気の流通される流通路をステンレス鋼等の不銹材で構成することにより、発生した蒸気に錆などが混入するのを避けることができるので、食品加工などの不純物混入を嫌う用途の蒸気発生源とし利用するのに適している。

この発明の第１の実施例の構成を示す縦断面図である。この発明に使用する加熱コイルのコイル導体の実施例を部分的に示す斜視図である。この発明に使用するシールドコイルのコイル導体を示す平面図である。この発明の第２の実施例の構成を示す縦断面図である。図４のＶ−Ｖ線の平面断面図である。この発明の第３の実施例の構成を示す縦断面図である。従来の誘導加熱式蒸気発生装置の例を示す構成図である。

符号の説明

１：加熱容器１３：加熱体１５：加熱管２：加熱コイル２１：コイル導体２２：冷却水流通路３：シールドコイル３ａ：コイル導体３ｂ：冷却水流通路Ｗ：水Ｓ：蒸気Ｓ´：過熱蒸気

Claims

非磁性で非導電性の耐熱材で形成した容器と、この容器内に充填された多数の磁性を有する導電性金属の小片からなる発熱体とからなる加熱容器と、この加熱容器の周囲にこれを取り囲んで配置され、内部の加熱体を誘導加熱する誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルの外周部または上下端部に所要数配設されそれぞれ電気的に閉じられた環状コイルからなり、前記誘導加熱コイルから漏洩する磁束をシールドするシールドコイルとを備え、前記加熱容器により内部に供給される水を加熱して蒸気を発生させるようにした誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルを構成する導体に冷却水流通路を設け、前記加熱容器で発生された蒸気を前記誘導加熱コイルの冷却水流通路に通して再加熱し、過熱蒸気を発生することを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
請求項１に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記加熱容器を、非磁性で非導電性の耐熱材で形成した複数の細管と、この各細管内に充填された多数の磁性を有する導電性金属の小片からなる発熱体とにより構成したことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
請求項１または２に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、さらに前記シールドコイルを構成する導体にも冷却水流通路を設け、前記加熱容器で発生された蒸気を前記誘導加熱コイルの冷却水流通路およびシールドコイルの冷却水流通路に直列または並列に通して再加熱し、過熱蒸気を発生することを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
請求項１または２に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、さらに前記シールドコイルを構成する導体にも冷却水流通路を設け、このシールドコイルの冷却水流通路を通して余熱された水を前記加熱容器に供給し、この加熱容器で発生された蒸気を前記誘導加熱コイルの冷却水流通路に通して再加熱し、過熱蒸気を発生することを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。