JP6760637B2 - 流体加熱装置 - Google Patents
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Description
この構成であれば、接続管要素が各管要素の軸方向一端部同士を接続し、軸方向他端部同士を接続する構成であり、短絡回路を構成するための接続構造を簡単にすることができる。
このように円筒状鉄心及び磁路形成部の間に導体管を配置する構成では、導体管の外周に電気接続部材を設けることによる径方向の大型化が問題となる。本発明では、電気接続部材が不要であり、径方向のサイズの大型化を抑制することができることから、上記のような構成に本発明を適用することが望ましい。また、電気接続部材が不要であり、導体管と磁路形成部との距離を小さくすることができ、流体加熱装置の小型化にも繋がる。
さらに、円筒状鉄心及び磁路形成部の間に、熱源である導体管を配置する構成としているので、導体管から外部に漏れ出る熱を、磁路形成部の内側に閉じ込めることができる。そして、この構成において、円筒状鉄心及び磁路形成部の間に冷却媒体が流れる冷却管を設けているので、断熱材の使用量を削減しつつ流体加熱装置の熱的安全性を向上させることができる。
この構成であれば、導体管の径方向両側を外側冷却管及び内側冷却管で挟む構成とすることができ、導体管から径方向両側に漏れ出た熱を遮断する機能を発揮するため、断熱材の使用量を削減しつつ流体加熱装置の熱的安全性を一層向上させることができる。また、電気接続部材が不要であり、導体管と外側冷却管との距離を小さくすることができ、流体加熱装置の小型化にも繋がる。
この構成であれば、導体管から外部に漏れ出た熱を利用して流体を予熱することができる。つまり、導体管からの放熱による損失を低減して流体を効率良く加熱することができる。ここで、電気接続部材が不要であり、導体管と外側冷却管との距離を小さくすることができ、導体管から外部に漏れ出た熱の利用効率を高めることができる。
この構成であれば、円筒状鉄心の内部に磁束を発生させるためのコイル要素の巻き数を増やすことができる。ここで、電気接続部材が不要とできる分、冷却管の巻き数を増やすことができ、より多くの磁束を発生させることができる。
本実施形態に係る流体加熱装置100は、流体である水を加熱して、過熱水蒸気と飽和水蒸気と熱水(ミスト)と注水溶融物との混合加熱物を生成するものである。その他、流体加熱装置100としては、例えば、外部で生成された飽和水蒸気を加熱して、過熱水蒸気を発生するものであっても良い。
このように構成した流体加熱装置100によれば、螺旋状に巻回した導体管3が内側管要素31と外側管要素32とそれらを流体的に接続する接続管要素33a、33bを有し、接続管要素33が内側管要素31及び外側管要素32を短絡接続しているので、導体管3とは別に電気接続部材を設ける必要が無く、導体管3自体の構成により短絡回路を形成することができる。また、導体管3が内側管要素31及び外側管要素32を有するので、流体との接触面積(熱交換面積)を大きくすることができ、流体の加熱効率を向上することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態の導体管3は、2重管構造をなすものであったが、4重管又はそれ以上の偶数重の管要素を有するものであっても良い。この場合、2つの管要素毎にそれぞれ接続管要素で接続する。例えば、前記実施形態の導体管3を同心円状に複数配置した構成とすることが考えられる。
3 ・・・導体管
31 ・・・内側管要素
32 ・・・外側管要素
33a・・・接続管要素
33b・・・接続管要素
21 ・・・円筒状鉄心
22〜24・・・磁路形成部
4 ・・・誘導コイル
41 ・・・外側中空コイル要素(外側冷却管)
42 ・・・内側中空コイル要素(内側冷却管)
Claims (7)
- 螺旋状に巻回した導体管を誘導加熱することによって前記導体管内に通流した流体を加熱する流体加熱装置であって、
前記導体管が、螺旋状に巻回した内側管要素と、前記内側管要素の外側に設けられ、螺旋状に巻回した外側管要素と、前記内側管要素及び前記外側管要素を流体的に接続するとともにそれらを短絡接続する接続管要素とを備えており、
前記導体管の内側に設けられた円筒状鉄心と、
前記導体管の外側に設けられるとともに、前記円筒状鉄心とともに閉磁路を形成する磁路形成部と、
前記円筒状鉄心及び前記磁路形成部の間に設けられ、前記円筒状鉄心の内部に磁束を発生させる誘導コイルと、
前記円筒状鉄心及び前記磁路形成部の間に設けられ、冷却媒体が流れる冷却管と備える、流体加熱装置。 - 前記内側管要素及び前記外側管要素の巻回方向が互いに逆向きであり、
前記内側管要素及び前記外側管要素の軸方向一端部同士及び軸方向他端部同士が、それぞれ接続管要素により接続されている、請求項1記載の流体加熱装置。 - 前記内側管要素及び前記外側管要素の巻回方向が互いに同じ向きであり、
前記内側管要素の軸方向一端部と前記外側管要素の軸方向他端部とが前記接続管要素により接続されており、
前記内側管要素の軸方向他端部と前記外側管要素の軸方向一端部とが前記接続管要素により接続されている、請求項1記載の流体加熱装置。 - 前記接続管要素に流体の導入ポート及び導出ポートが設けられている、請求項1から請求項3の何れか一項に記載の流体加熱装置。
- 前記冷却管が、前記導体管及び前記磁路形成部の間に設けられた外側冷却管と、前記導体管及び前記円筒状鉄心の間に設けられた内側冷却管とを含む、請求項1から請求項4の何れか一項に記載の流体加熱装置。
- 前記冷却管が前記導体管に接続されており、
前記流体が、前記冷却管を流れた後に、前記導体管に流れるように構成されている、請求項1から請求項5の何れか一項に記載の流体加熱装置。 - 前記冷却管が、前記誘導コイルと電気的に接続されており、
前記冷却管及び前記誘導コイルに、外部の交流電源が接続されている、請求項1から請求項6の何れか一項に記載の流体加熱装置。
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