JP7153902B2 - Fluid heating device - Google Patents
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Description
本発明は、流体加熱装置の技術に関し、より詳細には、流体入口から流体出口に至るまで被加熱流体の流路が形成される流路ユニットと、前記流路内に収容される抵抗発熱体とを具備してなる流体加熱装置。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to the technology of a fluid heating device, and more particularly, a flow path unit in which a flow path for a fluid to be heated is formed from a fluid inlet to a fluid outlet, and a resistance heating element accommodated in the flow path. A fluid heating device comprising:
従来、流体を加熱する流体加熱装置として、被加熱流体である低温側の流体を蒸気や熱媒体などの高温側の流体と熱交換する方式の流体加熱装置が公知である。しかしながら、例えば、燃焼ガスの燃焼エネルギを利用したボイラ等の流体加熱装置では、燃料の供給システム等の補機や排気ガスの適正な処理設備が必要になるなど設備が大型化してしまうという問題があった。他方、装置の小型化に適した経済的な方式として、被加熱流体を所望の温度まで比較的素早く加熱することが可能な抵抗発熱体を用いた加熱方式が採用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a fluid heating device for heating a fluid, there is known a fluid heating device that exchanges heat from a low-temperature fluid, which is a fluid to be heated, with a high-temperature fluid such as steam or a heat medium. However, for example, in a fluid heating apparatus such as a boiler that utilizes the combustion energy of combustion gas, auxiliary equipment such as a fuel supply system and proper exhaust gas treatment equipment are required, resulting in the problem of increasing the size of the equipment. there were. On the other hand, as an economical system suitable for miniaturization of the apparatus, a heating system using a resistance heating element capable of relatively quickly heating the fluid to be heated to a desired temperature is adopted.
上述した従来の加熱方式の流体加熱装置としては、例えば、特許文献1に開示されているように、流路内に抵抗発熱体としてのシーズヒータ等の電気ヒータを配設し、抵抗発熱体の熱を被加熱流体に直接供給し、流体入口から流体出口に至るまでに被加熱流体を目的温度まで徐々に昇温させるようにした構成が提案されている。通常、この種の流体加熱装置は、水を加熱して温水を生成する目的や、別途蒸気発生装置で発生された飽和蒸気を再加熱して過熱蒸気を生成する目的に利用されている。
As a conventional heating-type fluid heating device described above, for example, as disclosed in
しかしながら、上述した従来の流体加熱装置のように単一の抵抗発熱体にて加熱する構成では、例えば、被加熱流体としての水から高温の過熱蒸気を生成する際には、液体加熱、蒸発潜熱、及び気体加熱に必要なエネルギがそれぞれ異なるため、電気ボイラとして構成した場合に目的とする過熱蒸気の温度(流体の出口温度)の制御が困難であるという問題があった。また、上述した従来の流体加熱装置では、被加熱流体との接触表面積を増大させるためにコイル状に形成された抵抗発熱体が用いられていたため、例えば、常温(~20℃)の水を比較的高い温度(90℃~)にまで短時間で昇温させて高温水を生成するには、抵抗発熱体の径を大きくするか又は流路ユニット(管体)内に複雑な流路を形成等する必要があり、装置の小型化が困難であるという問題があった。 However, in the configuration in which heating is performed by a single resistance heating element as in the conventional fluid heating device described above, for example, when generating high-temperature superheated steam from water as the fluid to be heated, liquid heating and latent heat of vaporization , and the energy required for gas heating are different, there is a problem that it is difficult to control the target temperature of the superheated steam (outlet temperature of the fluid) when configured as an electric boiler. In addition, in the conventional fluid heating device described above, a coil-shaped resistance heating element was used to increase the contact surface area with the fluid to be heated. In order to raise the temperature to a relatively high temperature (90°C or higher) in a short time and generate high-temperature water, increase the diameter of the resistance heating element or form a complicated flow path in the flow path unit (pipe). There is a problem that it is difficult to reduce the size of the device.
そこで、本発明では、流体加熱装置に関し、前記従来の課題を解決するもので、装置を小型化しつつ目的温度の流体を効率よく生成できる流体加熱装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fluid heating apparatus capable of efficiently generating fluid at a target temperature while reducing the size of the apparatus.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above, and the means for solving the problems will now be described.
すなわち、請求項1においては、流体入口から流体出口に至るまで流体の流路が形成される流路ユニットと、前記流路内に配設される抵抗発熱体とを具備してなる流体加熱装置において、前記流路ユニットは、流体入口から前記流路内に流入された被加熱流体としての水を収容した状態で抵抗発熱体としての柱状のセラミックヒータにて設定温度まで加熱して飽和蒸気を生成する第一加熱部と、前記第一加熱部の上方位置に連結され、前記第一加熱部にて生成された飽和蒸気を抵抗発熱体として前記第一加熱部とは別の柱状のセラミックヒータにて前記第一加熱部の設定温度より高い温度まで加熱して過熱蒸気を生成し、流体出口より前記流路外に排出する第二加熱部と、が設けられ、前記第一加熱部のセラミックヒータの先端部には流路内に収容された水の水位検出手段としての温度センサが埋設されるものである。
That is, in
請求項2においては、前記流路ユニットは、前記第一加熱部と前記第二加熱部との間に配設され、前記第一加熱部にて加熱された流体を分岐して流体取出口より取り出す流体取出部を有してなるものである。
In
請求項3においては、前記セラミックヒータは、セラミックヒータ本体の表面が金属体層にて被覆された被覆セラミックヒータが用いられるものである。
In
請求項4においては、前記セラミックヒータは、内壁より突出して前記流路内に露出されるものである。
In
本発明の効果として、装置を小型化しつつ目的温度の流体を効率よく生成できる。 As an effect of the present invention, it is possible to efficiently generate a fluid having a target temperature while downsizing the device.
次に、発明を実施するための形態を説明する。なお、以下の実施例においては図1の紙面上下方向を流体加熱装置の上下方向とする。 Next, a mode for carrying out the invention will be described. In the following examples, the up-down direction of the paper surface of FIG. 1 is the up-down direction of the fluid heating apparatus.
まず、本実施例の流体加熱装置の全体構成について、以下に概説する。
図1に示すように、本実施例の流体加熱装置1は、流体入口10から流体出口11に至るまで流体の流路が形成される流路ユニット2と、流路内に配設される抵抗発熱体としての柱状のセラミックヒータ3・4等とを具備してなり、本実施例では流体入口10から流入された被加熱流体としての水をセラミックヒータ3・4にて加熱して流体出口11より過熱蒸気として排出することができる電気ボイラとして構成されている。
First, the overall configuration of the fluid heating device of this embodiment will be outlined below.
As shown in FIG. 1, the
図1乃至図5に示すように、流路ユニット2は、流路体20・21と、それらの両端側に接続される流体流入管22、流体排出管23及び流体取出管24等とで構成されており、本実施例では、流体入口10から流路体20内に流入された被加熱流体を収容した状態でセラミックヒータ3にて設定温度まで加熱する第一加熱部2aと、第一加熱部2aにて加熱された流体をセラミックヒータ4にて所定温度より高い温度まで加熱して流体出口11より流路外に排出する第二加熱部2bとが設けられている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
流路体20・21は、断面円形状の内部中空の管体として構成され、内部空間に流体が流通する流路が形成されている。流路体20は、下端側方に流体流入管22が内部連通状に接続され、上端に流体取出管24を介して流路体21が内部連通状に接続されており、流路体21は、上端側方に流体排出管23が内部連通状に接続されている。本実施例の流体加熱装置1は、流路体20及び流路体21がそれぞれ上下方向に沿って同一直線上に位置するように直列に配設されている。
The
流路体20は、下端にセラミックヒータ取付用の固定部材25が嵌合されており、固定部材25に固定されたセラミックヒータ3が上方に向けて突出されて流路体20内に露出されている。固定部材25は、ケーシング25a内にセラミックヒータ3のフランジ部31aを挟むようにして座金25b及びパッキン25cが収容されており、流路体20の端部にケーシング25aが嵌合されることで、座金25b及びパッキン25cを介してセラミックヒータ3が流路体20の端部に上下方向に沿って固定される(図4参照)。
A
流路体21は、上端にセラミックヒータ取付用の固定部材26が嵌合されており、固定部材26に固定されたセラミックヒータ4が下方に向けて突出されて流路体21内に露出されている。固定部材26は、ケーシング26a内にセラミックヒータ4のフランジ部41aを挟むようにして座金26b及びパッキン26cが収容されており、流路体21の端部にケーシング26aが嵌合されることで、座金26b及びパッキン26cを介してセラミックヒータ4が流路体21の端部に上下方向に沿って固定される(図5参照)。
A
流体流入管22は、側方に向けて流体入口10が開口されており、図示せぬ流体供給装置より流量が調整されながら供給された被加熱流体が流体入口10を介して流体流入管22に流入される。また、流体排出管23は、側方に向けて流体出口11が開口されており、流体出口11を介して流路体21内にて加熱された流体が図示せぬ接続管へと排出される。
The
流体取出管24は、側方に向けて流体取出口12が開口されており、流体取出口12を介して流路体20内にて加熱された流体が図示せぬ接続管へと取り出すことができるように構成されている。具体的には、流体取出管24は、内部に図示せぬ公知の流路切替弁(三方弁)が設けられており、流体取出口12を閉止して流路体20と流路体21とを連通させて、流路体20内で加熱された流体を流路体21へと送給可能な状態と、流路体20と流路体21とを切断して流体取出口12を開口し、流路体20内で加熱された流体を流体取出口12へと送給可能な状態とに切り替えることができるように構成されている。
The fluid take-out
なお、流体流入管22、流体排出管23及び流体取出管24は、逆止弁や流量調整弁等が設けられたものが好ましく用いられる。
The
図6乃至図8に示すように、セラミックヒータ3は、セラミックヒータ本体30の表面が金属体層32にて被覆された被覆セラミックヒータとして構成され、具体的には、セラミックヒータ本体30が嵌挿された金属又はセラミックス製のケース部材31と、セラミックヒータ本体30とケース部材31との間に金属粉末を焼結及び/又は溶融させて形成される金属体層32と、を有してなり、金属体層32にてセラミックヒータ本体30の外面及び下面が被覆されるとともに、セラミックヒータ本体30及びケース部材31が固定されてなるものである。
As shown in FIGS. 6 to 8, the
セラミックヒータ本体30は、断面円形の円柱状に形成された公知のセラミックス製のヒータとして構成されている。セラミックヒータ本体30は、図示せぬタングステン等の高融点金属からなる電熱線(発熱体)が埋設されており、電熱線の両端部にリード33・33がそれぞれロウ付けにより接続されている。リード33・33は、図示せぬ電源装置と接続されており、電源装置と通電されることで上述した熱電線が発熱する。
The ceramic heater
本実施例のセラミックヒータ3は、セラミックヒータ本体30の先端部(頂部)に温度センサ34が埋設されたものが用いられる。温度センサ34は、セラミックヒータ3の先端部近傍の温度を検出する温度検出手段として構成され、セラミックヒータ本体30に埋設される図示せぬリード線に接続されている。
The
セラミックヒータ本体30の材質としては、公知の材料を用いることができ、例えば、アルミナ、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等が挙げられる。本実施例のセラミックヒータ3では、900℃~1200℃での高温使用が可能な高温用セラミックヒータが好ましく用いられる。
As the material of the ceramic heater
ケース部材31は、一端が閉塞された内部中空の有底円筒状に形成された金属又はセラミックス製の部材として構成され、外周面にフランジ部31aが形成されている。ケース部材31の材質としては、セラミックヒータ本体30の熱容量や後述する金属体層32を形成する金属粉末の融点等によって適宜選択することができ、例えば、ステンレス等の鋼系、純銅・青銅・真鍮・洋銀等の銅系、又はこれらの合金等、熱伝導率の高い金属材料やセラミックスを用いることができる。本実施例のセラミックヒータ3では、耐熱性及び耐蝕性の点でステンレス鋼が好ましく用いられ、耐薬品性の点でセラミックスが好ましく用いられる。
The
ケース部材31は、内径がセラミックヒータ本体30の外径よりも大きくなるように形成されており、セラミックヒータ本体30がケース部材31に嵌挿されて同一軸心上に位置決めされて配設されている。そして、セラミックヒータ本体30の外面及び下面とケース部材31の内面及び内底面との間に形成された隙間に、後述する金属体層32が形成されている。なお、セラミックヒータ本体30及びケース部材31の隙間のクリアランスは、所定の離間を保持してセラミックヒータ本体30をケース部材31に嵌挿でき、かつその隙間に金属体層32を有効に形成できる大きさであればよい。
The
金属体層32は、セラミックヒータ本体30とケース部材31との間に形成され、所定の金属粉末が部分的又は完全に焼結及び/又は溶融された金属の塊状物として形成される。金属粉末の材質としては、セラミックヒータ3のヒータ通電時に溶融しないものであり、かつケース部材31の材質より低融点の材質が用いられ、具体的には、純銅・青銅・真鍮・洋銀等の銅系、アルミニウム系、鉄系、又はこれらの合金等を用いることができる。本実施例のセラミックヒータ3では、熱伝導率が高く、また寸法変化も比較的小さく安価であることから、銅及びアルミニウムから選ばれる少なくとも一種を主成分として含むことが好ましい。
The
金属体層32の形成方法については特に限定するものではないが、例えば、ケース部材31の中央にセラミックヒータ本体30を嵌挿させた状態で、ケース部材31の隙間に金属粉末を流し込んで充填し、充填された金属粉末をセラミックヒータ本体30の発熱により焼結及び/又は溶融させることで形成される。
The method of forming the
金属体層32の厚さは、熱伝達効率の観点から装置寸法に合せて適宜好ましく設定される。すなわち、セラミックヒータ3の熱伝達効率を高めるためには薄いほど好ましいが、薄すぎるとセラミックヒータ本体30とケース部材31との隙間に金属粉末を均一に充填させることが困難となる。金属粉末の充填が不十分であると、金属体層32の強度や密度が不均一となって、セラミックヒータ3のヒータ通電時に不均一箇所で熱伝達効率が低下して、セラミックヒータ3の性能が低下するとともに、局所的な熱応力や熱衝撃の発生によりセラミックヒータ本体30に割れが発生する要因となるからである。他方、金属体層32が厚くなるほどセラミックヒータ3の熱伝達効率が低下してしまう。
The thickness of the
セラミックヒータ4は、上述したセラミックヒータ3と同様にセラミックヒータ本体40が嵌挿された金属又はセラミックス製のケース部材41と、セラミックヒータ本体40とケース部材41との間に金属粉末を焼結及び/又は溶融させて形成される金属体層42と、を有してなり、各部材がセラミックヒータ3と同様に形成されるため、詳細な説明は省略する。
The
ここで、第一加熱部2a及び第二加熱部2bの構成について、以下に詳述する。
図1及び図2に示したように、第一加熱部2aでは、流路体20の固定部材25に固定されたセラミックヒータ3が流路体20内に突出され、セラミックヒータ3の表面(ケース部材31の表面)が露出された状態で配設されており、流路体20内に流入された被加熱流体としての水を収容した状態でセラミックヒータ3にて加熱して飽和蒸気が生成されるように構成されている。
Here, the configurations of the
As shown in FIGS. 1 and 2, in the
第一加熱部2aでは、セラミックヒータ3が流体流入管22(流体入口10)の側方に配置されており、流路体20の内壁に対して所定の離間を有するようにして配設されることで、流路体20内に被加熱流体の収容空間S1が形成されている。このようにセラミックヒータ3が配置されることで、流体入口10より流体流入管22に流入された被加熱流体としての水がセラミックヒータ3の表面(ケース部材31の表面)に沿って流路体20の流路下流側(図2において上方)へと送給されて収容空間S1に収容される。
In the
また、第一加熱部2aでは、セラミックヒータ3の先端が流路体20の上端よりも下方に位置され、上述した流体取出管24に対して所定の離間を有するようにして配設されることで、流路体20上方の内部空間に予備空間S2が形成されている。第一加熱部2aでは、蒸発に伴う減少分を補うべく流路体20内に被加熱流体としての水が流入され、セラミックヒータ3の先端部の表面(ケース部材31の表面)が露呈しないように収容空間S1から予備空間S2に至るまで被加熱流体としての水が収容されており、セラミックヒータ3が被加熱流体としての水に常時浸漬されるようにして熱効率が高められている(図2参照)。
Further, in the
このとき、第一加熱部2aでは、温度センサ34にてセラミックヒータ3(セラミックヒータ本体30)の先端部(の近傍)の温度が検出されており、温度センサ34が第一加熱部2aに収容された被加熱流体の量(水量)が減少したことを検知する水位検出手段として作用する。第一加熱部2aの水量が減少して流路体20内にセラミックヒータ3の先端部の表面が露出すると、かかる先端部のみが空焚きにより温度上昇するため、温度センサ34にて検出される温度が所定温度以上になると被加熱流体の供給量不足であると検知して、例えば、これと連動して流路体20内に被加熱流体としての水を流入させるか、流体加熱装置1を緊急停止させる等の制御が行われる。
At this time, in the
第一加熱部2aでは、上述したように収容空間S1に被加熱流体が収容された状態で、セラミックヒータ3からの入熱にて被加熱流体が設定温度T1まで加熱される。本実施例における設定温度T1とは、被加熱流体としての水を沸騰させて飽和蒸気を生成させる温度のことをいう。なお、第一加熱部2aでの温度制御は、図示せぬ温度センサにてセラミックヒータ3の(表面)温度を検出しながらこれを制御することで行われる。
In the
第一加熱部2aにて生成された飽和蒸気は、上述した流体取出管24内の図示せぬ流路切替弁(三方弁)が切り替えられ、流路体20と流路体21とが切断されつつ流体取出口12が開口されることで、流体取出口12より流路外に排出して取り出すことができる。
The saturated steam generated in the
図1及び図3に示したように、第二加熱部2bでは、流路体21の固定部材26に固定されたセラミックヒータ4が流路体21内に突出され、セラミックヒータ4の表面(ケース部材41の表面)が露出された状態で配設されており、流路体21内に流入された飽和蒸気をセラミックヒータ4にて加熱して過熱蒸気が生成されるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, in the
第二加熱部2bでは、セラミックヒータ4が流体流出管23(流体出口11)の側方に配置されており、流路体21の内壁に対して所定の離間を有するようにして配設されることで、流路体21内に加熱空間S3が形成されている。このようにセラミックヒータ4が配置されることで、第一加熱部2aにて生成された飽和蒸気がセラミックヒータ4の表面(ケース部材41の表面)に沿って流路体21の流路下流側(図3において上方)へと送給され、やがて流体排出管23の流体出口11より流路外に排出される。
In the
このとき、第二加熱部2bでは、温度センサ44にてセラミックヒータ4(セラミックヒータ本体40)の先端部(の近傍)の温度が検出されており、温度センサ44が流路体21内に飽和蒸気が流入されたことを検知する流入検出手段として作用する。流路体21に飽和蒸気が流入してセラミックヒータ4の先端部の表面に接触すると、かかる先端部の温度が上昇するため、温度センサ44にて検出される温度が所定温度以上になると第一加熱部2aから飽和蒸気の流入が開始されたと検知して、例えば、これと連動してセラミックヒータ4を発熱させて飽和蒸気の加熱を開始するような制御が行われる。
At this time, in the
第二加熱部baでは、上述したように加熱空間S3を飽和蒸気が送給される際に、セラミックヒータ4からの入熱にて飽和蒸気が設定温度T1より高い温度T2(T2>T1)まで加熱される。本実施例における温度T2とは、飽和蒸気から目的温度の過熱蒸気を生成させる温度(~400℃)のことをいう。なお、第二加熱部2bでの温度制御は、図示せぬ温度センサにて流体出口11からの過熱蒸気の温度(出口温度)を検出しながら、セラミックヒータ4の(表面)温度を制御することで行われる。
In the second heating part ba, when the saturated steam is supplied to the heating space S3 as described above, the heat input from the
以上のように、本実施例の流体加熱装置1は、流体入口10から流体出口11に至るまで流体の流路が形成される流路ユニット2と、流路内に配設される抵抗発熱体とを具備してなる流体加熱装置1において、流路ユニット2は、流体入口10から流路内に流入された被加熱流体を収容した状態で抵抗発熱体としての柱状のセラミックヒータ3にて設定温度T1まで加熱する第一加熱部2aと、第一加熱部2aにて加熱された流体を抵抗発熱体として第一加熱部2bとは別の柱状のセラミックヒータ4にて所定温度T1より高い温度T2まで加熱して流体出口11より流路外に排出する第二加熱部2bと、が設けられるため、電気ボイラとして装置を小型化しつつ目的温度の流体を効率よく生成できるのである。
As described above, the
すなわち、本実施例の流体加熱装置1は、抵抗発熱体としてセラミックヒータ3・4を用いるものであり、発熱体を電気にて高温に加熱することができるため、温度を精密に制御することができる。例えば、被加熱流体としての水を加熱して過熱蒸気を生成する場合には、液体(水)を加熱して飽和蒸気を得るために必要なエネルギに比べて、飽和蒸気を加熱して過熱蒸気を得るために必要なエネルギの方が小さいため、本実施例の流体加熱装置1のように、第一加熱部2aにてまず被加熱流体をセラミックヒータ3にて設定温度T1まで加熱し、第二加熱部2bにて更に異なるセラミックヒータ4にて設定温度T1より高い温度T2まで加熱するように構成することで、下流側の第二加熱部2bのセラミックヒータ4の出力調整により過熱蒸気の温度制御を良好にすることができ、目的温度の流体を効率よく生成できる。また、セラミックヒータ3・4として高温用のセラミックヒータを用いる等することによって短時間で被加熱流体を目的温度まで昇温させることができ、電気ボイラとして容易に装置を小型することができる。
That is, the
特に、本実施例の流体加熱装置1は、流路ユニット2にて第一加熱部2aと第二加熱部2bとの間に配設され、第一加熱部2aにて加熱された流体を分岐して流体取出口12より取り出す流体取出管24を有してなるため、第一加熱部2aにて幾分低い温度である設定温度T1まで加熱された流体(本実施例では飽和蒸気)を効率よく生成することができ、電気ボイラとして所与の用途に採用することができる。
In particular, the
また、本実施例の流体加熱装置1は、セラミックヒータ3・4としてセラミックヒータ本体30・40の表面が金属体層32・42にて被覆された被覆セラミックヒータが用いられるため、水垢等が表面(セラミック層)に付着するのを防止して、熱応力や熱衝撃にて表面(セラミック層)にヒビが入ったり、セラミックヒータ自体が割れたりしてしまうのを効果的に防ぐことができる。
Further, in the
また、本実施例の流体加熱装置1は、セラミックヒータ3・4が内壁より突出して流路内に露出されるため、流路ユニット2の流路中にて露出されたセラミックヒータ3・4の表面に沿って被加熱流体が下流側に送給されることで、熱効率よく入熱にて被加熱流体を加熱することができる。
In addition, in the
なお、本実施例の流体加熱装置としては、上述した実施例に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 It should be noted that the fluid heating device of this embodiment is not limited to the embodiment described above, and various modifications are possible without departing from the object of the present invention.
すなわち、上述した実施例(図1等参照)の流体加熱装置1は、流体入口10から流入された被加熱流体としての水をセラミックヒータ3・4にて加熱して流体出口11より過熱蒸気として排出することができる加熱装置として構成する場合について説明したが、その他の構成として、例えば、図9に示すように、流体入口10から流入された被加熱流体としての水(常温)をセラミックヒータ3・4にて加熱して高温水(90℃~)として流体出口11より排出し、流体取出口12より低温水(~60℃)として取り出すことができるように構成してもよい。
That is, the
図9に示す加熱装置として構成される場合は、第一加熱部2aでは流路体20内に流入された被加熱流体としての水を収容してセラミックヒータ3にて設定温度T1(~60℃)まで加熱し、低温水とした状態で収容される。そして、必要に応じてかかる低温水を第一加熱部2aより第二加熱部2bに送給し、セラミックヒータ4にて設定温度T1より高い温度T2(90℃~)まで加熱して高温水として流体出口11より経路外に排出する。また、第一加熱部2aの低温水は、流体取出管24を介して流体取出口12より分岐して経路外に取り出される。このように本実施例の流体加熱装置1を用いることで、簡易な構成で、被加熱流体としての水から目的温度の温水も効果的に生成することができる。
When configured as the heating apparatus shown in FIG. 9, the
また、上述した実施例(図1等参照)の流体加熱装置1は、第一加熱部2a及び第二加熱部2bにおいて、一つのセラミックヒータ3・4がそれぞれ配設される構成について説明したが、セラミックヒータ3・4の配置構成はこれに限定されない。例えば、図10に示すように、各加熱部に複数(図10では3つ)のセラミックヒータが配置されてもよく、かかる場合に複数のセラミックヒータを束状に寄せ集めたヒータ体としたものを用いてもよい。一つの流路体に複数のセラミックヒータが配設される場合には、各セラミックヒータの出力(発熱量やON/OFFの切り換え)を制御したり、別途設けるシャッター機構等により各セラミックヒータへの被加熱流体の流入を制御したりするように構成してもよい。
In addition, although the
また、上述した実施例(図1等参照)の流体加熱装置1は、流路ユニット2において、流路体20・21がそれぞれ上下方向に沿って同一直線上に位置するように直列に配設され、流路体20・21の内部空間にセラミックヒータ3・4が上下方向に沿って配設される構成について説明したが、流路ユニット2の構成はこれに限定されない。例えば、水平方向に沿って横向きに配設された流路体20・21が上下方向に連結され、流路体20・21の内部空間に一つ又は複数のセラミックヒータ3・4が横向きに配設されるように構成されてもよい。かかる場合は、セラミックヒータ3の上面側に温度センサ34が埋設され、セラミックヒータ4の下面側に温度センサ44が埋設されるように構成される。また、流路体20・21の形状は、断面円形状の管体として形成されるだけでなく被加熱流体の収容タンクとして容器状に形成され、内部に一つ又は複数のセラミックヒータ3・4が横向きに配設されるように構成されてもよい。
Further, in the
また、上述した実施例(図1等参照)の流体加熱装置1は、流路ユニット2において流路体20及び流路体21が直列に接続されて構成される場合について説明したが、流路体の配置構成はこれに限定されず、例えば、各加熱部がそれぞれ複数の流路体より構成されてもよく、かかる場合に各流路体を並列に接続させた流路体の束としたものを用いてもよい。
Further, the
また、上述した実施例(図7等参照)の流体加熱装置1では、セラミックヒータ3として、枠体として内部中空の金属又はセラミックス製のケース部材31が用いられ、成形品として金属体層32にて一つのセラミックヒータ本体30及びケース部材31が固定される構成について説明したが、セラミックヒータ3の構成についてはこれに限定されず、例えば、金属体層32にて複数のセラミックヒータ本体30が固定されるように構成されてもよく、また、ケース部材31を不要としてセラミックヒータ本体30が単に金属体層32のみで被覆されるように構成されてもよい。なお、セラミックヒータ4についても同様である。
Further, in the
1 流体加熱装置
2 流路ユニット
2a 第一加熱部
2b 第二加熱部
3 セラミックヒータ
4 セラミックヒータ
10 流体入口
11 流体出口
12 流体取出口
20 流路体
21 流路体
22 流体流入管
23 流体排出管
24 流体取出管(流体取出部)
25 固定部材
26 固定部材
30 ヒータ本体
31 ケース部材
31a フランジ部
32 金属体層
33 リード
34 温度センサ
40 ヒータ本体
41 ケース部材
42 金属体層
43 リード
44 温度センサ
25 fixing
Claims (4)
前記流路ユニットは、
流体入口から前記流路内に流入された被加熱流体としての水を収容した状態で抵抗発熱体としての柱状のセラミックヒータにて設定温度まで加熱して飽和蒸気を生成する第一加熱部と、
前記第一加熱部の上方位置に連結され、 前記第一加熱部にて生成された飽和蒸気を抵抗発熱体として前記第一加熱部とは別の柱状のセラミックヒータにて前記第一加熱部の設定温度より高い温度まで加熱して過熱蒸気を生成し、流体出口より前記流路外に排出する第二加熱部と、が設けられ、
前記第一加熱部のセラミックヒータの先端部には流路内に収容された水の水位検出手段としての温度センサが埋設される、
ことを特徴とする流体加熱装置。 A fluid heating device comprising: a flow path unit in which a fluid flow path is formed from a fluid inlet to a fluid outlet; and a resistance heating element disposed in the flow path,
The channel unit is
A fluid to be heated that has flowed into the flow path from the fluid inletwater asis stored and heated to the set temperature with a columnar ceramic heater as a resistance heating element.generate saturated steama first heating unit;
connected to the upper position of the first heating unit, At the first heating sectionSaturated steam generatedwith a columnar ceramic heater separate from the first heating unit as a resistance heating elementSet temperature of the first heating unitheated to a higher temperatureproduce superheated steam,a second heating unit that discharges out of the flow path from the fluid outlet,
A temperature sensor is embedded in the tip of the ceramic heater of the first heating unit as a means for detecting the level of water contained in the flow path.
A fluid heating device characterized by:
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