JP7165360B2 - 電磁波加熱装置 - Google Patents
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Description
図2 本発明に係る乱流生成リングのキノコ状部材を示す概略斜視図である。
図3 流速増幅リングと乱流生成リングとを組み合わせた状態を示す断面図である。
図4 流速増幅リングの構造を示す図である。
図5 流速増幅リングと流速緩慢リングと乱流生成リングとを組み合わせた状態を示す断面図である。
図6 流速緩慢リングの構造を示す図である。
図7 パイプ配管内に、一の流速増幅リングと一の流速緩慢リングと複数の乱流生成リングとを組み合わせた流体加熱装置を配置した状態の一例を示す断面図である。
図8 図7に示す複数の流体加熱装置100を配管パイプ内に配置した配管システムを示す図である。
図9 本発明に係る複数の流体加熱装置100を図8に示すような配管パイプ内に配置したシステムについて、実験した結果を示すグラフである。
当該水処理方法の応用として、キャビテーション発生リングに近似するリングを配管パイプ内に配置して、水等流体を加圧ポンプで流通させる実験を繰り返したところ、配管パイプが熱くなることを発見した。
本発明者は、種々のリングの考案、試作、実験を繰り返す中、リングの材質にセラミック体を採用した場合において、流体が自己加熱できる本発明の構造を想到した。すなわち、気体・液体の性質を問わず流体自身のエネルギー運動が、自己加熱に至ったものと思われる。すなわち、流体をキャビテーション化する過程で、一定の条件下で、高圧で流通した流体がセラミック体の突起に衝突することや摩擦を生じることで遠赤外線が発生することで流体の自己加熱を引き出し、ひいては流体が流通する配管パイプを加熱すると考えられる。
後述するとおり、突起部11の突出寸法が突起部12よりも大としているが、特に限定されるものではない。
図2(a)に示すとおり、突起部11は、心棒110と頭部111とからなるキノコ形状である。図2(b)に示すとおり、突起部12は、心棒120と頭部121とからなるキノコ形状である。突起部11、12は、心棒110、120の高さ、頭部111、121の寸法を二種類以上の組み合わせとしている。図1及び2において、頭部111、121の形状を略円盤状とし、111と121の二種類の頭部と、心棒110は心棒120よりも高さが高い突起部11、12を例示している。このように、二種類以上の突起部11、12を組み合わせることによって、上記の衝撃波を効率的に発生させることができる。さらに、頭部111、121の形状を略円盤状をすることにより、配管パイプ内を流通する流体Lに乱流を発生させることができる。
なお、突起部11、12のサイズは、互いの突起部11、12が干渉しない程度とすればよい。また、頭部111、121のサイズは、例示的に示しており限定されず、互いの突起部が干渉しない限りにおいて、三種類や四種類等の異なる形や寸法のものを用いることができる。
また、流速増幅リング2は、上述したセラミック体等の材料のほか、ステンレス鋼等の金属製のもの、合成樹脂からなるもの等としてもよい。
なお、利用材料をセラミック体とすると、配管パイプ内を流通する流体Lがセラミック体突起に衝突すると、その衝撃でセラミック体から放射される遠赤外線が、流通する流体Lの温度を加熱するように働くものと考えられる。
流速緩慢リング3は、円筒の内部に流体Lの流通路33を形成するようにして、該円筒内に複数の翼部31a、31b、31cを有する固定翼31を設け、固定翼31の各翼部31a、31b、31cを流体Lの流れ内に位置させている。すなわち、固定翼31は、円筒の内側に設けられる円柱状の内芯部35と、円筒の内周面30と内芯部35との間に放射状に設けられる複数の翼部31a、31b、31cとから構成される。なお、流体Lは、円筒の内周面30と内芯部35との間に放射状に設けられる複数の翼部31a、31b、31c及び内芯部35の隙間から流通路33を流れる。
なお、高圧で流通した流体Lが、流速緩慢リング3のセラミック体の内芯部35の正面350に衝突するとき、正面350に穿たれている複数の小さな凹部350において乱反射する。そして乱反射した流体Lは、衝撃波が流速増幅リング2の出口開口22に戻ってきた際、その衝撃波を複数の小さな凹部250でさらに乱反射させる。乱反射した液体Lは、固定翼31の複数の翼部31a、31b、31cに衝突しながら、複数の翼部31a、31b、31cと内芯部35の隙間から流通路33を流れ、流速緩慢リング3の出口開口から乱流生成リング1の入口開口へと流入する。
その後、流体Lは、乱流生成リング1の円筒内に配置した突起11、12を介して、乱流を発生させ、出口開口から流出する。
実施例2の流速増幅リング2と流速緩慢リング3と乱流生成リング1とを組み合わせた構成により、流体Lの流れを、流速増幅から流速緩慢に変化させ、さらに流れそのものを乱流させることが、運動エネルギーのエントロピーを高めることにつながると思われる。
測定年月日:平成30年9月20日~10月4日
測定場所:株式会社エコプラナ 三木工場(兵庫県三木市別所町興治724-361)
不凍液(グリセリン)10Lを循環式で使用
表1及び図9を参照すると、2018年9月20日~10月4日までの液温の上昇経過はほぼ近似し、9月25日及び10月4日の液体入替え後の実験では液温の上昇が初期段階で早いことがわかる。
1 乱流生成リング
10 内壁
11 突起部
110 120 心棒
111 121 頭部
13 流通路
2 流速増幅リング
20 内壁
21 流入口
22 流出口
23 流通路
24 正面溝
25 背面
250 凹部
3 流速緩慢リング
30 内壁
31 固定翼
33 流通路
35 内芯部
350 正面
351 凹部
L 流体
P 配管パイプ
Claims (5)
- 配管パイプの内部に設置し、流体を通過させて該流体が衝突することにより自己発熱する流体加熱装置において、
円筒の内部に前記流体の流通路を形成するようにして、前記円筒の内周面から中心に向かって複数のセラミック体の突起部を突設させ、該突起部は、心棒と頭部とからなるキノコ状で、該突起部の寸法を少なくとも二種類以上の組み合わせとした乱流生成リングを備え、
前記乱流生成リング内を通過させる流体の圧力を1~10MPとし、流速を150m/min以上とすることを特徴とする流体加熱装置。 - 配管パイプの内部に設置し、流体を通過させて該流体が衝突することにより自己発熱する流体加熱装置において、
円筒の内部に前記流体の流通路を形成するようにして、前記円筒の内周面から中心に向かって複数のセラミック体の突起部を突設させ、該突起部は、心棒と頭部とからなるキノコ状で、該突起部の寸法を少なくとも二種類以上の組み合わせとした乱流生成リングと、
円筒の内部に流体の流通路を形成するようにして、該円筒の内周面が該流体の該流通路の入口から出口にかけてテーパとなっている流速増幅リングとからなり、
前記流速増幅リングは前記乱流生成リングの上流に配設し、
前記乱流生成リング内を通過させる流体の圧力を1~10MPとし、流速を150m/min以上とすることを特徴とする流体加熱装置。 - 配管パイプの内部に設置し、流体を通過させて該流体が衝突することにより自己発熱する流体加熱装置において、
円筒の内部に前記流体の流通路を形成するようにして、前記円筒の内周面から中心に向かって複数のセラミック体の突起部を突設させ、該突起部は、心棒と頭部とからなるキノコ状で、該突起部の寸法を少なくとも二種類以上の組み合わせとした乱流生成リングと、
円筒の内部に流体の流通路を形成するようにして、該円筒の内周面が該流体の該流通路の入口から出口にかけてテーパとなっている流速増幅リングと、
円筒の内部に流体の流通路を形成するようにして、該円筒内に複数の翼部を有する固定翼を設け、該固定翼の各翼部を前記流体の流れ内に位置させ、前記固定翼は、該円筒の内側に設けられる円柱状の内芯部と、前記円筒の内周面と前記内芯部との間に放射状に設けられる複数の翼部とから構成される流速緩慢リングとからなり、
前記流速増幅リングは前記乱流生成リングの上流に配設し、流速緩慢リングは前記流速増幅リングと前記乱流生成リングとの間に配設し、
前記乱流生成リング内を通過させる流体の圧力を1~10MPとし、流速を150m/min以上とすることを特徴とする流体加熱装置。 - 一の前記流速緩慢リングと、一の前記流速増幅リングと、複数の前記乱流生成リングとを一組の組み合わせとする請求項3に記載の流体加熱装置。
- 前記流体は不凍液であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の流体加熱装置。
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