KR102492964B1 - Superheated steam generator and method manufacturing conductive pipe used to the superheated steam generator - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 도체관에 단락 회로를 구성하여 전기적 리액턴스를 저감시키면서, 접합부 및 도체관에서의 파손의 가능성을 작게 하는 것이며, 나선 모양으로 권회된 원관 모양의 도체관을, 상기 도체관의 권회 부분의 내측 또는 외측에 마련된 자속 발생 기구에 의해 유도 가열하고, 도체관 내를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성 장치로서, 도체관의 권회 부분의 대략 전체에서, 서로 이웃하는 인접부의 서로 대향하는 면이 접합 요소에 의해서 접합되어 있으며, 접합 요소의 두께는, 도체관의 관 두께 이상이다. The present invention constitutes a short circuit in a conductor tube to reduce the electric reactance and reduce the possibility of breakage at junctions and conductor tubes. A superheated steam generator generating superheated steam by induction heating by a magnetic flux generating mechanism provided on the inside or outside of a conductor tube, heating steam flowing through a conductor tube, and generating superheated steam, comprising: Surfaces facing each other are joined by a joint element, and the thickness of the joint element is equal to or greater than the tube thickness of the conductor pipe.

Description

과열 수증기 생성 장치 및 당해 장치에 이용되는 도체관의 제조 방법{SUPERHEATED STEAM GENERATOR AND METHOD MANUFACTURING CONDUCTIVE PIPE USED TO THE SUPERHEATED STEAM GENERATOR}Superheated steam generating device and method for manufacturing a conductive pipe used in the device

본 발명은, 나선 모양으로 권회(卷回)된 도체관을 유도(誘導) 가열하는 것에 의해서 상기 도체관 내를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a superheated steam generating device for generating superheated steam by heating steam flowing in a conductor tube wound in a spiral shape by induction heating.

종래, 이런 종류의 유체 가열 장치에서는, 특허 문헌 1에 나타내는 바와 같이, 2차 코일을 형성하는 나선 모양으로 권회된 도체관에서, 권회 부분의 서로 인접하는 도체관끼리를 단락시켜 단락 회로를 구성하여, 전기적 리액턴스(reactance)를 저감시켜 가열 효율을 향상시킨 것이 알려져 있다. Conventionally, in this type of fluid heating device, as shown in Patent Document 1, in a conductor tube wound in a spiral shape forming a secondary coil, the conductor tubes adjacent to each other in the winding portion are short-circuited to form a short circuit. , it is known that the heating efficiency is improved by reducing the electrical reactance.

여기서, 상기의 단락 회로는, 권회 부분의 둘레 방향의 일부에 나선의 축방향으로 연장되는 전기 접속 부재를 용접 등에 의해 접속하는 것에 의해, 혹은, 권회 부분의 서로 인접하는 도체관끼리를 부분적으로 용접 접합하는 것에 의해 구성되어 있다. Here, the short circuit described above is caused by connecting an electrical connection member extending in the spiral axial direction to a part of the circumferential direction of the winding portion by welding or the like, or by partially welding the conductor tubes adjacent to each other in the winding portion. It is constituted by bonding.

그렇지만, 접합부인 전기 접속 부재나 용접 부분에는, 단락 전류가 집중되기 때문에 고온이 되거나, 도체관의 권회 부분의 열팽창에 의한 변형에 의해서 응력이 발생하거나 하여, 접합부나 도체관이 파손될 우려가 생긴다. However, since the short-circuit current is concentrated in the electrical connection member or welded portion serving as the joint, the temperature becomes high, or stress is generated due to deformation due to thermal expansion of the winding portion of the conductor pipe, causing damage to the joint or the conductor pipe.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2010－71624호 공보Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-71624

그래서 본 발명은, 상기 문제점을 해결할 수 있도록 이루어진 것이며, 도체관에 단락 회로를 구성하여 전기적 리액턴스를 저감시키면서, 접합부 및 도체관에서의 파손의 가능성을 작게 하는 것을 그 주된 과제로 하는 것이다. Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and its main object is to reduce the possibility of breakage at junctions and conductor pipes while reducing electrical reactance by forming a short circuit in a conductor pipe.

즉 본 발명에 관한 과열 수증기 생성 장치는, 나선 모양으로 권회(卷回)된 원관(圓管) 모양의 도체관을, 상기 도체관의 권회 부분의 내측 또는 외측에 마련된 자속(磁束) 발생 기구에 의해 유도(誘導) 가열하고, 상기 도체관 내를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성 장치로서, 상기 도체관의 권회 부분에서, 서로 이웃하는 인접부의 서로 대향하는 면(面)이, 둘레 방향 대략 전체에 걸쳐서, 도전성을 가지는 접합 요소에 의해서 접합되어 있으며, 상기 접합 요소의 두께는, 상기 도체관의 관 두께 이상인 것을 특징으로 한다. That is, in the superheated steam generator according to the present invention, a cylindrical conductor tube wound in a spiral shape is inserted into a magnetic flux generating mechanism provided inside or outside the winding portion of the conductor tube. A superheated steam generating device for generating superheated steam by induction heating by induction heating and heating steam flowing in the conductor tube to generate superheated steam, wherein surfaces of adjacent portions facing each other in a winding portion of the conductor tube are , and are joined by a bonding element having conductivity over substantially the entire circumferential direction, and the thickness of the bonding element is equal to or greater than the tube thickness of the conductor tube.

이러한 것이면, 도체관의 권회 부분에서 서로 이웃하는 인접부가, 둘레 방향 대략 전체에 걸쳐서 접합 요소에 의해 접합(전(全)둘레 접합)되어 있으므로, 부분적으로 접합한 경우의 열팽창에 의한 접합부로의 응력 집중을 피할 수 있어, 접합부 및 도체관에서의 파손의 가능성을 작게 할 수 있다. 또, 도체관은 원관 모양을 이루는 것이며, 서로 이웃하는 인접부의 사이에는 오목부가 형성되기 때문에, 상기 오목부에 접합 요소를 마련하는 것에 의해, 접합 요소와 도체관의 외측 둘레면과의 접촉 면적을 늘릴 수 있다. 이 구성에 의해서도, 접합부로의 응력을 집중시킬 수 있다. If this is the case, since the adjacent portions adjacent to each other in the winding portion of the conductor tube are joined (full circumference joint) by the joint element over substantially the entire circumferential direction, stress to the joint portion due to thermal expansion in the case of partial joining Concentration can be avoided, and the possibility of breakage at junctions and conductor tubes can be reduced. In addition, since the conductor pipe has a cylindrical shape and a concave portion is formed between adjacent adjacent portions, by providing a joint element in the concave portion, the contact area between the joint element and the outer circumferential surface of the conductor pipe is reduced. can be increased Even with this configuration, it is possible to concentrate stress on the junction.

여기서, 자속 발생 기구의 유도 코일로부터의 도체관과 접합 요소와의 거리가 동일하면, 접합 요소의 두께는, 도체관의 관 두께와 동일 값인 것이 이상적이다. Here, if the distance between the conductor tube from the induction coil of the magnetic flux generating mechanism and the bonding element is the same, ideally the thickness of the bonding element is equal to the thickness of the conductor tube.

그러나, 도체관은 원관 모양을 이루는 것이며, 서로 이웃하는 인접부의 사이에 접합 요소를 마련하는 구성에서는, 유도 코일로부터의 접합 요소의 거리는, 도체관에 비해 크게 된다. 유도 코일로부터의 거리가 크면 자기(磁氣) 결합이 약해져, 유도 기전압(起電壓)이 낮아지기 때문에, 이 부분의 발열량은 저하된다. However, the conductor tube has a cylindrical shape, and in a configuration in which bonding elements are provided between adjacent portions, the distance between the bonding elements from the induction coil is greater than that of the conductor tube. When the distance from the induction coil is large, the magnetic coupling is weakened and the induction electromotive voltage is lowered, so the calorific value of this portion is lowered.

이와 같이 도체관과 접합 요소에 온도차가 발생하면, 열팽창 차이에 의해 기계 응력이 걸려, 균열 등의 파손 원인이 되기 때문에, 가능한 한 발열량의 균일화를 도모하는 것이 중요하다. In this way, when a temperature difference occurs between the conductor tube and the joining element, mechanical stress is applied due to the difference in thermal expansion, which causes damage such as cracking.

접합 요소의 두께를 도체관의 관 두께 이상으로 함으로써, 접합 요소의 저항값을 저하시킬 수 있어, 전류가 증가함으로써 접합 요소의 발열량을 증가시킬 수 있다. 그 결과, 도체관과 접합 요소와의 발열량의 균일화를 도모할 수 있다. By making the thickness of the joining element equal to or greater than the tube thickness of the conductor pipe, the resistance value of the joining element can be reduced, and the amount of heat generated by the joining element can be increased by increasing the current. As a result, it is possible to equalize the amount of heat generated between the conductor tube and the joining element.

상기 접합 요소로서는, 용접 접합에 의해 형성된 것인 것이 고려되어진다. 용접 접합의 경우에는, 서로 이웃하는 인접부의 사이의 오목부에 용융 금속 재료를 담기 구조이기 때문에, 그 용접 작업을 용이하게 할 수 있다. As the joining element, one formed by welding is considered. In the case of welding joining, since the structure is such that the molten metal material is contained in the concave portion between adjacent adjacent portions, the welding operation can be facilitated.

두께의 대소(大小)에 의한 조정에 의해서 발열량을 균일화하기 쉽게 하기 위해서는, 상기 접합 요소의 재질의 비저항(比抵抗)이, 상기 도체관의 재질의 비저항과 대략 동일인 것이 바람직하다. In order to make it easy to equalize the calorific value by adjusting the size of the thickness, it is preferable that the specific resistance of the material of the bonding element is substantially the same as the specific resistance of the material of the conductor pipe.

도체관의 권회 부분으로의 전(全)둘레 접합의 작업성을 고려한 경우에는, 상기 접합 요소는, 상기 권회 부분의 외면측에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 또, 전자 유도의 자기 결합을 좋게 하기 위해서는, 상기 자속 발생 기구는, 상기 도체관의 권회 부분의 내측 및 외측 양쪽 모두에 마련되어 있는 것이 바람직하다. In the case of considering the workability of joining the entire circumference of the winding portion of the conductor tube, it is preferable that the joining element is provided on the outer surface side of the winding portion. Further, in order to improve the magnetic coupling of electromagnetic induction, it is preferable that the magnetic flux generation mechanism is provided both inside and outside the winding portion of the conductor tube.

상기 접합 요소는, 상기 서로 이웃하는 인접부에 의해 형성되는 오목부 내에 들어가 있는 것이 바람직하다. 이 구성이면, 도체관의 권회 부분의 외측 또는 내측에 배치되는 자속 발생 기구의 지름 방향의 사이즈가 커져 버리는 것을 막을 수 있다. It is preferable that the bonding element is contained in a concave portion formed by the adjacent portions adjacent to each other. With this configuration, it is possible to prevent the size of the magnetic flux generating mechanism disposed outside or inside the winding portion of the conductor pipe from increasing in the radial direction.

또, 본 발명에 관한 도체관의 제조 방법은, 과열 수증기 생성 장치에 이용되는 것으로서, 유도 가열되는 것에 의해 내부를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하기 위한 도체관의 제조 방법이며, 나선 모양으로 권회된 원관 모양의 도체관의 권회 부분의 대략 전체에서, 서로 이웃하는 인접부의 서로 대향하는 면을 용접 접합함과 아울러, 상기 용접 접합의 용접 두께는, 상기 도체관의 관 두께 이상으로 하는 것을 특징으로 한다. Further, the method for manufacturing a conductor tube according to the present invention is used in a superheated steam generating device, and is a method for manufacturing a conductor tube for generating superheated steam by heating steam flowing inside by induction heating, and spirally In substantially the entirety of the winding portion of the wound cylindrical conductor tube, mutually opposing surfaces of adjacent adjacent portions are welded together, and the weld thickness of the weld joint is equal to or greater than the tube thickness of the conductor tube. to be

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 도체관의 권회 부분에서 서로 이웃하는 인접부가, 둘레 방향 전체에 걸쳐서 접합 요소에 의해 접합되어 있으므로, 도체관에 단락 회로를 구성하여 전기적 리액턴스를 저감시키면서, 접합부 및 도체관에서의 파손의 가능성을 작게 할 수 있다. According to the present invention constructed as described above, since the adjacent portions adjacent to each other in the winding portion of the conductor tube are joined by the joint element over the entire circumferential direction, a short circuit is formed in the conductor tube to reduce the electrical reactance, while the joint portion and the conductor The possibility of damage to the pipe can be reduced.

도 1은 본 실시 형태의 과열 수증기 생성 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 실시 형태의 도체관의 권회 부분을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태의 도체관의 외면측의 용접 부위를 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 실시 형태의 도체관 및 유도 코일의 위치 관계를 나타내는 모식도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a superheated steam generator of the present embodiment.
Fig. 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing a winding portion of the conductor tube of the present embodiment.
Fig. 3 is a schematic view showing welded portions on the outer surface side of the conductor tube of the present embodiment.
Fig. 4 is a schematic diagram showing the positional relationship between the conductor tube and the induction coil in this embodiment.

이하에 본 발명에 관한 과열 수증기 생성 장치(100)의 일 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, one embodiment of the superheated steam generating apparatus 100 which concerns on this invention is described with reference to drawings.

이 과열 수증기 생성 장치(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 물 또는 수증기를 가열하여 100℃초과(200℃~2000℃)의 과열 증기를 생성하는 것이며, 나선 모양으로 권회(卷回)된 원관(圓管) 모양의 도체관(2)와, 상기 도체관(2)를 유도 가열하기 위한 자속(磁束) 발생 기구(3)를 가지고 있다. As shown in FIG. 1, this superheated steam generating device 100 heats water or steam to generate superheated steam with a temperature exceeding 100°C (200°C to 2000°C), which is wound in a spiral shape. It has a cylindrical conductor tube (2) and a magnetic flux generating mechanism (3) for induction heating the conductor tube (2).

도체관(2)은, 1개의 금속제의 관으로 형성되고, 나선 모양으로 권회된 권회 부분(2x)을 가지는 것이며, 일방의 단부에는, 물 또는 수증기가 도입되는 도입 포트(P1)가 형성되고, 타방의 단부에는, 생성된 과열 수증기를 도출하는 도출 포트(P2)가 형성되어 있다. 도입 포트(P1)에는, 물 또는 수증기를 도체관(2)에 공급하기 위한 외부 배관이 접속되고, 도출 포트(P2)에는, 생성된 과열 수증기를 이용측(예를 들면 열처리실)에 공급하기 위한 외부 배관이 접속된다. The conductor tube 2 is formed of one metal tube and has a winding portion 2x wound in a spiral shape, and an introduction port P1 through which water or steam is introduced is formed at one end, At the other end, a lead-out port P2 for leading out the generated superheated steam is formed. An external piping for supplying water or steam to the conductor pipe 2 is connected to the introduction port P1, and an external pipe for supplying the generated superheated steam to the use side (e.g. heat treatment chamber) is connected to the delivery port P2. external piping is connected.

자속 발생 기구(3)는, 철심(31)과, 상기 철심(31)을 따라서 권회된 유도 코일(32)을 구비하고 있다. 이 유도 코일(32)에는, 도시하지 않은 교류 전원이 접속되어 있고, 제어된 전력이 공급되는 것이다. 교류 전원에 의해 전력이 공급되는 유도 코일(32)이 1차 코일이 되고, 상기 1차 코일에 의해 급전(給電)된 결과, 도체관(2)에 유도 전류가 흘러, 도체관(2)이 2차 코일이 된다. The magnetic flux generating mechanism 3 includes an iron core 31 and an induction coil 32 wound along the iron core 31 . An AC power source (not shown) is connected to this induction coil 32, and controlled power is supplied. The induction coil 32 to which power is supplied by the AC power supply becomes a primary coil, and as a result of power being supplied by the primary coil, an induction current flows through the conductor tube 2, and the conductor tube 2 becomes the secondary coil.

본 실시 형태의 유도 코일(32)은, 도체관(2)의 권회 부분(2x)과 동축 상에 배치되어 있으며, 권회 부분(2x)의 내측에 배치된 내측 유도 코일(32a)과, 권회 부분의 외측에 배치된 외측 유도 코일(32b)을 가진다. 이와 같이 권회 부분(2x)의 내외 양쪽 모두에 유도 코일(32a, 32b)을 배치하는 것에 의해서, 전자 유도의 자기 결합을 좋게 하여, 도체관(2)에 유도 전류가 흐르기 쉬워져, 수증기의 가열 효율(과열 수증기의 생성 효율)을 향상시킬 수 있다. The induction coil 32 of the present embodiment includes an inner induction coil 32a disposed coaxially with the winding portion 2x of the conductor tube 2 and disposed inside the winding portion 2x, and the winding portion It has an outside induction coil 32b disposed outside. By arranging the induction coils 32a and 32b on both the inside and outside of the winding portion 2x in this way, the magnetic coupling of electromagnetic induction is improved, and the induction current easily flows through the conductor pipe 2, so that steam is heated. Efficiency (generation efficiency of superheated steam) can be improved.

그리고, 본 실시 형태에서는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 도체관(2)의 권회 부분(2x)에서, 서로 이웃하는 인접부(20)의 서로 대향하는 면이, 둘레 방향 대략 전체에 걸쳐서, 도전성을 가지는 접합 요소(4)에 의해서 접합되어 있다. 즉, 접합 요소(4)는, 도체관(2)의 권회 부분(2x)의 나선 전(全)둘레에 걸쳐서 마련되어 있다. And, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3 , in the winding portion 2x of the conductor pipe 2, the surfaces of the mutually adjacent adjacent portions 20 facing each other extend substantially throughout the circumferential direction. Over, they are joined by a bonding element 4 having conductivity. That is, the joint element 4 is provided over the entire spiral of the winding portion 2x of the conductor tube 2 .

구체적으로 접합 요소(4)는, 용접 접합에 의해 형성된 것(이하, '접합 용접부'라고도 함)이다. 즉, 도체관(2)의 권회 부분(2x)에서, 서로 이웃하는 인접부(20)의 서로 대향하는 면은, 나선 전체에 걸쳐서 전둘레 접합되어 있다(도 2 참조). 또, 접합 요소(4)의 재질의 비저항과 도체관(2)의 재질의 비저항은 대략 동일하게 하고 있다. 여기서, 접합 요소(4)의 재질과 도체관(2)의 재질은 동일인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 비저항을 동일하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 열팽창률도 동일하고 온도 상승시에 발생하는 열응력을 저감할 수 있다. 또, 용접 접합은, 일정한 이송 속도로 토치와 용접 부위와의 거리를 일정하게 유지하는 것이 중요하기 때문에, 자동 용접기를 이용하여 행하는 것이 바람직하다. 또, 도체관(2)의 인접부(20)의 사이에는 처음부터 그루브(groove)가 존재하므로, 모서리 가공(edge preparation)이 필요는 없다. Specifically, the joint element 4 is formed by welding (hereinafter, also referred to as a 'joint weld'). That is, in the winding portion 2x of the conductor tube 2, the mutually opposing surfaces of the adjacent adjacent portions 20 are welded all around the entire spiral (see Fig. 2). Moreover, the specific resistance of the material of the joining element 4 and the specific resistance of the material of the conductor pipe 2 are made substantially the same. Here, it is preferable that the material of the joining element 4 and the material of the conductor tube 2 be the same. Thereby, not only can the specific resistance be made the same, but also the thermal expansion coefficient can be made the same, and the thermal stress generated at the time of temperature rise can be reduced. In addition, since it is important to maintain a constant distance between the torch and the welding site at a constant feed rate, welding welding is preferably performed using an automatic welding machine. In addition, since a groove exists from the beginning between the adjacent portions 20 of the conductor pipe 2, edge preparation is not required.

게다가, 도 3에 나타내는 바와 같이, 접합 요소(4)의 두께는, 도체관(2)의 관 두께 이상이다. 즉, 접합 요소(4)인 용접 접합에 의한 용접 두께가, 도체관(2)의 관 두께 이상이다. 접합 요소(4)는, 서로 이웃하는 인접부(20)에 의해 형성되는 오목부(20M) 내에 들어가 있다. 보다 구체적으로 접합 요소(4)는, 서로 이웃하는 인접부(20)의 접촉 개소(20c) 또는 그 근방으로부터, 오목부(20M) 내에 들어가는 범위에서 소정 두께로 형성되어 있다. 즉, 나선의 축방향(권회 부분(2x)의 중심축방향)에 직교하는 방향에서, 도체관(2)의 외측 단부 부분이, 접합 요소(4)의 외측 단부 부분보다도 외측에 위치하도록 구성되어 있다. Furthermore, as shown in FIG. 3 , the thickness of the bonding element 4 is equal to or greater than the tube thickness of the conductor tube 2 . That is, the welding thickness of the joining element 4 by welding is equal to or greater than the pipe thickness of the conductor pipe 2 . The bonding element 4 is contained in the concave portion 20M formed by the adjacent portions 20 adjacent to each other. More specifically, the bonding element 4 is formed to a predetermined thickness within a range of being within the concave portion 20M from the contact portion 20c or its vicinity of the adjacent portions 20 adjacent to each other. That is, in the direction orthogonal to the axial direction of the helix (the central axis direction of the winding portion 2x), the outer end portion of the conductor pipe 2 is configured to be located outside the outer end portion of the joining element 4. there is.

도 3 등에서는, 접합 요소(4)는, 도체관(2)의 권회 부분(2x)의 내면측 및 외면측 양쪽 모두에 마련되어 있지만, 도체관(2)의 권회 부분(2x)으로의 전둘레 접합의 작업성을 고려한 경우에는, 접합 요소(4)는, 권회 부분(2x)의 외면측에만 마련되어 있는 것이 바람직하다. In FIG. 3 and the like, the joint elements 4 are provided on both the inner surface side and the outer surface side of the winding portion 2x of the conductor pipe 2, but the entire circumference of the winding portion 2x of the conductor pipe 2. When workability of joining is considered, it is preferable that the joining element 4 is provided only on the outer surface side of the winding portion 2x.

도 4에 나타내는 바와 같이, 권회 부분(2x)의 인접부(20)에서의 접촉 개소와 용접부(접합 용접부(4))와의 사이에는, 작업상 조금의 간극이 생기는 경우가 있지만, 그 간극 치수를 Δ로 하면, 0＜Δ＜수(數)mm 정도가 된다. 예를 들면, 1시간에 1200℃에서 240kg의 과열 수증기를 발생시키기 위한 도체관(2)은, 직경이 48.3mm, 관 두께는 3.7mm이다. 이 도체관(2)의 권회 부분(2x)을 전둘레 용접하여, 용접 두께를 5mm로 한 경우에, Δ는 약 2.5mm로 되었다. As shown in Fig. 4, there may be a small gap between the contact point at the adjacent portion 20 of the winding portion 2x and the welding portion (joint welding portion 4), but the size of the gap is When it is set to Δ, it becomes about 0 < Δ < several mm. For example, the conductor pipe 2 for generating 240 kg of superheated steam at 1200° C. per hour has a diameter of 48.3 mm and a pipe thickness of 3.7 mm. When the winding portion 2x of the conductor pipe 2 was welded around the entire circumference and the welding thickness was 5 mm, Δ was about 2.5 mm.

수증기를 통류(通流)시킬 정도의 치수인 도체관(2)이면, 관 두께와 용접 두께가 동일한 경우, 자속 발생 기구(3)의 유도 코일(32)로부터의 거리는 접합 용접부(4)의 쪽이 크게 된다. 도체관(2)의 두께를 t, 접합 용접부(4)의 용접 두께를 T로 하면, T＞t로 함으로써 접합 용접부(4)의 전류를 증가시켜 발열량을 증가시킬 수 있다. If the conductor pipe 2 has dimensions sufficient to allow water vapor to pass through, the distance from the induction coil 32 of the magnetic flux generating mechanism 3 is on the side of the welding joint 4 when the pipe thickness and the welding thickness are the same. this becomes big When the thickness of the conductor pipe 2 is t and the welding thickness of the joint welded portion 4 is T, the current of the welded portion 4 can be increased and the calorific value can be increased by setting T>t.

T=t일 때에, 도체관(2)의 유기(誘起) 전압이, 접합 용접부(4)보다도 높게 되는 경우를 ○ 기호로서 이하의 표에 나타낸다. When T = t, the case where the induced voltage of the conductor tube 2 becomes higher than that of the welding joint 4 is shown in the table below as a symbol of (circle).

[표 1][Table 1]

Figure 112018011096022-pat00001
Figure 112018011096022-pat00001

발열량은 유기 전압 뿐만 아니라, 도체관(2) 및 접합 용접부(4)의 저항값에도 관계한다. 즉, 저항값이 낮으면 큰 전류가 흐름으로써 발열량은 증가한다. The calorific value is related not only to the induced voltage, but also to the resistance values of the conductor pipe 2 and the joint welded portion 4. That is, when the resistance value is low, a large current flows and the amount of heat generated increases.

유기 전압이 발생하는 접합 용접부(4)의 둘레 길이가, 도체관(2)의 권회 부분(2x) 보다도 길게 되는 경우를「○」, 짧게 되는 경우를「×」로서 정리한 표를 이하에 나타낸다. The table in which the circumferential length of the junction welding portion 4 at which the induced voltage is generated is longer than the winding portion 2x of the conductor pipe 2 is indicated by "○", and the case where it is shortened by "X" is shown below. .

[표 2][Table 2]

Figure 112018011096022-pat00002
Figure 112018011096022-pat00002

표 2의「○」의 위치에서의 용접 두께 T의 최대치는, 도체관(2)의 직경을 Φ로 한 경우에, (T＋Δ)＜Φ／2의 범위가 된다. The maximum value of the weld thickness T at the position of "○" in Table 2 is in the range of (T + Δ) < Φ / 2 when the diameter of the conductor pipe 2 is Φ.

＜본 실시 형태의 효과＞<Effects of the present embodiment>

이와 같이 구성한 과열 수증기 생성 장치(100)에 의하면, 도체관(2)의 권회 부분(2x)에서 서로 이웃하는 인접부(20)가, 둘레 방향 대략 전체에 걸쳐서 접합 요소(4)에 의해 접합(전둘레 접합)되어 있으므로, 부분적으로 접합한 경우의 열팽창에 의한 접합부로의 응력 집중을 피할 수 있어, 접합부 및 도체관에서의 파손의 가능성을 작게 할 수 있다. 또, 도체관(2)은 원관 모양을 이루는 것이며, 서로 이웃하는 인접부(20)의 사이에는 오목부(20M)가 형성되기 때문에, 상기 오목부(20M)에 접합 요소(4)를 마련하는 것에 의해, 접합 요소(4)와 도체관(2)의 외측 둘레면과의 접촉 면적을 늘릴 수 있다. 이 구성에 의해서, 접합부로의 응력 집중을 시킬 수 있다. According to the superheated steam generator 100 configured in this way, the adjacent portions 20 adjacent to each other in the winding portion 2x of the conductor pipe 2 are bonded by the bonding element 4 over substantially the entire circumferential direction ( full-circumferential bonding), it is possible to avoid stress concentration in the joint due to thermal expansion when partially joined, and the possibility of breakage at the joint and the conductor tube can be reduced. In addition, since the conductor tube 2 has a cylindrical shape and a concave portion 20M is formed between adjacent portions 20 adjacent to each other, the joining element 4 is provided in the concave portion 20M. As a result, the contact area between the bonding element 4 and the outer circumferential surface of the conductor pipe 2 can be increased. With this configuration, stress concentration can be made to the junction.

접합 요소(4)의 두께 T를 도체관(2)의 관 두께 t 이상으로 하고 있으므로, 접합 요소(4)의 저항값을 저하시킬 수 있어, 전류가 증가함으로써 발열량을 증가시킬 수 있다. Since the thickness T of the joint element 4 is equal to or greater than the tube thickness t of the conductor tube 2, the resistance value of the joint element 4 can be reduced, and the amount of heat generated can be increased by increasing the current.

또, 접합 요소(4)는, 용접 접합에 의해 형성된 것이므로, 서로 이웃하는 인접부(20)의 사이의 오목부(20M)에 용융 금속 재료를 담기 쉬운 구조이기 때문에, 그 용접 작업을 용이하게 할 수 있다. In addition, since the joining element 4 is formed by welding, it has a structure in which the molten metal material is easily contained in the concave portion 20M between the adjacent portions 20 adjacent to each other, which facilitates the welding operation. can

＜그 외의 변형 실시 형태＞<Other modified embodiments>

또, 본 발명은 상기 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. In addition, this invention is not limited to each said embodiment.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 접합 요소(4)가 접합 용접에 의해 형성된 것이었지만, 납땜에 의해 형성된 것이라도 좋다. 또, 도체관은 별도로 마련된 접속용 부재를 권회 부분의 인접부를 따라서 감아 상기 접속용 부재를 도체관(2)에 용접 또는 납땜 등에 의해 접속하는 것에 의해서, 상기 접속용 부재를 접합 요소(4)로 해도 좋다. For example, in the above embodiment, the joining element 4 is formed by joint welding, but may be formed by soldering. In addition, by winding a separately provided connection member along the adjacent portion of the winding portion of the conductor tube and connecting the connection member to the conductor tube 2 by welding or brazing, the connection member is formed into the joining element 4. You can do it.

그 외, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능함은 말할 필요도 없다. In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within a range not departing from the gist.

100 - 과열 수증기 생성 장치 2 - 도체관
20 - 인접부 20M - 오목부
3 - 자속 발생 기구 4 - 접합 요소
t - 관 두께 T - 용접 두께100 - superheated steam generator 2 - conduit tube
20 - adjacent part 20M - recessed part
3 - magnetic flux generating mechanism 4 - bonding element
t - pipe thickness T - weld thickness

Claims (6)

나선 모양으로 권회(卷回)된 원관(圓管) 모양의 도체관을, 상기 도체관의 권회 부분의 내측 또는 외측에 마련된 유도 코일을 가지는 자속(磁束) 발생 기구에 의해 유도(誘導) 가열하고, 상기 도체관 내를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하는 과열 수증기 생성 장치로서,
상기 도체관의 권회 부분에서, 서로 이웃하는 인접부의 서로 대향하는 면(面)이, 둘레 방향 전체에 걸쳐서, 도전성을 가지는 접합 요소에 의해서 접합되어 있고,
상기 접합 요소는, 상기 서로 이웃하는 접속부에 의해 형성되는 오목부 내에 들어가 있고, 상기 자속 발생 기구의 유도 코일과 상기 접합 요소와의 거리가, 상기 자속 발생 기구의 유도 코일과 상기 도체관과의 거리보다도 크고,
상기 접합 요소의 두께는, 상기 도체관의 관 두께 이상인 과열 수증기 생성 장치.A cylindrical conductor tube wound in a spiral shape is induction-heated by a magnetic flux generating mechanism having an induction coil provided inside or outside the winding portion of the conductor tube, , An overheated steam generating device for generating superheated steam by heating the steam flowing through the conductor tube,
In the winding portion of the conductor pipe, mutually opposing surfaces of adjacent adjacent portions are joined over the entire circumferential direction by a bonding element having conductivity,
The bonding element is contained in a concave portion formed by the adjacent connection parts, and the distance between the induction coil of the magnetic flux generating mechanism and the bonding element is the distance between the induction coil of the magnetic flux generating mechanism and the conductor tube. bigger than
The thickness of the bonding element is greater than or equal to the thickness of the conductive pipe. 청구항 1에 있어서,
상기 접합 요소는, 용접 접합에 의해 형성된 것인 과열 수증기 생성 장치.The method of claim 1,
The superheated steam generating device wherein the bonding element is formed by welding bonding. 청구항 1에 있어서,
상기 접합 요소의 재질의 비저항(比抵抗)이, 상기 도체관의 재질의 비저항과 동일인 과열 수증기 생성 장치.The method of claim 1,
The superheated steam generating device wherein the specific resistance of the material of the bonding element is the same as the specific resistance of the material of the conductor pipe. 청구항 1에 있어서,
상기 자속 발생 기구는, 상기 도체관의 권회 부분의 내측 및 외측 양쪽 모두에 마련되어 있으며,
상기 접합 요소는, 상기 권회 부분의 외면측에 마련되어 있는 과열 수증기 생성 장치.The method of claim 1,
The magnetic flux generating mechanism is provided both inside and outside the winding portion of the conductor pipe,
The bonding element is provided on the outer surface side of the winding portion. 과열 수증기 생성 장치에 이용되는 것으로서, 유도 코일을 가지는 자속 발생 기구에 의해서 유도 가열되는 것에 의해 내부를 흐르는 수증기를 가열하여 과열 수증기를 생성하기 위한 도체관의 제조 방법으로서,
나선 모양으로 권회된 원관 모양의 도체관의 권회 부분의 전체에서, 서로 이웃하는 인접부의 서로 대향하는 면을 접합 요소에 의해서 용접 접합함과 아울러,
상기 접합 요소는, 상기 서로 이웃하는 접속부에 의해 형성되는 오목부 내에 들어가 있고, 상기 자속 발생 기구의 유도 코일과 상기 접합 요소와의 거리를, 상기 자속 발생 기구의 유도 코일과 상기 도체관과의 거리보다도 크게 하고,
상기 접합 요소의 두께는, 상기 도체관의 관 두께 이상으로 하는, 과열 수증기 생성 장치에 이용되는 도체관의 제조 방법.As used in a superheated steam generating device, a method of manufacturing a conductor tube for generating superheated steam by heating steam flowing therein by induction heating by a magnetic flux generating mechanism having an induction coil,
In the entirety of the winding portion of the spirally wound cylindrical conductor tube, the mutually opposing surfaces of the adjacent adjacent portions are welded and joined by a joint element,
The joining element is contained in a concave portion formed by the connection portions adjacent to each other, and the distance between the induction coil of the magnetic flux generating mechanism and the joining element is defined as the distance between the induction coil of the magnetic flux generating mechanism and the conductor tube. make it bigger than
The method of manufacturing a conductor pipe used in a superheated steam generating device, wherein the thickness of the joining element is equal to or greater than the pipe thickness of the conductor pipe. 삭제delete
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