TWI618444B - Fluid heating device - Google Patents

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Toru Tonomura
Yasuhiro Fujimoto
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Tokuden Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種流體加熱裝置，對供流體流動的流體配管進行通電加熱來加熱流體，可以改進電路功率因數並提高設備效率，一種流體加熱裝置(100)，對在內部形成有供被加熱流體流動的流道(R)、且由導電性材料構成的流道形成件(2)進行通電加熱來加熱被加熱流體，所述流體加熱裝置(100)包括：第一供電構件(3)，與流道形成件(2)的流道一端(2a)連接；以及第二供電構件(4)，與所述流道形成件(2)的流道另一端(2b)連接，所述第二供電構件(4)沿所述流道形成件(2)的流道方向朝向流道一端(2a)配置。

Description

流體加熱裝置
本發明關於一種流體加熱裝置。
如專利文獻1所示，具有一種流體加熱裝置，該流體加熱裝置對中空導體管進行通電加熱，來加熱在該導體管的內部流動的流體而產生加熱流體。在上述流體加熱裝置中，通過從設置在導體管兩端部上的電極施加交流電壓而使交流電流在導體管的側壁流動，導體管利用由導體管的內部電阻產生的焦耳熱而自身發熱。利用上述導體管的自身發熱來加熱在該導體管內流動的流體。
但是，在向導體管的兩端部施加交流電壓的裝置中，會有如下問題：因導體管所具有的電感而造成電壓下降，導致向該導體管施加交流電壓的電路的功率因數下降。
專利文獻1：日本專利公開公報特開2011-86443號。
為了徹底解決上述問題點，本發明主要的預期課題在於在對內部有流體流動的流道形成件進行通電加熱的流體加熱裝置中，改進電路功率因數並提高設備效率。
即，本發明提供一種流體加熱裝置，對在內部形成有供被加熱流體流動的流道、且由導電性材料構成的流道形成件進行通電加熱，來加熱在所述流道內流動的被加熱流體，所述流體加熱裝置的特徵在於，向第一供電構件和第二供電構件之間施加交流電壓，所述第一供電構件與所述流道形成件的流道一端連接，所述第二供電構件與所述流道形成件的流道另一端連接，所述第二供 電構件沿所述流道形成件的流道方向朝向流道一端配置。
按照這種結構，由於在流道形成件中流動的電流和在第二供電構件中流動的電流朝向相反，所以由各電流產生的磁通相互抵消，從而可以降低流道形成件中產生的電抗並改進電路功率因數。因此，可以提高流體加熱裝置的設備效率。
為了利用由第二供電構件的電流產生的磁通，充分發揮抵消由流道形成件的電流產生的磁通的效果，優選的是，所述第一供電構件和所述第二供電構件從所述流道形成件的流道一端引出到電源側。因此，由於第一供電構件和第二供電構件從流道形成件的流道一端引出，所以可以防止由第一供電構件中流動的電流產生的磁通或由在第二供電構件中沿流道形成件配置的部分以外部分流動的電流產生的磁通，妨礙磁通的抵消效果。此外，可以在將第二供電構件配置成從流道形成件的流道另一端到流道一端之後，僅從流道一端直接引出，從而可以使裝置結構簡單化。
作為流道形成件的具體實施方式，優選的是，所述流道形成件為直管形狀。由此，可以使流道形成件的結構簡單化。此外，可以容易將第二供電構件沿流道形成件的流道方向配置，從而也可以使第二供電構件的結構簡單化。
優選的是，在所述流道形成件的兩端部上設置有用於與其他流道形成件連接的連接部。由此，通過連接多個流道形成件，可以構成具有所希望長度流道的流體加熱裝置。
作為第一供電構件和第二供電構件的具體實施方式，優選的是，所述第一供電構件包括第一電極和第一電線，所述第一電極設置在所述流道形成件的流道一端，所述第一電線與所述第一電極連接，用於向所述第一電極施加交流電壓，所述第二供電構件包括第二電極和第二電線，所述第二電極設置在所述流道形成件的流道另一端，所述第二電線與所述第二電極連接，用於向所述第二電極施加交流電壓。
優選的是，在所述第二供電構件中，所述第二電極沿所述流道形成件的流道方向朝向流道一端配置。由此，僅通過使第二電線與第二電極連接，就可以實現使在流道形成件中流動的電流和在第二供電構件中流動的電流朝向相反，從而可以容易地進行電路連接作業。
優選的是，在所述第二供電構件中，所述第二電線沿所述流道形成件的流道方向朝向流道一端配置。這樣，由於可以使第二電線成為沿流道形成件的結構，所以可以使第二電極的結構簡單化。
優選的是，在所述流道形成件的外周設置有絕緣性隔熱構件，所述第二電線具有裸電線，所述裸電線與所述絕緣性隔熱構件接觸，沿所述流道形成件的流道方向朝向流道一端配置。由此，即使流道形成件被通電加熱而溫度上升，也可以降低從該流道形成件向外部的散熱。此外，由於第二電線具有與絕緣性隔熱構件接觸配置的裸電線，所以可以對第二電線進行冷卻並降低電抗。
優選的是，所述流體加熱裝置具備n組流體加熱單元，所述n組流體加熱單元是以兩個流道形成件的流道連通並使設置在所述兩個流道形成件上的第一供電構件位於內側的方式、連接所述兩個流道形成件，所述n是1以上的整數，向所述各流體加熱單元的兩個第一供電構件施加相同極性的電源輸出，向所述各流體加熱單元的兩個第二供電構件施加與向所述第一供電構件施加的極性不同、且相互相同或相互不同極性的電源輸出。由此，通過選擇連接的流體加熱單元數量，可以構成具有所希望長度流道的流體加熱裝置。此外，通過使用所述流體加熱單元，可以使斯科特接線變壓器與各流體加熱單元連接，上述斯科特接線變壓器將來自單相交流電源、三相交流電源或三相交流電源的三相交流轉換成兩個單相交流。
為了單獨控制構成上述流體加熱單元的兩個流道形成件的溫 度，優選的是，在向構成所述流體加熱單元的兩個第二供電構件輸入所述電源輸出的電路上，設置有電流控制電路。
優選的是，流體加熱裝置包括n組流體加熱單元，所述n組流體加熱單元是以三個流道形成件的流道連通並使設置在所述三個流道形成件上的第一供電構件和第二供電構件朝向同一方向的方式、連接所述三個流道形成件，所述n是1以上的整數，在構成所述各流體加熱單元的第一個流道形成件、第二個流道形成件和第三個流道形成件中，三相交流電源的第一相連接於所述第一個流道形成件的第一供電構件和所述第二個流道形成件的第二供電構件，三相交流電源的第二相連接於所述第二個流道形成件的第一供電構件和所述第三個流道形成件的第二供電構件，三相交流的第三相連接於所述第三個流道形成件的第一供電構件和所述第一個流道形成件的第二供電構件。由此，通過選擇連接的流體加熱單元數量，可以構成具有所希望長度流道的流體加熱裝置。此外，通過使用所述流體加熱單元，可以使三相交流電源直接與各流體加熱單元連接。
優選的是，提供一種流體加熱裝置，對在內部形成有供被加熱流體流動的流道、且由導電性材料構成的流道形成件進行通電加熱，來加熱在所述流道內流動的被加熱流體，所述流體加熱裝置的特徵在於，在所述流道形成件上具有沿所述流道方向連接於不同位置的3n+1個供電構件，所述n是1以上的整數，所述3n+1個供電構件以與連續排列的三個所述供電構件連接的三相交流電源的極性分別不同的方式、交替連接三相交流電源的U相、V相和W相。這樣，由於以與連續排列的三個供電構件連接的三相交流電源的極性分別不同的方式，連接三相交流電源的U相、V相和W相，所以由在所述流道形成件中流動的電流產生的磁通相互抵消，可以降低在所述流道形成件中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以提高流體加熱裝置的設備效率。
此外，本發明提供一種流體加熱裝置，對在內部形成有供被加熱流體流動的流道、且由導電性材料構成的流道形成件進行通電加熱，來加熱在所述流道內流動的被加熱流體，所述流體加熱裝置的特徵在於，向第一供電構件和第二供電構件之間施加交流電壓，所述第一供電構件與所述流道形成件的流道一端連接，所述第二供電構件與所述流道形成件的流道另一端連接，所述第二供電構件具有覆蓋件，所述覆蓋件覆蓋從所述流道形成件的流道另一端到流道一端的外側周面的大體整個周向，所述覆蓋件的流道另一端端部與所述流道形成件電連接。
按照這種結構，由於在流道形成件中流動的電流和在第二供電構件中、特別是在覆蓋件中流動的電流朝向相反，所以由各電流產生的磁通相互抵消，可以降低在流道形成件中產生的電抗並改進電路功率因數。因此，可以提高流體加熱裝置的設備效率。此外，由於從所述流道形成件的流道另一端到流道一端的外側周面的大體整個周向被所述覆蓋件覆蓋，所以所述覆蓋件也作為保溫構件發揮功能，因此，可以防止在所述流道形成件和所述流道形成件的內部流動的被加熱流體的溫度降低。
為了在更高溫的狀態下將被加熱流體從所述流道形成件噴出，優選的是，在所述流道形成件上，在比與所述覆蓋件連接的連接部更靠向流道另一端的位置設置有流體噴出口。因此，由於可以從設置在所述流道形成件上的流體噴出口直接噴出，所以可以在不降低在所述流道形成件的內部加熱後的被加熱流體的溫度的情況下而將其直接噴出。
優選的是，所述流體噴出口設置在所述流道形成件的外側周面上。由於流體噴出口設置在所述流道形成件的外側周面上，所以可以向所述流道形成件的外周方向噴出加熱後的流體。因此，能夠向例如有底的深穴或貫通的深孔等的內周面直接噴出所述被加熱流體，可以有效地對所述深穴或深孔的內周面進行表面改 性。在此，作為進行處理的所述深穴或深孔的開口形狀並不限於特定的開口形狀，也可以是圓形、橢圓形或多邊形等。此外，當使所述開口形狀的最大尺寸為d，使所述深穴的深度尺寸或所述深孔的長度尺寸為L時，所述深穴或深孔滿足d<L的關係。此外，如果所述流體噴出口沿所述流道形成件的周向設置，則可以進一步有效地將加熱後的流體向所述流道形成件的外周方向噴出。作為所述流體噴出口沿周向設置時的方式，例如，可以使一個所述流體噴出口沿所述流道形成件的周向延伸，也可以使多個所述流體噴出口沿所述流道形成件的周向排列。
優選的是，所述流道形成件由導電性材料構成，所述導電性材料的電阻比所述覆蓋件的電阻大。這樣，由於通電加熱時可以進一步有效地對所述流道形成件進行加熱，所以可以有效地使被加熱流體成為高溫狀態。
優選的是，所述覆蓋件由銅或黃銅構成。由此，通過由電阻小的銅或黃銅形成所述覆蓋件，可以防止所述覆蓋件因通電而被加熱，從而可以有效地對所述流道形成件進行加熱。
優選的是，所述流道形成件和所述覆蓋件分別為直管形狀，所述流道形成件和所述覆蓋件利用焊接電連接。由此，可以使流道形成件的結構簡單化。此外，可以容易地沿流道形成件的流道方向配置所述覆蓋件，從而也可以使所述覆蓋件的結構簡單化。
優選的是，在所述流道形成件和所述覆蓋件之間設置有絕緣性構件。由此，可以可靠地使所述流道形成件和所述覆蓋件絕緣，從而可以防止在連接部以外的部分發生短路。
優選的是，所述流體加熱裝置設置有陶瓷材料構成的絕緣性構件，所述絕緣性構件覆蓋從所述流道形成件的流道一端到流道另一端的外側周面，從所述流道形成件的比所述絕緣性構件更靠向流道另一端的外側周面到所述絕緣性構件的外側周面上纏繞金屬箔，由此形成所述覆蓋件。這樣，由於可以由薄的金屬箔構成 所述覆蓋件，所以可以使整個流體加熱裝置成為較小尺寸。此外，由於所述絕緣性構件由具有耐燃性的陶瓷材料構成，所以即使在生成高溫的過熱水蒸氣時等的高溫條件下，也可以確保絕緣性。
優選的是，所述流體加熱裝置設置有陶瓷材料構成的外側絕緣性構件，所述外側絕緣性構件覆蓋所述覆蓋件的外側周面的大體整個周向。由此，即使在設置流體加熱裝置的設置對象物由導電性構件構成時、或因噴出的被加熱流體而變得有導電性時等，都可以防止從所述覆蓋件向外部漏電。此外，由於所述絕緣性構件由具有耐熱性的陶瓷材料構成，所以即使在生成高溫的過熱水蒸氣時等的高溫條件下，也可以確保絕緣性。
優選的是，流入所述流道形成件的所述被加熱流體是飽和水蒸氣或過熱水蒸氣，從所述流道形成件流出的流體是過熱水蒸氣。
此外，本發明提供一種流體加熱裝置，向在內部有流體流動的導體管施加交流電壓來通電加熱，對在所述導體管內流動的流體進行加熱，所述流體加熱裝置的特徵在於，2N根所述導體管配置成相互平行，所述N是1以上的整數，所述2N根導體管的一端部相互電連接，所述2N根導體管的另一端部以與相互鄰接的另一端部連接的單相交流電源的極性不同的方式、交替連接單相交流電源的U相和V相。
按照這種結構，由於相互鄰接的導體管中流動的電流朝向相反，所以由各電流產生的磁通相互抵消，可以降低導體管中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以提高流體加熱裝置的設備效率。
優選的是，所述流體加熱裝置具有分流管，所述分流管具有導電性，所述分流管與所述2N根導體管的一端部連接並且使所述流體分流到所述2N根導體管，利用所述分流管來電連接所述2N根導體管。由此，通過使流體從從分流管向2N根導體管流動，可以使流體流入口的數量少於2N個，從而可以使配管的結構簡單 化。此外，由於分流管具有導電性，所以可以實現配管結構的簡單化並進行電連接。特別是為了使配管的結構簡單化，優選的是，使分路為2N根的單一分流管與2N根導體管的一端部連接。
此外，本發明提供一種流體加熱裝置，向在內部有流體流動的導體管施加交流電壓來通電加熱，對在所述導體管內流動的流體進行加熱，所述流體加熱裝置的特徵在於，3N根所述導體管配置成相互平行，所述N是1以上的整數，所述3N根導體管的一端部相互電連接，所述3N根導體管的另一端部以與連續排列的三個另一端部連接的三相交流電源的極性分別不同的方式、交替連接三相交流電源的U相、V相和W相。
按照這種結構，由於以與連續排列的三個另一端部連接的三相交流電源的極性分別不同的方式、連接三相交流電源的U相、V相和W相，所以由連續排列的三個導體管中流動的電流產生的磁通相互抵消，可以降低導體管中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以提高流體加熱裝置的設備效率。
優選的是，所述流體加熱裝置具有分流管，所述分流管具有導電性，所述分流管與所述3N根導體管的一端部連接並且使所述流體分流到所述3N根導體管，利用所述分流管來電連接所述3N根導體管。由此，通過使流體從分流管向3N根導體管流動，可以使流體流入口的數量少於3N個，從而可以使配管的結構簡單化。此外，由於分流管具有導電性，所以可以實現配管結構的簡單化並進行電連接。特別是為了使配管的結構簡單化，優選的是，使分路為3N根的單一分流管與3N根導體管的一端部連接。
一般來說，由一個熱源加熱後的流體從一個部位集中排出，但是在利用加熱後的流體的情況下大多分散排出。並且，有時以使加熱後的流體溫度不會下降的方式進行保溫或進一步加熱。因此，優選的是，所述導體管的另一端部封閉，並且在所述導體管的中途形成有多個流體噴出口，從所述流體噴出口噴出所述流體。
此外，優選的是，所述導體管插入設置在收容室或處理室內，所述收容室是用於收容加熱後的流體的收容容器等的收容室，所述處理室是用於通過加熱後的流體處理被處理物的處理容器等的處理室。由此，可以通過將加熱後的流體收容在收容室內，進行保溫或加熱。此外，能夠在處理室內處理被處理物。此時，優選的是，連接於所述導體管的單相交流電源或三相交流電源設於與所述收容室或所述處理室不同的空間。在本發明中，由於導體管作為過熱水蒸汽發生部起作用，所以可以將導體管插入設置在保溫室或處理室，通過設於保溫室或處理室的外部的單相交流電源或三相交流電源來供給電力，就能簡化配管結構，提高加熱效率，在節能上有較大貢獻。此外，可以用電線將保溫室或處理室與設置單相交流電源或三相交流電源的空間(例如電源室)連接，能夠簡化流體加熱裝置的整體結構，並且使得單相交流電源或三相交流電源不受來自導電管的熱影響。
優選的是，與所述導體管另一端部連接的電極是沿所述導體管外側周面的形狀。由此，在將導體管從保溫室或處理室的側壁等圍繞壁插入設置時，當將導體管安裝到所述保溫室或處理室的側壁等圍繞壁時或取出時電極不會產生妨礙。
優選的是，所述導體管為圓管狀，所述電極為部分圓筒形狀。由此，可以使流體和導體管的接觸面積儘量變大而提高加熱效率。此外，電極為部分圓筒形狀，當將導體管安裝到所述保溫室或處理室的側壁等圍繞壁時或取出時電極不會產生妨礙。
優選的是，在所述導體管的中途設置有一個或多個流體噴嘴，從所述流體噴嘴噴出所述流體。由此，通過在導體管上設置流體噴嘴，可以將加熱後的流體向由該流體噴嘴噴出到確定的規定噴射範圍。在此，根據用途來選擇設置在導體管上的流體噴嘴。
此外，本發明提供一種流體加熱裝置，對在內部有被加熱流體流動、且由導電性材料構成的流道形成件進行通電加熱，來加 熱在所述流道流動的被加熱流體，所述流體加熱裝置的特徵在於，所述流道形成件具有形成直線狀流道的一個或多個直線部，在所述直線部上設置有多個流體噴出口，所述多個流體噴出口噴出在所述流道內流動的流體，所述直線部的沿所述流道的流道方向上連接有多個電極，以與相互鄰接的所述電極連接的單相交流電源的極性不同的方式，交替連接單相交流電源的U相和V相。
按照這種結構，由於在相互鄰接的所述電極之間流動的電流的相位相互逆向，所以由各電流產生的磁通相互抵消，可以降低所述流道形成件中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以提高流體加熱裝置的設備效率。此外，由於在所述直線部上設置有多個流體噴出口，所以可以將加熱後的被加熱流體從流道形成件向外部的規定噴射範圍直接噴出。
優選的是，在將所述直線部沿所述流道方向2n等分的位置上分別連接有所述電極，所述n是1以上的整數。由此，在各電極間產生的磁通量大體相等，可以有效地抵消在所述電極之間產生的磁通。
此外，本發明提供一種流體加熱裝置，對在內部形成有供被加熱流體流動的流道、且由導電性材料構成流道形成件進行通電加熱，來加熱在所述流道內流動的被加熱流體，所述流體加熱裝置的特徵在於，所述流道形成件具有：2n個直線部，配置成分別相互大體平行，形成直線狀的流道；以及2n-1個折返部，連接相互鄰接的所述直線部的端部而形成彎折的一個流道，在所述流體形成件上設置有多個流體噴出口，所述n是1以上的整數，所述多個流體噴出口噴出在所述流道內流動的流體，在所述流道形成件中，所述彎折的流道的兩端部與電極連接，並且，所述2n-1個折返部的至少一個與電極連接，所述多個電極連接成：形成沿所述流道方向相互鄰接的電極之間的流道的所述直線部為偶數個，以與沿所述流道方向相互鄰接的電極連接的單相交流電源的極性 不同的方式、交替連接單相交流電源的U相和V相。
按照這種結構，由於相互鄰接的所述直線部中流動的電流朝向相反，所以由各電流產生的磁通相互抵消，可以降低所述流道形成件中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以提高流體加熱裝置的設備效率。此外，由於在所述直線部上設置有多個流體噴出口，所以可以將加熱後的被加熱流體從流道形成件向外部的規定噴射範圍直接噴出。
優選的是，與所述折返部連接的電極連接成：形成沿所述流道方向相互鄰接的電極之間的流道的所述直線部為兩個。
由此，沿流道方向相互鄰接的電極間的直線部各具有兩個，可以可靠地抵消因各直線部中流動的電流產生的磁通。由此，可以使降低流道形成件中產生的阻抗的效果更為顯著，從而可以提高電路功率因數的改進效果。
此外，優選的是，本發明提供一種流體加熱裝置，對在內部有被加熱流體流動、且由導電性材料構成的流道形成件進行通電加熱，來加熱在所述流道內流動的被加熱流體，所述流道形成件具有形成直線狀流道的一個或多個直線部，在所述直線部上設置有多個流體噴出口，所述多個流體噴出口噴出在所述流道內流動的流體，所述直線部的沿所述流道的流道方向連接有多個電極，以與連續排列的三個所述電極連接的三相交流電源的極性分別不同的方式、交替連接三相交流電源的U相、V相和W相。
按照這種結構，由於以與連續排列的三個電極連接的三相交流電源的極性分別不同的方式、連接三相交流電源的U相、V相和W相，所以由連續排列的三個電極中流動的電流產生的磁通相互抵消，可以降低所述流道形成件中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以提高流體加熱裝置的設備效率。此外，由於在所述直線部上設置有多個流體噴出口，所以能夠向確定的規定噴射範圍噴出。
優選的是，在將所述直線部沿所述流道方向3n等分的位置上分別連接有所述電極，所述n是1以上的整數。由此，在各電極間產生的磁通量大體相等，可以有效地抵消在所述電極間產生的磁通。
此外，優選的是，本發明提供一種流體加熱裝置，對在內部形成有供被加熱流體流動的流道、且由導電性材料構成的流道形成件進行通電加熱，來加熱在所述流道內流動的被加熱流體，所述流道形成件具有：3n個直線部，分別配置成相互大體平行，形成直線狀的流道；以及3n-1個折返部，連接相互鄰接的所述直線部的端部而形成彎折的一個流道，所述n是1以上的整數，在所述流道形成件上設置有多個流體噴出口，所述多個流體噴出口噴出在所述流道內流動的流體，在所述流道形成件中，所述彎折的流道的兩端部和所述折返部分別和與三相交流電源連接的電極連接，並且，以與沿所述流道的流道方向連續排列的三個所述電極連接的三相交流電源的極性分別不同的方式、交替連接三相交流電源的U相、V相和W相。
按照這種結構，由於以與連續排列的三個電極連接的三相交流電源的極性分別不同的方式、連接三相交流電源的U相、V相和W相，所以由連續排列的三個電極中流動的電流產生的磁通相互抵消，可以降低所述流道形成件中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以提高流體加熱裝置的設備效率。此外，由於在所述直線部上設置有多個流體噴出口，所以可以將加熱後的被加熱流體從流道形成件向外部的規定噴射範圍直接噴出。
優選的是，所述流道形成件的電阻比銅的電阻大。這樣，由於在佈線或電極等使用銅的情況下，通電加熱時可以有效地對所述流道形成件進行加熱，所以可以有效地使被加熱流體成為高溫狀態。
優選的是，在每個所述電極之間設置電力控制裝置，能夠控 制向所述電極施加的電力。由此，可以單獨控制每個所述電極間的所述流道形成件的溫度，從而可以有效地使被加熱流體成為所希望的狀態。
優選的是，在所述流體噴出口上安裝有流體噴嘴。由此，通過在所述流體噴出口上設置流體噴嘴，可以利用該流體噴嘴將加熱後的流體向確定的規定噴射範圍噴出。在此，根據用途選擇設置在所述流體噴出口上的流體噴嘴。
優選的是，流入所述流道形成件的所述被加熱流體是飽和水蒸氣或過熱水蒸氣，從所述流道形成件流出的流體是過熱水蒸氣。
按照上述結構的本發明，在對內部流體流動的流道形成件進行通電加熱的流體加熱裝置中，可以改進電路功率因數並提高設備效率。
100‧‧‧流體加熱裝置
2‧‧‧流道形成件(管)
3‧‧‧第一供電構件
4‧‧‧第二供電構件
5‧‧‧電源
6‧‧‧絕緣性隔熱構件
7‧‧‧電流控制電路
8‧‧‧外側絕緣性構件
10‧‧‧流體加熱單元
20‧‧‧導體管
21‧‧‧凸緣部
22‧‧‧流體噴出口
23‧‧‧被封閉構件
24‧‧‧流體噴嘴
25‧‧‧直線部
26‧‧‧連接部
27‧‧‧折返部
28‧‧‧配管部
30‧‧‧分流管
31‧‧‧第一電極
32‧‧‧第一電線
40‧‧‧單相交流電源
41‧‧‧第二電極
42‧‧‧第二電線
43‧‧‧覆蓋件
50‧‧‧電極
51‧‧‧斯科特接線變壓器
60‧‧‧交流電源
70‧‧‧電極
201‧‧‧流體噴嘴
421‧‧‧裸電線
801‧‧‧左右側壁
802‧‧‧左右側壁
20a‧‧‧端部
20b‧‧‧端部
20m‧‧‧素配管
20x‧‧‧流體噴出口
2a‧‧‧端部
2b‧‧‧端部
2c‧‧‧直線部
2y‧‧‧折返部
2z‧‧‧折返部
3z‧‧‧電極
43a‧‧‧端部
43b‧‧‧端部
P1‧‧‧流體導入口
P2‧‧‧流體導出口
PR‧‧‧電源室
R‧‧‧流道
U‧‧‧交替連接單相交流電源
V‧‧‧交替連接單相交流電源
W‧‧‧交替連接單相交流電源
圖1是示意性表示第一實施方式的流體加熱裝置的結構的圖。
圖2是示意性表示第一實施方式的流體加熱裝置和以往的流體加熱裝置的圖。
圖3是示意性表示第二實施方式的流體加熱裝置的結構的圖。
圖4是示意性表示第三實施方式的流體加熱裝置的結構的圖。
圖5是示意性表示第三實施方式的流體加熱裝置的結構的圖和A-A線剖面圖。
圖6是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的圖和B-B線剖面圖。
圖7是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的圖(連接三相交流電源)。
圖8是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的圖(連接單相交流電源)。
圖9是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的圖(連接斯科特接線變壓器)。
圖10是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的圖。
圖11是示意性表示第四實施方式的流體加熱裝置的結構的圖。
圖12是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的圖。
圖13是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的圖。
圖14是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的圖。
圖15是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的圖。
圖16是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的圖。
圖17是示意性表示第五實施方式的流體加熱裝置的結構的俯視圖、A-A’線剖面圖和電路結構圖。
圖18是示意性表示第六實施方式的流體加熱裝置的結構的俯視圖、A-A’線剖面圖和電路結構圖。
圖19是表示第六實施方式的變形例的俯視圖、A-A’線剖面圖和電路結構圖。
圖20是表示第七實施方式的流體加熱裝置的結構的俯視圖和電路結構圖。
圖21是示意性表示第八實施方式的流體加熱裝置的結構的俯視圖和電路結構圖。
圖22是表示第八實施方式的變形例的俯視圖和電路結構圖。
圖23是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的俯視圖和電路結構圖。
圖24是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的俯 視圖和電路結構圖。
圖25是示意性表示具有收容容器的流體加熱裝置的結構的主視圖。
圖26是示意性表示具有收容容器的流體加熱裝置的結構的A-A’線剖面圖。
圖27是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的俯視圖。
圖28是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的俯視圖。
圖29是示意性表示變形實施方式的流體加熱裝置的結構的俯視圖、A-A’線剖面圖和電路結構圖。
圖30是示意性表示第九實施方式的流體加熱裝置的結構的主視圖。
圖31是示意性表示第九實施方式的變形例的結構的仰視圖。
圖32是示意性表示第十實施方式的流體加熱裝置的結構的主視圖。
圖33是示意性表示第十實施方式的變形例的結構的仰視圖。
圖34是示意性表示第十一實施方式的流體加熱裝置的結構的仰視圖。
圖35是示意性表示第十二實施方式的流體加熱裝置的結構的仰視圖。
下面參照附圖對本發明的流體加熱裝置的各實施方式進行說明。
1.第一實施方式
如圖1所示，第一實施方式的流體加熱裝置100向在內部形成有供被加熱流體流動的流道R、且由導電性材料構成的流道形成件2施加交流電壓來直接通電，通過利用由流道形成件2的內 部電阻產生的焦耳熱來加熱流道形成件2，從而對在所述流道R內流動的被加熱流體進行加熱。
本實施方式的流道形成件2由大體圓筒直管狀的管形成。由此，流道R成為直線狀的流道。
並且，流道形成件2的作為流道一端的流道一端部2a與第一供電構件3連接，流道形成件2的作為流道另一端的流道另一端部2b與第二供電構件4連接。並且，通過使單相交流電源5的輸出端子與上述第一供電構件3和第二供電構件4連接，經由第一供電構件3和第二供電構件4向流道形成件2施加單相交流電壓。
第一供電構件3包括：第一電極31，與流道形成件2的流道一端部2a連接；以及第一電線32，與該第一電極31連接且與單相交流電源5的一個輸出端子連接。此外，第二供電構件4包括：第二電極41，設置在流道形成件2的流道另一端部2b上；以及第二電線42，與該第二電極41連接且與單相交流電源5的另一個輸出端子連接。第一電極31和第二電極41分別纏繞在流道形成件2的外側周面上並利用焊接等進行連接。
於是，上述第一供電構件3和第二供電構件4從流道形成件2的流道一端部2a向電源5側引出。具體地說，第一電極31設置成朝向與流道方向垂直的方向延伸出，第二電極41沿著流道形成件2的流道方向，並且沿流道形成件2的側周面呈直線狀延伸而從流道另一端部2b朝向流道一端部2a配置。本實施方式的第二電極41在流道另一端部2b處彎曲成朝向與第一電極31的延伸方向相同的方向延伸。另外，第一電極31的延伸方向和第二電極41的延伸方向不必相同，例如也可以是在流道另一端部2b在周向上不同的方向。此外，在本實施方式中，在第二電極41和流道形成件2的外周面之間形成有空間，但是也可以在流道形成件2的外周面和與該外周面相對的第二電極41之間設置絕緣構件。
此外，由於第二供電構件4沿流道形成件2的流道方向從流 道另一端部2b朝向流道一端部2a配置，並且第一供電構件3和第二供電構件4從流道形成件2的流道一端部2a引出到電源5側，所以在流道形成件2的第一電極31和第二電極41之間的外周面附近僅設置第二供電構件4(具體地說是第二電極41)。
在這種結構的流體加熱裝置100中，如果從單相交流電源5經由第一供電構件3和第二供電構件4向流道形成件2施加單相交流電壓，則在流道形成件2中第一電極31和第二電極41之間流動的電流的朝向和與該流道形成件2外周面相對的第二電極41中流動的電流的朝向相反。由此，由各電流產生的磁通相互抵消，能降低流道形成件2中產生的電抗並改進電路功率因數。因此，能提高流體加熱裝置100的設備效率。
接著，對表示改進這種結構的流體加熱裝置100的功率因數的試驗進行說明。另外，在以下試驗中，為了顯著表示比較傾向，使用頻率800Hz的單相交流電源。
在圖2的(1)中表示使用材質SUS304、外徑34mm、壁厚1.65mm、長度2200mm，溫度20℃的管、將供電構件沿該管配置的本發明的電路結構，在(2)中表示使用與(1)同樣的管、將供電構件不沿該管配置的以往的電路結構。
此時，如以下的表1所示，在電路結構(1)的情況下功率因數為0.251，與此相對，在電路結構(2)的情況下功率因數為0.102。由此，可以認為在圖2的電路結構(1)的情況下，由於在流道形成件和第二電極中產生的磁通抵消，所以抑制了電壓下降並改進了功率因數。另外，在換算成市電頻率60Hz的交流電壓的情況下，電路結構(1)的功率因數為0.961，與此相對，電路結構(2)的功率因數為0.810，可以看出能夠得到較大的改善效果。
[表1]
2.第二實施方式
如圖3所示，第二實施方式的流體加熱裝置100向形成直線狀的流道R的流道形成件2施加三相交流電壓來直接通電，通過利用由流道形成件2的內部電阻產生的焦耳熱來加熱流道形成件2，對在流道R內流動的被加熱流體進行加熱。
上述流體加熱裝置100在一個流道形成件2上連接有一個第一供電構件3和三個第二供電構件4。具體地說，第一供電構件3與流道形成件2的流道一端部2a連接，三個第二供電構件4以將從流道形成件2的流道一端部2a到流道另一端部2b之間大約三等分的方式，在大體成為等間隔的位置上與流道形成件2連接。
在此，第二供電構件4的數量並不限於三個，例如可以是3n個(n是1以上的整數)。在n2的情況下，3n個第二供電構件4只要在將從流道形成件2的流道一端部2a到流道另一端部2b之間大約3n等分的位置上與流道形成件2連接即可。
此外，如圖3所示，流體加熱裝置100的結構為：以使與連續排列的三個所述供電構件連接的三相交流電源的極性分別不同的方式，交替連接三相交流電源5的U相、V相和W相。具體地說，第一供電構件3與三相交流電源5的U相連接，三個第二供電構件4從流道形成件2的流道一端部2a側起依次為：第一個第二供電構件4與W相連接、第二個第二供電構件4與V相連接、第三個第二供電構件4與U相連接。
在此，與各供電構件連接的三相交流電源5的U相、V相和 W相的順序並不限於圖3所示的方式，U相、V相和W相只要依次與各供電構件連接即可。
此外，如圖3所示，流體加熱裝置100的第二供電構件4沿著流道形成件2的流道方向，並且沿流道形成件2的側周面呈直線狀延伸到與流道一端部2a側相鄰的供電構件的附近。此外，在本實施方式中，在第二電極41和流道形成件2的外周面之間形成有空間，但是也可以在流道形成件2的外周面和與該外周面相對的第二電極41之間設置絕緣構件。
按照以上述方式構成的流體加熱裝置100，由於以使與連續排列的三個第二供電構件4連接的三相交流電源5的極性分別不同的方式，連接三相交流電源的U相、V相和W相，由流道形成件2和第二供電構件4中流動的電流產生的磁通抵消，就能降低流道形成件2中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，能提高流體加熱裝置100的設備效率。
3.第三實施方式
如圖4和圖5所示，第三實施方式的流體加熱裝置100的流道形成件2具有：三個直線部2a~2c，形成直線狀的流道；以及兩個折返部2Y、2Z，連接上述直線部2a~2c。具體地說，直線部2a~2c的長度大體相同。此外，折返部2Y、2Z構成為形或U形，使得直線部2a~2c分別相互大體平行。
在此，作為直線部2a~2c的配置結構，只要直線部2a~2c分別相互大體平行即可，可以如圖4所示，等間隔地配置成同一平面狀，也可以如圖5所示，將三個直線部2a~2c配置成位於三角形的頂點。
此外，流道形成件2的直線部的數量並不限於三個，例如也可以是3n個(n為1以上的整數)。在n2的情況下，折返部設置3n-1個，並且配置在將流道形成件2的流道一端部2a到流道另一端部2b之間大體3n等分的位置上。
使用這種流道形成件2的流體加熱裝置100在流道形成件2上連接有四個第一供電構件3。具體地說，第一供電構件3與流道形成件2的流道一端部2a、折返部2Y、折返部2Z和流道另一端部2b連接。連接在折返部2Y和折返部2Z上的第一供電構件3與折返部2Y和折返部2Z的中間位置連接。
在此，流體加熱裝置100的結構為：以使與連續排列的三個第一供電構件3連接的三相交流電源的極性分別不同的方式，交替連接三相交流電源5的U相、V相和W相。具體地說，從流道形成件2的流道一端部2a側起依次為：第一個第二供電構件4與W相連接、第二個第二供電構件4與V相連接、第三個第二供電構件4與U相連接。此外，在本實施方式中，在第二電極41和流道形成件2的外周面之間形成有空間，但是也可以在流道形成件2的外周面和與該外周面相對的第二電極41之間設置絕緣構件。
按照以上述方式構成的流體加熱裝置100，由於以使與連續排列的三個第二供電構件4連接的三相交流電源5的極性分別不同的方式，連接三相交流電源的U相、V相和W相，所以由直線部2a~2c流動的電流產生的磁通分別相互抵消，能降低流道形成件2中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，能提高流體加熱裝置100的設備效率。
4.第一~第三實施方式的變形例
另外，本發明並不限於所述第一~第三實施方式。例如，雖然在所述第一~第三實施方式中，在第二供電構件上將第二電極沿流道形成件的流道方向配置，但是也可以將第二電極設置在流道形成件的流道另一端部上，並且將與上述第二電極連接的第二電線沿流道形成件的流道方向配置。
此外，如圖6所示，也可以通過覆蓋流道形成件2外側周面的方式設置絕緣性隔熱構件6。由此，即使對流道形成件2通電加熱而使其溫度上升，也能降低從該流道形成件2向外部散熱。此 時，第一供電構件3和第二供電構件4在比絕緣性隔熱構件6更靠向外側的位置與流道形成件2連接。另外，在圖6的流道形成件2的兩端形成有凸緣21，該凸緣21是用於與其他流道形成件2連接的連接部。另外，第一電極31和第二電極41連接在絕緣性隔熱構件6和凸緣21之間。
此外，在圖6中，沿流道形成件2的流道方向配置的第二電線42具有裸電線421。因此，由於與絕緣性隔熱構件6接觸配置的第二電線42是裸電線421，所以能對第二電線42進行冷卻並降低電抗。
進而，如圖7~圖9所示，也可以通過如下方式構成流體加熱裝置100：利用凸緣21連接兩個流道形成件2並使它們單元化，以使兩個流道形成件2的流道R連通、並且設置在兩個流道形成件2的第一供電構件3位於內側。另外，在圖7~圖9中表示了使用一個上述流體加熱單元10來構成流體加熱裝置100的例子，但是也可以連接多個流體加熱單元10以使它們的流道R連通來構成流體加熱裝置100。
圖7的流體加熱單元10表示了如下情況：向上述兩個第一供電構件3施加三相交流電源5的第一電源輸出(V相)，向兩個第二供電構件4中的一個施加三相交流電源5的第二電源輸出(U相)，並且向兩個第二供電構件4中的另一個施加三相交流電源5的第三電源輸出(W相)。
圖8的流體加熱單元10表示了如下情況：向上述兩個第一供電構件3施加單相交流電源5的一個電源輸出，向兩個第二供電構件4的兩者施加單相交流電源5的另一個電源輸出。此外，在上述流體加熱單元10中，在向兩個第二供電構件4輸入電源輸出的電路上設置有使用例如晶閘管的電流控制電路7。
圖9的流體加熱單元10表示了如下情況：上述兩個第一供電構件3與斯科特接線變壓器51的o端子連接並被施加同一極性的 輸出，兩個第二供電構件4中的一個與斯科特接線變壓器51的u端子連接並被施加u相，兩個第二供電構件4中的另一個與斯科特接線變壓器51的v端子連接並被施加v相。
此外，如圖10所示，可以通過如下方式構成流體加熱裝置100：利用凸緣21連接三個流道形成件2並使它們單元化，以使三個流道形成件2的流道R連通、並且設置在三個流道形成件2中的第一供電構件3和第二供電構件4朝向同一方向。另外，在圖10中表示了使用一個上述流體加熱單元10來構成流體加熱裝置100的例子，但是也可以連接多個流體加熱單元10以使它們的流道R連通來構成流體加熱裝置100。另外，在圖10中從左起為第一個流道形成件、第二個流道形成件和第三個流道形成件。
在上述流體加熱單元10中，第一個流道形成件2的第一供電構件3和第二個流道形成件2的第二供電構件4與三相交流電源5的V相連接，第二個流道形成件2的第一供電構件3和第三個流道形成件2的第二供電構件4與三相交流電源5的W相連接，並且第三個流道形成件2的第一供電構件3和第一個流道形成件2的第二供電構件4與三相交流電源5的U相連接。通過這種結構，能夠直接連接三相交流電源。
5.第四實施方式
如圖11所示，第四實施方式的流體加熱裝置100結構如下：向在內部形成有供被加熱流體流動的流道R、且由導電性材料構成的流道形成件2施加交流電壓來直接通電，通過利用由流道形成件2的內部電阻產生的焦耳熱來加熱流道形成件2，對在所述流道R內流動的被加熱流體進行加熱。
本實施方式的流道形成件2由導電性材料構成的大體圓筒直管狀的管形成。由此，流道R成為直線狀的流道。
並且，流道形成件2的作為流道一端的流道一端部2a與第一供電構件3連接，流道形成件2的比第一供電構件3更靠向流道 另一端的位置與第二供電構件4連接。並且，通過使單相交流電源5的輸出端子與上述第一供電構件3和第二供電構件4連接，通過第一供電構件3和第二供電構件4向流道形成件2施加單相交流電壓。
第一供電構件3包括：第一電極31，與流道形成件2的流道一端部2a連接；以及第一電線32，與該第一電極31連接且與單相交流電源5的一個輸出端子連接。第一電極31纏繞在流道形成件2的外側周面上並利用焊接等進行連接。
此外，第二供電構件4包括：覆蓋件43，與流道形成件2的比第一供電構件3更靠向流道另一端的位置連接；第二電極41，與覆蓋件43的作為流道一端的流道一端端部43a連接；以及第二電線42，與該第二電極41連接且與單相交流電源5的另一個輸出端子連接。第二電極41纏繞在覆蓋件43的外側周面上並利用焊接等進行連接。
具體地說，覆蓋件43由導電性材料構成的大體圓筒直管狀的管形成。此外，覆蓋件43沿流道形成件2的外側周面、覆蓋從流道形成件2的流道另一端到流道一端的外側周面的大體整個周向。在此，覆蓋件43的直徑比流道形成件2大，覆蓋件43與流道形成件2同軸配置。即，覆蓋件43與流道形成件2一起形成所謂雙重管結構。此外，如圖11所示，覆蓋件43在流道另一端端部43b，通過焊接在流道形成件2的外側周面上來進行電連接。
在此，本實施方式的流道形成件2由導電性材料形成，該導電性材料的電阻比第一供電構件3和第二供電構件4的電阻高。具體地說，在第一供電構件3和第二供電構件4由銅或黃銅形成的情況下，流道形成件2只要由比銅或黃銅的電阻高的導電性材料形成即可，例如可以由不銹鋼或鈦等形成。
此外，在本實施方式中，與流道R連通的流道形成件2的另一端開口2z被封閉構件23封閉。並且，本實施方式的流道形成 件2在比與覆蓋件43連接的連接部更靠向作為流道另一端的流道另一端部2b上設置有流體噴出口22。本實施方式的流體噴出口22由一個或多個縫隙22構成，上述一個或多個縫隙22在流道形成件2的外側周面上朝向與軸向垂直的方向延伸。
此外，在流道形成件2和覆蓋件43之間設置有陶瓷材料構成的絕緣性構件6。具體地說，在流道形成件2的與覆蓋件43相對的外側周面上設置有絕緣性構件6。在此，絕緣性構件6可以與覆蓋件43的內側周面接觸，也可以不接觸。此外，絕緣性構件6可以設置在覆蓋件43的內側周面上。利用上述絕緣性構件6能可靠地使流道形成件2和覆蓋件43絕緣，從而能防止在連接部以外的部分發生短路。
此外，在覆蓋件43的外側周面上設置有由陶瓷材料構成的外側絕緣性構件8，用於覆蓋該覆蓋件43外側周面的大體整個周向。即使在設置有流體加熱裝置100的設置對象物由導電性構件構成的情況下、或因噴出的被加熱流體而變成有導電性的情況下，也可以利用上述外側絕緣性構件8防止從覆蓋件43向外部漏電。
並且，上述第一供電構件3和第二供電構件4從流道形成件2的流道一端部2a向電源5側引出。具體地說，第一電極31從流道形成件2的流道一端部2a朝向與流道方向垂直的方向延伸，第二電極41從覆蓋件43的流道一端端部43a朝向與流道方向垂直的方向延伸。另外，第一電極31的延伸方向和第二電極41的延伸方向並不限於同一方向，例如也可以是在流道一端部2a在周向上不同的方向。
這種結構的流道形成件2插入設置在收容室或處理室內，所述收容室用於收容加熱後的流體，所述處理室用於通過加熱後的流體處理被處理物。具體而言，流道形成件2的除去了流道一端部2a的部分插入設置在所述收容室或處理室。而且，連接於流道 形成件2的單相交流電源5設於與所述收容室或所述處理室不同的空間(例如電源室)。
在此，對這種結構的流體加熱裝置100中的被加熱流體的流動進行說明。被加熱流體從與流道R連通的流道形成件2的一端開口2y(流道一端)流入，邊在流道形成件2內部的流道R內被加熱邊流動、並到達與流道R連通的流道形成件2的另一端開口2z。在此，在本實施方式中，由於利用封閉構件23封閉另一端開口2z，並且在流道另一端部2b上設置有縫隙22，所以被加熱流體從縫隙22向流道形成件2的外部、即流體加熱裝置100的外部流出。另外，作為被加熱流體的一個例子，流入流道形成件2的被加熱流體是飽和水蒸氣或過熱水蒸氣，從流道形成件2流出的流體是過熱水蒸氣。但是，被加熱流體並不限於特定的流體，可以配合流體加熱裝置100的用途適當地選擇。
在這種結構的流體加熱裝置100中，如果從單相交流電源5經由第一供電構件3和第二供電構件4向流道形成件2施加單相交流電壓，則在流道形成件2中沿流道形成件2流動的電流的朝向和在第二供電構件4的覆蓋件43中流動的電流的朝向相反。由此，由各電流產生的磁通相互抵消，從而能降低流道形成件2中產生的電抗並改進電路功率因數。因此，能提高流體加熱裝置100的設備效率。
此外，由於能從設置在流道形成件2上的流體噴出口22直接噴出，所以能使在流道形成件2的內部進行加熱後的被加熱流體的溫度不下降而將其噴出。進而，由於覆蓋件43由銅或黃銅構成，並且流道形成件2由比覆蓋件43的電阻高的導電性材料形成，所以覆蓋件43不會因通電而被加熱，由於有效地對被加熱流體流動的流道形成件2進行加熱，所以能有效地使被加熱流體成為高溫的狀態。
進而，由於流體噴出口22在流道形成件2的外側周面沿圓周 方向設置，所以在將流體加熱裝置100插入例如形成在由鐵構成的被處理物上的深穴或深孔的狀態下，使被加熱流體從流體噴出口22噴出，由此，就能容易地在所述被處理物的內周面上形成四氧化三鐵的膜。
6.第四實施方式的變形例
另外，本發明並不限於所述第四實施方式。例如，如圖12所示，可以設置絕緣性構件6，該絕緣性構件6覆蓋從流道形成件2的流道一端到流道另一端的外側周面，並且通過從流道形成件2的比絕緣性構件6更靠向流道另一端的外側周面、橫跨絕緣性構件6的外側周面纏繞帶狀的金屬箔401，來形成覆蓋件43。因此，由於通過薄的帶狀金屬箔401構成覆蓋件43，所以就能使整個流體加熱裝置100為較小尺寸。
此外，在從流道形成件2的流道另一端到流道一端的外側周面，覆蓋件43也可以不必覆蓋整個周向。例如，可以在覆蓋件43的一部分上設置切口形狀或孔、或者是使覆蓋件43的流道一端端部43a或流道另一端端部43b的端面不與流道方向垂直。
流道形成件2和覆蓋件43並不限於圓筒直管狀，剖面也可以為多邊形、橢圓形、或自由曲線等。此外，流道形成件2和覆蓋件43的剖面也可以為不同形狀，例如流道形成件2的剖面可以是四邊形，覆蓋件43可以是橢圓形等。
此外，流道形成件2和覆蓋件4並不限於直線狀，也可以是彎曲形狀。例如，在流道形成件2為彎曲形狀的情況下，覆蓋件43也可以是沿流道形成件2彎曲的外側周面形成等情況。
此外，如圖13~圖15所示，可以由如下方式構成流體加熱裝置100：，利用凸緣21連接兩個流道形成件2並使它們單元化，以使得兩個流道形成件2的流道R連通、並且設置在兩個流道形成件2中的第一供電構件3位於內側。另外，在圖13~圖15中表示了使用一個上述流體加熱單元10來構成流體加熱裝置100的例 子，但是也可以連接多個流體加熱單元10以使得它們的流道R連通來構成流體加熱裝置100。
圖13的流體加熱單元10表示了如下情況：向上述兩個第一供電構件3施加三相交流電源5的第一電源輸出(V相)，向兩個第二供電構件4的一個施加三相交流電源5的第二電源輸出(U相)，並且向兩個第二供電構件4的另一個施加三相交流電源5的第三電源輸出(W相)。
圖14的流體加熱單元10表示了如下情況：向上述兩個第一供電構件3施加單相交流電源5的一個電源輸出，向兩個第二供電構件4的兩者施加單相交流電源5的另一個電源輸出。此外，在上述流體加熱單元10中，在向兩個第二供電構件4輸入電源輸出的電路上設置有使用例如晶閘管的電流控制電路7。
圖15的流體加熱單元10表示了如下情況：上述兩個第一供電構件3與斯科特接線變壓器51的o端子連接並被施加同一極性的輸出，兩個第二供電構件4的一個與斯科特接線變壓器51的u端子連接並被施加u相，兩個第二供電構件4的另一個與斯科特接線變壓器51的v端子連接並被施加v相。
此外，如圖16所示，可以通過如下方式構成流體加熱裝置100：利用凸緣21連接三個流道形成件2並使它們單元化，以使得三個流道形成件2的流道R連通、並且設置在三個流道形成件2上的第一供電構件3和第二供電構件4朝向同一方向。另外，在圖16中表示了使用三個上述流體加熱單元10來構成流體加熱裝置100的例子，但是也可以連接多個流體加熱單元10以使得多個流體加熱單元10的流道R連通來構成流體加熱裝置100。另外，在圖16中從左起為第一個流道形成件、第二個流道形成件和第三個流道形成件。
在上述流體加熱單元10中，第一個流道形成件2的第一供電構件3和第二個流道形成件2的第二供電構件4與三相交流電源5 的V相連接，第二個流道形成件2的第一供電構件3和第三個流道形成件2的第二供電構件4與三相交流電源5的W相連接，並且第三個流道形成件2的第一供電構件3和第一個流道形成件2的第二供電構件4與三相交流電源5的U相連接。通過這種結構，能夠直接連接三相交流電源5。
此外，可以不在與流道R連通的流道形成件2的另一端開口2z上設置封閉構件23，該流道形成件2的另一端開口2z可以敞開。在這種情況下，可以將流道形成件2的另一端開口2z作為流體噴出口22。此外，在將流道形成件2的另一端開口2z作為流體噴出口22的情況下，也可以在該流體噴出口22(另一端開口2z)上安裝流體噴嘴。由此，就能通過配合用途來選擇流體噴嘴，利用該流體噴嘴將加熱後的流體噴出到確定的規定噴射範圍。
7.第五實施方式
第五實施方式的流體加熱裝置100結構如下：向在內部形成有供流體流動的流道R、且由導電性材料構成的導體管20施加交流電壓來直接通電，通過利用由導體管20的內部電阻產生的焦耳熱來加熱導體管20，對在所述流道R內流動的流體進行加熱。
具體地說，如圖17所示，流體加熱裝置100的兩根導體管20相互平行配置，上述兩根導體管20的作為流體導入側的一端部20a相互電連接。各導體管20是直管狀的圓筒管，並且為同一形狀。
具體地說，兩根導體管20的一端部20a利用具有導電性的分流管30電連接。上述分流管30與兩根導體管20的一端部20a連接，並且使流體向該兩根導體管20分流。此外，在本實施方式中，導體管20和分流管30一體構成。即，本實施方式的流體加熱裝置100的配管結構為：在上游側具有一個流體導入口P1，在其下游側分路為兩個流道R而具有兩個流體導出口P2。另外，在由分流管30的上游側開口構成的流體導入口P1上形成有凸緣部，能夠與外部配管連接。此外，在由導體管20的另一端部20b構成的 流體導出口P2上形成有凸緣部，能夠與外部配管連接。
並且，兩根導體管20的作為流體導出側的另一端部20b與單相交流電源40連接。具體地說，兩根導體管20的另一端部20b的一個與單相交流電源40的U相連接，兩根導體管20的另一端部20b的另一個與單相交流電源40的V相連接。如圖17所示，與各導體管20的另一端部20b連接的電極50纏繞在另一端部20b外側周面的一部分上並利用焊接等進行連接。上述電極50設置成沿與兩根導體管20排列方向垂直的方向延伸。
在這種結構的流體加熱裝置100中，如果通過電極50從單相交流電源40向導體管20施加單相交流電壓，則一個導體管20中流動的電流的朝向和另一個導體管20中流動的電流的朝向相反。因此，由各電流產生的磁通相互抵消，就能降低導體管20中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，就能提高流體加熱裝置100的設備效率。
8.第六實施方式
如圖18所示，第六實施方式的流體加熱裝置100的三根導體管20相互平行配置，該三根導體管20的作為流體導入側的一端部20a相互電連接。各導體管20是直管狀的圓筒管，並且為相同形狀。此外，三根導體管20在同一平面上等間隔排列。
具體地說，三根導體管20的一端部20a利用具有導電性的分流管30電連接。上述分流管30與三根導體管20的一端部20a連接，並且使流體向該三根導體管20分流。此外，在本實施方式中，導體管20和分流管30一體構成。即，本實施方式的流體加熱裝置100的配管結構為：在上游側具有一個流體導入口P1，在其下游側分路為三個流道而具有三個流體導出口P2。另外，與所述第一實施方式同樣，在流體導入口P1和流體導出口P2上形成有凸緣部。
並且，三根導體管20的作為流體導出側的另一端部20b與三 相交流電源60連接。具體地說，在三根導體管20的另一端部20b中，第一個另一端部20b與三相交流電源60的U相連接，第二個另一端部20b與三相交流電源60的V相連接，第三個另一端部20b與三相交流電源60的W相連接。如圖18所示，與各導體管20的另一端部20b連接的電極70纏繞在另一端部20b外側周面的一部分上並利用焊接等進行連接。上述電極70設置成沿與三根導體管20的排列方向垂直的方向延伸。
在這種結構的流體加熱裝置100中，如果從三相交流電源60通過電極70向導體管20施加三相交流電壓，則由三根導體管20中流動的電流產生的磁通相互抵消，就能減少導體管20中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，就能提高流體加熱裝置100的設備效率。
9.第六實施方式的變形例
所述第二實施方式的三根導體管20在同一平面上等間隔排列，但是如圖19所示，也可以將三根導體管20配置成位於三角形的三個頂點。此外，在這種情況下，設置在各導體管20的另一端部20b上的電極7例如設置成朝向三角形的外側呈放射狀延伸。由此，通過將電極70設置成放射狀，就能容易地進行佈線，並且能夠防止短路。
10.第七實施方式
如圖20所示，第七實施方式的流體加熱裝置100的兩根導體管20相互平行配置，該兩根導體管20的作為流體導入側的一端部20a相互電連接。各導體管20是直管狀的圓筒管，並且是相同形狀。
具體地說，兩根導體管20的一端部20a利用具有導電性的分流管30電連接。上述分流管30與兩根導體管20的一端部20a連接，並且使流體向該兩根導體管20分流。此外，在本實施方式中，導體管20和分流管30一體構成。
此外，兩根導體管20的另一端部20b封閉，在導體管20中途(一端部20a和另一端部20b之間)的側壁上形成有多個流體噴出口20x。上述多個流體噴出口20x可以沿整個周向形成在導體管20的側壁上，也可以在導體管20的側壁上形成在與排列方向垂直的一個方向一側。此外，在圖20中，多個流體噴出口20x沿大體整個長邊方向從一端部20a到另一端部20b形成在側壁上，但是也可以形成為從長邊方向的一部分、例如導體管20的長邊方向中央部到另一端部20b。
由此，本實施方式的流體加熱裝置100的配管結構為：在上游側具有一個流體導入口P1，在其下游側分路為兩個流道R並從各流道R通過多個流體噴出口20x噴出加熱後的流體。
並且，兩根導體管20的封閉的另一端部20b與單相交流電源40連接。具體地說，兩根導體管20的另一端部20b的一個與單相交流電源40的U相連接，兩根導體管20的另一端部20b的另一個與單相交流電源40的V相連接。如圖20所示，與各導體管20的另一端部20b連接的電極50為沿著導體管20的外側周面的形狀，並且設置成延伸到比該導體管20的另一端部20b更靠長邊方向外側。具體地說，導體管20為圓管狀，電極50為部分圓筒形狀的所謂半圓筒形狀。上述電極50利用焊接等與導體管20的另一端部20b連接。這樣，由於電極50為半圓筒形狀，並且沿導體管20的長邊方向延伸，所以在將導體管20插入形成有用於收容加熱後的流體的收容室的收容容器內進行使用的情況下，當將導體管20安裝到收容容器內時、或取出時，電極50不會產生妨礙。
在這種結構的流體加熱裝置100中，如果通過電極50從單相交流電源40向導體管20施加單相交流電壓，則在一個導體管20中流動的電流的朝向和在另一個導體管20中流動的電流的朝向相反。由此，由各電流產生的磁通相互抵消，就能降低導體管20中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，就能提高流體加熱裝置 100的設備效率。此外，由於在導體管20的一端部20a和封閉的另一端部20b之間形成有多個流體噴出口20x，所以當使加熱後的流體分散進行利用時，可以便於使用。
11.第八實施方式
如圖21所示，第八實施方式的流體加熱裝置100的三根導體管20相互平行配置，該三根導體管20的作為流體導入側的一端部20a相互電連接。各導體管20為直管狀的圓筒管，並且是相同形狀。此外，三根導體管20在同一平面上等間隔排列。
具體地說，三根導體管20的一端部20a利用具有導電性的分流管30電連接。上述分流管30與三根導體管20的一端部20a連接，並且使流體向該三根導體管20分流。此外，在本實施方式中，導體管20和分流管30一體構成。
此外，三根導體管20的另一端部20b封閉，在導體管20中途(一端部20a和另一端部20b之間)的側壁上形成有多個流體噴出口20x。上述多個流體噴出口20x可以沿整個周向形成在導體管20的側壁上，也可以在導體管20的側壁上形成在與排列方向垂直的一個方向一側。此外，在圖21中，多個流體噴出口20x沿大體整個長邊方向從一端部20a到另一端部20b形成在側壁上，但是也可以形成為從長邊方向的一部分、例如導體管20的長邊方向中央部到另一端部20b。
由此，本實施方式的流體加熱裝置100的配管結構為：在上游側具有一個流體導入口P1，在其下游側分路為三個流道R並通過多個流體噴出口20x從各流道R噴出加熱後的流體。
12.第八實施方式的變形例
所述第四實施方式的三根導體管20在同一平面上等間隔排列，但是如圖22所示，也可以與所述第二實施方式的變形例同樣，將三根導體管20配置成位於三角形的三個頂點。
13.其他變形實施方式
另外，本發明並不限於所述第五~第八實施方式。例如，在所述第五~第八實施方式中，導體管20和分流管30一體構成，但是導體管20和分流管30也可以為不同的構件，並且通過凸緣來連接它們。
此外，在所述第五實施方式和第七實施方式中，對具有兩根導體管20的流體加熱裝置100進行了說明，但是也可以如圖23所示，具有2N根(N是2以上的整數)導體管20。另外，在圖23中，舉例說明了具有四根導體管20的流體加熱裝置100。並且，通過使分路為2N個流道的單一的分流管30與2N根導體管20的一端部20a連接來進行電連接。此外，以使與相互鄰接的另一端部20b連接的單相交流電源40的極性不同的方式，使2N根導體管20的另一端部20b與單相交流電源40的U相和V相交替連接。在圖23中，四根導體管20的另一端部20b以從上起依次為U相、V相、U相、V相的方式被連接。
由於即使是這種方式，相互鄰接的導體管20中流動的電流的朝向也相反，所以由各電流產生的磁通相互抵消，就能降低導體管20中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以提高流體加熱裝置100的設備效率。此外，通過增加導體管20的根數，可以使加熱後的流體大容量化。此外，通過在2N根導體管20上形成多個流體噴出口20x，可以增大加熱後的流體的噴出面積，由此，可以使流體擴散至大的範圍。
另外，圖23中表示了導體管20的另一端部20b封閉，在導體管20的中途形成有多個流體噴出口20x，但是也可以與所述第一實施方式同樣，不形成多個流體噴出口20x，而使導體管20的另一端部20b開口來形成流體導出口。
此外，在所述第六實施方式和第八實施方式中，對具有三根導體管20的流體加熱裝置100進行了說明，但是也可以如圖24所示，具有3N根(N是2以上的整數)導體管20。另外，圖24中， 舉例說明了具有六根導體管20的流體加熱裝置100。並且，通過使分路為3N個流道的單一的分流管30與3N根導體管20的一端部20a連接來進行電連接。此外，以與連續排列的三個另一端部20b連接的三相交流電源60的極性分別不同的方式，3N根導體管20的另一端部20b與三相交流電源60的U相、V相和W相交替連接。在圖24中，六根導體管20的另一端部20b以從上起為W相、V相、U相、W相、V相、U相的方式進行連接。
即使是這種方式，由於以與連續排列的三個另一端部20b連接的三相交流電源60的極性分別不同的方式，連接三相交流電源60的U相、V相和W相，所以連續排列的三個導體管20中流動的電流產生的磁通相互抵消，從而也能降低導體管20中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，能夠提高流體加熱裝置100的設備效率。此外，通過增加導體管20的根數，能使加熱後的流體大容量化。此外，通過在3N根導體管20上形成多個流體噴出口20x，就能增大加熱後的流體的噴出面積，由此，能使流體擴散至大的範圍。
另外，圖24中表示了導體管20的另一端部20b封閉，並在導體管20的中途形成有多個流體噴出口20x，但是也可以與所述第二實施方式同樣，不形成多個流體噴出口20x，而使導體管20的另一端部20b開口來形成流體導出口。
此外，當像所述第七實施方式和第八實施方式的流體加熱裝置100那樣、在導體管20上形成有多個流體噴出口20x時，如圖25和圖26所示，流體加熱裝置100也可以具有形成有收容室的保溫容器80，該保溫容器80用於收容從導體管20的流體噴出口20x噴出的、加熱後的流體，並進行保溫。具體地說，以貫通保溫容器8的左右側壁801、802的方式插入設置有導體管20。此時，在被插入保溫容器80的左右側壁801、802的狀態下，在導體管20上位於該左右側壁801、802之間即位於保溫容器80的密閉的內 部空間的部分上形成有多個流體噴出口20x。此外，在導體管20插入保溫容器80的狀態下，與該導體管20連接的電極50位於保溫容器80的外側。此外，上述電極50像所述第三實施方式那樣、為半圓筒形狀。由此，僅通過在保溫容器80的左右側壁801、802上形成用於使導體管20通過的孔，就可以簡單地裝拆設置有電極50的導體管20。即，當將導體管20插入安裝在保溫容器80時、或將導體管20從保溫容器80抽出而取出時，可以防止電極50與左右側壁801、802發生干擾而產生妨礙。此外，連接於導體管20的單相交流電源40設置於電源室PR內，所述電源室PR設置於所述保溫容器80的外部。這樣，設置在與保溫容器80不同空間的單相交流電源40通過電線與導電管20的電極50電連接。
收容在上述保溫容器80內的加熱後的流體從設置在保溫容器80內的流體導出口(未圖示)向外部導出而被利用。另外，如上所述，對收容室由保溫容器形成的情況進行了說明，此外，收容室也可以由加熱容器形成，該加熱容器具有用於對在導體管20中加熱後的流體進一步加熱的加熱機構，也可以由溫度調節容器形成，該溫度調節容器具有用於對加熱後的流體進行溫度調節的溫度調節功能。此外，導體管20除了插入設置在收容室之外，還可以插入設置在用於通過加熱後的流體處理被處理物的處理室。這裏，考慮被處理物是通過傳送帶等傳送機構連續地傳送到所述處理室。
此外，在所述第五~第八實施方式中，多個導體管20的一端部20a與單一的分流管30連接且流體導入口P1為一個，但是如圖27所示，多個導體管20的一端部20a也可以分別開口而具有多個流體導入口P1。在這種情況下，利用導電性構件90將多個導體管20的一端部20a電連接。
此外，如圖28所示，可以通過使多個要素配管20m串聯來構成導體管20。在這種情況下，在各要素配管20m上設置有用於與 其他要素配管20m連接的凸緣部等連接部。由此，通過連接多個要素配管20m，就能構成具有所希望長度的流道的流體加熱裝置100。
進而，如圖29所示，也可以在導體管20中途(一端部20a和另一端部20b之間)的側壁上設置多個流體噴嘴201。上述多個流體噴嘴201可以沿整個周向形成在導體管20的側壁上，也可以在導體管20的側壁上形成在與排列方向垂直的一個方向一側。此外，在圖29中，多個流體噴嘴201從一端部20a到另一端部20b等間隔地設置在側壁上，但是並不限於此。另外，圖29中表示了應用於像所述第五實施方式那樣、具有兩根導體管20的流體加熱裝置100的情況，此外，也可以應用於像所述第六實施方式那樣、具有三根導體管20的流體加熱裝置100，還可以應用於像所述第七、第八實施方式那樣、具有另一端部20b被封閉的導體管20的流體加熱裝置100。進而，可以應用於具有2N根或3N根(N是2以上的整數)的導體管20的流體加熱裝置100。由此，如果具有流體噴嘴201，則能夠通過配合用途來選擇流體噴嘴201，利用該流體噴嘴將加熱後的流體噴出到確定的規定噴射範圍。
14.第九實施方式
第九實施方式的流體加熱裝置100結構如下：向在內部形成有供被加熱流體流動的流道R、且由導電性材料構成的流道形成件2施加交流電壓來直接通電，通過利用由流道形成件2的內部電阻產生的焦耳熱來加熱流道形成件2，對在所述流道R內流動的被加熱流體進行加熱。
如圖30所示，本實施方式的流道形成件2由大體圓筒直管狀的管形成。由此，流道R為直線狀的一個流道。此外，流道形成件2由比銅電阻大的導電性材料構成，例如可以由不銹鋼或鈦等形成。另外，在流道形成件2的流道一端部2a側的作為一端開口的第一流通口P1上形成有凸緣部21，能夠與外部配管連接。同 樣，在流道形成件2的流道另一端部2b側的作為另一端開口的第二流通口P2上形成有凸緣部21，能夠與外部配管連接。
並且，在流道形成件2上、且在流道形成件2的沿流道R的流道方向大體四等分的位置上連接有五個電極3z。上述五個電極3z中的兩個與流道一端部2a和流道另一端部2b連接。上述電極3z與單相交流電源的輸出端子連接，並且以與相互鄰接的電極3z連接的單相交流電源的極性不同的方式，交替連接單相交流電源的U相和V相。具體地說，以從位於最靠流道一端部2a側的電極3z起依次成為U相、V相、U相、V相、U相的方式進行連接。另外，與電極3z連接的單相交流電源的U相和V相的順序並不限於圖30所示的方式，U相和V相也可以相反。
在此，電極3z的數量並不限於五個，只要連接在流道形成件2中與沿流道R的流道方向2n等分(n是1以上的整數)的位置即可。例如像本實施方式那樣，在流道一端部2a和流道另一端部2b分別連接有電極3z的情況下，只要連接2n+1個電極3z即可。
此外，在流道形成件2中途(一端部2a和另一端部2b之間)的外側周面上設置有多個流體噴出口22。以在流道形成件2的外側周面上朝向與流道方向垂直的一個方向一側(圖30中為下方)的方式，在各電極3z之間配置有相同個數的上述流體噴出口22。在本實施方式中，在各電極3z之間分別配置有四個流體噴出口22。此外，在本實施方式的各流體噴出口22上安裝有流體噴嘴24。另外，流體噴出口22可以沿整個周向形成在流道形成件2的外側周面上。此外，本實施方式的流體噴出口22沿大體整個長邊方向從流道一端部2a到流道另一端部2b形成在流道形成件2的外側周面上，但是也可以形成於從長邊方向的一部分、例如流道形成件2的長邊方向中央部到另一端部2b。
在此，對流體加熱裝置100中被加熱流體的流動進行說明。被加熱流體從與流道R連通的流道形成件2的第一流通口P1流 入，在流道形成件2內部的流道R內邊被加熱邊流動，並到達與流道R連通的流道形成件2的第二流通口P2。加熱後的流體的一部分在上述第一流通口P1到第二流通口P2之間，通過流體噴出口22和流體噴嘴24向流體加熱裝置100的外部噴出。此外，也可以封閉第一流通口P1或第二流通口P2中的一個，而使被加熱流體從第一流通口P1或第二流通口P2中的另一個流入，並且使加熱後的全部流體從流體噴出口22和流體噴嘴24向外部噴出。進而，也可以使被加熱流體從第一流通口P1和第二流通口P2的兩者流入，並且使加熱後的全部流體從流體噴出口22和流體噴嘴24向外部噴出。另外，作為被加熱流體的一個例子，可以認為流入流道形成件2的被加熱流體是飽和水蒸氣或過熱水蒸氣，從流道形成件2流出的加熱後的流體是過熱水蒸氣。但是，被加熱流體並不限於特定的流體，只要配合流體加熱裝置100的用途適當地選擇即可。
在這種結構的流體加熱裝置100中，由於如果從單相交流電源通過各電極3z向流道形成件2施加單相交流電壓，則在相互鄰接的電極3z之間流動的電流的相位相反，所以由各電流產生的磁通相互抵消，可以降低流道形成件2中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，能夠有效地對被加熱流體進行加熱，從而能夠提高流體加熱裝置100的設備效率。
15.第九實施方式的變形例
另外，第九實施方式的流體加熱裝置100的結構並不限於流道形成件2僅由一個直線部形成，也可以具有多個直線部。具體地說，如圖31所示，可以具有例如三個直線部25，該直線部25在外側周面上設置有多個流體噴出口22。具體地說，三個直線部25在流道另一端部2b側由具有導電性的連接部26連接，由直線部25和連接部26構成流道形成件2。即，上述流體加熱裝置100的配管結構為在流道一端部2a側具有三個第一流通口P1，在流道 另一端部2b側具有一個第二流通口P2。上述連接部26在被加熱流體從流道一端部2a向流道另一端部2b流動的情況下，使三個流道合流為一個流道，並且在被加熱流體從流道另一端部2b向流道一端部2a流動的情況下，使一個流道分流為三個流道。
這樣，即使在具有多個直線部25的情況下，優選的是，也在將流道形成件2的從流道一端部2a到流道另一端部2b之間沿流道R的流道方向2n等分的位置上配置電極3z。例如在圖31的流體加熱裝置100的情況下，各直線部25大體平行地配置在同一平面上。此外，當沿直線部25的排列方向(圖31中為從下方)觀察時，電極3z連接在沿流道R的流道方向大體4等分的位置上。進而，連接在直線部25上的多個電極3z與和鄰接的直線部25連接的電極3z沿流道R的流道方向分別連接在大體相同的位置上。另外，直線部25並不限於三個，可以是兩個，也可以是四個以上。此外，各直線部25也可以配置成例如放射狀等、而不是配置成大體平行。
16.第十實施方式
第十實施方式的流體加熱裝置100改變電極3z的配置，並且將與電極3z連接的電源從單相交流電源改變為三相交流電源。另外，流體加熱裝置100的配管結構與第一實施方式相同。
如圖32所示，本實施方式的流體加熱裝置100在流道形成件2的沿流道R的流道方向大體六等分的位置上連接有七個電極3z。上述七個電極3z中的兩個與流道一端部2a和流道另一端部2b連接。上述電極3z與三相交流電源的輸出端子連接，並且以與連續排列的三個電極3z連接的三相交流電源的極性分別不同的方式，交替連接三相交流電源的U相、V相和W相。具體地說，以從位於最靠流道一端部2a側的電極3z起依次為U相、V相、W相、U相、V相、W相、U相的方式進行連接。另外，與電極3z連接的三相交流電源的U相、V相和W相的順序並不限於圖32的方式，只要以與連續排列的三個電極3z連接的三相交流電源的 極性分別不同的方式與流道形成件2連接即可。
在此，電極3z的數量並不限於七個，只要連接在流道形成件2的沿流道R的流道方向3n等分(n是1以上的整數)的位置上即可。例如像本實施方式那樣，在流道一端部2a和流道另一端部2b分別與電極3z連接的情況下，只要連接3n+1個即可。
此外，在流道形成件2中途(一端部2a和另一端部2b之間)的外側周面上設置有多個流體噴出口22。以朝向流道形成件2外側周面的與流道方向垂直的一個方向一側(圖32中為下方)的方式，在各電極3z之間分別配置有四個本實施方式的流體噴出口22。進而，在本實施方式的各流體噴出口22上安裝有沿流體噴出口22的開口方向延伸的流體噴嘴24。另外，流體噴出口22也可以沿整個周向形成在流道形成件2的外側周面上。此外，本實施方式的流體噴出口22沿大體整個長邊方向從流道一端部2a到流道另一端部2b形成在流道形成件2的外側周面上，但是也可以形成於從長邊方向的一部分、例如流道形成件2的長邊方向中央部到另一端部2b。此外，流體噴出口22的數量並不限於本實施方式的數量，只要配合流體加熱裝置100的用途配置適當數量的流體噴出口22即可。
上述流體加熱裝置100中被加熱流體的流動與所述第一實施方式相同。此外，可以封閉第一流通口P1或第二流通口P2的一個，使被加熱流體從第一流通口P1或第二流通口P2的另一個流入，並且使加熱後的全部流體從流體噴出口22和流體噴嘴24向外部噴出。進而，也可以使被加熱流體從第一流通口P1和第二流通口P2這兩者流入，並且使加熱後的全部流體從流體噴出口22和流體噴嘴24向外部噴出。
在這種結構的流體加熱裝置100中，由於如果通過各電極3z從三相交流電源向流道形成件2施加三相交流電壓，則在連續排列的三個電極3z之間流動的電流的相位分別相互相差120°，所以 由各電流產生的磁通相互抵消，可以降低流道形成件2中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以有效地對被加熱流體進行加熱，從而可以提高流體加熱裝置100的設備效率。
17.第十實施方式的變形例
另外，第十實施方式的流體加熱裝置100的結構並不限於流道形成件2僅由一個直線部25形成，也可以具有多個直線部25。具體地說，如圖33所示，例如可以具有3個直線部25，上述直線部25在外側周面上設有多個流體噴出口22。另外，上述方式的流體加熱裝置100的配管結構與圖31所示的配管結構相同，與圖31的流體加熱裝置100相同或相應的結構採用相同的附圖標記。由此，即使在具有多個直線部25的情況下，優選的是，也在流道形成件2的從流道一端部2a到流道另一端部2b之間、沿流道R的流道方向3n等分的位置上配置電極3z。例如在圖33的流體加熱裝置100的情況下，各直線部25大體平行地配置在同一平面上，當沿各直線部25的排列方向(圖33中是從下方)觀察時，在沿流道R的流道方向大體六等分的位置上連接有電極3z。
18.第十一實施方式
如圖34所示，第十一實施方式的流體加熱裝置100結構如下：向在內部形成有供被加熱流體流動的流道R、且由導電性材料構成的流道形成件2施加交流電壓來直接通電，通過利用由流道形成件2的內部電阻產生的焦耳熱來加熱流道形成件2，對在所述流道R內流動的被加熱流體進行加熱。
本實施方式的流道形成件2具有：六個直線部25，形成相互大體平行配置的直線狀的流道；以及五個折返部27，連接相互鄰接的直線部25的端部而形成彎折的一個流道R。在此，本實施方式的六個直線部25以在同一平面上分別相互大體平行的方式等間隔配置，並且是大體相同的長度。此外，折返部27構成為形或U形，並且各直線部25的一個端部和另一個端部分別與不同的直 線部25連接。另外，在流道形成件2的流道一端部2a所構成的第一流通口P1上形成有凸緣部21，能夠與外部配管連接。同樣，在流道形成件2的流道另一端部2b所構成的第二流通口P2上形成有凸緣部21，能夠與外部配管連接。
並且，如圖34所示，在流道形成件2上，流道一端部2a、流道另一端部2b和一部分的折返部27與電極3z連接。上述電極3z被連接成：沿流道R的流道方向形成相互鄰接的電極3z之間的流道R的直線部25為偶數個、在本實施方式中為兩個。因此，在本實施方式中，流道一端部2a、流道另一端部2b、以及平面觀察位於流道一端部2a和流道另一端部2b側的兩個折返部27的四個部位上連接有電極3z。
此外，電極3z與單相交流電源的輸出端子連接，並且以與相互鄰接的電極3z連接的單相交流電源的極性不同的方式，交替連接單相交流電源的U相和V相。具體地說，連接成從位於最靠流道一端部2a側的電極3z起依次為V相、U相、V相、U相。另外，與電極3z連接的單相交流電源的U相和V相的順序並不限於圖34所示的方式，U相和V相也可以相反。
此外，在流道形成件2中途(一端部2a和另一端部2b之間)的外側周面上設置有多個流體噴出口22。以在流道形成件2外側周面的朝向與流道方向垂直的一個方向一側(圖34中為下方)的方式，在各直線部25上分別配置有四個本實施方式的流體噴出口22。進而，在本實施方式的各流體噴出口22上安裝有流體噴嘴24。另外，流體噴出口22也可以沿整個周向形成在流道形成件2的外側周面上。此外，本實施方式的流體噴出口22沿大體整個長邊方向從流道一端部2a到流道另一端部2b形成在流道形成件2的外側周面上，但是也可以形成於長邊方向的一部分、例如流道形成件2的長邊方向中央部到另一端部2b。
在此，本實施方式的流體加熱裝置100可以封閉第一流通口 P1或第二流通口P2的一個，而使被加熱流體從第一流通口P1或第二流通口P2的另一個流入，並且將加熱後的全部流體從流體噴出口22和流體噴嘴24向外部噴出。此外，也可以使被加熱流體從第一流通口P1和第二流通口P2兩者流入，並且使加熱後的全部流體從流體噴出口22和流體噴嘴24向外部噴出。此外，如圖34所示，當一個或多個折返部27與用於使被加熱流體流入流道R內的中間配管部28連接時，可以封閉第一流通口P1和第二流通口P2兩者，使被加熱流體從中間配管部28流入，並且使加熱後的全部流體從流體噴出口22和流體噴嘴24向外部噴出。另外，可以考慮在所述的中間配管部28上設置止回閥或流量調整閥。
在這種結構的流體加熱裝置100中，由於如果通過各電極3z從單相交流電源向流道形成件2施加單相交流電壓，則在相互鄰接的直線部25之間流動的電流的相位彼此相反，所以由各電流產生的磁通相互抵消，可以降低流道形成件2中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以有效地對被加熱流體進行加熱，從而可以提高流體加熱裝置100的設備效率。
19.第十二實施方式
第十二實施方式的流體加熱裝置100改變電極3z的配置，並且將與電極3z連接的電源從單相交流電源改變為三相交流電源。另外，流體加熱裝置100的配管結構與第三實施方式相同。
如圖35所示，本實施方式的流體加熱裝置100在流道形成件2上，流道一端部2a、流道另一端部2b和全部的折返部27與電極3z連接。另外，並不必是全部的折返部27與電極3z連接，也可以是一部分的折返部27與電極3z連接。
此外，各電極3z與三相交流電源的輸出端子連接，並且以與連續排列的三個電極3z連接的三相交流電源的極性分別不同的方式，交替連接三相交流電源的U相、V相和W相。具體地說，連接成從位於最靠流道一端部2a側的電極3z起依次為U相、W相、 V相、U相、W相、V相、U相。另外，與電極3z連接的三相交流電源的U相、V相和W相的順序並不限於圖35所示的方式，只要以與連續排列的三個電極3z連接的三相交流電源的極性分別不同的方式與流道形成件2連接即可。
此外，在流道形成件2中途(一端部2a和另一端部2b之間)的外側周面上設置有多個流體噴出口22。以朝向流道形成件2外側周面的與流道方向垂直的一個方向一側(圖35中為下方)的方式，在各直線部25上分別配置有五個本實施方式的流體噴出口22。進而，在本實施方式的各流體噴出口22上安裝有沿流體噴出口22開口方向延伸的流體噴嘴24。另外，流體噴出口22可以沿整個周向形成在流道形成件2的外側周面上。此外，本實施方式的流體噴出口22沿大體整個長邊方向從流道一端部2a到流道另一端部2b形成流道形成件2的外側周面上，但是也可以形成於長邊方向的一部分、例如從流道形成件2的長邊方向中央部到另一端部2b。
在此，本實施方式的流體加熱裝置100可以封閉第二流通口P2，使被加熱流體從流道形成件2的第一流通口P1流入，並且使加熱後的流體從流體噴出口22噴出，也可以使被加熱流體從流道形成件2的第一流通口P1和第二流通口P2這兩者流入，並且使加熱後的流體從流體噴出口22噴出。此外，如圖35所示，當在一個或多個折返部27上具有用於使被加熱流體進一步流入的凸緣部28時，可以封閉第一流通口P1和第二流通口P2兩者，並且使加熱後的流體從流體噴出口22噴出。
另外，所述凸緣部28優選設置有止回閥或設置有流量調整閥等。
在這種結構的流體加熱裝置100中，由於如果通過各電極3z從三相交流電源5向流道形成件2施加三相交流電壓，則在連續排列的三個直線部25之間流動的電流的相位分別相互相差120°， 所以由各電流產生的磁通相互抵消，可以降低流道形成件2中產生的阻抗並改進電路功率因數。因此，可以有效地對被加熱流體進行加熱，從而可以提高流體加熱裝置100的設備效率。
20.第十二實施方式的變形例
另外，本發明並不限於所述第十~十二實施方式。例如，可以在各電極3z之間設置電力控制裝置，能夠控制向電極3z施加的電力。由此，就能單獨控制每個電極3z之間的流道形成件2的溫度，從而可以有效地使被加熱流體成為所希望的狀態。
此外，可以不在流體噴出口22上安裝流體噴嘴24，而從流體噴出口22直接噴出加熱後的流體。在這種情況下，流體噴出口22的形狀可以是大體圓形，也可以是細長的縫隙狀等。由此，可以配合流體加熱裝置100的用途適當地選擇流體噴出口22的形狀、流道形成件2的配置場所或流體噴嘴24的有無等。
此外，利用凸緣部21連接兩個流道形成件2而使它們單元化，使得兩個流道形成件2的流道R連通，並且設置在兩個流道形成件2上的電極3z位於內側，從而構成流體加熱裝置100。
此外，本發明並不限於所述第一~第十二實施方式，可以在不脫離本發明的宗旨的範圍內能夠進行各種變形。
100‧‧‧流體加熱裝置
2‧‧‧流道形成件(管)
3‧‧‧第一供電構件
4‧‧‧第二供電構件
5‧‧‧電源
31‧‧‧第一電極
32‧‧‧第一電線
41‧‧‧第二電極
42‧‧‧第二電線
2a‧‧‧端部
2b‧‧‧端部
R‧‧‧流道

Claims (14)

  1. 一種流體加熱裝置，向在內部有流體流動的導體管施加交流電壓來通電加熱，對在所述導體管內流動的流體進行加熱；所述流體加熱裝置的特徵在於：2N根所述導體管配置成相互平行，所述N是1以上的整數；所述2N根導體管的一端部相互電連接，所述2N根導體管的另一端部以與相互鄰接的另一端部連接的單相交流電源的極性不同的方式交替連接單相交流電源的U相和V相；所述導體管的另一端部封閉，並且在所述導體管的中途形成有多個流體噴出口；從所述流體噴出口噴出所述流體。
  2. 一種流體加熱裝置，向在內部有流體流動的導體管施加交流電壓來通電加熱，對在所述導體管內流動的流體進行加熱；所述流體加熱裝置的特徵在於：2N根所述導體管配置成相互平行，所述N是1以上的整數；所述2N根導體管的一端部相互電連接，所述2N根導體管的另一端部以與相互鄰接的另一端部連接的單相交流電源的極性不同的方式交替連接單相交流電源的U相和V相；在所述導體管的中途設置有一個或多個流體噴嘴；從所述流體噴嘴噴出所述流體。
  3. 如請求項1或2所記載之流體加熱裝置，其中所述流體加熱裝置具有分流管，所述分流管具有導電性，所述分流管與所述2N根導體管的一端部連接並且使所述流體分流到所述2N根導體管，利用所述分流管來電連接所述2N根導體管。
  4. 如請求項1或2所記載之流體加熱裝置，其中所述導體管插入設置在收容室或處理室內，所述收容室用於收容加熱後的流體，所述處理室用於通過加熱後的流體處理被處理物。
  5. 如請求項4所記載之流體加熱裝置，其中連接於所述導體管的單相交流電源設於與所述收容室或所述處理室不同的空間。
  6. 如請求項1或2所記載之流體加熱裝置，其中與所述導體管的另一端部連接的電極是沿著所述導體管的外側周面延伸的形狀。
  7. 如請求項6所記載之流體加熱裝置，其中所述導體管為圓管狀，所述電極為部分圓筒形狀。
  8. 一種流體加熱裝置，向在內部有流體流動的導體管施加交流電壓來通電加熱，對在所述導體管內流動的流體進行加熱；所述流體加熱裝置的特徵在於：3N根所述導體管配置成相互平行，所述N是1以上的整數；所述3N根導體管的一端部相互電連接，所述3N根導體管的另一端部以與連續排列的三個另一端部連接的三相交流電源的極性分別不同的方式交替連接三相交流電源的U相、V相和W相； 所述導體管的另一端部封閉，並且在所述導體管的中途形成有多個流體噴出口；從所述流體噴出口噴出所述流體。
  9. 一種流體加熱裝置，向在內部有流體流動的導體管施加交流電壓來通電加熱，對在所述導體管內流動的流體進行加熱；所述流體加熱裝置的特徵在於：3N根所述導體管配置成相互平行，所述N是1以上的整數；所述3N根導體管的一端部相互電連接，所述3N根導體管的另一端部以與連續排列的三個另一端部連接的三相交流電源的極性分別不同的方式交替連接三相交流電源的U相、V相和W相；在所述導體管的中途設置有一個或多個流體噴嘴；從所述流體噴嘴噴出所述流體。
  10. 如請求項8或9所記載之流體加熱裝置，其中所述流體加熱裝置具有分流管，所述分流管具有導電性，所述分流管與所述3N根導體管的一端部連接並且使所述流體分流到所述3N根導體管，利用所述分流管來電連接所述3N根導體管。
  11. 如請求項8或9所記載之流體加熱裝置，其中所述導體管插入設置在收容室或處理室內，所述收容室用於收容加熱後的流體，所述處理室用於通過加熱後的流體處理被處理物。
  12. 如請求項11所記載之流體加熱裝置，其中連接於所述導體管的三相交流電源設於與所述收容室或所述處理室不同的空間。
  13. 如請求項8或9所記載之流體加熱裝置，其中與所述導體管的另一端部連接的電極是沿著所述導體管的外側周面延伸的形狀。
  14. 如請求項13所記載之流體加熱裝置，其中所述導體管為圓管狀，所述電極為部分圓筒形狀。
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