(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体が流れる導体管に交流電圧を印加して通電加熱し、前記導体管内を流れる流体を加熱する流体加熱装置であって、
１つの導体管又は電気的に互いに接続された複数の導体管からなる流体加熱部を備えており、前記流体加熱部のインピーダンス値を偶数等分して形成される偶数個の分割要素の両端部に交流電源からの交流電圧を印加するとともに、
前記偶数個の分割要素が、前記導体管を螺旋状に巻回して構成された互いに同心円状に配置された偶数の導体管層であり、
前記偶数の導体管層それぞれのインピーダンス値が互いに略等しくなるように構成されており、
前記偶数の導体管層の両端部に交流電圧を印加して前記導体管層に流れる電流が互いに逆向きとされて、前記偶数の導体管層それぞれに生じる磁束が全体として打ち消し合うように構成されている流体加熱装置。
【請求項２】
前記偶数の導体管層が、互いに隣接する導体管層の巻き方向が互いに逆方向となるように配置されており、
前記各導体管層の一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧が印加され、前記各導体管層の他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧が印加される請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項３】
前記偶数の導体管層が、互いに隣接する導体管層の巻き方向が同一方向となるように配置されており、
互いに隣接する導体管層のうち一方の導体管層の一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧が印加されるとともに、当該一方の導体管層の他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧が印加され、
前記互いに隣接する導体管層のうち他方の導体管層の他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧が印加されるとともに、当該他方の導体管層の一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧が印加される請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項４】
前記偶数の導体管層が、互いに隣接する導体管層の巻き方向が同一方向となるように連続して巻回されており、
前記各導体管層の一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧が印加され、前記各導体管層の他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧が印加される請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項５】
前記偶数の導体管層が、互いに隣接する導体管層の巻き方向が同一方向となるように配置されており、
前記偶数の導体管層を電気的に直列となるように接続するとともに、直列接続された偶数の導体管層の一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧が印加され、直列接続された偶数の導体管層の他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧が印加される請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項６】
螺旋状に巻回された導体管層の巻芯中空部及び導体管層の外側の少なくとも一方に磁気回路用磁性体が設けられている請求項１乃至５の何れかに記載の流体加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体加熱装置としては、特許文献１に示すように、中空導体管を通電加熱して、当該導体管の内部を流れる流体を加熱して加熱流体を発生するものがある。この流体加熱装置では、導体管の両端部に設けた電極から交流電圧が印加されて、導体管の側壁に交流電流が流れることにより、導体管の内部抵抗により発生するジュール熱によって導体管が自己発熱する。この導体管の自己発熱によって、当該導体管を流れる流体が加熱される。
【０００３】
しかしながら、導体管の両端部に交流電圧を印加するものでは、導体管が有するインダクタンスによって電圧降下が生じ、当該導体管に交流電圧を印加する回路の力率が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８６４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、内部に流体が流れる導体管に交流電圧を印加して通電加熱する流体加熱装置において、回路力率を改善して設備効率を向上させることをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明に係る流体加熱装置は、内部に流体が流れる導体管に交流電圧を印加して通電加熱し、前記導体管内を流れる流体を加熱する流体加熱装置であって、１つの導体管又は電気的に互いに接続された複数の導体管からなる流体加熱部を備えており、前記流体加熱部のインピーダンス値を偶数等分して形成される偶数個の分割要素の両端部に交流電源からの交流電圧を印加するとともに、前記分割要素に流れる電流が互いに逆向きとされて、偶数個の分割要素それぞれに生じる磁束が全体として打ち消し合うように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、流体加熱部のインピーダンス値を偶数に略等分して形成される複数の分割要素それぞれに流れる電流が互いに逆向きとされて、全体として打ち消し合うように構成されているので、導体管が有するインダクタンスによる電圧降下を抑制して力率を改善することができる。したがって、流体加熱装置の設備効率を向上させることができる。
【０００８】
前記導体管の具体的な実施の態様としては、前記導体管が螺旋状に巻回されていることが望ましい。これならば、以下に示すように、種々の構成により、インダクタンスによる電圧降下を抑制して力率を改善することができる。
【０００９】
前記偶数個の分割要素が、前記導体管を螺旋状に巻回して構成された偶数の導体管層であり、前記複数の導体管層それぞれのインピーダンス値が互いに略等しくなるように構成されており、前記偶数の導体管層が、互いに隣接する導体管層の巻き方向が互いに逆方向となるように同心円状に配置されており、前記各導体管層の一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧が印加され、前記各導体管層の他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧が印加されることが望ましい。これならば、偶数の導体管層の全てにおいて一端側を一方の極性に接続し、他端側を他方の極性に接続すればよいので、回路構成を簡単にすることができる。
【００１０】
前記偶数個の分割要素が、前記導体管を螺旋状に巻回して構成された偶数の導体管層であり、前記複数の導体管層それぞれのインピーダンス値が互いに略等しくなるように構成されており、前記偶数の導体管層が、互いに隣接する導体管層の巻き方向が同一方向となるように同心円状に配置されており、互いに隣接する導体管層のうち一方の導体管層の一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧が印加されるとともに、当該一方の導体管層の他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧が印加され、前記互いに隣接する導体管層のうち他方の導体管層の他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧が印加されるとともに、当該他方の導体管層の一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧が印加されることが望ましい。このような構成のものであっても、インダクタンスによる電圧降下を抑制して力率を改善することができる。
【００１１】
前記偶数個の分割要素が、前記導体管を螺旋状に巻回して構成された偶数の導体管層であり、前記複数の導体管層それぞれのインピーダンス値が互いに略等しくなるように構成されており、前記偶数の導体管層が、互いに隣接する導体管層の巻き方向が同一方向となるように同心円状に連続して巻回されており、前記各導体管層の一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧が印加され、前記各導体管層の他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧が印加されることが望ましい。これならば、１つの導体管を多重に巻回して１つの構成要素により流体加熱部を構成することができ、部品点数を削減し、取り扱いを容易にすることができる。
【００１２】
また、本発明に係る流体加熱装置は、内部に流体が流れる導体管に交流電圧を印加して通電加熱し、前記導体管内を流れる流体を加熱する流体加熱装置であって、１つの導体管又は電気的に互いに接続された複数の導体管からなる流体加熱部を備えており、前記流体加熱部のインピーダンス値を偶数等分して形成される偶数個の分割要素を、当該分割要素に流れる電流が互いに逆向きとなり、偶数個の分割要素それぞれに生じる磁束が全体として打ち消し合うように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
このようなものであれば、流体加熱部のインピーダンス値を偶数に略等分して形成される複数の分割要素それぞれに流れる電流が互いに逆向きとされて、全体として打ち消し合うように構成されているので、導体管が有するインダクタンスによる電圧降下を抑制して力率を改善することができる。したがって、流体加熱装置の設備効率を向上させることができる。
【００１４】
前記偶数個の分割要素が、前記導体管を螺旋状に巻回して構成された偶数の導体管層であり、前記複数の導体管層それぞれのインピーダンス値が互いに略等しくなるように構成されており、前記偶数の導体管層が、互いに隣接する導体管層の巻き方向が同一方向となるように同心円状に配置されており、前記偶数の導体管層を電気的に直列となるように接続するとともに、直列接続された偶数の導体管層の一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧が印加され、直列接続された偶数の導体管層の他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧が印加されることが望ましい。これならば、直列接続された偶数の導体管層の一端側及び他端側に交流電源を接続すればよく、回路構成を簡単化することができる。
【００１５】
螺旋状に巻回された導体管層の巻芯中空部及び導体管層の外側の少なくとも一方に磁気回路用磁性体が設けられていることが望ましい。これならば、導体管層を通電することにより生じる磁束を磁性体に沿って通すことができ、各導体管層を通電することにより生じる磁束を互いに打ち消し易くすることができる。
【００１６】
導体管は螺旋状をなすものに限られず、前記導体管が直管状をなすものであっても良い。これならば、導体管の構成を極めて簡単にすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
このように構成した本発明によれば、内部に流体が流れる導体管に交流電圧を印加して通電加熱する流体加熱装置において、回路力率を改善して設備効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る流体加熱装置の構成を模式的に示す図。
【図２】同実施形態における流体加熱装置の流体加熱部の構成を示す図。
【図３】同実施形態における流体加熱装置の流体加熱部の構成を示す図。
【図４】同実施形態における流体加熱装置の流体加熱部の構成を示す図。
【図５】同実施形態における流体加熱装置の流体加熱部の構成を示す図。
【図６】１層巻の螺旋状コイル試験の回路構成及び試験結果を示す図。
【図７】２層巻の螺旋状コイル試験の回路構成及び試験結果を示す図。
【図８】２段２層巻の螺旋状コイル試験の回路構成及び試験結果を示す図。
【図９】直管状導体管試験の回路構成及び試験結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明に係る流体加熱装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
本実施形態に係る流体加熱装置１００は、図１に示すように、内部に流体が流れる中空の導体管２に交流電源４からの交流電圧を印加して直接通電し、導体管２の内部抵抗により発生するジュール熱によって導体管２を加熱することにより、当該導体管２を流れる流体を加熱するものである。
【００２１】
具体的にこのものは、１つの導体管２又は電気的に互いに接続された複数の導体管２からなる流体加熱部３を備えている。
【００２２】
この流体加熱部３は、図２〜図５に示すように種々の構成とすることができる。
【００２３】
図２に示す流体加熱部３は、交流電源４を含む交流回路により電気的に接続された２つの導体管２から構成されるものであり、流体加熱部３全体のインピーダンス値を偶数等分して形成される偶数個（本実施形態では２個）の分割要素３ａ、３ｂの両端部に交流電源４からの交流電圧が印加される。
【００２４】
各分割要素３ａ、３ｂは、加熱対象の流体が流入又は流出する流体出入口２Ｐｘ、２Ｐｙを両端に有する導体管２を螺旋状に巻回して構成された導体管層である。そして、２つの分割要素である２つの導体管層３ａ、３ｂのインピーダンス値は、巻回数、管長、管径、肉厚、巻径及び巻高さを調整して、互いに略等しくなるように構成されている。本実施形態では、各導体管層３ａ、３ｂを構成する導体管２の管径及び肉厚及び巻回数等を同一にすることによって構成されている。
【００２５】
また、導体管２は、１巻き毎に絶縁物又は空隙によって絶縁される。例えば、外側周面に絶縁層を設ける等の絶縁加工が施された導体管２を用いることが考えられる。あるいは、数回巻き毎にブロック分けして、各ブロック毎に絶縁するように構成しても良い。なお、前記ブロック数は、導体管２に流れる電流値によって決定する。
【００２６】
そして、２個の導体管層３ａ、３ｂは、それぞれの巻き方向が互いに逆方向となるように同心円状に２層に配置されている。なお、導体管層が４以上の偶数個の場合には、互いに隣接する導体管層の巻き方向が互いに逆方向となるように同心円状に配置される。ここで、内側の導体管層３ａの巻芯中空部及び外側の導体管層３ｂの外側の少なくとも一方に磁気回路用磁性体を設けることが望ましい。
【００２７】
このように構成された流体加熱部３において、各導体管層３ａ、３ｂを構成する導体管２の流体出入口２Ｐｘ、２Ｐｙが、一端側（図２では上端側）及び他端側（図２では下端側）に位置する構成となる。なお、流体出入口２Ｐｘ、２Ｐｙは、外部の配管を接続するためのフランジ部を有する。
【００２８】
そして、この流体加熱部３において、各導体管層３ａ、３ｂの一端側（図２では上端側）に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧（図２ではプラス電圧）が印加され、各導体管層３ａ、３ｂの他端側（図２では下端側）に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧（図２ではマイナス電圧）が印加される。
【００２９】
つまり、各導体管層３ａ、３ｂを構成する導体管２における一端側の流体出入口２Ｐｘを構成する一端部又はその近傍に、交流電源４からの交流電圧の一方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続される。また、各導体管層３ａ、３ｂを構成する導体管２における他端側の流体出入口２Ｐｙを構成する他端部又はその近傍に、交流電源４からの交流電圧の他方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続される。
【００３０】
このように各導体管層３ａ、３ｂに交流電圧を印加することによって、各導電体層３ａ、３ｂに流れる電流が互いに逆向きとなり、一方の導体管層３ａを通電した際に生じる磁束と、他方の導体管層３ｂを通電した際に生じる磁束とが互いに逆向きとなり、互いに打ち消し合うことになる。
【００３１】
図３に示す流体加熱部３は、上述した図２等の流体加熱部３に対して、２つの分割要素である導電体層３ａ、３ｂの構成は同じであるが、各導電体層３ａ、３ｂの巻き方向の向き及び交流電圧の印加方法が異なる。
【００３２】
つまり、２個の導体管層３ａ、３ｂが、それぞれの巻き方向が互いに同一方向となるように同心円状に２層に配置されている。なお、導体管層が４以上の偶数個の場合も同様にそれぞれの巻き方向が互いに同一方向となるように同心円状に配置される。
【００３３】
このように構成された流体加熱部３において、２つの導体管層３ａ、３ｂのうち一方の導体管層３ａの一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧（図３ではプラス電圧）が印加され、一方の導体管層３ａの他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧（図３ではマイナス電圧）が印加される。また、２つの導体管層３ａ、３ｂのうち他方の導体管層３ｂの他端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧（図３ではプラス電圧）が印加され、他方の導体管層３ｂの一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧（図３ではマイナス電圧）が印加される。つまり、一方の導体管層３ａの一端側と他方の導体管層３ｂの他端側とは同一極性の電圧が印加され、一方の導体管層３ａの他端側と他方の導体管層３ｂの一端側とは同一極性の電圧が印加される。
【００３４】
つまり、一方の導体管層３ａを構成する導体管２の一端側の流体出入口２Ｐｘを構成する一端部又はその近傍に、交流電源４からの交流電圧の一方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続され、一方の導体管層３ａを構成する導体管２の他端側の流体出入口２Ｐｙを構成する他端部又はその近傍に、交流電源４からの交流電圧の他方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続される。また、他方の導体管層３ｂを構成する導体管２の他端側の流体出入口２Ｐｙを構成する他端部又はその近傍に、交流電源４からの交流電圧の一方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続され、他方の導体管層３ｂを構成する導体管２の一端側の流体出入口２Ｐｘを構成する一端部又はその近傍に、交流電源４からの交流電圧の他方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続される。
【００３５】
このように各導体管層３ａ、３ｂに交流電圧を印加することによって、各導電体層３ａ、３ｂに流れる電流が互いに逆向きとなり、一方の導体管層３ａを通電した際に生じる磁束と、他方の導体管層３ｂを通電した際に生じる磁束とが互いに逆向きとなり、互いに打ち消し合うことになる。
【００３６】
図４に示す流体加熱部３は、交流電源４を含む交流回路により電気的に接続された１つの導体管２から構成されるものであり、流体加熱部３全体のインピーダンス値を偶数等分して形成される偶数個（本実施形態では２個）の分割要素３ａ、３ｂの両端部に交流電源４からの交流電圧が印加される。
【００３７】
２つの分割要素３ａ、３ｂは、１つの導体管２を一端側から他端側に螺旋状に巻回して構成された内側の導体管層３ａと、当該導体管層３ａの他端に連続して、他端側から一端側に前記内側の導体管層３ａの巻き方向と同一方向に螺旋状に巻回して構成された外側の導体管層３ｂとからなる。これら導体管層３ａ、３ｂのインピーダンス値は、互いに略等しくなるように構成されている。本実施形態では、各導体管層３ａ、３ｂの巻回数等を同一にすることによって構成されている。
【００３８】
このように２個の導体管層３ａ、３ｂは、それぞれの巻き方向が互いに同一方向となるように同心円状に連続して２層に巻回されて構成されている。つまり、このように構成された流体加熱部は、２個の導体管層３ａ、３ｂが連続して一体に構成されるものである。なお、導体管層が４以上の偶数個の場合には、１つの導体管２を巻き方向を同一方向にして、一端側から他端側へ、次に、他端側から一端側へと連続的に同心円状に巻回して構成される。
【００３９】
このように構成された流体加熱部３において、導体管層の数に関わらず、２つの流体出入口２Ｐｘ、２Ｐｙが、一端側（図４では上端側）に位置する構成となる。
【００４０】
そして、この流体加熱部３において、各導体管層３ａ、３ｂの一端側（図４では上端側）に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧（図４ではプラス電圧）が印加され、各導体管層３ａ、３ｂの他端側において各導体管層３ａ、３ｂが連続している折り返し部分、つまり、２つの流体出入口の間の中間位置に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧（図４ではマイナス電圧）が印加される。このように、２つの導体管層３ａ、３ｂの隣接する端部（分割要素を分割する箇所）に共通の電圧を印加する構成としている。
【００４１】
つまり、各導体管層３ａ、３ｂを構成する導体管２の一方の流体出入口２Ｐｘを構成する端部又はその近傍に、交流電源４からの交流電圧の一方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続され、各導体管層３ａ、３ｂを構成する導体管２の他方の流体出入口２Ｐｙを構成する端部又はその近傍に、交流電源４からの交流電圧の一方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続される。また、各導体管層３ａ、３ｂの他端側において各導体管層３ａ、３ｂが連続した折り返し部分に、交流電源４からの交流電圧の他方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続される。なお、図４における符号３１は、折り返し部分（中間位置）に設けられて、前記交流電源４の接続端子が接続される接続片である。
【００４２】
このように各導体管層に交流電圧を印加することによって、各導電体層３ａ、３ｂに流れる電流が互いに逆向きとなり、一方の導体管層３ａを通電した際に生じる磁束と、他方の導体管層３ｂを通電した際に生じる磁束とが互いに逆向きとなり、互いに打ち消し合うことになる。
【００４３】
図５に示す流体加熱部３は、上述した図２の流体加熱部３に対して、２つの分割要素である導電体層３ａ、３ｂの構成は同じであるが、各導電体層３ａ、３ｂの巻き方向の向き、接続方法及び交流電圧の印加方法が異なる。
【００４４】
つまり、２個の導体管層３ａ、３ｂが、それぞれの巻き方向が互いに同一方向となるように同心円状に２層に配置されるとともに、交流電源４に対して、電気的に直列となるように接続されている。具体的には、図５に示すように、各導体管層３ａ、３ｂの他端側を導電部材５により接続して短絡させることにより、一方の導体管層３ａの他端部と、他方の導体管層３ｂの他端部とを電気的に接続するように構成している。なお、導体管層が４以上の偶数個の場合には、互いに隣接する導体管層の一端側同士又は他端側同士を電気的に接続することによって直列接続する。
【００４５】
そして、この流体加熱部３において、直列接続された２個の導体管層３ａ、３ｂの一端側、つまり一方の導体管層３ａの一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性の電圧（図５ではプラス電圧）が印加され、直列接続された２個の導体管層３ａ、３ｂの他端側、つまり他方の導体管層３ｂの一端側に、交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性の電圧（図５ではマイナス電圧）が印加される。
【００４６】
つまり、一方の導体管層３ａを構成する導体管２の一端側の流体出入口２Ｐｘを構成する一端部又はその近傍に、交流電源からの交流電圧の一方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続され、他方の導体管層３ｂを構成する導体管２の一端側の流体出入口２Ｐｘを構成する一端部又はその近傍に、交流電源からの交流電圧の他方の極性の電圧を印加するための接続端子（不図示）が接続される。
【００４７】
このように各導体管層３ａ、３ｂに交流電圧を印加することによって、各導電体層３ａ、３ｂに流れる電流が互いに逆向きとなり、一方の導体管層を通電した際に生じる磁束と、他方の導体管層を通電した際に生じる磁束とが互いに逆向きとなり、互いに打ち消し合うことになる。
【００４８】
次にこのように構成した流体加熱装置１００の力率改善を示す試験について説明する。なお、以下の試験においては、比較傾向を顕著に表すために、周波数８００Ｈｚの単相交流電源を用いたが、実際の流体加熱装置では、商用周波数の５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの単相交流電源を用いることが考えられ、以下に示す力率よりも高くなる。
【００４９】
図６には、断面積８．０４２ｍｍ２、直径３．２ｍｍの銅線を螺旋状に６０回巻いて構成したコイル要素に単相交流電圧を印加した場合（試験Ｎｏ．１、図６（１））と、前記銅線を螺旋状に３０回巻いて構成したコイル要素を軸方向に２つ配置するとともに、一方のコイル要素の他端側及び他方のコイル要素の一端側に単相交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性を印加し、一方のコイル要素の一端側及び他方のコイル要素の他端側に単相交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性を印加した場合（試験Ｎｏ．２、図６（２））との回路構成を示す。
【００５０】
このとき、図６の下表に示すように、試験Ｎｏ．１の場合には、力率が０．０３９であったのに対して、試験Ｎｏ．２の場合には、試験Ｎｏ．１と同等容量において、力率が０．０４８であった。このように、図６（２）の場合には、各導体管層に生じる磁束が打ち消し合うことから電圧降下が抑制されて力率が改善したと考えられる。
【００５１】
次に、図７には、断面積８．０４２ｍｍ２、直径３．２ｍｍの銅線を螺旋状に巻き方向が同一方向となるように一端側から他端側に６０巻きしてコイル層を形成し、他端側から一端側に６０巻きしてコイル層を形成した２層のコイル要素の両端に単相交流電圧を印加した場合（試験Ｎｏ．１、図７（１））と、前記コイル要素の一端側に単相交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性を印加し、前記コイル要素の他端側に単相交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性を印加した場合（試験Ｎｏ．２、図７（２））との回路構成を示す。
【００５２】
このとき、図７の下表に示すように、試験Ｎｏ．１の場合には、力率が０．０２６であったのに対して、試験Ｎｏ．２の場合には、試験Ｎｏ．１と同等容量において、力率が０．２２５であった。このように、図７（２）の場合には、各導体管層に生じる磁束が打ち消し合うことから電圧降下が抑制されて力率が改善したと考えられる。なお、商用周波数６０Ｈｚの単相交流電源としたときの力率は、試験Ｎｏ．１の場合は、０．３２４であり、試験Ｎｏ．１の場合は、０．９５１である。
【００５３】
次に、図８には、断面積８．０４２ｍｍ２、直径３．２ｍｍの銅線を螺旋状に巻き方向が同一方向となるように一端側から他端側に６０巻きしてコイル層を形成し、他端側から一端側に６０巻きしてコイル層を形成した２層のコイル要素において、コイル要素の一端及び他端の中央位置に単相交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性を印加し、コイル要素の一端側及び他端側に単相交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性を印加した場合の回路構成を示す。
【００５４】
このとき、図８の下表に示すように、図７（２）に示す試験Ｎｏ．２と同等容量において、力率が０．２４８であった。このように、図８の場合には、図７（２）に示す場合に比べて力率が改善している。なお、商用周波数６０Ｈｚの単相交流電源としたときの力率は、０．９６０である。
【００５５】
このように構成した本実施形態に係る流体加熱装置１００によれば、流体加熱部のインピーダンス値を偶数に略等分して形成される複数の分割要素３ａ、３ｂそれぞれに流れる電流が互いに逆向きとされて、全体として打ち消し合うように構成されているので、導体管２が有するインダクタンスによる電圧降下を抑制して力率を改善することができる。したがって、流体加熱装置１００の設備効率を向上させることができる。
【００５６】
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００５７】
例えば、前記実施形態では、分割要素が導体管を螺旋状に巻回して構成されたものであったが、流体加熱部が直管状をなす導体管からなり、分割要素が直管状をなすものであっても良い。この場合、２つの流体出入口２Ｐは導体管２の軸方向端部にそれぞれ位置する。
【００５８】
このように直管状に形成した分割要素からなる流体加熱部を有する流体加熱装置の力率改善を示す試験を図９に示す。
【００５９】
図９には、直径３４ｍｍ、管長さ２２００ｍｍ、管の肉厚１．６５ｍｍのステンレス管の両端部に単相交流電圧を印加した場合（試験Ｎｏ．１、図９（１））と、前記ステンレス管を２等分して、ステンレス管の両端部に単相交流電圧の正負２つの極性のうち一方の極性を印加し、ステンレス管の中間位置（２つの分割要素の境界位置）に単相交流電圧の正負２つの極性のうち他方の極性を印加した場合（試験Ｎｏ．２、図９（２））との回路構成を示す。
【００６０】
このとき、図９の下表に示すように、試験Ｎｏ．１の場合には、力率が０．１７１５あったのに対して、試験Ｎｏ．２の場合には、試験Ｎｏ．1と同等容量において、力率が０．１９８５であった。このように、図９（２）の場合には、２つの分割要素に生じる磁束が打ち消し合うことから電圧降下が抑制されて力率が改善したと考えられる。
【００６１】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６２】
１００・・・流体加熱装置
２・・・導体管
３・・・流体加熱部
３ａ、３ｂ・・・分割要素（導体管層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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