(57)【要約】【課題】  管体を流れる流体を効率よく加熱することのできる過熱水蒸気発生装置を提供する。【解決手段】  一端から流体が供給される導電性の管体１１と、この管体１１内に配置された内部発熱体１２と、管体１１に巻回されるとともにその管体１１および内部発熱体１２に誘導電流を流す誘導コイル２０とを備え、誘導電流によってその管体１１内の流体を加熱して過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生装置であって、管体１１の軸線方向に沿って管体の周壁にスリット１３を設け、このスリットを絶縁材１４で閉塞した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端から流体が供給される導電性の管体と、この管体内に配置された導電性部材と、前記管体に巻回されるとともにその管体および導電性部材に誘導電流を流す誘導コイルとを備え、前記管体および導電性部材の誘導加熱によりその管体内の流体を加熱して過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生装置であって、
前記管体の軸線方向に沿って管体の周壁にスリットを設け、
このスリットを絶縁材で閉塞したことを特徴とする過熱水蒸気発生装置。
【請求項２】
前記導電性部材は、管体の軸線に沿って配置された柱状部材であることを特徴とする請求項１に記載の過熱水蒸気発生装置。
【請求項３】
前記柱状部材は複数有していることを特徴とする請求項２に記載の過熱水蒸気発生装置。
【請求項４】
前記導電性部材は、複数の球体であることを特徴とする請求項１に記載の過熱水蒸気発生装置。
【請求項５】
前記導電性部材は、ほぼ同心状に配置された複数の円筒部材を有し、各円筒部材に軸線方向に沿ってスリットを設けたことを特徴とする請求項１に記載の過熱水蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸気や水等の流体を加熱して過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、誘導コイルの誘導加熱を利用して過熱水蒸気を発生する過熱水蒸気発生装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
かかる過熱水蒸気発生装置は、水を加熱して水蒸気を発生させるボイラと、このボイラによって発生した水蒸気を通す筒状の導電性通路と、この導電性通路の外周囲を巻回した誘導コイル等とを備えている。そして、誘導コイルに高周波電圧を印加して導電性通路に誘導電流を流し、導電性通路を通る水蒸気をその誘導電流により加熱し、この加熱により過熱水蒸気を発生させるものである。
【特許文献１】特開２００４−１４１４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような過熱水蒸気発生装置にあっては、誘導コイルによって導電性通路の外周壁に渦電流が発生し、この渦電流によって導電性通路内の水蒸気を加熱するものであるが、その渦電流は導電性通路を貫く磁束の変化を妨げる向き、すなわち導電性通路の外周壁の表面を周方向に沿って流れる。特に、高周波電圧を誘導コイルに印加させているので、誘導コイルによる誘導電流の表皮効果が顕著となり、導電性通路の外表面のみが発熱する。このため、水蒸気を加熱する導電性通路の加熱効率が悪いという問題があった。
【０００５】
また、導電性通路内に加熱用の金属を入れた場合であっても、導電性通路の外周壁の渦電流がその金属を貫通する磁束を打ち消すため、その金属に発生する渦電流は小さく、あるいはほとんど流れない。このため、上記と同様に加熱効率が悪いという問題あった。
【０００６】
この発明の目的は、管体を流れる流体を効率よく加熱することのできる過熱水蒸気発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、一端から流体が供給される導電性の管体と、この管体内に配置された導電性部材と、前記管体に巻回されるとともにその管体および導電性部材に誘導電流を流す誘導コイルとを備え、前記誘導電流によってその管体内の流体を加熱して過熱水蒸気を発生させる過熱水蒸気発生装置であって、
前記管体の軸線方向に沿って管体の周壁にスリットを設け、
このスリットを絶縁材で閉塞したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、前記導電性部材は、管体の軸線に沿って配置された柱状部材であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、前記柱状部材は複数有していることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、前記導電性部材は、複数の球体であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、前記導電性部材は、ほぼ同心状に配置された複数の円筒部材を有し、各円筒部材に軸線方向に沿ってスリットを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、管体に軸線方向に沿ってスリットを設けたものであるから、管体の外表面に流れる渦電流の発生を防止することができ、これにより管体内に配置した導電性部材に効率よく渦電流を発生させることができる。このため、管体を流れる流体を効率よく加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明に係る過熱水蒸気発生装置の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１４】
［第１実施例］
図１は、例えば医療器具の加熱消毒や食品等の加熱処理や木材等の乾燥処理に使用される過熱水蒸気発生装置１０を示したものである。
【００１５】
この過熱水蒸気発生装置１０は、金属製の円筒状の管体１１と、この管体１１内に配置された金属性の内部発熱体（導電性部材）１２と、管体１１の外周囲を巻回した誘導コイル２０等とから構成されている。内部発熱体１２は、円柱状に形成されるとともに管体１１の軸線に沿って配置されている。この内部発熱体１２は、管体１１内の底部に設けた図示しない支持部材などにより支持され、この支持部材は後述する飽和蒸気の流れの支障を来さないようになっている。
【００１６】
管体１１の一端（図１において下端）には、管体１１内に飽和蒸気（流体）を供給する供給手段（図示せず）が接続されており、管体１１の上端（図１において）には、この上端から排出される過熱水蒸気を図示しない加熱処理部へ送る管路（図示せず）が接続されている。
【００１７】
管体１１には、上端から下部まで軸線方向に沿って延びた所定の幅のスリット１３が形成されている。このスリット１３には、例えばセラミックや石英ガラスなどの絶縁体１４が充填され、その絶縁体１４によってスリット１３は閉塞されており、スリット１３から蒸気が漏れないようになっている。
【００１８】
誘導コイル２０には、図示しない高周波電源装置に接続されていて高周波電圧が印加されるようになっている。なお、誘導コイル２０は図示しない断熱材を介して管体１１を巻回しており、誘導コイル２０の温度が上がり過ぎないようになっている。
［動  作］
次に、上記のように構成される過熱水蒸気発生装置１０の動作について説明する。
【００１９】
先ず、高周波電源装置によって誘導コイル２０に高周波電圧を印加させる。この高周波電圧の印加により誘導コイル２０に高周波電流が流れる。この誘導コイル２０の高周波電流によって管体１１や内部発熱体１２を貫通する交番磁界Ｈ１,Ｈ２が発生する。
【００２０】
管体１１にスリットが設けられていることにより、その交番磁界によって管体１１の外表面の周回りに流れる渦電流は発生しない。この渦電流が発生しないことにより、その渦電流によって内部発熱体１２を貫通する磁束Ｈ２は打ち消されず、このため内部発熱体１２を貫通する磁束Ｈ２によって内部発熱体１２の外表面の周回りに発生する渦電流Ｓ２は大きな電流となる。
【００２１】
また、管体１１の外表面の渦電流が発生しないことにより、交番磁界のエネルギーは、図１に示すように管体１１を貫通する磁束Ｈ１によって管体１１の厚み方向に流れる渦電流Ｓ１と、内部発熱体１２の渦電流Ｓ２との２つに分散される。このため、渦電流Ｓ１も大きな電流となる。
【００２２】
そして、厚み方向に流れる渦電流Ｓ１により、管体１１の外表面のみならず管体１１の内周面を十分に加熱することができる。また、渦電流Ｓ２によって内部発熱体１２の外表面を十分に加熱することができる。
【００２３】
これら加熱により管体１１内の飽和蒸気が効率よく加熱されて過熱水蒸気となって管体１１の上端から排出されていく。
［第２実施例］
図２は第２実施例の過熱水蒸気発生装置３０を示したものである。この過熱水蒸気発生装置３０は、管体１１の中に径の小さい複数の金属製の柱状部材（内部発熱体）３１を管体１１の軸線方向に沿って配置したものである。なお、柱状部材３１は、飽和蒸気の流れに支障を来さない例えば網状の支持部材により支持されている。
【００２４】
この第２実施例は、各柱状部材３１の外周面に渦電流Ｓ３を発生させたものであり、第１実施例に比較して渦電流が発生する表面積を大きくして飽和蒸気の加熱効率を向上させたものである。
［第３実施例］
図３は第３実施例の過熱水蒸気発生装置４０を示したものである。この過熱水蒸気発生装置４０は、管体１１の中に径の小さい複数の金属製の球体４１を配置したものである。なお、球体４１は第１実施例と同様に網状の支持部材により支持されている。
【００２５】
この第３実施例は、第２実施例よりも渦電流が発生する表面積をさらに大きくして、飽和蒸気の加熱効率をさらに向上させたものである。
［第４実施例］
図４は第４実施例の過熱水蒸気発生装置５０を示したものである。この過熱水蒸気発生装置５０は、管体１１の中に径の異なる複数のパイプ５１〜５５をほぼ同心円状に配置し、各パイプ５１,５５に管体１１と同様にスリット５１Ａ〜５５Ａを形成したものである。なお、図４ではパイプ５１,５２のみを図示してある。
【００２６】
また、管体１１の底部には、図５に示す取付金具６０が取り付けられている。この取付金具６０は長尺状に形成され、その両端には管体１１の下部内に圧入するための凹部６１,６１が形成されている。また、凹部６１,６１間には各パイプ５１,５２の縁部が圧入する一対の切欠６２〜６６,６２〜６６が各パイプ５１〜５５の径に合わせて形成されている。
【００２７】
そして、図６および図７に示すように、取付金具６０が管体１１の底部に取り付けられており、取付金具６０の切欠６２〜６６,６２〜６６にパイプ５１〜５５の下部の縁部が圧入されて、各パイプ５１〜５５が取付金具６０に支持されている。
【００２８】
この第４実施例によれば、各パイプ５１〜５５にスリット５１Ａ〜５５Ａを形成したものであるから、各パイプ５１〜５５にその厚み方向の渦電流が流れ、各パイプ５１〜５５によって飽和蒸気を加熱することができ、これにより飽和蒸気の加熱効率を向上させたものである。なお、パイプ５５にはスリット５５Ａを設けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明に係る過熱水蒸気発生装置の構成を示した説明図である。
【図２】第２実施例の過熱水蒸気発生装置の構成を示した説明図である。
【図３】第３実施例の過熱水蒸気発生装置の構成を示した説明図である。
【図４】第４実施例の過熱水蒸気発生装置の構成を示した説明図である。
【図５】図４の過熱水蒸気発生装置の取付金具を示した正面図である。
【図６】図４に示す過熱水蒸気発生装置を示した平面図である。
【図７】図４に示す過熱水蒸気発生装置を示した部分断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０        過熱水蒸気発生装置
１１        管体
１２        内部発熱体
１３        スリット
１４        絶縁材
２０        誘導コイル
【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】
2006090587.tif 000007
【図６】
2006090587.tif 000008
【図７】
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