(57)【要約】【課題】  加熱効率の高い誘導加熱式蒸気発生装置を提供することを課題とする。【解決手段】  誘導加熱コイルにより加熱される加熱容器により、水を加熱して蒸気を発生させる誘導加熱式蒸気発生装置において、誘導加熱コイルの外周部または上下端部に電気的に閉じられた環状コイルからなるシールドコイルを所要数配設する。そして、これらのシールドコイルを形成する導体内に冷却水流通路を設け、加熱容器で発生された蒸気を前記シールドコイルの冷却水流通路を通して外部へ過熱蒸気として取り出し、過熱蒸気を容器本体に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱コイルにより加熱される加熱容器により、水を加熱して蒸気を発生させる誘導加熱式蒸気発生装置において、
前記誘導加熱コイルの外周部または上下端部に電気的に閉じられた環状コイルからなるシールドコイルを所要数配設し、
前記シールドコイルを形成する導体内に冷却水流通路を設けたことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記加熱容器で発生された蒸気を前記シールドコイルの冷却水流通路を通して外部へ過熱蒸気として取り出すことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項３】
請求項２に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記過熱蒸気を前記容器本体に供給することを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルまたはシールドコイルの導体の一部または全部を銅またはアルミニウムなどの高導電性材で形成した導電板と冷却水流通路を形成するステンレス鋼などの不錆材で形成したパイプとを一体に接合して形成した複合導体で構成したことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、
前記加熱容器は、非磁性で非導電性の耐熱材で形成した容器本体と、この容器本体内に充填した多数の導電性金属の小片からなる発熱体とにより構成したことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項６】
請求項５に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記発熱体を磁性を有するステンレス鋼の小片で形成したことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記容器本体を非磁性で非導電性の耐熱材で形成した複数の細管で構成したことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかに記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、
前記誘導加熱コイルを形成する導体内に冷却水流通路を設け、
前記加熱容器に供給する水を、この加熱容器に供給する前に、前記誘導加熱コイルの冷却水流通路を通してから加熱容器に供給することを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘導加熱により水を加熱して蒸気を発生するようにした誘導加熱式蒸気発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の蒸気発生装置は、特許文献１に示されるように液体燃料やガス燃料を燃焼させて発生する燃焼ガスにより細管中に通流される水を加熱して蒸気を発生するようにしている。この従来の蒸気発生装置１１０は、効率よく蒸気を発生し、所望の蒸気圧力を得るため、図６に示すように周囲を断熱材１１１でおおい、下方に取りつけられたバーナ１１６でガスや液体燃料等を燃焼させて発生した高温の燃焼ガスを、それぞれ細管で構成され、多段に重ねて設けられた節炭器１１２、蒸発器１１３および過熱器１１４の中に通し、これらに熱を供給する。
節炭器１１２は、蒸発器１１３に供給する水Ｗをバーナ１１６の燃焼ガスの熱で予備加熱する。蒸発器１１３は、節炭器１１２で予備加熱された水を加熱し、蒸気を発生させる。そして、過熱器１１４は、蒸発器１１３で発生された蒸気Ｓを再加熱して所望の過熱蒸気Ｓ´として外部の負荷へ供給する。蒸発器１１３で生成された蒸気は湿った蒸気であるが、蒸発器１１３と過熱器１１４との間に設けた水と蒸気を貯留する気水ドラム１１５によって水分と蒸気とに分離される。燃焼排ガスは、上方から煙突などの排気筒を介して外部へ排出される。
【０００３】
このような、燃焼ガスを使用する従来の蒸気発生装置は、燃料を燃やす関係から煙突などの排気筒が必要なため、特別に設けたボイラ室などに限定して設置する必要があった。このため、蒸気発生装置の設置場所から離れた場所に蒸気を必要とする負荷が置かれた場合は、この負荷設置場所まで断熱された長い配管により蒸気を導く必要があるが、蒸気の熱容量は約0.5cal/g/degと小さいため、配管での熱損失により蒸気温度の低下が大きくなる。これを改善するためには、配管の途中にリボンヒータを巻きつけたり、その他の加熱手段を設置したりして蒸気を再加熱することが必要となる。
このような不都合を解消するために、特許文献２に示されるように、燃焼ガスによらないで、誘導加熱によって蒸気を発生させる誘導加熱式蒸気発生装置が提案されている。
この特許文献２に開示された誘導加熱式蒸気発生装置１２０は、図７に示すように、蒸気発生容器１２１と蒸気過熱容器１２２とを２重に重ねて設け、その外側を誘導加熱コイル１２３により取り囲んで構成している。この装置は、誘導加熱コイル１２３により、導電性の容器１２１および１２２を電磁誘導により発熱させ、その熱により内側の蒸気発生容器１２１内に給水口１２４から給水された水Ｗを加熱して蒸気Ｓを発生させ、この蒸気発生容器１２１で発生された蒸気Ｓを外側の蒸気過熱容器１２２内に導き、ここで再度加熱して過熱蒸気Ｓ´として蒸気取出口１２５から取り出すものである。
【０００４】
このような構成によれば、燃料を燃焼させる必要がないので設置場所の制限がなく、蒸気を必要とする負荷の設置場所に隣接して設置することができる。このために、蒸気発生装置から負荷へ蒸気を導く配管が短くなることによりこの配管での熱損失が小さくなるので再加熱装置などの設置が不要となり、燃焼ガスによる加熱装置を用いた蒸気発生装置の不都合を解消することができる。
【特許文献１】特開２００１−０３３００４号公報
【特許文献２】特開２００２−０２２１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記の従来の誘導加熱式蒸気発生装置においては、冷却水により吸収された熱は損失とし放出されるだけで回収されることがないので、これは加熱効率を低下させる大きな要因となる。
また、誘導加熱コイルにより蒸気発生容器および蒸気加熱容器それ自体を発熱させてその熱によって容器内に供給される水または蒸気を加熱するようにしているので、水または蒸気と加熱体である蒸気発生容器および加熱
蒸気発生容器とが容器の内壁で接触するだけであるため、両者の接触面積が小さく、容器から水または蒸気への熱伝達効率が悪く、全体の加熱効率を高くできないという問題がある。
また、蒸気を必要とする機器に隣接して設置されるボイラは、ボイラ室に置かれた大容量ボイラで発生された蒸気を分岐して各機器へ供給する場合と比較し、機器毎の蒸気使用量の変動（負荷変動）への追従性能を高くすることが求められる。
【０００６】
この発明は、従来の誘導加熱式蒸気発生装置における前記のような問題を解決して、加熱効率が高く、蒸気使用量の変動に対応しやすい誘導加熱式蒸気発生装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するため、請求項１の発明は、誘導加熱コイルにより加熱される加熱容器により、水を加熱して蒸気を発生させる誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルの外周部または上下端部に電気的に閉じられた環状コイルからなるシールドコイルを所要数配設し、前記シールドコイルを形成する導体内に冷却水流通路を設けたことを特徴とする。
請求項２の発明は、前記加熱容器で発生された蒸気を前記シールドコイルの冷却水流通路を通して外部へ過熱蒸気として取り出すことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記過熱蒸気を前記容器本体に供給することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルまたはシールドコイルの導体の一部または全部を銅またはアルミニウムなどの高導電性材で形成した導電板と冷却水流通路を形成するステンレス鋼などの不錆材で形成したパイプとを一体に接合して形成した複合導体で構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記加熱容器は、非磁性で非導電性の耐熱材で形成した容器本体と、この容器本体内に充填した多数の導電性金属の小片からなる発熱体とにより構成したことを特徴とする。
加熱容器を導電性の金属材で構成すると、加熱容器の外周側に誘導電流が流れ、容器内の金属小片を通る磁束密度が減少し、金属小片の発熱が低下し、かつ加熱容器の発熱も容器外に逃げやすく、発熱効率が低下する。
請求項６の発明は、請求項５に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記発熱体を磁性を有するステンレス鋼の小片で形成したことを特徴とする。
発熱体に誘起される誘導電流は、この発熱体の表面からその厚みの深さ方向に指数関数的に減少する分布を示す。全誘導電流は表面に流れる電流値に下式で表される浸透深さλを掛けた値と見なすことができる。
【０００９】
λ＝（２×ρ／（２πｆ×μ0×μs））1/2
ここで、ρ：発熱体の抵抗率、ｆ：周波数、μ0：真空の透磁率、μs：金属の比透磁率例えば、ｆ＝２０ｋＨｚ、ρ＝１００μΩ・cmとすると、λは非磁性発熱体では３．６mm、磁性発熱体では、０．１mmと、磁性発熱体は、浸透深さが浅くなり、発熱体の表面付近に集中して誘導電流が流れるため、磁性発熱体の方が非磁性発熱体より加熱効率を高くできる。
請求項７の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記容器本体を非磁性で非導電性の耐熱材で形成した複数の細管で構成したことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルを形成する導体内に冷却水流通路を設け、前記加熱容器に供給する水を、この加熱容器に供給する前に、前記誘導加熱コイルの冷却水流通路を通してから加熱容器に供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明においては、誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルの外周部または上下端部に電気的に閉じられた環状コイルからなるシールドコイルを所要数配設し、前記シールドコイルを形成する導体内に冷却水流通路を設けたので、シールドコイルにおける抵抗損失を回収でき、これによって熱効率を高めることができる。
そして、この発明によれば、加熱容器を非磁性で非導電性の耐熱材で形成するとともに、この中に導電性金属の小片からなる発熱体を多数充填して構成することにより、この発熱体が容器内で誘導加熱により発熱し、容器内に供給される水と接触する際、小片の各発熱体がそれぞれ全表面を水と接触するため、水との接触面積が拡大し、発熱体から水への熱伝達が良好となって、蒸気発生装置の熱効率を高めることができる。
さらに、この加熱容器を、非磁性で非導電性の耐熱材で形成した複数の細管で構成することにより、ボイラ内の水量を減じることができるため、簡易ボイラに適した構造となるとともに、水との接触面積が大きいため、蒸気使用量の変動に追従しやすい誘導加熱式蒸気発生装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の実施の形態を図に示す実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、この発明の第１の実施例の構成を示す縦断面図である。
図１において、加熱容器１は、有底円筒状の本体容器１１とその上部に密閉して被せられた蓋体１２により構成される。本体容器１１は非磁性で非導電性の耐熱材、例えばセラミックス材等で構成され、蓋体１２は非磁性のステンレス鋼などで構成される。本体容器１１の中には、磁性を有する導電材、例えばステンレス鋼（SUS430）の球状または柱状ないしは管状等の適宜の形状の小片で形成した発熱体１３がほぼ一杯となるまで多数充填されている。
本体容器１１の外周にはこれを取り囲んでコイル導体をスパイラル状に巻回して構成した誘導加熱コイル２が設けられる。この加熱コイル２を構成するコイル導体２１は、銅パイプ等の中空導体で構成され、その中空路を冷却水流通路２２とする。
【００１３】
加熱コイル２の上下端部および中間の外周部に、加熱コイル２で発生された磁束の漏洩を防ぐため、それぞれ電気的に閉じられた複数の環状導体３１〜３４で構成されたシールドコイル３が設置される。このシールドコイル３の各導体は、図３に示すように電気的に閉じられた環状の導体３ａの内部に冷却水流通路３ｂを有する。この冷却水流通路３ｂは環状の導体３ａをほぼ１周し、その両端に冷却水の入口管３ｃと出口管３ｄが結合されている。そして、図１に示すように、環状導体３１〜３４の冷却水通路の出口管と入口管とを電気的に絶縁して接続管３５によって順次接続し、全部の冷却水流通路を連通させ、１本の直列の流通路にする。
容器１の外側に蒸気と水とを貯留するための気水ドラム５が設けられている。
水Ｗを供給するのための給水管４１を加熱コイル２の最下段のコイル導体２１の冷却水流通路２２の入口２５に接続し、最上段のコイル導体２１の冷却水流通路２２の出口２６を接続管４２に接続する。気水ドラム５から加熱容器１へ水の供給を行う給水管５１が引き出され接続管４２と合流した上で、蓋体１２を貫通して本体容器１１内に挿入し、本体容器１１の底壁付近まで延ばされる。給水管５１から供給された本体容器内の水Ｗは、常時本体容器１１内の発熱体１３が水から露出することのないように所定の水位Ｌを保つように、図示しない制御装置により給水量等の調整が行われる。
【００１４】
加熱容器１の上部から引出した蒸気取出管１４を気水ドラム５に接続することにより、加熱容器１と気水ドラム５とを連通させる。気水ドラム５から引出された蒸気管５２をシールドコイル３の最下段の環状導体３４の冷却水通路の入口管３ｃに接続し、最上段の環状導体３１の冷却水通路の出口管３ｄに過熱蒸気供給管６２を接続する。この過熱蒸気供給管６２は、蒸気を必要とする負荷の設置場所まで延長され、負荷へ蒸気Ｓを供給する。
次にこのように構成された実施例１の蒸気発生装置の動作を説明する。
蒸気発生のために、図示しない高周波交流電源装置から加熱コイル２に３０ｋＨｚ程度の高周波交流電力を供給する。そして、給水管４１を介して貯水槽などの水源から加熱コイル２の導体２１の内部に形成された冷却水流通路２２の入口２５に水Ｗを供給する。この水は、加熱コイル２の冷却水流通路２２を貫流して出口２６から接続管４２を介して加熱容器１内に注入される。
【００１５】
加熱コイル２に高周波電力が供給されると、コイル導体２１に流れる電流と抵抗によりジュール熱が発生し、また誘導加熱コイル２によって発生される高周波磁界によって加熱容器１内に充填された磁性材の小片からなる発熱体１３にそれぞれ渦電流が生じ、この電流によるジュール熱が発生する。加熱容器１へ供給される水Ｗは、加熱コイル２内の冷却水流通路を貫流する過程で、コイル導体２１の損失熱を吸収し、冷却することによって予備加熱され、温水となって加熱容器１へ供給される。加熱容器１に供給された水は、容器１内に多数充填された磁性材小片からなる発熱体１３と接触し、この発熱体の発生する熱によって加熱されて蒸気Ｓとなる。
加熱容器１内で発生された蒸気Ｓは、容器の上部空間に集まり、この上部空間から引き出された蒸気取出管１４を通して気水ドラム５に送られる。気水ドラム５へ送られた蒸気は水分を含んだ湿り蒸気であるので、この気水ドラム５において蒸気と水分が分離され水分はドラム５内に貯えられる。そして水分の除かれた蒸気は、蒸気管５２を通してシールドコイルの下端の環状導体３４の冷却水通路の入口管へ導かれ、４個の環状導体（３１〜３４）の冷却水通路を貫流して上端の環状導体３１の出口管３ｄに接続された過熱蒸気供給管６２へ流れる。
【００１６】
シールドコイル３は、その各環状導体に加熱コイル２で発生される磁束により発生する循環電流によって発生された磁束により、加熱コイル２の外部へ漏れる磁束を打ち消し、磁束の外部への漏洩を抑制する働きをする。各環状導体に流れる循環電流は当然のことながら導体自身の抵抗によってジュール熱を発生するが、この熱によってシールドコイル３内の冷却水流通路３ｂを流れる過程で蒸気Ｓが再加熱され、乾燥した過熱蒸気Ｓ´となる。このようにして発生された過熱蒸気Ｓ´は、過熱蒸気供給管６２によって蒸気を使用する負荷の設置場所まで運ばれる。
このように、この発明の蒸気発生装置においては、水を加熱する加熱容器を、非金属の耐熱材で形成するとともに、この容器内に磁性材の小片で形成した電磁誘導によって発熱する発熱体を多数充填して構成しているので、この発熱体の全表面が水と接触することにより、水と発熱体の接触面積が著しく拡大するため水の加熱効率を高めることができる。そして、加熱容器に供給する水を加熱コイルのコイル導体に形成された冷却水流通路を通してから供給するので、加熱コイルが燃焼式蒸気発生装置における節炭器の機能を果たし加熱コイルで発生する損失熱を予備加熱に利用することで、加熱効率を向上することができる。
【００１７】
さらに、加熱コイルから外部への磁束を抑制するシールドコイルを設けることにより、大形となるシールド鉄心が不要となり、装置を小形化することができるとともに、このシールドコイルのコイル導体に冷却水流通路を設け、加熱容器で発生された蒸気を流通させて再加熱することによりシールドコイルの損失熱により乾いた過熱蒸気を作るようにしているので、さらに加熱効率を高めることができる。
なお、蒸気を食品の加熱などに使用する場合は、加熱コイルのパイプ状導体に錆びが発生し問題となる。この場合は、加熱コイルのコイル導体を非磁性のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）系の材料で構成することが望ましい。しかし、この場合は、加熱コイルの電気抵抗が高くなり、加熱コイルの発生損失が大きくなる。発生損失が大きくなると、加熱コイル内の冷却水流通路内を流れる水がより高温に加熱されその一部が蒸気となることがある。水が加熱コイル内で蒸気になると、冷却能力が低下するため、加熱コイルの温度上昇を招き、加熱コイルの絶縁劣化を引き起こす不都合が生じる。
【００１８】
このような場合は、加熱コイルを、図２に示すように、コイルの内側になる導電部分を電気抵抗の小さい銅やアルミニウムなどで形成した導体板２１ａで構成し、その外側に冷却水流通路を形成するステンレス鋼製のパイプ２２ａを溶接などにより接合した構造の複合導体をコイル導体２１とするのがよい。このようにすることにより、加熱コイルにおける電流の流れる導電部分が低抵抗となるため、発生損失が低減され、冷却水の流れる部分をステンレス鋼のパイプで構成することによりして錆びの発生を防ぐことができる。
また、前記の蒸気の加熱を行うシールドコイル３は、加熱コイル２との距離を変えることにより、発熱量を変えることができる。シールドコイル３を加熱コイル２に接近させると、シールドコイル３における発熱量が大きり、蒸気をより高温の過熱蒸気とすることができる。
【００１９】
なお、蒸気の温度が高くなり過ぎるのを抑えるには、シールドコイル３を加熱コイル２から間隔を離して設置すればよいが、シールドコイル３を加熱コイル２から間隔を離して設置すると装置の高さおよび直径が大きなり、装置が大形となる不都合がある。
このような不都合を解消するためには、シールドコイル３のコイル導体を低抵抗化することが必要となる。コイル導体の低抵抗化は、前記した加熱コイル２と同様に図２に示すように低抵抗の導体板とステンレス鋼のような不錆性材パイプとを接合して構成した複合導体を使用することにより実現できる。このような、複合導体によりシールドコイルを構成することにより、シールドコイルの発生損失を低減できるため、シールドコイルを加熱コイルにより接近して配置でき、装置を小形化することができる。
【実施例２】
【００２０】
次に、この発明を貫流形の蒸気発生装置に適用した場合の実施例について説明する。
図４、図５に、この発明の第２の実施例として貫流形の蒸気発生装置を示す。図４はその縦断面図、図５は図４におけるＶ−Ｖ線の平面断面図である。
これらの図から明らかなように、この実施例２の装置は、加熱コイル２、シールドコイル３の形状および配置は前記実施例１の装置と同じである。
加熱容器１は、実施例１の装置とは異なり、上下の蒸気および水のヘッダ部を構成する非磁性の例えばステンレス鋼などの金属で形成した蓋体１７ａ、１７ｂと、それぞれ内部に磁性の金属小片で構成された発熱体１３を多数充填されたセラミック等の非磁性の耐火材の細管で構成されたの複数加熱管１５とにより構成されている。複数の加熱管１５は上下両端をステンレス鋼等の非磁性金属で形成されたフランジ１８、１９に気密的に結合されて支持されている。蓋体１６、１７はフランジ１８、１９に気密的に接合され、加熱容器１の全体が気密に構成される。
【００２１】
さらに、必要ならば、加熱管１５全体の外周に非導電性の耐熱材で構成した断熱容器１０を設け、容器内の加熱管相互間の空所および加熱管と断熱容器の間の空所には非磁性で非導電性の断熱材１０ａを充填するようにしてもよい。これにより、加熱容器１からの外部への放熱を低減して加熱効率を高めることができる。
給水管４１は、加熱コイル２の最下段のコイル導体２１の冷却水通路２２の入口２５に接続し、最上段のコイル導体２１の冷却水流通路２２の出口２６を接続管４２により下部の給水ヘッダ部を構成する蓋体１７に接続する。上部の蒸気ヘッダ部を構成する蓋体１６から引出した蒸気取出管１４を加熱容器１の外側に設置された気水ドラム５に接続する。この気水ドラム５から給水管５１を引出し下部蓋体１７に接続し、ドラム５から加熱容器１の給水ヘッダ部へ給水する。加熱容器１内の水量は、常に所定の水位Ｌを維持するように調整し、発熱体１３が水から露出することがないようにする。さらに気水ドラム５から引出された蒸気管５２をシールドコイル３の最上段の環状導体３１の冷却水通路の入口管３ｃに接続し、最下段の環状導体３４の冷却水通路の出口管３ｄに過熱蒸気供給管６２を接続する。この過熱蒸気供給管６２は、蒸気を必要とする負荷の設置場所まで延長され、負荷へ蒸気Ｓを供給する。
【００２２】
このように構成された実施例２の蒸気発生装置の動作はほとんど実施例１の装置と同じである。
蒸気発生のために、図示しない高周波交流電源装置から加熱コイル２に３０ｋＨｚ程度の高周波交流電力を供給する。そして、給水管４１を介して貯水槽などの水源から加熱コイル２の導体２１の内部に形成された冷却水流通路２２の入口２５に水Ｗを供給する。この水は、加熱コイル２の冷却水流通路２２を貫流して出口２６から接続管４２を介して加熱容器１下部の給水ヘッダ部へに注入される。
加熱コイル２に高周波電力が供給されると、コイル導体２１に流れる電流と抵抗によりジュール熱が発生し、また誘導加熱コイル２によって発生される高周波磁界によって加熱容器１内の各加熱管１５に充填された磁性金属の小片からなる発熱体１３にそれぞれ渦電流が生じ、この電流によるジュール熱が発生する。加熱容器１へ供給される水Ｗは、加熱コイル２内の冷却水流通路を貫流する過程で、コイル導体２１を冷却することによって予備加熱され、温水となって加熱容器１の給水ヘッダ部へ供給される。ここから加熱管１５に供給された水は、各加熱管においてその中に充填された多数の磁性金属小片からなる発熱体１３と接触し、この発熱体の発生する熱によって加熱されて蒸気Ｓとなって加熱管内を上昇して加熱容器１の上部の蓋体１６によって形成された蒸気ヘッダ部に集まる。
【００２３】
加熱容器１の上部蒸気ヘッダ部内の蒸気は、蒸気取出管１４を通して気水ドラム５に送られる。気水ドラム５へ送られた蒸気は水分を含んだ湿り蒸気であるので、この気水ドラム５において蒸気と水分（凝縮した液体分）が分離されこのドラム５内に貯えられる。そして水分の除かれた蒸気は、蒸気管５２を通してシールドコイルの上端の環状導体３１の冷却水通路の入口管３ｃへ導かれ、４個の環状導体（３１〜３４）の冷却水通路を貫流して下端の環状導体３４の出口管３ｄに接続された過熱蒸気供給管６２へ流れる。
シールドコイル３は、その各環状導体に加熱コイル２で発生される磁束により発生する循環電流によって発生された磁束により、加熱コイル２の外部へ漏れる磁束を打ち消し、磁束の外部への漏洩を抑制する働きをする。各環状導体に流れる循環電流は当然のことながら導体自身の抵抗によってジュール熱を発生するが、この熱によってシールドコイル３内の冷却水流通路３ｂを流れる過程で蒸気Ｓが再加熱され、乾燥した過熱蒸気Ｓ´となる。このようにして発生された過熱蒸気Ｓ´は、過熱蒸気供給管６２によって蒸気を使用する負荷の設置場所まで運ばれる。
【００２４】
このように複数の細管によって加熱容器を構成すると、加熱容器が細分され、１つの細管内の収容水量が少なくなるので、ボイラとしての安全性を高めることができる。
この実施例２においても、加熱コイル２およびシールドコイル３には実施例１と同様に図２に示す銅やアルミニウムのような低抵抗の導電板２１ａとステンレスパイプのような不錆金属パイプ２２ｂを結合して構成した複合導体を使用するのがよい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
前記のように、この発明の蒸気発生装置は、水を加熱するための発熱体および水および蒸気の流通される流通路をステンレス鋼等の不銹材で構成することにより、発生した蒸気に錆などが混入するのを避けることができるので、食品加工などの不純物混入を嫌う用途の蒸気発生源とし利用するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図２】この発明に使用する加熱コイルのコイル導体の実施例を部分的に示す斜視図である。
【図３】この発明に使用するシールドコイルのコイル導体を示す平面図である。
【図４】この発明の第２の実施例の構成を示す縦断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線の平面断面図である。
【図６】従来の燃焼ガス式蒸気発生装置の例を示す構成図である。
【図７】従来の誘導加熱式蒸気発生装置の例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：加熱容器
１３：加熱体
１５：加熱管
２：加熱コイル
２１：コイル導体
２２：冷却水流通路
３：シールドコイル
３ａ：コイル導体
３ｂ：冷却水流通路
Ｗ：水
Ｓ：蒸気
Ｓ´：過熱蒸気
【図１】
2006064367.tif 000003
【図２】
2006064367.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006064367.tif 000006
【図５】
2006064367.tif 000007
【図６】
2006064367.tif 000008
【図７】
2006064367.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月20日(2005.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱コイルにより加熱される加熱容器により、水を加熱して蒸気を発生させる誘導加熱式蒸気発生装置において、
前記誘導加熱コイルの外周部または上下端部に電気的に閉じられた環状コイルからなるシールドコイルを所要数配設し、
前記シールドコイルを形成する導体内に冷却水流通路を設け、
前記加熱容器で発生された蒸気を前記シールドコイルの冷却水流通路を通して外部へ過熱蒸気として取り出すことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルまたはシールドコイルの導体の一部または全部を銅またはアルミニウムなどの高導電性材で形成した導電板と冷却水流通路を形成するステンレス鋼などの不錆材で形成したパイプとを一体に接合して形成した複合導体で構成したことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、
前記加熱容器は、非磁性で非導電性の耐熱材で形成した容器本体と、この容器本体内に充填した多数の導電性金属の小片からなる発熱体とにより構成したことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項４】
請求項３に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記発熱体を磁性を有するステンレス鋼の小片で形成したことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項５】
請求項１に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記容器本体を非磁性で非導電性の耐熱材で形成した複数の細管で構成したことを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【請求項６】
請求項１に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、
前記誘導加熱コイルを形成する導体内に冷却水流通路を設け、
前記加熱容器に供給する水を、この加熱容器に供給する前に、前記誘導加熱コイルの冷却水流通路を通してから加熱容器に供給することを特徴とする誘導加熱式蒸気発生装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このような課題を解決するため、請求項１の発明は、誘導加熱コイルにより加熱される加熱容器により、水を加熱して蒸気を発生させる誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルの外周部または上下端部に電気的に閉じられた環状コイルからなるシールドコイルを所要数配設し、前記シールドコイルを形成する導体内に冷却水流通路を設け、前記加熱容器で発生された蒸気を前記シールドコイルの冷却水流通路を通して外部へ過熱蒸気として取り出すことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルまたはシールドコイルの導体の一部または全部を銅またはアルミニウムなどの高導電性材で形成した導電板と冷却水流通路を形成するステンレス鋼などの不錆材で形成したパイプとを一体に接合して形成した複合導体で構成したことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記加熱容器は、非磁性で非導電性の耐熱材で形成した容器本体と、この容器本体内に充填した多数の導電性金属の小片からなる発熱体とにより構成したことを特徴とする。
加熱容器を導電性の金属材で構成すると、加熱容器の外周側に誘導電流が流れ、容器内の金属小片を通る磁束密度が減少し、金属小片の発熱が低下し、かつ加熱容器の発熱も容器外に逃げやすく、発熱効率が低下する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記発熱体を磁性を有するステンレス鋼の小片で形成したことを特徴とする。
発熱体に誘起される誘導電流は、この発熱体の表面からその厚みの深さ方向に指数関数的に減少する分布を示す。全誘導電流は表面に流れる電流値に下式で表される浸透深さλを掛けた値と見なすことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記容器本体を非磁性で非導電性の耐熱材で形成した複数の細管で構成したことを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１に記載の誘導加熱式蒸気発生装置において、前記誘導加熱コイルを形成する導体内に冷却水流通路を設け、前記加熱容器に供給する水を、この加熱容器に供給する前に、前記誘導加熱コイルの冷却水流通路を通してから加熱容器に供給することを特徴とする。