(57)【要約】【課題】流体が流れる流体配管を通電加熱して流体を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。【解決手段】内部に被加熱流体が流れる流路Ｒが形成された導電性材料からなる流路形成体２を通電加熱させて被加熱流体を加熱する流体加熱装置１００であって、流路形成体２が、直線状の流路を形成する直線部２５を有し、直線部２５に、流路Ｒを流れる流体を噴出する複数の流体噴出口２２が設けられ、直線部２５における流路Ｒの流路方向に沿って複数の電極３が接続されており、互いに隣り合う電極３に接続される単相交流電源の極性が異なるように、単相交流電源のＵ相及びＶ相が交互に接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被加熱流体が流れる導電性材料からなる流路形成体を通電加熱して、前記流路を流れる被加熱流体を加熱する流体加熱装置であって、
前記流路形成体が、直線状の流路を形成する１又は複数の直線部を有し、
前記直線部に、前記流路を流れる流体を噴出する複数の流体噴出口が設けられ、
前記直線部における前記流路の流路方向に沿って複数の電極が接続されており、
互いに隣り合う前記電極に接続される単相交流電源の極性が異なるように、単相交流電源のＵ相及びＶ相が交互に接続されている流体加熱装置。
【請求項２】
前記直線部を前記流路方向に沿って２ｎ等分（ｎは１以上の整数である。）する位置に、前記電極がそれぞれ接続されている請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項３】
内部に被加熱流体が流れる流路が形成された導電性材料からなる流路形成体を通電加熱して、前記流路を流れる被加熱流体を加熱する流体加熱装置であって、
前記流路形成体が、それぞれ互いに略平行に配置され、直線状の流路を形成する２ｎ個（ｎは１以上の整数である。）の直線部と、互いに隣り合う前記直線部の端部を接続して蛇行した１本の流路を形成する２ｎ−１個の折返し部とを有し、
前記直線部に前記流路を流れる流体を噴出する複数の流体噴出口が設けられ、
前記流路形成体において、前記蛇行した流路の両端部に電極が接続されるとともに、
前記２ｎ−１個の折返し部の少なくとも１つに電極が接続されており、
前記複数の電極が、前記流路方向に沿って互いに隣り合う電極の間の流路を形成する前記直線部が偶数個になるように接続されており、
前記流路方向に沿って互いに隣り合う電極に接続される単相交流電源の極性が異なるように、単相交流電源のＵ相及びＶ相が交互に接続されている流体加熱装置。
【請求項４】
前記折り返し部に接続される電極が、前記流路方向に沿って互いに隣り合う電極の間の流路を形成する前記直線部が２個になるように接続されている請求項３記載の流体加熱装置。
【請求項５】
内部に被加熱流体が流れる導電性材料からなる流路形成体を通電加熱して、前記流路を流れる被加熱流体を加熱する流体加熱装置であって、
前記流路形成体が、直線状の流路を形成する１又は複数の直線部を有し、
前記直線部に、前記流路を流れる流体を噴出する複数の流体噴出口が設けられ、
前記直線部における前記流路の流路方向に沿って複数の電極が接続されており、
連続して並ぶ３個の前記電極に接続される三相交流電源の極性がそれぞれ異なるように、三相交流電源のＵ相、Ｖ相及びＷ相が交互に接続されている流体加熱装置。
【請求項６】
前記直線部を前記流路方向に沿って３ｎ等分（ｎは１以上の整数である。）する位置に、前記電極がそれぞれ接続されている請求項５記載の流体加熱装置。
【請求項７】
内部に被加熱流体が流れる流路が形成された導電性材料からなる流路形成体を通電加熱して、前記流路を流れる被加熱流体を加熱する流体加熱装置であって、
前記流路形成体が、それぞれ互いに略平行に配置され、直線状の流路を形成する３ｎ個（ｎは１以上の整数である。）の直線部と、互いに隣り合う前記直線部の端部を接続して蛇行した１本の流路を形成する３ｎ−１個の折返し部とを有し、
前記流路形成体に前記流路を流れる流体を噴出する複数の流体噴出口が設けられ、
前記流路形成体において、前記蛇行した流路の両端部及び前記折返し部に三相交流電源に接続された電極がそれぞれ接続されるとともに、
前記流路の流路方向に沿って連続して並ぶ３個の前記電極に接続される三相交流電源の極性がそれぞれ異なるように、三相交流電源のＵ相、Ｖ相及びＷ相が交互に接続されている流体加熱装置。
【請求項８】
前記流路形成体が、銅よりも高電気抵抗を有する請求項１乃至７の何れかに記載の流体加熱装置。
【請求項９】
前記電極間毎に電力制御装置を設け、前記電極に印加される電力が制御可能に構成された請求項１乃至８の何れかに記載の流体加熱装置。
【請求項１０】
前記流路形成体が、加熱された流体を収容するための収容室、又は加熱された流体により被処理物を処理するための処理室内に設けられている請求項１乃至９の何れかに記載の流体加熱装置。
【請求項１１】
前記導体管に接続される単相交流電源又は三相交流電源が、前記収容室又は前記処理室とは別の空間に設けられている請求項１０記載の流体加熱装置。
【請求項１２】
前記流体噴出口に流体噴出ノズルが取り付けられた請求項１乃至１１の何れかに記載の流体加熱装置。
【請求項１３】
前記流路形成体に流入する前記被加熱流体が、飽和水蒸気又は過熱水蒸気であって、前記流路形成体から流出する流体が過熱水蒸気である請求項１乃至１２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流路形成体を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、内部に被加熱流体が流れる導電性材料からなる流路形成体を通電加熱して、前記流路を流れる被加熱流体を加熱する流体加熱装置であって、前記流路形成体が、直線状の流路を形成する１又は複数の直線部を有し、前記直線部に、前記流路を流れる流体を噴出する複数の流体噴出口が設けられ、前記直線部における前記流路の流路方向に沿って複数の電極が接続されており、互いに隣り合う前記電極に接続される単相交流電源の極性が異なるように、単相交流電源のＵ相及びＶ相が交互に接続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、互いに隣り合う前記電極間に流れる電流の位相が互いに逆向きとなるので、それぞれの電流により発生する磁束が打ち消し合い、前記流路形成体に発生するインピーダンスが低減されて回路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。また、前記直線部に複数の流体噴出口が設けられているので、加熱された被加熱流体を流路形成体から外部の所定の噴射範囲に直接噴出することができる。
【０００８】
前記直線部を前記流路方向に沿って２ｎ等分（ｎは１以上の整数である。）する位置に、前記電極がそれぞれ接続されていることが望ましい。これならば、各電極間に発生する磁束量が略等しくなり、前記電極間に発生する磁束を効率良く打ち消すことができる。
【０００９】
また本発明に係る流体加熱装置は、内部に被加熱流体が流れる流路が形成された導電性材料からなる流路形成体を通電加熱して、前記流路を流れる被加熱流体を加熱する流体加熱装置であって、前記流路形成体が、それぞれ互いに略平行に配置され、直線状の流路を形成する２ｎ個（ｎは１以上の整数である。）の直線部と、互いに隣り合う前記直線部の端部を接続して蛇行した１本の流路を形成する２ｎ−１個の折返し部とを有し、前記流路形成体に前記流路を流れる流体を噴出する複数の流体噴出口が設けられ、前記流路形成体において、前記蛇行した流路の両端部に電極が接続されるとともに、前記２ｎ−１個の折返し部の少なくとも１つに電極が接続されており、前記複数の電極が、前記流路方向に沿って互いに隣り合う電極の間の流路を形成する前記直線部が偶数個になるように接続されており、前記流路方向に沿って互いに隣り合う電極に接続される単相交流電源の極性が異なるように、単相交流電源のＵ相及びＶ相が交互に接続されていることが望ましい。
【００１０】
このようなものであれば、互いに隣り合う前記直線部に流れる電流が互いに逆向きとなるので、それぞれの電流により発生する磁束が打ち消し合い、流路形成体に発生するインピーダンスが低減されて回路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。また、前記直線部に複数の流体噴出口が設けられているので、加熱された被加熱流体を流路形成体から外部の所定の噴射範囲に直接噴出することができる。
【００１１】
前記折り返し部に接続される電極が、前記流路方向に沿って互いに隣り合う電極の間の流路を形成する前記直線部が２個になるように接続されていることが望ましい。
これならば、流路方向に沿って互いに隣接する電極間の直線部が２個ずつであり、各直線部を流れる電流により発生する磁束を確実に打ち消し合うことができる。これにより、流路形成体に発生するインピーダンスの低減効果を一層顕著にし、回路力率の改善効果を向上させることができる。
【００１２】
また本発明に係る流体加熱装置は、内部に被加熱流体が流れる導電性材料からなる流路形成体を通電加熱して、前記流路を流れる被加熱流体を加熱する流体加熱装置であって、前記流路形成体が、直線状の流路を形成する１又は複数の直線部を有し、前記直線部に、前記流路を流れる流体を噴出する複数の流体噴出口が設けられ、前記直線部における前記流路の流路方向に沿って複数の電極が接続されており、連続して並ぶ３個の前記電極に接続される三相交流電源の極性がそれぞれ異なるように、三相交流電源のＵ相、Ｖ相及びＷ相が交互に接続されていることが望ましい。
【００１３】
このようなものであれば、連続して並ぶ３つの電極に接続される三相交流電源の極性がそれぞれ異なるように三相交流電源のＵ相、Ｖ相及びＷ相が接続されているので、連続して並ぶ３つの電極に流れる電流により発生する磁束が打ち消し合い流路形成体に発生するインピーダンスが低減されて回路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。また、前記直線部に複数の流体噴出口が設けられているので、定められる所定の噴射範囲に噴出することができる。
【００１４】
前記直線部を前記流路方向に沿って３ｎ等分（ｎは１以上の整数である。）する位置に、前記電極がそれぞれ接続されていることが望ましい。これならば、各電極間に発生する磁束量が略等しくなり、前記電極間に発生する磁束を効率良く打ち消すことができる。
【００１５】
また本発明に係る流体加熱装置は、内部に被加熱流体が流れる流路が形成された導電性材料からなる流路形成体を通電加熱して、前記流路を流れる被加熱流体を加熱する流体加熱装置であって、前記流路形成体が、それぞれ互いに略平行に配置され、直線状の流路を形成する３ｎ個（ｎは１以上の整数である。）の直線部と、互いに隣り合う前記直線部の端部を接続して蛇行した１本の流路を形成する３ｎ−１個の折返し部とを有し、前記流路形成体に前記流路を流れる流体を噴出する複数の流体噴出口が設けられ、前記流路形成体において、前記蛇行した流路の両端部及び前記折返し部に三相交流電源に接続された電極がそれぞれ接続されるとともに、前記流路の流路方向に沿って連続して並ぶ３個の前記電極に接続される三相交流電源の極性がそれぞれ異なるように、三相交流電源のＵ相、Ｖ相及びＷ相が交互に接続されていることが望ましい。
【００１６】
このようなものであれば、連続して並ぶ３つの電極に接続される三相交流電源の極性がそれぞれ異なるように三相交流電源のＵ相、Ｖ相及びＷ相が接続されているので、連続して並ぶ３つの電極に流れる電流により発生する磁束が打ち消し合い流路形成体に発生するインピーダンスが低減されて回路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。また、前記直線部に複数の流体噴出口が設けられているので、加熱された被加熱流体を流路形成体から外部の所定の噴射範囲に直接噴出することができる。
【００１７】
前記流路形成体が、銅よりも高電気抵抗を有する導電性材料からなることが望ましい。これならば、配線又は電極等に銅を用いた場合に、通電加熱する際に前記流路形成体を効率良く加熱することができるので、被加熱流体を効率良く高温の状態にすることができる。
【００１８】
前記電極間毎に電力制御装置を設け、前記電極に印加される電力が制御可能に構成されたことが望ましい。これならば、前記電極間毎における前記流路形成体の温度を個別に制御することができ、被加熱流体を効率良く所望の状態にすることができる。
【００１９】
前記流体噴出口に流体噴出ノズルが取り付けられたことが望ましい。これならば、前記流体噴出口に流体噴出ノズルを設けることによって、加熱された流体を当該流体噴出ノズルにより定められる所定の噴射範囲に噴出することができる。ここで、前記流体噴出口に設けられる流体噴出ノズルは、用途に応じて選択される。
【００２０】
前記流路形成体に流入する前記被加熱流体が、飽和水蒸気又は過熱水蒸気であって、前記流路形成体から流出する流体が過熱水蒸気であることが望ましい。
【００２１】
また、前記流路形成体が、加熱された流体を収容するための収容容器等の収容室、又は、加熱された流体により被処理物を処理するための処理容器等の処理室内に設けられていることが望ましい。これならば、加熱された流体を収容室に収容させることで保温又は加熱することができる。また、処理室内で被処理物を処理することができる。このとき、前記流路形成体に接続される単相交流電源又は三相交流電源が、前記収容室又は前記処理室とは別の空間に設けられていることが望ましい。本発明では、流路形成体が過熱蒸気発生部として機能するため、流路形成体を保温室又は処理室に設け、保温室又は処理室の外部に設けられた単相交流電源又は三相交流電源により電力を供給すれば良く、配管構成を簡略化することができるとともに、熱効率を向上させることができ、省エネにも大きく貢献することができる。また、保温室又は処理室と単相交流電源又は三相交流電源が設置された空間（例えば電源室）とを電気配線で接続すればよく、流体加熱装置の全体構成を簡略化することができるとともに、単相交流電源又は三相交流電源が流路形成体からの熱影響を受けることもない。
【発明の効果】
【００２２】
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流路形成体を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】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る流体加熱装置の構成を模式的に示す正面図。
【図２】第１実施形態に係る変形例の構成を模式的に示す底面図。
【図３】第２実施形態に係る流体加熱装置の構成を模式的に示す正面図。
【図４】第２実施形態に係る変形例の構成を模式的に示す底面図。
【図５】第３実施形態に係る流体加熱装置の構成を模式的に示す底面図。
【図６】第４実施形態に係る流体加熱装置の構成を模式的に示す底面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜第１実施形態＞
以下に本発明に係る流体加熱装置の第１実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
本実施形態に係る流体加熱装置１００は、内部に被加熱流体が流れる流路Ｒが形成された導電性材料からなる流路形成体２に交流電圧を印加して直接通電し、流路形成体２の内部抵抗により発生するジュール熱によって流路形成体２を加熱することにより、前記流路Ｒを流れる被加熱流体を加熱するものである。
【００２６】
本実施形態の流路形成体２は、図１に示すように、概略円筒直管状のパイプから形成されている。これにより、流路Ｒは、直線状をなす１本の流路となる。また、流路形成体２は、銅よりも高電気抵抗を有する導電性材料からなり、例えばステンレスやチタン等で形成されていれば良い。なお、流路形成体２の流路一端部２ａ側の一端開口である第１流通口Ｐ１には、フランジ部２１が形成されており、外部配管との接続が可能となるように構成されている。同様に、流路形成体２の流路他端部２ｂ側の他端開口である第２流通口Ｐ２には、フランジ部２１が形成されており、外部配管との接続が可能となるように構成されている。
【００２７】
そして、流路形成体２には、流路形成体２における流路Ｒの流路方向に沿って略４等分する位置に、電極３が５個接続されている。この５個の電極３のうちの２個は、流路一端部２ａ及び流路他端部２ｂに接続されている。これらの電極３は、単相交流電源の出力端子に接続されており、互いに隣り合う電極３に接続される単相交流電源の極性が異なるように、単相交流電源のＵ相及びＶ相が交互に接続されている。具体的には、最も流路一端部２ａ側にある電極３から順に、Ｕ相、Ｖ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｕ相となるように接続されている。なお、電極３に接続される単相交流電源のＵ相及びＶ相の順序は図１に示すものに限られず、Ｕ相とＶ相とが逆になったものでも良い。
【００２８】
ここで、電極３の数は、５個に限定されず、流路形成体２における流路Ｒの流路方向に沿って２ｎ等分（ｎは１以上の整数である。）する位置に接続されていれば良い。例えば本実施形態のように、流路一端部２ａ及び流路他端部２ｂにそれぞれ電極３が接続されている場合には、電極３が２ｎ＋１個接続されているものであれば良い。
【００２９】
また、流路形成体２の途中（一端部２ａ及び他端部２ｂの間）の外側周面には、複数の流体噴出口２２が設けられている。この流体噴出口２２は、流路形成体２の外側周面における流路方向に直交する一方向側（図１における下方）を向くように、各電極３の間において同じ個数ずつ配置されている。本実施形態において流体噴出口２２は、各電極３の間にそれぞれ４つずつ配置されている。さらに、本実施形態の各流体噴出口２２には、流体噴出ノズル２４が取り付けられている。なお、流体噴出口２２は流路形成体２の外側周面において周方向全体に形成されるものであっても良い。また、本実施形態の流体噴出口２２は、流路形成体２の外側周面において流路一端部２ａから流路他端部２ｂに亘って長手方向の略全体に形成されているが、長手方向の一部、例えば流路形成体２の長手方向中央部から他端部２ｂに形成しても良い。このように構成された流路形成体２は、加熱された流体を収容するための収容室、又は加熱された流体により被処理物を処理するための処理室内に設けられる。そして、この流路形成体２に接続される単相交流電源が、前記収容室又は前記処理室とは別の空間（例えば電源室）に設けられる。
【００３０】
ここで、流体加熱装置１００における被加熱流体の流れを説明する。被加熱流体は、流路Ｒに連通する流路形成体２の第１流通口Ｐ１から流入し、流路形成体２内部の流路Ｒを加熱されながら流れ、流路Ｒに連通する流路形成体２の第２流通口Ｐ２に至る。加熱された流体の一部は、この第１流通口Ｐ１から第２流通口Ｐ２に至るまでの間に、流体噴出口２２及び流体噴出ノズル２４を通って流体加熱装置１００の外部に噴出される。また、第１流通口Ｐ１又は第２流通口Ｐ２の一方を閉塞し、第１流通口Ｐ１又は第２流通口Ｐ２の他方から被加熱流体を流入させる構成にして、加熱された流体の全部を流体噴出口２２及び流体噴出ノズル２４から外部に噴出させるようにしても良い。さらに、第１流通口Ｐ１及び第２流通口Ｐ２の両方から被加熱流体を流入させる構成にして、加熱された流体の全部を流体噴出口２２及び流体噴出ノズル２４から外部に噴出させるようにしても良い。なお、被加熱流体の一例としては、流路形成体２に流入する被加熱流体が、飽和水蒸気又は過熱水蒸気であって、流路形成体２から流出する加熱された流体が過熱水蒸気であることが考えられる。ただし、被加熱流体は、特定の流体に限られることはなく、流体加熱装置１００の用途に合わせて適宜選択されるものであれば良い。
【００３１】
このように構成した流体加熱装置１００において、単相交流電源から単相交流電圧を各電極３を介して流路形成体２に印加すると、互いに隣り合う電極３間に流れる電流の位相が互いに逆向きとなるので、それぞれの電流により発生する磁束が打ち消し合い、流路形成体２に発生するインピーダンスが低減されて回路力率を改善することができる。したがって、被加熱流体を効率良く加熱することができ、流体加熱装置１００の設備効率を向上させることができる。
【００３２】
なお、本実施形態の流体加熱装置１００は、流路形成体２が１つの直線部２５のみにより形成される構成に限られず、直線部２５を複数有するものであっても良い。具体的には、図２に示すように、外側周面に複数の流体噴出口２２が設けられた直線部２５を例えば３つ有するものであっても良い。具体的に３つの直線部２５は、流路他端部２ｂ側において導電性を有する接続部２６により接続されており、直線部２５及び接続部２６により流路形成体２が構成されている。つまり、この流体加熱装置１００の配管構成は、流路一端部２ａ側に３つの第１流通口Ｐ１を有し、流路他端部２ｂ側に１つの第２流通口Ｐ２を有する。この接続部２６は、被加熱流体が流路一端部２ａから流路他端部２ｂに向かって流れる場合には３つの流路を１つの流路に合流させ、被加熱流体が流路他端部２ｂから流路一端部２ａに向かって流れる場合には１つの流路を３つの流路に分流させるものである。
【００３３】
このように直線部２５を複数有する場合であっても、流路形成体２における流路一端部２ａから流路他端部２ｂの間を流路Ｒの流路方向に沿って２ｎ等分する位置に電極３が配置されていることが望ましい。例えば図２の流体加熱装置１００の場合、各直線部２５は同一平面上において略平行に配置されている。また、電極３は直線部２５の配列方向に沿って（図２における下方から）見たときに、流路Ｒの流路方向に沿って略４等分する位置に接続されている。さらに、直線部２５に接続された複数の電極３は、隣り合う直線部２５に接続された電極３と流路Ｒの流路方向に沿ってそれぞれ略同じ位置に接続されている。なお、直線部２５は３つに限られず、２つでも良いし、４つ以上であっても良い。また、各直線部２５が、例えば放射状に配置されている等、略平行に配置されていないものであっても良い。
【００３４】
＜第２実施形態＞
以下に本発明に係る流体加熱装置の第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付すこととする。
【００３５】
本実施形態に係る流体加熱装置１００は、電極３の配置を変更するとともに、電極３に接続される電源を、単相交流電源から三相交流電源に変更したものである。なお、流体加熱装置１００の配管構成は第１実施形態と同様である。
【００３６】
本実施形態に係る流体加熱装置１００は、図３に示すように、流路形成体２における流路Ｒの流路方向に沿って略６等分する位置に、電極３が７個接続されている。この７個の電極３のうちの２個は、流路一端部２ａ及び流路他端部２ｂに接続されている。この電極３は、三相交流電源の出力端子に接続されており、連続して並ぶ３個の電極３に接続される三相交流電源の極性がそれぞれ異なるように、三相交流電源のＵ相、Ｖ相及びＷ相が交互に接続されている。具体的には、最も流路一端部２ａ側にある電極３から順に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相となるように接続されている。なお、電極３に接続される三相交流電源のＵ相、Ｖ相及びＷ相の順序は図４のものに限られず、連続して並ぶ３個の電極３に接続される三相交流電源の極性がそれぞれ異なるように、流路形成体２に接続されていれば良い。
【００３７】
ここで、電極３の数は、７個に限定されず、流路形成体２における流路Ｒの流路方向に沿って３ｎ等分（ｎは１以上の整数である。）する位置に接続されていれば良い。
例えば本実施形態のように、流路一端部２ａ及び流路他端部２ｂにそれぞれ電極３が接続されている場合には、３ｎ＋１個接続されているものであれば良い。
【００３８】
また、流路形成体２の途中（一端部２ａ及び他端部２ｂの間）の外側周面には、複数の流体噴出口２２が設けられている。本実施形態の流体噴出口２２は、流路形成体２の外側周面における流路方向に直交する一方向側（図３における下方）を向くように、各電極３の間にそれぞれ４つずつ配置されている。さらに、本実施形態の各流体噴出口２２には、流体噴出口２２の開口方向に沿って延びる流体噴出ノズル２４が取り付けられている。なお、流体噴出口２２は流路形成体２の外側周面において周方向全体に形成されるものであっても良い。また、本実施形態の流体噴出口２２は、流路形成体２の外側周面において流路一端部２ａから流路他端部２ｂに亘って長手方向の略全体に形成されているが、長手方向の一部、例えば流路形成体２の長手方向中央部から他端部２ｂに形成しても良い。さらに、流体噴出口２２の数は本実施形態のものに限られず、流体加熱装置１００の用途に合わせて適当な数の流体噴出口２２を配置したものであれば良い。このように構成された流路形成体２は、加熱された流体を収容するための収容室、又は加熱された流体により被処理物を処理するための処理室内に挿入して設けられる。そして、この流路形成体２に接続される三相交流電源が、前記収容室又は前記処理室とは別の空間（例えば電源室）に設けられる。
【００３９】
この流体加熱装置１００における被加熱流体の流れは、前記第１実施形態と同様である。また、また、第１流通口Ｐ１又は第２流通口Ｐ２の一方を閉塞し、第１流通口Ｐ１又は第２流通口Ｐ２の他方から被加熱流体を流入させる構成にして、加熱された流体の全部を流体噴出口２２及び流体噴出ノズル２４から外部に噴出させるようにしても良い。さらに、第１流通口Ｐ１及び第２流通口Ｐ２の両方から被加熱流体を流入させる構成にして、加熱された流体の全部を流体噴出口２２及び流体噴出ノズル２４から外部に噴出させるようにしても良い。
【００４０】
このように構成した流体加熱装置１００において、三相交流電源から三相交流電圧を各電極３を介して流路形成体２に印加すると、連続して並ぶ３個の電極３間に流れる電流の位相がそれぞれ互いに１２０°異なるので、それぞれの電流により発生する磁束が打ち消し合い、流路形成体２に発生するインピーダンスが低減されて回路力率を改善することができる。したがって、被加熱流体を効率良く加熱することができ、流体加熱装置１００の設備効率を向上させることができる。
【００４１】
なお、本実施形態の流体加熱装置１００は、流路形成体２が１つの直線部２５のみにより形成される構成に限られず、直線部２５を複数有するものであっても良い。具体的には、図４に示すように、外側周面に複数の流体噴出口２２が設けられた直線部２５を例えば３つ有するものであっても良い。なお、この形態における流体加熱装置１００の配管構成は、図２に示すものと同様であり、図２の流体加熱装置１００と同一又は対応する構成には同じ符号を付している。このように直線部２５を複数有する場合であっても、流路形成体２における流路一端部２ａから流路他端部２ｂの間を流路Ｒの流路方向に沿って３ｎ等分する位置に電極３が配置されていることが望ましい。例えば図４の流体加熱装置１００の場合、各直線部２５が同一平面上において略平行に配置され、各直線部２５の配列方向に沿って（図４における下方から）見たときに、流路Ｒの流路方向に沿って略６等分する位置に、電極３が接続されている。
【００４２】
＜第３実施形態＞
以下に本発明に係る流体加熱装置の第３実施形態について図面を参照して説明する。
【００４３】
本実施形態に係る流体加熱装置１００は、図５に示すように、内部に被加熱流体が流れる流路Ｒが形成された導電性材料からなる流路形成体２に交流電圧を印加して直接通電し、流路形成体２の内部抵抗により発生するジュール熱によって流路形成体２を加熱することにより、前記流路Ｒを流れる被加熱流体を加熱するものである。
【００４４】
本実施形態の流路形成体２は、互いに略平行に配置された直線状の流路を形成する６つの直線部２５と、互いに隣り合う直線部２５の端部を接続して蛇行した１本の流路Ｒを形成する５つの折返し部２７とを有する。ここで、本実施形態の６つの直線部２５は、同一平面上においてそれぞれ互いに略平行になるように等間隔に配置され、略同じ長さである。また、折返し部２７は、コの字状又はＵ字状に構成されるとともに、各直線部２５の一方の端部と他方の端部がそれぞれ異なる直線部２５と接続する。なお、流路形成体２の流路一端部２ａに構成される第１流通口Ｐ１には、フランジ部２１が形成されており、外部配管との接続が可能となるように構成されている。同様に、流路形成体２の流路他端部２ｂに構成される第２流通口Ｐ２には、フランジ部２１が形成されており、外部配管との接続が可能となるように構成されている。
【００４５】
そして、図５に示すように、流路形成体２には、流路一端部２ａ、流路他端部２ｂ及び一部の折返し部２７に電極３が接続されている。この電極３は、流路Ｒの流路方向に沿って互いに隣り合う電極３の間の流路Ｒを形成する直線部２５が偶数個、本実施形態においては２つになるように接続されている。したがって、本実施形態においては、流路一端部２ａと、流路他端部２ｂと、平面視において流路一端部２ａ及び流路他端部２ｂ側にある２つの折返し部２７との４箇所に電極３が接続されている。
【００４６】
また、電極３は、単相交流電源の出力端子に接続されており、互いに隣り合う電極３に接続される単相交流電源の極性が異なるように、単相交流電源のＵ相及びＶ相が交互に接続されている。具体的には、最も流路一端部２ａ側にある電極３から順に、Ｖ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｕ相となるように接続されている。なお、電極３に接続される単相交流電源のＵ相及びＶ相の順序は図５に示すものに限られず、Ｕ相とＶ相とが逆になったものでも良い。
【００４７】
また、流路形成体２の途中（一端部２ａ及び他端部２ｂの間）の外側周面には、複数の流体噴出口２２が設けられている。本実施形態の流体噴出口２２は、流路形成体２の外側周面における流路方向に直交する一方向側（図５における下方）を向くように、各直線部２５にそれぞれ４つずつ配置されている。さらに、本実施形態の各流体噴出口２２には、流体噴出ノズル２４が取り付けられている。なお、流体噴出口２２は流路形成体２の外側周面において周方向全体に形成されるものであっても良い。また、本実施形態の流体噴出口２２は、流路形成体２の外側周面において流路一端部２ａから流路他端部２ｂに亘って長手方向の略全体に形成されているが、長手方向の一部、例えば流路形成体２の長手方向中央部から他端部２ｂに形成しても良い。
【００４８】
ここで、本実施形態の流体加熱装置１００は、第１流通口Ｐ１又は第２流通口Ｐ２の一方を閉塞し、第１流通口Ｐ１又は第２流通口Ｐ２の他方から被加熱流体を流入させる構成にして、加熱された流体の全部を流体噴出口２２及び流体噴出ノズル２４から外部に噴出させるようにしても良い。また、第１流通口Ｐ１及び第２流通口Ｐ２の両方から被加熱流体を流入させる構成にして、加熱された流体の全部を流体噴出口２２及び流体噴出ノズル２４から外部に噴出させるようにしても良い。さらに、図５に示すように、１又は複数の折返し部２７に、流路Ｒに被加熱流体を流入させるための中間配管部２８が接続されている場合には、第１流通口Ｐ１及び第２流通口Ｐ２の両方を閉塞し、中間配管部２８から被加熱流体を入竜させる構成にして、加熱された流体の全部を流体噴出口２２及び流体噴出ノズル２４から外部に噴出させるようにしても良い。なお、前述した中間配管部２８には、逆止弁又は流量調整弁を設けることが考えられる。
【００４９】
このように構成した流体加熱装置１００において、単相交流電源から単相交流電圧を各電極３を介して流路形成体２に印加すると、互いに隣り合う直線部２５間に流れる電流の位相が互いに逆向きとなるので、それぞれの電流により発生する磁束が打ち消し合い、流路形成体２に発生するインピーダンスが低減されて回路力率を改善することができる。したがって、被加熱流体を効率良く加熱することができ、流体加熱装置１００の設備効率を向上させることができる。
【００５０】
＜第４実施形態＞
以下に本発明に係る流体加熱装置の第４実施形態について図面を参照して説明する。なお、第３実施形態と同じ構成には同じ符号を付すこととする。
【００５１】
本実施形態に係る流体加熱装置１００は、電極３の配置を変更するとともに、電極３に接続される電源を、単相交流電源から三相交流電源に変更したものである。なお、流体加熱装置１００の配管構成は第３実施形態と同様である。
【００５２】
本実施形態に係る流体加熱装置１００は、図６に示すように、流路形成体２に、流路一端部２ａ、流路他端部２ｂ及び全部の折返し部２７に電極３が接続されている。なお、必ずしも全部の折返し部２７に電極３が接続されていなくても良く、一部の折返し部２７に電極３が接続されているものでも良い。
【００５３】
また、各電極３は、三相交流電源の出力端子に接続されており、連続して並ぶ３個の電極３に接続される三相交流電源の極性がそれぞれ異なるように、三相交流電源のＵ相、Ｖ相及びＷ相が交互に接続されている。具体的には、最も流路一端部２ａ側にある電極３から順に、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相となるように接続されている。なお、電極３に接続される三相交流電源のＵ相、Ｖ相及びＷ相の順序は図６のものに限られず、連続して並ぶ３個の電極３に接続される三相交流電源の極性がそれぞれ異なるように、流路形成体２に接続されていれば良い。
【００５４】
また、流路形成体２の途中（一端部２ａ及び他端部２ｂの間）の外側周面には、複数の流体噴出口２２が設けられている。本実施形態の流体噴出口２２は、流路形成体２の外側周面における流路方向に直交する一方向側（図６における下方）を向くように、各直線部２５にそれぞれ５つずつ配置されている。さらに、本実施形態の各流体噴出口２２には、流体噴出口２２の開口方向に沿って延びる流体噴出ノズル２４が取り付けられている。なお、流体噴出口２２は流路形成体２の外側周面において周方向全体に形成されるものであっても良い。また、本実施形態の流体噴出口２２は、流路形成体２の外側周面において流路一端部２ａから流路他端部２ｂに亘って長手方向の略全体に形成されているが、長手方向の一部、例えば流路形成体２の長手方向中央部から他端部２ｂに形成しても良い。
【００５５】
ここで、本実施形態の流体加熱装置１００は、第２流通口Ｐ２を閉塞して、被加熱流体を流路形成体２の第１流通口Ｐ１から流入させ、加熱された流体を流体噴出口２２から噴出させるものであっても良いし、被加熱流体を流路形成体２の第１流通口Ｐ１及び第２流通口Ｐ２の両方から流入させ、加熱された流体を流体噴出口２２から噴出させるものであっても良い。また、図６に示すように、１又は複数の折返し部２７に被加熱流体をさらに流入させるためのフランジ部２８を備える場合には、第１流通口Ｐ１及び第２流通口Ｐ２の両方を閉塞して、加熱された流体を流体噴出口２２から噴出させるものであっても良い。
【００５６】
なお、前述したフランジ部２８は、逆止弁が設けられているものや、流量調整弁が設けられているものなどが望ましい。
【００５７】
このように構成した流体加熱装置１００において、三相交流電源５から三相交流電圧を各電極３を介して流路形成体２に印加すると、連続して並ぶ３つの直線部２５の間に流れる電流の位相がそれぞれ互いに１２０°異なるので、それぞれの電流により発生する磁束が打ち消し合い、流路形成体２に発生するインピーダンスが低減されて回路力率を改善することができる。したがって、被加熱流体を効率良く加熱することができ、流体加熱装置１００の設備効率を向上させることができる。
【００５８】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、各電極３間毎に電力制御装置を設け、電極３に印加される電力が制御可能に構成されているものであっても良い。これならば、電極３間毎における流路形成体２の温度を個別に制御することができ、効率良く被加熱流体を所望の状態にすることができる。
【００５９】
また、流体噴出口２２に流体噴出ノズル２４を取り付けずに、流体噴出口２２から加熱された流体を直接噴出させるものであっても良い。この場合、流体噴出口２２の形状は、略円形のものであっても良いし、細長いスリット状のもの等であっても良い。このように流体噴出口２２の形状又は流路形成体２における配置場所、若しくは流体噴出ノズル２４の有無等については、流体加熱装置１００の用途に合わせて適宜選択されるものであれば良い。
【００６０】
さらに、２つの流路形成体２を、それらの流路Ｒが連通するとともに、２つの流路形成体２に設けられた電極３が内側に位置するようにフランジ部２１により接続してユニット化し、流体加熱装置１００を構成しても良い。
【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    ・・・流路形成体
２２  ・・・流体噴出口
２４  ・・・流体噴出ノズル
２５  ・・・直線部
２６  ・・・折返し部
Ｒ    ・・・流路
３    ・・・電極
【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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