JPH0760017B2 - 電気流体加熱器 - Google Patents
電気流体加熱器Info
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- JPH0760017B2 JPH0760017B2 JP61159150A JP15915086A JPH0760017B2 JP H0760017 B2 JPH0760017 B2 JP H0760017B2 JP 61159150 A JP61159150 A JP 61159150A JP 15915086 A JP15915086 A JP 15915086A JP H0760017 B2 JPH0760017 B2 JP H0760017B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
- F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水道水、液状化学物質、あるいはガス等の流体
を加熱昇温するために利用されるが、特に数百度、数十
気圧以上の流体の加熱に有効である電気流体加熱器に関
する。
を加熱昇温するために利用されるが、特に数百度、数十
気圧以上の流体の加熱に有効である電気流体加熱器に関
する。
［従来の技術］ 変圧器の１次高圧側から給電し、２次巻線導体を誘導交
流電流により発熱体とし、これに流体を通して加熱昇温
させるには、例えば実公昭40−3353号公報がある。
流電流により発熱体とし、これに流体を通して加熱昇温
させるには、例えば実公昭40−3353号公報がある。
第４図は上記公報に開示された流体加熱器を示したもの
である。以下これを公知新案と呼ぶこととする。
である。以下これを公知新案と呼ぶこととする。
［発明が解決しようとしている問題点］ 公知新案ではその公報明細書に記載されている如く、変
圧器１次巻線（線輪）と同じく、２次巻線である発熱導
水管の全長、全表面積にわたり絶縁されている。すなわ
ち複数回の２次巻線は相互に絶縁され、巻線相互の短絡
を防止している。そして導水管の両端すなわち水の流出
入口を電気的に接続して、導水管外部への漏電を防止し
ている。
圧器１次巻線（線輪）と同じく、２次巻線である発熱導
水管の全長、全表面積にわたり絶縁されている。すなわ
ち複数回の２次巻線は相互に絶縁され、巻線相互の短絡
を防止している。そして導水管の両端すなわち水の流出
入口を電気的に接続して、導水管外部への漏電を防止し
ている。
しかしこのような考案では、温水器程度の加熱即ち常
圧、100℃程度の加熱ではともかく、高温、高電圧、高
圧力、大容量の加熱器では絶縁物の材質、機械的構造に
各種の困難が発生すると同時に変圧器の能率も低下す
る。
圧、100℃程度の加熱ではともかく、高温、高電圧、高
圧力、大容量の加熱器では絶縁物の材質、機械的構造に
各種の困難が発生すると同時に変圧器の能率も低下す
る。
本発明はこのような公知新案の問題点を解決して更に高
温、高圧の流体加熱を高信頼度、高能率で可能にするこ
とを目的とする。
温、高圧の流体加熱を高信頼度、高能率で可能にするこ
とを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記した問題を解決するために、発熱体とな
る２次巻線導体を筒状とし、その筒の壁内に設ける被加
熱流体の流路としては、流体と発熱体表面の許容温度
差、流体の許容圧力損失等から決定される流路断面積と
長さに応ずるため、２回巻き以上複数巻きとする。
る２次巻線導体を筒状とし、その筒の壁内に設ける被加
熱流体の流路としては、流体と発熱体表面の許容温度
差、流体の許容圧力損失等から決定される流路断面積と
長さに応ずるため、２回巻き以上複数巻きとする。
これにより、２次の複数巻線相互の絶縁が省略でき、変
圧器の窓占有率（変圧器鉄心の窓面積中に占める１次、
２次巻線導体部分断面積の割合）を大きくし、必要資材
を少なくできることは勿論、能率を高くすることができ
る。さらに発熱体である２次巻線導体の温度の不平均を
平均化して、発熱体の伝熱面積を少なくする、すなわち
必要資材を少なくすることができる。
圧器の窓占有率（変圧器鉄心の窓面積中に占める１次、
２次巻線導体部分断面積の割合）を大きくし、必要資材
を少なくできることは勿論、能率を高くすることができ
る。さらに発熱体である２次巻線導体の温度の不平均を
平均化して、発熱体の伝熱面積を少なくする、すなわち
必要資材を少なくすることができる。
第１図（ａ）は、第１の本発明の加熱器の１例を単相外
鉄型を例にとって説明するためのもので、（ａ）−１は
概略縦断面図、（ａ）−２は部分破断斜視図である。同
図において、１は１次巻線、２は発熱体となる筒状の２
次巻線導体で、このものは筒状で電気的に１回巻きとな
る導電体製の構造物であって、その壁には被加熱流体が
流れる流路７が複数のターンを有するコイル状に形成さ
れている。１次巻線１と２次巻線導体２は鉄心３を共有
し、１次巻線１には電源４より給電される。XYは鉄心軸
である。被加熱流体は金属管５より流入し、２回以上複
数巻きの連続した流路７を通過する間に加熱昇温され、
金属管６より流出する。図では流路７は鉄心３の周囲に
４回巻かれている。流入、流出金属管５、６の関係は図
と逆でもよい。
鉄型を例にとって説明するためのもので、（ａ）−１は
概略縦断面図、（ａ）−２は部分破断斜視図である。同
図において、１は１次巻線、２は発熱体となる筒状の２
次巻線導体で、このものは筒状で電気的に１回巻きとな
る導電体製の構造物であって、その壁には被加熱流体が
流れる流路７が複数のターンを有するコイル状に形成さ
れている。１次巻線１と２次巻線導体２は鉄心３を共有
し、１次巻線１には電源４より給電される。XYは鉄心軸
である。被加熱流体は金属管５より流入し、２回以上複
数巻きの連続した流路７を通過する間に加熱昇温され、
金属管６より流出する。図では流路７は鉄心３の周囲に
４回巻かれている。流入、流出金属管５、６の関係は図
と逆でもよい。
［作用］ 第２図は第１図（ａ）に示す加熱器の２次巻線導体部分
のみを略示したもので、２次巻線導体２内に発生する電
界ｅは、このものに流れる交流電流の表皮作用が実用上
無視できる程小さい場合には、１次巻線を巻かれた鉄心
軸XYに図示したように垂直に発生する。
のみを略示したもので、２次巻線導体２内に発生する電
界ｅは、このものに流れる交流電流の表皮作用が実用上
無視できる程小さい場合には、１次巻線を巻かれた鉄心
軸XYに図示したように垂直に発生する。
したがって、XY軸に平行した線上では２次巻線導体上何
れの点も同電位であるから、流体の流入、流出金属管
５、６をこの線上（鉄心軸XYに平行した同電位の線上）
又はその極めて近傍に設ければ、５、６を金属的に接触
しても電弧の発生を見ることはなく全く安全であり、両
管を共に接地10しても接地電流はなく、感電の危険もな
い。そして勿論、公知新案第４図の部材14に相当する接
続部材は、これに電流が実質上流れないので必要でな
い。
れの点も同電位であるから、流体の流入、流出金属管
５、６をこの線上（鉄心軸XYに平行した同電位の線上）
又はその極めて近傍に設ければ、５、６を金属的に接触
しても電弧の発生を見ることはなく全く安全であり、両
管を共に接地10しても接地電流はなく、感電の危険もな
い。そして勿論、公知新案第４図の部材14に相当する接
続部材は、これに電流が実質上流れないので必要でな
い。
もっとも１次巻線は勿論、加熱器の温度に対応した電気
的、熱的絶縁層をもっており、発熱体である２次巻線導
体は１回巻きであるから、公知新案第４図に示す電気接
続14、及び巻線相互の絶縁層は不必要である。但し、２
次巻線表面上の鉄心３に対する電気的熱的絶縁層は必要
である。しかし、公知新案に比べて１回巻き分の低電圧
の電気絶縁でよいから、前記したように変圧器鉄心窓の
占有率を高くできる。
的、熱的絶縁層をもっており、発熱体である２次巻線導
体は１回巻きであるから、公知新案第４図に示す電気接
続14、及び巻線相互の絶縁層は不必要である。但し、２
次巻線表面上の鉄心３に対する電気的熱的絶縁層は必要
である。しかし、公知新案に比べて１回巻き分の低電圧
の電気絶縁でよいから、前記したように変圧器鉄心窓の
占有率を高くできる。
第２図についての以上の説明は、２次巻線導体内の交流
電流の表皮作用が実用上無視できる場合についてのべた
ので、第２図の金属管５、６を２次巻線導体上の同電位
点ａ、ｂに設けた場合を示している。
電流の表皮作用が実用上無視できる場合についてのべた
ので、第２図の金属管５、６を２次巻線導体上の同電位
点ａ、ｂに設けた場合を示している。
なお、上記の交流電流の表皮作用は、導線を流れる交流
電流が、周波数の高まりにつれあるいは導線が導電率や
比透磁率の大きな材質である程表面近くに集まって流れ
る現象としてよく知られているところである［電気用語
辞典16版（コロナ社、昭和57年６月20日発行）の698頁
及び364頁、並びに工業用電気加熱（（財）省エネルギ
ーセンター発行）の93〜94頁等参照］。
電流が、周波数の高まりにつれあるいは導線が導電率や
比透磁率の大きな材質である程表面近くに集まって流れ
る現象としてよく知られているところである［電気用語
辞典16版（コロナ社、昭和57年６月20日発行）の698頁
及び364頁、並びに工業用電気加熱（（財）省エネルギ
ーセンター発行）の93〜94頁等参照］。
前記に反して、２次巻線導体２内における表皮作用が著
しい場合には、第１図（ａ）に示す加熱器において１次
巻線１に近接する２次巻線導体２の内表面からの半径方
向距離をｘ（cm）とすると、ｘが小さく０に近ずく程２
次巻線導体を流れる電気密度は大きくなり（１次巻線に
近接する２次巻線導体の内表面の近傍８のみに電流が集
中して流れる）、一方、ｘが大きくなるにつれ、２次巻
線導体を流れる電気密度は指数函数的に減少することが
知られている。本発明者等は、２次巻線導体が以下の関
係式（１）により特徴付けられる表皮作用の著しい場合
に、２次巻線導体の部分に第２図に示した電界ｅが実質
的に発生しないことを見いだした。
しい場合には、第１図（ａ）に示す加熱器において１次
巻線１に近接する２次巻線導体２の内表面からの半径方
向距離をｘ（cm）とすると、ｘが小さく０に近ずく程２
次巻線導体を流れる電気密度は大きくなり（１次巻線に
近接する２次巻線導体の内表面の近傍８のみに電流が集
中して流れる）、一方、ｘが大きくなるにつれ、２次巻
線導体を流れる電気密度は指数函数的に減少することが
知られている。本発明者等は、２次巻線導体が以下の関
係式（１）により特徴付けられる表皮作用の著しい場合
に、２次巻線導体の部分に第２図に示した電界ｅが実質
的に発生しないことを見いだした。
ｔ＞2S （１） 式中、ｔ（cm）は被加熱流体の鉄心側の流路内壁面から
２次巻線導体の１次巻線に近接する内表面までの半径方
向距離（流路の内周の壁の厚み）、Ｓ（cm）は該１次巻
線に近接する２次巻線導体の内表面部分から半径方向に
達する交流の表皮の深さ又は厚さ（cm）である。従っ
て、金属管５、６をこの電界のない部分に設ければ、
５、６の２管が金属的に接触しても電弧の発生はなく、
人畜への感電の危険もなくなることが明かとなった。
２次巻線導体の１次巻線に近接する内表面までの半径方
向距離（流路の内周の壁の厚み）、Ｓ（cm）は該１次巻
線に近接する２次巻線導体の内表面部分から半径方向に
達する交流の表皮の深さ又は厚さ（cm）である。従っ
て、金属管５、６をこの電界のない部分に設ければ、
５、６の２管が金属的に接触しても電弧の発生はなく、
人畜への感電の危険もなくなることが明かとなった。
従ってまた、２次巻線導体がこれに流れる交流電流の表
皮作用が実用上無視できる程小さいものである場合に
は、第１図の（ｂ）−１が参照されるごとく、２次巻線
導体に流れる交流電流が１次巻線に近接する部分にのみ
集中するように２次巻線導体の一部すなわち１次巻線に
近接する内表面部分にのみ該２次巻線導体（外側筒）部
分とは異なった材料からなる内側筒８′を密着して使用
することもできる。なお、この内側筒は、前記（１）式
におけるｔとＳをそれぞれ該内側筒の厚みｔ′とその内
表面部分から半径方向に達する交流の表皮の深さＳ′に
代える以外は（１）式が同様に適用可能な性質のもので
あればよい。
皮作用が実用上無視できる程小さいものである場合に
は、第１図の（ｂ）−１が参照されるごとく、２次巻線
導体に流れる交流電流が１次巻線に近接する部分にのみ
集中するように２次巻線導体の一部すなわち１次巻線に
近接する内表面部分にのみ該２次巻線導体（外側筒）部
分とは異なった材料からなる内側筒８′を密着して使用
することもできる。なお、この内側筒は、前記（１）式
におけるｔとＳをそれぞれ該内側筒の厚みｔ′とその内
表面部分から半径方向に達する交流の表皮の深さＳ′に
代える以外は（１）式が同様に適用可能な性質のもので
あればよい。
（１）式で示した表皮の深さＳ（cm）は，良く知られて
いるように２次巻線導体の抵抗率をρ（オーム・cm）、
比透磁率をμ、電源周波数をｆ（Hz）としたとき で表される。
いるように２次巻線導体の抵抗率をρ（オーム・cm）、
比透磁率をμ、電源周波数をｆ（Hz）としたとき で表される。
以上説明した表皮作用は２次巻線導体２の高さをｌ（c
m）、内半径をｄ（cm）としたとき、ｌがｄに比較して
大きいほど著しくなる。
m）、内半径をｄ（cm）としたとき、ｌがｄに比較して
大きいほど著しくなる。
さらに１次、２次巻線導体が正確に円筒形巻線でなく、
楕円、矩形巻線でもほぼ同じである。
楕円、矩形巻線でもほぼ同じである。
Ｓの大きさは、商用周波数下で導体が剛材のときは1mm
程度、銅のときは1cm程度であり、一方、流路壁厚みｔ
は３〜10mm、実用上好ましくは３〜5mmであるから、２
次巻線導体材質が鋼であるときはｔ＞2Sを満足し、殆ど
の場合表皮作用が著しい場合と考えてよいし、銅やさら
には非磁性鋼材のときはｔ≦2Sとなる（ｔ＞2Sを満足し
ない）ので、２次巻線導体の表皮作用は無視して管５、
６の位置を上記のように決定しなければならない。
程度、銅のときは1cm程度であり、一方、流路壁厚みｔ
は３〜10mm、実用上好ましくは３〜5mmであるから、２
次巻線導体材質が鋼であるときはｔ＞2Sを満足し、殆ど
の場合表皮作用が著しい場合と考えてよいし、銅やさら
には非磁性鋼材のときはｔ≦2Sとなる（ｔ＞2Sを満足し
ない）ので、２次巻線導体の表皮作用は無視して管５、
６の位置を上記のように決定しなければならない。
２次巻線導体を、公知新案の第４図と異なり電気的に１
回巻きとしたことのもう１つの利点は、２次巻線導体で
ある加熱管の温度を、流路７に沿って均一化方向にでき
ることにある。それは第１図で管５より流入した流体は
流路７に沿って温度が次第に高くなって行くが、発熱体
である２次巻線は１回巻きで熱的には１体であるから、
流体の流入口である管６に近い部分は低温で、流出口で
ある管６に近い部分が高温になる傾向にあるが、なお熱
は管６より管５の方向に導体断面中を流れ、５に近い部
分の温度を高め、６に近い部分の温度を低くする。その
模様は第３図（ａ）の如く、流れの方向の２次巻線導体
の温度に余り変化はないが、流体の温度は次第に高くな
って行く。
回巻きとしたことのもう１つの利点は、２次巻線導体で
ある加熱管の温度を、流路７に沿って均一化方向にでき
ることにある。それは第１図で管５より流入した流体は
流路７に沿って温度が次第に高くなって行くが、発熱体
である２次巻線は１回巻きで熱的には１体であるから、
流体の流入口である管６に近い部分は低温で、流出口で
ある管６に近い部分が高温になる傾向にあるが、なお熱
は管６より管５の方向に導体断面中を流れ、５に近い部
分の温度を高め、６に近い部分の温度を低くする。その
模様は第３図（ａ）の如く、流れの方向の２次巻線導体
の温度に余り変化はないが、流体の温度は次第に高くな
って行く。
一方、公知新案では第４図の導水管12はその全表面を電
気的に絶縁されねばならず、電気絶縁体は同時に熱絶縁
体でもあるから、流体の流れの方向の導水管断面内での
熱移動は多くを期待できないので、第３図（ｂ）のよう
に発熱体である導水管12の温度は、流体の温度とはほぼ
一定の温度差で直線的に上昇していく。そして流体の出
口側で流体温度θ１、発熱体温度θｈは共に最高とな
る。そしてθ１は勿論、θｈも許容最高温度θfm、θhm
があるから、もし発熱体表面と流体の間の伝熱係数が両
者で等しい場合には、本発明第１図の２次巻線導体２の
方が電熱面積が少なくて良いことは容易に想像できる。
詳細は安藤政夫著「工業電熱設計」（日刊工業新聞社発
行）第75〜84頁にのべられている。
気的に絶縁されねばならず、電気絶縁体は同時に熱絶縁
体でもあるから、流体の流れの方向の導水管断面内での
熱移動は多くを期待できないので、第３図（ｂ）のよう
に発熱体である導水管12の温度は、流体の温度とはほぼ
一定の温度差で直線的に上昇していく。そして流体の出
口側で流体温度θ１、発熱体温度θｈは共に最高とな
る。そしてθ１は勿論、θｈも許容最高温度θfm、θhm
があるから、もし発熱体表面と流体の間の伝熱係数が両
者で等しい場合には、本発明第１図の２次巻線導体２の
方が電熱面積が少なくて良いことは容易に想像できる。
詳細は安藤政夫著「工業電熱設計」（日刊工業新聞社発
行）第75〜84頁にのべられている。
本発明によって電熱面積が少なくてすむことは単に発熱
体部分のみならず、鉄心を含めて加熱器全体の必要資材
を少なくする。
体部分のみならず、鉄心を含めて加熱器全体の必要資材
を少なくする。
２次巻線を電気的に１回巻きの構造としたことにより得
られる上記の効果は、２次巻線が第１図（ａ）に示すよ
うな筒状の導電体のものに限らず、例えば被加熱流体が
流れる導電性の導管を流路として複数のターンを有する
コイル状に重畳するとともに、導管相互を溶接付けして
電気的に１回巻きとなるように形成され、全体として筒
状構造とされたものにおいても同様に得られる。しか
し、この場合には、筒状構造物の内表面が導管形状に基
ずく起伏を呈するため、該表面における電流密度の分布
が一様でなく、かつ熱的にも一体とは言い難いので、導
管断面内での熱移動は多くを期待できず、均一加熱が達
成し難くなる。さらに、局部加熱により導管の寿命を損
ねることもあり、本発明目的である高温、高圧の流体加
熱が達成し難いという問題もある。
られる上記の効果は、２次巻線が第１図（ａ）に示すよ
うな筒状の導電体のものに限らず、例えば被加熱流体が
流れる導電性の導管を流路として複数のターンを有する
コイル状に重畳するとともに、導管相互を溶接付けして
電気的に１回巻きとなるように形成され、全体として筒
状構造とされたものにおいても同様に得られる。しか
し、この場合には、筒状構造物の内表面が導管形状に基
ずく起伏を呈するため、該表面における電流密度の分布
が一様でなく、かつ熱的にも一体とは言い難いので、導
管断面内での熱移動は多くを期待できず、均一加熱が達
成し難くなる。さらに、局部加熱により導管の寿命を損
ねることもあり、本発明目的である高温、高圧の流体加
熱が達成し難いという問題もある。
以上は本発明の変圧器としては単相外鉄型の場合につい
て示したが、内鉄型、３相変圧器の場合も金属管５、６
間に電位差はないので、内鉄型については２本の鉄心脚
について、３相の場合には３本の鉄心脚について、それ
ぞれの５、６に相当する部分を直列又は並列に接続する
ことにより実現することができる。これらの例を第５、
６図に示す。第５図は単相内鉄型の、第６図は３相内鉄
型の電気流体加熱器のそれぞれ正面図である。これらの
図において、２は流体の流路を含む２次巻線導体、３は
鉄心、５、６は流体の流入、流出管、５′、６′は２次
巻線導体内の流路をつなぐ流体導管である。２次巻線導
体２の内側には１次巻線が存在する。尚、第５、６図に
おいて、電源及びそれから１次巻線への配線は省略して
ある。
て示したが、内鉄型、３相変圧器の場合も金属管５、６
間に電位差はないので、内鉄型については２本の鉄心脚
について、３相の場合には３本の鉄心脚について、それ
ぞれの５、６に相当する部分を直列又は並列に接続する
ことにより実現することができる。これらの例を第５、
６図に示す。第５図は単相内鉄型の、第６図は３相内鉄
型の電気流体加熱器のそれぞれ正面図である。これらの
図において、２は流体の流路を含む２次巻線導体、３は
鉄心、５、６は流体の流入、流出管、５′、６′は２次
巻線導体内の流路をつなぐ流体導管である。２次巻線導
体２の内側には１次巻線が存在する。尚、第５、６図に
おいて、電源及びそれから１次巻線への配線は省略して
ある。
第１、２図では流路７を単層４回巻きとして例示した
が、２層以上複数巻きとすることも可能であり、第７図
に２層巻きの１例を示す。第７図において、１、２、X
Y、５、６、７は第１図の場合と同じ意味を表す。第
５、６図の場合においても２層以上複数巻きとしうるこ
とは勿論である。
が、２層以上複数巻きとすることも可能であり、第７図
に２層巻きの１例を示す。第７図において、１、２、X
Y、５、６、７は第１図の場合と同じ意味を表す。第
５、６図の場合においても２層以上複数巻きとしうるこ
とは勿論である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明方法によれば公知のものに
比較して、構造、構成は簡単になり、所要資材を節約で
き、さらに加熱能率、信頼度を高めうるのみならず、構
造が筒状で強固である上、局部加熱により寿命を損ねる
こともないので、従来困難であった高温、高圧の流体加
熱器を実現させることが可能になる。そして、特に第２
の本発明のように２次巻線を異なる種類の導電体製の内
側及び外側の筒を密着した構成のものにおいては、該外
側筒に熱伝導性が良好な銅等を用いることができるの
で、被加熱流体の加熱能率を一層向上することができ
る。
比較して、構造、構成は簡単になり、所要資材を節約で
き、さらに加熱能率、信頼度を高めうるのみならず、構
造が筒状で強固である上、局部加熱により寿命を損ねる
こともないので、従来困難であった高温、高圧の流体加
熱器を実現させることが可能になる。そして、特に第２
の本発明のように２次巻線を異なる種類の導電体製の内
側及び外側の筒を密着した構成のものにおいては、該外
側筒に熱伝導性が良好な銅等を用いることができるの
で、被加熱流体の加熱能率を一層向上することができ
る。
第１図（ａ）は第１の本発明の電気流体加熱器の１態様
例を説明するためのもので、（ａ）−１は縦断面図、
（ａ）−２は部分破断斜視図、第１図（ｂ）−１は第２
の本発明の１態様例を説明する縦断面図、第２図は第１
図（ａ）に示す本発明電気流体加熱器の２次巻線導体の
正面図、第３図（ａ）、（ｂ）は発熱体と流体の温度の
関係を本発明（ａ）、公知新案（ｂ）の場合についてそ
れぞれ示す図、第４図は公知新案の電気流体加熱器の正
面図、第５図は本発明の単相内鉄型の電気流体加熱器
の、第６図は本発明にかかる３相内鉄型の電気流体加熱
器のそれぞれ正面図、第７図は第１、２図において、流
路７を２層巻きとしたものの縦断面略図である。 これらの図において、１は１次巻線、２は筒状の２次巻
線導体（発熱体）、３は鉄心、４は交流電源、５、６は
流体を流入、流出させる金属管、７は流体の流路、８は
電流集中部、８′は内側筒、10は接地、11は公知新案の
２次線輪、12は公知新案の２次線輪（導水管）、13は公
知新案の鉄心、14は公知新案の管橋15、16の接続であ
る。
例を説明するためのもので、（ａ）−１は縦断面図、
（ａ）−２は部分破断斜視図、第１図（ｂ）−１は第２
の本発明の１態様例を説明する縦断面図、第２図は第１
図（ａ）に示す本発明電気流体加熱器の２次巻線導体の
正面図、第３図（ａ）、（ｂ）は発熱体と流体の温度の
関係を本発明（ａ）、公知新案（ｂ）の場合についてそ
れぞれ示す図、第４図は公知新案の電気流体加熱器の正
面図、第５図は本発明の単相内鉄型の電気流体加熱器
の、第６図は本発明にかかる３相内鉄型の電気流体加熱
器のそれぞれ正面図、第７図は第１、２図において、流
路７を２層巻きとしたものの縦断面略図である。 これらの図において、１は１次巻線、２は筒状の２次巻
線導体（発熱体）、３は鉄心、４は交流電源、５、６は
流体を流入、流出させる金属管、７は流体の流路、８は
電流集中部、８′は内側筒、10は接地、11は公知新案の
２次線輪、12は公知新案の２次線輪（導水管）、13は公
知新案の鉄心、14は公知新案の管橋15、16の接続であ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】鉄心の脚の周囲にこれと同心状に１次巻線
を配置し、前記１次巻線の周囲にさらにこれと同心状に
導電体製の２次巻線を配置してなり、前記１次巻線を交
流電源に接続して、前記２次巻線の壁内に流す被加熱流
体をこの壁に流れる誘導交流電流に基ずく発熱により加
熱する電気流体加熱器において、前記２次巻線は筒状と
し、その筒の壁内に被加熱流体が流れる流路を形成して
おり、前記流路は前記鉄心の脚を中心とした複数のター
ンを有するコイル状であって、かつ、前記筒状の２次巻
線に対しては以下の（１）式が成立して前記１次巻線に
よる誘導交流電流の表皮作用が著しくなるようにし、ま
た、前記コイル状の流路の両端には前記被加熱流体の流
入及び流出用の金属管を前記筒状の２次巻線の外表面を
貫通させて接続したことを特徴とする電気流体加熱器。 ｔ＞2S （１） ここで、ｔ（cm）は前記コイル状の流路の内周の壁の厚
み、Ｓ（cm）は前記筒状の２次巻線に誘導交流電流が流
れる表皮の前記筒状の２次巻線の内表面から測った半径
方向の厚さで、以下の（２）式により与えられる。 ここで、ρ及びμは上記筒状の２次巻線のそれぞれ抵抗
率（オーム・cm）及び比透磁率、ｆは上記交流電源の周
波数である。 - 【請求項２】鉄心の脚の周囲にこれと同心状に１次巻線
を配置し、前記１次巻線の周囲にさらにこれと同心状に
導電体製の２次巻線を配置してなり、前記１次巻線を交
流電源に接続して、前記２次巻線の壁内に流す被加熱流
体をこの壁に流れる誘導交流電流に基ずく発熱により加
熱する電気流体加熱器において、前記２次巻線は２つの
異なる種類の導電体製の内側及び外側の筒を密着してな
り、そして、前記外側の筒の壁内に被加熱流体が流れる
流路を形成しており、前記流路は前記鉄心の脚を中心と
した複数のターンを有するコイル状であって、かつ、前
記内側の筒に対しては以下の（１′）式が成立して前記
１次巻線による誘導交流電流の表皮作用が著しくなるよ
うにし、また、前記コイル状の流路の両端には前記被加
熱流体の流入及び流出用の金属管を前記２次巻線の外側
の筒の外表面を貫通させて接続したことを特徴とする電
気流体加熱器。 ｔ′＞2S′ （１′） ここで、ｔ′（cm）は前記２次巻線の内側の筒の厚み、
Ｓ′（cm）は前記２次巻線の内側の筒に誘導交流電流が
流れる表皮の前記２次巻線の内側の筒の内表面から測っ
た半径方向の厚さで、以下の（２′）式により与えられ
る。 ここで、ρ及びμは前記２次巻線の内側の筒のそれぞれ
抵抗率（オーム・cm）及び比透磁率、ｆは前記交流電源
の周波数である。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159150A JPH0760017B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 電気流体加熱器 |
| KR1019870007174A KR880001984A (ko) | 1986-07-07 | 1987-07-06 | 전기 유체 가열기 |
| CA000541357A CA1266875A (en) | 1986-07-07 | 1987-07-06 | Electric fluid heater |
| US07/070,550 US4791262A (en) | 1986-07-07 | 1987-07-07 | Voltage transformer type electric fluid heater |
| EP87306000A EP0252719B1 (en) | 1986-07-07 | 1987-07-07 | Electric fluid heater |
| DE8787306000T DE3782559T2 (de) | 1986-07-07 | 1987-07-07 | Elektrischer fluessigkeitserhitzer. |
| KR2019910003823U KR920000885Y1 (ko) | 1986-07-07 | 1991-03-22 | 전기 유체 가열기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159150A JPH0760017B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 電気流体加熱器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63108151A JPS63108151A (ja) | 1988-05-13 |
| JPH0760017B2 true JPH0760017B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=15687352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61159150A Expired - Fee Related JPH0760017B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 電気流体加熱器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4791262A (ja) |
| EP (1) | EP0252719B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0760017B2 (ja) |
| KR (1) | KR880001984A (ja) |
| CA (1) | CA1266875A (ja) |
| DE (1) | DE3782559T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8882651B2 (en) * | 2008-10-31 | 2014-11-11 | Nexstim Oy | Magnetic stimulation coils with electrically conducting structures |
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1987
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- 1987-07-07 DE DE8787306000T patent/DE3782559T2/de not_active Expired - Fee Related
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- 1987-07-07 US US07/070,550 patent/US4791262A/en not_active Expired - Fee Related
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