JP2002075609A - 高周波加熱による温水蒸気発生装置 - Google Patents
高周波加熱による温水蒸気発生装置Info
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Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本案は、高周波発信機の電磁波出力を磁性体に
放射しこの渦電流損熱による発熱と併行して、高周波電
流を導体に直接導通してジュール熱の発熱を夫々利用し
た、高効率で空気の汚染が無い加熱装置とした。 【構成】高周波発信機１８の高周波出力と高周波コイル
１９を供給フィーダー２０で結線する、導体を高周波コ
イル１９として、高周波発信機１８の高周波出力電流を
これに通電しジュール熱を発生させ導体を発熱させる、
又、磁性体を高周波コイル１９として、これに高周波電
流を流し、渦電流損熱を発生させると同時にジュール熱
により磁性体を加熱させる。供給口２１より液体２２を
給水する被加熱液体２３は加熱された高周波コイル１９
と接触しながら加熱され吹出し口２４より温水又は蒸気
となって排出２５される、吹出し口２４の圧力調整弁２
６の弁開度を調整すると内圧が上昇して高圧高温の温水
又は蒸気となって排出２５される。
放射しこの渦電流損熱による発熱と併行して、高周波電
流を導体に直接導通してジュール熱の発熱を夫々利用し
た、高効率で空気の汚染が無い加熱装置とした。 【構成】高周波発信機１８の高周波出力と高周波コイル
１９を供給フィーダー２０で結線する、導体を高周波コ
イル１９として、高周波発信機１８の高周波出力電流を
これに通電しジュール熱を発生させ導体を発熱させる、
又、磁性体を高周波コイル１９として、これに高周波電
流を流し、渦電流損熱を発生させると同時にジュール熱
により磁性体を加熱させる。供給口２１より液体２２を
給水する被加熱液体２３は加熱された高周波コイル１９
と接触しながら加熱され吹出し口２４より温水又は蒸気
となって排出２５される、吹出し口２４の圧力調整弁２
６の弁開度を調整すると内圧が上昇して高圧高温の温水
又は蒸気となって排出２５される。
Description
【０００１】
【従来の技術】従来、温水発生装置や蒸気発生装置や熱
風発生装置は、ガスバーナー、灯油バーナー、電気ヒー
ター等を熱源として温水ボイラー、蒸気ボイラー、熱風
発生器を用いていた、ガスバーナーや灯油バーナーによ
る燃焼では有効熱量は３０％程度で他の７０％は煙道等
から外部へ逃げて熱損失が多くこれらを使用している現
場や厨房室内では空調器の使用が出来なかった、又、燃
料の燃焼には酸素が必要であるため、空気の汚染や炭酸
ガスの発生があり、ビル内や屋内で使用できない、電気
ヒーターは、単位面積当りの投入電力が小さくこれら温
水や蒸気や熱風を発生するのに大容量の電力とスペース
が必要であった、保温にはグラスウールやロックウール
が使用されている。
風発生装置は、ガスバーナー、灯油バーナー、電気ヒー
ター等を熱源として温水ボイラー、蒸気ボイラー、熱風
発生器を用いていた、ガスバーナーや灯油バーナーによ
る燃焼では有効熱量は３０％程度で他の７０％は煙道等
から外部へ逃げて熱損失が多くこれらを使用している現
場や厨房室内では空調器の使用が出来なかった、又、燃
料の燃焼には酸素が必要であるため、空気の汚染や炭酸
ガスの発生があり、ビル内や屋内で使用できない、電気
ヒーターは、単位面積当りの投入電力が小さくこれら温
水や蒸気や熱風を発生するのに大容量の電力とスペース
が必要であった、保温にはグラスウールやロックウール
が使用されている。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】本案は、これらを改善
させるもので上記の目的を達成するために、高周波発信
機の出力インピーダンスを大きく設定して高周波加熱コ
イルの延べ長さを長くし被加熱物体の磁性体との密着面
積を大きくする、非接触で加熱面積を広くする事により
熱効率を９０％程度まで確保できた、又、併せて導体を
負荷として高周波発信機の高周波電流を流しジュール熱
により導体を発熱加熱するためエネルギー密度が高いの
で大電力の供給ができる、高効率かつ急速加熱が可能と
なった。
させるもので上記の目的を達成するために、高周波発信
機の出力インピーダンスを大きく設定して高周波加熱コ
イルの延べ長さを長くし被加熱物体の磁性体との密着面
積を大きくする、非接触で加熱面積を広くする事により
熱効率を９０％程度まで確保できた、又、併せて導体を
負荷として高周波発信機の高周波電流を流しジュール熱
により導体を発熱加熱するためエネルギー密度が高いの
で大電力の供給ができる、高効率かつ急速加熱が可能と
なった。
【０００３】この加熱方法は、酸素が必要でなく、煙道
の必要が無い、空気の汚染や有害気体（オキシダント炭
酸ガス等）の発生がない、の発生がない、又、熱損失が
少ないのでビル内や屋内で空調器を使用出来る、高精度
の温度制御が低温から高温まで可能で温度制御も安定す
る、これらを使用して各種溶液及び気体の加熱、温水
器、蒸気ボイラー、瞬間温水器、風呂、超高圧蒸気発生
器、高圧高温容器配管の保温装置、消毒装置、厨房器具
の各種加熱装置の製作が出来る。
の必要が無い、空気の汚染や有害気体（オキシダント炭
酸ガス等）の発生がない、の発生がない、又、熱損失が
少ないのでビル内や屋内で空調器を使用出来る、高精度
の温度制御が低温から高温まで可能で温度制御も安定す
る、これらを使用して各種溶液及び気体の加熱、温水
器、蒸気ボイラー、瞬間温水器、風呂、超高圧蒸気発生
器、高圧高温容器配管の保温装置、消毒装置、厨房器具
の各種加熱装置の製作が出来る。
【０００４】以下、動作原理を各図により説明をする。
【０００５】図１温水蒸気加熱動作原理図において高周
波発信機１の高周波出力と高周波加熱コイル２を供給フ
ィーダー３で結線する、高周波加熱コイル２で発生する
電磁波中に磁性体４（鉄、カーボン等）の加熱炉５を設
置する、電磁波により磁性体４（鉄、カーボン等）に渦
電流損熱が発生し加熱炉５を発熱させ被加熱液体６を加
熱する、液体加熱及び蒸気発生の場合、供給口７より液
体８を給水する被加熱液体６は加熱された加熱炉５内の
熱交換フィン９と接触しながら急速に加熱され排出口１
０より温水又は蒸気となって排出１１される。
波発信機１の高周波出力と高周波加熱コイル２を供給フ
ィーダー３で結線する、高周波加熱コイル２で発生する
電磁波中に磁性体４（鉄、カーボン等）の加熱炉５を設
置する、電磁波により磁性体４（鉄、カーボン等）に渦
電流損熱が発生し加熱炉５を発熱させ被加熱液体６を加
熱する、液体加熱及び蒸気発生の場合、供給口７より液
体８を給水する被加熱液体６は加熱された加熱炉５内の
熱交換フィン９と接触しながら急速に加熱され排出口１
０より温水又は蒸気となって排出１１される。
【０００６】これを温度制御する場合、この温水又は蒸
気の温度を温度センサー１２で温度信号１３に変え温度
調節器１４に入力する、この温度信号１３と温度調節器
１４に温度設定された温度を比較し高周波発信機１の出
力を制御し温度制御をする、又、圧力制御をする場合、
この温水又は蒸気の圧力を圧力センサー１５で圧力信号
１６に変え圧力調節器１７に入力する、この圧力信号１
６と圧力調節器１７に圧力設定された圧力を比較し高周
波発信機１の出力を制御し圧力制御をする。
気の温度を温度センサー１２で温度信号１３に変え温度
調節器１４に入力する、この温度信号１３と温度調節器
１４に温度設定された温度を比較し高周波発信機１の出
力を制御し温度制御をする、又、圧力制御をする場合、
この温水又は蒸気の圧力を圧力センサー１５で圧力信号
１６に変え圧力調節器１７に入力する、この圧力信号１
６と圧力調節器１７に圧力設定された圧力を比較し高周
波発信機１の出力を制御し圧力制御をする。
【０００７】図２高圧高温蒸気発生動作原理図において
高周波発信機１８の高周波出力と高周波コイル１９を供
給フィーダー２０で結線する、導体（ステンレス、チタ
ン、タングステン等）を発熱体として使用する場合、導
体（ステンレス、チタン、タングステン等）で高周波コ
イル１９を製作して、高周波発信機１８の高周波出力電
流をこれに通電しジュール熱を発生させ高周波コイル１
９を発熱させ発熱体とする、又、磁性体を発熱体として
使用する場合、磁性体（鉄、カーボン等）で高周波コイ
ル１９を製作して、これに高周波電流を流し、渦電流損
熱を発生させると同時にジュール熱により高周波コイル
１９を加熱させ発熱体とする。高圧高温蒸気発生の場
合、供給口２１より液体２２を給水する被加熱液体２３
は加熱された発熱体と接触しながら急速に加熱され吹出
し口２４より温水又は蒸気となって排出２５される、吹
出し口２４の圧力調整弁２６の弁開度を調整すると内圧
が上昇して高圧高温の温水又は蒸気となって排出２５さ
れる。
高周波発信機１８の高周波出力と高周波コイル１９を供
給フィーダー２０で結線する、導体（ステンレス、チタ
ン、タングステン等）を発熱体として使用する場合、導
体（ステンレス、チタン、タングステン等）で高周波コ
イル１９を製作して、高周波発信機１８の高周波出力電
流をこれに通電しジュール熱を発生させ高周波コイル１
９を発熱させ発熱体とする、又、磁性体を発熱体として
使用する場合、磁性体（鉄、カーボン等）で高周波コイ
ル１９を製作して、これに高周波電流を流し、渦電流損
熱を発生させると同時にジュール熱により高周波コイル
１９を加熱させ発熱体とする。高圧高温蒸気発生の場
合、供給口２１より液体２２を給水する被加熱液体２３
は加熱された発熱体と接触しながら急速に加熱され吹出
し口２４より温水又は蒸気となって排出２５される、吹
出し口２４の圧力調整弁２６の弁開度を調整すると内圧
が上昇して高圧高温の温水又は蒸気となって排出２５さ
れる。
【０００８】温度制御をする場合、この温水又は蒸気の
温度を温度センサー２７で温度信号２８に変え温度調節
器２９に入力する、この温度信号２８と温度調節器２９
に温度設定された温度を比較し高周波発信機１８の出力
を制御し温度制御をする、又、圧力制御をする場合、こ
の温水又は蒸気の圧力を圧力センサー３０で圧力信号３
１に変え圧力調節器３２に入力する、この圧力信号３１
と圧力調節器３２に圧力設定された圧力を比較し吹出し
口２４の圧力調整弁２６の弁開度を調整制御し圧力制御
をする。
温度を温度センサー２７で温度信号２８に変え温度調節
器２９に入力する、この温度信号２８と温度調節器２９
に温度設定された温度を比較し高周波発信機１８の出力
を制御し温度制御をする、又、圧力制御をする場合、こ
の温水又は蒸気の圧力を圧力センサー３０で圧力信号３
１に変え圧力調節器３２に入力する、この圧力信号３１
と圧力調節器３２に圧力設定された圧力を比較し吹出し
口２４の圧力調整弁２６の弁開度を調整制御し圧力制御
をする。
【０００９】図３昇温保温動作原理図において高周波発
信機３３の高周波出力と高周波加熱コイル３４を供給フ
ィーダー３５で結線する、タンク３６の周囲に磁性体
（鉄、カーボン等）のジャケット容器３７を設置し、ジ
ャケット容器３７内に溶液３８を入れておく、高周波加
熱コイル３４をジャケット容器３７の周囲に設置して電
磁波を発生さる、ジャケット容器３７は、電磁波の渦電
流損により発熱され溶液３８が加熱される、液体保温の
場合、タンク３６に液体３９を入れ、ジャケット容器３
７の溶液３８の伝導熱によりタンク３６内の液体３９を
昇温や保持保温する、
信機３３の高周波出力と高周波加熱コイル３４を供給フ
ィーダー３５で結線する、タンク３６の周囲に磁性体
（鉄、カーボン等）のジャケット容器３７を設置し、ジ
ャケット容器３７内に溶液３８を入れておく、高周波加
熱コイル３４をジャケット容器３７の周囲に設置して電
磁波を発生さる、ジャケット容器３７は、電磁波の渦電
流損により発熱され溶液３８が加熱される、液体保温の
場合、タンク３６に液体３９を入れ、ジャケット容器３
７の溶液３８の伝導熱によりタンク３６内の液体３９を
昇温や保持保温する、
【００１０】温度昇温や保持保温制御をする場合、タン
ク３６の液体３９の温度をタンク温度センサー４０でタ
ンク温度信号４１に変えタンク温度調節器４２に入力す
る、このタンク温度信号４１とタンク温度調節器４２に
温度設定された温度を比較し高周波発信機３３の出力を
制御し温度制御をする、又、ジャケット容器３７内の圧
力の制御でタンク３６内の液体３９を昇温や保持保温制
御をする場合、溶液３８の蒸気圧により蒸気温度が一定
温度となることを利用して、あらかじめ圧力調節器４３
に指定温度に対する蒸気圧を設定する、ジャケット容器
３７内の圧力を圧力センサー４４で圧力信号４５に変え
圧力調節器４３に入力する、この圧力信号４５と圧力調
節器４３に圧力設定された圧力を比較し高周波発信機３
３の出力を制御し圧力制御をする。この方法で加熱する
と液体３９を溶液３８に近い温度で徐々に昇温ができ
る、又、液体３９を溶液３８に近い温度で保温ができ
る。
ク３６の液体３９の温度をタンク温度センサー４０でタ
ンク温度信号４１に変えタンク温度調節器４２に入力す
る、このタンク温度信号４１とタンク温度調節器４２に
温度設定された温度を比較し高周波発信機３３の出力を
制御し温度制御をする、又、ジャケット容器３７内の圧
力の制御でタンク３６内の液体３９を昇温や保持保温制
御をする場合、溶液３８の蒸気圧により蒸気温度が一定
温度となることを利用して、あらかじめ圧力調節器４３
に指定温度に対する蒸気圧を設定する、ジャケット容器
３７内の圧力を圧力センサー４４で圧力信号４５に変え
圧力調節器４３に入力する、この圧力信号４５と圧力調
節器４３に圧力設定された圧力を比較し高周波発信機３
３の出力を制御し圧力制御をする。この方法で加熱する
と液体３９を溶液３８に近い温度で徐々に昇温ができ
る、又、液体３９を溶液３８に近い温度で保温ができ
る。
【００１１】安全対策は、ジャケット容器３７内の圧力
が許容値に達したら安全弁４６を開きジャケット容器３
７内の圧力を減圧する、ジャケット容器３７の温度をジ
ャケット温度センサー４７でジャケット温度信号４８に
変えジャケット温度調節器４９に入力する、ジャケット
容器３７内の温度が許容値に達したら高周波発信機３３
の出力を停止する。
が許容値に達したら安全弁４６を開きジャケット容器３
７内の圧力を減圧する、ジャケット容器３７の温度をジ
ャケット温度センサー４７でジャケット温度信号４８に
変えジャケット温度調節器４９に入力する、ジャケット
容器３７内の温度が許容値に達したら高周波発信機３３
の出力を停止する。
【００１２】これら上記の加熱装置を配管途中にも設置
できる。又、液体８液体２２液体３９を気体にすれば熱
風発生装置となる。
できる。又、液体８液体２２液体３９を気体にすれば熱
風発生装置となる。
【００１３】
【発明の効果】エネルギー密度が高いので集中急速加熱
が出来る、高効率（９０％）で熱損失が少なく、酸素が
必要でない為、煙道の必要が無く、空気の汚染や有害気
体（オキシダント、炭酸ガス等）の発生がない、有害気
体（オキシダント、炭酸ガス等）の発生がないのでビル
内や屋内で使用でき、又、熱損失が少ないので空調器の
使用も出来る、高周波発信機の出力を０〜１００％制御
できるので高精度の温度制御が可能で温度制御も安定す
る、これらを使用して各種溶液及び気体の加熱、温水、
蒸気ボイラー、瞬間温水器、風呂、超高圧蒸気発生器、
高圧高温容器の保温装置、配管途中の加熱保温、消毒装
置、厨房器具の各種加熱保温装置の製作が出来る。
が出来る、高効率（９０％）で熱損失が少なく、酸素が
必要でない為、煙道の必要が無く、空気の汚染や有害気
体（オキシダント、炭酸ガス等）の発生がない、有害気
体（オキシダント、炭酸ガス等）の発生がないのでビル
内や屋内で使用でき、又、熱損失が少ないので空調器の
使用も出来る、高周波発信機の出力を０〜１００％制御
できるので高精度の温度制御が可能で温度制御も安定す
る、これらを使用して各種溶液及び気体の加熱、温水、
蒸気ボイラー、瞬間温水器、風呂、超高圧蒸気発生器、
高圧高温容器の保温装置、配管途中の加熱保温、消毒装
置、厨房器具の各種加熱保温装置の製作が出来る。
【図１】温水蒸気加熱動作原理図
【図２】高圧高温蒸気発生動作原理図
【図３】昇温保温動作原理図
１ 高周波発信機 ２ 高周波加熱コ
イル ３ 供給フィーダー ４ 磁性体 ５ 加熱炉 ６ 被加熱液体 ７ 供給口 ８ 液体 ９ 熱交換フィン １０ 排出口 １１ 排出 １２ 温度センサー １３ 温度信号 １４ 温度調節器 １５ 圧力センサー １６ 圧力信号 １７ 圧力調節器 １８ 高周波発信機 １９ 高周波コイル ２０ 供給フィーダ
ー ２１ 供給口 ２２ 液体 ２３ 被加熱液体 ２４ 吹出し口 ２５ 排出 ２６ 圧力調整弁 ２７ 温度センサー ２８ 温度信号 ２９ 温度調節器 ３０ 圧力センサー ３１ 圧力信号 ３２ 圧力調節器 ３３ 高周波発信機 ３４ 高周波加熱コ
イル ３５ 供給フィーダー ３６ タンク ３７ ジャケット容器 ３８ 溶液 ３９ 液体 ４０ 温度センサー ４１ タンク温度信号 ４２ タンク温度調
節器 ４３ 圧力調節器 ４４ 圧力センサー ４５ 圧力信号 ４６ 安全弁 ４７ ジャケット温度センサー ４８ ジャケット温
度信号 ４９ ジャケット温度調節器
イル ３ 供給フィーダー ４ 磁性体 ５ 加熱炉 ６ 被加熱液体 ７ 供給口 ８ 液体 ９ 熱交換フィン １０ 排出口 １１ 排出 １２ 温度センサー １３ 温度信号 １４ 温度調節器 １５ 圧力センサー １６ 圧力信号 １７ 圧力調節器 １８ 高周波発信機 １９ 高周波コイル ２０ 供給フィーダ
ー ２１ 供給口 ２２ 液体 ２３ 被加熱液体 ２４ 吹出し口 ２５ 排出 ２６ 圧力調整弁 ２７ 温度センサー ２８ 温度信号 ２９ 温度調節器 ３０ 圧力センサー ３１ 圧力信号 ３２ 圧力調節器 ３３ 高周波発信機 ３４ 高周波加熱コ
イル ３５ 供給フィーダー ３６ タンク ３７ ジャケット容器 ３８ 溶液 ３９ 液体 ４０ 温度センサー ４１ タンク温度信号 ４２ タンク温度調
節器 ４３ 圧力調節器 ４４ 圧力センサー ４５ 圧力信号 ４６ 安全弁 ４７ ジャケット温度センサー ４８ ジャケット温
度信号 ４９ ジャケット温度調節器
Claims (7)
- 【請求項１】加熱炉やタンクや配管に磁性体を使用し、
高周波発信機の出力インピーダンスを大きくし磁性体と
の密着面積を広くする、高周波加熱コイルより発生する
電磁波により非接触で加熱炉やタンクや配管を渦電流損
熱で発熱させ加熱する加熱装置。 - 【請求項２】高周波発信機の高周波コイルに導体（ステ
ンレス、チタン、タングステン等）を使用し、導体に高
周波電流を流しジュール熱により高周波コイルを直接発
熱させ加熱する加熱装置。 - 【請求項３】高周波発信機の高周波コイルに磁性体
（鉄、カーボン等）を使用し、磁性体に高周波電流を流
し、渦電流損熱を発生させると同時にジュール熱により
高周波コイルを発熱させ加熱する加熱装置。 - 【請求項４】請求項１及び請求項２及び請求項３を特徴
とする温水蒸気発生装置。 - 【請求項５】請求項１及び請求項２及び請求項３を特徴
とする高圧蒸気発生装置。 - 【請求項６】請求項１及び請求項２及び請求項３を特徴
とする熱風発生装置。 - 【請求項７】請求項１及び請求項２及び請求項３を特徴
とする保温装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000308435A JP2002075609A (ja) | 2000-09-02 | 2000-09-02 | 高周波加熱による温水蒸気発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000308435A JP2002075609A (ja) | 2000-09-02 | 2000-09-02 | 高周波加熱による温水蒸気発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002075609A true JP2002075609A (ja) | 2002-03-15 |
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| JP4842943B2 (ja) * | 2005-07-12 | 2011-12-21 | 正己 野村 | 熱交換器およびその製造方法 |
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