[实用新型]流体加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及使用交流电源的流体加热装置。 

背景技术

如专利文献1所示，已知一种流体加热装置对中空导体管进行通电加热，对在所述导体管内部流动的流体进行加热，来产生加热流体。在所述流体加热装置中，通过从设在导体管两端部的电极施加交流电压，使交流电流在导体管的侧壁流动，因导体管的内部电阻产生的焦耳热使导体管自身发热。利用所述导体管自身发热，对所述导体管中流动的流体进行加热。 

然而，在导体管的两端部施加交流电压的情况下，因导体管具有的电感造成电压降低，所以存在对所述导体管施加交流电压的电路的功率因数降低的问题。 

专利文献1：日本专利公开公报特开2011-86443号 

实用新型内容

为了同时解决上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种流体加热装置，把三相交流电源连接在内部有流体流动的导体管来进行通电加热，可以改善电路功率因数，提高设备效率。 

即，本实用新型的流体加热装置对内部有流体流动的导体管施加三相交流电压进行通电加热，从而对所述导体管内流动的流体进行加热，其特征在于，包括把一根导体管或相互电连接的多根导体管卷绕成螺旋形而构成的3N层的导体管层，其中，N为1以上的整数，所述3N层的导体管层以各自的阻抗值基本相等、且卷绕方向为同一方向的方式配置成同心圆形，把相邻的导体管层中的一个导体管层的一端侧作为卷绕起始部、另一端侧作为卷绕终止部进行卷绕，并且把所述相邻的导体管层中的另一个导体管层的另一端侧作为卷绕起始部、一端侧作为卷绕终止 部进行卷绕，通过在第n（n＝1、2、…（3N－1））层的导体管层的卷绕起始部和第（n＋1）层的导体管层的卷绕终止部上，连接三相交流电源中的任意一相，并且在第一层的导体管层的卷绕终止部和第3N层的导体管层的卷绕起始部上，连接三相交流电源中的任意一相，或者是通过在所述第n层的导体管层的卷绕终止部和所述第（n＋1）层的导体管层的卷绕起始部上，连接三相交流电源中的任意一相，并且在所述第一层的导体管层的卷绕起始部和所述第3N层的导体管层的卷绕终止部上，连接三相交流电源中的任意一相，使所述3N层的导体管层各自产生的磁通整体相互抵消。 

按照这样的结构，由于各导体管层的阻抗值基本相等，并且以使3N层的导体管层各自产生的磁通整体相互抵消的方式连接三相交流电源，所以能减小各导体管产生的电抗，可以改善功率因数。因此，能提高流体加热装置的设备效率。 

优选的是，通过把一根导体管连续卷绕3N层而构成所述3N层的导体管层，在所述第一层的导体管层的卷绕起始部和所述第3N层的导体管层的卷绕终止部上，设置有由所述导体管的两端部开口形成的流体出入口。由此，通过把一根导体管多重卷绕，可以成为一个结构元件，能减少零部件个数，容易处理。此外，通过在分别相邻的导体管层的折返部上连接三相交流电源的各相，能用一个流体回路加热流体。 

优选的是，通过把M（M＝2、3、…3N）根导体管卷绕成1层或连续卷绕成多层而构成所述3N层的导体管层，在各所述导体管的两端部开口所处的导体管层的卷绕起始部或卷绕终止部上，设置有流体出入口。由此，由于由M根导体管构成3N层的导体管层，所以最多能同时加热M种流体。此外，由于可以在任意层的卷绕起始部和卷绕终止部中的至少一个上设置流体出入口，所以能根据流体的热容量任意构成所述流体流动的导体管长度（加热长度）。 

优选的是，通过把3N根导体管分别卷绕1层而构成所述3N层的导体管层，在所述3N层的导体管层之中的2N层中由水产生饱和蒸汽，在剩余的1N层中由饱和蒸汽产生过热蒸汽。由20℃的水产生130℃的饱和蒸汽的热量和由130℃的饱和蒸汽产生700℃的过热蒸汽的热量之比约为 2比1。因此，如果采用在2N层中产生饱和蒸汽、在1N层中产生过热蒸汽的结构，则可以使连接的三相交流电源的电流平衡约为1比1比1。此外，即使在采用低的过热蒸汽温度的情况下，也不会产生1相电流为零那样极端的不平衡。各种过热蒸汽温度时的三相交流电源的电流比如下。 

800℃时为1：1.04：1.04 

700℃时为1：1：1 

500℃时为1：0.90：0.90 

200℃时为1：0.70：0.70