特許 6494100 流体加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6494100

(24)【登録日】2019年3月15日

(45)【発行日】2019年4月3日

(54)【発明の名称】流体加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/10 20060101AFI20190325BHJP

   H05B 6/36 20060101ALI20190325BHJP

   F24H 1/10 20060101ALI20190325BHJP

   F24H 1/14 20060101ALI20190325BHJP

   F22G 1/16 20060101ALI20190325BHJP

【ＦＩ】

   H05B6/10 311

   H05B6/36 Z

   F24H1/10 J

   F24H1/14 Z

   F22G1/16

【請求項の数】8

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-96227(P2015-96227)

(22)【出願日】2015年5月11日

(65)【公開番号】特開2016-213074(P2016-213074A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2018年4月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000110158

【氏名又は名称】トクデン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(72)【発明者】

【氏名】水嶋 深

【審査官】 土屋 正志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２３８４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２０８８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０５５７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６３２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−１６６１４５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００７−３３３２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００２５５１５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ６／１０

Ｆ２２Ｇ １／１６

Ｆ２４Ｈ １／１０

Ｆ２４Ｈ １／１４

Ｈ０５Ｂ ６／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状鉄心と、
前記円筒状鉄心の径方向外側に設けられた円筒状をなす外側磁路形成部と、
前記円筒状鉄心及び前記外側磁路形成部の軸方向一端部を連結する第１径方向磁路形成部と、
前記円筒状鉄心及び前記外側磁路形成部の軸方向他端部を連結する第２径方向磁路形成部と、
前記円筒状鉄心及び前記外側磁路形成部の間に設けられ、電磁誘導により発熱して内部を流れる被加熱流体を加熱する加熱導体管と、
前記円筒状鉄心及び前記外側磁路形成部の間に設けられ、前記円筒状鉄心の内部に磁束を発生させる誘導コイルと、
前記第１径方向磁路形成部に設けられ、前記加熱導体管に流入する被加熱流体が流れる第１流路を形成する第１流路形成部と、
前記第２径方向磁路形成部に設けられ、前記加熱導体管に流入する被加熱流体が流れる第２流路を形成する第２流路形成部とを備え、
前記誘導コイルが、前記外側磁路形成部及び前記加熱導体管の間に設けられ、前記加熱導体管に流入する被加熱流体が流れる中空導体管からなる外側中空コイル要素を有し、
前記被加熱流体が、前記第１流路、前記第２流路及び前記外側中空コイル要素を流れた後に、前記加熱導体管に流入するように構成されている流体加熱装置。

【請求項2】

前記誘導コイルが、前記外側中空コイル要素に電気的に接続された中実導線からなる中実コイル要素を有し、
前記中実コイル要素が、前記外側中空コイル要素の外周に巻回して設けられている請求項１記載の流体加熱装置。

【請求項3】

前記第１流路形成部に接続され、外部から被加熱流体を導入する導入ポートと、
前記第１流路形成部に一端が接続され、前記第２流路形成部に他端が接続された第１接続配管と、
前記第２流路形成部に一端が接続され、前記外側中空コイル要素に他端が接続された第２接続配管とを備え、
前記被加熱流体が、前記第１流路、前記第２流路及び前記外側中空コイル要素をこの順で流れた後に、前記加熱導体管に流入する請求項１又は２記載の流体加熱装置。

【請求項4】

前記第１接続配管が、前記円筒状鉄心の内部に配置されている請求項３記載の流体加熱装置。

【請求項5】

前記誘導コイルが、前記円筒状鉄心及び前記加熱導体管の間に設けられ、前記加熱導体管に流入する被加熱流体が流れる中空導体管からなる内側中空コイル要素を有し、
前記被加熱流体が、前記第１流路、前記第２流路、前記外側中空コイル要素及び前記内側中空コイル要素を流れた後に、前記加熱導体管に流入するように構成されている請求項１乃至４の何れか一項に記載の流体加熱装置。

【請求項6】

前記外側中空コイルの下流側端部が前記内側中空コイル要素の上流側端部に接続されており、
前記内側中空コイル要素の下流側端部が前記加熱導体管の上流側端部に接続されており、
前記被加熱流体が、前記外側中空コイル要素及び前記内側中空コイル要素をこの順で流れた後に、前記加熱導体管に流入する請求項５記載の流体加熱装置。

【請求項7】

前記円筒状鉄心、前記外側磁路形成部、前記第１径方向磁路形成部及び前記第２径方向磁路形成部により形成される空間に断熱材が充填されている請求項１乃至６の何れか一項に記載の流体加熱装置。

【請求項8】

前記被加熱流体が水であり、
前記加熱導体管の誘導発熱により過熱蒸気を生成するものである請求項１乃至７の何れか一項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、電磁誘導により発熱する加熱導体管を用いて、例えば水等の被加熱流体を加熱する流体加熱装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の流体加熱装置としては、例えば特許文献１に示すように、閉磁路鉄心に一次コイルを巻回するとともに、被加熱流体が流れる加熱導体管を巻回したものがある。この流体加熱装置は、前記１次コイルに交流電圧を印加して、前記加熱導体管を電磁誘導により発熱させることによって、被加熱流体を加熱させる構成である。

【0003】

しかしながら、電磁誘導により発熱した加熱導体管は、内部を流れる被加熱流体に熱を与えると同時に、外部に放熱して熱損失が生じてしまう。この放熱により周辺の構成要素が加熱されるため、別途の熱対策が必要となる。例えば、断熱材を設けることによって断熱を行うことはできるが、十分な断熱を行う（熱的安全性を確保する）ためには、断熱材の使用量が増えてしまう。

【0004】

また、前記１次コイルを導体管にして被加熱流体を流すことにより、加熱導体管からの放熱を活用して被加熱流体を予熱するとともに、外部との断熱を行うことも考えられるが、前記１次コイルは、加熱導体管の内側又は外側の放熱を利用するだけである。つまり、依然として熱的安全性を確保するためには、断熱材の使用量が増えてしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１６３２２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、放熱による損失を低減して被加熱流体を効率良く加熱するとともに、断熱材の使用量を削減しつつ熱的安全性を向上させることをその主たる課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち本発明に係る流体加熱装置は、円筒状鉄心と、前記円筒状鉄心の径方向外側に設けられた円筒状をなす外側磁路形成部と、前記円筒状鉄心及び前記外側磁路形成部の軸方向一端部を連結する第１径方向磁路形成部と、前記円筒状鉄心及び前記外側磁路形成部の軸方向他端部を連結する第２径方向磁路形成部と、前記円筒状鉄心及び前記外側磁路形成部の間に設けられ、電磁誘導により発熱して内部を流れる被加熱流体を加熱する加熱導体管と、前記円筒状鉄心及び前記外側磁路形成部の間に設けられ、前記円筒状鉄心の内部に磁束を発生させる誘導コイルと、前記第１径方向磁路形成部に設けられ、前記加熱導体管に流入する被加熱流体が流れる第１流路を形成する第１流路形成部と、前記第２径方向磁路形成部に設けられ、前記加熱導体管に流入する被加熱流体が流れる第２流路を形成する第２流路形成部とを備え、前記誘導コイルが、前記外側磁路形成部及び前記加熱導体管の間に設けられ、前記加熱導体管に流入する被加熱流体が流れる中空導体管からなる外側中空コイル要素を有し、前記被加熱流体が、前記第１流路、前記第２流路及び前記外側中空コイル要素を流れた後に、前記加熱導体管に流入するように構成されていることを特徴とする。

【0008】

本発明では、円筒状鉄心、外側磁路形成部、第１及び第２径方向磁路形成部により形成された空間内に、熱源である加熱導体管を配置する構成としているので、加熱導体管から外部に漏れ出る熱を、外側磁路形成部、第１及び第２径方向磁路形成部の内側に閉じ込めることができる。そして、この構成において、第１及び第２径方向磁路形成部に第１及び第２流路を形成するととともに、加熱導体管の径方向外側に外側中空コイル要素を配置して、被加熱流体が、前記第１流路、前記第２流路及び前記外側中空コイル要素を流れた後に、前記加熱導体管に流入するように構成されているので、加熱導体管から径方向外側及び軸方向両端部に漏れ出た熱を利用して被加熱流体を予熱することができる。つまり、加熱導体管からの放熱による損失を低減して被加熱流体を効率良く加熱することができる。
また、前記第１流路、前記第２流路及び前記外側中空コイル要素が、加熱導体管から径方向外側及び軸方向両端部に漏れ出た熱を遮断する機能を発揮するため、断熱材の使用量を削減しつつ流体加熱装置の熱的安全性を向上させることができる。

【0009】

前記誘導コイルが、前記外側中空コイル要素に電気的に接続された中実導線からなる中実コイル要素を有し、前記中実コイル要素が、前記外側中空コイル要素の外周に巻回して設けられていることが望ましい。
この構成であれば、誘導コイルの一部を中実導線から形成しているので、誘導コイルの巻き数を増やしつつ、誘導コイル全体を小型化することができる。また、中実コイル要素が外側中空コイル要素の外周に巻回して設けられているので、中実コイル要素が高温になることを防ぎつつ、装置のより内部で加熱導体管から漏れ出た熱を被加熱流体に吸収させることができ、熱的安全性を向上させることができる。

【0010】

前記第１流路形成部に接続され、外部から被加熱流体を導入する導入ポートと、前記第１流路形成部に一端が接続され、前記第２流路形成部に他端が接続された第１接続配管と、前記第２流路形成部に一端が接続され、前記外側中空コイル要素に他端が接続された第２接続配管とを備え、前記被加熱流体が、前記第１流路、前記第２流路及び前記外側中空コイル要素をこの順で流れた後に、前記加熱導体管に流入することが望ましい。
この構成であれば、導入ポートから加熱導体管までを１本の流体回路で構成することができる。これにより、装置構成を簡略化及び小型化することができる。

【0011】

前記第１接続配管が、前記円筒状鉄心の内部に配置されていることが望ましい。
この構成であれば、円筒状鉄心の構造を活かして、流体加熱装置を小型化することができる。

【0012】

前記誘導コイルが、前記円筒状鉄心及び前記加熱導体管の間に設けられ、前記加熱導体管に流入する被加熱流体が流れる中空導体管からなる内側中空コイル要素を有し、前記被加熱流体が、前記第１流路、前記第２流路、前記外側中空コイル要素及び前記内側中空コイル要素を流れた後に、前記加熱導体管に流入するように構成されていることが望ましい。
この構成であれば、加熱導体管から径方向両側及び軸方向両端部に漏れ出た熱を利用して被加熱流体を予熱することができる。つまり、加熱導体管からの放熱による損失を低減して被加熱流体を一層効率良く加熱することができる。また、前記第１流路、前記第２流路、前記外側中空コイル要素及び前記内側中空コイル要素が、加熱導体管から径方向両側及び軸方向両端部に漏れ出た熱を遮断する機能を発揮するため、断熱材の使用量を削減しつつ流体加熱装置の熱的安全性を一層向上させることができる。

【0013】

前記外側中空コイルの下流側端部が前記内側中空コイル要素の上流側端部に接続されており、前記内側中空コイル要素の下流側端部が前記加熱導体管の上流側端部に接続されており、前記被加熱流体が、前記外側中空コイル要素及び前記内側中空コイル要素をこの順で流れた後に、前記加熱導体管に流入することが望ましい。
この構成であれば、外側中空コイル要素を流れる被加熱流体が、内側中空コイル要素を流れる被加熱流体よりも低い温度となるため、流体加熱装置の熱的安全性をより一層向上させることができる。

【0014】

前記被加熱流体が水であり、前記加熱導体管の誘導発熱により過熱蒸気を生成するものであることが望ましい。

【発明の効果】

【0015】

このように構成した本発明によれば、装置全体の小型化を可能にし、被加熱流体を効率良く加熱するとともに、流体加熱装置の熱的安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る流体加熱装置の構成を模式的に示す断面図。

【図2】同実施形態の流体加熱装置の径方向における配置を模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に本発明に係る流体加熱装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0018】

＜１．装置構成＞
本実施形態に係る流体加熱装置１００は、被加熱流体である水を加熱して過熱水蒸気を生成するものであり、図１及び図２に示すように、円筒状鉄心２１と、円筒状鉄心２１の径方向外側に設けられた円筒状をなす外側磁路形成部２２と、円筒状鉄心２１及び外側磁路形成部２２の軸方向一端部を連結する第１径方向磁路形成部２３と、円筒状鉄心２１及び前記外側磁路形成部２２の軸方向他端部を連結する第２径方向磁路形成部２４とを有する閉磁路鉄心要素２を備えている。この閉磁路鉄心要素２は、概略円筒形状をなすものであり、その側周壁内部に概略円筒状の空間を形成するものである。

【0019】

なお、前記円筒状鉄心２１及び前記外側磁路形成部２２はともに、いわゆるインボリュート鉄心であり、幅方向断面がインボリュート曲線状に湾曲した湾曲部を有する複数の珪素鋼板１０を円周方向に放射状に積み重ねて円筒状に形成したものである。

【0020】

そして、この流体加熱装置１００は、前記円筒状鉄心２１及び前記外側磁路形成部２２の間に設けられ、電磁誘導により発熱して内部を流れる被加熱流体を加熱する加熱導体管３と、円筒状鉄心２１及び外側磁路形成部２２の間に設けられ、円筒状鉄心２１の内部に磁束を発生させる誘導コイル４と、前記第１径方向磁路形成部２３に設けられ、加熱導体管４に流入する被加熱流体が流れる第１流路Ｓ１を形成する第１流路形成部５と、前記第２径方向磁路形成部２４に設けられ、前記加熱導体管３に流入する被加熱流体が流れる第２流路Ｓ２を形成する第２流路形成部６とを備えている。

【0021】

なお、閉磁路鉄心要素２の内部空間において、加熱導体管３及び誘導コイル４以外の部分は断熱材１０が充填されている。また、閉磁路鉄心要素２は、加熱導体管３、誘導コイル４及び断熱材１０を収容した状態で、軸方向に貫通する締結ボルト等の締結機構１３により軸方向から第１径方向磁路形成部２３及び第２径方向磁路形成部２４を締結して一体化される。

【0022】

前記加熱導体管３は、前記円筒状鉄心２１の外周に沿って螺旋状（コイル状）に巻回された導体管であり、互いに隣接する導体管要素（導体管３において螺旋の一周分を構成する部分）は互いに短絡されている。なお、この加熱導体管３は、円筒状鉄心２１と同軸上に配置されている。なお、図１において、加熱導体管３は、単層巻きのものであったが、二層巻き以上のものであっても良い。

【0023】

前記誘導コイル４は、加熱導体管３に流入する被加熱流体が流れる中空導体管からなる外側中空コイル要素４１及び内側中空コイル要素４２と、中実導線からなる中実コイル要素４３とを有している。なお、これらコイル要素４１〜４３は、前記円筒状鉄心２１と同軸上に配置されている。

【0024】

前記外側中空コイル要素４１は、前記外側磁路形成部２２及び前記加熱導体管３の間、つまり、加熱導体管３の径方向外側に配置されている。また、外側中空コイル要素４１は、閉磁路鉄心要素２内の配管構成の簡単化のため、加熱導体管３の軸方向両端部よりも内側に位置する範囲内で中空導体管を巻回して構成されている。なお、図１において、外側中空コイル要素は、単層巻きのものであったが、二層巻き以上のものであっても良い。ここで、外側中空コイル要素４１及び加熱導体管３の間には絶縁材１１ａが設けられている。具体的に絶縁材１１ａは、外側中空コイル要素４１の内側周面に沿って設けられている。なお、図２では、絶縁材１１ａなどの絶縁材は図示していない。

【0025】

前記内側中空コイル要素４２は、前記加熱導体管３及び前記円筒状鉄心２１の間、つまり、加熱導体管３の径方向内側に配置されている。また、内側中空コイル要素４２は、円筒状鉄心２１の軸方向両端部全体に亘って、つまり、加熱導体管３の軸方向両端部よりも外側に位置する範囲内で中空導体管を巻回して構成されている。なお、図１において、内側中空コイル要素４２は、単層巻きのものであったが、二層巻き以上のものであっても良い。ここで、内側中空コイル要素４２及び加熱導体管３の間には絶縁材１１ｂが設けられている（図１参照）。具体的に絶縁材１１ｂは、加熱導体管３の内側周面に沿って設けられている。また、内側中空コイル要素４２及び円筒状鉄心２１の間には絶縁材１１ｃが設けられている。具体的に絶縁材１１ｃは、内側中空コイル要素４２の内側周面に沿って設けられている。

【0026】

前記中実コイル要素４３は、前記外側中空コイル要素４１の外周に巻回して設けられている。また、中実コイル要素４３は、前記外側中空コイル要素４１と同様に、加熱導体管３の軸方向両端部よりも内側に位置する範囲内で中空導体管を巻回して構成されている。ここで、中実コイル要素４３及び前記外側磁路形成部２２の間には絶縁材１１ｄが設けられ、中実コイル要素４３及び前記外側中空コイル要素４１の間には絶縁材１１ｅが設けられている（図１参照）。具体的に絶縁材１１ｄは、中実コイル要素４３の外側周面に沿って設けられており、絶縁材１１ｅは、中実コイル要素４３の内側周面及び外側中空コイル要素４１の外側周面に沿って設けられている。

【0027】

そして、外側中空コイル要素４１の上流側端部（右側端部）と中実誘導コイル要素４３の右側端部とが電気的に接続されている。中実誘導コイル要素４３の左側端部には、交流電源の一方の電源端子が接続される外部端子Ｔ１が設けられている。

【0028】

また、外側中空コイル要素４１の下流側端部（左側端部）と内側中空コイル要素４２の上流側端部（左側端部）とが接続されており、外側中空コイル要素４１を流れた被加熱流体が内側中空コイル要素４２に流れるように構成されている。この内側中空コイル要素４３の下流側端部には、交流電源の他方の電源端子が接続される外部端子Ｔ２が設けられている。

【0029】

さらに、内側中空コイル要素４３の下流側端部（右側端部）と、加熱導体管３の上流側端部（右側端部）とが接続されており、内側中空コイル要素４３を流れた被加熱流体が加熱導体管３に流れるように構成されている。

【0030】

なお、本実施形態では、内側中空コイル要素４３の下流側端部は、第２径方向磁路形成部２４の内面に沿って渦巻状に巻き回されている。その他、内側中空コイル要素４３の上流側端部を、第１径方向磁路形成部２３の内面に沿って渦巻状に巻き回しても良い。

【0031】

前記第１流路形成部５は、前記第１径方向磁路形成部２３の外面に沿って円環状の第１流路Ｓ１を形成するものであり、外部から第１流路Ｓ１に被加熱流体を導入する導入ポート７が接続されている。本実施形態では、環状の凹溝を有する第１流路形成部５を第１径方向磁路形成部２３の外面に溶接することにより、前記第１流路Ｓ１を形成している。

【0032】

前記第２流路形成部６は、前記第２径方向磁路形成部２４の外面に沿って円環状の第２流路Ｓ２を形成するものである。本実施形態では、環状の凹溝を有する第２流路形成部６を第２径方向磁路形成部２４の外面に溶接することにより、前記第２流路Ｓ２を形成している。

【0033】

そして、第１流路形成部５と前記第２流路形成部６とは、第１接続配管８により接続されている。具体的に第１接続配管８は、一端（上流端）が第１流路形成部５に接続され、他端（下流端）が第２流路形成部６に接続されている。この第１接続配管８は、円筒状をなす閉磁路鉄心要素２の内部、つまり円筒状鉄心２１の内部を通って設けられている。

【0034】

また、第２流路形成部６と前記外側中空コイル要素４１とは、第２接続配管９により接続されている。具体的に第２接続配管９は、一端（上流端）が第２流路形成部６に接続され、他端（下流端）が外側中空コイル要素４１の上流端に接続されている。本実施形態では、第２接続配管９は、外側磁路形成部２２の側壁（第２径方向磁路形成部２４側の端部）を貫通して、閉磁路鉄心要素２の内部に導入されて外側中空コイル要素４１に接続されている。なお、第２接続配管９は、第２径方向磁路形成部２４を貫通して、閉磁路鉄心要素２の内部に導入されて外側中空コイル要素４１に接続されても良い。

【0035】

このように構成した本実施形態の流体加熱装置１００において、中実コイル要素４３の外部端子Ｔ１及び内側中空コイル要素４３の外部端子Ｔ２に交流電源により交流電圧を印加することで、中実コイル要素４３、外側中空コイル要素４１及び内側中空コイル要素４２に電流が流れて閉磁路鉄心要素２に磁束が流れる。当該磁束によって加熱導体管３に短絡電流が流れて、加熱導体管３がジュール発熱する。これにより、加熱導体管３を流れる被加熱流体が加熱される。

【0036】

次に、流体加熱装置１００の被加熱流体の流れとともに被加熱流体の加熱態様について説明する。

【0037】

第１流路形成部５に接続された導入ポート７から、被加熱流体である水が導入される。そして、被加熱流体は、導入ポート７から第1流路Ｓ１内に流入して、第１径方向磁路形成部２３を冷却するとともに、第１径方向磁路形成部２３により予熱される。その後、被加熱流体は、第１接続配管８を流れて、第２流路Ｓ２内に流入して、第２径方向磁路形成部２４を冷却するとともに、第２径方向磁路形成部２４により予熱される。なお、第１径方向磁路形成部２３及び第２径方向磁路形成部２４は、加熱導体管３からの伝熱により加熱されている。

【0038】

このように第１流路Ｓ１及び第２流路Ｓ２を流れた被加熱流体は、第２接続配管９を流れて、外側中空コイル要素４１に流入する。このとき、被加熱流体は、外側中空コイル要素４１を冷却するとともに、外側中空コイル要素４１により予熱される。なお、外側中空コイル要素４１は、通電により生じる熱とともに、加熱導体管３からの伝熱により加熱されている。

【0039】

また、この外側中空コイル要素４１を流れた被加熱流体は、内側中空コイル要素４２に流入する。このとき、被加熱流体は、内側中空コイル要素４２を冷却するとともに、内側中空コイル要素４２により予熱される。なお、内側中空コイル要素４２は、通電により生じる熱とともに、加熱導体管３からの伝熱により加熱されている。

【0040】

そして、第１径方向磁路形成部２３、第２径方向磁路形成部２４、外側中空コイル要素４１及び内側中空コイル要素４２により予熱された被加熱流体が、加熱導体管３に流入する。そして、加熱導体管３を流れる被加熱流体は、誘導加熱された加熱導体管３により加熱されて過熱水蒸気となり、加熱導体管３の下流端に接続された導出ポート１２から外部又は外部配管に導出される。なお、加熱導体管３は、外側磁路形成部２２の側壁（第１径方向磁路形成部２３側の端部）を貫通して、閉磁路鉄心要素２の外部に導出されている。なお、加熱導体管３は、第１径方向磁路形成部２３を貫通して、閉磁路鉄心要素２の外部に導出されても良い。

【0041】

＜２．本実施形態の効果＞
このように構成した流体加熱装置１００によれば、円筒状鉄心２１、外側磁路形成部２２、第１及び第２径方向磁路形成部２３、２４により形成された空間内に、熱源である加熱導体管３を配置する構成とし、加熱導体管３の周囲を被加熱流体により冷却する構成としているので、加熱導体管３から外部に漏れ出る熱を、閉磁路鉄心要素２の内部に閉じ込めることができる。

【0042】

具体的には、加熱導体管３を取り囲むように、第１及び第２流路Ｓ１、Ｓ２、外側中空コイル要素４１及び内側中空コイル要素４２を配置して、被加熱流体が、第１流路Ｓ１、第２流路Ｓ２、外側中空コイル要素４１及び内側中空コイル要素４２を流れた後に、加熱導体管３に流入するように構成されているので、加熱導体管３から径方向両側及び軸方向両側に漏れ出た熱を利用して被加熱流体を予熱することができる。つまり、加熱導体管３からの放熱による損失を低減して被加熱流体を効率良く加熱することができる。

【0043】

また、第１流路Ｓ１、第２流路Ｓ２、外側中空コイル要素４１及び内側中空コイル要素４２が、加熱導体管３から径方向両側及び軸方向両側に漏れ出た熱を遮断する機能を発揮するため、断熱材の使用量を削減しつつ流体加熱装置の熱的安全性を向上させることができる。

【0044】

さらに、被加熱流体が外側中空コイル要素４１を流れた後に内側中空コイル要素４２に流れるので、外側中空コイル要素４１を流れる被加熱流体が、内側中空コイル要素４２を流れる被加熱流体よりも低い温度となるため、流体加熱装置１００の熱的安全性をより一層向上させることができる。

【0045】

＜３．本発明の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

【0046】

例えば、前記実施形態では誘導コイル４が内側中空コイル要素４２を有するものであったが、内側中空コイル要素４２を有さないものであっても良い。この場合、外側中空コイル要素４１が加熱導体管３に接続されて、外側中空コイル要素４１を流れた被加熱流体が加熱導体管３に流入する。

【0047】

また、内側中空コイル要素４２を流れた被加熱流体が外側中空コイル要素４１を流れるように構成しても良い。この場合、第２接続配管９が第２流路形成部６と内側中空コイル要素４２を接続しており、第２流路Ｓ２を流れた被加熱流体が内側中空コイル要素４２に流入する。

【0048】

さらに、中実コイル要素４３を外側中空コイル要素４１の径方向内側又は内側中空コイル要素４２の径方向内側に配置しても良い。

【0049】

その上、第１流路形成部５及び第２流路形成部６は、前記実施形態のように、第１径方向磁路形成部２３及び第２磁路形成部２４の外面との間で流路を形成するものの他、被加熱流体が流れる配管により構成しても良い。この場合、第１流路形成部５及び第２流路形成部６となる配管を、第１径方向磁路形成部２３及び第２磁路形成部２４の外面に接触して設けることが考えられる。

【0050】

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】

【0051】

１００・・・流体加熱装置
２ ・・・閉磁路鉄心要素
２１ ・・・円筒状鉄心
２２ ・・・外側磁路形成部
２３ ・・・第１径方向磁路形成部
２４ ・・・第２径方向磁路形成部
３ ・・・加熱導体管
４ ・・・誘導コイル
４１ ・・・外側中空コイル要素
４２ ・・・内側中空コイル要素
４３ ・・・中実コイル要素
Ｓ１ ・・・第１流路
５ ・・・第１流路形成部
Ｓ２ ・・・第２流路
６ ・・・第２流路形成部
７ ・・・導入ポート
８ ・・・第１接続配管
９ ・・・第２接続配管
１０ ・・・断熱材

【図1】

【図2】