特開 2024-162381 加熱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162381

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】加熱装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 6/10 20060101AFI20241114BHJP

【ＦＩ】

H05B6/10 311

H05B6/10 301

H05B6/10 321

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077825

(22)【出願日】2023-05-10

(71)【出願人】

【識別番号】504176911

【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学

(71)【出願人】

【識別番号】390013815

【氏名又は名称】学校法人金井学園

(71)【出願人】

【識別番号】596150529

【氏名又は名称】テクノ電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】麻 寧緒

(72)【発明者】

【氏名】中尾 一成

(72)【発明者】

【氏名】中道 正紀

(72)【発明者】

【氏名】門馬 修一

【テーマコード（参考）】

3K059

【Ｆターム（参考）】

3K059AA08

3K059AB28

3K059AD03

3K059CD52

(57)【要約】

【課題】熱コンダクタンスの向上を実現できる加熱装置を提供する。
【解決手段】加熱装置（１００）は、交流電流が流れる導電線（３１）と、前記導電線を囲うように形成された導電性薄膜（３３）とを備える開放型コイル（３）と、前記通電部の外部に配置された導電性の外部部品（１ａ、２）と、を備え、前記通電部から漏れ出た磁束で前記外部部品を誘導加熱する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器に収容された被処理物を加熱する加熱装置であって、
交流電流が流れる導電線と、前記導電線を囲うように形成された導電性薄膜とを備える通電部と、
前記通電部の外部に配置された導電性の外部部品と、を備え、
前記通電部から漏れ出た磁束で前記外部部品を誘導加熱する、加熱装置。

【請求項2】

前記外部部品は、ドラフトチューブおよび前記容器の壁を含み、
前記通電部は、前記ドラフトチューブと前記壁との間に配置される、請求項１に記載の加熱装置。

【請求項3】

前記通電部は、前記容器内において螺旋状に巻回するコイルである、請求項１に記載の加熱装置。

【請求項4】

前記導電性薄膜は、前記導電線を少なくとも部分的に被覆する、請求項１に記載の加熱装置。

【請求項5】

前記導電性薄膜の厚さは２ｍｍ未満である、請求項１に記載の加熱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器に収容された被処理物を加熱するための加熱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、容器に設けられた通電部に高周波電流を供給することにより、容器に収容された被処理物を加熱する加熱装置が知られている。例えば、特許文献１は、通電部と、当該通電部に固定された導体である撹拌翼とを備え、通電部に高周波電流を供給することにより撹拌翼を誘導加熱し、誘導加熱された撹拌翼を容器内で回転させることにより被処理物を加熱する加熱装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６９２７５１０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の従来技術では、通電部に固定された導体である撹拌翼が被処理物を加熱する加熱部として誘導加熱される。しかしながら、上述の従来技術は、加熱部と被処理物との間の熱コンダクタンスの観点において、改善の余地がある。

【0005】

本発明の一態様は、熱コンダクタンスの向上を実現できる加熱装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、本発明の態様１に係る加熱装置は、容器に収容された被処理物を加熱する加熱装置であって、交流電流が流れる導電線と、前記導電線を囲うように形成された導電性薄膜とを備える通電部と、前記通電部の外部に配置された導電性の外部部品と、を備え、前記通電部から漏れ出た磁束で前記外部部品を誘導加熱する。

【0007】

本発明の態様２に係る加熱装置では、上記態様１において、前記外部部品は、ドラフトチューブおよび前記容器の壁を含み、前記通電部は、前記ドラフトチューブと前記壁との間に配置されてもよい。

【0008】

本発明の態様３に係る加熱装置では、上記態様１または２において、前記通電部は、前記容器内において螺旋状に巻回するコイルであってもよい。

【0009】

本発明の態様４に係る加熱装置では、上記態様１から３において、前記導電性薄膜は、前記導電線を少なくとも部分的に被覆してもよい。

【0010】

本発明の態様５に係る加熱装置では、上記態様１から４において、前記導電性薄膜の厚さは２ｍｍ未満であってもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様によれば、熱コンダクタンスを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態１に係る加熱装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図2】開放型コイルおよび密閉型コイルの断面を詳細に示す拡大断面図である。

【図3】高周波電流の供給時における、容器内の磁界の分布を示す図である。

【図4】導電性薄膜の厚さと、各加熱部における損失電力との関係を示すグラフである。

【図5】高周波電流の周波数と、各加熱部における損失電力との関係を示すグラフである。

【図6】導電性薄膜の厚さと、開放型コイルによる全損失電力との関係を示すグラフである。

【図7】導電性薄膜の厚さと、開放型コイルへの損失電力の割合との関係を示すグラフである。

【図8】実施形態２に係る加熱装置の構成を概略的に示す上面図および断面図である。

【図9】実施形態３に係る加熱装置の構成を概略的に示す上面図および断面図である。

【図10】実施形態４に係る加熱装置の構成を概略的に示す上面図および断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

〔実施形態１〕
（本発明の一態様の特徴点について）
本発明の一態様に係る加熱装置は、容器に収容された被処理物を加熱するための加熱装置であって、被処理物を加熱する加熱部と被処理物との間の熱コンダクタンスｈＡを向上させることを目的とする。ここで、熱コンダクタンスｈＡは、熱伝達率ｈと伝熱面積Ａとの積であり、加熱部から被処理物への熱の伝わりやすさを表す。加熱部における損失電力Ｗ（すなわち、加熱部から被処理物に供給される単位時間あたりの熱量）は、この熱コンダクタンスｈＡを用いて、Ｗ＝（ｈＡ）ΔＴで表される。ここで、ΔＴは、加熱部の表面温度Ｔｗから被処理物の温度Ｔｓを引いた値である。

【0014】

熱コンダクタンスｈＡを向上させることは、以下のような利点を有する。すなわち、温度差ΔＴが一定の場合、熱コンダクタンスｈＡが大きいほど損失電力Ｗは増大する。したがって、熱コンダクタンスｈＡを向上させることにより、被処理物を加熱するのに要する運転時間を短縮でき、製造に係る省エネルギー化および低コスト化を実現できる。また、損失電力Ｗが一定の場合、熱コンダクタンスｈＡが大きいほどΔＴ（すなわち、加熱部の表面温度Ｔｗ）は低減する。したがって、熱コンダクタンスｈＡを向上させることにより、被処理物の焦げ付きを低減し、製品の高品質化および高歩留まりを実現できる。また、加熱部の表面温度Ｔｗを均一にしやすくなり、効率よく被処理物を加熱することができる。

【0015】

本発明者らは、後述する通電部（開放型コイル３、コイル内蔵ドラフトチューブ２Ｃ）を容器の内部に設けることにより、伝熱面積Ａを増大させて、熱コンダクタンスｈＡを向上できることを見出した。このような開放型コイルを備える加熱装置（加熱装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ）の構成の様々な例について以下に説明する。

【0016】

（加熱装置１００の概略構成）
図１は、一実施形態に係る加熱装置１００の構成を概略的に示す断面図である。図１は、加熱装置１００の縦断面を示している。図１に示すように、加熱装置１００は、容器１、ドラフトチューブ２、開放型コイル３、および密閉型コイル４を備える。また、加熱装置１００は、開放型コイル３および密閉型コイル４に高周波電流を供給する給電部（不図示）を備える。図２は、開放型コイル３および密閉型コイル４の断面を詳細に示す拡大断面図である。

【0017】

加熱装置１００は、容器１の内部に収容された被処理物を加熱するための装置である。被処理物は、液体、気体、固体（粉体、粒体等）およびこれらの混合物のいずれにも適用可能である。

【0018】

容器１は、被処理物を収容する円筒部材である。ドラフトチューブ２は、容器１の内部を外筒部Ａ１と内筒部Ａ２とに仕切る、容器１と同軸の円筒部材である。容器１の壁１ａ（側壁および底壁）およびドラフトチューブ２は、導電性を有する。

【0019】

開放型コイル３は、開放型コイル３から漏れ出た磁束で、開放型コイル３の外部に配置された導電性の外部部品を誘導加熱する。本実施形態では、外部部品は、容器１の壁１ａおよびドラフトチューブ２を含む。開放型コイル３は、容器１の壁１ａ（図１に示す一例では側壁）とドラフトチューブ２との間（すなわち、外筒部Ａ１）に配置される。開放型コイル３は、容器１内において（図１に示す一例では、容器１の軸方向に沿って）螺旋状に巻回するコイルである。

【0020】

図２に示すように、開放型コイル３は、交流電流が流れる導電線３１と、導電線３１を囲うように形成された導電性薄膜３３とを備える。本実施形態では、開放型コイル３は、導電線３１の周囲を絶縁層３２（内側から第１絶縁層３２－１および第２絶縁層３２－２）で被覆している。そして、導電性薄膜３３は、第１絶縁層３２－１と第２絶縁層３２－２との間に設けられる。

【0021】

導電線３１は、銅リッツ線またはホローコンダクタ等である。絶縁層３２は、例えばセラミック系の耐熱絶縁材料を含み、開放型コイル３の強度を保持する。導電性薄膜３３は、銅、アルミニウム、またはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などの導電性材料を含む。導電線３１に高周波電流を流すと、導電性薄膜３３は誘導加熱される。開放型コイル３は、このような自己誘導加熱による発熱にて被処理物を加熱する。

【0022】

導電性薄膜３３の厚さ（薄膜厚さδ）は、２ｍｍ未満であればよい。これにより、導電線３１に高周波電流を流したとき、導電線３１にて発生する磁束は、導電性薄膜３３を透過し、外部部品を十分に誘導加熱できる。好ましくは、薄膜厚さδは、０．８ｍｍ以下である。後述する図６、図７で示されるように、薄膜厚さδを０．８ｍｍ以下とすることにより、同じ高周波電流を流したときに全損失電力を大きくでき、かつ、外部部品への電力分配率を１０％以上とすることができる。

【0023】

密閉型コイル４は、導電線４１と、導電線４１の周囲を被覆する絶縁層４２と、絶縁層４２の周囲を被覆する導体層４３とを備える。導電線４１は、銅リッツ線またはホローコンダクタ等である。導体層４３は、銅、アルミニウム、またはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などの導電性材料を含む。導電線４１に高周波電流を流すと、導体層４３は誘導加熱される。密閉型コイル４は、このような自己誘導加熱による発熱にて被処理物を加熱する。

【0024】

導体層４３の厚さは２ｍｍより大きい。高周波電流の供給時に導電線４１が生成する磁束は、このような導体層４３に吸収され外部に漏れ出ない。すなわち、密閉型コイル４は、外部部品を誘導加熱しない。

【0025】

以上のように、密閉型コイル４は、自己誘導加熱による発熱のみにて被処理物を加熱する。一方、開放型コイル３は、自己誘導加熱による発熱に加えて、誘導加熱による外部部品の発熱にて、被処理物を加熱する。加熱装置１００は、このような開放型コイル３を備えることにより、伝熱面積Ａを増大させ、熱コンダクタンスｈＡを向上できる。本実施形態において、被処理物を加熱する加熱部は、容器１の壁１ａ、ドラフトチューブ２、開放型コイル３、および密閉型コイル４である。

【0026】

加熱装置１００は、容器１の軸方向に沿った回転軸（不図示）を備えてもよい。回転軸の一端は、モータの駆動軸に連結される。また、回転軸は、ドラフトチューブ２、開放型コイル３、および／または密閉型コイル４に接続される。モータによって回転軸を回転駆動させることにより、ドラフトチューブ２、開放型コイル３、および／または密閉型コイル４が回転する。これにより、ドラフトチューブ２、開放型コイル３、および／または密閉型コイル４は、被処理物を撹拌できる（すなわち、撹拌翼として機能する）。特に、ドラフトチューブ２が回転することにより、ドラフトチューブ２の表面付近における、被処理物の温度が変化する境界層を削り、当該境界層を薄くすることができる。したがって、ドラフトチューブ２から被処理物への熱伝達率ｈを大きくすることができる。また、さらなる撹拌性の向上のため、開放型コイル３は、シングルヘリカルリボン構造を有し、密閉型コイル４は、ダブルヘリカルリボン構造を有してもよい。

【0027】

加熱装置１００は、図２に示した開放型コイル３が螺旋状に巻回するシングルヘリカル構造体の代わりに、開放型コイル３と通電されない撹拌翼（金属翼）とが交互に螺旋状に巻回するダブルヘリカル構造体を備えてもよい。この場合、容器１の壁１ａおよびドラフトチューブ２に加え、当該金属翼も開放型コイル３から漏れ出た磁束で誘導加熱される（すなわち、外部部品に含まれる）。これにより、加熱装置１００における開放型コイル３の導電線３１および絶縁層３２が占める容積率は低減される。したがって、伝熱面積Ａをより増大させ、その結果、熱コンダクタンスｈＡのさらなる向上が実現できる。また、加熱装置１００は、径の細い金属翼を複数備えることにより、さらなる伝熱面積Ａの増大（すなわち熱コンダクタンスｈＡの向上）を図れる。また、このようなダブルヘリカル構造体を上述の回転軸により回転させることにより、容器１内の循環流れを促進できる。また、加熱装置１００における開放型コイル３の導電線３１が占める容積率は低減されるため、加熱装置１００を軽量化できる。

【0028】

導電性薄膜３３は、導電線３１を少なくとも部分的に被覆してもよい。言い換えると、導電性薄膜３３は、少なくとも１つ以上の貫通孔（スリットまたは孔）を有していてもよい。貫通孔の内部には、絶縁層３２が配置されている。貫通孔により、開放型コイル３からの磁束の漏れを促進できる。導電性薄膜３３の開口率は、例えば２０～７０％であればよい。

【0029】

壁１ａまたはドラフトチューブ２のいずれかが導電性を有していればよい。すなわち、誘導加熱される外部部品は、壁１ａまたはドラフトチューブ２のいずれかであってもよい。

【0030】

開放型コイル３および密閉型コイル４の断面形状は、図１および図２に示すように円形であってもよいし、円形以外の形状（例えば矩形）であってもよい。

【0031】

（実施例１）
実施形態１で示した加熱装置１００において、開放型コイル３および密閉型コイル４に高周波電流を流したときの、容器１内の磁界の分布および加熱部における損失電力をシミュレーションした。以下、導電性薄膜３３の構成等に係る各種条件と、当該各種条件に対応するシミュレーション結果とについて、図３～図５を用いて説明する。

【0032】

本シミュレーションにおいて、容器１の外径は２１６．３ｍｍ、高さは３５０ｍｍとした。また、容器１の壁１ａの厚さは４ｍｍとした。また、ドラフトチューブ２の厚さは３ｍｍとした。また、開放型コイル３の断面形状は円形であり、開放型コイル３の直径は２０ｍｍ、導電線３１の直径は１６ｍｍとした。また、密閉型コイル４の断面形状は円形であり、密閉型コイル４の直径は２０ｍｍ、導電線４１の直径は１４ｍｍ、絶縁層４２の厚さは１．５ｍｍ、導体層４３の厚さは１．５ｍｍとした。容器１の壁１ａと開放型コイル３との間の距離は６．１５ｍｍ、開放型コイル３とドラフトチューブ２との間の距離は３ｍｍ、ドラフトチューブ２と密閉型コイル４との間の距離は３ｍｍとした。開放型コイル３の薄膜厚さ、材料、および開口率については、本シミュレーションの条件として適宜変更した。

【0033】

本シミュレーションにおいて、開放型コイル３および密閉型コイル４に供給する高周波電流の大きさは１００Ａとした。開放型コイル３に供給する高周波電流の周波数は、本シミュレーションの条件として１００Ｈｚ～４０ｋＨｚの範囲で適宜変更した。密閉型コイル４に供給する高周波電流の周波数は、４０ｋＨｚとした。

【0034】

図３は、高周波電流の供給時における、容器１内の磁界の分布を示す図である。図３の符号３００１，符号３００２，符号３００３は、導電性薄膜３３がそれぞれ銅、アルミニウム、ＳＵＳ３０４を含み、導電性薄膜３３が貫通孔を有している場合の、容器１内の磁界の分布を示す。図３の符号３００４，符号３００５，符号３００６はそれぞれ、導電性薄膜３３が銅、アルミニウム、ＳＵＳ３０４を含み、導電性薄膜３３が貫通孔を有していない場合の磁束の漏れを示す。いずれの場合も、薄膜厚さは０．０１ｍｍとし、高周波電流の周波数は４０ｋＨｚとした。

【0035】

図３に示すように、高周波電流の供給時に導電線３１が生成する磁束は、開放型コイル３から漏れ出している。そして、このような磁束は、導電性を有する容器１の壁１ａおよびドラフトチューブ２に鎖交している。これにより、容器１の壁１ａおよびドラフトチューブ２に誘導電流（渦電流）が誘起され、損失電力が発生する。

【0036】

また、開放型コイル３から漏れ出す磁界の大きさは、ＳＵＳ３０４、アルミニウム、銅の順に大きい。これは、ＳＵＳ３０４、アルミニウム、銅の抵抗率（それぞれ７０，２．６５，１．７［μΩ・ｃｍ］）の大きさに対応している。

【0037】

また、導電性薄膜３３に貫通孔を設けた場合、貫通孔を設けていない場合と比較し、開放型コイル３から漏れ出す磁界の大きさは大きい。すなわち、開放型コイル３に貫通孔を設けることにより、開放型コイル３からの磁束の漏れを促進できることが分かる。

【0038】

図４は、薄膜厚さδと、各加熱部における損失電力との関係を示すグラフである。図４の符号４００１、符号４００２、符号４００３はそれぞれ、ドラフトチューブ２、開放型コイル３、容器１の壁１ａにおける損失電力を示す。ここで、図４におけるグラフ４Ａ、４Ｃ、４Ｅは、導電性薄膜３３に貫通孔を設けた場合の上記グラフであり、図４におけるグラフ４Ｂ、４Ｄ、４Ｆは、導電性薄膜３３に貫通孔を設けなかった場合の上記グラフである。いずれの場合も、導電性薄膜３３の材料はＳＵＳ３０４とし、高周波電流の周波数は４０ｋＨｚとした。

【0039】

図４の符号４００１、符号４００３に示すように、薄膜厚さδが小さいほど、外部部品における損失電力は大きくなる。これは、薄膜厚さδが小さいほど、開放型コイル３から漏れ出す磁界が大きくなることを示す。一方、図４の符号４００２に示すように、開放型コイル３における損失電力は、特定の薄膜厚さδにおいてピークを有する。

【0040】

図４の符号４００１、符号４００３に示すように、いずれの薄膜厚さにおいても、導電性薄膜３３に貫通孔を設けることにより、外部部品における損失電力は大きくなる。これは、導電性薄膜３３に貫通孔を設けることにより、開放型コイル３からの磁界の漏れを促進できることを示す。一方、図４の符号４００２に示すように、特定の薄膜厚さの範囲において、導電性薄膜３３に貫通孔を設けることにより、開放型コイル３における損失電力は小さくなる。

【0041】

なお、図４には示していないが、導電性薄膜３３の材料が銅およびアルミニウムであった場合も、薄膜厚さδと、各加熱部における損失電力との関係について同様の傾向を示した。

【0042】

図５は、高周波電流の周波数と、各加熱部における損失電力との関係を示すグラフである。図５の符号５００１～符号５００６は、導電性薄膜３３の材料および厚さを図５に示すように設定したときの、各加熱部における損失電力を示す。

【0043】

図５に示すように、高周波電流の周波数が大きいほど開放型コイル３における損失電力は大きくなる。一方、高周波電流の周波数が５ｋＨｚより大きい範囲において、外部部品における損失電力はほとんど変化しない。これは、高周波電流の周波数を調整することにより、容器１の壁１ａ、ドラフトチューブ２、開放型コイル３における損失電力の合計（開放型コイル３による全損失電力）に対する開放型コイル３における損失電力の割合（開放型コイル３への電力分配率）を調整できることを示す。

【0044】

また、高周波電流の周波数と、導電性薄膜３３の材料がＳＵＳ３０４、アルミニウム、銅のときの各加熱部における損失電力との関係はそれぞれ、薄膜厚さδが導電性薄膜３３の材料の抵抗率の比となるとき（例えば、薄膜厚さδが０．２ｍｍ、０．０１ｍｍ、０．００６ｍｍのとき）、同様の傾向を示す。

【0045】

（実施例２）
次に、容器１、ドラフトチューブ２、開放型コイル３、および密閉型コイル４の寸法を上述の実施例１から３倍にスケールアップしたモデルにて、損失電力の薄膜厚さ依存性をシミュレーションした。以下、損失電力の薄膜厚さ依存性について、図６、図７を用いて説明する。

【0046】

図６は、薄膜厚さδと、開放型コイル３による全損失電力との関係を示すグラフである。図６に示すように、導電性薄膜３３の材料がＳＵＳ３０４の場合、全損失電力はδ＝０．１ｍｍ前後にピークを有する。なお、図６には示していないが、導電性薄膜３３の材料が銅およびアルミニウムであった場合、全損失電力はδ＝０．０１ｍｍ前後にピークを有する。

【0047】

図７は、薄膜厚さδと、開放型コイル３への電力分配率との関係を示すグラフである。図７に示すように、高周波電流の周波数を高くするほど開放型コイル３への電力分配率は増加する。また、導電性薄膜３３の材料がＳＵＳ３０４の場合、開放型コイル３への電力分配率は、δ＝２ｍｍ前後にピークを有する。薄膜厚さδが２ｍｍから減少または増加するにつれて、開放型コイル３への電力分配率は低下する（すなわち、外部部品への電力分配率は増加する）。

【0048】

図７に示すように、薄膜厚さδが２ｍｍ未満の範囲において、薄膜厚さδおよび高周波電流の周波数を制御することにより開放型コイル３への電力分配率を可変制御可能である。開放型コイル３への電力分配率を調整することにより、外部部品への電力分配率を制御できるため、熱コンダクタンスｈＡの最大化が可能である。例えば、薄膜厚さδを０．０２ｍｍ、高周波電流の周波数を４０ｋＨｚと設定することにより、開放型コイル３への電力分配率を７８．８％（外部部品への電力分配率を２１．２％）とすることができる。

【0049】

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0050】

図８は、一実施形態に係る加熱装置１００Ａの構成を概略的に示す上面図（符号８００１）および断面図（符号８００２）である。符号８００１中の矢印は、部材の回転方向を示す。加熱装置１００Ａは、容器１の内部に収容された被処理物を加熱するための装置である。加熱装置１００Ａは、密閉型コイル４の代わりに通電されない撹拌翼５を有する点で加熱装置１００と相違する。撹拌翼５は、例えばダブルヘリカルコイルである。

【0051】

加熱装置１００Ａでは、開放型コイル３を容器１の壁１ａとドラフトチューブ２との間に配置している。したがって、開放型コイル３に高周波電流を供給することにより、開放型コイル３への自己誘導加熱に加えて、容器１の壁１ａおよびドラフトチューブ２への誘導加熱が可能である。

【0052】

ドラフトチューブ２、開放型コイル３、および撹拌翼５は、容器１の軸を中心に回転する。開放型コイル３および撹拌翼５は同じ向き（図８に示す一例では反時計回り）に回転し、ドラフトチューブ２は開放型コイル３および撹拌翼５とは逆向き（図８に示す一例では時計回り）に回転する。これにより、ドラフトチューブ２の表面付近における、被処理物の温度が変化する境界層をより薄くすることができる。なお、ドラフトチューブ２は、開放型コイル３および撹拌翼５と同じ向きに回転してもよい。

【0053】

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0054】

図９は、一実施形態に係る加熱装置１００Ｂの構成を概略的に示す上面図（符号９００１）および断面図（符号９００２）である。符号９００１中の矢印は、部材の回転方向を示す。加熱装置１００Ｂは、容器１の内部に収容された被処理物を加熱するための装置である。加熱装置１００Ｂは、加熱装置１００Ａに対して、開放型コイル３と撹拌翼５との位置を入れ替えたものである。

【0055】

加熱装置１００Ｂでは、開放型コイル３をドラフトチューブ２より内側に配置している。したがって、開放型コイル３に高周波電流を供給することにより、開放型コイル３への自己誘導加熱に加えて、ドラフトチューブ２への誘導加熱が可能である。

【0056】

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

【0057】

図１０は、一実施形態に係る加熱装置１００Ｃの構成を概略的に示す上面図（符号１０００１）および断面図（符号１０００２）である。符号１０００１中の矢印は、部材の回転方向を示す。加熱装置１００Ｃは、容器１の内部に収容された被処理物を加熱するための装置である。加熱装置１００Ｃは、開放型コイル３および密閉型コイル４の代わりに撹拌翼５を有し、ドラフトチューブ２の代わりにコイル内蔵ドラフトチューブ２Ｃを有する点で加熱装置１００と相違する。

【0058】

コイル内蔵ドラフトチューブ２Ｃは、ドラフトチューブ２と同様に、容器１の内部を外筒部と内筒部とに仕切る、容器１と同軸の円筒部材である。コイル内蔵ドラフトチューブ２Ｃは、交流電流が流れる導電線３１Ｃと、導電線３１Ｃが巻回した巻回体を内蔵する絶縁体３２Ｃと、導電線３１Ｃを囲うように形成された導電性薄膜３３Ｃとを備える。

【0059】

導電線３１Ｃは、銅リッツ線またはホローコンダクタ等である。絶縁体３２Ｃは、例えばセラミック系の耐熱絶縁材料である。導電性薄膜３３Ｃは、銅、アルミニウム、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）などの導電性材料を含む。

【0060】

導電線３１Ｃに高周波電流を流すと、導電性薄膜３３Ｃは誘導加熱される。コイル内蔵ドラフトチューブ２Ｃは、このような自己誘導加熱による発熱にて被処理物を加熱する。また、導電線３１Ｃに高周波電流を流したとき、導電線３１Ｃにて発生する磁束は、導電性薄膜３３Ｃを透過し、外部部品（撹拌翼５）を誘導加熱する。すなわち、コイル内蔵ドラフトチューブ２Ｃに導電線３１Ｃおよび導電性薄膜３３Ｃを含ませることにより、コイル内蔵ドラフトチューブ２Ｃへの自己誘導加熱に加えて、ドラフトチューブ２の周りの撹拌翼５への誘導加熱が可能である。

【0061】

図１０に示すように、導電性薄膜３３Ｃは、絶縁体３２Ｃの表面を被覆するように形成されてもよい。また、導電性薄膜３３Ｃは、絶縁体３２Ｃの内部において、導電線３１Ｃが巻回した巻回体を囲うように形成されてもよい。また、導電性薄膜３３Ｃは、導電線３１Ｃの周囲を被覆する絶縁層の周囲に形成されてもよい。すなわち、コイル内蔵ドラフトチューブ２Ｃは、絶縁体３２Ｃに開放型コイル３を内蔵するものであってもよい。

【0062】

なお、加熱装置１００Ｃにおいて、一方の撹拌翼５を導電体の筒に置き換えてもよい。この場合、コイル内蔵ドラフトチューブ２Ｃへの自己誘導加熱に加えて、導電体の筒への誘導加熱が可能である。

【0063】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0064】

１ 容器
１ａ 壁
２ ドラフトチューブ
２Ｃ コイル内蔵ドラフトチューブ（通電部）
３ 開放型コイル（通電部）
３１、３１Ｃ 導電線
３３、３３Ｃ 導電性薄膜
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ 加熱装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】