电磁感应加热装置的温度控制装置及启动方法制造方法及图纸

一种电磁感应加热装置的温度控制装置，为包括在流体通道设置的磁性材料的发热体，和所述发热体的周围设置的线圈，和相对于所述线圈的高频电流发生器，对具有当高温时，磁性急剧减少的磁变态的所述发热体的磁性材料的电磁感应流体加热装置使用的温度控制装置，其特征在于， 设置了测量来自所述高频电流发生器的流入所述线圈的电流，检测所述发热体的磁性材料的温度直到磁变态的附近的电流检测手段，和根据该电流检测手段限制流入所述线圈的电流的电流限制手段。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，是用电磁感应加热浸入液体或气体等流体中的由磁性材料构成的发热体，用直接热传导加热所述流体，尤其涉及构成所述发热体的磁性材料虽然存在磁变态，但是仍可被加热和启动。根据图6说明这种电磁感应加热装置1的已有实施例。用绝缘体构成流体通过的筒管11，通过缠绕在筒管11上的线圈13，用电磁感应加热被浸入该筒管11内流体中的发热体12。该线圈13产生交变磁场，没有传感器的高功率因数高频率的逆变器5作为高频电流发生器5被使用。控制该高频电流发生器的输出是由移相控制部分3a和门驱动器3b构成的控制器3。在筒管11的出口安装温度传感器17，温度调节器2连接所述移相控制部分3a。还有，高频电流发生器5是由对交流电源21整流的整流部分22和非平滑滤波器23和逆变器24组成。上述构成的电磁感应加热装置1在正常运行时，由筒管11的下部供给的低温流体14，在发热体12内通过紊流流体15进行热交换，由筒管11的上部排出高温流体16。用温度传感器17检测该高温流体16的温度，该温度与设定温度之差相对应的指令由温度调节器2向移相控制部分3a输出，经门驱动器3b适当控制高频电流发生器5的输出电流。电磁感应加热装置1通过这样的直接加热及浸入流体的发热体12较大的传热面积，提高由发热体12向流体的传热效率，缩短启动时的开始时间。象这样，发热体12靠电磁感应自己发热直接加热流体，发热体12使用特殊材料构成。首先，由于靠电磁感应自己发热，需要高导磁性的磁性材料。另外，由于直接接触流体，需要较强的耐腐蚀性。作为满足这样条件的材料，如特愿平6-297287号公报提出的，使用了以铬(Cr)、铁(Fe)为主要成分的马氏体不锈钢。为进一步缩短上述这样的电磁感应加热装置1的启动时间，考虑将电磁感应加热装置1整体予热。为此，在筒管11内充满流体，使发热体12和温度传感器17等呈浸入流体的状态，在该状态下，使高频电流发生器5工作，予热筒管11、发热体12和流体。进行这样的予热时，由于流体呈不流动状态，温度传感器17检测的流体的温度和发热体12的实际温度之间产生相当的温差。因此，发热体12的温度不断上升，高频电流发生器5流过过大的电流，容易毁坏仪器。究其原因，由以下说明便可明了。线圈13和发热体12构成的加热体系，可用漏感系数大的变换器电路模型表示，可用L1、R1组成的单纯的R-L电路表示。该R-L电路的等效阻抗为R，电路的固有阻抗为r，流入电路的电流为Ic，电路需要的电功率为Po。该R、r、Ic、Po随发热体12的温度的变化，如图7所示。在图7中，固有阻抗r随着温度上升，等效阻抗R由某温度To开始急剧下降。因此，电流Ic和电功率Po由温度To开始变为增加。当电流Ic和电功率Po过度增加，超过额定值时，毁坏构成高频电流发生器5的功率元件。产生该现象是由于发热体12的温度达到高温，构成发热体12的磁性体达到磁变态温度。也就是说，一达到引起磁变态的温度To，由于发热体12的磁性急变，由高导磁性变为弱磁性，线圈13呈短路状态。另外，考虑改变发热体12的化学组分，使其由磁变态温度To向高温偏移，当发热体12的化学组分一改变，随之存在耐腐性变差的问题。并且，温度传感器17不是直接检测出发热体12的温度，由于温度传感器17是检测与发热体12热交换的流体16的温度，在流体14不流动加热时，对于发热体12避免不了引起高频电流发生器5的失控功率上升这样的问题。因此，本专利技术的目的是提供一种即使发热体的温度直到磁变态温度的附近，也不会引起高频电流发生器5的失控功率上升的电磁感应加热装置的温度控制装置。还有，本专利技术的另一目的是提供一种即使发热体的温度直到磁变态温度的附近，予热限制流动电流的静止流体之后启动，可零启动的电磁感应加热装置的启动方法。为达到上述目的，本专利技术中的电磁感应加热装置的温度控制装置为包括在流体通道设置了的磁性材料的发热体，和在所述发热体的周围设置的线圈，和相对于所述线圈的高频电流发生器，对具有当高温时，磁性急剧减少的磁变态的所述发热体的磁性材料的电磁感应流体加热装置使用的温度控制装置；其特征是，设置了测量来自所述高频电流发生器的流入所述线圈的电流，检测所述发热体的磁性材料的温度直到磁变态的附近的电流检测手段，和根据该电流检测手段限制流入所述线圈的电流的电流限制手段。发热体当其自身的温度一直上升到磁变态温度时，等效阻抗变小，电流值上升。那时，电磁感应加热装置的温度控制装置具有上述手段，用检测手段检测出该电流值的上升，通过所述电流限制手段限制使所述磁变态温度进一步升高的电流。所述电流限制手段的一种方法是当流入线圈的电流达到设定值时，使所述高频电流发生器的输出减少，所述发热体变冷，再使所述高频电流发生器的输出加大，反复进行这样的动作，限制电流。这时，通过电磁感应使发热体发热，向静止流体传热，由于反复向电流停止时的静止流体传热，在抑制发热体的过度升温的同时，加热静止流体。并且所述电流限制手段的另一方法是当流入线圈的电流达到设定值时，限制电流、使其维持设定值。这时，通过电流限制手段，限制电磁感应对发热体的加热，同时加热静止流体。并且在本专利技术中，电磁感应加热装置的启动方法为包括在流体通道设置的磁性材料发热体，和在所述发热体周围设置的线圈，相对于所述线圈的高频电流发生器，和调整测量所述流体通道出口的流体温度的所述高频电流发生器的输出的温度调节器，具有当高温时，磁性急剧减少的磁变态的所述发热体的磁性材料的电磁感应流体加热装置的启动方法，其特点由以下①～④过程构成①所述流体通道充满流体，在静止状态的所述流体中所述发热体呈浸入状态；②通过所述温度调节器设定给定温度，由高频电流发生器向所述线圈输入电流；③所述发热体的磁性材料的温度一直升到磁变态点的附近，当流入所述线圈的电流增大，所述温度调节器的指令优先限制所述电流，予热所述发热体及所述流体；④所述流体通道的流体开始流动。用所述温度调节器设定给定温度，由高频电流发生器向所述线圈输入电流，测量流体通道出口的流体温度，通过温度调节器调整所述高频电流发生器的输出，在流体通道内不能检测出静止的流体的上升温度，不能恰当地调整所述高频电流发生器的输出。所以，当所述发热体的磁性材料的温度升到磁变态点的附近，输入所述线圈的电流增大时，伏先所述温度调节器的指令，通过一边限制所述电流，一边予热所述发热体及所述流体的过程，回避发热体的磁变态，加热静止流体。该加热后的流动流体，启动时得到高温流体，并且温度调节器也恰当动作，为零启动。下面，简要说明附1是关于本专利技术的电磁感应加热装置以及其温度调节装置的设备构成图；图2是温度调节装置的工作图；图3是本专利技术的其他的温度调节装置的重要部分的框图；图4是另一温度调节装置的工作图；图5(a)及图5(b)是发热体的结构图；图6是以往的电磁感应加热装置及其温度调节装置的设备构成图；图7是以往的温度调节装置的工作图。下面，按照附图说明本专利技术的实施形式。图1是关于本专利技术的电磁感应加热装置及其温度调节装置的设备构成图。电磁感应加热装置主体1是在形成流体通道的非金属管11内，装入发热体12，在筒管11的外周缠绕线圈13。由筒管11的下侧进入的低温流体14通过发热体12内的流体通道成为混合流体在被均匀加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：川村泰三，内堀义隆，
申请(专利权)人：株式会社濑田技研，欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：