JP2004316943A - Water heater - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石の回転による誘導加熱で発熱した導電性パイプに水を通して加熱する湯沸器に関する。
【0002】
【従来の技術】
水を加熱するために、ニクロムヒータによる発熱を利用するもの、セラッミクヒータによる発熱を利用するもの、ガス燃焼による発熱を利用するものが知られている。また、高周波誘導加熱を利用したものが知られている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−3770号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の加熱方式のうち、ニクロムヒータによる発熱を利用するものは、火力、加熱スピードの点でガス燃焼よりも劣り瞬間湯沸器には適していない。また、セラッミクヒータによる発熱を利用するものは、ニクロムヒータより熱効率は良いが、小型のものにしか利用されていない。また、ガス燃焼による発熱を利用するものは、加熱スピードはあるが、温暖化の原因となるCO/CO2が出るので排気・換気装置が必要である。また、高周波誘導加熱では、高周波を利用するので装置の製造コストが高くなるという欠点がある。
【0005】
そこで、本発明は、CO/CO2を発生させることなく簡単な構造で水を加熱することができる湯沸器を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の湯沸器は、非磁性の円筒体内に円筒体表面において円周方向にN極とS極が交互に配置されるように永久磁石が固定されている回転する磁石円筒体と、磁石円筒体の回りを取り囲んでコイル状に巻かれており、磁石円筒体の回転により交番磁界が発生して誘導加熱により発熱し、一端から水が流入して他端から加熱されて温水が流出する導電性パイプとを備えたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の湯沸器は、N極、S極が交互に配置された強力な永久磁石で構成されれ、磁石円筒体はモータを駆動源とし、高速回転が可能とする。その磁石円筒体の外周に銅パイプなどの良導電性パイプを配置する。このパイプには、出入り口が2箇所ある。磁石円筒体を高速で回転させることにより、交番磁界が発生し、パイプには誘導電流(渦電流)が発生し、ジュール熱により発熱する。このとき、パイプの一方より水を流し入れると他方からは、温水を連続的に得ることができる。
【0008】
図1は本発明の湯沸器の要部を示す概略図、図2(a)は図1のA−A断面図、(b)は磁石円筒体の磁石の配置を示す断面図である。
【0009】
図1及び図2(a)において、回転する磁石円筒体1の回りに導電性パイプ2が配置されている。磁石円筒体1の軸3は、磁石円筒体1を挟んで配置された一対の軸受け4に支持され、軸3の一端はカップリング5を介して駆動用モータ6に連結されている。
【0010】
導電性パイプ2、例えば銅パイプ2は、磁石円筒体1の回りを取り囲んでコイル状に巻かれ、一端から水が流入し、流入した水は、誘導加熱により発熱した銅パイプ2により加熱されて他端から温水となって流出する。銅パイプ2と磁石円筒体1とは、効率よく誘導加熱するために、その間隔が10mm程度の至近距離となるように配置する。
【0011】
図2(b)において、磁石円筒体1は、ステンレス鋼等の非磁性の円筒体1a内に、円筒体表面においてN極とS極が交互に配置されるように永久磁石7が固定されている。永久磁石7としては強力な磁石を使用し、例えば、ネオジウム系の磁石が適している。
【0012】
磁石円筒体1は、駆動用モータ6により数百rpmから二千数百rpmで回転させることにより、銅パイプ2には交番磁界により渦電流が発生して発熱し、銅パイプ2の一端から流入した水は発熱した銅パイプ2により加熱されて他端から温水となって流出する。
【0013】
銅パイプ2の発熱は、磁石円筒体1の永久磁石の強さ、磁石の個数、回転速度を適宜変えることにより調整することができる。
【0014】
【実施例】
直径135mmのステンレス鋼製円筒体内に表面磁速密度、5600ガウスのネオジウム系磁石12個をN極とS極が交互に配置されるように固定した磁石円筒体を1500rpmで回転させ、磁石円筒体を取り囲む内径150mm、厚さ1.2×内径8mm、巻き数30回の銅パイプの一端から水道管の水を2リットル/分の流速で流入させると、他端から18℃の水が45℃に上昇して出てきた。
【0015】
【発明の効果】
本発明の湯沸器は、次の効果を奏する。
【0016】
(1)ガス燃焼方式とは違い、電気を利用するので、使用環境においてCO/CO2が発生しないので、排気・換気装置が不要である。
【0017】
(2)入手が容易な永久磁石を有する磁石回転体とこれを取り囲むパイプ状の導電体と、汎用性の高いモータを駆動源で構成されるので、構造がシンプルであり、低価格で製作でき、故障しにくく、また、万一の故障時にも代替品を早急に入手しやすく、メンテナンスしやすい。
【0018】
(3)ニクロムヒータ、セラミックヒータと比較し、誘導加熱方式であるため、被加熱体を直接過熱することができるので、熱効率が高い。
【0019】
(4)モータの回転数をインバータ等により調整することで、容易に温度調節が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の湯沸器の要部を示す概略図である。
【図2】(a)は図1のA−A断面図、(b)は磁石円筒体の磁石の配置を示す断面図である。
【符号の説明】
1:磁石円筒体
1a:円筒体
2:導電性パイプ(銅パイプ)
3:軸
4:軸受け
5:カップリング
6:駆動用モータ
7:永久磁石[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water heater for heating water by passing water through a conductive pipe heated by induction heating by rotation of a permanent magnet.
[0002]
[Prior art]
In order to heat water, there are known one that uses heat generated by a nichrome heater, one that uses heat generated by a ceramic heater, and one that uses heat generated by gas combustion. Further, a device utilizing high-frequency induction heating is known (see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-3770
[Problems to be solved by the invention]
Among conventional heating systems, those utilizing heat generated by a nichrome heater are inferior to gas combustion in terms of thermal power and heating speed, and are not suitable for instantaneous water heaters. A heater utilizing heat generated by a ceramic heater has higher thermal efficiency than a nichrome heater, but is used only for a small heater. In the case of using heat generated by gas combustion, although there is a heating speed, CO / CO 2 which causes global warming is emitted, so an exhaust / ventilation device is required. Further, the high-frequency induction heating has a drawback that the manufacturing cost of the apparatus is increased because the high-frequency is used.
[0005]
Thus, the present invention provides a water heater that can heat water with a simple structure without generating CO / CO 2 .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The water heater of the present invention comprises: a rotating magnet cylinder in which permanent magnets are fixed such that N poles and S poles are alternately arranged in a circumferential direction on a surface of the cylinder in a non-magnetic cylinder; It is wound in a coil shape around the cylindrical body, and the rotation of the magnet cylindrical body generates an alternating magnetic field, generates heat by induction heating, water flows in from one end, is heated from the other end, and warm water flows out And a conductive pipe.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The water heater of the present invention is composed of a strong permanent magnet in which N poles and S poles are alternately arranged, and the magnet cylinder uses a motor as a drive source and can rotate at high speed. A good conductive pipe such as a copper pipe is arranged on the outer periphery of the magnet cylinder. This pipe has two entrances. By rotating the magnet cylinder at high speed, an alternating magnetic field is generated, an induced current (eddy current) is generated in the pipe, and heat is generated by Joule heat. At this time, when water is poured from one of the pipes, hot water can be continuously obtained from the other.
[0008]
FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a water heater of the present invention, FIG. 2 (a) is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 1 (b) is a sectional view showing the arrangement of magnets in a magnet cylinder.
[0009]
1 and 2A, a
[0010]
The
[0011]
In FIG. 2B, a
[0012]
When the magnet cylinder 1 is rotated at several hundred rpm to two hundred and several hundred rpm by the driving motor 6, an eddy current is generated in the
[0013]
The heat generated by the
[0014]
【Example】
A magnet cylinder having a surface magnetic velocity density of 12 and a 5600 gauss neodymium magnet fixed in a 135 mm diameter stainless steel cylinder so that N and S poles are alternately arranged is rotated at 1500 rpm. When water of a water pipe flows at a flow rate of 2 liters / min from one end of a copper pipe having an inner diameter of 150 mm, a thickness of 1.2 × 8 mm, and a number of turns of 30 and surrounding, water of 18 ° C. flows from the other end to 45 ° C. Came out to rise.
[0015]
【The invention's effect】
The water heater of the present invention has the following effects.
[0016]
(1) Unlike the gas combustion method, since electricity is used, CO / CO 2 is not generated in the use environment, so that an exhaust / ventilation device is unnecessary.
[0017]
(2) Since it is composed of a magnet rotating body having a permanent magnet, a pipe-shaped conductor surrounding it, and a highly versatile motor as a drive source, the structure is simple and can be manufactured at low cost. It is hard to break down, and even in the event of a breakdown, it is easy to quickly obtain a replacement and easy to maintain.
[0018]
(3) Compared with the nichrome heater and the ceramic heater, the induction heating method is used, so that the object to be heated can be directly heated, so that the thermal efficiency is high.
[0019]
(4) The temperature can be easily adjusted by adjusting the number of revolutions of the motor with an inverter or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a water heater of the present invention.
2A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing an arrangement of magnets in a magnet cylinder.
[Explanation of symbols]
1: magnet cylinder 1a: cylinder 2: conductive pipe (copper pipe)
3: shaft 4: bearing 5: coupling 6: drive motor 7: permanent magnet
Claims (1)
を備えたことを特徴とする湯沸器。A rotating magnet cylinder in which permanent magnets are fixed such that N poles and S poles are alternately arranged circumferentially on the surface of the cylinder in a non-magnetic cylinder, and a coil surrounding the magnet cylinder. And a conductive pipe that generates an alternating magnetic field by rotation of the magnet cylinder and generates heat by induction heating, water flows in from one end and is heated from the other end, and hot water flows out. Characterized water heater.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003107412A JP2004316943A (en) | 2003-04-11 | 2003-04-11 | Water heater |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004316943A true JP2004316943A (en) | 2004-11-11 |
Family
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Family Applications (1)
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JP2003107412A Pending JP2004316943A (en) | 2003-04-11 | 2003-04-11 | Water heater |
Country Status (1)
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2003
- 2003-04-11 JP JP2003107412A patent/JP2004316943A/en active Pending
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