JP2009257690A - Electrode bar for electromagnetic wave heating, and electromagnetic water heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁波加熱用の電極および電磁波発生器として使用する電極棒、およびこれを用いた電磁温水器に関する。 The present invention relates to an electrode for electromagnetic wave heating, an electrode rod used as an electromagnetic wave generator, and an electromagnetic water heater using the same.
一般に、給湯装置としては、電気ヒータで貯湯タンク内の水を加熱し給湯する電気温水器(例えば、特許文献1)が知られている。この電気温水器では、貯湯タンク内に設けた電極で水位を検出して、水位が低くなると給水する。また、重油を燃焼させて加熱された温水を貯湯タンクに貯え、必要量の温水を温水ポンプで供給するボイラなども知られている。 In general, an electric water heater (for example, Patent Document 1) that supplies hot water by heating water in a hot water storage tank with an electric heater is known as a hot water supply device. In this electric water heater, the water level is detected by an electrode provided in the hot water storage tank, and water is supplied when the water level becomes low. There is also known a boiler that stores hot water heated by burning heavy oil in a hot water storage tank and supplies a required amount of hot water with a hot water pump.
ところで、食品や樹脂などを加熱するものとして、誘電加熱やマイクロ波加熱などの電磁波加熱が知られている。誘電加熱では、板状電極に高周波電圧を加えて電極間の加熱対象を高周波電界によって加熱する(例えば、特許文献2)。また、マイクロ波加熱では、商用交流電源などを使用してマグネトロンによりマイクロ波を発生させ、加熱対象をマイクロ波によって加熱する。
しかし、従来の電気温水器やボイラは、貯湯タンク内の水を加熱するものであって、連続する流水を加熱するものではないので、連続的な給湯には限界があり、連続給湯しようとすると、小型化および低コスト化が困難となる。 However, conventional electric water heaters and boilers heat the water in the hot water storage tank, not the continuous running water, so there is a limit to continuous hot water supply. Therefore, it is difficult to reduce the size and cost.
一方、従来の電磁波加熱の誘電加熱では、板状電極に高周波電圧を加えるための高周波発振器が必要となり、また、マイクロ波加熱では、高周波を発生させるマグネトロンが必要となり、ともに複雑な構造で、高コストとなり、連続する流水を簡単な構造かつ低コストで加熱することができない。 On the other hand, the conventional dielectric heating of electromagnetic heating requires a high frequency oscillator for applying a high frequency voltage to the plate electrode, and the microwave heating requires a magnetron that generates a high frequency. It becomes cost, and continuous flowing water cannot be heated with a simple structure and low cost.
本発明は、前記の問題点を解決して、高周波発振器やマグネトロンを不要にして小型かつ簡単な構造で低コストの電磁波加熱用の電極棒、およびこの電極棒を用いて、小型で簡単な構造かつ低コストで、連続する流水を加熱できる電磁温水器を提供することを目的とする。 The present invention solves the above problems, eliminates the need for a high-frequency oscillator or a magnetron, and has a small and simple structure and a low-cost electrode rod for heating electromagnetic waves, and a small and simple structure using the electrode rod. And it aims at providing the electromagnetic water heater which can heat continuous flowing water at low cost.
前記目的を達成するために、本発明にかかる電磁波加熱用の電極棒は、セメント材に少なくとも膨張性混和材を混合したセメント系材料に重量比1.5%〜2.5%のFe粉末を添加して水和した充填材が金属パイプ内に充填されてなる。 In order to achieve the above object, an electrode rod for heating electromagnetic waves according to the present invention comprises a cement material obtained by mixing at least an expansive admixture with a cement material, and Fe powder having a weight ratio of 1.5% to 2.5%. The filler that has been added and hydrated is filled into the metal pipe.
この構成によれば、前記充填材が充填された電極棒に商用交流電源から電力を供給することにより、この電極棒のみでその内部の充填材により電磁波を生成するので、電極棒自体が電磁波加熱の電極および電磁波発生器となるから、高周波発振器やマグネトロンを不要にして簡単な構造で低コストの電磁波加熱用の電極棒を得ることができる。 According to this configuration, by supplying electric power from a commercial AC power source to the electrode rod filled with the filler, an electromagnetic wave is generated by the filler inside the electrode rod alone. Therefore, it is possible to obtain a low-cost electrode rod for heating an electromagnetic wave with a simple structure without using a high-frequency oscillator or a magnetron.
好ましくは、前記充填材は、前記セメント系材料としてグラウト材を含み、これに重量比1.5%〜2.5%のFe粉末が添加されて、水の水和反応により、該Feを含む、3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2Oからなるエトリンガイドが生成されたものである。したがって、電極棒内部でFeを含むエトリンガイドの生成により安定した分子構造を得て、より安定した電磁波加熱用の電極棒を得ることができる。 Preferably, the filler includes a grout material as the cement-based material, and Fe powder having a weight ratio of 1.5% to 2.5% is added thereto, and the Fe is included by water hydration reaction. An ethrin guide made of 3CaO.Al 2 O 3 .3CaSO 4 .32H 2 O is produced. Therefore, a stable molecular structure can be obtained by generating an ethrin guide containing Fe inside the electrode rod, and a more stable electrode rod for electromagnetic wave heating can be obtained.
好ましくは、少なくともそれぞれ一つ以上のプラス極とマイナス極をもつ複数の電極棒であって、前記プラス極とマイナス極の電極棒が軸方向と直交する方向に離間されて相対向した状態で、各電極棒に商用交流電源から電力が供給されることにより該電極棒内部にそれぞれ電磁波が生成されて、各電極棒間の水またはその他の誘電体を加熱することができる。したがって、前記充填材が充填されたプラス極とマイナス極の電極棒に商用交流電源から給電することにより、各電極棒内部に電磁波を生成して、各電極棒間の水またはその他の誘電体を加熱するので、各電極棒自体が電磁波加熱の電極および電磁波発生器となるから、高周波発振器やマグネトロンを不要にして簡単な構造で低コストの電磁波加熱用の電極棒を得ることができる。 Preferably, a plurality of electrode bars each having at least one plus pole and one minus pole, wherein the plus pole and the minus pole electrode bars are spaced apart from each other in a direction orthogonal to the axial direction, When electric power is supplied to each electrode rod from a commercial AC power source, electromagnetic waves are generated inside each electrode rod, and water or other dielectrics between the electrode rods can be heated. Therefore, by supplying power from the commercial AC power source to the positive and negative electrode rods filled with the filler, electromagnetic waves are generated inside the electrode rods, and water or other dielectrics between the electrode rods are generated. Since heating is performed, each electrode bar itself becomes an electromagnetic wave heating electrode and an electromagnetic wave generator. Therefore, a low-cost electrode bar for electromagnetic wave heating can be obtained with a simple structure without using a high-frequency oscillator or a magnetron.
本発明の他の構成にかかる電磁温水器は、前記した電極棒が複数設けられてなり、各電極棒に商用交流電源から電力が供給される電極棒集合体と、前記電極棒集合体を収納し、給水口と流出口を有して、給水口からの水が各電極棒周囲を通って流れて流出口から流出するケースと、前記ケース内における少なくとも水の温度および流量を検出する検出部と、検出信号に基づいて、前記水の温度および流量を制御する制御部とを備え、前記各電極棒による電磁波加熱によってケース内の連続する流水を加熱するものである。 An electromagnetic water heater according to another configuration of the present invention is provided with a plurality of electrode rods as described above, and each electrode rod is supplied with power from a commercial AC power source, and the electrode rod assembly is accommodated. A case having a water supply port and an outflow port, wherein water from the water supply port flows around each electrode rod and flows out from the outflow port, and a detection unit for detecting at least the temperature and flow rate of the water in the case And a controller that controls the temperature and flow rate of the water based on the detection signal, and heats continuous flowing water in the case by electromagnetic wave heating by the electrode rods.
この構成によれば、前記充填材が充填されたプラス極とマイナス極の電極棒を複数有する電極棒集合体に商用交流電源から給電することにより、各電極棒内部に電磁波を生成して、各電極棒周囲を流れる水を加熱するので、簡単な構造かつ低コストでケース内の連続する流水を加熱することができる。 According to this configuration, by feeding power from a commercial AC power source to an electrode rod assembly having a plurality of positive and negative electrode rods filled with the filler, electromagnetic waves are generated inside each electrode rod, Since the water flowing around the electrode rod is heated, the continuous flowing water in the case can be heated with a simple structure and low cost.
好ましくは、前記電極棒集合体は、各電極棒の軸方向両端側に相対向して配置された一対の電極棒接触板と、各電極棒を保持する電極棒保持部とを有し、前記一対の電極棒接触板は、一方の電極棒接触板に複数のプラス極の電極棒の一端が電気的に接触するとともに、他方の電極棒接触板に複数のマイナス極の電極棒の一端が電気的に接触してなり、前記電極棒保持部は、前記電極棒の軸方向と直交する方向に離間して交互に配置された複数のプラス極とマイナス極の電極棒を、電気的に絶縁しながら保持する。したがって、複数のプラス極の電極棒を一方の電極棒接触板に接触させ、複数のマイナス極の電極棒を他方の電極棒接触板に接触させて、プラス極とマイナス極の電極棒を互い違いに配置して保持されているので、一対の電極棒接触板間で多数の電極棒を効率的に配置することができ、装置を小型化できる。 Preferably, the electrode rod assembly includes a pair of electrode rod contact plates disposed opposite to each other in the axial direction of each electrode rod, and an electrode rod holding portion that holds each electrode rod, In the pair of electrode rod contact plates, one electrode rod contact plate is electrically in contact with one end of a plurality of positive electrode rods, and the other electrode rod contact plate is electrically in contact with one end of a plurality of negative electrode rods. The electrode rod holder electrically insulates a plurality of positive and negative electrode rods arranged alternately and spaced apart in a direction perpendicular to the axial direction of the electrode rod. Hold while. Therefore, a plurality of positive electrode rods are in contact with one electrode rod contact plate, a plurality of negative electrode rods are in contact with the other electrode rod contact plate, and the positive and negative electrode rods are staggered. Since it is arranged and held, a large number of electrode bars can be efficiently arranged between the pair of electrode bar contact plates, and the apparatus can be miniaturized.
好ましくは、前記ケース内に前記電極棒集合体が複数層設けられてなる。したがって、各層の電極棒集合体で流水を順次加熱することができる。また、好ましくは、前記電極棒集合体が、これを支持する枠体に固定されており、前記枠体に前記電極棒集合体を吊り下げ可能な吊り具が固定されている。したがって、電極棒集合体を吊り上げて、電極棒全体をケースから取り外すことができるので、清掃等のメインテナンスが容易となる。 Preferably, a plurality of electrode rod assemblies are provided in the case. Therefore, it is possible to sequentially heat the running water with the electrode rod assembly of each layer. Preferably, the electrode rod assembly is fixed to a frame that supports the electrode rod assembly, and a hanging tool capable of suspending the electrode rod assembly is fixed to the frame. Therefore, since the electrode rod assembly can be lifted and the entire electrode rod can be removed from the case, maintenance such as cleaning becomes easy.
本発明のその他の構成にかかる電磁温水器システムは、前記電磁温水器が複数台連結され、各電磁温水器に連続的に水を流して順次加熱することにより、連続した給湯が可能となるものである。 In the electromagnetic water heater system according to another configuration of the present invention, a plurality of the electromagnetic water heaters are connected, and water can be continuously supplied by sequentially flowing water to each electromagnetic water heater and sequentially heating it. It is.
この構成によれば、各電磁温水器で連続的に水を流して順次加熱するので、連続する流水を加熱してより確実に温水にすることができるから、簡単な構造かつ低コストで連続給湯が可能となる。 According to this configuration, since water is continuously flowed and heated sequentially in each electromagnetic water heater, continuous hot water can be heated more reliably by heating the continuous flowing water. Is possible.
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る電磁波加熱用の電極棒を示す。この電極棒1は、セメント材に少なくとも膨張性混和材を混合したセメント系材料に重量比約1.5%〜2.5%のFe粉末を添加して水和した充填材2を例えばステンレスなどの耐食性の有底の金属パイプ3内に充填させてなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an electrode rod for heating electromagnetic waves according to a first embodiment of the present invention. This electrode rod 1 is made of a
前記電極棒1は、使用時において、少なくともそれぞれ1つ以上のプラス極の電極棒1aとマイナス極の電極棒1bの2種類を有する複数の電極棒からなる。図1(A)のプラス極の電極棒1aには、充填材2が充填された後に封止された先端に電極棒の外径よりも大きい径をもつステンレス製の接触用キャップ21が被せられており、プラスの電極棒1aが後述する電極棒接触板7の保持孔25(図3(B))に挿入されたときに接触する電接部1aaおよび電極棒1aの抜け止めとなる。後端には必要に応じてプラスチック製のような絶縁キャップ22が被せられる。図1(B)のマイナス極の電極棒1bは、充填材2が充填された後に封止された先端にステンレス製の接触用突起部23が取り付けられており、この接触用突起部23の先端の電接部1bbで電極棒接触板7に接触する。他端には必要に応じてプラスチック製のような絶縁キャップ24が被せられる。
In use, the electrode rod 1 is composed of a plurality of electrode rods each having at least one kind of
前記充填材2は、セメント系材料として例えばグラウト材を用い、これに重量比約1.5%〜2.5%の砂鉄のようなFe粉末を添加して、水の水和反応により、少なくとも該Feを含む、3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2Oからなるエトリンガイドを生成したものである。前記グラウト材は、セメント材、膨張性混和材(硬化収縮緩和材)、流動化材を含む減水材、瀝青乳剤、細骨材などからなり、少なくともCa、Al、SO、Mg、Feの成分を含むセメント系材料である。生成されたエトリンガイドは、セメントの硬化乾燥による収縮などを生じない、安定した状態を保持することができる。なお、この例では、セメント系材料としてグラウト材を用いているが、これに限定されるものではなく、ポルトランドセメントその他のセメント材に所定の膨張性混和材などを混合させて、エトリンガイドに相当するような安定した状態を保持できるものであれば使用できる。
The
前記グラウト材に重量比約1.5%〜2.5%の範囲内のFe粉末を添加することにより、内部にCa、Al、SO、Mg、Feの成分とともに、3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2Oからなるエトリンガイドが生成される。このことにより、商用交流電源から電力が供給された電極棒内に、特にFeを若干多くした、Ca、Al、SO、Mgを含む、3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O(エトリンガイド)に基づき、電気伝導率の違う分子構造体により色々な角度から電流が流れて、電場のみならず磁場が生成され、この電場と磁場の交互誘導による適正範囲内の電磁波の波動が生まれる、と推測される。 By adding Fe powder in a weight ratio range of about 1.5% to 2.5% to the grout material, together with components of Ca, Al, SO, Mg, Fe, 3CaO.Al 2 O 3. An ethrin guide consisting of 3CaSO 4 .32H 2 O is generated. As a result, 3CaO.Al 2 O 3 .3CaSO 4 .32H 2 O (E) containing Ca, Al, SO, and Mg, in which Fe is slightly increased, is contained in the electrode rod supplied with power from the commercial AC power source. Based on the trin guide), current flows from various angles by molecular structures with different electrical conductivities to generate a magnetic field as well as an electric field, and electromagnetic waves within an appropriate range are generated by the alternating induction of this electric field and magnetic field. , Is estimated.
前記構成のプラス極の電極棒1aとマイナス極の電極棒1bのそれぞれ少なくとも1つ以上を、軸方向と直交する方向に離間させて相対向させた状態で、各電極棒1a、1bに商用交流電源から電力を供給することにより該電極棒内部にそれぞれ電磁波を生成させて、各電極棒1a、1b間の水またはその他の液体などの誘電体を加熱することができる。
In the state where at least one of the
これにより、商用交流電源から給電された各電極棒1a、1bの内部で電磁波加熱の可能な適正な電磁波が得られるので、電極棒自体が電磁波加熱の電極および電磁波発生器となるから、従来の電気温水器の電気ヒータと比べて格段に優れた加熱速度と加熱力が得られ、また高周波発振器やマグネトロンを不要にして小型かつ簡単な構造で低コストの電磁波加熱用の電極棒が得られる。また、安定したエトリンガイドを生成した充填材2を用いることにより、安定した電磁波加熱が得られる。
As a result, appropriate electromagnetic waves that can be heated by electromagnetic waves can be obtained inside the electrode bars 1a and 1b that are fed from a commercial AC power source. Therefore, the electrode bars themselves serve as electromagnetic wave heating electrodes and electromagnetic wave generators. Compared with the electric heater of the electric water heater, a heating rate and a heating power that are remarkably superior can be obtained, and a high-frequency oscillator and a magnetron are not required, and a low-cost electrode rod for electromagnetic wave heating can be obtained with a small and simple structure. Moreover, stable electromagnetic heating can be obtained by using the
充填材2で、セメント系材料に対するFe粉末の添加量は重量比で約1.5%〜2.5%の範囲内であることが好ましく、1.7%〜2.3%の範囲内であることがより好ましく、1.9%〜2.1%の範囲内であることが特に好ましい。1%以内では所望の電磁波を生成することができず、3%以上では、過剰なFeがエトリンガイドの成分を侵食して、ともに本発明の電極棒1として使用することができない。
In the
図2は、本発明の第2実施形態に係る前記電極棒1を複数用いた電磁温水器を示す。この電磁温水器10は、プラス極とマイナス極の電極棒1a、1bが複数設けられてなり、各電極棒1a、1bに商用交流電源から電力が供給される電極棒集合体5と、電極棒集合体5を収納し、給水口11と流出口12を有して、給水口11からの水が各電極棒1a、1bの周囲を通って流れて流出口12から温水となって流出するケース6と、ケース6の上部を覆う蓋13と、蓋13に取り付けられた配線カバー14と、ケース6内のドレンや水を排出するドレン排水管15とを備えている。また、ケース6は、熱拡散を防止するため、その外周面を例えばグラスウールのような断熱材で覆うようにしてもよい。この電磁温水器10は、プラス極とマイナス極の電極棒1a、1b間を流れる水を電磁波加熱によってケース6内の流水を加熱する。
FIG. 2 shows an electromagnetic water heater using a plurality of the electrode rods 1 according to the second embodiment of the present invention. This
また、電磁温水器10は、ケース6内における水の温度や流量などを検出する検出器と、装置全体を制御するとともに、検出器からの検出信号に基づいて、前記水の温度および流量などを制御する制御部20とを備えている。
The
前記検出器において、ケース6内の水の温度は、例えばケース6内の上部および下部に設けられた図示しない水温計のような温度センサで検出されて、検出信号(電気信号)が得られる。水の流量は、例えばケース6内の電極棒1a、1bでその間に流れる電流による水位の検出により流量が検出されて、検出信号(電気信号)が得られる。制御部20は、図示しない電磁弁を開閉させて、検出された水の温度に基づいて、商用三相交流電源からの電力(例えば、供給電流)を調整して、水の温度を制御し、また、検出された水の流量に基づいて、図示しない配管内の絞り弁を調整して水の流量を制御する。なお、前記検出器は前記供給電流を検出することができる。
In the detector, the temperature of the water in the
図3(A)に示すように、前記電極棒集合体5は、例えば上下方向に延びる複数の電極棒1a、1bと、各電極棒1a、1bの軸方向両端(上下両端)に配置されて相対向する一対の電極棒接触板7、7と、各電極棒1a、1bを保持する電極棒保持部8とを有している。
As shown in FIG. 3 (A), the
電極棒集合体5は、ケース6内の上下方向に複数、例えば3層設けられており、各層の電極棒接触板7に商用三相交流電源が配線されている。図4の電気配線図に示すように、例えば、200Vの商用三相交流電源のU、V、W相に、三相負荷のu、v、w相負荷が接続される。u、v、w相負荷は、それぞれ各電極棒集合体5における複数のプラス極の電極棒1aとマイナス極の電極棒1bからなる。この例ではY−Y結線であるが、Y―Δ、Δ―YまたはΔ−Δ結線などでもよい。
A plurality of, for example, three layers of the
図3(B)は図3(A)の一部拡大図である。前記一対の電極棒接触板7、7は、例えばステンレスなどの耐食性金属からなり、図3(B)のように、各電極棒1a、1bを挿入可能とする複数の保持孔25が設けられており、一方の電極棒接触板7の複数の保持孔25にそれぞれ複数のプラス極の電極棒1aが挿入されて、その先端の接触用キャップ21の底部周縁の電接部1aaで電気的に接触するとともに、他方の電極棒接触板7に複数のマイナス極の電極棒1bにおける先端の接触用突起部23の電接部1bbで電気的に接触する。
FIG. 3B is a partially enlarged view of FIG. The pair of electrode
図3(A)のc−c線切断断面図である図3(C)に示すように、電極棒接触板7は平面視で六角形の形状を有し、複数のプラス極の電極棒1aは、一対の電極棒接触板7、7の一方の電極棒接触板7(図の上側)の保持孔25にそれぞれ挿入されて、電接部1aaで電極棒接触板7に接触する。e−e線切断断面図である図3(E)のように、複数のマイナス極の電極棒1bは、電接部1bbで他方の電極棒接触板7(図の下側)にそれぞれ接触する。
As shown in FIG. 3C, which is a cross-sectional view taken along the line cc of FIG. 3A, the electrode
前記電極棒保持部8は、例えば一対の電極棒接触板7、7間に設けられたアクリル板のような絶縁板からなり、この絶縁板に複数の電極棒1a、1bが挿入される複数の保持孔26が設けられて、電極棒1a、1bの軸方向と直交する方向(径方向)に離間して交互に配置された各プラス極とマイナス極の電極棒がそれぞれ各保持孔26と径方向に移動不能に係合して、電気的に絶縁しながら保持される。図3(D)は図3(A)のd−d線切断断面図であり、電極棒保持部8は電極棒接触板7と同様に平面視で六角形の形状を有し、各電極棒1a、1bは、それぞれ電極棒保持板8に保持される。
The electrode
図3(A)のように、例えばUVW相の配線バー32〜34が各電極棒接触板7に接触して、各電極棒に給電する。U相の配線バー32は配線接触部32aでu相負荷の電極棒接触板7に(図3(B))、V相の配線バー33は配線接触部33aでv相負荷の電極棒接触板7に、W相の配線バー34は配線接触部34aでw相負荷の電極棒接触板7に(図3(B))、それぞれ接触して、プラス極の電極棒とマイナス極の電極棒1a、1bに給電する。
As shown in FIG. 3A, for example, the UVW-phase wiring bars 32 to 34 come into contact with the electrode
図5に示すように、各層の電極棒集合体5は、その外周の全体を取り囲む複数、例えば、周方向に等間隔に配置された6本のボルト状の支柱18からなる枠体9に固定されて、一体構造に形成されてなり、枠体9に電極棒集合体5を吊り下げ可能な吊り具41が固定されている。図3(C)、(E)のように、電極棒接触板7はその周縁部に設けられた6つの係合孔27を前記各支柱18に通して水平を保持した状態で、図3(D)のように、電極棒保持部8は、その周縁部に設けられた6つの係合孔28を前記各支柱18に通して水平を保持した状態で、例えば3ヶ所でそれぞれナット等により締め付け固定されて、枠体9に固定される。この例では、図5に示す吊り具41の複数のアーム部41aが枠体9の各支柱18に掛け渡されており、支柱18の上部のボルト42にアーム部41a先端に設けられた係合孔を嵌め込んでナット43等で締め付け固定される。
As shown in FIG. 5, the
これにより、複数の電極棒1a、1b全体がパッケージ化されるので、各電極棒1a、1bに付着したスケール除去などの清掃するときには、電極棒集合体5を吊り上げて、ケース6から取り外しできるので、電極棒1a、1b全体を露出させることができ、スケール除去などの清掃がし易くなるから、清掃等のメインテナンスが容易となる。
As a result, the entire plurality of
電磁温水器10は、図1のように、電磁波加熱用の電極棒1として、直径約30mm、長さ約400mmの有底のステンレスパイプ3に、約400gのグラウト材に砂鉄を約8g(重量比約2%)を添加して水和した充填材2を充填したものを使用する。プラス極の電極棒1aは、先端にステンレス製の接触用キャップ21が後端に絶縁キャップ22が取り付けられている。マイナス極の電極棒1bは、先端にステンレス製の接触用突起部23が後端に絶縁キャップ24が取り付けられている。図2のように、電磁温水器10は、このプラス極とマイナス極の電極棒1a、1bを複数設けた電極棒集合体5を3層形成したものである。
As shown in FIG. 1, the
図2の給水口11から給水された水は、3層の電極棒集合体5における各層の電極棒1a、1bの周囲を流れながら、下から上へ上がって行く。この間、複数のプラス極とマイナス極の電極棒1a、1b間の水が電磁波加熱により加熱される。ケース6内の水は、下層の電極棒集合体5から上層の電極棒集合体5へ流れるにしたがって、順次加熱され、流出口12から温水が流出して流水を加熱する給湯器として使用できる。
The water supplied from the
こうして、充填材2が充填されたプラス極とマイナス極の電極棒1a、1bを複数有する各層の電極棒集合体5に商用交流電源が給電されることにより、各電極棒1a、1bの内部で電磁波加熱が可能な適正な電磁波を生成して、各電極棒周囲を流れる水を加熱する。これにより、従来の電気温水器の電気ヒータと比べて格段に優れた加熱速度と加熱力が得られ、また高周波発振器やマグネトロンを不要にして、小型で簡単な構造かつ低コストでケース6内の連続する流水を加熱することができる。
In this way, the commercial AC power is supplied to the
また、商用三相交流電源からの電力(例えば、供給電流)を調整することにより、温水の温度および水の流量を任意に制御することができる。また、電磁温水器10を小型化できるので、ケース6からの熱拡散を軽減することもできる。
Further, the temperature of hot water and the flow rate of water can be arbitrarily controlled by adjusting power (for example, supply current) from a commercial three-phase AC power source. Moreover, since the
図6は、図2の電磁温水器10が複数連結された状態で配置された、電磁温水器システムの平面図を示す。この例では、電磁温水器10を例えば3台(10A、10B、10C)連結しているが、2台でも4台以上連結してもよい。制御盤Cの中に上記した制御部20および電磁弁などが収納されている。図6において、まず、1番目の電磁温水器10Aの給水口11aから水が供給されて流出口12aで流出され、2番目の電磁温水器10Bの給水口11bへ水が供給されて流出口12bで流出され、3番目の電磁温水器10Cの給水口11cへ水が供給されて流出口12cから温水が流出される。
FIG. 6 shows a plan view of the electromagnetic water heater system arranged in a state where a plurality of
図7は、図6の側面図を示す。この電磁温水器システムは、上記構成の他に、配水管16、止水弁17およびジョイント19を有している。電磁温水器10Aの給水口11aから給水された水は、各電磁温水器10A、10B、10Cで連続的に流れて順次加熱され、電磁温水器10Cの流出口12cから温水となって流出される。
FIG. 7 shows a side view of FIG. This electromagnetic water heater system has a
こうして、この電磁温水器システムでは、各電磁温水器10A、10B、10Cで連続的に水を流して順次加熱するので、連続する流水を加熱してより確実に温水にすることができるから、簡単な構造かつ低コストで連続給湯が可能となる。
In this way, in this electromagnetic water heater system, since water is sequentially flowed and heated sequentially by each of the
なお、第2および第3の実施形態では、電極棒集合体5を3層に構成して、商用三相交流電源を使用しているが、電極棒集合体5を3層の整数倍の6層や9層などに構成してもよい。また、電極棒集合体5を1層、2層または4層、5層などに構成してもよく、この場合、主として商用単相交流電源が使用される。
In the second and third embodiments, the
なお、上記各実施形態では、電極棒1a、1bを上下方向に配置し、電極棒集合体5を上下方向に形成しているが、電極棒1a、1bを水平方向に配置し、電極棒集合体5を水平方向に形成してもよい。
In the above embodiments, the
なお、本発明にかかる電磁温水器は、上記したように、1台または複数台で連続する流水を加熱する給湯器として使用することだけでなく、ボイラの前段装置として、ボイラに温水を供給することによりボイラの低い燃焼効率を軽減する用途にも使用できる。 In addition, as above-mentioned, the electromagnetic water heater concerning this invention supplies hot water to a boiler as a front stage apparatus of a boiler as well as using it as a hot water heater which heats the continuous flowing water by 1 unit | set or several units | sets. Therefore, it can also be used for applications that reduce the low combustion efficiency of the boiler.
1:電磁波加熱用の電極棒
1a:プラス極の電極棒
1b:マイナス極の電極棒
2:充填材
3:金属パイプ(ステンレスパイプ)
5:電極棒集合体
7:電極棒接触板
8:電極棒保持部
10、10A、10B、10C:電磁温水器
11:給水口
12:流出口
20:制御部
41:吊り具
C:制御盤
1:
5: Electrode bar assembly 7: Electrode bar contact plate 8: Electrode
Claims (8)
前記充填材は、前記セメント系材料としてグラウト材を含み、これに重量比1.5%〜2.5%のFe粉末が添加され、水の水和反応により、少なくとも該Feを含む、3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2Oからなるエトリンガイドが生成されたものである、電磁波加熱用の電極棒。 In claim 1,
The filler includes a grout material as the cement-based material, and a Fe powder having a weight ratio of 1.5% to 2.5% is added to the filler. An electrode rod for heating electromagnetic waves, in which an ethrin guide made of Al 2 O 3 .3CaSO 4 .32H 2 O is generated.
少なくともそれぞれ1つ以上のプラス極とマイナス極をもつ複数の電極棒からなり、前記プラス極とマイナス極の電極棒が軸方向と直交する方向に離間されて相対向した状態で、各電極棒に商用交流電源から電力が供給されることにより該電極棒内部にそれぞれ電磁波が生成されて、各電極棒間の水またはその他の誘電体を加熱することができる、電磁波加熱用の電極棒。 In claim 1 or 2,
Each electrode rod is composed of a plurality of electrode rods each having at least one positive electrode and a negative electrode, and the electrode rods of the positive electrode and the negative electrode are spaced apart from each other in a direction perpendicular to the axial direction. An electrode rod for heating electromagnetic waves, which is capable of heating water or other dielectrics between the electrode rods by generating electromagnetic waves inside the electrode rods by supplying electric power from a commercial AC power source.
前記電極棒集合体を収納し、給水口と流出口を有して、給水口からの水が各電極棒周囲を通って流れて流出口から流出するケースと、
前記ケース内における少なくとも水の温度および流量を検出する検出部と、
検出信号に基づいて、前記水の温度および流量を制御する制御部とを備え、
前記プラス極とマイナス極の電極棒間を流れる水を電磁波加熱によってケース内の流水を加熱する電磁温水器。 A plurality of electrode rods according to claim 3 are provided, and an electrode rod assembly in which electric power is supplied to each electrode rod from the commercial AC power source;
A case in which the electrode rod assembly is housed and has a water supply port and an outlet, and water from the water supply port flows around each electrode rod and flows out of the outlet,
A detection unit for detecting at least the temperature and flow rate of water in the case;
A control unit for controlling the temperature and flow rate of the water based on the detection signal,
The electromagnetic water heater which heats the flowing water in a case by the electromagnetic wave heating of the water which flows between the electrode poles of the said positive pole and a negative pole.
前記電極棒集合体は、各電極棒の軸方向両端側に相対向して配置された一対の電極棒接触板と、各電極棒を保持する電極棒保持部とを有し、
前記一対の電極棒接触板は、一方の電極棒接触板に複数のプラス極の電極棒の一端が電気的に接触するとともに、他方の電極棒接触板に複数のマイナス極の電極棒の一端が電気的に接触しており、
前記電極棒保持部は、前記電極棒の軸方向と直交する方向に離間して交互に配置された複数のプラス極とマイナス極の電極棒を、電気的に絶縁しながら保持する、電磁温水器。 In claim 4,
The electrode rod assembly has a pair of electrode rod contact plates disposed opposite to each other in the axial direction of each electrode rod, and an electrode rod holding portion for holding each electrode rod,
The pair of electrode rod contact plates are electrically connected to one electrode rod contact plate with one end of a plurality of positive electrode rods and one end of a plurality of negative electrode rods to the other electrode rod contact plate. In electrical contact,
The electrode rod holder is an electromagnetic water heater that holds a plurality of positive and negative electrode rods arranged alternately and spaced apart in a direction orthogonal to the axial direction of the electrode rod while being electrically insulated. .
前記ケース内に前記電極棒集合体が複数層設けられてなる、電磁温水器。 In claim 5,
An electromagnetic water heater, wherein the electrode rod assembly is provided in a plurality of layers in the case.
各電磁温水器に連続的に水を流して順次加熱することにより、連続した給湯が可能な電磁温水器システム。 A plurality of electromagnetic water heaters according to any one of claims 4 to 7 are connected,
An electromagnetic water heater system that can supply hot water continuously by flowing water sequentially through each electromagnetic water heater and heating it sequentially.
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