JP3385955B2 - Heating equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体や液体や固体
を加熱する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、瞬間湯沸かし器などのように、高
速に気体または液体の昇温を行う場合、ガスによる加熱
方式が用いられていた。また、固体を加熱する場合には
シーズヒータ等が用いられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法で水を高速加熱する場合、熱量密度が高いため熱伝達
面の温度は沸点を越えてしまい局部的な沸騰が発生し安
全面で問題がある。
【0004】また、局部的な沸騰が発生しないようにす
るには、熱交換面積を大きくする必要があるが、燃焼部
の構造上、非常に大きな装置になってしまうという課題
があった。
【0005】また、ガス燃焼による加熱はパイプの外側
から行うため、熱効率が低いという課題もあった。
【0006】電気ヒータを用いる場合も、電力密度が高
いため、局部的な異常温度上昇が発生し、沸騰による不
安全やヒータ断線などの問題があるため、沸点に近い高
温の湯を沸かすのには不適当であった。
【0007】また、シーズヒータ等を用いて熱伝達の良
くない固体物質を加熱する場合、熱源に面している部分
の温度が高くなり過ぎるという問題点があった。
【0008】また、局部的な沸騰が発生しないように、
熱交換面積を大きくすると、装置の肥大化はもとよりヒ
ータ自身の熱容量が大きくなるため、温度応答性が悪く
なるという課題があった。
【0009】また、活性炭、ゼオライトなどの吸着材を
加熱再生するための加熱装置においても、熱交換面積を
大きくし、前記吸着材との接触面積を大きくする必要が
あるが、従来の電気ヒータを用いた場合は、装置が大型
になるという課題や、温度むらがあるため再生効率が悪
いといった課題があった。
【0010】また、水を加熱して蒸気を発生する加熱装
置では、従来は貯水タンクの水を加熱する構成のため、
立ち上がりが遅い、エネルギー効率が悪いといった課題
があった。また、瞬間的に蒸気を発生する構成にする
と、前記同様、熱交換面積を大きくする必要があり、装
置が大型になるといった課題があった。
【0011】また、触媒を用いて空気浄化を行う加熱装
置では、従来の電気ヒータを用いた場合は、担持体の熱
伝導に限界があるため、有効反応面積が大きくできず、
浄化能力が悪いという課題があった。
【0012】また、従来の加熱装置では、温度過昇防止
のために、サーモスタットや温度ヒューズを熱源近傍に
設置する必要があり、装置が複雑になるといった課題が
あった。
【0013】また、従来の電気ヒータを用いた加熱装置
で温水を作る場合、ヒータ表面にスケールが堆積して異
常発熱による断線が発生するといった課題があった。
【0014】本発明は、前記課題を解決するための加熱
装置を提供するものであり、熱交換に供する単位体積当
たりの熱交換面積が大きく、かつ均一に加熱を行うこと
ができる発熱体を用いて流体を加熱することで、液体を
加熱する場合に、沸騰することなく沸点に近い温度まで
昇温することができ、温度制御性が良く、熱効率も高い
小型加熱装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、少なくとも一部が電気的に閉回路となる
ように金属等の導体を用いて形成され前記閉回路に沿っ
て渦電流が流れる構造とした発熱体と、この発熱体を収
納する容器と、前記発熱体を誘導加熱するための誘導加
熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電力を供給す
る高周波電力供給手段とを備え、誘導加熱コイルにより
発生する交流磁界で発熱体を誘導加熱する加熱する加熱
装置としたものであり、熱交換に供する単位体積当たり
の熱交換面積が広く、均一に加熱を行うことができる発
熱体を用いて流体を加熱することで、液体を加熱する場
合に、小さい体積の発熱体で沸点に近い温度まで昇温す
ることができ、熱交換効率も高い加熱装置を提供するこ
とができる。
【0016】
【発明の実施の形態】請求項1の発明は、板状の導体を
渦巻き状構造に形成した発熱体と、前記発熱体が電気的
に閉回路となるよう前記渦巻き状に構成した導体の巻き
始めと巻き終わりのみを電気的に接続し前記閉回路に沿
って前記発熱体の円周方向に均一な渦電流が流れるよう
にする接続構造と、この発熱体を収納する容器と、前記
発熱体を誘導加熱するための誘導加熱コイルと、前記誘
導加熱コイルに高周波電力を供給する高周波電力供給手
段とを備え、前記発熱体は、前記閉回路をなす導体部の
渦巻き構造に対する半径方向での厚みの総和が、誘導加
熱を行う際に発生する磁束の表皮厚さより薄くなるよう
に構成し、前記誘導加熱コイルにより発生する交流磁界
で発熱体を誘導加熱する加熱装置としたものである。
【0017】これにより、高周波電力供給手段から高周
波電力を誘導加熱コイルに与え、誘導加熱の原理により
発熱体自体を加熱する。この時の発熱体を、電気的に接
続された渦巻き状にすることで、熱交換に供する単位体
積当たりの熱交換面積を広くし、かつ均一に加熱を行う
ことができ、液体を加熱する場合に、小さい体積の発熱
体で沸点に近い温度まで昇温することができ、熱交換効
率も高くすることができる。
【0018】請求項2に記載した発明は、量産が容易な
軸方向の短い発熱体を積層することで、発熱体の長さを
安価に可変でき、入力電力や電力密度を自在に設定でき
る加熱装置を実現している。
【0019】請求項3に記載した発明は、発熱体は、波
状に加工した金属等の導体を使用し絶縁シートを層間に
挿入して渦巻き状にしたことによって、液体との接触面
積を大きくでき、特に熱交換効率を高めた加熱装置を実
現している。
【0020】
【実施例】(実施例1)
以下、実施例1について添付図面を基に説明する。図1
において、101は少なくとも一部が電気的に閉回路と
なるように金属等の導体を用いて形成され前記閉回路に
沿って渦電流が流れる構造とした発熱体、102は発熱
体101を誘導加熱するための誘導加熱コイル、103
は前記誘導加熱コイルに高周波電力を供給する高周波電
力供給手段、104は前記発熱体に気体または液体を移
送する流体移送手段、105は発熱体を収納する容器で
ある。
【0021】例えば、発熱体101の導体にはステンレ
ス板、高周波電力供給手段103にはインバータ回路、
流体移送手段104にはポンプやファンを用いることで
この構成を容易に実現できる。
【0022】使用者の指示で加熱が開始されると、流体
移送手段104が発熱体101に気体または液体を供給
する。同時に高周波電力供給手段103は、誘導加熱コ
イル102により発熱体101に電力を供給する。この
時、発熱体101のステンレス板内部には、誘導加熱コ
イルに流れる高周波電流により生じた高周波磁界により
渦電流が発生する。この渦電流とステンレス板の電気抵
抗により発熱体101にはジュール熱が生じる。この熱
が気体または液体に伝わる際、発熱体は気体または液体
に埋没しているため、定常時の熱効率は100[%]と高
効率である。
【0023】図2に発熱体101の渦巻き状構造を示
す。ここで実線で示されている201はステンレス板に
よる渦巻き構造で、接続構造202により電気的に接続
されている。接続構造202によりステンレス板201
は電気的な閉ループを形成するため、図2に(b)に示
すようにステンレス板201には発熱体101の円周方
向に均一な渦電流が流れる。よって、ステンレス板20
1は均一に発熱する。また、渦巻き構造の巻き間隔を狭
めることにより、単位体積あたりの熱交換面積が大きい
均一熱源を実現できる。
【0024】次に導体の厚みについて説明を行う。誘導
加熱を行う際に発生する磁束は、表皮効果と呼ばれる現
象により渦電流の流れる導体の表面に集中して通る。発
生する磁束の内、(1−1/e)[eは自然対数]までが
導体を通る厚さを示す表皮厚さδは、体積抵抗率をρ,
角周波数をω,透磁率をμとすると、δ=(2ρ/(ω・
μ))∧(1/2)で表される。
【0025】磁束が導体を通らなければ、誘導加熱を行
うための渦電流を発生させる起電力が生じないため、こ
の表皮厚さは誘導加熱を行うための目安となる。
【0026】よって、発熱体101に用いる導体を、渦
巻き構造の半径方向における導体厚の総和が表皮厚さよ
り薄くなるように構成すれば、磁束を効率よく利用する
ことができ、渦巻きの各周で渦電流が発生させることが
できる。
【0027】例えば、厚さ0.3[mm]の非磁性ステンレ
スを用いる場合、20[kHz]付近での表皮厚さが約3[m
m]であるので、渦巻きの巻き数は10巻きまでが適当で
ある。
【0028】このようにステンレス板201に適切な厚
みをとり、接続構造202を用いて電気的な閉ループ渦
巻き構造を作ることで、一般的に入手容易な非磁性ステ
ンレスでも大きな均一渦電流を流せるようになる。
【0029】次に、本発明の参考として螺旋状構造につ
いて説明を行う。図3に発熱体101の螺旋状構造を示
す。ここで301はステンレス板による螺旋構造で、接
続構造302により電気的な閉ループを形成する。誘導
加熱コイル102として円筒形の有限長ソレノイドを用
いる場合、軸方向の磁束密度はソレノイドの開口部付近
で粗になり、中心付近で密になる。図3のように螺旋状
の導体を巻き始めと巻き終わりを電気的に結線した構成
とした発熱体を用いているため、発熱体のどの部分でも
同じ量の電流が流れるため、発熱量は均一となる。
【0030】以上で述べたような動作により、熱交換に
供する単位体積当たりの熱交換面積が広く、均一に加熱
を行うことができる発熱体101を用いて流体を加熱す
ることで、液体を加熱する場合に、小さい体積の発熱体
で沸点に近い温度まで昇温することができ、熱交換効率
も高い加熱装置を提供できる。
【0031】なお、本実施例では発熱体101の金属等
の導体としてステンレスを用いたが、渦電流が発生する
導体であれば何でもよいことはいうまでもない。また、
図面では円形の渦巻きを示したが、楕円や多角形等の渦
巻き構造でもよい(図4)。また、図面では発熱体の外
側に誘導加熱コイルを配置しているが、誘導加熱コイル
を配置は発熱体の内側や発熱体の上下に配置(図5)し
てもよいことは言うまでもない。
【0032】(参考例1)
以下、本発明に関連する参考例1について添付図面を基
に説明する。図6は、実施例2の発熱体601を示す図
である。この図において実線で示されている発熱体60
1は非磁性ステンレス板で構成されており、敢えて述べ
る部分以外は実施例1と同様の機能を果たす。よって全
体構成は、実施例1と同様であるので説明を省略する。
【0033】実施例1での説明と同様の理由により、円
筒の半径方向の総厚みが、表皮厚さδより十分小さけれ
ば発熱分布は均一になる。よって、図6のように発熱体
601を構成し、同心円の数を増やすことで熱交換面積
を広くとることができる。
【0034】(参考例2)
以下、参考例2について添付図面を基に説明する。図7
は実施例3の発熱体501を示す図である。この図にお
いて実線で示されている発熱体701はステンレス板で
構成されており、敢えて述べる部分以外は実施例1と同
様の機能を果たす。よって全体構成は、実施例1と同様
であるので説明を省略する。
【0035】発熱体を図7に示している構成とした場合
には、中心部を流れる液体の温度を高めた発熱分布とで
き、結果的に温度分布が均一となる加熱装置を実現出来
るものである。つまり図7に示している構成の発熱体7
01は、同心円状に配置した複数の金属環701a〜7
01cによって構成している。また、一番内側の金属環
701aを磁性ステンレスによって、701b・701
cは非磁性ステンレスによって構成している。
【0036】以上の構成とすることによって、図8に示
しているように、発熱体の中心部を通る磁束が最も多く
なるものである。すなわち、発熱体を通過する液体の温
度が最も高くなるものである。つまり、誘導加熱コイル
102によって発生する高周波磁界によって発熱体70
1に流れる渦電流は、磁束の変化を妨げる方向に発生す
る。よって、磁束が多く通る部分の方が大きな渦電流が
発生するものである。磁束の通り易さを示す透磁率は、
磁性ステンレスは非磁性ステンレスの約100倍となっ
ている。このため本実施例のように、非磁性ステンレス
環701b・701c内に磁性ステンレス環701aが
囲まれている場合、誘導加熱コイル102で発生した磁
束は最内周の磁性ステンレス環701aを通ろうとす
る。誘導加熱コイル102の長さが容器101の直径に
対して充分に長くない場合、誘導加熱コイル102が発
生する磁束は容器101の軸方向に平行にはならないも
のである。つまり模式的に、図8に示しているように、
長円形あるいは放物線状となる。このため、誘導加熱コ
イル102が発生する磁束は磁性ステンレス環701a
・非磁性ステンレス環701b・701cの全てに鎖交
する。このため、磁性ステンレス環701a・非磁性ス
テンレス環701b・701cの全ては発熱し、磁束が
最も通りやすい磁性ステンレス環701aの発熱量が最
も多くなる。
【0037】なお、前記各実施例では加熱対象を水・石
油等の液体としているが、加熱対象が気体であっても適
用できるものである。
【0038】(実施例2)
以下、実施例2について添付図面を基に説明する。図9
は、実施例1の発熱体201を示す図である。なお、敢
えて述べる部分以外は実施例1と同様の機能を果たす。
よって全体構成は、実施例1と同様であるので説明を省
略する。
【0039】図9において901a〜eのような軸方向
の短い発熱体を軸方向に積層する構成とし、積層数で熱
交換面積や単位面積当たりの発熱量を自在に設定でき
る。
【0040】例えば、お風呂やシャワーあるいは手洗い
等の人体に触れる50[℃]程度までのお湯を沸かすため
の加熱装置では、発熱体の積層数を少なくして、流路体
積を小さくして、温度制御性をよくすることで、使い勝
手の良い加熱装置を実現できる。
【0041】また、沸点に近い高温のお湯を沸かす熱装
置では、発熱体の積層数を多くして熱交換面積を大きく
することで、沸騰することなく安全に目的を達成するこ
とが出来る。また、入力電力の大きな大流量の加熱装置
の場合は、発熱体の積層数を更に多くすればよい。
【0042】以上のように、本実施例によれば、量産が
容易な軸方向の短い発熱体を積層することで発熱体の長
さを安価に可変できる加熱装置を提供することができ
る。
【0043】なお、本実施例では発熱体を5層に積層し
たが、必要に応じて増減しても構わないことはいうまで
もない。また、積層する発熱体については、どのような
形状でも構わない。
【0044】(実施例3)
以下、実施例3について添付図面を基に説明する。図1
0は、実施例1の発熱体101を示す図である。なお、
敢えて述べる部分以外は実施例1と同様の機能を果た
す。よって全体構成は、実施例1と同様であるので説明
を省略する。
【0045】このとき、発熱体を図10に示すような構
成とすれば、一層熱交換効率を高めることが出来る。す
なわち、図10に示す構成のものは、発熱体1001と
して、波状に加工した金属等の導体を使用しているもの
である。1002は接続構造、1003は層間に挿入し
た絶縁シートである。
【0046】発熱体801として波状に加工した導体を
使用しているため、平板を渦巻き状にしたものよりも、
単位体積あたりの熱交換面積をより広くとることができ
るものである。このため、一層熱交換効率を高めること
が出来る。また、波状に加工した導体を使用する場合に
は、絶縁シート1003を挿入するだけで渦巻の間隔を
適切に保つことが出来るため、渦巻の間隔を適切に保つ
ための工夫を必要としない。
【0047】以上で述べたような動作により、金属等の
導体に波加工を施すことで、熱交換に供する面積を簡単
に大きくした加熱装置を実現できる。
【0048】なお、本実施例では実施例1の渦巻型発熱
体を例として説明を行ったが、他の形状の発熱体であっ
ても構わないことはいうまでもない。
【0049】(実施例4)
以下、実施例4について添付図面を基に説明する。図1
1において、201はステンレス板による渦巻き構造
で、接続構造202により電気的に接続されている。1
101は発熱体の隙間に詰められた活性炭で、トリハロ
メタンを吸着する。なお、敢えて述べる部分以外は実施
例1と同様の機能を果たす。よって全体構成は、実施例
1と同様であるので説明を省略する。
【0050】前記構成の発熱体に通水すると、活性炭1
101がトリハロメタンを吸着する。しかしながら、活
性炭1101のトリハロメタン吸着力は通水量に応じて
急激に低下する。吸着力を回復するためには、活性炭1
101を加熱して蒸気と共にトリハロメタンを放出すれ
ばよい(この作用を加熱再生と呼ぶ)。
【0051】活性炭を加熱再生する場合に課題となるの
は、活性炭の異常温度上昇による発火である。例えば図
12に示すように、活性炭の塊を外周部に設けたヒータ
で加熱した場合、活性炭の塊内部まで温度を上げようと
すると、活性炭の熱源と垂直方向に大きな温度勾配が発
生する。よって、ヒータの入力電力を大きくして短時間
で加熱再生を行おうとする場合、ヒータと活性炭との接
触面の温度が、活性炭の発火点温度まで上昇する恐れが
ある。
【0052】本実施例では、発熱体101と活性炭11
01の接触面積が広いために、活性炭全体をほぼ均一に
加熱することができる。よって、活性炭1101が発火
温度まで温度上昇することなく、全体を効率よく加熱再
生することができる。
【0053】本実施例の加熱装置を用いれば、持続して
トリハロメタンが除去できる浄水器が実現できる。
【0054】以上で述べたような動作により、活性炭加
熱に供する単位体積当たりの発熱面積が広く、均一に加
熱を行うことができる発熱体を用いて活性炭を加熱する
ことで、活性炭1101を均一かつ高速に加熱すること
ができる加熱装置を提供できる。
【0055】また、本実施例では発熱体を除去能力回復
のために用いたが、加熱により殺菌を行うこともでき
る。
【0056】(実施例5)
以下、実施例5について添付図面を基に説明する。図1
3は、実施例5の発熱体を示す図である。図13におい
て、201はステンレス板による渦巻き構造で、接続構
造202により電気的に接続されている。1301は発
熱体の隙間に詰められたゼオライトで、水分を吸着す
る。なお、敢えて述べる部分以外は実施例1と同様の機
能を果たす。よって全体構成は、実施例1と同様である
ので説明を省略する。
【0057】湿った空気が流体移送手段104により送
られると、ゼオライト1301は湿った空気の水分を吸
着し、乾いた空気を排出する。しかしながら、ゼオライ
ト1301の水分吸着量には限界がある。ここで、水分
吸着能力を回復するには、ゼオライトを一定温度以上に
加熱して吸着した水分を蒸気として放出させればよい
(これを加熱再生と呼ぶ)。
【0058】ゼオライトの加熱再生を従来のシーズヒー
タ等で行う際の課題は、従来例6での説明と同様、ヒー
タの入力電力を大きくして短時間で加熱再生を行おうと
すると、ヒータとゼオライトの接触面の温度が非常に高
くなってしまうことである。
【0059】本実施例では、発熱体101とゼオライト
1301の接触面積が広いために、ゼオライト全体をほ
ぼ均一に加熱することが出来る。よって、ゼオライトの
発熱体との接触面温度を抑えたまま、全体を効率よく加
熱再生することができる。
【0060】以上で述べたような動作により、水分吸着
物質加熱に供する単位体積当たりの発熱面積が広く、均
一に加熱を行うことができる発熱体を用いてゼオライト
を加熱することで、ゼオライト1301を均一かつ高速
に加熱することができる加熱装置を提供できる。
【0061】(実施例6)
以下、実施例6について添付図面を基に説明する。図1
4は、実施例6の発熱体を示す図である。図14におい
て、201はステンレス板による渦巻き構造で、接続構
造202により電気的に接続されている。1401は発
熱体の隙間に詰められた保水性の高いスポンジである。
なお、敢えて述べる部分以外は実施例1と同様の機能を
果たす。よって全体構成は、実施例1と同様であるので
説明を省略する。
【0062】実施例1と同様に発熱体が加熱され、流体
移送手段104が極少量の水を発熱体に送ると、スポン
ジ1401が水を吸い、発熱体の方向に無関係にステン
レス板201に水分を送る。この水分が発熱しているス
テンレス板に触れることで気化され蒸気を発生させるこ
とができる。この時、水を吸収する材料をステンレス板
201の間に入れていることで、ステンレス板201と
水の接触面で水が玉状になって接触面積が小さくなるの
を防いでいる。本実施例の加熱装置をハンディ蒸気発生
器に適用すれば、水が垂れずに任意の方向へ蒸気を発生
させることができる。
【0063】以上で述べたような動作により、発熱体の
隙間に保水性の高い物質を詰めた構造とし、水を含ませ
ながら発熱体を誘導加熱コイルにより加熱することで、
発熱体を任意の方向に向けて蒸気を発生することができ
る。
【0064】なお、さらに気化された水蒸気を加熱する
ことで過熱蒸気を発生させることができる。
【0065】(実施例7)
以下、実施例7について添付図面を基に説明する。図1
5は実施例7の発熱体を示す図である。図15におい
て、1501は白金の触媒を担持したステンレス板によ
る渦巻き構造で、接続構造202により電気的に接続さ
れている。
【0066】実施例1と同様に発熱体101を誘導加熱
すると、触媒が活性化温度まで加熱される。ここで移送
手段104で空気を送り込むと、触媒の作用により空気
中のアンモニアなどの臭気成分が酸化分解される。触媒
の加熱を従来のシーズヒータなどで行う際の課題は、従
来例6での説明と同様、ヒータの入力電力を大きくして
短時間で触媒作用を得ようとすると、触媒とヒータ面の
接触面温度が非常に高くなってしまうことである。
【0067】本実施例では、空気との接触面積が大きく
かつ発熱分布を均一にすることができるので、効率の良
い脱臭作用が得られると共に、局部的な異常温度上昇に
よる触媒の性能劣化を防ぐことができ、高い脱臭能力を
持続することが可能である。
【0068】以上で述べたような動作により、触媒を担
持した発熱体を用いることで、触媒を効率良く加熱する
ことができる加熱装置を実現できる。
【0069】(実施例8)
以下、実施例8について添付図面を基に説明する。簡易
的には単純に穴を開けることで乱流を起こすことができ
るが、ここでは、より大きな乱流を発生させるため、実
施例1〜5で説明した発熱体の金属等の導体として、図
16(a)に示すような翼部を有する穴が開いた金属板
を使用する場合について説明を行う。これにより、図1
6(b)に示すように、流体の流れが複雑になり熱交換
表面への接触が増すため熱交換効率を向上させることが
できる。また、乱流により流体がよく混合され流体全体
の温度も均一化される。
【0070】以上で述べたような動作により、発熱体に
用いる金属等の導体に、乱流を発生させ熱交換効率を向
上させるように穴を開けた金属板を使用することで、熱
交換効率をより向上させた加熱装置を提供できる。
【0071】なお、乱流を発生させるための穴の形状
は、どんな構造であっても構わない。
【0072】(参考例3)
以下、参考例3について添付図面を基に説明する。図1
7は、発熱体1701を示す図である。ここで1701
には発泡金属を用いることにより簡単にこの構成を実現
できる。なお、敢えて述べる部分以外は実施例1と同様
の機能を果たす。よって全体構成は、実施例1と同様で
あるので説明を省略する。
【0073】発泡金属は図17に示すように多孔質の金
属体であり、流体と熱交換を行う場合の熱交換面積を大
きくとることができる。また、多くの孔が開いているた
め、乱流による熱交換効率も向上する。ここで、リング
状になった半径方向の総金属量が前述した表皮厚さ程度
になるように半径方向の厚みaをとることで、渦電流を
均一に流すことができる。このような金属を用いれば、
切断のみで発熱体の加工を行うことができる。本実施例
の加熱装置を蒸気発生装置に適用すれば、水との接触面
で水が玉状になって接触面積が小さくなるのを防ぐこと
ができる。
【0074】以上で述べたように、多孔質な金属導体で
発熱体を構成することで、加工が容易な発熱体を持つ加
熱装置を実現できる。
【0075】(実施例9)
以下、実施例9について添付図面を基に説明する。な
お、敢えて述べる部分以外は実施例1と同様の機能を果
たす。よって全体構成は、実施例1と同様であるので説
明を省略する。図18(a)において、1805は渦巻
き構造の中心のようにステンレスがなく熱交換に供しな
い部分に流体を通さないように構成した容器、1806
は浄水器、1807は強磁性体である。なお、浄水器1
806には中空糸膜や活性炭を詰めた容器、強磁性体1
807にはフェライトを用いることでこの構成を容易に
実現できる。
【0076】図18に示すように、容器1805を用い
て発熱体の金属等の導体がない部分に水を通さないよう
にすることで、発熱体に触れない流体をなくすことがで
きる。これにより熱交換効率を向上させることができ
る。また、この中空部分を利用し図18(a)のように
浄水器1806を入れることで流体として水を用い給湯
器として利用する際に、飲用に適した湯を出湯すること
ができる。また、図15(b)のようにフェライト等の
強磁性体1807を中空部分に入れることで、磁束密度
が向上し誘導起電力が増加する。これにより、誘導加熱
コイル102の電流を減らす、あるいは巻き数を減らす
ことができる。誘導加熱コイルでの電流を減らすことが
できれば高周波電力供給手段での回路損失を小さくする
ことができる。また、誘導加熱コイルの巻数を減らすこ
とができれば、誘導加熱コイルの抵抗低減により、誘導
加熱コイル自体のジュール熱による損失を小さくするこ
ともできる。
【0077】以上で述べたような動作により、熱交換に
供しない部分に流体を通さないように構成した容器を用
い、熱交換効率を向上させると共に、空いたスペースを
利用して浄水を行ったり、熱効率を向上させることがで
きる加熱装置を提供できる。
【0078】(実施例10)
以下、実施例10について添付図面を基に説明する。な
お、敢えて述べる部分以外は実施例1と同様の機能を果
たす。よって、全体構成は、実施例1と同様であるので
説明を省略する。図19において、201はステンレス
板、1901は温度ヒューズによる接続構造である。
【0079】誘導加熱による熱交換が行われる際、例え
ば熱交換の対象となる水が送られて来ない場合、発熱体
101の温度は非常に高くなる。この時、発熱体101
の温度が、容器の耐熱温度より高くならないように、容
器の耐熱温度より低い温度で溶断する温度ヒューズで接
続構造を構成することで、空だきなどによる異常温度上
昇時に温度ヒューズが溶断して、導体の巻き方向に沿っ
た電気回路が切断され電流が流れなくなる。渦電流が流
れなければ発熱体101は発熱不能になるため、復帰不
能な安全装置として接続構造を利用することができる。
【0080】以上で述べたような動作により、温度が高
くなり過ぎた時に発熱体の構成部品が復帰不能な安全装
置として働く機能を有する加熱装置を提供できる。
【0081】なお、温度ヒューズによる接続構造の代わ
りに、高温になった時で回路を遮断するバイメタルを用
いれば、復帰可能な安全装置とすることもできる。
【0082】(実施例11)
以下、実施例11について添付図面を基に説明する。な
お、敢えて述べる部分以外は実施例1と同様の機能を果
たす。よって、全体構成は、実施例1と同様であるので
説明を省略する。図20において、2001は温度上昇
に対し正の抵抗変化を示す正特性抵抗値変化金属板(図
21)、202は接続構造である。
【0083】誘導加熱による熱交換が行われる際、図2
1のように抵抗変化が急激に起こるキュリー点温度を所
望の温度(例えば95[℃])となるような金属板200
1を用いると、発熱体101の温度が95[℃]より高く
なった場合、金属板2001の抵抗値が非常に大きくな
るため渦電流が流れにくくすることができる。渦電流が
減少すれば、発熱体の発熱量も減少するため金属板20
01の温度が下がる。金属板2001の温度が下がれ
ば、元の抵抗値に戻るため再び加熱が行われることにな
る。
【0084】以上で述べたような動作により、自動的に
温度調節を行う機能を有する加熱装置を提供できる。
【0085】(実施例12)
以下、実施例12について添付図面を基に説明する。な
お、敢えて述べる部分以外は実施例1と同様の機能を果
たす。よって、全体構成は、実施例1と同様であるので
説明を省略する。図22において、2201は形状記憶
合金板、2202はフレキシブル接続構造である。
【0086】本実施例では、温度が所定値(例えば95
[℃])を越えると図23(a)から図23(b)のよう
に形状を変化させるように形状記憶合金板2201によ
り発熱体101を構成する。図23(a)の状態では通
常の加熱が行われ温度が上昇していくが、所定値(ここ
では95[℃])を越えると図23(b)のような状態に
なる。この時、発熱体101を構成する形状記憶合金板
2201は誘導加熱コイル102からの物理的な距離が
遠くなるため、磁気的な結合が悪くなり渦電流が流れな
くなり発熱が停止する。しばらくして温度が所定値より
下がると、形状記憶合金板2201は再び図23(a)
の状態に戻り加熱が開始されるため、自動的に温度調節
を行うことができる。
【0087】また、水道水等に含まれる炭酸カルシウム
は温度が高くなるほど溶解度が下がる性質を持つため、
この炭酸カルシウムが析出し熱交換器の金属板に付着す
る。この付着した炭酸カルシウムは一般に水垢(スケー
ル)と呼ばれ、熱交換器の金属表面を覆うため熱交換を
阻害する。
【0088】しかしながら、本実施例の発熱体を用いれ
ば、加熱時に形状記憶合金板2201は図23(a)と
図23(b)の状態を繰り返すため、この金属板の形状
変化による機械力により、析出付着する炭酸カルシウム
を剥がすことが可能となる。
【0089】以上で述べたような動作により、発熱体に
用いる導体として温度により記憶された形状を復元する
導体を使用することで、自動的に温度調節を行い、さら
に導体表面についた水垢等を自動的にとることができる
加熱装置を提供できる。
【0090】(参考例4)
以下、参考例4について添付図面を基に説明する。な
お、敢えて述べる部分以外は実施例1と同様の機能を果
たす。よって、全体構成は、実施例1と同様であるので
説明を省略する。図24において、2401は形状記憶
合金板、2402はフレキシブル接続構造、2403は
バネである。
【0091】誘導加熱による熱交換が行われる際、通常
加熱時は図24(a)の形状をとりバネ2403に力を
加えることがないよう形状記憶されている。発熱体10
1の温度が所定値(例えば95[℃])より高くなった場
合、形状記憶合金板2401は螺旋構造の全長を伸ばす
ように形状記憶されており、図24(b)のようにバネ
2403のバネ定数とのバランス点で安定し、形状記憶
合金板2401の一部が誘導加熱コイル102からはみ
だす。誘導加熱は誘導加熱コイルが発生する磁束との結
合により発生する渦電流で加熱が行われるため、このよ
うに発熱体の一部からコイルからはみだすと、はみだし
た部分に起電力が発生しなくなるなるため、螺旋構造を
流れる電流が減少し、発熱体101全体が誘導加熱コイ
ル102の中にある場合よりも発熱体の発熱量が小さく
なる。発熱量が下がり温度が下がると再び図24(a)
の状態に戻り発熱量も元に戻る。これを繰り返すことで
所定値での温度調節が可能になる。
【0092】(実施例13)
以下、実施例13について添付図面を基に説明する。図
25は、実施例13の加熱装置を示す図である。ここで
2501a〜cは誘導加熱コイルである。なお、敢えて
述べる部分以外は実施例1と同様の機能を果たす。よっ
て全体構成は、実施例1と同様であるので説明を省略す
る。
【0093】導加熱コイル102として円筒形の有限長
ソレノイドを用いる場合、軸方向の磁束密度はソレノイ
ドの開口部付近で粗になり、中心付近で密になる。しか
しながら、図25に示す2501aと2501cの誘導
加熱コイルの巻数を2501bの誘導加熱コイルの巻数
より多く取ることで、磁束密度分布を軸方向に均一化さ
せることができる。
【0094】以上で述べたような動作により、有限長ソ
レノイドでも、誘導加熱コイルの巻き方を、開口部近傍
の単位長あたりの巻数が中央部の巻数より多くすること
で、磁束密度を均一化し軸方向の均一加熱を行う加熱装
置を実現できる。
【0095】(実施例14)
以下、実施例14について添付図面を基に説明する。図
26は、実施例14の加熱装置を示す図である。ここで
2601a〜cは誘導加熱コイルである。なお、敢えて
述べる部分以外は実施例1と同様の機能を果たす。よっ
て全体構成は、実施例1と同様であるので説明を省略す
る。
【0096】炭酸カルシウム等の水垢は、温度が高くな
るほど溶解度が下がる性質をもつため、温度が高いほど
水垢は発生しやすくなる。更に、熱交換を行う流体温度
と発熱体温度の差が大きいほど、溶解度の差が大きくな
るため、発熱体面に多くの水垢が発生する。
【0097】また、流体が発熱体と熱交換を行う場合、
熱交換面積と流体の量が同じであれば、熱交換面の電力
密度が小さい方が、熱交換面での発熱体と流体との温度
差は小さくなる。よって、流体温度が高い所での発熱体
の電力密度を小さくすれば、水垢の発生を抑えることが
できる。
【0098】ここで、誘導加熱コイル102を図26に
示すように、誘導加熱コイル2501aより2501b
の巻数を多くし、2501bより2501cの巻数を多
くすると、磁界の強さは誘導加熱コイルの巻数と電流量
によって定まるので、磁束密度分布もコイルの巻数に比
例し、2501a近傍の発熱体の発熱量は少なくなる。
【0099】このように誘導加熱コイルを構成すること
で、流体温度が低く水垢が発生しにくい2601a近傍
では発熱体と流体の温度差を大きくして温度を上げ、流
体の温度が上がっていくに従い発熱体の電力密度を下げ
発熱体と流体の温度差を小さくすることができる。これ
により、同じ温度の湯を得る場合、均一に誘導加熱コイ
ルを巻いた場合よりも、水垢の発生を抑えることができ
る。
【0100】以上で述べたような動作により、誘導加熱
コイルの巻き方を、単位長あたりの巻数が片端から他端
に向かって少なくなるようにすることで、発熱体が高温
の湯と触れる面の電力密度を下げ、水垢の析出を防止す
る加熱装置を実現できる。
【0101】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、高周波電力供給手段から高周波電力を誘導加熱コ
イルに与え、誘導加熱の原理により発熱体自体を加熱す
る。この時の発熱体を、電気的に接続された渦巻き状ま
たは螺旋状にすることで、熱交換に供する単位体積当た
りの熱交換面積を広くし、かつ均一に加熱を行うことが
でき、液体を加熱する場合に、小さい体積の発熱体で沸
点に近い温度まで昇温することができ、熱交換効率も高
くすることができる。
【0102】請求項2に記載した発明は、量産が容易な
軸方向の短い発熱体を積層することで、発熱体の長さを
安価に可変でき、入力電力や電力密度を自在に設定でき
る加熱装置を実現している。
【0103】請求項3に記載した発明は、発熱体は、波
状に加工した金属等の導体を使用することによって、液
体との接触面積を大きくでき、特に熱交換効率を高めた
加熱装置を実現している。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas, liquid, or solid
The present invention relates to an apparatus for heating a device.
[0002]
2. Description of the Related Art Conventionally, a high temperature water heater such as an instant water heater is used.
When heating a gas or liquid quickly, heat with gas
The method was used. Also, when heating a solid
A sheath heater or the like has been used.
[0003]
SUMMARY OF THE INVENTION However, the conventional
High-speed heating of water by the heat transfer method due to the high heat density
The surface temperature exceeds the boiling point, causing local boiling and
There is a problem on the whole.
Further, it is necessary to prevent local boiling from occurring.
To increase the heat exchange area, it is necessary to increase the heat exchange area.
The problem that the device becomes very large due to its structure
was there.
Heating by gas combustion is performed outside the pipe.
There is also a problem that the thermal efficiency is low.
[0006] Even when an electric heater is used, the power density is high.
Temperature, a local abnormal temperature rise occurs,
Due to problems such as safety and heater disconnection,
It was not suitable for boiling hot water.
Further, good heat transfer can be achieved by using a sheathed heater or the like.
When heating solid material that is not desired, the part facing the heat source
However, there was a problem that the temperature was too high.
In order to prevent local boiling from occurring,
Increasing the heat exchange area not only increases the size of the equipment, but also
Temperature response is poor due to the large heat capacity of the
There was a problem of becoming.
Also, adsorbents such as activated carbon and zeolite are used.
Even in a heating device for heating and regeneration, the heat exchange area
It is necessary to increase the contact area with the adsorbent
However, when a conventional electric heater is used,
And regeneration efficiency is poor due to uneven temperature.
There was such a problem.
[0010] Further, a heating device for heating water to generate steam.
Conventionally, because of the configuration that heats the water in the water storage tank,
Issues such as slow startup and poor energy efficiency
was there. In addition, it is configured to generate steam instantaneously.
As described above, it is necessary to increase the heat exchange area.
There was a problem that the device became large.
Also, a heating device for purifying air using a catalyst.
When a conventional electric heater is used, the heat
Due to the limitation of conduction, the effective reaction area cannot be increased,
There was a problem that purification ability was poor.
Further, in the conventional heating device, the overheating prevention
A thermostat or thermal fuse close to the heat source.
Need to be installed.
there were.
Further, a heating device using a conventional electric heater
When hot water is produced by heating, scale builds up on the heater surface and
There was a problem that disconnection due to normal heat generation occurred.
According to the present invention, there is provided a heating apparatus for solving the above-mentioned problems.
Equipment to provide heat exchange per unit volume.
Large heat exchange area and uniform heating
By heating the fluid using a heating element that can generate
When heating, to a temperature close to the boiling point without boiling
The temperature can be raised, the temperature controllability is good, and the thermal efficiency is high.
It is an object to provide a small heating device.
[0015]
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS]
In the present invention, at least a part is electrically closed circuit.
Formed using a conductor such as a metal,
And a heating element with an eddy current
A container to be housed, and an induction heater for induction heating the heating element.
Supplying high frequency power to the heat coil and the induction heating coil;
High frequency power supply means, and an induction heating coil
Induction heating that heats the heating element with the generated alternating magnetic field
Device, per unit volume used for heat exchange
Has a large heat exchange area and can be heated uniformly.
When heating a liquid by heating a fluid using a heating element
In this case, raise the temperature to a temperature close to the boiling point with a small-volume heating element
To provide a heating device with high heat exchange efficiency.
Can be.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the first aspect of the present invention, a plate-shaped conductor is provided.
A heating element formed in a spiral structure;
Of the spirally configured conductor so as to form a closed circuitWinding
Only at the beginning and endElectrically connected to the closed circuit.
WhatUniform in the circumferential direction of the heating elementSo that eddy currents flow
Connection structure, a container for accommodating the heating element,
An induction heating coil for induction heating the heating element;
High-frequency power supply that supplies high-frequency power to the induction heating coil
And a heating element, wherein the heating element is a conductor of the closed circuit.
The total radial thickness for the spiral structure is
The magnetic flux generated when applying heat should be thinner than the skin thickness
AC magnetic field generated by the induction heating coil
And a heating device for induction heating the heating element.
Thus, the high frequency power is supplied from the high frequency power supply means.
Wave power to the induction heating coil
The heating element itself is heated. Connect the heating element at this time electrically.
Units for heat exchange by making a continuous spiral
Increase the heat exchange area per product and heat evenly
Can heat the liquid when heating, small volume
The body can be heated to a temperature close to its boiling point,
The rate can be higher.
Claims2Is easy to mass-produce
By stacking short heating elements in the axial direction, the length of the heating elements can be reduced.
Inexpensive variable and input power and power density can be set freely
Heating device.
Claims3In the invention described in (1), the heating element is
Use conductors such as metal processed into a shapeInsulation sheet between layers
Inserted into a spiralBy contact surface with liquid
A heating device with a high heat exchange efficiency
Is showing.
[0020]
Example (Example 1)
Hereinafter, Embodiment 1 will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
In 101, at least a part is an electrically closed circuit.
Is formed using a conductor such as a metal so that the closed circuit
Heating element with eddy current flowing along it, 102 generates heat
An induction heating coil for induction heating the body 101, 103
Is a high frequency power supply for supplying high frequency power to the induction heating coil.
A force supply means 104 transfers gas or liquid to the heating element.
Fluid transfer means for sending 105 is a container for storing the heating element
is there.
For example, the conductor of the heating element 101 is made of stainless steel.
Board, the high-frequency power supply means 103 has an inverter circuit,
By using a pump or a fan for the fluid transfer means 104,
This configuration can be easily realized.
When heating is started by a user's instruction, the fluid
Transfer means 104 supplies gas or liquid to heating element 101
I do. At the same time, the high frequency power supply
Electric power is supplied to the heating element 101 by the file 102. this
At this time, an induction heating core
High-frequency magnetic field generated by high-frequency current flowing through the
An eddy current is generated. This eddy current and the electrical resistance of the stainless steel plate
Joule heat is generated in the heating element 101 due to the resistance. This heat
When heat is transferred to a gas or liquid, the heating element
The thermal efficiency in the steady state is as high as 100%
Efficiency.
FIG. 2 shows a spiral structure of the heating element 101.
You. Here 201 indicated by a solid line is a stainless steel plate.
Is electrically connected by the connection structure 202.
Have been. Stainless steel plate 201 by connection structure 202
Is shown in FIG. 2 (b) to form an electrical closed loop.
As shown in FIG.
A uniform eddy current flows in the direction. Therefore, the stainless steel plate 20
1 uniformly generates heat. In addition, the winding interval of the spiral structure is reduced.
Large heat exchange area per unit volume
A uniform heat source can be realized.
Next, the thickness of the conductor will be described. Guidance
The magnetic flux generated when heating is performed is called the skin effect.
The elephant passes intensively on the surface of the conductor through which the eddy current flows. Departure
Of the generated magnetic flux, up to (1-1 / e) [e is the natural logarithm]
The skin thickness δ, which indicates the thickness passing through the conductor, is expressed as ρ,
Assuming that the angular frequency is ω and the magnetic permeability is μ, δ = (2ρ / (ω ·
μ)) ∧ (1/2).
If the magnetic flux does not pass through the conductor, induction heating is performed.
Since no electromotive force is generated to generate eddy currents,
The skin thickness is a guideline for performing induction heating.
Therefore, the conductor used for the heating element 101 is
The sum of the conductor thickness in the radial direction of the wound structure is the skin thickness
If it is configured to be thinner, the magnetic flux can be used efficiently
Can cause eddy currents on each turn of the vortex
it can.
For example, a non-magnetic stainless steel having a thickness of 0.3 [mm]
When using metal, the skin thickness around 20 [kHz] is about 3 [m
m], so the number of spirals should be up to 10
is there.
As described above, the stainless steel plate 201 has an appropriate thickness.
And an electrical closed-loop vortex using the connection structure 202.
By making a wound structure, generally available non-magnetic
A large uniform eddy current can be flowed even if the
Next,As a reference for the present inventionHelical structure
Will be described. FIG. 3 shows the spiral structure of the heating element 101.
You. Here, reference numeral 301 denotes a spiral structure made of a stainless steel plate.
The connection structure 302 forms an electric closed loop. Guidance
Use a cylindrical finite length solenoid as the heating coil 102
The magnetic flux density in the axial direction is near the solenoid opening
And coarse near the center. FigureSpiral like 3
Configuration in which the start and end of the conductor are electrically connected
Because of the use of a heating element,
Since the same amount of current flows, the calorific value is uniform.
By the operation as described above, heat exchange
Heat exchange area per unit volume to be provided is large and uniform heating
The fluid using the heating element 101 capable of performing
By heating the liquid, a small volume heating element
Can increase the temperature to a temperature close to the boiling point.
A high heating device.
In this embodiment, the heating element 101 is made of metal or the like.
Stainless steel is used as the conductor, but eddy current is generated
It goes without saying that any conductor can be used. Also,
The figure shows a circular spiral, but an elliptical or polygonal spiral
It may be wound (Fig. 4).In the drawing, outside the heating element
The induction heating coil is placed on the side
Place it inside the heating element and above and below the heating element (Fig. 5).
Needless to say, this may be done.
(Reference Example 1)
Less than,Reference Example 1 Related to the Present InventionAbout the attached drawing
Will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a heating element 601 according to the second embodiment.
It is. The heating element 60 shown by a solid line in FIG.
1 is made of a non-magnetic stainless steel plate.
Except for the parts described above, the same functions as in the first embodiment are performed. So all
Since the body configuration is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
For the same reason as described in the first embodiment, the circle
If the total radial thickness of the cylinder is sufficiently smaller than the skin thickness δ
In this case, the heat generation distribution becomes uniform. Therefore, as shown in FIG.
601 and increase the number of concentric circles to increase the heat exchange area
Can be widely taken.
(Reference example 2)
Less than,Reference example 2Will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
FIG. 9 is a view showing a heating element 501 according to a third embodiment. In this figure
The heating element 701 indicated by a solid line is a stainless steel plate.
It is the same as Example 1 except for the parts
Performs the same function. Therefore, the overall configuration is the same as in the first embodiment.
Therefore, the description is omitted.
When the heating element is configured as shown in FIG.
The distribution of heat generated by raising the temperature of the liquid flowing through the center
As a result, a heating device with a uniform temperature distribution can be realized.
Things. That is, the heating element 7 having the configuration shown in FIG.
01 denotes a plurality of metal rings 701a to 701a concentrically arranged.
01c. Also, the innermost metal ring
701a is made of magnetic stainless steel.
c is made of non-magnetic stainless steel.
With the above configuration, the configuration shown in FIG.
As shown in the figure, the most flux passing through the center of the heating element
It becomes. That is, the temperature of the liquid passing through the heating element
It is the one with the highest degree. That is, the induction heating coil
The heating element 70 is generated by a high-frequency magnetic field generated by 102.
The eddy current flowing in 1 is generated in a direction that hinders a change in magnetic flux.
You. Therefore, a large eddy current is generated in the part where more magnetic flux passes.
What happens. The magnetic permeability that indicates the ease of passage of magnetic flux is
Magnetic stainless is about 100 times that of non-magnetic stainless
ing. For this reason, non-magnetic stainless steel
A magnetic stainless steel ring 701a is provided in the rings 701b and 701c.
When enclosed, the magnetic field generated by induction heating coil 102
The bundle tries to pass through the innermost magnetic stainless steel ring 701a.
You. The length of the induction heating coil 102 corresponds to the diameter of the container 101
If it is not long enough, the induction heating coil 102
The generated magnetic flux does not become parallel to the axial direction of the container 101.
It is. That is, schematically, as shown in FIG.
Oval or parabolic. For this reason, induction heating core
The magnetic flux generated by the file 102 is a magnetic stainless steel ring 701a.
・ Linking to all non-magnetic stainless steel rings 701b and 701c
I do. For this reason, the magnetic stainless steel ring 701a
All of the tenless rings 701b and 701c generate heat, and the magnetic flux is
The calorific value of the magnetic stainless steel ring 701a that passes most easily
Also increase.
In each of the above embodiments, the object to be heated was water / stone.
It is a liquid such as oil.
It can be used.
(Examples)2)
Examples below2Will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
Is an example1Heating element201FIG. In addition, dare
Except for the parts described below, the same functions as those of the first embodiment are performed.
Therefore, the overall configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
Abbreviate.
In FIG. 9, an axial direction such as 901a-e
Heating elements with a short length are laminated in the axial direction.
The exchange area and heat generation per unit area can be set freely.
You.
For example, bath or shower or hand washing
To boil water up to about 50 ° C that touches the human body
In the heating device, the number of stacked heating elements is reduced,
By reducing the product and improving the temperature controllability,
A good heating device can be realized.
A heating device for boiling hot water having a boiling point close to the boiling point
The number of stacked heating elements to increase the heat exchange area.
To achieve the goal safely without boiling.
Can be. In addition, heating equipment with large input power and large flow rate
In this case, the number of stacked heating elements may be further increased.
As described above, according to the present embodiment, mass production
Easy short axial heating elementLaminationThe length of the heating element
It is possible to provide a heating device that can change the
You.
In this embodiment, the heating elements are laminated in five layers.
However, it goes without saying that it may be increased or decreased as necessary.
Nor. Also, what kind of heating elements are stacked
The shape is also acceptable.
(Examples)3)
Examples below3Will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
0 is the embodiment1It is a figure which shows the heating element 101 of FIG. In addition,
Except for the parts that are daringly described, the same function as in the first embodiment was performed.
You. Therefore, the overall configuration is the same as that of the first embodiment, and will be described.
Is omitted.
At this time, the heating element is structured as shown in FIG.
If done, the heat exchange efficiency can be further increased. You
That is, the configuration shown in FIG.
Using conductors made of corrugated metal, etc.
It is. 1002 is a connection structure, 1003 is inserted between layers.
Insulating sheet.
A conductor processed into a wave shape is used as the heating element 801.
Because it is used, rather than a plate with a spiral shape,
Heat exchange area per unit volume can be increased
Things. For this reason, it is necessary to further increase the heat exchange efficiency.
Can be done. Also, when using a conductor processed into a wavy shape
Just insert the insulation sheet 1003
Maintain proper spacing between spirals as they can be maintained properly
It does not require any ingenuity.
By the operation as described above, metal or the like
Conducting corrugation on conductors makes it easy to provide an area for heat exchange
A heating device that is large in size can be realized.
In this embodiment, the spiral heating of the first embodiment is used.
Although the explanation has been given with the body as an example, other shapes
It goes without saying that it does not matter.
(Examples)4)
Examples below4Will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
In 1, the spiral structure 201 is made of a stainless steel plate
, And are electrically connected by the connection structure 202. 1
Activated carbon 101 is filled in the gap between the heating elements.
Adsorb methane. Except for the parts that are daringly described
It performs the same function as in Example 1. Therefore, the overall configuration is
1 and the description is omitted.
When water is passed through the heating element having the above structure, activated carbon 1
101 adsorbs trihalomethane. However, live
The adsorption power of trihalomethane of the charcoal 1101 depends on the water flow
It drops sharply. In order to recover adsorption power, activated carbon 1
Heat 101 to release trihalomethane with steam
It suffices (this action is called heating regeneration).
[0051] The problem arises when heating and regenerating activated carbon.
Is ignition due to abnormal temperature rise of activated carbon. For example, figure
As shown in FIG. 12, a heater in which a lump of activated carbon is provided on the outer periphery
When heated in, try to raise the temperature to the inside of the activated carbon mass
Then, a large temperature gradient is generated vertically with the activated carbon heat source.
Live. Therefore, by increasing the input power of the heater,
When heating and regenerating by heating, the connection between heater and activated carbon
The temperature of the contact surface may rise to the ignition point of activated carbon.
is there.
In this embodiment, the heating element 101 and the activated carbon 11
01 has a large contact area, making the entire activated carbon almost uniform
Can be heated. Therefore, activated carbon 1101 ignites
Efficiently heats the entire unit without raising the temperature
Can live.
With the use of the heating device of this embodiment,
A water purifier capable of removing trihalomethane can be realized.
By the operation as described above, the activated carbon is added.
The heat generation area per unit volume for heat is large and uniform
Heat activated carbon using a heating element capable of performing heat
By heating the activated carbon 1101 uniformly and quickly
And a heating device capable of heating.
Further, in this embodiment, the heating element is removed and the removal ability is recovered.
But it can be sterilized by heating.
You.
(Examples)5)
Examples below5Will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
3 is an embodiment5FIG. Figure 13
201 is a spiral structure made of a stainless steel plate,
They are electrically connected by a structure 202. 1301 departs
Absorbs moisture with zeolite packed in the gap between heating elements
You. Except for the parts that are daringly described, the same machine as in the first embodiment is used.
Perform the function. Therefore, the overall configuration is the same as in the first embodiment.
Therefore, the description is omitted.
The moist air is sent by the fluid transfer means 104.
When zeolite 1301 is removed, it absorbs the moisture of moist air.
Wear and vent dry air. However, Zeory
1301 has a limit in the amount of water adsorbed. Where moisture
To restore adsorption capacity, the zeolite must be heated above a certain temperature.
What is necessary is just to release the absorbed moisture as steam by heating
(This is called heat regeneration).
The heating and regeneration of zeolite can be carried out by the conventional seed heating.
As with the conventional example 6, the problem when performing the
Heating power regeneration by increasing the input power of the
Then, the temperature of the contact surface between the heater and the zeolite becomes extremely high.
It is going to get worse.
In this embodiment, the heating element 101 and the zeolite
Due to the large contact area of 1301, the entire zeolite
It can be heated uniformly. Therefore, the zeolite
Efficiently heat the entire body while keeping the temperature of the contact surface with the heating element low.
Heat can be regenerated.
By the operation described above, moisture adsorption is performed.
The heat generation area per unit volume used for material heating is large,
Zeolite using a heating element that can be heated at once
Heating zeolite 1301 uniformly and at high speed
A heating device that can be heated to a predetermined temperature.
(Examples)6)
Examples below6Will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
4 is an embodiment6FIG. Figure 14
201 is a spiral structure made of a stainless steel plate,
They are electrically connected by a structure 202. 1401 departs
It is a highly water-retentive sponge packed in the gaps between the heating elements.
Note that the same functions as those in the first embodiment are performed except for the parts that are daringly described.
Fulfill. Therefore, the overall configuration is the same as in the first embodiment.
Description is omitted.
The heating element is heated and the fluid is
When the transfer means 104 sends a very small amount of water to the heating element,
The dice 1401 absorbs water and stains the stainless steel regardless of the direction of the heating element.
The water is sent to the wrestling plate 201. This water is generating heat
It can be vaporized by touching the stainless steel plate to generate steam.
Can be. At this time, use a stainless steel plate
201 between the stainless steel plate 201
The water contact surface will bead up and the contact area will be small
Is preventing. Handy steam generation using the heating device of this embodiment
Generates steam in any direction without dripping when applied to a vessel
Can be done.
By the operation described above, the heating element
The structure is filled with high water-retention materials in the gaps, and water is included.
While heating the heating element with the induction heating coil,
The heating element can be directed in any direction to generate steam
You.
Further, the vaporized steam is further heated.
This makes it possible to generate superheated steam.
(Examples)7)
Examples below7Will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
5 is an embodiment7FIG. Figure 15
1501 is a stainless steel plate supporting a platinum catalyst.
Spiral structure, which is electrically connected by the connection structure 202.
Have been.
The heating element 101 is induction-heated as in the first embodiment.
Then, the catalyst is heated to the activation temperature. Transfer here
When air is sent in by means 104, the air is
Odorous components, such as ammonia, are oxidatively decomposed. catalyst
The problem with heating conventional heaters with a conventional sheathed heater is that
As in the description of the sixth example, the input power of the heater is increased.
In order to obtain the catalytic action in a short time, the catalyst and heater surface
That is, the contact surface temperature becomes extremely high.
In this embodiment, the contact area with air is large.
In addition, since the heat generation distribution can be made uniform,
Deodorizing effect and local abnormal temperature rise
High performance in deodorization.
It is possible to last.
By the operation described above, the catalyst is supported.
Heating the catalyst efficiently by using the held heating element
And a heating device that can perform the heating.
(Examples)8)
Examples below8Will be described with reference to the accompanying drawings. Simple
In general, simply making a hole can cause turbulence
However, here, to generate larger turbulence,
As a conductor such as a metal of the heating element described in Examples 1 to 5,
A metal plate having a hole having a wing portion as shown in FIG.
The case of using is described. As a result, FIG.
As shown in FIG. 6 (b), the flow of the fluid becomes complicated and heat exchange occurs.
Increased heat exchange efficiency due to increased contact with the surface
it can. Also, the turbulent flow mixes the fluid well and the entire fluid
Is also made uniform.
By the operation as described above, the heating element
A turbulence is generated in the conductor such as metal used to improve heat exchange efficiency.
The use of a metal plate with holes that allow
A heating device with further improved exchange efficiency can be provided.
The shape of the hole for generating turbulence
May have any structure.
(Reference Example 3)
Less than,Reference Example 3Will be described with reference to the accompanying drawings. FIG.
7 is, DepartureFIG. 3 is a view showing a heating element 1701. Here 1701
This structure is easily realized by using foam metal
it can. Except for the parts that are described, the same as in the first embodiment
Perform the function of Therefore, the overall configuration is the same as in the first embodiment.
Description is omitted because there is.
The foam metal is porous gold as shown in FIG.
Group, which increases the heat exchange area when performing heat exchange with fluid.
Can be heard. There are also many holes
Therefore, the heat exchange efficiency due to turbulence is also improved. Where the ring
The total amount of metal in the radial direction is about the skin thickness described above.
By taking the thickness a in the radial direction so that
It can flow evenly. If such a metal is used,
The heating element can be processed only by cutting. This embodiment
If the heating device is applied to the steam generator, the contact surface with water
To prevent water from beading up and reducing the contact area
Can be.
As described above, a porous metal conductor
By configuring the heating element, a heating element that is easy to process
A thermal device can be realized.
(Examples)9)
Examples below9Will be described with reference to the accompanying drawings. What
Note that, except for the parts that are daringly described, the same functions as in the first embodiment are performed.
Add Therefore, the overall configuration is the same as in the first embodiment,
Description is omitted. In FIG. 18A, reference numeral 1805 denotes a spiral
There is no stainless steel as in the center of the
1806, a container configured to prevent fluid from passing through
Is a water purifier and 1807 is a ferromagnetic material. In addition, water purifier 1
806 is a container filled with a hollow fiber membrane or activated carbon,
This structure can be easily made by using ferrite for 807.
realizable.
As shown in FIG. 18, a container 1805 is used
Do not allow water to pass through parts of the heating element that have no conductors, such as metal.
The fluid that does not touch the heating element
Wear. This can improve heat exchange efficiency
You. Also, by utilizing this hollow portion, as shown in FIG.
Hot water supply using water as fluid by inserting water purifier 1806
Use hot water suitable for drinking when used as a container
Can be. Further, as shown in FIG.
By placing the ferromagnetic material 1807 in the hollow part, the magnetic flux density
And the induced electromotive force increases. This allows induction heating
Reduce the current in coil 102 or reduce the number of turns
be able to. To reduce the current in the induction heating coil
If possible, reduce circuit loss in high-frequency power supply means
be able to. Also, reduce the number of turns of the induction heating coil.
If possible, reduce the resistance of the induction heating coil,
To reduce the loss due to Joule heat of the heating coil itself
Can also be.
By the operation as described above, heat exchange
Use a container configured so that fluid does not pass through
Not only improve heat exchange efficiency, but also
Can be used to purify water and improve thermal efficiency.
The heating device can be provided.
(Examples)10)
Examples below10Will be described with reference to the accompanying drawings. What
Note that, except for the parts that are daringly described, the same functions as in the first embodiment are performed.
Add Therefore, the overall configuration is the same as in the first embodiment.
Description is omitted. In FIG. 19, 201 is stainless steel
Reference numeral 1901 denotes a connection structure using a thermal fuse.
When heat exchange by induction heating is performed, for example,
If water for heat exchange is not sent,
The temperature of 101 becomes very high. At this time, the heating element 101
Temperature so that the temperature of the
Temperature fuse that blows at a temperature lower than the
By setting up a continuous structure, abnormal temperatures caused by emptying
When the thermal fuse is blown when rising, it follows the conductor winding direction.
The electric circuit is cut off and the current stops flowing. Eddy current flows
Otherwise, the heating element 101 will not be able to generate heat.
The connection structure can be used as an effective safety device.
The operation described above causes the temperature to rise.
Safety equipment that cannot restore the components of the heating element when it becomes too hot
It is possible to provide a heating device having a function of operating as a heater.
Note that, instead of the connection structure using the thermal fuse,
Use a bimetal that cuts off the circuit when the temperature rises
If so, it can be a safety device that can be restored.
(Examples)11)
Examples below11Will be described with reference to the accompanying drawings. What
Note that, except for the parts that are daringly described, the same functions as in the first embodiment are performed.
Add Therefore, the overall configuration is the same as in the first embodiment.
Description is omitted. In FIG. 20, 2001 indicates a temperature rise.
Resistance characteristic change metal plate showing positive resistance change against
21) and 202 are connection structures.
When the heat exchange by induction heating is performed, FIG.
The Curie point temperature at which the resistance change occurs abruptly as in
A metal plate 200 having a desired temperature (for example, 95 [° C.])
1, the temperature of the heating element 101 is higher than 95 [° C.].
In this case, the resistance value of the metal plate 2001 becomes very large.
Therefore, the eddy current can be made hard to flow. Eddy current
If the heat generation amount decreases, the heat generation amount of the heating element also decreases.
The temperature of 01 drops. The temperature of metal plate 2001 drops
In this case, heating is performed again to return to the original resistance value.
You.
By the operation as described above, automatically
A heating device having a function of controlling temperature can be provided.
(Examples)12)
Examples below12Will be described with reference to the accompanying drawings. What
Note that, except for the parts that are daringly described, the same functions as in the first embodiment are performed.
Add Therefore, the overall configuration is the same as in the first embodiment.
Description is omitted. In FIG. 22, 2201 is shape memory
The alloy plate 2202 has a flexible connection structure.
In this embodiment, the temperature is set to a predetermined value (for example, 95
[° C.]), as shown in FIGS. 23 (a) to 23 (b).
The shape memory alloy plate 2201 is used to change the shape
To form a heating element 101. In the state of FIG.
The normal heating is performed and the temperature rises, but the predetermined value (here
Then, when the temperature exceeds 95 [° C]), the state becomes as shown in FIG.
Become. At this time, the shape memory alloy plate constituting the heating element 101
2201 indicates that the physical distance from the induction heating coil 102 is
As the distance increases, magnetic coupling deteriorates and eddy currents do not flow.
Heating stops. After a while, the temperature exceeds the specified value
When the shape memory alloy plate 2201 is lowered, the shape memory alloy plate 2201 is returned to the state shown in FIG.
Return to the state and heating is started, so the temperature is automatically adjusted
It can be performed.
In addition, calcium carbonate contained in tap water and the like
Has a property that solubility decreases as the temperature increases,
This calcium carbonate precipitates and adheres to the metal plate of the heat exchanger.
You. The attached calcium carbonate is generally used for scaling.
Heat exchange to cover the metal surface of the heat exchanger.
Inhibit.
However, when the heating element of this embodiment is used,
For example, at the time of heating, the shape memory alloy plate 2201 is as shown in FIG.
To repeat the state of FIG.
Calcium carbonate deposited and adhered by mechanical force due to change
Can be peeled off.
By the operation described above, the heating element
Restore the shape memorized by temperature as the conductor used
By using conductors, the temperature is automatically adjusted and
Automatically removes water stains on the conductor surface
A heating device can be provided.
(Reference example 4)
Less than,Reference example 4Will be described with reference to the accompanying drawings. What
Note that, except for the parts that are daringly described, the same functions as in the first embodiment are performed.
Add Therefore, the overall configuration is the same as in the first embodiment.
Description is omitted. In FIG. 24, 2401 is shape memory
Alloy plate 2402 has flexible connection structure 2403
It is a spring.
When heat exchange by induction heating is performed,
At the time of heating, it takes the shape of FIG.
Shape memory is stored so that it is not added. Heating element 10
When the temperature of 1 becomes higher than a predetermined value (for example, 95 [° C])
When the shape memory alloy plate 2401 extends the entire length of the spiral structure
The shape is memorized as shown in FIG.
Stable at the balance point with spring constant of 2403, shape memory
Part of the alloy plate 2401 sticks out of the induction heating coil 102
Soup Induction heating is connected to the magnetic flux generated by the induction heating coil.
Heating is performed by the eddy current generated by the
If it protrudes from the coil from part of the heating element, it protrudes
Since the electromotive force is no longer generated in the
The flowing current decreases, and the entire heating element 101 becomes an induction heating coil.
Heating value of the heating element is smaller than when it is in
Become. When the calorific value decreases and the temperature decreases, FIG.
And the calorific value returns to the original state. By repeating this
Temperature adjustment at a predetermined value becomes possible.
(Examples)13)
Examples below13Will be described with reference to the accompanying drawings. Figure
25 is an embodiment13It is a figure which shows the heating device of FIG. here
2501a to 2501c are induction heating coils. In addition, dare
Except for the parts described, they perform the same functions as in the first embodiment. Yo
Since the overall configuration is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
You.
As the heating and heating coil 102, a cylindrical finite length
When using a solenoid, the magnetic flux density in the axial direction is
It becomes coarse near the opening of the gate and dense near the center. Only
While the figure25Induction of 2501a and 2501c shown in
The number of turns of the heating coil is 2501b.
By taking more, the magnetic flux density distribution is made uniform in the axial direction.
Can be made.
By the operation described above, the finite-length source
Even with a solenoid, the winding of the induction heating coil should be
Number of turns per unit length must be greater than the number of turns in the center
Heating equipment that uniforms the magnetic flux density and performs uniform heating in the axial direction.
Can be realized.
(Examples)14)
Examples below14Will be described with reference to the accompanying drawings. Figure
26 is an embodiment14It is a figure which shows the heating device of FIG. here
2601a to 2601c are induction heating coils. In addition, dare
Except for the parts described, they perform the same functions as in the first embodiment. Yo
Since the overall configuration is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
You.
Water scale such as calcium carbonate has a high temperature.
The higher the temperature, the lower the solubility
Scales are more likely to occur. In addition, the temperature of the fluid at which heat is exchanged
The greater the difference between the temperature and the heating element temperature, the greater the difference in solubility.
Therefore, many scales are generated on the heating element surface.
When the fluid exchanges heat with the heating element,
If the heat exchange area and fluid volume are the same, the power of the heat exchange surface
The lower the density, the higher the temperature between the heating element and the fluid on the heat exchange surface.
The difference becomes smaller. Therefore, the heating element in the place where the fluid temperature is high
By reducing the power density of
it can.
Here, the induction heating coil 102 is shown in FIG.
As shown, the induction heating coils 2501a to 2501b
And the number of turns of 2501c is larger than that of 2501b.
The strength of the magnetic field depends on the number of turns of the induction heating coil and the current
Magnetic flux density distribution is proportional to the number of coil turns.
For example, the heating value of the heating element near 2501a is reduced.
The induction heating coil is configured as described above.
In the vicinity of 2601a where the fluid temperature is low and scale is hardly generated
Now, increase the temperature by increasing the temperature difference between the heating element and the fluid,
Lower the power density of the heating element as the body temperature rises
The temperature difference between the heating element and the fluid can be reduced. this
In order to obtain hot water of the same temperature,
Can reduce the occurrence of scale, compared to winding
You.
By the operation as described above, induction heating is performed.
The number of turns per unit length is from one end to the other
The heating element
Lowers the power density on the surface that comes in contact with the hot water to prevent scale deposition
Heating device can be realized.
[0101]
As described above, the claims1According to the described invention
High-frequency power from the high-frequency power supply means
The heating element itself by the principle of induction heating.
You. The heating element at this time should be in a spiral shape that is electrically connected.
Or a helical shape, which can be used for heat exchange.
To increase the heat exchange area of the
When heating a liquid, a small volume heating element
The temperature can be raised to a temperature close to the point, and the heat exchange efficiency is high.
Can be done.
Claims2Is easy to mass-produce
By stacking short heating elements in the axial direction, the length of the heating elements can be reduced.
Inexpensive variable and input power and power density can be set freely
Heating device.
Claims3In the invention described in (1), the heating element is
By using conductors such as metal processed into a shape,
Increased contact area with body, especially improved heat exchange efficiency
A heating device is realized.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の加熱装置の構成図
【図2】同加熱装置の渦巻き状発熱体の構成図
【図3】同加熱装置の螺旋状発熱体の構成図
【図4】同加熱装置の発熱体の例を示す図
【図5】同加熱装置の構成例を示す図
【図6】本発明の参考例1の加熱装置の発熱体の構成図
【図7】本発明の参考例2の加熱装置の発熱体の構成図
【図8】同加熱装置の磁束密度分布の説明図
【図9】本発明の実施例2の加熱装置の発熱体の構成図
【図10】本発明の実施例3の加熱装置の発熱体の構成
図
【図11】本発明の実施例4の加熱装置の発熱体の構成
図
【図12】一般的な加熱装置の問題点を説明する図
【図13】本発明の実施例5の加熱装置の発熱体の構成
図
【図14】本発明の実施例6の加熱装置の発熱体の構成
図
【図15】本発明の実施例7の加熱装置の発熱体の構成
図
【図16】本発明の実施例8の加熱装置の構成および動
作の説明図
【図17】本発明の参考例3の加熱装置の発熱体の構成
図
【図18】本発明の実施例9の加熱装置の構成図
【図19】本発明の実施例10の加熱装置の発熱体の構
成図
【図20】本発明の実施例11の加熱装置の発熱体の構
成図
【図21】同加熱装置の発熱体を構成する金属板の特性
の説明図
【図22】本発明の実施例12の加熱装置の発熱体の構
成図
【図23】同加熱装置の発熱体の動作を示す図
【図24】本発明の参考例4の加熱装置の発熱体構造お
よび動作の説明図
【図25】本発明の実施例13の加熱装置の構成図
【図26】本発明の実施例14の加熱装置の構成図
【符号の説明】
101 発熱体
102 誘導加熱コイル
103 高周波電力供給手段
104 流体移送手段
105 容器
201 ステンレス板による渦巻き構造
202 接続構造
301 ステンレス板による螺旋構造
302 接続構造
601 ステンレス板による環状構造体
701 発熱体
701a 磁性金属環
701b 非磁性金属環
701c 非磁性金属環
701d 非磁性金属環
901a 発熱体
901b 発熱体
901c 発熱体
901d 発熱体
901e 発熱体
1001 発熱体
1002 接続構造
1003 絶縁シート
1101 活性炭
1201 ヒータ
1202 活性炭
1301 ゼオライト
1401 スポンジ
1501 触媒担持ステンレス板
1701 発泡金属
1805 容器
1806 浄水器
1807 強磁性体
1901 温度ヒューズ接続構造
2001 温度正特性抵抗値変化金属板
2201 形状記憶合金
2202 フレキシブル接続構造
2401 形状記憶合金
2402 フレキシブル接続構造
2403 バネ
2501a 誘導加熱コイル
2501b 誘導加熱コイル
2501c 誘導加熱コイル
2601a 誘導加熱コイル
2601b 誘導加熱コイル
2601c 誘導加熱コイルBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a heating device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a spiral heating element of the heating device. FIG. 3 is a spiral heating element of the heating device. FIG. 4 is a diagram showing an example of a heating element of the heating device. FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the heating device. FIG. 6 is a configuration diagram of a heating device of a heating device according to a first embodiment of the present invention. [7] of the heating element of the heating device of the second embodiment of the present illustration of the magnetic flux density distribution in the block diagram of the heating element 8 the heating device of the heating device of the reference example 2 of the invention [9] the present invention FIG. 10 is a configuration diagram of a heating element of a heating device according to a third embodiment of the present invention. FIG. 11 is a configuration diagram of a heating element of a heating device according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 13 is a diagram illustrating a problem. FIG. 13 is a configuration diagram of a heating element of a heating device according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a configuration diagram of a heating element of a heating device according to a sixth embodiment of the present invention. 5] heating device of Reference Example 3 of the present illustration of the configuration and operation of the heating apparatus of the eighth embodiment of the block diagram Figure 16] The present invention of a heating element of the heating device of the seventh embodiment of the invention Figure 17 the invention FIG. 18 is a configuration diagram of a heating device according to a ninth embodiment of the present invention. FIG. 19 is a configuration diagram of a heating device of a heating device according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 20 is an embodiment of the present invention. configuration diagram of a heating element of the heating device 11 [Figure 21 is a configuration diagram of a heating element of the heating device of example 12 of the illustration of the characteristics of the metal plate constituting the heating element of the heating device [22] the present invention Figure 23] of the heating device of example 13 of the heating element structure and illustrates operation [Figure 25] the present invention of a heating device of reference example 4 of the heating element Figure [24] showing the operation of the present invention of the heating device diagram Figure 26 is a configuration diagram [Reference numerals] 101 heating elements 102 induction heating U-heating device of example 14 of the present invention 103 High frequency power supply means 104 Fluid transfer means 105 Container 201 Spiral structure 202 made of stainless steel plate Connection structure 301 Spiral structure 302 made of stainless steel plate Connection structure 601 Annular structure 701 made of stainless steel plate Heating element 701a Magnetic metal ring 701b Nonmagnetic metal ring 701c Non-magnetic metal ring 701d Non-magnetic metal ring 901a Heating element 901b Heating element 901c Heating element 901d Heating element 901e Heating element 1001 Heating element 1002 Connection structure 1003 Insulating sheet 1101 Activated carbon 1201 Heater 1202 Activated carbon 1301 Zeolite 1401 Sponge 1501 Catalyst carrying stainless steel plate 1701 Foaming Metal 1805 Vessel 1806 Water purifier 1807 Ferromagnetic material 1901 Temperature fuse connection structure 2001 Temperature positive characteristic resistance change metal plate 2201 Shape memory alloy 2202 Flexible connection structure 2401 Shape memory alloy 2402 Flexible connection structure 2403 Spring 2501a Induction heating coil 2501b Induction heating coil 2501c Induction heating coil 2601a Induction heating coil 2601b Induction heating coil 2601c Induction heating coil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 秀和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 大森 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 小畑 哲生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 浦田 隆行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−240038(JP,A) 特開 昭61−101229(JP,A) 特開 昭59−63686(JP,A) 特開 平9−308985(JP,A) 特開 平9−269101(JP,A) 特開 平9−201281(JP,A) 特開 平9−92448(JP,A) 特開 平8−171982(JP,A) 特開 平7−65938(JP,A) 特開 平6−154623(JP,A) 特開 平3−98286(JP,A) 実開 平2−90796(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 6/10 F24H 1/10 F24H 1/18 A47J 27/00 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Hidekazu Yamashita 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Hideki Omori 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Tetsuo Obata 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Takayuki Urata 1006 Odaka Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) JP-A-62-240038 (JP, A) JP-A-61-101229 (JP, A) JP-A-59-63686 (JP, A) JP-A-9-308985 (JP, A) JP-A-9-269101 (JP, A) JP-A-9-201281 (JP, A) JP-A-9-92448 (JP, A) JP-A-8-171982 (JP, A) JP-A-7-65938 (JP, A) Kaihei 6-154623 (JP, A) JP-A-3-98286 (JP, A) JP-A-2-90796 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H05B 6/10 F24H 1/10 F24H 1 / 18 A47J 27/00
Claims (1)
熱体と、前記発熱体が電気的に閉回路となるよう前記渦
巻き状に構成した導体の巻き始めと巻き終わりのみを電
気的に接続し前記閉回路に沿って前記発熱体の円周方向
に均一な渦電流が流れるようにする接続構造と、この発
熱体を収納する容器と、前記発熱体を誘導加熱するため
の誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルに高周波電力
を供給する高周波電力供給手段とを備え、前記発熱体
は、前記閉回路をなす導体部の渦巻き構造に対する半径
方向での厚みの総和が、誘導加熱を行う際に発生する磁
束の表皮厚さより薄くなるように構成し、前記誘導加熱
コイルにより発生する交流磁界で発熱体を誘導加熱する
加熱装置。(57) [Claim 1] A heating element in which a plate-like conductor is formed in a spiral structure, and a winding of the spiral-shaped conductor so that the heating element is electrically closed. Only the beginning and the end of the winding are electrically connected and the circumferential direction of the heating element along the closed circuit
A connection structure for allowing a uniform eddy current to flow, a container for accommodating the heating element, an induction heating coil for induction heating the heating element, and a high-frequency power supply for supplying high-frequency power to the induction heating coil Means, the heating element is configured such that the total thickness in the radial direction with respect to the spiral structure of the conductor part forming the closed circuit is smaller than the skin thickness of the magnetic flux generated when performing induction heating, A heating device for inductively heating a heating element with an AC magnetic field generated by the induction heating coil.
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