JP7029867B2

JP7029867B2 - Heating element manufacturing method, heating element and heating unit

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Publication number: JP7029867B2
Application number: JP2021535435A
Authority: JP
Inventors: 幸春宮村
Original assignee: 幸春宮村
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2022-03-04
Anticipated expiration: 2040-07-30
Also published as: JPWO2021020527A1; WO2021020527A1

Description

本発明は、コイルによって誘導加熱される発熱体の製造方法、発熱体および加熱ユニットに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a heating element that is induced and heated by a coil, a heating element, and a heating unit.

従来、給湯器の熱源として、コイルによって誘導加熱される発熱体を用いるものが知られている（例えば、特開平９－１４５１５６号公報参照）。この技術では、発熱体は、円柱状であり、軸方向に沿った複数の通路を有している。そして、この技術における発熱体は、金属棒を穴あけ加工することで構成されている。 Conventionally, as a heat source for a water heater, a heat generator that is induced and heated by a coil is known (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-145156). In this technique, the heating element is columnar and has a plurality of passages along the axial direction. The heating element in this technique is configured by drilling a metal rod.

しかしながら、従来のような穴あけ加工による発熱体の製造方法では、例えば金属棒の長さが大きい場合には、通路を形成するのが困難になる場合があるため、比較的長い発熱体を作ることができないという問題がある。 However, in the conventional method of manufacturing a heating element by drilling, for example, when the length of the metal rod is large, it may be difficult to form a passage, so a relatively long heating element should be made. There is a problem that it cannot be done.

そこで、本発明は、比較的長い発熱体であっても良好に製造することができる発熱体の製造方法と、この製造方法で製造するのに適した発熱体と、発熱体を備えた加熱ユニットを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention relates to a method for manufacturing a heating element that can be satisfactorily manufactured even if it is a relatively long heating element, a heating element suitable for manufacturing by this manufacturing method, and a heating unit including the heating element. The purpose is to provide.

前記課題を解決するため、本発明に係る発熱体の製造方法は、コイルによって誘導加熱される発熱体の製造方法であって、誘導加熱可能な材料からなる板に複数の孔を形成することで、多孔板を製造する第１工程と、複数の前記多孔板を、各多孔板の孔が連通する状態で、重ね合わせる第２工程と、重ね合わせた複数の前記多孔板を拡散接合により接合する第３工程と、を備える。 In order to solve the above problems, the method for manufacturing a heating element according to the present invention is a method for producing a heating element that is induced and heated by a coil by forming a plurality of holes in a plate made of a material that can be induced and heated. , The first step of manufacturing the perforated plate, the second step of superimposing the plurality of the perforated plates in a state where the holes of the perforated plates communicate with each other, and joining the plurality of the superposed porous plates by diffusion bonding. A third step is provided.

この製造方法によれば、複数の多孔板を重ね合わせて拡散接合により接合することで、複数の通路を有する発熱体を製造することができるので、発熱体の長さを任意の大きさに設定することができ、比較的長い発熱体であっても良好に製造することができる。また、拡散接合により複数の多孔板を接合することで、多孔板の材料同士が一体化するため、発熱体の流路方向の伝熱性が損なわれず、高効率で伝熱を行うことができる。さらに、例えば接着剤で複数の多孔板を接着する場合と異なり、多孔板の孔に接着剤がはみ出さないので、流路での水の流れを良好にすることができる。 According to this manufacturing method, a heating element having a plurality of passages can be manufactured by stacking a plurality of perforated plates and joining them by diffusion bonding, so that the length of the heating element can be set to an arbitrary size. And even a relatively long heating element can be satisfactorily manufactured. Further, by joining a plurality of perforated plates by diffusion bonding, the materials of the perforated plates are integrated with each other, so that the heat transfer property in the flow path direction of the heating element is not impaired, and heat can be transferred with high efficiency. Further, unlike the case where a plurality of perforated plates are bonded with an adhesive, for example, the adhesive does not squeeze out into the holes of the perforated plates, so that the flow of water in the flow path can be improved.

また、前記第１工程において、エッチングによって複数の孔を板に形成してもよい。 Further, in the first step, a plurality of holes may be formed in the plate by etching.

これによれば、非常に小さい孔であっても板に良好に形成することができるので、発熱体の外径を小さくすることができる。また、このように発熱体の外径を小さくすることで、発熱体の中心付近の通路を形成する部位にもコイルの磁界の作用を良好に及ぼすことができるので、発熱体の中心付近の通路を流れる水を良好に加熱することができる。 According to this, even a very small hole can be well formed on the plate, so that the outer diameter of the heating element can be reduced. Further, by reducing the outer diameter of the heating element in this way, the action of the magnetic field of the coil can be satisfactorily exerted on the portion forming the passage near the center of the heating element, so that the passage near the center of the heating element can be satisfactorily exerted. The water flowing through the water can be heated well.

また、前記第１工程において、前記孔の内周面に突起を形成してもよい。 Further, in the first step, a protrusion may be formed on the inner peripheral surface of the hole.

これによれば、発熱体の通路内に突起が設けられるため、この突起によって、異物が通路を塞ぐのを抑制することができるとともに、水との接触面積を増やして伝熱性能を上げることができる。 According to this, since a protrusion is provided in the passage of the heating element, it is possible to suppress foreign matter from blocking the passage and to increase the contact area with water to improve the heat transfer performance. can.

また、前記第１工程において、前記複数の孔を、正六角形に形成し、ハニカム状に配置してもよい。 Further, in the first step, the plurality of holes may be formed in a regular hexagon shape and arranged in a honeycomb shape.

これによれば、発熱体の剛性を高くすることができ、孔の形状を良好に保つことができる。 According to this, the rigidity of the heating element can be increased, and the shape of the hole can be kept good.

また、前記第２工程において、隣接する複数の多孔板の位相をずらして重ね合わせることで、前記孔を螺旋状に配列してもよい。 Further, in the second step, the holes may be arranged in a spiral shape by superimposing the plurality of adjacent perforated plates in a shifted phase.

これによれば、発熱体に形成される通路が螺旋状に形成されるので、螺旋状の通路を通る水を、通路内壁に満遍なく接触させることができる。そのため、通路を流れる水に発熱体からの熱を効率よく伝達させることができる。また、通路を螺旋状にすることで、例えば通路を直線状に形成する場合に比べ、発熱体の長さに対する通路の長さを大きくすることができるので、通路を流れる水に発熱体からの熱を効率よく伝達させることができる。 According to this, since the passage formed in the heating element is formed in a spiral shape, the water passing through the spiral passage can be evenly contacted with the inner wall of the passage. Therefore, the heat from the heating element can be efficiently transferred to the water flowing through the passage. Further, by making the passage spiral, for example, the length of the passage can be increased with respect to the length of the heating element as compared with the case where the passage is formed in a straight line. Heat can be transferred efficiently.

また、本発明に係る発熱体は、コイルによって誘導加熱される発熱体であって、水が通過可能な複数の通路を有する。前記発熱体は、前記通路の内周面に突起を有する。 Further, the heating element according to the present invention is a heating element that is induced and heated by a coil, and has a plurality of passages through which water can pass. The heating element has protrusions on the inner peripheral surface of the passage.

これによれば、通路内の突起によって、異物が通路内に入り込むのを抑制することができるとともに、水との接触面積を増やして伝熱性能を上げることができる。 According to this, it is possible to suppress foreign matter from entering the passage due to the protrusions in the passage, and it is possible to increase the contact area with water and improve the heat transfer performance.

また、前記突起は、少なくとも前記通路の入口に設けられていてもよい。 Further, the protrusion may be provided at least at the entrance of the passage.

これによれば、通路の入口にある突起で通路への異物の入り込みを抑えることができるので、異物による通路の詰まりを良好に抑制することができる。 According to this, since it is possible to suppress the entry of foreign matter into the passage by the protrusion at the entrance of the passage, it is possible to satisfactorily suppress the clogging of the passage due to the foreign matter.

また、前記突起は、前記通路の入口から出口に向けてリブ状に延びていてもよい。 Further, the protrusion may extend in a rib shape from the entrance to the exit of the passage.

これによれば、水との接触面積をより増やすことができるので、伝熱性能をより上げることができる。 According to this, since the contact area with water can be further increased, the heat transfer performance can be further improved.

また、本発明に係る発熱体は、コイルによって誘導加熱される発熱体であって、水が通過可能な複数の通路を有する。前記複数の通路は、開口が正六角形であり、前記開口がハニカム状に配置されている。 Further, the heating element according to the present invention is a heating element that is induced and heated by a coil, and has a plurality of passages through which water can pass. The plurality of passages have regular hexagonal openings, and the openings are arranged in a honeycomb shape.

また、本発明に係る発熱体は、コイルによって誘導加熱される発熱体であって、水が通過可能な複数の通路を有する。前記通路は、螺旋状に形成されている。 Further, the heating element according to the present invention is a heating element that is induced and heated by a coil, and has a plurality of passages through which water can pass. The passage is formed in a spiral shape.

これによれば、螺旋状の通路を通る水を、通路内壁に満遍なく接触させることができるので、通路を流れる水に発熱体からの熱を効率よく伝達させることができる。また、通路を螺旋状にすることで、例えば通路を直線状に形成する場合に比べ、発熱体の長さに対する通路の長さを大きくすることができるので、通路を流れる水に発熱体からの熱を効率よく伝達させることができる。 According to this, since the water passing through the spiral passage can be evenly contacted with the inner wall of the passage, the heat from the heating element can be efficiently transferred to the water flowing through the passage. Further, by making the passage spiral, for example, the length of the passage can be increased with respect to the length of the heating element as compared with the case where the passage is formed in a straight line. Heat can be transferred efficiently.

また、本発明に係る加熱ユニットは、前記発熱体を備える加熱ユニットであって、前記発熱体を誘導加熱するコイルと、前記コイルの外周に沿って水を流すための予熱流路を形成する予熱流路形成部材と、を備える。
前記予熱流路が、前記発熱体の前記通路に接続され、前記予熱流路に供給された水が、前記予熱流路を通った後、前記発熱体の前記通路を通過するように構成されている。Further, the heating unit according to the present invention is a heating unit including the heating element, and preheats to form a coil for inducing heating the heating element and a preheating flow path for flowing water along the outer periphery of the coil. It is provided with a flow path forming member.
The preheating flow path is connected to the passage of the heating element, and the water supplied to the preheating flow path is configured to pass through the passage of the heating element after passing through the preheating flow path. There is.

これによれば、予熱流路を通る水によってコイルを冷却することができるので、例えば空冷に比べ、コイルを効率よく冷却することができる。また、予熱流路を通る水がコイルの熱を奪った後、発熱体の通路内で加熱されるので、水を効率よく加熱することができる。 According to this, since the coil can be cooled by the water passing through the preheating flow path, the coil can be cooled more efficiently than, for example, air cooling. Further, since the water passing through the preheating flow path takes the heat of the coil and then is heated in the passage of the heating element, the water can be efficiently heated.

また、前記予熱流路形成部材は、前記発熱体を中心とした円筒状の第１外周壁を有する第１ハウジングと、前記第１外周壁よりも大径の第２外周壁であって、前記第１外周壁と間隔を空けて配置されることで前記第１外周壁との間で前記予熱流路を形成する第２外周壁を有する第２ハウジングと、を備えていてもよい。 Further, the preheating flow path forming member is a first housing having a cylindrical first outer peripheral wall centered on the heating element, and a second outer peripheral wall having a diameter larger than that of the first outer peripheral wall. A second housing having a second outer peripheral wall that forms the preheating flow path between the first outer peripheral wall and the first outer peripheral wall by being arranged at a distance from the first outer peripheral wall may be provided.

これによれば、第１ハウジングの第１外周壁の全周にわたって予熱流路を形成することができるので、予熱流路を通る水でコイルの熱を効率よく吸収することができる。 According to this, since the preheating flow path can be formed over the entire circumference of the first outer peripheral wall of the first housing, the heat of the coil can be efficiently absorbed by the water passing through the preheating flow path.

また、前記予熱流路は、前記第１外周壁に対して螺旋状に形成されていてもよい。 Further, the preheating flow path may be formed in a spiral shape with respect to the first outer peripheral wall.

これによれば、予熱流路の長さを大きくすることができるので、予熱流路を通る水でコイルの熱をより効率よく吸収することができる。 According to this, since the length of the preheating flow path can be increased, the heat of the coil can be more efficiently absorbed by the water passing through the preheating flow path.

また、前記第２ハウジングは、前記第２外周壁の内周面から突出するリブを有し、前記リブが螺旋状に形成されていてもよい。 Further, the second housing may have ribs protruding from the inner peripheral surface of the second outer peripheral wall, and the ribs may be formed in a spiral shape.

本実施形態に係る発熱体を備えた給湯設備を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the hot water supply equipment which provided with the heating element which concerns on this embodiment. 発熱体を示す斜視図（ａ）と、孔と区画部の関係を示す図（ｂ）である。It is a perspective view (a) which shows the heating element, and the figure (b) which shows the relationship between a hole and a partition part. 多孔板を製造する第１工程を示す図である。It is a figure which shows the 1st process which manufactures a perforated plate. 多孔板を積層する第２工程を示す図（ａ），（ｂ）である。It is a figure (a), (b) which shows the 2nd process of laminating a perforated plate. 多孔板の孔に突起を設ける形態を示す図（ａ）と、通路の入口のみに突起を設ける形態を示す図（ｂ）と、突起をリブ状に形成する形態を示す図（ｃ）である。It is a figure (a) which shows the form which a protrusion is provided in the hole of a perforated plate, the figure (b) which shows the form which provides the protrusion only at the entrance of a passage, and the figure (c) which shows the form which forms the protrusion into a rib shape. .. 多孔板の孔を四角形に形成する形態を示す図である。It is a figure which shows the form which forms the hole of a perforated plate into a quadrangle. 螺旋状の通路を有する発熱体を製造する方法を示す図（ａ），（ｂ）である。It is a figure (a), (b) which shows the method of manufacturing the heating element which has a spiral passage. 治具の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the jig. １枚の板に複数の多孔板と２つの係合孔を形成した形態を示す図である。It is a figure which shows the form which formed the plurality of perforated plates and two engagement holes in one plate. 変形例に係る加熱ユニットを一部破断して示す斜視図である。It is a perspective view which shows by breaking a part of the heating unit which concerns on a modification. 加熱ユニットの下端側を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lower end side of a heating unit.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、加熱ユニットＨＵは、誘導加熱によって水を加熱するユニットであり、例えば給湯設備ＨＷの配管の一部に組み込まれている。加熱ユニットＨＵは、円柱状の発熱体１と、発熱体１を収容する収容管２と、収容管２の外周面に設けられるコイルユニット３とを備えている。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
As shown in FIG. 1, the heating unit HU is a unit that heats water by induction heating, and is incorporated in, for example, a part of a pipe of a hot water supply facility HW. The heating unit HU includes a columnar heating element 1, an accommodating pipe 2 accommodating the heating element 1, and a coil unit 3 provided on the outer peripheral surface of the accommodating pipe 2.

発熱体１は、コイルユニット３の後述するコイル３１によって誘導加熱される発熱体であって、水が通過可能な複数の通路１Ａを有している。なお、発熱体１の材料としては、誘導加熱される材料であればどのような材料であってもよく、例えば、ステンレス鋼、鉄、アルミニウムなどを用いることができる。 The heating element 1 is a heating element that is induced and heated by a coil 31 described later in the coil unit 3, and has a plurality of passages 1A through which water can pass. The material of the heating element 1 may be any material as long as it is induced and heated, and for example, stainless steel, iron, aluminum and the like can be used.

収容管２は、樹脂などの誘導加熱されない材料からなり、発熱体１の長さ以上の長さで形成されている。なお、収容管２の材料としては、例えば、エンジニアリングプラスチックやポリフェニレンスルファイドなどを用いることができる。 The accommodating pipe 2 is made of a material such as resin that is not induced to be heated, and is formed to have a length equal to or longer than the length of the heating element 1. As the material of the accommodating pipe 2, for example, engineering plastic, polyphenylene sulfide, or the like can be used.

コイルユニット３は、コイル３１と、コイル３１の外周および両端を覆う被覆部材３２と、コイル３１および被覆部材３２を収容するハウジング３３とを備えている。コイル３１は、例えばリッツ線からなるコイルである。コイル３１の内側には、ハウジング３３の一部、収容管２の一部および発熱体１の一部が配置されている。 The coil unit 3 includes a coil 31, a covering member 32 that covers the outer periphery and both ends of the coil 31, and a housing 33 that houses the coil 31 and the covering member 32. The coil 31 is, for example, a coil made of litz wire. A part of the housing 33, a part of the accommodating pipe 2, and a part of the heating element 1 are arranged inside the coil 31.

被覆部材３２は、強磁性であるが誘導加熱はされにくい材料、例えばフェライトなどからなっている。被覆部材３２は、コイル３１で発生する磁束の漏れを抑制する。ハウジング３３は、樹脂などの誘導加熱されない材料からなっている。発熱体１および収容管２は、両端部がハウジング３３から突出するように配置されている。 The covering member 32 is made of a material that is ferromagnetic but difficult to induce heating, such as ferrite. The covering member 32 suppresses leakage of magnetic flux generated in the coil 31. The housing 33 is made of a material such as resin that is not induced to be heated. Both ends of the heating element 1 and the accommodating pipe 2 are arranged so as to project from the housing 33.

給湯設備ＨＷは、前述した加熱ユニットＨＵを備える他、上流側配管Ｐ１と、上流側継手Ｃ１と、下流側継手Ｃ２とを備えている。ここで、「上流」および「下流」とは、給湯設備ＨＷを流れる水の流れの上流・下流を意味する。 The hot water supply facility HW includes the above-mentioned heating unit HU, as well as an upstream side pipe P1, an upstream side joint C1, and a downstream side joint C2. Here, "upstream" and "downstream" mean upstream / downstream of the flow of water flowing through the hot water supply facility HW.

上流側配管Ｐ１は、加熱ユニットＨＵに向けて水を供給するための図示せぬ供給部と、加熱ユニットＨＵとの間に配置されている。なお、供給部は、例えば加熱ユニットＨＵに向かう水の流れを許容・遮断する給水弁などを含む。 The upstream side pipe P1 is arranged between a supply unit (not shown) for supplying water to the heating unit HU and the heating unit HU. The supply unit includes, for example, a water supply valve that allows or blocks the flow of water toward the heating unit HU.

上流側継手Ｃ１は、上流側配管Ｐ１と収容管２の上流側の端部とを連結している。上流側継手Ｃ１は、上流側温度センサＣ１１と、上流側温度ヒューズＣ１２とを備えている。上流側温度センサＣ１１は、発熱体１を通る前の水の温度を検知するセンサであり、発熱体１の上流側に配置されている。 The upstream side joint C1 connects the upstream side pipe P1 and the upstream end of the accommodating pipe 2. The upstream side joint C1 includes an upstream side temperature sensor C11 and an upstream side temperature fuse C12. The upstream temperature sensor C11 is a sensor that detects the temperature of water before passing through the heating element 1, and is arranged on the upstream side of the heating element 1.

上流側温度ヒューズＣ１２は、発熱体１の入口側の温度が所定の閾値以上になった場合に、コイル３１に流れる電流を遮断する機能を有している。上流側温度ヒューズＣ１２は、発熱体１の上流側の端部に対応した位置に配置されている。 The upstream side thermal fuse C12 has a function of cutting off the current flowing through the coil 31 when the temperature on the inlet side of the heating element 1 becomes equal to or higher than a predetermined threshold value. The upstream thermal fuse C12 is arranged at a position corresponding to the upstream end of the heating element 1.

下流側継手Ｃ２は、図示せぬ下流側配管と収容管２の下流側の端部とを連結している。ここで、下流側配管は、加熱ユニットＨＵから出てくる水を蛇口に向けて流す配管である。 The downstream side joint C2 connects a downstream side pipe (not shown) and a downstream end portion of the accommodating pipe 2. Here, the downstream pipe is a pipe that allows water coming out of the heating unit HU to flow toward the faucet.

下流側継手Ｃ２は、下流側温度センサＣ２１と、下流側温度ヒューズＣ２２とを備えている。下流側温度センサＣ２１は、発熱体１を通過した後の加熱された水の温度を検知するセンサであり、発熱体１の下流側に配置されている。上流側温度センサＣ１１と下流側温度センサＣ２１で検知された、加熱前後の水の温度は、例えばコイル３１に流す電流の制御に利用される。 The downstream side joint C2 includes a downstream side temperature sensor C21 and a downstream side temperature fuse C22. The downstream temperature sensor C21 is a sensor that detects the temperature of the heated water after passing through the heating element 1, and is arranged on the downstream side of the heating element 1. The temperature of water before and after heating detected by the upstream temperature sensor C11 and the downstream temperature sensor C21 is used, for example, to control the current flowing through the coil 31.

下流側温度ヒューズＣ２２は、発熱体１の出口側の温度が所定の閾値以上になった場合に、コイル３１に流れる電流を遮断する機能を有している。下流側温度ヒューズＣ２２は、発熱体１の下流側の端部に対応した位置に配置されている。ここで、本実施形態では、２つの温度ヒューズＣ１２，Ｃ２２を発熱体１の両端部に設けたが、温度ヒューズは、発熱体１の上流側または下流側のいずれか一端部にのみ設けてもよい。 The downstream side thermal fuse C22 has a function of cutting off the current flowing through the coil 31 when the temperature on the outlet side of the heating element 1 becomes equal to or higher than a predetermined threshold value. The downstream thermal fuse C22 is arranged at a position corresponding to the downstream end of the heating element 1. Here, in the present embodiment, two thermal fuses C12 and C22 are provided at both ends of the heating element 1, but the thermal fuse may be provided only at one end of either the upstream side or the downstream side of the heating element 1. good.

図２（ａ）に示すように、発熱体１は、複数の多孔板１１を積層することで構成されている。多孔板１１は、互いに平行となる２つの平面を有する円板であり、ハニカム状に配置された複数の正六角形の孔１１Ａを有している。前述した発熱体１の通路１Ａは、発熱体１の軸方向に並んだ複数の孔１１Ａによって形成されている。そのため、発熱体１の両端に位置する多孔板１１の孔１１Ａは、通路１Ａの開口となっている。 As shown in FIG. 2A, the heating element 1 is configured by laminating a plurality of perforated plates 11. The perforated plate 11 is a disk having two planes parallel to each other, and has a plurality of regular hexagonal holes 11A arranged in a honeycomb shape. The passage 1A of the heating element 1 described above is formed by a plurality of holes 11A arranged in the axial direction of the heating element 1. Therefore, the holes 11A of the perforated plates 11 located at both ends of the heating element 1 are openings of the passage 1A.

多孔板１１は、リング状の外周部１１Ｂと、各孔１１Ａの周囲に沿って延びる複数の区画部１１Ｃとを有している。 The perforated plate 11 has a ring-shaped outer peripheral portion 11B and a plurality of compartments 11C extending along the periphery of each hole 11A.

外周部１１Ｂは、外周面に凹部１１Ｄを有している。この凹部１１Ｄは、発熱体１の製造の際に使用される部位である。なお、凹部１１Ｄの機能については、後で詳述する。 The outer peripheral portion 11B has a recess 11D on the outer peripheral surface. This recess 11D is a portion used when manufacturing the heating element 1. The function of the recess 11D will be described in detail later.

複数の区画部１１Ｃは、一体に形成され、外周部１１Ｂの内周面に接続されている。 The plurality of compartments 11C are integrally formed and connected to the inner peripheral surface of the outer peripheral portion 11B.

なお、発熱体１の外径は、２０ｍｍ以下が望ましい。その理由は、発熱体１の外径を大きくしてしまうと、発熱体１の中心付近の通路１Ａの周囲の区画部１１Ｃに、コイル３１の磁界の作用が十分に及ばず、発熱体１の中心付近の通路１Ａを通る水を効率的に加熱できなくなるおそれがあるからである。なお、発熱体１の外径は、２０ｍｍより大きくてもよい。 The outer diameter of the heating element 1 is preferably 20 mm or less. The reason is that if the outer diameter of the heating element 1 is increased, the magnetic field of the coil 31 does not sufficiently act on the compartment 11C around the passage 1A near the center of the heating element 1, and the heating element 1 This is because the water passing through the passage 1A near the center may not be efficiently heated. The outer diameter of the heating element 1 may be larger than 20 mm.

図２（ｂ）に示すように、所定方向に並ぶ２つの孔１１Ａの間に位置する区画部１１Ｃの所定方向の寸法Ｌ１は、例えば０．２ｍｍとすることができ、孔１１Ａの所定方向の寸法Ｌ２は、例えば０．６ｍｍとすることができる。なお、発熱体の外径を２０ｍｍ、発熱体の長さを３０ｃｍ、Ｌ１＝０．２ｍｍ、Ｌ２＝０．６ｍｍ、水の流量を３Ｌ／ｍｉｎ、電力を１４００Ｗとして実験を行うと、常温の水が９０℃以上に加熱されることが確認されている。 As shown in FIG. 2B, the dimension L1 in the predetermined direction of the partition portion 11C located between the two holes 11A arranged in the predetermined direction can be, for example, 0.2 mm, and the dimension L1 in the predetermined direction of the hole 11A can be set. The dimension L2 can be, for example, 0.6 mm. When the experiment was conducted with the outer diameter of the heating element being 20 mm, the length of the heating element being 30 cm, L1 = 0.2 mm, L2 = 0.6 mm, the water flow rate being 3 L / min, and the electric power being 1400 W, water at room temperature was used. Has been confirmed to be heated to 90 ° C. or higher.

次に、発熱体１の製造方法について説明する。
発熱体１の製造方法は、主に、第１工程と、第２工程と、第３工程とを備えている。
第１工程では、誘導加熱可能な材料からなる板ＢＤに複数の孔１１Ａを形成することで、多孔板１１を製造する。詳しくは、一枚の板ＢＤに、複数枚の多孔板１１のそれぞれに対応した複数の孔１１Ａを、エッチングによって形成する。この際、複数の孔１１Ａを、正六角形に形成し、ハニカム状に配置する。なお、各多孔板１１の外形や凹部１１Ｄは、エッチングによって形成してもよいし、プレス加工による打ち抜きによって形成してもよい。Next, a method for manufacturing the heating element 1 will be described.
The method for manufacturing the heating element 1 mainly includes a first step, a second step, and a third step.
In the first step, the perforated plate 11 is manufactured by forming a plurality of holes 11A in the plate BD made of a material capable of induction heating. Specifically, a plurality of holes 11A corresponding to each of the plurality of perforated plates 11 are formed on one plate BD by etching. At this time, a plurality of holes 11A are formed in a regular hexagon shape and arranged in a honeycomb shape. The outer shape and the recess 11D of each perforated plate 11 may be formed by etching or by punching by press working.

図４（ａ），（ｂ）に示すように、第２工程では、複数の多孔板１１を、各多孔板１１の孔１１Ａが連通する状態で、重ね合わせる。詳しくは、第２工程では、円筒状の治具Ｊを用いて複数の多孔板１１を重ね合わせる。 As shown in FIGS. 4A and 4B, in the second step, a plurality of perforated plates 11 are superposed in a state where the holes 11A of each perforated plate 11 communicate with each other. Specifically, in the second step, a plurality of perforated plates 11 are superposed using a cylindrical jig J.

治具Ｊは、円筒状の外枠Ｊ１と、外枠Ｊ１の内周面から突出するリブ形状のガイドＪ２とを有している。ガイドＪ２は、多孔板１１の凹部１１Ｄと嵌合する凸部であり、外枠Ｊ１の一端から他端にわたって延びている。 The jig J has a cylindrical outer frame J1 and a rib-shaped guide J2 protruding from the inner peripheral surface of the outer frame J1. The guide J2 is a convex portion that fits into the concave portion 11D of the perforated plate 11, and extends from one end to the other end of the outer frame J1.

作業者は、多孔板１１の凹部１１ＤをガイドＪ２に合わせつつ、外枠Ｊ１内に多孔板１１を積層していく。これにより、各多孔板１１の各孔１１Ａの位置を一致させることができるので、各多孔板１１の各孔１１Ａが治具Ｊの軸方向に並んで通路１Ａ（図１参照）が形成される。 The operator stacks the perforated plate 11 in the outer frame J1 while aligning the recess 11D of the perforated plate 11 with the guide J2. As a result, the positions of the holes 11A of the perforated plates 11 can be matched, so that the holes 11A of the perforated plates 11 are aligned in the axial direction of the jig J to form the passage 1A (see FIG. 1). ..

第３工程では、重ね合わせた複数の多孔板１１を拡散接合により接合する。これにより、発熱体１が製造される。ここで、拡散接合とは、母材を密着させ、母材の融点以下の温度条件で、塑性変形を出来るだけ生じない程度に加圧して、接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法である。これにより、複数の多孔板１１を接着剤を用いることなく接合させることができるので、接着剤で小さな孔１１Ａが塞がれてしまうのを抑えることができる。 In the third step, a plurality of superposed porous plates 11 are joined by diffusion joining. As a result, the heating element 1 is manufactured. Here, diffusion bonding is a bonding in which the base metal is brought into close contact with each other, pressurized to the extent that plastic deformation does not occur as much as possible under temperature conditions below the melting point of the base metal, and the diffusion of atoms generated between the bonding surfaces is used for bonding. How to do it. As a result, since the plurality of perforated plates 11 can be joined without using an adhesive, it is possible to prevent the small holes 11A from being blocked by the adhesive.

また、多孔板１１の材料自体が密着して一体化するので、多孔板１１の積層方向にも磁束と熱を良好に通すことができる。特に、本実施形態のように、発熱体１がコイル３１の両端から突出するように配置される場合には（図１参照）、発熱体１のうちコイル３１の両端付近の部分が、他の部分に比べ、コイル３１の磁力の作用を大きく受けて、温度が高くなる。そして、高温の部分から他の部分には、熱伝導により熱が伝わっていくことになるが、複数の多孔板１１が拡散接合により一体化していることで、熱を効率よく他の部分に伝達させることができる。 Further, since the material itself of the perforated plate 11 is in close contact and integrated, magnetic flux and heat can be satisfactorily passed in the laminating direction of the perforated plate 11. In particular, when the heating element 1 is arranged so as to protrude from both ends of the coil 31 as in the present embodiment (see FIG. 1), the portion of the heating element 1 near both ends of the coil 31 is other. The temperature rises due to the influence of the magnetic force of the coil 31 as compared with the portion. Then, heat is transferred from the high temperature part to the other part by heat conduction, but since the plurality of perforated plates 11 are integrated by diffusion bonding, the heat is efficiently transferred to the other part. Can be made to.

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
複数の多孔板１１を重ね合わせて拡散接合により接合することで、複数の通路１Ａを有する発熱体１を製造することができるので、発熱体１の長さを任意の大きさに設定することができ、比較的長い発熱体１であっても良好に製造することができる。また、拡散接合により複数の多孔板１１を接合することで、多孔板１１の材料同士が一体化するため、発熱体１の流路方向の伝熱性が損なわれず、高効率で伝熱を行うことができる。さらに、例えば接着剤で複数の多孔板１１を接着する場合と異なり、多孔板１１の孔１１Ａに接着剤がはみ出さないので、通路１Ａでの水の流れを良好にすることができる。Based on the above, the following effects can be obtained in the present embodiment.
Since a heating element 1 having a plurality of passages 1A can be manufactured by superimposing a plurality of perforated plates 11 and joining them by diffusion bonding, the length of the heating element 1 can be set to an arbitrary size. Even a relatively long heating element 1 can be satisfactorily manufactured. Further, by joining a plurality of perforated plates 11 by diffusion joining, the materials of the perforated plates 11 are integrated with each other, so that the heat transfer property of the heating element 1 in the flow path direction is not impaired and heat transfer is performed with high efficiency. Can be done. Further, unlike the case where a plurality of perforated plates 11 are bonded with an adhesive, for example, the adhesive does not protrude into the holes 11A of the perforated plates 11, so that the flow of water in the passage 1A can be improved.

第１工程においてエッチングによって複数の孔１１Ａを形成することで、孔１１Ａの大きさを非常に小さくすることができるので、発熱体１の外径を小さくすることができる。また、このように発熱体１の外径を小さくすることで、発熱体１の中心付近の通路１Ａを形成する区画部１１Ｃにもコイル３１の磁界の作用を良好に及ぼすことができるので、発熱体１の中心付近の通路１Ａを流れる水を良好に加熱することができる。 By forming the plurality of holes 11A by etching in the first step, the size of the holes 11A can be made very small, so that the outer diameter of the heating element 1 can be made small. Further, by reducing the outer diameter of the heating element 1 in this way, the action of the magnetic field of the coil 31 can be satisfactorily exerted on the partition portion 11C forming the passage 1A near the center of the heating element 1, so that heat is generated. The water flowing through the passage 1A near the center of the body 1 can be satisfactorily heated.

複数の孔１１Ａが、正六角形に形成され、ハニカム状に配置されているので、発熱体１の剛性を高くすることができ、孔１１Ａの形状を良好に保つことができる。 Since the plurality of holes 11A are formed in a regular hexagon shape and arranged in a honeycomb shape, the rigidity of the heating element 1 can be increased and the shape of the holes 11A can be kept good.

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の構造となる部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be used in various forms as illustrated below. In the following description, members having substantially the same structure as those of the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図５（ａ）に示すように、発熱体１は、通路１Ａの内周面に突起１Ｂを有していてもよい。詳しくは、この形態では、発熱体１は、開口が正六角形となる通路１Ａの、正六角形の各辺に対応する部位に突起１Ｂがそれぞれ形成されている。つまり、１つの通路１Ａに対して６つの突起１Ｂが形成されている。各突起１Ｂは、前述した第１工程において多孔板１１を製造する際に、孔１１Ａの内周面に突起１１Ｅを形成することで形成される。 As shown in FIG. 5A, the heating element 1 may have a protrusion 1B on the inner peripheral surface of the passage 1A. Specifically, in this form, the heating element 1 has protrusions 1B formed at portions corresponding to each side of the regular hexagon in the passage 1A having a regular hexagonal opening. That is, six protrusions 1B are formed for one passage 1A. Each protrusion 1B is formed by forming a protrusion 11E on the inner peripheral surface of the hole 11A when the porous plate 11 is manufactured in the first step described above.

このように発熱体１の通路１Ａ内に突起１Ｂを設けることで、発熱体１の水との接触面積を増やして伝熱性能を上げることができる。 By providing the protrusion 1B in the passage 1A of the heating element 1 in this way, the contact area of the heating element 1 with water can be increased and the heat transfer performance can be improved.

突起１Ｂは、例えば図５（ｂ）に示すように、発熱体１の通路１Ａの入口、つまり上流側の端部に設けることができる。なお、このような発熱体１は、第１工程において、突起１１Ｅを有する多孔板１１と、突起１１Ｅのない多孔板１１とを製造し、第２工程において、突起１１Ｅのない複数の多孔板１１を積層した後、突起１１Ｅを有する多孔板１１を重ね合わせ、第３工程を実施すればよい。 As shown in FIG. 5B, for example, the protrusion 1B can be provided at the entrance of the passage 1A of the heating element 1, that is, at the upstream end. It should be noted that such a heating element 1 manufactures a porous plate 11 having protrusions 11E and a porous plate 11 without protrusions 11E in the first step, and a plurality of porous plates 11 without protrusions 11E in the second step. After stacking the above, the perforated plates 11 having the protrusions 11E may be laminated to carry out the third step.

これによれば、通路１Ａの入口にある突起１Ｂで通路１Ａへの異物の入り込みを抑えることができるので、異物による通路１Ａの詰まりを良好に抑制することができる。具体的には、例えば、図５（ｂ）に示すように、球に近い形状の異物ＦＭが流れてきても、異物ＦＭが各突起１Ｂの先端で引っ掛かることで、図５（ａ）に示すように、異物ＦＭの一部ＦＭ１で、各突起１Ｂの先端を結ぶ円状の範囲を塞ぎはするが、各突起１Ｂ間の隙間は確保されるので、この隙間から水を通すことができる。 According to this, since the protrusion 1B at the entrance of the passage 1A can suppress the entry of foreign matter into the passage 1A, the clogging of the passage 1A due to the foreign matter can be satisfactorily suppressed. Specifically, for example, as shown in FIG. 5B, even if a foreign matter FM having a shape close to a sphere flows, the foreign matter FM is caught by the tip of each protrusion 1B, and is shown in FIG. 5A. As described above, the partial FM1 of the foreign matter FM closes the circular range connecting the tips of the protrusions 1B, but the gap between the protrusions 1B is secured, so that water can pass through the gap.

また、この形態では、突起１Ｂは、先端が尖った楔形状に形成されている。孔１１Ａの寸法Ｌ２が０．６ｍｍである場合には、突起１Ｂの底面の長さは、例えば０．１ｍｍとすることができ、突起１Ｂの高さは、０．１５ｍｍとすることができる。 Further, in this form, the protrusion 1B is formed in a wedge shape having a sharp tip. When the dimension L2 of the hole 11A is 0.6 mm, the length of the bottom surface of the protrusion 1B can be, for example, 0.1 mm, and the height of the protrusion 1B can be 0.15 mm.

このように先端が尖った突起１Ｂを設けることで、水道水に含まれるカルキが凝集されて形成される固形物が突起１Ｂに衝突した場合には、突起１Ｂの尖った先端により固形物が粉砕されるので、通路１Ａの詰まりをより抑制することができる。 By providing the protrusion 1B with a sharp tip in this way, when the solid matter formed by agglomeration of the karuki contained in tap water collides with the protrusion 1B, the solid matter is crushed by the sharp tip of the protrusion 1B. Therefore, clogging of the passage 1A can be further suppressed.

なお、突起１Ｂの形状は、楔形状に限らず、どのような形状であってもよい。また、１つの通路１Ａに対する突起１Ｂの数は、いくつであってもよい。 The shape of the protrusion 1B is not limited to the wedge shape, and may be any shape. Further, the number of protrusions 1B for one passage 1A may be any number.

また、突起１Ｂは、例えば図５（ｃ）に示すように、通路１Ａの入口から出口に向けてリブ状に延びていてもよい。なお、このような発熱体１は、第１工程において、突起１１Ｅを有する多孔板１１を複数製造し、第２工程において、突起１１Ｅを有する複数の多孔板１１を積層した後、第３工程を実施すればよい。つまり、複数の突起１１Ｅを拡散接合することで、リブ状の突起１Ｂを形成すればよい。 Further, the protrusion 1B may extend in a rib shape from the entrance of the passage 1A toward the exit, for example, as shown in FIG. 5 (c). In such a heating element 1, a plurality of porous plates 11 having protrusions 11E are manufactured in the first step, and in the second step, a plurality of porous plates 11 having protrusions 11E are laminated, and then a third step is performed. It should be carried out. That is, the rib-shaped protrusion 1B may be formed by diffusion-bonding the plurality of protrusions 11E.

これによれば、通路１Ａの詰まりを抑制することができるとともに、図５（ｂ）の形態に比べ、発熱体１と水との接触面積をより増やすことができるので、伝熱性能をより上げることができる。 According to this, clogging of the passage 1A can be suppressed, and the contact area between the heating element 1 and water can be further increased as compared with the form of FIG. 5B, so that the heat transfer performance is further improved. be able to.

前記実施形態では、孔１１Ａを正六角形としたが、本発明はこれに限定されず、孔の形状は、その他の形状、例えば円、その他の多角形であってもよい。ただし、孔の周囲の部位（区画部１１Ｃ）の幅を一定にするには、前述した正六角形の孔１１Ａや、図６に示すような四角形の孔１１Ｆなどの多角形とするのがよい。 In the above embodiment, the hole 11A is a regular hexagon, but the present invention is not limited to this, and the shape of the hole may be another shape, for example, a circle or another polygon. However, in order to make the width of the portion around the hole (partition portion 11C) constant, it is preferable to use a polygon such as the above-mentioned regular hexagonal hole 11A or the rectangular hole 11F as shown in FIG.

前記実施形態では、通路１Ａを発熱体１の軸方向に沿った直線状に形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば図７（ｂ）に示すように、通路１Ａを、螺旋状に形成してもよい。なお、このような発熱体１は、第２工程において、隣接する複数の多孔板１１の位相をずらして重ね合わせることで、孔１１Ａを螺旋状に配列すればよい。 In the above embodiment, the passage 1A is formed linearly along the axial direction of the heating element 1, but the present invention is not limited to this, and the passage 1A is spirally formed, for example, as shown in FIG. 7B. May be formed in. In such a heating element 1, in the second step, the holes 11A may be arranged in a spiral shape by superimposing the plurality of adjacent perforated plates 11 with their phases shifted from each other.

具体的には、例えば図７（ａ）に示すように、第２工程において、螺旋状のガイドＪ３を有する治具Ｊを使用すればよい。このような螺旋状のガイドＪ３に多孔板１１の凹部１１Ｄを合わせつつ、多孔板１１を重ね合わせていくことで、多孔板１１の位相をずらしながら重ね合わせることができる。 Specifically, for example, as shown in FIG. 7A, a jig J having a spiral guide J3 may be used in the second step. By superimposing the perforated plate 11 while aligning the concave portion 11D of the perforated plate 11 with such a spiral guide J3, the perforated plate 11 can be overlapped while shifting the phase.

この形態によれば、螺旋状の通路１Ａを通る水を、通路１Ａの内壁に満遍なく接触させることができるので、通路１Ａを流れる水に発熱体１からの熱を効率よく伝達させることができる。また、通路１Ａを螺旋状にすることで、例えば通路を直線状に形成する場合に比べ、発熱体１の長さに対する通路１Ａの長さを大きくすることができるので、通路を流れる水に発熱体からの熱を効率よく伝達させることができる。なお、孔１１Ａを螺旋状に配列する方法は、前述した方法に限らない。例えば、図３に示すように、第１工程において、凹部１１Ｄの位相がずれた複数の多孔板１１を製造し、凹部１１Ｄの位相がずれた複数の多孔板１１を、図４に示す治具Ｊを用いて積層する方法であってもよい。 According to this embodiment, the water passing through the spiral passage 1A can be evenly contacted with the inner wall of the passage 1A, so that the heat from the heating element 1 can be efficiently transferred to the water flowing through the passage 1A. Further, by making the passage 1A spiral, for example, the length of the passage 1A with respect to the length of the heating element 1 can be increased as compared with the case where the passage is formed in a straight line, so that the water flowing through the passage generates heat. The heat from the body can be efficiently transferred. The method of arranging the holes 11A in a spiral shape is not limited to the method described above. For example, as shown in FIG. 3, in the first step, a plurality of perforated plates 11 in which the recesses 11D are out of phase are manufactured, and a plurality of perforated plates 11 in which the recesses 11D are out of phase are used as a jig shown in FIG. It may be a method of laminating using J.

多孔板１１を積層するための治具は、前述したような治具Ｊに限らず、例えば、図８に示すような２本の棒状の治具ＪＡであってもよい。なお、この場合には、第１工程において、１枚の板ＢＤに、複数の孔１１Ａを形成する他、多孔板１１の外周面に沿って２つの円弧状のスリットＳＬを形成する。これにより、多孔板１１が２つの接続部ＢＤ１を介して板ＢＤの余剰部ＢＤ２に接続された状態で形成される。 The jig for laminating the perforated plates 11 is not limited to the jig J as described above, and may be, for example, two rod-shaped jigs JA as shown in FIG. In this case, in the first step, in addition to forming a plurality of holes 11A in one plate BD, two arc-shaped slits SL are formed along the outer peripheral surface of the perforated plate 11. As a result, the perforated plate 11 is formed in a state of being connected to the surplus portion BD2 of the plate BD via the two connecting portions BD1.

また、板ＢＤの余剰部ＢＤ２、つまり多孔板１１が形成されない部分に、治具ＪＡに係合する係合孔ＢＤ３を２つ形成する。そして、第２工程において、作業者は、板ＢＤの各係合孔ＢＤ３に各治具ＪＡを挿入させつつ、複数の板ＢＤを積層していく。 Further, two engaging holes BD3 that engage with the jig JA are formed in the surplus portion BD2 of the plate BD, that is, the portion where the perforated plate 11 is not formed. Then, in the second step, the operator stacks a plurality of plate BDs while inserting each jig JA into each engagement hole BD3 of the plate BD.

その後、第３工程において、拡散接合により複数の板ＢＤを接合させる。最後に、接続部ＢＤ１を、ワイヤカットなどの方法により切断することで、発熱体１が製造される。 Then, in the third step, a plurality of plate BDs are joined by diffusion joining. Finally, the heating element 1 is manufactured by cutting the connecting portion BD1 by a method such as wire cutting.

なお、図９に示すように、１枚の板ＢＤに複数の多孔板１１を形成する場合には、１枚の板ＢＤに対して係合孔ＢＤ３を２つ設ければよい。この方法では、第１工程、第２工程および第３工程を１度行えば、複数の発熱体１を得ることができるので、大量生産するのに好適である。 As shown in FIG. 9, when a plurality of perforated plates 11 are formed on one plate BD, two engagement holes BD3 may be provided on one plate BD. In this method, a plurality of heating elements 1 can be obtained by performing the first step, the second step, and the third step once, which is suitable for mass production.

また、図８の形態では、治具ＪＡを円柱状、係合孔ＢＤ３を丸孔としたが、例えば、治具を多角形の棒とし、係合孔を治具の形状に対応した多角形の孔としてもよい。この場合、治具は１つでもよく、係合孔も１つでもよい。 Further, in the form of FIG. 8, the jig JA is a cylinder and the engagement hole BD3 is a round hole. For example, the jig is a polygonal rod and the engagement hole is a polygon corresponding to the shape of the jig. It may be a hole of. In this case, the jig may be one and the engagement hole may be one.

また、図８に示す方法で、通路１Ａを螺旋状にする場合には、第１工程において、多孔板１１の各孔１１Ａの位相を板ＢＤごとにずらすように多孔板１１を形成すればよい。この場合、各治具ＪＡに各係合孔ＢＤ３を合わせつつ板ＢＤを積層していくと、多孔板１１の角度が順次変わっていくので、通路１Ａを螺旋状にすることができる。 Further, when the passage 1A is spirally formed by the method shown in FIG. 8, the perforated plate 11 may be formed so that the phase of each hole 11A of the perforated plate 11 is shifted for each plate BD in the first step. .. In this case, if the plates BD are laminated while aligning the engaging holes BD3 with each jig JA, the angle of the perforated plate 11 changes sequentially, so that the passage 1A can be made into a spiral shape.

前記実施形態では、ガイドＪ２，Ｊ３を凸状に形成したが、本発明はこれに限定されず、ガイドは、凹形状であってもよい。なお、この場合には、多孔板の外周面に、凹形状のガイドに係合する凸部を設ければよい。 In the above embodiment, the guides J2 and J3 are formed in a convex shape, but the present invention is not limited to this, and the guide may have a concave shape. In this case, a convex portion that engages with the concave guide may be provided on the outer peripheral surface of the perforated plate.

前記実施形態では、多孔板１１の各孔１１Ａをエッチングにより形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば、多孔板の各孔をプレス加工により形成してもよい。 In the above embodiment, each hole 11A of the perforated plate 11 is formed by etching, but the present invention is not limited to this, and for example, each hole of the perforated plate may be formed by press working.

コイルは、空冷によって冷却することが考えられるが、空冷では、効率よくコイルを冷却することができない可能性がある。このような問題を解決すべく、加熱ユニットとしては、例えば、図１０に示す加熱ユニットＨＵ２を採用してもよい。加熱ユニットＨＵ２は、前記実施形態と同様の機能を有する発熱体１、収容管２、コイル３１および被覆部材３２を有する他、予熱流路形成部材４０と、を備える。予熱流路形成部材４０は、コイル３１の外周に沿って水を流すための予熱流路４１を形成するための部材である。 It is conceivable that the coil is cooled by air cooling, but it may not be possible to efficiently cool the coil by air cooling. In order to solve such a problem, for example, the heating unit HU2 shown in FIG. 10 may be adopted as the heating unit. The heating unit HU2 includes a heating element 1, a storage tube 2, a coil 31, and a covering member 32 having the same functions as those in the above embodiment, and also includes a preheating flow path forming member 40. The preheating flow path forming member 40 is a member for forming a preheating flow path 41 for flowing water along the outer periphery of the coil 31.

予熱流路形成部材４０は、第１ハウジング５０と、第２ハウジング６０と、を備えている。第１ハウジング５０は、発熱体１を中心とした円筒状の第１外周壁５１を有している。 The preheating flow path forming member 40 includes a first housing 50 and a second housing 60. The first housing 50 has a cylindrical first outer peripheral wall 51 centered on a heating element 1.

第２ハウジング６０は、発熱体１を中心とした円筒状の第２外周壁６１であって、第１外周壁５１よりも大径の第２外周壁６１を有している。第２外周壁６１は、第１外周壁５１と間隔を空けて配置されることで第１外周壁５１との間で予熱流路４１を形成している。 The second housing 60 is a cylindrical second outer peripheral wall 61 centered on the heating element 1, and has a second outer peripheral wall 61 having a diameter larger than that of the first outer peripheral wall 51. The second outer peripheral wall 61 is arranged at a distance from the first outer peripheral wall 51 to form a preheating flow path 41 with the first outer peripheral wall 51.

第２外周壁６１は、予熱流路４１に水を供給する給水口６１Ａと、予熱流路４１から水を排出する排水口６１Ｂと、を有している。給水口６１Ａと排水口６１Ｂは、第２外周壁６１の中心軸に沿った軸方向において、離れている。給水口６１Ａと排水口６１Ｂは、第２外周壁６１の周方向において同じ位置に配置されている。 The second outer peripheral wall 61 has a water supply port 61A for supplying water to the preheating flow path 41 and a drainage port 61B for discharging water from the preheating flow path 41. The water supply port 61A and the drainage port 61B are separated from each other in the axial direction along the central axis of the second outer peripheral wall 61. The water supply port 61A and the drainage port 61B are arranged at the same position in the circumferential direction of the second outer peripheral wall 61.

給水口６１Ａの周囲には、配管を接続するための円筒状の第１接続部６２が設けられている。排水口６１Ｂの周囲には、配管を接続するための円筒状の第２接続部６３が設けられている。第１接続部６２および第２接続部６３は、第２外周壁６１の外周面から突出している。 Around the water supply port 61A, a cylindrical first connection portion 62 for connecting a pipe is provided. Around the drainage port 61B, a cylindrical second connecting portion 63 for connecting a pipe is provided. The first connecting portion 62 and the second connecting portion 63 project from the outer peripheral surface of the second outer peripheral wall 61.

第１接続部６２は、加熱ユニットＨＵに向けて水を供給するための図示せぬ供給部に図示せぬ配管を介して接続されている。第２接続部６３は、図示せぬ配管および後述する第１キャップ７０を介して収容管２に接続されている。これにより、予熱流路４１が発熱体１の通路１Ａに接続され、予熱流路４１に供給された水が、予熱流路４１を通った後、発熱体１の通路１Ａを通過するように構成されている。 The first connection portion 62 is connected to a supply portion (not shown) for supplying water to the heating unit HU via a pipe (not shown). The second connecting portion 63 is connected to the accommodating pipe 2 via a pipe (not shown) and a first cap 70 described later. As a result, the preheating flow path 41 is connected to the passage 1A of the heating element 1, and the water supplied to the preheating flow path 41 passes through the passage 1A of the heating element 1 after passing through the preheating flow path 41. Has been done.

また、第２ハウジング６０は、第２外周壁６１の内周面から突出するリブ６４を有している。リブ６４は、給水口６１Ａから排水口６１Ｂの間において、螺旋状に形成されている。これにより、予熱流路４１は、第１外周壁５１に対して螺旋状に形成されている。 Further, the second housing 60 has a rib 64 protruding from the inner peripheral surface of the second outer peripheral wall 61. The rib 64 is formed in a spiral shape between the water supply port 61A and the drainage port 61B. As a result, the preheating flow path 41 is formed in a spiral shape with respect to the first outer peripheral wall 51.

また、リブ６４は、第１ハウジング５０の第１外周壁５１から離れている。これにより、予熱流路４１を通る水が、給水口６１Ａから排水口６１Ｂの間の範囲において、第１ハウジング５０の外周面の略全体に接触させることが可能となっている。 Further, the rib 64 is separated from the first outer peripheral wall 51 of the first housing 50. As a result, the water passing through the preheating flow path 41 can be brought into contact with substantially the entire outer peripheral surface of the first housing 50 in the range between the water supply port 61A and the drainage port 61B.

第１ハウジング５０の各端部と第２ハウジング６０の各端部の間は、他の部材で封止されている。なお、加熱ユニットＨＵ２は、軸方向の中央を基準にして略対称形状となっているため、以下、第１ハウジング５０の端部と第２ハウジング６０の端部を封止する構造について、軸方向の下端側を代表して説明し、他端側の説明は省略する。 Each end of the first housing 50 and each end of the second housing 60 are sealed with another member. Since the heating unit HU2 has a substantially symmetrical shape with respect to the center in the axial direction, the structure for sealing the end portion of the first housing 50 and the end portion of the second housing 60 will be described below in the axial direction. The description will be made on behalf of the lower end side of the above, and the description of the other end side will be omitted.

図１１に示すように、加熱ユニットＨＵ２は、軸方向の下端側に、第１キャップ７０と、第２キャップ８０と、を備えている。第１キャップ７０は、収容管２と第１ハウジング５０とを連結する部材である。 As shown in FIG. 11, the heating unit HU2 includes a first cap 70 and a second cap 80 on the lower end side in the axial direction. The first cap 70 is a member that connects the accommodating pipe 2 and the first housing 50.

第１キャップ７０は、第１ハウジング５０に連結される円筒状の第１連結部７１と、収容管２に連結される円筒状の第２連結部７２と、第１ハウジング５０の下端側の開口を塞ぐ壁７３と、水を通すための配管部７４と、円筒状部７５と、を有している。第１連結部７１は、内周面が第１ハウジング５０の外周面と接触した状態で、第１ハウジング５０の下端部に取り付けられている。詳しくは、第１連結部７１の内周面に形成された雌ネジ部が、第１ハウジング５０の外周面に形成された雄ネジ部に噛み合っている。第１連結部７１と第１ハウジング５０の間は、リング状のシール部材Ｓ１，Ｓ２で封止されている。 The first cap 70 has a cylindrical first connecting portion 71 connected to the first housing 50, a cylindrical second connecting portion 72 connected to the accommodating pipe 2, and an opening on the lower end side of the first housing 50. It has a wall 73 for closing the water, a piping portion 74 for passing water, and a cylindrical portion 75. The first connecting portion 71 is attached to the lower end portion of the first housing 50 in a state where the inner peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the first housing 50. Specifically, the female screw portion formed on the inner peripheral surface of the first connecting portion 71 meshes with the male screw portion formed on the outer peripheral surface of the first housing 50. The first connecting portion 71 and the first housing 50 are sealed with ring-shaped sealing members S1 and S2.

第２連結部７２は、収容管２の外周面に嵌合している。壁７３は、第１連結部７１と第２連結部７２とを連結している。壁７３と第１ハウジング５０の下端の間は、リング状のシール部材Ｓ３で封止されている。 The second connecting portion 72 is fitted to the outer peripheral surface of the accommodating pipe 2. The wall 73 connects the first connecting portion 71 and the second connecting portion 72. The space between the wall 73 and the lower end of the first housing 50 is sealed with a ring-shaped sealing member S3.

配管部７４は、外径が第２連結部７２よりも小さく、第２連結部７２から収容管２とは反対側に延びている。配管部７４は、図示せぬ配管を介して第２ハウジング６０の第２接続部６３に接続されている。 The outer diameter of the piping portion 74 is smaller than that of the second connecting portion 72, and extends from the second connecting portion 72 to the side opposite to the accommodating pipe 2. The piping portion 74 is connected to the second connection portion 63 of the second housing 60 via a pipe (not shown).

円筒状部７５は、第１連結部７１よりも小径、かつ、第２連結部７２よりも大径となる円筒状の部位である。円筒状部７５は、壁７３から第１ハウジング５０とは反対側に延びている。 The cylindrical portion 75 is a cylindrical portion having a smaller diameter than the first connecting portion 71 and a larger diameter than the second connecting portion 72. The cylindrical portion 75 extends from the wall 73 on the opposite side of the first housing 50.

第２キャップ８０は、第２ハウジング６０に連結される円筒状の外筒部８１および内筒部８２と、第１キャップ７０の円筒状部７５に連結される円筒状のキャップ連結部８３と、外筒部８１、内筒部８２およびキャップ連結部８３を連結する壁８４と、を有している。外筒部８１は、内筒部８２との間で、第２ハウジング６０の下端部を挟んでいる。 The second cap 80 includes a cylindrical outer cylinder portion 81 and an inner cylinder portion 82 connected to the second housing 60, a cylindrical cap connecting portion 83 connected to the cylindrical portion 75 of the first cap 70, and the like. It has a wall 84 that connects the outer cylinder portion 81, the inner cylinder portion 82, and the cap connecting portion 83. The outer cylinder portion 81 sandwiches the lower end portion of the second housing 60 with the inner cylinder portion 82.

詳しくは、第２ハウジング６０の第２外周壁６１の下端部には、第２外周壁６１の外周面から径方向外側に膨出する膨出部６５が形成されている。膨出部６５には、第２キャップ８０の外筒部８１が入る凹部６５Ａが形成されている。凹部６５Ａの内面と外筒部８１の間は、リング状のシール部材Ｓ４，Ｓ５で封止されている。 Specifically, a bulging portion 65 that bulges outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the second outer peripheral wall 61 is formed at the lower end portion of the second outer peripheral wall 61 of the second housing 60. The bulging portion 65 is formed with a recess 65A into which the outer cylinder portion 81 of the second cap 80 is inserted. The inner surface of the recess 65A and the outer cylinder portion 81 are sealed with ring-shaped sealing members S4 and S5.

内筒部８２は、径方向において、第２ハウジング６０と第１キャップ７０の第１連結部７１との間に配置されている。内筒部８２の外周面は、円錐状のテーパ面となっている。詳しくは、内筒部８２の外周面は、壁８４から離れるにつれて第２ハウジング６０から離れるように傾斜している。 The inner cylinder portion 82 is arranged between the second housing 60 and the first connecting portion 71 of the first cap 70 in the radial direction. The outer peripheral surface of the inner cylinder portion 82 is a conical tapered surface. Specifically, the outer peripheral surface of the inner cylinder portion 82 is inclined so as to move away from the second housing 60 as the distance from the wall 84 increases.

内筒部８２と第１連結部７１の間は、リング状のシール部材Ｓ６で封止されている。壁８４と第２ハウジング６０の間は、リング状のシール部材Ｓ７で封止されている。壁８４と第１キャップ７０の壁７３の間は、リング状のシール部材Ｓ８で封止されている。 The inner cylinder portion 82 and the first connecting portion 71 are sealed with a ring-shaped sealing member S6. The wall 84 and the second housing 60 are sealed with a ring-shaped sealing member S7. The space between the wall 84 and the wall 73 of the first cap 70 is sealed with a ring-shaped sealing member S8.

キャップ連結部８３は、内周面が第１キャップ７０の円筒状部７５の外周面と接触した状態で、円筒状部７５に取り付けられている。詳しくは、キャップ連結部８３の内周面に形成された雌ネジ部が、円筒状部７５の外周面に形成された雄ネジ部に噛み合っている。 The cap connecting portion 83 is attached to the cylindrical portion 75 in a state where the inner peripheral surface is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical portion 75 of the first cap 70. Specifically, the female threaded portion formed on the inner peripheral surface of the cap connecting portion 83 meshes with the male threaded portion formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 75.

次に、加熱ユニットＨＵ２による作用効果について説明する。
図１０に示すように、第２ハウジング６０の給水口６１Ａから予熱流路４１内に水が供給されると、水は、螺旋状の予熱流路４１によって、第２ハウジング６０の外周面上を螺旋状に回転して流れる。これにより、コイル３１で発生した熱が水に吸収されるので、コイル３１が冷却されるとともに、水が予熱される。Next, the action and effect of the heating unit HU2 will be described.
As shown in FIG. 10, when water is supplied into the preheating flow path 41 from the water supply port 61A of the second housing 60, the water flows on the outer peripheral surface of the second housing 60 by the spiral preheating flow path 41. It rotates in a spiral and flows. As a result, the heat generated in the coil 31 is absorbed by the water, so that the coil 31 is cooled and the water is preheated.

予熱流路４１を通過した水は、第２ハウジング６０の排水口６１Ｂから図示せぬ配管および第１キャップ７０を介して収容管２内に入る。収容管２内に入った水は、発熱体１の各通路１Ａを通る。これにより、予熱流路４１において予熱された水は、発熱体１の各通路１Ａ内でさらに加熱されて、図示せぬ蛇口から排出される。 The water that has passed through the preheating flow path 41 enters the accommodating pipe 2 from the drain port 61B of the second housing 60 via a pipe (not shown) and the first cap 70. The water that has entered the accommodation pipe 2 passes through each passage 1A of the heating element 1. As a result, the water preheated in the preheating flow path 41 is further heated in each passage 1A of the heating element 1 and discharged from a faucet (not shown).

以上、この形態によれば、以下の効果を得ることができる。
予熱流路４１を通る水によってコイル３１を冷却することができるので、例えば空冷に比べ、コイル３１を効率よく冷却することができる。また、予熱流路４１を通る水がコイル３１の熱を奪った後、発熱体１の通路１Ａ内で加熱されるので、水を効率よく加熱することができる。As described above, according to this form, the following effects can be obtained.
Since the coil 31 can be cooled by the water passing through the preheating flow path 41, the coil 31 can be cooled more efficiently than, for example, air cooling. Further, since the water passing through the preheating flow path 41 takes the heat of the coil 31 and then is heated in the passage 1A of the heating element 1, the water can be efficiently heated.

コイル３１を覆う第１ハウジング５０と、第１ハウジング５０を覆う第２ハウジング６０との間に、予熱流路４１を形成したので、第１ハウジング５０の第１外周壁５１の全周にわたって水を流すことができ、予熱流路４１を通る水でコイル３１の熱を効率よく吸収することができる。 Since the preheating flow path 41 is formed between the first housing 50 that covers the coil 31 and the second housing 60 that covers the first housing 50, water is applied to the entire circumference of the first outer peripheral wall 51 of the first housing 50. It can be flowed, and the heat of the coil 31 can be efficiently absorbed by the water passing through the preheating flow path 41.

予熱流路４１が第１外周壁５１に対して螺旋状に形成されているので、予熱流路４１の長さを大きくすることができ、予熱流路４１を通る水でコイル３１の熱をより効率よく吸収することができる。 Since the preheating flow path 41 is spirally formed with respect to the first outer peripheral wall 51, the length of the preheating flow path 41 can be increased, and the heat of the coil 31 can be increased by the water passing through the preheating flow path 41. It can be absorbed efficiently.

給水口６１Ａと排水口６１Ｂを軸方向で離したので、例えば給水口と排水口を軸方向で同じ位置に配置した場合と比べ、予熱流路４１の長さを大きくすることができる。 Since the water supply port 61A and the drainage port 61B are separated in the axial direction, the length of the preheating flow path 41 can be increased as compared with the case where the water supply port and the drainage port are arranged at the same position in the axial direction, for example.

リブ６４を第１ハウジング５０の外周面から離すことで、予熱流路４１を通る水を第１ハウジング５０の外周面全体に接触させることができるので、予熱流路４１を通る水でコイル３１の熱を効率よく吸収することができる。 By separating the rib 64 from the outer peripheral surface of the first housing 50, the water passing through the preheating flow path 41 can be brought into contact with the entire outer peripheral surface of the first housing 50. It can absorb heat efficiently.

図１０の形態では、第２ハウジング６０にリブ６４を設けたが、本発明はこれに限定されず、リブ６４はなくてもよい。また、予熱流路は、２つのハウジングで形成される流路に限らない。例えば、水が通るパイプを第１ハウジングの外周面に巻き付けることで、パイプ内の流路を予熱流路としてもよい。 In the embodiment of FIG. 10, the rib 64 is provided in the second housing 60, but the present invention is not limited to this, and the rib 64 may not be provided. Further, the preheating flow path is not limited to the flow path formed by the two housings. For example, the flow path in the pipe may be used as a preheating flow path by winding a pipe through which water passes around the outer peripheral surface of the first housing.

また、予熱流路を通過した水が通る発熱体は、通路を有していれば、どのような構造でもよいし、どのような製造方法で製造してもよい。例えば円柱状の金属棒を穴あけ加工することで、通路を有する発熱体を製造してもよい。 Further, the heating element through which water passes through the preheating flow path may have any structure and may be manufactured by any manufacturing method as long as it has a passage. For example, a heating element having a passage may be manufactured by drilling a columnar metal rod.

図１０の形態では、給水口６１Ａと排水口６１Ｂを、第２外周壁６１の周方向において同じ位置に配置したが、本発明はこれに限定されず、周方向において異なる位置に配置してもよい。 In the embodiment of FIG. 10, the water supply port 61A and the drainage port 61B are arranged at the same position in the circumferential direction of the second outer peripheral wall 61, but the present invention is not limited to this, and the water supply port 61A and the drainage port 61B may be arranged at different positions in the circumferential direction. good.

前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。 Each element described in the above-described embodiment and modification may be arbitrarily combined and carried out.

Claims

A columnar heating element that is induced and heated by a coil.
It is a regular hexagonal passage extending from one end in the axial direction of the heating element toward the other end, and each has a plurality of passages through which water passes.
The plurality of said passages
The first passage and
A second passage in which one side of the opening is adjacent to the first side of the opening of the first passage,
A third passage in which one side of the opening is adjacent to the second side of the opening of the first passage,
A fourth passage in which one side of the opening is adjacent to the third side of the opening of the first passage,
A fifth passage in which one side of the opening is adjacent to the fourth side of the opening of the first passage,
A sixth passage in which one side of the opening is adjacent to the fifth side of the opening of the first passage,
The sixth side of the opening of the first passage has a seventh passage to which one side of the opening is adjacent.
The dimension of the section located between the two passages arranged in a predetermined direction in the predetermined direction is smaller than the dimension of the passage in the predetermined direction.
Each of the plurality of passages has a protrusion on the inner peripheral surface, and has a protrusion.
The heating element is characterized in that the protrusion is provided only at the entrance of the passage .

The heating element according to claim 1, wherein the protrusion protrudes from a part of a portion corresponding to the side of the opening.

The heating element according to claim 1 or 2, wherein the outer diameter of the heating element is 20 mm or less.

The dimension of the compartment in the predetermined direction is 0.2 mm.
The heating element according to any one of claims 1 to 3, wherein the dimension of the passage in the predetermined direction is 0.6 mm.

It is a method of manufacturing a columnar heating element that is induced and heated by a coil.
A plurality of regular hexagons for forming a plurality of passages extending from one end to the other end in the axial direction of the heating element on a plate made of a material capable of induction heating, and each of which constitutes a plurality of passages through which water passes. The first step of manufacturing a perforated plate by forming the pores of
In the second step of superimposing the plurality of the perforated plates in a state where the holes of the perforated plates communicate with each other,
A third step of joining a plurality of the stacked porous plates by diffusion joining is provided.
In the first step,
The first hole and
A second hole whose side is adjacent to the first side of the first hole,
A third hole whose side is adjacent to the second side of the first hole,
The fourth hole, one side of which is adjacent to the third side of the first hole,
The fifth hole, one side of which is adjacent to the fourth side of the first hole,
The sixth hole, one side of which is adjacent to the fifth side of the first hole,
A plurality of the holes are formed and include a seventh hole having one side adjacent to the sixth side of the first hole.
The first is by forming a plurality of the holes so that the dimension of the section located between the two holes arranged in the predetermined direction in the predetermined direction is smaller than the dimension of the hole in the predetermined direction. Manufacture a perforated plate and a plurality of second perforated plates,
The first perforated plate is further formed with protrusions on the inner peripheral surfaces of the plurality of holes.
In the second step,
A method for manufacturing a heating element, which comprises superimposing the first perforated plate and a plurality of the second perforated plates so that the protrusions are provided only at the entrance of the passage .

The method for manufacturing a heating element according to claim 5, wherein the protrusion protrudes from a part of a portion corresponding to the side of the hole.

In the first step,
An engaging portion is formed on the outer peripheral surface of the disk-shaped perforated plate, and an engaging portion is formed.
In the second step,
While engaging the engaging portions of the plurality of perforated plates with the spiral guide formed on the inner peripheral surface of the outer frame having a cylindrical inner peripheral surface, the plurality of perforations are formed in the outer frame. The method for manufacturing a heating element according to claim 5 or 6, wherein the plates are laminated.

In the first step,
On the outer peripheral surface of each of the plurality of disk-shaped perforated plates, engaging portions that are out of phase with respect to the plurality of holes are formed.
In the second step,
A guide formed on the inner peripheral surface of an outer frame having a cylindrical inner peripheral surface, wherein the engaging portion of a plurality of the perforated plates is connected to a linear guide extending from one end to the other end of the outer frame. The method for manufacturing a heating element according to claim 5 or 6, wherein a plurality of the perforated plates are laminated in the outer frame while engaging the same.

In the first step,
On the board
With the engagement hole,
A plurality of the holes are formed so that the phases of the plurality of holes with respect to the engaging holes are shifted for each plate.
In the second step,
The method for manufacturing a heating element according to claim 5 or 6, wherein the plurality of the plates are laminated while passing the engagement holes of the plurality of the plates through a columnar jig.