JPH0579344U

JPH0579344U - 電気瞬間湯沸器

Info

Publication number: JPH0579344U
Application number: JP1679892U
Authority: JP
Inventors: 雅博峰松; 宜博佐藤
Original assignee: Minematsu Electric Machine Co Ltd
Current assignee: Minematsu Electric Machine Co Ltd
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【構成】高周波が印加される偏平状加熱コイル（４）
と、この加熱コイルに近接して配設され、前記加熱コイ
ルとの相対向する面が平面で内部に蛇行状の水通路が形
成された導電性の加熱部（１２）とを備えた電気瞬間湯
沸器。加熱コイル（４）に高周波を印加すると、誘導加
熱により加熱部（１２）に交番磁束が発生し、近傍に置
かれた導電性の加熱部、特にその相対向する面に誘導電
流が流れ、そのジュール熱により加熱部（１２）が発熱
する。その熱により、内部の水通路を通る水が加熱され
る。通水量と水通路の長さと加熱コイルへの入力電力及
び効率により計算される温度で、加熱部の湯出口から湯
が連続的に得られる。【効果】偏平状加熱コイル（４）に近接して配設され
た導電性の加熱部（１２）の平面的な面に誘導電流が効
率的に誘導されるので、効率の高い電気式瞬間湯沸器を
実現できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、誘導加熱方式の電気瞬間湯沸器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

湯沸器については、従来からガス式と電気式がある。ガス式の特徴は、点火と同時に最大火力となり、水が通っている肉厚の比較的薄いパイプ及びこれにつながるフィンを直接熱するため、従来の電気式に比べ著しく反応が早いもので、いわゆる瞬間湯沸器と言われるものである。パイプ内を通過する水を連続的に、利用できる湯温に熱することができるため、貯湯タンクが不要で、小さい器体で大きな能力を得ることができる。また、貯湯タンクが無いことは、利用する湯が新鮮であることにもつながり、これも大きな利点である。しかし、ガスは、燃焼する時に酸素を必要とする。どの程度必要とするかは表１の通りである。この例では、シャワー等にも使える 3,000ｋcal/ｈのガス瞬間湯沸器を１時間使用し、ガスは燃焼熱 12033cal/ｇのプロパンガスを使用した。

【０００３】

【表１】

【０００４】室内で使用する場合、空気を全く必要としない電気式に比べ、大量の空気が必要であり、このため空調設備等、換気への注意が必要となり、これを怠ると不完全燃焼による中毒やガス爆発事故の原因になる。

【０００５】また、表１にあるように、ガスの燃焼により生成される水分も室内の湿度を高め、カビや細菌類の発生の原因の一つになっている。また、空調設備による換気は冷暖房のコストを上げる結果になっている。

【０００６】一方、電気式の湯沸器は、貯湯タンクに直接シーズヒータが差し込まれ、タンク内の水を温める方式が一般的（深夜電力利用温水器など）である。この場合、ヒータに電気が流れて、タンク内の水が利用できる温度に達するまでに時間が掛かり過ぎるため、あらかじめタンク内の水を、利用できる温度近くまで温めておく必要がある。このため、一度に利用できる湯量に制限があるうえ、次に利用できるようになるまで一定時間待たなければならず、連続給湯ができない。また、シーズヒータに電流が流れてから、水との熱交換が最大になるまでの時間遅れも無視できない、いわゆる立上りの鈍さである。

【０００７】これらを改善するため、タンク内の構造を二重にしてヒータ回りの湯量を小さくする等の工夫をしたものがあるが、未だ連続給湯にいたっていない。また、一度に利用できる湯量を増やすと、次の利用までの追い炊き時間が長くなるうえ、装置全体が大きくなってしまう。

【０００８】電気式の加熱方式の一つに、誘導加熱がある。誘導加熱は、加熱コイルに交流電流を流すと交番磁束が発生し、近傍におかれた導電性の加熱材に誘導電流が流れ、そのジュール熱により発熱するという原理に基づいている。

【０００９】誘導加熱における加熱コイルの形状と加熱材との配置は、従来より各種工業用でさまざまな形がとられてきた。

【００１０】金属パイプ内を流れる液体を誘導加熱によって加熱する場合、まず加熱コイルとの誘導加熱によって金属パイプが加熱され、次に金属パイプ内を流れる液体と金属パイプ内面との接触面での熱伝導（熱交換）により液体が加熱される。このことは金属パイプと液体との接触面積を、加熱コイルにより供給される電気容量に見合うように充分とることの必要性につながる。接触面積が小さいと、金属パイプの温度が上昇し、これが過ぎると、例えば液体が水の場合、金属パイプとの接触面での沸きにつながる。このことから考えて、金属パイプの外側に加熱コイルを配置する場合、図３（ａ）の方法では金属パイプＰの加熱部分が長くなりすぎるため、図３（ｂ）や（ｃ）の方法が考えられる。ところが、図３（ｂ）や（ｃ）の方法では、加熱コイルＣに近接している部分が断続的にとぎれるため、誘導効率が低下する。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

本考案が解決すべき課題は、誘導効率を向上させた誘導加熱式の電気瞬間湯沸器を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

この課題を解決するため、本考案の電気瞬間湯沸器は、高周波が印加される偏平状加熱コイルと、この加熱コイルに近接して配設され、前記加熱コイルとの相対向する面が平面で内部に蛇行状の水通路が形成された導電性の加熱部とを備えたものである。

【００１３】

【作用】

加熱コイルに高周波を印加すると、誘導加熱により加熱部に交番磁束が発生し、近傍に置かれた導電性の加熱部、特にその相対向する面に誘導電流が流れ、そのジュール熱により加熱部が発熱する。その熱により、内部の水通路を通る水が加熱される。通水量と水通路の長さと加熱コイルへの入力電力及び効率により計算される温度で、加熱部の湯出口から湯が連続的に得られる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案を実施例に基づいて具体的に説明する。図１は本考案に係る瞬間湯沸器の基本的構成を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図において、４は偏平状加熱コイルであり、渦巻き状に巻かれている。この偏平状加熱コイル４に近接して、加熱部１２が配置されている。加熱部１２は、図１（ａ）に示すように、銅やアルミニウム、ステンレス等の金属パイプに角パイプを用いて複数本を密着させ、両端で、隣りどうしの角パイプを内部連結させたものである。

【００１５】この構成により、加熱コイル４に近接している加熱部１２が電気的に１枚の板状になっているため、誘導加熱効果を最大に引き出せるだけでなく、パイプ（水通路）内を流れる液体とパイプ内面との接触面積も大きく取れるので、全体の容積を小さくできる利点がある。このことは、例えば瞬間湯沸器などに利用する場合、周辺装置が多岐に及ぶので大きなメリットとなる。

【００１６】図２は本考案の加熱コイル４と加熱部１２を使用した瞬間湯沸器を表している。図中１は商用交流電源から受電する電源開閉部、２はサイリスタ等を用いた高周波インバータ、３は共振コンデンサ、５は高周波インバータ２の出力を制御する出力制御部、６は水流感知部、７は電流感知部、８は湯温設定部、９は湯温感知部、１０は湯温設定部８で設定された温度と湯温感知部９で感知された湯温とを比較する比較部、１１は加熱部内の水圧を減圧する減圧器、１３は手動バルブ、１４は圧力逃がし弁である。

【００１７】手動バルブ１３を開けると、水流感知部６により、電源開閉部１がＯＮの状態となる。湯温感知部９は加熱部の出口の温度を感知し、湯温設定部８にて予め設定しておいた温度とを比較部１０で比較し、出力制御部５にその情報を送る。電流感知部７は、加熱コイル４の電流を感知し、その情報を出力制御部５に送る。これらの情報を元に出力制御部５は高周波インバータ２をコントロールする。電流感知部７および湯温感知部９は異常な値を感知したとき、出力制御部５に関係なく、電源開閉部１を遮断できるようになっている。また、水の流れは減圧器１１により、一定の圧力で加熱部１２へ送られて加熱され、手動バルブ１３を通して使用に供する。手動バルブ１３を閉じると、水流感知部６により、ただちに電源開閉部１を遮断する。また、万一手動バルブ１３が閉じられている状態で加熱した場合（水流感知部６の故障等）には、圧力逃がし弁１４により水蒸気を逃がすと共に、湯温感知部９での異常温検出により電源開閉部１が遮断される。

【００１８】〔実施例〕外径２１ｃｍ、ターン数１８の加熱コイル４に５．３ＫＷ，３０〜５５ｋＨｚの高周波を流し、加熱コイル４の上面と１４ｍｍ隔てて配置した背面１８×２８ｃｍの加熱部（水通路の断面積１２１ｍｍ²）に、１．３３リットル／分の水を連続的に供給したところ、５２．６℃の温度上昇が見られた。効率は９２．１％であった。

【００１９】

【考案の効果】

以上に述べたように、本考案によれば、偏平状加熱コイルに近接して配設された導電性の加熱部の平面的な面に誘導電流が効率的に誘導されるので、効率の高い電気式瞬間湯沸器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る瞬間湯沸器の基本的構成を示す
ものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】本考案に係る瞬間湯沸器の電気的構成を示す
ブロック図である。

【図３】従来の誘導加熱方式を各種示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１：電源開閉部、２：高周波インバータ、３：共振コン
デンサ、４：加熱コイル、５：出力制御部、６：水流感
知部、７：電流感知部、８：湯温設定部、９：湯温感知
部、１０：比較部、１１：減圧器、１２：加熱部、１
３：手動バルブ、１４：圧力逃がし弁

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】高周波が印加される偏平状加熱コイル
と、この加熱コイルに近接して配設され、前記加熱コイ
ルとの相対向する面が平面で内部に蛇行状の水通路が形
成された導電性の加熱部とを備えた電気瞬間湯沸器。