JPH11235276A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 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１０１と、この発熱
体１０１を収納する容器１０５と、前記発熱体１０１を
誘導加熱するための誘導加熱コイル１０２と、前記誘導
加熱コイル１０２に高周波電力を供給する高周波電力供
給手段１０３とを備え、誘導加熱コイル１０２により発
生する交流磁界で発熱体１０１を誘導加熱する。

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、２、３記載の発明は、
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、前記発熱体を構成する導体には、前記
閉回路をなす導体部の半径方向での厚みの総和が、前記
閉回路に沿った渦電流を流すための起電力を発生するの
に適した厚みとした導体を用い、発熱体構造は前記導体
を渦巻き状または螺旋状に形成し電気的に接続した構造
とし、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４記載の発明は、発熱体として、複
数の非磁性金属環を同心円状に配置した構造を有する加
熱装置としたものであり、製造が簡単な形状で、単位体
積あたりの熱交換面積を大きくすることができるため、
液体を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安価に製造することができる。

【００１９】請求項５に記載した発明は、発熱体を同心
円状に配置した複数の非磁性金属環とし、一番内側の金
属環を磁性金属によって構成して、中心部を流れる液体
の温度を高めた発熱分布として、結果的に温度分布が均
一となる加熱装置を実現している。

【００２０】請求項６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。

【００２１】請求項７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。

【００２２】請求項８に記載した発明は、発熱体の隙間
に活性炭等の吸着材を詰めた構造とし、発熱体を誘導加
熱コイルにより加熱することで、吸着材の吸着されたト
リハロメタンを蒸気と共に放出させてトリハロメタン除
去能力を回復させることができる。

【００２３】請求項９に記載した発明は、発熱体の隙間
にゼオライト等の水分を吸着する物質を詰めた構造と
し、発熱体を誘導加熱コイルにより加熱することで、吸
着された水分を蒸発させ水分吸着能力を回復させること
ができる。

【００２４】請求項１０に記載した発明は、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。

【００２５】請求項１１に記載した発明は、均一発熱す
る発熱体を構成する金属等の導体に触媒を担持すること
で、触媒を均一に加熱することができる。

【００２６】請求項１２記載した発明は、発熱体に用い
る金属等の導体として、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構造を有する加熱装置とした
ものであり、乱流を発生させ熱交換効率を向上させるこ
とができる。

【００２７】請求項１３記載した発明は、乱流を発生さ
せ熱交換効率を向上させる穴として、金属等の導体の一
方の面から他方の面に気体または液体が流入するよう翼
部を有する加熱装置としたものであり、熱交換効率をよ
り向上させることができる。

【００２８】請求項１４記載の発明は、発熱体として多
孔質な金属導体で構成したものであり、加工が容易な加
熱装置を実現することができる。

【００２９】請求項１５記載の発明は、発熱体を入れる
容器として、熱交換に供しない部分に気体または液体を
通さないように構成した容器を有する加熱装置としたも
のであり、熱交換効率を向上させると共に、浄水を行っ
たり、発熱特性を向上させることができる。

【００３０】請求項１６記載の発明は、発熱体の電気的
な接続構造が所定の温度で切断されるように構成したも
のであり、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
を実現することができる。

【００３１】請求項１７記載の発明は、発熱体に用いる
導体として温度により抵抗率が変化する導体を使用する
ことで、発熱体の構成部品が、自動的に温度調節を行う
機能を有する加熱装置を実現することができる。

【００３２】請求項１８記載の発明は、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とることができる加熱装置を実現
できる。

【００３３】請求項１９記載の発明は、温度により記憶
された形状を復元する導体を使用し、この形状変化を抑
えるためのバネを利用することで、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取ることができ
る加熱装置を簡単な構成で実現できる。

【００３４】請求項２０記載の発明は、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
密度を均一化し均一加熱を行う加熱装置を実現できる。

【００３５】請求項２１記載の発明は、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。

【００３６】

【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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】次に、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。本発明では、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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】（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６０１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。

【００４９】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。

【００５０】以上で述べたような動作により、発熱体
を、複数の非磁性金属環が同心円状に配置された構造に
することで、製造が簡単な形状で、単位体積あたりの熱
交換面積を大きくすることができるため、液体を沸点に
近い温度まで昇温することができ、熱交換効率も高い加
熱装置を安価に製造することができる。

【００５１】なお、非磁性金属環を内側にいくほど厚み
の薄い環を用いれば、渦電流が流れる面の断面積を減ら
せるため、内側にほど発熱量を増やすことができ、内側
へ行くと磁束密度が薄くなることが原因で若干減少する
発熱量を補償し、より均一性を高めることができる。

【００５２】（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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】以上のように、本実施例によれば、発熱体
の中心部の温度を高くすることが出来るため、特に加熱
対象が石油のような粘度の高いものの場合に有効となる
ものである。つまり、液体の通過速度が中心部の方が速
いことと併せて考えた場合に、中心部の温度を高くでき
ることによって、全体の温度分布を均一とすることが出
来るものである。

【００５６】なお、本実施例では金属環を３重に構成し
ているが、特に３重に限定する必要はないものである。
また、金属環に使用する材質についても特にステンレス
に限定する必要はなく、相対的に最も内側に使用してい
る金属環の透磁率が外側に使用している金属環の透磁率
よりも大きければ、目的を達成することが出来る。

【００５７】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。

【００５８】（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９は、実施例４の発熱体９０１
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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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席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。

【００６３】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。

【００６４】（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１０は、実施例５の発熱体１０
１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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】（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１１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。１１０１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。

【００７０】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）。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】なお、本実施例では発熱体の形状として渦
巻き型を用いて説明を行ったが、螺旋状や実施例２〜５
で説明した形状を用いても構わないことは言うまでもな
い。

【００７６】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。

【００７７】（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１３は、実施例７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。

【００７８】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）。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】なお、本実施例では発熱体の形状として渦
巻き型を用いて説明を行ったが、螺旋状や実施例２〜５
で説明した形状を用いても構わないことは言うまでもな
い。

【００８３】（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。図１４は、実施例８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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】（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。図１５は実施例９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２０
２により電気的に接続されている。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】（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。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１６（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。

【００９２】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。

【００９３】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。 （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。図１７は、実施例１１の発熱体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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】（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１８０６には中空糸膜や
活性炭を詰めた容器、強磁性体１８０７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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】（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。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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】（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。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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】（実施例１５）以下、実施例１５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。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】（実施例１６）以下、実施例１６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。

【０１１２】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。

【０１１３】また、実施例１５でも述べたように、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。本実施例では、加熱
が行われると形状記憶合金板２４０１は伸び縮みを行
う。これにより、水垢が発熱体表面に析出しても、発熱
体１０１の伸縮動作により、水垢を自動的に剥がすこと
ができる。

【０１１４】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
螺旋状の導体を使用し、バネと協調動作させることで、
自動的に温度調節を行い、さらに導体表面についた水垢
等をとることができる加熱装置を簡単な構成で提供でき
る。

【０１１５】（実施例１７）以下、実施例１７について
添付図面を基に説明する。図２５は、実施例１７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。

【０１１６】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２１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。

【０１１７】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。

【０１１８】（実施例１８）以下、実施例１８について
添付図面を基に説明する。図２６は、実施例１８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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】

【発明の効果】以上のように、請求項１、２、３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。

【０１２５】請求項４記載の発明は、発熱体として、複
数の非磁性金属環を同心円状に配置した構造を有する加
熱装置としたものであり、製造が簡単な形状で、単位体
積あたりの熱交換面積を大きくすることができるため、
液体を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安価に製造することができる。

【０１２６】請求項５に記載した発明は、発熱体を同心
円状に配置した複数の非磁性金属環とし、一番内側の金
属環を磁性金属によって構成して、中心部を流れる液体
の温度を高めた発熱分布として、結果的に温度分布が均
一となる加熱装置を実現している。

【０１２７】請求項６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。

【０１２８】請求項７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。

【０１２９】請求項８に記載した発明は、発熱体の隙間
に活性炭等の吸着材を詰めた構造とし、発熱体を誘導加
熱コイルにより加熱することで、吸着材の吸着されたト
リハロメタンを蒸気と共に放出させてトリハロメタン除
去能力を回復させることができる。

【０１３０】請求項９に記載した発明は、発熱体の隙間
にゼオライト等の水分を吸着する物質を詰めた構造と
し、発熱体を誘導加熱コイルにより加熱することで、吸
着された水分を蒸発させ水分吸着能力を回復させること
ができる。

【０１３１】請求項１０に記載した発明は、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。

【０１３２】請求項１１に記載した発明は、均一発熱す
る発熱体を構成する金属等の導体に触媒を担持すること
で、触媒を均一に加熱することができる。

【０１３３】請求項１２記載した発明は、発熱体に用い
る金属等の導体として、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構造を有する加熱装置とした
ものであり、乱流を発生させ熱交換効率を向上させるこ
とができる。

【０１３４】請求項１３記載した発明は、乱流を発生さ
せ熱交換効率を向上させる穴として、金属等の導体の一
方の面から他方の面に気体または液体が流入するよう翼
部を有する加熱装置としたものであり、熱交換効率をよ
り向上させることができる。

【０１３５】請求項１４記載の発明は、発熱体として多
孔質な金属導体で構成したものであり、加工が容易な加
熱装置を実現することができる。

【０１３６】請求項１５記載の発明は、発熱体を入れる
容器として、熱交換に供しない部分に気体または液体を
通さないように構成した容器を有する加熱装置としたも
のであり、熱交換効率を向上させると共に、浄水を行っ
たり、発熱特性を向上させることができる。

【０１３７】請求項１６記載の発明は、発熱体の電気的
な接続構造が所定の温度で切断されるように構成したも
のであり、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
を実現することができる。

【０１３８】請求項１７記載の発明は、発熱体に用いる
導体として温度により抵抗率が変化する導体を使用する
ことで、発熱体の構成部品が、自動的に温度調節を行う
機能を有する加熱装置を実現することができる。

【０１３９】請求項１８記載の発明は、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とることができる加熱装置を実現
できる。

【０１４０】請求項１９記載の発明は、温度により記憶
された形状を復元する導体を使用し、この形状変化を抑
えるためのバネを利用することで、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取ることができ
る加熱装置を簡単な構成で実現できる。

【０１４１】請求項２０記載の発明は、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
密度を均一化し均一加熱を行う加熱装置を実現できる。

【０１４２】請求項２１記載の発明は、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。

【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】本発明の実施例２の加熱装置の発熱体の構成図

【図７】本発明の実施例３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４の加熱装置の発熱体の構成図

【図１０】本発明の実施例５の加熱装置の発熱体の構成
図

【図１１】本発明の実施例６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７の加熱装置の発熱体の構成
図

【図１４】本発明の実施例８の加熱装置の発熱体の構成
図

【図１５】本発明の実施例９の加熱装置の発熱体の構成
図

【図１６】本発明の実施例１０の加熱装置の構成および
動作の説明図

【図１７】本発明の実施例１１の加熱装置の発熱体の構
成図

【図１８】本発明の実施例１２の加熱装置の構成図

【図１９】本発明の実施例１３の加熱装置の発熱体の構
成図

【図２０】本発明の実施例１４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１５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】本発明の実施例１６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１７の加熱装置の構成図

【図２６】本発明の実施例１８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

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

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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装置。
2. 【請求項２】 発熱体は、前記閉回路をなす導体部の半
   径方向での厚みの総和が、前記閉回路に沿った渦電流を
   流すための起電力を発生するのに適した厚みを持つ発熱
   体とした請求項１記載の加熱装置。
3. 【請求項３】 発熱体は、金属等の導体を螺旋状または
   渦巻き状に電気的に接続した構造を有する請求項１また
   は２記載の加熱装置。
4. 【請求項４】 発熱体は、複数の非磁性金属環を同心円
   状に配置した構造を有する請求項１または２記載の加熱
   装置。
5. 【請求項５】 発熱体は、同心円状に配置した複数の非
   磁性金属環とし、一番内側の金属環を磁性金属によって
   構成した請求項１または２記載の加熱装置。
6. 【請求項６】 発熱体を前記容器の軸方向に積層して構
   成した請求項２〜５のいずれか１項に記載の加熱装置。
7. 【請求項７】 発熱体は、波状に加工した金属等の導体
   を使用する請求項２〜６のいずれか１項に記載の加熱装
   置。
8. 【請求項８】 発熱体の隙間に活性炭等の吸着材を詰め
   た構造を有する請求項２〜７のいずれか１項に記載の加
   熱装置。
9. 【請求項９】 発熱体の隙間に水分を吸着する物質を詰
   めた構造を有する請求項２〜７のいずれか１項に記載の
   加熱装置。
10. 【請求項１０】 発熱体の隙間に保水性の高い物質を詰
    めた構造を有する請求項２〜７のいずれか１項に記載の
    加熱装置。
11. 【請求項１１】 発熱体は、金属等の導体に触媒を担持
    して構成した請求項２〜７のいずれか１項に記載の加熱
    装置。
12. 【請求項１２】 発熱体は、金属等の導体に穴を開けた
    請求項２〜１１のいずれか１項に記載の加熱装置。
13. 【請求項１３】 金属等の導体に設けた穴の近傍には、
    前記容器内の気体または液体が移動する際に、前記金属
    等の導体の一方の面から他方の面に前記気体または液体
    が流入するよう翼部を有する請求項１２記載の加熱装
    置。
14. 【請求項１４】 発熱体は、多孔質な金属等の導体で構
    成された請求項１記載の加熱装置。
15. 【請求項１５】 前記容器は、熱交換に供しない部分に
    気体または液体が通過しない構成とした請求項１記載の
    加熱装置。
16. 【請求項１６】 発熱体の電気的な接続構造が所定の温
    度で切断されるように構成した請求項３記載の加熱装
    置。
17. 【請求項１７】 発熱体は、温度により抵抗率が変化す
    る導体を使用する請求項３または５記載の加熱装置。
18. 【請求項１８】 発熱体は、温度により記憶された形状
    を復元する導体を使用する請求項３記載の加熱装置。
19. 【請求項１９】 発熱体は、温度により記憶された形状
    を復元する導体を使用し、この形状変化を抑えるための
    バネを備えた請求項３記載の加熱装置。
20. 【請求項２０】 誘導加熱コイルの開口部近傍の単位長
    あたりの巻数が中央部の巻数よりも多いことを特徴とす
    る請求項１記載の加熱装置。
21. 【請求項２１】 誘導加熱コイルの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っていることを特徴
    とする請求項１記載の加熱装置。