JPS62238943A - 誘導加熱湯沸器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、パイプ内を流通する水を伝熱手段を介して誘
導加熱コイルにより加熱することによって連続的に湯を
得るようにした誘導加熱湯沸器に関する。

（従来の技術） 湯沸器としては、従来、ガス湯沸器が洪されている。こ
のうち所謂瞬間ガス湯沸器においては、水を通すパイプ
をガスバーナーにより加熱することにより、連続的に湯
を生成するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成では、水圧の変動等によりパイ
プ内の流通水量が大きく変化するのに対して、ガスバー
ナーの加熱出力は略一定出力であるか或は高、低２段切
換出力程度であるので、パイプ内の流通水量が多くなる
と生成される湯の温度か低くなり、流通水量が少なくな
ると湯温が高（なるという不具合があった。特に、何ら
かの外的要因によりパイプ内の流通水量が極端に少なく
なると、その水が異常加熱されてパイプ内で蒸発すると
共に、その水蒸気が加熱されて急激に膨張することから
、パイプ内の熱湯が高熱蒸気と共に勢いよく吹き出され
て使用者が火傷する虞もある。

そこで、本発明の目的は、パイプ内の流通水量に応じて
加熱装置の加熱出力を調節する。ことができて、流通水
量が大きく変化しても生成される湯の温度が大きく変化
することを防止できると共に、内部の水の異常加熱に起
因した火傷等の危険も防止できる誘導加熱湯沸器を提供
するにある。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明の誘導加熱湯沸器は、パイプ内の水を伝熱手段を
介して誘導加熱コイルにより加熱する加熱装置を設ける
と共に、パイプ内の流通水量を検出する水量検出手段を
設け、更に水量検出手段の検出出力に応じて前記加熱装
置の加熱出力を調節する制御手段を設けるように構成し
たものである。

（作用） 加熱装置の加熱出力は制御手段によって制御されるもの
であるが、このとき上記加熱出力は、水量検出手段の検
出出力即ちパイプ内の流通水量に応じて調節されるよう
になる。従って、パイプ内の流通水量が大きく変化した
としても生成される湯の温度を略一定に保つことが可能
になる。

（実施例） 以下、本発明の第１の実施例につき第１図乃至第６図を
参照しながら説明する。

まず、第２図において、１は前部ケース、２は前部ケー
ス１の後面開口部を閉塞する後部ケースであり、これら
前、後部ケース１．２は仕切板３により仕切られている
。４は前部ケース１内に配設された水を通すパイプで、
これは渦巻状に巻回して形成され、その両端を夫々通水
口４ａ及び給湯口４ｂとしている。５．６はパイプ４を
挟むように設けられた伝熱手段たる鉄板で、この場合、
前面側の鉄板５とパイプ４との間には断熱材７が介装さ
れ且つ背面側の鉄板６とパイプ４との間にはシリコンペ
ーストが塗布されている。尚、鉄板５．６は図示しない
ねじにより互に締付は固定されている。８，９は断熱材
で、これらは夫々前部ケース１と鉄板５との間及び仕切
板３と鉄板６との間に介装されている。さて、１０は後
部ケース２内に配設された加熱装置で、以下これについ
て述べる。１１は渦巻き状に巻回された誘導加熱コイル
で、これは上記パイプ４と対向してコイルベース１２に
取付けられている。１３はプリント配線基板であり、こ
れには図示しない電子部品が配設されている。また、１
４は冷却ファンで、これにより後部ケース２の下部に形
成された吸気口２ａを介して外部の空気が吸入されると
共に、後部ケース２の上部に形成された排気口２ｂを介
して内部の空気が排出され、以て、電子部品及び訓導加
熱コイル１１等が冷却されるようになっている。

さて、電気的構成を示す第３図において、１５は直流電
源で、これは電源プラグ１６を介して入力される図示し
ない商用電源の出力を整流・平滑する全波整流回路１７
．チョークコイル１８及び平滑用コンデンサ１９．２０
からなる。２１は電源スィッチ、２２ａは後述するリレ
ースイッチであり、これらは電源プラグ１６の一端と金
波整流回路１７の一方の入力端子との間に直列に接続さ
れている。２３は共振回路で、これは前述した誘導加熱
コイル１１及び共振用コンデンサ２４から１１ζ成され
ている。２５は共振回路２３に高周波出力を供給するパ
ワーモジュールたるインバータで、これはＮＰＮ形トラ
ンジスタ２６及びダイオード２７等から構成されている
。２８は制御手段たる制御回路で、この制御回路２８に
は、第１図に示す機能の他に誘導加熱調理器に用いられ
る周知構成の機能、即ち、インバータ２５から共振回路
２３への通電路に設けられた変流器２９からの検出信号
を受けると共に、誘導加熱コイル１１の両端の電圧を入
力してこれらの例えば位相差を検出することにより、共
振回路２３が共振状態を保持するようにトランジスタ２
６のベース電流を調節する機能が含まれている。また、
制御回路２８には、全波整流回路１７への商用電源の通
電路に設けられた変流器３０からの検出信号を受けるこ
とにより、例えば該通電路に過電流が流れたときにその
回路を遮断する機能も含まれている。尚、３１は制御回
路２８に電源を供給する変圧器、３２は前記冷却ファン
１４を駆動するファンモータである。

次に、第１図において、３３は水量検知手段で、これは
、パイプ４内に設けられそのパイプ４内を流通する水に
よって回転される水量検出部材たる羽根３４、及びこの
羽根３４の回転数に応じた交流の電圧信号Ｓａを発生す
る誘導発電機３５から構成されている。従って、誘導発
電機３５の検出出力即ち電圧信号Ｓａのレベルは、パイ
プ４内の流通水量に対応するものであり、その電圧信号
Ｓａは制御回路２８に与えられるようになっている。

ここで、制御回路２８について詳述するに、まず、誘導
発電機３５の一方の出力端子から出力される電圧信号Ｓ
ａは、ダイオード３６．サンプリング抵抗３７及び平滑
用コンデンサ３８からなる整流回路３９を介して直流の
電圧信号Ｖａに変換される。第４図はこの電圧信号Ｖａ
と羽根３４の回転数との関係を示す特性図である。そし
て、上記電圧信号Ｖａは抵抗４０ａ、４０ｂにより分圧
されてＮＰＮ形のトランジスタ４１のベースに与えられ
る。上記トランジスタ４１は、そのコレクタが抵抗４２
を介して直流電源端子＋Ｖｃｃに接続され、エミッタが
並列接続された抵抗４３及びコンデンサ４４を介してア
ースされている。これにより、トランジスタ４１のエミ
ッタからは、電圧信号Ｖａを増幅した電圧信号ｖｂが出
力される。４５．４６は直流電源端子＋Ｖｃｃとアース
との間に直列接続された分圧抵抗で、その共通接続点か
ら一定レベルの分圧電圧Ｖｌが出力される。４７はコン
パレータで、これは、その（＋）入力端子に、前記増幅
電圧信号ｖｂを受けると共に前記分圧電圧■１をダイオ
ード４８を介して受け、更に、（−）入力端子に、のこ
ぎり波発生回路４９からのこぎり波信号Ｓｂ（第６図参
照）を受けるようになっている。尚、第５図はコンパレ
ータ４７の（＋）入力端子に対する入力電圧と羽根３４
の回転数との関係を示す特性図である。ここで、コンパ
レータ４７は、増幅電圧信号ｖｂ及び分圧電圧Ｖ１の加
算電圧ｖｂ−とのこぎり波信号ｓｂとを比較して、ｖｂ
−＞ｓｂのときはハイレベル、それ以外のときはローレ
ベルのパルス信号Ｓｃを出力するようになっている。・
従って、コンパレータ４７から出力されるパルス信号Ｓ
ｃは、第６図中人に示すような低いレベルの増幅電圧信
号ｖｂが出力されたときにそのパルス幅が狭くなり、第
６図中Ｂに示すような高い増幅電圧信号ｖｂが出力され
たときにそのパルス幅が広くなる。５ｏはベースドライ
ブ回路で、これはコンパレータ４７からのパルス信号Ｓ
ｃがハイレベルに立上がる毎にインバータ２５内のトラ
ンジスタ２６をオンしてインバータ２５を駆動するよう
に構成されており、以て、インバータ２５の出力が上記
パルス信号ＳＣのデユーティ比に応じたレベルとなるよ
うに制御する。一方、誘導発電機３５から出力される電
圧信号Ｓａは、ダイオード５１．サンプリング抵抗５２
及び平滑用コンデンサ５３からなる整流回路５４を介し
て直流の電圧信号Ｖｃに変換される。

上記電圧信号ＶｃはＮＰＮ形のトランジスタ５５のベー
スに抵抗５６を介して与えられるようになっており、こ
の場合、ｌ・ランジスタ５５は、そのコレクタがリレー
２２の励磁コイル２２ｂを介して直流電源端子十Ｖｃｃ
に接続され、エミッタがアースされている。尚、リレー
２２の励磁コイル２２ｂに対する通電に応じて前述した
リレースイッチ２２ａがオンされるものであり、その励
磁コイル２２ｂには図示極性のダイオード５７が並行に
接続されている。

次に、上記構成の作用について述べる。まず、パイプ４
内の水が流れると、水雷検出手段３３の羽根３４が回転
し、その回転数に応じた電圧信号Ｓａが誘導発電１ＩＬ
３５から出力される。すると、上記電圧信号Ｓａを受け
た整流回路５４が電圧信号Ｖｃを出力するようになり、
この電圧信号Ｖｃによりトランジスタ５５がオンされる
。このため、リレー２２の励磁コイル２２ｂに通電され
てそのリレースイッチ２２ａがオンされ、これに応じて
直流電源１５に通電される。上記のように直流電源１５
に通電されると、コンパレータ４７からパルス信号Ｓｃ
が出力されると共に、このパルス信号Ｓｃを受けたベー
スドライブ回路５０によりインバータ２５が駆動される
ようになる。このため、加熱装置１０内の誘導加熱コイ
ル１１に高周波電流が供給され、これに伴う誘導作用に
より鉄板５゜６に渦電流が流れるようになる。そして、
特に鉄板６でのジュール損に伴う発熱により、パイプ４
ひいてはその内部を流れる水が加熱されるようになり、
以てパイプ４で湯が生成されると共に、その湯が給湯口
４ｂから吐出されるようになる。

而して、パイプ４内の流通水量が少ない場合には、羽根
３４の回転数が小さいことから、誘導発電機３５からの
電圧信号Ｓａ、ひいてはトランジスタ４１からの増幅電
圧信号ｖｂも小さくなる。

従って、この場合には、パルス信号Ｓｃのパルス幅が狭
くなるため、インバータ２５の出力が小さくなり、加熱
装置１０の加熱出力か小さくなるように調節される。こ
のような状態で、パイプ４内の流通水量が多くなると、
羽根３４の回転数が高（なることから、誘導発電機３５
からの電圧信号Ｓａが太き（なって、増幅電圧信号ｖｂ
も太き（なる。従って、この場合には、パルス信号Ｓｃ
のパルス幅が広くなるため、インバータ２５の出力が大
きくなり、加熱装置１０の加熱出力が大きくなるように
調節される。また、パイプ４内の水の流れが停止すると
、水量検出手段３３の羽根３４０回転が停止し、誘導発
電機３５から電圧信号Ｓａが出力されなくなる。この結
果、トランジスタ５５がオフされてリレー２２のリレー
スイッチ２２ａがオフされるため、直流型［１５が断電
されてインバータ２５が駆動停止される。

このような構成の本実施例によれば、パイプ４内の流通
水量が少ないときには加熱装置１０の加熱出力が小さく
なると共に、流通水量が多いときには加熱出力が大きく
なることから、流通水量が大きく変化してもパイプ４内
で生成される湯の温度は略一定の温度に保持されるよう
になり、従来とは異なって湯温が高くなったり低くなっ
たりすることを防止できると共に、パイプ４内の水が異
常加熱されて使用者が火傷することも防止できる。

また、パイプ４内に設けた羽根３４の回転数によって、
そのパイプ４内の流通水量を検出するようにしたので、
その検出が確実になる。しかも、制御回路２８により水
量検出手段３３からの電圧信号Ｓａの；ａ無に応じてイ
ンバータ２５の駆動開始及び停止を制御するようにした
ので、パイプ４内への水の供給が停止したときに確実に
加熱装置ｆｆＯによる加熱を停止でき、所謂空炊きを防
止し得る。

尚、上記実施例では、パイプ４と鉄板６との間に鉄粉を
充填することにより、伝熱効率をより一層向上させるよ
うにしても良い。また１、上記実施例では、羽根３４の
回転数を誘導発電機３５によって電圧信号Ｓａに変換す
るようにしたが、羽根３４の回転数をロークリエンコー
ダ等の変換手段によって周波数信号に変換すると共に、
この周波数信号に基づいて加熱装置１０の加熱出力を調
節する構成としても良い。

第７図及び第８図は本発明の第２の実施例を示すもので
、第１の実施例と異なるところは、鉄板５．６の代わり
に、伝熱手段たる鉄粉５８をパイプ４に溶射するように
構成した点にある。尚、５９は断熱材である。この第２
の実施例においても第１の実施例と同様な作用効果を得
ることができる。特に、鉄粉５８をパイプ４に溶射した
ので、パイプ４内の水への伝熱効率を向上できる。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、パイプ内の流
通水量に応じて加熱装置の加熱出力を調節することがで
きて、流通水量が大きく変化しても生成される湯の温度
が太き（変化することを防止できると共に、内部の水の
異常加熱に起因した火傷等の危険も防止できるという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の第１の実施例を示すもので
、第１図は要部の断面図を含む制御回路の部分回路図、
第２図は縦断側面図、第３図は全体の概略を示す電気的
構成図、第４図及び第５図は夫々特性図、第６図はタイ
ムチャートである。 また、第７図及び第８図は本発明の第２の実施例を示す
もので、第７図は第２図相当図、第８図は要部の縦断側
面図である。 図面中、４はパイプ、５，６は鉄板（伝熱手段）、１０
は加熱装置、１１は誘導加熱コイル、１５は直流電源（
電源）、２８は制御回路（制御手段）、３３は水量検出
手段、３４は羽根（水量検出手段）、３５は誘導発電機
、５８は鉄粉（伝熱手段）を示す。 も　２　図 第　４　図 第５図 も　６　辺 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水を通すパイプと、このパイプ内の水を伝熱手段を
   介して誘導加熱コイルにより加熱する加熱装置と、前記
   パイプ内の流通水量を検出する水量検出手段と、この水
   量検出手段の検出出力に応じて前記加熱装置の加熱出力
   を調節する制御手段とを設けたことを特徴とする誘導加
   熱湯沸器。 ２、水量検出手段は、パイプ内に位置された水量検出部
   材を備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の誘導加熱湯沸器。 ３、水量検出手段は、パイプ内を流通する水によって回
   転される羽根を水量検出部材として有すると共に、この
   羽根の回転数に応じた電圧を発生する誘導発電機を備え
   てなることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   誘導加熱湯沸器。 ４、水量検出手段は、パイプ内を流通する水によって回
   転される羽根を水量検出部材として有すると共に、この
   羽根の回転数に応じた周波数のパルス信号を発生する変
   換手段を備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の誘導加熱湯沸器。 ５、制御手段は、水量検出手段からの検出出力の有無に
   応じて加熱装置の電源を通断電することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の誘導加熱湯沸器。