JP2008281287A - 電気式連続湯沸器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的な加熱効率に極めて優れる電気式連続湯沸器を提供する。
【解決手段】それぞれ長尺状の導電円管３がおおむね仮想平面上に配置されるよう渦巻き状に巻回された第１コイル１および第２コイル２を備え、上記第１コイル１と第２コイル２は所定間隔を隔てて略平行に配置され、上記第１コイル１と第２コイル２は、それぞれ高周波電流が略同時に同方向の電流が流れるよう巻回されるとともに電気的な接続がなされることにより、上記第１コイル１と第２コイル２に挟まれた誘導加熱領域７に、水が流通する流路１７を流れる水に対して熱的に接触した状態で誘導加熱される加熱部材としての加熱管１２を存在させた。
【選択図】図１

Description

本発明は、効率のよい加熱が実現する電気式連続湯沸器に関するものである。

湯沸器については、従来からガス式と電気式とがある。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。

このようなガス式の瞬間湯沸器は、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。

ところが、ガスは、燃焼する時に酸素を必要とするため、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。また、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。

また、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である（例えば、深夜電力利用温水器など）。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。

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。したがって、現在のところ、高温に加熱した湯の貯留量を多くすることである程度の連続給湯を実現しているのが実情であり、次の利用までの追い炊き時間が長くなるうえ、装置全体も大きくなるという問題を有している。しかも、貯留槽を厚い断熱層で覆う必要があるためさらに装置が大型化するうえ、厚い断熱層で覆ったとしても貯留槽からの熱の放出が避けられず、その分エネルギー効率が悪かったのが実情である。

一方、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。このような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。

例えば、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ものとして、下記の特許文献１の電気瞬間湯沸器が提案されている。この特許文献１記載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。このようにすることにより、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。
実開平５−７９３４４号

しかしながら、上記特許文献１の瞬間湯沸器では、１つの偏平状加熱コイルの片面側に水通路を有する加熱部が配置されたものであるため、それによって発生する誘導電流にも限界があり、誘導効率にも限界がある。また、１対の偏平状加熱コイルを対称に対向させることも考えられるが、２つの偏平状加熱コイルに高周波電流を通電したとき、それぞれの偏平状加熱コイルに同時に流れる電流は、お互いに渦巻きの反対方向に向かって流れることになる。このため、２つの偏平状加熱コイルで同時に発生する磁界の向きがお互いに打ち消しあう方向となるため、全体として磁界が弱くなり、当該磁界によって発生する誘導電流も小さくなるため、結果的に消費電力に対する加熱効率が極めて小さくなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、電気的な加熱効率に極めて優れる電気式連続湯沸器の提供をその目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の電気式連続湯沸器は、それぞれ長尺状の導電部材がおおむね仮想平面上に配置されるよう渦巻き状に巻回された第１のコイルおよび第２のコイルを備え、上記第１のコイルと第２のコイルは所定間隔を隔てて略平行に配置され、上記第１のコイルと第２のコイルは、それぞれ高周波電流が略同時に同方向の電流が流れるよう巻回されるとともに電気的に接続され、上記第１のコイルと第２のコイルに挟まれた誘導加熱領域に、水が流通する流路と、上記流路を流れる水に対して熱的に接触した状態で誘導加熱される加熱部材とを存在させたことを要旨とする。

本発明の電気式連続湯沸器は、それぞれ長尺状の導電部材がおおむね仮想平面上に配置されるよう渦巻き状に巻回された第１のコイルと第２のコイルが所定間隔を隔てて略平行に配置され、上記第１のコイルと第２のコイルは、それぞれ高周波電流が略同時に同方向の電流が流れるよう巻回されるとともに電気的に接続されていることから、第１および第２のコイルに高周波電流を通電したときに第１および第２のコイルに同時に同方向の電流が流れるため、第１および第２のコイルを形成する導電部材の周囲には、同時に同方向の磁界が発生し、２つの渦巻状のコイルの間に同時に一方向の強力な磁束が形成される。そして、この状態で、上記第１のコイルと第２のコイルに挟まれた誘導加熱領域に、水が流通する流路と、上記流路を流れる水に対して熱的に接触した状態で誘導加熱される加熱部材とを存在させたことにより、強力な磁束が交互に切り替わることにより、加熱部材は強力な誘導電流が発生して加熱され、上記加熱部材に熱的に接触した水が加熱される。このように、消費電力に対する加熱効率に極めて優れた誘導加熱で水を加熱することができる。また、長尺状の導電部材がおおむね仮想平面上に配置されるよう渦巻き状に巻回された第１のコイルと第２のコイルに挟まれた領域が誘導加熱領域に形成されていることから、広い領域を均一に加熱して水を加熱することができるようになる。

本発明において、上記流路は、誘導加熱領域に水を導入する導入路と、誘導加熱領域から水を排出する排出路と、上記導入路から分岐して並行するとともに上記排出路に終結するよう設けられた複数の並行路とを備えて構成されている場合には、導入路から導入された水が複数の並行路に分かれて流通しながら加熱されるため、加熱効率が一層よくなる。

本発明において、上記第１のコイル、第２のコイル、流路および加熱部材を含んで構成される湯沸ユニットを複数ユニット備え、第１の湯沸ユニットで加熱された水を第２の湯沸ユニットでさらに加熱するよう構成されている場合には、複数の湯沸ユニットで複数段階に加熱するため、加熱効率が一層よくなる。

本発明において、第２の湯沸ユニットにおける加熱部材として水等の流通穴を有する半導体セラミックスを使用することによりスチームを生成するように構成されている場合には、単に水を加熱して湯沸しとして使用するだけでなく、スチームを発生させたり過熱水蒸気を発生させたりすることができる。

本発明において、上記誘導加熱領域は非磁性材料から形成されたプレートに挟まれた領域として形成され、上記第１のコイルおよび第２のコイルはそれぞれ上記プレートに沿って設けられている場合には、第１および第２コイルを構成する導電部材が正確に仮想平面上に配置されて平行な渦巻状を形成し、第１コイルと第２コイルの間に生じる磁束の乱れが少なくなって、より効率的で均一な加熱が可能となる。また、上記プレートは非磁性材料から形成されるため、プレート自体が誘導電流で加熱されることがなく、加熱効率を低下させることがない。

本発明において、上記第１のコイルおよび第２のコイルは、上記非磁性材料から形成されたプレートの外側に設けられている場合には、誘導加熱領域に存在して加熱される加熱対象物と第１および第２コイルとの間が誘導加熱されないプレートで遮られることから、加熱対象物の熱が第１および第２コイルに輻射するのを防止し、第１および第２コイルが熱から保護される。また、加熱部材が第１および第２コイルに接触するのが防止されて第１および第２コイルが保護される。

本発明において、第１のコイルおよび第２のコイルを、それぞれ等間隔のピッチの渦巻状に巻回した場合には、誘導加熱領域に発生する磁界が均一になり、より均一な加熱を実現することができる。さらに、本発明において、第１のコイルの渦巻きのピッチと第２のコイルの渦巻きのピッチを等しいピッチにした場合には、誘導加熱領域に発生する磁界がより均一になって、さらに均一な加熱を実現することができる。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明の電気式連続湯沸器に用いる高周波誘導加熱装置を示す図である。

この高周波誘導加熱装置は、長尺状の導電部材である導電円管３が渦巻状に巻回された第１コイル１と第２コイル２とを備えている。上記第１コイル１および第２コイル２は、それぞれ、耐熱性の非磁性材料から形成されたプレート４に沿って設けられ、導電円管３が仮想平面上に配置されるように巻回されている。上記２枚のプレート４は所定間隔を隔てて平行に配置され、第１コイル１と第２コイル２も所定間隔を隔てて平行に配置されている。上記プレート４の材質としては、例えばセラミックスや耐熱ガラス等を用いることができる。

上記第１コイル１および第２コイル２は、上記非磁性材料から形成されたプレート４の外側に設けられている。上記第１コイル１とプレート４により第１コイルユニット６ａが構成され、上記第２コイル２とプレート４により第２コイルユニット６ｂが構成されている。そして、上記第１コイルユニット６ａと第２コイルユニット６ｂに挟まれた領域すなわち上記第１コイル１と第２コイル２に挟まれた領域が誘導加熱領域７に形成されている。

上記第１コイル１と第２コイル２は、それぞれ高周波電流が略同時に同方向の電流が流れるよう巻回されるとともに電気的な接続がなされている。

すなわち、この例では、上記第１コイル１は、プレート４の外側から見て、中心部から外側に向かって右巻きの渦巻状に巻回されている。一方、上記第２コイル２は、プレート４の外側から見て、中心部から外側に向かって左巻きの渦巻状に巻回され、プレート４の内側から見た場合に、上記第１コイル１と同様の中心部から外側に向かって右巻きの渦巻状に巻回されている。

そして、第１コイル１の最も外側の渦巻きを形成する導電円管３ａと、第２コイル２の最も内側の渦巻きを形成する導電円管３ｂとが電気的に接続され、第１コイル１の最も内側の渦巻きを形成する導電円管３ｃと、第２コイル２の最も外側の渦巻きを形成する導電円管３ｄとが電気的に接続されている。

そして、上記第１コイル１と第２コイル２との間に高周波電源５が接続されて、上記第１コイル１と第２コイル２に対してそれぞれ略同時に同方向の電流が流れるよう高周波電流を通電するようになっている。

すなわち、上記高周波電源５から高周波の電流が印加されたとき、交互に極性が変わる電流が流れるが、一方の極性の電流が流れたときには、上記第１コイル１と第２コイル２にそれぞれ同方向の電流が流れ、他方の極性の電流が流れたときにも、方向は逆になるが、上記第１コイル１と第２コイル２にそれぞれ同方向の電流が流れるのである。

具体的に説明すると、一方の極性では、例えば、図１に示すように、上記第１コイル１には、プレートの外側から見て、中心部から外側に向かって右巻きの渦巻状の電流が流れ、上記第２コイル２には、プレート４の外側から見て、中心部から外側に向かって左巻きの渦巻状で、プレート４の内側から見た場合に、上記第１コイル１と同様の中心部から外側に向かって右巻きの渦巻状の電流が流れるのである。

そして、極性が切り換わったときには、図４に示すように、上記第１コイル１には、プレートの外側から見て、外側から中心に向かって左巻きの渦巻状の電流が流れ、上記第２コイル２には、プレート４の外側から見て、外側から中心部に向かって右巻きの渦巻状で、プレート４の内側から見た場合に、上記第１コイル１と同様の外側から中心部に向かって左巻きの渦巻状の電流が流れるのである。

このように、一方向（プレート４の外側）から見たときに、第１コイル１と第２コイル２とに同時に同じ方向の電流が流れるのである。

上記高周波誘導加熱装置により、例えば、つぎのようにして高周波誘導加熱が行われる。

すなわち、図１に示す極性のときは、図２に示すように、上記第１コイル１には、プレートの外側から見て、中心部から外側に向かって右巻きの渦巻状の電流が流れ、上記第２コイル２には、プレート４の外側から見て、中心部から外側に向かって左巻きの渦巻状で、プレート４の内側から見た場合に、上記第１コイル１と同様の中心部から外側に向かって右巻きの渦巻状の電流が流れている。

このとき、第１コイル１を形成する導電円管３の周囲には、右ねじの法則に従って磁界が発生する。この磁界は、図３に示すように、第１コイル１の外側から中心に向かい、かつプレート４の外側から内側に向かう磁束となる。一方、第２コイル２を形成する導電円管３の周囲にも、右ねじの法則に従って磁界が発生し、第２コイル２の中心から外側に向かい、かつプレート４の内側から外側に向かう磁束となる。

そして、それぞれ長尺状の導電円管３がおおむね仮想平面上に配置するよう渦巻き状に巻回された第１コイル１および第２コイル２を所定間隔を隔てて略平行に配置していることから、第１コイル１と第２コイル２の間には、第１コイル１と第２コイル２の中心を軸とし、第１コイル１の内側から第２コイル２の内側に向かって進み、第２コイル２を通過したのち第２コイル２の外側から第１コイル１の外側に戻る磁力線の磁界が発生する。

このように、第１コイル１と第２コイル２に対して同時に同方向の電流が流れるため、第１コイル１と第２コイル２を形成する導電円管３の周囲に、同時に同方向の磁界が発生し、第１コイル１と第２コイル２の間に同時に一方向の強力な磁束が形成されるのである。

そして、極性が切り換わって図４に示す極性になったときは、図５に示すように、上記第１コイル１には、プレートの外側から見て、外側から中心に向かって左巻きの渦巻状の電流が流れ、上記第２コイル２には、プレート４の外側から見て、外側から中心部に向かって右巻きの渦巻状で、プレート４の内側から見た場合に、上記第１コイル１と同様の外側から中心部に向かって左巻きの渦巻状の電流が流れる。

このとき、第１コイル１を形成する導電円管３の周囲には、右ねじの法則に従って磁界が発生する。この磁界は、図６に示すように、第１コイル１の中心側から外側に向かい、かつプレート４の内側から外側に向かう磁束となる。一方、第２コイル２を形成する導電円管３の周囲にも、右ねじの法則に従って磁界が発生し、第２コイル２の外側から中心に向かい、かつプレート４の外側から内側に向かう磁束となる。

そして、それぞれ長尺状の導電円管３がおおむね仮想平面上に配置するよう渦巻き状に巻回された第１コイル１および第２コイル２を所定間隔を隔てて略平行に配置していることから、第１コイル１と第２コイル２の間には、第１コイル１と第２コイル２の中心を軸とし、第２コイル２の内側から第１コイル１の内側に向かって進み、第１コイル１を通過したのち第１コイル１の外側から第２コイル２の外側に戻る磁力線の磁界が発生する。

このように、逆極性のときも、第１コイル１と第２コイル２に対して同時に同方向の電流が流れるため、第１コイル１と第２コイル２を形成する導電円管３の周囲に、同時に同方向の磁界が発生し、第１コイル１と第２コイル２の間に同時に一方向（図１〜３の状態と反対方向である）の強力な磁束が形成されるのである。

図７は、本発明の電気式連続湯沸器の一実施形態を示す構成図である。

上記電気式連続湯沸器は、上述した第１コイルユニット６ａと第２コイルユニット６ｂに挟まれた誘導加熱領域７に、水が流通する流路１７と、上記流路１７を流れる水に対して熱的に接触した状態で誘導加熱される加熱部材としての加熱管１２とを存在させている。そして、上記第１コイル１を備えた第１コイルユニット６ａ、上記第２コイル２を備えた第２コイルユニット６ｂ、流路１７を有する加熱管１２により湯沸ユニット８を構成している。

この状態で、上記第１コイル１および第２コイル２に高周波電流を通電することにより、図１〜図３に示す極性の状態と、それと逆極性の図４〜図６に示す極性の状態とが交互に切り換わり、強力な磁束が交互に切り替わって、加熱管１２は強力な誘導電流が発生して加熱される。

図８は上記加熱管１２の一例を示す図である。図８（Ａ）は、加熱管１２自体を金属等の導電体やＳｉＣ等の半導体の発熱体である加熱部材で形成したものであり、加熱管１２自体が誘導加熱により発熱して内部の流路１７を流れる水を加熱するものである。図８（Ｂ）は、加熱管１２自体は絶縁セラミックス等の絶縁体から形成し、内部の流路１７を流通する水に接触するように、金属等の導電体やＳｉＣ等の半導体からなる加熱部材としての発熱体１８を存在させたものであり、加熱管１２自体は発熱しないが発熱体１８が誘導加熱により発熱して流路１７を流れる水を加熱するものである。

また、上記加熱管１２には、導入側の一端に加熱対象の水を導入する導入管１０が連通するとともに、排出側の他端に加熱された水を排出する排出管１１が連通している。これにより、上記流路１７は、誘導加熱領域７に水を導入する導入路と、誘導加熱領域７から水を排出する排出路とを備えて構成されている。また、上記加熱管１２は、誘導加熱領域７内で第１コイルユニット６ａおよび第２コイルユニット６ｂに沿って蛇行するよう配置されている。

上記導入管１０は、図示しない水の供給源に接続されるとともに、導入管１０内を流れる水の流量を検知する流量検出器１４が設けられている。また、上記排出管１１にはバルブ１３が設けられ、バルブ１３の開閉により導入管１０から加熱管１２内に水が導入されて流通し、排出管１１から排出されるようになっている。

また、上記バルブ１３の開度によって排出管１１から排出する水の流量すなわち導入管１０から導入される水の流量が変化するようになっている。このとき、導入管１０を流れる水の流量を流量検出器１４で検出して検出信号を制御装置１６に出力するようになっている。一方、この電気式連続湯沸器は、例えば可変抵抗等を利用した温度設定器１５を備えており、使用者の所望の温度設定入力信号を制御装置１６に入力するようになっている。

上記制御装置１６は、バルブ１３が開いて流量検出器１４が導入管１０内を水が流れたことを検出すると、その検出信号を受信して高周波電源５の出力を開始する。このとき、導入管１０内を流れる水の流量が所定値以上になるまで高周波電源５の出力を開始しないようにして加熱管１２の異常加熱を防止し、安全性を確保するようになっている。

そして、流量検出器１４からの導入管１０すなわち加熱管１２を流れる水の流量の検出信号、および温度設定器１５から温度設定入力信号を受信し、加熱管１２を流れる水の流量において温度設定器１５における設定温度に水が加熱されるよう高周波電源５の出力電圧を制御する。これにより、所望の設定温度の水が所望の流量で得られることになる。

バルブ１３の開度が変化して加熱管１２を流れる水の流量が変化したときも、その流量における水が所定の設定温度に加熱されるよう高周波電源５の出力電圧を制御する。温度設定器１５における設定温度が変更されたときも、所定の設定温度に加熱されるよう高周波電源５の出力電圧を制御する。このとき、導入管１０内を流れる水の流量が所定値以下になったときには高周波電源５の出力を停止して加熱管１２の異常加熱を防止し、安全性を確保するようになっている。そして、バルブ１３が閉じられると、導入管１０を水が流れなくなった検出信号を流量検出器１４から受信して高周波電源５の出力を停止する。

以上のように、本実施形態の電気式連続湯沸器は、第１および第２のコイル１，２に高周波電流を通電したときに第１および第２のコイル１，２に同時に同方向の電流が流れるため、第１および第２のコイル１，２を形成する導電円管３の周囲には、同時に同方向の磁界が発生し、２つの渦巻状のコイルの間に同時に一方向の強力な磁束が形成される。そして、この状態で、上記第１のコイル１と第２のコイル２に挟まれた誘導加熱領域７に、水が流通する流路１７を流れる水に対して熱的に接触した状態で誘導加熱される加熱部材としての加熱管１２を存在させたことにより、強力な磁束が交互に切り替わることにより、加熱管１２は強力な誘導電流が発生して加熱され、上記加熱管１２に熱的に接触した水が加熱される。このように、消費電力に対する加熱効率に極めて優れた誘導加熱で水を加熱することができる。また、導電円管３がおおむね仮想平面上に配置されるよう渦巻き状に巻回された第１のコイル１と第２のコイル２に挟まれた領域が誘導加熱領域７に形成されていることから、広い領域を均一に加熱して水を加熱することができるようになる。

また、上記誘導加熱領域７は非磁性材料から形成されたプレート４に挟まれた領域として形成され、上記第１コイル１および第２コイル２はそれぞれ上記プレート４に沿って設けられているため、第１および第２コイルを構成する導電円管３が正確に仮想平面上に配置されて平行な渦巻状を形成し、第１コイル１と第２コイル２の間に生じる磁束の乱れが少なくなって、より効率的で均一な加熱が可能となる。また、上記プレート４は非磁性材料から形成されるため、プレート４自体が誘導電流で加熱されることがなく、加熱効率を低下させることがない。

さらに、上記第１コイル１および第２コイル２は、上記非磁性材料から形成されたプレート４の外側に設けられているため、誘導加熱領域７に存在して加熱される加熱対象物と第１コイル１および第２コイル２との間が誘導加熱されないプレート４で遮られることから、加熱対象物の熱が第１コイル１および第２コイル２に輻射するのを防止し、第１コイル１および第２コイル２が熱から保護される。また、加熱対象物が第１コイル１および第２コイル２に接触するのが防止されて第１コイル１および第２コイル２が保護される。

また、長尺状の導電円管３がおおむね仮想平面上に配置されるよう渦巻き状に巻回された第１コイル１と第２コイル２に挟まれた領域が加熱対象物の誘導加熱領域７に形成されていることから、広い領域を均一に加熱することができるようになる。特に、第１コイル１および第２コイル２を、それぞれ等間隔のピッチの渦巻状に巻回することにより、誘導加熱領域７に発生する磁界が均一になり、より均一な加熱を実現することができる。このとき、第１コイル１の渦巻きのピッチと第２コイル２の渦巻きのピッチを等しいピッチにすることにより、誘導加熱領域７に発生する磁界がより均一になって、さらに均一な加熱を実現することができる。

図９は、本発明の電気式連続湯沸器の第２実施形態である。

この例では、湯沸ユニット８を構成する加熱管１２は、上記導入路を形成する導入管１０から分岐して並行するとともに上記排出路を形成する排出管１１に終結するよう設けられ、並行路を形成する並行管１９を複数備えて構成されている。

より詳しく説明すると、この例では、上記並行管１９は４本設けられており、誘導加熱領域７内で第１コイルユニット６ａおよび第２コイルユニット６ｂに沿って平行に配置されている。各並行管１９の導入側端部は、縦方向に配置された導入側連結管２０ａに連通し、上記導入側連結管２０ａに導入管１０が接続されている。排出側端部は、縦方向に配置された排出側連結管２０ｂに連通し、上記排出側連結管２０ｂに排出管１１が接続されている。

これにより、導入管１０から導入された水が複数の並行管１９に分かれて流通しながら加熱されるため、加熱効率が一層よくなる。それ以外は、上記実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。

図１０は、本発明の電気式連続湯沸器の第３実施形態である。

本実施形態は、図１０（Ａ）に示すように、複数ユニット（この例では２つ）の湯沸ユニット８ａ，８ｂを備え、第１湯沸ユニット８ａで加熱された水を第２湯沸ユニット８ｂでさらに加熱するよう構成されている。そして、第１湯沸ユニット８ａの排出管１１ａと第２湯沸ユニット８ｂの導入管１０ｂとが接続しており、導入管１０ａから第１湯沸ユニット８ａに水を導入して加熱して排出管１１ａから排出し、導入管１０ｂから第２湯沸ユニット８ｂに水を導入してさらに加熱して排出管１１ｂから排出するようになっている。

この例では、第１湯沸ユニット８ａとして、図９で説明した加熱管１２として並行管１９を有するものを採用している。そして、第２湯沸ユニット８ｂにおける加熱部材として水等の流通穴２３を有する炭化けい素ブロックからなる発熱体２２を使用している。

より詳しく説明すると、上記第２湯沸ユニット８ｂは、図１０（Ｂ）に示すように、一端に導入管１０ｂが連結され他端に排出管１１ｂが連結された直方体状の加熱容器２１と、上記加熱容器２１内に収容される発熱体２２とを備えて構成されている。

上記発熱体２２は、この例では半導体セラミックスである炭化ケイ素の焼結体から構成されている。そして、上記発熱体２２は、加熱容器２１に収容可能な直方体状に形成されており、加熱容器２１よりも長手方向寸法が短くなるように設定されている。上記発熱体２２は、加熱容器２１の導入側と排出側にそれぞれバッファ空間２４が形成されるよう加熱容器２１内に固定される。また、上記発熱体２２には、導入側端部から排出側端部に向かって貫通することにより、水やスチームを流通させる流通穴２３が多数形成されている。

このようにすることにより、複数の湯沸ユニットで複数段階に加熱するため、加熱効率が一層よくなる。また、単に水を加熱して湯沸しとして使用するだけでなく、スチームを発生させたり過熱水蒸気を発生させたりすることができる。それ以外は、上記実施形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。

この実施形態において、第１湯沸ユニット８ａと第２湯沸ユニット８ｂ双方を図９に示すような同じタイプのものを採用し、スチームを生成するのではなく水を多段階的に加熱するようにすることもできる。

以上に述べたように、本発明の電気式連続湯沸器は、給湯器、スチーマー、過熱水蒸気発生装置等として利用することができる。

本発明の電気式連続湯沸器に用いる高周波誘導加熱装置を示す構成図である。 一方の極性の電流が流れたときの作用を説明する図である。 図２の状態のＡ−Ａ’断面図である。 他方の極性の電流が流れたときの状態を説明する図である。 上記他方の極性の電流が流れたときの作用を説明する図である。 図５の状態のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の電気式連続湯沸器の概略構成図である。 加熱管の一例を示す図である。 湯沸ユニットの第２例を示す図である。 湯沸ユニットを複数連結した例を示す図である。

符号の説明

１ 第１コイル
２ 第２コイル
３ 導電円管
３ａ 導電円管
３ｂ 導電円管
３ｃ 導電円管
３ｄ 導電円管
４ プレート
５ 高周波電源
６ａ 第１コイルユニット
６ｂ 第２コイルユニット
７ 誘導加熱領域
８ 湯沸ユニット
８ａ 第１湯沸ユニット
８ｂ 第２湯沸ユニット
１０ 導入管
１０ａ 導入管
１０ｂ 導入管
１１ 排出管
１１ａ 排出管
１１ｂ 排出管
１２ 加熱管
１３ バルブ
１４ 流量検出器
１５ 温度設定器
１６ 制御装置
１７ 流路
１８ 発熱体
１９ 並行管
２０ａ 導入側連結管
２０ｂ 排出側連結管
２１ 加熱容器
２２ 発熱体
２３ 流通穴
２４ バッファ空間

Claims (4)

1. それぞれ長尺状の導電部材がおおむね仮想平面上に配置されるよう渦巻き状に巻回された第１のコイルおよび第２のコイルを備え、上記第１のコイルと第２のコイルは所定間隔を隔てて略平行に配置され、上記第１のコイルと第２のコイルは、それぞれ高周波電流が略同時に同方向の電流が流れるよう巻回されるとともに電気的に接続され、上記第１のコイルと第２のコイルに挟まれた誘導加熱領域に、水が流通する流路と、上記流路を流れる水に対して熱的に接触した状態で誘導加熱される加熱部材とを存在させたことを特徴とする電気式連続湯沸器。
2. 上記流路は、誘導加熱領域に水を導入する導入路と、誘導加熱領域から水を排出する排出路と、上記導入路から分岐して並行するとともに上記排出路に終結するよう設けられた複数の並行路とを備えて構成されている請求項１記載の電気式連続湯沸器。
3. 上記第１のコイル、第２のコイル、流路および加熱部材を含んで構成される湯沸ユニットを複数ユニット備え、第１の湯沸ユニットで加熱された水を第２の湯沸ユニットでさらに加熱するよう構成されている請求項１または２記載の電気式連続湯沸器。
4. 第２の湯沸ユニットにおける加熱部材として水等の流通穴を有する半導体セラミックスを使用することによりスチームを生成するように構成されている請求項３記載の電気式連続湯沸器。

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