JP2009002616A - Induction heating water heater - Google Patents
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Abstract
【課題】
水道管に接続して誘導加熱で温水を供給できる使い勝手の良い安全な誘導加熱給湯装置を提供する。
【解決手段】
外郭1を構成する本体と、この本体の内部に水が流通される磁性材料からなるパイプ2と、このパイプ2の外周に巻装される加熱コイル12と、この加熱コイル12に高周波電流を供給する高周波インバータ回路と、前記加熱コイル12の周囲に設けられた内部ケース13と、この内部ケース13を風路13aとして前記加熱コイル12を冷却するための冷却ファン14とを備え、前記冷却ファン14の吸気口15と排気口16を前記加熱コイル12の下方で前記本体の外郭1に設けた。
【選択図】図1【Task】
An easy-to-use and safe induction heating water heater that can be connected to a water pipe to supply hot water by induction heating is provided.
[Solution]
A main body constituting the outer shell 1, a pipe 2 made of a magnetic material in which water is circulated inside the main body, a heating coil 12 wound around the outer periphery of the pipe 2, and a high-frequency current supplied to the heating coil 12 A high-frequency inverter circuit, an inner case 13 provided around the heating coil 12, and a cooling fan 14 for cooling the heating coil 12 using the inner case 13 as an air passage 13a. The intake port 15 and the exhaust port 16 are provided in the outer shell 1 of the main body below the heating coil 12.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、主に浴室等の水場で用いられる誘導加熱給湯装置に関するものである。 The present invention relates to an induction heating hot water supply apparatus mainly used in a water field such as a bathroom.
従来のこの種の誘導加熱給湯装置は、磁性材料であるステンレス管が水道に接続され、このステンレス管の外周に加熱コイルが巻装され、この加熱コイルに高周波電流を通電し、加熱コイルで生成された高周波磁界によりステンレス管自体を誘導加熱して発熱させ、このステンレス管の熱によってステンレス管内の水を加熱して湯を供給するものである(例えば、特許文献1参照)。 In this type of conventional induction heating water heater, a stainless steel pipe, which is a magnetic material, is connected to a water supply, a heating coil is wound around the outer circumference of the stainless steel pipe, and a high-frequency current is passed through the heating coil to generate the heating coil. The stainless steel tube itself is induction-heated by the generated high-frequency magnetic field to generate heat, and the water in the stainless steel tube is heated by the heat of the stainless steel tube to supply hot water (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記の従来技術のものにおいては、次のような問題点が上げられる。加熱手段である加熱コイルを冷却する手段が放熱による自然冷却のみであるため、加熱コイル自体の耐熱性を超える恐れがあると共に、加熱コイルの周囲の温度が高くなり、周囲部品への熱による悪影響が考えられるなど安全性への配慮が欠けている。 However, the following problems are raised in the above prior art. As the means for cooling the heating coil, which is a heating means, is only natural cooling by heat dissipation, there is a risk of exceeding the heat resistance of the heating coil itself, the temperature around the heating coil becomes high, and the adverse effect of heat on surrounding parts However, safety considerations are lacking.
また、現実的な器体構造としては、加熱コイルの周囲に器体の外郭ケースが設けられ加熱コイル等の電気部品が絶縁される構造が考えられるが、加熱コイルの自然冷却の対流熱は上方へ溜まることとなり、上方へ溜まった熱を器体外へ排気するための排気孔などを器体上方に設けると、水場で使用される誘導加熱給湯装置としては排気口からの水浸入による加熱コイルからの感電等の危険性が推定され、これらについて考慮されていない。 In addition, as a realistic container structure, a structure in which an outer case of the container is provided around the heating coil and electrical components such as the heating coil are insulated is considered. If an exhaust hole or the like for exhausting the heat accumulated in the upper part to the outside of the container is provided above the container, an induction heating water heater used in a water field is a heating coil by water intrusion from the exhaust port. Risks such as electric shock from are estimated and are not taken into account.
本発明では上記の問題に鑑み、水道に接続して主に水場で使用され、誘導加熱により温水を供給できる安全な誘導加熱給湯装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a safe induction heating hot water supply apparatus that is connected to a water supply and is mainly used in a water field and can supply hot water by induction heating.
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、外郭を構成する本体と、この本体の内部に水が流通される磁性材料からなるパイプと、このパイプの外周に巻装される加熱コイルと、この加熱コイルに高周波電流を供給する高周波インバータ回路と、前記加熱コイルの周囲に設けられた内部ケースと、この内部ケースを風路として前記加熱コイルを冷却するための冷却ファンとを備え、前記冷却ファンの吸気口と排気口を前記加熱コイルの下方で前記本体の外郭に設けたものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and includes a main body constituting an outer shell, a pipe made of a magnetic material through which water is circulated, and an outer periphery of the pipe. A heating coil, a high-frequency inverter circuit for supplying a high-frequency current to the heating coil, an inner case provided around the heating coil, and a cooling fan for cooling the heating coil using the inner case as an air path Provided, and an inlet and an exhaust port of the cooling fan are provided on the outer periphery of the main body below the heating coil.
また、前記加熱コイルの周囲に設けた内部ケースの内側で前記加熱コイルを中心として対向する面に強磁性体で構成された磁束漏洩防止手段を設けたものである。 Also, magnetic flux leakage prevention means made of a ferromagnetic material is provided on the surface facing the heating coil inside the inner case provided around the heating coil.
また、前記磁束漏洩防止手段は前記冷却ファンの空気抵抗の増大を抑制すべく前記内部ケースに磁束漏洩防止手段が入り込む大きさの凹みを設け、この中に内部ケースの表面と磁束漏洩防止手段の表面が一致するように設けたものである。 The magnetic flux leakage prevention means is provided with a recess of a size that allows the magnetic flux leakage prevention means to enter the inner case in order to suppress an increase in air resistance of the cooling fan. The surfaces are provided so as to coincide with each other.
また、前記磁束漏洩防止手段は前記冷却ファンの空気抵抗の増大を抑制すべく風上に対しなだらかな面を有する保持板により保持されるものである。 The magnetic flux leakage prevention means is held by a holding plate having a gentle surface with respect to the windward so as to suppress an increase in air resistance of the cooling fan.
本発明の誘導加熱給湯装置は、上記のように構成したことにより、加熱コイルが高温となることを防ぎ、加熱コイル自体の耐熱性を超える恐れや周囲部品への熱による悪影響を防ぐことができる。 Since the induction heating hot water supply apparatus of the present invention is configured as described above, the heating coil can be prevented from being heated to a high temperature, and the heat resistance of the heating coil itself can be prevented and adverse effects due to heat on surrounding components can be prevented. .
また、本体上部より降り注がれた水滴などが本体内へ浸入することを防ぐことができるため、安全性に優れた誘導加熱給湯装置を提供することができる。 In addition, since it is possible to prevent water droplets or the like poured from the upper part of the main body from entering the main body, it is possible to provide an induction heating hot water supply apparatus having excellent safety.
また、本体周囲に漏洩する漏洩磁束を低減することができ、加熱コイルの周囲に設けた内部ケース等の加熱を防ぎ、温水加熱に対する加熱効率の向上を図ることができるとともに、高周波インバータ回路を含む基板ユニットの動作に与える影響を少なくすることができる。 In addition, leakage magnetic flux leaking around the body can be reduced, heating of the inner case and the like provided around the heating coil can be prevented, heating efficiency for hot water heating can be improved, and a high-frequency inverter circuit is included. The influence on the operation of the substrate unit can be reduced.
また、冷却風路内の冷却風がスムーズに風路を通過するため加熱コイルの冷却を効率的に行うことができる。 Further, since the cooling air in the cooling air passage smoothly passes through the air passage, the heating coil can be efficiently cooled.
以下、本発明の一実施例を図1〜図8を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は本発明の一実施例を示す誘導加熱給湯装置の要部縦断面図、図2は図1のA−A線横断面図、図3は本発明の一実施例に係るパイプと加熱コイルの構造を説明する断面図、図4は同じく加熱コイルの構造を説明する断面図、図5は本発明の他の一実施例を示す誘導加熱給湯装置の要部縦断面図、図6は本発明の他の一実施例を示す誘導加熱給湯装置の要部縦断面図、図7は図6のA−A線断面図、図8は本発明の他の一実施例を示す誘導加熱給湯装置の要部横断面図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part of an induction heating hot water supply apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a transverse sectional view along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a pipe and heating according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a sectional view for explaining the structure of the heating coil, FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part of an induction heating water heater showing another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 6, and FIG. 8 is an induction heating hot water supply showing another embodiment of the present invention. It is a principal part cross-sectional view of an apparatus.
図において、外郭1を構成する誘導加熱給湯装置本体は、浴室等の壁に設置されて使用される。
In the figure, the induction heating water heater main body constituting the
パイプ2は、防錆性のある磁性材料からなる磁性体ステンレス等で構成され、外郭1の中に略垂直となるように縦長に配置されている。
The
パイプ2の下端には接手下3及び接続管4aを介して水道管5に接続され、上端には接手上6aと接続管4bと接手上6bとを介して先端に水栓付き出口7が取り付けられた出口ホース8が接続され、内部に水道管5からの水が流通され水栓付き出口7から放出することができる。また、パイプ2は、その上部と下部を支持部材(図示せず)によって外郭1に固定されている。
The lower end of the
接続管4aには、水流センサー9が設けられていて、接続管4aに水が流れていることを検知可能としている。
The
パイプ2の上部には、温度検知センサー10が設けられていて、パイプ2に流れる水温を検知可能としている。
A
パイプ2の周囲には、セラミック等の非磁性体よりなる非磁性体円筒11が一定の間隙を保持して同心状となるように同心板20により同心度を保って設けられている。
Around the
同心板20は、図3に示すようにパイプ2との当たり部に周方向に沿った欠き部20bと支え部20aとを交互に複数個設けてあり、欠き部20bからパイプ2の表面に付着した結露水2bが下側に流れ落ちるようにしている。
As shown in FIG. 3, the
非磁性体円筒11は、その直径よりも長さが長くなるように構成されており、また、非磁性体円筒11の長さはパイプ2の両端が非磁性体円筒11の両端より上下にはみ出す長さとしている。また、非磁性体円筒11の外周面にはリッツ線12aからなる加熱コイル12が巻装されていて、この加熱コイル12に高周波電流を供給してパイプ2を誘導加熱する。
The
リッツ線12aは、図4に示すように、例えば防水性エポキシ樹脂よりなるコーティング材12bで表面に皮膜を作り、リッツ線12a同志を固定して絶縁性を確保して巻かれている。
As shown in FIG. 4, the
加熱コイル12の周囲には加熱コイルを冷却するための風路13aを構成する非磁性体の金属で構成された内部ケース13が設けられている。
Around the
内部ケース13には、加熱コイル12を冷却する冷却ファン14が備えられており、冷却ファン14は加熱コイル12の下方で、本体の外郭1に設けられた吸気口15から吸気し、吸気した空気は、内部ケース13と非磁性体円筒11の外周面に巻いた加熱コイル12との間を流れて、加熱コイル12を冷却した後、加熱コイル12の下方で、本体の外郭1に設けられた排気口16を経て本体外へ放出される。また、内部ケース13は、外郭1に固定されるような固定部材等(図示せず)を介してネジ止め等により外郭1に一体的に接合されて固定している。
The
内部ケース13の加熱コイル12を中心として対向する面には、縦に細長い形状の強磁性体のフェライト等で構成された磁束漏洩防止手段17が複数個設けられており、これにより加熱コイル12からの磁束の漏れを防止し、内部ケース13が加熱コイル12の漏洩磁束により加熱されて温度上昇するのを防ぐと共に、パイプ2を加熱して温水にする時の加熱効率の向上を図っている。
A plurality of magnetic flux leakage prevention means 17 composed of a vertically elongated ferromagnetic ferrite or the like is provided on the surface of the
磁束漏洩防止手段17は、加熱コイル12を冷却する冷却ファン14の送風する風の空気抵抗にならないようにするため、内部ケース13に磁束漏洩防止手段17が入り込む大きさの凹みを設け、この中に内部ケース13の表面と磁束漏洩防止手段17の表面が一致するように設けられている。
The magnetic flux leakage prevention means 17 is provided with a recess having a size that allows the magnetic flux leakage prevention means 17 to enter the
なお、磁束漏洩防止手段17は、図5に示すように、加熱コイル12を冷却する冷却ファン14の空気抵抗が増大しないような風上に対しなだらかな傾斜面を有する流線型の形状をした保持板21により内部ケース13の内面に沿った形で取り付けても良い。このようにすることにより、内部ケース13に磁束漏洩防止手段17が入り込む大きさの凹みを設ける必要が無く、構造が簡単となり、また、確実に内部ケース13に磁束漏洩防止手段17を取り付けることができ、さらに、冷却風がスムーズに風路13aを通過して加熱コイル12の冷却が効率的に行うことができる。
As shown in FIG. 5, the magnetic flux leakage prevention means 17 is a streamlined holding plate having a gentle inclined surface with respect to the windward so that the air resistance of the
また、磁束漏洩防止手段17は、図6,図7に示すように加熱コイル12の直径と略同じ長さのものを加熱コイル12の円周方向の4つの面に設け、さらに垂直方向に同様の形状の磁束漏洩防止手段17を複数組み設けるようにして磁束の漏れを防ぐようにしても良い。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the magnetic flux leakage prevention means 17 is provided on four surfaces in the circumferential direction of the
また、内部ケース13は、図8に示すように四角い箱状の形状ではなく、円筒形にしてもよく、このような形状にすることにより、四角い形状のものに比べ内部ケース13と非磁性体円筒11の外周面に巻いた加熱コイル12の間を冷却風がスムーズに流れて、加熱コイルの冷却をより効率的に行うことができる。
Further, the
加熱コイル12に高周波電流を供給する高周波インバータ回路を含む基板ユニット18は、外郭1内の適宜空間位置に配置され、ポッティング等充填材で防水加工が施されており、加熱コイル12のリッツ線12aの両端末19が接続され、加熱コイル12に高周波電流が供給される。
A
基板ユニット18には、水流センサー9と温度検知センサー10からの検知信号が入力されており、水流センサー9の検知信号により接続管4aに水が流れていない場合は加熱コイル12を通電しないように制御して安全性を確保している。また、温度検知センサー10の検知信号により湯温が一定になるように加熱コイル12の通電制御を行う。
Detection signals from the water flow sensor 9 and the
本発明は上記の構成よりなり、次にその動作を説明する。 The present invention has the above configuration, and the operation thereof will be described next.
水道管5から接続管4aに供給された水は、パイプ2の下側からパイプ2内に流入し、パイプ2の外周で非磁性体円筒11に巻かれた加熱コイル12によって加熱されたパイプ2の熱により加熱され、パイプ2の上部から出口ホース8に至り、水栓付き出口7から湯となって流出する。
The water supplied from the
一方、基板ユニット18により冷却ファン14が駆動されると、外郭1に設けられた吸気口15から外気を吸引して風路13aを構成する内部ケース13と非磁性体円筒11の外周面に巻いた加熱コイル12の間に流入し、加熱コイル12を冷却した後、排気口16を経て外郭1外へ放出される。
On the other hand, when the cooling
湯温を調節する場合には、加熱コイル12の通電動作を制御する基板ユニット18から加熱コイル12に供給される電力量を調節するか、水道管5からの水の流入量や水栓付き出口7からの湯の流出量を調節して好みの湯温を得る。
When adjusting the hot water temperature, the amount of power supplied to the
上記本発明によれば、加熱コイル12が高温となることを防ぎ、加熱コイル12自体の耐熱性を超える恐れや周囲部品への熱による悪影響を防ぐことができる。
According to the present invention, it is possible to prevent the
また、本体上部より降り注がれた水滴などが本体内へ浸入することを防ぐことができるため、安全性に優れた誘導加熱給湯装置を提供することができる。 In addition, since it is possible to prevent water droplets or the like poured from the upper part of the main body from entering the main body, it is possible to provide an induction heating hot water supply apparatus having excellent safety.
また、本体周囲に漏洩する漏洩磁束を低減することができ、加熱コイル12の周囲に設けた内部ケース13等の加熱を防ぎ、温水加熱に対する加熱効率の向上を図ることができるとともに、高周波インバータ回路を含む基板ユニット18の動作に与える影響を少なくすることができる。
In addition, leakage magnetic flux leaking around the main body can be reduced, heating of the
また、風路13a内の冷却風がスムーズに風路13aを通過し加熱コイル12の冷却を効率的に行うことができる。
Further, the cooling air in the
1 外郭
2 パイプ
12 加熱コイル
13 内部ケース
13a 風路
14 冷却ファン
15 吸気口
16 排気口
17 磁束漏洩防止手段
21 保持板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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