JPH0894176A - 電磁誘導加熱を利用した液体加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全でクリーンな電磁誘導加熱を利用する、
液体加熱装置について、その熱変換効率を高めて、その
実用性を向上せしめる。 【構成】 本願発明に係る電磁誘導加熱を利用した液体
加熱装置は、少なくとも１つの磁束発生用のコイル１
と、このコイル１へ高周波電流を供給する高周波発振器
２と、磁束を受けて発熱する素材によって形成された主
熱交換部３と、同じく磁束を受けて発熱する素材によっ
て形成された副熱交換部４とを備える。主熱交換部３
は、その内部に加熱を予定する液体を通す通路３０を備
え、コイル１の内側Ａに配設されたものである。副熱交
換部４は、その内部に加熱を予定する液体を通す通路４
０を備え、コイル１の外側Ｂに配設されたものである。
上記主熱交換部３がコイル１の電磁誘導により加熱し、
自身の内部を通る液体を加熱するものであると共に、上
記副熱交換部４が同じくコイル１の電磁誘導により加熱
し、自身の内部を通る液体を加熱するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、電磁誘導加熱を利用
した液体加熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】瞬間湯沸器としては、ガス瞬間湯沸器が
一般に広く普及しているが、引火、一酸化炭素中毒、爆
発炎上、火災発生、火傷、ガス漏れや排ガスの換気に対
する注意が必要なことから、このような懸念がない電磁
誘導加熱を利用した湯沸器が、注目されている。

【０００３】この電磁誘導加熱の原理について説明する
と、例えば、図１２へ示すようなパイプｂの表面へ高周
波焼入れを行う際、螺旋状に巻かれた導線即ちコイルａ
の（内側Ａの）中心へこのパイプｂを配置し、コイルａ
と高周波発振器（図示しない。）とを短絡することによ
って、コイルａから磁束Φを発生させて、パイプｂ自身
に加熱電流を起こし、このパイプｂの加熱を行うもので
ある。

【０００４】従って、このような電磁誘導加熱の原理
を、瞬間湯沸器に利用する場合も、上記パイプｂの高周
波焼入れと同様、コイルａの内側Ａに、導水管ｃを配設
して、その導水管ｃ中に水ｄを通し、導水管ｃに対し誘
導加熱を行うことによって、この水ｄを間接加熱するも
のである（図１３）。

【０００５】しかし、このような原理の湯沸器は、電気
エネルギーの熱エネルギーへの変換効率（以下熱変換効
率という。）が４割程度と非常に悪いものであった。こ
れは、図１４へ示すような（互いの斥力によってコイル
外側の空中に膨らむ）磁束φが生じることを主原因とす
るものであり、このような磁気的なロス、更に電送線ロ
ス、発振器内の電気的ロス、コイルロスが、熱変換効率
の上記低下を招いていたのであった（この図１４におい
て、図面の煩雑化を避けるため導水管ｃは省略してあ
る）。

【０００６】このため、湯沸器に限らず誘導加熱という
技術を利用する装置にあっては、漏洩磁束（無効な磁
束、空気減衰）を少しでも減少せしめ、コイル効率をか
せぐ、そのためにコイルがある。図１５へ示すように、
コイルａの外側Ｂの適宜位置へけい素鋼板でできた鉄芯
ｅを配設することにより磁気通路を形成して、即ちこの
鉄芯ｅ内へ磁束を通し、磁気勢力の減退をなくして、上
記熱変換効率の改善を行うものが、一般的であった。

【０００７】しかし、このように、高価なけい素鋼板の
鉄芯ｅを配設しても、湯沸器において、その熱変換効率
は５〜６割もいけば良い方である（条件的に達成しやす
いものもあるが、概してこのような傾向にある）。これ
は、鉄芯ｅ中において、発熱等のロスが生じているから
である。それでも誘導加熱を利用した瞬間湯沸器につい
て、現状ではこのような数値のものが、実質的に、最も
性能のよいものであった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本願発明は、安全でク
リーンな電磁誘導加熱を利用する、湯沸器等の液体加熱
装置について、熱変換効率を著しく高めて、その実用性
を向上せしめることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明に係る電
磁誘導加熱を利用した液体加熱装置は、少なくとも１つ
の磁束発生用のコイル１と、このコイル１へ高周波電流
を供給する高周波発振器２と、磁束を受けて発熱する素
材によって形成された主熱交換部３と、同じく磁束を受
けて発熱する素材によって形成された副熱交換部４とを
備えるものである。そして、主熱交換部３は、加熱を予
定する液体を通す通路３０を備え、コイル１の内側Ａに
配設されたものである。副熱交換部４は、加熱を予定す
る液体を通す通路４０を備え、コイル１の外側Ｂに配設
されたものである。上記主熱交換部３がコイル１の電磁
誘導により発熱し、通路３０を通る液体を加熱するもの
であると共に、上記副熱交換部４が同じくコイル１の電
磁誘導により発熱し、通路４０を通る液体を加熱するも
のである。

【００１０】本願第２の発明に係る電磁誘導加熱を利用
した液体加熱装置は、上記第１の発明に係る装置にあっ
て、更に下記の構成を採るものである。即ち、上記コイ
ル１は、長尺の導体１１を螺旋状に配設することによっ
て形成されたものであり、更に、この導体１１は、内部
が液体を通す通路１３を形成する管状体であり、通電時
の導体１１の抵抗発熱にて、通路１３を通る液体を加熱
するものであることを特徴とする。

【００１１】本願第３の発明に係る電磁誘導加熱を利用
した液体加熱装置は、上記第１又は第２の発明に係る装
置にあって、上記主熱交換部３は、略柱状体として形成
されて上記コイル１の内部に配設されたものであり、そ
の両端付近には、鍔状部６，６が設けられ、この鍔状部
６，６が、コイル１両端付近より、主熱交換部３の径外
方向へ突出するものである。

【００１２】本願第４の発明に係る電磁誘導加熱を利用
した液体加熱装置は、上記第１又は第２又は第３の発明
にあって、上記高周波発振器２の内部にも、熱交換部２
ａが形成されてなり、この熱交換部２ａ内にも、加熱を
予定する液体を通す適宜通路２０が配設されてなるもの
であることを特徴とする。

【００１３】

【作用】本願第１の発明に係る電磁誘導加熱を利用した
液体加熱装置は、磁束発生用のコイル１の外側Ｂへ、副
熱交換部４を配設することによって、従来大きなエネル
ギーロスとなっていたコイル１外側に発生する磁束につ
いても、熱交換を可能とした。この結果熱交換率を９割
以上と従来に比して著しく向上した。

【００１４】本願第２の発明に係る電磁誘導加熱を利用
した液体加熱装置は、上記第１の発明に係る装置の作用
を奏すると共に、コイル１自身にも熱交換用の液体を通
すものであるため、通電時のコイル１自身の発熱も、液
体加熱に供することが可能となり、更に、熱変換効率を
高めた。

【００１５】本願第３の発明に係る電磁誘導加熱を利用
した液体加熱装置は、上記第１又は第２の発明に係る装
置の作用を奏すると共に、コイル１内部Ａの主熱交換部
３と、外部Ｂの副熱交換部４との間の磁束の通る位置
に、鉄製の鍔状部６，６を配設することによって、この
鍔状部６，６内に磁路を形成することになり、空中で生
じるような磁気の著しい減衰が排除された。即ち、鉄製
の鍔状部６，６を用いて、この鍔状部６，６内に磁路を
形成することよって、鉄の自発磁気により、空中で生じ
るような磁気の著しい減衰を、生じさせないのである。
鍔状部６，６により、副熱交換部４から主熱交換部３へ
の磁路形成がなされて、磁気ロスを防止することができ
る。これに加えて、水等の液体の加熱を優先するため
に、これ以外の不必要な部位を加熱させない。

【００１６】本願第４の発明に係る電磁誘導加熱を用し
た液体加熱装置は、上記第１又は第２又は第３の発明に
係る装置の作用を奏すると共に、高周波発振器２の内部
の、電気抵抗による電気的ロスによる発熱についても、
熱変換することが可能となり、更に、熱変換効率を向上
し得たものである。

【００１７】

【実施例】以下、本願発明の一実施例を具体的に説明す
る。

【００１８】この装置は、少なくとも１つの磁束発生用
のコイル１と、このコイル１へ高周波電流を供給する高
周波発振器２と、磁束を受けて加熱する素材によって形
成された主熱交換部３と、同じく磁束を受けて加熱する
素材によって形成された副熱交換部４とを備えるもので
ある。図１、図２、図３及び図７へ、先ず上記熱交換部
周縁の構成について、その一実施例を掲げる（これら図
において上記高周波発振器２は省略してある）。

【００１９】コイル１は、高周波発振器２に接続され、
この高周波発振器２より交流電流を受けて、磁束を発生
させるものである。コイル１は、単に導線として形成さ
れるものであってもよいが、コイル自身における発熱も
液体の加熱に供するために、銅或いは銅合金等の導体に
て形成された中空の管状体（銅管）を螺旋状に成形した
ものを採用し、内部に加熱を予定する水等の液体を通す
ものとすれば効果的である。この場合、コイル１自身の
加熱も抑えられるのである。上記のようにコイル１を銅
管として形成した場合、ノーメックス紙等の材料によっ
て絶縁被覆したものを用いるのが適当である。勿論絶縁
性と熱伝導性が得られるものであれば、ノーメックス紙
に代え他の素材を用いて実施することも可能である。こ
の実施例において、コイル１は、外径が約１０ｍｍ前
後、厚さ約１ｍｍ程度であるが、このような数値に限定
するものではなく、適宜変更可能である。図７に示す実
施例において、コイル１をなす銅管は、２重になってい
るものを示したが、コイル１は、３重以上になったもの
であっても実施可能であり、逆に複数重なったものでな
く１つだけのものであってもよい。又コイル１は銅管で
あってもよいが、ステンレスを用いて形成すれば、更に
熱伝導率の面から効果的である。

【００２０】主熱交換部３は、コイル１の内部Ａに配設
され、コイル１からの磁束を受けて加熱電流を発生して
発熱する。副熱交換部４は、コイル１の外部Ｂに配設さ
れコイル１からその外部に発生する磁束を受けて加熱電
流を発生し発熱するものである。上記両熱交換部３，４
を形成する上記電磁誘導加熱が可能な素材としては、鉄
・非鉄を問わず金属材料が適当であるが、実用面におい
て特に、アルミニウム、アルミニウム合金、ＳＵＳ材や
その他の鉄等の金属が適している。但し、これ以外に、
電磁誘導加熱が実用的範囲で可能な素材があれば、上記
素材に代えて、そのようなものを用いて実施することも
可能である。以下、主熱交換部３及び副熱交換部４につ
いて順に詳述する。

【００２１】主熱交換部３は、その内部に加熱を予定す
る液体を通す通路３０を備える。この実施例において、
上記主熱交換部３は、コイル１の内側Ａに収容されるこ
とが可能な柱状体として形成され、且つこの柱状体の内
部３１に、上記通路３０が形成されたものである。しか
し、このような実施例に限定するものではなく、通路３
０を内部に備えた管状体３０ａを螺旋状等に形成するこ
とによって構成するものであっても実施可能である（図
４）。又上記のように円筒状体として形成する場合は、
鋳造等により形成するのが適当であるが、この際鋳込み
が簡単に行えるように、螺旋以外の形態を採るようにし
ても実施可能である。例えば図５に管状体３０ａのよう
に、九十九折り（つづらおり）状に配設されたものであ
っても実施可能である。更に又これ以外の通路３０の配
置を採るものであっても実施可能である。図５に示す実
施例も含めて、螺旋形状以外の配置を採ることは、管状
体３０ａに限らず、柱状体として形成された熱交換部内
部に通路３０を形成するものにおいても同様に実施可能
である（この場合、図５の実施例のものは、図６へ示す
ようになる）。特に、鋳造によって成形する場合は、図
５へ示す通路３０の配置を採るのが、成形のし易さの面
で有利である。

【００２２】又図７へ示す実施例ものは、柱状体として
形成された主熱交換部３内部において、その中心に主管
３１が通されており、この外側に通路３０が螺旋状に形
成されている。この主管３１も通路３０と共に或いは通
路３０の一部として、内部に加熱を予定する液体を通す
ものであり、主熱交換部３の発熱を受けて、この液体を
加熱するものである。主管３１は、ＳＵＳ製のパイプが
適当であるが、他の素材によって形成しても実施可能で
ある。この実施例において、主管３１は、通路３０に比
して内径が大きなものであり、この実施例では、約１５
ｍｍ前後の内径を有するものである。但しこのような数
値に限定するものではなく、適宜変更可能である。上記
主管３１は、主熱交換部３の外径が大きい場合、通路３
のなす螺旋の径が大きくなり、主熱交換部３中心の熱交
換が行い難くなるので、このような場合、特に有効であ
る。

【００２３】この実施例において、主熱交換部３は、成
形が容易なアルミニウムにて形成され、外部に鉄管３２
が嵌められている。アルミニウムでできた主熱交換部３
本体も、その外部の鉄管３２も磁束を受けて発熱するも
のである。この鉄管３２は、コイル１内部で、より良い
磁路を形成することを目的として配設している。不要で
あればこのような鉄管３２を設けずにアルミニウの部分
３３のみで形成してもよい（逆に鉄のみで主熱交換部３
を形成してもよいが、液体と接触するために耐蝕性を付
与する必要があり、又重量が大きくなることから通常の
使用には実用的でない）。鉄管３２は、この実施例にお
いて、ＳＳ材にて形成され、約４０ｍｍの外径と約３．
５ｍｍの厚みを有する。但し主熱交換部３の寸法の変更
に応じて、これら値は適宜変更可能である。

【００２４】鉄管３２の外側は、適宜ペーパー等の断熱
材３４にて被覆しておくのが適当である。不要であれ
ば、このような断熱材３４は設けずに実施してもよい。

【００２５】更に、主熱交換部３の両端には、鉄製の鍔
状部６，６が配設されている。鉄管３２を備えた図７に
示す実施例では、この鉄管３２と一体に、上記鍔状部
６，６が形成されている。但し、上記と異なり、鉄管３
２と鍔状部６，６とは別体に形成されたものであっても
よい。例えば、鍔状部６，６は、別体の円盤として形成
され主熱交換部３の両端に配設されるものであってもよ
い。この場合、主熱交換部３と別体の環状体（中央に穴
が設けられた円盤）として主熱交換部３へ嵌合するもの
とするのが適当である。コイル１を装着する際の便を考
慮して、一方の鍔状部６のみ鉄管３２と一体に形成し、
他方の鍔状部６は鉄管３２と別体で、着脱自在に形成し
てもよい。鍔状部６，６の外径は、副熱交換部４の内径
とほぼ同じ大きさを有する。このような鉄製の鍔状部
６，６は、自身の内部に磁路を形成するものであり、磁
性材である鉄の特性から自発磁気が発生し、空気中の磁
束のような著しい減衰が生じない。又、例えば、このよ
うな鍔状部６，６を銅やアルミニウムで形成すると、空
気中程ではないにせよ、大きな磁気の減衰を生じてしま
う。従って、上記のような特に鉄という材料によって形
成されることにより、自発磁気（自発磁化）にて、磁気
の減衰が抑えられるのである。又、鍔状部６，６を配設
して磁路を形成することにより、鉄管３２と鍔状部６，
６と副熱交換部４との間が閉磁路となっており、コイル
外部の磁束は、自然的に磁気はここを選択的に通行する
こととなる（結果的に強制していることになる）。この
ように、両鍔状部６，６周縁間に磁気の強制閉じ込め
（閉磁路）を行うこととなり、この結果、副熱交換部４
の配設された位置に確実に封じ込められる。図７に示す
実施例において、主熱交換部３の外周を覆う鉄管３２
と、その両側の鍔状部６，６と、副熱交換部４の内周面
とに囲まれた空間がコイル室１０としてコイル１を収容
している（図２、図３参照）。又図１、図２及び図３へ
示すように、副熱交換部４の両端に、蓋体５，５を嵌め
るものとしても実施可能であり、この場合、蓋体５，５
の面５ａ，５ａに沿った状態に上記鍔状部６，６が位置
するものである。この蓋体５，５は、主熱交換部３と同
様の素材即ちアルミニウム等の素材で形成されている。
図２へ示すように、鍔状部６から主熱交換部３の端部３
５が突出するように形成し（鍔状部６が鉄管３２と別体
に形成されている場合は、鍔状部６の中央にこの端部３
５を通す貫通孔を設けておくのが適当である。）、他方
において蓋体５の鍔状部６側を臨む面５ａの中央に凹部
５０を設けて、この凹部５０へ主熱交換部３の端部３５
を嵌合可能としても効果的である。５１は、副熱交換部
４の端部を嵌合する溝を示している。蓋体５，５が嵌め
られ、凹部５０と主熱交換部３の端部３５とが嵌合した
状態で、蓋体５，５の外側の面から、蓋体５の中央を貫
通する締結具５２が、主熱交換部３の端部３５の中央に
設けられた螺合部３６と螺合する。螺合部３６は、内周
面に雌ねじが形成された孔であり、締結具５２の先端部
付近に設けられた雄ねじと螺合する。図７へ示す主管３
１を設ける場合は、締結具５２の中心に主管３１に接続
する液体を通す通路を形成すればよい（図示しない）。
この場合は結具５２へ図１へ示すように、他へ連絡して
液体の通路を形成する連結部５２ａを設けておく。又、
蓋体５，５を確実に固定するため、この図１へ示すよう
に、適宜数の介在棒５３…を蓋体５，５間へ渡し、螺子
５４を螺合して、蓋体５，５と介在棒５３…とを同体に
するようにしても効果的である。

【００２６】副熱交換部４は、コイル１を内部に収容す
ることが可能な十分な内径を有する筒状体である。即ち
図２及び図７へ示すように、副熱交換部４は、コイル１
の外側Ｂに配設される。副熱交換部４の肉厚内部４１に
は、主熱交換部３と同様液体を通す通路４０が形成され
ている。通路を管によって形成する場合、ＳＵＳパイプ
を用いるのであれば、外径が約１０ｍｍで約０．２ｍｍ
程度の厚みを有するものが適当である。但しこのような
素材に限定するものではなく、寸法数値も適宜変更可能
である。この実施例において、上記副熱交換部４は、コ
イル１を内部に収容することが可能な筒状体として形成
したものを示し、上記の通り、その肉厚内部４１へ通路
４０が形成されたものを示したが、このような実施例に
限定するものではなく、前述の主熱交換部３と同様管状
体を螺旋状等に形成することによって構成するものであ
っても実施可能である。これは、主熱交換部３の図４に
示す実施例と同様である（図示しない）。又上記のよう
に円筒状体として形成する場合は、主熱交換部３と同
様、鋳造等により形成するのが適当であるが、この場合
も、鋳込みが簡単に行えるように、螺旋以外の形態を採
るようにしても実施可能である。例えば主熱交換部３の
図５へ示す実施例と同様に九十九折り（つづらおり）状
に配設して実施することも可能である。更に又これ以外
の通路４０の配置を採るものであっても実施可能であ
る。量産化という点に関しては、上記鋳造だけでなく、
機械加工、製缶又はプレス成形、ベンダー等にて成形す
る等、何れの手段も採用可能である。コスト面等の点か
ら有利な製造法を、適宜選択して実施すればよい。

【００２７】副熱交換部４は、この実施例では、本体
（肉厚部）がアルミニウムにて形成され、外径が約１３
２ｍｍ、内径が約９０ｍｍであり、長手方向の幅（構成
上、主熱交換部３もほぼ同じ値をとる。）が約２５０ｍ
ｍのものである。副熱交換部４の内周面には、ＳＵＳ材
にて形成され厚みが約２．１ｍｍの大管４２が、設けら
れている。即ち、副熱交換部４内周面は、厚さが約２．
１ｍｍのＳＵＳ材にて覆われているのである。このよう
な数値は適宜変更可能であり、大管４２は、不要であれ
ば設けずに実施することも可能である。

【００２８】高周波発振器２は、内部に備えるトランジ
スタ、トランス、コンデンサ等にて大きな発熱を生じる
ものであるため、これらディバイスｄから放熱される熱
を液体加熱に転化することにより、より一層の熱効率を
得ることが可能である。従って、必要に応じて、高周波
発振器２内部のこれらデイバイス周辺にも、適宜液体の
通路２０と熱交換部２ａ…を形成して、実施するように
しても効果的である（図８）。

【００２９】次に加熱する液体、即ち熱交換に用いる液
体を送る系統について、簡単に説明する。主熱交換部３
の通路３０（主管３１がある場合は、これも含む。）、
副熱交換部４の通路４０は、夫々別々に液体が通される
ものであってもよいが、連絡していて、液体が巡回する
ものであってもよい。既述の通りコイル１や、高周波発
振器２でも熱交換を行う場合は、これらを通る液体も連
絡するようにしておいてもよいし、連絡しないものであ
ってもよい。必要に応じて、選択すればよい。

【００３０】例えば、図７に示す実施例では、主熱交換
部３（の通路３０）と、コイル１と、副熱交換部４（の
通路４０）へ、夫々導入端Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３より、外部
から別々に、加熱用の液体Ｌが送りこまれる。そして、
加熱後の液体は、最終的に全て主管３１に導かれ、纏め
て外部へ送られる。この実施例では、連絡管Ｐ２は、高
周波発振器２で熱を受けた液体を更にコイル１内へ送っ
てくるものである。このように全ての通路が連絡してい
る場合、液体巡回の経路については、装置の外部側（副
熱交換部４の通路４０）に液体が先に通り、内部側（主
熱交換部３の通路３０）には、後から液体が巡ってきて
最後に加熱されるようにするのが適当である。但し、装
置の外部側（副熱交換部４の通路４０）を通る液体の温
度はそれよりも内部側（コイル１も含めて）を通る液体
の温度よりも、低いものとするのが適当である。これ
は、最初に外部の方に、温度の高い液体が通ると、副熱
交換部４の径外方向への熱放射により、熱のロスを生じ
るからである。

【００３１】又、このようなマニホールドとなる主管３
１を用いない場合の、各液体移送の系統例について、図
８、図９、図１０、図１１を用いて、簡単に説明する。

【００３２】図８へ示すものは、液体を通す各通路が完
全に独立しており、巡回しないものである。即ち、通路
４０の端部Ｐ１１から通路４０内に入った水等の液体
は、温水となって端部Ｐ１６から外部へ導かれる。同様
に、端部Ｐ１２からコイル１へ入った水等の液体は、温
水となって端部Ｐ１４より外部へ導かれる。又、端部Ｐ
１３より通路３０へ入った水等の液体は、温水となって
端部Ｐ１５より外部へ導かれる。他方高周波発振器２内
部に設けられた通路２０でも、発熱の大きなディバイス
から熱を受けて熱交換を行う。即ち端部Ｐ１０から入っ
た水等の液体は、熱交換部２ａ…からディバイスで発生
した熱を受け、温水となって端部Ｐ１７より外部へ導か
れる。

【００３３】図９へ示すものは、液体を一系統で巡回さ
せるものである。即ち全ての通路が連絡するものであ
る。先ず、通路２０の端部Ｐ１００から高周波発振器２
内部に入った液体は、端部Ｐ１７０とコイル１の端部Ｐ
１２０との間に介された連絡管Ｔ１を経て、コイル１内
へ導かれる。コイル１の端部Ｐ１４０から出た液体は、
この端部Ｐ１４０と通路４０の端部Ｐ１１０との間に介
された連絡管Ｔ２を経て副熱交換部４の通路４０へ入
る。通路４０を出た液体は、通路４０の端部Ｐ１６０と
通路３０の端部Ｐ１３０との間に介された連絡管Ｔ３を
経て、端部Ｐ１３０から主熱交換部３の通路３０へ入
る。通路３０通過後、液体は、端部Ｐ１５０から外部へ
導かれる。

【００３４】図１０へ示すものは、液体の経路が二系統
となっているものである。即ち、一方の系統は、液体
が、端部Ｐ１０１から通路２０入り、端部Ｐ１７１とコ
イル１の端部Ｐ１２１の間に介された連絡管Ｔ１０を経
て、コイル１内を通り、コイル１の端部Ｐ１４１から外
部へ出るものである。そして、もう一方の系統は、液体
が、通路３０の端部Ｐ１３１から通路３０内へ入り、通
路３０の端部Ｐ１５１から、この端部Ｐ１５１と副熱交
換部４の通路４０の端部Ｐ１１１との間に介された連絡
管Ｔ３０を経て、通路４０内へと導かれ端部Ｐ１６１か
ら外部へ出るものである。

【００３５】図１１に示すものも、液体の経路が二系統
のものである。一方の系統は、液体が、端部Ｐ１０２か
ら通路２０へ入り、通路２０のもう一方の端部Ｐ１７２
から、この端部Ｐ１７２と副熱交換部４の通路４０の端
部Ｐ１１２との間に介された連絡管Ｔ１１を経て、通路
４０へ導かれ、端部Ｐ１６２から通路４０の外部へ出る
ものである。もう一方の系統は、コイル１の端部Ｐ１２
２から、コイル１内へ入り、コイル１のもう一方の端部
Ｐ１４２から、この端部Ｐ１４２と主熱交換部３の通路
３０の端部Ｐ１３２との間に介された連絡管Ｔ１２を経
て、端部Ｐ１３２より通路３０へ入り、その端部Ｐ１５
２より外部へ出るものである。

【００３６】上記以外の系統、経路で、液体が巡回する
ものであっても実施可能であり、上記実施例に限定する
ものではない。

【００３７】説明してきた各実施例において、装置の中
心部に主熱交換部３、その外側に１つのコイル１、更に
その外側に１つの副熱交換部４が配置するものであった
が、次のような構成を採るものであっても実施可能であ
る（図示しない）。（螺旋の）径の異なる複数のコイル
１…を同心となるように配設し、最中心部のコイル１の
内部に主熱交換部３が配置し最外部のコイル１の外側に
副熱交換部４が配置するのはもとより、この最中心部と
最外部のコイル１，１の中間に位置するコイル同士間、
或いはこの中間に位置するコイルとこの最中心部及び最
外部のコイル１，１との間へ、別途熱交換部を配設する
ものとして実施してもよい。即ち複数のコイル間に、全
てに熱交換部を形成するのである。例えばコイルが２つ
の場合、中心から、熱交換部（主熱交換部）、コイル、
熱交換部、コイル、（副）熱交換部というように配設す
るのである。勿論、コイルの数をこれ以上にすれば、熱
交換部もそれに対応して、増やしてやればよい。このよ
うに複数のコイルを配設する場合も、１つのコイルにつ
いて、そのコイルの内側に位置する熱交換部を主熱交換
部、そのコイルの外側に位置するものを副熱交換部と考
えればよい（この場合外側の熱交換部は、このコイルの
副熱交換部であると同時に、外側のコイルの主熱交換部
でもある）。

【００３８】本願発明に係る液体加熱装置は、クリーン
で安全性の高い電磁誘導加熱という手段を用いて、湯沸
かし或いはその他の液体の加熱を行うものである。尚、
水その他の液体の加熱が最終目的であってもよいし、
又、このような液体を、他へ熱を供給するための媒体と
して加熱するものであってもよく、液体加熱の目的を問
わず、広く利用することが可能である。

【００３９】又、本願発明に係る装置は、ガスを使用し
ないということにより、安全性の点や、クリーンな点等
から、本願発明に係る装置は、病院、老人ホーム、高層
ビル、地下街、オフィス、更には、ガスの普及率が低い
地域（国外も含めて）において、このような環境に極め
て適した湯沸かし等の液体の加熱を行うことが可能であ
る。特に、熱変換効率が著しく向上したものであるた
め、その小型化も著しく向上したものである。

【００４０】

【発明の効果】本願第１の発明の実施によって、従来抑
制の対象となった磁束発生用コイルの外部へ生じる磁束
についても熱交換を可能とし、即ち、従来抑制の対象と
していたコイル外側の磁束について、発想の転換によ
り、これを熱交換の対象として、積極的に利用すること
とした。即ち、１つのコイルが、発生するフラックス
（磁力線）について、その磁界を全てロスなく取り込む
ために、コイルを外側から閉じ込め、閉磁構造を形成す
ることによって、発熱した金属体から水を流すことによ
って、熱をとるのである。この結果、熱変換効率を従来
に比して著しく向上させることができた。又、加熱速度
も著しく改善し得た。更に又、上記磁束を抑えるのに従
来用いられた高価なけい素鋼板を使用しないため、コス
トの面でも有利である。

【００４１】本願第２の発明の実施によって、上記第１
の発明の効果に加え、コイル１自身で発生する熱につい
ても液体への熱交換を行うことが可能となり、更に、熱
変換効率を高めたものである。即ち、コイル冷却には、
通常水が用いられるが、この水は捨てられていた。本願
発明の実施により、このような水を取り込み、その利用
がなされるのである。

【００４２】本願第３の発明の実施によって、上記第１
又は第２の発明の効果に加えて、主熱交換部と副熱交換
部双方の端部間において、鉄中に磁路を形成することに
より、磁気の減衰を抑制し得た。この結果更に、エネル
ギー・ロスを低減することが可能となった。

【００４３】本願第４の発明の実施によって、上記第１
又は第２又は第３の発明の効果に加えて、高周波発振器
２の内部で生じる磁気的なロスについても熱として回収
することを可能として、より完全に近い状態にまで、熱
変換効率を向上し得た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例を示す要部斜視図である。

【図２】本願発明の一実施例を示す一部切欠要部斜視図
である。

【図３】本願発明の一実施例を示す要部分解斜視図であ
る。

【図４】本願発明の一実施例を示す要部側面図である。

【図５】本願発明の一実施例を示す要部斜視図である。

【図６】本願発明の一実施例を示す一部切欠要部斜視図
である。

【図７】本願発明の一実施例を示す要部略縦断面図であ
る。

【図８】本願発明の一実施例を示す要部略縦断面図であ
る。

【図９】本願発明の一実施例を示す要部略縦断面図であ
る。

【図１０】本願発明の一実施例を示す要部略縦断面図で
ある。

【図１１】本願発明の一実施例を示す要部略縦断面図で
ある。

【図１２】電磁誘導加熱の原理についての説明図であ
る。

【図１３】電磁誘導加熱の原理についての説明図であ
る。

【図１４】電磁誘導加熱を利用する際の問題点について
の説明図である。

【図１５】電磁誘導加熱を利用する際の問題点について
の説明図である。

【符号の説明】

１ コイル ２ 高周波発振器 ３ 主熱交換部 ４ 副熱交換部 ３０ 通路 ４０ 通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの磁束発生用のコイル
   (1) と、このコイル(1) へ高周波電流を供給する高周波
   発振器(2) と、磁束を受けて発熱する素材によって形成
   された主熱交換部(3) と、同じく磁束を受けて発熱する
   素材によって形成された副熱交換部(4) とを備えてな
   り、 主熱交換部(3) は、加熱を予定する液体を通す通路(30)
   を備え、コイル(1) の内側(A) に配設されたものであ
   り、 副熱交換部(4) は、加熱を予定する液体を通す通路(40)
   を備え、コイル(1) の外側(B) に配設されたものであ
   り、 上記主熱交換部(3) がコイル(1) の電磁誘導により発熱
   し、通路(30)を通る液体を加熱するものであると共に、
   上記副熱交換部(4) が同じくコイル(1) の電磁誘導によ
   り発熱し、通路(40)を通る液体を加熱するものであるこ
   とを特徴とする電磁誘導加熱を利用した液体加熱装置。
2. 【請求項２】 上記コイル(1) は、長尺の導体(11)を螺
   旋状に配設することによって形成されたものであり、更
   に、この導体(11)は、内部が液体を通す通路(13)を形成
   する管状体であり、 通電時の導体(11)の発熱にて、通路(13)を通る液体を加
   熱するものであることを特徴とする請求項１記載の電磁
   誘導加熱を利用した液体加熱装置。
3. 【請求項３】 主熱交換部(3) は、略柱状体として形成
   されて上記コイル(1) の内部に配設されたものであり、
   その両端付近には、鍔状部(6) (6) が設けられ、この鍔
   状部(6) (6) が、コイル(1) 両端付近より、主熱交換部
   (3) の径外方向へ突出するものであることを特徴とする
   請求項１又は２記載の電磁誘導加熱を利用した液体加熱
   装置。
4. 【請求項４】 上記高周波発振器(2) の内部にも、熱交
   換部(2a)が形成されてなり、この熱交換部(2a)内にも、
   加熱を予定する液体を通す適宜通路(20)が配設されてな
   るものであることを特徴とする請求項１又は２又は３記
   載の電磁誘導加熱を利用した液体加熱装置。