(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体（２）と、該磁性体（２）の周囲を取り囲むように配置された流体収納容器（３）と、流体収納容器（３）の周囲を取り囲むように巻回してなる誘導コイル（４）とを備えた加熱装置本体（１）が設けられ、
低周波電流を誘導コイル（４）に流すことにより、磁性体（２）から流体収納容器（３）を通るように磁力線を発生させ、流体収納容器（３）を低周波誘導加熱して、流体収納容器（３）内の流体（１９）を加熱するようにした加熱装置であって、
前記磁性体（２）及び誘導コイル（４）の下方に位置する第２磁性体（５）が設けられ、第２磁性体（５）の外周部に前記誘導コイル（４）が載置固定され、第２磁性体（５）の中央部に前記磁性体（２）が載置固定され、磁性体（２）と第２磁性体（５）とは接続され、磁性体（２）と誘導コイル（４）との間の下端側は、第２磁性体（５）で塞がれ、磁性体（２）と誘導コイル（４）との間の上端側に、環状の開口部（１３）が形成され、流体収納容器（３）は、磁性体（２）と誘導コイル（４）との間に、前記環状の開口部（１３）から出し入れ自在とされ、
前記加熱装置本体（１）が複数個設けられ、交流電源から交流電流を入力して低周波電流を出力するインバータ（３１）と、コンデンサを有しインバータ（３１）の出力する電圧をアップさせる増幅器（３３）とを介して、交流電源に複数の加熱装置本体（１）の誘導コイル（４）が直列に接続され、１の交流電源から複数の加熱装置本体（１）の誘導コイル（４）に低周波電力を供給して、低周波電流を複数の加熱装置本体（１）の誘導コイル（４）に流すことにより、磁性体（２）から流体収納容器（３）及び第２磁性体（５）を通るように磁力線を発生させ、これにより複数の流体収納容器（３）を低周波誘導加熱して、複数の流体収納容器（３）内の流体を加熱するようにしたことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記流体収納容器（３）に、第１出入口（１５）と第２出入口（１６）とが設けられ、第１出入口（１５）から流体（１９）を流体収納容器（３）内に供給して第２出入口（１６）から加熱した流体（１９）を取り出すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記流体収納容器（３）に、第２出入口（１６）と蒸気送出口（１５）とが設けられ、第２出入口（１６）から流体（１９）を流体収納容器（３）内に供給して蒸気送出口（１５）から流体（１９）を加熱してなる蒸気を取り出すようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記誘導コイル（４）に、冷却水を流通させる流通路が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水等の流体を加熱して熱湯等の高温流体や蒸気を製造するようにした加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、誘導加熱を利用して水等の流体を加熱して、熱湯や蒸気等を製造するようにしたものがある（例えば、特開平６−２０８８８７号公報、特開平９−１８５６８５公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の場合、磁力線が被加熱部材に対して有効に生じさせることができず、また、電源に対する誘導コイルへの力率が悪い等の理由から、電力効率が悪くなり、また、流体を迅速に加熱することができなかった。
本発明は上記問題点に鑑み、流体を誘導加熱により効率よく迅速に加熱できる加熱装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決する本発明の技術的手段は、磁性体２と、該磁性体２の周囲を取り囲むように配置された流体収納容器３と、流体収納容器３の周囲を取り囲むように巻回してなる誘導コイル４とを備えた加熱装置本体１が設けられ、
低周波電流を誘導コイル４に流すことにより、磁性体２から流体収納容器３を通るように磁力線を発生させ、流体収納容器３を低周波誘導加熱して、流体収納容器３内の流体１９を加熱するようにした加熱装置であって、
前記磁性体２及び誘導コイル４の下方に位置する第２磁性体５が設けられ、第２磁性体５の外周部に前記誘導コイル４が載置固定され、第２磁性体５の中央部に前記磁性体２が載置固定され、磁性体２と第２磁性体５とは接続され、磁性体２と誘導コイル４との間の下端側は、第２磁性体５で塞がれ、磁性体２と誘導コイル４との間の上端側に、環状の開口部１３が形成され、流体収納容器３は、磁性体２と誘導コイル４との間に、前記環状の開口部１３から出し入れ自在とされ、
前記加熱装置本体１が複数個設けられ、交流電源から交流電流を入力して低周波電流を出力するインバータ３１と、コンデンサを有しインバータ３１の出力する電圧をアップさせる増幅器３３とを介して、交流電源に複数の加熱装置本体１の誘導コイル４が直列に接続され、１の交流電源から複数の加熱装置本体１の誘導コイル４に低周波電力を供給して、低周波電流を複数の加熱装置本体１の誘導コイル４に流すことにより、磁性体２から流体収納容器３及び第２磁性体５を通るように磁力線を発生させ、これにより複数の流体収納容器３を低周波誘導加熱して、複数の流体収納容器３内の流体を加熱するようにした点にある。
【０００５】
本発明の他の技術的手段は、前記流体収納容器３に、第１出入口１５と第２出入口１６とが設けられ、第１出入口１５から流体１９を流体収納容器３内に供給して第２出入口１６から加熱した流体１９を取り出すようにした点にある。
本発明の他の技術的手段は、前記流体収納容器３に、第２出入口１６と蒸気送出口１５とが設けられ、第２出入口１６から流体１９を流体収納容器３内に供給して蒸気送出口１５から流体１９を加熱してなる蒸気を取り出すようにした点にある。
【０００６】
本発明の他の技術的手段は、前記誘導コイル４に、冷却水を流通させる流通路が設けられている点にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１〜図３において、１は加熱装置本体で、円柱状の磁性体（磁石）２と、円筒状の流体収納容器３と、円筒状に巻回された誘導コイル４と、円板状の第２磁性体５と、環状の耐熱板６と、長方形板状の支持台７とを備える。
磁性体２は磁石又は磁性材により構成され、有底円筒状の絶縁ケース９が外嵌されている。流体収納容器３は磁性体２の周囲を取り囲むように配置されている。誘導コイル４は、磁性体２及び流体収納容器３の周囲を取り囲むように被覆電線を巻回してなり、絶縁ケース１１に収納されている。絶縁ケース１１は、円筒状の外側壁と円筒状の内側壁と上壁と下壁とを有する二重円筒状に形成されている。
【０００８】
第２磁性体５は、磁性体２と同様に磁石又は磁性材により構成され、第２磁性体５は支持台７上に固定され、第２磁性体５の外周部に絶縁ケース１１が載置固定され、第２磁性体５の中央部に磁性体２が載置固定され、磁性体２と第２磁性体５とは接続されている。磁性体２と誘導コイル４との間の第２磁性体５上に耐熱板６が載置固定されている。
従って、低周波電流を加熱装置本体１の誘導コイル４に流すことにより、磁性体２から流体収納容器３及び第２磁性体５を通るように磁力線を発生させ、これにより流体収納容器３を低周波誘導加熱により加熱して、流体収納容器３内の流体を加熱するようになっている。
【０００９】
磁性体２（絶縁ケース９）と誘導コイル４（絶縁ケース１１）との間の下端側は、第２磁性体５で塞がれている。磁性体２（絶縁ケース９）と誘導コイル４（絶縁ケース１１）との間の上端側に、環状の開口部１３が形成されており、流体収納容器３は、磁性体２と誘導コイル４との間に、開口部１３から出し入れ自在に挿入されて、耐熱板６上に載置されている。
流体収納容器３の上壁３ａに第１出入口（流体供給口、蒸気送出口）１５が上方突出状に設けられ、この第１出入口１５より、流体供給源から水等の流体１９がホース等を介して流体収納容器３内に供給され、又は、この第１出入口１５より、流体収納容器３内に生じた蒸気を外部に取出すようになっている。
【００１０】
流体収納容器３の底壁３ｂに第２出入口（流体送出口、流体供給口）１６が下方突出状に設けられ、第２出入口１６に対応して、第２磁性体５に挿通孔１７が形成されている。第２出入口１６は、支持台７から外れた位置にあって挿通孔１７に挿通されており、第２出入口１６より、流体収納容器３内で加熱された流体１９がホース等介して外部に送出され、又は、この第２出入口１６より、流体供給源から水等の流体１９がホース等を介して流体収納容器３内に供給されるようになっている。
【００１１】
即ち、流体収納容器３から高温の流体１９を取り出す場合には、第１出入口１５から流体１９を流体収納容器３内に供給して第２出入口１６から高温になった流体１９を取り出し、流体収納容器３から蒸気を取り出す場合には、第２出入口１６から流体１９を流体収納容器３内に供給して第１出入口１５から蒸気を取り出すようになっている。
絶縁ケース１１の前部に、一対の接続端子２１，２２と冷却水供給口２３と冷却水排出口２４とが設けられている。誘導コイル４を形成する被覆電線は、細長い円筒状に形成されて、被覆電線（誘導コイル４）の内部に流通路が設けられており、誘導コイル４の内部を流通路を通して冷却水が流通するようになっている。誘導コイル４の一端側は、接続端子２１に接続されると共に、その先端が冷却水供給口２３に連結されている。誘導コイル４の他端側は、接続端子２２に接続されると共に、その先端が冷却水排出口２４に連結されている。
【００１２】
前記加熱装置本体１は複数個設けられている。図４に示すように、インバータ３１の入力端子Ｒ，Ｓ，Ｔに商用の三相交流電源が接続され、インバータ３１の出力端子Ｕ，Ｖに、コンデンサを有する増幅器３３を介して、複数の加熱装置本体１の誘導コイル４（図例では３個）が接続端子２１，２２を介して直列に接続されている。インバータ３１は周波数設定器を有する汎用型のインバータであって、三相交流電源の三相電流を直流に変換して、周波数設定器により設定した任意の周波数の単相交流電流を出力するように構成されており、例えばインバータ３１から５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの低周波電流を出力するように設定されている。従って、１の電源から、インバータ３１及び増幅器３３を介して、複数の磁界発生器１の誘導コイル４に低周波電力を供給して流体収納容器３の複数個（例えば３個の加熱装置本体１の流体収納容器３）を低周波誘導加熱により同時に加熱するようになっている。
【００１３】
上記実施の形態によれば、流体１９を加熱するには、まず、図１に示すように、複数の加熱装置本体１の磁性体２と誘導コイル４との間に開口部１３から各流体収納容器３を挿入して耐熱板６上に設置すると共に、流体１９を各流体収納容器３内に供給し、図４に示すように、各加熱装置本体１の誘導コイル４を、インバータ３１の出力端子間に増幅器３３を介して直列に接続する。この状態で、電源からインバータ３１及び増幅器３３を介して低周波電流を各加熱装置本体１の誘導コイル４に供給すればよい。すると、低周波電流が、直列に接続された複数の誘導コイル４に流れることにより、複数の加熱装置本体１において、磁性体２から流体収納容器３及び第２磁性体５を通るように磁力線が発生して、複数の流体収納容器３を低周波誘導加熱により迅速に加熱し、各流体収納容器３内の流体１９が同時に加熱される。
【００１４】
この場合、誘導コイル４が流体収納容器３の周囲を取り囲み、流体収納容器３が磁性体２の周囲を取り囲んでおり、しかも磁性体２及び誘導コイル４の下端側に、第２磁性体５が設けられているので、磁性体２から、流体収納容器３に対して、無駄なく効果的に磁力線を発生させることができ、低周波誘導加熱により、流体収納容器３内の流体１９を効率よくかつ迅速に加熱することができる。
また、電源からインバータ３１を介して５０Ｈｚ〜６０Ｈｚの低周波電力に変換し、さらにコンデンサを有する増幅器３３によって、インバータ３１の出力（周波数電圧）をアップさせることができる。このため、インバータ３１の出力端子Ｒ，Ｓ，Ｔ側に接続された商用電源を、インバータ３１と増幅器３３との組み合わせで、出力を約１５０％アップさせて、大きな省エネの効果を得ることができる。しかも、複数（例えば３個）の加熱装置本体１の誘導コイル４に低周波電流が供給されるため、汎用型の比較的容量の大きいインバータ３１を使用し、また比較的大容量のコンデンサを有する増幅器３３を使用しても、力率が非常によくなり、電力効率を高めて、この点からも大幅な省エネを達成することができる。
【００１５】
また、電源からインバータ３１を介して誘導コイル４に高周波電流を供給することにより、流体収納容器３を高周波誘導加熱する場合には、流体収納容器３の金属表面に非常に大きな渦電流が流れて、金属表面を強く加熱（約１０００℃〜１１００℃）することができるが、高周波誘導加熱の場合、金属表面のみ加熱されるため、金属内部に高い温度を持つことができず、流体収納容器３の全体を迅速に加熱することは困難であるが、本願発明の場合、低周波誘導加熱であるため、磁気誘導と渦電流とを金属内部にも取り込んで加熱できるので、流体収納容器３を内部と外部とで殆ど温度差を生じさせることなく全体を効率よく加熱することができる。
【００１６】
従って、複数の加熱装置本体１の流体収納容器３を効率よく加熱することができ、複数の流体収納容器３によって短時間で流体を加熱して、高温流体又は蒸気を効率よく製造することができる。
そして、流体収納容器３から高温になった流体１９を取り出す場合には、第１出入口１５から流体１９を流体収納容器３内に供給すると同時、第２出入口１６から高温になった流体１９を取り出すことにより、高温になった熱湯等の流体１９を、複数の流体収納容器３から連続的に取り出すことができる。また、流体収納容器３から蒸気を取り出す場合には、第２出入口１６から流体１９を流体収納容器３内に供給すると同時に、流体送出口１５から蒸気を取り出すことにより、蒸気を、複数の流体収納容器３から連続的に取り出すことができる。
【００１７】
また、例えば、加熱装置を連続運転して、複数の加熱装置本体１の流体収納容器３を順次連続的に加熱する場合等には、誘導コイル４に冷却水を流して、誘導コイル４が過度に高温になるのを有効に防止して、加熱装置を長期に亘って円滑に連続運転等させることができる。
なお、取り出した熱湯等の高温流体は、風呂の湯や金属容器等の洗浄等に使用することができる。また、取り出した蒸気は、金型の加熱、ゴムと金属との接着、プラスチックの成形、ゴム加硫等に使用することができる。
【００１８】
なお、前記実施の形態では、インバータ３１の出力端子間に、増幅器３３を介して、加熱装置本体１の誘導コイル４を３個直列に接続しているが、直列接続する誘導コイル４の個数は３個に限定されず、直列接続する誘導コイル４の個数を４個以上にしてもよく、インバータ３１又は増幅器３３の容量や誘導コイル４のインダクタンスその他の条件により、直列接続される誘導コイル４の個数を効率がよくなるように設定すればよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、流体を誘導加熱により効率よく迅速に加熱できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す側面断面図である。
【図２】  同平面図である。
【図３】  同平面断面図である。
【図４】  電気回路図である。
【符号の説明】
１      磁界発生装置
２      磁性体
３      誘導コイル
４      誘導コイル部
２２    上金型（被加熱体）
２３    下金型（被加熱体）
３１    インバータ
３３    増幅器
【図１】
0003942473.tif 000002
【図２】
0003942473.tif 000003
【図３】
0003942473.tif 000004
【図４】
0003942473.tif 000005