(57)【要約】      （修正有）【課題】加熱効率の良い流体加熱装置を提供する。【解決手段】被加熱流体を誘導加熱手段によって加熱させる流体加熱装置であって、誘導加熱手段に近接される本体部Ａを備え、本体部Ａは、被加熱流体が流通する流通管１と、誘導加熱手段により発熱する平板状の発熱板２と、を有し、流通管１には、発熱板２に接触する加熱領域１ａが設けられ、流通管１の一端には、加熱前の被加熱流体が流入する流入口１ｂが設けられ、流通管１の他端には、加熱後の被加熱流体を排出する排出口１ｃが設けられ、流入口１ｂと前記排出口１ｃとは、発熱板２の外周付近に設けられていることを特徴とする、流体加熱装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱流体を誘導加熱手段によって加熱させる流体加熱装置であって、
前記誘導加熱手段に近接される本体部を備え、
前記本体部は、前記被加熱流体が流通する流通管と、
前記誘導加熱手段により発熱する平板状の発熱板と、を有し、
前記流通管には、前記発熱板に接触する加熱領域が設けられ、
前記流通管の一端には、加熱前の前記被加熱流体が流入する流入口が設けられ、
前記流通管の他端には、加熱後の前記被加熱流体を排出する排出口が設けられ、
前記流入口と前記排出口とは、前記発熱板の外周付近に配置されることを特徴とする、流体加熱装置。
【請求項２】
前記発熱板には、前記流通管を収納する中空部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の流体加熱装置。
【請求項３】
第２発熱板をさらに備え、
前記流通管は、前記発熱板と前記第２発熱板との間に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の流体加熱装置。
【請求項４】
前記流通管は、前記加熱領域の略中央部にＳ字状部を有する二重螺旋円盤形状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の流体加熱装置。
【請求項５】
少なくとも２つ以上の前記本体部を備え、
これらの本体部を直列に接続したことを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の流体加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導加熱を利用した流体加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電磁誘導加熱を利用することにより、水等の流体を昇温させる電磁誘導加熱装置が知られている。このような、電磁誘導加熱装置は、コイルからの磁束が貫通して誘導加熱される被加熱部材と、流体が流通するチューブ状部材とを備え、被加熱部材で発生した熱を、チューブ状部材を介して流体に伝熱させることにより、流体を昇温させている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、「鋳造により成形され且つ非磁性金属からなる第１被加熱部材と、該第１被加熱部材の表面側に設けられ且つ磁性金属からなる第２被加熱部材と、前記第１被加熱部材を鋳造により成形する際にインサートされ且つ液状物が供給されるチューブ状部材と、を有する」液状物流通ユニットを備えた電磁誘導加熱装置の技術が記載されている。
このように、第１被加熱部材を鋳造成形する際にチューブ状部材をインサートして、第１被加熱部材の内部にチューブ状部材を溶着するように構成することで、加工コストを抑制することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１０５３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の液状物流通ユニットは、流体の流入口が第１被加熱部材の略中央部に設けられているため、液状物流通ユニットの表面の中央部に配管が接続される構成となっている。そのため、配管が接続された面においては、第２被加熱部材や誘導加熱装置を設けることができず、加熱効率を向上させることができないという改善点を有していた。
【０００６】
本発明者は、上記点に着目し、流体の流入口と排出口の位置を最適化することによって、誘導加熱装置が近接可能な面積を大きくして、流体の加熱効率を向上させることができると考えた。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑み、加熱効率の良い流体加熱装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る流体加熱装置は、被加熱流体を誘導加熱手段によって加熱させる流体加熱装置であって、前記誘導加熱手段に近接される本体部を備え、前記本体部は、前記被加熱流体が流通する流通管と、前記誘導加熱手段により発熱する平板状の発熱板と、を有し、前記流通管には、前記発熱板に接触する加熱領域が設けられ、前記流通管の一端には、加熱前の前記被加熱流体が流入する流入口が設けられ、前記流通管の他端には、加熱後の前記被加熱流体を排出する排出口が設けられ、前記流入口と前記排出口とは、前記発熱板の外周付近に配置されることを特徴とする。
【０００９】
このように、流通管の流入口と排出口が、発熱板の外周付近に設けられることにより、流通管を外観視で平板状に形成することができる。その結果、流通管の両面に誘導加熱手段を配置することができるため、流体の加熱効率を向上させることができる。
【００１０】
本発明の好ましい形態では、前記発熱板には、前記流通管を収納する中空部が設けられていることを特徴とする。
このように、発熱板の内部に流通管を収納することにより、流通管の周囲を発熱板で覆って加熱面積を大きく形成することができるため、加熱効率を向上させることができる。
【００１１】
本発明の好ましい形態では、第２発熱板をさらに備え、前記流通管は、前記発熱板と前記第２発熱板との間に設けられていることを特徴とする。
このように、流通管を発熱板と第２発熱板とで挟むことにより、流通管を両側から加熱して、加熱効率を向上させることができる。
【００１２】
本発明の好ましい形態では、前記流通管は、前記加熱領域の略中央部にＳ字状部を有する二重螺旋円盤形状に形成されていることを特徴とする。
このように、流通管を二重螺旋円盤形状に形成することにより、流通管を容易に製造することができる。
【００１３】
本発明の好ましい形態では、少なくとも２つ以上の前記本体部を備え、これらの本体部を直列に接続したことを特徴とする。
このように、複数の本体部を直列に接続することにより、温度調整を精密に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、かかる実情に鑑み、加熱効率の良い流体加熱装置を提供することを課題とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１に係る流体加熱装置の本体部の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る流体加熱装置の本体部であり、（ａ）流通管を発熱板内に収納した場合の斜視図を、（ｂ）は図２（ａ）のＸ−Ｘ線断面図を示している。
【図３】本発明の実施形態１に係る流体加熱装置の本体部であり、（ａ）は本体部に誘導加熱手段を設けた概念図を、（ｂ）は本体部を直列に連結させた様子を示す概念図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る流体加熱装置の本体部であり、（ａ）は分解斜視図を、（ｂ）は器具完成時の図４（ａ）のＸＩ−ＸＩ線断面図を示している。
【図５】本発明の実施形態３に係る流体加熱装置の本体部であり、（ａ）は分解斜視図を、（ｂ）は器具完成時の図５（ａ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図を示している。
【図６】本発明の実施形態３に係る流体加熱器具の製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を図面に示した好ましい実施形態１〜３について詳細に説明する。本発明の技術的範囲は、添付図面に示した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、適宜変更が可能である。
【００１７】
＜実施形態１＞
実施形態１に係る流体加熱装置の本体部Ａは、被加熱流体が流通する流通管１と、誘導加熱手段Ｍにより発熱する発熱板２と、を備え、この発熱板２の内部に流通管１が収納されている（図１及び図２参照）。
【００１８】
流通管１は、一端及び他端を有する配管が平面上に配列することにより概略平板状に形成されており、発熱板２内に収納されて加熱される加熱領域１ａと、加熱前の被加熱流体が流入する流入口１ｂと、加熱後の被加熱流体を排出する排出口１ｃと、を有している。
この流通管１の材料としては、耐食性の良い材料で形成されており、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅を例示することができる。
また、この流通管１の配管は、発熱板２に収納可能な大きさである直径Ｄを有し、縦断面形状としては、例えば、円筒状、楕円筒状、各筒状等を挙げることができる。
【００１９】
加熱領域１ａは、平板上の発熱板２に導入可能なよう、外観視で平板状に形成されており、好ましくは略中央部にＳ字状部を有する二重螺旋円盤状に形成されている（図１及び図２（ａ）参照）。また、図１及び図２（ａ）においては、ピッチ間隔（流通管１同士の間隙）が設けられた二重螺旋円盤状を例示したが、ピッチ間隔が設けられていない密な二重螺旋円盤状としても良い。この加熱領域１ａは、発熱板２の中空部２ａの内面と接触して、発熱板２で発生した熱を加熱領域１ａ内の被加熱流体に伝えている。
【００２０】
また、この加熱領域１ａは、略中央部にＳ字状部を有する二重螺旋円盤形状を例示したが、この形状に限られることはなく、例えば、流通管１をヒダ状（蛇行状）に折り曲げる等して、発熱板２に収納しても良い。
【００２１】
流入口１ｂは、流通管１の一端側に設けられ、排出口１ｃは、流通管１の他端側に設けられている。
この流入口１ｂは及び排出口１ｃは、加熱領域１ａの外周位置に設けられており、発熱板２の内部に収納された際に、発熱板２の外周付近から、被加熱流体を流入及び配設可能に構成されている。
【００２２】
発熱板２は、流通管１の直径Ｄよりも肉厚に形成されており、この流通管１が収納される中空部２ａと、流通管１を導入可能な開口部２ｂと、が形成されている（図１（ａ）参照）。
この発熱板２は、平板状に形成されており、この平板の形状としては、例えば、円形状、楕円形状、多角形状等、を挙げることができる。この発熱板２の形状やその大きさは、誘導加熱手段Ｍや流通管１の形状に合わせて自由に設定することができる。
【００２３】
この発熱板２の材料としては、誘導加熱手段Ｍによって効率よく誘導加熱される磁性材料で形成されており、例えば、ステンレス、鉄、銅を例示することができる。
【００２４】
中空部２ａは、流通管１が収納可能な大きさに形成されている。この中空部２ａの厚み方向の幅は、流通管１を両側から接触して加熱可能なよう、直径Ｄと同程度の大きさに設定されていることが望ましい（図２（ｂ）参照）。
また、発熱板２と流通管１との間に間隙が生じる場合には、アルミニウムなどの伝導率の高い金属を流し込むことによって、発熱板２と流通管１との間に生じた間隙を埋めるように構成しても良い。
さらに、鋳ぐるみ加工によって流通管１を平板状に形成して、発熱板２の内部に収納することにより、発熱板２と流通管１との間に間隙が生じないように構成しても良い。
【００２５】
開口部２ｂは、発熱板２の一側面に設けられおり、流通管１を導入可能な大きさに形成されている（図１及び図２（ａ）参照）。この開口部２ｂからは、流通管１の流入口１ｂ及び排出口１ｃが露出されて、被加熱流体を流入及び排出することができるよう構成されている。
【００２６】
この実施形態１に係る本体部Ａを流体加熱装置内に設ける場合には、図３（ａ）に示すように、開口部２ｂが形成された場所以外に、誘導加熱手段Ｍを設けることができる。
また、図３（ｂ）に示すように、流体加熱装置内に複数の本体部Ａを設け、これらを直列に接続するように構成しても良い。
【００２７】
本発明によれば、発熱板２の中空部２ａに流通管１を収納する構成としたことにより、流通管１を効率良く加熱することができる。すなわち、発熱板２の開口部２ｂが形成された場所以外の面に、誘導加熱手段Ｍを近接させることができるため、表面方向、裏面方向及び側面方向から、磁束を貫通させることができる。そのため、発熱板２の全体を加熱することができ、流体の加熱効率を向上させることができる。
【００２８】
また、本発明によれば、流通管１の加熱領域１ａは、略中央部にＳ字状部を有する二重螺旋円盤形状に形成されていることにより、この流通管１を容易に製作することができる。すなわち、この流通管１を製作する際には、直線状の流通管１を中間位置付近で折り返し、円形に巻いていくことで容易に作製することができる。
【００２９】
また、本発明によれば、発熱板２と流通管１との間に生じた間隙に、アルミニウムなどの伝導率の高い金属を流し込むことによって、発熱板２で発生した熱を効率良く流通管１に伝熱させることができる。
【００３０】
また、本発明によれば、本体部Ａを複数個直列に接続させ、流体加熱装置に設けることで、精密な温度調整を行うことができる。すなわち、１つの本体部Ａに対して低温の被加熱流体を導入する場合には、加熱前の被加熱流体が加熱後（又は加熱中）の被加熱流体から熱量を奪うため、温度調整を精密に行うことが難しい。一方、２つ以上の本体部Ａを直列に設けた場合、後段に設けられた本体部Ａ内には予め加熱された被加熱流体が導入されるため、熱量の変動を小さくして、精密な温度調整を行うことができる。
【００３１】
＜実施形態２＞
以下、本発明の実施形態２の本体部Ｂについて、図４を参照して詳細に説明する。この実施形態２の本体部Ｂは、先の実施形態とは異なる位置に排出口１ｃを有する流通管１と、２つの開口部２ｂ・２ｃが設けられた発熱板２と、を備えることを特徴とする。なお、同実施形態において、先の実施形態と基本的に同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。
【００３２】
本実施形態に係る本体部Ｂは、先の実施形態１の本体部Ａと同様に、被加熱流体が流通する流通管１と、誘導加熱手段Ｍにより発熱する発熱板２と、を備え、この流通管１が発熱板２の内部に収納されている（図４（ａ）参照）。
【００３３】
本実施形態に係る流通管１は、発熱板２内に収納されて加熱される加熱領域１ａと、加熱前の被加熱流体が流入する流入口１ｂと、この流入口１ｂの反対側から加熱後の被加熱流体を排出する排出口１ｄと、を有している。また、この排出口１ｄは、流入口１ｂの反対側に限られず、加熱領域１ａの外周位置であれば、どの位置に設けられていても良い。
【００３４】
本実施形態に係る発熱板２は、流通管１が収納される中空部２ａと、流通管１を導入可能な開口部２ｂと、排出口１ｃを露出可能な第２開口部２ｃと、を有している。
この第２開口部２ｃは、流通管１の排出口１ｃに対応した位置に形成されている。
【００３５】
このように、被加熱流体の流入及び排出を、発熱板２の異なる位置から行えるように構成しても良い。このように開口部（２ｂ・２ｃ）を複数設ける場合には、少なくとも１つの開口部が流通管１を導入可能な大きさに形成されていれば良い（図４（ａ）参照）。
【００３６】
＜実施形態３＞
以下、本発明の実施形態３の本体部Ｃについて、図５及び図６を参照して詳細に説明する。この実施形態３に係る本体部Ｃは、先の実施形態とは異なる形状の発熱板３と、第２発熱板４と、を備えることを特徴とする。なお、同実施形態において、先の実施形態と基本的に同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を簡略化する。
【００３７】
本実施形態に係る本体部Ｃは、被加熱流体が流通する流通管１と、誘導加熱手段Ｍにより発熱する発熱板３と、この発熱板３の表面３ａに設けられる第２発熱板４と、を備えており、この発熱板３と第２発熱板４が接着手段によって固定されている（図５（ａ）参照）。
【００３８】
発熱板３は、流通管１が配置される表面３ａと、誘導加熱手段Ｍが当接される裏面３ｂと、を有している。この発熱板３は、平板状に形成されており、平板の形状としては、例えば、円形状、楕円形状、多角形状等、を挙げることができる。この平板の形状やその大きさは、誘導加熱手段Ｍや流通管１の形状に合わせて自由に設定することができる。
また、この発熱板３の材料としては、発熱板２と同様に、誘導加熱手段Ｍによって効率よく誘導加熱される磁性材料によって形成されている。
【００３９】
第２発熱板４は、発熱板２・３と同様の材料で形成されており、流通管１が配置される間隙を形成する立ち上がり４ａと、発熱板３に固定される固定部４ｂと、を有している。
また、第２発熱板４の形状は、発熱板３及び流通管１の形状や大きさに合わせて設定される。
【００４０】
立ち上がり４ａは、流通管１の直径Ｄよりも小さい高さＨが形成されている（図６（ａ）参照）。そのため、本実施形態に係る本体部Ｃを製造する際には、流通管１を発熱板３と第２発熱板４とで押しつぶすことにより、流通管１の軸方向直交断面を略楕円状に形成することができる（図６（ｂ）参照）。
【００４１】
固定部４ｂは、汎用の接着手段によって発熱板３と固定されており、この接着手段としては、例えば、溶着、圧着、薬品による貼着、その他固定部材を用いた固着等が挙げられる。なお、ボルト等の固定部材を利用する場合には、固定部４ｂと発熱板３にボルトが挿通される貫通孔（図示せず）を設けてもよい。また、この固定部４ｂを第２発熱板４の全周（流出口１ｂ及び排出口１ｃのための開口を除く）に設けて、加熱領域１ａが露出されないよう構成してもよい。
【００４２】
本実施形態によれば、流通管１を、発熱板３と第２発熱板４とで挟むことにより、少なくとも両側から流通管１を加熱することができる。すなわち、発熱板３側に設けられた誘導加熱手段Ｍの磁束が第２発熱板４を貫通して、第２発熱板４を発熱させることができる。そのため、流通管１を加熱すると共に、流通管１の第２発熱板４側から熱が発散されてしますことを抑制することができ、被加熱流体の加熱効率を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、流通管１の軸方向直交断面を略楕円形状とすることにより、流通管１と発熱板３（及び第２発熱板４と）の接触面積を広く形成して、被加熱流体の加熱効率を向上させることができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、発熱板２と第２発熱板４を接着するだけで、容易に製造することができる。すなわち、流通管１は発熱板３と第２発熱板４に挟持されて固定されるため、流通管１を接着手段等で発熱板３に接着する必要が無い。
さらに、立ち上がり４ａの高さを、流通管１の直径Ｄより小さく形成していることにより、本体部Ｃを製造する過程で、流通管１の軸方向直交断面を略楕円状に形成することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、第２発熱板４側にも誘導加熱手段Ｍを設けることができ、流通管１をさらに効率良く加熱することができる。すなわち、流通管１を平板状に形成していることにより、流通管１の両側（表面と裏面）に誘導加熱手段Ｍを設置することができる。そのため、発熱板３と第２発熱板４を発熱させることができ、効率よく流体を加熱することができる。
【符号の説明】
【００４６】
Ａ、Ｂ、Ｃ  本体部
１          流通管
１ａ        加熱領域
１ｂ        流入口
１ｃ、１ｄ  排出口
２          発熱板
２ａ        中空部
２ｂ        開口部
２ｃ        第２開口部
３          発熱板
３ａ        表面
３ｂ        裏面
４          第２発熱板
４ａ        立ち上がり
４ｂ        固定部
Ｄ          直径
Ｈ          高さ
Ｍ          誘導加熱手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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