電磁誘導加熱式ボイラー
【課題】簡単な構成で、一般家庭や農業分野において、高効率で、安全且つ経済的な熱源として有用な電磁誘導発熱式ボイラーを提供する。
【解決手段】永久磁石１ａを回転体１の円周に等間隔に配置する。回転体１を、モータに連結された回転軸３により高速回転させる。さらに、永久磁石による磁界中に配置された導電材を含む発熱部２に複数の放熱体４を立設し、これら放熱体４を覆うフード式の蓋体５を設ける。
【解決手段】永久磁石１ａを回転体１の円周に等間隔に配置する。回転体１を、モータに連結された回転軸３により高速回転させる。さらに、永久磁石による磁界中に配置された導電材を含む発熱部２に複数の放熱体４を立設し、これら放熱体４を覆うフード式の蓋体５を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を用いて発生させた渦電流によりジュール熱を発生させて水や油を加熱して使用する電磁誘導加熱式ボイラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から交流電流により交流磁界を発生させて行う誘導加熱の手法を用いた電磁誘導式加熱装置が種々提案されている。例えば、導電性の被加熱体と交流磁場発生手段から構成される誘導加熱装置において、直流磁場発生手段を永久磁石とし、この直流磁場に交流磁場を作用させることにより、被加熱体を急速に加熱するようにした誘導加熱装置（特許文献１参照）や渦電流が発生可能なロータリーの外周に複数の永久磁石を配置した加熱装置（特許文献２参照）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４３５４１号公報
【特許文献２】再公表ＷＯ２００３／０５３１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の装置は、複写機におけるトナーの定着や工業用材料の乾燥・加熱に応用したものであり、一般家庭における熱源や農業分野における加温装置としての応用例はほとんど無いのが実情である。
【０００５】
また、従来のボイラーとしては、伝熱部が熱媒体としての水や油を流通させる管になっている貫流式ポーラー、鋼鉄製の水を満たした缶を主体とした丸ボイラーは、保有水量が比較的大きく、負荷の変動に強い。その反面、立ち上がりが遅く、万一、爆発事故が起きれば被害は甚大である。
本発明は上記のような従来技術の課題に鑑み、簡単な構成で、一般家庭や農業分野において、高効率で、安全且つ経済的な熱源として有用な電磁誘導発熱式ボイラーを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明の電磁誘導発熱式ボイラーは、内部に永久磁石が配置され、回転可能に設けられた平盤状回転体と、前記平盤状回転体の近傍に配置して設けられると共に、前記永久磁石による磁界中に配置された導電材を含む発熱部と、該発熱部に立設された複数の放熱体と、これら放熱体を覆うフード式の熱媒体貯留槽とからなることを第１の特徴とし、放熱体に近接して熱媒体としての水や油を流通させる管路を設けたことを第２の特徴とする。また、熱媒体貯留槽に熱媒体としての水や油を貯留し、発熱部及び放熱体で煮沸することを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電磁誘導発熱式ボイラーは、以下の優れた効果がある。
（１）渦電流により導電材料を発熱させる自己発熱なので、熱効率がよく、また二酸化炭素の発生がなく、エコロジカルな熱源である。また、使用する電力はロータの回転のみであり、電力消費量は少なく低コストである。
（２）ロータ内に永久磁石を配置し、導電材料の近傍で回転させるだけの簡単な構造なので、故障しにくく、メンテナンスもし易い。
（３）温度調整は、ロータの回転数の調整だけで済むので、容易である。
（４）放熱体に近接して熱媒体としての水や油を流通させる管路を設けたことにより、装置近傍におけるジュール熱の無駄な散逸を防止し、配管した所望の箇所を確実に加温することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る電磁誘導発熱式ボイラーの一実施例を模式的に示す正面図である。
【図２】回転体内の永久磁石の配置図である。
【図３】本発明に係る電磁誘導発熱式ボイラーの他の実施例を示す正面図である。
【図４】本発明を応用した水素ガス製造装置を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明では、金属板等の導電材の近傍に、強力な磁力を有する永久磁石を内部に配置した平盤状ロータを高速回転させることによって、導電材にＮ，Ｓの磁極が交互に横切り、その結果、電磁誘導現象により導電材自体には渦電流が発生し、この渦電流が熱エネルギーに変換されて導電材が発熱する。
【００１０】
導電材としては、磁力により渦電流が発生し易い、銅、銀、アルミニウム、ステンレスなどの良導電体の金属を選択するのが好ましい。
【００１１】
永久磁石としては、例えば、ネオジウム系磁石、サマリウム系磁石などの表面３０００ガウス以上の永久磁石を使用するのが好ましい。永久磁石の磁力の強さが強いほど導電材は高温に発熱する。永久磁石は導電材の周りを数１００ｒｐｍ以上で回転させる。必要発熱量や用途に応じて永久磁石の強さや極数、回転数は決定される。発熱温度調整はロータの回転数の調整により容易に行うことができる。
【実施例】
【００１２】
本発明のボイラーは、複数の永久磁石１ａが任意の間隔をおいて固定された平盤状回転体１の上方かつ近傍（本実施例では２５ｍｍ）に、発熱部２としてのアルミニウム製の円板が固定配置されている。
【００１３】
永久磁石１ａを回転体１の円周に等間隔に配置する。磁石１ａは、それぞれＮ極とＳ極とが交互に位置するように配置しても良いし、同極同士が隣接するように配置しても良い。配置する個数も任意である。回転体１は、モータ（図示せず）に連結された回転軸３により高速回転する。尚、本実施例においてモータの電源は商用電源としたが、太陽光、水力、風力等の自然界のエネルギーを用いて電源とすることが有益なことは言うまでもない。
【００１４】
さらに、本装置では、発熱部２に複数の放熱棒（放熱体）４を立設し、フード式の蓋体５を取付け、これによって生じる空間部を水や油等の熱媒体を貯留する貯留槽６とし、投入した熱媒体を炊き上げるようにしてもよい。尚、熱媒体流通管（管路）６は放熱棒４に近接して配置されるのが望ましい。また、図３に示すように、螺旋状に巻き上げて、下方から上方に向かって熱媒体を流通させ、園芸ハウス内等の所望の箇所に枝管を分岐させるものでも勿論よい。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明装置は、一般家庭における給湯における熱源として使用できることは無論のこと、農業分野での温室ハウス栽培における加温装置として実用性が高く極めて有用である。また、理論上、発熱部２は８００℃以上の高温に加熱することが可能であり、図４に示すように、錐形の蓋体５で密閉された空間内で発熱部２に水を滴下し、水を蒸散させることで水素ガスと酸素ガスに分離できき、水素製造装置としての可能性も示唆できる。
【符号の説明】
【００１６】
１ 回転体
１ａ永久磁石
２ 導電材（発熱部）
３ モータの回転軸
４ 放熱棒（放熱体）
５ フード式蓋体
６ 熱媒体貯留槽
７ 熱媒体流通管（管路）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を用いて発生させた渦電流によりジュール熱を発生させて水や油を加熱して使用する電磁誘導加熱式ボイラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から交流電流により交流磁界を発生させて行う誘導加熱の手法を用いた電磁誘導式加熱装置が種々提案されている。例えば、導電性の被加熱体と交流磁場発生手段から構成される誘導加熱装置において、直流磁場発生手段を永久磁石とし、この直流磁場に交流磁場を作用させることにより、被加熱体を急速に加熱するようにした誘導加熱装置（特許文献１参照）や渦電流が発生可能なロータリーの外周に複数の永久磁石を配置した加熱装置（特許文献２参照）等が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４３５４１号公報
【特許文献２】再公表ＷＯ２００３／０５３１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の装置は、複写機におけるトナーの定着や工業用材料の乾燥・加熱に応用したものであり、一般家庭における熱源や農業分野における加温装置としての応用例はほとんど無いのが実情である。
【０００５】
また、従来のボイラーとしては、伝熱部が熱媒体としての水や油を流通させる管になっている貫流式ポーラー、鋼鉄製の水を満たした缶を主体とした丸ボイラーは、保有水量が比較的大きく、負荷の変動に強い。その反面、立ち上がりが遅く、万一、爆発事故が起きれば被害は甚大である。
本発明は上記のような従来技術の課題に鑑み、簡単な構成で、一般家庭や農業分野において、高効率で、安全且つ経済的な熱源として有用な電磁誘導発熱式ボイラーを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明の電磁誘導発熱式ボイラーは、内部に永久磁石が配置され、回転可能に設けられた平盤状回転体と、前記平盤状回転体の近傍に配置して設けられると共に、前記永久磁石による磁界中に配置された導電材を含む発熱部と、該発熱部に立設された複数の放熱体と、これら放熱体を覆うフード式の熱媒体貯留槽とからなることを第１の特徴とし、放熱体に近接して熱媒体としての水や油を流通させる管路を設けたことを第２の特徴とする。また、熱媒体貯留槽に熱媒体としての水や油を貯留し、発熱部及び放熱体で煮沸することを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電磁誘導発熱式ボイラーは、以下の優れた効果がある。
（１）渦電流により導電材料を発熱させる自己発熱なので、熱効率がよく、また二酸化炭素の発生がなく、エコロジカルな熱源である。また、使用する電力はロータの回転のみであり、電力消費量は少なく低コストである。
（２）ロータ内に永久磁石を配置し、導電材料の近傍で回転させるだけの簡単な構造なので、故障しにくく、メンテナンスもし易い。
（３）温度調整は、ロータの回転数の調整だけで済むので、容易である。
（４）放熱体に近接して熱媒体としての水や油を流通させる管路を設けたことにより、装置近傍におけるジュール熱の無駄な散逸を防止し、配管した所望の箇所を確実に加温することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る電磁誘導発熱式ボイラーの一実施例を模式的に示す正面図である。
【図２】回転体内の永久磁石の配置図である。
【図３】本発明に係る電磁誘導発熱式ボイラーの他の実施例を示す正面図である。
【図４】本発明を応用した水素ガス製造装置を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明では、金属板等の導電材の近傍に、強力な磁力を有する永久磁石を内部に配置した平盤状ロータを高速回転させることによって、導電材にＮ，Ｓの磁極が交互に横切り、その結果、電磁誘導現象により導電材自体には渦電流が発生し、この渦電流が熱エネルギーに変換されて導電材が発熱する。
【００１０】
導電材としては、磁力により渦電流が発生し易い、銅、銀、アルミニウム、ステンレスなどの良導電体の金属を選択するのが好ましい。
【００１１】
永久磁石としては、例えば、ネオジウム系磁石、サマリウム系磁石などの表面３０００ガウス以上の永久磁石を使用するのが好ましい。永久磁石の磁力の強さが強いほど導電材は高温に発熱する。永久磁石は導電材の周りを数１００ｒｐｍ以上で回転させる。必要発熱量や用途に応じて永久磁石の強さや極数、回転数は決定される。発熱温度調整はロータの回転数の調整により容易に行うことができる。
【実施例】
【００１２】
本発明のボイラーは、複数の永久磁石１ａが任意の間隔をおいて固定された平盤状回転体１の上方かつ近傍（本実施例では２５ｍｍ）に、発熱部２としてのアルミニウム製の円板が固定配置されている。
【００１３】
永久磁石１ａを回転体１の円周に等間隔に配置する。磁石１ａは、それぞれＮ極とＳ極とが交互に位置するように配置しても良いし、同極同士が隣接するように配置しても良い。配置する個数も任意である。回転体１は、モータ（図示せず）に連結された回転軸３により高速回転する。尚、本実施例においてモータの電源は商用電源としたが、太陽光、水力、風力等の自然界のエネルギーを用いて電源とすることが有益なことは言うまでもない。
【００１４】
さらに、本装置では、発熱部２に複数の放熱棒（放熱体）４を立設し、フード式の蓋体５を取付け、これによって生じる空間部を水や油等の熱媒体を貯留する貯留槽６とし、投入した熱媒体を炊き上げるようにしてもよい。尚、熱媒体流通管（管路）６は放熱棒４に近接して配置されるのが望ましい。また、図３に示すように、螺旋状に巻き上げて、下方から上方に向かって熱媒体を流通させ、園芸ハウス内等の所望の箇所に枝管を分岐させるものでも勿論よい。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明装置は、一般家庭における給湯における熱源として使用できることは無論のこと、農業分野での温室ハウス栽培における加温装置として実用性が高く極めて有用である。また、理論上、発熱部２は８００℃以上の高温に加熱することが可能であり、図４に示すように、錐形の蓋体５で密閉された空間内で発熱部２に水を滴下し、水を蒸散させることで水素ガスと酸素ガスに分離できき、水素製造装置としての可能性も示唆できる。
【符号の説明】
【００１６】
１ 回転体
１ａ永久磁石
２ 導電材（発熱部）
３ モータの回転軸
４ 放熱棒（放熱体）
５ フード式蓋体
６ 熱媒体貯留槽
７ 熱媒体流通管（管路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に永久磁石が配置され、回転可能に設けられた平盤状回転体と、前記平盤状回転体の近傍に配置して設けられると共に、前記永久磁石による磁界中に配置された導電材を含む発熱部と、該発熱部に立設された複数の放熱体と、これら放熱体を覆うフード式の熱媒体貯留槽とからなることを特徴とする電磁誘導発熱式ボイラー。
【請求項２】
放熱体に近接して熱媒体としての水や油を流通させる管路を設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁誘導発熱式ボイラー。
【請求項３】
熱媒体貯留槽に熱媒体としての水や油を貯留し、発熱部及び放熱体で煮沸することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電磁誘導発熱式ボイラー。
【請求項１】
内部に永久磁石が配置され、回転可能に設けられた平盤状回転体と、前記平盤状回転体の近傍に配置して設けられると共に、前記永久磁石による磁界中に配置された導電材を含む発熱部と、該発熱部に立設された複数の放熱体と、これら放熱体を覆うフード式の熱媒体貯留槽とからなることを特徴とする電磁誘導発熱式ボイラー。
【請求項２】
放熱体に近接して熱媒体としての水や油を流通させる管路を設けたことを特徴とする請求項１記載の電磁誘導発熱式ボイラー。
【請求項３】
熱媒体貯留槽に熱媒体としての水や油を貯留し、発熱部及び放熱体で煮沸することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電磁誘導発熱式ボイラー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１１２３５４（Ｐ２０１１−１１２３５４Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８６９１５（Ｐ２００９−２８６９１５）
【出願日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（５９４１０３８６２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（５９４１０３８６２）
【Ｆターム（参考）】
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