電磁感應加熱單元及空調裝置的製作方法

2023-06-15 17:59:51 1

專利名稱：電磁感應加熱單元及空調裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電磁感應加熱單元及空調裝置。
背景技術：
在製冷循環中，包括有使製冷劑的熱量放出的散熱器和對製冷劑施加熱量的加熱器等。例如，在製冷循環中循環的製冷劑在製冷運轉循環中與室內的空氣進行熱交換以獲得熱量，在制熱運轉循環中與室外的空氣進行熱交換以獲得熱量。根據以下所示的專利文獻1(日本專利特開平8-210720號公報)中記載的空調機的製冷循環，提出了不僅從如上所述的室內的空氣、室外的空氣獲得熱量，還另行利用製冷劑加熱裝置來使製冷劑獲得熱量的系統。在該製冷劑加熱裝置中，通過使用燃燒器加熱製冷劑所流過的熱交換器，來對在熱交換器內部流動的製冷劑施加熱量。這樣，由於在該空調機中採用了製冷劑加熱裝置，因此，在製冷劑需要熱量的情況下，能不受室內、室外的氣溫等制約地對製冷劑進行加熱。

發明內容
發明所要解決的技術問題作為如上所述的製冷劑加熱裝置，也可採用作為電方式的電磁感應加熱方式而非使用燃燒器等的火的方式的加熱。例如，可在包括磁性體材料的製冷劑配管的周圍卷繞電磁感應線圈，從而基於使電流在該電磁感應加熱線圈中流動而產生的磁通來使製冷劑配管發熱。然後，可使用該製冷劑配管的發熱對製冷劑進行加熱。然而，當在通過電磁感應來加熱製冷劑配管的情況下產生磁場時，不僅製冷劑配管的內部會產生磁場，在其以外的部分也會產生磁場。對此，可考慮在製冷劑配管的周圍配置具有容易吸引磁通的材料的構件，但即便那樣，也存在很難充分抑制磁場漏出的情況。本發明是鑑於上述問題而完成的，其目的在於提供一種即使在利用電磁感應加熱單元產生磁場以進行電磁感應加熱的情況下，也能將朝製冷劑配管以外的部分漏出的磁場抑制得較小的電磁感應加熱單元及空調裝置。解決技術問題所採用的技術方案第一發明所涉及的電磁感應加熱單元是對製冷劑配管和/或與在製冷劑配管中流動的製冷劑熱接觸的構件進行加熱的電磁感應加熱單元，包括線圈、外部構件及磁性體部。線圈配置於製冷劑配管的附近。外部構件配置於製冷劑配管的周圍，包含磁性體。磁性體部在線圈的與製冷劑配管側即內側相反一側的外側且配置於外部構件的內側，包含導磁率比外部構件的導磁率高的磁性體材料。在製冷劑配管的延伸方向上，外部構件的兩端部位於磁性體部的兩端部的內側。作為此處的電磁感應加熱單元的加熱，例如至少包括有對與製冷劑配管熱接觸的發熱構件進行電磁感應加熱的情況、對與製冷劑配管中流動的製冷劑熱接觸的發熱構件進行電磁感應加熱的情況及對構成製冷劑配管的至少一部分的發熱構件進行電磁感應加熱的情況。在進行電磁感應加熱的情況下，不僅作為發熱目標的磁性體會產生磁場，其周圍有時也會產生磁場。對此，在該電磁感應加熱單元中，由於在線圈的外側配置有包含導磁率比外部構件的導磁率高的磁性體材料的磁性體部，因此，在該製冷劑配管以外的部分產生的磁場優先穿過磁性體部而不是外部構件。此外，通過在製冷劑配管的延伸方向上，使外部構件的兩端部位於比磁性體部的兩端部更靠內側的位置，能比外部構件更有效地捕捉欲漏出至製冷劑配管以外的部分的磁通。藉此，在進行電磁感應加熱的情況下，由於能使在製冷劑配管以外的部分中產生的磁場有效地通過磁性體部，因此，能將在磁性體部的外側洩漏至磁性體部以外的部分的程度抑制得較小。第二發明的電磁感應加熱單元是在第一發明的電磁感應加熱單元的基礎上，線圈包圍製冷劑配管的周圍的至少一部分。在該電磁感應加熱單元中，能使因電流在線圈中流動而產生的磁通的一部分沿著製冷劑配管的延伸方向。因此，在製冷劑配管所包含的磁性體的長度方向與製冷劑配管的軸向大致相同的情況下，能提高電磁感應的加熱效率。第三發明的電磁感應加熱單元是在第一發明或第二發明的電磁感應加熱單元的基礎上，磁性體部的至少一部分延伸至線圈在製冷劑配管的延伸方向上的一側和線圈的與一側相反一側即另一側中的至少一側。在該電磁感應加熱單元中，通過朝線圈供給電力而產生的欲朝與製冷劑配管相反的一側漏出的磁通能夠在被引導至外部構件之前被磁性體部能吸入。因此，磁性體部能比外部構件抑制更多的磁場洩漏。藉此，通過不僅降低磁性體部的外側的磁場洩漏，此外，還使外部構件捕捉洩漏至該磁性體部外側的磁場，從而能更有效地降低外部構件外側的磁場洩漏。第四發明的電磁感應加熱單元是在第一發明至第三發明中任一發明的電磁感應加熱單元的基礎上，磁性體部的至少一部分延伸至從製冷劑配管的軸向觀察時位於製冷劑配管外側且位於線圈內側的位置。在該電磁感應加熱單元中，能將線圈產生的磁場朝磁性體部以外的部分漏出的程度抑制得更小，從而能更為有效地使該磁場通過磁性體部。第五發明的電磁感應加熱單元是在第一發明至第四發明中任一發明的電磁感應加熱單元的基礎上，磁性體部具有以彼此接觸的方式配置的多個磁性體零件。在該電磁感應加熱單元中，不是將磁性體部形成為沿著目的形狀的一體構件，而是能將多個零件組合以使其成為目的形狀。此外，由於這些磁性體零件在彼此接觸的狀態下被配置，因此，能將導磁率在磁性體零件的連接部分中的降低抑制得較小。第六發明的電磁感應加熱單元是在第一發明至第五發明中任一發明的電磁感應加熱單元的基礎上，磁性體部包含良導體材料。在該電磁感應加熱單元中，即便在為將磁性體部外側的磁力線抑制得較小而使磁通穿過磁性體部的情況下，由於磁性體部包含良導體材料，因此，也能將因電阻而產生的焦耳熱抑制得較小。第七發明的電磁感應加熱單元是在第一發明至第六發明中任一發明的電磁感應加熱單元的基礎上，磁性體部包含鐵氧體。在該電磁感應加熱單元中，能使磁通積極地穿過包含有鐵氧體的磁性體部，從而能將朝磁性體部的外側漏出的磁場抑制得較小。第八發明的空調裝置包括第一發明至第七發明中任一發明的電磁感應加熱單元；以及包含使製冷劑在製冷劑配管中流動的部分的製冷循環。在該空調裝置中，即使在空調裝置中進行電磁感應加熱的情況下，也能將電磁感應加熱單元對周圍的影響抑制得較小。發明效果在第一發明的電磁感應加熱單元中，能將在磁性體部外側朝磁性體部以外的部分漏出的程度抑制得較小。在第二發明的電磁感應加熱單元中，能提高電磁感應的加熱效率。在第三發明的電磁感應加熱單元中，通過不僅降低磁性體部外側的磁場洩漏，此外，還使外部構件捕捉洩漏至該磁性體部外側的磁場，從而能更有效地降低外部構件外側的磁場洩漏。 在第四發明的電磁感應加熱單元中，能更有效地使磁場穿過磁性體部。在第五發明的電磁感應加熱單元中，能將導磁率在磁性體零件的連接部分中的降低抑制得較小。在第六發明的電磁感應加熱單元中，能將因電阻而產生的焦耳熱抑制得較小。在第七發明的電磁感應加熱單元中，能將朝磁性體部的外側漏出的磁場抑制得較小。在第八發明的空調裝置中，即便在空調裝置中進行電磁感應加熱的情況下，也能將電磁感應加熱單元對周圍的影響抑制得較小。


5
圖1是本發明一實施方式的空調裝置的製冷劑迴路圖。
圖2是包括室外機的正面側的外觀立體圖。
圖3是室外機的內部配置結構立體圖。
圖4是包括室外機的內部配置結構的背面側的外觀立體圖。
圖5是表示室外機的機械室的內部結構的整體前方立體圖。
圖6是表示室外機的機械室的內部結構的立體圖。
圖7是室外機的底板和室外熱交換器的立體圖。
圖8是關於電磁感應加熱單元的配置關係的俯視圖。
圖9是安裝於儲罐管的電磁感應加熱單元的概略立體圖。
圖10是從電磁感應加熱單元拆下了屏蔽蓋後的狀態的外觀立體圖。
圖11是安裝於儲罐管的電磁感應加熱單元的剖視圖。
圖12是表示熱敏電阻及保險絲的安裝狀態的圖。
圖13是在電磁感應加熱單元的周圍產生磁通的狀態的說明圖。
圖14是第一鐵氧體殼體的概略立體圖。
圖15是第一鐵氧體殼體的上方側的螺合部附近的圖。
圖16是第一鐵氧體殼體的下方側的螺合部附近的圖。圖17是屏蔽蓋的俯視圖。圖18是屏蔽蓋的主視圖。圖19是表示鐵氧體比屏蔽蓋優先引導磁通的情形的圖。圖20是另一實施方式(C)的製冷劑配管的說明圖。圖21是另一實施方式(D)的製冷劑配管的說明圖。圖22是表示另一實施方式(E)的線圈與製冷劑配管的配置例的圖。圖23是表示另一實施方式(E)的繞線管蓋的配置例的圖。圖M是表示另一實施方式(E)的鐵氧體殼體的配置例的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖並以本發明一實施方式的具有電磁感應加熱單元6的空調裝置1 為例進行說明。(1-1)空調裝置1在圖1中，示出了表示空調裝置1的製冷劑迴路10的製冷劑迴路圖。在空調裝置1中，作為熱源側裝置的室外機2與作為利用側裝置的室內機4由製冷劑配管連接，以進行配置有利用側裝置的空間的空氣調節，空調裝置1包括壓縮機21、 四通切換閥22、室外熱交換器23、室外電動膨脹閥M、儲罐25、室外風扇26、室內熱交換器 41、室內風扇42、熱氣旁通閥27、毛細管觀及電磁感應加熱單元6等。壓縮機21、四通切換閥22、室外熱交換器23、室外電動膨脹閥對、儲罐25、室外風扇26、熱氣旁通閥27、毛細管28及電磁感應加熱單元6收容於室外機2內。室內熱交換器 41及室內風扇42收容於室內機4內。製冷劑迴路10具有噴出管A、室內側氣體管B、室內側液體管C、室外側液體管D、 室外側氣體管E、儲罐管F、吸入管G、熱氣旁通迴路H、分支配管K及合流配管J。室內側氣體管B及室外側氣體管E中有大量的氣體狀態的製冷劑流過，但並不將流過的製冷劑限定於氣體製冷劑。室內側液體管C及室外側液體管D中有大量的液體狀態的製冷劑流過，但並不將流過的製冷劑限定於液體製冷劑。噴出管A將壓縮機21與四通切換閥22連接。在噴出管A上設有噴出溫度傳感器 29d,該噴出溫度傳感器29d對流過的製冷劑的溫度進行檢測。電力供給部21e對壓縮機21 進行電力的供給。壓縮機電力檢測部29f對該電力供給部21e的供給電能進行檢測。室內側氣體管B將四通切換閥22與室內熱交換器41連接。在該室內側氣體管B 的中途設有壓力傳感器^a，該壓力傳感器29a對流過的製冷劑的壓力進行檢測。室內側液體管C將室內熱交換器41與室外電動膨脹閥M連接。室外側液體管D將室外電動膨脹閥24與室外熱交換器23連接。室外側氣體管E將室外熱交換器23與四通切換閥22連接。儲罐管F將四通切換閥22與儲罐25連接，在室外機2的設置狀態下沿鉛垂方向延伸。在儲罐管F的一部分上安裝有電磁感應加熱單元6。儲罐管F中的至少利用後述線圈68將周圍覆蓋的發熱部分由磁性體管F2構成，該磁性體管F2被設成將供製冷劑在內側流動的銅管Fl的周圍覆蓋(參照圖11)。該磁性體管F2由SUSGtainless Used Steel 不鏽鋼)430構成。該SUS430是強磁性體材料，當被置於磁場中時，會產生渦電流，並因自己的電阻產生的焦耳熱而發熱。構成製冷劑迴路10的配管中、除了磁性體管F2以外的部分都由銅管構成。覆蓋上述銅管周圍的管的材質並不限定於SUS430，例如，能採用從由鐵、 銅、鋁、鉻、鎳構成的組中選擇出的一種導體及含有從該組中選擇出的至少兩種以上的金屬的合金等。另外，作為SUS，例如可列舉出鐵氧體類、馬氏體類兩種材料及將上述兩種材料組合的材料。強磁性體、電阻較高、且居裡溫度比使用溫度範圍高的材料是較為理想的。此處的儲罐管F需要更多的電力，但也可不包括磁性體及含有磁性體的材料，還可含有成為能進行感應加熱的對象的材質。磁性體材料例如既可構成儲罐管F的全部，也可僅形成於儲罐管F的內側表面，還可通過包含於構成儲罐管F的材料中而存在。通過這樣進行電磁感應加熱，能利用電磁感應來加熱儲罐管F，從而能加熱經由儲罐25被吸入壓縮機21的製冷劑。藉此，能提高空調裝置1的制熱能力。另外，例如在制熱運轉啟動時，即使在壓縮機 21未充分變熱的情況下，也能通過電磁感應加熱單元6的迅速加熱來彌補啟動時的能力不足。此外，在將四通切換閥22切換至製冷運轉用的狀態，以進行將附著於室外熱交換器23 等的霜去除的除霜運轉的情況下，通過使電磁感應加熱單元6迅速地加熱儲罐管F，壓縮機 21能以迅速被加熱的製冷劑作為對象進行壓縮。因此，能迅速提高從壓縮機21噴出的熱氣的溫度。藉此，能縮短利用除霜運轉進行的霜的解凍所需的時間。藉此，即使在制熱運轉中需要適時地進行除霜運轉，也能儘快回到制熱運轉，從而能提高用戶的舒適性。吸入管G將儲罐25與壓縮機21的吸入側連接。熱氣旁通迴路H將設於噴出管A中途的分支點Al與設於室外側液體管D中途的分支點Dl連接。在熱氣旁通迴路H的中途配置有能切換允許製冷劑流過的狀態和不允許製冷劑流過的狀態的熱氣旁通閥27。熱氣旁通迴路H在熱氣旁通閥27與分支點Dl之間設有毛細管觀，該毛細管觀使流過的製冷劑的壓力降低。由於該毛細管觀能使製冷劑的壓力接近制熱運轉時利用室外電動膨脹閥M使製冷劑壓力降低後的壓力，因此，能抑制因熱氣經由熱氣旁通迴路H朝室外側液體管D供給而引起的室外側液體管D的製冷劑壓力上升。分支配管K構成室外熱交換器23的一部分，為了增大用於進行熱交換的有效表面積，從室外熱交換器23的氣體側出入口 2 延伸的製冷劑配管是在後述分支合流點23k分支成多根的配管。該分支配管K具有從分支合流點23k至合流分支點23j分別獨立延伸的第一分支配管K1、第二分支配管K2及第三分支配管K3，這些分支配管ΚΙ、K2、K3在合流分支點23j合流。當從合流配管J側觀察時，在合流分支點23j分支而延伸出分支配管K。合流配管J構成室外熱交換器23的一部分，其是從合流分支點23 j延伸至室外熱交換器23的液體側出入口 23d的配管。合流配管J能在製冷運轉時使從室外熱交換器23 流出的製冷劑的過冷度統一，並能在制熱運轉時使結霜於室外熱交換器23的下端附近的冰解凍。合流配管J具有各分支配管K1、K2、K3的截面積的大致三倍的截面積，流過的製冷劑量是各分支配管Κ1、Κ2、Κ3的大致三倍。四通切換閥22能切換製冷運轉循環和制熱運轉循環。在圖1中，以實線表示進行制熱運轉時的連接狀態，以虛線表示進行製冷運轉時的連接狀態。在制熱運轉時，室內熱交換器41作為製冷劑的冷卻器起作用，室外熱交換器23作為製冷劑的加熱器起作用。在製冷運轉時，室外熱交換器23作為製冷劑的冷卻器起作用，室內熱交換器41作為製冷劑的加熱器起作用。室外熱交換器23具有氣體側出入口 23e、液體側出入口 23d、分支合流點23k、合流分支點23j、分支配管K、合流配管J及熱交換翅片23z。氣體側出入口 2 位於室外熱交換器23的室外側氣體管E側的端部，與室外側氣體管E連接。液體側出入口 23d位於室外熱交換器23的室外側液體管D側的端部，與室外側液體管D連接。分支合流點23k使從氣體側出入口 2 延伸的配管分支，能根據流動的製冷劑的方向使製冷劑分支或合流。分支配管K從分支合流點23k的各分支部分延伸出多根。合流分支點23j使分支配管K合流， 能根據流動的製冷劑的方向使製冷劑合流或分支。合流配管J從合流分支點23j延伸至液體側出入口 23d。熱交換翅片23z是使板狀的鋁翅片在板厚方向上排列多個並以規定的間隔配置而構成的。分支配管K及合流配管J均以熱交換翅片23z作為共同的貫穿對象。具體而言，分支配管K及合流配管J在共同的熱交換翅片23z的不同部分沿板厚方向貫穿地配置。相對於該室外熱交換器23，在室外風扇沈的氣流方向下風側設有室外氣溫傳感器 29b,該室外氣溫傳感器29b對室外的氣溫進行檢測。另外，在室外熱交換器23設有室外熱交換溫度傳感器四(3，該室外熱交換溫度傳感器^c對在分支配管K中流動的製冷劑的溫度進行檢測。在室內機4內設有室內溫度傳感器43，該室內溫度傳感器43對室內溫度進行檢測。另外，在室內熱交換器41設有室內熱交換溫度傳感器44，該室內熱交換溫度傳感器44 對連接有室外電動膨脹閥M的室內側液體管C側的製冷劑溫度進行檢測。通過使對配置於室外機2內的設備進行控制的室外控制部12與對配置於室內機 4內的設備進行控制的室內控制部13由通信線Ila連接來構成控制部11。該控制部11進行以空調裝置1作為對象的各種控制。另外，在室外控制部12上設有計時器95，該計時器95在進行各種控制時對經過時間進行計數。在控制部11上連接有用於接收來自用戶的設定輸入的控制器90。(1-2)室外機 2在圖2中，表示室外機2的正面側的外觀立體圖。在圖3中，表示關於室外熱交換器23與室外風扇沈的位置關係的立體圖。在圖4中，表示室外熱交換器23的背面側的立體圖。室外機2利用由頂板加、底板2b、前板2c、左側面板2d、右側面板2f及背面板2e 構成的大致長方體形狀的室外機殼體來構成外表面。室外機2通過隔板池隔出配置有室外熱交換器23及室外風扇沈等並在左側面板2d側的送風機室；以及配置有壓縮機21、電磁感應加熱單元6並在右側面板2f側的機械室。另外，室外機2具有室外機支承臺2g，該室外機支承臺2g通過與底板2b螺合而被固定，且在右側和左側構成室外機2的最下端部。電磁感應加熱單元6配置於機械室中的左側面板2d及頂板加的附近即上方的位置。在此，上述室外熱交換器23的熱交換翅片23z 使板厚方向朝向大致水平方向並在板厚方向上排列多個地配置。合流配管J通過在室外熱交換器23的熱交換翅片23z中最下方的部分沿厚度方向貫穿熱交換翅片23z來進行配置。 熱氣旁通迴路H以沿著室外風扇沈及室外熱交換器23的下方的方式配置。在圖5中，示出了表示室外機2的機械室的內部結構的整體前方立體圖。在圖6中，示出了表示室外機2的機械室的內部結構的立體圖。在圖7中，表示關於室外熱交換器 23與底板2b的配置關係的立體圖。在圖8中，表示關於電磁感應加熱單元6的配置關係的俯視圖。室外機2的隔板池從前方朝後方並從上端朝下端劃分，以將配置有室外熱交換器 23及室外風扇沈等的送風機室與配置有電磁感應加熱單元6、壓縮機21及儲罐25等的機械室隔開。壓縮機21及儲罐25配置於室外機2的機械室的下方空間中。此外，電磁感應加熱單元6、四通切換閥22及室外控制部12配置於室外機2的機械室的、壓縮機21、儲罐 25等上方的上方空間中。作為構成室外機2的功能要素的配置於機械室內的壓縮機21、四通切換閥22、室外熱交換器23、室外電動膨脹閥M、儲罐25、熱氣旁通閥27、毛細管觀及電磁感應加熱單元6是通過噴出管A、室內側氣體管B、室外側液體管D、室外側氣體管E、儲罐管F、熱氣旁通迴路H等而連接的，以執行圖1中所示的製冷劑迴路10的製冷循環。在此， 如後所述，熱氣旁通迴路H是使第一旁通部分Hl 第九旁通部分H9這九個部分相連而構成的，當製冷劑在熱氣旁通迴路H中流動時，製冷劑從第一旁通部分Hl按順序朝第九旁通部分H9的方向流動。(1-3)電磁感應加熱單元6在圖9中，表示安裝於儲罐管F的電磁感應加熱單元6的概略立體圖。在圖10中， 表示從電磁感應加熱單元6拆下屏蔽蓋75後的狀態的外觀立體圖。在圖11中，表示安裝於儲罐管F的電磁感應加熱單元6的剖視圖。電磁感應加熱單元6被配置成將儲罐管F中的發熱部分即磁性體管F2從徑向外側覆蓋，通過電磁感應加熱使磁性體管F2發熱。該儲罐管F的發熱部分成為具有內側的銅管Fl和外側的磁性體管F2的雙重管結構。電磁感應加熱單元6包括第一六角螺母61、第二六角螺母66、第一繞線管蓋63、 第二繞線管蓋64、繞線管主體65、第一鐵氧體殼體71、第二鐵氧體殼體72、第三鐵氧體殼體 73、第四鐵氧體殼體74、第一鐵氧體98、第二鐵氧體99、線圈68、屏蔽蓋75、熱敏電阻14及保險絲15等。第一六角螺母61及第二六角螺母66是樹脂制的，使用未圖示的C型環，使電磁感應加熱單元6與儲罐管F之間的固定狀態穩定。第一繞線管蓋63及第二繞線管蓋64是樹脂制的，分別在上端位置及下端位置從徑向外側將儲罐管F覆蓋。該第一繞線管蓋63及第二繞線管蓋64具有用於通過螺釘69使後述第一鐵氧體殼體71 第四鐵氧體殼體74螺合的四個螺釘69用的螺合孔。此外，第二繞線管蓋64具有電磁感應熱敏電阻插入開口 64f， 該電磁感應熱敏電阻插入開口 64f用於插入熱敏電阻14並將其安裝於磁性體管F2的外表面。另外，第二繞線管蓋64具有保險絲插入開口 64e，該保險絲插入開口 6 用於插入圖 13所示的保險絲15並將其安裝於磁性體管F2的外表面。熱敏電阻14將檢測溫度作為信號傳遞至控制部11。保險絲15將檢測結果作為信號傳遞至控制部11。從保險絲15接收到表示檢測出超過規定限制溫度的溫度的信息的控制部11進行使朝線圈68的電力供給停止的控制，以避免設備的熱損傷。繞線管主體65是樹脂制的，卷繞有線圈68。線圈68在繞線管主體65的外側以儲罐管F的延伸方向作為軸向被卷繞成螺旋狀。線圈68與未圖示的控制用印刷基板18連接，接受高頻電流的供給。控制用印刷基板的輸出被控制部11控制。 如圖12所示，在繞線管主體65與第二繞線管蓋64卡合的狀態下安裝有熱敏電阻14及保險絲15。在此，在熱敏電阻14的安裝狀態下，通過被板簧16朝磁性體管F2的徑向內側按壓，以維持該熱敏電阻14與磁性體管F2的外表面之間的良好的壓接狀態。另外，保險絲15 的安裝狀態也相同，通過被板簧17朝磁性體管F2的徑向內側按壓，以維持該保險絲15與磁性體管F2的外表面之間的良好的壓接狀態。這樣，由於將熱敏電阻14及保險絲15與儲罐管F的外表面之間的緊貼性保持得良好，因而能提高響應性，並也能迅速地檢測出因電磁感應加熱而引起的急劇的溫度變化。第一鐵氧體殼體71從儲罐管F的延伸方向將第一繞線管蓋63和第二繞線管蓋64夾住，並被螺釘69螺合固定。第一鐵氧體殼體71 第四鐵氧體殼體74收容由導磁率較高的材料即鐵氧體構成的第一鐵氧體98及第二鐵氧體99。 如圖13的磁通說明圖中所示，第一鐵氧體98及第二鐵氧體99通過圍住由線圈68產生的磁場形成磁通的通道以使磁場不易朝外部漏出。屏蔽蓋75配置於電磁感應加熱單元6的最外周部分，以使僅靠第一鐵氧體98及第二鐵氧體99無法完全聚集的磁通會聚。能在該屏蔽蓋75的外側幾乎不產生漏磁通地自己決定產生磁通的場所。(鐵氧體殼體及鐵氧體)以下，對鐵氧體殼體的詳細情況進行說明。在圖14中，表示收容並固定有第一鐵氧體98及第二鐵氧體99的第一鐵氧體殼體 71的概略立體圖。在圖15中，表示第一鐵氧體殼體71的上方側的螺合部附近的結構。在圖16中，表示第一鐵氧體殼體71的下方側的螺合部附近的結構。第一鐵氧體殼體71 第二鐵氧體殼體74均具有相同的形狀。第一鐵氧體殼體71是樹脂制的，其具有從儲罐管F的延伸方向將第一繞線管蓋63 和第二繞線管蓋64夾住、固定的功能和將第一鐵氧體98及第二鐵氧體99收容、保持的功能。第一鐵氧體殼體71具有底面部71 j、側面部71h、第一蓋螺合部71a、第一蓋螺合孔 71b、第二蓋螺合部71f、第二蓋螺合孔71g、屏蔽蓋螺合部71c及屏蔽蓋螺合孔71d。底面部71 j構成第一鐵氧體殼體71的底面。如後所述，在該底面部71 j上粘接有第一鐵氧體98及第二鐵氧體99。在固定於電磁感應加熱單元6的狀態下，底面部71 j設於其面朝向徑向的位置，並以其長度方向沿著儲罐管F的延伸方向的方式設置。該底面部 71j安裝於第一繞線管蓋63及第二繞線管蓋64的徑向外緣中的、四條對稱設置的大致直線形狀的邊中的任一條邊。藉此，第一鐵氧體殼體71在底面部71 j的背面側與第一繞線管蓋63及第二繞線管蓋64各自的大致直線形狀的邊抵接的狀態下被固定。藉此，第一鐵氧體殼體71成為周向上的移動被限制的結構。側面部71h具有從與底面部71 j的長度方向正交的方向上的兩端分別朝遠離底面部71j的方向延伸的面。第一蓋螺合部71a為使第一鐵氧體殼體71與第一繞線管蓋63螺合而設，其設於從被兩個側面部71h夾住在徑向上擴展的假想空間偏離的位置。藉此，能使第一鐵氧體98 配置於磁性體管F2的附近，從而能降低磁力的洩漏。第二蓋螺合部71f為使第一鐵氧體殼體71與第二繞線管蓋64螺合而設，其設於從被兩個側面部71h夾住在徑向上擴展的假想空間朝與第一蓋螺合部71a相反的一側偏離的位置。藉此，能使第一鐵氧體98配置於磁性體管F2的附近，從而能降低磁力的洩漏。第一蓋螺合部71a和第二蓋螺合部71f配置於被兩個側面部71h夾住並在徑向上擴展的假想空間的一側和另一側，因此，不僅能降低磁力的洩漏，還能使第一鐵氧體殼體71與第一繞線管蓋63及第二繞線管蓋64的固定更為牢固。第二蓋螺合孔71g使第一鐵氧體殼體71與第二繞線管蓋64彼此螺合併固定。具體而言，與上述第一蓋螺合孔71b —樣，通過利用金屬制的螺釘69使第一鐵氧體殼體71的第二蓋螺合孔71g與第二繞線管蓋64的螺釘69用的螺合孔(未圖示)相匹配地螺合來進行固定。屏蔽蓋螺合部71c是朝與側面部71h彼此相向的內側相反的一側即外側外突而形成的，在上方設有兩處，在下方設有兩處。屏蔽蓋螺合孔71d是設於各屏蔽蓋螺合部71c的開口，如圖11所示，在安裝有屏蔽蓋75的狀態下被螺釘分別螺合。藉此，第一鐵氧體殼體71與屏蔽蓋75被固定。該屏蔽蓋螺合部71c及屏蔽蓋螺合孔71d也設於第二鐵氧體殼體72 第四鐵氧體殼體74，但實際上供屏蔽蓋75固定的鐵氧體殼體是上述鐵氧體殼體中相對配置的兩個，在本實施方式中是第一鐵氧體殼體71及第三鐵氧體殼體73。收容於各鐵氧體殼體的第一鐵氧體98和第二鐵氧體99被配置成彼此以面部分相接觸的狀態。另外，該鐵氧體98、99將第一鐵氧體98、第二鐵氧體99這兩種形狀組合以引導磁場。通過不使用一體成形為U字形狀的鐵氧體，而是這樣將同一形狀的鐵氧體組合使用，能將成本抑制得較低。收容於各鐵氧體殼體的第一鐵氧體98和第二鐵氧體99被配置成彼此以面部分相接觸的狀態。(屏蔽蓋)以下，對屏蔽蓋75的詳細情況進行說明。如圖17的俯視剖視圖中所示，屏蔽蓋75以沿著在第一繞線管蓋63及第二繞線管蓋64上安裝有第一鐵氧體殼體71 第四鐵氧體殼體74時的俯視外緣形狀的方式呈大致八邊形，其是包含磁性體材料的金屬板。如圖17的俯視圖所示，屏蔽蓋75具有周向的一端7 與另一端7 在板厚方向上重疊的重複部分75d。在該重複部分75d中，一端75a附近的面與另一端75b附近的面從儲罐管F的延伸方向的上方朝下方在彼此面接觸的狀態下被焊接在一起。藉此，在由電磁感應加熱單元6產生磁場的情況下，即便是在屏蔽蓋75吸入漏磁通的情況下，由於沒有屏蔽蓋75的一部分彼此局部接觸的部位，因此，也能防止局部產生渦電流。藉此，能將構成電磁感應加熱單元6的外側的屏蔽蓋75的發熱抑制得較小，從而能維持較低的溫度以防備用戶觸碰的危險。另外，比較表示未安裝屏蔽蓋75的狀態的圖10與表示安裝有屏蔽蓋75 的狀態的圖9可知，屏蔽蓋75將線圈68的周圍覆蓋以阻止用戶的手指等接觸線圈68。在此，由於線圈68在儲罐管F的延伸方向上的兩端以位於屏蔽蓋75的兩端之間的方式配置， 因此，能有效地防止用戶與線圈68接觸。另外，如圖18所示，在屏蔽蓋75的長度方向上端附近分別設有螺釘孔75x、75y。 如圖9所示，這些螺釘孔在使屏蔽蓋75固定於第一鐵氧體殼體71的情況下，具有作為供螺釘70a、70b穿過的孔的功能。在圖19中，表示關於在鐵氧體98、99上比屏蔽蓋75更優先地引導磁通的情形的剖視圖。
鐵氧體98、99的導磁率比由金屬板構成的屏蔽蓋75的導磁率高，且鐵氧體98、99 以在線圈68的上端及下端沿徑向延伸的方式配置，在從儲罐管F的延伸方向觀察的情況下，該鐵氧體98、99以橫跨線圈68的方式配置。因此，欲漏出的磁通比起屏蔽蓋75更容易被引導至鐵氧體98、99，線圈68中產生的磁通可在會聚於屏蔽蓋75之前被鐵氧體98、99會聚，從而能將幾乎全部的磁通引導至鐵氧體98、99。此外，能減輕屏蔽蓋75的防止磁場漏出的負擔，從而能更進一步地減少電磁感應加熱單元6的向外部漏出的磁場。另外，由於第一鐵氧體殼體71是由樹脂形成的，因此，即便屏蔽蓋75有時會被金屬制的螺釘70a、70b螺合到第一鐵氧體殼體71，第一鐵氧體98及第二鐵氧體99與屏蔽蓋 75也不會直接接觸。這樣，由於採用第一鐵氧體98及第二鐵氧體99與屏蔽蓋75不接觸這樣的配置結構，因此，當然不存在第一鐵氧體98及第二鐵氧體99與屏蔽蓋75的局部的接觸部分。因此，即便為了進行電磁感應而使電流流過線圈68，也不易產生因存在第一鐵氧體 98及第二鐵氧體99與屏蔽蓋75的接觸部分而引起的磁通的集中。藉此，能抑制因磁通的集中而引起的局部的溫度上升的發生。另外，在屏蔽蓋75的間隙部分以外的位置被屏蔽蓋75從徑向外側覆蓋的第二鐵氧體72 第四鐵氧體74的鐵氧體能採用雙重結構，該雙重結構利用包含磁性體的屏蔽蓋 75和收容於第二鐵氧體殼體72 第四鐵氧體殼體74的第一鐵氧體98及第二鐵氧體99抑制磁通的漏出。藉此，能更有效地抑制磁通的漏出。如圖8所示，屏蔽蓋75的從俯視方向觀察時位於室外機2的右側面板2f附近的部分被配置成與右側面板2f面平行並確保與右側面板2f之間有間隔。藉此，可抑制被引導至屏蔽蓋75的磁通進一步被引導至右側面板2f或在右側面板2f與屏蔽蓋75的局部的接觸部分生成渦電流而產生局部發熱的情況。(本實施方式的空調裝置1的特徵)在進行電磁感應加熱的情況下，不僅作為發熱目標的磁性體會產生磁場，該磁性體周圍有時也會產生磁場。對此，在上述空調裝置1的電磁感應加熱單元6中，在線圈68的外側配置有鐵氧體98、99，該鐵氧體98、99包含導磁率比屏蔽蓋75的導磁率高的磁性體材料，鐵氧體98、99 以比屏蔽蓋75更靠近線圈68的附近延伸的方式配置。因此，在該儲罐管F以外的部分產生的磁場優先穿過鐵氧體98、99而不是屏蔽蓋75。因此，鐵氧體98、99能有效地捕捉欲漏出至儲罐管F以外的部分的磁通。藉此，在進行電磁感應加熱的情況下，能使在儲罐管F以外的部分產生的磁場有效地穿過鐵氧體98、99，此外，未會聚到鐵氧體98、99的磁通也會被屏蔽蓋75捕集。因此，能將漏出至電磁感應加熱單元6以外的部分的磁通抑制得較小。(其他實施方式)以上，根據附圖對本發明的實施方式進行了說明，但具體的結構並不局限於上述實施方式，能在不脫離本發明的思想的範圍內加以改變。(A)在上述實施方式中，舉例對鐵氧體98、99引導磁通的情況進行了說明。然而，本發明並不局限於此。例如，作為用於引導磁通的材料，也可以是不具有鐵氧體那種程度的磁性的良導體材料。在該情況下，能將引導磁場的情況中因電阻而產生的焦耳熱抑制得較小。
(B)在上述實施方式中，對在製冷劑迴路10中的儲罐管F上安裝電磁感應加熱單元6 的情況進行了說明。然而，本發明並不局限於此。例如，電磁感應加熱單元6也可設於儲罐管F以外的其他製冷劑配管。在該情況下，在設置電磁感應加熱單元6的製冷劑配管部分設置磁性體管F2等磁性體。(C)在上述實施方式中，以儲罐管F構成為銅管Fl與磁性管F2的雙重管的情況為例進行了說明。然而，本發明並不局限於此。如圖20所示，例如，也可使被加熱構件Fh和兩個限位件Fla配置於儲罐管F、成為加熱對象的製冷劑配管的內部。在此，被加熱構件Fh含有磁性體材料，其是上述實施方式中的通過電磁感應加熱而產生發熱的構件。限位件Fla在銅管Fl的內側兩處始終允許製冷劑通過，但不允許被加熱材料Fh通過。藉此，即使製冷劑流動，被加熱構件Fh也不會移動。因此，能加熱儲罐管F等的目標加熱位置。此外，由於發熱的被加熱構件Fh與製冷劑直接接觸，因此能提高熱傳導效率。(D)上述另一實施方式(C)中說明的被加熱構件Fh也可在不使用限位件Fla的情況下將位置定位於配管。如圖21所示，例如，可在銅管Fl的兩處設置彎曲部分FW，並使被加熱構件Fh配置於該兩處彎曲部分FW之間的銅管Fl的內側。即使這樣，也能使製冷劑通過，並能抑制被加熱構件F2a的移動。(E)在上述實施方式中，對線圈68螺旋狀地卷繞於儲罐管F的情況進行了說明。然而，本發明並不局限於此。例如，可如圖22所示，卷繞於繞線管主體165的線圈168未卷繞於儲罐管F，而是配置於儲罐管F的周圍。在此，繞線管主體165以其軸向與儲罐管F的軸向大致垂直的方式配置。另外，繞線管主體165及線圈168以夾住儲罐管F的方式分為兩個構件地配置。在該情況下，例如，如圖23所示，供儲罐管F貫穿的第一繞線管蓋163及第二繞線管蓋164也可在與繞線管主體165卡合的狀態下配置。此外，如圖M所示，第一繞線管蓋163及第二繞線管蓋164也可按被第一鐵氧體殼體171及第二鐵氧體殼體172夾住的方式固定。在圖M中，例舉了兩個鐵氧體殼體以夾住儲罐管F的方式配置的情況，但與上述實施方式一樣，鐵氧體殼體也可配置在四個方向上。另外，與上述實施方式一樣，也可收容鐵氧體。此外，屏蔽蓋75也可被設成將這樣被固定後的電磁感應加熱單元6的最外周部分覆蓋。(其他)以上，舉了若干例子對本發明的實施方式進行了說明，但本發明並不局限於此。例如，在本領域技術人員能根據上述記載進行實施的範圍內將上述實施方式的不同部分適當組合而獲得的組合實施方式也包含於本發明中。工業上的可利用性若利用本發明，則即使在通過電磁感應對製冷劑配管進行加熱的情況下，也能抑制局部的發熱並能抑制磁場朝周圍的漏出，因此，對於使用電磁感應以對製冷劑加熱的電磁感應加熱單元及空調裝置是特別有用的。(符號說明)1 空調裝置6 電磁感應加熱單元10製冷劑迴路14熱敏電阻15保險絲21 壓縮機22 四通切換閥23室外熱交換器24 電動膨脹閥25 儲罐41室內熱交換器65繞線管主體68 線圈71 74第一鐵氧體殼體 第四鐵氧體殼體75 屏蔽蓋98,99 第一鐵氧體、第二鐵氧體F 儲罐管、製冷劑配管現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本專利特開平8-210720號公報
權利要求
1.一種電磁感應加熱單元(6)，對製冷劑配管(F)和/或與在所述製冷劑配管(F)中流動的製冷劑熱接觸的構件進行加熱，其特徵在於，包括線圈(68)，該線圈(68)配置於所述製冷劑配管(F)的附近；外部構件(75)，該外部構件(75)配置於所述製冷劑配管(F)的周圍，並包含磁性體;以及磁性體部(98、99)，該磁性體部(98、99)在所述線圈(68)的與所述製冷劑配管(F)側即內側相反一側的外側且配置於所述外部構件(75、175)的內側，並包含導磁率比所述外部構件的導磁率高的磁性體材料，在所述製冷劑配管(F)的延伸方向上，所述外部構件(7 的兩端部位於所述磁性體部 (98、99)的兩端部的內側。
2.如權利要求1所述的電磁感應加熱單元(6)，其特徵在於， 所述線圈(68)包圍所述製冷劑配管(F)的周圍的至少一部分。
3.如權利要求1或2所述的電磁感應加熱單元(6)，其特徵在於，所述磁性體部(98、99)的至少一部分延伸至所述線圈(68)在所述製冷劑配管(F)的延伸方向上的一側和所述線圈(68)的與所述一側相反一側即另一側中的至少一側。
4.如權利要求1至3中任一項所述的電磁感應加熱單元(6)，其特徵在於，所述磁性體部(98、99)的至少一部分延伸至從所述製冷劑配管的軸向觀察時位於所述製冷劑配管(F)外側且位於所述線圈(68)內側的位置。
5.如權利要求1至4中任一項所述的電磁感應加熱單元(6)，其特徵在於， 所述磁性體部(98、99)具有以彼此接觸的方式配置的多個磁性體零件(98、99)。
6.如權利要求1至5中任一項所述的電磁感應加熱單元(6)，其特徵在於， 所述磁性體部(98、99)包含良導體材料。
7.如權利要求1至6中任一項所述的電磁感應加熱單元(6)，其特徵在於， 所述磁性體部(98、99)包含鐵氧體。
8.—種空調裝置(1)，其特徵在於，包括權利要求1至7中任一項所述的電磁感應加熱單元(7)；以及包含使製冷劑在所述製冷劑配管(F)中流動的部分的製冷循環(10)。
全文摘要
一種電磁感應加熱單元及空調裝置，該電磁感應加熱單元即使在利用電磁感應加熱單元產生磁場以進行電磁感應加熱的情況下，也能將朝製冷劑配管以外的部分漏出的磁場抑制得較小。該電磁感應加熱單元是對製冷劑配管(F)進行電磁感應加熱的電磁感應加熱單元(6)，其包括線圈(68)、屏蔽蓋(75)、鐵氧體(98、99)。線圈(68)配置於製冷劑配管(F)的附近。屏蔽蓋(75)配置於製冷劑配管(F)的周圍，包含磁性體。鐵氧體(98、99)在線圈(68)的與製冷劑配管(F)側即內側相反一側的外側且配置於屏蔽蓋(75)的內側，並包含導磁率比屏蔽蓋(75)的導磁率高的磁性體材料。在製冷劑配管(F)的延伸方向上，屏蔽蓋(75)的兩端部位於鐵氧體(98、99)的兩端部的內側。
文檔編號H05B6/10GK102227951SQ20098014909
公開日2011年10月26日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年1月7日
發明者岡田敏江, 淺田聰, 石井英宏, 若島真博 申請人:大金工業株式會社