閉合磁路感應(yīng)加熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電加熱裝置，尤其是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦流來加熱流體的加熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]通常的電加熱器是利用電阻絲通電發(fā)熱來進行加熱，其結(jié)構(gòu)是一金屬管中穿一根電阻絲，其間填充氯化鎂粉進行絕緣。由于加熱時的熱脹冷縮，可能導(dǎo)致氯化鎂粉松動，出現(xiàn)電阻絲直接接觸金屬管，從而發(fā)生漏電事故。故此種結(jié)構(gòu)始終存在安全隱患，需要加防電墻等輔助技術(shù)以提高安全性。再者由于氯化鎂粉的隔絕，傳熱延遲較大，發(fā)熱管送電時要等一會兒才會熱，斷電后要好一陣子才會降溫，影響了溫度控制效果。另外由于金屬管較細，表面積小，功率密度大，加熱時局部溫度高，易導(dǎo)致被加熱物質(zhì)碳化或變質(zhì)。
[0003]電磁感應(yīng)加熱可一定程度解決上述問題。中國專利申請CN201420655892將感應(yīng)線圈繞在水箱上，雖可實現(xiàn)感應(yīng)加熱，但使用開放磁路結(jié)構(gòu)，有驅(qū)動困難、輻射大等弊病。中國專利申請C N 2 O O 6 2 O O 8 3 7 7 I使用工字磁心與螺旋水管構(gòu)成閉合磁路，中國專利申請CN201510362215使用E型磁心與水箱壁構(gòu)成閉合磁路，雖一定程度有所改進，但仍有漏磁較大及磁心損耗的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種裝置，它能以電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦流來加熱流體，同時容易驅(qū)動、最大程度減小輻射。
[0005]本發(fā)明所提供裝置的基本結(jié)構(gòu)由感應(yīng)體和線圈構(gòu)成。感應(yīng)體可以是盛裝流體的容器，也可以是輸送流體的管道。感應(yīng)體由高導(dǎo)磁導(dǎo)電材料制成，且在磁路上形成至少一個完全閉合的環(huán)路，此環(huán)路上皆為高導(dǎo)磁率材料。線圈則纏繞在作為鐵心的環(huán)路上，當線圈通以高頻電流時，在感應(yīng)體的閉合環(huán)路中產(chǎn)生感應(yīng)磁場，進而產(chǎn)生渦流發(fā)熱，對其中的流體加熱。另外為防止磁場泄露，進口與出口由磁導(dǎo)率低的材料制成，固定、支撐等結(jié)構(gòu)附件也使用磁導(dǎo)率低的材料制作，不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱更佳。
[0006]大多數(shù)優(yōu)質(zhì)鋼、碳鋼、鑄鐵等都是高導(dǎo)磁導(dǎo)電材料，鐵素體系不銹鋼(如430)也是高導(dǎo)磁導(dǎo)電材料，都可適用于本發(fā)明。磁導(dǎo)率低的材料可選用奧氏體不銹鋼(如304)、銅、鋁等材料，若強度、溫度、耐腐蝕性等滿足要求，工程塑料則是更好選擇。
[0007]本發(fā)明所提供裝置的具體結(jié)構(gòu)是:感應(yīng)體由磁導(dǎo)率高、電阻率低的材料制成，感應(yīng)體自身構(gòu)成一個閉合磁路的鐵芯，有一個或多個線圈環(huán)繞該鐵芯上;進液口與出液口由磁導(dǎo)率低的材料制成。
[0008]本發(fā)明所提供裝置的又一具體結(jié)構(gòu)是:感應(yīng)體包含一個凹字形箱體(Ia)及一段線圈管(2)，線圈管嵌入凹字形箱體的缺口中密封連接，兩者內(nèi)部都是中空且連通。
[0009]本發(fā)明所提供裝置的又一具體結(jié)構(gòu)是:感應(yīng)體包含兩段平行放置的、作為水箱的粗管道(lb)、兩段或更多線圈管(2)、及端蓋(12);線圈管(2)位于兩粗管道(Ib)之間，與兩粗管道垂直密封連接;端蓋(12)位于粗管道(Ib)端面，與粗管道密封連接;各管內(nèi)部都是中空且連通。
[0010]本發(fā)明所提供裝置的又一具體結(jié)構(gòu)是:感應(yīng)體為便于鑄造的整體件，含上下兩個腔體(Id)，兩腔體間有兩個或多個中空的線圈管(2)連通;上腔體向上開口，下腔體向下開口，開口方向與線圈管軸線平行;上下腔體的開口由蓋板(12a)封閉。
[0011]本發(fā)明所提供裝置的又一具體結(jié)構(gòu)是:其線圈管(2)分為兩組，分別位于兩側(cè)；其中一組不安裝線圈，只作為液體通道;另一組包含兩個或以上線圈管(2)，安裝同等數(shù)量線圈(3)，這些線圈電流具有合適相位，使本組線圈管自成封閉磁路。
[0012]本發(fā)明所提供裝置的又一具體結(jié)構(gòu)是:感應(yīng)體由兩路或以上可通過流體的管路構(gòu)成，管路自身構(gòu)成一個閉合磁路。感應(yīng)體由兩個線圈管(2a)和兩加熱管連接管(8)連接而成，兩者都是導(dǎo)電導(dǎo)磁材料;兩線圈管(2a)上的線圈(3)通以相位相反電流，使其自身構(gòu)成一個閉合磁路;上端連接管(8)通過加熱管出液口(7)連接水箱(I);下端連接管(8)通過加熱管進液口(6)連接水箱(I);下端連接管(8)外側(cè)還安裝有循環(huán)栗(9)。
[0013]本發(fā)明所提供裝置的又一具體結(jié)構(gòu)是:感應(yīng)體由U形線圈管(2b)和加熱管連接板
(10)構(gòu)成，都是導(dǎo)電導(dǎo)磁材料，構(gòu)成一個閉合磁路;有一個匯流板(11)，其上有溝槽，也安裝有進液口(4)和出液口(5);匯流板(11)與加熱管連接板(10)對合后形成連通U形線圈管(2)和進出液口的通道。
[0014]本發(fā)明所提供裝置的又一具體結(jié)構(gòu)是:感應(yīng)體由兩個或多個線圈管(2c)和兩加熱管連接管(8)連接而成，兩者都是導(dǎo)電導(dǎo)磁材料，構(gòu)成閉合磁路;線圈管(2c)呈螺線管狀，線圈(3)穿繞在螺線管中。每個線圈(3)穿繞在兩個螺線管中。
[0015]本發(fā)明中，由于電能通過磁場感應(yīng)渦流實現(xiàn)加熱，沒有電的直接接觸，安全性很高；由于容器壁或管道壁直接發(fā)熱，傳熱面積大、熱阻小、熱慣性小，加熱效果又快又好；由于閉合磁路的導(dǎo)磁率遠遠大于空氣，感應(yīng)磁場基本上位于感應(yīng)體中，磁場泄漏和輻射很小，非常環(huán)保；閉合磁路的磁阻小，也易于驅(qū)動，成本低。
【附圖說明】
[0016]圖1是實施例1，容積式基本型感應(yīng)加熱器。
[0017]圖2是實施例2，小廚寶型感應(yīng)加熱器。
[0018]圖3是實施例3，雙圓管對稱型感應(yīng)加熱器。
[0019]圖4是實施例4，雙方管非對稱型感應(yīng)加熱器。
[0020]圖5是實施例5，鑄造型環(huán)感應(yīng)加熱器。
[0021]圖6是實施例6，旁置雙管循環(huán)型感應(yīng)加熱器。
[0022]圖7是實施例7，速熱型感應(yīng)加熱器。
[0023]圖8是實施例8，螺旋雙管感應(yīng)加熱器。
[0024]圖9是實施例9，螺旋三管感應(yīng)加熱器。
[0025]圖10是實施例10，螺旋六管感應(yīng)加熱器。
[0026]圖中:1、水箱，Ia、凹字型水箱，I b、雙圓管型水箱，I c、雙方管型水箱，2、線圈管，2a、彎頭線圈管，2b、U型線圈管，2c、螺線管型線圈管，3、線圈，4、水箱進液口，5、水箱出液口，6、加熱管進液口，7、加熱管出液口，8、加熱管連接管，9、循環(huán)栗，10、加熱管連接板，11、匯流板，12、蓋板，12a、上下型蓋板
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明提出的全閉合磁路感應(yīng)加熱器的【具體實施方式】。
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的實施例1。如圖，水箱(I)和線圈管(2)內(nèi)部都是中空的，內(nèi)部連通充水。水箱(I)和線圈管(2)共同構(gòu)成感應(yīng)體，都由具有鐵磁性的鐵素體不銹鋼430制成，顯然它們形成了一個閉合磁路，成為線圈的鐵芯。線圈(3)環(huán)繞在線圈管(2)上，當其中通以高頻電流時，在水箱(I)和線圈管(2)中形成的閉合磁路中感應(yīng)出高頻磁場，進而產(chǎn)生渦流發(fā)熱，對其中的水進行加熱。進水口(4)與出水口(5)由磁導(dǎo)率低的奧氏體不銹鋼304制成，這樣可以防止磁場沿管路傳播。
[0029]進、出水口圖中的畫法只是原理性的，實際中可根據(jù)上出水、下出水等要求進行調(diào)整，這對本行業(yè)技術(shù)人員而言不難實現(xiàn)。出于保溫考慮，整個加熱器外包敷一層保溫層，同時也就防止了外部導(dǎo)磁物體接觸感應(yīng)體導(dǎo)致磁場泄露。線圈與感應(yīng)體之間也需要加絕緣絕熱的材料。當然也需配置高頻電源、控制器、檢測器等，這對本行業(yè)技術(shù)人員而言屬公知技術(shù)。這些也適用于以下各實施例，不再重復(fù)描述。
[0030]圖2是根據(jù)本發(fā)明提出的實施例2。如圖，例I中水箱(I)制作為旋轉(zhuǎn)90度的凹字型水箱(Ia)，線圈管(2)嵌入凹字型的凹槽中密封連接，水箱(Ia)和線圈管(2)內(nèi)部都是中空的，內(nèi)部連通充水。水箱(I)和線圈管(2)共同構(gòu)成感應(yīng)體，都由具有鐵磁性的鐵素體不銹鋼制成，顯然它們形成了一個閉合磁路。線圈(3)繞在線圈管(2)上，當其中通以高頻電流時，在水箱(Ib)和線圈管(2)中形成的閉合磁路中感應(yīng)出高頻磁場，進而產(chǎn)生渦流發(fā)熱，對其中的水進行加熱。進水口(4)與出水口(5)由磁導(dǎo)率低的奧氏體不銹鋼304制成，這樣可以防止磁場沿管路傳播。
[0031]與實施例1相比，本例的結(jié)構(gòu)更加緊湊，但工藝略復(fù)雜些。特別適用于小廚寶等2?30升的小容量熱水器。
[0032]圖3是根據(jù)本發(fā)明提出的實施例3。如圖，水箱(Ib)由上下兩段鐵質(zhì)粗圓管及蓋板(12)構(gòu)成，線圈管(2)由左右兩段或多段鐵質(zhì)圓管構(gòu)成，線圈管(2)將兩粗圓管平行連接起來，相互焊接牢固，內(nèi)部連通充水。水箱(Ib)和線圈管(2)共同構(gòu)成感應(yīng)體，顯然它們形成了一個閉合磁路。線圈(3)繞在線圈管(2)上，當其中通以反相高頻電流時，在水箱(Ib)和線圈管(2)中形成的閉合磁路中感應(yīng)出高頻磁場，進而產(chǎn)生渦流發(fā)熱，對其中的水進行加熱。進水口(4)與出水口(5)由磁導(dǎo)率低的材料制成，這樣可以防止磁場沿管路傳播。
[0033]水箱和線圈管的內(nèi)部可進一步進行防腐蝕處理，如鍍鉻、鍍鋅等，搪瓷也能防腐蝕但傳熱欠佳。當然，用不銹鋼也可，但由于本身較大，成本較高。本實施例的兩段鐵質(zhì)粗圓管兩端面不在主要磁路上，磁通相對較弱，可以不采用導(dǎo)磁材料，甚至塑料。一種結(jié)構(gòu)是兩個粗圓管的兩端加工內(nèi)螺紋，端蓋以螺紋連接封口。這樣粗圓管和線圈管焊接后，兩端是敞開的，易于進行內(nèi)部的打磨、拋光、鍍鉻等加工，