電磁熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電磁感應(yīng)加熱裝置，具體設(shè)及一種電磁熱管，它適用于對非導(dǎo)磁 體進(jìn)行加熱。
【背景技術(shù)】
[0002] 感應(yīng)加熱就是利用電磁感應(yīng)的方式加熱金屬導(dǎo)磁體或非導(dǎo)磁體(如水、導(dǎo)熱油、氣 體)的一種方法，在20世紀(jì)初開始應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的加熱，由于它具有加熱速度快、在物料 內(nèi)部加熱和效率高、產(chǎn)品質(zhì)量高、幾乎無污染、易于實(shí)現(xiàn)自動化等一系列優(yōu)點(diǎn)，得到迅速發(fā) 展。感應(yīng)加熱技術(shù)在鑄造、烙煉、熱處理、熱鍛造等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體功率器件 的進(jìn)步，從晶閩管到STL、IGBT，感應(yīng)加熱從低頻向高頻發(fā)展，被加熱的介質(zhì)也由金屬導(dǎo)磁 體(高溫）向非導(dǎo)磁體(低溫的水、導(dǎo)熱油、氣體)的方向發(fā)展，感應(yīng)加熱產(chǎn)品也由工業(yè)向民用 方向發(fā)展，如電磁感應(yīng)熱水器、電磁爐等。
[0003] 非導(dǎo)磁體感應(yīng)加熱W法拉第的電磁感應(yīng)定律為原理，利用螺旋感應(yīng)加熱線圈或平 面滿旋線圈通過交流電在金屬導(dǎo)磁筒體上產(chǎn)生滿流進(jìn)而發(fā)生熱量，并通過金屬導(dǎo)磁筒體內(nèi) 壁界面與其筒內(nèi)的非導(dǎo)磁體的熱交換實(shí)現(xiàn)非導(dǎo)磁體的加熱。
[0004] 利用螺旋感應(yīng)加熱線圈或平面滿旋線圈與金屬導(dǎo)磁筒體組成的加熱裝置存在的 主要問題是：線圈暴露在加熱裝置外部，難W實(shí)現(xiàn)屏蔽，周邊存在電磁福射，對人身和其它 設(shè)備造成干擾;產(chǎn)生的熱量集中分布于纏繞線圈的金屬導(dǎo)磁筒段上，熱量分布不均勻造成 局部過熱，特別是加熱導(dǎo)熱油時形成局部結(jié)碳。熱效率相對較低。
[000引當(dāng)前，電熱管是用來加熱水、油、氣的常用元件之一，由于電熱管本身的缺陷，電熱 管的能量轉(zhuǎn)換效率只有70-85%，熱效率低，能量損耗大，特別是利用電熱管加熱水時，易在 表面結(jié)垢，電熱管非常容易壞，維修費(fèi)用高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種電磁熱管，它是線性管狀電磁感應(yīng)發(fā)熱 裝置，本發(fā)明利用線性管狀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)感應(yīng)加熱;實(shí)現(xiàn)了無電磁福射、能量轉(zhuǎn)換效率高、加熱 速度快、熱量分布均勻，結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，適用于水、油、氣等非導(dǎo)磁體的加熱。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 電磁熱管，其結(jié)構(gòu)如下:載流導(dǎo)體為高溫導(dǎo)線，載流導(dǎo)體外套設(shè)有金屬導(dǎo)磁體，在載流 導(dǎo)體和金屬導(dǎo)磁體之間填充有絕緣層，載流導(dǎo)體的左端連接有第一接線端子，載流導(dǎo)體的 右端連接有第二接線端子。
[0008] 上述的載流導(dǎo)體采用多股平行的高溫導(dǎo)線構(gòu)成。
[0009] 上述的載流導(dǎo)體的截面為圓形。
[0010] 上述的載流導(dǎo)體的截面為四邊形、=角形、楠圓形或多邊形。
[0011] 上述的金屬導(dǎo)磁體為管狀結(jié)構(gòu)。
[0012] 上述的載流導(dǎo)體沿金屬導(dǎo)磁體管內(nèi)中屯、軸線均布。
[0013] 上述的金屬導(dǎo)磁體的外壁形狀為直線形、U形或螺旋形。
[0014] 上述的金屬導(dǎo)磁體的材質(zhì)為輸送用無縫鋼管、不誘鋼管或鋼質(zhì)金屬管。
[0015] 上述的金屬導(dǎo)磁體的外端面與第一接線端子和第二接線端子之間設(shè)置有密封材 料。
[0016] 由于采用上述技術(shù)方案，使得本發(fā)明具有如下技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)效果： 本發(fā)明改變了感應(yīng)加熱必須使用線圈的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明電磁熱管是把載流導(dǎo)體置于 金屬導(dǎo)磁體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)加熱。傳統(tǒng)的非導(dǎo)磁體電磁感應(yīng)加熱時，其方案是 在管狀金屬導(dǎo)磁體上纏繞載流線圈，非導(dǎo)磁體置于筒內(nèi)部。本發(fā)明的方案則是載流導(dǎo)體置 于管狀金屬導(dǎo)磁體內(nèi)部，電磁熱管浸潰在非導(dǎo)磁體內(nèi)。載流導(dǎo)體流過交變電流，在其周圍產(chǎn) 生交變磁場，置于磁場中的金屬導(dǎo)磁體產(chǎn)生感生電感勢從而產(chǎn)生滿流，由于金屬導(dǎo)磁體自 身的電阻特性而發(fā)熱，發(fā)出的熱量傳遞給被加熱的非導(dǎo)磁體(如水，油、氣體等）。
[0017] 本發(fā)明電磁熱管功率適用范圍廣，單管功率達(dá)從幾千瓦到數(shù)百千瓦。通過選取不 同載流導(dǎo)體截面積并匹配相應(yīng)直徑的金屬導(dǎo)磁體、絕緣層和電磁熱管長度，獲得電磁熱管 的電感量，進(jìn)而確定單只電磁熱管的輸出功率。
[0018] 本發(fā)明電磁熱管無電磁福射。載流導(dǎo)體置于管狀金屬導(dǎo)磁體內(nèi)部，電磁場完全被 限制在金屬導(dǎo)磁體的空間內(nèi)，有效的防止干擾電磁場泄露到外部空間，使人身和其它設(shè)備 不受電磁干擾。金屬導(dǎo)磁體既是發(fā)熱體又是電磁屏蔽體，實(shí)現(xiàn)了發(fā)熱與屏蔽的雙重功能，且 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，徹底解決了電磁感應(yīng)加熱電磁干擾的難題。
[0019] 本發(fā)明電磁熱管熱效率高。工作時浸潰在被加熱介質(zhì)中，載流導(dǎo)體不需要冷卻，載 流導(dǎo)體的線損發(fā)熱也被有效利用。本發(fā)明通過感生電流加熱非導(dǎo)磁體(如水、油、氣體），實(shí) 現(xiàn)了載流導(dǎo)體與加熱介質(zhì)的完全隔離，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠。
[0020] 本發(fā)明的電磁熱管與現(xiàn)有電熱管比較：電熱管發(fā)熱元件在中間，發(fā)出的熱量經(jīng)過 絕緣層和保護(hù)管傳遞給被加熱介質(zhì)，熱傳遞路徑遠(yuǎn)，熱阻大，效率低，加熱元件與被加熱介 質(zhì)溫差大(200-500°C)，當(dāng)加熱水時易結(jié)垢造成保護(hù)管局部過熱而損壞，使用壽命短;本發(fā) 明的電磁熱管發(fā)熱體為金屬導(dǎo)磁體，與被加熱介質(zhì)直接接觸，熱傳遞路徑短，熱阻小，效率 高，發(fā)熱體與被加熱介質(zhì)溫差小巧0-80°C)，發(fā)熱體在交變電流作用下產(chǎn)生高頻振動而不結(jié) 垢，使用壽命長，維護(hù)費(fèi)用低。
[0021 ] 本發(fā)明的電磁熱管電熱大于98%，比現(xiàn)有電磁感應(yīng)加熱方法提高5-10%，比電熱管 提高 1〇-25〇/〇。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發(fā)明電磁加熱管的工作原理圖。
[0023] 圖2是本發(fā)明電磁加熱管的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖3是圖2的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖中，1、載流導(dǎo)體，2、絕緣層，3、金屬導(dǎo)磁體，4、第一接線端子，5、第二接線端子， 6、密封材料。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 實(shí)施例1 如圖2和圖3所示，本發(fā)明的電磁熱管載流導(dǎo)體I為高溫導(dǎo)線，其截面為圓形，最佳采用 多股平行的高溫導(dǎo)線構(gòu)成，其截面最佳為圓形，載流導(dǎo)體1外套設(shè)有金屬導(dǎo)磁體3,在載流導(dǎo) 體1和金屬導(dǎo)磁體3之間填充有絕緣層2,金屬導(dǎo)磁體3為管狀結(jié)構(gòu)，載流導(dǎo)體1沿金屬導(dǎo)磁體 3管內(nèi)中屯、軸線均布，載流導(dǎo)體1的左端連接有第一接線端子4,載流導(dǎo)體1的右端連接有第 二接線端子5,金屬導(dǎo)磁體3的外端面與第一接線端子4和第二接線端子5之間設(shè)置有密封材 料6。金屬導(dǎo)磁體3采用流體輸采用無縫鋼管制備而成。
[0027] 本發(fā)明制造工藝是將載流導(dǎo)體穿入金屬導(dǎo)磁體管內(nèi)，其間隙處通過粉料填充機(jī)均 勻地填充絕緣材料，然后用縮管機(jī)將管徑縮細(xì)，使絕緣材料密實(shí)，使載流導(dǎo)體與空氣隔絕， 中屯、位置不發(fā)生偏移而碰及管壁。運(yùn)樣，保證了電磁熱管的安全性，提高了使用壽命，熱效 率可達(dá)到98%W上。
[0028] 上述金屬導(dǎo)磁體3的外壁形狀為直線形，運(yùn)不能用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0029] 實(shí)施例2 本發(fā)明的電磁熱管，載流導(dǎo)體1的為四邊形，最外層是金屬導(dǎo)磁體，載流導(dǎo)體1沿金屬導(dǎo) 磁體3中屯、軸線均布，在載流導(dǎo)體和金屬導(dǎo)磁體之間充填絕緣層2，金屬導(dǎo)磁體3采用流體輸 采用無縫鋼管制備而成。金屬導(dǎo)磁體3的外壁形狀為U形，運(yùn)不能用于限定本發(fā)明的保護(hù)范 圍。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
[0030] 實(shí)施例3 本發(fā)明的電磁熱管，載流導(dǎo)體1的為=角形，最外層是金屬導(dǎo)磁體，載流導(dǎo)體1沿金屬導(dǎo) 磁