电磁蒸汽锅炉的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种蒸汽锅炉，尤其是涉及一种电磁蒸汽锅炉。
【背景技术】
[0002] 随着社会经济的发展，人类的物质生活日益丰富。但社会经济的发展，直接导致了 人类可利用资源的日益匮乏和地球大气环境的日益恶化。世界各国对环境保护都上升到了 最高要求。而我国环保部门的一纸禁令，也彻底宣告了小型燃煤锅炉在我国行将退出历史 舞台。而燃气、燃油、电热管以及电磁加热式锅炉将成为当今锅炉行业的主导产品。人们在 告别燃煤锅炉后，又不得不面临一种新的选择。在前述几种新能源锅炉产品中，哪种锅炉的 加入方式技术先进，质量稳定可靠，并且又符合国家节能环保要求，谁将在激烈的市场竞争 中占得先机。从工业自动化、从节能环保、从安全生产的角度去权衡，相比之下，电磁加热式 锅炉由于它应用现代电子电磁以及工业自动化控制的先进技术，无疑将稳步站立在锅炉行 业的制尚点上。
[0003] 电磁锅炉使用电力可再生能源，其同电热管式锅炉相比可节能三成以上，使用寿 命是电热管式锅炉的几倍甚至十几倍。一次性安装多年使用，维护维修费用低；同燃气、燃 油锅炉相比，不燃烧，无明火，对环境没有污染，其节能环保的优势十分明显，在全球都在关 注环境保护的大环境下，显现出强大的生命力。
[0004] 但是由于锅炉结构的设计不合理，加工工艺以及控制技术等各种因素限制，市场 上还没有成熟的电磁式锅炉产品出现。
[0005] 电磁加热技术是一项使用较普遍的技术，但大多数产品的都工作在频率较低的状 态，其节电效率不高。现有的技术层面上要想进一步提高其节能效率，唯一途径就是在一定 范围内提高电路的工作频率，而制约提高工作频率的瓶径就在末级功率放大电路，国内外 的现有功率器件其工作频率都在30KHZ以下。因此，为提高节电效率，必须提高整体线路的 工作频率，必须解决高频大功率放大电路难题。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术不足，提出了一种电磁蒸汽锅炉，结构设计合理，热效率高， 占地面积小，使用安全可靠。
[0007] 本发明所采用的技术方案： 一种电磁蒸汽锅炉，包括由加热管（1)和蒸汽室（2)构成的锅炉本体以及电气控制部 分，所述加热管（1)按照国家压力容器有关标准制作，蒸汽室(2)横向设置于加热管之上（1) 的顶部并与加热管内腔连通，所述锅炉本体设置于箱式结构体(3)内，加热管（1)外围设加 热线圈（5)，所述箱式结构体(3)前部设有控制箱(4)，电气控制部分设置于所述控制箱(4) 内，根据电磁发热原理，采用电磁加热方式，把电磁加热电子部分同锅炉本体有机结合在一 起，并利用场效应管高频大功率特点，通过采用高稳定性的触发电路使加热线圈工作频率 在20-50KHZ之间。
[0008] 所述的电磁蒸汽锅炉，结合电磁加热的功率大小，设计出锅炉在单位时间内产生 蒸汽的总量，然后按10:7的比例，确定锅炉炉体中水的体积与蒸汽室的体积，再根据所需功 率计算出电磁线圈的线径、电磁线圈的圈数及线圈的总高度。
[0009] 所述的电磁蒸汽锅炉，电磁加热的功率设计为10~30KW，采用一个加热管，设计额 定电流15~45A，电磁线圈采用25mm 2电磁线缠绕62~48圈，线圈直径为169毫米，线圈的高 度为1100mm。
[0010] 所述的电磁蒸汽锅炉，电磁加热的功率设计为50~80KW，采用两个加热管，设计额 定电流80A~120A，每个加热管外部缠绕一个加热线圈，所述电磁线圈采用35mm 2电磁线缠 绕45~38圈，线圈直径为229毫米，线圈的高度为900mm。
[0011] 所述的电磁蒸汽锅炉，电磁加热的功率设计为90~120KW，采用三个加热管，设计 额定电流135~180A，每个加热管外部缠绕一个加热线圈，电磁线圈采用50mm 2电磁线缠绕 24~30圈，线圈直径为355毫米，线圈的高度为720mm。
[0012] 所述的电磁蒸汽锅炉，复制其单元电路的规格，通过增加加热管的数量，可以做出 四~N个加热管的大功率蒸汽锅炉，所述N为大于4的自然数。
[0013] 所述的电磁蒸汽锅炉，加热管（1)喷涂防锈漆后，用玻璃丝针毡做保温处理，然后 再缠绕10~30毫米厚的陶瓷纤维，继而按计算出参数缠好线圈;所述蒸汽室(2)外表面喷涂 防锈漆后，用玻璃丝针毡做保温处理。
[0014] 所述的电磁蒸汽锅炉，采用高频电磁加热控制电路产生4路PWM矩形脉冲，所述高 频电磁加热控制电路包括温度检测采集单元、控制单元以及前置驱动电路;所述驱动电路 采用由IGBT分立元件组成的桥式电路，所述桥式电路输出连接电磁线圈，桥式电路的四个 桥臂各自包括光耦隔离器、功率推挽放大器、滤波稳压电路，所述温度检测采集单元测定温 度信号接入控制单元的中央处理器，控制单元的中央处理器设置的四个I/O输出端口分别 连接至桥式电路的四个桥臂的光耦隔离器的输入端，所述光耦隔离器经前置放大器及倒向 电路接入功率推挽放大器的输入端，所述功率推挽放大器的输出端通过滤波稳压电路及钳 位电路接入IGBT分立元件的输入端;功率推挽放大器采用M0SFET功率放大电路，利用场效 应管高频大功率特点，使工作频率工作在30-50KHZ之间，使输出功率达到120KW以上。
[0015] 所述的电磁蒸汽锅炉，控制单元的中央处理器采用dspIC30F2023系列单片机，所 述光耦隔离器采用双通道高速光耦驱动器2ED020112F2，同所述控制单元的中央处理器连 接还有安全保护电路，所述安全保护电路包括母线电压检测电路、过流信号检测电路、过热 信号检测电路、蒸汽压力检测电路、蒸汽温度检测电路、炉体温度检测电路，水位(上限、下 限）检测电路以及检测水流量的霍尔电流传感器，前述各安全保护电路输出信号接入所属 中央处理器，单片机输出控制信号通过信号变换器到执行电路，同所述单片机连接有功率 调节电路。
[0016] 本发明的有益效果： 1、本发明电磁蒸汽锅炉，根据电磁发热原理结合蒸汽锅炉的传统功能，把电磁加热电 子部分同传统锅炉体雏型有机结合在一起。加热管垂直于地面竖起，蒸发管横置于加热管 之上，根据热气自然上升的原理，水中不会加带蒸汽，有效避免水汽混合所带来的不安全隐 患。
[0017] 2、本发明电磁蒸汽锅炉，把现代化电子技术与传统的锅炉功能有机结合，采用单 片机技术(MCU)及可编程自动化控制技术(PLC)融入到锅炉生产的过程中，既节能又环保， 热效率高达95%以上，相对于传统电热管式锅炉可节电20-30%。大大的提高了锅炉运行的自 动化水平，可做到全天候自动定时开关机，达到无人值守。
[0018] 3、本发明电磁蒸汽锅炉，把传统锅炉的功能用电子电磁的方式来实现，通过电气 化控制大大节约了人力成本，无泄漏，无排放。在设计上采用水电分离内外绝缘的方式，内 部走水，外部走电，采用水电分离式电磁加热方式，避免了电热管易老化易漏电的风险，其 前安全系数提高了几个数量级，使用寿命大大延长。
[0019] 4、本发明利用M0SFET(场效应管)高频大功率特点，通过采用高稳定性的触发电路 使工作频率工作在20-50KHZ之间，较好地解决了高频电流放大问题。集成控制系统及锅炉 为一体，占地面积小，易于安装，方便推广。
[0020]
【附图说明】 图1是本发明电磁蒸汽锅炉结构示意图之一(单加热管）； 图2是本发明电磁蒸汽锅炉结构示意图之二(两个加热管）； 图3是本发明电磁蒸汽锅炉结构示意图之三(三个加热管）； 图4是本发明电磁蒸汽锅炉结构示意图之四（四个加热管）； 图5、图6分别是一管、三管成品电磁蒸汽锅炉外观结构示意图； 图7是本发明电磁蒸汽锅炉温度控制及保护单元电路原理图； 图8是本发明电磁蒸汽锅炉驱动电路原理图。
【具体实施方式】
[0021] 参见图1~图6,本发明电磁蒸汽锅炉，包括由加热管1和蒸汽室2构成的锅炉本体 以及电气控制部分，加热管1按照国家压力容器有关标准制作，蒸汽室2横向设置于加热管1 的顶部并与加热管内腔连通，所述锅炉本体设置于箱式结构体3内，加热管1外围设加热线 圈5,所述箱式结构体3前部设有控制箱4电气控制部分设置于所述控制箱内，根据电磁发热 原理，采用电磁加热方式，把电磁加热电子部分同锅炉本体有机结合在一起，并利用场效应 管高频大功率特点，通过采用高稳定性的触发电路使加热线圈5工作频率在30-50KHZ之间。 [0022]图5、图6中，标号6是触摸屏，7是底座。
[0023] 所述的电磁蒸汽锅炉，结合电磁加热的功率大小，设计出锅炉在单位时间内产生 蒸汽的总量，然后按10:7的比例，确定锅炉炉体中水的体积与蒸汽室的体积，再根据所需功 率计算出电磁线圈的线径、电磁线圈的圈数及线圈的总高度。
[0024] 下面通过【具体实施方式】，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0025] 实施例1 参见图1、图5，本实施例的电磁蒸汽锅炉，电磁加热的功率设计为10