专利名称：感应电暖器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气取暖装置，尤其是一种安全和比较节电的感应电暖器。
目前，公知的电暖器大多是电阻电热元件加热的电暖装置，如电热管加热油汀电暖器，还有石英玻璃灯管加热或金属陶瓷加热以及合金电阻丝加热的远红外辐射电暖器、暖风机等。它们共同的缺点是以合金电阻为电热元件，而且是热至几百至上千度的高温带电体。高温对电阻热元件和其绝缘的破坏是时刻存在的，电绝缘的破坏引发的电短路、漏电甚至充油电暖器爆裂的事故时有发生。在这类电气、机械故障出现时，又常会危及人身安全。另外，电阻热元件是在低频、电源电压、低电流下的致热，其电热量转化公式是Q＝0.24I2Rt，此热量经绝缘隔热和传热介质油、气、水等传导给散热片时也会有传导损失。因此，其总的能效较低。
本发明的目的是提供一种比现有电阻电暖器技术进步、更安全和电热转换效率高于现有技术的感应电暖器，而且其机械构造比现有充油式电暖器简化。
本发明的目的是这样实现的首先将交流电引入，经整流、通过控制保护电路使大功率开关晶体管进行超音频开关振荡，使与其电连接的电感线圈和并联电容器形成电流谐振，使电路功率因数达到近于100％；电感线圈在超音频开关振荡中产生强烈电感，此电感导致与线圈平面相对的铁磁性金属散热片感应产生出预设的高密度涡旋电流而致热。散热片实质上是感应电热元件，是发热体也是散热体；散热片与电路板及所属电路没有任何电的连接。电路中，控制保护电路除控制大功率开关晶体管做开关振荡外，还在电路过电压、过电流、电路元件和散热片过温时使大功率开关晶体管停止工作，进行保护控制和定温控制。为了使感应电暖器有较大的散热面积、增强电暖效果、并利于均匀致热、散热，散热片的内外壁总体制成平面形；局部可制成平面形或其它形状。内外壁之间则根据感应电暖器的规格、体积、散热量要求，可以做成任何几何形状和较多数量的散热翅，以连接内外壁并能形成气流循环通道和复合层面、或用空心薄壁管型材排列构成，这即能扩大散热面积和散热效果又利于对内部电路元件的电磁屏蔽作用，使感应电暖器符合电磁兼容性技术质量要求。散热片可以用铁磁性合金材料不锈钢、普通铁薄壁空心管型材或薄板制成。为了使电感线圈表平面积适应散热片的较大表平面积，在本发明技术方案中将电感线圈制成平面饼形，并制成一个或分解绕制成一个以上多个线圈，然后串联连接；每个线圈匝间留有绝缘间距，以适当扩大线圈平面面积，分散其电感密度，使散热片感应涡流不致过于集中，以免产生局部过热。在组装感应电暖器时，将电感线圈表平面与散热片之间留有10毫米以上绝缘距离，以获得适当的电感强度和散热空间。本发明感应电暖器主要由散热片和电感线圈及绝缘体、电路板以及装置在电路板上的电源电路、整流电路、控制保护电路和与电感线圈并联的电容器以及大功率开关晶体管(IGBT)构成。由于电感线圈、电路板其所属电路都装置在两面散热片之间，散热片构成了感应电暖器的外壳主体。对于电感线圈及电路元件在工作中产生的杂散漏磁和电磁辐射均能被复合层的外壳吸收，形成可靠的电磁屏蔽。本发明技术的特征是散热片是用铁磁性金属材料制成的感应发热元件并构成感应电暖器的外壳主体，外壳内装置着电感线圈及其绝缘体和电路板及所属相互电连接的电路。
由于本发明致热技术不再使用电阻加热元件，整个电暖器不再需要超过100度的过热元件；发热体不再是带电体(对人及地无电压)与内、外电路无任何电的连接，是散热片自感应发热，其温度也控制在100度以下，这在安全性能方面具有跨越式进步。又由于散热片自感应发热，不再需要油、气、水等传热介质以及带电发热体的绝缘隔热层，使热效率得到提高。散热片不再需要防渗、防漏、密封、防爆，使机械构造简化。在电热转换率方面，现有技术电阻加热元件是工作在工频、全电源电压、低电流下致热Q＝0.24I2Rt，而本发明致热技术是工作在20KHZ以上的超音频，高密度涡流下的致热，其涡电流是τ涡×ν，而涡电流产生的焦耳热是Q∝ν2(大学物理手册276页)；由上述公式证明本发明技术感应电暖器比现有电阻元件加热的普通电暖器，其电热转换率也会提高。综和热效率和电热转换率两方面的提高，感应电暖器电能效的提高有突破性进展，技术先进。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明电路原理框图。
图2是本发明实施例水平剖面结构示意图。
图3是本发明实施例纵剖面结构示意图。
图中1.散热片 2.外壁 3内壁 4.散热翅 5.气流循环通道 6.电感线圈 7.绝缘体 8.电路板 9.电源电路 10.整流电路11.并联电容器 12.控制保护电路 13.大功率开关晶体管(IGBT)在图1中，交流电源进入电源电路9，经整流电路10整流后直流电进入由电感线圈6和并联电容器11，在控制保护电路12的控制下，大功率开关晶体管13进行超音频开关振荡工作，使与其电连接的电感线圈6和并联电容器11产生电流谐振。
在图2所示实施例水平剖视结构示意图中，两散热片1之间为内置电感线圈6及其绝缘体7，以及在一旁装置的电路板8及所属电路。散热片内壁3和外壁2总体制成平面形，局部可以制成任何几何形状，内外壁之间的机械连接制成散热翅4和气流循环通道5，形成复合层散热片1；电感线圈的表平面与散热片内壁之间有绝缘体和空间相隔的10毫米以上的绝缘间距。
在图3所示实施例纵剖视结构示意图或电暖器平倒放置时拿去上面一片散热片和一面绝缘体时所看到的电感线圈6的构造情况，其特征是电感线圈6绕在或镶嵌于一面绝缘体7的线槽内，线圈匝间的槽沿构成匝间绝缘间距，组装时电感线圈6被两面绝缘体7夹在中间，一同固定在两面散热片1的内壁之间，在绝缘体的一旁装置着电路板8及所属电路；电感线圈6制成平面饼形，绕制成一个或分解绕制成一个以上多个线圈串联连接。
权利要求
1.一种感应电暖器，它包括散热片、电感线圈及其绝缘体；电路板及所属相互电连接的电源电路、整流电路、控制保护电路、并联电容器、大功率开关晶体管，其特征是所述感应电暖器其散热片是用铁磁性金属材料制成的感应电热元件并构成感应电暖气的外壳主体，外壳内装置着电感线圈及其绝缘体和电路板及所属相互电连接的电路。
2.根据权利要求1所述感应电暖器，其特征是散热片内、外壁总体制成平面形，局部可制成任何几何形状，内、外壁之间的机械连接制成散热翅和气流循环通道，形成复合层散热片。
3.根据权利要求1所述感应电暖器，其特征是电感线圈的表平面与散热片的内壁之间有绝缘体和空间相隔的10毫米以上的绝缘间距。
4.根据权利要求1所述感应电暖器，其特征是感应线圈绕在或镶嵌于一面绝缘体的线槽内，线圈匝间的槽沿构成匝间绝缘间距，线圈被两面绝缘体夹在中间，合在一起的绝缘体又被固定在两面散热片的内壁之间；在电感线圈及绝缘体的一旁装置电路板及所属电路。
5.根据权利要求1所述感应电暖器，其特征是电感线圈绕制成平面饼形，绕制成一个或分解绕制成一个以上多个线圈串联连接。
全文摘要
一种感应电暖器。其外壳是散热片，也是与电路无任何电连接的铁磁性感应电热元件，它受内部电路电感线圈的超音频电感作用，产生出高密度涡旋电流而迅速致热；它还能吸收内部电路电磁辐射和杂散漏磁并将其转变为热能释放；它即是发热体又是散热体。这种感应电暖器没有高温过热带电原件，安全和使用寿命得到提高。其超音频致热涡流是ι
文档编号F24D13/00GK101063535SQ200610043879
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者姚洪霖, 姚志明 申请人:姚洪霖