闭合磁路感应加热器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电加热装置，尤其是利用电磁感应产生涡流来加热流体的加热器。
【背景技术】
[0002]通常的电加热器是利用电阻丝通电发热来进行加热，其结构是一金属管中穿一根电阻丝，其间填充氯化镁粉进行绝缘。由于加热时的热胀冷缩，可能导致氯化镁粉松动，出现电阻丝直接接触金属管，从而发生漏电事故。故此种结构始终存在安全隐患，需要加防电墙等辅助技术以提高安全性。再者由于氯化镁粉的隔绝，传热延迟较大，发热管送电时要等一会儿才会热，断电后要好一阵子才会降温，影响了温度控制效果。另外由于金属管较细，表面积小，功率密度大，加热时局部温度高，易导致被加热物质碳化或变质。
[0003]电磁感应加热可一定程度解决上述问题。中国专利申请CN201420655892将感应线圈绕在水箱上，虽可实现感应加热，但使用开放磁路结构，有驱动困难、辐射大等弊病。中国专利申请C N 2 0 0 6 2 0 0 8 3 7 7 1使用工字磁心与螺旋水管构成闭合磁路，中国专利申请CN201510362215使用E型磁心与水箱壁构成闭合磁路，虽一定程度有所改进，但仍有漏磁较大及磁心损耗的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种装置，它能以电磁感应产生涡流来加热流体，同时容易驱动、最大程度减小辐射。
[0005]本发明所提供装置的基本结构由感应体和线圈构成。感应体可以是盛装流体的容器，也可以是输送流体的管道。感应体由高导磁导电材料制成，且在磁路上形成至少一个完全闭合的环路，此环路上皆为高导磁率材料。线圈则缠绕在作为铁心的环路上，当线圈通以高频电流时，在感应体的闭合环路中产生感应磁场，进而产生涡流发热，对其中的流体加热。另外为防止磁场泄露，进口与出口由磁导率低的材料制成，固定、支撑等结构附件也使用磁导率低的材料制作，不导电、不导热更佳。
[0006]大多数优质钢、碳钢、铸铁等都是高导磁导电材料，铁素体系不锈钢(如430)也是高导磁导电材料，都可适用于本发明。磁导率低的材料可选用奥氏体不锈钢(如304)、铜、铝等材料，若强度、温度、耐腐蚀性等满足要求，工程塑料则是更好选择。
[0007]本发明所提供装置的具体结构是:感应体由磁导率高、电阻率低的材料制成，感应体自身构成一个闭合磁路的铁芯，有一个或多个线圈环绕该铁芯上;进液口与出液口由磁导率低的材料制成。
[0008]本发明所提供装置的又一具体结构是:感应体包含一个凹字形箱体(la)及一段线圈管(2)，线圈管嵌入凹字形箱体的缺口中密封连接，两者内部都是中空且连通。
[0009]本发明所提供装置的又一具体结构是:感应体包含两段平行放置的、作为水箱的粗管道(lb)、两段或更多线圈管(2)、及端盖(12);线圈管(2)位于两粗管道(lb)之间，与两粗管道垂直密封连接;端盖(12)位于粗管道(lb)端面，与粗管道密封连接;各管内部都是中空且连通。
[0010]本发明所提供装置的又一具体结构是:感应体为便于铸造的整体件，含上下两个腔体(Id)，两腔体间有两个或多个中空的线圈管(2)连通;上腔体向上开口，下腔体向下开口，开口方向与线圈管轴线平行;上下腔体的开口由盖板(12a)封闭。
[0011]本发明所提供装置的又一具体结构是:其线圈管(2)分为两组，分别位于两侧；其中一组不安装线圈，只作为液体通道;另一组包含两个或以上线圈管(2)，安装同等数量线圈(3)，这些线圈电流具有合适相位，使本组线圈管自成封闭磁路。
[0012]本发明所提供装置的又一具体结构是:感应体由两路或以上可通过流体的管路构成，管路自身构成一个闭合磁路。感应体由两个线圈管(2a)和两加热管连接管(8)连接而成，两者都是导电导磁材料;两线圈管(2a)上的线圈(3)通以相位相反电流，使其自身构成一个闭合磁路;上端连接管(8)通过加热管出液口(7)连接水箱(1);下端连接管(8)通过加热管进液口(6)连接水箱(1);下端连接管(8)外侧还安装有循环栗(9)。
[0013]本发明所提供装置的又一具体结构是:感应体由U形线圈管(2b)和加热管连接板(10)构成，都是导电导磁材料，构成一个闭合磁路;有一个汇流板(11)，其上有沟槽，也安装有进液口(4)和出液口(5);汇流板(11)与加热管连接板(10)对合后形成连通U形线圈管(2)和进出液口的通道。
[0014]本发明所提供装置的又一具体结构是:感应体由两个或多个线圈管(2c)和两加热管连接管(8)连接而成，两者都是导电导磁材料，构成闭合磁路;线圈管(2c)呈螺线管状，线圈(3)穿绕在螺线管中。每个线圈(3)穿绕在两个螺线管中。
[0015]本发明中，由于电能通过磁场感应涡流实现加热，没有电的直接接触，安全性很高；由于容器壁或管道壁直接发热，传热面积大、热阻小、热惯性小，加热效果又快又好；由于闭合磁路的导磁率远远大于空气，感应磁场基本上位于感应体中，磁场泄漏和辐射很小，非常环保；闭合磁路的磁阻小，也易于驱动，成本低。
【附图说明】
[0016]图1是实施例1，容积式基本型感应加热器。
[0017]图2是实施例2，小厨宝型感应加热器。
[0018]图3是实施例3，双圆管对称型感应加热器。
[0019]图4是实施例4，双方管非对称型感应加热器。
[0020]图5是实施例5，铸造型环感应加热器。
[0021]图6是实施例6，旁置双管循环型感应加热器。
[0022]图7是实施例7，速热型感应加热器。
[0023]图8是实施例8，螺旋双管感应加热器。
[0024]图9是实施例9，螺旋三管感应加热器。
[0025]图10是实施例10，螺旋六管感应加热器。
[0026]图中:1、水箱，1a、凹字型水箱，1 b、双圆管型水箱，1 c、双方管型水箱，2、线圈管，2a、弯头线圈管，2b、U型线圈管，2c、螺线管型线圈管，3、线圈，4、水箱进液口，5、水箱出液口，6、加热管进液口，7、加热管出液口，8、加热管连接管，9、循环栗，10、加热管连接板，11、汇流板，12、盖板，12a、上下型盖板
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图进一步说明本发明提出的全闭合磁路感应加热器的【具体实施方式】。
[0028]图1是根据本发明提出的实施例1。如图，水箱(1)和线圈管(2)内部都是中空的，内部连通充水。水箱(1)和线圈管(2)共同构成感应体，都由具有铁磁性的铁素体不锈钢430制成，显然它们形成了一个闭合磁路，成为线圈的铁芯。线圈(3)环绕在线圈管(2)上，当其中通以高频电流时，在水箱(1)和线圈管(2)中形成的闭合磁路中感应出高频磁场，进而产生涡流发热，对其中的水进行加热。进水口(4)与出水口(5)由磁导率低的奥氏体不锈钢304制成，这样可以防止磁场沿管路传播。
[0029]进、出水口图中的画法只是原理性的，实际中可根据上出水、下出水等要求进行调整，这对本行业技术人员而言不难实现。出于保温考虑，整个加热器外包敷一层保温层，同时也就防止了外部导磁物体接触感应体导致磁场泄露。线圈与感应体之间也需要加绝缘绝热的材料。当然也需配置高频电源、控制器、检测器等，这对本行业技术人员而言属公知技术。这些也适用于以下各实施例，不再重复描述。
[0030]图2是根据本发明提出的实施例2。如图，例1中水箱(1)制作为旋转90度的凹字型水箱(la)，线圈管(2)嵌入凹字型的凹槽中密封连接，水箱(la)和线圈管(2)内部都是中空的，内部连通充水。水箱(1)和线圈管(2)共同构成感应体，都由具有铁磁性的铁素体不锈钢制成，显然它们形成了一个闭合磁路。线圈(3)绕在线圈管(2)上，当其中通以高频电流时，在水箱(lb)和线圈管(2)中形成的闭合磁路中感应出高频磁场，进而产生涡流发热，对其中的水进行加热。进水口(4)与出水口(5)由磁导率低的奥氏体不锈钢304制成，这样可以防止磁场沿管路传播。
[0031]与实施例1相比，本例的结构更加紧凑，但工艺略复杂些。特别适用于小厨宝等2?30升的小容量热水器。
[0032]图3是根据本发明提出的实施例3。如图，水箱(lb)由上下两段铁质粗圆管及盖板
(12)构成，线圈管(2)由左右两段或多段铁质圆管构成，线圈管(2)将两粗圆管平行连接起来，相互焊接牢固，内部连通充水。水箱(lb)和线圈管(2)共同构成感应体，显然它们形成了一个闭合磁路。线圈(3)绕在线圈管(2)上，当其中通以反相高频电流时，在水箱(lb)和线圈管(2)中形成的闭合磁路中感应出高频磁场，进而产生涡流发热，对其中的水进行加热。进水口(4)与出水口(5)由磁导率低的材料制成，这样可以防止磁场沿管路传播。
[0033]水箱和线圈管的内部可进一步进行防腐蚀处理，如镀铬、镀锌等，搪瓷也能防腐蚀但传热欠佳。当然，用不锈钢也可，但由于本身较大，成本较高。本实施例的两段铁质粗圆管两端面不在主要磁路上，磁通相对较弱，可以不采用导磁材料，甚至塑料。一种结构是两个粗圆管的两端加工内螺纹，端盖以螺纹连接封口。这样粗圆管和线圈管焊接后，两端是敞开的，易于进行内部的打磨、抛光、镀铬