专利名称：即热式电磁热水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用电磁加热的热水装置，特别涉及一种即热式电磁热水器。
背景技术：
随着人们生活水平的逐渐提高，对家庭使用热水需求越来越高，如何实现二十四小时的热水供应，对热水器的生产厂家提出了更高的要求。而其中产品的安全性和高效性显得尤为重要。目前市场上各个厂家相继研制出的燃气、电加热、太阳能热水器等都存在各自的缺点，燃气和电热水器的安全性较低，燃气易漏气，电热水器大部分是利用水电阻器直接加热的，虽然外敷高抗电绝缘层，但因各地的水质不同，使用习惯不同，容易在水电阻上结垢，通电时会产生水解作用，长时间使用易发生漏电危险，而且在日常生活中诸如洗脸、刷牙等需要少量用热水的情况时，普通电热热水器因加热水量多，也浪费了大量的时间和热能；太阳能热水器的热转换效率不高，占用空间大，不便安装，而且在高层建筑使用时无法满足众多用户集中对热水的需求。虽然很早人们就已经提出利用电磁感应加热原理设计高频电磁加热热水器，相比较其他种类的热水器而言有非常突出的优点，如电磁加热水电分离安全性高等，但仍存在很多不足之处。公开号为CN1492203A的中国发明专利公开了一种电磁热水器，其加热器为套筒缠绕式结构，电磁感应线圈产生的电磁透过绝缘体与装置中心的发热体作用，但是其间预留空间太大，电磁消耗很多，不能完全作用于中心发热体上，造成电磁线圈本身发热量增高，从而需要通过冷却水循环管道缠绕来实现给线圈降温过程，避免线圈烧毁，这样热转换率明显不高，而且结构过于复杂化。中国发明专利 CN101275780A公开的《管形高频电磁感应加热式热水器》，其加热方式仅为密闭管形空间内水流自下而上流过柱状发热体，换热面积相对太小，同样也存在热转换效率低的问题，无法实现速热的目的。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种高安全性与高加热效率相统一的即热式电磁热水装置。为实现上述目的，本实用新型主要包括三个显著的设计特点1、发热套管采用嵌套式双金属套管设计，其外壁采用高效波浪形金属翅片以增加换热面积，提高电磁热水器的换热效率；2、外金属套管的夹层中充装有无机导热介质，此无机导热介质可在数秒内迅速导热，使充装该介质的金属体内外各点的温度保持与加热点温度一致且持续，提高电磁热水器的导热效率；3、电磁感应线圈与发热套管之间采用热超导陶瓷绝缘套管。本实用新型技术方案如下即热式电磁热水装置，包括由外到内的电磁感应线圈、 绝缘套管、发热套管以及上下端盖、0形密封圈和进出水口，其特征在于所述绝缘套管为热超导陶瓷绝缘体；发热套管包括嵌套式内、外双金属发热套管，内、外发热套管的外壁均设置有波浪形金属翅片；外金属发热套管的夹层中充装有无机导热介质；所述外发热套管是电磁受热体，当其受热后，通过无机导热介质的作用迅速将热量传导到内发热套管，达到内外金属管温度一致，外发热套管的金属翅片与热超导陶瓷绝缘套管的内壁紧密配合；冷水通过进水口流入热超导陶瓷绝缘套管和外发热套管之间，沿外发热套管的金属翅片之间的空隙呈波浪形逆流而上，通过外发热套管的翅片槽流入内发热套管的翅片之间的空隙并顺流而下，最后通过内发热套管内的出水管流出热水，实现往复式流动和翅片结构两次高效充分换热过程。此嵌套式内、外双发热套管的结构设计不仅能增加加热时间和面积，而且因管道内一直有水存在，也能有效防止此加热装置发生干烧，以及有效防止烧毁控制电路和加热装置部分。所述热超导陶瓷绝缘套管外设电磁感应线圈，电磁感应线圈内外缠绕高抗电绝缘层，外绝缘层外设有至少三条平行消磁条，以增加感应线圈对中心发热套管的电磁作用感应量，也避免电磁对外部空间的泄露，消磁条外层再套装一层金属屏蔽层用于防止电磁泄漏和高温保护。本实用新型因采用嵌套式双金属套管和高效波浪形金属翅片设计以及无机导热介质的应用，具有高效、节能、防干烧和结构更加简洁合理的特点，且水电分离，安全可靠， 同时热超导陶瓷材料的应用很好地实现了热效率与安全性的统一。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型A-A位置剖面图。图中1、外发热套管；2、内发热套管；3、外发热套管金属翅片；4、内发热套管金属翅片；5、无机导热介质；6、热超导陶瓷绝缘套管；7、内高抗电绝缘层；8、电磁感应线圈； 9、外高抗电绝缘层；10、金属屏蔽层；11、进水口；12、0形密封圈；13、出水口；14、消磁条；15、上端盖；16、下端盖。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施例来进一步说明本实用新型。如图1和2所示，在本实用新型的装置中心设置嵌套式外、内双金属发热套管1和 2，内金属发热套管2为两端开口设计，而外金属发热套管1为一端开口，另一端封闭设计； 内金属发热套管2通过外金属发热套管1的开口端嵌套于外金属发热套管1中；内、外发热套管选用铁质、不锈铁或不锈钢等材料，优选防锈金属材料；外、内发热套管1和2的外壁使用高频焊沿纵向焊接波浪形金属翅片3、4，翅片的厚度0. 2-0. 3mm,翅片间距2mm，翅片高度 9mm,具体到各部分尺寸可依据实际使用情况而定，形成波折形波浪水道；双嵌套金属发热套管置于管状热超导陶瓷绝缘套管6中心，外发热套管的金属翅片3与热超导陶瓷绝缘套管6的内壁紧密配合，要求达到外金属发热套管金属翅形片3外径与热超导陶瓷绝缘套管6 的内径近似于负公差配合；热超导陶瓷绝缘套管6外部的电磁感应线圈8通电后形成高频交变磁场，由于穿过金属发热套管的磁通量不断变化，在金属体管壁上产生的涡流电流，使金属发热套管在瞬间因涡流电流产生大量的热量，对金属发热套管内外的冷水进行充分的热交换，达到速热或者即热的目的。具体过程是冷水通过进水口 11逆流而上通过外金属发热套管1与热超导陶瓷绝缘套管6之间的通道，由于外金属发热套管金属翅片3与热超导陶瓷绝缘套管6紧密配合，从而利于水在外金属发热套管金属翅片3的波折形波浪水道内波折流动，充分吸收金属发热套管产生的热量；当水逆流而上到达外金属发热套管1的顶端后流入内金属发热套管金属翅片4的波浪水道，因外金属发热套管1的密闭夹层内充装有无机导热超导介质5，当外金属套管1受热以后迅速将热量通过无机导热超导介质传导到内金属发热套管2的管壁上，如外金属发热套管实现热交换的过程一样，水通过内金属发热套管金属翅片4的波浪水道，进行波折流动与管壁和翅片充分热交换，最后通过出水口 13逆流输出热水，完成整个往复高效加热的热交换过程。此装置的密封固定依靠出水口 13与上端盖15以及进水口 11与下端盖16的紧密焊接或密闭旋紧，并通过0形密封圈进行密封。热超导陶瓷绝缘套管6外缠绕电磁感应线圈8，其由多股较细的漆包线绞合而成(根据具体的功率要求设置不同的漆包线的直径和根数)，电磁感应线圈8在工作时会产生一定的热量，使线圈的温度升高，长时间持续工作会烧毁线圈，所以采用新型材料热超导陶瓷绝缘套管6 (此材料特性是导热非常好又能保持高绝缘性)在电磁线圈升温的过程能迅速把热量导入套管内部与进水道刚刚进入的冷水实现热交换，迅速给电磁感应线圈降温，保证高频电磁感应线圈长时间工作不会形成高温。另外在高频电磁感应线圈8的外部紧缚平行消磁条14，以增加高频电磁感应线圈8对中心发热体的电磁量和防止电磁外泄。装置最外部套装电磁金属屏蔽层10，此屏蔽层优选铜质或铝质材料，用于屏蔽电磁能量的外泄辐射。 在金属屏蔽层10外设置温度传感器，连接到控制器，使控制电路能实时检测电磁线圈的温度，防止温度过高烧毁高频电磁感应线圈。出水口 13也设置温度传感器，实时检测出水口的热水温度，将信号传至控制电路，控制电路根据出水口的温度回传信号，输出相应的电磁功率，达到按照设定温度出热水的要求。由于电路控制部分目前有许多现成的技术可供选用，本领域技术人员完全可以根据实际需求进行选择，因此本处不再进行详细描述。
权利要求1.一种即热式电磁热水装置，包括由外到内的电磁感应线圈、绝缘套管、发热套管以及上下端盖、0形密封圈和进出水口，其特征是发热套管包括嵌套式内、外双金属发热套管， 内、外发热套管的外壁均设置有波浪形金属翅片。
2.根据权利要求1所述的即热式电磁热水装置，其特征是所述外金属发热套管的夹层中充装有无机导热介质。
3.根据权利要求1所述的即热式电磁热水装置，其特征是所述绝缘套管为热超导陶瓷绝缘套管。
4.根据权利要求3所述的即热式电磁热水装置，其特征是所述外发热套管的金属翅片与热超导陶瓷绝缘套管的内壁紧密配合。
5.根据权利要求1或2或3所述的即热式电磁热水装置，其特征是所述电磁感应线圈内外缠绕高抗电绝缘层。
6.根据权利要求5所述的即热式电磁热水装置，其特征是外高抗电绝缘层外设有至少三条平行消磁条。
7.根据权利要求6所述的即热式电磁热水装置，其特征是消磁条外层再套装一层用于防止电磁泄漏和高温保护的金属屏蔽层。
8.根据权利要求1所述的即热式电磁热水装置，其特征是所述内金属发热套管为两端开口设计，而外金属发热套管为一端开口，另一端封闭设计；内金属发热套管通过外金属发热套管的开口端嵌套于外金属发热套管中。
9.根据权利要求1或8所述的即热式电磁热水装置，其特征是内、外发热套管选用铁质、不锈铁或不锈钢材料。
专利摘要本实用新型公开了一种即热式电磁热水装置，包括由外到内的电磁感应线圈、绝缘套管、发热套管以及上下端盖、O形密封圈和进出水口，其特征在于所述绝缘套管为热超导陶瓷绝缘体；发热套管包括嵌套式内、外双金属发热套管，内、外发热套管的外壁均设置有波浪形金属翅片；外金属发热套管的夹层中充装有无机导热介质。本实用新型因采用嵌套式双金属套管和高效波浪形金属翅片设计以及无机导热介质的应用，具有高效、节能、防干烧和结构更加简洁合理的特点，且水电分离，安全可靠，同时热超导陶瓷材料的应用很好地实现了热效率与安全性的统一。
文档编号F24H1/14GK202133087SQ201120220608
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者牛玉刚 申请人:牛玉刚