专利名称：扁线式感应线圈锅体加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种感应线圈，特别是涉及一种符合大电力锅体加热的“扁式感应线圈锅体加热器”。
以往锅体加热用的感应线圈，参阅
图1(为感应线圈的组合剖视图)，由图1可知，以往都是以圆形导线感应线圈(2)自中央起相临卷绕并拉出两线头(21)，参阅图2所示(以往的感应线圈所产生的磁力线回路分布示意图)，圆形导线感应线圈(2)上面设有绝缘层(1)，绝缘层(1)上放置负荷感应锅体(11)，并且可由感应线圈(2)予以感应加热，其中感应线圈(2)置于一个座体中(图中未示)；但是，以往的感应线圈(2)间皆留有磁阻极低的缝隙，加上磁力线(25)有走“最近与最低磁阻”路径的磁路特性，所以，以往圆形导线绕制的感应线圈(2)(感应线圈之间皆存在着一定间隙)在负荷感应锅体(11)进行感应加热后，因为锅体本身的导磁阻抗高于圆形导线感应线圈(2)彼此之间的磁阻极低的缝隙，导致大部分磁力线(25)自以往圆形导线感应线圈(2)彼此之间的低磁阻缝隙穿过，使大部分磁力线(25)都只在各个圆形导线感应线圈(2)周围间隙自然形成一圈圈环绕的磁场，最后造成感应加热所需合成磁场的极大损失；此外，因为磁场强度与距离平方成反比，所以以往的感应锅体(11)往往在沾上污垢后，磁力线(25)的强度与污垢的厚度呈倍数减低；而且，当在设计负荷大电力感应锅体进行大电力感应加热时，它的感应输出功率又无法正比于输入电流而增加，并产生极大的电功率损失，因此无法将这类物品用于加热大电力锅体。
本实用新型的主要目的是提供一种有利于高频传导(减低集肤效应)的感应线圈，并使在同安培匝数下保有最大截面积，且感应线圈相互间紧密卷绕使所形成缝隙极小的装置。因为缝隙极小且磁阻极高，所以磁场不由该处损失，使感应输出功率能正比于输入电流的增加，同时能使功率损失降低，达到加热大电力锅体的目的。
因此，本实用新型的扁线式感应线圈锅体加热器是由供容纳设有两引出线头的感应线圈的座体，覆盖在座体上的绝缘层，以及放置在绝缘层上的感应锅体构成，其特征在于所述感应线圈是由截面形状呈椭圆形或长方形的片体线圈所紧密绕成，贴置于上述绝缘层的底面；如此构成一种有利于高频传导、符合产业上锅体需大电力加热的扁线式感应线圈锅体加热器。
以下结合附图，对本实用新型作进一步说明。
图1是以往的感应线圈的组合剖视图。
图2是以往的感应线圈所产生磁力线回路分布示意图。
图3是本实用新型感应线圈卷绕的俯视图。
图4是本实用新型较佳实施例中感应线圈的组合剖视图。
图5是本实用新型上述较佳实施例中感应线圈产生磁力线回路分布示意图。
结合参阅图3、4、5所示，本实用新型的扁线式感应线圈锅体加热器包括绝缘层(10)、感应线圈(20)、座体等构件；其中
绝缘层(10)上放置电磁感应锅体(12)，与装置相同，可适用各种不同感应锅体放置；结合参阅图4所示，感应线圈(20)呈扁线(片体)式紧密排列绕成，在本实施例中，它是由截面形状呈长方形(或椭圆形，或类似形状)的片体线圈紧密绕成，在实施上，片体线圈的高度与宽度的比例以二比一(21)左右或以上较佳，并且感应线圈(20)的材料以铝箔或铜箔绕制最好，使在同安培匝数下保有最大截面积，上述线圈贴置于所述绝缘层(10)的底面，且有两引出线头(22)供接通电源；一座体(图中未示)，是为容放所述感应线圈(20)；所以，本实用新型的感应线圈(20)虽具有与以往装置相同的“感应面积”，但却具有极大的“截面积”，且本实用新型的感应线圈(20)可减低“集肤效应”，在通过大电流量时不会被烧毁；继续结合参阅图5所示的本实用新型的感应线圈产生的磁力线回路分布示意图，及比较图1、2的感应线圈的组合剖视图与它所产生的磁力线回路分布示意图；由图可知，因为磁场强度与距离平方比成反比，所以锅体(11)往往在沾上污垢后，该磁力线(24)的强度将与污垢的厚度呈倍数减低(如当锅体(11)底部堆积的污垢厚度达到使距离增加1mm时，设此时距离为两倍，则磁力线(25)的强度将减低4倍)，加上磁力线(25)(24)有走“最近与最低磁阻”路径的特性，因此，以往的圆形导线绕制的感应线圈(2)在负荷锅体(11)进行感应加热后，锅体(11)本身的导磁阻抗高于各个圆形导线感应线圈(2)彼此间的磁阻，导致磁力线(25)自以往的圆形导线感应线圈(2)彼此间的低磁阻缝隙穿过，且因为磁力线有走“最近与最低磁阻”路径的特性，导致大部分磁力线(25)皆在各个圆形导线感应线圈(2)周围间隙中立刻形成环绕的磁场，使感应加热所需的合成磁场有极大损失。而本实用新型则可完全解决这一问题，也就是说，本实用新型的新型电磁感应锅体(12)底部当沾到预定范围厚度以内的脏东西时并不影响其磁场强度，且感应线圈(20)彼此间可以相互紧密卷绕，并且本实用新型的感应线圈(20)具有极大“截面积”，可减低产生的“集肤效应”，在通过大电流量时不会被烧毁，因为感应线圈(20)之间的缝隙极微小而所产生的磁阻高于所负荷电磁感应锅体(12)底部的导磁阻抗，因此除了感应线圈本身电阻产生的功率损失外，该处磁场强度不损失，磁力线(24)几乎完全对感应锅体(12)进行感应加热；本实用新型允许所负荷电磁感应锅体(12)底部产生的污垢厚度在1～15mm范围内，而不影响线圈(20)进行大电力加热的实用价值。因此这是一种有利于高频传导、符合产业上锅体需大电力加热的扁线式感应线圈锅体加热器。
为进一步肯定本实用新型在同类产品上的实用价值，现就以往的(圆形导线感应线圈)与本实用新型(扁线式感应线圈)的实验数据比较说明如下1.所绕圈数同样是卷绕22圈；2.线径以往的圆形导线感应线圈→3mm直径铜线；本实用新型→(宽)3mm(高)300mm片体线圈；3.线圈长度同样是781cm(外径179mm)(内径47mm)；4.线圈截面积以往→7.065mm2＝0.07065cm2
本实用新型→90mm2＝0.9cm25.线圈电阻以往→1.724μΩ×781cm÷0.07065cm2＝0.019057947Ω(0.019058Ω)本实用新型→1.724μΩ×781cm÷0.9cm2＝0.001496048Ω(0.001496Ω)6.有效加热电力假设以往与本实用新型同为按1Kw设计时，7.共振谐波数以往与本实用新型同为7.2437；8.共振电压以往与本实用新型同为100伏特(100V)9.需要伏特安培数以往与本实用新型同为7.2437×1000w＝7243.7VA10.通过线圈的电流量以往与本实用新型同为7243.7VA÷100V＝72.437A其中“共振电流”÷“共振谐波数”＝负载电流；“共振谐波数”为可变系数，受材质、接触距离与接触面积的影响；11.电功率损失(W＝I2R)以往→72.437A×72.437A×0.019058Ω＝100W本实用新型→72.437A×72.437A×0.001496Ω＝7.84969W12.损失率(％)以往→100W÷1000W＝10％本实用新型→7.84969W÷1000W＝0.785％由以上的比较可知以往的(圆形导线感应线圈)与本实用新型的损失率有十多倍的差异；现再就本案利用高频传导、符合产业上锅体需大电力加热的扁线式感应线圈锅体加热器的事实列述如下第1′－5′与7′－8′项与前述第1－5与7－8项相同；6′有效加热电力假设以往与本实用新型同为按10kw设计时(即10倍于前述的第6项9′需要伏特安培数以往与本实用新型同为7.2437×10000W＝72437VA10′通过线圈的电流量以往与本实用新型同为72437VA÷100V＝724.37A11′电功率损失(W＝I2R)以往→724.37A×724.37×0.019058Ω＝9999.96W＝10000W本实用新型→724.37A×724.37A×0.001496Ω＝784.969W12′损失率(％)以往→10000W÷10000W＝100％本实用新型→784.969W÷10000W＝0.078496＝7.85％由公式W＝I2R可知，电功率损失与电流量的平方成正比，所以，当有效加热电力增加10倍时，即增加102＝100倍的电功率损失，此时会使以往的感应线圈完全不能实用化，本实用新型则完全解决了这一问题，虽然感应强度与安培匝数(简称安匝)有绝对关系，但是，问题是在增加线径后必会使线圈匝数减少，例如将上述3mm直径的线圈改成6mm的，则圈数由原来的22圈变为仅剩11圈；(以有限的179mm外径而言)如果将线圈通过的电流量再提高两倍，则它拥有的安匝数为72.437A×2×11圈＝1593.6安匝；原设计的安匝数也等于72.437A×22圈＝1593.6安匝。因此，以往的感应线圈对上述两者的感应强度相同，并无增强效果，仅在功率损失方面因为感应线圈电阻降低两倍而减少两倍的损失；但是，本实用新型则在通过线圈的电流量增加10倍时，不但按比例增加了10倍的安匝数，即724.37A×22圈＝15936安匝，使感应功率增加10倍，同时也使电功率损失降为7.85％(原为10％)。所以，就电磁感应线圈必须配合锅体和锅底面积这一点来说，因为电磁感应线圈所占的空间是一定的，本实用新型在这种情况下最具有实用价值。
以下再将本实用新型的一种扁线式感应线圈锅体加热器所提供的优点说明如下(一)由于本实用新型的装置采用扁线式排列紧密绕成(长方形或椭圆形)感应线圈，运用感应线圈有利于高频传导(减低集肤效应)；且感应线圈在同安培匝数下保有最大截面积，有在产业上运用大电力锅体加热的实用价值。
(二)因电功率损失与电流量的平方成正比，而以往的装置当有效加热电力增加10倍时，即增加102＝100倍的电功率损失，以往的感应线圈将会被烧毁而完全不能实用化；本实用新型完全解决了这一问题，即由感应线圈提供一种感应输出功率正比于输入电流而增加，同时能使电功率损失降低。
(三)若就电磁线(炉)圈必须配锅体底部面积来说，电磁线(炉)圈的空间是一定的，本实用新型运用在这种情况下具有良好的效益。
(四)因为磁场强度与距离的平方成正比，所以以往的锅体往往在沾上污垢后，磁力线强度会与污垢的厚度呈倍数减低(如当锅体底部堆积的污垢的厚度达到使距离提高1mm时，假设为2倍，则磁力线将减低4倍)，加上磁力线有走“最近与最低磁阻”路径的特性，因此，以往的圆形导线绕制的感应线圈在负荷锅体感应加热后，锅体本身的导磁阻抗高于圆形导线感应线圈空隙间的低磁阻，导致磁力线自圆形导线感应线圈彼此间的低磁阻缝隙穿过，而自然在各个圆形导线感应线圈截面周围形成一圈圈环绕的磁场，造成大量合成磁场的损失，而本实用新型则可完全解决这一问题，甚至当本实用新型的新型锅体底部沾上预定范围厚度的脏东西时亦不影响其磁场强度，且感应线圈彼此间的极小缝隙所产生的磁阻高于负荷锅体底部的导磁阻抗，因此该处的磁场不损失，即磁力线几乎完全用来对感应锅体进行感应加热。本实用新型允许所负荷锅体底部产生污垢的高度在1～15mm范围，此范围内不影响本实用新型的感应线圈加热的实用性。
权利要求1.一种扁线式感应线圈锅体加热器，是由供容纳设有两个引出线头的感应线圈的座体，覆盖在座体上的绝缘层，以及放置在绝缘层上的感应锅体构成其特征在于所述感应线圈是由截面形状呈椭圆形或长方形的片体线圈所紧密圈绕构成，贴置于所述绝缘层的底面。
2.依据权利要求1所述的扁线式感应线圈锅体加热器，其特征在于所述感应线圈的高度与宽度之比是二比一(21)或以上。
3.依据权利要求1或2所述的扁线式感应线圈锅体加热器，其特征在于所述感应线圈的材质是铝箔或铜箔绕制而成。
专利摘要本实用新型的加热器包括供容纳设有两个出线头的感应线圈的座体和覆盖在座体上的绝缘层，绝缘层上置有感应锅体，其特征在于感应线圈是由截面形状呈椭圆形或长方形的片体线圈所紧密绕成，贴置于上述绝缘层的底面，且在同安培匝数下保有最大截面积，如此构成一种有利于高频传导，符合产业上锅体需要大电力加热的扁线式感应线圈锅体加热器。
文档编号H05B6/36GK2086031SQ9120526
公开日1991年10月2日 申请日期1991年4月1日 优先权日1991年4月1日
发明者胡龙江 申请人:胡龙江