本實(shí)用新型涉及加熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及電磁加熱部件或產(chǎn)品。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)電磁加熱線圈繞組或是將電磁繞組整體形成在被加熱對象容器的底部外壁上,或是整體纏繞成一筒狀,將加熱部件鐵芯設(shè)置在線圈內(nèi),通過鐵芯的熱傳導(dǎo)加熱容器內(nèi)的被加熱介質(zhì),但這樣的加熱方式由于加熱部件和待加熱物的接觸面積有限,導(dǎo)致加熱效率低下,浪費(fèi)能源,且容易爆膽,安全性差。例如,對水箱中的水加熱,采用電磁加熱線圈固定在水箱底部通過對水箱底部的鐵質(zhì)部件加熱水箱中的水,不但加熱不均勻,且加熱效率低,而且容易爆膽,且線圈一旦損壞,必須整個更換,制造成本、安裝成本,維護(hù)成本都比較高。
傳統(tǒng)的電熱水器能量轉(zhuǎn)換過程是,通過一個高頻磁場傳遞到另外一個磁場接收線圈,由磁場接收線圈轉(zhuǎn)換為電能,再由電能供電給普通電熱絲發(fā)熱管對水加熱。這樣,整體能量效率由電磁加熱的80%,再由80%效率轉(zhuǎn)換出來的電能最多只能得到64%,再由64%的電能傳給發(fā)熱管發(fā)熱,此時(shí)只有64%電能效率供給發(fā)熱管,這種發(fā)熱管的熱效率最大94%,所以最終得到熱效率只有60.1%,相當(dāng)于近40%的能量浪費(fèi)了。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足,提供一種電磁加熱組件,它結(jié)構(gòu)簡單,可以靈活地與各種待加熱部件進(jìn)行組配。而且,本實(shí)用新型提供的電磁加熱組件制造、安裝或者后期維修都非常方便,甚至對現(xiàn)有的待加熱容器做簡單改造后即可適用本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的,本實(shí)用新型提供了一種電磁加熱組件,包括電磁線圈繞組、基座、加熱體,電磁線圈繞組與基座形成一個整體部件,整體部件與加熱體相對分離。
進(jìn)一步地,加熱體可拆卸地固定在待加熱對象的容器上,整體部件可拆卸地固定在加熱體上或也可拆卸地固定在待加熱對象的容器上。
進(jìn)一步地,加熱體的加熱部分為一鐵質(zhì)筒體,工作時(shí)所述電磁線圈繞組至少部分插入加熱體的筒體中,并產(chǎn)生由內(nèi)外向外穿過筒體的磁力線。
進(jìn)一步地,電磁線圈繞組與基座為可拆卸式連接或一體構(gòu)成。
進(jìn)一步地,電磁線圈繞組設(shè)置有護(hù)套,線圈被設(shè)置在護(hù)套內(nèi);優(yōu)選地,電磁線圈繞組通過護(hù)套與基座形成可拆卸式連接或一體構(gòu)成;進(jìn)一步優(yōu)選的,基座和護(hù)套圍成一內(nèi)部空間,線圈單元被包圍在該內(nèi)部空間內(nèi);進(jìn)一步優(yōu)選地,護(hù)套由具有耐高溫,防液體滲入,絕緣效果的材料制成,線圈不直接與外界環(huán)境接觸;進(jìn)一步優(yōu)選地,護(hù)套與加熱體之間充有利于線圈散熱和向加熱體傳熱的吸熱介質(zhì),優(yōu)選的,吸熱介質(zhì)為待加熱對象的工作介質(zhì)。
進(jìn)一步地,電磁線圈繞組包括兩組或兩組以上的線圈獨(dú)立纏繞的線圈繞組單元,所述電磁線圈繞組產(chǎn)生由內(nèi)向外的交變磁場。
進(jìn)一步地,線圈繞組單元在有各自獨(dú)立的抽頭,使其被獨(dú)立控制開啟、關(guān)閉或調(diào)節(jié)功率;或者線圈繞組單元有共用的抽頭以統(tǒng)一控制。
進(jìn)一步地,線圈單元為弧形,并在周向上整體布置呈圓環(huán)狀或橢圓狀,優(yōu)選的所述繞組由2個或3個或4個弧狀線圈單元圍成一圓環(huán)狀繞組或由2個或4個弧狀線圈繞組單元圍成一橢圓狀繞組;或所述線圈單元為直線形,并在周向上整體布置呈對稱的多邊形形狀,優(yōu)選的,所述繞組由4個或5個或6個線圈繞組單元圍成一矩形繞組或正五邊形或正六邊形繞組。
本實(shí)用新型采用的電磁加熱組件,其交變磁場是由內(nèi)向外地發(fā)散輻射,所以其加熱效率較傳統(tǒng)方式有了大幅提升,結(jié)構(gòu)簡單,可以靈活地與各種待加熱部件進(jìn)行組配,制造、安裝或者后期維修都非常方便。
本實(shí)用新型還提供了一種電磁熱水器,包括上述電磁加熱組件,加熱體一端固定在水箱壁上,一端伸入所述水箱中,直接對其內(nèi)部的水加熱。
本實(shí)用新型還提供了一種液體加熱器,包括上述電磁加熱組件,加熱體一端固定在液體容器壁上,一端伸入所述水箱中,直接對其內(nèi)部的液體加熱。
本實(shí)用新型的電磁加熱組件應(yīng)用至水箱或熱水器或其他液體加熱器中,可以優(yōu)化熱水容器產(chǎn)品的加熱效率和成本。
綜上,本實(shí)用新型有益效果為:1、結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)計(jì)新穎,能直接均勻加熱,加熱效率高。2、安裝靈活,可以有效降低制造、安裝或者后期維修的成本。本實(shí)用新型對實(shí)現(xiàn)社會能源節(jié)約、提高生產(chǎn)效率等有良好的作用和貢獻(xiàn)。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的電磁加熱組件的結(jié)構(gòu)示意圖之一;
圖2為本實(shí)用新型的電磁加熱組件的結(jié)構(gòu)示意圖之二;
圖3為本實(shí)用新型的電磁加熱組件的結(jié)構(gòu)示意圖之三;
圖4為本實(shí)用新型的電磁加熱組件的結(jié)構(gòu)示意圖之一(仰視圖)。
圖5a為本實(shí)用新型的電磁線圈繞組的分布示意圖;
圖5b為本實(shí)用新型的電磁線圈繞組的分布示意圖;
圖5c為本實(shí)用新型的電磁線圈繞組的分布示意圖;
圖5d為本實(shí)用新型的電磁線圈繞組的分布示意圖;
圖6為本實(shí)用新型的水箱的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7 為本實(shí)用新型電磁線圈繞組整體布置方式與水箱周向輪廓相應(yīng)的示意圖(線圈繞組單元構(gòu)成圓角矩形形狀);
圖8為本實(shí)用新型電磁線圈繞組單元的線圈纏繞方式實(shí)施例示意圖(主視圖)。
附圖標(biāo)記說明:電磁線圈繞組1、護(hù)套2、加熱體3、水箱4、基座5。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖,對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式,對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施方式僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。
如圖1或2所示,一種電磁加熱組件,包括電磁線圈繞組1、基座5、加熱體3,所述電磁線圈繞組1與所述基座5形成一個整體部件,所述整體部件與所述加熱體3相對分離。電磁線圈繞組1由內(nèi)向外產(chǎn)生交變磁場,加熱體3分布在電磁線圈繞組1的外周,以感應(yīng)由內(nèi)向外產(chǎn)生交變磁場產(chǎn)生渦流加熱,發(fā)出熱量。本實(shí)用新型的應(yīng)用場合很多,方式靈活多樣。比如,采用本實(shí)用新型的電磁加熱線圈繞組可以快速安裝到熱水器、供暖系統(tǒng)等需要電磁加熱液體的產(chǎn)品上,甚至可以安裝到注塑模具的加熱部位上。其由內(nèi)向外的加熱方式可以使得加熱的部位很均勻,從而提升加熱的效率。而且,本實(shí)用新型可以根據(jù)應(yīng)用場合的不同而可以進(jìn)行多種形狀、數(shù)量的選擇,所以,安裝靈活,可以有效降低制造、安裝或者后期維修的成本。
優(yōu)選的,所述加熱體3為鐵質(zhì)筒狀結(jié)構(gòu),工作時(shí)所述電磁線圈繞組至少部分插入所述加熱體3的筒體中,并產(chǎn)生由內(nèi)外向外穿過筒體的磁力線。筒狀結(jié)構(gòu)加工工藝簡單,使本實(shí)用新型的成本降低,制造效率提高。電磁線圈繞組為一可相對加熱體自由分離的整體部件,可方便拆卸,實(shí)現(xiàn)更廣的應(yīng)用范圍。此外鐵質(zhì)筒狀結(jié)構(gòu)還可以是鏤空狀,方便加熱體3內(nèi)外均可以與待加熱的物體接觸(比如中間充滿水),提升加熱效率。
具體的,對于加熱體與電磁線圈繞組合基座構(gòu)成的整體部件:
本實(shí)用新型提供的優(yōu)選的實(shí)施方式之一:如圖2所示,整體部件與所述加熱體3之間為可拆卸式的連接。為方便加熱體3的安裝,加熱體3可拆卸地固定在待加熱對象的容器如水箱上,整體部件可拆卸地固定在加熱體3上或也可拆卸地固定在待加熱對象的容器上。如此,可以更加靈活地與各種待加熱部件進(jìn)行組配,也可方便根據(jù)本實(shí)用新型對現(xiàn)有的容器進(jìn)行改進(jìn),減少本實(shí)用新型推廣應(yīng)用的成本。
當(dāng)然,加熱體3也可以如圖1所示選擇安裝在基座5上,這樣電磁線圈繞組既可以與基座形成一與加熱體可分離的整體部件,還可以在此基礎(chǔ)上與加熱體進(jìn)一步形成一更大的整體部件。因此,本實(shí)用新型就可以集成模塊化,可以應(yīng)用到改造成本較高的場合,安裝更加靈活,同時(shí),后期維修時(shí)可以整體取出,進(jìn)行檢修維護(hù)等。
進(jìn)一步優(yōu)選的,如圖3所示,所述加熱體3與所述電磁線圈繞組1之間還可以形成一具有耐熱和/或防腐蝕和/或絕緣的護(hù)套2。通過安裝護(hù)套2,可以使得加熱組件更為安全,并且耐用。當(dāng)然,護(hù)套2也可以通過在線圈繞組單元使用搪瓷工藝來起到相同的作用。
更進(jìn)一步的,電磁線圈繞組通過護(hù)套2與所述基座5形成可拆卸式連接或一體構(gòu)成;進(jìn)一步優(yōu)選的,所述基座5和所述護(hù)套3圍成一內(nèi)部空間,所述線圈單元1被包圍在該內(nèi)部空間內(nèi);進(jìn)一步優(yōu)選地,所述護(hù)套2由具有耐高溫,防液體滲入,絕緣效果的材料制成,所述線圈不直接與外界環(huán)境接觸;進(jìn)一步優(yōu)選地,所述護(hù)套2與加熱體3之間充有利于線圈散熱和向加熱體傳熱的吸熱介質(zhì),優(yōu)選的,所述吸熱介質(zhì)為待加熱對象的工作介質(zhì)(比如水)。既可以提升加熱效率,又防止了繞組接觸到加熱介質(zhì),提升壽命和安全性。
進(jìn)一步優(yōu)選的:如圖4所示(省略了護(hù)套2和加熱體3),電磁線圈繞組1分為兩組或兩組以上的獨(dú)立纏繞的線圈繞組單元,所述分體式電磁加熱線圈繞組整體產(chǎn)生由內(nèi)向外的交變磁場。
具體的,為求得本實(shí)用新型更好的效果,本實(shí)用新型提供的線圈繞組單元的線圈纏繞使其產(chǎn)生的磁場方向與線圈繞組整體的軸心方向不是平行關(guān)系??梢允谴怪被蛘呤蔷哂衅渌嵌鹊膴A角,對于線圈的具體纏繞方式,可以采取如圖8所示縱向纏繞,當(dāng)然也可以是橫向纏繞,這些不是絕對的,只要線圈繞組單元1產(chǎn)生的磁場方向與線圈繞組整體的軸心方向不是平行關(guān)系,就能更好地使線圈線圈繞組單元1整體產(chǎn)生由內(nèi)向外發(fā)散的交變磁場,進(jìn)而產(chǎn)生更好的加熱效果。
具體的,如圖5a-圖5d所示所示例,線圈繞組單元1可設(shè)計(jì)為弧狀或直線狀或部分為直線狀,部分為弧狀(如圖7所示),如此依據(jù)線圈單元的形狀,線圈單元整體可形成環(huán)形布置,如布置成圓環(huán)狀或橢圓環(huán)狀或多邊形狀或圓角矩形狀等,進(jìn)一步優(yōu)選的,可以布置成與所在加熱液體容器內(nèi)周形狀相配的形狀,可以如圖7所示布置成與所在加熱液體容器內(nèi)周形狀相配的形狀(線圈繞組單元構(gòu)成圓角矩形形狀),以獲得更好的加熱效果。
為兼顧加熱效果和制造成本的更好綜合效果,當(dāng)線圈繞組單元設(shè)計(jì)為弧狀線圈繞組單元時(shí),線圈繞組單元優(yōu)選設(shè)有2個或3個或4個或5個或6個,更優(yōu)選的,設(shè)2個或3個或4個,如圖4所示,電磁繞組1由兩個半圓環(huán)狀線圈繞組單元構(gòu)成(省略了護(hù)套2和加熱體3);而當(dāng)線圈繞組單元設(shè)計(jì)為直線狀時(shí),優(yōu)選繞組由3個或4個或5個或6個線圈繞組單元圍成一等邊三角形,或矩形繞組或正五邊形或正六邊形繞組,如圖5a-圖5d所示的形狀,可以根據(jù)不同的應(yīng)用場合及加熱效率,選擇不同的分布形狀。如可圖7所示,采用兩直線段線圈單元和兩弧線段線圈單元構(gòu)成圓角矩形形狀的線圈繞組輪廓。
線圈的個數(shù)及形狀的選擇不是絕對的,只要整體能夠產(chǎn)生由內(nèi)向外發(fā)散的交變磁場就好。依據(jù)本實(shí)用新型繞組不是一體纏繞,而是分由幾個單元構(gòu)成,且各線圈單元的線圈獨(dú)立纏繞的實(shí)用新型思路,本實(shí)用新型可以方便地根據(jù)不同的應(yīng)用場合及加熱效率,選擇不同的線圈繞組單元個數(shù)、形狀,形成不同的分布形狀以與加熱容器匹配求得最好的加熱效果。
優(yōu)選的,線圈繞組單元1在環(huán)向上均勻分布,通過均勻分布線圈繞組單元,可以提升其加熱效率及加熱的均勻性,也方便安裝和控制。
進(jìn)一步優(yōu)選地,線圈繞組單元兩兩對稱分布,或者軸對稱或中心對稱或角對稱分布,如,由兩軸對稱的半圓形線圈繞組單元或半橢圓形單元構(gòu)成一個圓環(huán)形或橢圓形繞組。通過這些對稱分布,可以在整體上更方便制造,同時(shí)在控制對稱的線圈繞組單元時(shí),既可以有對稱的熱源以提高加熱效果,又可以節(jié)約能源。如圖2所示,線圈繞組單元的截面采用弧狀,甚至兩個半圓狀的結(jié)構(gòu),可以有效增加分體式電磁線圈繞組對外輻射出的交變磁場的面積,使加熱的部位更加均勻,從而進(jìn)一步提升加熱的效率。
對于本實(shí)用新型線圈繞組單元上述靈活的構(gòu)成方式,本實(shí)用新型進(jìn)一步提供優(yōu)選的控制實(shí)施方式:線圈繞組單元設(shè)有各自獨(dú)立的抽頭,使其被獨(dú)立控制開啟、關(guān)閉或調(diào)節(jié)功率。每個線圈繞組單元都可以進(jìn)行獨(dú)立的控制,通過這種設(shè)置,可以方便用戶根據(jù)線圈繞組單元的安裝位置來控制各線圈繞組單元的開啟、關(guān)閉或調(diào)節(jié)功率。當(dāng)然,為了減少控制的成本,線圈繞組單元可以設(shè)置有共用的抽頭以進(jìn)行統(tǒng)一控制或按組設(shè)置,比如每對對稱繞組共用一抽頭,以方便的根據(jù)實(shí)際加熱需要控制線圈繞組單元的開啟、關(guān)閉或功率調(diào)節(jié)(比如圖5a、圖5b所示的線圈繞組單元)。例如,需要較小功率加熱時(shí),只開其中對稱的一對線圈繞組單元,既可以達(dá)到節(jié)能的目的,同時(shí)也使得加熱的效果相對更為均勻,加熱效率更高。
優(yōu)選的,如圖6所示,本實(shí)用新型還提供了一種采用上述電磁加熱組件的電磁熱水器,加熱體3一端固定在水箱4壁上,一端伸入所述水箱4中,直接對其內(nèi)部的水加熱。上述電磁加熱組件至少部分從所述水箱4的底部側(cè)壁伸入所述熱水器的水中,由于設(shè)置在底部側(cè)壁,綜合考慮了加熱的效率(熱水在水中是向上流的)和安裝的便利性,達(dá)到既方便安裝或?qū)λ涓脑?,由使加熱水的效率提升。加熱體3既可以是電磁加熱組件中的一部分,也可以是預(yù)裝在水箱4中的一部分。通過分體式電磁加熱線圈繞組產(chǎn)生震蕩信號后提供交變磁場,使水箱中的加熱體產(chǎn)生渦流,并直接與水進(jìn)行熱傳遞,大大提高了熱傳遞效率。或者,電磁加熱組件直接對水均勻加熱,也可以提高熱傳遞效率。本實(shí)用新型的加熱效率能達(dá)到80%以上。
當(dāng)然,本實(shí)用新型的應(yīng)用還不僅局限于熱水器,還可以延伸到一種更廣用途的液體加熱裝置(圖中未示出),讓其包括上述電磁加熱組件,將加熱體一端固定在液體容器壁上,一端伸入所述液體箱中,直接對其內(nèi)部的液體加熱。本實(shí)用新型提供的液體加熱裝置,由于采用了電磁線圈繞組或模塊化的電磁加熱組件,其結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)計(jì)新穎,能直接均勻加熱,加熱效率高。同時(shí),安裝靈活,可以有效降低制造、安裝或者后期維修的成本。本實(shí)用新型對實(shí)現(xiàn)社會能源節(jié)約、提高生產(chǎn)效率等有良好的作用和貢獻(xiàn)。
以上所述,僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案所做的其它修改或者等同替換,只要不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍,均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。