專利名稱：扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種感應(yīng)線圈，特別是涉及一種符合大電力鍋體加熱的“扁式感應(yīng)線圈鍋體加熱器”。
以往鍋體加熱用的感應(yīng)線圈，參閱

圖1(為感應(yīng)線圈的組合剖視圖)，由圖1可知，以往都是以圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈(2)自中央起相臨卷繞并拉出兩線頭(21)，參閱圖2所示(以往的感應(yīng)線圈所產(chǎn)生的磁力線回路分布示意圖)，圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈(2)上面設(shè)有絕緣層(1)，絕緣層(1)上放置負(fù)荷感應(yīng)鍋體(11)，并且可由感應(yīng)線圈(2)予以感應(yīng)加熱，其中感應(yīng)線圈(2)置于一個座體中(圖中未示)；但是，以往的感應(yīng)線圈(2)間皆留有磁阻極低的縫隙，加上磁力線(25)有走“最近與最低磁阻”路徑的磁路特性，所以，以往圓形導(dǎo)線繞制的感應(yīng)線圈(2)(感應(yīng)線圈之間皆存在著一定間隙)在負(fù)荷感應(yīng)鍋體(11)進(jìn)行感應(yīng)加熱后，因為鍋體本身的導(dǎo)磁阻抗高于圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈(2)彼此之間的磁阻極低的縫隙，導(dǎo)致大部分磁力線(25)自以往圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈(2)彼此之間的低磁阻縫隙穿過，使大部分磁力線(25)都只在各個圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈(2)周圍間隙自然形成一圈圈環(huán)繞的磁場，最后造成感應(yīng)加熱所需合成磁場的極大損失；此外，因為磁場強度與距離平方成反比，所以以往的感應(yīng)鍋體(11)往往在沾上污垢后，磁力線(25)的強度與污垢的厚度呈倍數(shù)減低；而且，當(dāng)在設(shè)計負(fù)荷大電力感應(yīng)鍋體進(jìn)行大電力感應(yīng)加熱時，它的感應(yīng)輸出功率又無法正比于輸入電流而增加，并產(chǎn)生極大的電功率損失，因此無法將這類物品用于加熱大電力鍋體。
本實用新型的主要目的是提供一種有利于高頻傳導(dǎo)(減低集膚效應(yīng))的感應(yīng)線圈，并使在同安培匝數(shù)下保有最大截面積，且感應(yīng)線圈相互間緊密卷繞使所形成縫隙極小的裝置。因為縫隙極小且磁阻極高，所以磁場不由該處損失，使感應(yīng)輸出功率能正比于輸入電流的增加，同時能使功率損失降低，達(dá)到加熱大電力鍋體的目的。
因此，本實用新型的扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器是由供容納設(shè)有兩引出線頭的感應(yīng)線圈的座體，覆蓋在座體上的絕緣層，以及放置在絕緣層上的感應(yīng)鍋體構(gòu)成，其特征在于所述感應(yīng)線圈是由截面形狀呈橢圓形或長方形的片體線圈所緊密繞成，貼置于上述絕緣層的底面；如此構(gòu)成一種有利于高頻傳導(dǎo)、符合產(chǎn)業(yè)上鍋體需大電力加熱的扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器。
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步說明。
圖1是以往的感應(yīng)線圈的組合剖視圖。
圖2是以往的感應(yīng)線圈所產(chǎn)生磁力線回路分布示意圖。
圖3是本實用新型感應(yīng)線圈卷繞的俯視圖。
圖4是本實用新型較佳實施例中感應(yīng)線圈的組合剖視圖。
圖5是本實用新型上述較佳實施例中感應(yīng)線圈產(chǎn)生磁力線回路分布示意圖。
結(jié)合參閱圖3、4、5所示，本實用新型的扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器包括絕緣層(10)、感應(yīng)線圈(20)、座體等構(gòu)件；其中
絕緣層(10)上放置電磁感應(yīng)鍋體(12)，與裝置相同，可適用各種不同感應(yīng)鍋體放置；結(jié)合參閱圖4所示，感應(yīng)線圈(20)呈扁線(片體)式緊密排列繞成，在本實施例中，它是由截面形狀呈長方形(或橢圓形，或類似形狀)的片體線圈緊密繞成，在實施上，片體線圈的高度與寬度的比例以二比一(21)左右或以上較佳，并且感應(yīng)線圈(20)的材料以鋁箔或銅箔繞制最好，使在同安培匝數(shù)下保有最大截面積，上述線圈貼置于所述絕緣層(10)的底面，且有兩引出線頭(22)供接通電源；一座體(圖中未示)，是為容放所述感應(yīng)線圈(20)；所以，本實用新型的感應(yīng)線圈(20)雖具有與以往裝置相同的“感應(yīng)面積”，但卻具有極大的“截面積”，且本實用新型的感應(yīng)線圈(20)可減低“集膚效應(yīng)”，在通過大電流量時不會被燒毀；繼續(xù)結(jié)合參閱圖5所示的本實用新型的感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁力線回路分布示意圖，及比較圖1、2的感應(yīng)線圈的組合剖視圖與它所產(chǎn)生的磁力線回路分布示意圖；由圖可知，因為磁場強度與距離平方比成反比，所以鍋體(11)往往在沾上污垢后，該磁力線(24)的強度將與污垢的厚度呈倍數(shù)減低(如當(dāng)鍋體(11)底部堆積的污垢厚度達(dá)到使距離增加1mm時，設(shè)此時距離為兩倍，則磁力線(25)的強度將減低4倍)，加上磁力線(25)(24)有走“最近與最低磁阻”路徑的特性，因此，以往的圓形導(dǎo)線繞制的感應(yīng)線圈(2)在負(fù)荷鍋體(11)進(jìn)行感應(yīng)加熱后，鍋體(11)本身的導(dǎo)磁阻抗高于各個圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈(2)彼此間的磁阻，導(dǎo)致磁力線(25)自以往的圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈(2)彼此間的低磁阻縫隙穿過，且因為磁力線有走“最近與最低磁阻”路徑的特性，導(dǎo)致大部分磁力線(25)皆在各個圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈(2)周圍間隙中立刻形成環(huán)繞的磁場，使感應(yīng)加熱所需的合成磁場有極大損失。而本實用新型則可完全解決這一問題，也就是說，本實用新型的新型電磁感應(yīng)鍋體(12)底部當(dāng)沾到預(yù)定范圍厚度以內(nèi)的臟東西時并不影響其磁場強度，且感應(yīng)線圈(20)彼此間可以相互緊密卷繞，并且本實用新型的感應(yīng)線圈(20)具有極大“截面積”，可減低產(chǎn)生的“集膚效應(yīng)”，在通過大電流量時不會被燒毀，因為感應(yīng)線圈(20)之間的縫隙極微小而所產(chǎn)生的磁阻高于所負(fù)荷電磁感應(yīng)鍋體(12)底部的導(dǎo)磁阻抗，因此除了感應(yīng)線圈本身電阻產(chǎn)生的功率損失外，該處磁場強度不損失，磁力線(24)幾乎完全對感應(yīng)鍋體(12)進(jìn)行感應(yīng)加熱；本實用新型允許所負(fù)荷電磁感應(yīng)鍋體(12)底部產(chǎn)生的污垢厚度在1～15mm范圍內(nèi)，而不影響線圈(20)進(jìn)行大電力加熱的實用價值。因此這是一種有利于高頻傳導(dǎo)、符合產(chǎn)業(yè)上鍋體需大電力加熱的扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器。
為進(jìn)一步肯定本實用新型在同類產(chǎn)品上的實用價值，現(xiàn)就以往的(圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈)與本實用新型(扁線式感應(yīng)線圈)的實驗數(shù)據(jù)比較說明如下1.所繞圈數(shù)同樣是卷繞22圈；2.線徑以往的圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈→3mm直徑銅線；本實用新型→(寬)3mm(高)300mm片體線圈；3.線圈長度同樣是781cm(外徑179mm)(內(nèi)徑47mm)；4.線圈截面積以往→7.065mm2＝0.07065cm2
本實用新型→90mm2＝0.9cm25.線圈電阻以往→1.724μΩ×781cm÷0.07065cm2＝0.019057947Ω(0.019058Ω)本實用新型→1.724μΩ×781cm÷0.9cm2＝0.001496048Ω(0.001496Ω)6.有效加熱電力假設(shè)以往與本實用新型同為按1Kw設(shè)計時，7.共振諧波數(shù)以往與本實用新型同為7.2437；8.共振電壓以往與本實用新型同為100伏特(100V)9.需要伏特安培數(shù)以往與本實用新型同為7.2437×1000w＝7243.7VA10.通過線圈的電流量以往與本實用新型同為7243.7VA÷100V＝72.437A其中“共振電流”÷“共振諧波數(shù)”＝負(fù)載電流；“共振諧波數(shù)”為可變系數(shù)，受材質(zhì)、接觸距離與接觸面積的影響；11.電功率損失(W＝I2R)以往→72.437A×72.437A×0.019058Ω＝100W本實用新型→72.437A×72.437A×0.001496Ω＝7.84969W12.損失率(％)以往→100W÷1000W＝10％本實用新型→7.84969W÷1000W＝0.785％由以上的比較可知以往的(圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈)與本實用新型的損失率有十多倍的差異；現(xiàn)再就本案利用高頻傳導(dǎo)、符合產(chǎn)業(yè)上鍋體需大電力加熱的扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器的事實列述如下第1′－5′與7′－8′項與前述第1－5與7－8項相同；6′有效加熱電力假設(shè)以往與本實用新型同為按10kw設(shè)計時(即10倍于前述的第6項9′需要伏特安培數(shù)以往與本實用新型同為7.2437×10000W＝72437VA10′通過線圈的電流量以往與本實用新型同為72437VA÷100V＝724.37A11′電功率損失(W＝I2R)以往→724.37A×724.37×0.019058Ω＝9999.96W＝10000W本實用新型→724.37A×724.37A×0.001496Ω＝784.969W12′損失率(％)以往→10000W÷10000W＝100％本實用新型→784.969W÷10000W＝0.078496＝7.85％由公式W＝I2R可知，電功率損失與電流量的平方成正比，所以，當(dāng)有效加熱電力增加10倍時，即增加102＝100倍的電功率損失，此時會使以往的感應(yīng)線圈完全不能實用化，本實用新型則完全解決了這一問題，雖然感應(yīng)強度與安培匝數(shù)(簡稱安匝)有絕對關(guān)系，但是，問題是在增加線徑后必會使線圈匝數(shù)減少，例如將上述3mm直徑的線圈改成6mm的，則圈數(shù)由原來的22圈變?yōu)閮H剩11圈；(以有限的179mm外徑而言)如果將線圈通過的電流量再提高兩倍，則它擁有的安匝數(shù)為72.437A×2×11圈＝1593.6安匝；原設(shè)計的安匝數(shù)也等于72.437A×22圈＝1593.6安匝。因此，以往的感應(yīng)線圈對上述兩者的感應(yīng)強度相同，并無增強效果，僅在功率損失方面因為感應(yīng)線圈電阻降低兩倍而減少兩倍的損失；但是，本實用新型則在通過線圈的電流量增加10倍時，不但按比例增加了10倍的安匝數(shù)，即724.37A×22圈＝15936安匝，使感應(yīng)功率增加10倍，同時也使電功率損失降為7.85％(原為10％)。所以，就電磁感應(yīng)線圈必須配合鍋體和鍋底面積這一點來說，因為電磁感應(yīng)線圈所占的空間是一定的，本實用新型在這種情況下最具有實用價值。
以下再將本實用新型的一種扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器所提供的優(yōu)點說明如下(一)由于本實用新型的裝置采用扁線式排列緊密繞成(長方形或橢圓形)感應(yīng)線圈，運用感應(yīng)線圈有利于高頻傳導(dǎo)(減低集膚效應(yīng))；且感應(yīng)線圈在同安培匝數(shù)下保有最大截面積，有在產(chǎn)業(yè)上運用大電力鍋體加熱的實用價值。
(二)因電功率損失與電流量的平方成正比，而以往的裝置當(dāng)有效加熱電力增加10倍時，即增加102＝100倍的電功率損失，以往的感應(yīng)線圈將會被燒毀而完全不能實用化；本實用新型完全解決了這一問題，即由感應(yīng)線圈提供一種感應(yīng)輸出功率正比于輸入電流而增加，同時能使電功率損失降低。
(三)若就電磁線(爐)圈必須配鍋體底部面積來說，電磁線(爐)圈的空間是一定的，本實用新型運用在這種情況下具有良好的效益。
(四)因為磁場強度與距離的平方成正比，所以以往的鍋體往往在沾上污垢后，磁力線強度會與污垢的厚度呈倍數(shù)減低(如當(dāng)鍋體底部堆積的污垢的厚度達(dá)到使距離提高1mm時，假設(shè)為2倍，則磁力線將減低4倍)，加上磁力線有走“最近與最低磁阻”路徑的特性，因此，以往的圓形導(dǎo)線繞制的感應(yīng)線圈在負(fù)荷鍋體感應(yīng)加熱后，鍋體本身的導(dǎo)磁阻抗高于圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈空隙間的低磁阻，導(dǎo)致磁力線自圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈彼此間的低磁阻縫隙穿過，而自然在各個圓形導(dǎo)線感應(yīng)線圈截面周圍形成一圈圈環(huán)繞的磁場，造成大量合成磁場的損失，而本實用新型則可完全解決這一問題，甚至當(dāng)本實用新型的新型鍋體底部沾上預(yù)定范圍厚度的臟東西時亦不影響其磁場強度，且感應(yīng)線圈彼此間的極小縫隙所產(chǎn)生的磁阻高于負(fù)荷鍋體底部的導(dǎo)磁阻抗，因此該處的磁場不損失，即磁力線幾乎完全用來對感應(yīng)鍋體進(jìn)行感應(yīng)加熱。本實用新型允許所負(fù)荷鍋體底部產(chǎn)生污垢的高度在1～15mm范圍，此范圍內(nèi)不影響本實用新型的感應(yīng)線圈加熱的實用性。
權(quán)利要求1.一種扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器，是由供容納設(shè)有兩個引出線頭的感應(yīng)線圈的座體，覆蓋在座體上的絕緣層，以及放置在絕緣層上的感應(yīng)鍋體構(gòu)成其特征在于所述感應(yīng)線圈是由截面形狀呈橢圓形或長方形的片體線圈所緊密圈繞構(gòu)成，貼置于所述絕緣層的底面。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器，其特征在于所述感應(yīng)線圈的高度與寬度之比是二比一(21)或以上。
3.依據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器，其特征在于所述感應(yīng)線圈的材質(zhì)是鋁箔或銅箔繞制而成。
專利摘要本實用新型的加熱器包括供容納設(shè)有兩個出線頭的感應(yīng)線圈的座體和覆蓋在座體上的絕緣層，絕緣層上置有感應(yīng)鍋體，其特征在于感應(yīng)線圈是由截面形狀呈橢圓形或長方形的片體線圈所緊密繞成，貼置于上述絕緣層的底面，且在同安培匝數(shù)下保有最大截面積，如此構(gòu)成一種有利于高頻傳導(dǎo)，符合產(chǎn)業(yè)上鍋體需要大電力加熱的扁線式感應(yīng)線圈鍋體加熱器。
文檔編號H05B6/36GK2086031SQ9120526
公開日1991年10月2日 申請日期1991年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月1日
發(fā)明者胡龍江 申請人:胡龍江