CN103134099A - 一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置 - Google Patents

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Abstract

一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，包括外胆、环型电磁铁、内胆、用热负载、高频电流发生模块、微电脑控制模块，其特征在于：所述的外胆为径向截面呈圆环状的铁磁性金属夹层套筒，其上设有补水阀、内外胆连通嘴、排污阀；环型电磁铁由环型铁芯、线圈绕组、绝缘衬片、磁性槽楔组成；内胆由铁磁性金属圆筒管和两个大小头连接管组成，两端设置进出水口和内外胆连通嘴；所述的用热负载由用水龙头、散热器、管道泵组成。本发明能够产生360。环周加热的效果，从而全方位、最有效地利用加热线圈所产生的电磁能，比单面扁平加热腔的热效率提高50％以上。环型电磁铁既能加强涡流效应，又能有效散热，还可以突破功率限制。

Description

一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置
【技术领域】
本发明涉及一种电磁加热装置，特别是一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置。
【背景技术】
电磁热水器的问世对传统的电阻式热水器产生了颠覆性影响，它集安全、节能、方便、环保、健康等优点于一身，是家用、商用热水器发展的必然方向。但是现有的电磁热水器产品和电磁热水器专利技术都是电磁炉的翻版，没有对加热线盘和加热水腔这两个核心部件在理论和结构层面进行实质性的创新，也没有对电磁热水器的用途进行有益的延展。
【发明内容】
(一)要解决的技术问题
针对现有技术的不足，为了进一步节能降耗、拓展应用领域，本发明提供了一种能够全方位利用加热线圈所产生的电磁能的热水器或水暖供热装置，同时提供一种能够产生高频旋转磁场的高频电流发生器和电磁铁。
(二)所采用的技术方案
一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，包括热能系统和电控系统，其中，热能系统包括环型加热外胆、环型电磁铁、管状加热内胆及用热负载，电控系统包括高频电流发生模块、微电脑控制模块，其特征在于：
所述的环型加热外胆为径向截面呈圆环状的铁磁性金属夹层套筒，其上设有补水阀和两个内外胆连通嘴；
所述的环型电磁铁由环型铁芯、线圈绕组、绝缘衬片、磁性槽楔组成；
所述的管状加热内胆由铁磁性金属圆筒管和两个大小头连接管组成，两端设置进出水口和内外胆连通嘴；
所述的用热负载由用水龙头或/和散热器、管道泵组成；
所述高频电流发生模块由电源电路、变频电路、传感电路组成；
微电脑控制模块由微处理器、控制面板组成；
热能系统中环型电磁铁固定于管状加热内胆之外，环型加热外胆固定于环型电磁铁之外，环型加热外胆与管状加热内胆通过连接管连通，用热负载或连接于出水口或连接于进出水口之间；
热能系统与电控系统通过电缆实现电连接，既可以远距离线控，也可以一体化对接。
所述的环型加热外胆可以是轴向截面呈“双口形”的直通套筒，也可以是轴向截面呈“双凹形”的封头套筒。
所述环型电磁铁的环型铁芯沿轴向设有12n个嵌线槽，其中，n＝1，2，3，……，所有嵌线槽的中心位置与内外圆周等距；所述的线圈绕组嵌于环型铁芯的线槽内或绕在槽齿上，并在环型铁芯和线圈绕组之间铺设绝缘衬片；完成嵌线或绕线的环型铁芯的槽口用磁性槽楔封闭。
所述环型电磁铁的环型铁芯可以是一体化的，也可以是分割式的；嵌线槽可以是单层的，也可以是双层的；槽口朝可以向外圆周，也可以朝向内圆周。
所述环型电磁阵列的线圈绕组可以是单相的，也可以是三相的；当其为单相时，线圈分布可以是全节距、半节距或分离式，线圈嵌放可以是单层叠、同心式、交叉式或双层叠；当其为三相时，为内三角外星形接线，线圈绕组接线的每条支路由互差180°电角度的二相绕组构成，共十二相绕组，这十二相绕组互差30°电角度构成对称的十二相绕组结构。
或者是：
一种全效能高频旋转磁场热水或/和供暖装置，包括热能系统和电控系统，其中，热能系统包括环型加热外胆、环型电磁铁、管状加热内胆及用热负载，电控系统包括高频电流发生模块、微电脑控制模块，其特征在于：
所述的环型加热外胆为径向截面呈圆环状的铁磁性金属夹层套筒，其上设有补水阀和两个内外胆连通嘴；
所述的环型电磁铁由环型线托、线圈绕组、绝缘衬片组成；
所述的管状加热内胆由铁磁性金属圆筒管和两个大小头连接管组成，两端设置进出水口和内外胆连通嘴；
所述的用热负载由水龙头或/和散热器、管道泵组成；
所述高频电流发生模块由电源电路、变频电路、传感电路组成；
微电脑控制模块由微处理器、控制面板组成；
热能系统中环型电磁铁固定于管状加热内胆之外，环型加热外胆1固定于环型电磁铁之外，环型加热外胆与管状加热内胆通过连接管连通，用热负载或连接于出水口或连接于进出水口之间；
热能系统与电控系统通过电缆实现电连接，既可以远距离线控，也可以一体化对接。
所述的环型加热外胆是轴向截面呈“双口形”的直通套筒。
所述环型电磁铁的环型线托可以是掺有铁氧体粉末的注塑部件，也可以是含有其它磁性材料的注塑部件，还可以是不含磁性材料的注塑部件。
所述环型电磁铁的线圈绕组可以是多股并联的绞合式螺线管，也可以是单股串联式线圈组合。
所述高频电流发生模块的电源变压器和扼流圈可以浸入导热绝缘油箱冷却，也可以用散热风扇冷却。
(三)能产生的有益效果
本发明与现有产品、技术相比，具有一些明显而可靠的有益效果。一是环型加热环型加热外胆和管状加热管状加热内胆的双重设置能够全方位、最有效地利用加热线圈所产生的电磁能，比单面扁平加热腔的热效率提高50％以上。二是环型电磁铁够产生360°环周加热的效果。特别是能够产生高频旋转磁场的有芯电磁铁既能加强涡流效应，又能有效散热，还可以突破功率限制。正是高效能、大功率、长时间连续工作的特质，使其能够担当水暖供热的重任。这对形成以“太阳能——电能——热能利用”为主导的洁净能源开发利用模式开辟了广阔的出路。
【附图说明】
图1为实施例一的结构示意图；
图2为实施例五的结构示意图；
图3为实施例一的环型电磁铁径向截面示意图；
图4为实施例二的环型电磁铁径向截面示意图；
图5为实施例三的环型电磁铁径向截面示意图；
图6为实施例四的环型电磁铁径向截面示意图；
图7为实施例五的环型电磁铁的环型线托径向截面示意图；
图8为实施例六的环型电磁铁的环型线托径向截面示意图；
图9为电控系统模块框线图。
图中，1、环型加热外胆；1-1、补水阀；1-2、内外胆连通嘴；1-3、排污阀；2、环型电磁铁；2-1、环型铁芯；2-2、线圈绕组；2-3、绝缘衬片；2-4、磁性槽楔；3、管状加热内胆；3-1、铁磁性金属圆筒管；3-2、大小头连接管；3-3、进出水口；3-4、内外胆连通嘴；4、用热负载；4-1、用水龙头；4-2、散热器；4-3、管道泵；5、高频电流发生模块；5-1、电源电路；5-2、变频电路；5-3、传感电路；6、微电脑控制模块；6-1、微处理器；6-2、控制面板。
【具体实施方式】
接下来结合图1、图2、图3对本发明作以下详细说明。
实施例一：
一种单相双层绕组式全效能高频旋转磁场水暖供热装置，包括热能系统和电控系统，其中，热能系统包括环型加热外胆1、环型电磁铁2、管状加热内胆3及用热负载4，电控系统包括高频电流发生模块5、微电脑控制模块6，其特征在于：所述的环型加热外胆1为径向截面呈圆环状的碳钢夹层套筒，其上设有补水阀1-1和两个内外胆连通嘴1-2；所述的环型电磁铁2由环型铁芯2-1、线圈绕组2-2、绝缘衬片2-3、磁性槽楔2-4组成；所述的管状加热内胆3由碳钢圆筒管3-1和两个大小头连接管3-2组成，两端设置进出水口3-3和内外胆连通嘴3-4；所述的用热负载4由用水龙头4-1、散热器4-2、管道泵4-3组成；所述高频电流发生模块5由电源电路5-1、变频电路5-2、传感电路5-3组成；微电脑控制模块6由微处理器6-1、控制面板6-2组成。
热能系统中环型电磁铁2固定于管状加热内胆3之外，环型加热外胆1固定于环型电磁铁2之外，环型加热外胆1与管状加热内胆3通过连接管连通，用热负载4或连接于出水口或连接于进出水口之间；热能系统与电控系统通过电缆实现电连接，实行远距离线控。
所述的环型加热外胆1的轴向截面呈“双凹形”的封头套筒。所述环型电磁铁2的环型铁芯2-1沿轴向设有36个嵌线槽，所有嵌线槽的中心位置与内外圆周等距；所述的线圈绕组2-2嵌于环型铁芯2-1的线槽内，并在环型铁芯2-1和线圈绕组2-2之间铺设绝缘衬片2-3；完成嵌线或绕线的环型铁芯2-1的槽口用磁性槽楔2-4封闭。所述环型电磁铁2的环型铁芯2-1是一体化的，有内外两层嵌线槽，外层槽口朝外、内层槽口朝内。所述环型电磁阵列2的线圈绕组2-2是单相的，线圈分布可以是全节距单层叠式。
所述高频电流发生模块5的电源变压器和扼流圈可以浸入导热绝缘油箱冷却。
此实施例功率较大、热效率高、连续工作时间长，适用用于家庭供热及用热水。基本结构如图1所示。环型电磁铁如3所示。
实施例二：
一种三相双层绕组式全效能高频旋转磁场水暖供热装置，包括热能系统和电控系统，其中，热能系统包括环型加热外胆1、环型电磁铁2、管状加热内胆3及用热负载4，电控系统包括高频电流发生模块5、微电脑控制模块6，其特征在于：所述的环型加热外胆1为径向截面呈圆环状的碳钢夹层套筒，其上设有补水阀1-1和两个内外胆连通嘴1-2；所述的环型电磁铁2由环型铁芯2-1、线圈绕组2-2、绝缘衬片2-3、磁性槽楔2-4组成；所述的管状加热内胆3由碳钢圆筒管3-1和两个大小头连接管3-2组成，两端设置进出水口3-3和内外胆连通嘴3-4；所述的用热负载4由用水龙头4-1、散热器4-2、管道泵4-3组成；所述高频电流发生模块5由电源电路5-1、变频电路5-2、传感电路5-3组成；微电脑控制模块6由微处理器6-1、控制面板6-2组成。
热能系统中环型电磁铁2固定于管状加热内胆3之外，环型加热外胆1固定于环型电磁铁2之外，环型加热外胆1与管状加热内胆3通过连接管连通，用热负载4或连接于出水口或连接于进出水口之间；热能系统与电控系统通过电缆实现电连接，实行远距离线控。
所述的环型加热外胆1的轴向截面呈“双凹形”的封头套筒。所述环型电磁铁2的环型铁芯2-1沿轴向设有48个嵌线槽，所有嵌线槽的中心位置与内外圆周等距；所述的线圈绕组2-2嵌于环型铁芯2-1的线槽内，并在环型铁芯2-1和线圈绕组2-2之间铺设绝缘衬片2-3；完成嵌线或绕线的环型铁芯2-1的槽口用磁性槽楔2-4封闭。所述环型电磁铁2的环型铁芯2-1是一体化的，有内外两层嵌线槽，槽口均朝向外圆周。所述环型电磁阵列2的线圈绕组2-2是三相的，采用内三角外星形接线，线圈绕组2-2接线的每条支路由互差180°电角度的二相绕组构成，共十二相绕组，这十二相绕组互差30°电角度构成对称的十二相绕组结构。
所述高频电流发生模块5的电源变压器和扼流圈可以浸入导热绝缘油箱冷却。
此实施例功率大、热效率高、连续工作时间长，适用用于办公场所、车间、餐馆、茶楼、歌厅、浴室等供热。环型电磁铁如4所示。
实施例三：
一种单相单层绕组全效能高频旋转磁场水暖供热装置，其环型电磁铁的环型铁芯的嵌线槽为单层，槽口朝外。如图5所示。其余细节同例一。
此实施例功率较大、热效率高、连续工作时间长，适用用于家庭供热、供水。
实施例四；
一种单相单层绕组全效能高频旋转磁场水暖供热装置，其环型电磁铁的环型铁芯的嵌线槽为单层，槽口朝内。如图6所示。其余细节同例一。
此实施例功率较大、热效率高、连续工作时间长，适用用于家庭供热、供水。
实施例五：
一种串联线圈式全效能高频磁场热水及取暖装置，包括热能系统和电控系统，其中，热能系统包括环型加热外胆1、环型电磁铁2、管状加热内胆3及用热负载4，电控系统包括高频电流发生模块5、微电脑控制模块6，其特征在于：所述的环型加热外胆1为径向截面呈圆环状的铁磁性金属夹层套筒，其上设有补水阀1-1和两个内外胆连通嘴1-2；所述的环型电磁铁2由环型线托2-1、线圈绕组2-2、绝缘衬片2-3组成；所述的管状加热内胆3由铁磁性金属圆筒管3-1和两个大小头连接管3-2组成，两端设置进出水口3-3和内外胆连通嘴3-4；所述的用热负载4由水龙头4-1、散热器4-2、管道泵4-3组成；所述高频电流发生模块5由电源电路5-1、变频电路5-2、传感电路5-3组成；微电脑控制模块6由微处理器6-1、控制面板6-2组成。
热能系统中环型电磁铁2固定于管状加热内胆3之外，环型加热外胆1固定于环型电磁铁2之外，环型加热外胆1与管状加热内胆3通过连接管连通，用热负载4或连接于出水口或连接于进出水口之间；热能系统与电控系统通过电缆实现电连接，二者一体化对接。
所述的环型加热外胆1是轴向截面呈“双口形”的直通套筒。所述环型电磁铁2的环型线托2-1呈螺旋型，系掺有铁氧体粉末的注塑部件。所述环型电磁铁2的线圈绕组2-2是单股串联式线圈组合。
所述高频电流发生模块5的电源变压器和扼流圈采用散热风扇冷却。
此实施例功率较小、热效率高、连续工作时间长，适用用于家庭取暖、作热水。基本结构如图2所示。环型线托如图7所示。
实施例六；
一种串联线圈式全效能高频磁场热水及取暖装置，其环型线托为“H”型，如图8所示，其余细节同例五。
此实施例功率较小、热效率高、连续工作时间长，适用用于家庭取暖、用热水。
实施例七：
一种并联绞合式全效能高频磁场热水及取暖装置，其环型电磁铁2的环型线托2-1呈螺旋型，系含有磁性材料的注塑部件，也可以是不含磁性材料的注塑部件。其余细节同例五。
此实施例功率较小、热效率高、连续工作时间长，适用用于家庭取暖、用热水。
实施例八：
一种并联绞合式全效能高频磁场热水及取暖装置，其环型电磁铁2的环型线托2-1呈“H”型，可以是含有其它磁性材料的注塑部件，也可以是不含磁性材料的注塑部件。其余细节同例五。
此实施例功率较小、热效率高、连续工作时间长，适用用于家庭取暖、用热水。
实施例九：
一种无芯式全效能高频磁场热水及取暖装置，其环型电磁铁2无环型线托，在管状加热内胆的外面衬耐高温绝缘薄膜，其上直接缠绕螺线管或嵌套线圈。其余细节同例五。
此实施例功率较小、热效率高、连续工作时间长，适用用于家庭取暖、用热水。
以上所述实施例，只是本发明优先选用的两种实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，包括热能系统和电控系统，其中，热能系统包括环型加热外胆(1)、环型电磁铁(2)、管状加热内胆(3)及用热负载(4)，电控系统包括高频电流发生模块(5)、微电脑控制模块(6)，其特征在于：
①所述的环型加热外胆(1)为径向截面呈圆环状的铁磁性金属夹层套筒，其上设有补水阀(1-1)、内外胆连通嘴(1-2)、排污阀(1-3)；
②所述的环型电磁铁(2)由环型铁芯(2-1)、线圈绕组(2-2)、绝缘衬片(2-3)、磁性槽楔(2-4)组成；
③所述的管状加热内胆(3)由铁磁性金属圆筒管(3-1)和两个大小头连接管(3-2)组成，两端设置进出水口(3-3)和内外胆连通嘴(3-4)；
④所述的用热负载(4)由用水龙头(4-1)或/和散热器(4-2)、管道泵(4-3)组成；
⑤所述高频电流发生模块(5)由电源电路(5-1)、变频电路(5-2)、传感电路(5-3)组成；
⑥微电脑控制模块(6)由微处理器(6-1)、控制面板(6-2)组成；
⑦热能系统中环型电磁铁(2)固定于管状加热内胆(3)之外，环型加热外胆(1)固定于环型电磁铁(2)之外，环型加热外胆(1)与管状加热内胆(3)通过连接管连通，用热负载(4)或连接于出水口或连接于进出水口之间；。
⑧热能系统与电控系统通过电缆实现电连接，既可以远距离线控，也可以一体化对接。
2.如权利要求1所述的一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，其特征在于：所述的环型加热外胆(1)可以是轴向截面呈“双口形”的直通套筒，也可以是轴向截面呈“双凹形”的封头套筒。
3.如权利要求1所述的一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，其特征在于：所述环型电磁铁(2)的环型铁芯(2-1)沿轴向设有12n个嵌线槽，其中，n＝1，2，3，……，所有嵌线槽的中心位置与内外圆周等距；所述的线圈绕组(2-2)嵌于环型铁芯(2-1)的线槽内或绕在槽齿上，并在环型铁芯(2-1)和线圈绕组(2-2)之间铺设绝缘衬片(2-3)；完成嵌线或绕线的环型铁芯(2-1)的槽口用磁性槽楔(2-4)封闭。
4.如权利要求1或3所述的一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，所述环型电磁铁(2)的环型铁芯(2-1)可以是一体化的，也可以是分割式的；嵌线槽可以是单层的，也可以是双层的；槽口朝可以向外圆周，也可以朝向内圆周。
5.如权利要求1或3所述的一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，其特征在于：所述环型电磁阵列(2)的线圈绕组(2-2)可以是单相的，也可以是三相的；当其为单相时，线圈分布可以是全节距、半节距或分离式，线圈嵌放可以是单层叠、同心式、交叉式或双层叠；当其为三相时，为内三角外星形接线，线圈绕组(2-2)接线的每条支路由互差180°电角度的二相绕组构成，共十二相绕组，这十二相绕组互差30°电角度构成对称的十二相绕组结构。
6.一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，包括热能系统和电控系统，其中，热能系统包括环型加热外胆(1)、环型电磁铁(2)、管状加热内胆(3)及用热负载(4)，电控系统包括高频电流发生模块(5)、微电脑控制模块(6)，其特征在于：
①所述的环型加热外胆(1)为径向截面呈圆环状的铁磁性金属夹层套筒，其上设有补水阀(1-1)、内外胆连通嘴(1-2)、排污阀(1-3)；
②所述的环型电磁铁(2)由环型线托(2-1)、线圈绕组(2-2)、绝缘衬片(2-3)组成；
③所述的管状加热内胆(3)由铁磁性金属圆筒管(3-1)和两个大小头连接管(3-2)组成，两端设置进出水口(3-3)和内外胆连通嘴(3-4)；
④所述的用热负载(4)由水龙头(4-1)或/和散热器(4-2)、管道泵(4-3)组成；
⑤所述高频电流发生模块(5)由电源电路(5-1)、变频电路(5-2)组成、传感电路(5-3)；
⑥微电脑控制模块(6)由微处理器(6-1)、控制面板(6-2)组成；
⑦热能系统中环型电磁铁(2)固定于管状加热内胆(3)之外，环型加热外胆(1)固定于环型电磁铁(2)之外，环型加热外胆(1)与管状加热内胆(3)通过连接管连通，用热负载(4)或连接于出水口或连接于进出水口之间；
⑧热能系统与电控系统通过电缆实现电连接，既可以远距离线控，也可以一体化对接。
7.如权利要求6所述的一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，其特征在于：所述的环型加热外胆(1)是轴向截面呈“双口形”的直通套筒。
8.如权利要求6所述的一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，其特征在于：所述环型电磁铁(2)的环型线托(2-1)可以是掺有铁氧体粉末的注塑部件，也可以是含有其它磁性材料的注塑部件，还可以是不含磁性材料的注塑部件。
9.如权利要求6所述的一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，所述环型电磁铁(2)的线圈绕组(2-2)可以是多股并联的绞合式螺线管，也可以是单股串联式线圈组合。
10.如权利要求1或6所述的一种全效能高频旋转磁场热水或/和水暖供热装置，其特征在于：所述高频电流发生模块(5)的电源变压器和扼流圈可以浸入导热绝缘油箱冷却，也可以用散热风扇冷却。
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