CN107421103A - 流体快速电磁加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种流体快速电磁加热器，包括：以高导磁性金属制成的第一导磁发热组件、复数第二导磁发热组件、以高导热系数金属制成的导热管；导热管缠绕在第一导磁发热组件表面，第二导磁发热组件分别设置在导热管两侧表面，导热管的二端分别设有带接线端的导入口及导出口，导热管通电后在第一导磁发热组件、第二导磁发热组件之间产生高周波磁场回路，此高周波磁场回路诱导第一导磁发热组件、第二导磁发热组件形成诱导磁损而产生热能，第一导磁发热组件、第二导磁发热组件产生的热能直接传导至导热管，加上导热管自身的电热发热，达成综合多重热源，致使由导入口流入的流体加热后，再由导出口流出。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体快速电磁加热器，特别是指一种具高发热效能且体积小，能够将流通的流体快速加热的流体快速电磁加热器。
背景技术
传统的电加热装置，较简单者，有如一般的电热炉或电饭锅产品，是利用电热丝或电热管于通电后可产生热能(Q＝0.24*I2Rt)的特性，来直接加热默认的物品或装置。
申请人先前申请的201620405822.2「瞬间加热装置」的中国实用新型专利已领证公告，其包括一高导磁性的导磁发热组件，所述导磁发热组件周侧缠绕一具极佳导热特性的导热组件，然后在导热组件外周侧包覆一隔热层后，使该隔热层外周侧缠绕一电磁绕组，另有一中空导磁的外导磁体为容纳前述导热组件、导磁发热组件及电磁绕组，所述电磁绕组通电后会在前述外导磁体与导磁发热板之间产生高周波磁场回路，利用高周波磁场回路作用于前述导磁发热板，可诱导导磁发热板表面形成涡流而产生损耗发热，前述导磁发热板所产生的热能直接传导至前述导热组件并向外传；然而发明人认为该实用新型专利仍有未尽完美之处。
当电磁绕组包覆在导磁发热组件以及导热组件外部，中间必须再设置隔热层，因此，其整体体积较无法缩小化，同时，导热组件缠绕在导磁发热组件外部，因为导热组件与导磁发热组件的接触面积有限，致使导磁发热组件产生的热能无法完全传导至导热组件，对于高温加热的效率有限；有鉴于此，发明人乃针对前述未尽完美之处研究一再改进，终于有本发明的产生。
发明内容
本发明主要目的在于，提供一种具高发热效能而可将流通的流体快速加热的流体快速电磁加热器。
本发明另一目的在于，提供一种整合流体管路与电磁绕组使体积更小的流体快速电磁加热器。
本发明又一目的在于，提供一种增加流体管路受热面积，同时增加电磁路径的流体快速电磁加热器。
为达成上述目的及功效，本发明所实行的技术方案包括：一高导磁性系数金属所制成的第一导磁发热组件；一高导热性金属制成并缠绕在前述第一导磁发热组件表面的导热管，该导热管的二端设有一导入口及一导出口，此导入口与导出口分别设有一接线端；以及，复数以高导磁性金属制成并分别设置在前述导热管两侧表面的二导磁发热组件，藉此，前述接线端电性连接后令导热管在前述第一导磁发热组件、第二导磁发热组件之间产生高周波磁场回路，高周波磁场回路诱导所述第一导磁发热组件、复数第二导磁发热组件形成诱导磁损而产生热能，第一导磁发热组件、复数第二导磁发热组件产生的热能直接传导至导热管，加上导热管自身的电热发热，而具综合多重热源，致使由导入口流入的流体加热后由导出口流出的电磁加热器结构。
依上述结构，其中该导热管为扁平导热管，其较宽的一侧面均匀缠绕在前述第一导磁发热组件表面。
依上述结构，进一步包括：前述第一导磁发热组件、导热管与复数第二导磁发热组件容在隔热壳内，该隔热壳，是由二半壳罩相对结合而成，前述二半壳罩相互接合处设复数的孔洞，且前述导入口与导出口分别由孔洞向外延伸。
为使本发明的上述目的、功效及特征可获得更具体的了解，依各附图说明如下：
附图说明
图1是本发明较佳实施例的立体图。
图2是本发明较佳实施例的立体分解图。
图3是本发明较佳实施例的侧面剖视图。
图4是磁滞曲线示意图。
图5是综合磁滞曲线示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图3所示，可知本发明的结构主要包括：一第一导磁发热组件1、一导热管2、复数第二导磁发热组件3，以及一隔热壳4，其中：
所述第一导磁发热组件1为高导磁性金属所制成，在通过磁场作用下可诱导表面形成涡流而产生损耗发热；
所述导热管2为高导热系数金属制成，缠绕在前述第一导磁发热组件1表面，该导热管2的二端设有一导入口21及一导出口22，且导入口21与导出口22分别设有一接线端23，应注意的是，在一个可行的实施例中，所述导热管2设置为扁平型态的构造，且该扁平型态的导热管2是以一宽面24(即较宽的一侧面)均匀缠绕在第一导磁发热组件1的表面，并在缠绕完成之后形成一接触面25。
所述复数第二导磁发热组件3分别设置在前述导热管2的表面，当导热管2缠绕在前述第一导磁发热组件1之后，会形成上、下两个大的接触面25，则第二导磁发热组件3a设置在上层的接触面25，而第二导磁发热组件3b设置在下层的接触面25，而前述第二导磁发热组件3的材质特性如前述第一导磁发热组件1，不再繁复赘述。
所述隔热壳4是由二半壳罩4a、4b相对结合而成，该二半壳罩4a、4b相互接合处设复数的孔洞41，前述第一导磁发热组件1、导热管2、复数第二导磁发热组件3为收容在隔热壳4内，且前述导入口21与导出口22分别由前述孔洞41向外延伸，应注意的是，在一个可行的实施例中，所述隔热壳4可以是玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶等隔热材料所制成，在另一可行的实施例中，所述隔热壳4的材质为耐高温材质制成的中空结构体，并在中空处填充玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶等隔热材料，以形成保护内部结构、及磁场隔离与保温的功效。
所述高频变压器5与前述接线端23电性连接后，高频电流通过前述导热管2，要说明的是，该导热管2是缠绕在前述第一导磁发热组件1的表面，且形成线圈绕组的型态，所以导热管2会产生高频电磁场，当磁场通过所述第一导磁发热组件1以及第二导磁发热组件3，而产生一高周波磁场回路，该高周波磁场回路诱导第一导磁发热组件1以及第二导磁发热组件3形成诱导磁损而产生热能，所述第一导磁发热组件1、复数第二导磁发热组件3产生的热能直接传导至导热管2，让经由导入口21流入的流体快速加热后由导出口22流出，除了上述的加热技术之外，应注意的是，所述导热管2是高导热系数金属制成(例如不锈钢、铜等材质)，当高频电流通过该导热管2之后，导热管2本身相当于电阻加热器，所以，更进一步提升流体加热时的热能产生。
请参阅图4与图5所示，为磁滞曲线(Hysteresis loop)示意图与综合磁滞曲线(Mixed hysteresis loop)示意图，图中，磁场强度代号为H，磁感应强度代号为B，在磁性材料中，磁滞曲线是非常重要参数，图4中的Hc称为顽磁(coercivity)，又名诱导磁损，它是在磁化(magnetization)过程中的阻力，是一种能量障碍(energy barriers)，也是铁损的代表，在铁氧体(ferrite)制作过程中无不想尽办法使它(Hc)降至最小，避免磁路中产生损耗与发热，因此磁路使用不同磁性材料时，Hc大的磁性材料温度会高很多，相对软磁铁氧体(soft ferrite)因Hc很小，铁损(soft ferrite)低而温度也低；图5中，把不同材质的曲线放在一起，方便做比较，从发热效率的角度来看，发热效果依序排序为：硬磁铁氧体c(hardferrite)，铁与非铁材料a(包括镍等)，再来是软磁铁氧体b(soft ferrite)，从图中几乎看不到它的顽磁(Hc)，也就是不会发热温度最低；由上述可以得知，前述第一导磁发热组件1以及所述第二导磁发热组件3(请参阅图2)再通过磁场后，可以产生大量的诱导磁损进而生热能。
综合以上所述，本发明的流体快速电磁加热器具有下列技术特点：所述导热管2在缠绕在前述第一导磁发热组件1之后，形成绕组线圈的型态，因此，导热管2除了供流体通过之外，更直接取代前案电磁绕组的设置，使得整体的体积缩小；同时，该导热管2除了缠绕在前述第一导磁发热组件1之外，其形成的接触面25分别设置有前述第二导磁发热组件3，则导热管2与第一导磁发热组件1、复数第二导磁发热组件3之间，具有更大的直接接触面积，可增加导热效率，同时所述第一导磁发热组件1、复数第二导磁发热组件3同时间产生热能，能以最快速提高瞬间加热的温度与速度，以及，导热管2是高导热系数金属制成(例如不锈钢、铜等材质)，当低电压高电流通过该导热管2之后，导热管2本身相当于电阻加热器，所以，更进一步提升流体加热时的热能产生；再者，由前述磁滞曲线的相关说明可以得知，本发明仅需要低电压高电流输出的高频变压器5(请同时参阅图1)，便能够产生高温加快速加热流入导热管的流体，则本发明所需要的功率能有效下降。
上述说明的内容，仅为本发明的较佳实施例说明，举凡依本发明的技术手段与范畴所延伸的变化、修饰、改变或等效置换者，皆应落入本发明的权利要求的范围内。
Claims (3)
1.一种流体快速电磁加热器，其特征在于：包括一第一导磁发热组件，为高导磁性金属制成；
一导热管，为高导热系数金属制成，缠绕在前述第一导磁发热组件表面，该导热管二端有一导入口及一导出口，导入口与导出口分别设有一接线端；以及复数第二导磁发热组件，为高导磁性金属所制成，分别设置在前述导热管两侧表面；利用接线端通电后使前述导热管在第一导磁发热组件、第二导磁发热组件之间产生一高周波磁场回路，此高周波磁场回路诱导前述第一导磁发热组件、复数第二导磁发热组件表面形成涡流而产生损耗发热，该第一导磁发热组件与复数第二导磁发热组件产生的热能直接传导至导热管，使由导入口流入的流体加热后由导出口流出。
2.根据权利要求1所述的流体快速电磁加热器，其特征在于：所述导热管为扁平导热管，其较宽的一侧面均匀缠绕在前述第一导磁发热组件表面。
3.根据权利要求1所述的流体快速电磁加热器，其特征在于：所述第一导磁发热组件、导热管与复数第二导磁发热组件收容在一隔热壳内，该隔热壳是由二半壳罩相对结合而成，前述二半壳罩相互接合处设有复数的孔洞，前述导入口与导出口分别由前述孔洞向外延伸。
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