CN108076551A - 一种超导电磁加热组件及其热水器、液体加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超导电磁加热组件，包括加热基部和超导加热装置；其中，加热基部一侧设有电磁线圈，超导加热装置设置于加热基部的另一侧；电磁线圈对加热基部进行加热；通过采用上述方案可以达到安全快速的加热效果，可以有效保持加热组件加热的均匀、快速；同时，本发明提供的整体结构较为新颖、均能够直接加热、加热效率高、实用性较好，适合于家用电器或一般的加工作业，推广性较高；并且加热方式较为环保，对实现社会能源节约、提高生产效率等有良好的作用和贡献。

Description

一种超导电磁加热组件及其热水器、液体加热装置

技术领域

本发明属于发明涉及加热设备技术领域，具体涉及一种超导电磁加热组件及其应用产品。

背景技术

现在传统的电磁热水器一般是通过将一个高频磁场的能量传递到另外一个磁场接收线圈，由磁场接收线圈转换为电能，再由磁场接收线圈提供的电能供电给普通电热丝发热管对热水器水箱中的水加热；通过这样的方式加热，其整体效率由电磁加热的80％，再由80％效率转换出来的电能最多只能得到64％，再由64％的电能传给发热管发热，此时只有64％电能效率供给发热管，发热管的热效率最大94％，最终热水器得到热效率只有60.1％，效率较低；并且现有的电磁热水器由于只有加热棒或加热基部局域加热，因此存在加热不均匀，加热速率较低、结构复杂等问题。

基于上述热水器中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种超导电磁加热组件，它结构简单、导热性较好、且方便安装维修，旨在解决现有电磁加热结构复杂、加热不均匀，效率较低的问题。

本发明提供一种超导电磁加热组件，包括加热基部和超导加热装置；其中，加热基部一侧设有电磁线圈，超导加热装置设置于加热基部的另一侧；电磁线圈对加热基部进行加热。

进一步地，超导加热装置为超导加热棒，超导加热棒包括超导加热体；进一步优选地，超导加热装置还可以是超导液加热棒，超导液加热棒内容纳有超导液。

进一步地，超导加热装置穿过加热基部进行固定连接；进一步优选地，加热基部为钢体或铁皮；超导加热装置通过铆接或螺栓或焊接与钢体或铁皮固定连接或与一体成型。

进一步地，加热基部内设有中空部；中空部内设有超导液；超导液加热棒与中空部连通，超导液在中空部和超导液加热棒内流动。

进一步地，加热基部为加热板；超导加热装置与加热板之间设有护圈，护圈沿超导加热装置周向固定于加热板上；护圈为耐高温耐腐蚀材料制成。

进一步地，超导加热装置包括多个超导加热棒，多个超导加热棒呈不规则状与加热基部固定连接；优选地，可以呈并排形状或呈环状与加热基部固定连接；优选地，各个超导加热棒可单独取出或与加热基部为可拆卸连接。

进一步地，还包括底座，加热基部通过螺栓或螺纹与底座可拆卸连接；电磁线圈固定于所述加热基部上，并形成一体部件容纳于底座内；进一步地，加热基部一侧向外凸出设有环形圈；电磁线圈设置于环形圈内；优选地，环形圈与加热基部通过铸造一体成型或通过焊接连接在一起；优选地，电磁线圈通过螺栓或卡接固定于加热基部上。

相应地，本发明还提供一种超导电磁热水器，还包括水箱；底座与水箱一体成型或底座镶嵌于水箱内；加热基部设置于水箱内，并对水箱中的水溶液进行加热；超导加热装置伸入水箱中，直接对其内部的水进行加热。

进一步地，还包括进水口、出水口以及排水口；进水口设置于水箱的上端面；出水口设置于水箱侧边底部；排水口设置于水箱底侧，排水口设有排水阀。

相应地，本发明还提供一种液体加热装置，包括上述所述的超导电磁加热组件；还包括液体箱，加热基部设置于液体箱一侧，并对液体箱中的液体进行加热；超导加热装置伸入液体加热装置的液体箱中，直接对其内部的液体进行加热。

通过采用以上技术方案，本发明有益效果为：1、安全快速的加热效果，可以进一步提高加热的均匀、快速；2、整体结构较为新颖、均能够直接加热、加热效率高、实用性较好，适合于家用电器或一般的加工作业，推广性较高；3、加热方式较为环保，对实现社会能源节约、提高生产效率等有良好的作用和贡献。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种超导电磁热水器的结构示意图；

图2为本发明一种超导电磁热水器的结构爆炸图；

图3为本发明一种超导电磁加热组件的结构示意图；

图4为图2沿A-A方向的截面图；

图5为本发明一种超导电磁加热组件实施例一的剖视图；

图6为本发明一种超导电磁加热组件实施例二的剖视图；图7为本发明一种超导电磁加热组件实施例三的剖视图；

图8为图4的右视图。

附图标记说明：1、水箱外壳；2、底座；3、电磁线圈；4、护套；5、超导加热装置；6、加热基部；7、搪瓷护圈；8、进水口；9、出水口；10、排水口；11、排水阀；12、水溶液；13、环形圈。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图3至图8所示，本发明提供一种超导电磁加热组件，包括加热基部6和超导加热装置5；其中，加热基部5一侧设有电磁线圈3，超导加热装置5设置于加热基部6的另一侧；电磁线圈3对加热基部6进行加热；进一步地，还包括底座2，其中，加热基部6以及电磁线圈3设于底座2内，加热基部6通过螺栓与底座2可拆卸连接，并且电磁线圈3设置于底座2内；其中，加热基部6的一侧与电磁线圈3贴合，加热基部6的另一侧与超导加热装置5连接；通过采用电磁线圈高速变化的高频高压电流流过线圈会产生高速变化的交变磁场，作用于含铁质加热基部时，加热基部6表面即具切割交变磁力线而在加热基部产生交变的电流(即涡流)，涡流使加热基部的铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，即起到加热基部6发热的效果；同时由于超导加热装置5与加热基部6连接的作用，加热基部6会将热量传递至超导加热装置5，从而进一步达到导热的目的；由于超导加热装置超强的导热性能，在此处能够起到迅速导热，避免加热基部6过热烧毁或影响电磁线圈3的整体性能。通过采用上述方案，能够有效提升超导电磁加热的整体性能，加热效率较高；并且由于电磁线圈的电磁加热作用，加热较为安全、可靠。本发明通过采用电磁线圈与加热基部之间的电磁加热方式，并通过超导装置进一步导热，实现了电磁加热的充分利用，该加热组件可以根据各种应用场合的不同，例如待加热液体的生活电器、待加热的工业热处理等，本方案中加热基部、超导加热装置以及电磁线圈结构单一，所以安装方便灵活，可以有效降低制造、安装或者后期维修的成本。

优选地，结合上述方案，如图3、5、6、7所示，本实施例中，本超导加热装置5可以为超导加热棒；其中，超导加热棒包括有超导加热体以及护套4，超导加热体容纳于护套4内，这样护套4可以起到保护超导加热体的作用，同时也可以起到避免超导加热体工作时热量急速扩散导致超导加热装置5寿命下降，本方案中护套4主要是金属护套，其中可以是不锈钢护套或铝制护套或铝合金护套，其可以起到很好的导热作用，同时也便于更换、维修。

优选地，作为另一种替代的实施方式，本发明中的超导加热装置还可以是超导液加热棒，其中，超导液加热棒内容纳有超导液，超导液通过注入的方式容纳于超导液加热棒内，通过加热基部传热给超导液，从而进行进一步加热，本实施例中主要是利用超导液超强的导热性能，以及均匀发热、导热的特性从而更加安全、快速进行加热；同时超导液可以更加方便注入护套内，加工、维修较为方便、快捷，降低组建的加工成本。

优选地，结合上述方案，由于加热基部需与电磁线圈相互作用起到交变磁场，因此加热基部可以是钢体或铁皮或铁板或加热板中的一种；在本实施例中，加热基部为钢体，并且为更好的实现钢体与超导加热棒之间更好的装配，钢体的设有容纳腔，这样超导加热棒可以穿过容纳腔并通过螺栓紧固连接，这样可以起到单独取出并实现拆卸维修；钢体相对于超导加热的另一侧与电磁线圈贴合；进一步地，为提高超导加热棒与钢体之间的装配更加牢靠，超导加热棒还可以通过铆接或焊接与加热基部固定连接或一体成型，具体的可以是在钢体上将护套冲压铆接后，再将超导加热棒或超导液容纳于护套内，这样整体结构更加紧凑、稳定性相对较高，可以更加便利的对护套内的超导加热装置或超导液进行更换。

同样地，结合上述实施例，在本实施例中，为提高整个加热基部的导热效果，实现超导液加热棒与加热基部之间热传递的高效性，在加热基部内设有中空部；中空部用于容纳超导液，并且超导液加热棒与中空部连通，使得超导液可以在中空部和超导液加热棒内流动，这样可以提高换热效率；同时便于更换、补充以及维修超导液加热棒。

优选地，结合上述方案，如图2、4、5、6、7所示，本实施例中，加热基部6为加热板；由于超导加热装置5与加热板之间是装配件，且由于是加热液体的缘故，因此需要进一步进行维护处理，特别是加热组件长期浸没于高温液体中工作，会存在松动且漏水导电的问题，在本实施例中，采用的方案主要是在超导加热装置5与加热板之间设有护圈，护圈为耐高温耐腐蚀材料制成；具体地，护圈可以是搪瓷护圈或陶瓷护圈，本实施例中以搪瓷护圈为例，搪瓷护圈7可以是沿超导加热装置5周向固定于加热板的容纳腔周向上，本实施例主要是通过搪瓷工艺将搪瓷护圈固定密封于超导加热装置与加热基部之间，这样可以使得超导加热装置更加稳固，不易松动或透水。

优选地，结合上述方案，如图2、5、6、7所示，为起到更好的加热效果，本实施例中，超导加热装置包括多个超导加热棒，具体地，可以是三个或四个或五个，多个超导加热棒沿加热基部6横向或纵向并排设置，也可呈圆环状排列与加热基部6固定连接，各个超导加热棒可单独取出或与加热基部6为可拆卸连接；当然，基于其他加热方式考虑，多个超导加热棒也可呈不规则状与加热基部固定连接，只要超导加热棒与加热基部固定连接起到导热并加热的作用即是本发明的精神所在；具体地，当加热箱是纵向长条型时，超导加热棒采用纵向并排设置加热效果较好，这样纵向加热会更均匀、快速；当加热箱是横向长条形时，超导加热棒采用横向并排设置加热效果较好，这样横向加热会更均匀、快速；进一步地，结合上述方案，作为超导加热棒其中的一种排布方式，如图6所示，处于中间位置的超导加热棒比处于上下两端的超导加热棒的长度要长，这样主要是避免加热箱最低处或最高处局部加热过快的问题，特别是圆柱状加热箱中加热，效果更好，需要说明的是此处的圆柱状加热箱并非具体的几何形状中的圆柱状，而是相对来说是近似于圆柱状的形体；进一步地，作为超导加热棒另一种排布方式，如图7所示，超导加热棒长度由底部向顶部依次变短，具体的是最底端的超导加热棒长度最长，依次沿上端减短；这样主要是为了更好地实现长方体加热箱底部加热的问题，尽快提高底部第一时间的加热效率；需要说明的是此处的长方体加热箱并非具体的几何形状中的长方体，而是相对来说是近似于长方体的形体。通过采用上述方案可以更加均匀、快速、有效的针对加热箱中的液体进行加热，提高加热的稳定性。

优选地，结合上述方案，如图2、5、6、7、8所示，为实现加热基部6和电磁线圈3之间更加稳固的配合，提高加热基部6和电磁线圈3之间电磁效应；本实施例中主要采用的方案是在加热基部6与电磁线圈3贴合的一侧向外凸出设有环形圈13；电磁线圈3设置于环形圈13内，并通过外罩进行密封固定；进一步地，环形圈13可以是与加热基部6在铸造中一体成型或也可以是通过焊接的方式连接在一起。

优选地，结合上述方案，本实施例中，加热基部可以是方形或圆形，这样主要是方便于加热箱的结构相适配，从而更加有利于加热；具体地，当加热基部为方形时，加热基部与电磁线圈贴合一侧外凸出的为方形圈，相应地，电磁线圈也为方形；当加热基部为圆形时，加热基部与电磁线圈贴合一侧外凸出的圆形圈，相应地，电磁线圈也为圆形；这样主要是能够提高电磁线圈与加热基部之间的加热效率，充分利用加热基部的加热、导热面积，避免浪费材料，以达到降低成本。

结合上述方案，如图1所示，本发明还提供一种超导电磁热水器，包括上述所述的超导电磁加热组件；其中，还包括水箱，底座与水箱一体成型或底座镶嵌于水箱内，这样可以达到无缝连接、方便拆卸，同时使得热水器结构更加紧凑、美观；水箱的上端面上设有进水口8，进水口8主要用于连接自来水管道，用于补充水箱中的水量，将进水口8设置于水箱的上端面可以起到提高加水效率，避免各个水口之间相互干涉；水箱的侧边的底部设有出水口设9，出水口9主要用于连接出水管，用于提供热水，将出水口9设置于水箱侧边的底部主要是考虑到出水方便彻底，避免高水位不出水的问题；水箱的底侧设有排水口10，排水口10设有排水阀11，这样可以在热水器不用之时进行排水处理，避免剩余水量滞留水箱造成污染；进一步地，加热基部6设置于水箱一侧，并对水箱中的水溶液进行加热；超导加热装置直接伸入热水器的水箱中对其内部的水进行加热；本实施例中，以圆柱形水箱为为例，圆形加热基部通过搪瓷工艺镶嵌于圆柱形水箱一侧，圆形加热基部的一侧通过圆形电磁线圈的作用产生热量对水箱中的水加热，同时圆形加热基部通过超导加热装置进一步导热，对圆柱形水箱内部的水进行加热，这样可以使整个圆柱形水箱的水加热均匀，并且快速，同时避免单个发热伴加热，效率低且加热不均匀。

需要进一步说明的是，本发明提供的加热组件不仅仅适用于热水器的水箱加热，其他任何一种液体加热装置只要不是本领域技术人员所知晓可以禁用的情形都是可以在本发明精神指导下适用，只要将包括上述的超导电磁加热组件伸入待加热的液体中即可实现。

结合上述方案，相应地，本发明还提供一种液体加热装置，包括上述所述的超导电磁加热组件；其中，还包括液体箱，加热基部设置于液体箱一侧，并对液体箱中的液体进行加热；超导加热装置伸入液体加热装置的液体箱中直接对其内部的液体进行加热，通过采用上述方案，可以有效利用电磁线圈与加热基部对现有容器的液体进行加热，特别是针对一般的纺织、轻工以及锅炉应用领域，可以更高效更稳当更安全的进行加热加工作业；本发明提供的液体加热装置，由于采用了超导电磁加热组件，其结构简单，设计新颖，能直接均匀加热，加热效率较高；同时，安装灵活，可以有效降低制造、安装或者后期维修的成本。

通过采用以上技术方案，利用电磁加热可以达到安全快速的加热效果，通过超导加热装置可以有效保持加热组件加热的均匀、快速；同时本发明提供的方案整体结构较为新颖、均能够直接加热、加热效率高、实用性较好，适合于家用电器或一般的加工作业，推广性较高；并且本发明提供的加热方式较为环保，对实现社会能源节约、提高生产效率等有良好的作用和贡献。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种超导电磁加热组件，其特征在于，包括加热基部和超导加热装置；其中，所述加热基部一侧设有电磁线圈，所述超导加热装置设置于所述加热基部的另一侧；所述电磁线圈对所述加热基部进行加热。

2.根据权利要求1所述的超导电磁加热组件，其特征在于，所述超导加热装置为超导加热棒，所述超导加热棒包括超导加热体；进一步优选地，所述超导加热装置还可以是超导液加热棒，所述超导液加热棒内容纳有超导液。

3.根据权利要求1所述的超导电磁加热组件，其特征在于，所述超导加热装置穿过所述加热基部进行固定连接；进一步优选地，所述加热基部为钢体或铁皮；所述超导加热装置通过铆接或螺栓或焊接与所述钢体或铁皮固定连接或与一体成型。

4.根据权利要求2所述的超导电磁加热组件，其特征在于，所述加热基部内设有中空部；所述中空部内设有超导液；所述超导液加热棒与所述中空部连通，所述超导液在所述中空部和所述超导液加热棒内流动。

5.根据权利要求1所述的超导电磁加热组件，其特征在于，所述加热基部为加热板；所述超导加热装置与所述加热板之间设有护圈，所述护圈沿所述超导加热装置周向固定于所述加热板上；所述护圈为耐高温耐腐蚀材料制成。

6.根据权利要求1所述的超导电磁加热组件，其特征在于，所述超导加热装置包括多个超导加热棒，多个所述超导加热棒呈不规则状与所述加热基部固定连接；优选地，可以呈并排形状或呈环状与所述加热基部固定连接；优选地，各个所述超导加热棒可单独取出或与所述加热基部为可拆卸连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的超导电磁加热组件，其特征在于，还包括底座，所述加热基部通过螺栓或螺纹与所述底座可拆卸连接；进一步地，所述电磁线圈固定于所述加热基部上，并形成一体部件容纳于所述底座内；进一步地，所述加热基部一侧向外凸出设有环形圈；所述电磁线圈设置于所述环形圈内；优选地，所述环形圈与所述加热基部通过铸造一体成型或通过焊接连接在一起；优选地，所述电磁线圈通过螺栓或卡接固定于所述加热基部上。

8.一种超导电磁热水器，包括权利要求7所述的超导电磁加热组件；其特征在于，还包括水箱；所述底座与所述水箱一体成型或所述底座镶嵌于所述水箱内；所述加热基部设置于所述水箱内，并对所述水箱中的水溶液进行加热；所述超导加热装置伸入所述水箱中，直接对其内部的水进行加热。

9.根据权利要求8所述的超导电磁热水器，其特征在于，还包括进水口、出水口以及排水口；所述进水口设置于所述水箱的上端面；所述出水口设置于所述水箱侧边底部；所述排水口设置于所述水箱底侧，所述排水口设有排水阀。

10.一种液体加热装置，包括权利要求7所述的超导电磁加热组件；其特征在于，还包括液体箱，所述底座与所述液体箱一体成型或所述底座镶嵌于所述液体箱内；所述加热基部设置于所述液体箱内，并对所述液体箱中的液体进行加热；所述超导加热装置伸入所述液体箱中，直接对其内部的液体进行加热。