CN2842969Y - 电磁感应加热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电磁感应加热装置，旨在提供一种热效率高的电磁感应加热装置。本实用新型包括电源控制器(1)、电磁感应线圈(2)，所述电磁感应线圈(2)与所述电源控制器(1)相连接，所述电磁感应线圈(2)将被加热体(5)周圈包围，所述电磁感应线圈(2)与所述被加热体(5)之间有间隙(3)，所述间隙(3)通过空气隔离所述电磁感应线圈(2)与所述被加热体(5)。本实用新型可广泛应用于加热节能领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电磁感应加热装置。
背景技术
在人们的日常生活和生产活动中，很多时候都需要加热物料，而电加热又是最为普遍的方式，而在电加热这种方式中又以电阻丝加热较为普遍。但是电阻丝加热，其加热速度慢，热损失大，热效率很低，且易损坏。目前，在塑胶行业等工业生产中非常广泛地用到电加热，其中绝大部分使用的是电阻丝加热方式，这种加热方式，主要是靠接触传导来传递热能，用电阻丝制成的各种加热板、加热圈只有一个面接触到需要加热的部位，这又造成了很大一部分热能耗散到加热器周围的空气中，可见目前在整个塑胶行业和其它一些类似的行业中电加热器的热效率非常低，另外电阻丝加热还有一个缺点就是功率密度低，在一些需要温度较高的场合就无法适应了。
目前，还有另外一种电加热方式即电磁感应加热。电磁感应加热技术已经较为成熟，电磁感应加热是一种热效率较高的发热方式，其工作频率范围宽，应用功率大，热效率大约比电阻丝加热要高出30％左右。中国专利公告号CN 2641979Y，公告日是2004年9月15日，发明创造的名称为“电磁感应加热圈”就公开了一种电磁感应加热装置，该加热圈由金属管道、电磁感应线圈和电磁控制器组成，所述的电磁感应线圈安装在金属管道的外部并与电磁控制器相连接，该感应线圈无磁芯，它的内表面与金属管道的外表面之间还有隔热材料层，所述电磁感应线圈置于基座内，该发明创造的不足之处在于：虽然基座能固定线圈且其与隔热材料层能够阻止管道的热量向外散失，具有保温的效果，但是，在频率大于10kHz的高频交流电的作用下，在感应线圈周围产生交变的电磁场，非导磁材料制成的基座及隔热材料层在交变的电磁场中，其内部的极性分子或离子会随着电磁场做同频的旋转或振动，从而消耗一部分能量，影响了热效率的进一步提高。
所以，现有的技术存在以下不足：热效率较低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术上的不足，提供一种热效率高的电磁感应加热装置。
本实用新型所采用的第一种技术方案是：本实用新型包括电源控制器、电磁感应线圈，所述电磁感应线圈与所述电源控制器相连接，所述电磁感应线圈将被加热体周圈包围，所述电磁感应线圈与所述被加热体之间有间隙，所述间隙通过空气隔离所述电磁感应线圈与所述被加热体。
所述电磁感应线圈为盘状螺旋结构，所述电磁感应线圈的中心有通孔，所述电磁感应线圈的盘面与所述被加热体的横截面平行，所述电磁感应线圈通过所述通孔套在所述被加热体的周围，所述电磁感应线圈在径向双层层叠。
所述被加热体外围敷设有保温棉。
所述间隙的径向厚度为5～20mm。
本实用新型所采用的第二种技术方案是：本实用新型包括电源控制器、电磁感应线圈，所述电磁感应线圈与所述电源控制器相连接，所述电磁感应线圈将被加热体周圈包围，所述电磁感应线圈与所述被加热体之间有间隙，所述间隙通过空气隔离所述电磁感应线圈与所述被加热体。
所述电磁感应线圈为盘状螺旋结构，所述电磁感应线圈的盘面与所述被加热体的横截面垂直，若干个所述电磁感应线圈串联或并联与所述电源控制器相连接且沿周向均布将所述被加热体周圈包围，所述电磁感应线圈在轴向双层层叠。
所述被加热体外围敷设有保温棉。
所述间隙的径向厚度为5～20mm。
本实用新型的有益效果是：由于本实用新型所述电磁感应线圈与所述被加热体之间有间隙，所述间隙通过空气隔离所述电磁感应线圈与所述被加热体，在频率大于10kHz的高频交流电的作用下，在电磁感应线圈周围产生交变的电磁场，因为所述间隙内无其它硬质隔离材料，所以产生的交变电磁场不会在所述间隙内消耗能量，进一步提高了电磁感应加热装置的热效率，经实验，所述电磁感应线圈在30kHz的工作频率下，其热效率比常规的电阻丝加热方式提高50％左右，比现有的电磁感应加热方式提高15～20％，故本实用新型热效率高，大大节约了电能。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
图2是图1所示电磁感应加热装置的A-A剖面结构示意图；
图3是本实用新型实施例二的结构示意图。
具体实施方式
实施例一：
如图1、图2所示，本实用新型包括电源控制器1、电磁感应线圈2，所述电磁感应线圈2与所述电源控制器1相连接，所述电磁感应线圈2由高温导线绕制而成，可根据应用的实际情况选用不同截面和耐温等级的高温导线，高温导线的长度由所述电磁感应线圈2需要的电感量而定，而电感量根据具体的应用情况会有所不同，所述电磁感应线圈2为与所述被加热体5外围形状相仿的盘状螺旋结构，通过将高温导线直接成形后再用玻璃纤维丝带6捆扎而成，需要强调的是，绕制线圈不能使用任何硬质和表面光滑的材料来固定，所述电磁感应线圈2的中心有通孔4，所述电磁感应线圈2的盘面与所述被加热体5的横截面平行，所述被加热体5为金属导磁材料制成，所述电磁感应线圈2通过所述通孔4套在所述被加热体5的周围，所述电磁感应线圈2在径向为双层层叠结构，将所述被加热体5包围两层，所述电磁感应线圈2与所述被加热体5之间有间隙3，所述间隙3通过空气隔离所述电磁感应线圈2与所述被加热体5，所述间隙3内无其它隔离材料，所述间隙3的径向厚度为10mm，经实验，所述间隙3的径向厚度在5～20mm范围内均有很好的节能效果。
本实用新型的加热及节能原理如下：普通的220V/50Hz低频交流电经所述电源控制器1转换为10kHz以上的高频交流电，高频交流电在所述电磁感应线圈2内因电磁感应转变为交变电磁场，交变电磁场与导磁性金属材料制成的所述被加热体5形成磁回路，并在所述被加热体5内产生强大的涡流，涡流克服所述被加热体5的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是加热的热源。人们通常这样认为：只有导磁性材料才会对电磁感应状态产生影响并且会消耗能量，非导磁性材料不会对电磁感应状态产生影响也不会消耗能量。在超过10kHz的高频交流电的作用下，应用电磁感应加热装置时，人们往往想到的是通过基座固定感应线圈并设置保温层以尽量减少热量散失来节能，但是，却忽略了非导磁材料制成的基座在交变的电磁场中，其内部的极性分子或离子会随着电磁场做同频的旋转或振动，从而消耗一部分能量，影响了热效率的进一步提高的事实。我们在实际工作及实验中发现：在高频交流电的作用下，绝大多数的物质(无论是导磁的还是非导磁的)都会对电磁感应加热装置的工作状态产生较大的影响并且会消耗较多的能量。这正是本实用新型发明创造的核心所在。当然，在特定条件下，可于所述被加热体5外围敷设保温棉，既可以支承感应线圈又具有保温作用，达到保温及散热的热量平衡，具有最佳效果。
在室温30℃的自然环境下，取一铁筒，分别用本实施例的电磁感应线圈和普通电阻丝加热圈对其进行加热，工作电压均为220V，工作电流均为8A，其它各方面测试条件均相同，其结果如下表所示：
(注：当温度高于400℃时，高温导线损坏。)
从上表可以看出，在相同外部条件下对导磁性金属进行加热，使用本实用新型的电磁感应线圈和普通电阻丝加热圈的效果明显不同，应用本实用新型加热升温迅速、节省电能。
实施例二：
如图3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：所述电磁感应线圈2的中心没有通孔4，所述电磁感应线圈2共有3个，所述电磁感应线圈2的盘面与所述被加热体5的横截面垂直，3个所述电磁感应线圈2串联与所述电源控制器1相连接且沿周向均布将所述被加热体5周圈包围，所述电磁感应线圈2在轴向为双层层叠结构，将所述被加热体5包围两层，即每个所述电磁感应线圈2有两盘盘面叠合在一起。当然，所述电磁感应线圈2也可以并联与所述电源控制器1相连接，所述电磁感应线圈2的个数也不限定于3个，实验证明，所述电磁感应线圈2的个数为2～4个时，本实用新型的节电效果最佳。
本实用新型主要用于单个所述电磁感应线圈2的功率为10kW以下、工作频率为30kHz左右的情况下，主要应用在塑胶工业及其它生产中需加热的部位，可对任何导磁性金属体及其内部的物料进行加热，本实用新型可广泛应用于加热节能领域。
在不脱离本实用新型发明思想的情况下，凡应用本实用新型说明书及附图内容及所做的各种等效变化，均理同包含于本实用新型的权利要求范围内。
Claims (5)
1、一种电磁感应加热装置，包括电源控制器(1)、电磁感应线圈(2)，所述电磁感应线圈(2)与所述电源控制器(1)相连接，所述电磁感应线圈(2)将被加热体(5)周圈包围，其特征在于：所述电磁感应线圈(2)与所述被加热体(5)之间有间隙(3)，所述间隙(3)通过空气隔离所述电磁感应线圈(2)与所述被加热体(5)。
2、根据权利要求1所述的电磁感应加热装置，其特征在于：所述电磁感应线圈(2)为盘状螺旋结构，所述电磁感应线圈(2)的中心有通孔(4)，所述电磁感应线圈(2)的盘面与所述被加热体(5)的横截面平行，所述电磁感应线圈(2)通过所述通孔(4)套在所述被加热体(5)的周围，所述电磁感应线圈(2)在径向双层层叠。
3、根据权利要求1所述的电磁感应加热装置，其特征在于：所述电磁感应线圈(2)为盘状螺旋结构，所述电磁感应线圈(2)的盘面与所述被加热体(5)的横截面垂直，若干个所述电磁感应线圈(2)串联或并联与所述电源控制器(1)相连接且沿周向均布将所述被加热体(5)周圈包围，所述电磁感应线圈(2)在轴向双层层叠。
4、根据权利要求1或2或3所述的电磁感应加热装置，其特征在于：所述被加热体(5)外围敷设有保温棉。
5、根据权利要求1或2或3所述的电磁感应加热装置，其特征在于：所述间隙(3)的径向厚度为5～20mm。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102215611A (zh) * | 2010-10-20 | 2011-10-12 | 王春凌 | 一种新型电磁感应加热技术 |
| CN105648557A (zh) * | 2014-11-11 | 2016-06-08 | 江苏威腾人造草坪有限公司 | 一种用于塑料拉丝机烘烤板加热装置 |
| CN109827330A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-05-31 | 珠海格力电器股份有限公司 | 空气净化器的风机组件及空气净化器 |
| CN110007556A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-07-12 | 南京大学 | 一种电磁感应加热式纳米压印装置 |
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