TWM613028U - 高效率模溫機的加熱機構 - Google Patents

Abstract

本創作提供了一種高效率模溫機的加熱機構，其包含有至少一加熱單元與一組感應加熱線圈。其中上述加熱單元包含有一水路模組，水路模組是採用高導磁性材料製成，並且水路模組具有一進水口、一出水口以及一水路，水路的相對二端分別連接進水口與出水口，並且水路是呈往復彎折的形狀。該組感應加熱線圈是圍繞於上述加熱單元的外部以對水路模組進行感應加熱。本創作的加熱機構能有效地提升熱交換效率，並能有效地達成節能的效果。

Description

高效率模溫機的加熱機構

本創作係有關於一種模溫機的加熱機構，特別是指一種採用感應加熱技術的模溫機的加熱機構。

傳統的模溫機是採用電阻式加熱器來對冷卻水進行加熱，進而提供一定溫度的冷卻水以對模具降溫，然而傳統的模溫機的加熱器通常具有以下問題：1. 電熱管的電阻絲在長時間的使用下容易出現老化變形，也可能產生水垢，進而造成電熱管與冷卻介質接觸不良與以及電熱管壽命下降的問題；2. 傳統的電熱管的加熱面積較為侷限，以致其加熱效率不彰，也難以達成節能的效果，在通常情況下，傳統的加熱器的電能效率僅為30%-40%。

已知中國專利公布號第108407248號新型專利說明了一種採用渦流加熱式加熱器的模溫機，其模溫機內部設有降溫儲油箱、PLC控制器、高頻加熱電源與加熱儲油器。其中，PLC控制器是根據油溫，讓高頻電源找到合適的頻率以保持油於一特定溫度。然而，上述模溫機是採用油做為導熱介質，容易造成環境的問題，而且傳統使用高頻電源的模溫機也有無法再進一步地提升熱交換效率的問題，因而尚有改善的空間。

本創作的其中一個目的乃在於針對現有的模溫機的各項缺失進行改良，進而提出一種高效率的模溫機，能更進一步地提升熱交換效率。

緣是，依據本創作所提供的一種高效率模溫機的加熱機構，其包含有至少一加熱單元與一組感應加熱線圈。其中上述加熱單元包含有一水路模組，水路模組是採用高導磁性材料製成，並且水路模組具有一進水口、一出水口以及一水路，水路的相對二端分別連接進水口與出水口，並且水路是呈往復彎折的形狀。該組感應加熱線圈是圍繞於上述加熱單元的外部以對水路模組進行感應加熱。

藉此，通過感應加熱線圈來對加熱單元進行感應加熱，其加熱效率相較於傳統的電阻式加熱器，本申請的加熱機構的加熱效率能夠再有效地提升。再者，由於水路模組的水路是呈往復彎折狀，冷卻水因此能夠在水路模組內流經較長的距離，使冷卻水能盡可能地進行熱交換，更進一步地提升了整體的熱交換效率，並有效地達成節能的效果。

以下藉由所列舉的若干實施例配合圖式，詳細說明本創作的技術內容及特徵，本說明書內容所提及的“上”、“下”、“內”、“外”、“頂”、“底”等方向性形容用語，只是以正常使用方向為基準的例示描述用語，並非作為限制主張範圍的用意。

為了詳細說明本創作的技術特點所在，茲舉以下的實施例並配合圖式說明如後，其中：

本創作所提供的一種模溫機的加熱機構10，其係應用於一模溫機1。如圖1與圖2所示，模溫機1包含有一殼體5、一可視化操作介面6、一PLC控制器7、一感應加熱驅動器8、一儲熱桶9與一加熱機構10。其中，可視化操作介面6是設於殼體5上以顯示模溫機1的各項訊息。PLC控制器7與感應加熱驅動器8是用來回授控制與驅動加熱機構10，使加熱機構10能進行感應加熱作業以調整冷卻水的溫度。儲熱桶9設有管路T以連接加熱機構10，並且儲熱桶9是用來儲存加熱後的熱水，儲熱桶9另設有其他管路而連接至一成型模具(圖未繪示)，使得溫度調整後的冷卻水能被輸送至成形模具以對成型模具進行冷卻作業。

請接著參考圖3，本實施例的模溫機1的加熱機構10包含有四個加熱單元20與四組感應加熱線圈30，上述四個加熱單元20是以螺絲鎖固的方式而固定為一體，並且每個加熱單元20都以管路T而依序相互連通，使得冷卻水能從加熱單元20、依序通過每個加熱單元20而最後進入儲熱桶9。本實施例雖是以四個加熱單元20作為示例，但基於本創作的精神，加熱單元20的數量可作增減而不應以本實施例為限。

請參考圖4至圖6。每一個加熱單元20在結構上包含有一水路模組21、一密封夾板22、一密封上蓋23與一密封下蓋24。水路模組21是採用高導磁性材料製成，高導磁性材料可採用但不限於中碳鋼、不鏽鋼、銅、鋁中的任一種。水路模組21具有一進水口211、一出水口212以及一水路213，水路213的相對二端分別連接進水口211與出水口212，並且水路213是呈往復彎折的形狀。具體而言，水路213是呈週期性的往復彎折的形狀並且水路213的上、下二側是上下貫通的。水路213包含有複數個垂直段214與複數個水平段215，該等垂直段214係彼此平行地設置且該等垂直段214的相對二端是齊平的，該等垂直段214的長度都是相等的。該等水平段215係彼此平行地且交錯地設置，任二相鄰的該等垂直段214是由該等水平段215中的其中之一所連接。通過上述呈往復彎折形狀的水路213，能有效地拉長了從進水口211到出水口212的距離以及冷卻水和水路模組21的接觸面積，藉以讓冷卻水在水路模組21內盡可能地進行熱交換，增進整體的熱交換效率。值得說明的是，於本實施例中，水路213的構型雖然是在水平面上往復彎折，但在本創作的精神下，水路213的構型也可以在直立的方向上(即往上與往下的方向上)往復彎折，因此本創作不應以實施例為限。

密封夾板22、密封上蓋23與密封下蓋24於本實施例中也都是採用高導磁性材料所製成，密封夾板22是設於密封上蓋23與密封下蓋24之間，密封夾板22的中央設有一安裝槽221，水路模組21是裝設於安裝槽221內，密封夾板22的二側還設有管路T以分別連接水路模組21的進水口211與出水口212，密封夾板22的四個角端還設有螺孔222以供該等加熱單元20能通過螺栓而螺合為一體。密封上蓋23與密封下蓋24是分別密接水路模組21的上、下二側，並且密封上蓋23與密封下蓋24都和密封夾板22螺合為一體，螺合後的加熱單元20可參考圖5。通過密封上蓋23與密封下蓋24，能有效地防止水路模組21內部的冷卻水向上或向下地流出加熱單元20之外。

感應加熱線圈30是圍繞於每一個加熱單元20的外部，感應加熱線圈30是電連接感應加熱驅動器8，當感應加熱驅動器8產生高頻交流訊號時，能通過感應加熱線圈30以對水路模組21進行感應加熱。

在實際使用上，通過感應加熱的方式，能夠使整個水路模組21發熱，因此當冷卻水流經加熱單元20的水路模組21時，冷卻水便能和水路模組21進行熱交換。由於水路模組21的水路213是呈往復彎折狀，冷卻水因此能夠在水路模組21內流經較長的距離並和水路模組21有較大的接觸面積，使冷卻水能盡可能地和水路模組21進行熱交換，因此能進一步地提升了整體的熱交換效率，也不需要輸出大功率的高頻交流訊號，因此能有效地達成節能的效果。

本實施例另提供一種模溫機1的加熱機構10的製造方法，其包含有以下的步驟：

步驟S1：對加熱機構10的構型進行設計，並且使用模擬分析軟體來分析所設計的加熱機構10是否能符合需求。

步驟S2：準備一個呈板狀的水路模組21、一密封上蓋23與一密封下蓋24，其中水路模組21是採用高導磁性材料製成。對上述呈板狀的水路模組21進行加工，以在水路模組21形成一進水口211、一出水口212以及一水路213，其中水路213的相對二端是分別連接進水口211與出水口212，並且水路213是呈往復彎折的形狀。於本實施例中，是採用金屬切削的方式來形成上述水路213、進水口211與出水口212的結構。

步驟S3：組裝密封上蓋23與密封下蓋24於加工後的水路模組21的上、下二側，使得密封上蓋23、密封下蓋24與加工後的水路模組21共同定義一加熱單元20。於本實施例中，是通過螺絲鎖固的方式來組裝密封上蓋23、密封下蓋24與加工後的水路模組21。

步驟S4：纏繞一組感應加熱線圈30於加熱單元20之外。

步驟S5：將一感應加熱驅動器8電連接感應加熱線圈30，測量感應線圈的電感值，以對感應加熱線圈30進行阻抗匹配。

步驟S6：判斷是否阻抗匹配成功?如果判斷結果為是，進入結束步驟；如果判斷結果為否，重新回到步驟S5，調整感應加熱線圈30，並重新進行阻抗匹配。

最後，必須再次說明的是，本創作於前述實施例中所揭露方法及構成元件僅為舉例說明，並非用來限制本創作的專利範圍，舉凡未超脫本創作精神所作的簡易結構潤飾或變化，或與其他等效元件的更替，仍應屬於本創作申請專利範圍涵蓋的範疇。

1:模溫機 5:殼體 6:可視化操作介面 7:PLC控制器 8:感應加熱驅動器 9:儲熱桶 10:加熱機構 20:加熱單元 21:水路模組 211:進水口 212:出水口 213:水路 214:垂直段 215:水平段 22:密封夾板 221:安裝槽 222:螺孔 23:密封上蓋 24:密封下蓋 30:感應加熱線圈 S1-S6:步驟 T:管路

有關高效率模溫機的加熱機構的詳細構造、特點、組裝或使用方式與製造步驟將於以下的實施例予以說明，然而，應能理解的是，以下將說明的實施例以及圖式僅只作為示例性地說明，其不應用來限制本創作的申請專利範圍，其中：

圖1係實施例的模溫機的立體圖； 圖2係圖1的剖視圖； 圖3係實施例的模溫機的加熱機構的立體圖； 圖4係圖3中單一組加熱單元與感應加熱線圈的立體圖； 圖5係類似於圖4，其省略繪示感應加熱線圈； 圖6係圖5的分解圖；以及 圖7係實施例的模溫機的加熱機構的製造方法的步驟流程圖。

20:加熱單元

22:密封夾板

23:密封上蓋

24:密封下蓋

T:管路

Claims (8)

1. 一種高效率模溫機的加熱機構，包含有： 至少一加熱單元，包含有一水路模組，該水路模組是採用高導磁性材料製成，並且該水路模組具有一進水口、一出水口以及一水路，該水路的相對二端分別連接該進水口與該出水口，並且該水路是呈往復彎折的形狀；以及 一組感應加熱線圈，圍繞於該至少一加熱單元的外部以對該水路模組進行感應加熱。
2. 如請求項1所述的高效率模溫機的加熱機構，其中該高導磁性材料為碳鋼、不鏽鋼、銅、鋁中的任一種。
3. 如請求項1所述的高效率模溫機的加熱機構，其中該至少一加熱單元的數量為複數個，並且該等加熱單元的該水路模組是彼此相連通的。
4. 如請求項1所述的高效率模溫機的加熱機構，其中該至少一加熱單元還包含有一密封上蓋與一密封下蓋，該水路模組的該水路的上下二側是上下貫通的，並且該密封上蓋與該密封下蓋是分別密接該水路模組的上下二側。
5. 如請求項4所述的高效率模溫機的加熱機構，其中該至少一加熱單元還包含有一密封夾板，該密封夾板是設於該密封上蓋與該密封下蓋之間，該密封夾板的中央設有一安裝槽，該水路模組是設於該安裝槽。
6. 如請求項5所述的高效率模溫機的加熱機構，其中該密封上蓋、該密封夾板與該密封下蓋都是採用高導磁性材料製成。
7. 如請求項1所述的高效率模溫機的加熱機構，其中該水路包含有複數個垂直段與複數個水平段，該等垂直段係平行地設置，該等水平段係平行地且交錯地設置，任二相鄰的該等垂直段是由該等水平段的其中之一所連接。
8. 如請求項7所述的高效率模溫機的加熱機構，其中該等垂直段的長度是相等的。

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