一種電磁線圈繞組及具有其的熱水器、液體加熱裝置的製作方法

2023-05-31 01:32:16 2

本發明涉及加熱設備技術領域，具體涉及電磁加熱部件及其應用產品。

背景技術：

傳統電磁加熱線圈繞組或是將電磁繞組整體形成在被加熱對象容器的底部外壁上，或是整體纏繞成一筒狀，將加熱部件鐵芯設置在線圈內，通過鐵芯的熱傳導加熱容器內的被加熱介質，但這樣的加熱方式由於加熱部件和待加熱物的接觸面積有限，導致加熱效率低下，浪費能源，且容易爆膽，安全性差。例如，對水箱中的水加熱，採用電磁加熱線圈固定在水箱底部通過對水箱底部的鐵質部件加熱水箱中的水，不但加熱不均勻，且加熱效率低，而且容易爆膽，且線圈一旦損壞，必須整個更換，製造成本、安裝成本，維護成本都比較高。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對現有技術的缺陷和不足，提供一種電磁線圈繞組，它結構簡單，且可靈活地與各種待加熱部件進行組配，而由內向外散發的交變磁場，使待加熱對象的受熱更均勻，加熱效率高。而且，由於本發明線圈繞組不是整體纏繞，而是採取分體式將線圈繞組分成幾個獨立的線圈繞組單元，製造、安裝和後期維修更方便，成本更低，甚至對現有的待加熱容器做簡單改造後即可適用本發明的技術方案。

為實現本發明的目的，本發明提供了一種電磁線圈繞組，電磁加熱線圈分為兩組或兩組以上的獨立纏繞的線圈繞組單元，電磁線圈繞組由內向外產生交變磁場。

進一步地，線圈繞組單元產生的磁場方向與線圈繞組整體的軸心方向不是平行關係。

進一步地，線圈繞組單元在周向上均勻分布，優選的，線圈繞組單元兩兩對稱布置，優選的，對稱為軸對稱或中心對稱或角對稱，進一步優選的，線圈繞組由兩軸對稱的半圓形線圈繞組單元或半橢圓形單元構成。。

進一步地，線圈繞組單元為弧狀，整體布置成圓環狀或橢圓環狀，優選的，弧狀線圈繞組單元設有2個或3個或4個；或線圈繞組單元為直線狀，整體布置成多邊形形狀，優選的，繞組由4個或5個或6個線圈繞組單元圍成一矩形繞組或正五邊形或正六邊形繞組；或線圈繞組單元部分為直線狀，部分為弧狀，在周向上整體布置呈圓角矩形，優選的，繞組設有兩個相對的直線狀線圈繞組單元和兩個相對的弧線狀線圈繞組單元。

進一步地，線圈繞組單元可以被獨立或分組控制開啟、關閉或功率調節；優選地，所述線圈繞組單元有各自獨立的抽頭或分組共用的抽頭，使其被獨立或分組控制開啟、關閉或調節功率。

進一步地，電磁線圈繞組設置有護套，線圈繞組單元被設置在該護套內。

進一步地，電磁線圈繞組還設置有基座，線圈繞組單元設置在基座上，優選地，所述基座與所述護套形成一整體部件，優選地，所述基座與護套為可拆卸連接或一體形成；進一步優選的，所述基座和所述護套圍成一內部空間，所述線圈繞組單元被包圍在該內部空間內。

由於本發明採用了分體式的電磁線圈繞組，其交變磁場是由內向外地發散輻射，所以其加熱效率較傳統方式有了大幅提升。

本發明還提供了一種電磁加熱組件，包括上述電磁線圈繞組，加熱組件還包括加熱體，加熱體形成在所述線圈繞組的外周，以感應線圈繞組由內向外的交變磁場產生加熱用熱量；優選的，加熱體的加熱部分為一鐵質筒體，工作時所述電磁線圈繞組至少部分插入加熱體的筒體中，並產生由內外向外穿過筒體的磁力線；進一步優選的，電磁線圈繞組為一可相對加熱體分離的整體部件。

本發明進一步提供的電磁加熱組件，結合了分體式的電磁線圈繞組的優點，更進一步使其應用模塊化，方便了安裝或者維修。鐵質管狀結構和護套的進一步增加，可以使電磁加熱組件的加熱性能和安全性能進一步增加。

本發明還提供了一種電磁熱水器，包括上述電磁線圈繞組，或包括上述電磁加熱組件，電磁線圈繞組或加熱組件至少部分伸入熱水器的水箱中，直接對其內部的水加熱。

本發明還提供了一種液體加熱裝置，包括上述電磁線圈繞組，或上述電磁加熱組件，加熱組件至少部分伸入液體加熱裝置的液體容器中，直接對其內部的液體加熱。

本發明的電磁線圈繞組或電磁加熱組件應用至熱水器或其他液體加熱器中，可以優化熱水器的加熱效率和成本。

綜上，本發明有益效果為：1、結構簡單，設計新穎，能直接均勻加熱，加熱效率高。2、安裝靈活，可以有效降低製造、安裝或者後期維修的成本。3、沒有電熱水器的爆管問題，漏電問題，使用安全，生命周期長。4、本發明對實現社會能源節約、提高生產效率等有良好的作用和貢獻。

附圖說明

圖1為本發明實施例的電磁線圈繞組結構示意圖。

圖2為圖1中A-A的截面圖；

圖3為圖2中B-B的截面圖；

圖4為本發明的電磁線圈繞組實施例布置位置示意圖；

圖5為本發明的電磁加熱組件實施例的結構示意圖；

圖6為本發明的電磁熱水器水箱實施例的結構示意圖；

圖7為本發明電磁線圈繞組整體布置方式與水箱周向輪廓相應的示意圖(線圈繞組單元構成圓角矩形形狀)；

圖8為本發明電磁線圈繞組單元的線圈纏繞方式實施例示意圖(主視圖)。

附圖標記說明：線圈繞組單元1、護套2、加熱體3、水箱4、基座5。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明作進一步的說明。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

如圖1-3所示，一種電磁線圈繞組，設有兩組或兩組以上的獨立纏繞的線圈繞組單元1，線圈繞組單元1整體產生由內向外發散的交變磁場。這種電磁線圈繞組的應用場合很多，方式靈活多樣。比如，採用本發明的電磁線圈繞組可以快速安裝到熱水器、供暖系統等需要電磁加熱液體的產品上，甚至可以安裝到注塑模具的加熱部位上。這種獨立纏繞的線圈繞組單元可以是兩組，或是兩組以上，多組纏繞的方式整體上可以形成如圖2、圖3所示的由內向外的交變磁場，可以使得加熱的部位很均勻，從而提升加熱的效率，且安全性高。而且，本發明這種分體式獨立纏繞的線圈繞組單元的數量和分布形狀可以根據應用場合的不同如待加熱液體的容器的體積、形狀靈活的選擇線圈繞組單元的個數，線圈繞組單元的形狀、繞組的形狀，所以，安裝方便靈活，可以有效降低製造、安裝或者後期維修的成本。

具體的，為求得本發明更好的效果，本發明提供的線圈繞組單元1產生的磁場方向與線圈繞組整體的軸心方向不是平行關係。可以是垂直或者是具有其他角度的夾角(如圖3所示)，對於線圈的具體纏繞方式，如圖1-3、8所示，可以採取縱向纏繞，當然也可以是橫向纏繞(圖未顯示)，這些不是絕對的，只要線圈繞組單元1產生的磁場方向與線圈繞組整體的軸心方向不是平行關係，就能更好地使線圈繞組單元1整體產生由內向外發散的交變磁場，進而產生更好的加熱效果。

具體的，如圖4a-4d所示，線圈繞組單元1截面可設計為弧狀或直線狀或部分為直線狀，部分為弧狀，如此依據線圈單元的形狀，線圈單元整體形成環形布置，如布置成圓環狀或橢圓環狀或多邊形狀或圓角矩形狀等，進一步優選的，可以如圖7所示布置成與所在加熱液體容器內周形狀相配的形狀(線圈繞組單元構成圓角矩形形狀)，以獲得更好的加熱效果。

為兼顧加熱效果和製造成本的更好綜合效果，(如圖4所示)當線圈繞組單元設計為弧狀線圈繞組單元時，線圈繞組單元優選設有2個或3個或4個或5個或6個，更優選的，設2個或3個或4個；當然線圈繞組單元也可以設計為直線狀時，優選繞組由3個或4個或5個或6個線圈繞組單元圍成一等邊三角形，或矩形繞組或正五邊形或正六邊形繞組；進一步可優選的，還可以根據所在加熱容器的輪廓形狀，設計線圈繞組單元的布置方式，如可圖7所示，採用兩直線段線圈單元和兩弧線段線圈單元構成圓角矩形形狀的線圈繞組輪廓。

需要說明的是，本發明所述的多變形、等邊三角形、正五邊形、正六邊形等描述僅是發明人對其圍成形狀的一種近似形狀描述，並不是數學幾何意義上的絕對的幾何圖形，不應狹隘的理解為構成為封閉的形狀。

上述線圈的個數及形狀的選擇只是優選的實施方式不是絕對的，只要不脫離本發明的主旨，本發明可以方便地根據不同的應用場合及加熱效率，選擇與加熱容器形狀、容積相配的不同形狀的線圈繞組單元及數目。這也是本發明線圈繞組不是一體纏繞而是分體構成由幾個獨立單元構成個單元獨自纏繞線圈的優勢所在。

優選的，線圈繞組單元1在環向上均勻分布，通過均勻分布線圈繞組單元，可以提升其加熱效率及加熱的均勻性，也方便安裝和控制。

進一步優選地，線圈繞組單元兩兩對稱分布，或者軸對稱或中心對稱或角對稱分布，如，由兩軸對稱的半圓形線圈繞組單元或半橢圓形單元構成一個圓環形或橢圓形繞組。通過這些對稱分布，可以在整體上更方便製造，同時在控制對稱的線圈繞組單元時，既可以有對稱的熱源以提高加熱效果，又可以節約能源。如圖2所示，線圈繞組單元的截面採用弧狀，甚至兩個半圓狀的結構，可以有效增加分體式電磁線圈繞組對外輻射出的交變磁場的面積，使加熱的部位更加均勻，從而進一步提升加熱的效率。

對於本發明線圈繞組單元上述靈活的構成方式，本發明進一步提供優選的控制實施方式：線圈繞組單元設有各自獨立的抽頭，使其被獨立控制開啟、關閉或調節功率。每個線圈繞組單元都可以進行獨立的控制，通過這種設置，可以方便用戶根據線圈繞組單元的安裝位置來控制各線圈繞組單元的開啟、關閉或調節功率。當然，為了減少控制的成本，線圈繞組單元可以設置有共用的抽頭以進行統一控制或按組設置，比如每對對稱繞組共用一抽頭，以方便的根據實際加熱需要控制線圈繞組單元的開啟、關閉或功率調節(比如圖4中的4a、4b所示的線圈繞組單元)。例如，需要較小功率加熱時，只開其中對稱的一對線圈繞組單元，既可以達到節能的目的，同時也使得加熱的效果相對更為均勻，加熱效率更高。

針對上述繞組優選實施方式，本發明還進一步提供了設有該線圈繞組的電磁加熱組件的優選實施方式：

如圖5所示，本發明提供的電磁加熱組件，其包括上述電磁線圈繞組，加熱組件還包括加熱體3，加熱體3形成在電磁線圈繞組1的外周，以感應由內向外產生交變磁場產生渦流加熱，發出熱量以供加熱。集成為電磁加熱組件後，本發明的應用更廣，加熱效率更高，可以作為一個模塊產品進行使用。例如，可以將該加熱組件直接安插在水中進行熱水，或者安插在容器中進行高溫消毒等等。

優選的，加熱體3至少加熱部分為鐵質筒狀結構，工作時電磁線圈繞組至少部分插入加熱體3的筒體中，並產生由內外向外穿過筒體壁的磁力線。筒狀結構加工工藝簡單，使本發明的成本降低，製造效率提高。為方便電磁線圈繞組的安裝和更換，本發明巧妙的設計為電磁線圈繞組何加熱體為分體式，即電磁線圈繞組為一可相對加熱體分離的整體部件，這樣不但方便電磁線圈繞組和加熱體分別單獨拆卸更換，還可以使本發明的電磁加熱組件有更廣的應用範圍。當然筒體下端可以不封閉，鐵質筒狀結構還可以選擇鏤空狀，以方便加熱體3內外均可以與待加熱的物體接觸，提升加熱效率。優選的，本發明的加熱體3可以為一鐵質金屬片，分布在電磁線圈繞組的外側或外周，此種方式結構更加簡單，易於製造和安裝，節約成本。

優選的，本發明可以將電磁線圈繞組設置在一個安裝架上。與傳統的電磁加熱組件不同，傳統的電磁加熱組件是將電磁線圈繞組採用環繞方式，或環繞在金屬內膽外周或環繞在一進水管上，由此產生由外向內的磁力線，對金屬內膽內或進水管內的水進行加熱，此種加熱方式，加熱面積小，加熱效率低，不能實現均勻快速加熱；而本發明的電磁加熱組件，是在電磁線圈繞組的外側設置有加熱體，此加熱體可以為一鐵質金屬片或鐵質金屬筒體，電磁線圈繞組產生的磁力線是由內向外對鐵質金屬片或鐵質金屬筒體進行加熱，此種方式可以使得加熱效率更高，加熱更加均勻，加工、生產製造更為簡單，也可以實現水電隔離，安全性能更好。

進一步優選的，電磁線圈繞組設置有護套2，線圈繞組單元1被設置在該護套2內，以形成對線圈繞組單元1的保護，避免線圈直接與水等待加熱介質直接接觸，此舉有效提高了線圈使用的壽命和電磁加熱組件的工作安全性。為更優效果，配合實際安裝的操作便利性，電磁線圈繞組還設置有基座5，線圈繞組單元1設置在基座5上，優選地，基座5與護套2形成一整體部件，優選地，基座5與護套2為可拆卸連接或一體形成；進一步優選的，基座5和護套2圍成一內部空間，線圈繞組單元1被包圍在該內部空間內，當然，該空間還可以被方便地安放控制模塊等，如設置在基座部分內。這一內部空間的設計，使得電磁組件安裝時更方便，外觀簡潔。

進一步的，線圈繞組單元還可以使用搪瓷工藝進一步提高其安全效果。

針對上述電磁加熱組件的優選實施方式，本發明還進一步提供設有該些組件的電磁熱水器的優選實施方式：如圖6所示，本發明還提供了一種電磁熱水器，包括上述電磁線圈繞組，或上述電磁加熱組件，電磁線圈繞組或加熱組件至少部分伸入熱水器的水箱4中。加熱體3既可以是電磁加熱組件中的一部分，也可以是預裝在水箱4中的一部分。通過電磁線圈繞組產生震蕩信號後提供交變磁場，使水箱中的加熱體產生渦流，並直接與水進行熱傳遞，大大提高了熱傳遞效率。或者，電磁加熱組件直接對水均勻加熱，也可以提高熱傳遞效率。本發明的加熱效率能達到80％以上。

具體安裝時，加熱體的埠可以直接安裝在水箱上，電磁線圈繞組設置在加熱體中，進一步可通過護套與加熱體埠固定在一起或直接固定水箱壁上。

當然，本發明還不僅僅適用於熱水箱的加熱，其他任何一種液體加熱裝置只要不是本領域技術人員所知曉可以禁用的情形都是可以適用的(圖中未示出)，只要將包括上述的電磁加熱組件至少部分伸入待加熱的液體中即可實現。本發明提供的液體加熱裝置，由於採用了電磁線圈繞組或模塊化的電磁加熱組件，其結構簡單，設計新穎，能直接均勻加熱，加熱效率高。同時，安裝靈活，可以有效降低製造、安裝或者後期維修的成本。本發明對實現社會能源節約、提高生產效率等有良好的作用和貢獻。

以上，僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其它修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和範圍，均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。