技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及一種熱效率高、節(jié)能的電磁感應(yīng)加熱器。
    目前公知的電熱寶、電暖器、電熱水器都采用電阻絲和電熱管加熱。
    本實用新型的目的是提供一種可以設(shè)計成幾十瓦至上千瓦的電磁感應(yīng)加熱器，它能應(yīng)用在電熱寶、電暖器、電熱水器領(lǐng)域做加熱部件。
    本實用新型是這樣實現(xiàn)的在特制的五柱型變壓器鐵芯的中間主磁柱上，裝有一組電壓為二百二十伏的初級線圈，一組和初級線圈同在一個骨架上的次級主加熱線圈，在其余四個磁柱上分別裝有二組次級付加熱線圈，在相鄰的二磁柱之間橫向位置上各裝有一組次級付加熱線圈。所有的次級加熱線圈各自頭尾做電氣聯(lián)接，接成短路狀態(tài)。本實用新型的工作原理是這樣的，當初級線圈通上220伏電流電，初級線圈中產(chǎn)生激磁電流，在激磁電流的作用下，鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通，磁通在閉合的磁路中穿過初級和次級線圈。由于電磁感應(yīng)的作用，在所有的次級線圈中都感應(yīng)出交變的電動勢。因為次級線圈都工作在短路狀態(tài)，在所有的次級線圈中都形成20安培以上的電流，在次級線圈中產(chǎn)生大量的熱能。根據(jù)焦耳楞茨定律“通過導體的電流所產(chǎn)生的熱量和電流的平方、導體電阻與通電時間成正比”。隨著時間的增加次級線圈發(fā)生的熱量使鐵芯的溫度很快升高。根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理的有關(guān)論述“通電導體產(chǎn)生的熱量而形成的溫升，沒有理論上的溫度上限，只要導體不損壞，這種溫升就不會停止”。在本實用新型電磁感應(yīng)加熱器中，只要初級線圈不損壞，絕緣強度等級按H級設(shè)計，選擇居里溫度200℃的硅鋼片，可以產(chǎn)生180℃以下的高溫。
    由于采用上述方案，本實用新型電磁感應(yīng)加熱器具有電路簡單、熱效率高，耗電低的特點。可以用它對水和油進行直接加熱，它主要應(yīng)用在電暖器、電熱水器中做加熱部件。
以下對本實用新型作進一步說明。
    (1)初級線圈；(2)次級主加熱線圈；(3)次級付加熱線圈；(4)鐵芯初級線圈的骨架采用CJ10-100A的交流接觸器線圈骨架，用直徑0.47電磁線繞836圈，浸絕緣等級H級的絕緣漆、線圈外部用耐油、耐沸水、耐200℃高溫的504超級膠粘劑做防水密封。次級主加熱線圈用直徑1.25電磁線，在經(jīng)密封后的初級線圈上繞15圈，頭尾連接，并且用焊錫焊接頭。次級付加熱線圈(3)用直徑1.18電磁線繞10圈，繞12組，各自頭尾連接并錫焊。初級線圈(1)次級線圈(3)按圖2所示的位置安裝，鐵芯四角用螺絲緊固。
    實施示例1用于電熱水器上的加熱模擬實驗。用二只容器各放水12Kg，水溫是自然條件自來水的水溫9℃，在環(huán)境溫度相同的條件下，一只容器用1000W電熱管加熱，一只容器用電磁感應(yīng)加熱器加熱，直接把電熱管和電磁感應(yīng)加熱器放入水中，只引出電源線，同時通電加熱。溶器中的水溫，由9℃升至60℃，電熱管用74分鐘，用電度表計量，用電1.233KW/H(度)1克水升高1℃，要用1卡熱量，12Kg水升高1℃要12千卡熱量。12Kg水由9℃升至60℃要用的熱量是Q＝12×(60-9)＝612千卡電熱管在74分鐘的時間里發(fā)出的總熱量是Q＝0.24×1×74×60＝1065.6千卡在加熱過程中電熱管產(chǎn)生的總熱量減去實際需要的熱量計算損失的熱量是1065.6千卡-612千卡＝453.6千卡電熱管的熱損失是453.6千卡/1065.6千卡＝42.6％，電熱管的熱效率是57.4％。
    另一只容器中的水溫由9℃升至60℃用142分鐘，用電度表計量用電0.946KW/H(度)。
    在加熱過程中電磁感應(yīng)加熱器共產(chǎn)生的熱量是Q＝0.24×0.4×142×60＝817.9千卡。
    用產(chǎn)生的總熱量減去實際需要的熱量計算出損失的熱量是817.9-612＝205.9千卡，電磁感應(yīng)加熱器的熱損失是205.9/817.9＝25.2％，電磁感應(yīng)加熱器的熱效率是74.8％。經(jīng)計算試驗用的電磁感應(yīng)加熱器功率是400W。
    電磁感應(yīng)加熱器和電熱管在同樣環(huán)境條件下，加熱12Kg水、由9℃升至60℃，電磁感應(yīng)加熱器比電熱管節(jié)電0.287KW/H(度)節(jié)電23.3％。
    電熱管的熱效率57.4％，電磁感應(yīng)加熱器的效率74.8％，電磁感應(yīng)加熱器的熱效率比電熱管的熱效率高17.4％。
    實施示例2用于電暖器上的加熱模擬實驗用二只容器各放入6Kg變壓器油，一只容器用電熱管加熱，一只容器用電磁感應(yīng)加熱器加熱。在只引出電源線的情況下，同時通電加熱，油的溫度從20℃升至100℃，電熱管用30分鐘，用電度表計量，用電0.5KW/H(度)，變壓器油屬于礦物油、礦物油普通溫度下的比熱一般取0.4，每克變壓器油升1℃需要0.4升卡的熱量，6Kg的變壓器升高100℃-20℃需要用Q＝0.4×(100-20)×6＝192千卡熱量。
    電熱管30分鐘產(chǎn)生的熱量Q＝0.24×1×30×60＝432千卡，
    電熱管的熱損失為432千卡-192千卡＝240千卡，240千卡/432千卡＝55.5％，熱效率為44.5％。
    電磁感應(yīng)加熱器從20℃升至100℃用45分鐘，用電度表計量用電0.3KW/H(度)產(chǎn)生的熱量Q＝0.24×0.4×45×60＝259.2千卡，電磁感應(yīng)加熱器熱損失259.2千卡-192千卡＝67.2千卡，67.2千卡/259.2千卡＝26％，熱效率為74％。
    電磁感應(yīng)加熱器比電熱管節(jié)電0.2KW/H(度)，節(jié)電40％，熱效率比電熱管高74％-44.5％＝29.5％。
本實用新型電磁感應(yīng)加熱器的特征是它由五柱型鐵芯，一組初級線圈，一組和初級線圈同繞在一個骨架上的次級主加熱線圈，十二組次級付加熱線圈所組成的電磁感應(yīng)式加熱器，它的特征還在于所有的次級加熱線圈都各自頭尾連接，工作在短路狀態(tài)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、散熱面積大、熱效率高、節(jié)電的優(yōu)點。根據(jù)不同的熱量要求，可以在不改變鐵芯尺寸的前提下，僅改變初級和次級主加熱線圈的圈數(shù)和線徑，設(shè)計出幾十瓦至上千瓦的電磁感加熱器，經(jīng)過反復試驗，鐵芯可以用E字型硅鋼片拼接代替，所有的次級加熱線圈都可以用裸金屬導線繞制，次級主加熱線圈可以用若干組，付加熱線圈也可以增加若干組，都可以增加鐵芯的熱量，本實用新型電磁感應(yīng)加熱器去掉次級主加熱線圈能應(yīng)用在電熱寶等領(lǐng)域，開發(fā)電熱腳墊、電熱椅等新產(chǎn)品。
    1.一種由一組初級線圈(1)，一組次級主加熱線圈(2)，十二組次級付加熱線圈(3)，一套五柱型變壓器鐵芯(4)所組成的高效節(jié)能電磁感應(yīng)加熱器，其特征是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和電磁感應(yīng)原理使次級主加熱線圈、十二組次級付加熱線圈、五柱型鐵芯都成為加熱源的加熱器，并且它的所有次級加熱線圈都工作在短路狀態(tài)。
    2.加熱器的鐵芯，是五柱型，并且可以用E字型鐵芯拼接代替。
    3.次級主加熱線圈，十二組次級付加熱線圈各自頭尾連接。
    本實用新型公開了一種高效節(jié)能電磁感應(yīng)加熱器,它是由一組初級線圈,一組次級主加熱線圈,十二組或若干組次級副加熱線圈,一套五柱型變壓器鐵芯所組成的電磁感應(yīng)式加熱器,可以用在電熱水器、電暖器等領(lǐng)域做加熱部件,高效節(jié)能電磁感應(yīng)加熱器熱效率高、節(jié)電明顯、去掉次級主加熱線圈后,可以應(yīng)用在電熱寶等領(lǐng)域。
來源： 碧源達 http://www.mijing8.cn/show-23-118.html