CN106455179A - 一种电磁线圈绕组及具有其的热水器、液体加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁线圈绕组，它涉及加热设备技术领域；它包含两组或两组以上的独立缠绕的线圈绕组单元，电磁线圈绕组由内向外产生交变磁场。由此设计成的加热组件、热水器、液体加热器有如下优点：结构简单，设计新颖，能直接均匀加热，加热效率高。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。本发明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。应用至热水器时，加热体单独在水中加热，直接对水均匀加热，加热效率能达到80％以上。

Description

一种电磁线圈绕组及具有其的热水器、液体加热装置

技术领域

本发明涉及加热设备技术领域，具体涉及电磁加热部件及其应用产品。

背景技术

传统电磁加热线圈绕组或是将电磁绕组整体形成在被加热对象容器的底部外壁上，或是整体缠绕成一筒状，将加热部件铁芯设置在线圈内，通过铁芯的热传导加热容器内的被加热介质，但这样的加热方式由于加热部件和待加热物的接触面积有限，导致加热效率低下，浪费能源，且容易爆胆，安全性差。例如，对水箱中的水加热，采用电磁加热线圈固定在水箱底部通过对水箱底部的铁质部件加热水箱中的水，不但加热不均匀，且加热效率低，而且容易爆胆，且线圈一旦损坏，必须整个更换，制造成本、安装成本，维护成本都比较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种电磁线圈绕组，它结构简单，且可灵活地与各种待加热部件进行组配，而由内向外散发的交变磁场，使待加热对象的受热更均匀，加热效率高。而且，由于本发明线圈绕组不是整体缠绕，而是采取分体式将线圈绕组分成几个独立的线圈绕组单元，制造、安装和后期维修更方便，成本更低，甚至对现有的待加热容器做简单改造后即可适用本发明的技术方案。

为实现本发明的目的，本发明提供了一种电磁线圈绕组，电磁加热线圈分为两组或两组以上的独立缠绕的线圈绕组单元，电磁线圈绕组由内向外产生交变磁场。

进一步地，线圈绕组单元产生的磁场方向与线圈绕组整体的轴心方向不是平行关系。

进一步地，线圈绕组单元在周向上均匀分布，优选的，线圈绕组单元两两对称布置，优选的，对称为轴对称或中心对称或角对称，进一步优选的，线圈绕组由两轴对称的半圆形线圈绕组单元或半椭圆形单元构成。。

进一步地，线圈绕组单元为弧状，整体布置成圆环状或椭圆环状，优选的，弧状线圈绕组单元设有2个或3个或4个；或线圈绕组单元为直线状，整体布置成多边形形状，优选的，绕组由4个或5个或6个线圈绕组单元围成一矩形绕组或正五边形或正六边形绕组；或线圈绕组单元部分为直线状，部分为弧状，在周向上整体布置呈圆角矩形，优选的，绕组设有两个相对的直线状线圈绕组单元和两个相对的弧线状线圈绕组单元。

进一步地，线圈绕组单元可以被独立或分组控制开启、关闭或功率调节；优选地，所述线圈绕组单元有各自独立的抽头或分组共用的抽头，使其被独立或分组控制开启、关闭或调节功率。

进一步地，电磁线圈绕组设置有护套，线圈绕组单元被设置在该护套内。

进一步地，电磁线圈绕组还设置有基座，线圈绕组单元设置在基座上，优选地，所述基座与所述护套形成一整体部件，优选地，所述基座与护套为可拆卸连接或一体形成；进一步优选的，所述基座和所述护套围成一内部空间，所述线圈绕组单元被包围在该内部空间内。

由于本发明采用了分体式的电磁线圈绕组，其交变磁场是由内向外地发散辐射，所以其加热效率较传统方式有了大幅提升。

本发明还提供了一种电磁加热组件，包括上述电磁线圈绕组，加热组件还包括加热体，加热体形成在所述线圈绕组的外周，以感应线圈绕组由内向外的交变磁场产生加热用热量；优选的，加热体的加热部分为一铁质筒体，工作时所述电磁线圈绕组至少部分插入加热体的筒体中，并产生由内外向外穿过筒体的磁力线；进一步优选的，电磁线圈绕组为一可相对加热体分离的整体部件。

本发明进一步提供的电磁加热组件，结合了分体式的电磁线圈绕组的优点，更进一步使其应用模块化，方便了安装或者维修。铁质管状结构和护套的进一步增加，可以使电磁加热组件的加热性能和安全性能进一步增加。

本发明还提供了一种电磁热水器，包括上述电磁线圈绕组，或包括上述电磁加热组件，电磁线圈绕组或加热组件至少部分伸入热水器的水箱中，直接对其内部的水加热。

本发明还提供了一种液体加热装置，包括上述电磁线圈绕组，或上述电磁加热组件，加热组件至少部分伸入液体加热装置的液体容器中，直接对其内部的液体加热。

本发明的电磁线圈绕组或电磁加热组件应用至热水器或其他液体加热器中，可以优化热水器的加热效率和成本。

综上，本发明有益效果为：1、结构简单，设计新颖，能直接均匀加热，加热效率高。2、安装灵活，可以有效降低制造、安装或者后期维修的成本。3、没有电热水器的爆管问题，漏电问题，使用安全，生命周期长。4、本发明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

图1为本发明实施例的电磁线圈绕组结构示意图。

图2为图1中A-A的截面图；

图3为图2中B-B的截面图；

图4为本发明的电磁线圈绕组实施例布置位置示意图；

图5为本发明的电磁加热组件实施例的结构示意图；

图6为本发明的电磁热水器水箱实施例的结构示意图；

图7为本发明电磁线圈绕组整体布置方式与水箱周向轮廓相应的示意图(线圈绕组单元构成圆角矩形形状)；

图8为本发明电磁线圈绕组单元的线圈缠绕方式实施例示意图(主视图)。

附图标记说明：线圈绕组单元1、护套2、加热体3、水箱4、基座5。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，一种电磁线圈绕组，设有两组或两组以上的独立缠绕的线圈绕组单元1，线圈绕组单元1整体产生由内向外发散的交变磁场。这种电磁线圈绕组的应用场合很多，方式灵活多样。比如，采用本发明的电磁线圈绕组可以快速安装到热水器、供暖系统等需要电磁加热液体的产品上，甚至可以安装到注塑模具的加热部位上。这种独立缠绕的线圈绕组单元可以是两组，或是两组以上，多组缠绕的方式整体上可以形成如图2、图3所示的由内向外的交变磁场，可以使得加热的部位很均匀，从而提升加热的效率，且安全性高。而且，本发明这种分体式独立缠绕的线圈绕组单元的数量和分布形状可以根据应用场合的不同如待加热液体的容器的体积、形状灵活的选择线圈绕组单元的个数，线圈绕组单元的形状、绕组的形状，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。

具体的，为求得本发明更好的效果，本发明提供的线圈绕组单元1产生的磁场方向与线圈绕组整体的轴心方向不是平行关系。可以是垂直或者是具有其他角度的夹角(如图3所示)，对于线圈的具体缠绕方式，如图1-3、8所示，可以采取纵向缠绕，当然也可以是横向缠绕(图未显示)，这些不是绝对的，只要线圈绕组单元1产生的磁场方向与线圈绕组整体的轴心方向不是平行关系，就能更好地使线圈绕组单元1整体产生由内向外发散的交变磁场，进而产生更好的加热效果。

具体的，如图4a-4d所示，线圈绕组单元1截面可设计为弧状或直线状或部分为直线状，部分为弧状，如此依据线圈单元的形状，线圈单元整体形成环形布置，如布置成圆环状或椭圆环状或多边形状或圆角矩形状等，进一步优选的，可以如图7所示布置成与所在加热液体容器内周形状相配的形状(线圈绕组单元构成圆角矩形形状)，以获得更好的加热效果。

为兼顾加热效果和制造成本的更好综合效果，(如图4所示)当线圈绕组单元设计为弧状线圈绕组单元时，线圈绕组单元优选设有2个或3个或4个或5个或6个，更优选的，设2个或3个或4个；当然线圈绕组单元也可以设计为直线状时，优选绕组由3个或4个或5个或6个线圈绕组单元围成一等边三角形，或矩形绕组或正五边形或正六边形绕组；进一步可优选的，还可以根据所在加热容器的轮廓形状，设计线圈绕组单元的布置方式，如可图7所示，采用两直线段线圈单元和两弧线段线圈单元构成圆角矩形形状的线圈绕组轮廓。

需要说明的是，本发明所述的多变形、等边三角形、正五边形、正六边形等描述仅是发明人对其围成形状的一种近似形状描述，并不是数学几何意义上的绝对的几何图形，不应狭隘的理解为构成为封闭的形状。

上述线圈的个数及形状的选择只是优选的实施方式不是绝对的，只要不脱离本发明的主旨，本发明可以方便地根据不同的应用场合及加热效率，选择与加热容器形状、容积相配的不同形状的线圈绕组单元及数目。这也是本发明线圈绕组不是一体缠绕而是分体构成由几个独立单元构成个单元独自缠绕线圈的优势所在。

优选的，线圈绕组单元1在环向上均匀分布，通过均匀分布线圈绕组单元，可以提升其加热效率及加热的均匀性，也方便安装和控制。

进一步优选地，线圈绕组单元两两对称分布，或者轴对称或中心对称或角对称分布，如，由两轴对称的半圆形线圈绕组单元或半椭圆形单元构成一个圆环形或椭圆形绕组。通过这些对称分布，可以在整体上更方便制造，同时在控制对称的线圈绕组单元时，既可以有对称的热源以提高加热效果，又可以节约能源。如图2所示，线圈绕组单元的截面采用弧状，甚至两个半圆状的结构，可以有效增加分体式电磁线圈绕组对外辐射出的交变磁场的面积，使加热的部位更加均匀，从而进一步提升加热的效率。

对于本发明线圈绕组单元上述灵活的构成方式，本发明进一步提供优选的控制实施方式：线圈绕组单元设有各自独立的抽头，使其被独立控制开启、关闭或调节功率。每个线圈绕组单元都可以进行独立的控制，通过这种设置，可以方便用户根据线圈绕组单元的安装位置来控制各线圈绕组单元的开启、关闭或调节功率。当然，为了减少控制的成本，线圈绕组单元可以设置有共用的抽头以进行统一控制或按组设置，比如每对对称绕组共用一抽头，以方便的根据实际加热需要控制线圈绕组单元的开启、关闭或功率调节(比如图4中的4a、4b所示的线圈绕组单元)。例如，需要较小功率加热时，只开其中对称的一对线圈绕组单元，既可以达到节能的目的，同时也使得加热的效果相对更为均匀，加热效率更高。

针对上述绕组优选实施方式，本发明还进一步提供了设有该线圈绕组的电磁加热组件的优选实施方式：

如图5所示，本发明提供的电磁加热组件，其包括上述电磁线圈绕组，加热组件还包括加热体3，加热体3形成在电磁线圈绕组1的外周，以感应由内向外产生交变磁场产生涡流加热，发出热量以供加热。集成为电磁加热组件后，本发明的应用更广，加热效率更高，可以作为一个模块产品进行使用。例如，可以将该加热组件直接安插在水中进行热水，或者安插在容器中进行高温消毒等等。

优选的，加热体3至少加热部分为铁质筒状结构，工作时电磁线圈绕组至少部分插入加热体3的筒体中，并产生由内外向外穿过筒体壁的磁力线。筒状结构加工工艺简单，使本发明的成本降低，制造效率提高。为方便电磁线圈绕组的安装和更换，本发明巧妙的设计为电磁线圈绕组何加热体为分体式，即电磁线圈绕组为一可相对加热体分离的整体部件，这样不但方便电磁线圈绕组和加热体分别单独拆卸更换，还可以使本发明的电磁加热组件有更广的应用范围。当然筒体下端可以不封闭，铁质筒状结构还可以选择镂空状，以方便加热体3内外均可以与待加热的物体接触，提升加热效率。优选的，本发明的加热体3可以为一铁质金属片，分布在电磁线圈绕组的外侧或外周，此种方式结构更加简单，易于制造和安装，节约成本。

优选的，本发明可以将电磁线圈绕组设置在一个安装架上。与传统的电磁加热组件不同，传统的电磁加热组件是将电磁线圈绕组采用环绕方式，或环绕在金属内胆外周或环绕在一进水管上，由此产生由外向内的磁力线，对金属内胆内或进水管内的水进行加热，此种加热方式，加热面积小，加热效率低，不能实现均匀快速加热；而本发明的电磁加热组件，是在电磁线圈绕组的外侧设置有加热体，此加热体可以为一铁质金属片或铁质金属筒体，电磁线圈绕组产生的磁力线是由内向外对铁质金属片或铁质金属筒体进行加热，此种方式可以使得加热效率更高，加热更加均匀，加工、生产制造更为简单，也可以实现水电隔离，安全性能更好。

进一步优选的，电磁线圈绕组设置有护套2，线圈绕组单元1被设置在该护套2内，以形成对线圈绕组单元1的保护，避免线圈直接与水等待加热介质直接接触，此举有效提高了线圈使用的寿命和电磁加热组件的工作安全性。为更优效果，配合实际安装的操作便利性，电磁线圈绕组还设置有基座5，线圈绕组单元1设置在基座5上，优选地，基座5与护套2形成一整体部件，优选地，基座5与护套2为可拆卸连接或一体形成；进一步优选的，基座5和护套2围成一内部空间，线圈绕组单元1被包围在该内部空间内，当然，该空间还可以被方便地安放控制模块等，如设置在基座部分内。这一内部空间的设计，使得电磁组件安装时更方便，外观简洁。

进一步的，线圈绕组单元还可以使用搪瓷工艺进一步提高其安全效果。

针对上述电磁加热组件的优选实施方式，本发明还进一步提供设有该些组件的电磁热水器的优选实施方式：如图6所示，本发明还提供了一种电磁热水器，包括上述电磁线圈绕组，或上述电磁加热组件，电磁线圈绕组或加热组件至少部分伸入热水器的水箱4中。加热体3既可以是电磁加热组件中的一部分，也可以是预装在水箱4中的一部分。通过电磁线圈绕组产生震荡信号后提供交变磁场，使水箱中的加热体产生涡流，并直接与水进行热传递，大大提高了热传递效率。或者，电磁加热组件直接对水均匀加热，也可以提高热传递效率。本发明的加热效率能达到80％以上。

具体安装时，加热体的端口可以直接安装在水箱上，电磁线圈绕组设置在加热体中，进一步可通过护套与加热体端口固定在一起或直接固定水箱壁上。

当然，本发明还不仅仅适用于热水箱的加热，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适用的(图中未示出)，只要将包括上述的电磁加热组件至少部分伸入待加热的液体中即可实现。本发明提供的液体加热装置，由于采用了电磁线圈绕组或模块化的电磁加热组件，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。本发明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，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电磁线圈绕组，其特征在于，所述电磁线圈绕组由两组或两组以上的独立缠绕的线圈绕组单元构成，且所述线圈绕组单元整体产生由内向外发散的交变磁场。

2.如权利要求1所述的电磁线圈绕组，其特征在于，所述线圈绕组单元产生的磁场方向与线圈绕组整体的轴心方向不是平行关系。

3.如权利要求1所述的电磁线圈绕组，其特征在于，所述线圈绕组单元在周向上均匀分布，优选的，所述线圈绕组单元两两对称布置，优选的，所述对称为轴对称或中心对称或角对称，进一步优选的，所述线圈绕组由两轴对称的半圆形线圈绕组单元或半椭圆形单元构成。

4.如权利要求1所述的电磁线圈绕组，其特征在于，所述线圈绕组单元为弧状，整体布置成圆环状或椭圆环状，优选的，所述弧状线圈绕组单元设有2个或3个或4个；或所述线圈绕组单元为直线状，整体布置成多边形形状，优选的，所述绕组由4个或5个或6个线圈绕组单元围成一矩形绕组或正五边形或正六边形绕组；或所述线圈绕组单元部分为直线状，部分为弧状，在周向上整体布置呈圆角矩形，优选的，所述绕组设有两个相对的直线状线圈绕组单元和两个相对的弧线状线圈绕组单元。

5.如权利要求1-4任一项所述的电磁线圈绕组，其特征在于，所述线圈绕组单元可以被独立或分组控制开启、关闭或功率调节；优选地，所述线圈绕组单元有各自独立的抽头或分组共用的抽头，使其被独立或分组控制开启、关闭或调节功率。

6.如权利要求5所述的电磁线圈绕组，其特征在于，所述电磁线圈绕组设置有护套，所述线圈绕组单元被设置在该护套内。

7.如权利要求6所述的电磁线圈绕组，其特征在于，所述电磁线圈绕组还设置有基座，所述线圈绕组单元设置在基座上，优选地，所述基座与所述护套形成一整体部件，优选地，所述基座与护套为可拆卸连接或一体形成；进一步优选的，所述基座和所述护套围成一内部空间，所述线圈绕组单元被包围在该内部空间内。

8.一种电磁加热组件，包括如权利要求1至7任一项所述的电磁线圈绕组，其特征在于，所述加热组件还包括加热体，所述加热体形成在所述线圈绕组的外周，以感应线圈绕组由内向外的交变磁场产生加热用热量；优选的，所述加热体的加热部分为一铁质筒体，工作时所述电磁线圈绕组至少部分插入所述加热体的筒体中，并产生由内外向外穿过筒体壁的磁力线；进一步优选的，所述电磁线圈绕组为一可相对加热体分离的整体部件。

9.一种电磁热水器，包括如权利要求8所述的电磁加热组件，其特征在于，所述加热组件至少部分伸入所述热水器的水箱中，直接对其内部的水加热。

10.一种液体加热装置，包括如权利要求8所述的电磁加热组件，其特征在于，所述加热组件至少部分伸入液体加热装置的液体容器中，直接对其内部的液体加热。