電磁加熱裝置和用于該裝置的加熱方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種電磁加熱裝置和用于該裝置的加熱方法，其中該裝置包括：發(fā)熱單元，其包括：電磁加熱線圈和高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體；電磁加熱線圈，呈螺旋狀纏繞于高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上；高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體，用于將電磁加熱線圈中通過的低頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，從而使與高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體相連的受熱單元產(chǎn)生電磁渦流。通過本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)磁場(chǎng)電流無(wú)外漏及均勻加熱，有效減小磁場(chǎng)對(duì)外輻射。
【專利說(shuō)明】電磁加熱裝置和用于該裝置的加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電磁加熱【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電磁加熱裝置和用于該裝置的加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自從電磁加熱技術(shù)誕生以來(lái)，因其具有快速導(dǎo)熱、高效節(jié)熱、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。例如，家用電器中常用的電磁爐、電磁熱水器、工業(yè)應(yīng)用中的金屬加熱等。但是，目前對(duì)上述領(lǐng)域所應(yīng)用的電磁加熱技術(shù)仍然是通過電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。當(dāng)用含鐵質(zhì)容器放置在電磁爐上面時(shí)，容器表面因?qū)щ娛勾艌?chǎng)電流的切割交變磁力線，進(jìn)而在容器底部金屬部分產(chǎn)生交變的電流(即渦流)，渦流使容器底部的鐵原子高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能，從而對(duì)含鐵質(zhì)容器進(jìn)行加熱。
[0003]現(xiàn)有的電磁加熱裝置，主要是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能。例如，當(dāng)電磁爐正常工作時(shí)，由整流電路將50Hz的交流電壓變成直流電壓，再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20-40KHZ的高頻電壓，而電磁爐中的加熱線圈呈固定盤置于方式與受熱物體連接，產(chǎn)生交變磁場(chǎng)在鍋具底部反復(fù)切割變化，使鍋具底部產(chǎn)生環(huán)狀電流(渦流)，并利用小電阻大電流的短路熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量直接使鍋底迅速發(fā)熱，從而加熱器具內(nèi)的食物。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的電磁爐一般采用餅式電磁加熱線圈結(jié)構(gòu)，參考圖1，餅式電磁加熱線圈使鐵磁板加熱時(shí)，磁場(chǎng)變化方向呈現(xiàn)由中心點(diǎn)向外發(fā)散，磁場(chǎng)分布是不均勻的，也就是說(shuō)遠(yuǎn)離中心的磁場(chǎng)會(huì)減弱，此外，該結(jié)構(gòu)還不可避免地會(huì)造成中心區(qū)域的磁場(chǎng)相互抵消。
[0005]綜上，現(xiàn)有技術(shù)中將加熱線圈直接固定放置于受熱物體之上(鐵磁)，并且處于對(duì)電參數(shù)的考慮而設(shè)計(jì)為呈盤狀。因此，只有加熱線圈與鐵磁相銜接的部分才會(huì)有溫度加熱，由此而產(chǎn)生受熱物體中心為零磁通變化。這樣就導(dǎo)致受熱物體整體的受熱并不均勻，導(dǎo)致加熱效果低下；而且存在磁場(chǎng)電流外泄的情況，同時(shí)增加了實(shí)際應(yīng)用成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提供一種電磁加熱裝置和用于該裝置的加熱方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的磁場(chǎng)加熱時(shí)漏磁、電流外泄等情況致使加熱效果不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致加熱效果低下的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電磁加熱裝置，包括:發(fā)熱單元，其包括:電磁加熱線圈和高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體；所述電磁加熱線圈，呈螺旋狀纏繞于所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上；所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體，用于將所述電磁加熱線圈中通過的低頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，從而使與所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體相連的受熱單元產(chǎn)生電磁渦流。
[0008]其中，所述發(fā)熱單元包括一個(gè)呈平面狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體。
[0009]其中，所述發(fā)熱單元包括多個(gè)呈條狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體，所述多個(gè)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體平行設(shè)置。
[0010]其中，所述電磁加熱線圈與所述受熱單元置之間具有一預(yù)定距離。[0011]其中，所述裝置還包括:隔熱單元，其連接在所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體與所述受熱單元之間。
[0012]本發(fā)明還提供一種用于電磁加熱裝置的電磁加熱方法，所述電磁加熱裝置包括:發(fā)熱單元、電磁加熱線圈和高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體；所述方法包括:將所述電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上；所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體將所述電磁加熱線圈中通過的低頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，從而使與所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體相連的受熱單元產(chǎn)生電磁渦流。
[0013]其中，所述將電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上的步驟，包括:提供一個(gè)呈平面狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體；將所述電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于所述一個(gè)呈平面狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上。
[0014]其中，所述將電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上的步驟，包括:提供多個(gè)呈條狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體；將所述多個(gè)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體平行設(shè)置；將所述電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于呈平行狀態(tài)的所述多個(gè)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上。
[0015]其中，所述方法還包括:設(shè)置所述電磁加熱線圈與所述受熱單元之間具有一預(yù)定距離。
[0016]其中，所述方法還包括:在所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體與所述受熱單元之間設(shè)置隔熱單元。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過針對(duì)加熱單元中電磁加熱線圈和高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體的結(jié)合設(shè)計(jì)，有效地避免了在實(shí)際應(yīng)用中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)內(nèi)電流的外泄問題，減小了加熱時(shí)的輻射。因此，提高了導(dǎo)熱性能的同時(shí)還具有很好環(huán)保性，相應(yīng)地降低了應(yīng)用成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電磁加熱的磁場(chǎng)分布示意圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電磁加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電磁加熱的磁場(chǎng)分布示意圖；
[0022]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電磁加熱方法的流程圖。
[0023]符號(hào)說(shuō)明
[0024]10 受熱單元
[0025]21電磁加熱線圈
[0026]22高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體
[0027]30隔熱單元
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明的核心思想在于:通過將發(fā)熱單元中電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞在高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上，有效避免了磁場(chǎng)內(nèi)電流的外泄問題，進(jìn)而提高了導(dǎo)熱性能。另外，由于電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞方式，進(jìn)一步減小了加熱時(shí)的對(duì)外輻射，因而起到了極大的環(huán)保作用。進(jìn)一步地，由于考慮到實(shí)際應(yīng)用中的環(huán)境不同，還會(huì)對(duì)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體進(jìn)行相應(yīng)的平面與條狀設(shè)置，以解決不同應(yīng)用環(huán)境下使用，因此大大降低了使用成本。
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了 一種電磁加熱裝置。
[0031 ] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電磁加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖2，該電磁加熱裝置包括:受熱單元和發(fā)熱單元。受熱單元10作為被加熱的物體設(shè)置在電磁加熱裝置的上表面，用于產(chǎn)生電磁渦流，并完成加熱功能。一般地，受熱單元采用鐵磁性金屬材料制成。
[0032]發(fā)熱單元用于對(duì)受熱單元進(jìn)行加熱，其至少包括:電磁加熱線圈21和高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22。電磁加熱線圈21，呈螺旋狀纏繞于高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22上。電磁加熱線圈21的具體結(jié)構(gòu)可以是在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導(dǎo)電繞組。
[0033]高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22是具有高導(dǎo)磁低渦流性質(zhì)的導(dǎo)磁體，優(yōu)選地，可以是變壓器磁芯、電動(dòng)機(jī)的矽鋼片、鐵氧體材料等具有高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁性質(zhì)的材質(zhì)。高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22作為電磁加熱線圈21纏繞的骨架，用于將電磁加熱線圈21中通過的低頻交流電轉(zhuǎn)換為聞?lì)l交流電，從而使與聞導(dǎo)磁低潤(rùn)流導(dǎo)磁體相連的受:熱單兀廣生電磁潤(rùn)流，進(jìn)而在電磁加熱線圈21通過高頻交流電流后形成高變磁場(chǎng)，對(duì)受熱單元10進(jìn)行加熱。本發(fā)明通過設(shè)置高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體避免了磁場(chǎng)內(nèi)電流的外泄。
[0034]下面結(jié)合圖3描述本發(fā)明，圖3是應(yīng)用本發(fā)明的電磁加熱的磁場(chǎng)分布示意圖。如圖3所示，鐵磁板加熱時(shí)，磁場(chǎng)交變的方向一致，磁場(chǎng)走向分布均勻，S卩加熱后每部分產(chǎn)生的渦流都呈均勻加熱，加熱效果良好。
[0035]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在受熱單元10與發(fā)熱單元之間設(shè)置有隔熱單元30，從而將整體的發(fā)熱單元與受熱單元組合起來(lái)，形成電磁加熱裝置。
[0036]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22可以是包括一個(gè)呈平面狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22，并且與電磁加熱線圈21組合后，電磁加熱線圈21呈現(xiàn)類似于一根導(dǎo)線纏繞于高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22上，與電源設(shè)備成串聯(lián)電路相連。
[0037]繼續(xù)參考圖2，由于發(fā)熱單元與受熱單元需要保持一定的距離間隙才會(huì)充分對(duì)發(fā)熱單元施以熱能量，因此電磁加熱線圈21與受熱單元10之間需要具有一預(yù)定距離。具體地，受熱單元10置于高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22的頂部與電磁加熱線圈21呈中空狀態(tài)，而所謂的預(yù)定距離就是呈中空狀態(tài)下的中空高度距離。而此中空高度距離是根據(jù)不同環(huán)境而預(yù)先設(shè)置。。
[0038]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22還可以設(shè)置為包括多個(gè)呈條狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22。并且，這些多個(gè)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22平行設(shè)置，每個(gè)條狀高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22都有螺旋狀電磁加熱線圈21纏繞，形成多個(gè)并聯(lián)電路并與電源設(shè)備相連。
[0039]其中，每個(gè)條狀高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22上所纏繞的螺旋狀電磁加熱線圈21都與受熱單元10之間具有一預(yù)定距離，并且每個(gè)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22上所纏繞的電磁加熱線圈21與受熱單元10之間的預(yù)定距離都是等距的。進(jìn)而，形成受熱單元10與電磁加熱線圈22呈中空狀態(tài)，使受熱單元10置于每個(gè)相互平行且中空高度距離均相等的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體21的頂部。其中，每個(gè)相互平行的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體21之間的距離，可以根據(jù)不同受熱單元10實(shí)際需要加熱面積設(shè)定不同間隔距離。但是高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體22上所纏繞的螺旋狀電磁加熱線圈21與受熱單元10之間距離為預(yù)設(shè)相等的中空高度距離。
[0040]以上本發(fā)明所提出的裝置中發(fā)熱單元均可由不同應(yīng)用環(huán)境而采用不同方式與受熱單元連接。并且高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體的形狀、大小與受熱單元中受熱物體面積成比例設(shè)置安裝。
[0041]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，還提出一種用于電磁加熱裝置的電磁加熱方法。該電磁加熱裝置包括:發(fā)熱單元、電磁加熱線圈和高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體。具體的電磁加熱裝置的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考本文以上的描述。
[0042]參考圖4，所述電磁加熱方法包括:
[0043]步驟S402，將電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上。
[0044]步驟S404，高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體將電磁加熱線圈中通過的低頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，從而使與高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體相連的受熱單元產(chǎn)生電磁渦流。
[0045]在步驟S402中，提供一個(gè)呈平面狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體，將所述電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于所述一個(gè)呈平面狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上?；蛘撸峁┒鄠€(gè)呈條狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體；將所述多個(gè)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體平行設(shè)置；將所述電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于呈平行狀態(tài)的所述多個(gè)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上。
[0046]其中，所述電磁加熱線圈與所述受熱單元之間具有一預(yù)定距離。
[0047]其中，在高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體與受熱單元之間設(shè)置隔熱單元。
[0048]本發(fā)明的方法的操作步驟與裝置的結(jié)構(gòu)特征對(duì)應(yīng)，可以相互參照，不再一一贅述。
[0049]與現(xiàn)有技術(shù)相比，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過針對(duì)加熱單元中電磁加熱線圈和高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體的結(jié)合設(shè)計(jì)，有效地避免了在實(shí)際應(yīng)用中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)內(nèi)電流的外泄問題，減小了加熱時(shí)的輻射。因此，提高了導(dǎo)熱性能的同時(shí)還具有很好環(huán)保性，相應(yīng)地降低了應(yīng)用成本。
[0050]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。以及，本發(fā)明在實(shí)例中所提及的材料應(yīng)用，是結(jié)合本發(fā)明實(shí)際應(yīng)用而優(yōu)選材料，但本發(fā)明并不限于此。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁加熱裝置，其特征在于，包括: 發(fā)熱單元，其包括:電磁加熱線圈和高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體； 所述電磁加熱線圈，呈螺旋狀纏繞于所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上； 所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體，用于將所述電磁加熱線圈中通過的低頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，從而使與所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體相連的受熱單元產(chǎn)生電磁渦流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)熱單元包括一個(gè)呈平面狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)熱單元包括多個(gè)呈條狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體，所述多個(gè)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體平行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電磁加熱線圈與所述受熱單元置之間具有一預(yù)定距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括: 隔熱單元，其連接在所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體與所述受熱單元之間。
6.一種用于電磁加熱裝置的電磁加熱方法，其特征在于，所述電磁加熱裝置包括:發(fā)熱單元，其進(jìn)一步包括:電磁加熱線圈和高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體；所述方法包括: 將所述電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上； 所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體將所述電磁加熱線圈中通過的低頻交流電轉(zhuǎn)換為高頻交流電，從而使與所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體相連的受熱單元產(chǎn)生電磁渦流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述將電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上的步驟，包括: 提供一個(gè)呈平面狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體； 將所述電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于所述一個(gè)呈平面狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述將電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上的步驟，包括: 提供多個(gè)呈條狀的高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體； 將所述多個(gè)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體平行設(shè)置； 將所述電磁加熱線圈呈螺旋狀纏繞于呈平行狀態(tài)的所述多個(gè)高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括: 設(shè)置所述電磁加熱線圈與所述受熱單元之間具有一預(yù)定距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括: 在所述高導(dǎo)磁低渦流導(dǎo)磁體與所述受熱單元之間設(shè)置隔熱單元。
【文檔編號(hào)】H05B6/02GK103442470SQ201310399964
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】王宏民 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)