[發明專利]一種電磁感應加熱裝置

無效

• 申請號: 201210187449.4
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102917483A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 楊蒙
• 申請（專利權）人: 楊蒙
• 主分類號: H05B6/02
• 分類號: H05B6/02;H05B6/36;H05B6/06
• 代理公司: 北京中譽威圣知識產權代理有限公司 11279
• 代理人: 彭曉玲;俞佳

技術領域

本發明涉及電磁感應加熱器技術領域，尤其涉及一種無需冷卻系統的適合小型金屬圓管及金屬小型異型件小范圍加熱的電磁感應加熱裝置。

背景技術

基于法拉第電磁感應原理，電磁感應加熱技術是使用提高交流電頻率的方法，令高速變化的交變電流流過線圈會產生交變的磁力線，磁力線穿透加熱對象形成回路，在其橫截面內產生感應電流（即渦流）并形成熱效應，使被加熱工件迅速發熱，達到加熱金屬本身或者間接加熱與金屬接觸的其它材料的目的的一種技術，并被廣泛應用于金屬的熱處理領域、帶磁導電金屬材料的加熱或非導磁非導電材料的間接加熱領域以及民用的灶具（電磁爐）、熱水器及伴熱等廣泛的加熱領域。

電磁感應加熱技術所涉及的重要組件是勵磁線圈，勵磁線圈可以采用導電性能優異的銅、銀或金，但限于銀、金兩種材料價格昂貴，所以一般采用銅線。勵磁線圈最重要的指標是電感，當頻率一定、功率要求一定時，電感量越小則電流要求越高，故而在中高頻感應加熱領域尤其是金屬熔煉、透熱領域，當采用低電感量（低于10uH）的線圈時，一般采用較高的工作頻率（如25KHz～100MHz），同時電流要求高（一般超過60A），所以必須要采用較粗的空心銅管，并采用水冷或強風高速通過銅管循環冷卻的方式對銅管進行強制冷卻（線圈直徑小及高電流的情況下，還存在磁力線本身感應了銅管，故而銅管感應發熱的情況，故而必須需要強制冷卻）。而采用高電感量的銅線多匝線圈時，能夠很方便繞制出所需的高電感量，同時電流相應可以降低，這樣線圈使用的銅線可以采用較細的銅線并設計不過載（電流低于線圈銅線額定準載電流），由此則不需要采用水冷或風冷的強制冷卻措施，這就是民用電磁爐、塑機加熱領域以及大型工件加熱、伴熱領域所采用的技術方法。這里面存在一個技術盲點，采用水冷銅管作為勵磁線圈的做法可以適合狹窄工件的加熱，但需要追加額外的水冷及風冷裝置，造成機器重量重，體積大，不便于攜帶；而采用高電感量的實芯銅線勵磁線圈的做法，機器體積及重量都很適合于便攜，但因電感量與繞線的匝數成正比，被加熱工件如果體積過小（比如直徑20～63mm的圓管，同時指定加熱區域的長度不超過30mm），空間有限，難于繞制出的規定的電感量（匝數不足），由于空間狹小，也難于選擇端面截面積較大的粗銅線，故很難適用于小工件狹小范圍的加熱。

如中國專利號為ZL201020237693.3的中高頻感應加熱多重密封緊固式管件、中國專利號為ZL201020237670.2的中高頻感應加熱多重密封塑料管件、中國專利號為ZL201120138231.0的預承插感應加熱熔接塑料管件、中國專利號為ZL201120138204.3的預承插感應加熱熔接塑料緊固式管件、中國專利號為ZL201020237685.9的中高頻感應加熱塑料管件、中國專利號為ZL201020276351.0的一種緊固式管件、中國專利號為ZL201020188986.7的多重密封熱熔緊固式管件，上述所有的管件結構，在采用中高頻電磁感應加熱技術對金屬加熱并間接加熱鋼塑復合管內外層塑料及管件的塑料時，均存在管件的實際需要受熱區域狹小的問題（尤其是DN16～63mm直徑的管道所對應的管件，根據國家標準及城鄉建設行業標準，其管件的有效加熱長度一般僅為20～36mm，在如此狹小的空間繞制一般電磁感應控制器所要求的電感量（正常工作60～300uH，如民用的電磁爐則一般使用90uH的電感線圈）可能性極小，所以必須要求在2～10匝的線圈范圍即可以使電磁感應控制器開始工作，但即使10匝線圈，其電感量也很難超過20uH，若在這個線圈電感量范圍，電磁感應控制器的電路設計十分復雜，不但價格昂貴，國內也尚未掌握該電路技術且目前也沒有該應用。