专利名称：流通式感应加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于感应加热的流通式加热器，其特别地用于加热水。
背景技术：
感应加热是由电磁感应加热金属物体的过程，其中电磁通量在金属中产生涡流 (eddy current)而电阻导致金属的加热。被加热的金属可以例如，在流通式感应加热器中 被用作加热元件来加热物质。在流通式感应加热器中，水由围绕水供应线的铁磁性部分的 感应线圈加热。线圈内的高频磁通量在继而加热水的铁磁性部分产生热量。由于热量产生 于铁磁性材料内，所以不存在源于热障的能量损失。热量传递的非接触方式允许薄壁的使 用以及快速加热。感应加热器能够被非常有效地和直接地控制。一种在水供应设备中的感 应加热器被公开于譬如JP 09-075219中。为安全起见，这样的感应线圈必须由一种通常由例如为铁氧体的铁磁性材料制成 的电磁场屏蔽件所屏蔽。这样的屏蔽件除了保护环境免受电磁通量的影响之外不起其它作 用。在这样的结构中，仅有部分磁通量被用于产生热量用以加热水。本发明的目的是提供一种具有改良的加热效率的流通式感应加热器结构。
发明内容
本发明的目的通过一种流通式加热器实现，其具有用于导引待加热液体的通道， 并包括封装了用于加热铁磁性壁的至少一个壁部分的感应线圈的铁磁性壁，其中通道沿着 所述壁部分延伸。这样，感应线圈由铁磁性通道壁所屏蔽而不需要单独的电磁屏蔽件。没有热量经 由电磁屏蔽件而损失，并实现了高效率的到液体的热传递。尽管到目前为止通常使用感应 线圈来感应涡流以便加热在线圈内部中的物体，但现已发现沿线圈外部的铁磁性加热器壁 也可以在一种惊人地有效的方式中被加热。在一种具体实施方式
中，铁磁性壁为双层壁壳体的外壁，该双层壁壳体例如是双 层壁的圆柱，其内壁被布置在感应线圈的内部，以这种方式使得感应线圈被布置于铁磁性 壁和内壁之间。可选地，通道也沿内壁的内表面的至少一部分延伸，使得待加热水同时流经 双层壁壳体的外壁和内壁，以进一步优化加热效率。替代地，铁磁性壁由壳体所形成，例如具有至少一个封闭端并且壳体封装有感应 线圈的圆柱，壳体被第二壁所环绕，其中通道在铁磁性壁和第二壁之间行进并且其中通道 被操作地连接到供应线及排出线。壳体可以，比如，由圆形端壁所封闭。环绕的第二壁可以 为，例如，同轴的圆柱状壁。以这种方式，加热器可以被配置以引导水沿铁磁性壁流动，而由 线圈封闭的空间与流动路径阻隔开。这允许加热器的一种更简单和更便宜的结构。为了进一步优化热量传递，环绕感应线圈的壁可以，例如，装备有一个或多个分隔 以限定沿铁磁性壁的流动路径，比如，通过限定螺线形或螺旋形流动路径。如果铁磁性壁为 具有纵向轴线的主体，或者形成这种纵向主体的一部分，则分隔可以相对于纵向轴线径向地延伸。分隔能够，例如，为在圆柱形铁磁性壁上径向地延伸的分隔。感应线圈通常由3mm-5mm直径的铜管制成。直径、形状、以及匝数可被选择以影响 预期的效率及场模式。屏蔽感应线圈的壳体的外表面的铁磁性材料可以为任何合适的一般地用于供水 线领域的钢类型材料。
一种高频电力供应装置可被用于为感应线圈提供高频交流(AC)电力。交流的频 率可以，例如，为50-400KHz，比如100-300KHz。可选地，被供应的高频电力可以根据预设置的温度进行调整，例如，使用恒温器。根据本发明的加热器适合在商业、家庭及工业环境中使用。
图IA为根据本发明的加热器的截面图；图IB为图IA中的加热器的透视截面图；图2为根据本发明的加热器的第二实施方式的透视截面图；图3为根据本发明的加热器的第三实施方式的透视截面图；图4为根据本发明的加热器的第四实施方式。
具体实施例方式图IA示出流通式加热器1的截面图。这个截面在图IB中以透视方式示出。流通 式加热器1包括用于引导待加热液体(特别是水)的通道2。双层壁圆柱3封装感应线圈 4。双层壁圆柱3包括环绕感应线圈4的铁磁性金属的外圆柱5，以及被感应线圈4环绕的 内管线6。内管线6与排出线7开放连接并与其成直线。两个环形端壁8、9封闭外壁5与 内壁6之间的空间10。环绕感应线圈4的外圆柱壁5形成流动路径通道2的环形部分11 的内壁。环形通道部分11的外壁由包括被环形端壁14封盖的圆柱壁13的壳体12所形成。 圆柱壁13立于封装感应线圈4的双层壁圆柱3上，从而产生在一端的圆形端壁14和在另 一端的双层壁圆柱3的环形端壁9之间的空间15。在另一端，环形端壁16封闭在双层壁圆 柱3和圆柱形壳体壁13之间的环形空间17。靠近环形端壁16，供应线18被连接到圆柱形 壳体壁用以与在双层壁圆柱3和圆柱形壳体壁13之间的环形空间17形成开放连接。待加热水的流动路径在附图中由箭头标明。水从供应线18通过在由双层壁圆柱 3和圆柱形壳体壁13之间的环形空间17所形成的环形通道，并进一步通过在圆形端壁14 和双层壁圆柱3的环形端壁9之间的空间15流入双层壁圆柱3的内管线6，并进一步流入 排出线7。在感应线圈4的内部侧，产生的磁通量加热内管线6，从而加热通过的水。在线圈 4的外部侧，通量被壁5所屏蔽。热量被产生于壁5中，其被通过流动路径的水吸收。图2以透视方式示出根据本发明的加热器1的第二实施方式的截面图。加热器1 具有与在图IA和IB中示出的加热器相似的结构。对这两种实施方式都通用的部件将由相 同的参考数字参考。图2的实施方式与图IA和IB的不同之处在于，双层壁圆柱3的外表 面5具有径向延伸的螺旋状分隔19。螺旋状分隔19限定螺旋状流动路径，有助于最大化从 屏蔽件5到经过的水的热量传递。
图3示出根据本发明的加热器1的一种进一步的实施方式。再一次，对两种实施 方式都通用的部件将由相同的参考数字参考。相较于图IA和IB的实施方式以及图2的实 施方式，双层壁圆柱3被封闭内管线6的圆形端壁20封盖。排出线21与供应线18相对连 接到圆柱形壳体壁13。水从供应线18通过在双层壁圆柱3和圆柱形壳体壁13的内表面之 间的环形空间17流向排出线21。图4示出根据本发明的加热器1的一种进一步的实施方式。加热器1具有通道2。 待加热流体通过供应线18进入通道并通过排出线21离开通道。流体由第二壁13和环绕 感应线圈4的线圈封装壁55引导。在流经排出线21之前，流体被引导穿过内管线6。内管 线6被感应线圈4环绕。第二壁13具有铁磁性壁5。线圈封装壁55包括铁磁性材料，但 是如将在此后解释的，这不是必要的。铁磁性壁5作为保护环境免受电磁通量影响的屏蔽。 与此同时，由感应线圈4产生的磁通量的一部分可以在铁磁性壁5的部分中产生涡流，铁磁 性壁5的该部分包括铁磁性材料。在这种实施方式中，铁磁性壁5将电磁屏蔽功能与将流 经加热器1的通道2的流体加热的可能性相结合。虽然本发明在附图和前述的描述中被详细的说明与描述，这样的说明和描述应该 被认为是说明性的或范例性的而不是限制性的；本发明不限定于公开的实施方式。通过学习附图、公开内容，以及随附的权利要求书，本领域内的技术人员在实践所 提出的发明时能够理解和实现对于公开的实施方式的其它改变。由于是专业人员所熟悉的 事物，众所周知的设备、元件及部件未被详细描述。在权利要求书中，词语“包括”不排除其 它元件或步骤，而不定冠词“一种”或“一个”不排除复数。单独的机构或其它单元可能实 现权利要求中列举的数个项目的功能。仅凭借特定的措施在彼此不同的从属权利要求中被 列举不能够表明这些措施的组合不能够被进一步使用以获益。在权利要求书中的任何参考 符号不应被诠释为限定其范围。
权利要求
一种流通式加热器(1)，其具有用于引导待加热液体的通道(2)，并包括封装感应线圈(4)的铁磁性壁(5)，感应线圈(4)用于加热所述铁磁性壁(5)的至少一个壁部分，其中所述通道(2)沿所述壁部分延伸。
2.根据权利要求1的流通式加热器，其中所述铁磁性壁(5)为具有铁磁性材料的内壁 (6)的双层壁壳体(3)的外壁，所述感应线圈被布置于所述铁磁性壁(5)和所述内壁(6)之 间，并且其中所述通道(2)沿所述内壁(6)的内表面的至少一部分延伸。
3.根据权利要求1的流通式加热器，其中所述铁磁性壁(5)由具有至少一个封闭端 (20)并封装所述感应线圈(4)的壳体(3)所构成，所述壳体(3)被第二壁(13)所环绕，而 其中所述通道(2)行进于所述铁磁性壁(5)和所述第二壁(13)之间，并且其中所述通道 (2)被操作地连接到供应线(18)和排出线(21)。
4.根据上述权利要求中的任意一项的流通式加热器，其特征在于所述铁磁性壁(5)为 圆柱形壁⑶。
5.根据上述权利要求中的任意一项的流通式加热器，其中所述铁磁性壁(5)具有一个 或多个限定流动路径的分隔(19)。
6.根据权利要求5的流通式加热器，其中所述分隔(19)限定螺旋形流动路径。
全文摘要
一种流通式加热器(1)，其具有用于引导待加热液体的通道(2)。该流通式加热器(1)包括封装感应线圈(4)的铁磁性壁(5)，感应线圈(4)用于加热铁磁性壁(5)的至少一个壁部分，其中通道(2)沿所述壁部分延伸。在这种结构中，不需要额外的电磁屏蔽件。
文档编号F24H1/10GK101828425SQ200880111946
公开日2010年9月8日 申请日期2008年10月13日 优先权日2007年10月18日
发明者A·布罗恩, K·酷伊杰克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司