直流電磁發熱元件制造技術

本發明專利技術披露了一種通過直流電磁場利用電熱能轉換原理的直流電磁發熱元件。當直流電流通過線圈并對閉合磁場充分地充磁時，磁場會形成不同于直流線路電路的額外的２Ｄ放熱空間。在該２Ｄ放熱空間中磁介質會放出巨大熱能。與常用的交流發熱裝置相比，具有直流電磁場的電路的發熱裝置會節省多于４０％的耗電量。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種令物體發熱的發熱元件，特別是一種可用于發熱器的直流電磁發 熱元件。
技術介紹
現今，有不同的放熱的方法。然而，考慮到要減少溫室氣體的排放，使用電能代替 傳統的礦物燃料(如天然氣與石油)已是眾望所歸。使用電能放熱已有不同的方法，包括 有電阻性和電感性放熱。電阻性放熱是一種以電流通過電導體進行電發熱的方法。另一方 面，電感性發熱是一種用交流電對導電材料進行電加熱的方法。對電導線圈，例如銅線圈， 施加交流電，從而產生一個交變磁場。該交變磁場在一個緊接著線圈的工件里產生交流電 壓和電流。所述交變電流產生了電阻損耗，從而令工件發熱。然而，這些發熱方法耗用了巨 大的能量，因此石油或天然氣發熱在傳統上便比常見的電熱方法更受接納。由于對清潔能 源加熱方法的需求增大，希望能有另一種電熱方案，可以耗用較少的能源或對于產生類似 量的熱量更為高效節能。
技術實現思路
本專利技術涉及一種令物體發熱的發熱元件，尤其是一種可用于發熱器的直流電磁發 熱元件。本專利技術的目的是提供一種用于發熱器，熱水器及其它用途的直流電磁發熱元件。根據本專利技術的一個方面，本專利技術提供一種直流電磁發熱元件，它包括至少一個線 圈，其中，當直流電壓施加于所述線圈時，它使得固定磁極的閉合磁場作充分地充磁，并且 還使得磁場形成不同于所述線圈的額外2D放熱空間，以排放熱能。根據本專利技術的另一方面，本專利技術提供了一種發熱器，它包括直流電磁場發熱元件， 所述發熱元件包括至少一個線圈，其中，當直流電流施加在此線圈上時，它使得閉合磁場被 充分地充磁，并且還使得磁場形成不同于所述線圈的額外的2D放熱空間，以排放熱能。根據本專利技術的另一方面，本專利技術提供了一種令物體發熱的方法，所述方法包括如 下步驟(i)加直流電壓于至少一個線圈上，促使固定磁極的閉合磁場形成并被充分地充 磁，并且還令此磁場形成不同于所述線圈的額外的2D發熱空間，以排放熱能；和(ii)將所 述熱能施加于所述物體。附圖說明現在將更詳細地結合附圖進行描述，其中圖1至3是本專利技術的直流(“DC”)電磁發熱器的DC電路的示意圖；圖4至5示出了當交流電壓加在一線圈時，依時間推移，電壓與電流對磁場的影 響；圖6至7示出了當直流電壓加在此線圈時，依時間推移，電壓與電流對磁場的影響；圖8是一電磁發熱器的照片透視圖；圖9是電磁發熱器的示意性控制線路圖；圖10是一環境控制測試實驗室的示意圖；圖11是一表格，它表述了測量直流電磁發熱器與AC油熱式發熱器的測試結果；圖12是一圖表，它示出了依時間推移，此直流電磁發熱器及油熱式發熱器溫度升 高的測量值；和圖13是一圖表，它示出了依時間推移，直流電磁發熱器與油熱式發熱器總耗用電 量的測量值。具體實施例方式通過直流(DC)電磁場的電熱能轉換的原理涉及電熱能的轉換。當直流電流通過 一線圈，并且使一閉合的磁場被充分地充磁時，此磁場形成一額外的2D發熱空間，它是一 個不同于此直流線路電路的，垂直空間或另一空間。被充磁磁場的磁介質將會排放巨大的熱量。在電學里，在正常運行中，互感器過熱可能損壞具有開路(或是”次級電路”)的電 流互感器(CT)，這是公知常識。損壞是由于電流互感器里的電磁場被超飽和充磁。不言而 喻，這種情況是指在交流(AC)線路電路而言。事實上，在直流線路電路里，當一直流電流通過一線圈，并且使一閉合的磁場被充 分地充磁時，電磁場里的磁介質也會放出巨大的熱能。在該DC線路電路的正常運行中，沒 有另一交變的感抗電阻，而只有線圈的純內阻，因此可以讓最佳量的電流量通過。這樣，對 線圈施加很低的直流電壓能夠促使有足夠的電流量通過線圈，并且使磁場被充分地充磁。 這種直流電路耗用電量很小，但卻以穩定、持續而安靜的方式產生巨大的熱能。這種直流電路有如下的二個特點1.當直流線路電路中有電磁場存在時，此磁場將形成不同于直流線路電路的新的 額外的2D放熱空間。此放熱空間放出的熱能的容量/量甚至比通過交流發熱方法產生的 熱量更加巨大和穩定。2.不論此電磁場是否存在于此直流線路電路里，整個電路的耗電量仍然是保持不 變。在此電路里，正是按照焦耳定律(Joule's Law)，由線圈所耗用的電能轉化成熱能。然 而，相信此直流磁場的2D發熱空間所放出的熱能是在焦耳定律計算以外的。與通用的交流 電發熱方式相比，這種具有磁場的直流電路耗用更少的電量。現在，參考圖1至3，一個線圈10具有內阻R ；在圖1，2和3中，通過此線圈10的 電流分別被標為II，12和13。類似地，在圖1，2和3中，線圈10的耗電量分別被標為W1， W2和W3 ；而放熱量(power energy)分別被標為PI, P2和P3。圖1示出了近似于只有初級線圈10的電流互感器的線路圖，它沒有次級線圈(未 示出)。當直流電壓施加在線圈10兩端時，直流電流Il流經此線圈，并對閉合電路磁場進 行充磁。此直流電磁場形成新的額外的2D放熱空間20 (見圖3)。圖2中，在形成磁場之前，此電路200的耗電量為W2 = I22R瓦特，而放熱量依焦 耳定律是P2 = W2t = I22Rt焦耳。圖3中，一旦電路300中有磁場存在，線圈10的末端A3-B3的電壓以及通過線圈 的電流13都保持不變，與圖2中的一樣，即是12 = 13。這實質上說明了，無論磁場是否存 在，該直流線路電路的耗電量會保持不變。當整個電路的耗電量與以前一樣不變之際，一個 額外的2D放熱空間新加入進來。此時，電路300的總放熱量是P3 = I32Rt+2Dt,因 13 = 12，P3 = I32Rt+2Dt = I22Rt+2Dt = P2+2Dt此結果表明，電路200與300的耗電量在數值上保持相等，但放熱量方面，電路300 比電路200增多了 2Dt。圖4示出了當施加交流電壓時，電壓30分別在圖1，2和3的A1-B1，A2-B2或A3-B3 處隨時間在一個周期的變化。在許多國家里，交流電是50或者60Hz (赫茲)，因此電壓30 每秒要重復50或60次。如圖4所示，電壓值30在周期的第一半是正值，而在周期的第二 半轉向負值。圖5標示了在圖1，2禾Π 3中，電壓30和電流35通過線圈10依時間順序的變化。 隨著交流電壓30在正與負之間(通過依時間順序以正弦波繪制)交替，流過線圈10的電 流35也會跟隨電壓30進行交替。除了線圈10的內阻R，交流電流流經線圈10的流量主 要是與線圈的感抗電阻成正比的。不過，在第一半周期(即是0與M之間)在線圈10周圍 建立起來的磁場會被在第二半周期(即是M與N之間)期間建立起來的另一磁場翻轉和消 除。在任一給定一半周期建立的磁場會受其前面一半周期建立的磁場妨礙或影響，并且又 影響隨后的磁場。再者，在每一完整周期對磁場的有效充磁值是零。圖6標示了當施加直流電壓時，在圖1，2和3中的Al-Bl，Α2-Β2或Α3-Β3處直流 電壓30’依時間順序推移的數值。正如圖7所見，直流電流35’只需克服線圈10的內阻R 就達到其比例值。隨時間推移通過線圈10的所述直流電流35’會有效地建立一個磁場。相 信所述過程還促進了發熱。與交流電壓的情況不同，當一直流電壓加在線圈10上時，因為 電壓保持不變以對一固定極性的相同磁場充磁，并沒有如對線圈10施加交流電壓的情況 那樣存在無功電壓。對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種直流電磁發熱元件，它包括至少一個線圈，當直流電壓施加于所述至少一個線圈上時，使得有固定極性的閉合磁場被充分地充磁，并且還使得所述磁場形成不同于所述線圈的額外的２Ｄ發熱空間，以便排放熱能。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】一種直流電磁發熱元件，它包括至少一個線圈，當直流電壓施加于所述至少一個線圈上時，使得有固定極性的閉合磁場被充分地充磁，并且還使得所述磁場形成不同于所述線圈的額外的2D發熱空間，以便排放熱能。2.一種發熱器，它包括直流電磁發熱元件，所述直流電磁發熱元件包括至少一個線圈， 當直流電壓施加在所述至少一個線圈上時，使得有固定極性的閉合磁場被充分地充磁，并 且還使得所述磁場形成不同于所述線圈的額外的2D發熱空間，以便排放熱能。3.根據權利要求2所述的發熱器，其中，當直流電壓施加在所述至少一個線圈上時，所 述至少一個線圈減弱了感抗電阻，并提供了純內阻，以使最佳量的直流電流流過其中，以便 減少了...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張式平，
申請(專利權)人：張式平，
類型：發明
國別省市：HK[中國|香港]