直流电磁发热元件制造技术

本发明专利技术披露了一种通过直流电磁场利用电热能转换原理的直流电磁发热元件。当直流电流通过线圈并对闭合磁场充分地充磁时，磁场会形成不同于直流线路电路的额外的２Ｄ放热空间。在该２Ｄ放热空间中磁介质会放出巨大热能。与常用的交流发热装置相比，具有直流电磁场的电路的发热装置会节省多于４０％的耗电量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种令物体发热的发热元件，特别是一种可用于发热器的直流电磁发 热元件。
技术介绍
现今，有不同的放热的方法。然而，考虑到要减少温室气体的排放，使用电能代替 传统的矿物燃料(如天然气与石油)已是众望所归。使用电能放热已有不同的方法，包括 有电阻性和电感性放热。电阻性放热是一种以电流通过电导体进行电发热的方法。另一方 面，电感性发热是一种用交流电对导电材料进行电加热的方法。对电导线圈，例如铜线圈， 施加交流电，从而产生一个交变磁场。该交变磁场在一个紧接着线圈的工件里产生交流电 压和电流。所述交变电流产生了电阻损耗，从而令工件发热。然而，这些发热方法耗用了巨 大的能量，因此石油或天然气发热在传统上便比常见的电热方法更受接纳。由于对清洁能 源加热方法的需求增大，希望能有另一种电热方案，可以耗用较少的能源或对于产生类似 量的热量更为高效节能。
技术实现思路
本专利技术涉及一种令物体发热的发热元件，尤其是一种可用于发热器的直流电磁发 热元件。本专利技术的目的是提供一种用于发热器，热水器及其它用途的直流电磁发热元件。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种直流电磁发热元件，它包括至少一个线 圈，其中，当直流电压施加于所述线圈时，它使得固定磁极的闭合磁场作充分地充磁，并且 还使得磁场形成不同于所述线圈的额外2D放热空间，以排放热能。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种发热器，它包括直流电磁场发热元件， 所述发热元件包括至少一个线圈，其中，当直流电流施加在此线圈上时，它使得闭合磁场被 充分地充磁，并且还使得磁场形成不同于所述线圈的额外的2D放热空间，以排放热能。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种令物体发热的方法，所述方法包括如 下步骤(i)加直流电压于至少一个线圈上，促使固定磁极的闭合磁场形成并被充分地充 磁，并且还令此磁场形成不同于所述线圈的额外的2D发热空间，以排放热能；和(ii)将所 述热能施加于所述物体。附图说明现在将更详细地结合附图进行描述，其中图1至3是本专利技术的直流(“DC”)电磁发热器的DC电路的示意图；图4至5示出了当交流电压加在一线圈时，依时间推移，电压与电流对磁场的影 响；图6至7示出了当直流电压加在此线圈时，依时间推移，电压与电流对磁场的影响；图8是一电磁发热器的照片透视图；图9是电磁发热器的示意性控制线路图；图10是一环境控制测试实验室的示意图；图11是一表格，它表述了测量直流电磁发热器与AC油热式发热器的测试结果；图12是一图表，它示出了依时间推移，此直流电磁发热器及油热式发热器温度升 高的测量值；和图13是一图表，它示出了依时间推移，直流电磁发热器与油热式发热器总耗用电 量的测量值。具体实施例方式通过直流(DC)电磁场的电热能转换的原理涉及电热能的转换。当直流电流通过 一线圈，并且使一闭合的磁场被充分地充磁时，此磁场形成一额外的2D发热空间，它是一 个不同于此直流线路电路的，垂直空间或另一空间。被充磁磁场的磁介质将会排放巨大的热量。在电学里，在正常运行中，互感器过热可能损坏具有开路(或是”次级电路”)的电 流互感器(CT)，这是公知常识。损坏是由于电流互感器里的电磁场被超饱和充磁。不言而 喻，这种情况是指在交流(AC)线路电路而言。事实上，在直流线路电路里，当一直流电流通过一线圈，并且使一闭合的磁场被充 分地充磁时，电磁场里的磁介质也会放出巨大的热能。在该DC线路电路的正常运行中，没 有另一交变的感抗电阻，而只有线圈的纯内阻，因此可以让最佳量的电流量通过。这样，对 线圈施加很低的直流电压能够促使有足够的电流量通过线圈，并且使磁场被充分地充磁。 这种直流电路耗用电量很小，但却以稳定、持续而安静的方式产生巨大的热能。这种直流电路有如下的二个特点1.当直流线路电路中有电磁场存在时，此磁场将形成不同于直流线路电路的新的 额外的2D放热空间。此放热空间放出的热能的容量/量甚至比通过交流发热方法产生的 热量更加巨大和稳定。2.不论此电磁场是否存在于此直流线路电路里，整个电路的耗电量仍然是保持不 变。在此电路里，正是按照焦耳定律(Joule's Law)，由线圈所耗用的电能转化成热能。然 而，相信此直流磁场的2D发热空间所放出的热能是在焦耳定律计算以外的。与通用的交流 电发热方式相比，这种具有磁场的直流电路耗用更少的电量。现在，参考图1至3，一个线圈10具有内阻R ；在图1，2和3中，通过此线圈10的 电流分别被标为II，12和13。类似地，在图1，2和3中，线圈10的耗电量分别被标为W1， W2和W3 ；而放热量(power energy)分别被标为PI, P2和P3。图1示出了近似于只有初级线圈10的电流互感器的线路图，它没有次级线圈(未 示出)。当直流电压施加在线圈10两端时，直流电流Il流经此线圈，并对闭合电路磁场进 行充磁。此直流电磁场形成新的额外的2D放热空间20 (见图3)。图2中，在形成磁场之前，此电路200的耗电量为W2 = I22R瓦特，而放热量依焦 耳定律是P2 = W2t = I22Rt焦耳。图3中，一旦电路300中有磁场存在，线圈10的末端A3-B3的电压以及通过线圈 的电流13都保持不变，与图2中的一样，即是12 = 13。这实质上说明了，无论磁场是否存 在，该直流线路电路的耗电量会保持不变。当整个电路的耗电量与以前一样不变之际，一个 额外的2D放热空间新加入进来。此时，电路300的总放热量是P3 = I32Rt+2Dt,因 13 = 12，P3 = I32Rt+2Dt = I22Rt+2Dt = P2+2Dt此结果表明，电路200与300的耗电量在数值上保持相等，但放热量方面，电路300 比电路200增多了 2Dt。图4示出了当施加交流电压时，电压30分别在图1，2和3的A1-B1，A2-B2或A3-B3 处随时间在一个周期的变化。在许多国家里，交流电是50或者60Hz (赫兹)，因此电压30 每秒要重复50或60次。如图4所示，电压值30在周期的第一半是正值，而在周期的第二 半转向负值。图5标示了在图1，2禾Π 3中，电压30和电流35通过线圈10依时间顺序的变化。 随着交流电压30在正与负之间(通过依时间顺序以正弦波绘制)交替，流过线圈10的电 流35也会跟随电压30进行交替。除了线圈10的内阻R，交流电流流经线圈10的流量主 要是与线圈的感抗电阻成正比的。不过，在第一半周期(即是0与M之间)在线圈10周围 建立起来的磁场会被在第二半周期(即是M与N之间)期间建立起来的另一磁场翻转和消 除。在任一给定一半周期建立的磁场会受其前面一半周期建立的磁场妨碍或影响，并且又 影响随后的磁场。再者，在每一完整周期对磁场的有效充磁值是零。图6标示了当施加直流电压时，在图1，2和3中的Al-Bl，Α2-Β2或Α3-Β3处直流 电压30’依时间顺序推移的数值。正如图7所见，直流电流35’只需克服线圈10的内阻R 就达到其比例值。随时间推移通过线圈10的所述直流电流35’会有效地建立一个磁场。相 信所述过程还促进了发热。与交流电压的情况不同，当一直流电压加在线圈10上时，因为 电压保持不变以对一固定极性的相同磁场充磁，并没有如对线圈10施加交流电压的情况 那样存在无功电压。对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流电磁发热元件，它包括至少一个线圈，当直流电压施加于所述至少一个线圈上时，使得有固定极性的闭合磁场被充分地充磁，并且还使得所述磁场形成不同于所述线圈的额外的２Ｄ发热空间，以便排放热能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种直流电磁发热元件，它包括至少一个线圈，当直流电压施加于所述至少一个线圈上时，使得有固定极性的闭合磁场被充分地充磁，并且还使得所述磁场形成不同于所述线圈的额外的2D发热空间，以便排放热能。2.一种发热器，它包括直流电磁发热元件，所述直流电磁发热元件包括至少一个线圈， 当直流电压施加在所述至少一个线圈上时，使得有固定极性的闭合磁场被充分地充磁，并 且还使得所述磁场形成不同于所述线圈的额外的2D发热空间，以便排放热能。3.根据权利要求2所述的发热器，其中，当直流电压施加在所述至少一个线圈上时，所 述至少一个线圈减弱了感抗电阻，并提供了纯内阻，以使最佳量的直流电流流过其中，以便 减少了...

【专利技术属性】
技术研发人员：张式平，
申请(专利权)人：张式平，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]