具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-6，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的一个实施例中，如图1、4、6所示：一种节能型感应加热装置，包括感应装置本体01，所述感应装置本体01包括无水冷感应加热器02，所述感应装置本体01为管状的加热炉，所述加热炉包括由无水冷感应加热器02形成的加热腔4，所述无水冷感应加热器02包括抗氧化感应加热线圈101，所述抗氧化感应加热线圈101包括感应加热线圈1，所述感应加热线圈1的表面设有抗氧化涂层10，所述抗氧化感应加热线圈101外包裹有耐火层包裹体2，所述耐火层包裹体2的外表面设有保温层3。

其中，所述感应加热线圈1为采用实心铜带螺旋形状。

其中，所述耐火层包裹体2包括耐火水泥层21，所述耐火水泥层21内嵌有若干氧化铝空心球22。

其中，所述抗氧化涂层的厚度为0.18mm。

其中，所述内附层111为设于感应加热线圈1的表面的喷砂层11，所述抗氧化涂层10包括设于喷砂层11的外表面的搪瓷涂层12。

其中，所述保温层3为3层10mm厚的含纳米气凝胶的保温毡。

使用上述的感应装置本体01，这种管状加热器或加热炉可以用来加热回转体一类的金属工件或毛坯，例如轴承套圈、活塞销的加热淬火，圆柱状锻造毛坯的加热。具体使用时，金属件以一定速度通过加热区4可被加热，通过控制感应加热圈1中通过的电流大小以及金属件的运动速度可以调节加热温度。

在本发明的另一个实施例中，

如图2、5、6所示：一种节能型感应加热装置，包括感应装置本体01，所述感应装置本体01包括无水冷感应加热器02，所述感应装置本体为桶状结构的熔炼炉，所述熔炼炉包括由无水冷感应加热器形成的加热熔炼腔，所述加热熔炼腔内设有采用散打料在耐火层包裹体的内壁打造的炉膛，所述无水冷感应加热器02包括抗氧化感应加热线圈101，所述抗氧化感应加热线圈101包括感应加热线圈1，所述感应加热线圈1的表面设有抗氧化涂层10，所述抗氧化感应加热线圈101外包裹有耐火层包裹体2，所述耐火层包裹体2的外表面设有保温层3。

其中，所述感应加热线圈1为采用实心铜带螺旋形状。

其中，所述耐火层包裹体2包括耐火水泥层21，所述耐火水泥层21内嵌有若干氧化铝空心球22。

其中，所述内附层111为设于感应加热线圈1的表面的Ni-P合金镀层13，所述Ni-P合金镀层13的外表面设有搪瓷涂层12。

其中，搪瓷涂层12的厚度为0.18mm，Ni-P合金镀层13的厚度为5μm。

其中，所述保温层3为5层10mm厚的含纳米气凝胶的保温毡。

使用上述的感应装置本体01，用散打料打的炉膛5多用于熔炼如钢和铸铁等黑色金属。

在本发明的另一个实施例中，如图3、5、6所示：一种节能型感应加热装置，包括感应装置本体01，所述感应装置本体01包括无水冷感应加热器02，所述感应装置本体01为桶状结构的熔炼炉，所述熔炼炉包括由无水冷感应加热器02形成的加热熔炼腔，所述加热熔炼腔内设有石墨坩埚7，所述无水冷感应加热器02包括抗氧化感应加热线圈101，所述抗氧化感应加热线圈101包括感应加热线圈1，所述感应加热线圈1的表面设有抗氧化涂层10，所述抗氧化感应加热线圈101外包裹有耐火层包裹体2，所述耐火层包裹体2的外表面设有保温层3。

其中，所述感应加热线圈1为采用实心铜带螺旋形状。

其中，所述内附层111为设于感应加热线圈1的表面的Ni-P合金镀层13，所述Ni-P合金镀层13的外表面设有搪瓷涂层12。

其中，搪瓷涂层12的厚度为0.18mm，Ni-P合金镀层13的厚度为5μm。

其中，所述耐火层包裹体2包括耐火水泥层21，所述耐火水泥层21内嵌有若干氧化铝空心球22。

其中，所述保温层3为5层10mm厚的含纳米气凝胶的保温毡。

使用上述的感应装置本体01，放置石墨坩埚7多用于熔炼如铜、铝等有色金属及其合金的熔炼。

在本发明的另一个实施例中，一种节能型感应加热装置，包括感应装置本体01，所述感应装置本体01包括无水冷感应加热器02，所述感应装置本体01为管状的加热炉，所述加热炉包括由无水冷感应加热器02形成的加热腔4，所述无水冷感应加热器02包括抗氧化感应加热线圈101，所述抗氧化感应加热线圈101包括感应加热线圈1，所述感应加热线圈1的表面设有抗氧化涂层10，所述抗氧化感应加热线圈101外包裹有耐火层包裹体2，所述耐火层包裹体2的外表面设有保温层3。

其中，所述感应加热线圈1为采用铜管制成的螺旋形状，采用铜管制成的螺旋形状的感应加热线圈1，其两端用焊接方法将两端密封。

其中，所述抗氧化涂层的厚度为0.18mm。

其中，所述内附层111为设于感应加热线圈1的表面的喷砂层11，所述抗氧化涂层10包括设于喷砂层11的外表面的搪瓷涂层12。

其中，所述耐火层包裹体2包括耐火水泥层21，所述耐火水泥层21内嵌有若干氧化铝空心球22。

其中，所述保温层3为3层10mm厚的含纳米气凝胶的保温毡。

实验例

取第一个的管状的加热装置，从节能原理和节能效果方面进一步说明，

设耐火材料管即耐火层包裹体2的内半径为r₀,外半径为r₁,耐火材料的导热系数为λ₀(1+α₀t),内壁温度为T₀，其中，如果被加热的是固体金属，该温度略低于金属温度，如果是液态金属则等于液态金属温度；r₁位置的温度为T₁，保温层3的内半径为r₁(忽略感应器厚度),外半径为r₂,保温材料的导热系数为λ₁(1+α₁t)，保温层3的外表温度为T₂，环境温度为T_环，保温材料与环境之间的热交换系数为β。

根据热传导第一定律可得内表面(r＝r₀)单位面积的散热功率J₀＝λ₀[1+α₀(T₀+T₁)/2](T₀-T₁)/[r₀ln(r₁/r₀)]；

由此可见，减小T₀-T₁，即提高T₁温度，则单位面积上散热功率减小。

例如，常用的锻造加热温度T₀＝1050℃，如果感应器用水冷却，T₁≈100℃，如果不用水冷却，设T₁＝750℃，两者单位面积的散热功率之比为：(1+900α₀)*300/(1+575α₀)/950,如果取α₀＝2×10^-4，则为0.334，即当T₁温度提高到750℃，其单位面积上的散热功率只有水冷时的33.4％，节能效果显著。

为了使r＝r₁处的温度T₁＝750℃，外面必须加保温层3，此处单位面积向外扩散的功率为：

J₁＝(r₀/r₁)J₀＝λ₁[1+α₁(T₁+T₂)/2](T₁-T₂)/[r₁ln(r₂/r₁)]＝

(r₀/r₁)×λ₀[1+α₀(T₀+T₁)/2](T₀-T₁)/[r₀ln(r₁/r₀)]，

即：

λ₁[1+α₁(T₁+T₂)/2](T₁-T₂)/[r₁ln(r₂/r₁)]＝(r₀/r₁)×λ₀[1+α₀(T₀+T₁)/2](T₀-T₁)/[r₀ln(r₁/r₀)] (方程1)。

保温层3半径为r₂处单位面积扩散的功率为：

J₂＝(r₀/r₂)J₀＝(r₀/r₂)×λ₀[1+α₀(T₀+T₁)/2](T₀-T₁)/[r₀ln(r₁/r₀)],其等于

散失到环境中的功率β(T₂-T_环)，

即：

(r₀/r₂)×λ₀[1+α₀(T₀+T₁)/2](T₀-T₁)/[r₀ln(r₁/r₀)]＝β(T₂-T_环) (方程2)

联立求解以上两个方程可以求出T₂和r₂。

选用导热系数λ₀小的材料，同样可以减小单位面积散热功率。在耐火水泥中添加氧化铝空心球可以大大减小散热系数，从而减小散热功率。在设计上，如果增大感应圈半径，在内径不变和感应圈温度不变情况下也可以降低散热功率。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。