CN102143621B

CN102143621B - 磁感应加热方法及专用装置

Info

Publication number: CN102143621B
Application number: CN 201010621624
Authority: CN
Inventors: 张洪军; 金华君
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: CN102143621A

Abstract

本发明为磁感应加热方法及专用装置，属于电磁涡流感应领域，由对应设置的永磁磁铁提供高强度磁场，金属体在磁场内高速旋转，切割磁力线，通过涡流效应加热金属体；加热的金属体通过流体介质输出热能。一种装置是桶体内的转轴上设置带有螺旋槽的金属涡轮，金属涡轮覆有金属夹板，转轴外围的桶盖上设有对应的永磁磁铁。另一种装置是桶体内的转轴上设有金属桶，桶体内壁上设有永磁磁铁。通过热交换产生高温热水或热蒸气，输出热能。可广泛应用于家庭采暖或工业供暖、供气。具有电能消耗低、应用范围广的效果，使用方便、经济环保。

Description

磁感应加热方法及专用装置

技术领域

本发明属于磁涡流感应领域，特别是一种通过磁涡流效应进行加热的方法。本发明还涉及磁感应加热方法的专用装置。

背景技术

目前，工业锅炉或家庭取暖仍以蒸气锅炉为主，能源消耗大，污染严重。随着电磁设备的应用，电磁加热装置也应运而生，现在的电磁加热装置一般是通过电压，由线圈产生高速变化的磁场，磁力线通过金属产生涡流效应，使金属发热。电能的消耗仍然较高，同时应用范围小，如电磁炉仅用于加热食品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过磁涡流效应加热金属，再通过流体介质输出热能的方法。本发明还提供使用该方法的磁感应加热专用装置。

本发明是这样实现的：

磁感应加热方法，由对应设置的永磁磁铁提供高强度磁场，金属体在磁场内高速旋转，切割磁力线，通过涡流效应加热金属体；加热的金属体通过流体介质输出热能。

本发明还提供二种使用磁感应加热的专用装置：

第一种，主要由圆柱形桶体组成，桶体两端设置有桶盖，桶体上设置有进水口和出水口，其特征在于：两个桶盖之间通过滚动轴承设置有转轴，转轴通过外部电机带动；转轴上设置带有螺旋槽的金属涡轮，金属涡轮的正面覆有金属夹板A、背面覆有金属夹板B；金属夹板A上开有与螺旋槽相通的水眼，该金属夹板A的外端部与桶体之间设置有水封；所述进水口位于金属夹板A的一侧，出水口位于金属夹板B的一侧；在转轴外围的两个桶盖上对应设置有永磁磁铁。

第二种，主要由圆柱形桶体组成，桶体两端设置有桶盖，桶盖上设置有进水口和出水口，其特征在于：桶体内设置有一个圆桶形金属桶，该圆桶形金属桶纵向设置在一个转轴上，转轴通过滚动轴承设置在两个桶盖之间，转轴通过外部电机带动；桶体的内壁上通过磁场闭合体均匀设置有弧形的永磁磁铁。

本发明采用上述方案后，永磁磁铁产生高强度闭合磁场，高速旋转的金属体切割磁力线，通过磁感应在金属体内产生涡流效应，从而使金属体发热；流体介质如水通过发热的金属体，通过热交换产生高温热水或热蒸气，输出热能。可广泛应用于家庭采暖或工业供暖、供气。具有电能消耗低、应用范围广的效果，使用方便、经济环保。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图，图2为图1所示永磁磁铁及磁场闭合体的结构示意图，图3为本发明的另一种结构示意图，图4为图3所示永磁磁铁的排列示意图。

附图中，1为桶体、2为桶盖、3为进水口、4为出水口、5为转轴、6为电机、7为螺旋槽、8为金属涡轮、9.1为金属夹板A、9.2为金属夹板B、10为水封、11为永磁磁铁块、12为磁场闭合体、13为金属桶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明。

本发明是通过磁感应进行加热并通过流体介质如水输出热能，由对应设置的永磁磁铁提供高强度闭合磁场，金属体在外部电机带动下高速旋转，从而切割磁力线，金属体内产生涡流效应，使金属体快速发热，水流经金属体，通过热交换，产生高温热水或热蒸气，流出后输出热能，可用于家庭采暖或工业供暖、供气。

实施例1

图1所示为本发明的一种磁感应加热专用装置，主要由圆柱形桶体1组成，桶体1可采用金属或其它材质制作。桶体1两端设置有桶盖2，形成一个密闭的腔体。在两个桶盖2的中心线处设置有一个转轴5，该转轴5通过滚动轴承设置在两个桶盖2上。转轴5的中间位置设置有一个带有螺旋槽7的金属涡轮8，金属涡轮8的正面覆有金属夹板A9.1、背面覆有金属夹板B9.2，金属夹板A9.1上开有与螺旋槽7相通的水眼。所述金属夹板A9.1的外端部与桶体1之间设置有水封10，使得桶体1内部形成两个腔体，金属夹板A9.1侧的腔体为进水腔，另一侧为出水腔。进水口3位于进水腔的桶体1上，出水口4位于出水腔的桶体1上。转轴5通过离合器由外部电机6带动高速旋转，从而带动金属夹板A9.1、金属夹板B9.2及金属涡轮8高速旋转。在转轴5外围的桶盖2上通过紧固螺栓固装有磁场闭合体12，两个桶盖2上的磁场闭合体12个数及位置相互对应。如图2所示，每个磁场闭合体12上均匀设置有多个永磁磁铁块11，形成一个大的永磁磁铁，永磁磁铁块11的个数可为2个、4个、6个、8个等偶数个，且相邻永磁磁铁块11磁极的极向相反；永磁磁铁块11通过螺栓固装在磁场闭合体12上，两个桶盖2之间的永磁磁铁块11也相互对应，且磁极的极向相反。形成磁场闭合体12、永磁磁铁、永磁磁铁块11在两个桶盖2上分别对应的结构，提供高强度磁场。

流体介质采用水，从进水口3进入进水腔内，通过金属夹板A9.1上的水眼进入螺旋槽7；桶盖2上对应设置的永磁磁铁提供高强度磁场，作为金属体的金属夹板A9.1、金属夹板B9.2及金属涡轮8设置在对应的永磁磁铁之间；金属体在转轴5带动下高速旋转，切割磁力线，通过涡流效应加热金属体；加热的金属体与作为流体介质的水进行热交换，热交换后的高温热水或蒸气在金属涡轮8的离心作用下，进入出水腔，通过出水口4流出，从而对外提供热能。由于螺旋槽7的作用，桶体1内的水可实现自然外流。

实施例2

图3所示为本发明的另一种磁感应加热专用装置，主要由圆柱形桶体1组成，桶体1两端设置有桶盖2，形成一个密闭的腔体。在两个桶盖2的中心线处设置有一个转轴5，该转轴5通过滚动轴承设置在两个桶盖2上。转轴5外围纵向设置有一个圆桶形金属桶13，金属桶13应有一定厚度，保证对磁力线的切割力。转轴5通过离合器由外部电机6带动高速旋转，从而带动其上的金属桶13高速旋转。如图4所示，在桶体1的内壁上通过磁场闭合体12均匀设置有弧形的永磁磁铁，磁场闭合体12固装在桶体1上，永磁磁铁固装在磁场闭合体12上。永磁磁铁沿桶体1的内壁排形分布，每排永磁磁铁由2个以上的多个永磁磁铁块11组成，且相邻永磁磁铁块11磁极的极向相反。进水口3位于桶体1的一侧，出水口4位于桶体1的另一侧。

流体介质采用水，从桶体1一侧的进水口3进入桶体1内；桶体1的内壁上桶状分布的永磁磁铁提供高强度磁场，金属桶13位于桶体1内；金属桶13在转轴5带动下高速旋转，切割磁力线，通过涡流效应加热金属体；加热的金属体与作为流体介质的水进行热交换，热交换后的高温热水或蒸气，通过桶体1另一侧的出水口4流出，从而对外提供热能。

实验报告

一、实验<一>

1、准备两桶常温(15℃)水，每桶20升。

2、一桶利用本发明装置加热，另一桶利用电磁炉加热。

3、要求：每桶水升温至65℃，利用电表核定各自的耗电量。

4、结果：电磁炉电表指示消耗电能1.45度，本发明装置指示消耗电能0.63度。二者的电能比为1.45∶0.63＝2.3∶1。

结论：本发明装置比一般电磁炉加热设备节能1.3倍。

二、实验<二>

1、准备两桶常温(15℃)水，每桶20升。

2、一桶利用本发明装置加热，另一桶利用电阻丝加热。

3、要求：每桶水升温至65℃，利用电表核定各自的耗电量。

4、结果：电阻丝电表指示消耗电能1.22度，本发明装置指示消耗电能0.63度。二者的电能比为1.22∶0.63＝1.9∶1。

结论：本发明装置比一般用电阻丝直接加热节能1.1倍。

三、实验说明

1.电磁炉是利用电的高频交变电磁场切割磁力线，使金属导体产生强电流，也叫涡流，使铁分子碰撞产生热量。电的利用率一般在80％左右，理论上，一度电能够产生860千卡热量。也就是说，一度电用电磁炉能够产生860*80％＝688千卡的热量。

2.电阻丝对水直接加热，电的利用率95％左右。理论上，一度电能产生860千卡热量。也就是说，一度电用电阻丝加热能够产生860*95％＝817千卡热量。

3.本发明装置是采用高强度永磁磁铁提供在闭合磁场，金属导体切割磁力线，高频改变金属导体内的极性，在短时间内产生强电流，也叫涡流。使铁分子高速碰撞产生热量。一般电机电的利用率在92％以上，也就是说，一度电利用电机旋转可产生860*92％＝791千卡的热量。本发明用电机提供了一半的功，另一半则是由永磁磁铁提供，两者做功的总和是860*92％*2＝1582.4千卡的热量。因此，本发明装置比一般的纯电磁设备节电，节电达一倍以上。

Claims

1.磁感应加热专用装置，主要由圆柱形桶体(1)组成，桶体(1)两端设置有桶盖(2)，桶体(1)上设置有进水口(3)和出水口(4)，其特征在于：两个桶盖(2)之间通过滚动轴承设置有转轴(5)，转轴(5)通过外部电机(6)带动；转轴(5)上设置带有螺旋槽(7)的金属涡轮(8)，金属涡轮(8)的正面覆有金属夹板A(9.1)、背面覆有金属夹板B(9.2)；金属夹板A(9.1)上开有与螺旋槽(7)相通的水眼，该金属夹板A(9.1)的外端部与桶体(1)之间设置有水封(10)；所述进水口(3)位于金属夹板A(9.1)的一侧，出水口(4)位于金属夹板B(9.2)的一侧；在转轴(5)外围的两个桶盖(2)上对应设置有永磁磁铁。

2.根据权利要求1所述的磁感应加热专用装置，其特征在于：所述永磁磁铁固装在磁场闭合体(12)上，磁场闭合体(12)固装在桶盖(2)上，磁场闭合体(12)在两个桶盖(2)上对应设置。

3.根据权利要求1或2所述的磁感应加热专用装置，其特征在于：所述永磁磁铁由均匀设置在磁场闭合体(12)上的偶数个永磁磁铁块(11)组成，相邻永磁磁铁块(11)的磁极极性相反；永磁磁铁块(11)在两个桶盖(2)上对应设置。