CN104582043A - 零辐射高效电热能量转换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁感应加热装置，特别是涉及一种零辐射高效电热能量转换器。零辐射高效电热能量转换器，其结构如下：它包括加热内腔与加热外腔，加热内腔由内腔加热管的内壁封闭而成，加热外腔由外腔加热管的外壁和外套管的内壁封闭而成，内腔加热管与外腔加热管的中间放置电磁感应线圈，在内腔加热管与电磁感应线圈之间和外腔加热管与电磁感应线圈之间放置绝缘材料。本发明采用内外复合加热腔的结构形式，在相同功率情况下，加热器的体积可以缩小一半。另外，由于电磁感应线圈的磁路除端部外，完全由加热管封闭，没有磁通损失，实现了电磁零辐射和提高了电热能量转换效率。

Description

零辐射高效电热能量转换器

技术领域

本发明公开了一种电磁感应加热装置，特别是涉及一种零辐射高效电热能量转换器。

背景技术

 在各国大力倡导使用清洁、高效、可再生能源政策的推动下，传统以煤炭、石油为燃料的热能生产方式，将会被以高效、节能为特点的高科技热能生产方式所取代。

电磁感应加热，是通过电磁感应线圈产生高频交变磁场，通过高频交变磁场在发热体内产生涡流，完成电热能量转换。目前已有的电磁感应加热装置普遍存在电磁辐射和热能散失问题，电磁辐射对周围的人和电气设备都有不良的影响，而热能散失将降低电热转换效率。

传统的电磁感应加热器是线圈绕在发热管外，在线圈外部安装导磁条，由线圈内的发热管和线圈外部的导磁条构成闭合磁路。该结构存在如下技术问题：

由于导磁条离散地拼装在线圈外面，由此构成的导磁回路难以完全封闭高频磁场外泄；当高频磁场通过导磁条时，导磁条本身也发热，会产生能量损失；这种结构体积大，空间利用率低。

发明内容

本发明就是为了解决上述技术问题，而提出的零辐射高效电热能量转换器，本发明零辐射高效电热能量转换器实现了在能量转换过程中电磁零辐射，其换热效率高，体积小。

为了解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

零辐射高效电热能量转换器，其结构如下：它包括加热内腔与加热外腔，加热内腔由内腔加热管的内壁封闭而成，加热外腔由外腔加热管的外壁和外套管的内壁封闭而成，内腔加热管与外腔加热管的中间放置电磁感应线圈，在内腔加热管与电磁感应线圈之间和外腔加热管与电磁感应线圈之间放置绝缘材料。

上述的内腔加热管与外腔加热管之间电磁感应线圈的两端部设置有支撑架，支撑架中间设置有通风口。

上述的转换器为立式结构，加热内腔导热媒介入口设置在内腔加热管的下端，加热内腔导热媒介出口设置在内加热腔的上端，加热外腔导热媒介入口设置在外套管的下部，加热外腔导热媒介出口设置在外套管的上部。

是述的转换器为卧式结构，加热内腔导热媒介入口设置在内腔加热管的侧端，加热内腔导热媒介出口设置在内加热腔的另一侧端部，加热外腔导热媒介入口设置在外套管的上端，加热外腔导热媒介出口设置在外套管的下端。

上述的外套管为金属材料的管或非金属管。

上述的电磁感应线圈是以内腔加热管为轴心呈螺旋状单层绕制而成。

上述的电磁感应线圈是以内腔加热管为轴心呈螺旋状多层绕制而成。

上述的电磁感应线圈为铜质导线。

本发明由电磁感应线圈的内管、外管与端部构成闭合磁路，内管与外管不仅是导磁体，同时也是发热体，实现了内管与外管同时加热，形成了内外两个加热腔。相较于传统的电磁感应加热方式，具有如下优点：

由于线圈的导磁回路中除端部以外，线圈内与线圈外的导磁回路都由发热管构成，形成了内外两个加热腔，磁路空间得到了最充分的利用。相较于传统的电磁感应加热器只有一个加热内腔，本专利的发热体扩大了一倍，在输出同等功率情况下，加热器的体积可以缩小一倍，空间利用率提高了一倍。

该结构由导磁材料将电磁感应线圈完整地包裹起来，能够全部封闭由电磁感应线圈产生的高频磁场，实现高频磁场的零辐射。

由于电磁感应线圈被完整地包裹起来，高频磁场没有散失，也就是电能没有损耗，因此，本发明的电热转换效率高。

附图说明

图1是本发明实施例1立式结构示意图。

图2是本发明实施例2卧式结构示意图。

图中，1、加热内腔；2、加热外腔；3、内腔加热管；4、外腔加热管；5、外套管；6、电磁感应线圈；7、绝缘材料；8、加热内腔导热媒介入口；9、加热内腔导热媒介出口；10、加热外腔导热媒介入口；11、加热外腔导热媒介出口；12、通风口；13、支撑架。

具体实施方式

    下面结合附图对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围不受实施例所限。

实施例1

如图1所示，本发明一种零辐射高效电热能量转换器，其为立式结构，它包括加热内腔1和加热外腔2，加热内腔1和加热外腔2构成了对导热媒介的电热能量转换，加热内腔1由内腔加热管3的内壁封闭而成，内腔加热管3是由铁基不锈钢或其他铁基金属材料围成的圆筒形，加热内腔导热媒介入口8设置在内腔加热管3的下端，加热内腔导热媒介出口9设置在内加热腔3的上端，加热外腔2由外腔加热管4的外壁和外套管5的内壁封闭而成，外腔加热管4是由铁基不锈钢或其他铁基金属材料围成的圆筒形，加热外腔导热媒介入口10设置在外套管5的下部，加热外腔导热媒介出口11设置在外套管5的上部，内腔加热管3与外腔加热管4的中间放置电磁感应线圈6，电磁感应线圈6呈螺旋状缠绕在内腔加热管3外，在内腔加热管3与电磁感应线圈6之间和外腔加热管4与电磁感应线圈6之间放置绝缘材料7，内腔加热管3与外腔加热管4之间电磁感应线圈6的两端部设置有支撑架13，支撑架13中间设置有通风口12。外套管5为金属材料的管，也可以是塑料等非金属管。电磁感应线圈6是以内腔加热管为轴心单层绕制的，也可以是多层绕制的，材料为铜质导线。

实施例2

如图2所示，本发明一种零辐射高效电热能量转换器，其为卧式结构，它包括加热内腔1和加热外腔2，加热内腔1和加热外腔2构成了对导热媒介的电热能量转换，加热内腔1由内腔加热管3的内壁封闭而成，内腔加热管3是由铁基不锈钢或其他铁基金属材料围成的圆筒形，加热内腔导热媒介入口8设置在内腔加热管3的侧端，加热内腔导热媒介出口9设置在内加热腔3的另一侧端部，加热外腔2由外腔加热管4的外壁和外套管5的内壁封闭而成，外腔加热管4是由铁基不锈钢或其他铁基金属材料围成的圆筒形，加热外腔导热媒介入口10设置在外套管5的上端，加热外腔导热媒介出口11设置在外套管5的下端，内腔加热管3与外腔加热管4的中间放置电磁感应线圈6，电磁感应线圈6呈螺旋状缠绕在内腔加热管3外，在内腔加热管3与电磁感应线圈6之间和外腔加热管4与电磁感应线圈6之间放置绝缘材料7，内腔加热管3与外腔加热管4之间电磁感应线圈6的两端部设置有支撑架13，支撑架13中间设置有通风口12。外套管5为金属材料的管，也可以是塑料等非金属管。电磁感应线圈6是以内腔加热管为轴心单层绕制的，也可以是多层绕制的，材料为铜质导线。

    本发明的工作原理如下：

    当电磁感应线圈通入高频交变电流时，电磁感应线圈将产生高频交变磁势，该磁势将在内发热管、外发热管以及线圈端部构成的闭合磁路中产生高频交变磁通。由于内发热管和外发热管都由铁基金属材料制成，高频交变磁通将会在铁基金属材料内感应出高频交变涡流，该涡流会在铁基金属材料内产生热量，完成电能向热能的转换。

Claims (8)

1.零辐射高效电热能量转换器，其特征在于结构如下：它包括加热内腔（1）与加热外腔（2），加热内腔（1）由内腔加热管（3）的内壁封闭而成，加热外腔（2）由外腔加热管（4）的外壁和外套管（5）的内壁封闭而成，内腔加热管（3）与外腔加热管（4）的中间放置电磁感应线圈（6），在内腔加热管（3）与电磁感应线圈（6）之间和外腔加热管（4）与电磁感应线圈（6）之间放置绝缘材料（7）。

2.根据权利要求1所述的零辐射高效电热能量转换器，其特征在于所述的内腔加热管（3）与外腔加热管（4）之间电磁感应线圈（6）的两端部设置有支撑架（13），支撑架（13）中间设置有通风口（12）。

3.根据权利要求1所述的零辐射高效电热能量转换器，其特征在于所述的转换器为立式结构，加热内腔导热媒介入口（8）设置在内腔加热管（3）的下端，加热内腔导热媒介出口（9）设置在内加热腔（3）的上端，加热外腔导热媒介入口（10）设置在外套管（5）的下部，加热外腔导热媒介出口（11）设置在外套管（5）的上部。

4.根据权利要求1所述的零辐射高效电热能量转换器，其特征在于所述的转换器为卧式结构，加热内腔导热媒介入口（8）设置在内腔加热管（3）的侧端，加热内腔导热媒介出口（9）设置在内加热腔（3）的另一侧端部，加热外腔导热媒介入口（10）设置在外套管（5）的上端，加热外腔导热媒介出口（11）设置在外套管（5）的下端。

5.根据权利要求1、2或4所述的零辐射高效电热能量转换器，其特征在于所述的外套管（5）为金属材料的管或非金属管。

6.根据权利要求1所述的零辐射高效电热能量转换器，其特征在于所述的电磁感应线圈（6）是以内腔加热管（3）为轴心呈螺旋状单层绕制而成。

7.根据权利要求1所述的零辐射高效电热能量转换器，其特征在于所述的电磁感应线圈（6）是以内腔加热管（3）为轴心呈螺旋状多层绕制而成。

8.根据权利要求1所述的零辐射高效电热能量转换器，其特征在于所述的电磁感应线圈（6）为铜质导线。