CN109458652A - 一种集肤电涡流供热、供暖系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于供暖、供热技术领域，特别涉及一种集肤电涡流供热、供暖系统；其一种集肤电涡流供热、供暖系统，包括铁磁性金属管体以及穿设于所述铁磁性金属管体内的导电线；所述铁磁性金属管体包括多个串联连接的发热管体。本发明提供一种新的集肤电涡流供热、供暖系统，利用磁性金属材料在交变电磁场中的集肤效应，巧妙地将导电线通过铁磁性金属管体，在管体内表面产生涡流，薄的趋肤表面电阻增大，使之成为发热体，而外表面在一定管壁厚条件下电位趋于零，成为安全的供热、供暖源；采用完全机械装配，可靠的电、磁路联接，简易的密封结构等，使其从依附被加热体的状况和焊接等工序中解脱出来，进入更广阔的应用范围，并且系统结构简单。

Description

一种集肤电涡流供热、供暖系统

技术领域

本发明属于供暖、供热技术领域，特别涉及一种集肤电涡流供热、供暖系统。

背景技术

随着电力工业的发展，由于电能传输方便、无污染、易调节等优势，电热技术在很多领域得到应用，但一般的电加热装置受到电热转换效率低、安全性差、成本高等因素的限制，给其推广增加了困难，尤其对易燃易爆的液体、气体的电加热问题更加突出。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种新的集肤电涡流供热、供暖系统，该集肤电涡流供热、供暖系统结构简单，成本低廉，安装方便，环保、安全且使用寿命长。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种集肤电涡流供热、供暖系统，包括铁磁性金属管体以及穿设于所述铁磁性金属管体内的导电线；所述铁磁性金属管体包括多个串联连接的发热管体，相邻两所述发热管体之间通过联接组件固定；所述铁磁性金属管体的一端部设有终端组件，所述终端组件与所述发热管体之间通过联接组件固定。

进一步的改进，各所述联接组件均包括设于相邻两所述发热管体之间的内联双半环体、套设于所述内联双半环体内的绝缘支撑管、套设于所述内联双半环体外的密封管、套设于所述密封管上的外联双半环体以及设于所述外联双半环体上的多个压紧环；所述内联双半环体侧壁的厚度与所述发热管体侧壁的厚度相等；所述绝缘支撑管的长度大于所述内联双半环体的长度，且所述绝缘支撑管的两端外壁分别与两所述发热管体的内壁相接触或分别与所述发热管体和所述终端组件的内壁相接触；所述密封管的长度大于所述内联双半环体的长度，且所述密封管的两端分别延伸到两所述发热管体的外壁上或分别延伸到所述发热管体和所述终端组件的外壁上。

进一步的改进，各所述发热管体以及所述终端组件靠近所述联接组件的端部均设有环形凹槽，各所述内联双半环体的两端均设有与所述环形凹槽配合搭接的凸起。

进一步的改进，所述内联双半环体包括至少两内半环，所述外联双半环体包括至少两外半环，各所述内半环之间以及各所述外半环之间均采用楔形紧配结构连接。

进一步的改进，各所述内半环横截面的两端以及各所述外半环横截面的两端与两端连线之间的夹角均为45度。

进一步的改进，所述终端组件包括与所述发热管体连接的金属管端件、设于所述金属管端件远离所述发热管体一端的线孔和联接螺孔、与所述联接螺孔螺接的压紧螺钉以及套设于所述金属管端件端部的终端盖，所述导电线穿过所述线孔并向设有所述联接螺孔的方向弯折，所述压紧螺钉与所述导电线压接连接，所述导电线和所述金属管端件之间以及压紧螺钉和所述导电线之间均设有垫圈，所述终端盖与所述金属管端件之间螺纹连接，且所述终端盖与所述金属管端件之间设有密封圈。

进一步的改进，所述导电线通过第一继电器连接供电电源，所述铁磁性金属管体外设有自环境温度传感器，所述自环境温度传感器和所述第一继电器均连接温度调节装置。

进一步的改进，所述导电线与所述供电电源之间串联有逆变器和变频器，所述铁磁性金属管体的内壁上设有自发热体温度传感器，所述自环境温度传感器以及所述变频器均与温度调节装置连接。

进一步的改进，所述供电电源与所述变频器之间串联有第二继电器，所述第二继电器与所述第一继电器并联。

进一步的改进，所述联接组件和所述终端组件中各部件的间隙均填充有由铁磁性金属粉与硫化硅胶混合而成的磁性胶泥，所述硫化硅胶与所述铁磁性金属粉的混合比例为1-3:7-9，所述铁磁性金属粉的细度为300目-500目。

本发明的有益效果如下：

本发明提供一种新的集肤电涡流供热、供暖系统，利用磁性金属材料在交变电磁场中的集肤效应，巧妙地将导电线通过铁磁性金属管体，在管体内表面产生涡流，薄的趋肤表面电阻增大，使之成为发热体，而外表面在一定管壁厚条件下电位趋于零，成为安全的供热、供暖源；采用完全机械装配，可靠的电、磁路联接，简易的密封结构等，使其从依附被加热体的状况和焊接等工序中解脱出来，进入更广阔的应用范围，并且系统结构简单，成本低廉，安装方便，环保、安全且使用寿命长。

附图说明

图1为实施例1集肤电涡流供热、供暖系统的结构示意图；

图2-图5为实施例1几种不同形状的联接弯管的结构示意图；

图6为实施例2联接组件的剖视图；

图7为图2中A-A的剖视图；

图8为实施例3联接组件的剖视图；

图9为实施例3内联双半环体的结构示意图；

图10为实施例3外联双半环体的结构示意图；

图11为实施例4终端组件的剖视图；

图12为实施例5集肤电涡流供热、供暖系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本发明实施例1提供一种集肤电涡流供热、供暖系统，如图1所示，包括铁磁性金属管体以及穿设于所述铁磁性金属管体内的导电线1；所述铁磁性金属管体包括多个串联连接的发热管体4，相邻两所述发热管体4之间通过联接组件6固定；所述铁磁性金属管体的一端部设有终端组件7，所述终端组件7与所述发热管体4之间通过联接组件6固定。本实施例中导电线连接电源(电源为蓄电池、发电机等)进行供电，优选的，导电线远离终端组件的一端连接电源相线，铁磁性金属管体连接电源零线，保证铁磁性金属管体外表面不带电，所述电源为工频或高于工频频率的交流电。

本发明提供一种新的集肤电涡流供热、供暖系统，利用磁性金属材料在交变电磁场中的集肤效应，巧妙地将导电线通过铁磁性金属管体，在管体内表面产生涡流，薄的趋肤表面电阻增大，使之成为发热体，而外表面在一定管壁厚条件下电位趋于零，成为安全的供热、供暖源；采用完全机械装配，可靠的电、磁路联接，简易的密封结构等，使其从依附被加热体的状况和焊接等工序中解脱出来，进入更广阔的应用范围，并且系统结构简单，成本低廉，安装方便，环保、安全且使用寿命长。

本实施例中各发热管体之间以及端部导电线的固定均采用机械件实现联接，在安装过程中不需要焊接等工序，由于采用穿线工序，可最大限度减少较长应用中的电接头数量；除了工业应用外，可用于房屋供暖(独立屋更有优势)，建筑物除湿，农业设施供暖，适应现代农业发展的需求等方面；在农业设施中，如种植大棚、苗圃以及养殖供暖等；在各方面应用时，可设计成不同形式，可埋地、架空、挂墙等，甚至可作为支架体代替部分骨架；在农业种植方面的应用更具有优越性，如加温用电大多在错峰低谷期，降低电价和发电成本。导电线采用承载一定电流的绝缘且有一定耐热性的铜或铝导线，导电线可采用穿管装配，接线部分优选在相邻两发热管体的连接处，由接线扣联接，且导电线为具有相应电绝缘和相应耐热护层或护套的电导体；铁磁性金属管体具有一定的壁厚。

本实施例中所述铁磁性金属管体可以由多个平行设置的发热管体以及连接相邻两所述发热管体的联接弯管组成，图1中以此结构为例；该结构中联接弯管的形状为U型、180度圆角型、90度弯管型以及90度弯管变径型等，可设置成有不同曲率半径的各种联接管，使其更加灵活、方便；图2-图5示出了几种常用的联接弯管，图2的U型，图3的180度圆角型，图4的90度弯管型，图5的90度弯管变径型，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，但不限于这几种形状的联接弯管，各种形状的联接弯管均在本发明的保护范围内。

实施例2

一种集肤电涡流供热、供暖系统，如图6、图7所示，与实施例1不同的是：各所述联接组件6均包括设于相邻两所述发热管体4之间的内联双半环体61、套设于所述内联双半环体61内的绝缘支撑管64、套设于所述内联双半环体61外的密封管65、套设于所述密封管65上的外联双半环体62以及设于所述外联双半环体62上的多个压紧环63；所述内联双半环体61侧壁的厚度与所述发热管体4侧壁的厚度相等；所述绝缘支撑管64的长度大于所述内联双半环体61的长度，且所述绝缘支撑管64的两端外壁分别与两所述发热管体4的内壁相接触或分别与所述发热管体4和所述终端组件7的内壁相接触；所述密封管65的长度大于所述内联双半环体61的长度，且所述密封管65的两端分别延伸到两所述发热管体4的外壁上或分别延伸到所述发热管体4和所述终端组件7的外壁上。

本实施例中联接组件采用全机械联接方式将相邻两发热管体以及发热管体和终端组件连联接起来，内联双半环体与相邻两发热管体或发热管体与终端组件的端面紧密接触，在其内部设置绝缘支撑管以保证良好的电绝缘，该绝缘支撑管在装配时先套在导电线一端，接线完成后推至中间，检修时则推至一边，在内联双半环体的外表面设置密封管，在压紧的同时达到汽液密封，密封管的外表面由外联双半环体扣紧，压紧环将各部件压紧达到良好的接触，起到了联接相邻两发热管体或发热管体与终端组件的作用；内、外联双半环体均采用与铁磁性金属管体相同的铁磁性金属材料；压紧环为由至少两压紧环本体首尾相接形成的筒状结构，各所述压紧环本体的两端均设有压紧板，相邻两所述压紧板之间通过压紧螺栓和压紧螺母连接，压紧环分别压紧绝缘支撑管和发热管体或终端组件和密封管和外联双半环体、绝缘支撑管和内联双半环体和密封管和外联双半环体。在铁磁性金属管体内无导电线联接点时，可以将绝缘支撑管去掉；在无需汽液密封放入环境下，可以将密封管去掉，密封管可由有弹性的金属、非金属材料制成，也可用有一定耐热性的塑料、磁性橡胶等材料。根据实际情况，可将密封管省去，采用耐高温的密封胶进行密封。

实施例3

一种集肤电涡流供热、供暖系统，如图8所示，与实施例2不同的是：各所述发热管体4以及所述终端组件7靠近所述联接组件6的端部均设有环形凹槽8，各所述内联双半环体61的两端均设有与所述环形凹槽8配合搭接的凸起9。本实施例中内联双半环体与两相邻的发热管体或与发热管体和终端组件采用搭接方式，压紧后确保电联接和加强轴向受力；环形凹槽设于发热管体、终端组件靠近连接组件的端部的外表面，环形凹槽的长度为3-5cm，深度优选发热管体或终端组件厚度的一半。

如图9、图10所示，本实施例中所述内联双半环体61包括至少两内半环611，所述外联双半环体62包括至少两外半环621，各所述内半环611之间以及各所述外半环621之间均采用楔形紧配结构连接。本实施例中为了达到压紧取得最佳联接效果，各内半环之间和各外半环之间均采用楔形紧配结构，使其压紧且保证联接间隙尽量变小；内联双半环体包括多个内半环，外联双半环体包括多个外半环，该结构使得联接组件同时起到联接各发热管体或联接发热管体与终端组件以及检修的双重作用，可以方便的打开，检修接线的部位为导电线接头的部位；在压接时，内联双半环体的接缝和外联双半环体的接缝之间成90度设置(以两内半环和两外半环为例)。

本实施例中，各所述内半环构成的内联双半环体的内径与发热管体或终端组件的内径相等，这样可以使得密封性能更加优越。

本实施例中各所述内半环611横截面的两端以及各所述外半环621横截面的两端与两端连线之间的夹角均为45度。采用45度角的楔形结构，可以使得内联半环体、外联半环体的密封性能更加优越，并可以使得漏磁通减至最低趋于零。

实施例4

一种集肤电涡流供热、供暖系统，如图11所示，与实施例1不同的是：所述终端组件7包括与所述发热管体4连接的金属管端件71、设于所述金属管端件71远离所述发热管体4一端的线孔72和联接螺孔73、与所述联接螺孔73螺接的压紧螺钉74以及套设于所述金属管端件71端部的终端盖75，所述导电线1穿过所述线孔72并向设有所述联接螺孔73的方向弯折，所述压紧螺钉74与所述导电线1压接连接，所述导电线1和所述金属管端件71之间以及压紧螺钉74和所述导电线1之间均设有垫圈76，所述终端盖75与所述金属管端件71之间螺纹连接，且所述终端盖75与所述金属管端件71之间设有密封圈77。

本实施例中的终端组件是为了实现电、磁路连续和无漏磁通，并实现有效的密封；终端组件与发热管体之间的联接处采用联接组件固定；装配时，导电线由端部的线孔穿过后转向联接螺孔方向并由压紧螺钉压接，最后旋紧终端盖，并有密封圈实现终端密封。

实施例5

一种集肤电涡流供热、供暖系统，如图12所示，与实施例1不同的是：所述导电线1通过第一继电器15连接供电电源3，所述铁磁性金属管体外设有自环境温度传感器13，所述自环境温度传感器13和所述第一继电器15均连接温度调节装置14。

本实施例中所述导电线1与所述供电电源3之间串联有逆变器10和变频器11，所述铁磁性金属管体的内壁上设有自发热体温度传感器12，所述自环境温度传感器13以及所述变频器11均与温度调节装置14连接。

本实施例中所述供电电源3与所述变频器11之间串联有第二继电器16，所述第二继电器16与所述第一继电器15并联。

本实施例所述的系统因是电热装置，所以较易实现温度调节，其中，所述供电电源为工频或高于工频频率的交流电；有三种温度控制方式，第一种方式将温度调至选择的温度点，优选为仅在供电电源和导电线之间串联第一继电器，第二种方式控制温度的变化，优选为仅在供电电源和导电线之间串联逆变器和变频器，第三种方式既可控制温度的变化又可将温度调至选择的温度点，优选为将第二继电器、逆变器和变频器串联，并与第一继电器并联，本领域技术人员可根据实际情况选择其中一种方式实施；工作过程如下：第一种方式，自环境温度传感器采集外界环境的温度，当需要调节温度至选择的温度点时，由第一继电器开断触点控制供电电源的开断即可实现将温度调至选择的温度点；第二种方式：自发热体温度传感器采集铁磁性金属管体内的温度，自环境温度传感器采集外界环境的温度，温度调节装置将两温度传感器采集的温度值与设定的温度值(此处的温度值可以是范围值，以适应温度的变化)进行比较处理，根据比较结果来控制变频器调节电源电压的升降，从而控制温度的变化，在用于大量的供暖对象时，可以做到集中控制；第三种方式：采用第二继电器、变频器和逆变器串联，并与第一继电器并联的方式，当用户需要控制温度的变化时，第一继电器断开，第二继电器合上，此时，串联有变频器和逆变器的电路为通路，可以通过温度调节装置控制变频器调节电源电压的升降，从而控制温度的变化；当需要调节温度至选择的温度点时，第二继电器断开，串联有第一继电器的电路为通路，此时，由第一继电器开断触点控制供电电源的开断来实现将温度调至选择的温度点。

本实施例所述的系统可以用在各种不同的场合，不受各种环境因素的影响和限制，例如，行进的各类需要保温的车厢内，在北方运送鲜果、蔬菜等的货车内的保温，在这类应用中，车厢壁需要加装保温层与铁磁性金属管体组成一体，铁磁性金属管体也可作为保温层的支撑构件，降低成本。

实施例6

一种集肤电涡流供热、供暖系统，与实施例1不同的是：所述联接组件6和所述终端组件7中各部件的间隙均填充有由铁磁性金属粉与硫化硅胶混合而成的磁性胶泥，所述硫化硅胶与所述铁磁性金属粉的混合比例为3:7，所述铁磁性金属粉的细度为300目。

在装配过程中，将磁性胶泥均匀填充至机械联接缝隙处，在压紧的同时构成完整的整体；这种混合磁性胶泥不影响拆卸，在需要打开时，轻敲即可分离进行下一步检修操作及加装等工作，保证了涡流畅通，使漏磁通趋于零。

实施例7

一种集肤电涡流供热、供暖系统，与实施例6不同的是：所述联接组件6和所述终端组件7中各部件的间隙均填充有由铁磁性金属粉与硫化硅胶混合而成的磁性胶泥，所述硫化硅胶与所述铁磁性金属粉的混合比例为2:8，所述铁磁性金属粉的细度为400目。

实施例8

一种集肤电涡流供热、供暖系统，与实施例7不同的是：所述联接组件6和所述终端组件7中各部件的间隙均填充有由铁磁性金属粉与硫化硅胶混合而成的磁性胶泥，所述硫化硅胶与所述铁磁性金属粉的混合比例为1:9，所述铁磁性金属粉的细度为500目。

对照例1

本发明对照例1提供的一种集肤电涡流供热、供暖系统，与实施例6不同的是：所述联接组件6和所述终端组件7中各部件的间隙均填充有由铁磁性金属粉与硫化硅胶混合而成的磁性胶泥，所述硫化硅胶与所述铁磁性金属粉的混合比例为2:8，所述铁磁性金属粉的细度为210目。

对照例2

本发明对照例2提供的一种集肤电涡流供热、供暖系统，与实施例6不同的是：所述联接组件6和所述终端组件7中各部件的间隙均填充有由铁磁性金属粉与硫化硅胶混合而成的磁性胶泥，所述硫化硅胶与所述铁磁性金属粉的混合比例为4:6，所述铁磁性金属粉的细度为400目。

对照例3

本发明对照例2提供的一种集肤电涡流供热、供暖系统，与实施例6不同的是：所述联接组件6和所述终端组件7中各部件的间隙均填充有由铁磁性金属粉与硫化硅胶混合而成的磁性胶泥，所述硫化硅胶与所述铁磁性金属粉的混合比例为4:6，所述铁磁性金属粉的细度为600目。

试验例1磁性胶泥的性能检测试验

取本发明实施例6-8、对照例1-3的磁性胶泥，分别测定各组磁性胶泥的饱和磁化强度、相对导磁率和磁损耗，每组取5个平行样，测定结果取平均值，结果见表1。

表1各组磁性胶泥的性能检测结果

从表1中可以看出，参考实施例6-8和对照例1-3的试验结果，证明本发明提供的铁磁性金属粉与硫化硅胶混合而成的磁性胶泥具有高饱和磁化强度，高导磁率以及低磁损耗。

以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种集肤电涡流供热、供暖系统，其特征在于，包括铁磁性金属管体以及穿设于所述铁磁性金属管体内的导电线(1)；所述铁磁性金属管体包括多个串联连接的发热管体(4)，相邻两所述发热管体(4)之间通过联接组件(6)固定；所述铁磁性金属管体的一端部设有终端组件(7)，所述终端组件(7)与所述发热管体(4)之间通过联接组件(6)固定。

2.根据权利要求1所述的集肤电涡流供热、供暖系统，其特征在于，各所述联接组件(6)均包括设于相邻两所述发热管体(4)之间的内联双半环体(61)、套设于所述内联双半环体(61)内的绝缘支撑管(64)、套设于所述内联双半环体(61)外的密封管(65)、套设于所述密封管(65)上的外联双半环体(62)以及设于所述外联双半环体(62)上的多个压紧环(63)；所述内联双半环体(61)侧壁的厚度与所述发热管体(4)侧壁的厚度相等；所述绝缘支撑管(64)的长度大于所述内联双半环体(61)的长度，且所述绝缘支撑管(64)的两端外壁分别与两所述发热管体(4)的内壁相接触或分别与所述发热管体(4)和所述终端组件(7)的内壁相接触；所述密封管(65)的长度大于所述内联双半环体(61)的长度，且所述密封管(65)的两端分别延伸到两所述发热管体(4)的外壁上或分别延伸到所述发热管体(4)和所述终端组件(7)的外壁上。

3.根据权利要求2所述的集肤电涡流供热、供暖系统，其特征在于，各所述发热管体(4)以及所述终端组件(7)靠近所述联接组件(6)的端部均设有环形凹槽(8)，各所述内联双半环体(61)的两端均设有与所述环形凹槽(8)配合搭接的凸起(9)。

4.根据权利要求2所述的集肤电涡流供热、供暖系统，其特征在于，所述内联双半环体(61)包括至少两内半环(611)，所述外联双半环体(62)包括至少两外半环(621)，各所述内半环(611)之间以及各所述外半环(621)之间均采用楔形紧配结构连接。

5.根据权利要求4所述的集肤电涡流供热、供暖系统，其特征在于，各所述内半环(611)横截面的两端以及各所述外半环(621)横截面的两端与两端连线之间的夹角均为45度。

6.根据权利要求1所述的集肤电涡流供热、供暖系统，其特征在于，所述终端组件(7)包括与所述发热管体(4)连接的金属管端件(71)、设于所述金属管端件(71)远离所述发热管体(4)一端的线孔(72)和联接螺孔(73)、与所述联接螺孔(73)螺接的压紧螺钉(74)以及套设于所述金属管端件(71)端部的终端盖(75)，所述导电线(1)穿过所述线孔(72)并向设有所述联接螺孔(73)的方向弯折，所述压紧螺钉(74)与所述导电线(1)压接连接，所述导电线(1)和所述金属管端件(71)之间以及压紧螺钉(74)和所述导电线(1)之间均设有垫圈(76)，所述终端盖(75)与所述金属管端件(71)之间螺纹连接，且所述终端盖(75)与所述金属管端件(71)之间设有密封圈(77)。

7.根据权利要求1所述的集肤电涡流供热、供暖系统，其特征在于，所述导电线(1)通过第一继电器(15)连接供电电源(3)，所述铁磁性金属管体外设有自环境温度传感器(13)，所述自环境温度传感器(13)和所述第一继电器(15)均连接温度调节装置(14)。

8.根据权利要求7所述的集肤电涡流供热、供暖系统，其特征在于，所述导电线(1)与所述供电电源(3)之间串联有逆变器(10)和变频器(11)，所述铁磁性金属管体的内壁上设有自发热体温度传感器(12)，所述自环境温度传感器(13)以及所述变频器(11)均与温度调节装置(14)连接。

9.根据权利要求8所述的集肤电涡流供热、供暖系统，其特征在于，所述供电电源(3)与所述变频器(11)之间串联有第二继电器(16)，所述第二继电器(16)与所述第一继电器(15)并联。

10.根据权利要求1所述的集肤电涡流供热、供暖系统，其特征在于，所述联接组件(6)和所述终端组件(7)中各部件的间隙均填充有由铁磁性金属粉与硫化硅胶混合而成的磁性胶泥，所述硫化硅胶与所述铁磁性金属粉的混合比例为1-3:7-9，所述铁磁性金属粉的细度为300目-500目。