CN113982790A - 一种电磁感应加热式进气预热装置 - Google Patents

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张佳禾
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Abstract

本发明公开了一种电磁感应加热式进气预热装置，该进气预热装置包括电磁加热系统和电磁控制系统；电磁加热系统包括管状壳体、电磁感应线圈、电磁感应加热元件、固定支架以及电极；电磁感应线圈安装于管状壳体的内壁；电磁感应加热元件沿电磁感应线圈的轴向延伸，并通过固定支架支承于电磁感应线圈的内部；电极安装于管状壳体的外壁，并与电磁感应线圈电连接；电磁控制系统连接于电源与电极之间。上述进气预热装置能够在提高进气温度的同时，提高加热效率和能量利用效率，有助于严寒环境下的柴油机的起动并且起到低碳节能的目的。

Description

一种电磁感应加热式进气预热装置
技术领域
本发明涉及柴油发动机冷起动辅助系统技术领域，具体涉及一种电磁感应加热式进气预热装置。
背景技术
在极其严寒的环境下，由于进气温度较低，柴油机起动过程中燃油雾化蒸发减弱，从而造成缸内混合气着火困难，出现燃烧不稳定现象，甚至发生失火。现在常用的进气预热方式为电热丝式预热以及火焰喷射器预热，这种传统的加热方式热效率比较低，成本比较高，并且加热器件容易老化。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电磁感应加热式进气预热装置，该进气预热装置能够在提高进气温度的同时，提高加热效率和能量利用效率，有助于严寒环境下的柴油机的起动并且起到低碳节能的目的。
本发明采用以下具体技术方案：
一种电磁感应加热式进气预热装置，该进气预热装置包括电磁加热系统和电磁控制系统；
所述电磁加热系统包括管状壳体、电磁感应线圈、电磁感应加热元件、固定支架以及电极；所述管状壳体的内部具有管腔，所述管腔的一端为进气口、且另一端为出气口；所述电磁感应线圈安装于所述管状壳体的内壁；所述电磁感应加热元件沿所述电磁感应线圈的轴向延伸，并通过所述固定支架支承于所述电磁感应线圈的内部；所述电极安装于所述管状壳体的外壁，并与所述电磁感应线圈电连接；
所述电磁控制系统连接于电源与所述电极之间，用于将所述电源提供的直流电或220V交流电转变为380V交流电并输送至所述电极。
更进一步地，所述电磁感应加热元件包括绕所述管状壳体的轴心线均匀分布的多个第一电磁感应加热元件。
更进一步地，所述电磁感应加热元件还包括设置于所述管状壳体中心的第二电磁感应加热元件。
更进一步地，所述固定支架为由横杆和竖杆垂直交叉形成的十字形支架；
所述电磁感应加热元件包括四个所述第一电磁感应加热元件；
所述第一电磁感应加热元件固定安装于所述横杆和所述竖杆；
所述第二电磁感应加热元件固定安装于所述横杆和所述竖杆的交叉点。
更进一步地，所述电磁感应加热元件为杆状件或管状件。
更进一步地，所述电磁感应加热元件还包括包覆于所述电磁感应线圈外周侧的电磁感应线圈壳；
所述电磁感应线圈壳固定安装于所述管状壳体的内壁。
更进一步地，所述管状壳体的内壁设置有环形凹槽；
所述电磁感应线圈壳与所述电磁感应线圈嵌于所述环形凹槽内。
更进一步地，所述管状壳体在所述环形凹槽处采用加厚管壁。
更进一步地，所述电磁感应线圈为螺旋状结构。
更进一步地，所述管状壳体为柴油发动机的进气管。
有益效果：
本发明的电磁感应加热式进气预热装置通过安装在管状壳体内的电磁感应线圈在通入交流电时产生交变磁场，在交变磁场的作用下，电磁感应加热元件内部产生与电磁感应线圈中交流电频率相同且方向相反的感应电流，感应电流沿电磁感应加热元件的表面形成涡流，产生集肤效应，使其表面温度迅速升高，从而对流经电磁感应加热元件的气体进行加热，能够有效提高进气温度，解决极寒环境下柴油机冷启动困难的问题。
同时，本发明的电磁感应加热式进气预热装置将电磁感应加热元件均匀分布于进气管内，与传统进气预热方式相比，上述进气预热装置的加热效率更高且更加环保。
附图说明
图1为本发明电磁感应加热式进气预热装置的工作原理示意图；
图2为本发明电磁感应加热式进气预热装置中电磁加热系统的侧视图；
图3为图2中电磁加热系统的A-A向剖视图。
其中，1-电磁加热系统，2-电磁控制系统，3-柴油机起动系统，4-电源，11-管状壳体，12-电磁感应线圈，13-电磁感应加热元件，14-固定支架，15-电极，16-电磁感应线圈壳，131-第一电磁感应加热元件，132-第二电磁感应加热元件，141-横杆，142-竖杆
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种电磁感应加热式进气预热装置，该进气预热装置包括电磁加热系统1和电磁控制系统2；如图1所示，电磁加热系统1与电磁控制系统2相连，电磁控制系统2与电源4相连并将电源4提供的电能转换为电磁加热系统1所需的380V交流电，电磁加热系统1对柴油机起动系统3所需的进气进行预热；
如图2和图3所示，电磁加热系统1包括管状壳体11、电磁感应线圈12、电磁感应加热元件13、固定支架14以及电极15；管状壳体11的内部具有管腔，管腔的一端为进气口、且另一端为出气口；管状壳体11可以为柴油发动机的进气管；电磁感应线圈12安装于管状壳体11的内壁；电磁感应线圈12为螺旋状结构；电磁感应加热元件13沿电磁感应线圈12的轴向延伸，并通过固定支架14支承于电磁感应线圈12的内部；电磁感应加热元件13为杆状件或管状件，如：加热棒、加热杆和加热管等；电极15安装于管状壳体11的外壁，并与电磁感应线圈12电连接；通过电极15可以为管状壳体11内的电磁感应线圈12供电；电极15可以贯穿管状壳体11的壁厚设置；
电磁控制系统2连接于电源4与电极15之间，用于将电源4提供的直流电或220V交流电转变为380V交流电并输送至电极15。
上述电磁感应加热式进气预热装置，通过安装在管状壳体11内的电磁感应线圈12在通入交流电时产生交变磁场，在交变磁场的作用下，电磁感应加热元件13内部产生与电磁感应线圈12中交流电频率相同且方向相反的感应电流，感应电流沿电磁感应加热元件13的表面形成涡流，产生集肤效应，使其表面温度迅速升高，从而对流经电磁感应加热元件13的气体进行加热，能够有效提高进气温度，解决在极寒环境下柴油机冷启动困难的问题。
一种更具体的实施方式中，电磁感应加热元件13包括绕管状壳体11的轴心线均匀分布的多个第一电磁感应加热元件131，如图2结构所示，在管状壳体11内绕管状壳体11的轴心线均匀分布有四个第一电磁感应加热元件131，也可以在管状壳体11内均匀分布有三个、五个、六个等更多个第一电磁感应加热元件131。
通过均匀分布于进气管等管状壳体11内的多个电磁感应加热元件13能够对流经管状壳体11的气体进行均匀加热，使气体与电磁感应加热元件13进行充分热交换，与传统进气预热方式相比，上述进气预热装置的加热效率更高且更加环保。
具体地，如图2结构所示，电磁感应加热元件13还包括设置于管状壳体11中心的第二电磁感应加热元件132，第二电磁感应加热元件132位于多个第一电磁感应加热元件131的中心位置，使得电磁感应加热元件13在管状壳体11内的分布更加均匀，进一步提高流经管状壳体11的气体的换热效率，提高进气预热装置的加热效率。在本实施例中，以设置有一个第二电磁感应加热元件132和四个第一电磁感应加热元件131的进气预热装置为例进行说明，但是在实际使用过程中还可以设置其它的数量。
如图2结构所示，为了在管状壳体11内支承电磁感应加热元件13的固定支架14可以为由横杆141和竖杆142垂直交叉形成的十字形支架；电磁感应加热元件13包括四个第一电磁感应加热元件131；第一电磁感应加热元件131固定安装于横杆141和竖杆142；第二电磁感应加热元件132固定安装于横杆141和竖杆142的交叉点。采用十字形支架固定安装电磁感应加热元件13，可以在尽量减小占用管内空间的前提下实现各个电磁感应加热元件13的固定安装。
为了实现电磁感应线圈12在管状壳体11内的固定安装，如图3结构所示，电磁感应加热元件13还包括包覆于电磁感应线圈12外周侧的电磁感应线圈壳16；电磁感应线圈壳16固定安装于管状壳体11的内壁。为了保证进气量，管状壳体11的内壁还设置有环形凹槽；电磁感应线圈壳16与电磁感应线圈12嵌于环形凹槽内。通过设置环形凹槽，可以使电磁感应线圈壳16与电磁感应线圈12嵌于环形凹槽内，防止电磁感应线圈壳16与电磁感应线圈12占用管状壳体11的内部空间。同时，管状壳体11在环形凹槽处采用加厚管壁，通过加厚管壁可以保证环形凹槽的深度，同时还能提高管状壳体11的强度。
采用本发明的电磁感应加热式进气预热装置的具体实施方式如下：
步骤一：通过电磁控制系统2将常用的220V交流电转变为直流电，再将直流电转变为380V的交流电，以供电磁加热系统1使用；
步骤二：在电磁加热系统1的电磁感应线圈12中输入交变电流后，电磁感应线圈12在交变电流的作用下产生交变磁场，电磁感应加热元件13在交变磁场中产生交变电流，在交变磁场的作用下，置于电磁感应线圈12中的电磁感应加热元件13内部产生于电磁感应线圈12中交流电频率相同且方向相反的感应电流，感应电流沿电磁感应加热元件13的表面形成涡流，并使其表面温度迅速升高，管状壳体11中的空气在经过电磁感应加热元件13时实现升温的目的。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁感应加热式进气预热装置，其特征在于，包括电磁加热系统和电磁控制系统；
所述电磁加热系统包括管状壳体、电磁感应线圈、电磁感应加热元件、固定支架以及电极；所述管状壳体的内部具有管腔，所述管腔的一端为进气口、且另一端为出气口；所述电磁感应线圈安装于所述管状壳体的内壁；所述电磁感应加热元件沿所述电磁感应线圈的轴向延伸，并通过所述固定支架支承于所述电磁感应线圈的内部；所述电极安装于所述管状壳体的外壁，并与所述电磁感应线圈电连接；
所述电磁控制系统连接于电源与所述电极之间，用于将所述电源提供的直流电或220V交流电转变为380V交流电并输送至所述电极。
2.如权利要求1所述的进气预热装置，其特征在于，所述电磁感应加热元件包括绕所述管状壳体的轴心线均匀分布的多个第一电磁感应加热元件。
3.如权利要求2所述的进气预热装置，其特征在于，所述电磁感应加热元件还包括设置于所述管状壳体中心的第二电磁感应加热元件。
4.如权利要求3所述的进气预热装置，其特征在于，所述固定支架为由横杆和竖杆垂直交叉形成的十字形支架；
所述电磁感应加热元件包括四个所述第一电磁感应加热元件；
所述第一电磁感应加热元件固定安装于所述横杆和所述竖杆；
所述第二电磁感应加热元件固定安装于所述横杆和所述竖杆的交叉点。
5.如权利要求4所述的进气预热装置，其特征在于，所述电磁感应加热元件为杆状件或管状件。
6.如权利要求1所述的进气预热装置，其特征在于，所述电磁感应加热元件还包括包覆于所述电磁感应线圈外周侧的电磁感应线圈壳；
所述电磁感应线圈壳固定安装于所述管状壳体的内壁。
7.如权利要求6所述的进气预热装置，其特征在于，所述管状壳体的内壁设置有环形凹槽；
所述电磁感应线圈壳与所述电磁感应线圈嵌于所述环形凹槽内。
8.如权利要求7所述的进气预热装置，其特征在于，所述管状壳体在所述环形凹槽处采用加厚管壁。
9.如权利要求1所述的进气预热装置，其特征在于，所述电磁感应线圈为螺旋状结构。
10.如权利要求1所述的进气预热装置，其特征在于，所述管状壳体为柴油发动机的进气管。
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