CN1997249A

CN1997249A - 一种远红外电磁加热方法及装置

Info

Publication number: CN1997249A
Application number: CN 200610032485
Authority: CN
Inventors: 黄克
Original assignee: ZHUZHOU KELI INTERCHANGEABLE EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: ZHUZHOU KELI INTERCHANGEABLE EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2026-10-30
Also published as: CN100563400C

Abstract

一种远红外电磁加热方法及装置，将现有的电磁加热与远红外，以及热传导加热组合起来，在被加热物体的金属层外，同时设置电磁加热层和远红外加热层，一方面利用电磁波的交变磁场对金属物体的作用，使被加热物体加热，另一方面利用远红外的热辐射以及电磁加热与远红外加热两者加热所产生的热传导，对金属层内被加热物体进行复合加热。包括金属层和电磁加热层，电磁加热层是位于被加热物料金属层外表面之外，并在电磁加热层与金属层之间设有远红外加热层，并可在远红外加热层外设有远红外反射层。为了保温和增加热传导效果，还可在电磁加热层与金属层之间设有保温材料层，远红外加热层可以设在保温材料层内层，也可以设在保温材料层外层。

Description

一种远红外电磁加热方法及装置

技术领域

本发明属于一种电加热方法及装置，具体说是一种远红外加热与电磁加热方法相结合的一种全新的加热方法和装置。适用所有需要对物体加热升温的领域，如塑料(橡胶)成型机械、原油、重油输送管道、烘箱、供暖管道、家用热水器等场所或领域。尤其在塑料机械和管道加温中应用效果更好。

背景技术

目前对物体进行加热主要有三种方式：

1.被加热物体自身发热。一是微波对水分子振荡产生摩擦热而发热，其代表产品是微波炉。再就是交变磁场对金属物体的作用，使金属物体内部产生涡流而发热，其代表产品如电磁炉及工业用的电磁加热装置。

2.由热源利用热辐射对被加热物体加热。如太阳能、远红外、燃烧等。

3.由热源通过热传导的方式对被加热物体加热，如燃烧、电热丝、电热圈等。

当然，以上三种方式很多情况下并不是单独存在的，可能同时存在二种方法共同进行加热，如燃烧加热的过程中就存在辐射和对流的两种方式。可是三种加热方式同时作用就很少了。如能设计出一种物体自发热并辅以远红外加热并且最大限度地减少热传导损失的加热方式，那加热效率可以得到很大的提高，对减少能源的浪费是有着极大的意义的。

目前工业和民用中应用的加热方式中比较先进的是电磁加热技术(见专利：ZL03248743.6和ZL200520051559.3文件的描述，其工作原理略)。

另一种较先进的加热技术就是远红外加热。远红外加热的机理是：当物体中的电子振动或激发就会向外放出辐射能。一切物体只要在开氏零度(-270℃)以上，其内部的电子都会振动。这种振动随温度的升高而增加，这种振动使许多粒子发生冲撞，冲撞的结果使电子得到能量变成了激发的状态，使外层电子提高到较高的能位上去，以致使之脱离原来的轨道。但是，电子在这种能位上是不稳定的，几乎随时就有跳回到原来轨道上的趋势，即从不稳定的较高能位回到原来较低的能位。电子每往回跳一次就会产生一个量子能，释放出辐射能。对于具有高红外线辐射能力的材料，辐射能以红外线的形式输出。当红外线辐射的波长处于2.5-25mm的波段中，就称远红外辐射，为高载能波，具有较好的加温应用效果。

发明内容

本发明的目的在于：针对三种不同的加热方式的特点，结合其中每种方式的优点组合发明一种新型加热方法和装置，使现有的加热方法及装置的热效率进一步提高，热损失进一步减少。这样对于节约能源，加强环境保护具有极大的意义。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种带金属层的电磁加热与远红外加热复合加热方法，该方法是将现有的电磁加热与远红外，以及热传导加热组合起来，在被加热物体的金属层外，同时设置电磁加热层和远红外加热层，一方面利用电磁波的交变磁场对金属物体的作用，使被加热物体加热，另一方面利用远红外的热辐射以及电磁加热与远红外加热两者加热所产生的热传导，对金属层内被加热物体进行复合加热。

所述的电磁加热是电磁加热圈加热，电磁加热圈可以是圆形或弧状或平面状的，通过引线输入变频交变电流而产生高频交变磁场。该磁场作用到被加热体外的金属层上。金属层把感应到的磁力线又转换成高频电流(涡流)，该涡流通过金属层内的电阻而转换成热能，使金属层发热，并且传导到金属层内需加热的物体(如金属管道内的塑料原料、原油、水等)上，使被加热体升温，满足工作和输送的要求。

所述的远红外加热层是在金属层外与电磁加热装置之间设置一种电磁加热装置所构成，用于对电磁加热时在金属层外壁产生的热量吸收，并被激发出远红外射线。该远红外射线又作用到金属层上，形成远红外加热。

另外，为了减少热量的损失，在远红外加热层外还可以设有反射材料构成的反射层，反射层将向外发散的射线再次向内反射回来，进一步减少远红外加热所产生的射线向外部的散失，使得向外部的射线部分受到反射材料的反射而散失很少，其绝大部分又作用到需要加热的金属层上。

为了不使热量损失，在金属层外与电磁加热装置之间还可以设置保温层，通过包裹一层保温材料可使得其内部的热量不能向外传导而降低了热损失。

根据本发明的构思所提出的装置结构是：一种带金属层的电磁加热与远红外加热复合加热的加热装置，包括金属层和电磁加热层，电磁加热层是位于被加热物料金属层外表面之外，并在电磁加热层与金属层之间设有远红外加热层，并可在远红外加热层外设有远红外反射层。为了保温和增加热传导效果，还可在电磁加热层与金属层之间设有保温材料层，远红外加热层可以设在保温材料层内层，也可以设在保温材料层外层。所述的电磁加热层可以是电磁加热圈加热，电磁加热圈可以是圆形或弧状的。

本发明加热装置的形状也可以是环状的，也可以是平板状结构的。

本发明由于综合采用了金属层自发热的电磁加热技术使得热效率高、升温快，又采用了产生远红外射线的辐射加热技术，使得被加热体的加热更迅速(因远红外射线具有较好的穿透能力，会使金属层的内部升温更快)，而且金属层表面的温度更加均匀。在金属层和远红外材料的外部又加了一层保温材料，减少了热传导的散失，所以得到了很好的加热效果。比单独采用电磁加热的方法，其热效率又提高了近20％。

附图说明

图1为本发明原理结构示意图；

图2为本发明一个实施例的结构示意图；

图3为图1实施例的径向剖面结构示意图；

图4为本发明的另一实施例的结构示意图；

图5为本发明的另一实施例的结构示意图。

图中：1—金属层；2—远红外发热层；3—电磁加热层；4—保温层；5—电磁加热装置壳体；6—电磁加热装置固定件；7—电子控制器；8—被加热体物料；9—远红外反射层。

具体实施方式

附图给出了本发明的结构示意图，下面将结合附图对本发明作进一步的描述。

通过附图1可以看出本发明为一种带金属层的电磁加热与远红外加热复合加热方法，该方法是将现有的电磁加热与远红外，以及热传导加热组合起来，在被加热物体的金属层1外，同时设置电磁加热层3和远红外发热层2，一方面利用电磁波的交变磁场对金属物体的作用，使被加热物体加热，另一方面利用远红外的热辐射以及电磁加热与远红外加热两者加热所产生的热传导，对金属层内被加热物体进行复合加热。整个加热装置由电子控制器7供给电源，并由电子控制器7控制。

所述的电磁加热层3是电磁加热圈加热，电磁加热圈可以是圆形或弧状或平面状的，通过引线输入变频交变电流而产生高频交变磁场。该磁场作用到被加热体外的金属层1上。金属层1把感应到的磁力线又转换成高频电流(涡流)，该涡流通过金属层1内的电阻而转换成热能，使金属层1发热，并且传导到金属层1内需加热的物体(如金属管道内的塑料原料、原油、水等)上，使被加热体升温，满足工作和输送的要求。

所述的远红外发热层2是在金属层外与电磁加热装置之间设置一种电磁加热装置所构成，用于对电磁加热时在金属层外壁产生的热量吸收，并被激发出远红外射线。该远红外射线又作用到金属层上，形成远红外加热。

另外，为了减少热量的损失，在远红外发热层2外还可以设有反射材料构成的远红外反射层9，远红外反射层9将向外发散的射线再次向内反射回来，进一步减少远红外加热所产生的射线向外部的散失，使得向外部的射线部分受到反射材料的反射而散失很少，其绝大部分又作用到需要加热的金属层1上。

为了不使热量损失，在金属层1外与电磁加热装置之间还可以设置保温层4，通过包裹一层保温材料可使得其内部的热量不能向外传导而降低了热损失。

实施例一

一种带金属层的电磁加热与远红外加热复合加热装置，包括金属层1和电磁加热层3，所述的金属层1为金属管，金属管内为被加热物料8；所述的电磁加热层3是双层弧状的电磁加热圈，电磁加热圈位于包裹被加热物料金属层1外表面之外的，且电磁加热圈安装在半圆形的电磁加热装置壳体5内，并由电磁加热装置固定件6紧固为一环形圈；在电磁加热圈与金属管之间设有远红外发热层2，远红外发热层2为在金属管外层上涂布一层远红外涂料所构成。为了保温和增加热传导效果，还在电磁加热圈与金属管之间设有保温层4，并在保温层4内表面设有远红外反射层9。

实施例二

一种带金属层的电磁加热与远红外加热复合加热装置，包括金属层1和电磁加热层3，所述的金属层1为板状结构金属板，金属板上为被加热物料8；所述的电磁加热层1是单层平板状的电磁加热圈，电磁加热圈位于包裹被加热物料8金属板下，且电磁加热圈安装在电磁加热装置壳体5内，并紧贴金属板安装；在电磁加热圈与金属板之间设有远红外发热层2，远红外发热层2为在金属板外层上涂布一层远红外涂料所构成。为了保温和增加热传导效果，还在电磁加热圈与金属板远红外加热层之间设有保温层4。

实施例三

一种带金属层的电磁加热与远红外加热复合加热装置，包括金属层1和电磁加热层3，所述的金属层1为金属管，金属管内为被加热物料6；所述的电磁加热层是双层弧状的电磁加热圈，电磁加热圈位于包裹被加热物料金属层外表面之外的，且电磁加热圈安装在半圆形的电磁加热装置壳体5内，并由电磁加热装置固定件紧6固为一环形圈；在电磁加热圈与金属管之间设有远红外发热层2，远红外发热层2为在金属管外层上涂布一层远红外涂料所构成。为了保温和增加热传导效果，在电磁加热装置壳体5内表面还设有远红外反射层9。远红外反射层9是直接涂布在电磁加热装置壳体5内表面上的。

实施例四

一种带金属层的电磁加热与远红外加热复合加热装置，包括金属层1和电磁加热层3，所述的金属层1为金属管，金属管内为被加热物料6；所述的电磁加热层3是多层弧状的电磁加热圈，电磁加热圈位于包裹被加热物料金属层外表面之外的，电磁加热装置壳体5为一环形圈，且电磁加热圈安装在圆形的电磁加热装置壳体5内；为了保温和增加热传导效果，还在电磁加热圈与金属管之间设有保温层4，并在电磁加热圈与保温层4之间设有远红外发热层2，远红外发热层2为在保温层4外层上涂布一层远红外涂料所构成。为了保温和增加热传导效果，在远红外加热层2外还设有远红外反射层9。远红外反射层9是直接涂布在远红外发热层2外表面上的。也可以是先将远红外反射层9直接涂布在电磁加热装置壳体5的内表面上，然后再将。整个加热装置由电子控制器7供给电源，并由电子控制器7控制。

Claims

1、一种远红外电磁加热方法，其特征在于：将现有的电磁加热与远红外，以及热传导加热组合起来，在被加热物体的金属层外，同时设置电磁加热层和远红外发热层，一方面利用电磁波的交变磁场对金属物体的作用，使被加热物体加热，另一方面利用远红外的热辐射以及电磁加热与远红外加热两者加热所产生的热传导，对金属层内被加热物体进行复合加热。

2、如权利要求1所述的远红外电磁加热方法，其特征在于：所述的电磁加热层是电磁加热圈加热，电磁加热圈是圆形或弧状或平面状的，通过引线输入变频交变电流而产生高频交变磁场，该磁场穿过保温材料和远红外发热、反射材料而作用到被加热体金属层上，金属层把感应到的磁力线又转换成高频涡流电流，该涡流通过金属层内的电阻而转换成热能，使金属层发热，并且传导到金属层内需加热的物体上，使其升温。

3、如权利要求1所述的远红外电磁加热方法，其特征在于：所述的远红外发热层是在金属层外与电磁加热装置之间设置一种远红外加热装置所构成，用于对电磁加热时在金属层外壁产生的热量吸收，并被激发出远红外射线；

4、如权利要求1所述的远红外电磁加热方法，其特征在于：所述的远红外发热层外设有反射材料构成的远红外反射层，远红外反射层将向外发散的射线再次向内反射回来，进一步减少远红外加热所产生的射线向外部的散失，使得向外部的射线部分受到反射材料的反射而散失很少，其绝大部分又作用到需要加热的金属层上。

5、如权利要求1所述的远红外电磁加热方法，其特征在于：在金属层外与电磁加热层之间设置保温层，保温层通过包裹一层保温材料可使得其内部的热量不能向外传导而降低了热损失。

6、一种实现权利要求1方法的远红外电磁加热装置，包括金属层和电磁加热层，电磁加热层是位于被加热物料金属层外表面之外，其特征在于：在电磁加热层与金属层之间设有远红外加热层。

7、如权利要求6所述的远红外电磁加热装置，其特征在于：在远红外加热层外设有远红外反射层。

8、如权利要求6所述的远红外电磁加热装置，其特征在于：在电磁加热层与金属层之间设有保温材料层；且远红外加热层可以设在保温材料层内层，也可以设在保温材料层外层。

9、如权利要求6或7所述的远红外电磁加热装置，其特征在于：所述的电磁加热层可以是电磁加热圈加热，电磁加热圈是圆形或弧状的。

10、如权利要求6所述的远红外电磁加热装置，其特征在于：所述的电磁加热圈是环状的或平板状结构的。