專利名稱：液用三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工頻電磁感應(yīng)短路和感應(yīng)渦流加熱裝置，更確切地說(shuō)是一種用于加熱液體的三相工頻電磁感應(yīng)短路和感應(yīng)渦流加熱裝置。
背景技術(shù)：
在這里所稱渦流加熱，是指由工頻感應(yīng)渦流產(chǎn)生焦耳效應(yīng)的一種電加熱。其工作原理是，交變的磁力線通過導(dǎo)體在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流與磁滯，其中產(chǎn)生焦耳效應(yīng)的主要是渦流，故稱渦流加熱。在這里所稱短路加熱，是指由工頻感應(yīng)短路電流產(chǎn)生焦耳效應(yīng)的一種電加熱。文獻(xiàn)號(hào)為CN1142706C的中國(guó)專利ZL01134187. 4公開了一種液用三相工頻電磁感應(yīng)及短路加熱裝置就屬此例，其工作原理是，根據(jù)變壓器原副邊匝數(shù)比，使副邊獲得低電壓大電流，在上述專利中，副邊均為1匝，并且短接形成回路，故稱短路加熱。按變壓器專業(yè)術(shù)語(yǔ)，鐵心上設(shè)置繞組的部分稱心柱，鐵心上不設(shè)繞組僅起構(gòu)成閉合磁回路的部分稱軛鐵；上述專利創(chuàng)造性地利用金屬外殼作為副邊，它沿著三相閉合磁回路包圍鐵心及原邊繞組，這樣，在鐵心的心柱上形成三個(gè)短接的副邊金屬圈，在鐵心的軛鐵部位上形成四個(gè)短接的副邊金屬圈， 共7個(gè)副邊短路(上述專利以下簡(jiǎn)稱7副邊短路加熱裝置)。當(dāng)原邊接通三相工頻電源，金屬外殼的各副邊金屬圈則感應(yīng)產(chǎn)生短路大電流；各相位的副邊金屬圈與同一金屬外殼導(dǎo)通而產(chǎn)生相與相之間及三相間的短路大電流。上述兩種不同的短路大電流使金屬外殼被快速加熱，因三相短路其矢量之和等于零，運(yùn)行時(shí)金屬外殼呈零電位，安全。上述兩種短路大電流產(chǎn)生非比尋常的漏磁，這對(duì)將該加熱裝置為開發(fā)成為商用品所必須的防護(hù)外殼、電控箱等的熱影響卻同樣非比尋常，若不采取一定措施則會(huì)影響正常運(yùn)行。而上述專利并沒提及短路漏磁。圖1為變壓器短路情況下的磁場(chǎng)分布(邊界條件足夠遠(yuǎn))，這種情況下，原副邊均有電流，兩繞組的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)大部分相互抵消。從圖1磁感應(yīng)強(qiáng)度線分布可以看出，空間分布的主要是漏磁場(chǎng)(見《工程電磁場(chǎng)》，清華大學(xué)出版社一2004. 9)。顯然，具有兩種不同短路的上述7副邊短路加熱裝置，其漏磁的磁感應(yīng)強(qiáng)度勢(shì)必大于圖1所示的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種液用三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置和加熱方法， 使上述7副邊短路加熱裝置的漏磁限止在循環(huán)箱內(nèi)且得到有效的利用，運(yùn)行時(shí)熱效更高，
更安全可靠。本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是應(yīng)用鐵磁性材質(zhì)的金屬板既具導(dǎo)磁性能好又易產(chǎn)生渦流與磁滯的機(jī)理，將它設(shè)置在7副邊短路加熱裝置的四周，這樣，既使短路漏磁受到有效控制，又使它成為一渦流加熱體。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的液用三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置(以下簡(jiǎn)稱為雙感應(yīng)加熱裝置)的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的雙感應(yīng)加熱裝置包括7副邊短路加熱裝置、循環(huán)箱及管路系統(tǒng)；7副邊短路加熱裝置固定在循環(huán)箱中的內(nèi)底座上，其接線座伸出循環(huán)箱后立面上部預(yù)設(shè)的管孔且焊接固定；管路系統(tǒng)的進(jìn)口總管穿過循環(huán)箱前立面下部預(yù)設(shè)的管孔、穿過內(nèi)底座，分別焊接固定；該進(jìn)口總管進(jìn)入循環(huán)箱后分三路出口，一路在內(nèi)底座部位該進(jìn)口總管下方設(shè)1 12個(gè)圓孔出口，另二路在內(nèi)底座前該進(jìn)口總管的左右兩側(cè)各設(shè)一 L型支管， 各L型支管的進(jìn)口與進(jìn)口總管焊接連接，出口分別與7副邊短路加熱裝置相應(yīng)的進(jìn)口圓管焊接連接；在循環(huán)箱的上端設(shè)有出口管道；其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是上述雙感應(yīng)加熱裝置還包括鐵磁性材質(zhì)的導(dǎo)磁框；該導(dǎo)磁框三面緊覆循環(huán)箱后立面的內(nèi)側(cè)及其左右，第四面設(shè)在循環(huán)箱內(nèi)且位于L型支管的后側(cè)，導(dǎo)磁框俯視呈“ 口”字型，它上端高于上述7副邊短路加熱裝置， 下端直至循環(huán)箱底面，四周與上述7副邊短路加熱裝置保持一定的間距且間距均勻一致， 從而構(gòu)成一循環(huán)液體流動(dòng)的通道。運(yùn)行時(shí)，所有待加熱的循環(huán)液體均由此通道從下向上通過，導(dǎo)磁框誘導(dǎo)上述7副邊短路加熱裝置所產(chǎn)生的漏磁與之形成回路，在導(dǎo)磁框內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生渦流與磁滯而使之成為一渦流加熱裝置，它與上述的7副邊短路加熱裝置同時(shí)對(duì)流經(jīng)它們的液體介質(zhì)進(jìn)行加熱，使短路漏磁限止在導(dǎo)磁框內(nèi)而得到了有效的控制和利用。上述導(dǎo)磁框由鐵磁性材質(zhì)的金屬板制作，優(yōu)選厚度為1 3毫米的不銹鐵板或鋼板。上述導(dǎo)磁框與7副邊短路加熱裝置之間的通道，其間距大小可按液體流經(jīng)該通道的流速為每秒0. 7 2. 0米計(jì)算確定。本實(shí)用新型具有積極效果(1)導(dǎo)磁框既導(dǎo)磁也導(dǎo)流，它使所有的循環(huán)液體在通過短路與渦流兩加熱裝置之間的通道時(shí)流速增加，熱交換更充分，實(shí)測(cè)原邊繞組溫升下降7. 2K，有利短路加熱裝置的使用壽命；(2)導(dǎo)磁框限止了漏磁的輻射，實(shí)測(cè)保護(hù)外殼的溫升從57K下降到15K，確保了運(yùn)行安全；(3)導(dǎo)磁框使無(wú)功的短路漏磁能轉(zhuǎn)換成熱能，實(shí)測(cè)熱效率從0.977提高到1. 108，提高了 11. 1個(gè)百分點(diǎn)，節(jié)能、省錢。本實(shí)用新型通過對(duì) ZL01134187. 4更進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，花費(fèi)不多，節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效果卻非常的好。

圖1為變壓器短路情況下的磁場(chǎng)分布示圖。圖2為本實(shí)用新型的三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置的導(dǎo)磁框一構(gòu)件示意圖。圖3為本實(shí)用新型的三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置的導(dǎo)磁框另一構(gòu)件示意圖 其中圖3-a為正視圖，圖3-b為圖3-a的側(cè)視圖，圖3_c為圖3_a的俯視圖。圖4為本實(shí)用新型的三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖其中圖
4-a為正視圖，圖4-b為圖4-a的側(cè)視圖，圖4_c為圖4_a的A-A剖面俯視圖。圖5為本實(shí)用新型的三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置的一種成套商用品其中圖
5-a為正視圖，圖5-b為圖5-a的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
(實(shí)施例)圖2顯示了本實(shí)用新型的導(dǎo)磁框一構(gòu)件18-1的示圖。圖3的3個(gè)視圖顯示了本實(shí)用新型的導(dǎo)磁框另一構(gòu)件18-2的示圖。圖4的3個(gè)視圖顯示了本實(shí)用新型的雙重感應(yīng)加熱裝置50。將7副邊短路加熱裝置30 (ZL01134187. 4專利文獻(xiàn)中的液用三相工頻電磁感應(yīng)及短路加熱裝置30)以接線座 6位于上部后側(cè)的方式固定在循環(huán)箱13內(nèi)的內(nèi)底座14上；取上述圖3的導(dǎo)磁框構(gòu)件18-2， 將它的圓孔穿過接線座6后其三面緊覆循環(huán)箱13后立面的內(nèi)側(cè)及其左右，分別焊接固定； 取上述圖2的導(dǎo)磁框構(gòu)件18-1，將它的大小圓孔分別穿過進(jìn)口總管16和7副邊短路加熱裝置的各進(jìn)口支管11，其下端與循環(huán)箱底面焊接固定，左右與導(dǎo)磁框構(gòu)件18-2的左右側(cè)端焊接固定；這樣，形成在7副邊短路加熱裝置30的四周外圍設(shè)置的一導(dǎo)磁框18，俯視呈“口” 字形，它上端高于上述短路加熱裝置30的上端面，下端直至循環(huán)箱13的底板，四周與7副邊短路加熱裝置30保持一定的間距且間距均勻一致，該導(dǎo)磁框18誘導(dǎo)7副邊短路加熱裝置30的漏磁形成回路，且又形成循環(huán)液體流動(dòng)的通道19 ；待加熱的液體由循環(huán)泵從儲(chǔ)液箱 (圖中未給出)中經(jīng)進(jìn)口總管16泵入循環(huán)箱13的導(dǎo)磁框18之后分三路出水一路經(jīng)圓孔 15向下噴出，擴(kuò)散后向上；另二路經(jīng)L型支管17通過7副邊短路加熱裝置30的6個(gè)進(jìn)口圓管11，進(jìn)入兩矩形管5與導(dǎo)流件10的間隙，然后從兩矩形管5的另一端排出而進(jìn)入通道 19 (矩形管5與導(dǎo)流件10的具體結(jié)構(gòu)詳見ZL01134187.4專利)。上述三路液體經(jīng)7副邊短路加熱裝置30的外殼及導(dǎo)磁框18的表面，將其產(chǎn)生短路與渦流的焦耳熱量隨著被加熱的液體從出口 12排出，回到儲(chǔ)水箱中，如此周而復(fù)始，將儲(chǔ)液箱的液體加熱到要求的溫度。圖5的2個(gè)視圖顯示了本實(shí)用新型的雙重感應(yīng)加熱裝置的一種成套商用品100， 取上述圖4的雙重感應(yīng)加熱裝置50，與防護(hù)外殼51安裝在機(jī)座M上，它與電控箱60安裝在同一底座56上，固定式結(jié)構(gòu)；上述加熱裝置50與防護(hù)外殼51之間設(shè)有保溫層(圖中未給出)，加熱裝置50的底部設(shè)有排污閥55，在其進(jìn)口 16的管道上設(shè)有進(jìn)口溫度傳感器52與壓力傳感器53，在其出口 12的管道上設(shè)有出口溫度傳感器57 ；配套的電控箱所選擇的低壓電器能有效地檢測(cè)電氣系統(tǒng)中的短路、過流、漏電等故障信號(hào)，以及從上述各傳感器檢測(cè)到出口水溫、出進(jìn)口水溫差、壓力等信號(hào)均送到PLC程序控制器，然后由PLC根據(jù)編制的程序發(fā)出控制或報(bào)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人、安全自動(dòng)運(yùn)行。(試驗(yàn)例)取上述同規(guī)格的3臺(tái)7副邊短路加熱裝置30，在相同電源條件下做如下3個(gè)試驗(yàn) 第1臺(tái)7副邊短路加熱裝置30直接暴露在空氣中，按圖1邊界條件足夠遠(yuǎn)，即四周在其5 倍高度尺寸的范圍內(nèi)無(wú)任何金屬件，實(shí)測(cè)該7副邊短路加熱裝置30的有關(guān)數(shù)據(jù)見下表序號(hào) 1 ；其它2臺(tái)7副邊短路加熱裝置30分別按ZL01134187. 4專利不設(shè)導(dǎo)磁框18和本實(shí)用新型設(shè)置導(dǎo)磁框18組裝成如圖5所示的成套商用品100，其中循環(huán)箱13的材質(zhì)為304不銹鋼、循環(huán)介質(zhì)為水、保護(hù)外殼51的材質(zhì)Q235、保溫等條件相同，實(shí)測(cè)的有關(guān)數(shù)據(jù)分別見下表序號(hào)2和序號(hào)3。從表中可清楚看到，7副邊短路加熱裝置30邊界條件不同，各項(xiàng)參數(shù)也不同，其中變化幅度最大的是無(wú)功功率序號(hào)1邊界條件足夠遠(yuǎn)，其消耗的無(wú)功功率最少，系勵(lì)磁無(wú)功消耗，其中包括漏磁；其次是序號(hào)2，7副邊短路加熱裝置30的四周無(wú)導(dǎo)磁框18， 無(wú)功功率較序號(hào)1增幅較大，其保護(hù)外殼51的溫升之高就是該7副邊短路加熱裝置30的漏磁使然；序號(hào)3為本實(shí)用新型，7副邊短路加熱裝置30的四周設(shè)有導(dǎo)磁框18，無(wú)功功率增幅最大，其保護(hù)外殼51的溫升大幅下降，實(shí)測(cè)熱效率η達(dá)1.108創(chuàng)新高度，顯然，這是該7 副邊短路加熱裝置30的漏磁在導(dǎo)磁框18中產(chǎn)生渦流使然也！在這里，漏磁雖屬無(wú)功，但磁能也是能，同樣可轉(zhuǎn)換成熱能。另外，表中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)日后檢測(cè)短路漏磁能轉(zhuǎn)換成熱能之無(wú)功當(dāng)量的確定具有相當(dāng)價(jià)值。[0023]表
權(quán)利要求1.一種液用三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置，包括7副邊短路加熱裝置(30)、循環(huán)箱 (13)及管路系統(tǒng)；7副邊短路加熱裝置(30)固定在循環(huán)箱(13)中的內(nèi)底座(14)上，其接線座(6)伸出循環(huán)箱(13)后立面上部預(yù)設(shè)的管孔且焊接固定；管路系統(tǒng)的進(jìn)口總管(16)穿過循環(huán)箱(13)前立面下部預(yù)設(shè)的管孔、穿過內(nèi)底座(14)，分別焊接固定；該進(jìn)口總管(16)進(jìn)入循環(huán)箱(13)后分三路出口，一路在內(nèi)底座(14)部位，該進(jìn)口總管(16)下方設(shè)1 12個(gè)圓孔出口(15)，另二路在內(nèi)底座(14)前，該進(jìn)口總管(16)的左右兩側(cè)各設(shè)一 L型支管(17)， 各L型支管(17)的進(jìn)口與進(jìn)口總管(16)焊接連接，出口分別與7副邊短路加熱裝置(30) 的相應(yīng)的進(jìn)口圓管(11)焊接連接；在循環(huán)箱(13)的上端設(shè)有出口管道；其特征在于還包括鐵磁性材質(zhì)的導(dǎo)磁框(18);該導(dǎo)磁框(18)三面緊覆循環(huán)箱(13)后立面的內(nèi)側(cè)及其左右， 第四面設(shè)在循環(huán)箱(13)內(nèi)且位于L型支管(17)的后側(cè)，導(dǎo)磁框(18)俯視呈“ 口”字型，它上端高于上述7副邊短路加熱裝置(30)，下端直至循環(huán)箱(13)底面，四周與上述7副邊短路加熱裝置(30)保持一定的間距且間距均勻一致，從而構(gòu)成一循環(huán)液體流動(dòng)的通道(19)； 運(yùn)行時(shí)，所有待加熱的循環(huán)液體均由此通道(19)從下向上通過，導(dǎo)磁框(18)誘導(dǎo)上述7副邊短路加熱裝置(30)所產(chǎn)生的漏磁與之形成回路，在導(dǎo)磁框(18)內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生渦流與磁滯而使之成為一渦流加熱裝置，它與上述的7副邊短路加熱裝置(30)同時(shí)對(duì)流經(jīng)它們的液體介質(zhì)進(jìn)行加熱，使短路漏磁限止在導(dǎo)磁框(18)內(nèi)而得到了有效的控制和利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液用三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置，其特征在于所述導(dǎo)磁框(18)由鐵磁性材質(zhì)的金屬板制作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液用三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置，其特征在于導(dǎo)磁框 (18)的板體是厚度為1 3毫米的不銹鐵板或鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液用三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置，其特征在于導(dǎo)磁框 (18)與7副邊短路加熱裝置(30)之間的通道(19)，其間距大小可按液體流經(jīng)該通道(19) 的流速為每秒0. 7 2. 0米計(jì)算確定。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液用三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置。本實(shí)用新型應(yīng)用鐵磁性材質(zhì)的金屬板既具導(dǎo)磁性能好又易產(chǎn)生渦流與磁滯的機(jī)理，將它設(shè)置在7副邊短路加熱裝置的四周而構(gòu)成導(dǎo)磁框。運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)磁框誘導(dǎo)上述7副邊短路加熱裝置所產(chǎn)生的漏磁與之形成回路，在導(dǎo)磁框內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生渦流與磁滯而使之成為一渦流加熱裝置，它與上述的7副邊短路加熱裝置同時(shí)對(duì)流經(jīng)它們的液體介質(zhì)進(jìn)行加熱，即一7副邊短路加熱裝置接通三相工頻電源，而加熱液體是短路與渦流兩個(gè)感應(yīng)加熱裝置的加熱方法，使短路漏磁限止在導(dǎo)磁框內(nèi)而得到了有效的控制和利用，而漏磁屬無(wú)功，所以使本實(shí)用新型的液用三相工頻電磁雙重感應(yīng)加熱裝置的加熱效率突破了不大于1.0的傳統(tǒng)概念。
文檔編號(hào)H05B6/02GK202303839SQ20112042801
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者吳榮華 申請(qǐng)人:吳榮華