CN107969037B - 一种电磁加热芯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁加热芯装置，属于电磁加热技术领域，解决现有电磁加热装置采用直筒式结构加热距离短、效率转化较低、制热效率较低的问题。装置包括外层隔离筒和内层隔离筒，所述外层隔离筒的外壁上设置外层线圈，内层隔离筒的外壁上设置内层线圈，外层隔离筒和内层线圈之间绕设有螺旋状发热芯，外层隔离筒和内层隔离筒的顶部和底部分别设置法兰盘，法兰盘上设有线缆孔，内层线圈的两端分别穿设于线缆孔内，顶部的法兰盘上设置管路出口与发热芯的出口端连接，底部的法兰盘上设置管路入口与发热芯的入口端连接。本发明能够在有效空间内大幅提升管路与加热介质的接触面积，延长单位距离内的加热时间，提升制热效率，提高温升速度。
Description
技术领域
本发明属于电磁加热技术领域，具体涉及一种电磁加热芯装置。
背景技术
随着国家“煤改电”进程的加速，寻求清洁能源供暖成为当前采暖领域的重中之重，由于目前提出的供暖模式均存在一定的局限性，因此，采用以电加热为采暖应用手段的供暖模式已被大部分人所认可，尤其是电磁加热技术的快速发展，将电磁加热应用于采暖领域已比较普遍。但目前电磁采暖技术都集中于向如何提高控制精度和提高大功率应用上做文章，却忽略了其加热过程中的效率转化问题，导致大部分发热芯结构都是传统设计模式。还有一些设计通过改变内表面结构增加了接触面积，但对制热效率的提升也非常有限。也正是基于此，对加热芯内水温的提升速度和效果不够明显。
现有的加热芯通常采用直筒式金属芯结构，由于电磁加热装置空间有限，直筒式金属芯受介质加热距离限制进出水温差较小，同时由于管路与介质接触面积有限，不能充分带走金属芯产生的热能，导致电热转化效率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁加热芯装置，以解决现有电磁加热装置采用直筒式结构，加热距离短、效率转化较低造成制热效率较低的问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种电磁加热芯装置，包括外层隔离筒和设置在外层隔离筒内的内层隔离筒，所述外层隔离筒的外壁上设置外层线圈，内层隔离筒的外壁上设置内层线圈，外层隔离筒和内层线圈之间绕设有螺旋状发热芯，外层隔离筒和内层隔离筒的顶部和底部分别设置法兰盘，法兰盘上设有线缆孔，内层线圈的两端分别穿设于线缆孔内，顶部的法兰盘上设置管路出口与发热芯的出口端连接，底部的法兰盘上设置管路入口与发热芯的入口端连接。
所述发热芯绕设于外层隔离筒和内层线圈之间的1/4-1/2处。
所述外层线圈和内层线圈分别绕设于外层隔离筒和内层隔离筒的外壁上。
所述内层线圈和外层线圈分别设于内层隔离筒和外层隔离筒的中间位置，内层线圈和外层线圈的覆盖面积分别占内层隔离筒和外层隔离筒面积的1/2-2/3。
所述外层隔离筒的中轴线和内层隔离筒的中轴线重叠。
所述内层线圈和外层线圈缠绕匝数相等，缠绕方向相同。
所述外层隔离筒和内层隔离筒为中空结构。
所述管路出口和管路入口分别设置于内层隔离筒的两侧。
所述外层隔离筒和内层隔离筒为绝缘结构。
所述内层线圈表面设有隔热阻燃层。
本发明相较于现有技术的有益效果为：
本发明通过对内层线圈和外层线圈通入高频电流产生高频交变磁场，在发热芯表面形成涡流，使发热芯的温度快速上升，向发热芯的内部通入低温介质将热量带走，从而达到加热介质的目的。发热芯设计为螺旋状能够大幅增加金属发热芯与需加热介质的接触面积，增加介质接触发热芯的时间，利于热量充分交换，从而实现制热效率的提升；由于内、外层线圈同时产生高频磁场，螺旋状的发热芯还能增大发热芯的被加热面积，同时由于线圈缠绕方向相同，也能够增加单位面积的场强，有助于温度快速提升。设置法兰盘将内外隔离筒固定，保证发热芯与法兰盘之间空隙减少，减少隔离筒内的热量流失，进一步提升电热转化效率。由于内外线圈的缠绕方向相同，可增加管路外表面接触部分的磁通量，增加制热效果。本发明能够在有效空间内大幅提升管路与加热介质的接触面积，延长单位距离内的加热时间，提升制热效率，提高温升速度。
附图说明
图1为本发明的纵向剖视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为发热芯的结构示意图；
附图标记含义如下：1、外层隔离筒；2、内层隔离筒；3、外层线圈；4、内层线圈；5、发热芯；6、法兰盘；7、线缆孔；8、管路出口；9、出口端；10、管路入口；11、入口端。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1-3所示，一种电磁加热芯装置，包括外层隔离筒1和设置在外层隔离筒1内的内层隔离筒2，外层隔离筒1和内层隔离筒2为中空结构，外层隔离筒1和内层隔离筒2为绝缘结构，外层隔离筒1的中轴线和内层隔离筒2的中轴线重叠，所述外层隔离筒1的外壁上设置外层线圈3，内层隔离筒2的外壁上设置内层线圈4，内层线圈4表面设有隔热阻燃层，外层线圈3和内层线圈4分别绕设于外层隔离筒1和内层隔离筒2的外壁上，线径为25-35mm，内层线圈4和外层线圈3缠绕匝数相等，缠绕方向相同，内层线圈4和外层线圈3分别设于内层隔离筒2和外层隔离筒1的中间位置，内层线圈4和外层线圈3的覆盖面积分别占内层隔离筒2和外层隔离筒1面积的1/2-2/3，外层隔离筒1和内层线圈4之间绕设有螺旋状发热芯5，发热芯5的壁厚为2-3mm，发热芯5绕设于外层隔离筒1和内层线圈4之间的1/4-1/2处，外层隔离筒1和内层隔离筒2的顶部和底部分别设置法兰盘6，法兰盘6上设有线缆孔7，内层线圈4的两端分别穿设于线缆孔7内，顶部的法兰盘6上设置管路出口8与发热芯5的出口端9连接，底部的法兰盘6上设置管路入口10与发热芯5的入口端11连接，管路出口8和管路入口10分别设置于内层隔离筒2的两侧。
作业前，将外层线圈3与电源接通，将内层线圈4的两端分别充线缆孔7穿出后与电源接通，再将发热芯5的入口端11和出口端9分别介质管路连通。
作业时，向外层线圈3和内层线圈4通高频电流，通电电流的频率控制在20-30KHz，从而产生高频交变磁场，并在发热芯5的表面形成涡流，使发热芯5的温度快速上升，此时通过发热芯5的入口端11将低温介质通入，使其在通过发热芯5的螺旋状结构时将热量带走，从而加热介质，加热后的介质从发热芯5的出口端9导出即可。
Claims (8)
1.一种电磁加热芯装置，其特征在于：包括外层隔离筒（1）和设置在外层隔离筒（1）内的内层隔离筒（2），所述外层隔离筒（1）的中轴线和内层隔离筒（2）的中轴线重叠，外层隔离筒（1）和内层隔离筒（2）为中空结构，外层隔离筒（1）的外壁上设置外层线圈（3），内层隔离筒（2）的外壁上设置内层线圈（4），外层隔离筒（1）和内层线圈（4）之间绕设有螺旋状发热芯（5），外层隔离筒（1）和内层隔离筒（2）的顶部和底部分别设置法兰盘（6），法兰盘（6）上设有线缆孔（7），内层线圈（4）的两端分别穿设于线缆孔（7）内，顶部的法兰盘（6）上设置管路出口（8）与发热芯（5）的出口端（9）连接，底部的法兰盘（6）上设置管路入口（10）与发热芯（5）的入口端（11）连接；
作业前，将外层线圈（3）与电源接通，将内层线圈（4）的两端分别从线缆孔（7）穿出后与电源接通，再将发热芯（5）的入口端（11）和出口端（9）分别介质管路连通；
作业时，向外层线圈（3）和内层线圈（4）通高频电流，从而产生高频交变磁场，并在发热芯（5）的表面形成涡流，使发热芯（5）的温度快速上升，此时通过发热芯（5）的入口端（11）将低温介质通入，加热后的介质从发热芯（5）的出口端（9）流出。
2.如权利要求1所述的电磁加热芯装置，其特征在于：所述发热芯（5）绕设于外层隔离筒（1）和内层线圈（4）之间的1/4-1/2处。
3.如权利要求1或2所述的电磁加热芯装置，其特征在于：所述外层线圈（3）和内层线圈（4）分别绕设于外层隔离筒（1）和内层隔离筒（2）的外壁上。
4.如权利要求3所述的电磁加热芯装置，其特征在于：所述内层线圈（4）和外层线圈（3）分别设于内层隔离筒（2）和外层隔离筒（1）的中间位置，内层线圈（4）和外层线圈（3）的覆盖面积分别占内层隔离筒（2）和外层隔离筒（1）面积的1/2-2/3。
5.如权利要求4所述的电磁加热芯装置，其特征在于：所述内层线圈（4）和外层线圈（3）缠绕匝数相等，缠绕方向相同。
6.如权利要求5所述的电磁加热芯装置，其特征在于：所述管路出口（8）和管路入口（10）分别设置于内层隔离筒（2）的两侧。
7.如权利要求6所述的电磁加热芯装置，其特征在于：所述外层隔离筒（1）和内层隔离筒（2）为绝缘结构。
8.如权利要求7所述的电磁加热芯装置，其特征在于：所述内层线圈（4）表面设有隔热阻燃层。
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