CN212463548U - 一种三维迷宫式电磁加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三维迷宫式电磁加热器，包括外壳体、变频器、外封闭管、发热套筒、第一连通管和电磁线圈，变频器和外封闭管固定在外壳体内，电磁线圈盘绕在外封闭管外侧壁，且电磁线圈与变频器电连接，发热套筒设置在外封闭管内，且发热套筒外侧与外封闭管内侧之间形成容纳水的第一加热腔，第一加热腔内设有第一隔断板和第二隔断板，第一隔断板的上端和下端均与外封闭管固定，第二隔断板的上端与外封闭管留有间隙，下端与外封闭管固定，发热套筒上还设有通孔；两个第一连通管分别与第一加热腔、发热套筒内部连通。本实用新型中间的发热套筒的内外表面都得到换热效果依次最大程度的使用发热热量，从而获得高效的换热效率。

Description

一种三维迷宫式电磁加热器

技术领域

本实用新型属于电磁热水器或者电磁锅炉领域，具体地说，是涉及一种三维迷宫式电磁加热器

背景技术

目前商用和民用的电热水器或者电锅炉大都采用加热棒直接加热的方式，由于电热管容易产生换热面结垢现象因此效率很快逐年降低，同时未实现水电分离因此安全性不高，而使用电磁加热技术可以很好的解决这个问题。电磁加热的核心是利用电磁感应原理将电能转换为热能的加热器，在控制器内由整流电路将50HZ的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为10到30KHZ的高频交流电压。高频交流电压流过缠绕在非金属材料管外的高频导线，高速变化的磁场内部产生的磁力线切割非金属材料管内部的金属容器时产生无数小涡流，使水迅速加热，达到快速加热水的效果。它安全可靠，绿色环保，电磁感应制热，真正意义上的水电分离，电路和水路绝缘。电磁可以低压软启动，减少电流浪涌冲击的危害，避免因电压波动而损坏设备安全有保障，变频功率输出部分可根据电压波动变化自动调控电流大小，保证恒功率，不会因电压升高电流随之升高，造成电气承载不够而损坏。所以电磁加热技术已大量运用于电加热设备，特别是煤改电领域的供热设备，最大程度的提升设备安全性。

目前市场上的电磁锅炉大多为高频线绕铁桶，结构大都相似为电磁线圈绕在铁质铁管上，通过电磁线（涡流磁场）切割筒壁产生交变的电流，涡流使管内部铁原子高速无规则运动相互碰撞、摩擦产生热能从而加热物品的效果。但是筒壁加热常常存在热传导不均衡的弊端，靠近筒壁处热，远离筒壁处不热，会造成热水输出率低等问题，虽然现有技术也进行了一些结构上的改进一定程度上改善了换热效率和输出功率低的问题，但有益的效果不是很明显。例如专利2019200007742《一种电磁锅炉新型加热结构》采用加热体的内部固定安装两个螺旋搅拌器，螺旋搅拌器在水流的作用下转动，从而使加热体内部的水螺旋向下，水与加热体的内壁充分接触，从而使水均匀受热，此结构一定层度上增加了内部水流的扰动，提高加热效率，但也有局限性，由于循环泵的快速水流作用下，加热管长度毕竟有限，当水流快速通过时未能最大距离的进行换热仍然起不到有效显著提高换热效率，同时搅拌器随着使用增加慢慢卡住起不到扰流作用此时也未进行故障的提示，即使发现故障也维修难度大因此结构仍然存在局限性。另外专利2018209934903《一种电磁加热常压热水锅炉》采用两级加热线圈来提高电力有效利用率，但结构简单不易自动化操作且使用场所有限导致很难适用于批量生产的商用电热锅炉。再者发明专利2015107504795《一种即热式电磁水加热器及电热水器》采用内外陶瓷体于加热体的内外表面形成加热空间相比于传统电磁加热体增加一倍换热空间有效提升换热效果，但其机构复杂生产成本高且不适用于大功率设备。

因此现有技术的电磁加热锅炉存在一定不足，需要一种换热效果更好、更容易大功率设备实现、后期无需维护、成本合适的电磁加热设备。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种换热效果好、容易实现大功率设备、后期无需维护、低成本、简单环保的三维迷宫式电磁加热器。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种三维迷宫式电磁加热器，包括外壳体、变频器、外封闭管、发热套筒、第一连通管和电磁线圈，所述变频器和外封闭管固定在外壳体内，所述电磁线圈盘绕在外封闭管外侧壁，且电磁线圈与变频器电连接，所述发热套筒设置在外封闭管内，且发热套筒外侧与外封闭管内侧之间形成容纳水的第一加热腔，所述第一加热腔内设有第一隔断板和第二隔断板，所述第一隔断板的上端和下端均与外封闭管固定，所述第二隔断板的上端与外封闭管留有间隙，下端与外封闭管固定，所述发热套筒上还设有通孔；两个第一连通管分别与第一加热腔、发热套筒内部连通。

作为优选方案，所述第一加热腔内还设有第三隔断板，所述第三隔断板的上端与外封闭管固定，下端与外封闭管留有间隙，所述第二隔断板和第三隔断板间隔交替设置。

作为优选方案，所述发热套筒内还设有内圈套筒，所述内圈套筒外侧与发热套筒内侧之间形成容纳水的第二加热腔，所述内圈套筒也设有通孔；所述换热盘管的两端分别通过第一连通管与第一加热腔、内圈套筒内部连通。

作为优选方案，所述第二加热腔内也设有一个第一隔断板、以及多个相互交替间隔设置的第二隔断板和第三隔断板。

作为优选方案，所述电磁线圈外还设有屏蔽罩，所述外封闭管上还设有排污阀，所述第一连通管上还设有堵头和球阀。

作为优选方案，所述发热套筒为金属材质，包括但不限于铝、钢、铁、铜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的发热套筒位于封闭套管的内部，且发热套管的内外侧均有水流，这使得中间的发热套筒的内外表面都得到换热效果依次最大程度的使用发热热量，从而获得高效的换热效率。另外，本实用新型的加热腔体内设置的错落有序的隔断板将环形腔体分割成多个扇形腔体形成连续的迷宫式通道用于换热水循环，这样的效果为可增加水循环的换热面积也就是换热效果更佳，同时也无需后期维护。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的内部结构示意图；

图3是本实用新型的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1至图3所示的一种三维迷宫式电磁加热器，包括外壳体、变频器、外封闭管205、发热套筒206、第一连通管203和电磁线圈201，所述变频器和外封闭管205固定在外壳体内，所述电磁线圈201盘绕在外封闭管205外侧壁，电磁线圈是设备发热源，根据功率大小选用相应线径的线，沿着发热套筒轴线方向向上缠绕，高度允许可分段式缠绕，一直绕到需要的电感量或者需要的长度即可。所述电磁线圈201与变频器电连接，变频器输出高频交流电至电磁线圈产生磁场进行发热套筒的发热从而加热内部循环水，是设备发热源，其中内部循环管为三维迷宫式结构。变频器为加热线圈的驱动部件，将外部输入的50HZ交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为10到30KHZ的高频交流电压给电磁线圈进行加热运行。

所述电磁线圈201盘绕在外封闭管205外侧壁，且电磁线圈201外还设有屏蔽罩202，所述发热套筒206设置在外封闭管205内，且发热套筒206外侧与外封闭管205内侧之间形成容纳水的第一加热腔，所述发热套筒206上还设有通孔204；所述第一加热腔内设有第一隔断板208和第二隔断板209，所述第一隔断板208的上端和下端均与外封闭管205固定，所述第二隔断板209的上端与外封闭管205留有间隙，下端与外封闭管205固定。所述第一加热腔内还设有第三隔断板210，所述第三隔断板210的上端与外封闭管205固定，下端与外封闭管205留有间隙，所述第二隔断板209和第三隔断板210间隔交替设置。所述发热套筒206内还设有内圈套筒207，所述内圈套筒207外侧与发热套筒206内侧之间形成容纳水的第二加热腔，所述内圈套筒207也设有通孔204；两个第一连通管203分别与第一加热腔、发热套筒206内部连通。两个第一连通管带有法兰盘结构，同时安装孔位置焊接有螺母，方便使用现场快速有效的安装管路。所述第二加热腔内也设有一个第一隔断板208、以及多个相互交替间隔设置的第二隔断板209和第三隔断板210。

如图2和图3所示，冷水从电磁加热器下部的第一连通管203进入第一加热腔内，且第一隔断板208使得水只能朝一个方向流动，而第二隔断板209和第三隔断板210使得水分别从上部、下部流入下一个区域，达到最后一个区域后再通过发热套筒206上部或者下部的通孔204流入第二加热腔，进入第二加热腔后水再以同样的方式流经整个第二加热腔，最后再通过内圈套筒207上的通孔204进入内圈套筒207内部后经电磁加热器顶部的第一连通管流出电磁加热器，此时冷水已被加热成热水。

其中，第一隔断板208，第二隔断板209和第三隔断板210可以如图3所示，按十字形设置，第一隔断板208和第三隔断板210成180度分布，两个第二隔断板209成180度分布；也可以设置更多的第二隔断板209和第三隔断板210将第一加热腔、第二隔热腔划分更多区域，另外，第一加热腔内水的流转方向与第二加热腔内水的流转方向可以同时采用顺时针或者逆时针，也可以一个采用逆时针，另一个采用顺时针，后者更有利于热量的均匀传导。电磁加热器的内部三维迷宫式循环换热路径可最大程度形成换热面积，同时也使得发热管体内外表面同时得到换热利用，依次获得设备的最高效的换热效果。

所述外封闭管205上还设有排污阀及排污管路，排污管路安装在电磁加热器底部单独开的管口上，同时安装有球阀，用于维修以及不使用供热机组的时候放空设备内部多余的水，位于电磁加热器顶部的第一连通管203上还设有堵头，打开堵头后可使用建议清洗工具进行加热管内部表面的清洁，而不用单独卸装加热管，快速有效同时不损伤加热管及其密封件。

本实用新型的外封闭管采用直筒型结构，外封闭管的底板开有按圆周均布的通孔，可单个或者多个加热器直接使用螺栓固定安装到设备底座上，操作方便且稳定性好。所述电磁线圈201外还设有屏蔽罩202，屏蔽罩为电磁线圈外部均布，可选用导磁性差的金属材料作为屏蔽罩。屏蔽罩可有效降低因此高频电磁线圈工作时候产生的微弱的辐射。所述发热套筒206为金属材质，包括但不限于钢、铁、铜。

本实用新型的内圈套筒底部开孔将内循环热水汇集到内圈套筒内，再通到出水口，该内圈套筒的存在既可以使得发热套筒与内圈套筒形成内循环腔体，又可以起到缓冲效果。内圈套筒、外封闭管，两者为不导磁材料，使得电磁线圈对发热套筒发挥理想状态的加热效果，而不至于加热其他管体，以至于热量的损失以及结构的不合理利用。

本实用新型通过第一加热腔和第二加热腔设置的错落有序的隔断板（包括第一隔断板、第二隔断板和第三隔断板）将环形腔体分割成扇形腔体，通过合理设置隔断板的间距，使得扇形腔体大小相同，同时这些腔体前后可形成连续的三维迷宫式通道用于换热水循环，这样的效果为可增加水循环的换热面积也就是换热效果更佳，同时也无需后期维护。另外作为优选，第一加热腔、第二加热腔通道的循环方向为相反，这样能使得内部水温的温差不至于太大，因为外循环最低温的腔体（例如①号腔体）与内循环最高温的腔体（相对应的⑧号腔体）为同一角度辐射的扇形腔体，使得发热管体圆周方向的热功率均等。

本实用新型的电磁加热器还包括上封板和底板，上封板为与内圈套筒、发热套筒、外封闭管上端面焊接，且中心开孔用于与第一连通管连通；底板为设备最底部，起支撑整个电磁加热器的作用，同时圆周方向均布开有通孔用于固定安装加热器到设备框架上。

内圈套筒位于加热器中心位置，内圈套筒为无磁性材料，可选铝材管、耐高温环氧管、陶瓷管等，内圈套筒底部开由单方向通孔，用于连接腔体⑧，使得腔体⑧内循环水进入内圈套筒内直至出内圈套筒顶部出口处。内圈套筒与发热套筒及若干个隔断板形成若干个内部错落的腔体。内圈套筒与发热套筒形成内循环腔体系统。

发热套筒为铁质磁性管体，由于电磁线圈产生高频的交变电流使得该发热管内部铁原子相互之间碰撞与摩擦产生热能加热循环液体。该发热套筒底部开始通孔用于将第一加热腔的水流入第二加热腔内，上下端面焊接在底板和上封板。与外封闭管、内圈套筒及隔断板形成三维迷宫式循环水通道。

外封闭管与内圈套筒一样为无磁性材料，材料也相同可选用铝材管、耐高温环氧管、陶瓷管等，外封闭管底部开孔用于安装用来进水的第一连通管，上下端面焊接或者固定密封在底板和上封板上，其外表面包裹保温材料，由于水循环通道先循环第一加热腔因此水温相对比第二加热腔水温低，因此对保温材料要求不高，可选用成本较低环保型的材料即可。外封闭管与发热套筒形成外循环腔体系统。

本实用新型电磁加热器作为供暖系统中的组成部分，与其他设备配套，比如保温水箱、循环泵、散热片、管道等，以电作为能量来源。

Claims (6)

1.一种三维迷宫式电磁加热器，其特征在于：包括外壳体、变频器、外封闭管（205）、发热套筒（206）、第一连通管（203）和电磁线圈（201），所述变频器和外封闭管（205）固定在外壳体内，所述电磁线圈（201）盘绕在外封闭管（205）外侧壁，且电磁线圈（201）与变频器电连接，所述发热套筒（206）设置在外封闭管（205）内，且发热套筒（206）外侧与外封闭管（205）内侧之间形成容纳水的第一加热腔，所述第一加热腔内设有第一隔断板（208）和第二隔断板（209），所述第一隔断板（208）的上端和下端均与外封闭管（205）固定，所述第二隔断板（209）的上端与外封闭管（205）留有间隙，下端与外封闭管（205）固定，所述发热套筒（206）上还设有通孔（204）；两个第一连通管（203）分别与第一加热腔、发热套筒（206）内部连通。

2.根据权利要求1所述的一种三维迷宫式电磁加热器，其特征在于，所述第一加热腔内还设有第三隔断板（210），所述第三隔断板（210）的上端与外封闭管（205）固定，下端与外封闭管（205）留有间隙，所述第二隔断板（209）和第三隔断板（210）间隔交替设置。

3.根据权利要求2所述的一种三维迷宫式电磁加热器，其特征在于，所述发热套筒（206）内还设有内圈套筒（207），所述内圈套筒（207）外侧与发热套筒（206）内侧之间形成容纳水的第二加热腔，所述内圈套筒（207）也设有通孔（204）；所述第一加热腔、内圈套筒（207）内部分别通过第一连通管（203）与换热盘管的两端连通。

4.根据权利要求3所述的一种三维迷宫式电磁加热器，其特征在于，所述第二加热腔内也设有一个第一隔断板（208）、以及多个相互交替间隔设置的第二隔断板（209）和第三隔断板（210）。

5.根据权利要求1所述的一种三维迷宫式电磁加热器，其特征在于，所述电磁线圈（201）外还设有屏蔽罩（202），所述外封闭管（205）上还设有排污阀，所述第一连通管（203）上还设有堵头和球阀。

6.根据权利要求1所述的一种三维迷宫式电磁加热器，其特征在于，所述发热套筒（206）的材质为铝、钢、铁、铜中的一种。

Images