專利名稱：液用三相工頻電磁雙重感應加熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工頻電磁感應短路和感應渦流加熱裝置，更確切地說是一種用于加熱液體的三相工頻電磁感應短路和感應渦流加熱裝置。
背景技術：
在這里所稱渦流加熱，是指由工頻感應渦流產生焦耳效應的一種電加熱。其工作原理是，交變的磁力線通過導體在導體內產生渦流與磁滯，其中產生焦耳效應的主要是渦流，故稱渦流加熱。在這里所稱短路加熱，是指由工頻感應短路電流產生焦耳效應的一種電加熱。文獻號為CN1142706C的中國專利ZL01134187. 4公開了一種液用三相工頻電磁感應及短路加熱裝置就屬此例，其工作原理是，根據變壓器原副邊匝數比，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。按變壓器專業術語，鐵心上設置繞組的部分稱心柱，鐵心上不設繞組僅起構成閉合磁回路的部分稱軛鐵；上述專利創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短接的副邊金屬圈，在鐵心的軛鐵部位上形成四個短接的副邊金屬圈， 共7個副邊短路(上述專利以下簡稱7副邊短路加熱裝置)。當原邊接通三相工頻電源，金屬外殼的各副邊金屬圈則感應產生短路大電流；各相位的副邊金屬圈與同一金屬外殼導通而產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，運行時金屬外殼呈零電位，安全。上述兩種短路大電流產生非比尋常的漏磁，這對將該加熱裝置為開發成為商用品所必須的防護外殼、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影響正常運行。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分布(邊界條件足夠遠)，這種情況下，原副邊均有電流，兩繞組的電流產生的磁場大部分相互抵消。從圖1磁感應強度線分布可以看出，空間分布的主要是漏磁場(見《工程電磁場》，清華大學出版社一2004. 9)。顯然，具有兩種不同短路的上述7副邊短路加熱裝置，其漏磁的磁感應強度勢必大于圖1所示的磁感應強度。
發明內容本實用新型的目的是提供一種液用三相工頻電磁雙重感應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箱內且得到有效的利用，運行時熱效更高，
更安全可靠。本實用新型的技術構思是應用鐵磁性材質的金屬板既具導磁性能好又易產生渦流與磁滯的機理，將它設置在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。實現本實用新型的液用三相工頻電磁雙重感應加熱裝置(以下簡稱為雙感應加熱裝置)的技術方案是本實用新型的雙感應加熱裝置包括7副邊短路加熱裝置、循環箱及管路系統；7副邊短路加熱裝置固定在循環箱中的內底座上，其接線座伸出循環箱后立面上部預設的管孔且焊接固定；管路系統的進口總管穿過循環箱前立面下部預設的管孔、穿過內底座，分別焊接固定；該進口總管進入循環箱后分三路出口，一路在內底座部位該進口總管下方設1 12個圓孔出口，另二路在內底座前該進口總管的左右兩側各設一 L型支管， 各L型支管的進口與進口總管焊接連接，出口分別與7副邊短路加熱裝置相應的進口圓管焊接連接；在循環箱的上端設有出口管道；其結構特點是上述雙感應加熱裝置還包括鐵磁性材質的導磁框；該導磁框三面緊覆循環箱后立面的內側及其左右，第四面設在循環箱內且位于L型支管的后側，導磁框俯視呈“ 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， 從而構成一循環液體流動的通道。運行時，所有待加熱的循環液體均由此通道從下向上通過，導磁框誘導上述7副邊短路加熱裝置所產生的漏磁與之形成回路，在導磁框內感應產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對流經它們的液體介質進行加熱，使短路漏磁限止在導磁框內而得到了有效的控制和利用。上述導磁框由鐵磁性材質的金屬板制作，優選厚度為1 3毫米的不銹鐵板或鋼板。上述導磁框與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該通道的流速為每秒0. 7 2. 0米計算確定。本實用新型具有積極效果(1)導磁框既導磁也導流，它使所有的循環液體在通過短路與渦流兩加熱裝置之間的通道時流速增加，熱交換更充分，實測原邊繞組溫升下降7. 2K，有利短路加熱裝置的使用壽命；(2)導磁框限止了漏磁的輻射，實測保護外殼的溫升從57K下降到15K，確保了運行安全；(3)導磁框使無功的短路漏磁能轉換成熱能，實測熱效率從0.977提高到1. 108，提高了 11. 1個百分點，節能、省錢。本實用新型通過對 ZL01134187. 4更進一步的改進和完善，花費不多，節能及經濟效果卻非常的好。
圖1為變壓器短路情況下的磁場分布示圖。圖2為本實用新型的三相工頻電磁雙重感應加熱裝置的導磁框一構件示意圖。圖3為本實用新型的三相工頻電磁雙重感應加熱裝置的導磁框另一構件示意圖 其中圖3-a為正視圖，圖3-b為圖3-a的側視圖，圖3_c為圖3_a的俯視圖。圖4為本實用新型的三相工頻電磁雙重感應加熱裝置的一種結構示意圖其中圖
4-a為正視圖，圖4-b為圖4-a的側視圖，圖4_c為圖4_a的A-A剖面俯視圖。圖5為本實用新型的三相工頻電磁雙重感應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的側視圖。
具體實施方式
(實施例)圖2顯示了本實用新型的導磁框一構件18-1的示圖。圖3的3個視圖顯示了本實用新型的導磁框另一構件18-2的示圖。圖4的3個視圖顯示了本實用新型的雙重感應加熱裝置50。將7副邊短路加熱裝置30 (ZL01134187. 4專利文獻中的液用三相工頻電磁感應及短路加熱裝置30)以接線座 6位于上部后側的方式固定在循環箱13內的內底座14上；取上述圖3的導磁框構件18-2， 將它的圓孔穿過接線座6后其三面緊覆循環箱13后立面的內側及其左右，分別焊接固定； 取上述圖2的導磁框構件18-1，將它的大小圓孔分別穿過進口總管16和7副邊短路加熱裝置的各進口支管11，其下端與循環箱底面焊接固定，左右與導磁框構件18-2的左右側端焊接固定；這樣，形成在7副邊短路加熱裝置30的四周外圍設置的一導磁框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，該導磁框18誘導7副邊短路加熱裝置30的漏磁形成回路，且又形成循環液體流動的通道19 ；待加熱的液體由循環泵從儲液箱 (圖中未給出)中經進口總管16泵入循環箱13的導磁框18之后分三路出水一路經圓孔 15向下噴出，擴散后向上；另二路經L型支管17通過7副邊短路加熱裝置30的6個進口圓管11，進入兩矩形管5與導流件10的間隙，然后從兩矩形管5的另一端排出而進入通道 19 (矩形管5與導流件10的具體結構詳見ZL01134187.4專利)。上述三路液體經7副邊短路加熱裝置30的外殼及導磁框18的表面，將其產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，回到儲水箱中，如此周而復始，將儲液箱的液體加熱到要求的溫度。圖5的2個視圖顯示了本實用新型的雙重感應加熱裝置的一種成套商用品100， 取上述圖4的雙重感應加熱裝置50，與防護外殼51安裝在機座M上，它與電控箱60安裝在同一底座56上，固定式結構；上述加熱裝置50與防護外殼51之間設有保溫層(圖中未給出)，加熱裝置50的底部設有排污閥55，在其進口 16的管道上設有進口溫度傳感器52與壓力傳感器53，在其出口 12的管道上設有出口溫度傳感器57 ；配套的電控箱所選擇的低壓電器能有效地檢測電氣系統中的短路、過流、漏電等故障信號，以及從上述各傳感器檢測到出口水溫、出進口水溫差、壓力等信號均送到PLC程序控制器，然后由PLC根據編制的程序發出控制或報警信號，實現無人、安全自動運行。(試驗例)取上述同規格的3臺7副邊短路加熱裝置30，在相同電源條件下做如下3個試驗 第1臺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，即四周在其5 倍高度尺寸的范圍內無任何金屬件，實測該7副邊短路加熱裝置30的有關數據見下表序號 1 ；其它2臺7副邊短路加熱裝置30分別按ZL01134187. 4專利不設導磁框18和本實用新型設置導磁框18組裝成如圖5所示的成套商用品100，其中循環箱13的材質為304不銹鋼、循環介質為水、保護外殼51的材質Q235、保溫等條件相同，實測的有關數據分別見下表序號2和序號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，各項參數也不同，其中變化幅度最大的是無功功率序號1邊界條件足夠遠，其消耗的無功功率最少，系勵磁無功消耗，其中包括漏磁；其次是序號2，7副邊短路加熱裝置30的四周無導磁框18， 無功功率較序號1增幅較大，其保護外殼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3為本實用新型，7副邊短路加熱裝置30的四周設有導磁框18，無功功率增幅最大，其保護外殼51的溫升大幅下降，實測熱效率η達1.108創新高度，顯然，這是該7 副邊短路加熱裝置30的漏磁在導磁框18中產生渦流使然也！在這里，漏磁雖屬無功，但磁能也是能，同樣可轉換成熱能。另外，表中實測數據對日后檢測短路漏磁能轉換成熱能之無功當量的確定具有相當價值。[0023]表
權利要求1.一種液用三相工頻電磁雙重感應加熱裝置，包括7副邊短路加熱裝置(30)、循環箱 (13)及管路系統；7副邊短路加熱裝置(30)固定在循環箱(13)中的內底座(14)上，其接線座(6)伸出循環箱(13)后立面上部預設的管孔且焊接固定；管路系統的進口總管(16)穿過循環箱(13)前立面下部預設的管孔、穿過內底座(14)，分別焊接固定；該進口總管(16)進入循環箱(13)后分三路出口，一路在內底座(14)部位，該進口總管(16)下方設1 12個圓孔出口(15)，另二路在內底座(14)前，該進口總管(16)的左右兩側各設一 L型支管(17)， 各L型支管(17)的進口與進口總管(16)焊接連接，出口分別與7副邊短路加熱裝置(30) 的相應的進口圓管(11)焊接連接；在循環箱(13)的上端設有出口管道；其特征在于還包括鐵磁性材質的導磁框(18);該導磁框(18)三面緊覆循環箱(13)后立面的內側及其左右， 第四面設在循環箱(13)內且位于L型支管(17)的后側，導磁框(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，從而構成一循環液體流動的通道(19)； 運行時，所有待加熱的循環液體均由此通道(19)從下向上通過，導磁框(18)誘導上述7副邊短路加熱裝置(30)所產生的漏磁與之形成回路，在導磁框(18)內感應產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)同時對流經它們的液體介質進行加熱，使短路漏磁限止在導磁框(18)內而得到了有效的控制和利用。
2.根據權利要求1所述的液用三相工頻電磁雙重感應加熱裝置，其特征在于所述導磁框(18)由鐵磁性材質的金屬板制作。
3.根據權利要求2所述的液用三相工頻電磁雙重感應加熱裝置，其特征在于導磁框 (18)的板體是厚度為1 3毫米的不銹鐵板或鋼板。
4.根據權利要求1所述的液用三相工頻電磁雙重感應加熱裝置，其特征在于導磁框 (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該通道(19) 的流速為每秒0. 7 2. 0米計算確定。
專利摘要本實用新型涉及一種液用三相工頻電磁雙重感應加熱裝置。本實用新型應用鐵磁性材質的金屬板既具導磁性能好又易產生渦流與磁滯的機理，將它設置在7副邊短路加熱裝置的四周而構成導磁框。運行時，導磁框誘導上述7副邊短路加熱裝置所產生的漏磁與之形成回路，在導磁框內感應產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對流經它們的液體介質進行加熱，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感應加熱裝置的加熱方法，使短路漏磁限止在導磁框內而得到了有效的控制和利用，而漏磁屬無功，所以使本實用新型的液用三相工頻電磁雙重感應加熱裝置的加熱效率突破了不大于1.0的傳統概念。
文檔編號H05B6/02GK202303839SQ20112042801
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月1日 優先權日2011年11月1日
發明者吳榮華 申請人:吳榮華