[实用新型]液用工频电磁感应加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电磁感应加热装置，更确切地说是一种用于加热液体的工频电磁感应加热装置。

背景技术

目前用于加热液体的工频感应加热装置，按加热原理可分为电流加热和涡流加热两种。见欧洲专利EP0383272A2及中国专利ZL97106984.4。

欧洲专利EP0383272A2，其工作原理是：当原边绕组接通工频电源，则在作为副边的金属管中感应产生低电压的大电流而使金属管被加热，然后将热量传导给液体。它的结构是：铁心全部由硅钢片叠成，在铁心的心柱上由里及外依次围绕原边绕组及作为副边的金属管而组成一体、并穿过存放液体的容器，在原副边间用树脂填充而消除了不利热传导的空间、以使副边的金属管表面发热均匀。由此可见，它的铁心心柱随副边金属管穿过容器，与容器外的上下轭铁形成闭合磁回路。这样，从功率与安全电压的关系而言，功率小则其副边金属管的电压低，功率大则副边金属管的电压高而影响安全，即这种加热方式受到功率的限制。这从如下公式可知：(1)S＝K√P，式中铁心的横截面S与功率P的平方根成正比，K为常数；(2)S＝E/4.44fBN，式中电动势E(这里可以看作电源电压)，频率f及磁感应强度B可以看成一定值，则铁心横裁面S与绕组匝数N成反比；功率越大，每匝电压越高。另外，与容器组成一体且轭部铁心又设置在容器外暴露在空气中的加热装置，还存在着体积大、功率小、热效率低及制造工艺复杂等一系列的问题。至于现有的其它加热方法所存在的问题，在该专利中已有详细介绍。

中国专利ZL97106984.4，其中用于加热液体的装置的工作原理是：由硅钢片叠成形铁心，将铁磁性的钢铁件即磁钢设置在形铁心的上端，上述两种不同材料构成的三相导磁体形成一闭合的三相磁回路，将围绕在形铁心三个心柱上的绕组接通三相工频电源，则在磁钢中通过三相交变磁通产生远远大于铁心的涡流及磁滞而使磁钢被快速加热。在此，因产生的热量主要来自涡流，故简称涡流加热。它的结构是：金属外壳的上端与上述磁钢的下端焊接密封，将上述的铁心、绕组封装在这一金属外壳内，绕组的引接线从金属外壳一侧的接线座中引出，金属外壳及接线座中的所有空间由绝缘填充物充实，这样，构成一全封闭的实体。使用时，它除出线口外全部沉浸在液体中。工作时，磁钢、铁心及绕组产生的热量直接或间接通过金属外壳传导给它周围的液体。在此，可以清楚看到，金属外壳对各相绕组的四周散热是不均匀的、使绕组UV两相间及VW两相间这一局部区域的绕组温升较高，影响寿命。另外，该装置还存在着铁心截面大、功率因数低等不足之处。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种液用工频电磁感应加热装置，与原有电磁感应加热装置相比，其输出功率、功率因数均有较大幅度的提高，而制造成本大幅度下降，且运行安全可靠。

本实用新型的总的技术构思是：金属外壳是一沿着闭合磁回路包围铁心及各原边绕组的副边、而成为本加热装置的主发热体，且金属外壳又是铁心和各原边绕组的保护外壳及散热体。

实现本实用新型目的的技术方案是：本加热装置具有全部由硅钢片叠合形成一闭合磁回路的铁心；在铁心的各个心柱上各围绕一原边绕组，其结构特点是：铁心和各原边绕组全部封装在一金属外壳内、金属外壳内的空间由绝缘填充物充实而构成一全封闭的实体；金属外壳是一沿着闭合磁回路包围铁心及各原边绕组的副边、而成为本加热装置的主发热体，且金属外壳又是铁心和各原边绕组的保护外壳及散热体。

本实用新型的一个实施方案是：铁心呈“EI”形，全部由硅钢片叠合形成一闭合的三相磁回路；在“EI”形铁心的三个心柱上各围绕一原边绕组，即三相原边绕组，三相原边绕组按其自左至右的三相相序排列分别以U、V、W表示，三相原边绕组可按星接或角接方法进行连接；“EI”形铁心和各原边绕组全部封装在一金属外壳内，金属外壳内的空间由绝缘填充物充实而构成一全封闭的实体；金属外壳沿着三相闭合磁回路设置、形成包围铁心及各相原边绕组的各相副边；各相副边金属圈借同一金属外壳导通，形成副边的相与相之间的短路及三相短路，三相短路其矢量之和等于零；运行时，金属外壳呈零电位。