[发明专利]液用三相工频电磁双重感应加热装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工频电磁感应短路和感应涡流加热装置和方法，更确切地说是一种用于加热液体的三相工频电磁感应短路和感应涡流加热装置和方法。

背景技术

在这里所称涡流加热，是指由工频感应涡流产生焦耳效应的一种电加热。其工作原理是，交变的磁力线通过导体在导体内产生涡流与磁滞，其中产生焦耳效应的主要是涡流，故称涡流加热。

在这里所称短路加热，是指由工频感应短路电流产生焦耳效应的一种电加热。文献号为CN1142706C的中国专利ZL01134187.4公开了一种液用三相工频电磁感应及短路加热装置就属此例，其工作原理是，根据变压器原副边匝数比，使副边获得低电压大电流，在上述专利中，副边均为1匝，并且短接形成回路，故称短路加热。按变压器专业术语，铁心上设置绕组的部分称心柱，铁心上不设绕组仅起构成闭合磁回路的部分称轭铁；上述专利创造性地利用金属外壳作为副边，它沿着三相闭合磁回路包围铁心及原边绕组，这样，在铁心的心柱上形成三个短接的副边金属圈，在铁心的轭铁部位上形成四个短接的副边金属圈，共7个副边短路（上述专利以下简称7副边短路加热装置）。当原边接通三相工频电源，金属外壳的各副边金属圈则感应产生短路大电流；各相位的副边金属圈与同一金属外壳导通而产生相与相之间及三相间的短路大电流。上述两种不同的短路大电流使金属外壳被快速加热，因三相短路其矢量之和等于零，运行时金属外壳呈零电位，安全。上述两种短路大电流产生非比寻常的漏磁，这对将该加热装置为开发成为商用品所必须的防护外壳、电控箱等的热影响却同样非比寻常，若不采取一定措施则会影响正常运行。而上述专利并没提及短路漏磁。

图1为变压器短路情况下的磁场分布（边界条件足够远），这种情况下，原副边均有电流，两绕组的电流产生的磁场大部分相互抵消。从图1磁感应强度线分布可以看出，空间分布的主要是漏磁场（见《工程电磁场》，清华大学出版社——2004.9）。显然，具有两种不同短路的上述7副边短路加热装置，其漏磁的磁感应强度势必大于图1所示的磁感应强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种液用三相工频电磁双重感应加热装置和加热方法，使上述7副边短路加热装置的漏磁限止在循环箱内且得到有效的利用，运行时热效更高，更安全可靠。

本发明的技术构思是：应用铁磁性材质的金属板既具导磁性能好又易产生涡流与磁滞的机理，将它设置在7副边短路加热装置的四周，这样，既使短路漏磁受到有效控制，又使它成为一涡流加热体。

实现本发明的液用三相工频电磁双重感应加热装置（以下简称为双感应加热装置）的技术方案是：本发明的双感应加热装置包括7副边短路加热装置、循环箱及管路系统；7副边短路加热装置固定在循环箱中的内底座上，其接线座伸出循环箱后立面上部预设的管孔且焊接固定；管路系统的进口总管穿过循环箱前立面下部预设的管孔、穿过内底座，分别焊接固定；该进口总管进入循环箱后分三路出口，一路在内底座部位该进口总管下方设1～12个圆孔出口，另二路在内底座前该进口总管的左右两侧各设一L型支管，各L型支管的进口与进口总管焊接连接，出口分别与7副边短路加热装置相应的进口圆管焊接连接；在循环箱的上端设有出口管道；其结构特点是：上述双感应加热装置还包括铁磁性材质的导磁框；该导磁框三面紧覆循环箱后立面的内侧及其左右，第四面设在循环箱内且位于L型支管的后侧，导磁框俯视呈“口”字型，它上端高于上述7副边短路加热装置，下端直至循环箱底面，四周与上述7副边短路加热装置保持一定的间距且间距均匀一致，从而构成一循环液体流动的通道。运行时，所有待加热的循环液体均由此通道从下向上通过，导磁框诱导上述7副边短路加热装置所产生的漏磁与之形成回路，在导磁框内感应产生涡流与磁滞而使之成为一涡流加热装置，它与上述的7副边短路加热装置同时对流经它们的液体介质进行加热，使短路漏磁限止在导磁框内而得到了有效的控制和利用。

上述导磁框由铁磁性材质的金属板制作，优选厚度为1～3毫米的不锈铁板或钢板。

上述导磁框与7副边短路加热装置之间的通道，其间距大小可按液体流经该通道的流速为每秒0.7～2.0米计算确定。