[发明专利]一种固态三相电热泵及其使用方法

权利要求书

1.一种固态三相电热泵，其特征在于，包括泵壳（1）、电热体（2）、隔热导流管（3）、隔离环（4）、进水口端盖（5）、出水口端盖（6）、加热模组（7）和控制器（8），电热体（2）有三个并沿着泵壳（1）的轴线依次嵌套在泵壳（1）的内侧，每个电热体（2）内部均嵌套有隔热导流管（3），隔热导流管（3）与电热体（2）之间形成了热量难以向外传递的水体夹层，该夹层内的液体被电热体（2）产生的热量迅速加热而汽化，在相邻的两个电热体（2）之间以及位于端部的电热体外侧嵌设有隔离环（4），且三个隔热导流管（3）与泵壳（1）外部的加热模组（7）一一对应，进水口端盖（5）螺纹连接于进水口处，出水口端盖（6）螺纹连接于出水口处，进水口端盖（5）和出水口端盖（6）分别与泵壳（1）的两端之间均安装有垫片和密封环，三相成对加热模组（7）分别与控制器（8） 的三相输出端连接并用于加热电热体（2）内侧的水体；

所述加热模组（7）采用电极杆，所述泵壳（1）采用中空的非导磁绝缘材料制作，电热体（2）采用欧姆导体制成的中空管道制造且内部设有沿环向分部的轴向凹槽，一组由三个中空的非导电耐高温材料制成的隔热导流管（3）分别与电热体（2）的ABC三相分别对应并嵌设于其内部，隔离环（4）为中空的管状构造且迎向水流的一侧设有与流线吻合的坡口；

控制器（8）输入给三相电热体（2）的电压彼此相差120度相角。

2.根据权利要求1所述的固态三相电热泵，其特征在于，所述电极杆包括电极螺钉（71）和电极密封环（72），电极杆体呈柱状构造，电极螺钉（71）每两个一组通过电极密封环（72）穿越泵壳并分别连接于各自电热体（2）的两端。

3.根据权利要求1所述的固态三相电热泵，其特征在于，所述控制器（8）输出的电源为三相脉冲电源，频率在5-200hz之间，每相电源分别对应于电热体（2）上的两个电极杆。

4.根据权利要求1所述的固态三相电热泵，其特征在于，所述加热模组（7）采用高频激励模组，所述泵壳（1）采用中空的非导磁绝缘材料制作，电热体（2）采用导磁材料制成的中空管道制造且内部设有沿环向分部的轴向凹槽，一组由三个中空的非导电耐高温材料制成的隔热导流管（3）分别与电热体（2）的ABC三相分别对应并嵌设于其内部，隔离环（4）为中空的管状构造且迎向水流的一侧设有与流线吻合的坡口。

5.根据权利要求4所述的固态三相电热泵，其特征在于，所述高频激励模组包括高频激励模组座（73）和高频激励线圈（74），高频激励模组座（73）呈两端带有凸缘的空心管状构造，高频激励线圈（74）由多层漆包导线环绕于高频激励模组座（73）外部的凹槽中。

6.根据权利要求5所述的固态三相电热泵，其特征在于，所述控制器（8）输出的电源为三相交流电源频率在50-2000hz之间，高频激励模组的高频激励线圈（74）的两端分别依次连接到所述控制器（8）的A相或B相或C相的正负电极。

7.一种根据权利要求1-3中任一项所述的固态三相电热泵的使用方法，其特征在于，具体如下：

将控制器（8）与外部电源相连，三相成对电极杆分别与控制器（8） 的三相输出端连接，通过电极杆通入电热体（2）的电流通过欧姆效应产生热量，该热量传递给电热体内侧的水体，由于隔热导流管（3）与电热体（2）之间形成了热量难以向外传递的水体夹层，该夹层内的液体被电热体（2）产生的热量迅速加热而汽化，因为控制器（8）输入给三相电热体（2）的电压彼此相差120度相角，所以各电热体（2）的加热功率相位差也为120度相角，因此在电热体之间的水体断面两侧存在向右的不平衡压力差，于是被汽化的水汽与未被汽化的水体通过隔热导流管（3）流向出口，同时由于隔热导流管（3）之间产生的负压效应而带动管轴中的水体向出口流动，最后被加压且加热的水汽混合物混入出水管。

8.一种根据权利要求4-6中任一项所述的固态三相电热泵的使用方法，其特征在于，具体如下：

将控制器（8）与外部电源相连，三相高频激励线圈（74）分别与控制器（8） 的三相输出端连接，高频激励线圈（74）中通过的高频电流在电热体（2）产生沿轴向的交变磁场，该磁场在电热体（2）感应处产生涡流，该涡流在电热体（2）内通过欧姆效应加热，热量传递给涡流感应体内侧的水体，由于隔热导流管（3）与电热体（2）之间形成了热量难以向外传递的水体夹层，该夹层内的液体被电热体（2）产生的热量迅速加热而汽化，因为控制器（8）设定的磁场相位为120度相角，所以各电热体（2）的加热功率相位也为120度相角，因此在三相涡流感应体之间的水体断面两侧存在向右的不平衡压力差，于是被汽化的水汽与未被汽化的水体通过隔热导流管（3）流向出口，同时由于隔热导流管（3）之间产生的负压效应而带动管轴中的水体向出口流动，最后被加压且加热的水汽混合物混入出水管。