CN207118008U - 一种无辐射高效电磁感应加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无辐射高效电磁感应加热设备，涉及电磁感应加热技术领域。所述无辐射高效电磁感应加热设备，通过在“凹”字形的加热腔室内设置磁性加热体，在凹陷部的感应腔室内设置感应线圈，感应线圈被磁性加热体完全包裹在内，实现了介质和电完全分离，提高了使用的安全性；所述磁性加热体完全浸泡在介质中，实现了接触式快速加热，提高了热能的转换效率；所述感应线圈完全被包裹在所述磁性加热体内，不仅能将全部的电能转换成热能，提高了能量转换效率；而且将感应线圈产生的高频磁场封闭起来，实现了高频磁场的无辐射；所述无辐射高效电磁感应加热设备结构简单，感应线圈更换方便，能量利用率高，具有很好的实用价值。

Description

一种无辐射高效电磁感应加热设备

技术领域

本实用新型属于电磁感应加热技术领域，尤其涉及一种无辐射高效电磁感应加热设备。

背景技术

在倡导使用清洁、高效、可再生能源政策的推动下，传统以煤炭、石油为燃料的热能生产方式，已经逐步被高效、节能为特点的高科技热能生产方式所取代。

电磁感应加热，是通过电磁感应线圈产生高频交变磁场，通过高频交变磁场在发热体内产生涡流，完成电能向热能的转换。一方面，现有技术中电加热液体或者固体的装置或设备通常是在电阻丝或者电阻带上通电发热，加热***于加热介质中，例如液体具有导电性，长时间使用导致套设在加热体外侧的加热管损坏、老化，绝缘性能降低导致导电、漏电等现象发生；另一方面，现有技术中的电磁感应加热装置普遍存在电磁辐射和热能散失问题，电磁辐射对周围的人和电气设备都有不良的影响，而热能散失将降低电热转换效率。

基于此，本实用新型提出一种无辐射高效电磁感应加热设备，感应线圈完全被包裹在磁性加热体内，将全部的电能转换成磁能，再转换成热能，提高能量转换效率；而且能够全部封闭由感应线圈产生的高频磁场，实现高频磁场的无辐射。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种无辐射高效电磁感应加热设备，通过在“凹”字形的加热腔室内设置磁性加热体，在凹陷部的感应腔室内设置感应线圈，感应线圈被磁性加热体完全包裹在内，不仅能将全部的电能转换成热能，提高能量转换效率；而且还能实现高频磁场的无辐射。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种无辐射高效电磁感应加热设备，从内到外依次包括感应线圈、耐高温绝缘内层、磁性加热体和耐高温绝缘外层；所述耐高温绝缘内层和耐高温绝缘外层构成密闭的纵截面为“凹”字形的加热腔室；所述“凹”字形加热腔室中间的凹陷部形成感应腔室；所述磁性加热体和待加热介质置于所述“凹”字形的加热腔室内，所述感应线圈置于所述感应腔室内，且被所述的磁性加热体和待加热介质完全包裹在内；所述感应线圈与电磁加热控制管理模块电连接，由电磁加热控制管理模块控制所述的感应线圈和电磁感应加热设备工作；在所述“凹”字形加热腔室的耐高温绝缘外层上设有保温层；在所述“凹”字形加热腔室的底部设有进料口，在所述“凹”字形加热腔室的顶部设有出料口；在所述进料口和出料口对应的磁性加热体上均设有第一通孔，以便在进出料过程中平衡加热腔室内的压力和在快速加热过程中平衡加热腔室内的温度，而又不会导致磁泄漏。

进一步的，所述的磁性加热体为环形体或者矩形框体，且在所述的磁性加热体上均布有多个第二通孔，以便进一步的在加热和进出料过程中平衡加热腔室内的温度和压力，提高使用的安全性，同时减少不同位置介质的温差，提高加热效率，有效防止局部温度过低影响加热效果的现象发生。

进一步的，所述的磁性加热体为磁性金属铁材质，且完全浸泡在待加热介质内，不仅可实现大功率加热，提高快速加热能力，而且待加热介质能够完全包裹感应线圈，吸收感应线圈产生的高频磁场，实现无辐射加热。

进一步的，所述感应线圈是由多根漆包线构成的多层线圈，且在感应线圈外表面形成有绝缘层；所述漆包线的直径为0.05mm-0.08mm；优选的，所述感应线圈是由多根漆包线构成的两层线圈。

进一步的，在所述的感应线圈外敷设有一层绝缘导热硅胶，能将热量引入待加热介质中，减少热量流失，提高加热效率。

进一步的，所述磁性加热体和待加热介质均为待加热磁性金属材料，实现大功率、无辐射、快速加热。

进一步的，所述的电磁加热控制管理模块包括控制模块，以及分别与控制模块电连接的温度感应模块、开关模块、电源模块、降温模块、显示模块以及报警模块，所述的开关模块与所述的感应线圈电连接；所述的温度感应模块，用于感应检测加热腔室内的温度，当温度超过设定值上限或低于设定值下限时，发送信号给控制模块；所述的开关模块，用于当设备工作时，进行周期性地开通和关断；所述的降温模块，用于当加热腔室内温度超过设定值上限时，由控制模块控制降温模块工作，同时控制开关模块关断，降低加热腔室内温度使其保持在设定值范围内；所述控制模块，用于接收和处理各模块发送的信号，将接受或处理的各信号与设备当前工作模式所对应的设定值比较，根据比较结果控制相应模块执行相应动作，保证所述的无辐射高效电磁感应加热设备正常工作或者故障时切断电源；所述显示模块，用于设定设备参数和显示加热腔室内温度和压力等；所述的报警模块，用于在故障时产生报警；所述电源模块，用于为各个模块提供电源；所述的电磁加热控制管理模块对无辐射高效电磁感应加热设备实现自动化控制，保证设备安全工作，有效防止线路老化等造成的漏电、触电或者其他的安全事故的发生。

进一步的，所述的电磁加热控制管理模块还包括驱动模块，所述的驱动模块分别与所述开关模块和所述控制模块连接，用于根据控制模块输出的控制信号驱动所述开关模块的开通或关断。

进一步的，所述控制模块为PLC控制器，所述开关模块为绝缘栅双极型晶体管IGBT；所述温度感应模块为温度传感器，所述的温度传感器安装在感应腔室内；所述降温模块为风机，所述的风机安装在感应腔室内；所述报警模块为声光报警器，安装在所述加热腔室的耐高温绝缘外层上。

进一步的，所述温度传感器包括导热块、探头以及引线，所述探头安装在所述导热块内，所述引线的一端与探头连接，另一端延伸至导热块外；安装时，所述导热块的外表面与所述感应腔室的内表面紧密接触。

本发明所提供的无辐射高效电磁感应加热设备具备以下有益效果：

1、与传统的电磁感应加热设备相比，本发明的感应线圈设置在磁性加热体内，从内加热，而在感应线圈外的磁性加热体和待加热介质不仅能够充分吸收热量，提高加热效率，提高能量转换效率，而且还能够吸收感应线圈产生的高频磁场，实现无辐射加热；

2、本发明中“凹”字形的加热腔室形成了加热腔室和感应腔室，使感应线圈和待加热介质完全分离，实现了电和介质的完全分离，提高了使用的安全性；

3、本发明中磁性加热体完全浸泡在待加热介质中，实现了接触式快速加热，不仅提高了热量的转换效率，热量流失小，而且能够做到大功率加热，进一步提高了加热速度；

4、本发明结构简单，感应线圈更换方便，能量利用率高，加热速度快，既环保又节能，具有很好的实际应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种无辐射高效电磁感应加热设备的横向截面图；

图2是本实用新型一种无辐射高效电磁感应加热设备的纵向截面图；

图3是本实用新型的电磁加热控制管理模块的结构示意图；

其中：1-耐高温绝缘内层，2-加热腔室，3-感应腔室，4-磁性加热体，5-感应线圈，6-耐高温绝缘外层，7-进料口，8-出料口，9-第一通孔。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型所提供的一种无辐射高效电磁感应加热设备，从内到外依次包括感应线圈5、耐高温绝缘内层1、磁性加热体4和耐高温绝缘外层1；耐高温绝缘内层1和耐高温绝缘外层6构成密闭的纵截面为“凹”字形的加热腔室2；“凹”字形加热腔室2中间的凹陷部形成感应腔室3；磁性加热体4和待加热介质置于“凹”字形的加热腔室2内，感应线圈5置于感应腔室3内，且被磁性加热体4和待加热介质完全包裹在内；感应线圈5与电磁加热控制管理模块电连接，由电磁加热控制管理模块控制感应线圈5和电磁感应加热设备工作；在“凹”字形加热腔室2的耐高温绝缘外层6上设有保温层；在“凹”字形加热腔室2的底部设有进料口7，在“凹”字形加热腔室的顶部设有出料口8；在进料口7和出料口8对应的磁性加热体4上均设有第一通孔9。

磁性加热体4为矩形框体，且在磁性加热体4上均布有多个第二通孔；磁性加热体4为磁性金属铁材质，且完全浸泡在待加热介质内。

感应线圈5是由多根漆包线构成的两层线圈，且在感应线圈5外表面形成有绝缘层；漆包线的直径为0.05mm-0.08mm；在感应线圈5外敷设有一层绝缘导热硅胶。

如图3所示，电磁加热控制管理模块包括控制模块，以及分别与控制模块电连接的温度感应模块、开关模块、电源模块、降温模块、显示模块以及报警模块，开关模块与感应线圈5电连接；电磁加热控制管理模块还包括驱动模块，驱动模块分别与开关模块和控制模块连接。

控制模块为PLC控制器；开关模块为绝缘栅双极型晶体管IGBT，IGBT的集电极C与感应线圈5的一端连接，IGBT的控制极G与驱动模块的输出端连接，驱动模块的输入端与PLC控制器连接；温度感应模块为温度传感器，温度传感器安装在感应腔室3内，降温模块为风机，风机安装在感应腔室3内，报警模块为声光报警器，安装在加热腔室2的耐高温绝缘外层6上；温度传感器包括导热块、探头以及引线，探头安装在导热块内，引线的一端与探头连接，另一端延伸至导热块外；安装时，导热块的外表面与感应腔室3的内表面紧密接触。

温度传感器检测加热腔室2内的温度，当加热腔室2内的温度超过设备当前工作模式下的设定值上限时，发送信号给控制模块，控制模块接收信号，并发出控制信号控制风机工作，同时发出控制信号给驱动模块，控制IGBT关断，使加热腔室2内温度下降至设定值范围内；当温度下降至设定值范围内时，温度传感器发送信号给控制模块，控制模块控制风机停止工作，同时控制IGBT周期性导通或关断，使加热腔室2内温度保持在设定温度范围内；当设备出现故障时，声光报警器发出声光报警，以便操作人员及早发现故障，并检测维修，避免安全事故发生。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无辐射高效电磁感应加热设备，其特征在于：从内到外依次包括感应线圈（5）、耐高温绝缘内层（1）、磁性加热体（4）和耐高温绝缘外层（6）；所述耐高温绝缘内层（1）和耐高温绝缘外层（6）构成密闭的纵截面为“凹”字形的加热腔室（2）；所述“凹”字形加热腔室（2）中间的凹陷部形成感应腔室（3）；所述磁性加热体（4）和待加热介质置于所述“凹”字形的加热腔室（2）内，所述感应线圈（5）置于所述感应腔室（3）内，且被所述的磁性加热体（4）和待加热介质完全包裹在内；所述感应线圈（5）与电磁加热控制管理模块电连接，由电磁加热控制管理模块控制所述的感应线圈（5）和电磁感应加热设备工作；在所述“凹”字形加热腔室（2）的耐高温绝缘外层（6）上设有保温层；在所述“凹”字形加热腔室（2）的底部设有进料口（7），在所述“凹”字形加热腔室（2）的顶部设有出料口（8）；在所述进料口（7）和出料口（8）对应的磁性加热体（4）上均设有第一通孔（9）。

2.如权利要求1所述的无辐射高效电磁感应加热设备，其特征在于：所述的磁性加热体（4）为环形体或者矩形框体，且在所述的磁性加热体（4）上均布有多个第二通孔。

3.如权利要求1或2所述的无辐射高效电磁感应加热设备，其特征在于：所述的磁性加热体（4）为磁性金属铁材质，且完全浸泡在待加热介质内。

4.如权利要求1所述的无辐射高效电磁感应加热设备，其特征在于：所述感应线圈（5）是由多根漆包线构成的多层线圈，且在感应线圈（5）外表面形成有绝缘层；所述漆包线的直径为0.05mm-0.08mm。

5.如权利要求1所述的无辐射高效电磁感应加热设备，其特征在于：在所述的感应线圈（5）外敷设有一层绝缘导热硅胶。

6.如权利要求1所述的无辐射高效电磁感应加热设备，其特征在于：所述磁性加热体（4）和待加热介质均为待加热磁性金属材料。

7.如权利要求1所述的无辐射高效电磁感应加热设备，其特征在于：所述的电磁加热控制管理模块包括控制模块，以及分别与控制模块电连接的温度感应模块、开关模块、电源模块、降温模块、显示模块以及报警模块，所述的开关模块与所述的感应线圈（5）电连接。

8.如权利要求7所述的无辐射高效电磁感应加热设备，其特征在于：所述的电磁加热控制管理模块还包括驱动模块，所述的驱动模块分别与所述开关模块和所述控制模块连接，用于根据控制模块输出的控制信号驱动所述开关模块的开通或关断。

9.如权利要求8所述的无辐射高效电磁感应加热设备，其特征在于：所述控制模块为PLC控制器；所述开关模块为绝缘栅双极型晶体管IGBT；所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的集电极C与感应线圈（5）的一端连接，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的控制极G与驱动模块的输出端连接，所述驱动模块的输入端与PLC控制器连接；所述温度感应模块为温度传感器，所述的温度传感器安装在感应腔室（3）内；所述降温模块为风机，所述的风机安装在感应腔室（3）内；所述报警模块为声光报警器，安装在所述加热腔室（2）的耐高温绝缘外层（6）上。

10.如权利要求9所述的无辐射高效电磁感应加热设备，其特征在于：所述温度传感器包括导热块、探头以及引线，所述探头安装在所述导热块内，所述引线的一端与探头连接，另一端延伸至导热块外；安装时，所述导热块的外表面与所述感应腔室（3）的内表面紧密接触。