一種新型屏蔽式電磁加熱裝置及加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加熱換熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型屏蔽式電磁加熱裝置及加熱方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前應(yīng)用最為廣泛的兩種加熱方式是電阻加熱方式和電磁加熱方式。電阻加熱方式是指電阻導(dǎo)體接通電流后利用焦耳效應(yīng)直接加熱被加熱物質(zhì)或間接加熱被加熱物質(zhì)的方式，電阻加熱方式由于采用例如電阻絲等發(fā)熱加熱被加熱物質(zhì)，普遍熱能損耗大，且大量損失的熱能散失至周圍，致使周圍環(huán)境溫度上升，增加溫室效應(yīng)進(jìn)一步產(chǎn)生的可能性，并且增加需要額外配備設(shè)施對(duì)升溫的周圍環(huán)境進(jìn)行再降溫的可能性，造成極大的成本與資源浪費(fèi)；此外，電阻導(dǎo)體的使用壽命短，安全隱患高，因此維護(hù)及維修成本增加，不利于電阻加熱方式的推廣使用。電磁加熱方式是指電磁感應(yīng)線圈利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)化成熱能的加熱方式，由于其一般采用專用的耐高溫高壓的電磁感應(yīng)線圈，絕緣性良好，安全性較高，使用壽命長(zhǎng)，因此電磁加熱方式逐漸取代電阻加熱方式成為主流加熱方式，但是，現(xiàn)有的采用電磁加熱方式的電磁加熱裝置，或者沒有設(shè)置屏蔽層，極易產(chǎn)生泄漏電流，而且電磁波外泄造成電磁污染，導(dǎo)致較高的安全隱患；或者設(shè)置的屏蔽層無法保證屏蔽性能要求，因此無法滿足電磁加熱裝置的使用安全性，并且不合理的屏蔽層設(shè)置還致使電磁加熱裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有電磁加熱裝置存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全隱患高和成本預(yù)算高等問題，提供一種新型屏蔽式電磁加熱裝置，采用單繞線圈實(shí)現(xiàn)電磁加熱且采用雙繞線圈消除電磁輻射，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽隔離，該電磁加熱裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單進(jìn)而降低成本預(yù)算，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能的電磁加熱功能，同時(shí)提高了安全性和可靠性。本發(fā)明還涉及一種新型屏蔽式電磁加熱方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種新型屏蔽式電磁加熱裝置，用于內(nèi)導(dǎo)管內(nèi)的工質(zhì)加熱，其特征在于，包括內(nèi)單繞線圈層和外雙繞線圈層，所述內(nèi)單繞線圈層包括單繞線圈，所述單繞線圈單向繞制于內(nèi)導(dǎo)管的外表面，所述外雙繞線圈層包括雙繞線圈，所述雙繞線圈繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住內(nèi)單繞線圈層中的單繞線圈且繞制后所述雙繞線圈的磁力線方向相反。
[0006]所述內(nèi)單繞線圈層還包括內(nèi)屏蔽層，所述內(nèi)屏蔽層設(shè)置于單繞線圈的外層，所述外雙繞線圈層的雙繞線圈繞制于內(nèi)屏蔽層的外表面并覆蓋內(nèi)單繞線圈層。
[0007]所述外雙繞線圈層還包括外屏蔽層，所述外屏蔽層設(shè)置于雙繞線圈的外層。
[0008]所述單繞線圈為單根或兩根以上的導(dǎo)線朝一個(gè)方向繞制而成；
[0009]所述雙繞線圈采用對(duì)折的單根導(dǎo)線繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈；或，所述雙繞線圈采用單根導(dǎo)線繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈后再折返繞制并且仍然覆蓋住單繞線圈；或，所述雙繞線圈采用兩根導(dǎo)線基于雙線繞法繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈，所述兩根導(dǎo)線電流方向相同、繞向相反且正反向繞制匝數(shù)相同；或，所述雙繞線圈采用兩根導(dǎo)線基于雙線繞法繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈，所述兩根導(dǎo)線電流方向相反、繞向相同且正反向繞制匝數(shù)相同。
[0010]所述內(nèi)屏蔽層為金屬膜制作而成。
[0011 ] 所述外屏蔽層為金屬膜制作而成。
[0012]還包括電源線路和控制器，所述單繞線圈連接電源線路，所述電源線路與控制器相連。
[0013]所述電源線路上還設(shè)置有變頻器，所述控制器與變頻器相連；
[0014]和/或，還包括工質(zhì)容器，所述工質(zhì)容器具有穿過內(nèi)導(dǎo)管的通孔并在穿過內(nèi)導(dǎo)管后所述工質(zhì)容器為密封結(jié)構(gòu)的保溫容器且工質(zhì)容器內(nèi)儲(chǔ)存有工質(zhì)，所述電源線路引出至工質(zhì)容器的外部并與控制器相連。
[0015]—種新型屏蔽式電磁加熱方法，用于內(nèi)導(dǎo)管內(nèi)的工質(zhì)加熱，其特征在于，先在內(nèi)導(dǎo)管的外表面單相繞制單繞線圈，建立內(nèi)單繞線圈層；然后在單繞線圈層的外表面繞制雙繞線圈并覆蓋住內(nèi)單繞線圈層中的單繞線圈且繞制后所述雙繞線圈的磁力線方向相反形成雙繞線圈的磁力線抵消，建立外雙繞線圈層，將所述單繞線圈接通高頻交變電流利用電磁加熱原理加熱內(nèi)導(dǎo)管內(nèi)的工質(zhì)。
[0016]在內(nèi)導(dǎo)管的外表面單相繞制單繞線圈后，還在單繞線圈的外層設(shè)置內(nèi)屏蔽層，從而建立內(nèi)單繞線圈層；然后在內(nèi)屏蔽層的外表面繞制雙繞線圈覆蓋內(nèi)單繞線圈層形成雙繞線圈的磁力線抵消，還在雙繞線圈的外層設(shè)置外屏蔽層，從而建立外雙繞線圈層。
[0017]采用的單繞線圈為單根或兩根以上的導(dǎo)線朝一個(gè)方向繞制而成；
[0018]采用的雙繞線圈為對(duì)折的單根導(dǎo)線繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈；或，采用的雙繞線圈為單根導(dǎo)線繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈后再折返繞制并且仍然覆蓋住單繞線圈；或，采用的雙繞線圈為兩根導(dǎo)線基于雙線繞法繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈，并使得兩根導(dǎo)線電流方向相同、繞向相反且正反向繞制匝數(shù)相同；或，采用的雙繞線圈為兩根導(dǎo)線基于雙線繞法繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈，并使得兩根導(dǎo)線電流方向相反、繞向相同且正反向繞制匝數(shù)相同。
[0019]還采用了變頻器和控制器，將所述變頻器接通工頻交變電流再通過電源線路與單繞線圈相連接，控制器與變頻器相連接以控制變頻器的輸出頻率，利用變頻技術(shù)通過所述變頻器改變工頻交變電流頻率，所述單繞線圈接通變頻器輸出的變頻后的高頻交變電流利用電磁加熱原理加熱內(nèi)導(dǎo)管內(nèi)的工質(zhì)以實(shí)現(xiàn)變頻加熱。
[0020]本發(fā)明的技術(shù)效果如下:
[0021]本發(fā)明涉及的一種新型屏蔽式電磁加熱裝置，包括內(nèi)單繞線圈層和外雙繞線圈層，采用單繞線圈接通高頻交變電流利用電磁加熱原理實(shí)現(xiàn)電磁加熱，加熱效率高、加熱方式節(jié)能環(huán)保，在內(nèi)單繞線圈層外側(cè)設(shè)置雙繞線圈，雙繞線圈繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住內(nèi)單繞線圈層且繞制后所述雙繞線圈的磁力線方向相反，在工作時(shí)，將同一高頻交變電流在雙繞線圈上形成大小相同的兩個(gè)高頻交變電流，進(jìn)而形成兩個(gè)電磁感應(yīng)磁力線方向相反，磁通量相同，利用電磁抵消原理有效地消除了電磁輻射，防止電磁波外泄，提高了電磁加熱裝置的安全性與可靠性；單繞線圈與雙繞線圈之間優(yōu)選設(shè)置的內(nèi)屏蔽層實(shí)現(xiàn)了該電磁加熱裝置的第一重屏蔽隔離功能，單繞線圈利用電磁抵消原理消除電磁輻射實(shí)現(xiàn)了第二重屏蔽隔離功能；雙繞線圈外側(cè)優(yōu)選設(shè)置的外屏蔽層實(shí)現(xiàn)了該電磁加熱裝置的第三重屏蔽隔離功能，該三重屏蔽隔離功能有效地防止電磁波外泄，隔離電磁輻射，進(jìn)一步增強(qiáng)了電磁加熱裝置的安全性與可靠性。并且，本發(fā)明提出的電磁加熱裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本預(yù)算低，加熱效率高，節(jié)能環(huán)保。
[0022]本發(fā)明新型屏蔽式電磁加熱裝置采用的雙繞線圈可以采用對(duì)折的單根導(dǎo)線繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈；或者采用單根導(dǎo)線繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈后再折返繞制并且仍然覆蓋住單繞線圈；這兩種方案中的雙繞線圈實(shí)質(zhì)均為單根導(dǎo)線繞制。此外，本發(fā)明新型屏蔽式電磁加熱裝置采用的雙繞線圈還可以采用兩根導(dǎo)線基于雙線繞法繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈，所述兩根導(dǎo)線電流方向相同、繞向相反且正反向繞制匝數(shù)相同；或者采用兩根導(dǎo)線基于雙線繞法繞制于內(nèi)單繞線圈層的外表面并覆蓋住單繞線圈，所述兩根導(dǎo)線電流方向相反、繞向相同且正反向繞制匝數(shù)相同；這兩種方案中的雙繞線圈實(shí)質(zhì)均為兩根導(dǎo)線的特定繞制。除上述方案外，還可以根據(jù)具體實(shí)際需求情況和安全可靠性要求，采用其它纏繞方式以及根數(shù)，僅需保證雙繞線圈繞制后的兩個(gè)電磁感應(yīng)磁力線方向相反，可以實(shí)現(xiàn)電磁抵消即可，方式靈活，易于實(shí)現(xiàn)。
[0023]本發(fā)明還涉及一種新型屏蔽式電磁加熱方法，先在內(nèi)導(dǎo)管的外表面單相繞制單繞線圈，建