一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置

1.本发明涉及一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置。


背景技术：

2.外燃机是一种把热能转化为机械能的设备。与内燃机相比，其具有适用各种能源、噪音小、结构简单、维护成本低、不受气压影响等优点。随着全球能源与环保的形势日趋严峻，外燃机由于其具有多种能源的广泛适应性和优良的环境特性已越来越受到重视，在水下动力、太阳能动力、空间站动力、热泵空调动力，车用混合推进动力等方面得到了广泛的研究与重视，并且已得到了一些成功的应用。但现有技术的外燃机加热装置，只能对单个外燃机进行加热，而且有受热不均匀、热效率低的缺点。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对目前只能对单个外燃机加热以及受热不均匀、热效率低的问题，提供一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，其主体结构包括：换热器10、电磁发生器组20、燃烧器30和外燃机受热端50；
4.换热器10包括储热合金室11、燃烧室12、排烟管路13和侧面密封板14，换热器10上部设置平面，外燃机受热端50安装在平面上对称设置的多个圆形凹槽中；燃烧室12位于换热器10下部，外侧为储热合金室11，左侧与燃烧器30连接相通，右侧与排烟管路13连接相通，燃烧器30与燃气管路31和空气管路32连接，空气管路32从换热器10内部穿过；储热合金室11内部装有储热合金；电磁发生器组20均匀分布在换热器10两侧面，通过改变电磁发生器20的低频两相电流相位，从而改变储热合金溶液所受的电磁力方向，利用电磁力对储热合金室11中的储热合金进行电磁搅拌。
5.排烟管路13从储热合金室11穿过，优选从左侧穿出。燃烧室12产生的高温烟气通过排烟管路13排出，高温烟气的热量可以通过排烟管路13对储热合金11进行加热。
6.优选的排烟管路为多个，多个排烟管路13对称布置。从而增大排烟管路的散热面积以及提高燃烧室的燃烧效率。
7.所述的换热器10主体为横置圆筒形式，左侧通过侧面密封板14密封。
8.该装置还包括支架40，所述换热器10通过支架40固定在地面上。
9.该装置还包括中央控制系统，当中央控制系统检测到储热合金的温度大于其熔点时，调定低频电源匹配参数，此时中央控制系统根据储热合金溶液温度自动调整低频电流强弱，温度高时增加低频电流强度，温度低时减小低频电流强度，当储热合金温度由于燃烧室热量供给不充足而降到熔点以下时，切断低频电源。
10.低频电源设定为换热器10两侧的电磁发生器20的低频两相电流相位反向变化，使两侧的储热合金溶液的流动方向相反，从而反向搅拌中间的储热合金溶液。
11.本发明的有益效果：
12.1.本发明涉及的一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置采用同时对多个外燃
机进行加热的运行模式，可解决当前对一个外燃机受热端进行有效供热就需要一套换热装置的问题。
13.2.本发明涉及的一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置采用储热合金作为中间换热介质，可以利用储热合金相变吸热放热的优异性能，使外燃机受热端温度保持恒定以及储温。
14.3.本发明涉及的一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置采用电磁搅拌的设计方案，通过换热器两侧环形布置的电磁发生器，使储热合金溶液产生电磁力，进而实现对储热合金溶液的间接搅拌，从而解决换热器内部对多个外燃机受热端供热时各区温度不均的问题。
附图说明
15.图1为本发明整体结构示意图
16.图2为本发明的纵向剖面图
17.图3为本发明的横向剖面图
18.图4为电磁发生器的布置示意图
19.图5为本发明电磁发生器组的控制流程图
20.图中，10、换热器；11、储热合金室；12、燃烧室；13、排烟管路；14、侧面密封板；20、电磁发生器组；30、燃烧器；31、燃气管路；32、空气管路；40、支架；50、外燃机受热端。
具体实施方式
21.下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
22.如图1、图2和图3所示，本发明设计一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，其主体结构包括换热器10、电磁发生器组20、燃烧器30、支架40和外燃机受热端50。换热器10包括储热合金室11、燃烧室12、排烟管路13和侧面密封板14，换热器10主体为横置圆筒形式，上部设置平面，并对称留有放置多个外燃机受热端的圆形凹槽，可同时满足多个外燃机组的加热需求。燃烧室12位于换热器10下部，左侧与燃烧器30连接，右侧与排烟管路13连接。两个排烟管路13对称布置，与燃烧室10相通。燃烧器30与燃气管路31和空气管路32连接，空气管路32从换热器10内部穿过。换热器10通过支架40固定在地面上。外燃机受热端50放置在换热器10上部的凹槽里。
23.经过燃气管路31的燃气与经过空气管路32的空气在燃烧器30中点燃并在燃烧室12中进行燃烧，产生的热量传递给储热合金室11中的储热合金，燃烧产生的高温烟气进入排烟管路13后排出，高温烟气的热量可通过排烟管路13传递给储热合金室11中的储热合金，增加能量利用率。
24.储热合金室11中的储热合金的热量，一方面可以传递给外燃机受热端50，另一方面可以传递给空气管路，对其中的空气进行加热，提高燃烧器30的燃烧效率。
25.换热器10外壳的厚度适中，外壳具体厚度的确定应考虑电磁发生器组20与储热合
金室11内部合金溶液的间隙。
26.如图1、图4所示，电磁发生器组20均匀分布在换热器10两侧面，每个侧面布置数个首尾相接的电磁发生器，电磁发生器所使用的电源频率可根据换热器10的尺寸以及储热合金室11的大小来确定。
27.电磁搅拌换热装置通过电磁发生器组20对换热器10内部储热合金产生电磁力，使储热合金溶液在储热合金室11内由高温区至低温区循环流动，从而增大换热器10的换热效率，并使其受热均匀。
28.通过改变电磁发生器的低频两相电流相位，从而改变储热合金溶液所受的电磁力方向，进而影响电磁搅拌的方向；侧壁所受的电磁力较大，两侧储热合金溶液的流动方向相反，从而反向搅拌中间的储热合金溶液。
29.如图5所示，当燃烧器30开始工作时，首先开启电磁发生器组20低频电源，当检测到储热合金的温度大于其熔点时，调定低频电源匹配参数，确定低频两相电流相位，并且设定换热器10两侧的电磁发生器相位反向变化，此时中央控制系统根据储热合金溶液温度自动调整低频电流强弱，当储热合金温度由于燃烧室12热量供给不充足而降到熔点以下时，自动切断电源，反之，电磁搅拌继续正常运行并实时监测各种运行参数。


技术特征：
1.一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，其特征在于，其主体结构包括：换热器(10)、电磁发生器组(20)、燃烧器(30)和外燃机受热端(50)；换热器(10)包括储热合金室(11)、燃烧室(12)、排烟管路(13)和侧面密封板(14)，换热器(10)上部设置平面，外燃机受热端(50)安装在平面上对称设置的多个圆形凹槽中；燃烧室(12)位于换热器(10)下部，外侧为储热合金室(11)，左侧与燃烧器(30)连接相通，右侧与排烟管路(13)连接相通，燃烧器(30)与燃气管路(31)和空气管路(32)连接，空气管路(32)从换热器(10)内部穿过；储热合金室(11)内部装有储热合金；电磁发生器组(20)均匀分布在换热器(10)两侧面，通过改变电磁发生器(20)的低频两相电流相位，从而改变储热合金溶液所受的电磁力方向，利用电磁力对储热合金室(11)中的储热合金进行电磁搅拌。2.根据权利要求1所述的一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，其特征在于，排烟管路(13)从储热合金室(11)穿过。3.根据权利要求2所述的一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，其特征在于，排烟管路(13)在燃烧室(12)侧方穿出布置。4.根据权利要求1、2或3所述的一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，其特征在于，排烟管路(13)数量为多个，多个排烟管路(13)对称布置。5.根据权利要求1所述的一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，其特征在于，所述的换热器(10)主体为横置圆筒形式，左侧通过侧面密封板(14)密封。6.根据权利要求1所述的一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，其特征在于，该装置还包括支架(40)，所述换热器(10)通过支架(40)固定在地面上。7.根据权利要求1所述的一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，其特征在于，该装置还包括中央控制系统，当中央控制系统检测到储热合金的温度大于其熔点时，调定低频电源匹配参数，此时中央控制系统根据储热合金溶液温度自动调整低频电流强弱，温度高时增加低频电流强度，温度低时减小低频电流强度，当储热合金温度由于燃烧室热量供给不充足而降到熔点以下时，切断低频电源。8.根据权利要求1所述的一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，其特征在于，低频电源设定为换热器(10)两侧的电磁发生器(20)的低频两相电流相位反向变化，使两侧的储热合金溶液的流动方向相反，从而反向搅拌中间的储热合金溶液。

技术总结
本发明公开了一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，本发明的目的在于针对目前只能对单个外燃机加热以及受热不均匀、热效率低的问题，提供一种用于多个外燃机的电磁搅拌换热装置，主要包括换热器、电磁发生器组、燃烧器、支架、外燃机加热器。本发明利用储热合金进行热交换，可以使外燃机受热均匀、工作稳定；燃烧器上部设有多个凹槽，可同时对多个外燃机同时加热；燃烧产生的高温烟气的热量通过排烟管道传递给储热合金，增加了能量利用率；储热合金可以把燃烧器需要的空气进行加热，从而提高燃烧效率；电磁发生器组可以对储热合金进行搅拌，增加能量传递效率。增加能量传递效率。增加能量传递效率。


技术研发人员：刘昕晖 曹丙伟 陈伟 李新伟 谭旭瑞 杨建文
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2022.07.05
技术公布日：2022/11/8