[发明专利]一种电磁感应空气加热器耐压装置

说明书

本发明涉及一种电磁感应空气加热器耐压装置，属于高超声速风洞技术领域。本发明公开一种电磁感应空气加热器耐压装置，基本原理是利用电磁感应技术加热感磁性芯体，然后利用高温芯体对洁净空气进行加热。主要包括耐压外壳、感应线圈、隔热壳体、加热芯体等部分，通过耐压外壳和隔热壳体的结构设计，实现耐压外壳承压不承温、隔热壳体承温不承压，完成对高压气流的加热。本发明解决了高压空气加热过程中耐压部件由于高温而造成强度下降的问题，实现了高压洁净空气的快速加热。

技术领域

本发明涉及一种电磁感应空气加热器耐压装置，属于高超声速风洞技术领域。

背景技术

目前在高超声速风洞、发动机燃烧室模拟试验、高超声速飞行器的研制等场合都要用到高温大流量的纯净空气，所使用的气源往往都是带一定压力的，而且气流温度一般比较高(1100K左右)，此温度下承压部件的结构强度会下降，这就要求承压部件有足够的强度，在选材和结构设计上会大大提高承压部件的加工难度和成本。

目前传统的空气加热器对带有一定压力的空气加热时，特别是温度比较高的情况下，普遍都存在耐压部件结构强度由于高温而性能下降的问题，普遍的做法是增加耐压部件的厚度或者选用强度更高的材料，无论哪种方式都会大大提高加热器的成本。耐压部件高温下的强度问题一直是行业内要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有高压空气加热器工作过程中，耐压部件由于高温而造成强度下降的问题，提供一种电磁感应空气加热器耐压装置，实现高压空气的快速加热。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种电磁感应空气加热器耐压装置，基本原理是利用中频交变电流与芯体产生感应加热效应，使芯体温度升高到一定程度，然后利用高温芯体对空气进行加热。通过耐压外壳和隔热壳体的结构设计，实现耐压外壳承压不承温、隔热壳体承温不承压，完成对高压空气的快速加热。

一种电磁感应空气加热器耐压装置，包括：耐压外壳和内芯；内芯部分置于耐压外壳中；

所述内芯包括感应线圈、隔热壳体和加热芯体；所述隔热壳体为两端开口结构；加热芯体内置于隔热壳体中；感应线圈安装在隔热壳体外侧；所述加热芯体受到感应线圈的电磁感应产生涡流，加热芯体温度迅速升高。常温气流通过耐压外壳的气流入口进入耐压壳体和隔热壳体之间，再进入隔热壳体内部被加热芯体加热，最后从气流出口流出；所述耐压外壳内外无压差，实现耐压外壳承压不承温，隔热壳体承温不承压；

所述感应线圈内部中空，通入循环冷却水，用来对隔热壳体降温。

所述感应线圈选用导电性好的材料。

所述加热芯体选用感磁性材料，内部开设空气流道。

所述隔热壳体选用耐高温隔热材料，主要起保温和隔热作用。

工作过程：进行空气加热时，首先打开冷却水泵，然后开启变频电源，将电源的输出功率、电流频率调至设定值，读取加热芯体的温度，等芯体温度达到设定温度后打开气源，调整空气流量到设定值，以出口气流温度为控制点，闭环控制调节加热功率和电流频率。停止加热时，首先关闭变频电源，然后关闭气源，冷却水泵继续运行，待加热装置降温后再关闭水泵。

有益效果

1.本发明的一种电磁感应空气加热器耐压装置，线圈中的冷却水以及外界进入耐压外壳的气体均对隔热壳体产生降温的作用，实现耐压外壳承压不承温；隔热壳体则仅承温不承压；实现了高压气流的加热的同时，解决了加热器高温高压条件下由于承压部件结构强度下降而产生的可靠性问题，保证了高温下装置的结构强度；

2.本发明的一种电磁感应空气加热器耐压装置，实现了空气流的快速加热，比传统电阻加热时间缩短2/3；

3.本发明的一种电磁感应空气加热器耐压装置，实现了空气流的无污染加热保证了空气的洁净。