多级管道式磁滞热效应热力发生器和热水及蒸汽发生设备的制作方法

本实用新型涉及一种多级管道式磁滞热效应热力发生器，还涉及一种热水及蒸汽发生设备。

背景技术：

蒸汽发生器在工业中和生活中都有广泛使用，现有的蒸汽发生器包括电阻式和电涡流式。

电阻式蒸汽发生器的核心结构即为通过电发热丝或电阻式发热棒对水进行加热的结构，为十分传统的结构，由于电阻发热体与被加热水体直接接触，受发热体与被加热水体接触表面积的限制，特别是热传导效率较低，能耗很高，且水和电不能完全隔离，安全性较差。

电涡流式蒸汽发生器的核心结构即为通过电磁感应在不锈钢等金属内产生电涡流产生电阻热效应致热对水进行加热的结构，其对电能的使用效率高，且能实现水和电的隔离，安全性高。但是，由于电磁感应涡流的频率在几乎所有金属中都会产生感应涡流，因此，除被加热的热交换金属外，涡流感应式锅炉均需要进行有效的电磁屏蔽，否则，整个锅炉的结构、外壳等金属都会吸收电磁辐射而被加热，这样将降低热转换效率，而电磁屏蔽是一个难题。同时，电磁屏蔽将导致相关涡流感应设备重量的增加，且电涡流式蒸汽发生器需要很高的电功率去驱动。以上导致了电涡流式蒸汽发生器运输成本高、制作成本高，用户在使用时需要配置很大容量的电力电源。

另外，现有的蒸汽发生器由于是直接对大容量的水体进行加热，其加热面积小，加热速度慢，机器整体体积大。在客户需求的蒸汽量较大的情况下，只能增加热交换腔体梯级，此时的蒸汽发生器的体积将很大，就需要设置单独的房间来存放蒸汽发生器，占用的空间大。这些电磁涡流感应式锅炉的压力腔体都将超过国家规定的30升容积，需要定期进行压力容器检验。

且现有的蒸汽发生器由于对电功率要求高，以满足其直接对大容量的水体进行加热，使得其必须控制在一个较低的加热的速度和压力下，以保证其加热的安全性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供多级管道式磁滞热效应热力发生器和热水及蒸汽发生设备，其能快速产生高温的气体或液体。

解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

第一种技术方案为：

一种多级管道式磁滞热效应热力发生器，其包括至少两级加热管组件，每级加热管组件通过线圈产生变化的磁场，并通过磁敏感金属材料在所述变化的磁场上发生磁滞热效应以产生热量，对流经各级加热管内的气体或液体进行加热；所述加热管组件依次串联，形成梯级加热；被加热的气体或液体从第一级所述加热管组件的进口进入，经各级加热管组件中发生的磁滞热效应加热，最终达到设定温度的气体或液体从最后一级所述加热管组件的出口输出。

第一种进一步的实施结构为：所述加热管组件包括用于气体或液体直接流过的第一加热管和套设在所述第一加热管外的第一线圈；所述第一加热管的材质为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，或者在所述第一加热管内设有能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料层。

上述第一种进一步的实施结构通过简单的管道结构的依次连接，就能实现梯级加热，加热直接。

第二种进一步的实施结构为：所述加热管组件包括用于气体或液体分散流过的若干条第二加热管和套在所述第二加热管外的第二线圈，所述第二加热管的材质为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，或者在所述第二加热管内设有能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料层。

上述第二种进一步的实施结构对气体或液体进行分流加热，加热面更大，加热速度更快。

上述第二种进一步的实施结构的更具体结构为：所述加热管组件还包括两个端头，所述端头内设有汇水腔，若干条所述第二加热管安装在两个所述端头之间，所述第二加热管的两端分别与两端的所述端头内的汇水腔连通，其中一端的所述端头设有与其汇水腔连通的进口，另一端的所述端头设有与其汇水腔连通的出口。

第三种进一步的实施结构为：所述加热管组件包括用于气体或液体流过的第三加热管、套设在所述第三加热管外第三线圈、若干条加热棒和多个导流挡板，所述加热棒的材质为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，所述加热棒设置在所述第三加热管内用于直接与气体或液体接触进行加热，所述导流挡板分别径向设置在所述第三加热管内，在所述导流挡板上均设有多个用于气体或液体通过的过水孔。

上述第三种进一步的实施结构通过加热棒直接与气体或液体进行接触并加热，加热面更大，加热速度更好，加热效率也更高。

对于上述第三种进一步的实施结构，为了能进一步的增加压力，多个所述导流挡板按所述第三加热管的轴心方向依次排布，从靠近所述第三加热管的进口的所述导流挡板上的过水孔的总面积至靠近所述第三加热管的出口的所述导流挡板上的过水孔的总面积逐步减小。

其中，所述第三加热管的材质为特氟龙或石英、陶瓷、钢玉等材料。

对于第三加热管的具体安装结构为：所述加热管组件还包括两个安装座、进口导管、出口导管和两个密封头，两个所述安装座分别套装在所述第三加热管的两端部，两个所述密封头分别安装在所述第三加热管的两端部内，所述密封头的侧面紧贴在所述第三加热管的内面上，所述进口导管和出口导管分别设置在两安装座中部，且分别穿过所述密封头与所述第三加热管的两端连通。

对于本技术方案的加热管组件之间的结构关系的进一步限定为：后一级的所述加热管组件比前一级的所述加热管组件所处的水平高度高。

为了增加压力，所述发生器还包括加压或高压水泵，所述加压或高压水泵的进水口与外部水源连接，出水口与所述加热管组件的进口连接。

第二种技术方案为：

一种多级管道式磁滞热效应热力发生器，其特征在于：包括第一级加热管组件、第二级加热管组件和第三级加热管组件；第一级所述加热管组件包括用于气体或液体直接流过的第一加热管和套设在所述第一加热管外的第一线圈；所述第一加热管的材质为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，或者在所述第一加热管内设有能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料层；第二级所述加热管组件包括用于气体或液体分散流过的若干条第二加热管和套在所述第二加热管外的第二线圈，所有所述第二加热管的横截面的总和小于所述第一加热管的横截面，所述第二加热管的材质为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，或者在所述第二加热管内设有能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料层；第三级所述加热管组件包括用于气体或液体流过的第三加热管、套设在所述第三加热管上第三线圈、若干条加热棒和多个导流挡板，所述加热棒的材质为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，所述加热棒设置在所述第三加热管内用于直接与气体或液体接触进行加热，所述导流挡板分别径向设置在所述第三加热管内，在所述导流挡板上均设有多个用于气体或液体通过的过水孔，每个所述导流挡板上的过水孔的面积均小于所有所述第二加热管的横截面的总和。

对于本技术方案的加热管组件之间的结构关系的进一步限定为：后一级的所述加热管组件比前一级的所述加热管组件所处的水平高度高。

其中一种结构关系可以为，所述加热管组件呈z型依次向上设置。

为了增加压力，所述发生器还包括加压或高压水泵，所述加压或高压水泵的进水口与外部水源连接，出水口与所述加热管组件的进口连接。

进一步的，第二级所述加热管组件还包括两个端头，所述端头内设有汇水腔，若干条所述第二加热管安装在两个所述端头之间，所述第二加热管的两端分别与两端的所述端头内的汇水腔连通，其中一端的所述端头设有与其汇水腔连通的进口，另一端的所述端头设有与其汇水腔连通的出口。

为了能进一步的增加压力，多个所述导流挡板按所述第三加热管的轴心方向依次排布，从靠近所述第三加热管的进口的所述导流挡板上的过水孔的总面积至靠近所述第三加热管的出口的所述导流挡板上的过水孔的总面积逐步减小。

其中，所述第三加热管的材质为特氟龙或石英、陶瓷、钢玉等材料。

第三加热管的一种安装结构为：第三级所述加热管组件还包括两个安装座、进口导管、出口导管和两个密封头，两个所述安装座分别套装在所述第三加热管的两端部，两个所述密封头分别安装在所述第三加热管的两端部内，所述密封头的侧面紧贴在所述第三加热管的内面上，所述进口导管和出口导管分别设置在两安装座中部，且分别穿过所述密封头与所述第三加热管的两端连通。

上述第二种技术方案的热力发生器设置了三级加热管组件，三级加热管组件的结构均不相同，在使用时，气体或液体直接流过第一级加热管组件的第一加热管进行加热，气体或液体通过的面积最大，与气体或液体接触进行加热的加热面的面积最小，压力最小，第二级加热管组件通过设置若干条第二加热管对气体或液体进行分流，以减小气体或液体通过的面积，增加与气体或液体接触进行加热的加热面的面积，而第三级加热管组件通过导流挡板来进一步减小气体或液体通过的面积，通过直接与气体或液体接触进行加热的加热棒来进一步增加与气体或液体接触进行加热的加热面的面积。可见，上述第二种技术方案的热力发生器实现了逐步减小气体或液体通过的面积和逐步增加与气体或液体接触进行加热的加热面的面积，能快速产生高温高压的气体或液体。

对于上述的多级管道式磁滞热效应热力发生器，可进一步设计成一种包含有上述的多级管道式磁滞热效应热力发生器的热水及蒸汽发生设备。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的多级管道式磁滞热效应热力发生器设置至少两级加热管组件，加热管组件依次串联形成梯级加热，且是以磁滞热效应产生热量进行加热，从而能在达到稳定安全的要求下，快速产生高温的气体或液体。

2、本实用新型的多级管道式磁滞热效应热力发生方法还可通过增加气体或液体的压力，来达到设定的输出压力，在高压下，本实用新型可以产生300摄氏度的气体或液体，需要时，本实用新型可以做到超临界水，即，压力超过22mpa，温度超过275度。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的热力发生器的加热管组件的剖视图；

图2是本实用新型实施例二的热力发生器的加热管组件的剖视图；

图3是本实用新型实施例二的热力发生器的加热管组件的第二加热管的排布示意图；

图4是本实用新型实施例三的热力发生器的加热管组件的立体图；

图5是本实用新型实施例三的热力发生器的加热管组件的立体剖视图；

图6是本实用新型实施例三的热力发生器的加热管组件的剖视图；

图7是本实用新型实施例三的热力发生器的加热管组件的密封头的立体图；

图8是本实用新型实施例三的热力发生器的加热管组件的密封头的剖视图；

图9是本实用新型本实用新型实施例三的热力发生器的加热管组件的加热棒及导流挡板排布示意图；

图10是本实用新型实施例三的热力发生器的加热管组件的四个导流挡板的主视图；

图11是本实用新型实施例四的热力发生器的立体图；

图12是本实用新型实施例四的热力发生器的的三级加热管组件的立体图；

图13是本实用新型实施例四的热力发生器的的三级加热管组件的主视图；

图14是本实用新型实施例四的热力发生器的的第一级加热管组件的剖视图；

图15是本实用新型实施例四的热力发生器的的第二级加热管组件的剖视图；

图16是本实用新型实施例四的热力发生器的的第二级加热管组件的第二加热管的排布示意图；

图17是本实用新型实施例四的热力发生器的的第三级加热管组件的立体图；

图18是本实用新型实施例四的热力发生器的的第三级加热管组件的立体剖视图；

图19是本实用新型实施例四的热力发生器的的第三级加热管组件的剖视图；

图20是本实用新型实施例四的热力发生器的的第三级加热管组件的密封头的立体图；

图21是本实用新型实施例四的热力发生器的的第三级加热管组件的密封头的剖视图；

图22是本实用新型实施例四的热力发生器的的第三级加热管组件的加热棒及导流挡板排布示意图；

图23是本实用新型实施例四的热力发生器的的第三级加热管组件的四个导流挡板的主视图；

图24是由本实用新型的热力发生器进一步设计成的热水及蒸汽发生设备的立体图；

图25是由本实用新型的热力发生器进一步设计成的热水及蒸汽发生设备隐藏部分壳体后的结构示意图。

图中附图标记含义：

1-第一级加热管组件；1.1-第一级加热管组件的进口；1.2-第一加热管；1.3-第一线圈；1.4-第一级加热管组件的出口；

2-第二级加热管组件；2.1-端头；2.2-汇水腔；2.3-第二线圈；2.4-第二加热管；2.5-圆形盖板；

3-第三级加热管组件；3.1-第三线圈；3.2-导流挡板；3.3-第三加热管；3.3.1-环形槽；3.4-加热棒；3.5-密封头；3.5.1-凸缘；3.5.2-圆锥形凹槽；3.5.3-安装孔；3.7-出口导管；3.8-固定架；3.9-安装座；3.9.1-上夹座；3.9.2-下夹座；3.9.3-环形凸条；3.10-进口导管；3.11-夹紧螺母；3.12-；3.13-腰形孔；3.14-大圆孔；3.15-小圆孔；3.16-第三级加热管组件的出口；

4-温度传感器；5-压差传感器；6-过滤器；7-加压或高压水泵；8-流量计；9-压力传感器；10-第一单向阀；11-输出管道；12-循环管道；13-泄压管道；14-第一电磁阀；15-第二单向阀；16-第二电磁阀；17-压力传感器；18-进水管道；19-外接进水端口；20-壳体；20.1-加热室；20.2-主控制室；20.3-加热控制室；21-主控制单元；22-线圈控制单元。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步描述。

本实用新型的热力发生器设置至少两级加热管组件，加热管组件中用于气体或液体流动的通道为管道状，各级加热管组件通过线圈产生变化的磁场，并通过磁敏感金属材料在所述变化的磁场上发生磁滞热效应以产生热量，对流经各级加热管内的气体或液体进行加热。加热管组件依次串联，形成梯级加热，以达到安全快速的加热。需加热的气体或液体从第一级加热管组件的进口进入，经各级加热管组件中发生的磁滞热效应加热，最终达到设定温度的气体或液体从最后一级加热管组件的出口输出。

为了能同时输出更高压力的气体或液体，还通过逐级增加气体或液体的压力，来达到设定的输出压力。

具体结构通过以下实施例进行描述：

实施例一：

本实施例的多级管道式磁滞热效应热力发生器包括三级加热管组件。

如图1所示，本实施例的加热管组件包括第一加热管1.2和套设在第一加热管1.2上的第一线圈1.3，第一加热管1.2的左端设置进口1.1，右端设置出口1.4，图中箭头方向示意水流方向。本实施例在第一加热管1.2的外表面上设有能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料层。使用时，由第一线圈1.3产生交变的磁场，在磁性材料层上发生磁滞热效应，产生热量，热量通过第一加热管1.2的侧壁传递给其内的需加热的水体。对于磁敏感金属材料的设置，也可以将第一加热管1.2的材质设置为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，在交变的磁场中，第一加热管1.2直接发热。三级本实施例的加热管组件的第一加热管1.2依次串联，逐级对气体或液体进行加热，从而形成梯级加热。

其中，第一级至第三级加热管组件从下至上呈z型依次向上设置，第二级加热管组件的水平高度高于第一级加热管组件，第三级加热管组件的水平高度高于第二级加热管组件，需加热的气体或液体从第一级加热管组件的进口进入，最终的气体或液体从第三级加热管组件的出口输出，图中箭头方向示意水流方向。这样设计的原因是因为：1、可以使得三级加热管组件中的线圈产生的磁场相互错开，可以尽量降低相互间的电磁干扰；2、由于蒸汽的密度比水小，从下至上的结构可保证加热产生的蒸汽能顺畅的从第三级加热管组件的出口输出，防止蒸汽在加热管组件中滞留或倒灌。第一级与第二级加热管组件之间和第二级与第三级加热管组件之间的优选的夹角为45°，第一级加热管组件与水平面之间的夹角为5°。

为了进一步增加压力，本实施例还设置加压或高压水泵，加压或高压水泵的进水口与外部水源连接，出水口与第一级加热管组件的进口连接，加压或高压水泵为水流提供一定的压力。

实施例二：

本实施例的多级管道式磁滞热效应热力发生器也包括三级加热管组件。

如图2和图3所示，本实施例的加热管组件包括第二线圈2.3、十条第二加热管2.4和两个端头2.1，端头2.1内设有汇水腔2.2，十条第二加热管2.4安装在两个端头2.1之间，第二加热管2.4的两端分别与两端的端头2.1内的汇水腔2.2连通。具体的，本实施例的端头2.1为弯头，如图2所示，弯头的中间通道为汇水腔2.2，十条第二加热管2.4的两端分别通过圆形盖板2.5连接在一起，十条第二加热管2.4按圆周方向均匀分布，第二加热管2.4的端口从圆形盖板2.5的侧面露出，圆形盖板2.5对应密封盖设在弯头的一个端口上，密封连接的方式可以是焊接。第二级加热管组件2的上下两端的弯头的另一个端口分别为出口和进口，上端的弯头通过转接管与第三级加热管组件3密封连接，下端的弯头直接与第一级加热管组件1密封连接，密封连接方式可以是焊接。

第二线圈2.3套设在第二加热管2.4上，十条第二加热管2.4均位于第二线圈2.3内。本实施例在第二加热管2.4的外表面上设有能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料层。使用时，由第二线圈2.3产生交变的磁场，磁敏感金属材料层发生磁滞热效应，产生热量，热量通过第二加热管2.4的侧壁传递给其内的需加热的水体。对于磁敏感金属材料的设置，也可以将第二加热管2.4的材质设置为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，在交变的磁场中，第二加热管2.4直接发热。

三级本实施例的加热管组件通过端头依次串联在一起，逐级对气体或液体进行加热，从而形成梯级加热。本实施例的多级管道式磁滞热效应热力发生器的加热速度进一步加快。

其中，第一级至第三级加热管组件从下至上呈z型依次向上设置，第二级加热管组件的水平高度高于第一级加热管组件，第三级加热管组件的水平高度高于第二级加热管组件，需加热的气体或液体从第一级加热管组件的进口进入，最终的气体或液体从第三级加热管组件的出输出，图中箭头方向示意水流方向。这样设计的原因是因为：1、可以使得三级加热管组件中的线圈产生的磁场相互错开，可以尽量降低相互间的电磁干扰；2、由于蒸汽的密度比水小，从下至上的结构可保证加热产生的蒸汽能顺畅的从第三级加热管组件的出口输出，防止蒸汽在加热管组件中滞留或倒灌。第一级与第二级加热管组件之间和第二级与第三级加热管组件之间的优选的夹角为45°，第一级加热管组件与水平面之间的夹角为5°。

为了进一步增加压力，本实施例还设置加压或高压水泵，加压或高压水泵的进水口与外部水源连接，出水口与第一级加热管组件的进口连接，加压或高压水泵为水流提供一定的压力。

实施例三：

本实施例的多级管道式磁滞热效应热力发生器也包括三级加热管组件。

如图4至图10所示，本实施例的加热管组件3包括第三加热管3.3、第三线圈3.1、若干条加热棒3.4、四个导流挡板3.2、两个安装座3.9、进口导管3.10、出口导管3.7和两个密封头3.5。其中，安装座3.9包括上夹座3.9.1和下夹座3.9.2。

第三加热管3.3的材质为耐高温的特氟龙或石英、陶瓷、钢玉等材料，利用特氟龙、石英和陶瓷、钢玉等材料的输水性减少水流的阻尼，同时能适应在强大磁场作用下给钙镁离子提升活性，避免在管内水结垢的形成。

特氟龙或陶瓷、钢玉等材料材质的第三加热管3.3不能通过焊接进行密封连接，因此设置安装座3.9及密封头3.5对第三加热管3.3的两端进行密封安装。第三加热管3.3的两端部的外表面上分别设有多条环形槽3.3.1，环形槽3.3.1的横截面为三角形状，其底部角向远离第三加热管3.3的端面的方向偏离，上夹座3.9.1和下夹座3.9.2分别设有半圆卡口，在半圆卡口的侧壁上对应环形槽3.3.1设有环形凸条3.9.3，两安装座3.9的上夹座和下夹座分别通过半圆卡口上下对应夹紧第三加热管的两端部，环形凸条3.9.3与环形槽3.3.1相配合，从而实现对第三加热管3.3的限位。密封头3.5为圆柱状，密封头3.5的外端设有凸缘3.5.1，密封头3.5的内端面上设有圆锥形凹槽3.5.2，在圆锥形凹槽3.5.2的槽底设有贯穿密封头3.5的安装孔3.5.3，密封头3.5对应塞在第三加热管3.3的两端部，密封头3.5的侧面紧贴在第三加热管3.3的内面上，凸缘3.5.1抵靠在第三加热管3.3的端面上，夹在第三加热管3.3的端面与半圆卡口的底面之间，通过密封头3.5实现对第三加热管3.3两端的密封，同时还实现对第三加热管3.3两端部的支撑，保证第三加热管3.3的两端部不会被夹的变形。在上夹座3.9.1和下夹座3.9.2的端面上设有腰孔，通过张紧螺栓穿过腰孔，并与密封头螺纹连接，从而将上夹座3.9.1、下夹座3.9.2及密封头3.5固定安装，在安装座3.9的中部对应密封头3.5的安装孔3.5.3设有通孔。进口导管3.10和出口导管3.7的内端分别设有限位环，外壁上设有外螺纹，进口导管3.10和出口导管3.7分别对应从安装孔3.5.3和安装座3.9的通孔穿出，限位环抵靠在圆锥形凹槽3.5.2的底面上，在进口导管3.10和出口导管3.7上拧紧有夹紧螺母3.11，夹紧螺母3.11抵靠在安装座3.9的外端面上，从而密封固定安装进口导管3.10和出口导管3.7，进口导管3.10的外端口为第三级加热管组件的进口，出口导管3.7的外端口为第三级加热管组件的出口。在第三级加热管组件的出口端，通过密封头3.5的圆锥形凹槽3.5.2的变径，能进一步增加气体或液体压力。

第三线圈套3.1设在第三加热管3.3上。加热棒3.4的材质为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，加热棒3.4均设置在第三加热管内，与第三加热管3.3的轴心平行，加热棒3.4按圆周方向均匀分布。

四个导流挡板3.2均为圆形，分别径向设置在第三加热管3.3内，导流挡板3.2的侧边紧贴在第三加热管3.3的内表面上，四个导流挡板3.2按第三加热管3.3的轴心方向依次均匀排布。在每个导流挡板3.2上均设有多个用于气体或液体通过的过水孔，如图6和图10所示，最左边的导流挡板3.2为靠近进口的导流挡板，依次向右为逐步远离进口的导流挡板，最右边的为靠近出口的导流挡板。图10中所示的从左至右的导流挡板与图6中所示的从左至右的导流挡板相对应，如图10所示，最左边的导流挡板的过水孔包括开设在中间的大圆孔3.14和开设在周边的多个腰形孔3.13，其余的三个导流挡板的过水孔均包括开设在周边的多个小圆孔3.15和多个腰形孔3.13，从靠近进口的导流挡板上的腰形孔3.13至靠近出口的导流挡板的腰形孔3.13的大小逐步减小，从图中明显看出，从靠近进口的导流挡板上的过水孔的总面积至靠近出口的导流挡板上的过水孔总面积逐步减小，使得气体或液体的压力逐步增加。四个导流挡板的腰形孔3.13为一一对应，与加热棒3.4的数量相同，加热棒3.4分别对应从腰形孔3.13穿过，两端分别抵靠在密封头3.5上，加热棒3.4的横截面为圆形，如图5所示，加热棒3.4只会占用腰形孔3.13的一部分空间。

本实施例的第三级加热管组件3还包括两个固定架3.8，固定架3.8为c型，通过固定螺栓与安装座连接，通过固定架3.8进行第三级加热管组件3固定安装。

使用时，由第三线圈3.1产生交变的磁场，加热棒3.4在交变的磁场中产生磁滞热效应，产生热量，气体或液体从进口导管3.10进入第三加热管3.3，直接与加热棒3.4接触进行热交换，交换效率更高，从进口导管3.10进入的气体或液体需依次通过四个导流挡板3.2上的过水孔，最终从出口导管3.7输出。

三级本实施例的加热管组件通过进口导管3.10和出口导管3.7依次串联在一起，逐级对气体或液体进行加热，从而形成梯级加热。本实施例的多级管道式磁滞热效应热力发生器的加热速度更进一步加快。

其中，第一级至第三级加热管组件从下至上呈z型依次向上设置，第二级加热管组件的水平高度高于第一级加热管组件，第三级加热管组件的水平高度高于第二级加热管组件2，需加热的气体或液体从第一级加热管组件的进口进入，最终的气体或液体从第三级加热管组件的出口3.16输出，图中箭头方向示意水流方向。这样设计的原因是因为：1、可以使得三级加热管组件中的线圈产生的磁场相互错开，可以尽量降低相互间的电磁干扰；2、由于蒸汽的密度比水小，从下至上的结构可保证加热产生的蒸汽能顺畅的从第三级加热管组件的出口输出，防止蒸汽在加热管组件中滞留或倒灌。第一级与第二级加热管组件之间和第二级与第三级加热管组件之间的优选的夹角为45°，第一级加热管组件与水平面之间的夹角为5°。

为了进一步增加压力，本实施例还设置加压或高压水泵，加压或高压水泵的进水口与外部水源连接，出水口与第一级加热管组件的进口连接，加压或高压水泵为水流提供一定的压力。

实施例四：

如图11所示为本实施例的多级管道式磁滞热效应热力发生器，其包括三级加热管组件1、2、3和加压或高压水泵7，三级加热管组件分别为第一级加热管组件1、第二级加热管组件2和第三级加热管组件3，第三级加热管组件3为最后一级加热管组件，加压或高压水泵7的进水口与外部水源连接，出水口与第一级加热管组件1的进口连接，加压或高压水泵7为水流提供一定的压力。

如图12和13所示，第一级至第三级加热管组件从下至上呈z型依次向上设置，第二级加热管组件2的水平高度高于第一级加热管组件1，第三级加热管组件3的水平高度高于第二级加热管组件2，需加热的气体或液体从第一级加热管组件的进口1.1进入，最终的气体或液体从第三级加热管组件的出口3.16输出，图中箭头方向示意水流方向。这样设计的原因是因为：1、可以使得三级加热管组件中的线圈产生的磁场相互错开，可以尽量降低相互间的电磁干扰；2、由于蒸汽的密度比水小，从下至上的结构可保证加热产生的蒸汽能顺畅的从第三级加热管组件的出口输出，防止蒸汽在加热管组件中滞留或倒灌。

如图13所示，第一级与第二级加热管组件之间和第二级与第三级加热管组件之间的优选的夹角为45°，第一级加热管组件与水平面之间的夹角为5°。

如图14所示，第一级加热管组件1包括第一加热管1.2和套设在第一加热管1.2上的第一线圈1.3，第一加热管1.2的左端设置进口1.1，用于与进水管道18连接，右端设置出口1.4，图中箭头方向示意水流方向。本实施例在第一加热管1.2的外表面上设有能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料层。使用时，由第一线圈1.3产生交变的磁场，在磁性材料层上发生磁滞热效应，产生热量，热量通过第一加热管1.2的侧壁传递给其内的需加热的水体。对于磁敏感金属材料的设置，也可以将第一加热管1.2的材质设置为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，在交变的磁场中，第一加热管1.2直接发热。

如图15和16所示，第二级加热管组件2包括第二线圈2.3、十条第二加热管2.4和两个端头2.1，端头2.1内设有汇水腔2.2，十条第二加热管2.4安装在两个端头2.1之间，第二加热管2.4的两端分别与两端的端头2.1内的汇水腔2.2连通。具体的，如图12所示，本实施例的端头2.1为弯头，如图15所示，弯头的中间通道为汇水腔2.2，十条第二加热管2.4的两端分别通过圆形盖板2.5连接在一起，十条第二加热管2.4按圆周方向均匀分布，第二加热管2.4的端口从圆形盖板2.5的侧面露出，圆形盖板2.5对应密封盖设在弯头的一个端口上，密封连接的方式可以是焊接。第二级加热管组件2的上下两端的弯头的另一个端口分别为出口和进口，上端的弯头通过转接管与第三级加热管组件3密封连接，下端的弯头直接与第一级加热管组件1密封连接，密封连接方式可以是焊接。

第二线圈2.3套设在第二加热管2.4上，十条第二加热管2.4均位于第二线圈2.3内。本实施例在第二加热管2.4的外表面上设有能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料层。使用时，由第二线圈2.3产生交变的磁场，磁敏感金属材料层发生磁滞热效应，产生热量，热量通过第二加热管2.4的侧壁传递给其内的需加热的水体。对于磁敏感金属材料的设置，也可以将第二加热管2.4的材质设置为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，在交变的磁场中，第二加热管2.4直接发热。

如图17至23所示，第三级加热管组件3包括第三加热管3.3、第三线圈3.1、若干条加热棒3.4、四个导流挡板3.2、两个安装座3.9、进口导管3.10、出口导管3.7和两个密封头3.5。其中，安装座3.9包括上夹座3.9.1和下夹座3.9.2。

第三加热管3.3的材质为耐高温的特氟龙或石英、陶瓷、钢玉等非金属耐高温高压材料，利用特氟龙、石英和陶瓷、钢玉等材料的输水性减少水流的阻尼，同时能适应在强大磁场作用下给钙镁离子提升活性，避免在管内水结垢的形成。

特氟龙或陶瓷、钢玉等材料材质的第三加热管3.3不能通过焊接进行密封连接，因此设置安装座3.9及密封头3.5对第三加热管3.3的两端进行密封安装。第三加热管3.3的两端部的外表面上分别设有多条环形槽3.3.1，环形槽3.3.1的横截面为三角形状，其底部角向远离第三加热管3.3的端面的方向偏离，上夹座3.9.1和下夹座3.9.2分别设有半圆卡口，在半圆卡口的侧壁上对应环形槽3.3.1设有环形凸条3.9.3，两安装座3.9的上夹座和下夹座分别通过半圆卡口上下对应夹紧第三加热管的两端部，环形凸条3.9.3与环形槽3.3.1相配合，从而实现对第三加热管3.3的限位。密封头3.5为圆柱状，密封头3.5的外端设有凸缘3.5.1，密封头3.5的内端面上设有圆锥形凹槽3.5.2，在圆锥形凹槽3.5.2的槽底设有贯穿密封头3.5的安装孔3.5.3，密封头3.5对应塞在第三加热管3.3的两端部，密封头3.5的侧面紧贴在第三加热管3.3的内面上，凸缘3.5.1抵靠在第三加热管3.3的端面上，夹在第三加热管3.3的端面与半圆卡口的底面之间，通过密封头3.5实现对第三加热管3.3两端的密封，同时还实现对第三加热管3.3两端部的支撑，保证第三加热管3.3的两端部不会被夹的变形。在上夹座3.9.1和下夹座3.9.2的端面上设有腰孔，通过张紧螺栓穿过腰孔，并与密封头螺纹连接，从而将上夹座3.9.1、下夹座3.9.2及密封头3.5固定安装，在安装座3.9的中部对应密封头3.5的安装孔3.5.3设有通孔。进口导管3.10和出口导管3.7的内端分别设有限位环，外壁上设有外螺纹，进口导管3.10和出口导管3.7分别对应从安装孔3.5.3和安装座3.9的通孔穿出，限位环抵靠在圆锥形凹槽3.5.2的底面上，在进口导管3.10和出口导管3.7上拧紧有夹紧螺母3.11，夹紧螺母3.11抵靠在安装座3.9的外端面上，从而密封固定安装进口导管3.10和出口导管3.7，进口导管3.10的外端口为第三级加热管组件的进口，出口导管3.7的外端口为第三级加热管组件的出口。在第三级加热管组件的出口端，通过密封头3.5的圆锥形凹槽3.5.2的变径，能进一步增加气体或液体压力。

第三线圈套3.1设在第三加热管3.3上。加热棒3.4的材质为能在变化的磁场中发生磁滞热效应的磁敏感金属材料，加热棒3.4均设置在第三加热管内，与第三加热管3.3的轴心平行，加热棒3.4按圆周方向均匀分布。

四个导流挡板3.2均为圆形，分别径向设置在第三加热管3.3内，导流挡板3.2的侧边紧贴在第三加热管3.3的内表面上，四个导流挡板3.2按第三加热管3.3的轴心方向依次均匀排布。在每个导流挡板3.2上均设有多个用于气体或液体通过的过水孔，如图19所示，最左边的导流挡板3.2为靠近进口的导流挡板，依次向右为逐步远离进口的导流挡板，最右边的为靠近出口的导流挡板。图23中所示的从左至右的导流挡板与图19中所示的从左至右的导流挡板相对应，如图23所示，最左边的导流挡板的过水孔包括开设在中间的大圆孔3.14和开设在周边的多个腰形孔3.13，其余的三个导流挡板的过水孔均包括开设在周边的多个小圆孔3.15和多个腰形孔3.13，从靠近进口的导流挡板上的腰形孔3.13至靠近出口的导流挡板的腰形孔3.13的大小逐步减小，从图中明显看出，从靠近进口的导流挡板上的过水孔的总面积至靠近出口的导流挡板上的过水孔总面积逐步减小，使得气体或液体的压力逐步增加。四个导流挡板的腰形孔3.13为一一对应，与加热棒3.4的数量相同，加热棒3.4分别对应从腰形孔3.13穿过，两端分别抵靠在密封头3.5上，加热棒3.4的横截面为圆形，如图18所示，加热棒3.4只会占用腰形孔3.13的一部分空间。

本实施例的第三级加热管组件3还包括两个固定架3.8，固定架3.8为c型，通过固定螺栓与安装座连接，通过固定架3.8进行第三级加热管组件3固定安装。

使用时，由第三线圈3.1产生交变的磁场，加热棒3.4在交变的磁场中产生磁滞热效应，产生热量，气体或液体从进口导管3.10进入第三加热管3.3，直接与加热棒3.4接触进行热交换，交换效率更高，从进口导管3.10进入的气体或液体需依次通过四个导流挡板3.2上的过水孔，最终从出口导管3.7输出。

从上述的结构可知，本实施例的第一级加热管组件1的第一加热管1.2为单一较大的直管，气体或液体为直接流过第一级加热管组件1的第一加热管1.2进行加热，气体或液体通过的面积最大，而加热面的面积为第一级加热管1.2的管壁，面积最小，通过第一级加热管组件1能对气体或液体进行快速的预加热。第二级加热管组件2将气体或液体通过的通道分成十条直径较小的第二加热管2.4，相对第一级加热管组件1减小了气体或液体通过的面积，加热面的面积为第二加热管2.4的管壁，相比单一的第一级加热管1.2，若干个第二加热管2.4的加热面的面积更大。第三级加热管组件3在第三加热管3.3的管内设置导流挡板3.2对气体或液体进行阻挡，气体或液体只能从过水孔通过，留给气体或液体通过的面积相比第二级加热管组件2更小了，且第三级加热管组件3通过置于管内的若干条加热棒3.4直接与水接触加热，若干条加热棒3.4表面加热面的面积将比第二级加热管组件2的加热面的面积更大，加热速度更快，加热效率更高。可见，从第一级至第三级加热管组件内的气体或液体通过的面积逐步减小，从而逐步增加气体或液体的压力，但与气体或液体接触进行加热的加热面的面积逐步增加，从而逐步增加加热速度，从而在达到稳定安全的要求下，快速产生高温高压的气体或液体。

为了更好的进水，在加压或高压水泵7的出水口与第一级加热管组件1的进口连接的管道上依次设置有流量计8、压力传感器9和只允许水流流向加热管组件的第一单向阀10，在与加压或高压水泵7的进水口与外接进水端口19连接的管道上设有过滤器6、压差传感器5和温度传感器4，温度传感器4用于检测外部水源的温度，压差传感器5用于检测过滤器6两端的压力差。外接进水端口19与外部水箱连接。

为了更好的输出气体或液体，和为了更安全，在第三级加热管组件3的出口端设有输出管道11、循环管道12和泄压管道13。在输出管道11上设有第一电磁阀14和只允许气体或液体向外流出的第二单向阀15，输出管道11的出口端与外部的需要使用气体或液体的设备连接。在循环管道12上设有第二电磁阀16，循环管道12的出口端与外部水箱连接，当外部设备不需要气体或液体，关闭第一电磁阀14时，打开第二电磁阀16，多余的气体或液体从循环管道12送回水箱，循环再用。在泄压管道13上设有用于检测输出端压力的压力传感器17，泄压管道13的出口端与泄压阀连接(图中未示意出泄压阀)，泄压阀再与水箱连接，当产生的蒸汽压力超过使用要求时，泄压阀工作，蒸汽经泄压管道送至水箱，循环再用。

对于上述实施例一至实施例四的多级管道式磁滞热效应热力发生器可进一步设计成一种包含有上述的多级管道式磁滞热效应热力发生器的热水及蒸汽发生设备，如图24和图25所示，其包括磁滞热效应热力发生器、壳体20、线圈控制单元22和主控制单元21。在壳体20内设有加热控制室20.3、加热室20.1和主控制室20.2，加热室20.1最大，加热控制室20.3和主控制室20.2同位于加热室20.1的左侧，磁滞热效应热力发生器安装在加热室20.1内，线圈控制单元22安装在加热控制室20.3内，主控制单元21安装在主控制室20.2内。线圈控制单元用于控制流过线圈的电流的通断及大小；主控制单元协调控制水流或蒸汽流的流量、压力和温度。

本实用新型可用于产生热水，也可用于产生蒸汽，在使用时，水流经过加压或高压水泵增压后进入加热管组件，通过控制加热，可适当最终输出热水或蒸汽。

本实用新型与同等蒸汽或热水生产量的电涡流式蒸汽发生器相比，重量能轻3～10倍，使用的电功率能低5～7倍。由于只有特定的磁性材料才能发生磁滞热效应，使得本实用新型的电磁热耦合效果好，受干扰和干扰周边材料的性能要优越许多。本实用新型可以产生300摄氏度的蒸汽或热水，需要时，本实用新型可以做到超临界水，即，压力超过22mpa，温度超过275度，可应用在需要将物料温度加热至300度以内的食品、化工、纺织、印染设备上。本实用新型是无线磁感应的加热过程，水电分离，电磁线圈上间隔绝热、绝缘材料，绝对做到水电分离，保障了电气安全。

本实用新型的分级加热，一方面极大提升了加热效率和效果，一方面减小了加热容器所需要的体积，加热容器的体积控制在25l范围内，符合安全免检压力容器范畴。分级加热也降低了单级大功率单元的控制风险，提升了过程控制的稳定性和可靠性。

本实用新型还可嵌入gis北斗地理信息系统和4g/5g(option)无线通讯功能，构建为物联网终端，能使得企业生产蒸气(或热水)过程的透明化、过程化、人工智能化管控，一次到位。

由于本实用新型是通过磁性材料的磁滞热效应产生热量进行加热的，使得其能做到零排放、零污染、零空间、零距离、零人工、低能耗，“五零一低”特点，使得本实用新型能符合国家有关环保、压力容器的免检、免报装规定，仅仅是一台常规热力发生仪器，用户使用时可以免报装、免年检。且本实用新型体积小，用户不在需要设置专门的锅炉房和长距离的输送管道。

本实用新型还能对余热进行充分利用，对于超过80％需要蒸气(或热水)加热的场所，加热后会产生大量的余热，传统的设备由于受结垢、距离、热损耗能局限，余热利用率不高，本实用新型由于占用面积小，可近距离安装，且不结垢(仅需水质过滤设备)，可以直接将余热热水作为输入水源再次进入本实用新型加热成为高温蒸气(或热水)，极大提升用户的热效率，并且有效降低电力消耗。

本实用新型的加热系统是无线磁感应机理的加热过程，多级分别同步将电力直接转化为磁场，通过磁热耦合，加热水体，根据出蒸汽的温度，可以同时多级加热，也可以根据温度和压力，人工智能选择某一级加热，整个蒸气(或热水)生产过程迅速，磁热交换换热面积大，可比传统电磁蒸汽锅炉的蒸发器表面积大约100倍(管道式结构+管道内大量发热体与水的接触面积)，比单级管状加热的电磁锅炉换热面积可大约30倍，在同等功率下，本实用新型从开机到产出蒸汽约50秒，达到额定输出蒸气(或热水)压力小于2分钟。

本实用新型不结水垢。在电磁加热时水中的钙镁离子在强磁场作用下，分子键被打断，不会形成沉积型水垢，可以说，进入本实用新型加热系统的全部水体包含杂质，均被加热并在强力加压泵的作用下输出，不会留下杂质。本实用新型不同于电热管加热时水中的钙镁离子因为静电吸附效应会附着在电热管表面。

本实用新型需要的电力小，本实用新型的加热是无线磁感应的加热过程，其电热耦合效率高达99％以上。为了满足不同客户对蒸气(或热水)的需求，本实用新型可采用每级40kw，三级合计120kw电力需求(也可以根据需要每级功率增加到100kw-500kw)的柔性电力加热需求结构，另一方面，采用人工智能控制，通过参数设置，可以在应用现场，通过调节参数，实现饱和蒸汽、非饱和蒸汽的高温、加压或高压特性。在120kw功率背景下，本实用新型能生产约100-300度，0.3mpa-25mpa高温、加压或高压蒸汽。

本实用新型可以组成多台串联和/或并联协同供热设备，满足大规模蒸气(或热水)需求。可实现多个热力发生器通过串联实现进一步提升温度和压力，也可以通过并联，实现倍增需要的蒸汽量的生产。灵活的组合模式，可以分布式布局，为不同需求提供选择性、组合性、集约型和可靠、稳定的热源。

本实用新型的多级管道式磁滞热效应热力发生器加热的对象不限于水，也可以用于加热其它任意液体和部分特殊气体，例如：硅油、石油等。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，具体个实施例中的串接级数可以按具体产品设计需要来确定，如2级或3级以上，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。