[发明专利]电磁感应加热器

权利要求书

1.一种用于加热地下土壤的加热设备，包括：

导电外壳，其具有第一端、第二端和界定在所述第一端和第二端之间延伸的内孔的壁、以及温度；

导体，所述导体的至少一部分位于所述内孔中，所述导体与所述导电外壳电绝缘；以及

功率单元，其通过所述第一端连接到所述导体，所述功率单元配置成将从电源接收的功率转换成至少一个驱动电流并将所述至少一个驱动电流供应给所述导体，

其中，所述导体配置成当所述至少一个驱动电流被供应到其时产生至少一个磁场以在所述导电外壳中产生至少一个相应的感应电流，以及其中，所述至少一个驱动电流具有足以使所述至少一个感应电流在所述导电外壳中遭遇电阻的频率，以增加所述温度；

其中，所述功率单元包括一个或多个三相逆变器，以及所述至少一个驱动电流是三相电流；以及

其中，所述导体包括一个或多个由三个工作线圈构成的组，所述由三个工作线圈构成的组中的每一个包括三个轴向串联布置的工作线圈或者包括三个交错的工作线圈，每个工作线圈具有单独的连接部分用于连接到所述功率单元。

2.如权利要求1所述的加热设备，其中所述一个或多个由三个工作线圈构成的组中的每个在所述内孔中位于轴向位置处，用于增加所述导电外壳在所述轴向位置处的温度，以及如下中的一个或两个：

所述一个或多个由三个工作线圈构成的组的线圈是螺旋形线圈；以及

所述一个或多个由三个工作线圈构成的组的线圈被支撑在工作线圈支持架上。

3.如权利要求1或2所述的加热设备，其中：

所述导电外壳是金属管状构件；和/或

所述导电外壳由具有高电阻率的高磁导率材料制成。

4.如权利要求1或2所述的加热设备，其中：

所述导电外壳的壁具有涂覆有也是电绝缘体的耐火材料的内表面；和/或

所述导体涂覆有耐火材料。

5.如权利要求1或2所述的加热设备，还包括与所述导体并联或串联连接的至少一个电容器，以及其中，所述至少一个驱动电流的频率与由至少所述导体、所述导电外壳和所述至少一个电容器形成的电路的谐振频率大约相同。

6.如权利要求1或2所述的加热设备，还包括：

一个或多个温度传感器，其沿着所述导电外壳的长度被定位；以及

控制器，其用于从所述一个或多个温度传感器接收数据，并响应于所述数据而修改所述至少一个驱动电流。

7.如权利要求1或2所述的加热设备，还包括：

外部套筒，其被支撑在所述导电外壳上并界定在其间的用于接收传输流体的环状物；和/或

用于从所述导体移除热的冷却系统。

8.一种用于加热土壤的一个或多个地下区的系统，包括：

布置在阵列中的多个加热设备，其中每个加热设备包括：

导电外壳，其具有第一端、第二端和界定在所述第一端和第二端之间延伸的内孔的壁、以及温度；

导体，所述导体的至少一部分位于所述内孔中，所述导体与所述导电外壳电绝缘；以及

功率单元，其通过所述第一端连接到所述导体，所述功率单元配置成将从电源接收的功率转换成至少一个驱动电流并将所述至少一个驱动电流供应给所述导体，

其中，所述导体配置成当所述至少一个驱动电流被供应到其时产生至少一个磁场以在所述导电外壳中产生至少一个相应的感应电流，以及其中，所述至少一个驱动电流具有足以使所述至少一个感应电流在所述导电外壳中遭遇电阻的频率，以增加所述温度；

其中，所述功率单元包括一个或多个三相逆变器，以及所述至少一个驱动电流是三相电流；以及

其中，所述导体包括一个或多个由三个工作线圈构成的组，所述由三个工作线圈构成的组中的每一个包括三个轴向串联布置的工作线圈或者包括三个交错的工作线圈，每个工作线圈具有单独的连接部分用于连接到所述功率单元。