一種豎直加熱的高效蒸汽發生裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,包括管狀加熱器、平衡水箱、平衡水箱進水口、平衡水箱抽水口、補水水箱、補水箱進水口、蒸汽容器和蒸汽出口;所述蒸汽容器與所述平衡水箱之間豎直設置有所述管狀加熱器,且所述管狀加熱器的兩端分別與所述蒸汽容器和平衡水箱的一端相連通,所述平衡水箱與所述蒸汽容器相連通,所述平衡水箱設置有所述平衡水箱進水口。本實用新型的蒸汽發生裝置通過設置平衡水箱、補水水箱和水位感應器,使得管狀加熱器中保持適當的水量能快速產生蒸汽,同時防止加熱元件過度干燒。通過平衡水箱及其溢流口,保持管狀加熱器中水位的高度一直處于溢流口位置的高度,確保蒸汽產生的穩定性和高效性。
【專利說明】
一種豎直加熱的高效蒸汽發生裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及熱交換設備的技術領域,具體涉及一種豎直加熱的高效蒸汽發生
目.0
【背景技術】
[0002]隨著蒸汽加熱在生活和生產中的應用日益廣泛,人們對蒸汽加熱等設備,尤其是蒸汽發生裝置的要求也越來越高。一般地,蒸汽發生裝置是利用燃料或其他能源的熱能把水加熱成為熱水或蒸汽的機械設備,蒸汽發生裝置是否能產生穩定持久的蒸汽,是否產生充足的蒸汽,影響著蒸汽質量的高低。
[0003]目前,傳統的蒸汽發生裝置普遍的熱利用率不高,很難以滿足快速產生穩定的充足的高質量蒸汽的需求、同時還限制了蒸汽加熱的使用范圍。因此,如何提高蒸汽發生裝置的蒸汽質量、縮短蒸汽產生的時間以及降低設備能耗等問題,成為了服裝、紡織、酒店和食品等很多行業關注的熱點問題,由此解決此問題顯得尤其關鍵。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于針對上述的不足之處,進而提供一種蒸汽發生裝置,能夠讓加熱器中的水快速加熱、沸騰,并通過平衡水箱控制加熱器中的水位和水量,從而快速而持續地產生穩定和充足的高質量蒸汽。
[0005]為達此目的,本實用新型采用以下技術方案:
[0006]—種豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,包括管狀加熱器、平衡水箱、平衡水箱進水口、平衡水箱抽水口、補水水箱、補水箱進水口、蒸汽容器和蒸汽出口 ;
[0007]所述蒸汽容器與所述平衡水箱之間豎直設置有所述管狀加熱器,且所述管狀加熱器的兩端分別與所述蒸汽容器和平衡水箱的一端相連通,所述平衡水箱與所述蒸汽容器相連通,所述平衡水箱設置有所述平衡水箱進水口 ;
[0008]所述蒸汽出口設置于所述蒸汽容器的頂端,所述平衡水箱的一側設置有所述補水水箱,所述補水水箱的底部設置有所述補水箱進水口和平衡水箱抽水口,所述平衡水箱抽水口通過水管與平衡水箱進水口連通。
[0009]更進一步地,還設置有溢流口,所述溢流口設置于所述平衡水箱的一側,所述平衡水箱與所述補水水箱通過所述溢流口相連通。
[0010]更具體地,還設置有傾斜凸臺,所述傾斜凸臺設置于所述蒸汽容器的頂壁內,所述傾斜凸臺的兩端分別限位于所述蒸汽容器的一側和所蒸汽出口的一側,所述傾斜凸臺靠近所蒸汽出口的一側的高度高于另一側。
[0011 ] 更進一步地,還設置有水位感應器,所述水位感應器設置于所述補水水箱的一側。
[0012]優選地,所述溢流口設置的高度為低于所述管狀加熱器的頂端,高于所述管狀加熱器的底端。
[0013]優選地,所述管狀加熱器的加熱方式為使用電阻絲、電熱膜、電磁和微波加熱的一種或多種。
[0014]優選地,所述管狀加熱器的材質為陶瓷、玻璃和其他絕緣材料或者金屬中的任意一種。
[0015]優選地,所述管狀加熱器的內壁為圓柱型、波浪型和喇叭型的任意一種,但不限于這幾種形狀。
[0016]本實用新型的有益效果:1.本實用新型的蒸汽發生裝置通過設置平衡水箱、補水水箱和水位感應器,使得管狀加熱器能快速產生蒸汽,防止加熱元件過度干燒,同時保持管狀加熱器中水位的高度一直處于溢流口位置的高度,確保蒸汽產生的穩定性、高效性和安全性;2.通過設置所述傾斜凸臺,使加熱器出來的水蒸汽與夾帶的液態水分離,從而提高蒸汽的質量;3.通過設置所述傾斜凸臺,使液態水流入平衡水箱,避免液態水流入加熱器而影響水蒸汽的溢出及水蒸汽的質量;4.通過設置水位感應器,通過所述水位感應器能使得所述補水水箱內的水位時刻保持安全狀態,此時可通過平衡水箱抽水口和平衡水箱進水口為所述平衡水箱提供充足的水源,保證了蒸汽發生裝置產生穩定高效的水蒸汽。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0018]圖1是本實用新型的一個實施例的蒸汽發生裝置的剖視結構圖;
[0019]圖2是本實用新型的另一個實施例的蒸汽發生裝置的剖視結構圖;
[0020]圖3是本實用新型的另一個實施例的蒸汽發生裝置的剖視結構圖。
[0021 ]其中:管狀加熱器1、平衡水箱2、平衡水箱進水口 21、平衡水箱抽水口 22、溢流口 3、溢流口導管31、補水水箱4、補水箱進水口 41、補水箱接水口 42、蒸汽容器5、蒸汽出口 51、傾斜凸臺6、水位感應器上限71、水位感應器下限72。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案。
[0023]—種豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,如圖1和2所示,包括管狀加熱器1、平衡水箱
2、平衡水箱進水口 21、平衡水箱抽水口 22、補水水箱4、補水箱進水口 41、蒸汽容器5和蒸汽出口 51;
[0024]所述蒸汽容器5與所述平衡水箱2之間豎直設置有所述管狀加熱器I,且所述管狀加熱器I的兩端分別與所述蒸汽容器5和平衡水箱2的一端相連通,所述平衡水箱2與所述蒸汽容器5相連通,所述平衡水箱2的中上部設置有所述平衡水箱進水口 21。
[0025]優選地,所述平衡水箱進水口 21設置于平衡水箱2的中上部,使得從溢出口溢出的水分主要來自于平衡水箱2的進水,即補水水箱4中的常溫水。這樣可避免補水水箱4中的水溫上升太多,可減少能源的浪費。
[0026]所述蒸汽出口51設置于所述蒸汽容器5的頂端,所述平衡水箱2的一側設置有所述補水水箱4,所述補水水箱4的底部設置有所述補水箱進水口 41和平衡水箱抽水口 22,所述平衡水箱抽水口 22通過水管與平衡水箱進水口 21連通。
[0027]當裝置通電時,所述平衡水箱2與所述管狀加熱器1、補水水箱4和蒸汽容器5為一個相互連通的整體,所述管狀加熱器I可迅速將管狀加熱器I中的水加熱至沸騰,隨之產生蒸汽,產生的蒸汽流向所述蒸汽容器5并從所述蒸汽出口 51溢出;所述平衡水箱2與所述管狀加熱器I相連通,所述平衡水箱2的所述平衡水箱進水口 21在水栗等外力的作用下,將所述補水水箱4中的水抽到所述平衡水箱2中,所述平衡水箱2的進水速度必須大于所述管狀加熱器I中水消耗的速度,從而保持所述管狀加熱器I中水位的高度一直處于所述溢流口 3位置的高度,確保蒸汽產生的穩定性和高效性。
[0028]更進一步地,還設置有溢流口 3,所述溢流口 3設置于所述平衡水箱2的一側,所述平衡水箱2與所述補水水箱4通過所述溢流口 3相連通。所述溢流口 3的位置低于管狀加熱器I上端的位置,以控制管狀加熱器I中的水位低于管狀加熱器I上端位置,但高于管狀加熱器I下端位置;所述溢流口 3的位置根據蒸汽量、蒸汽溫度、加熱器功率和安全等因素確定;優選地,通過所述溢流口 3的位置,控制管狀加熱器I的水位處于管狀加熱器I的長度方向的中間位置。
[0029]更進一步地,還設置有溢流口導管31,所述溢流口導管31設置于所述溢流口 3上。水分從所述補水水箱4中通過所述平衡水進水口21進入所述平衡水箱2內,使所述管狀加熱器I中的水位上升,當水位上升至所述平衡水箱2的所述溢流口 3時,多余的水會溢出到所述補水水箱4中,通過設置所述溢流口導管31,把所述溢流口導管31伸入到所述補水水箱4里面,利用液封原理,阻止蒸汽進入所述補水水箱4,避免蒸汽進入所述補水水箱4與貯存水發生熱交換。
[0030]更進一步地,所述補水水箱4通過水栗向平衡水箱2中栗水,使平衡水箱2的溢流口3保持溢流狀態。
[0031]所述蒸汽容器5分別與所述管狀加熱器I和平衡水箱2連通,沸騰產生的蒸汽從所述蒸汽容器5的所述蒸汽出口51噴出,此時所述蒸汽出口51會出現冷凝水聚集回流的現象,通過所述傾斜凸臺6避免冷凝水回流對產生蒸汽的質量造成不良影響,提高蒸汽的質量和生產效率。
[0032]其中,所述平衡水箱2與補水水箱4可聯結為一個箱,所述補水水箱4只與所述平衡水箱2相連通,避免蒸汽進入所述補水水箱4與貯存水發生熱交換。通過所述平衡水箱2的一側設置所述溢流口 3,水分從所述補水水箱4中通過所述平衡水進水口 21進入所述平衡水箱2內,使所述管狀加熱器I中的水位上升,當水位上升至所述平衡水箱2的所述溢流口 3時,多余的水會溢出到所述補水水箱4中。通過所述溢流口 3不但可控制所述平衡水箱2和管狀加熱器I中的水位和水量,減少所述管狀加熱器I在工作過程中水位和水量波動幅度,而且安排多余的水的流向,節約資源,循環再用。
[0033]更進一步地,還設置有傾斜凸臺6,所述傾斜凸臺6設置于所述蒸汽容器5的頂壁內,所述傾斜凸臺6的兩端分別限位于所述蒸汽容器5的一側和所蒸汽出口 51的一側,所述傾斜凸臺6靠近所蒸汽出口 51的一側的高度高于另一側。當所述管狀加熱器I產生的蒸汽及夾帶的液態水上升到所述蒸汽容器5的上方時,水蒸汽和液態水在所述傾斜凸臺6的阻擋下發生分離,使液態水截留,而蒸汽溢出到蒸汽出口51,從而使蒸汽比較干燥。同時,截留的液態水及冷凝水回流到平衡水箱中,防止冷凝水回流到所述管狀加熱器I,而影響蒸汽的溢出。
[0034]更進一步地,還設置有水位感應器,所述水位感應器設置于所述補水水箱4的一側。所述補水水箱4可通過所述水位感應器(圖未顯示出來)控制進水。所述水位感應器設置有水位感應器上限71和水位感應器下限72,其中,所述水位感應器上限71的位置設置在低于所述溢流口 3缺口的位置,所述水位感應器下限72的位置設置在高于所述平衡水箱抽水口 22的位置。當所述補水水箱4的水位低于所述水位感應器下限72時,通過向所述補水水箱4進水口栗水,當水位達到所述水位感應器上限71時,所述補水水箱4將停止進水,通過所述水位感應器能使得所述補水水箱4內的水位時刻保持安全狀態,此時可通過平衡水箱抽水口 22和平衡水箱進水口 21為所述平衡水箱2提供充足的水源,保證了蒸汽發生裝置產生穩定高效的水蒸汽。
[0035]優選地,所述溢流口3設置的高度位置為低于所述管狀加熱器I的頂端,高于所述管狀加熱器I的底端。所述溢流口 3可控制所述平衡水箱2和管狀加熱器I中的水位和水量,因此所述溢流口 3位置的設置方式直接影響所述管狀加熱器I產生的蒸汽質量。當把所述溢流口 3設置在所述管狀加熱器I的1/2位置的高度時,所述管狀加熱器I的下半部分用于水的加熱,其上半部分用于產生水蒸汽;當把所述溢流口 3設置低于所述管狀加熱器I的1/2位置的高度時,產生的蒸汽速度較快,且溫度較高,可穩定提供高質量的水蒸汽。
[0036]如圖3所示,所述平衡水箱2與所述補水水箱4可以為相互獨立的兩個水箱,它為另一個實施例,兩個水箱通過所述連接管路(圖未顯示出來)來相接一起,當所述平衡水箱2中水分不足時,可通過它們之間的連接管路把所述補水水箱4中的水通過所述平衡水箱抽水口 22栗進所述平衡水箱2,所述溢流口 3可通過導管連接所述補水箱接水口 42使平衡水箱多余的水回流到補水水箱,通過相互獨立的兩個水箱,當設備發生故障時,只需維修所述管路,以便于后期維修。
[0037]優選地,所述管狀加熱器I的加熱方式為使用電阻絲、電熱膜、電磁和微波加熱的一種或多種。所述管狀加熱器I為電加熱元件,加熱的方式可多樣,其中,電阻絲加熱成本較低,熱效率也較低;電熱膜價格較高,加熱較穩定,使用范圍廣;微波和電磁加熱均在特殊情況下使用,通用型不強,因此根據不同用途和要求,可選擇上述加熱方式的一種或多種來提高加熱的速率。
[0038]優選地,所述管狀加熱器I的材質為陶瓷、玻璃和其他絕緣材料或金屬中的任意一種。在電氣設備中一般通過絕緣材料把電勢不同的帶電部分隔離開來,因此,所述管狀加熱器I的材質首先應具有較高的絕緣電阻和耐壓強度,達到避免發生漏電、擊穿等事故的目的;其次耐熱性能要好,避免因長期過熱而老化變質;此外,還應具有良好的導熱性、較高的機械強度以及工藝加工方便等特點。依照絕緣強度、抗張強度和熱膨脹系數等性能指標,所述管狀加熱器I的一般選擇有較高強度的絕緣材料,所以考慮不同用途要求和產品成本,可選陶瓷、玻璃及其他絕緣材料中的一種材質均符合生產需求。
[0039]優選地,所述管狀加熱器I的內壁為圓柱型、波浪型和喇叭型的任意一種,但不限于這些形狀。當所述管狀加熱器I為圓柱型時,采用電熱膜加熱時加工相對比較簡單,且成本比較低,其與水的接觸面積相對較少,熱效率較低,適合一般的蒸汽加熱。相對而言,當所述管狀加熱器I為波浪型或喇叭型等較復雜的形狀時,其與水的接觸面積相對較大,熱效率也相對比較高,加工比較困難,成本較高,適合用于特殊的蒸汽加熱,因此根據蒸汽發生裝置的要求,來選擇所述管狀加熱器I的形狀類型。
[0040]當本實用新型的蒸汽發生裝置開始通電工作時,如圖1所示,所述管狀加熱器I可迅速將管狀加熱器I中的水加熱,可在15秒鐘以內沸騰(時間與加熱器功率相關),隨之產生蒸汽,產生的蒸汽流向所述蒸汽容器5并從所述蒸汽出口 51溢出;所述平衡水箱2與所述管狀加熱器I相連通,所述管狀加熱器I中適當的水量能使得所述管狀加熱器I快速產生蒸汽,同時避免加熱元件過度干燒。
[0041]所述補水水箱4的水位低于所述水位感應器下限72,所述水位感應器控制的水栗被打開,向所述補水箱進水口 41輸水,連接所述平衡水箱進水口 21和平衡水箱抽水口 22的水栗從所述補水水箱4抽水,由于所述平衡水箱2與所述管狀加熱器I連通,所述管狀加熱器I中的水位跟著所述平衡水箱2的水位上升,當所述平衡水箱2的水位上升至所述溢流口 3的位置時,溢出的水會通過所述溢流口導管回流到所述補水水箱4中,所述平衡水箱2的水位保持在所述溢流口 3缺口的位置,從而控制了所述管狀加熱器I中的水位處于適當的位置。
[0042]當沸騰產生的蒸汽從所述蒸汽容器5的所述蒸汽出口51噴出,此時所述蒸汽出口51會出現冷凝水聚集回流現象,通過所述傾斜凸臺6使冷凝水回流到平衡水箱。隨著所述補水水箱4的水位不斷上升,水位到達水位感應器上限71,受水位感應器控制的水栗馬上關閉,停止向所述補水水箱4進水口輸水;與此同時,所述補水水箱4的水位會隨著蒸汽的產生逐漸下降,當水位下降至水位感應器下限72時,受水位感應器控制的水栗再次打開,所述補水水箱4水位上升,所述平衡水箱2的水位始終被控制在平衡水箱2的所述溢流口 3位置,從而保證了所述管狀加熱器I內的水位處于相對穩定的位置,為蒸汽發生裝置穩定產生充足的蒸汽提供保障。如圖2和3所示,圖上表示為另外兩種實施例,均為圖1的延伸實施例。其中,圖2所示裝置設置開口較大的溢流口,而不設置溢流口導管。這種裝置可應用于高壓蒸汽的發生。在產生高壓蒸汽時,需要使補水水箱4和平衡水箱2的氣體壓力保持平衡,因此需要通過開口較大的溢流口或其他的連通方式,使補水水箱4的氣室與平衡水箱2的氣室連通,以避免高壓蒸汽從平衡水箱2進入補水水箱4時產生噪聲。
[0043]以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理,而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制。基于此處的解釋,本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本實用新型的其它【具體實施方式】,這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,其特征在于:包括管狀加熱器、平衡水箱、平衡水箱進水口、平衡水箱抽水口、補水水箱、補水箱進水口、蒸汽容器和蒸汽出口 ; 所述蒸汽容器與所述平衡水箱之間豎直設置有所述管狀加熱器,且所述管狀加熱器的兩端分別與所述蒸汽容器和平衡水箱的一端相連通,所述平衡水箱與所述蒸汽容器相連通,所述平衡水箱的中上部設置有所述平衡水箱進水口 ; 所述蒸汽出口設置于所述蒸汽容器的頂端,所述平衡水箱的一側設置有所述補水水箱,所述補水水箱的底部設置有所述補水箱進水口和平衡水箱抽水口,所述平衡水箱抽水口通過水管與平衡水箱進水口連通。2.根據權利要求1所述的豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,其特征在于:還設置有溢流口,所述溢流口設置于所述平衡水箱的一側,所述平衡水箱與所述補水水箱通過所述溢流口相連通。3.根據權利要求2所述的豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,其特征在于:還設置有傾斜凸臺,所述傾斜凸臺設置于所述蒸汽容器的頂壁內,所述傾斜凸臺的兩端分別限位于所述蒸汽容器的一側和所蒸汽出口的一側,所述傾斜凸臺靠近所蒸汽出口的一側的高度高于另一側。4.根據權利要求2或3所述的豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,其特征在于:還設置有水位感應器,所述水位感應器設置于所述補水水箱的一側。5.根據權利要求2所述的豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,其特征在于:所述溢流口設置的高度為低于所述管狀加熱器的頂端,高于所述管狀加熱器的底端。6.根據權利要求1所述的豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,其特征在于:所述管狀加熱器的加熱方式為使用電阻絲、電熱膜、電磁和微波加熱的一種或多種。7.根據權利要求1所述的豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,其特征在于:所述管狀加熱器的材質為陶瓷、玻璃和其他絕緣材料或金屬中的任意一種。8.根據權利要求7所述的豎直加熱的高效蒸汽發生裝置,其特征在于:所述管狀加熱器的內壁為圓柱型、波浪型和喇叭型的任意一種。
【文檔編號】F22B37/78GK205560685SQ201620383907
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】席紅安, 李韌, 邵俊軒, 麥保祥
【申請人】佛山市中國科學院上海硅酸鹽研究所陶瓷研發中心