CN105444142A - 高效密闭蒸汽循环传热装置 - Google Patents

Abstract

一种高效密闭蒸汽循环传热装置，包括蒸汽发生器和热交换单元，所述蒸汽发生器产生的蒸汽是通过蒸汽管道进入所述热交换单元的，所述热交换单元中形成的冷凝水通过第一回流管回流至所述蒸汽发生器中，所述蒸汽发生器、蒸汽管道、热交换单元、以及第一回流管之间形成密闭的循环回路。因此，本发明具有使用起来更加安全的、热量的利用率更高的、加热速度更快的、能够提高加热的效率的优点。

Description

高效密闭蒸汽循环传热装置

技术领域

本发明涉及一种高效密闭蒸汽循环传热装置。

背景技术

蒸汽，亦称“水蒸气”，根据压力和温度对各种蒸汽的分类为：饱和蒸汽，过热蒸汽。蒸汽主要用途有加热、加湿，还可以产生动力，作为机器驱动等。日常生活中将蒸汽用于加热和加湿的例子有许多，比如家庭、饭店或者餐馆蒸饭蒸菜等的电蒸柜或者电蒸锅就是利用蒸汽对食物进行加热，从而煮熟食物的；还有就是北方有些地区是使用蒸汽取暖机进行取暖；由于蒸汽具有很大的热量，还可以用蒸汽烘干机进行烘干衣物，蒸汽熨烫机进行熨烫衣物等；另外，就是我国的西北等气候比较干燥的地区，或者我国其他地区的秋冬季节，气候比较干燥时，很多家庭都会在家里备上一个空气加湿器，空气加湿器也是利用蒸汽的加湿作用，从而达到改善室内干燥的环境的目的；至于蒸汽作为动力源，用于产生动力驱动机器工作，大多数是应用于工业上，日常生活中比较少见，可见，蒸汽的用途是比较广的。

上述的这些利用蒸汽的家电或者设备，都具有蒸汽***，蒸汽***是产生蒸汽并且传输蒸汽的***结构，家电或者设备中的蒸汽通常都是由蒸汽***中的蒸汽发生器产生，然后再对产生的蒸汽加以利用，但是上述的利用蒸汽的家电或者设备存在以下缺陷：由于设计的缺陷，上述的利用蒸汽加热的设备的蒸汽流失比较大，需要经常补水，容易产生大量的水垢，如电蒸柜和电蒸锅，而且用作加热时，蒸汽的热量的利用率比较低，加热时间长，费时。其次，上述的家电或者设备的蒸汽***的结构大都比较复杂，安装比较麻烦；还有就是在工业中的蒸汽作为动力源的应用中，由于产生的蒸汽的量较多，积累的能量更大，因此特别容易形成高压而发生***，工业锅炉***的事故就时有发生，并且容易产生大量的水垢，而导致加热器损耗等等问题；因此，蒸汽***的结构就显得尤为重要；另外，上述家电或者设备中的蒸汽***的结构和功能都受到较大的限制，导致蒸汽***的应用较单一，难以使用在其他的设备或者家电中，而且即使适用，由于结构差异比较大，安装起来也是比较麻烦的。

发明内容

为了克服上述问题，本发明向社会提供一种基本不需要补水的、更加环保的、加热不积水垢、使用起来更加安全的、热量的利用率更高的、加热速度更快的、适用范围更广的高效密闭蒸汽循环传热装置。

本发明的技术方案是：提供一种高效密闭蒸汽循环传热装置，包括蒸汽发生器和热交换单元，所述蒸汽发生器产生的蒸汽是通过蒸汽管道进入所述热交换单元的，所述热交换单元中形成的冷凝水通过第一回流管回流至所述蒸汽发生器中，所述蒸汽发生器、蒸汽管道、热交换单元、以及第一回流管之间形成密闭的循环回路。

作为对本发明的改进，所述蒸汽发生器还包括用于储存蒸汽的储汽罐，所述储汽罐串联在所述蒸汽管道中，在所述储汽罐上还设有第二回流管，所述第二回流管将所述储汽罐与所述蒸汽发生器连通。

作为对本发明的改进，所述热交换单元是带有夹层的蒸柜或烹饪锅体，所述蒸汽发生器通过蒸汽管道与所述蒸柜或烹饪锅体的夹层相通，所述第一回流管的一端连通所述蒸柜或烹饪锅体的夹层内的底部，另一端连通所述蒸汽发生器。

作为对本发明的改进，所述热交换单元是单层蒸柜或单层烹饪锅体。

作为对本发明的改进，所述带有夹层的蒸柜或烹饪锅体中设有蛇形管，所述蛇形管与所述带有夹层的蒸柜或烹饪锅体的夹层相通。

作为对本发明的改进，所述单层蒸柜或单层烹饪锅体中设有蛇形管，所述蛇形管的入口与所述蒸汽管道相通，所述蛇形管的出口与所述第一回流管相通。

作为对本发明的改进，所述带有夹层的蒸柜或烹饪锅体的夹层内设有带有若干个开口的管件，所述管件与蒸汽管道连接。

作为对本发明的改进，所述带有夹层的蒸柜或烹饪锅体的夹层内设有带有若干个开口的管件，所述管件与蒸汽管道连接。

作为对本发明的改进，所述热交换单元是挂壁式取暖机。

作为对本发明的改进，还包括控制器，所述控制器包括控制器主体和设置在热交换单元内的温度传感器，根据温度传感器所探测到的温度来控制蒸汽发生器的通电或断电。

本发明由于所述蒸汽发生器产生的蒸汽是通过蒸汽管道进入所述热交换单元的，所述热交换单元中形成的冷凝水通过第一回流管回流至所述蒸汽发生器中，所述蒸汽发生器、蒸汽管道、热交换单元、以及第一回流管之间形成密闭的循环回路。本发明中，所述热交换单元可以是蒸锅、蒸柜、或者是取暖机，适用范围更广，而且本发明不管是作为日常家电或设备中的使用还是作为工业上的使用，本发明都不会因蒸汽的量多而形成高压，也就避免了***事故的发生，使用起来更加安全；另外，相对于现有技术而言，当所述热交换单元是蒸锅、蒸柜或取暖机等时，本发明中的蒸汽释放热量后产生的冷凝水是回流至蒸汽发生器中的，水量循环利用，加热不积水垢，更加节能环保，因此水量基本不会减少，也就不用经常补水，免去了经常补水的麻烦，使用起来非常方便，若首次加的水是纯净水，本发明不但具有不用经常清洗的优点，而且传热效率不会受到影响；而且本发明结构更简单，热量的利用率更高，从而也就提高了加热的效率，因此，本发明具有基本不需要补水的、使用起来更加安全的、热量的利用率更高的、加热速度更快的、适用范围更广的优点。

附图说明

　图1是本发明第一种实施例的平面结构示意图。

图2是本发明中图1中设有储汽罐后的平面结构示意图。

图3是本发明中热交换单元是带有夹层的的蒸柜或烹饪锅体的平面结构示意图。

图4是图3中设有储汽罐后的平面结构示意图。

图5是本发明中第二种实施例的平面结构示意图。

图6是图5中设有储汽罐后的平面结构示意图。

图7是本发明中第三种实施例的平面结构示意图。

图8是图7中设有储汽罐后的平面结构示意图。

图9是图8中设有蛇形管的平面结构示意图。

图10是本发明中第四种实施例的平面结构示意图。

图11是图10中设有储汽罐后的平面结构示意图。

图12是是本发明中第五种实施例的平面结构示意图。

图13是图12中设有储汽罐后的平面结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

请参见图1至图2，图1和图2揭示的是高效密闭蒸汽循环传热装置的第一种实施例，一种高效密闭蒸汽循环传热装置，请先参见图1，包括蒸汽发生器1和热交换单元2，所述蒸汽发生器1和热交换单元2可以是一体的也可以是分开的，本发明中，所述蒸汽发生器1中设有加热部分12，所述加热部分12给蒸汽发生器中的水加热从而产生蒸汽，所述蒸汽发生器1产生的蒸汽是通过蒸汽管道3进入所述热交换单元2的，所述热交换单元2中形成的冷凝水通过第一回流管41回流至所述蒸汽发生器1中，所述蒸汽发生器1、蒸汽管道3、热交换单元2、以及第一回流管41之间形成密闭的循环回路；本发明中，在使用本发明时，现在所述热交换单元2中放置被加热介质，接通电源，所述蒸汽发生器1中的加热部分12工作，本发明中，所述加热部分12可以是电热管13（本实施例中即为电热管13）、电磁炉或者是外置的火源（如燃气炉）加热，即对所述蒸汽发生器1中的水进行加热，所述蒸汽发生器1中的水被加热到一定程度时便会产生蒸汽，产生的蒸汽进入所述蒸汽管道3内，经所述蒸汽管道3进入所述热交换单元2中，所述热交换单元2中的被加热介质则吸收蒸汽的热量，蒸汽被吸热后则产生冷凝水，冷凝水下降然后便从第一回流管41回流至所述蒸汽发生器1的沸水中，这样，所述蒸汽发生器1源源不断地产生蒸汽，所述热交换单元2中的被加热介质也就不断地吸收热量，一定时间后，也就可以将被加热介质加热至预定的温度或者状态；本发明中，此装置不易产生高压，因此也就不会发生因蒸汽产生的高压而导致的***的现象，第一回流管41和蒸汽管道3都是保持畅通的状态，更不会出现热交换单元或者蒸汽发生器1内部压力过高的现象，更不会因此而造成***等危险事故；本发明中，根据需要控制总开关即可控制蒸汽发生器1的工作，这样就不至于损坏热交换单元2，可以根据需要很好地控制产生蒸汽的量，也就不会造成能量的浪费；本发明中，蒸汽释放热量后产生的冷凝水是回流至所述蒸汽发生器1中的，这样的好处就是水的流失量少，因此整个装置基本不需要补水，一次加足够的水后可以连续使用较长的时间，相对于现有技术而言，免去了经常加水的麻烦，使用起来非常方便，整个装置中的水循环利用，更加节能环保，也不会产生污染。

本发明中,为了实现自动控制所述蒸汽发生器1的通电和断电，还包括控制器7，所述控制器7包括控制器主体70和设置在热交换单元2内的温度传感器71，根据温度传感器71所探测到的温度来控制蒸汽发生器1的通电或断电。

本发明中，为了防止所述蒸汽发生器1中的水因沸腾过于激烈而进入所述蒸汽管道3中，所述蒸汽发生器1还包括用于储存蒸汽的储汽罐11（如图2所示），所述储汽罐11串联在所述蒸汽管道3中，所述蒸汽发生器1产生的蒸汽进入所述储汽罐11中，经所述储汽罐11再进入所述热交换单元2中，本发明中，在所述储汽罐11上还设有第二回流管42，所述第二回流管42将所述储汽罐11与所述蒸汽发生器1连通，这样所述储汽罐11中的冷凝水便可以通过第二回流管42返回至所述蒸汽发生器1中；这样的好处就是即使所述蒸汽发生器1中的水沸腾得非常激烈，部分沸腾的沸水也是先进入所述储汽罐11中，经然后再从储气罐中11再进入所述热交换单元2中，而进入所述储汽罐11中的沸水则会随第二回流管42返回至蒸汽发生器1中，也就不会再进入到热交换单元2中；因此，所述储汽罐11可以使得进入热交换单元2中的蒸汽更纯，不带有沸水。

本发明中，为了提高蒸汽的热量的利用效率，所述热交换单元2是带有夹层211的蒸柜或烹饪锅体2（如图3和图4所示），图3所示的是本实施例中的不带有储汽罐11的结构示意图，图4是本实施例中的带有储汽罐11的结构示意图，所述蒸汽发生器1通过蒸汽管道3与所述蒸柜或烹饪锅体21的夹层211相通，所述第一回流管41的一端连通所述蒸柜或烹饪锅体21的夹层211内的底部，另一端连通所述蒸汽发生器1；本实施例中，所述蒸汽发生器1产生的蒸汽通过蒸汽管道3进入所述带有夹层211的蒸柜或烹饪锅体21的夹层211中，所述夹层211的蒸柜或烹饪锅体2中的被加热介质则通过夹层211壁吸收热量，被加热介质吸热后夹层211中的蒸汽则变成冷凝水，而由于所述第一回流管41的一端连通所述蒸柜或烹饪锅体21的夹层211内的底部另一端连通所述蒸汽发生器1，这样冷凝水经第一回流管41再回流至所述蒸汽发生器1的水中。

本发明还可以设为第二种实施例（如图5、图6所示），第二种实施例与第一种实施例大体上相同，其不同之处在于所述带有夹层211的蒸柜或烹饪锅体21中设有蛇形管5，所述蛇形管5设在所述夹层211的蒸柜或烹饪锅体21中的底部，所述蛇形管5与所述带有夹层的蒸柜或烹饪锅体21的夹层211相通，即所述蛇形管5的入口51和所述蛇形管5的出口52均与所述夹层211相通，所述蛇形管5的入口51设在靠近所述蒸汽管道3的出口32处，所述蛇形管5的出口52设在靠近所述第一回流管41的入口411处，所述蒸汽管道3中的蒸汽从蒸汽管道3的出口32出来后进入所述夹层211中，然后一部分便经过所述蛇形管的入口51进入所述蛇形管5内；本实施例中，蒸汽进入夹层211中时，在所述夹层211中被蒸柜或烹饪锅体21中的被加热介质吸走一部分热量后，然后一部分进入所述蛇形管5中，一部分继续留在所述夹层211中释放热量，所述蛇形管5能够增加蛇形管5内的蒸汽与被加热介质的接触面积和接触时间，这样所述蛇形管5内的蒸汽的热量则释放得更加完全，最终基本都变成冷凝水，从所述蛇形管的出口52出来，最后经第一回流管41回流至蒸汽发生器1中；本实施例中所设置的蛇形管5，可以增加蒸汽的路过的路径，从而使得蒸汽的热量释放得更加完全，提高蒸汽的热量的利用效率，从而加快被加热介质被加热的速度；图5是本实施例中的不带储汽罐11的结构示意图，图6是本实施例中的带有储汽罐11的结构示意图。

本发明还可以设为第三种实施例（请参见图7、图8），第三种实施例与第一种实施例大体上相同，其不同之处在于所述带有夹层的蒸柜或烹饪锅体21的夹层内设有带有若干个开口60的管件6，所述管件6与蒸汽管道3连接；本实施例中，所述管件6设在所述蒸汽管道3的出口32处并与所述蒸汽管道3相通，所述管件6设有若干开口60，蒸汽在经过所述蒸汽管道3的出口32时，便进入所述管件6中，由于所述管件6中设有若干开口60，这样进入管件6的蒸汽便会从开口60出去，也就使得蒸汽从所述管件6的不同的方向出去，这样蒸汽在进入夹层211中时，蒸汽会在夹层211内往不同的方向运动，这样就增加了蒸汽与夹层211的夹层壁的接触面积，从而使得蒸汽的热量释放得更加完全，被加热介质升温也会更快，进一步提高了蒸汽的热量的利用效率；本实施例中，图7是本实施例不带储汽罐11的结构示意图，图8是本实施例中带有储汽罐11的结构示意图。

本发明中，还可以在第二种实施例的基础上，即在所述带有夹层211的蒸柜或烹饪锅体21中设有蛇形管5，同时又在所述带有夹层的蒸柜或烹饪锅体21的夹层内设有带有若干个开口60的管件6，所述管件6与蒸汽管道3连接（如图9所示），这样可以进一步提高蒸汽的热量的利用效率；图9是本实施例中带有储汽罐11的结构示意图，当然也可以不带有储汽罐11。

本发明还可以设为第四种实施例（如图10、图11所示），第四种实施例与第一种实施例大体上相同，其不同之处在于所述热交换单元2是单层蒸柜或单层烹饪锅体20，所述单层蒸柜或单层烹饪锅体20中设有蛇形管5，所述蛇形管5的入口51与所述蒸汽管道3相通，所述蛇形管的出口52与所述第一回流管41相通；图10是本实施例中不带储汽罐11的结构示意图；图11是带有储汽罐11的结构示意图。

本发明还可以设为第五实施例（如图12、图13所示），第五种实施例与第一种实施例大体上相同，其不同之处在于所述热交换单元2是挂壁式取暖机22，蒸汽经过所述蒸汽管道3进入所述挂壁式取暖机22，蒸汽在所述挂壁式取暖机22中释放热量，空气则吸收热量，这样就能使得环境中的空气被加热，也就达到取暖的目的；图11是本实施例中不带储汽罐11的结构示意图；图12是带有储汽罐11的结构示意图。

当然，本发明中，除了上述的实施例外，本发明中的热交换单元2还可以是烘干单元（未画图），这样本发明就可以用于烘干衣物；也还可以是用作熨烫衣物的熨烫机单元；需要特别说明的是，本发明中，所述热交换单元2还可以是其它的蒸汽的用途单元，并不限于本发明实施例中所例举的应用，本发明的实施例只是例举，并非穷举，因此，在实际应用中对所述热交换单元2的简单替换，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种高效密闭蒸汽循环传热装置，其特征在于，包括蒸汽发生器（1）和热交换单元（2），所述蒸汽发生器（1）产生的蒸汽是通过蒸汽管道（3）进入所述热交换单元（2）的，所述热交换单元（2）中形成的冷凝水通过第一回流管（41）回流至所述蒸汽发生器（1）中，所述蒸汽发生器（1）、蒸汽管道（3）、热交换单元（2）、以及第一回流管（41）之间形成密闭的循环回路。

2.根据权利要求1述的高效密闭蒸汽循环传热装置，其特征在于，所述蒸汽发生器（1）还包括用于储存蒸汽的储汽罐（11），所述储汽罐（11）串联在所述蒸汽管道（3）中，在所述储汽罐（11）上还设有第二回流管（42），所述第二回流管（42）将所述储汽罐（11）与所述蒸汽发生器（1）连通。

3.根据权利要求1或2所述的高效密闭蒸汽循环传热装置，其特征在于，所述热交换单元（2）是带有夹层（211）的蒸柜或烹饪锅体（21），所述蒸汽发生器（1）通过蒸汽管道（3）与所述蒸柜或烹饪锅体（21）的夹层（211）相通，所述第一回流管（41）的一端连通所述蒸柜或烹饪锅体（21）的夹层（211）内的底部，另一端连通所述蒸汽发生器（1）。

4.根据权利要求1或2所述的高效密闭蒸汽循环传热装置，其特征在于，所述热交换单元（2）是单层蒸柜或单层烹饪锅体（20）。

5.根据权利要求3所述的高效密闭蒸汽循环传热装置，其特征在于，所述带有夹层（211）的蒸柜或烹饪锅体（21）中设有蛇形管（5），所述蛇形管（5）与所述带有夹层（211）的蒸柜或烹饪锅体（21）的夹层（211）相通。

6.根据权利要求4所述的高效密闭蒸汽循环传热装置，其特征在于，所述单层蒸柜或单层烹饪锅体（20）中设有蛇形管（5），所述蛇形管（5）的入口（51）与所述蒸汽管道（3）相通，所述蛇形管的出口（52）与所述第一回流管（41）相通。

7.根据权利要求3所述的高效密闭蒸汽循环传热装置，其特征在于，所述带有夹层（211）的蒸柜或烹饪锅体（21）的夹层（211）内设有带有若干个开口（60）的管件（6），所述管件（6）与蒸汽管道（3）连接。

8.根据权利要求5所述的高效密闭蒸汽循环传热装置，其特征在于，所述带有夹层（211）的蒸柜或烹饪锅体（21）的夹层（211）内设有带有若干个开口（60）的管件（6），所述管件（6）与蒸汽管道（3）连接。

9.根据权利要求1或2所述的高效密闭蒸汽循环传热装置，其特征在于，所述热交换单元（2）是挂壁式取暖机（22）。

10.根据权利要求1或2所述的高效密闭蒸汽循环传热装置，其特征在于，还包括控制器（7），所述控制器（7）包括控制器主体（70）和设置在热交换单元（2）内的温度传感器（71），根据温度传感器（71）所探测到的温度来控制蒸汽发生器（1）的通电或断电。