CN206669697U - 一种蒸汽发生设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸汽发生设备，涉及蒸汽设备技术领域，包括蒸汽发生器本体，其壳体内设有集水室、集汽室和不锈钢水管，壳体顶部安装有燃烧机，壳体侧壁靠近底部设有烟道，壳体内壁设有保温隔热层；烟道内设有多级换热器，换热器包括设有翅片的不锈钢蛇形换热管，换热器的蛇形换热管的出水口连通集水室；水管水位控制***包括液位管，液位管上设有连接PLC控制器的下限液位计、中限液位计和上限液位计，下限液位计、中限液位计和上限液位计，PLC控制器连接泵和燃烧机。本实用新型体积小，安全性好，具有超高热效率，间歇使用时仅需5秒就可产生可用压力洁净蒸汽。

Description

一种蒸汽发生设备

技术领域

本实用新型属于蒸汽设备技术领域，尤其涉及一种蒸汽发生设备。

背景技术

蒸汽发生器(俗称锅炉)是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。蒸汽发生器的炉膛内通常设有若干水管，水管在炉膛内受热，水管内的水温度升高或成为蒸汽，现有使用的水管大都是铁管，但是由于铁管耐腐蚀性较差，通常设计时要考虑一定的腐蚀余量，因此，水管通常管壁很厚，比如水管外径为57mm，壁厚为6mm，以达到设计使用年限。

现有蒸汽发生器由于使用管壁厚的铁管作为水管，铁管会生锈，使得产生的热水或蒸汽会受到锈迹污染，对于一些直接使用蒸汽或热水加热的食品级加热或其他一些加热场合不能适用，而且铁管的管壁很厚，热传递速度慢，水管数量设置少，使得水升温慢，蒸汽产生速度慢。

另外，现有蒸汽发生器排放烟气温度通常较高，是设备浪费能量的重要途径，耗能大约在15％左右，烟气携带大量热量散失而不被利用，还有蒸汽发生器的壳体也散失很多热量，使得现有蒸汽发生器的热效率不高，一般在60％左右，能源浪费严重，增加资源消耗，加大生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种蒸汽发生设备，旨在解决现有蒸汽发生器使用铁质水管，蒸汽受到锈迹污染，蒸汽产生速度慢，而且热量散失严重，热效率不高的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型提供一种蒸汽发生设备，包括：

蒸汽发生器本体，所述蒸汽发生器本体包括壳体，所述壳体底部设有环形的集水室，所述壳体顶部设有环形的集汽室，所述集汽室的中部安装有燃烧机，所述集水室与集汽室之间连接有若干呈环形排列的不锈钢水管，所述不锈钢水管环绕的空间为燃烧室，所述壳体侧壁上靠近集水室设有烟道，所述壳体内壁上设有保温隔热层，所述集水室中部位置设有保温隔热层；

设置在所述烟道内的多级换热器，每级所述换热器包括位于所述烟道内的蛇形换热管，所述蛇形换热管为不锈钢管，所述蛇形换热管的外表面上设有翅片，所述蛇形换热管设有进水口和出水口，多级所述换热器串联连接，远离所述壳体的换热器的蛇形换热管的进水口通过管道连通泵，靠近所述壳体的换热器的蛇形换热管的出水口通过管道连通所述集水室；

水管水位控制***，所述水管水位控制***包括设置在所述壳体外部连通所述集水室和集汽室的液位管，所述液位管上对应所述不锈钢水管1/3高度位置设有下限液位计、对应所述不锈钢水管2/3高度位置设有中限液位计、对应靠近所述不锈钢水管顶部位置设有上限液位计，所述下限液位计、中限液位计和上限液位计连接PLC控制器，所述PLC控制器连接泵和燃烧机；

其中，上述所述不锈钢水管的外径为10-20mm，管壁厚度为1.2-2mm，所述集水室的容积和所有所述不锈钢水管的容积之和小于30L。

作为一种改进，所述不锈钢水管为304不锈钢管，或316不锈钢管，或321不锈钢管，或347不锈钢管，或310s不锈钢管，或S30408不锈钢管，或S30403不锈钢管，或S30409不锈钢管，或S31008不锈钢管，或S31608不锈钢管，或S31603不锈钢管，或S31668不锈钢管，或S39042不锈钢管，或S31708不锈钢管，或S31703不锈钢管，或S32168不锈钢管，或06Cr19Ni10Ti不锈钢管，或SUS321不锈钢管，或TP321不锈钢管。

作为进一步地改进，所述不锈钢水管的外径为10-12mm，管壁厚度为1.2-1.5mm。

作为进一步地改进，所述集水室和集汽室分别设有与所述不锈钢水管一一对应的通孔，所述不锈钢水管穿过所述通孔伸入所述集汽室和集水室，所述不锈钢水管与所述集汽室内壁和集水室内壁之间焊接连接且形成密封焊缝；

所述集水室和集汽室内分别设有密封加强板，所述密封加强板上设有与所述不锈钢水管一一对应的通孔，所述不锈钢水管穿过所述密封加强板上的通孔，所述不锈钢水管与所述密封加强板之间焊接连接并形成密封焊缝，所述密封加强板的边缘与所述集汽室内壁和集水室内壁之间焊接连接且形成密封焊缝。

作为进一步地改进，所述集水室和集汽室之间设有加固支撑板，所述加固支撑板上设有与所述不锈钢水管一一对应的通孔，所述不锈钢水管穿过所述加固支撑板上的通孔，所述不锈钢水管与所述加固支撑板焊接连接。

作为进一步地改进，所述壳体为圆筒形，所述集水室、集汽室、密封加强板和加固支撑板均为圆环形且同轴设置，所述不锈钢水管以所述集水室和集汽室的轴向为中心呈环形分布，若干所述不锈钢水管分层分布，同一层所述不锈钢水管距离所述集水室和集汽室的轴向所在直线的距离相等。

作为进一步地改进，相邻所述换热器之间留有间隙，所述换热器的蛇形换热管的延伸平面与烟道的延伸方向垂直，所述翅片环绕所述蛇形换热管设置，所述进水口位于所述蛇形换热管的底端，所述出水口位于所述蛇形换热管的顶端，相邻所述换热器中远离壳体的换热器的出水口连接靠近壳体的换热器的进水口。

作为进一步地改进，所述保温隔热层包括与所述壳体内壁连接的珍珠岩层或岩棉层，所述珍珠岩层或岩棉层连接耐火砖层，所述保温隔热层距离所述不锈钢水管的距离为5-30mm。

作为进一步地改进，所述水管水位控制***还包括与所述PLC控制器连接的声光报警装置。

作为进一步地改进，所述液位管上设有透明视镜，或所述液位管为透明玻璃管。

由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的蒸汽发生设备包括蒸汽发生器本体、多级换热器和水管水位控制***，其中蒸汽发生器本体采用不锈钢水管，不锈钢水管的外径为10-20mm，管壁厚度为1.2-2mm，与现有铁质水管相比，大大降低管径和壁厚，管径小，管壁薄，热传递速度快，升温快，由于单根不锈钢水管内受热的水少，以致升温特别快，又由于管径小，可以设置的不锈钢水管数量多，增加同时受热的不锈钢水管的数量，保证有足够多的水同时受热，而其中每根不锈钢水管具有足够大的受热面积，热传递速度快，因此使得产生蒸汽的速度非常快，首次产生可用压力蒸汽仅需20秒，间歇再次使用仅需5秒钟即可产生可用压力蒸汽，产生蒸汽的速度远远高于现有蒸汽发生设备的蒸汽产生速度，而且蒸汽洁净不受污染，可以广泛应用于食品加工、饮料、医药以及电子产品加工等诸多行业。

本实用新型的烟道上设置多级换热器，蛇形换热管为不锈钢管，体积小，耐腐蚀，便于安装在烟道内，换热器的蛇形换热管上设有翅片，使得蛇形换热管的热交换面积非常大，有效吸收烟气热量，排放烟气温度可达50-60摄氏度，远远低于现有蒸汽发生设备的排放烟气温度，蛇形换热管内换热升温后的水进入到集水室内，提高集水室内的水温，有利于提高产生蒸汽的速度，与直接将冷水加入到集水室内相比，节约大量需要加热冷水所需要的能源，并且壳体内壁设有隔热保温层，有效防止热量从壳体散失，壳体外表面温度可达20-30摄氏度，使得本蒸汽发生设备热量散失少，热效率可达95-98％，而现有蒸汽发生设备的热效率最高仅能达到60％，由于本设备具有超高的热效率，设置不锈钢水管为单回程加热，结构简单，体积小，使用维护方便，成本低。

本实用新型的水管水位控制***，在液位管上间隔水管1/3高度设有下限液位计、中限液位计和上限液位计，满足本设备由于蒸汽产生速度快，相应水消耗快，需加水频繁的要求，当水位低于中限液位计时，PLC控制器控制水泵向集水室内加水，当加水到水位到达上限液位计时，PLC控制器控制水泵停止加水，当由于设备故障或其他原因导致水位低于下限液位计时，PLC控制器控制燃烧机停止运行，同时控制水泵运行进行加水，此时PLC控制器控制声光报警装置发出警报信号，警示人们以检查设备或采取其他应急措施，完全避免出现设备干烧情形，并且精确控制水管内的水位处于中限液位计水位以上，保证能快速安全产生蒸汽。

由于本实用新型的集水室的容积和不锈钢水管的容积之和小于30L，体积小，危险性小，安全性好，不属于特种设备，操作维护简单，而且不需要专门操作人员，使用及维护成本低。

由于不锈钢水管与集水室和集汽室焊接连接并形成密封焊缝，并且设置密封加强板，密封加强板与不锈钢水管以及集水室和集汽室都焊接连接并形成密封焊缝，设置两道密封焊缝，增强不锈钢水管与集水室和集汽室之间的密封性能，满足压力条件下的密封要求。

由于设置加固支撑板，避免不锈钢水管在受热过程中发生变形，保证设备的结构强度和密封性能。

由于壳体为圆筒形，集水室、集汽室、密封加强板和加固支撑板均为圆环形且同轴设置，不锈钢水管以集水室和集汽室的轴向为中心呈环形分布，并且不锈钢水管分层分布，燃烧机安装于集水室顶部，便于不锈钢水管受热，而且设备整体体积小，占用空间小，便于安装。

由于相邻换热器之间留有间隙，换热器的蛇形换热管的延伸平面与烟道的延伸方向垂直，减少烟气阻力。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是不锈钢水管的分布示意图；

图3是图1中A部放大图；

图4是换热器的结构示意图；

附图中，101-壳体，102-集水室，103-集汽室，104-燃烧机，105-不锈钢水管，106-烟道，107-耐火砖层，108-珍珠岩层，109-泵，110-密封焊缝，111-密封加强板，112-加固支撑板，201-换热器，202-蛇形换热管，203-进水口，204-出水口，301-液位管，302-下限液位计，303-中限液位计，304-上限液位计，305-PLC控制器，306-声光报警装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、图2、图3和图4共同所示，一种蒸汽发生设备，包括：

蒸汽发生器本体，蒸汽发生器本体包括壳体101，壳体101底部设有环形的集水室102，壳体101顶部设有环形的集汽室103，集汽室103的中部安装有燃烧机104，集水室102与集汽室103之间连接有若干呈环形排列的不锈钢水管105，不锈钢水管105环绕的空间为燃烧室，壳体101侧壁上靠近集水室102设有烟道106，壳体101内壁上设有保温隔热层，具体地，保温隔热层包括靠近燃烧室设置的耐火砖层107，耐火砖层107的外侧设有珍珠岩层108或岩棉层，当然也可以根据需要使用其他保温隔热效果好的材料，甚至可以根据需要组合使用，集水室102中部位置也设有保温隔热层；

设置在烟道106内的多级换热器201，每级换热器201包括位于烟道106内的蛇形换热管202，蛇形换热管202为不锈钢管，蛇形换热管202的外表面上设有翅片，蛇形换热管202设有进水口203和出水口204，多级换热器202串联连接，远离壳体101的换热器201的蛇形换热管202的进水口203通过管道连通泵109，靠近壳体101的换热器201的蛇形换热管202的出水口204通过管道连通集水室102；

水管水位控制***，水管水位控制***包括设置在壳体101外部连通集水室102和集汽室103的液位管301，液位管301上对应不锈钢水管105的1/3高度位置设有下限液位计302、对应不锈钢水管105的2/3高度位置设有中限液位计303、对应靠近不锈钢水管105顶部位置设有上限液位计304，下限液位计302、中限液位计303和上限液位计304连接PLC控制器305，PLC控制器305连接泵109和燃烧机104，具体地，PLC控制器305还连接有声光报警装置306，液位管301上设有透明视镜，或液位管301为透明玻璃管，可以肉眼辅助观测水位；

其中，上述不锈钢水管105的外径为10-20mm，管壁厚度为1.2-2mm，集水室102的容积和所有不锈钢水管105的容积之和小于30L，安全性好，不属于特种设备，使用及维护方便，成本低。

本实施例中，集水室102和集汽室103分别设有与不锈钢水管105一一对应的通孔，不锈钢水管105穿过通孔伸入集汽室102和集水室103，不锈钢水管105与集汽室103内壁和集水室102内壁之间焊接连接且形成密封焊缝110；

集水室102和集汽室103内分别设有密封加强板111，密封加强板111上设有与不锈钢水管105一一对应的通孔，不锈钢水管105穿过密封加强板111上的通孔，不锈钢水管105与密封加强板111之间焊接连接并形成密封焊缝110，密封加强板111的边缘与集汽室103内壁和集水室102内壁之间焊接连接且形成密封焊缝110，形成两道密封焊缝110，达到设备的压力密封要求。

本实施例中，集水室102和集汽室103之间设有加固支撑板112，加固支撑板112上设有与不锈钢水管105一一对应的通孔，不锈钢水管105穿过加固支撑板112上的通孔，不锈钢水管105与加固支撑板112焊接连接，避免不锈钢水管105受热高温变形。

本实施例中，壳体101为圆筒形，集水室102、集汽室103、密封加强板111和加固支撑板112均为圆环形且同轴设置，不锈钢水管105以集水室102和集汽室103的轴向为中心呈环形分布，若干不锈钢水管105分层分布，同一层不锈钢水管105距离集水室102和集汽室103的轴向所在直线的距离相等。

本实施例中，集水室102和集汽室103均由多块钢板焊接连接而成，具体生产过程中，先安装不锈钢水管105，然后再组装集水室102和集汽室103，其中焊接采用电弧焊或氩弧焊，其中本实施例中集水室102和集汽室103、密封加强板111以及管道等其他一些直接与水和蒸汽接触的材料均为不锈钢材料或其他不生锈材料，避免污然蒸汽，壳体101可以是铁质壳体，也可以是不锈钢材料壳体，优选采用不锈钢材料壳体，不生锈耐腐蚀性好，适应露天及湿度大的环境下使用。

本实施例中，相邻换热器201之间留有间隙，换热器201的蛇形换热管202的延伸平面与烟道106的延伸方向垂直，翅片环绕蛇形换热管202设置，进水口203位于蛇形换热管202的底端，出水口204位于蛇形换热管202的顶端，相邻换热器201中远离壳体101的换热器201的出水口204连接靠近壳体101的换热器201的进水口203，具体地，翅片可以沿蛇形换热管202的周面呈环形分布，相邻翅片间距相等，也可以翅片在蛇形换热管202周面上螺旋状分布。

本实施例中，不锈钢水管105优选为304不锈钢管，或316不锈钢管，或321不锈钢管，或347不锈钢管，或310s不锈钢管，或S30408不锈钢管，或S30403不锈钢管，或S30409不锈钢管，或S31008不锈钢管，或S31608不锈钢管，或S31603不锈钢管，或S31668不锈钢管，或S39042不锈钢管，或S31708不锈钢管，或S31703不锈钢管，或S32168不锈钢管，或06Cr19Ni10Ti不锈钢管，或SUS321不锈钢管，或TP321不锈钢管，耐高温性能好，使用寿命长。

本实施例中，不锈钢水管105具体可以是以下规格：

(1)外径为10mm，管壁厚度为1.2mm或1.5mm；

(2)外径为12mm，管壁厚度为1.5mm或2mm；

(3)外径为16mm，管壁厚度为2mm；

(4)外径为18mm，管壁厚度为2mm；

(5)外径为20mm，管壁厚度为2mm。

其中，不锈钢水管105的管径越小，壁厚越薄，安装难度就越大，安装成本也越高，因此优选采用规格为Φ12*1.5mm规格的不锈钢水管105。

作为本实施例的具体应用，集水室102和集汽室103的内径均大于250mm，外径均小于600mm，不锈钢水管105的长度为80-150cm，不锈钢水管105设有三层，最外层不锈钢水管105距离壳体101内壁上保温隔热层的距离为5-30mm，优选地，集水室102和集汽室103的内径均为300mm，外径均为500mm，不锈钢水管105的长度为120cm，最外层不锈钢水管105距离壳体101内壁上保温隔热层的距离为10-20mm，防止距离过大造成热量浪费。

本实用新型提供的蒸汽发生设备，体积小，水容量小，安全性好，使用和维护成本低，而且可以灵活组合使用以满足大蒸汽量需要，使用不锈钢水管105，管径小，管壁薄，设置数量多，热传递速度快，产生蒸汽的速度快，间歇使用时仅需5秒就可产生可用压力蒸汽，而且蒸汽不受锈迹污染，应用广泛，烟道106设有多级换热器201，大大降低烟气热量散失，多级换热器201内升温后的水进入到集水室102内，有利于节约能源，加快蒸汽产生速度，壳体101内设有隔热保温层，有效降低壳体101热量散失，使得本设备具有超高热效率，因此不锈钢水管105设置为单回程加热结构，结构简单，体积小，成本低，使用及维护方便，并且设有水管水位控制***，自动控制加水，精确控制不锈钢水管105内的水位处于中限液位计303水位以上，保证能快速安全产生蒸汽。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种蒸汽发生设备，其特征在于，包括：

蒸汽发生器本体，所述蒸汽发生器本体包括壳体，所述壳体底部设有环形的集水室，所述壳体顶部设有环形的集汽室，所述集汽室的中部安装有燃烧机，所述集水室与集汽室之间连接有若干呈环形排列的不锈钢水管，所述不锈钢水管环绕的空间为燃烧室，所述壳体侧壁上靠近集水室设有烟道，所述壳体内壁上设有保温隔热层，所述集水室中部位置设有保温隔热层；

设置在所述烟道内的多级换热器，每级所述换热器包括位于所述烟道内的蛇形换热管，所述蛇形换热管为不锈钢管，所述蛇形换热管的外表面上设有翅片，所述蛇形换热管设有进水口和出水口，多级所述换热器串联连接，远离所述壳体的换热器的蛇形换热管的进水口通过管道连通泵，靠近所述壳体的换热器的蛇形换热管的出水口通过管道连通所述集水室；

水管水位控制***，所述水管水位控制***包括设置在所述壳体外部连通所述集水室和集汽室的液位管，所述液位管上对应所述不锈钢水管1/3高度位置设有下限液位计、对应所述不锈钢水管2/3高度位置设有中限液位计、对应靠近所述不锈钢水管顶部位置设有上限液位计，所述下限液位计、中限液位计和上限液位计连接PLC控制器，所述PLC控制器连接泵和燃烧机；

其中，上述所述不锈钢水管的外径为10-20mm，管壁厚度为1.2-2mm，所述集水室的容积和所有所述不锈钢水管的容积之和小于30L。

2.根据权利要求1所述的蒸汽发生设备，其特征在于，所述不锈钢水管为304不锈钢管，或316不锈钢管，或321不锈钢管，或347不锈钢管，或310s不锈钢管，或S30408不锈钢管，或S30403不锈钢管，或S30409不锈钢管，或S31008不锈钢管，或S31608不锈钢管，或S31603不锈钢管，或S31668不锈钢管，或S39042不锈钢管，或S31708不锈钢管，或S31703不锈钢管，或S32168不锈钢管，或06Cr19Ni10Ti不锈钢管，或SUS321不锈钢管，或TP321不锈钢管。

3.根据权利要求1或2所述的蒸汽发生设备，其特征在于，所述不锈钢水管的外径为10-12mm，管壁厚度为1.2-1.5mm。

4.根据权利要求3所述的蒸汽发生设备，其特征在于，所述集水室和集汽室分别设有与所述不锈钢水管一一对应的通孔，所述不锈钢水管穿过所述通孔伸入所述集汽室和集水室，所述不锈钢水管与所述集汽室内壁和集水室内壁之间焊接连接且形成密封焊缝；

所述集水室和集汽室内分别设有密封加强板，所述密封加强板上设有与所述不锈钢水管一一对应的通孔，所述不锈钢水管穿过所述密封加强板上的通孔，所述不锈钢水管与所述密封加强板之间焊接连接并形成密封焊缝，所述密封加强板的边缘与所述集汽室内壁和集水室内壁之间焊接连接且形成密封焊缝。

5.根据权利要求4所述的蒸汽发生设备，其特征在于，所述集水室和集汽室之间设有加固支撑板，所述加固支撑板上设有与所述不锈钢水管一一对应的通孔，所述不锈钢水管穿过所述加固支撑板上的通孔，所述不锈钢水管与所述加固支撑板焊接连接。

6.根据权利要求5所述的蒸汽发生设备，其特征在于，所述壳体为圆筒形，所述集水室、集汽室、密封加强板和加固支撑板均为圆环形且同轴设置，所述不锈钢水管以所述集水室和集汽室的轴向为中心呈环形分布，若干所述不锈钢水管分层分布，同一层所述不锈钢水管距离所述集水室和集汽室的轴向所在直线的距离相等。

7.根据权利要求1所述的蒸汽发生设备，其特征在于，相邻所述换热器之间留有间隙，所述换热器的蛇形换热管的延伸平面与烟道的延伸方向垂直，所述翅片环绕所述蛇形换热管设置，所述进水口位于所述蛇形换热管的底端，所述出水口位于所述蛇形换热管的顶端，相邻所述换热器中远离壳体的换热器的出水口连接靠近壳体的换热器的进水口。

8.根据权利要求1所述的蒸汽发生设备，其特征在于，所述保温隔热层包括与所述壳体内壁连接的珍珠岩层或岩棉层，所述珍珠岩层或岩棉层连接耐火砖层，所述保温隔热层距离所述不锈钢水管的距离为5-30mm。

9.根据权利要求1所述的蒸汽发生设备，其特征在于，所述水管水位控制***还包括与所述PLC控制器连接的声光报警装置。

10.根据权利要求1所述的蒸汽发生设备，其特征在于，所述液位管上设有透明视镜，或所述液位管为透明玻璃管。