CN209165359U - 模块化直喷式蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及蒸汽发生器技术领域，尤其涉及模块化直喷式蒸汽发生器。包括水管、高压水泵、第一电磁阀、雾化装置、加热装置和第二汽管，水管连接高压水泵的出水口和雾化装置的入水口，第一电磁阀设置在高压水泵和雾化装置之间的水管上，第二汽管连接雾化装置的出气口，加热装置设置在雾化装置以及部分水管***。通过高压水泵和雾化装置，将液态水雾化成细小颗粒，经过加热装置加热，能迅速产生高温高压蒸汽。高压水泵供水，能迅速停止产生蒸汽，做到即开即用，即停即止。炉内不存放水和蒸汽，具有防爆的作用。采用干式锅炉或无炉胆设计，消除了预热和余热的能源浪费。通过电磁流量阀、温度传感器和压力传感器的综合作用，实现自动调整供水和加热。

Description

模块化直喷式蒸汽发生器

技术领域

本实用新型涉及蒸汽发生器技术领域，尤其涉及模块化直喷式蒸汽发生器。

背景技术

当前蒸汽的生产、制造主要靠热源对水进行持续的加热来产生蒸汽。其虽然能够产生生产生活所需要的蒸汽，但也存在多种弊端：

1、蒸汽生产速度慢。水需逐步从常温加热到蒸发，并持续加热以达到需求的温度和压力；

2、使用安全值较低。当前产品均为存水式锅炉，即锅炉内均有存在着液态水，在超压保护时，炉胆内的水仍然在持续蒸发，使之压力继续存在和上升，具有较高的***隐患；

3、效率低。存水式蒸汽锅炉在产生蒸汽时需对锅炉的水进行持续的加热，吨位越大，加热量越大，出气时间越长，不能做到即开即用。故当前不论何种蒸汽发生器，何种炉胆结构，其炉胆内部均有存水，在蒸汽需求终止，停止对炉胆加热后，炉胆内的水仍为高温水，此时的热量均为不可利用的能源浪费；

4、节能性低。存水式锅炉需在水达到沸点后才能产生蒸汽，在现场终止蒸汽需求，撤去热源后，炉内的高温水的热能将自然散发和浪费。存水越多，浪费越大。

实用新型内容

为了解决上述问题并而提出模块化直喷式蒸汽发生器。

一种模块化直喷式蒸汽发生器，其特点是，包括水管、高压水泵、第一电磁阀、雾化装置、加热装置和第二汽管，水管连接高压水泵的出水口和雾化装置的入水口，第一电磁阀设置在高压水泵和雾化装置之间的水管上，第二汽管连接雾化装置的出气口，加热装置设置在雾化装置以及部分水管***。

优选的，所述雾化装置包括雾化喷管和雾化炉，雾化喷管一端通过水管连接高压水泵的出水口，另一端密封；在雾化炉固定在蒸汽发生器的发生器外壳上，雾化炉为全封闭的圆筒状体，内部中空，雾化喷管穿过雾化炉的一端面被固定在雾化炉内部，在雾化喷管位于雾化炉内部的外壁上设置细通孔；雾化炉的一端连接第二汽管。

优选的，所述加热装置包括燃烧器和第二电磁阀，燃烧器固定在发生器外壳的底部且位于发生器外壳内，燃烧器通过燃气管连接外界天然气管或液化气管，在燃气管上设置第二电磁阀。

优选的，所述的水管包括曲折的第一水管，第一水管位于发生器外壳内的顶部位置；第二汽管位于第一水管以下，雾化炉位于第二汽管以下，第一水管、第二汽管和雾化炉都固定在发生器外壳的内部。

优选的，所述燃烧器上设置电子点火器，在对接燃烧器的燃气管上设置气体电磁流量阀。

优选的，所述加热装置还包括引风罩，引风罩安装在发生器外壳的顶部，引风罩内部的导气空腔和发生器外壳的内部空腔相通。

优选的，所述加热装置包括设置在雾化炉***的第一加热线圈和设置在第二汽管***的第二加热线圈。

优选的，所述第一加热线圈为高频线圈。

优选的，所述发生器外壳上设置中央控制器；在连接高压水泵出水口的水管上设置水压传感器，在第二汽管上设置蒸汽压力传感器；水压传感器、蒸汽压力传感器、高压水泵控制端接线、第一电磁阀、燃烧器的电磁点火器控制端接线分别与中央控制器电连接。

优选的，所述第二汽管上设置蒸汽温度传感器，雾化炉内壁上固定水雾区温度传感器，蒸汽温度传感器、水雾区温度传感器、第一加热线圈控制端接线、第二加热线圈控制端接线分别和中央控制器电连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型涉及的模块化直喷式蒸汽发生器，先通过高压水泵和雾化装置，首先将液态水雾化成细小颗粒，然后经过加热装置加热，能迅速产生高温高压蒸汽。当关闭高压水泵供水时，能迅速停止产生蒸汽，做到即开即用，即停即止的作用。在停用时，炉内不存放水和蒸汽，具有防爆的作用。采用干式锅炉或无炉胆设计，消除了预热和余热的能源浪费。通过电磁流量阀、温度传感器和压力传感器的综合作用，实现自动调整供水和加热。

附图说明

图1是本实用新型直喷式蒸汽发生器第一种实施方式***布局图。

图2是本实用新型直喷式蒸汽发生器第二种实施方式***布局图。

图3是本实用新型直喷式蒸汽发生器第一种实施方式电气原理图。

图4是本实用新型直喷式蒸汽发生器第二种实施方式电气原理图。

其中：1-水管；2-高压水泵；3-第一电磁阀；5-发生器外壳；6-引风罩；7-燃烧器；8-第二电磁阀；11-第一水管；12-雾化喷管；13-雾化炉；14-第二汽管；15-蒸汽管出口；41-水压传感器；42-蒸汽压力传感器；43-蒸汽温度传感器；44-水雾区温度传感器；51-蒸汽发生区；52-蒸汽加热区；53-纯水预热区；91-第一加热线圈；92-第二加热线圈；100-中央控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1是本实用新型直喷式蒸汽发生器第一种实施方式***布局图。图2是本实用新型直喷式蒸汽发生器第二种实施方式***布局图。一种模块化直喷式蒸汽发生器，包括水管1、高压水泵2、第一电磁阀3、雾化装置、加热装置和第二汽管14，水管1连接高压水泵2的出水口和雾化装置的入水口，第一电磁阀3设置在高压水泵2和雾化装置之间的水管1上，第二汽管14连接雾化装置的出气口，加热装置设置在雾化装置以及部分水管1***。本专利中，外界水源通过水管1进入高压水泵2，然后再进入雾化装置。经过雾化装置后，液态水流变成雾状水汽和颗粒很小的水滴，然后经过加热装置的作用，雾状水汽和水滴加速气化，变成有温度和压力的水蒸气，最后进入第二汽管14，并通过蒸汽管出口15排出。第一电磁阀3位于高压水泵2和雾化装置之间的水管1上，便于自动化控制本***水流的开合。在高压水泵2和雾化装置之间还可以设置液体电磁流量阀，通过自动化***可以控制进入雾化装置的水流量，进而控制蒸汽的输出量。在高压水泵2的出水口上设置压力阀，以控制高压水泵2的出水口的压力，当高压水泵2的出水口压力高于设定的值时，压力阀开启，限制高压水泵2的吹水口的压力。起到保护高压水泵2的作用，避免内部管路堵塞，损害高压水泵2和管路。

雾化装置包括雾化喷管12和雾化炉13，雾化喷管12一端通过水管1连接高压水泵2的出水口，另一端密封；在雾化炉13固定在蒸汽发生器的发生器外壳5上，雾化炉13为全封闭的圆筒状体，内部中空，雾化喷管12穿过雾化炉13的一端面被固定在雾化炉13内部，在雾化喷管12位于雾化炉13内部的外壁上设置细通孔；雾化炉13的一端连接第二汽管14。雾化喷管12密封一端位于雾化炉13内，另一端通过水管1连接高压水泵2。高压水泵2不断往雾化喷管12内注入高压水流，高压水通过雾化喷管12管壁上的细通孔喷出，由于水压很高，水的流出速度很快，经过细通孔后，水呈雾状喷开形成水雾和颗粒很小的雨滴。因为雾化喷管12被封装在雾化炉13内，雾化喷管12喷出的水雾和小颗粒的雨滴都被罩在雾化炉13内。然后经过加热装置，可迅速的将水雾和小颗粒的雨滴汽化，形成高温高压的蒸汽，通过第二汽管14导出。本专利中，通过雾化喷管12和高压泵的作用先将液态水雾化，增加了水的表面积，使得水更快的蒸发和被加热，从而加快蒸汽的产生速度，同时，也可通过关闭高压水泵2或第一电磁阀3，来中断供水，可马上停止蒸汽的产生，做到即开即用。

加热装置包括燃烧器7和第二电磁阀8，燃烧器7固定在发生器外壳5的底部且位于发生器外壳5内，燃烧器7通过燃气管连接外界天然气管或液化气管，在燃气管上设置第二电磁阀8。燃烧器7通过外接天然气管或液化气管，以燃烧燃料的方式进行加热。在连接燃烧器7的燃气管上安装第二电磁阀8，通过第二电磁阀8可自动控制燃烧器7的燃气供给。燃烧器7上设置电子点火器，在对接燃烧器7的燃气管上设置气体电磁流量阀。通过在燃烧器7上设置电子点火器，可以实现对点火的自动化控制。在燃气管上设置气体电磁流量阀，以实现对燃气流量的自动化设计。加热装置还包括引风罩6，引风罩6安装在发生器外壳5的顶部，引风罩6内部的导气空腔和发生器外壳5的内部空腔相通。通过在发生器外壳5的顶部安装引风罩6，可以便于连接外部管道，将燃烧器7产生的尾气排除室外或者后期尾气回收或者净化处理。第二种实施例的加热装置包括设置在雾化炉13***的第一加热线圈91和设置在第二汽管14***的第二加热线圈92。通过在雾化炉13***设置第一加热线圈91，在第二汽管14***设置第二加热线圈92，便于对雾化炉13和第二汽管14全方位加热，使得雾化炉13和第二汽管14被加热更均匀。当雾化喷管12细通孔内喷出的水雾和水滴碰到被加热的雾化炉13内壁时，会被瞬间汽化，因此，相对于传统对水箱加热产生蒸汽的方式，效率更高，速度更快。第一加热线圈91为高频线圈。通过高频线圈，可以对雾化炉13快速加热，实现即开即用的体验。

水管1包括曲折的第一水管11，第一水管11位于发生器外壳5内的顶部位置；第二汽管14位于第一水管11以下，雾化炉13位于第二汽管14以下，第一水管11、第二汽管14和雾化炉13都固定在发生器外壳5的内部。本专利中第一水管11、第二汽管14和雾化炉13依次由上到下的布置，燃烧器7对雾化炉13底部加热时，其余热还可以依次对第二汽管14、第一水管11进行加热。由于第一水管11、第二汽管14和雾化炉13位于发生器外壳5内的高低位置不同，其接收的热量也不同，其能量梯度由下至上依次减小，最下端直接给雾化炉13加热的区域为蒸汽发生区51，中部给第二汽管14加热的区域为蒸汽加热区52，对应的第一水管11加热区为纯水预热区53。给第一水管11加热的纯水预热区53，利用燃烧尾部热量给进入雾化喷管12的水加热，可以充分利用余热加快水的汽化，充分利用资源加快蒸汽的产生。给第二汽管14加热的蒸汽加热区52，利用蒸汽发生区51余热，可以加快蒸汽的流出速度，从而尽快为雾化炉13减压，使得雾化炉13新生的蒸汽加快产生通过本设计的合理布局，可以充分的利用能源，加快蒸汽产生速度。本专利的从高压水泵2输入的为纯净水，避免水管1、雾化喷管12和雾化炉13内产生水垢。

如图3是本实用新型直喷式蒸汽发生器第一种实施方式电气原理图。图4是本实用新型直喷式蒸汽发生器第二种实施方式电气原理图。发生器外壳5上设置中央控制器100；在连接高压水泵2出水口的水管1上设置水压传感器41，在第二汽管14上设置蒸汽压力传感器42；水压传感器41、蒸汽压力传感器42、高压水泵2控制端接线、第一电磁阀3、燃烧器7的电磁点火器控制端接线分别与中央控制器100电连接。本专利中通过在高压水泵2出水口上设置水压传感器41，在第二汽管14上设置蒸汽压力传感器42，用以分别感应水泵出水口的水压和第二汽管14中排出蒸汽压力。当水压传感器41感应到高压水泵2出水口压力过大时，控制高压水泵2停止运行。当蒸汽压力传感器42也感应到蒸汽压力较大时，控制高压水泵2停止运行；当蒸汽压力传感器42也感应到蒸汽压力较小时，控制高压水泵2在水压传感器41允许范围内加速运行。在高压水泵2和雾化装置之间还可以设置液体电磁流量阀，液体电磁流量阀与中央控制器100电连接。当蒸汽压力传感器42感应到蒸汽压力较小时，可以通过液体电磁流量阀增加水管1的进水量；当蒸汽压力传感器42感应到蒸汽压力较大时，可以通过液体电磁流量阀减小水管1的进水量。从而实现蒸汽压力和流量的可控制化操作。本文中的中央控制器100可以是STM32单片机或者小型PLC。其中电磁流量阀可以是型号为SF-G-06-E-T型电磁阀。

第二汽管14上设置蒸汽温度传感器43，雾化炉13内壁上固定水雾区温度传感器44，蒸汽温度传感器43、水雾区温度传感器44、第一加热线圈91控制端接线、第二加热线圈92控制端接线分别和中央控制器100电连接。通过在第二汽管14上设置蒸汽温度传感器43，雾化炉13内固定水雾区温度传感器44，用以分别感应第二汽管14的蒸汽温度和雾化炉13内温度。通过监控第二汽管14的蒸汽温度，便于控制加热器的加热输出热量。通过监控雾化炉13内的温度，避免雾化炉13被过度加热而造成熔炉事故。对于燃气加热方式，气体电磁流量阀、第二电磁阀8分别与中央控制器100电连接，当水雾区温度传感器44感应到温度过高时可以通过第二电磁阀8关闭燃气的供给，或者通过气体电磁流量阀减小燃气的供给。当蒸汽温度传感器43监控到温度不正常，温度过高时，通过气体电磁流量阀减小燃气的供给；当温度过低时，气体电磁流量阀增大燃气的供给。对于电加热的实施方式，当水雾区温度传感器44感应到温度过高时可以通过控制第一加热线圈91，减小加热功率输出或者直接断开第一加热线圈91的电路连接。当雾区温度传感器43监控到温度不正常，温度过高时，通过减小第二加热线圈92的功率输出，来降低第二汽管14的蒸汽温度；当温度过低时，通过增大第二加热线圈92的功率输出，来升高第二汽管14的蒸汽温度。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种模块化直喷式蒸汽发生器，其特征在于：包括水管（1）、高压水泵（2）、第一电磁阀（3）、雾化装置、加热装置和第二汽管（14），水管（1）连接高压水泵（2）的出水口和雾化装置的入水口，第一电磁阀（3）设置在高压水泵（2）和雾化装置之间的水管（1）上，第二汽管（14）连接雾化装置的出气口，加热装置设置在雾化装置以及部分水管（1）***。

2.根据权利要求1所述的模块化直喷式蒸汽发生器，其特征在于：所述雾化装置包括雾化喷管（12）和雾化炉（13），雾化喷管（12）一端通过水管（1）连接高压水泵（2）的出水口，另一端密封；在雾化炉（13）固定在蒸汽发生器的发生器外壳（5）上，雾化炉（13）为全封闭的圆筒状体，内部中空，雾化喷管（12）穿过雾化炉（13）的一端面被固定在雾化炉（13）内部，在雾化喷管（12）位于雾化炉（13）内部的外壁上设置细通孔；雾化炉（13）的一端连接第二汽管（14）。

3.根据权利要求2所述的模块化直喷式蒸汽发生器，其特征在于：所述加热装置包括燃烧器（7）和第二电磁阀（8），燃烧器（7）固定在发生器外壳（5）的底部且位于发生器外壳（5）内，燃烧器（7）通过燃气管连接外界天然气管或液化气管，在燃气管上设置第二电磁阀（8）。

4.根据权利要求3所述的模块化直喷式蒸汽发生器，其特征在于：所述的水管（1）包括曲折的第一水管（11），第一水管（11）位于发生器外壳（5）内的顶部位置；第二汽管（14）位于第一水管（11）以下，雾化炉（13）位于第二汽管（14）以下，第一水管（11）、第二汽管（14）和雾化炉（13）都固定在发生器外壳（5）的内部。

5.根据权利要求3所述的模块化直喷式蒸汽发生器，其特征在于：所述燃烧器（7）上设置电子点火器，在对接燃烧器（7）的燃气管上设置气体电磁流量阀。

6.根据权利要求3或4或5所述的模块化直喷式蒸汽发生器，其特征在于：所述加热装置还包括引风罩（6），引风罩（6）安装在发生器外壳（5）的顶部，引风罩（6）内部的导气空腔和发生器外壳（5）的内部空腔相通。

7.根据权利要求2所述的模块化直喷式蒸汽发生器，其特征在于：所述加热装置包括设置在雾化炉（13）***的第一加热线圈（91）和设置在第二汽管（14）***的第二加热线圈（92）。

8.根据权利要求7所述的模块化直喷式蒸汽发生器，其特征在于：所述第一加热线圈（91）为高频线圈。

9.根据权利要求5或7所述的模块化直喷式蒸汽发生器，其特征在于：所述发生器外壳（5）上设置中央控制器（100）；在连接高压水泵（2）出水口的水管（1）上设置水压传感器（41），在第二汽管（14）上设置蒸汽压力传感器（42）；水压传感器（41）、蒸汽压力传感器（42）、高压水泵（2）控制端接线、第一电磁阀（3）、燃烧器（7）的电磁点火器控制端接线分别与中央控制器（100）电连接。

10.根据权利要求9所述的模块化直喷式蒸汽发生器，其特征在于：所述第二汽管（14）上设置蒸汽温度传感器（43），雾化炉（13）内壁上固定水雾区温度传感器（44），蒸汽温度传感器（43）、水雾区温度传感器（44）、第一加热线圈（91）控制端接线、第二加热线圈（92）控制端接线分别和中央控制器（100）电连接。