CN101846307B - 一种蒸汽发生器机芯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸汽发生器机芯，包括进水管、进水箱、下水箱、汽水分离器、复数根发热管、所述的进水管与进水箱连通，所述的发热管布置在上水箱与汽水分离器之间，发热管的下端与下水箱连通，上端伸入到汽水分离器中，汽水分离器的下部通过回水管与下水箱连通；所述的进水箱为环形水箱，布置在下水箱之上，围绕在发热管之外，进水箱的下部与下水箱连通。本发明的发热管布置在由上、下水箱和开水箱组成的接近封闭的空间中，发热管向外部散发的热量大部分由汽水分离器、下水箱和进水箱吸收，提高了蒸汽发生器机芯的热量利用率，改善了蒸汽发生器机芯的外部环境。

Description

一种蒸汽发生器机芯

[技术领域]

本发明涉及蒸汽发生器，尤其涉及一种蒸汽发生器机芯。

[背景技术]

蒸汽是传统热动力来源。人们广范使用水蒸汽于民用及工业生产中，其重要性不言而喻。当前使用较多也最经济的蒸汽发生器是传统水胆式电热蒸汽锅炉，水胆式电热蒸汽锅炉的缺点是，非即开式，从上电开始，到获得一定的蒸汽压力达到使用要求需耗时20-40分钟；仅使用温控开关控制，设定温度下即开使烧水以保温保压。耗费电能，不利于节能。使用U型发热体，极易生锈，结垢，不够卫生。

为了克服上述传统胆式电热蒸汽锅炉的缺点，市场上出现了即开式蒸汽发生器。如图1和图2所示，它包括进水箱1、联接管2、下水箱3、发热管4、汽水分离器5，回水管6。这种蒸汽发生器的缺点是，

1.发热管的热量利用率不高，因为发热管裸露在外，至少有30％热量向外散发，不仅热量得不到充分利用发，而且恶化了蒸汽发生器机芯的使用环境；

2.石英发热管裸露在外，电极也裸露在外，容易造成发热管破碎、烫伤和触电漏电事故，不够安全；

3.结构不合理，生产装配难度大，不利于大批量生产；

4.不能制造带压蒸汽发生器机芯。2-7个大气压的蒸汽发生器还是要用传统的水胆式设计。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种热量利用率高，向外散发热量较少的蒸汽发生器机芯。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种安全条件好的蒸汽发生器机芯。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种蒸汽发生器机芯，包括进水管、进水箱、下水箱、汽水分离器、复数根发热管、所述的进水管与进水箱连通，所述的发热管布置在上水箱与汽水分离器之间，发热管的下端与下水箱连通，上端伸入到汽水分离器中，汽水分离器的下部通过回水管与下水箱连通；所述的进水箱为环形水箱，布置在下水箱之上，围绕在发热管之外，进水箱的下部与下水箱连通。

以上所述的蒸汽发生器机芯，包括环形的喷淋管，所述的喷淋管布置在进水箱的上部，所述的喷淋管与进水管连通，喷淋管有复数个向下的出水口；所述的汽水分离器包括上盖和下水槽，所述发热管的上端穿过下水槽伸入到汽水分离器中；所述的上盖包括盖板和出汽管，所述的出汽管通过复数根汽管与进水箱的上部复数个进汽口连通，所述的进汽口位于喷淋管出水口的下方。

以上所述的蒸汽发生器机芯，包括复数个喷淋头，所述的喷淋头的数量与所述进汽口的数量相同，所述的喷淋头安装在喷淋管的出水口上，喷淋头出口的水道与进汽口的汽道相交。

所述的发热管是非金属电热管，所述的非金属电热管包括石英电加热管和陶瓷电加热管，所述的石英电加热管或陶瓷电加热管包括上电极和下电极，所述的进水箱包括最高水位传感器安装座、最低水位传感器安装座、第一中间水位传感器安装座、第二中间水位传感器安装座和第三中间水位传感器安装座，最高水位传感器安装座的高度低于发热管上端出口的高度，第一中间水位传感器安装座的高度高于下水槽出水口的高度，第二中间水位传感器安装座的高度靠近发热管上电极，第三中间水位传感器安装座的高度位于第二中间水位传感器安装座与最低水位传感器安装座之间。

所述上盖的盖板为拱形，所述的出汽管位于拱形盖板的中部，下端插入到上盖内；所述的上盖包括环形的周向隔板、复数块径向内隔板和复数块径向外隔板，环形的周向隔板的上沿与拱形盖板连接，所述径向外隔板的内沿与周向隔板连接，径向外隔板的下沿为弧线，所述弧线的中部高于弧线的两端；所述的径向外隔板连接周向隔板与出汽管。

以上至5中任一权利要求所述的蒸汽发生器机芯，所述的回水管位于机芯的中部，所述的发热管以环形的方式布置在回水管的周围。

以上所述的蒸汽发生器机芯，包括筒状隔热体，所述的筒状隔热体布置在上水箱与下水箱之间，筒状隔热体的侧壁上包括温度传感器和发热管电极引线的通孔；所述的发热管布置在筒状隔热体的内部。

所述的筒状隔热体是陶瓷隔热体。

以上所述的蒸汽发生器机芯，包括复数根加强杆，所述的加强杆以环形的方式布置在筒状隔热体的周围，连接上水箱与下水箱。

以上所述的蒸汽发生器机芯，包括机芯上盖，所述的机芯上盖固定在进水箱的上端，封闭机芯的上部空间。

本发明蒸汽发生器机芯的进水箱环形水箱，布置在下水箱之上，围绕在发热管之外，本发明的发热管布置在由上、下水箱和开水箱组成的接近封闭的空间中，发热管向外部散发的热量大部分由汽水分离器、下水箱和进水箱吸收，提高了蒸汽发生器机芯的热量利用率，改善了蒸汽发生器机芯的外部环境。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是现有技术蒸汽发生器机芯主视方向的结构示意图。

图2是现有技术蒸汽发生器机芯侧视方向的结构示意图。

图3是本发明蒸汽发生器机芯实施例的结构示意图。

图4是图1中的A向剖视图。

图5是本发明蒸汽发生器机芯实施例上盖的剖视图。

图6是本发明蒸汽发生器机芯实施例上盖的仰视图。

[具体实施方式]

在图3至图6所示的本发明蒸汽发生器机芯的实施例中，蒸汽发生器机芯包括进水管10、进水箱1、下水箱2、汽水分离器、4根发热管5、回水管15和陶瓷隔热体7。

汽水分离器包括上盖6和下水槽3，上盖6将汽水分离器的上部封闭，形成汽室。

发热管5是非金属电热管，可以是石英电加热管或陶瓷电加热管，石英电加热管或陶瓷电加热管由石英或陶瓷做成管状基体，外层有一层纳米级超微粉通过高温渗透做成的导电层，并有由银质粉末做成的电极，分上电极与下电极，根据功率配置还可以有中间电极。本实施例的发热管5有上电极501、中电极501和下电极503，发热管5的下端与下水箱2连通，发热管5的上端穿过汽水分离器的下水槽3伸入到汽水分离器的汽室中。

回水管15处于蒸汽发生器机芯的中心位置，用以连接汽水分离器的下水槽3和下水箱2，下水槽3中的存水可以通过回水管15回流到下水箱2中。中轴回水管构成机芯的脊梁，起到主要的支撑作用。并且内部为通管，起到联接上下水箱水体，从上部水箱向下部水箱回水的作用。

4根发热管5以环绕的方式布置在回水管15的周围。

筒状的陶瓷隔热体7布置在汽水分离器与下水箱2之间，4根发热管5布置在筒状隔热体7的内部。陶瓷隔热体7的侧壁上有温度传感器和发热管5电极引线的通孔701。

6根加强杆8以环绕的方式布置在陶瓷隔热体7的周围，用来加强汽水分离器与下水箱2的连接。

进水箱1环形水箱，布置在下水箱2之上，围绕在汽水分离器、发热管5、和陶瓷隔热体7之外。进水箱1的下部通过4根连通管101与下水箱2连通，进水箱1的高度高于汽水分离器的上盖6。

进水箱1的顶部装有环形的喷淋管11，喷淋管11与进水管10连通，喷淋管11有4个向下的出水口，每个出水口安装1个喷淋头13。

汽水分离器的上盖6的顶部有出汽管602，出汽管602通过1个四通20与4根汽管14分别与进水箱1的上部的4个进汽口102连通，4个进汽口102分别位于4个个喷淋头13的正下方，喷淋头13出口的水道与进汽口102的汽道相交。

进水箱1的侧壁上装有最高水位传感器安装座103、最低水位传感器安装座104、第一中间水位传感器安装座105、第二中间水位传感器安装座106和第三水位传感器安装座107。最高水位传感器安装座的高度低于发热管5上端出口的高度，最低水位传感器安装座104与发热管中间电极平齐。第一中间水位传感器105安装座的高度高于下水槽3出水口的高度，第二中间水位传感器安装座106的高度位于发热管5上电极501处平齐，第三中间水位传感器107位于第二中间水位传感器106与最低水位传感器安装座104之间。

上盖6的盖板601为拱形，出汽管602位于拱形盖板601的中部，下端插入到上盖6之中；上盖6中的环形的周向隔板603和8块径向外隔板604和8块径向内隔板605，环形的周向隔板603与出汽管602同轴，周向隔板603的上沿与盖板焊接，径向外隔板604的内沿与周向隔板603焊接，径向外隔板604的下沿的弧线为抛物线，径向外隔板604的下沿弧线的中部高于弧线的两端，径向内隔板605连接周向隔板603与出汽管602。上盖6的结构有利于从发热管5上口喷出的汽水混合物充分分离。

蒸汽发生器机芯的上盖9固定在进水箱1的上端，将蒸汽发生器机芯的上部的空间封闭，蒸汽发生器机芯的蒸汽管19从上盖9中穿过。

以上实施例在工作时，冷水从进水管10通过喷淋管11进入进水箱1中并维持一定的高度，在一定高度的水压下，进水箱1中的冷水通过连通管101、下水箱2流入4根发热管5内。在发热管5通电的情况下，发热管5内的水受热快速沸腾形成局部高压，以水汽混合物的形式从发热管5的顶端向外喷出。从发热管5的顶端向外喷出的开水向下流到汽水分离器的下部，并经出水管301流入；从发热管5的顶端向外喷出的蒸汽进入上盖6形成的汽室，并经出汽管602、汽管14，从冷水箱的进汽口102进入冷水箱1的上部，而从喷淋头13喷出的水雾正好自上而下地喷在进入冷水箱1的上部的高温蒸汽中，两者混合，蒸汽对进入冷水箱1的冷水进行了预热。

本发明蒸汽发生器机芯的进水箱环形水箱，布置在下水箱之上，围绕在发热管之外，本发明的发热管布置在由上、下水箱和开水箱组成的接近封闭的空间中，发热管的外部还有筒状的陶瓷隔热体隔离，发热管向外部散发的热量大部分由汽水分离器、下水箱和进水箱吸收，提高了蒸汽发生器机芯的热量利用率，改善了蒸汽发生器机芯的外部环境。蒸汽发生器机芯的外围是温度很低的冷水箱，对使用者没有烫伤的危险，发热管5布置在由进水箱、下水箱以及上盖组成的接近封闭的空间中，万一碎裂也不容易发生安全事故，大大地改善了蒸汽发生器机芯的使用环境；本实施例结构合理，生产安装难度小，有利于组织大批量生产。本发明蒸汽发生器机芯如从水槽中引出热水管，可以方便地用作蒸汽热水两用机芯。

本实施例的机芯结构设计为耐压机芯，可以采用加强型结构和高温密封结构。所述密封结构通常为硅橡胶密封，耐老化，可长时间工作在二百摄氏度之内。机芯上盖的出汽管可以方便的联接一储汽容器。工作压力可以超过一个标准大气压。由于石英加热管或陶瓷发热管本身可以耐受2.5Mpa压力和1200摄氏度高温。故该结构机芯完全可以安全工作在数个大气压下。从而其使用面更宽。同理，其下部亦可方便的联接一个储水罐，由于压力可以升到数个大气压，其水温可以超过一百摄氏度，因而可以供应高温热水，成为高效加热源。因此本机芯为汽水两用机芯，用以作为小型低压锅炉的核心部件。可以广泛用于食品，服装，化工，民用采暖等诸多行业。

本实施例为即喷式机芯，因非金属电热管发热功率大，管内水容量相对很少，一当通电即可使发热管内水在高压力环境下沸腾，很快喷出蒸汽，可以在数分钟内达到额定工作压力。所以比较传统水胆式蒸汽发生器而言，能够即时产生蒸汽。

Claims (8)

1.一种蒸汽发生器机芯，包括进水管、进水箱、下水箱、汽水分离器、复数根发热管、所述的进水管与进水箱连通，其特征在于，包括环形的喷淋管，所述的发热管布置在下水箱与汽水分离器之间，发热管的下端与下水箱连通，上端伸入到汽水分离器中，汽水分离器的下部通过回水管与下水箱连通；所述的进水箱为环形水箱，布置在下水箱的正上方，围绕在发热管之外，进水箱的下部与下水箱连通，进水箱内环壁向下的投影位于下水箱的范围内；所述的喷淋管布置在进水箱的上部，所述的喷淋管与进水管连通，喷淋管有复数个向下的出水口；所述的汽水分离器包括上盖和下水槽，所述发热管的上端穿过下水槽伸入到汽水分离器中；所述的上盖包括盖板和出汽管，所述的出汽管通过复数根汽管与进水箱的上部复数个进汽口连通，所述的进汽口位于喷淋管出水口的下方；所述上盖的盖板为拱形，所述的出汽管位于拱形盖板的中部，下端插入到上盖内；所述的上盖包括环形的周向隔板、复数块径向内隔板和复数块径向外隔板，环形的周向隔板的上沿与拱形盖板连接，所述径向外隔板的内沿与周向隔板连接，径向外隔板的下沿为弧线，所述弧线的中部高于弧线的两端；所述的径向外隔板连接周向隔板与出汽管。

2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器机芯，其特征在于，包括复数个喷淋头，所述的喷淋头的数量与所述进汽口的数量相同，所述的喷淋头安装在喷淋管的出水口上，喷淋头出口的水道与进汽口的汽道相交。

3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器机芯，其特征在于，所述的发热管是非金属电热管，所述的非金属电热管包括石英电加热管和陶瓷电加热管，所述的石英电加热管或陶瓷电加热管包括上电极和下电极，所述的进水箱包括最高水位传感器安装座、最低水位传感器安装座、第一中间水位传感器安装座、第二中间水位传感器安装座和第三中间水位传感器安装座，最高水位传感器安装座的高度低于发热管上端出口的高度，第一中间水位传感器安装座的高度高于下水槽出水口的高度，第二中间水位传感器安装座的高度靠近发热管上电极，第三中间水位传感器安装座的高度位于第二中间水位传感器安装座与最低水位传感器安装座之间。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的蒸汽发生器机芯，其特征在于，所述的回水管位于机芯的中部，所述的发热管以环形的方式布置在回水管的周围。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的蒸汽发生器机芯，其特征在于，包括筒状隔热体，所述的筒状隔热体布置在上水箱与下水箱之间，筒状隔热体的侧壁上包括温度传感器和发热管电极引线的通孔；所述的发热管布置在筒状隔热体的内部。

6.根据权利要求5所述的蒸汽发生器机芯，其特征在于，所述的筒状隔热体是陶瓷隔热体。

7.根据权利要求5所述的蒸汽发生器机芯，其特征在于，包括复数根加强杆，所述的加强杆以环形的方式布置在筒状隔热体的周围，连接上水箱与下水箱。

8.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的蒸汽发生器机芯，其特征在于，包括机芯上盖，所述的机芯上盖固定在进水箱的上端，封闭机芯的上部空间。

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