CN103119363B - 使用自身蒸汽压力自动供应水的蒸汽发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用自身蒸汽压力自动供应水的蒸汽发生装置，其连续产生必要蒸汽，使用存储在蒸汽罐中的自身蒸汽压力舒畅地将将水供应至蒸汽罐，同时减小蒸汽生成过程中向外的热损失，由此减小蒸汽产生中的能量消耗，更具体地，涉及一种使用自身蒸汽压力自动供应水的蒸汽发生装置，其仅在水供应压力罐被供应足够蒸汽压力后才打开水供应压力罐的控制方法，更加舒畅地供应水。

Description

使用自身蒸汽压力自动供应水的蒸汽发生装置

技术领域

本发明涉及一种连续产生所需蒸汽同时使用存储在蒸汽罐中的自身蒸汽压力向蒸汽罐中顺畅供应水的技术，并且在蒸汽产生过程中减小向外热损失，由此减少产生蒸汽所需的能量，更具体地，涉及一种通过仅在水供应压力罐被供应了充分的蒸汽压力后才打开水供应压力罐的控制方法更顺畅地供应水的技术。

背景技术

通常，通过加热水获得到高压水蒸汽广泛应用于各种领域，例如洗衣、缝纫厂、厨房等，高压水蒸汽通过蒸汽发生装置而获得。

该蒸汽发生装置安装有水位感应器，监视生成和存储蒸汽的蒸汽罐中的水位。安装于蒸汽罐的加热装置连续工作产生的蒸汽增加，对应于该蒸汽的增加，水位降低，当水位降低到预定最低水位时，水位感应器监测到该情况并通过自动打开安装在水供应管的水供应控制阀来补充水。

如果水供应罐不是设置在蒸汽罐上方而通过水平高度不同而产生的自然压力来供应水，所述传统的蒸汽发生装置必须另外使用电动泵来向蒸汽罐供应新的水。

此外，由于蒸汽罐内地自身压力很高，即使水供应罐设置在蒸汽罐上方，水供应还是不顺畅。为了解决该问题，必须设置大功率的电动泵，这不但需要花费大量的设施费用，还会因为启动和运行电动泵消耗电能而降低能效和操作性，因此需要很高的维护成本。

为了解决上述问题，由本发明的申请人提出了现有的专利申请(KR2009-31160，名称：应用于蒸汽发生装置的高温高压高效水供应装置)。该现有专利申请使用蒸汽罐中产生的自身压力来供应水，减小供应水过程中而改变的压力差，通过达到适当的水位，由此提供了减小总能耗的有用的效果。

但是，尽管取得有用的效果，该现有登记发明仍然包括需要改进的地方。

首先，安装在与水供应罐连接的蒸汽压力供应管第一自动控制阀的开/关操作和安装在与蒸汽罐连接的水供应管的第三自动控制阀同时运行，水供应管打开的同时蒸汽压力被供应至水供应罐。因此，足够的蒸汽压力还没有供应至水供应罐，但是蒸汽罐的蒸汽和水回流至水供应罐，或者产生严重的震动。

第二，蒸汽罐暴露于室温中引起大量热流失到外部。此外，为必要目的地使用而排出蒸汽的蒸汽排出管和将蒸汽罐的蒸汽压力供应至水供应罐的蒸汽供应管暴露于室温中引起大量热流失到外部。

第三，由于相继地将水供应罐设置在蒸汽罐上方和将参考水位罐放置在水供应罐上方点构造特征，整个蒸汽发生装置的尺寸就没必要地变得非常大，不能保证其构造稳定性。

第四，尽管应用于先前申请的发明的蒸汽发生装置的水位感应器使用了浮力和指引开关的方法或者电阻阀的方法，由于在高温水沸腾的期间的膨胀压力下蒸汽罐的水面的不规则波动或震动，所监测到的水位值不准确，引起一连串操作装置的误操作。使用激光或超声波方法的水位感应器非常昂贵，结构复杂，在经济上行不通。

发明内容

技术问题

因此，为了改进和解决先前申请的发明的上述问题而作出本发明，本发明的一个目的是通过在打开压力供应控制阀和向水供应压力罐供应足够的蒸汽压力后留出时间差，打开连接在水供应压力罐和蒸汽罐之间的水供应控制阀，将水供应压力罐中的水顺畅地供应至蒸汽罐。

此外，本发明的一个方面是通过蒸汽压力供应管在参考水位罐中走管线，经由热交换器加热参考水位罐中的水后将蒸汽压力供应至水供应压力罐。

此外，本发明的一个方面是在最大地收集向外部的热损耗后，使用收集的循环热来加热上方水，上方水管路穿过多个热交换池。

此外，本发明的一个方面是通过在参考水位罐的前方设置水供应压力罐形成紧凑结构和当供应补充水时在排出水供应压力罐的所有的蒸汽压力后在水供应压力罐中产生真空压力，当吸入参考水位罐的水时使用真空压力自动补充供应水压力罐。

此外，本发明的一个方面是通过最大限度地压制水表面波动和在连接于蒸汽罐并安装在其外部的外浮管道中的振动，将蒸汽罐的膨胀压力所大大减小的压力应用至浮子。

技术方案

本发明作为解决上述问题的手段，寻求一种技术，其在蒸汽罐上方水平成排前后分别设置水供应压力罐和参考水位罐，通过在参考水位罐中走管线，将连接至蒸汽罐的上端部的蒸汽压力供应管道连接至水供应压力罐的上端部，在蒸汽压力供应管道中安装水供应控制阀，在连接于水供应压力罐的下端部和蒸汽罐之间的水供应管道中安装水供应控制阀，将提供了补充水控制阀的补充水管道连接在水供应压力罐的上端部和参考水位罐之间。

此外，本发明寻求一种技术，其安装多个热交换池以包裹水供应管道、蒸汽排出管道、蒸汽压力供应管道的外部，安装水供应管道顺序穿过热交换池的内部而连接至参考水位罐的内部。

此外，本发明寻找一种技术，将补充水管道的一侧连接至水供应压力罐的上端部，安装排出/吸入可变集管以与补充水管道的另一侧连接，安装排出/吸入可变集管于参考水位罐内。

此外，本发明寻找一种技术，与蒸汽罐的上部和下部连接的外浮管道被连接到外部并能向外流水，安装浮子插入到外浮管道内，安装感应器卡持器以包裹外浮管道，卡持器附装有指引感应器，监测外浮管道外的浮子。

有利技术效果

根据本发明，通过在供应足够蒸汽压力至水供应压力罐后一段时间差后控制水供应管道打开，在蒸汽罐中的水回流至水供应罐或产生难免的振动被避免，水供应压力罐中的水被舒畅地供应至蒸汽罐中。

此外，蒸汽压力供应管道不仅通过在水位参考罐中走管线而在水位参考罐中热交换加热水，而且通过穿过多个热交换池，上方水管道在收集向外的热损耗最大化，并且循环加热上方水管道，由此，大大减小蒸汽生产中消耗的能量，减小维护开销。

此外，通过将参考水位罐和水供应压力罐水平成排设置，整个蒸汽发生装置的结构变得紧凑和暂时产生真空压力，由此在供应补充水时使用所述真空压力通过真空吸入参考水位罐中的水达到自动补偿水供应压力罐的效果。

此外，通过在蒸汽罐的外部安装外浮管道，外浮管道内的水表面几乎不会波动，浮子上施加了比起蒸汽罐中的膨胀压力大大减小的低压，即使在高温高压条件下水位也被正确地监测，监测的水位值得正确大大提高，整个水位感应器非常简单，提供了经济效果。

附图说明

本发明的这些和其他方面以及本发明的有利效果通过后面结合附图对实施例的描述变得清楚和易于理解，其中：

图1是说明根据本发明的蒸汽发生装置的前剖视图；

图2是图1沿A-A线的剖视图；

图3是说明第一、第二、第三、第四热交换池与上方水管路的连接状态的侧视剖视图；

图4是说明根据本发明参考水位罐和水供应压力罐管道的安装状态的局部剖俯视图；

图5是说明根据本发明的第一、第二、第三、第四热交换池与上方水管道的连接状态的俯视剖面图；

图6是说明根据本发明的连接于补充水管道的前端部的排出/吸入可变集管的安装状态说明俯视图；

标号说明

1：主体壳 10：蒸汽罐

11：加热腔 14：蒸汽收集器

15、34：蒸汽腔 16：蒸汽排出管

20：参考水位罐 30：水供应压力罐

32：间隔装置 33：水供应腔

40：蒸汽压力供应管 50：压力供应控制阀

60：补充水控制阀 61：补充水管道

62：T形分支 63：排出/吸入可变集管

70：水供应控制阀 71：水供应管道

80：水位感应器 81：外浮管道

82：连接管道 83：感应器夹持器

90：上方水管道 91：第一热交换池

92：第二热交换池 93：第三热交换池

94：第四热交换池 95：球顶

96：热传导防止管道 97：开口部

具体实施方式

实现本发明的具体技术方案的优选实施例的实例接下来进行描述。

如果简要地看说明本发明的优选实施例的整个技术构成的附图，该装置包括：参考水位罐20，其设置在蒸汽罐10上方；水供应压力罐30，其设置在参考水位罐20的前方，水平呈一排，补充水管道61和水供应管道71连接于水供应压力罐30，其中补充水管道61设置在水供应压力罐30的上方端部和参考水位罐20之间，水供应管道71设置在水供应压力罐30的下方端部和蒸汽罐10之间；蒸汽压力供应管道40的下侧连接到蒸汽罐10的上端部，；蒸汽压力供应管道40的上侧连接到水供应压力罐30的上端部；压力供应控制阀50安装于蒸汽压力供应管道40的管线中；补充水控制阀60安装于补充水管道61的管线中；水供应控制阀70安装于水供应管道71中；其中，通过单独打开压力供应控制阀50和供应足够的蒸汽压力至水供应压力罐30，然后在一段时间差后接着打开水供应控制阀70，水供应压力罐30中的水被控制以舒畅地供应至蒸汽罐10。

下面，本发明的示意构造将会被详细地介绍以方便实施。

通过沸腾被供应的水，蒸汽罐10负责产生和存储蒸汽。加热腔11设置在蒸汽罐10下部，在加热腔11的一侧附接有加热器座12。蒸汽由穿过加热器座12的电加热器13产生。电加热器13可拆除地安装在加热腔11内。用于收集所产生的蒸汽的蒸汽收集器14形成在加热腔11的上方，与加热腔11连通；专门用于存储收集的纯蒸汽的蒸汽腔15形成在蒸汽收集器14的上方，与蒸汽收集器14连通；蒸汽排出管道16安装在蒸汽腔15的上端部，以与外部连接。

因此，仅存储在蒸汽腔15中的纯蒸汽压力被使用蒸汽排除管道16大部分排出到外部，可以用作各种用途。

尽管将参考水位罐20设置在蒸汽罐10的上方，水供应压力罐30在参考水位罐20前方水平地成一列，在水供应压力罐30的上端部和参考水位罐20之间用补充水管道61连接，参考水位罐20的上方水可以补充水供应压力罐30。尽管水供应压力罐30的下端部和蒸汽罐10之间通过水供应管道71连接，通过使用经由蒸汽压力供应管道40供应的高蒸汽压力，水供应压力罐30中的水可以被更为舒畅地补充到蒸汽罐10中。

也就说，通过部分地将存储在蒸汽罐10中的蒸汽压力供应至水供应压力罐30，在蒸汽罐10和水供应压力罐30之间内部压力达到彼此相等的状态，装在水供应压力罐30中的水可以舒畅地被供应至蒸汽罐10中。

在其中部形成水通路31的间隔装置32水平地安装在水供应压力罐30内，以仅在设置于间隔装置32下方的供应水腔33中存储补充水。设置在间隔装置32上方的蒸汽腔34可以压缩和专门存储足够量的蒸汽压力，以顺畅地将供应水腔33中的水供应至蒸汽腔10，外壳35可以另外安装以盖住水供应压力罐30的外侧，达到美观。

所述蒸汽压力供应管道40的下侧连接至蒸汽罐10的上端部，蒸汽压力供应管道40的上侧连接至水供应压力罐30的上端部，以将存储在蒸汽罐10中的部分蒸汽压力供应至水供应压力罐30。

由于向外辐射其自身高温的热，蒸汽压力供应管道40有大量的热损失。

为了循环利用该热损失，蒸汽压力供应管道40被设置穿过参考水位罐20的底面21，经过参考水位罐20内，然后，参考水位罐20中的水被该热交换加热，当水供应压力罐30中的水位降低时，可以用在参考水位罐20中加热的水舒畅地进行补充。

压力供应控制阀50安装在蒸汽供应管道40的管线中，补充水控制阀60安装在补充水管道61的管线中，水供应控制阀70安装在水供应管道71中。然后，根据各管线的操作选择就可以进行方便地自动开/关控制。

如上所述的本发明应用技术构成来解决目前当向蒸汽罐10供应水时由于同时打开控制阀50和水供应控制阀70蒸汽罐10中的水回流至水供应压力罐30而产生波动和在供应水时消耗大量时间的问题。

作为解决该问题的技术构成，通过单独打开压力控制阀50经由蒸汽压力供应管道40向水供应压力罐30供应足够蒸汽压力，维持了应用完全压力的状态，蒸汽罐10和水供应压力罐30之间的内部压力差消除。

就是说，不是进行水供应而是关闭水供应控制阀70直到足够量或蒸汽压力存储于水供应压力罐30中，仅在足够的蒸汽压力被压缩和存储在水供应压力罐30后才接下来控制水供应控制阀70打开，可以达到在水供应压力罐30向蒸汽罐10顺畅地供应水的效果。

同时，主体壳1另外安装在蒸汽罐10外侧以覆盖蒸汽罐10。主体壳1可以防止蒸汽罐10向大气辐射热量的热损失。水位感应器80安装在主体壳1外部。压力供应控制阀50和水供应控制阀70的开/关根据水位感应器80监测到的水位选择性地进行控制。

水位感应器80包括安装在蒸汽罐10外地外浮管道81。连接至外浮管道81上部和下部的连接管道82被分别连接至蒸汽罐10的上部和下部以流水。常规的浮子插入外浮管道81中以可以根据水位改变而上下移动。感应器夹持器83在外浮管道81外部包裹外浮管道81。

常规的通过浮子根据水位变化的上/下动作监测水位的指引感应器(leadsensor)安装在感应器夹持器83内。由于浮子和指引感应器是水位传感器领域的公知技术，此处不再赘述。

同时，一对第一热交换池91安装在连接管道82的外部以包裹连接管道82，如图3、5所示。第二热交换池92、第三热交换池93、第四热交换池94安装在水供应管道71、蒸汽排出管道16、蒸汽压力管道40的外部，以各自包裹水供应管道71、蒸汽排出管道16、蒸汽压力管道40。沿第一热交换池91、第二热交换池92、第三热交换池93、第四热交换池94顺序流水的上方水管道90被连接至参考水位罐20内部。球顶(ball top)95安装在上方水管道90的前端部以总是保持参考水位罐20的参考水位。

因此，在上方水管道90内流动的上方水最大地收集了连接管道82、水供应管道71、蒸汽排出管道40向外部损失的热，通过沿第一热交换池91、第二热交换池92、第三热交换池93、第四热交换池94顺序热交换循环加热上方水，因此，极大地减小了蒸汽发生中的能量消耗。

此外，热传导防止管道96连接在主体壳1的内侧面和第一热交换池91或第三热交换池93的内侧面之间。热传导防止管道96安装分别包裹在连接管道82和蒸汽排出管道16的外部。与外部连接的开口部97形成在热传导防止管道96的前端部，以防止主体壳1与连接管道82或蒸汽排出管道16之间直接接触。这样，连接管道82和蒸汽排出管道16通过热传导至主体壳1向外部的高温热损失被有效切断。

此外，热传导防止管道96连接在主体壳1的上表面和第二热交换池92或第四热交换池94的底表面。热传导防止管道96安装分别包裹在水供应管道71和蒸汽压力供应管道40的外部，如图3、5所示。与外部连接的开口部97形成在热传导防止管道96的前端部。然后，水供应管道71和蒸汽压力供应管道40通过热传导至主体壳1向外部的高温热损失被有效切断。

此外，热传导防止管道96执行防止连接管道82、蒸汽排出管道16、水供应管道71和蒸汽压力供应管道40点高温热向主体壳1热传导的工作，执行热辐射的工作，使得沿上方水管道90流动的水不会被过度加热。

同时，补充水管道61的一端连接至水供应压力罐30的上端部，补充水管道61的另一前端连接至T形分支62。环形的排出/吸入可变集管63一体地连接至T形分支62相反两侧。排出/吸入可变集管63(discharge/inhale convertibleheader)设置于参考水位罐20。多个喷嘴孔64等间隔地形成于排出/吸入可变集管63。

当水供应压力罐30的水位被降低和补充水需要供应时，安装在补充水管道61的补充水控制阀60暂时打开，水供应压力罐30中保留的高压蒸汽压力快速移动到参考水位罐20，所有量大蒸汽压力经由排出/吸入可变集管63被排出到参考水位罐20。

相应地，当水供应压力罐30快速下降在其内部产生真空压力时参考水位罐20的压力增加。参考水位罐20中的水经由排出/吸入可变集管63被吸入，自动补充水供应压力罐30。如果水供应压力罐30中的水达到预定最高水位时，补充水的供应通过自动关闭补充水控制阀60而中断。

Claims (6)

1.使用自身蒸汽压力自动水供应的蒸汽发生装置，其特征在于包括：

参考水位罐(20)，其设置在蒸汽罐(10)上方；

水供应压力罐(30)，其水平地呈一排设置在参考水位罐(20)前，其中补充水管道(61)连接在水供应压力罐(30)的上端部和参考水位罐(20)之间；水供应管道(71)连接在水供应压力罐(30)的下端部和蒸汽罐(10)之间；

蒸汽压力供应管道(40)，其下侧连接至蒸汽罐(10)的上端部，其上侧连接至水供应压力罐(30)的上端部；压力供应控制阀(50)，其安装于压力供应管道(40)；

补充水控制阀(60)，其安装于补充水管道(61)的管线中；

水供应控制阀(70)，其安装于水供应管道(71)的管线中；其中补充水管道(61)一侧连接至水供应压力罐(30)的上端部，补充水管道(61)的另一前端侧连接至T形分支(62)；

吸入/排出可变集管(63)，其连接至T形分支的相反两侧，设置在参考水位罐(20)内，多个喷嘴孔(64)形成于吸入/排出可变集管(63)。

2.如权利要求1所述的使用自身蒸汽压力自动水供应的蒸汽发生装置，其特征在于：蒸汽压力供应管道(40)穿过参考水位罐(20)的底面(21)，经过参考水位罐(20)内，通过热交换加热参考水位罐(40)中的水。

3.如权利要求1所述的使用自身蒸汽压力自动水供应的蒸汽发生装置，其特征在于：蒸汽罐(10)进一步包括：加热腔(11)，其设置在蒸汽罐(10)的下部，与上方的蒸汽收集器(14)形成连通；蒸汽腔(15)，其专门用于存储收集的纯蒸汽，与下方的蒸汽收集器(14)形成连通；其中还安装向外部排出蒸汽的蒸汽排出管道(16)，连接至蒸汽腔(15)的上端部。

4.如权利要求3所述的使用自身蒸汽压力自动水供应的蒸汽发生装置，其特征在于进一步包括：

第二热交换池(92)、第三热交换池(93)、第四热交换池(94)，安装在水供应管道(71)、蒸汽排出管道(16)和蒸汽压力供应管道(40)的外部以分别包裹水供应管道(71)、蒸汽排出管道(16)和蒸汽压力供应管道(40)；

上方水管道(90)，其被连接以沿第二热交换池(92)、第三热交换池(93)、第四热交换池(94)顺序流水，上方水管道(90)连接在参考水位罐(20)内部。

5.如权利要求4所述的使用自身蒸汽压力自动水供应的蒸汽发生装置，其特征在于进一步包括：

主体壳(1)，其安装在蒸汽罐(10)的外部以覆盖蒸汽罐(10)；

热传导防止管道(96)，其连接在主体壳(1)的上表面和第二热交换池(92)或第四热交换池(94)的底内表面之间，热传导防止管道(96)包裹水供应管道(71)和蒸汽压力供应管道(40)；

开口部(97)，其形成在热传导防止管道(96)的前端部并连接至外部；

热传导防止管道(96)，其连接在主体壳(1)的内侧部表面和第三热交换器(93)的内侧部表面之间，热传导防止管道(96)包裹蒸汽排出管(16)；

开口部(97)，其形成在热传导防止管道(96)的前端部且连接至外部。

6.如权利要求1所述的使用自身蒸汽压力自动水供应的蒸汽发生装置，其特征在于水供应压力罐(30)进一步包括：

间隔装置(32)，其形成有水通路(31)，间隔装置(32)水平地安装在水供应压力罐(30)内；

供应水腔(33)，位于间隔装置(32)下方，供应水腔(33)存储补充水；

蒸汽腔(34)，位于间隔装置(32)上方，压缩和专门存储蒸汽压力，以将供应水腔(33)内的水舒畅地供应至蒸汽罐(10)。