CN105371262B - 喷淋式蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种喷淋式蒸汽发生器，包括:由上往下连通设置的上集箱和管排,以及设于所述上集箱之内的喷淋装置；其中，所述喷淋装置连接水源用于以喷淋的方式供给水；所述上集箱上设置有蒸汽出口和接口；所述管排与所述上集箱通过所述接口连接以与上集箱内部连通，用来在所述管排被加热时将所述喷淋装置喷出的水汽化以产生蒸汽。该喷淋式蒸汽发生器具有安全可靠、热效率高、蒸汽产生快、自动化程度高、运行费用低的优势。

Description

喷淋式蒸汽发生器

技术领域

本发明涉及蒸汽锅炉技术领域，特别涉及一种喷淋式蒸汽发生器。

背景技术

现有技术中通常使用锅炉产生蒸汽，再将产生的高温高压的蒸汽通过换热器换热后为建筑物进行供暖供热。现有技术中的锅炉通常以燃煤或天燃气作为加热锅炉的主要热源，进而促使锅炉内的循环水不断蒸发产生大量的蒸汽。现有技术中的锅炉在结构上通常拥有一个和热源直接接触的巨大的加热水箱，并设置有维持该加热水箱内部水位的补水泵。实际使用时若安全阀因老化而发生故障会导致锅炉内部压力骤升，进而产生能量巨大的爆炸，即使加热水箱内的蓄水量仅为100公斤，其爆炸释放的能量与1公斤TNT炸药相当，破坏力极大。现有技术中蒸汽锅炉的加热水箱内通常承装几千公斤的软化水，为安全供热带来了极大的安全隐患。此外，在发现安全阀故障时，上升结构的蒸汽锅炉难以及时切断热源，即便切断热源后，位于加热水箱内的余热仍然会产生大量的蒸汽，进而导致加热水箱内部的压力继续上升，进而致使爆炸难以得到及时的阻止。进一步的，由于现有技术中的加热水箱通常容量较大，承装大量的软化水，进而从点火启动到达到供汽压力通常需要不少于50分钟的准备时间，在这一加热过程中，过长的加热时间会产生大量的热量损耗，进而浪费了大量的能源，既不节能，也不环保。

因此，需要研发一种新式的蒸汽发生器，以克服上述技术缺陷，增加蒸汽锅炉的使用安全性成为一种必需。

发明内容

为此，本发明提供一种喷淋式蒸汽发生器，以解决现有技术中水容量多、启动时间长、热效率低的问题，并彻底解决了爆炸发生的可能性。

本发明提供一种喷淋式蒸汽发生器，包括:由上往下连通设置的上集箱和管排,以及设于所述上集箱之内的喷淋装置；其中，所述喷淋装置连接水源用于以喷淋的方式供给水；所述上集箱上设置有蒸汽出口和接口；所述管排与所述上集箱通过所述接口连接以与上集箱内部连通，用来在所述管排被加热时将所述喷淋装置喷出的水汽化以产生蒸汽。

可选的，所述喷淋装置包括供水管道和喷头，所述供水管道固定设置在所述上集箱内部，其一端与所述上集箱侧壁密封连接，所述喷头设置在所述供水管道上。

可选的，所述喷头的数量为一个、两个或两个以上。

可选的，所述喷头固定设置在供水管道上，并以如下方式喷洒水流：直线喷洒、扇形喷洒和/或全方位喷洒。

可选的，所述喷头为螺旋喷头。

可选的，所述喷淋式蒸汽发生器还包括设于管排下方的下集箱，其上设有接口，并通过所述接口使其与所述管排连通用来接收未被汽化的液态水。

可选的，所述上集箱上还连接有压力表和压力控制器。

可选的，所述上集箱上还设有安全阀。

可选的，所述管排上安装有温控传感器用来监控所述管排的温度。

可选的，所述下集箱的连接排水管道，管道上设有疏水阀。

本发明的有益效果为：

1、水容量少：传统蒸汽锅炉一旦爆炸，每100公斤炉水释放的能量相当于1千克TNT炸药。常规蒸汽锅炉内有几千公斤水，爆炸威力巨大。而本发明的喷淋式蒸汽发生器只有20多公斤水，比家用热水器容量还小，没有爆炸的危险；

2、升压时间快：本发明的喷淋式蒸汽发生器升压时间快，从点火开始启动到出蒸汽只需5分钟左右，是传统蒸汽锅炉启动速度的10倍，仅从升压单方面来算就可以大大节省燃料，提高运行工作效率，节省了启动能耗；

3、应用范围广，只要能用到蒸汽的行业都可以用比如：洗涤熨烫行业：干洗机、烘干机、水洗机、脱水机、熨平机、熨斗等设备配套使用；包装机械行业：贴标机、套标机配套使用；生物化工行业：发酵罐、反应釜、夹层锅、搅拌机、乳化机等设备的配套使用；食品机械行业：豆腐机、蒸箱、灭菌罐、包装机、涂料设备、封口机等设备配套使用；其它行业：(油田、汽车)蒸汽清洗行业、(宾馆、宿舍、学校)蒸汽或热水供应、(桥梁、铁路)混凝土养护等。

因此，喷淋式蒸汽发生器具有安全可靠、热效率高、蒸汽产生快、自动化程度高、运行费用低的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中喷淋式蒸汽发生装置的结构示意图；

图2为本发明实施例2中喷淋式蒸汽发生装置的一种结构示意图；

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

本发明实施方式提供一种喷淋式蒸汽发生器，包括:由上往下连通设置的上集箱和管排,以及设于所述上集箱之内的喷淋装置；其中，所述喷淋装置连接水源用于以喷淋的方式供给水；所述上集箱上设置有蒸汽出口和接口；所述管排与所述上集箱通过所述接口连接以与上集箱内部连通，用来在所述管排被加热时将所述喷淋装置喷出的水汽化以产生蒸汽。

使用时，水通过所述喷淋装置向所述上集箱壁喷洒水流，水流沿上集箱管壁流入管排，管排被加热至高温，一方面使管排中的水流汽化为蒸汽并上升至上集箱，一方面管排的高温热传递给上集箱使整个系统处于高温状态，因此上集箱中的水流也在高温状态下汽化为蒸汽，蒸汽在上集箱中汇集并经蒸汽出口流出以供后续使用；上集箱中未被汽化的液态水沿上集箱壁流入管排中，在液态水沿上集箱壁流入管排的过程中，液态水可被进一步加热汽化为蒸汽，蒸汽再上升至上集箱中。相对于传统的水箱供水的方式，这样以喷淋的方式供给水，可以一方面大大降低加热汽化的水量而使水容量减小；一方面，喷出的水由于水量大大减少，故可在短时间内被汽化为蒸汽，大大缩短了出汽的时间；再者，由于管排中也是高温环境，上集箱中未被汽化的水向下流入管排的过程中也可以被汽化，这样大大提高了水被汽化的利用率。在这里，可以将管排围绕加热源设置，以将热源包裹的形式均匀分布，这样能够更充分的吸收热源的热量，提高热源的能量利用效率，节能环保。

进一步的，所述喷淋装置包括供水管道和喷头，所述供水管道一端通过法兰与上集箱侧壁密封焊接，另一端通过固定设置在上集箱壁上的基托固定，所述喷头设置在所述供水管道上。水流经供水管道进入喷头，喷头向上集箱内部喷洒水流。

进一步的，所述喷头为本领域常规使用的喷头，其数量可以为一个、两个或两个以上，这里，喷头设置在供水管道上，喷头的数量跟喷头一次喷出的水量、蒸汽的实际需求以及喷头喷水的方式都有关系，当喷头可以连续喷出水流，并且一次喷出的水量较大，而蒸汽需要量并不是特别大的情况下，可以只使用一个喷头；但优选使用两个以上的多个喷头，由于每一个喷头的出水量还可以通过电磁阀实现智能控制，还能进一步达到智能控制蒸汽发生位置，及蒸汽在不同喷头处产生不同量的技术效果，进而可以更进一步达到位于不同位置的每一个喷头的喷水量与上集箱内的温度场相适配的技术效果，进而可有效利用上集箱内的温度场，产生大量的高温高压蒸汽，避免出现过多的回流水，提高蒸汽的产生效率，另外，使用多个喷头可以更好的保证喷洒的水流充满上集箱空间中的各个位置处以使上集箱内各个空间位置处的瞬时蒸汽压力均匀，以提高装置的耐用性。

进一步的，所述喷头为固定设置在所述供水管道上的非旋转喷头或旋转喷头，喷头的设置使得水流以如下方式之一进行喷洒：直线喷洒、扇形喷洒和全方位喷洒。当以直线喷洒或扇形喷洒比如均竖直朝上集箱下壁喷洒或均朝上集箱的侧壁以扇形喷洒时，使得上集箱中未被喷洒水流的空间都作为蒸汽的流通通道，最大化保证蒸汽畅通无阻的由蒸汽出口流出，同时使得未被汽化的蒸汽尽快沿下壁流入管排中而不在上集箱中聚集；当喷头为螺旋喷头以螺旋形式在上集箱内部空间全方位喷洒时，可以充分利用上集箱中各个位置的温度场以使水流的汽化量达到最大化，提高了热量的利用率，同时使得上集箱内部空间各个位置处的瞬时蒸汽压力变得均匀，避免出现上集箱内部不同位置处蒸汽压不同而影响装置的耐用性。

进一步的，所述喷淋式蒸汽发生器还包括设于管排下方的下集箱，其上设有接口，并通过所述接口使其与所述管排连通用来接收未被汽化的液态水。所述喷淋式蒸汽发生器中未被汽化的液态水可通过设置下集箱来收集，未被汽化的液态水被收集之后可以进一步循环使用，比如回收的水可以再送入喷淋装置实现循环使用进而可进一步提高水的利用率。

进一步的，所述上集箱上还连接有压力表和压力控制器，用来监控所述喷淋式蒸汽发生器内部的高压以便当该装置内部压力过高而危险时可以提供警示。所述压力表的感应端与所述上集箱的内腔连通。所述压力表为仅具有压力显示功能的普通压力表或具有数据传递功能，能将压力参数通过无线信号发送至接收端的数显压力表。需要说明的是由于普通压力表及数显压力表的功能及结构均为现有技术，也非本发明的发明点，故其相关结构细节在此不再赘述。压力表的设置有助于及时观察上集箱内部的压力变化情况，并能及时将数据信息加以反馈，有助于增强喷淋式蒸汽发生器的使用安全性，当上集箱内部压力接近设定上限压力时，可在发出警报的同时，授权控制系统及时停止燃烧系统的运行以切断管排的加热，进而达到上集箱内无法进一步产生蒸汽，压力无法进一步迅速攀升的技术效果。

进一步的，所述上集箱上还设有安全阀，可以通过该阀门当整个喷淋式蒸汽发生器内部的压力过高时，使蒸汽通过安全阀快速排出，进而可有效遏止爆炸的发生，保证装置的安全性。

进一步的，所述管排上安装有温控传感器用来监控所述管排的温度。当喷淋装置由于某种故障不能正常供给水时，整个喷淋式蒸汽发生器内部可能会出现没有水流的情况，这时，由于管排仍处于高温加热的状态，由于没有水流有可能会使管排的温度急剧上升而超过设定上限温度，这时安装的温控传感器可及时将温度反馈给控制系统，控制系统及时发现并授权燃烧系统停止运行以避免装置出现爆炸的危险，从而提高装置的安全性，而当故障排除系统正常运行时，如果温度传感器反馈的温度低于下限值时，控制系统可启动燃烧系统重新正常运行。

以下列举两个具体的实施例来说明本发明。

实施例1：

本发明提供一种喷淋式蒸汽发生器，如图1所示，其包括:上集箱100、供水管道211、四个喷头200和管排300，其中，供水管道211和四个喷头200组成喷淋装置，供水管道211设于上集箱中间的位置，其一端与上集箱100的侧壁通过法兰焊接，其另一端212通过基托213固定在上集箱内的下壁。本领域人员要领会也可以通过本领域其他的固定方式将供水管道在上集箱中固定设置，进而保证整个装置的安全性；所述供水管道211可连接一水泵用来供给水，其另一端212可以为封闭端或可连接一喷头；管排300设于上集箱100的下方，通过多个接口120与上集箱100连通；在上集箱100上，还设有蒸汽出口110、安全阀500、气压表600和压力控制器700，在蒸汽出口110处可短接一竖直管段用于连接后续处理装置；在管排300上，设有温度控制器800；管排300围绕的区域900内设置热源。

本实施例中，喷头200固定设置在供水管道211上，喷头200为螺旋喷头，其以螺旋方式向上集箱内部全方位喷洒水流，将供水管道211设置在上集箱中间的位置是为了便于喷头向上集箱空间内部均匀喷洒水流。

实施例2：

本发明提供一种喷淋式蒸汽发生器，如图2所示，本实施例在实施例1的基础上，还进一步包括下集箱400，下集箱400通过多个接口与管排300连通，用来接收该蒸汽发生器中未被汽化的液体，在所述下集箱400上设有出水管道410用来排出下集箱中的液态水，在出水管道410上设有疏水阀500用来在排出下集箱中的液态水的同时保证下集箱中存在的蒸汽不排出，从而保证在整个装置的蒸汽最大化的被利用而没有泄露。

以上发明仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。

Claims (3)

1.一种喷淋式蒸汽发生器，包括:由上往下连通设置的上集箱和管排, 以及设于所述上集箱之内的喷淋装置；其中，所述喷淋装置包括供水管道和喷头，所述供水管道固定设置在所述上集箱内部，其一端与所述上集箱侧壁密封连接，所述喷头设置在所述供水管道上，所述喷淋装置连接水源用于以喷淋的方式供给水；所述上集箱上设置有蒸汽出口和接口；所述管排与所述上集箱通过所述接口连接以与上集箱内部连通，用来在所述管排被加 热时将所述喷淋装置喷出的水汽化以产生蒸汽；

所述喷头固定设置在供水管道上，并以如下方式喷洒水流：直线喷洒、扇形喷洒和/或全方位喷洒；

所述喷头为螺旋喷头；

所述喷头的数量为一个、两个或两个以上，每一个喷头的出水量还可以通过电磁阀实现智能控制；

所述上集箱上还连接有压力表和压力控制器；所述上集箱上还设有安全阀；所述管排上安装有温控传感器用来监控所述管排的温度。

2.根据权利要求 1 所述的喷淋式蒸汽发生器，其中，还包括设于管排下方的下集箱，其上设有接口，并通过所述接口使所述下集箱与所述管排连通用来接收未被汽化的液态水。

3.根据权利要求 2所述的喷淋式蒸汽发生器，其中，所述下集箱还连接排水管道，管道上设有疏水阀。