CN106090869A - 一种电磁蒸汽热水两用发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁蒸汽热水两用发生器，它包括电磁加热装置、电子控制阀门，电磁加热装置下端设有入水口，上端设有出口，电磁加热装置上方有蒸汽存储器；蒸汽存储器上部有蒸汽出口、热水出口和通汽口；蒸汽存储器内有汽水分离器，并设有上、下水位监测器，蒸汽存储器下部设有蒸汽模式补水口，电磁加热装置的入水口与热水模式进水管、蒸汽存储器引出的导通管、排水口相连通。本发明采用的蒸汽存储器起到存储蒸汽、汽水分离以及自动给电磁加热装置生产蒸汽时补水的作用；采用电磁感应加热，水电分离，不结水垢，热效率高；同时通过智能控制电子控制阀门的打开和关闭，可以实现一台设备具备生产蒸汽和热水两种功能，提高设备利用率和应用范围。

Description

一种电磁蒸汽热水两用发生器

技术领域

本发明属于蒸汽热水领域，具体涉及一种无水垢的具备生产蒸汽和热水两种功能的电磁蒸汽热水两用发生器。

背景技术

电磁加热就是利用物理学上的“集肤效应”原理对铁质材料进行快速加热，即高频变频电流通过线圈产生交变磁场，当有铁质放置在该线圈的磁力线覆盖范围内时，铁质体被交变磁场切割，表面产生交变电流(即涡流)而迅速发热。

现有的电加热蒸汽机和热水机一般将电阻式电热管浸泡在水中直接加热，电热管长期浸泡在水中或裸露在水蒸汽中容易结水垢而影响热交换效率；长期使用容易发生电极被腐蚀等安全隐患，严重时可导致漏电、爆炸等事故。另外，现在少有的采用电磁加热的方式生产蒸汽或热水的发生器，大多采用钢管作为热交换体对钢管里面的水进行加热产生蒸汽或热水，这种方法为电磁感应发热体裸露在大气环境中，电磁感应发热体里面装水进行热交换，简称：铁包水加热器。这种加热方法的缺点是：电磁发热体内表面向水传导热量而外表面同时向空气散发热量；发热体钢管内装水煮水，属于传统锅炉煮水生产蒸汽方法，这种锅炉煮水方法，由于锅内装水量大，靠近锅炉壁的水先汽化形成一层蒸汽膜，热量必须通过蒸汽膜汽相向中间液相水传递，传递速度慢，导致热交换效率低，需要交换面积大，生产效率低。再有，现有电磁加热装置不具备能够生产蒸汽和热水两用功能，应用范围窄。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电磁蒸汽热水两用发生器，该发生器不仅能够提高热量利用率及换热速度；而且有效防止水垢形成；还可以通过智能程序控制电子控制阀门打开和关闭来实现蒸汽和热水两种功能的切换，使得同一台机器能够生产蒸汽或热水。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

本发明一种电磁蒸汽热水两用发生器，它包括电磁加热装置、电子控制阀门，电磁加热装置的下端设有入水口，上端设有出口，电磁加热装置上端的出口连通蒸汽存储器；蒸汽存储器的上部设置有蒸汽出口、热水出口和通汽口；蒸汽存储器内设置有汽水分离器，中下部设置有上、下水位监测器，蒸汽存储器的下部设有蒸汽模式补水口；电磁加热装置下端的入水口及蒸汽存储器下部引出的导通管与热水模式进水管相连通，热水模式进水管末端设有排水口。

所述蒸汽模式补水口位于蒸汽存储器的下部，蒸汽模式补水口、热水模式进水管进水端及排水口、蒸汽出口、热水出口、通汽口和导通管上分别设有电子控制阀门。

所述电磁加热装置单个设置或以并联方式设置两个或两个以上，每个电磁加热装置由电磁感应线圈、绝缘套管、发热体和端盖组成，发热体置于绝缘套管内，发热体的外表面与绝缘套管的内壁之间形成环形狭缝通道，绝缘套管的外壁缠绕有与变频设备相连接的电磁感应线圈；发热体的上下两端分别设有与绝缘套管卡接的底板，上下两个底板上均开有通孔，通孔与环形狭缝通道相连通，上下两个底板的外侧均设有与底板螺纹连接的端盖，下端的端盖设有入水口，上端的端盖设有与蒸汽存储器底部相连接的出口。

所述发热体的两端分别设有拉杆，拉杆穿过底板后与螺母螺纹连接，通过螺母压紧底板以压迫坚固两底板与绝缘套管紧密连接。

所述发热体采用铁质或铁合金制成，其两端缩小并形成拉杆。

所述绝缘套管采用陶瓷管或耐高温高压的绝缘管。

所述电磁感应线圈为多股并联的高温漆包线或高温导线或铜管。

所述电子控制阀门为耐高温高压的电子控制阀门，接受智能程序的控制打开或关闭。

本发明在底板与绝缘套管的接合处以及端盖与底板的接合处均设置有垫片。

本发明在连接管道、蒸汽存储器和绝缘套管表面均设置良好的保温措施。

本发明电磁蒸汽热水两用发生器具有如下优点：

1.本发明将发热体置于绝缘套管内，发热体与绝缘套管之间形成环形狭缝通道的换热空间，水从狭缝通道流过，把电磁感应发热体完全内置于水或蒸汽包围中，简称：水包铁加热器。其发热体不与大气环境接触，加上发热体外面设有绝缘套管，有效阻断发热体向空气散发热量，能够有效提高热量利用效率。

2.本发明采用电磁感应加热，在变频磁场作用下，发热体表面产生涡流，同时变频电流流经缠绕在绝缘套管上的电磁感应线圈时产生机械震动，电磁感应线圈机械震动同时带动绝缘套管同步发生机械震动，使得水中的碳酸钙很难结合成水垢附着在发热体外表面和绝缘套管内壁上，实现无结垢换热空间，从而保证电磁蒸汽热水两用发生器热交换效率永远不会降低。

3.本发明在发热体与绝缘套管之间形成环形狭缝通道的换热空间，流经狭缝通道的水层很薄，减小了热量在液相内传递的路程和时间，热量直接加热狭缝内液相，减小甚至消除了热量从汽相到液相转移传递这一过程，在换热空间内直接吸收热量产生蒸汽，突破了传统锅炉煮水生产蒸汽的方法，有效减小换热面积，增大了换热效果，提高了换热速度，实现了连续稳定快速生产蒸汽。本发明同时可应用于生产热水，当加大流经环形狭缝通道换热空间水流量，水流没有达到汽化，生产成热水。

4、本发明电磁蒸汽热水两用发生器同时具备生产蒸汽和热水两种功能，两种功能可以通过智能程序自由切换。蒸汽存储器同时具备汽水分离、储存蒸汽、蒸汽模式下自动给电磁加热装置补水功能；通过智能程序控制电子控制阀门打开和关闭来实现蒸汽和热水两种功能的切换，使得同一台机器能够生产蒸汽或热水。

附图说明

图1是本发明电磁蒸汽热水两用发生器的结构示意图；

图2是本发明采用的电磁加热装置的结构示意图。

图3是图2的I—I剖视示意图。

图中：100—电磁加热装置，200—蒸汽存储器，410—蒸汽模式补水口，420—热水模式进水管，430—蒸汽出口，440—热水出口，450—排水口，460—通汽口，210—上水位监测器，220—下水位监测器，230—导通管，240—汽水分离器，310—电子控制阀门，320—电子控制阀门，330—电子控制阀门，340—电子控制阀门，350—电子控制阀门，360—电子控制阀门，370—电子控制阀门；110—发热体，120—绝缘套管，130—电磁感应线圈，140—底板，150—螺母，160—端盖，170—环形狭缝通道，161—入水口，162—出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，本发明电磁蒸汽热水两用发生器包括一个或多个电磁加热装置100、蒸汽存储器200，每个电磁加热装置100(见图2和图3所示)由发热体110、绝缘套管120、电磁感应线圈130和端盖160组成，发热体110置于绝缘套管120内，发热体110的外表面与绝缘套管120的内壁之间形成环形狭缝通道170作为电磁加热装置的换热空间。绝缘套管120的外壁缠绕有与变频设备(图中未示出)电性连接的电磁感应线圈130，发热体110的上下两端分别设有与绝缘套管120卡接的底板140，底板140的外侧设有扣沿，将扣沿紧配在绝缘套管120上形成定位连接。上下两个底板140上均开有通孔141，通孔141与环形狭缝通道170的换热空间相连通，上下两个底板140的外侧均设有与底板140螺纹连接的端盖160，下端的端盖160上设有与热水模式进水管420相连通的入水口161，上端的端盖160上设有与蒸汽存储器200相连接的出口162，入水口161、出口162均与底板140上的通孔141相连通。

本发明所述蒸汽存储器200的底部与电磁加热装置100的上端盖出口162相连接；蒸汽存储器200上部设置有蒸汽出口430、热水出口440和通汽口460；蒸汽存储器里面设置有汽水分离器240，中下部设置有上水位监测器210和下水位监测器220，蒸汽存储器的下部设有蒸汽模式补水口410；热水模式进水管420与蒸汽存储器200的下部引出的导通管230相连通，热水模式进水管420的末端设有排水口450，热水模式进水管420、排水口450、导通管230均与电磁加热装置下端的入水口161相连通。

本发明采用的蒸汽存储器200底部可以连接一个或多个并联连接的电磁加热装置100，形成大功率电磁蒸汽热水两用发生器，可以满足不同用量用户要求。

本发明在蒸汽模式补水口410处设有电子控制阀门310，在热水模式进水管420的进水端设有电子控制阀门320、排水口450设有电子控制阀门350，在蒸汽出口430设有电子控制阀门330，在热水出口440设有电子控制阀门340，在通汽口460设有电子控制阀门360，在导通管230设有电子控制阀门370。

本发明发热体110采用铁质或铁合金制成，其两端缩小制成拉杆111。拉杆111穿过底板140中间的孔后与螺母150形成螺纹连接，螺母150起到压迫紧固两个底板140与绝缘套管120紧密连接的作用。

本发明绝缘套管120采用陶瓷管或耐高温高压的绝缘管。

本发明电磁感应线圈130为多股并联的高温漆包线或高温导线或铜管。电磁感应线圈130的两端分别引出引线，线圈引线连接变频设备(图中未标出)，由变频设备给线圈提供的变频交流电源，变频交流电源的电流频率为5KHZ～500KHZ。

本发明在底板140与绝缘套管120的接合处以及端盖160与底板140的接合处均设置有垫片，以保证连接的气密性。

下面分别对蒸汽和热水两种生产模式进行详细说明。

工作状态由蒸汽工作模式切换至热水工作模式时：

将电子控制阀门310、330、350、360、370均处于关闭状态，电子控制阀门320、340均处于打开状态，冷水通过热水模式进水管420进入，让水流从电磁加热装置100的入水口161流经环形狭缝通道170的换热空间，给电磁感应线圈130通电，利用电磁感应原理，位于感应磁场范围内的发热体110发热，水流包围发热体110阻断发热体向空气散发热量并迅速吸收发热体热量生成热水，热水从出口162流入蒸汽存储器200，最后从蒸汽存储器200上部的热水出口440流出，输送给用户。

工作状态由热水工作模式切换至蒸汽工作模式时：

将电子控制阀门320、340均处于关闭状态，电子控制阀门310、330、370均处于打开状态。如果蒸汽存储器200内的水位高于上水位监测器210位置，先要打开电子控制阀门350、360对电磁蒸汽热水两用发生器进行排水，把水排至上水位监测器210位置时关闭电子控制阀门350、360；如果蒸汽存储器200内的水位低于下水位监测器220位置，则通过蒸汽模式补水口410先对电磁蒸汽热水两用发生器进行补水，把水补至上水位监测器210位置；再给电磁感应线圈130通电，利用电磁感应原理，使位于感应磁场范围内的发热体110发热，用以对换热空间170内的水进行加热产生蒸汽。

在蒸汽工作模式全过程，通过蒸汽模式补水口410给蒸汽存储器200进行补水，水位控制在下水位监测器220与上水位监测器210范围内。采用上述结构及方式进行生产蒸汽，水在环形狭缝通道170内全部包裹发热体110，阻断了发热体110向空气散发热量，提高了热量利用率，而且热量直接加热狭缝内液相，减小热量从汽相到液相传递转移这一过程，有效提高了换热速度，减少换热面积，蒸汽生产速度快，热效率高。

本发明通过把蒸汽模式补水口410设置于蒸汽存储器200上，通过导通管230使蒸汽模式补水口410与电磁加热装置的入水口161相导通，同时将电磁加热装置100设置于蒸汽存储器200的下方。这样，可以通过水自重无需借助外力补充至环形狭缝通道170的换热空间内，既防止干烧，又节约能源。

本发明通过将电磁加热装置生产的蒸汽进入蒸汽存储器200进行汽水分离，干燥的蒸汽从蒸汽出口430流出，输送给用户；分离水可以重新进入电磁加热装置加热，既提高蒸汽干燥度，又节约能源。

本发明电磁蒸汽热水两用发生器应用于生产蒸汽和热水上，变频设备通过线圈引线为电磁感应线圈加载5KHZ～500KHZ的交流电，发热体在“集肤效应”作用下发热来加热环形狭缝通道换热空间内的水，完全水电分离；上述频率段的电流通过电磁感应线圈能产生频率为5KHZ～500KHZ的机械震动，进而带动绝缘套管同步震动，同时，上述频率段的电流通过电磁感应线圈产生交变磁场切割发热体，发热体表面同步产生涡流。因此，换热空间中的水垢微粒、碳酸钙不会沉积在绝缘套管120的内壁，亦不会沉积在发热体110的外表面；上述无法沉积的水垢微粒、碳酸钙以及水中尘埃直接随水流或余水排出电磁蒸汽热水两用发生器，不会形成水垢淤积，达到无水垢的目的，进行达到热效率永远不会降低。

本发明电磁蒸汽热水两用发生器采用水在换热空间内全部包裹发热体110，阻断了发热体向空气散发热量，提高热量利用率。生产热水时流经狭缝通道的水层很薄，减小了热量在液相内传递的路程和时间，热量直接加热狭缝内液相，提高换热速度，热水生产速度快；生产蒸汽时热量直接加热狭缝内液相，减小热量从汽相到液相转移这一过程，有效提高了换热速度，减小换热面积，蒸汽生产速度快，热效率高。

本发明电磁蒸汽热水两用发生器的电磁加热装置模块化设计，可任意组合一个或多个电磁加热装置，蒸汽或热水产量可根据用户的使用量灵活设置。本发明电磁蒸汽热水两用发生器蒸汽生产量可在10kg～10蒸吨/小时范围组合，满足改造家庭用和工业用锅炉，应用广泛。

本发明电磁蒸汽热水两用发生器通过智能控制电子阀门的打开和关闭，实现一台设备可以生产蒸汽和热水两种功能，提高设备利用率和应用范围，特别对改造蒸汽和热水锅炉，可同时为用户提供蒸汽和热水，满足蒸煮、供暖、热水多种功能。

对于本领域的技术人员来说，可根据本发明所提示的结构原理及构思，造出其他各种相应的改变或变形，而所有这些改变以及变形均属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种电磁蒸汽热水两用发生器，包括电磁加热装置(100)、电子控制阀门，电磁加热装置(100)下端设有入水口，上端设有出口，其特征在于，电磁加热装置上端的出口连通蒸汽存储器(200)；蒸汽存储器(200)的上部设置有蒸汽出口(430)、热水出口(440)和通汽口(460)；蒸汽存储器(200)内设置有汽水分离器(240)，中下部设置有上、下水位监测器，蒸汽存储器(200)的下部设有蒸汽模式补水口(410)，电磁加热装置下端的入水口(161)及蒸汽存储器(200)下部引出的导通管(230)与热水模式进水管(420)相连通，热水模式进水管(420)末端设有排水口(450)。

2.根据权利要求1所述电磁蒸汽热水两用发生器，其特征在于，蒸汽模式补水口(410)、热水模式进水管(420)进水端、蒸汽出口(430)、热水出口(440)、排水口(450)、通汽口(460)和导通管(230)上分别设有电子控制阀门。

3.根据权利要求1或2所述电磁蒸汽热水两用发生器，其特征在于，所述电磁加热装置(100)单个设置或以并联方式设置两个或两个以上，每个电磁加热装置(100)由电磁感应线圈(130)、发热体(110)、绝缘套管(120)和端盖(160)组成，发热体(110)置于绝缘套管(120)内，发热体(110)的外表面与绝缘套管(120)的内壁之间形成环形狭缝通道(170)，绝缘套管(120)的外壁缠绕有与变频设备相连接的电磁感应线圈(130)；发热体(110)的上下两端分别设有与绝缘套管(120)卡接的底板(140)，上下两个底板(140)上均开有通孔(141)，通孔(141)与环形狭缝通道(170)相连通，上下两个底板(140)的外侧均设有与底板(140)螺纹连接的端盖(160)，下端的端盖设有入水口(161)，上端的端盖设有与蒸汽存储器底部相连接的出口(162)。

4.根据权利要求3所述电磁蒸汽热水两用发生器，其特征在于，所述发热体(110)的两端分别缩小成拉杆(111)，拉杆(111)穿过底板(140)后与螺母(150)螺纹连接，通过螺母压紧底板以压迫坚固两底板与绝缘套管紧密连接。

5.根据权利要求3所述电磁蒸汽热水两用发生器，其特征在于，所述发热体采用铁质或铁合金制成，其两端缩小并形成拉杆。

6.根据权利要求3所述电磁蒸汽热水两用发生器，其特征在于，所述绝缘套管采用陶瓷管或耐高温高压的绝缘管。

7.根据权利要求3所述电磁蒸汽热水两用发生器，其特征在于，所述电磁感应线圈为多股并联的高温漆包线或高温导线或铜管。