CN111425832A - 水压调倾角的蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水压调倾角的蒸汽发生器，包括储水罐、第一换热器和若干搅拌桨，搅拌桨包括推板、驱动托持杆朝向水平滑管内收缩的弹簧、水平缸体、水平滑管、滑管部活塞和托持杆，水平缸体通过缸体部活塞隔离出同水平滑管连通的液压腔，水平缸体位于缸体部活塞远离液压腔一侧的空间设有进水孔，推板的上端通过轴销同水平滑管铰接在一起、下端搁置在托持杆，托持杆同推板接触的部位距离通过轴销的轴线的竖直平面之间的距离随着托持杆伸出水平滑管的距离的增大而增大，所述缸体部活塞的面积大于所述滑管部活塞的面积。本发明具有换热速度快、上推水的力能够随着水位的增加而增加的优点，解决了现有的热流体加热的蒸汽产生器换热速度慢的问题。

Description

水压调倾角的蒸汽发生器

技术领域

本发明涉及蒸汽生产技术领域，特别涉及一种水压调倾角的蒸汽发生器。

背景技术

在现有技术中，竖直布置热流体蒸汽发生器基本上都是通过电热器或燃油燃烧产生热量给储水罐内的水加热进行蒸发而形成蒸汽。为了实现对太阳能的充分利用，涉及出了通过太阳能将空气加热、然后使热的空气通过管道输入储水罐内的换热器内、热空气经过换热器时将热量传导给储水罐内的水而使得水被蒸发而形成蒸汽，释放热量的空气再回流到太阳能加热器而被太阳能进行加热，如此循环。由于热流体为流动式进行加热的，如果热量没有及时被交换出则仍旧是会流走的（而传统的电热和燃油加热为热源始终维持在储水杆罐内的（即为静态加热的）、换热效率高低热量最终都是释放到水中了的、换热效率影响的只是加热时间长端、而不会导致热量的流失过多地增加）、该随同热流体流走的热量相当于热量的流失，而现有的蒸汽发生器由于都是通过静态加热的、所以加热过程中都是时水保持静止的（因为静态加热无需水进行移动）、从而导致换热器同水之间的换热速度慢；换热器的位置为固定的，当水位不同时对热量的利用率会差异性较大，尤其是当换热器距离液面距离大时，则换热器传递出的热量沿远离液面方向而被散失掉的热量同换热器传递出的热量朝向液面方向传递而初始水蒸发的热量的比值会较大，该比值越大则意味着热量利用率越低，所有换热器的安装适合离液面较近而离容器的底部较远，但是该安装方式会导致换水分很快蒸发到液面下降导致换热器裸露（也即蒸发时间会较短），为此现有的换热器都是安装在容器底部去牺牲热量利用率而达到延迟蒸发时间的效果；现有的换热器都是选择淹没式进行换热的，不能够快速产生水蒸气。

发明内容

本发明的第一个目的旨在提供一种换热速度快的上推水的力能够随着水位的增加而增加的水压调倾角的蒸汽发生器，解决了现有的热流体加热的蒸汽产生器换热速度慢的问题。

本发明的第二个目的旨在第一个目的的基础上提供一种产生蒸汽速度快的水压调倾角的蒸汽发生器，解决了现有的蒸汽产生器淹没式加热产生蒸汽速度慢的问题。

本发明的第三个目的旨在第一个目的的基础上提供一种能够使得蒸发过程中换热器同液面的距离保持恒定的水压调倾角的蒸汽发生器，解决了现有的蒸汽产生器只能够通过牺牲热利用率来延长蒸发时间问题。

以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种水压调倾角的蒸汽发生器，包括储水罐，所述储水罐设有蒸汽输出口，所述储水罐内设有淹没在储水罐内的水中的第一换热器和搅拌储水罐内的水的搅拌器，所述储水罐设有放热介质输入管和放热介质输出管，所述第一换热器的进口端同所述放热介质输入管相连接、出口端同所述放热介质输出管相连接，所述搅拌器包括竖转轴、驱动竖转轴转动的电机和设置在竖转轴上的若干搅拌桨，所述搅拌桨位于所述第一换热器的下方，所述搅拌桨包括推板、弹簧、一端同竖转轴连接在一起的水平缸体、一端同水平缸体的另一端连接在一起的水平滑管、密封滑动连接在水平滑管内的滑管部活塞和同滑管部活塞连接在一起的经水平滑管的另一端伸出水平滑管的托持杆，所述弹簧用于驱动所述托持杆朝向水平滑管内收缩，所述水平缸体内密封滑动连接有缸体部活塞，缸体部活塞在所述水平缸体内隔离出位于缸体部活塞靠近滑管部活塞一侧的液压腔，所述液压腔内填充有液体，所述液压腔同所述水平滑管连通，所述水平缸体位于缸体部活塞远离液压腔一侧的空间设有进水孔，所述水平滑管设有连接座，所述推板的上端通过轴销同所述连接座铰接在一起、下端搁置在所述托持杆位于所述水平滑管的外部的部分上，所述轴销同所述水平滑管之间的夹角小于90°，所述托持杆同所述推板接触的部位距离通过轴销的轴线的竖直平面之间的距离随着托持杆伸出水平滑管的距离的增大而增大，所述缸体部活塞的面积大于所述滑管部活塞的面积。在换热器对水加热的过程中电机驱动竖转轴转动，竖转轴驱动搅拌桨转动从而实现对水的搅拌，对水进行搅拌的结果为使得同换热器接触的水快速进行变换，从而提高了换热效果。本技术方案使得搅拌时水从换热器下方向上推水、而下部的水温低，使得同换热器接触的水能够同换热器之间保持大的温差，换热速度能够得到提高。技术方案在设计的上水位变动范围内，水位越深则缸体部活塞距离液面的距离越远、其受到的水压力越高，从而使得外推滑管部活塞的力越大，该力克服弹簧的弹力驱动托持杆伸出直到平衡，托持杆伸出则驱动推板以轴销为轴进行转动而增大倾斜角度，倾斜角度增大则推板转动时上推水的力增大；故本技术方案当水位越深时则上推水而使得水上升的力会越大。而现有的搅拌桨转动过程中上推水的力为保持不变的，故水深时水上升的速度会慢、慢则意味着同换热器接触的水进行变换的速度慢、变换速度慢则意味着换热速度慢，故现有的搅拌桨用于蒸汽产生器的搅拌时会导致水深对换热的影响大，而本发明中的搅拌器水深增加时推板的倾角会增加，从而实现了水深增加时上推水的力增大、从而能够降低水深增加对换热速度的影响。在设计的水位范围内，当水位下降时，外推滑管部活塞的力变小，在弹簧的作用下托持杆收缩而驱动水平滑管内的液体进入液压腔而驱动缸体部活塞朝向竖转轴移动而到达平衡状态。转动过程中水推推板产生的推力的作用点始终位于轴销的下方。

本发明还包括裸露在储水罐内的水的液面上的第二换热器，所述第二换热器和第一换热器串联连接在所述储水放热介质输入管和放热介质输出管之间，所述储水罐顶壁内的进水腔，所述进水腔设有朝向所述第二换热器进行喷淋的喷水孔，所述第二换热器的进口端同所述放热介质输入管连接在一起、出口端同所述第一换热器的进口端连接在一起，所述第一换热器的出口端同所述放热介质输出管相连接。使用时，水加入到进水腔，然后从喷水孔排到第二换热器上产生蒸发而形成蒸汽。第二换热器在流过第二换热器的热流体的作用下被加热。直接喷淋式加热，能够立即产生蒸汽，产生蒸汽的速度快。实现了第二个发明目的。

作为优选，所述第一换热器通过若干换热器部浮球悬挂在储水罐内，所述第一换热器部的进口端通过柔性进液管同所述第二换热器的出口端连接在一起，所述第一换热器部的出口端通过柔性出液管同所述放热介质输出管相连接。使用时，在储水罐内装入水到换热器能够通过换热器部浮球进行悬挂在水内，除了第二换热器被喷淋产生蒸汽外，第一换热器对没有被第二换热器蒸发掉的水和储存于储水罐内的水进行加热液产生蒸汽。本发明中的“柔性进液管”和“柔性出液管”中的柔性的意思为：能够随着第一换热器的升降而变化，不会干涉第一换热器的升降。本技术方案通过将换第二热器设计为通过换热器部浮球悬挂在水内，所有第一换热器距离液面的距离是固定的、不会因为液面的改变而改变，从而可以将换热器设计为距离液面的距离在设定的范围内，从而实现提高率利用率。实现了第三个发明目的。

作为优选，所述还包括位于第一换热器下方的第三换热器和位于进水腔内的第四换热器，所述第二换热器、第一换热器、第三换热器和第四换热器依次连接在一起而串联连接在所述储水放热介质输入管和放热介质输出管之间，所述第三换热器同储水罐固接在一起，所述第一换热器的出口端通过所述柔性出液管同所述第三换热器的进口端连接在一起，所述第三换热器的出口端同所述第四换热器的进口端连接在一起，所述第四换热器的出口端同所述放热介质输出管对接在一起。本技术方案设计第三换热器，能够将第一换热器换热后没有利用完的热量进一步换热到水中；第三换热器位于第一换热器的下方，相当于起到了一个对第一换热器远离液面的方向进行保温的作用。进一步提高了热利用率。进一步地设计第四换热器在进水腔内，能够进一步提高对流经换热器的热流体的热量置换出的量，能够降低喷入第二换热器的水筒第二换热器的温差，能够进一步提高热利用率和蒸汽形成效果。

作为优选，所述搅拌桨位于所述第三换热器的上方。

作为优选，所述换热器部浮球通过柔性绳同所述第一换热器连接在一起。使得蒸发过程中产生沸腾时，第一换热器能够通畅地进行晃动，第一换热器能够进行通畅的晃动则能够提高换热效果

作为优选，所述柔性进液管的一端同所述第二换热器的出口端连接在一起、另一端同一个所述换热器部浮球连接在一起，同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球为中空结构，同同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球通过中空结构的悬挂件对第一换热器进行悬挂，柔性进液管、同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球和悬挂件串联在一起构成经所述第一换热器的进口端输入流体到第一换热器内的输液管路。结构紧凑性好。

作为优选，所述竖搅拌轴内设有空腔，所述空腔设有位于所述水平缸体下方的连通孔，所述进水孔贯通所述空腔。

作为优选，所述轴销同所述水平滑管平行。能够使得托持杆驱动推板转动时的通畅性更好。

作为优选，所述电机位于所述储水罐的顶部，所述竖转轴的上端同所述电机连接在一起而悬挂在所述储水罐内。实现密封时方便。

作为优选，所述储水罐的顶壁的内表面为斜面，所述蒸汽输出口同储水罐的顶壁的内表面的最高点对接在一起。能够在搅拌器占用了储水罐的顶部空间而将蒸汽输出口边移的情况下，提高蒸汽流出时的通畅性。

作为优选，所述换热器部浮球为沿上下方向延伸的条形结构。能够降低换热器部浮球占用液面的面积。占用液面面积小则对蒸发效率的干涉小。

作为优选，所述托持杆伸出所述水平滑管到极限位置时所述托板的倾斜角度为45°，所述托持杆插入所述水平滑管内到极限位置时所述托板呈竖直状态。

作为优选，所述弹簧位于所述水平滑管内，所述弹簧位于所述滑管部活塞远离托持杆的一侧。结构紧凑，布局方便，连接可靠。

作为优选，所述轴销和托持杆都位于托板在所述竖转轴驱动下进行转动时的转动方向的后方。防止位于推板上的部件干涉推板上推水的作用。

本技术方案具有以下优点：产生蒸汽的响应时间快；第一换热器本体的距离液面的距离能够睡着水位的变化而变化从而维持距离液面的距离不变，热利用率高；设置搅拌器对储水罐内的水进行搅拌，使得同换热器接触的水快速进行变换，从而提高了换热效果；搅拌时水从换热器下方向上推水、而下部的水温低，使得同换热器接触的水能够同换热器之间保持大的温差，换热速度能够得到提高；水位越深时则上推水而使得水上升的力会越大、如果上推水的力保持不变则水深时水上升的速度会慢、慢则意味着同换热器接触的水进行变换的速度慢、变换速度慢则意味着换热速度慢，故推力不变时会导致水深对换热的影响大，而本发明水深增加时推板的倾角会增加，从而实现了水深增加时上推水的力增大、从而能够降低水深增加对换热速度的影响。

附图说明

图1是本发明剖视示意图；

图2是图1的A处的局部放大示意图；

图3为搅拌桨沿图2的B向进行投影时的示意图；

图4为图3的C—C剖视示意图。

图中：储水罐1、蒸汽输出口2、储水罐的顶壁的内表面3、柔性出液管4、柔性绳5、同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球6、悬挂件7、竖转轴9、电机10、搅拌桨11、推板12、弹簧13、水平缸体14、进水孔15、水平滑管16、滑管部活塞17、托持杆18、缸体部活塞19、液压腔20、空腔21、连通孔22、连接条27、连接座28、轴销29、斜面30、进水接头32、液面33、放热介质输入管34、放热介质输出管35、进水腔36、第二换热器37、第一换热器38、第三换热器39、喷水孔40、换热器部浮球41、第四换热器42、柔性进液管43、管道44。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

参见图1、图2、图3和图4，一种水压调倾角的蒸汽发生器，包括储水罐1和搅拌储水罐内的水的搅拌器。储水罐设有蒸汽输出口2。储水罐的顶壁的内表面3为斜面。蒸汽输出口同储水罐的顶壁的内表面的最高点对接在一起。储水罐设有放热介质输入管34、放热介质输出管35和位于储水罐顶壁内的进水腔36。储水罐内从上向下依次设有第二换热器37、第一换热器38和第三换热器39。第二换热器固定在储水罐内。第二换热器裸露在储水罐内的水的液面33上。进水腔设有朝向第二换热器进行喷淋的喷水孔40。第二换热器的进口端同放热介质输入管连接在一起、出口端同柔性进液管43的上端连接在一起。第一换热器通过若干换热器部浮球41悬挂在储水罐内。进水腔内设有第四换热器42。第二换热器、第一换热器、第三换热器和第四换热器串联连接在储水放热介质输入管和放热介质输出管之间。进水腔设有进水接头32。第三换热器同储水罐固接在一起。第一换热器的出口端通过柔性出液管4同第三换热器的进口端连接在一起。第三换热器固定在储水罐内且位于第一换热器的下方。第三换热器的出口端通过管道44同第四换热器的进口端连接在一起。第四换热器的出口端同所述放热介质输出管对接在一起。换热器部浮球通过柔性绳5同第一换热器连接在一起。柔性进液管的下端同换热器部浮球中的一个换热器部浮球连接在一起，同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球6为中空结构，同同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球通过中空结构的悬挂件7对第一换热器进行悬挂.悬挂件也为柔性绳、只是同其它柔性绳而言为管状结构。柔性进液管、同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球和悬挂件串联在一起构成经第一换热器的进口端输入流体到第一换热器内的输液管路。

搅拌器包括竖转轴9、驱动竖转轴转动的电机10和设置在竖转轴上的若干搅拌桨11。电机位于储水罐的顶部。竖转轴的上端同电机连接在一起而悬挂在储水罐内。搅拌桨位于第一换热器部的下方。搅拌桨位于第三换热器部的上方。搅拌桨包括推板12、弹簧13、一端同竖转轴连接在一起的水平缸体14、一端同水平缸体的另一端连接在一起的水平滑管16、密封滑动连接在水平滑管内的滑管部活塞17和同滑管部活塞连接在一起的经水平滑管的另一端伸出水平滑管的托持杆18。弹簧用于驱动托持杆朝向水平滑管内收缩。水平缸体内密封滑动连接有缸体部活塞19。缸体部活塞在水平缸体内隔离出位于缸体部活塞靠近滑管部活塞一侧的液压腔20。液压腔内填充满液体。液压腔同水平滑管连通。水平缸体位于缸体部活塞远离液压腔一侧的空间设有进水孔15。竖搅拌轴内设有空腔21。空腔设有位于水平缸体下方的连通孔22，连通孔具体位于竖转轴的下端面上。进水孔贯通空腔。水平滑管通过连接条27连接有连接座28。推板的上端通过轴销29同连接座铰接在一起、下端搁置在托持杆位于水平滑管的外部的部分上。轴销同所述水平滑管之间的夹角小于90°、具体为平行即0°。轴销和托持杆都位于托板在竖转轴驱动下进行转动时的转动方向的后方。托持杆同推板接触的部位距离通过轴销的轴线的竖直平面之间的距离随着托持杆输出水平滑管的距离的增大而增大，具体为使托持杆水平方向的厚度从同滑管部活塞连接的一端朝向另一端逐渐变小而形成斜面30。斜面位于托持杆水平方向的对推板进行支撑的一侧。托持杆伸出水平滑管到极限位置时托板的倾斜角度为45°，托持杆插入所述水平滑管内到极限位置时所述托板呈竖直状态。缸体部活塞的面积大于滑管部活塞的面积。缸体部活塞的半径为滑管部活塞半径的5倍。

使用时，在储水罐内装入水到第一换热器能够被第一换热器部浮球悬挂在储水罐内的水中和在进水腔内储水淹没第四换热器。使热流体经放热介质输入管34流入后依次通过第二换热器、第一换热器、第三换热器后第四换热器后从放热介质输出管35。进水腔内的水喷到第二换热器上产生闪蒸形成蒸汽，第二和第三换热器对储水罐内的水进行加热产生蒸汽，第四换热器对余热进行进一步吸收，蒸汽从蒸汽输出口输出。液面33变化时，第一换热器本体距离液面的距离一直保持恒定。在加热的过程中电机驱动竖转轴转动，竖转轴驱动搅拌桨转动从而实现对水的搅拌，对水进行搅拌的结果为使得同换热器接触的水快速进行变换，从而提高了换热效果。本技术方案在设计的上水位变动范围内，水位越深则浮球距离搅拌桨的距离越远（水位超出设计的水位最大值时缸体部活塞抵接到缸体的端壁则浮球不能够继续移动）、水压使得连接管部活塞朝远离竖转轴所在方向移动使得液压腔的体积变小，液压腔内的液体被挤压到水平滑管内而克服弹簧的弹力驱动托持杆伸出，托持杆伸出则驱动推板以轴销为轴进行转动而增大倾斜角度，倾斜角度增大则推板转动时上推水的力增大。在设计的水位范围内，当水位下降时（水位超出设计时的水位最小值时，则由于弹簧驱动滑管部活塞移动到了极限位置而不能够继续移动）而导致水压下降时，在弹簧的作用下托持杆收缩而驱动水平滑管内的液体进入液压腔而驱动连接管部活塞朝向竖转轴移动，从而保持缸体部活塞两侧的两侧压力平衡。

Claims (10)

1.一种水压调倾角的蒸汽发生器，包括储水罐，所述储水罐设有蒸汽输出口，其特征在于，所述储水罐内设有淹没在储水罐内的水中的第一换热器和搅拌储水罐内的水的搅拌器，所述储水罐设有放热介质输入管和放热介质输出管，所述第一换热器的进口端同所述放热介质输入管相连接、出口端同所述放热介质输出管相连接，所述搅拌器包括竖转轴、驱动竖转轴转动的电机和设置在竖转轴上的若干搅拌桨，所述搅拌桨位于所述第一换热器的下方，所述搅拌桨包括推板、弹簧、一端同竖转轴连接在一起的水平缸体、一端同水平缸体的另一端连接在一起的水平滑管、密封滑动连接在水平滑管内的滑管部活塞和同滑管部活塞连接在一起的经水平滑管的另一端伸出水平滑管的托持杆，所述弹簧用于驱动所述托持杆朝向水平滑管内收缩，所述水平缸体内密封滑动连接有缸体部活塞，缸体部活塞在所述水平缸体内隔离出位于缸体部活塞靠近滑管部活塞一侧的液压腔，所述液压腔内填充有液体，所述液压腔同所述水平滑管连通，所述水平缸体位于缸体部活塞远离液压腔一侧的空间设有进水孔，所述水平滑管设有连接座，所述推板的上端通过轴销同所述连接座铰接在一起、下端搁置在所述托持杆位于所述水平滑管的外部的部分上，所述轴销同所述水平滑管之间的夹角小于90°，所述托持杆同所述推板接触的部位距离通过轴销的轴线的竖直平面之间的距离随着托持杆伸出水平滑管的距离的增大而增大，所述缸体部活塞的面积大于所述滑管部活塞的面积。

2.根据权利要求1所述的水压调倾角的蒸汽发生器，其特征在于，还包括裸露在储水罐内的水的液面上的第二换热器，所述第二换热器和第一换热器串联连接在所述储水放热介质输入管和放热介质输出管之间，所述储水罐顶壁内的进水腔，所述进水腔设有朝向所述第二换热器进行喷淋的喷水孔，所述第二换热器的进口端同所述放热介质输入管连接在一起、出口端同所述第一换热器的进口端连接在一起，所述第一换热器的出口端同所述放热介质输出管相连接。

3.根据权利要求2所述的水压调倾角的蒸汽发生器，其特征在于，所述第一换热器通过若干换热器部浮球悬挂在储水罐内，所述第一换热器部的进口端通过柔性进液管同所述第二换热器的出口端连接在一起，所述第一换热器部的出口端通过柔性出液管同所述放热介质输出管相连接。

4.根据权利要求3所述的水压调倾角的蒸汽发生器，其特征在于，所述还包括位于第一换热器下方的第三换热器和位于进水腔内的第三换热器，所述第二换热器、第一换热器、第三换热器和第四换热器依次连接在一起而串联连接在所述储水放热介质输入管和放热介质输出管之间，所述第三换热器同储水罐固接在一起，所述第一换热器的出口端通过所述柔性出液管同所述第三换热器的进口端连接在一起，所述第三换热器的出口端同所述第四换热器的进口端连接在一起，所述第四换热器的出口端同所述放热介质输出管对接在一起。

5.根据权利要求4所述的水压调倾角的蒸汽发生器，其特征在于，所述搅拌桨位于所述第三换热器的上方。

6.根据权利要求3所述的水压调倾角的蒸汽发生器，其特征在于，所述换热器部浮球通过柔性绳同所述第一换热器连接在一起。

7.根据权利要求3所述的水压调倾角的蒸汽发生器，其特征在于，所述柔性进液管的一端同所述第二换热器的出口端连接在一起、另一端同一个所述换热器部浮球连接在一起，同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球为中空结构，同同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球通过中空结构的悬挂件对第一换热器进行悬挂，柔性进液管、同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球和悬挂件串联在一起构成经所述第一换热器的进口端输入流体到第一换热器内的输液管路。

8.根据权利要求1所述的水压调倾角的蒸汽发生器，其特征在于，所述竖搅拌轴内设有空腔，所述空腔设有位于所述水平缸体下方的连通孔，所述进水孔贯通所述空腔。

9.根据权利要求1所述的水压调倾角的蒸汽发生器，其特征在于，所述轴销同所述水平滑管平行。

10.根据权利要求1所述的水压调倾角的蒸汽发生器，其特征在于，所述储水罐的顶壁的内表面为斜面，所述蒸汽输出口同储水罐的顶壁的内表面的最高点对接在一起。

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