CN209782583U - 一种恒温蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒温蒸汽发生器，其包括由导磁材料制成的炉体、对炉体进行加热的感应线圈、与感应线圈的供电端子连接的感应加热电源，设于炉体上端的蒸汽出口，还包括控制单元，冷却液池，电子水泵，在全部或部分炉体壁上设置的冷却管道，以及设于炉体上的温度传感器；温度传感器的输出端与控制单元的信号输入端连接，控制单元的信号输出端与电子水泵的启动端连接。在炉体温度超过目标温度时，通过将冷却液池中的冷却液通入炉体壁上设置的冷却管道，实现炉体的快速降温，无需切断感应加热电源，操作简单，有利于实现炉体和蒸汽恒温。

Description

一种恒温蒸汽发生器

技术领域

本实用新型涉及一种蒸汽发生器，特别是涉及一种恒温蒸汽发生器。

背景技术

蒸汽发生器大部分还是以锅炉为主，通过煤或天然气燃烧产生热量加热水产生水蒸汽，这种方式需要专用的锅炉房，占地面积大，同时燃料燃烧会产生大量的有害污染气体。现有技术中的电感应式加热方法，对热交换室的蜂窝发热体及蒸发器圆壁进行电磁感应，使其产生涡电流发热，从而对雾化水进行加热，使雾化水迅速变成饱和蒸汽，可节约电能，电流发热体与电源侧无任何电气联系，用电安全，体积小，占地面积少和易于安装。

目前工业上对于恒温蒸汽和恒温锅炉的需求日益增长，例如酸奶发酵，生物制药，化工，设备保养，灭菌，厨房等场景都对恒温蒸汽和恒温锅炉有迫切的需求。由于加热升温具有迟滞和蠕变特性，在温度达到目标温度时还会继续升高，因此在超过目标温度后如何实现温度快速降低是实现恒温蒸汽和恒温锅炉的重要条件。

现有技术中公开号为CN104235811A的中国专利披露了一种电感应蒸汽机器，电感应线圈为中空的铜管，冷却水泵的进口与水箱相连，冷却水泵的出口与电感应线圈冷却水进口相连，电感应线圈的冷却水出口与水箱相连。虽然通过在铜管中注入冷却水能够达到快速降温的目的，但是由于变频电源的输出端与电感应加热线圈的端口电连接，在通入冷却水时为防止触电需切断变频电源，操作复杂，有安全隐患；或者在铜管通入冷却水的部分的内壁设置绝缘层，但这样的铜管加工复杂。

现有技术中公开号为CN108036292A的中国专利公开了一种电磁加热式蒸汽发生器，虽然在电源组件的上方设置有冷却组件，冷却组件包括配合组装的壳体、冷却液储存罐、散热风扇、冷却液水泵、热交换器、冷却液液位观察窗，但该冷却液循环用于冷却电源组件和协助气液分离器冷却，对于输出蒸汽和锅炉的快速降温没有贡献。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种恒温蒸汽发生器。

为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种恒温蒸汽发生器，包括由导磁材料制成的炉体、对炉体进行加热的感应线圈、与感应线圈的供电端子连接的感应加热电源，设于炉体上端的蒸汽出口，还包括控制单元，冷却液池，电子水泵，在全部或部分炉体壁上设置的冷却管道，以及设于炉体上的温度传感器；

所述冷却管道的进液口与冷却液池的出液口通过管道连接，冷却管道的出液口与冷却液池的进液口通过管道连接，所述电子水泵设于冷却管道的进液口与冷却液池的出液口的连接管道上或者冷却管道的出液口与冷却液池的进液口的连接管道上；所述温度传感器的输出端与控制单元的信号输入端连接，控制单元的信号输出端与电子水泵的启动端连接。

上述技术方案的有益效果为：在炉体温度超过目标温度时，通过将冷却液池中的冷却液通入炉体壁上设置的冷却管道，实现炉体的快速降温，无需切断感应加热电源，操作简单，有利于实现炉体和蒸汽的恒温。

在本实用新型的一种优选实施方式，所述控制单元包括第一比较器和第一基准电压源，所述温度传感器的输出端与第一比较器的第一输入端连接，第一基准电压源的输出端与第一比较器的第二输入端连接，第一比较器的输出端与电子水泵的启动端连接；

所述第一基准电压源的输出电压为炉体的温度达到启动电子水泵的阈值温度时温度传感器的输出电压值。

上述技术方案的有益效果为：公开了控制单元的一种硬件结构，该控制单元成本较低，硬件控制，可靠性高。

在本实用新型的一种优选实施方式，所述感应线圈螺旋缠绕在炉体外部或内部。

上述技术方案的有益效果为：公开了感应线圈的安装方式，该方式有利于在炉体表面形成较大涡流，实现快速加热。

在本实用新型的一种优选实施方式，所述冷却管道包括一个或多个沿炉体轴向或圆周方向排布的冷却子管道，冷却子管道的进液口分别与冷却液池的出液口通过管道连接，冷却子管道的出液口分别与冷却液池的进液口通过管道连接。

上述技术方案的有益效果为：将冷却管道分为多个冷却子管道，便于加工和安装，多个冷却子管道相互并联，能够同时从冷却液池获取冷却液，能够加快炉体以及炉体内部蒸汽的降温。

在本实用新型的一种优选实施方式，所述多个冷却子管道分别沿炉体轴向螺旋延伸或沿炉体圆周方向往返延伸。

上述技术方案的有益效果为：有利于冷却子管道遍布炉体外壁，使炉体或炉体内部蒸汽降温均匀。

在本实用新型的一种优选实施方式，所述冷却管道沿炉体轴向螺旋延伸。

上述技术方案的有益效果为：有利于炉体或炉体内部蒸汽的快速均匀降温。

在本实用新型的一种优选实施方式，所述冷却管道的进液口的物理位置高于冷却管道的出液口的物理位置；

或者所述冷却子管道的进液口的物理位置高于冷却子管道的出液口的物理位置。

上述技术方案的有益效果为：冷却液借助重力势能在冷却管道或冷却子管道内流出进行换热降温，无需额外动力驱动，节能。

在本实用新型的一种优选实施方式，所述冷却管道或冷却子管道的螺旋直径大于炉体的直径；

或者所述冷却管道或冷却子管道一部分位于炉体壁上，一部分位于炉体外。

上述技术方案的有益效果为：便于利用环境空气对从炉体壁上的冷却管道或冷却子管道流出的换热后的高温冷却液进行降温。

在本实用新型的一种优选实施方式，还包括支撑所述电子水泵的支架；

或者在炉体上端设有补水口。

上述技术方案的有益效果为：便于安装和支撑电子水泵，以及补充炉体内的水量。

在本实用新型的一种优选实施方式，还包括设于炉体内部的湿度传感器；

和/或还包括设于所述蒸汽出口的气压传感器；

和/或还包括设于冷却液体通路管道上的流量传感器。

上述技术方案的有益效果为：用于感测炉体内部的湿度、蒸汽气压以及冷却液的流量。

附图说明

图1是本实用新型一具体实施方式中恒温蒸汽发生器的结构示意图；

图2是本实用新型一具体实施方式中恒温蒸汽发生器的系统框图；

图3是本实用新型一具体实施方式中恒温蒸汽发生器的正视图；

图4是本实用新型一具体实施方式中恒温蒸汽发生器的左视图；

图5是本实用新型一具体实施方式中恒温蒸汽发生器的右视图；

图6是本实用新型一具体实施方式中恒温蒸汽发生器的俯视图。

附图标记：

1控制单元；2感应线圈；3补水口；4炉体；5蒸汽出口；6温度传感器；7冷却管道；8电子水泵；9支架；10冷却液池；11感应加热电源。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型公开了一种恒温蒸汽发生器，如图1-图6所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，该恒温蒸汽发生器包括由导磁材料制成的炉体4、对炉体4进行加热的感应线圈2、与感应线圈2的供电端子连接的感应加热电源11，设于炉体4上端的蒸汽出口5，还包括控制单元1，冷却液池10，电子水泵8，在全部或部分炉体4壁上设置的冷却管道7，以及设于炉体4上的温度传感器6；

冷却管道7的进液口与冷却液池10的出液口通过管道连接，冷却管道7的出液口与冷却液池10的进液口通过管道连接，电子水泵8设于冷却管道7的进液口与冷却液池10的出液口的连接管道上或者冷却管道7的出液口与冷却液池10的进液口的连接管道上；温度传感器6的输出端与控制单元1的信号输入端连接，控制单元1的信号输出端与电子水泵8的启动端连接。

在本实施方式中，冷却管道7可根据需要布置在炉体4的上部分或下部分或整体或左侧或右侧等。优选的，如图1、图3-图5所示，冷却管道7沿炉体4轴向螺旋延伸；或者冷却管道7也可沿炉体4圆周方向来回往复延伸。冷却液池10可位于炉体4的右下侧。炉体4上的冷却管道7可设置于炉体4壁的内部；也可设置于炉体4壁的内表面或外表面，优选的，冷却管道7为直接在炉体4壁的内表面或外表面延伸形成的密闭管道。

在本实施方式中，优选的，如图1、图3-图6所示，冷却管道7的进液口的物理位置高于冷却管道7的出液口的物理位置。

在本实施方式中，冷却管道7沿炉体4轴向螺旋延伸时，优选的，如图1、图3-图6所示，冷却管道7螺旋直径大于炉体4的直径，冷却管道7一部分位于炉体4壁上，一部分位于炉体4外，这样便于通过外部空气及时冷却冷却管道7中从炉体4壁上流出的高温冷却液。

在本实施方式中，炉体4优选但不限于为导磁好的铜或碳钢材料制成，炉体4优选但不限于为筒形、长方体形或半圆柱形等。感应线圈2优选但不限于为带绝缘层的导线，优选的，其螺旋缠绕在炉体4外部或内部，通过感应加热电源11使感应线圈2内部或外部产生高频磁场，该高频磁场在炉体4上形成感应涡流使其迅速发热。感应加热电源11优选但不限于选择上海巴玛克电气技术有限公司的Atec系列的中高频感应加热电源。冷却液池10中的冷却液优选但不限于为冷却水、超临界流体等。

在本实施方式中，温度传感器6优选但不限于为热电偶式或热电阻式。其可埋入炉体4壁中，或者伸入炉体4内部检测内部蒸汽温度，或者位于蒸汽出口5处检测该处的蒸汽温度。电子水泵8优选但不限于选择深鹏电子的P4504冷水机增压泵。

在本实施方式中，控制单元1可为单片机、MCU等带有A/D单元和可存储启动电子水泵的阈值温度的存储单元的处理器，如型号为C8051F005的单片机。

在本实用新型的一种优选实施方式中，控制单元1可为纯硬件电路，其包括第一比较器和第一基准电压源，温度传感器6的输出端与第一比较器的第一输入端连接，第一基准电压源的输出端与第一比较器的第二输入端连接，第一比较器的输出端与电子水泵8的启动端连接；

第一基准电压源的输出电压为炉体4的温度达到启动电子水泵8的阈值温度时温度传感器6的输出电压值。

在本实施方式中，第一比较器优选但不限于为LM339芯片。启动电子水泵8的阈值温度为高于恒温目标温度，如高于恒温目标温度的0-10℃。第一基准电压源的输出电压值等于或略小于蒸汽或炉体温度达到启动电子水泵8的阈值温度时温度传感器6的输出电压值，可包括基准电源芯片和电阻分压网络，基准电源芯片的输出端与电阻分压网络的输入端连接，电阻分压网络的输出端与第一比较器的第二输入端连接，基准电源芯片优选但不限于为LM236LP-2-5及其外围电路，具体电路请参照芯片手册，在此不再赘述。

在本实施方式中，若电子水泵8的供电电源大于第一比较器的高电平的电压范围时，优选的，控制单元1还包括开关元件，该开关元件的通断控制端与第一比较器的输出端连接，开关元件的常开端子串接在电子水泵8的供电回路中，开关元件优选但不限于为三极管或继电器等，为本领域的常规技术，具体电路连接在此不再赘述。

在本实用新型的一种优选实施方式中，冷却管道7包括一个或多个沿炉体4轴向或圆周方向排布的冷却子管道，冷却子管道的进液口分别与冷却液池10的出液口通过管道连接，冷却子管道的出液口分别与冷却液池10的进液口通过管道连接。

在本实用新型的一种优选实施方式中，多个冷却子管道分别沿炉体4轴向螺旋延伸或沿炉体4圆周方向往返延伸；优选的，冷却子管道的进液口的物理位置高于冷却子管道的出液口的物理位置。优选的，冷却子管道的螺旋直径大于炉体4的直径，冷却子管道一部分位于炉体4壁上，一部分位于炉体4外。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括支撑电子水泵8的支架9，如图1、图3-图6所示，支架9固定连接在冷却液池10上面，电子水泵8可通过紧固件固定在支架9上。

在本实用新型的一种优选实施方式中，在炉体4上端设有补水口3。

在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括设于炉体4内部的湿度传感器，设于蒸汽出口5的气压传感器，以及设于冷却液体通路管道上的流量传感器。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种恒温蒸汽发生器，包括由导磁材料制成的炉体(4)、对炉体(4)进行加热的感应线圈(2)、与感应线圈(2)的供电端子连接的感应加热电源(11)，设于炉体(4)上端的蒸汽出口(5)，其特征在于，还包括控制单元(1)，冷却液池(10)，电子水泵(8)，在全部或部分炉体(4)壁上设置的冷却管道(7)，以及设于炉体(4)上的温度传感器(6)；

所述冷却管道(7)的进液口与冷却液池(10)的出液口通过管道连接，冷却管道(7)的出液口与冷却液池(10)的进液口通过管道连接，所述电子水泵(8)设于冷却管道(7)的进液口与冷却液池(10)的出液口的连接管道上或者冷却管道(7)的出液口与冷却液池(10)的进液口的连接管道上；所述温度传感器(6)的输出端与控制单元(1)的信号输入端连接，控制单元(1)的信号输出端与电子水泵(8)的启动端连接。

2.如权利要求1所述的恒温蒸汽发生器，其特征在于，所述控制单元(1)包括第一比较器和第一基准电压源，所述温度传感器(6)的输出端与第一比较器的第一输入端连接，第一基准电压源的输出端与第一比较器的第二输入端连接，第一比较器的输出端与电子水泵(8)的启动端连接；

所述第一基准电压源的输出电压为炉体(4)的温度达到启动电子水泵(8)的阈值温度时温度传感器(6)的输出电压值。

3.如权利要求1所述的恒温蒸汽发生器，其特征在于，所述感应线圈(2)螺旋缠绕在炉体(4)外部或内部。

4.如权利要求1所述的恒温蒸汽发生器，其特征在于，所述冷却管道(7)包括一个或多个沿炉体(4)轴向或圆周方向排布的冷却子管道，冷却子管道的进液口分别与冷却液池(10)的出液口通过管道连接，冷却子管道的出液口分别与冷却液池(10)的进液口通过管道连接。

5.如权利要求4所述的恒温蒸汽发生器，其特征在于，所述多个冷却子管道分别沿炉体(4)轴向螺旋延伸或沿炉体(4)圆周方向往返延伸。

6.如权利要求1所述的恒温蒸汽发生器，其特征在于，所述冷却管道(7)沿炉体(4)轴向螺旋延伸。

7.如权利要求5所述的恒温蒸汽发生器，其特征在于，所述冷却子管道的进液口的物理位置高于冷却子管道的出液口的物理位置；

或者所述冷却子管道的螺旋直径大于炉体(4)的直径；

或者当冷却子管道沿炉体(4)轴向螺旋延伸时，冷却子管道一部分位于炉体(4)壁上，一部分位于炉体(4)外。

8.如权利要求6所述的恒温蒸汽发生器，其特征在于，所述冷却管道(7)的螺旋直径大于炉体(4)的直径；

或者所述冷却管道(7)一部分位于炉体(4)壁上，一部分位于炉体(4)外。

9.如权利要求1所述的恒温蒸汽发生器，其特征在于，还包括支撑所述电子水泵(8)的支架(9)；

或者在炉体(4)上端设有补水口(3)；

或者所述冷却管道(7)的进液口的物理位置高于冷却管道(7)的出液口的物理位置。

10.如权利要求1所述的恒温蒸汽发生器，其特征在于，还包括设于炉体(4)内部的湿度传感器；

和/或还包括设于所述蒸汽出口(5)的气压传感器；

和/或还包括设于冷却液体通路管道上的流量传感器。