CN211399732U - 一种除水垢的蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种除水垢的蒸汽发生器，包括用于通入水源和加热水体的主体阀芯，主体阀芯的底部设有进水口，顶部设有蒸汽出口；其中，主体阀芯包括外芯和内芯，所述外芯为中空结构，所述内芯设在外芯的中空结构内，外芯与内芯之间留有供水流通的腔室；通过主体阀芯加热，使得流过腔室的水体受热蒸发，再从蒸汽出口流出；所述腔室内设有弹性线圈，所述弹性线圈环绕内芯的外壁设置，且在水流的体积变化以及弹性线圈本身的重力作用下，使得弹性线圈在腔室内上下滑动和伸缩，并与外芯的内壁和/或内芯的外壁发生刮碰。进而能去除外芯的内壁和/或内芯的外壁上的水垢，同时，还能起到限流的作用，提高蒸汽的质量。

Description

一种除水垢的蒸汽发生器

技术领域

本实用新型涉及蒸汽电器的技术领域，更具体地，涉及一种除水垢的蒸汽发生器。

背景技术

蒸汽发生器是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。蒸汽发生器按照燃料分类，可分为电蒸汽发生器、燃油蒸汽发生器、燃气蒸汽发生器等。蒸汽发生器主要适用于制衣厂，干洗店，饭店，馍店，食堂，餐厅，厂矿，豆制品厂等场所。

蒸汽发生器按照体积大小分类，又可分为即热式蒸汽发生器和锅炉式蒸汽发生器。即热式蒸汽发生器属于小设备，主要用于日常生活中；而锅炉式蒸汽发生器一般应用于工业生产中，如火电站、船舶、机车和工矿企业等。即热式蒸汽发生器采用直流蒸汽发生技术，使自来水一经热交换就瞬间产生蒸汽，实现了即开即热，无需预热，安全方便的有益效果。

随着科技的发展，即热式蒸汽发生器在人们生活中的应用越来越广泛，人们对即热式蒸汽发生器的要求也越来越高，但现有即热式蒸汽发生器产生的蒸汽温度低，干度小；热能利用不充分、加热出汽效率低，汽化效果不理想，不便于使用，达不到人们的要求。因此，现有的即热式蒸汽发生器的结构急需得到改进。

另一方面，现有的蒸汽发生器在使用一段时间后，由于水加热后，水中的杂质转化成水垢，水垢粘合在蒸汽发生器的内部流道和出汽孔中。长期下来，发热主体表面大部分区域均被水垢覆盖，影响传热效果，增加了蒸汽发生器的能耗。目前蒸汽发生器由于结构设计不合理，内部空腔的空间小，水垢容易填满空腔，水垢堵塞会影响蒸汽发生器的功能，严重时还可能发生爆炸危险。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种除水垢的蒸汽发生器，用于解决蒸汽发生器内的水垢问题。

本实用新型采取的技术方案是，一种除水垢的蒸汽发生器，包括用于通入水源和加热水体的主体阀芯，主体阀芯的底部设有进水口，顶部设有蒸汽出口；其中，主体阀芯包括外芯和内芯，所述外芯为中空结构，所述内芯设在外芯的中空结构内，外芯与内芯之间留有供水流通的腔室；通过主体阀芯加热，使得流过腔室的水体受热蒸发，再从蒸汽出口流出；所述腔室内设有弹性线圈，所述弹性线圈环绕内芯的外壁设置，且在水流的体积变化以及弹性线圈本身的重力作用下，使得弹性线圈在腔室内上下滑动和伸缩，并与外芯的内壁和/或内芯的外壁发生刮碰。

本技术方案中，弹性线圈由于具有拉伸力，在水蒸气通过腔室过程中，弹簧受到水蒸气和重力的影响，不断进行上下伸缩运动，在运动过程中，不断与外芯的内壁和/或内芯的外壁发生刮碰，进而能去除外芯的内壁和/或内芯的外壁上的水垢，同时，还能起到限流的作用，使水流在经过弹性线圈时，延长加热时间，提高加热温度，进而提高蒸汽的质量。

另一方面，本技术方案的蒸汽发生器工作时，由于腔室的水流经过弹性线圈时，至少部分被阻挡，且水流在上升时，压缩弹性线圈，使蒸汽出口的体积变小，根据能量守恒定律，流体进口和蒸汽出口的流量不变，而由于蒸汽出口的体积变小了，因此，蒸汽出口的压力变大，水蒸气从蒸汽出口流出时产生微压，进而使水蒸气快速喷射出去。

进一步地，所述外芯的外壁设有高频交变电流发生线圈，高频交变电流发生线圈与外置的电源主板电联接，并产生交变电场作用于主体阀芯，使主体阀芯快速升温。

进一步地，所述腔室内包括若干段弹性线圈，每段弹性线圈的密度不同，实现不同程度的滑动和伸缩效果。

进一步地，所述若干段弹性线圈在腔室内按照密度大小依次排列，其中，弹性线圈的密度在水流方向上依次增大。

进一步地，所述腔室内包括三段弹性线圈，所述三段弹性线圈沿水流方向依次为第一弹性线圈、第二弹性线圈和第三弹性线圈，其中，三段弹性线圈在腔室内环绕内芯的外壁设置，且三段线圈的密度沿着水流的方向依次增大。

其中，三段弹性线圈均具有上下伸缩功能，其通过蒸汽能提供动力,克服弹簧弹力，当蒸汽动能消失时，弹簧复位，从而将吸附在内腔与外腔表面的水垢刮除，在下次启动柱塞式蒸汽发生器时，再由内部腔式所产生的蒸汽将水垢带出，从而起到除水垢的目的。

进一步地，第三弹性线圈在腔室内的空间小于第二弹性线圈在腔室内的空间，第二弹性线圈在腔室内的空间小于第一弹性线圈在腔室内的空间。

进一步地，所述第二弹性线圈内的腔室通道宽度大于第一弹性线圈/第三弹性线圈内的腔室通道宽度。

进一步地，所述第二弹性线圈和第三弹性线圈之间的腔室内预留有缓冲空间。

其中，蒸汽在缓冲空间内将没有完全汽化的蒸汽进一步加热蒸发为饱和蒸汽，提高蒸汽的质量。

其中，所述第二弹性线圈和第三弹性线圈螺旋方向相反。

其中，三段弹性线圈之间设有防串件装置，避免弹性线圈滑落到其他腔室。

进一步地，所述内芯的下半部分设有中空的流体均分腔，流体均分腔的底部侧壁上设有流体均分口；流体均分口与腔室连通，流体均分腔与进水口连通，外界的水从进水口通入流体均分腔后，再从流体均分口喷入腔室内，从腔室向蒸汽出口流出。

本技术方案中，水流从进水口流经流体均分腔，当注满流体均分腔后，从流体均分口向腔室喷洒水体，使水体进入腔室的压力大大增强。其中，流体均分腔的底部侧壁上均匀设有6～12个流体均分口，多个流体均分口将单束水流分解为多束水流，并使水流横向喷近腔室内，由于腔室的空间较小，因此，流体的姿态又从横向突变为纵向，进而纵向通过腔室，达到向上喷射流体的效果。同时，由于水流在腔室内受热升温，体积膨胀，因而进一步受到压力作用，保证向上流动。

另一方面，所述流体均分腔实际也是重力反吸腔，其能利用水流的重力作用，排出阀芯和腔室内的污物。其主要的工作原理是：在正常工作中，流体均分腔内是被填满水的；当需要排污时，外界水源断开对流体均分腔的水源输送，通过将蒸汽发生器垂直放置，流体均分腔内的水在重力作用下，直接排出。重力排出水的同时，也改变了外芯与内芯内壁腔室的压强，使流体均分口与腔室的压强瞬间变小，与外界形成压差，从而使外界相对形成反吸力，在反吸力作用下，粘附在外芯、内芯以及腔室内的污物随着水流一起向进水口底部排出。且根据重力加速度原理，随着时间的延长，重力加速度越大，形成的压差越大，则腔内的压强越小，从而将污水混合物排出阀芯之外。

进一步地，所述高频交变电流发生线圈的外壁设有用于屏蔽电磁辐射的高频磁力线屏蔽磁条；所述外芯的外壁设有用于安装高频交变电流发生线圈的发生器弹性线圈支架。

进一步地，所述外芯的外壁上，且位于蒸汽出口的附近设有温控装置。

进一步地，内芯的制作材料可选择高温聚四氟乙烯，高温聚四氟乙烯具有耐高温的特点，同时它的摩擦系数极低，具有耐磨性及润滑性，既可减小结水垢的可能，又可以使蒸汽更平滑。

进一步地，内芯的材料还可以选择磁性材料制作，磁铁可以磁化和软化水，减少水垢的产生，提高饮水及用气安全，对人体产生有益元素。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本技术方案，通过设置弹性线圈，能有效起到限流和除垢的作用。在限流方面，设有弹簧的腔室相对于没有设置弹簧的腔室，会阻隔部分流体的流动，进而起到限流的作用。而由于流速小的地方压强大，因此，弹簧的设置使汽水混合物的压强变大，进而使流速快速向上流动。在除垢方面，由于弹簧具有拉伸力，在水蒸气通过腔室过程中，弹簧受到水蒸气和重力的影响，不断进行上下伸缩运动，在运动过程中，不断与内芯外壁和/或外芯内壁发生摩擦刮碰，进而能有效去除腔室内的水垢，保证水蒸气的质量。

本技术方案主要是利用涡流的原理，将外芯为导电体，外置的蒸汽发生器主板与高频交变电流发生线圈联接并与外芯共振，从而产生交变电场作用于外芯，使得主体阀芯本身快速升温，而流体流经外芯与内芯之间的腔室，进而起到加热流体的目的。

由于涡流现象产生的热量很大，因此，通入腔室中的水能迅速升温，迅速产生饱和蒸汽。同时，采用高频电磁加热，使得内芯和外芯自加热，而非传热，自加热升温速度快，进而有效提高蒸汽饱和度。

本技术方案的内芯设在外芯的中空结构内，使得整个发生器为腔式结构，进而可以合理分配水资源，并保证腔内水分子的活性；同时腔式结构的流体流向单一，进而放宽了对发生器安装方式的限制，使得发生器的安装方式可根据不同的需要安装分配。另一方面，由于内芯作为一可拆卸结构设在外芯的中空结构内，有利于维护及调整参数，可升级空间巨大。同时，由于发生器的体积小，还具有便于维护、携带的有益效果。

本技术方案的内芯结构为流线形设计，更符合流体力学原理，防止因水垢堵塞或其它原因致使发生器产生不可抗拒的危险及出气量。

本技术方案的高频电磁加热是利用电磁感应原理将电能转换成磁热能，使金属容器自行快速加热。与传统燃气加热的技术相比，具有水电分离、快速加热及节能的优势。电磁蒸汽发生器和电阻丝加热相比，加热效率更快，省电省时更省钱。电磁蒸汽发生器采用电磁加热技术，电线和炉体之间有绝缘体，靠磁场与铁产生碰撞加热，能有效避免造成漏电事故。

本技术方案采用柱塞式注入流体，流体只有实现一个方向的运动，从而可以不限制发生器的安装方式。

本技术方案的蒸汽发生器的功率可拓展性强，可在500W-100KW之间任一功率段工作。

附图说明

图1为本发明的剖面图。

图2为主体阀芯内的流体流向示意图。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1和图2所示，一种除水垢的蒸汽发生器，包括用于通入水源和加热水体的主体阀芯，主体阀芯的底部设有进水口1，顶部设有蒸汽出口2；其中，主体阀芯包括外芯3和内芯4，所述外芯3为中空结构，所述内芯4设在外芯3的中空结构内，外芯3与内芯4之间留有供水流通的腔室5；通过主体阀芯加热，使得流过腔室5的水体受热蒸发，再从蒸汽出口2流出；所述腔室5内设有弹性线圈，所述弹性线圈环绕内芯4的外壁设置，且在水流的体积变化以及弹性线圈本身的重力作用下，使得弹性线圈在腔室5内上下滑动和伸缩，并与外芯3的内壁和/或内芯4的外壁发生刮碰。

本技术方案中，弹性线圈由于具有拉伸力，在水蒸气通过腔室5过程中，弹簧受到水蒸气和重力的影响，不断进行上下伸缩运动，在运动过程中，不断与外芯3的内壁和/或内芯4的外壁发生刮碰，进而能去除外芯3的内壁和/或内芯4的外壁上的水垢，同时，还能起到限流的作用，使水流在经过弹性线圈时，延长加热时间，提高加热温度，进而提高蒸汽的质量。

另一方面，本技术方案的蒸汽发生器工作时，由于腔室5的水流经过弹性线圈时，至少部分被阻挡，且水流在上升时，压缩弹性线圈，使蒸汽出口2的体积变小，根据能量守恒定律，流体进口和蒸汽出口2的流量不变，而由于蒸汽出口2的体积变小了，因此，蒸汽出口2的压力变大，水蒸气从蒸汽出口2流出时产生微压，进而使水蒸气快速喷射出去。

其中，所述外芯3的外壁设有高频交变电流发生线圈6，高频交变电流发生线圈6与外置的电源主板电联接，并产生交变电场作用于主体阀芯，使主体阀芯快速升温。

其中，所述腔室5内包括三段弹性线圈，每段弹性线圈的密度不同，实现不同程度的滑动和伸缩效果。所述三段弹性线圈沿水流方向依次为第一弹性线圈53、第二弹性线圈54和第三弹性线圈55，其中，三段弹性线圈在腔室5内环绕内芯4的外壁设置，且三段弹性线圈的密度沿着水流的方向依次增大。

其中，所述三段弹性线圈在腔室5内按照密度大小依次排列。

其中，第三弹性线圈55在腔室5内的空间小于第二弹性线圈54在腔室5内的空间，第二弹性线圈54在腔室5内的空间小于第一弹性线圈53在腔室5内的空间。

其中，所述第二弹性线圈54内的腔室5通道宽度大于第一弹性线圈53/第三弹性线圈55内的腔室5通道宽度。

其中，所述第二弹性线圈54和第三弹性线圈55之间的腔室5内预留有缓冲空间。

其中，在第一弹性线圈53底部的空间为前腔，由于进入前腔的水体为冷水，且产生的温度小于90度，故在前腔不会产生水垢。

在第三弹性线圈55的顶部空间，由于所流经的为蒸汽，蒸汽中如果混合有部分水垢，其也被高速气体带出发生器外，再者，腔室内在关机失去热能后至降至水垢结晶温度点时，腔室内已无被钙化后的混合物，从而在第三弹性线圈55的顶部空间也不会产生水垢。

其中，蒸汽在缓冲空间内将没有完全汽化的蒸汽进一步加热蒸发为饱和蒸汽，提高蒸汽的质量。

其中，所述第二弹性线圈54和第三弹性线圈55螺旋方向相反。

本实施例中，所述腔室5内部按照水流经过时的变化状态分为流体变化处理腔51和蒸汽压力处理腔52，其中，水流在流体变化处理腔51内快速受热蒸发，产生初级蒸汽；所述蒸汽压力处理腔52用于改变蒸汽流经时的流速以及进一步加热蒸汽，使蒸汽通过流速的变化产生压力，使流出的蒸汽为高温带压蒸汽。

本实施例中，所述流体变化处理腔51包括沿水流方向依次设置的流体突变前腔511和水体状态转换腔512，液态水在流体突变前腔511内受热升温，在进入水体状态转换腔512时，产生初级蒸汽。所述第一弹性线圈53设在流体突变前腔511内。

本技术方案中，水流进入流体突变前腔511时快速被加热，加热的水流转化成汽水混合物，使得体积不断变大，从而使得汽水混合物不断向上流动，越往上流，加热的温度越高，在进入水体状态转换腔512时，不断产生初级蒸汽。

本实施例中，所述蒸汽压力处理腔52包括沿水流方向依次设置的控压控流腔521、保压腔522和反向流体转换腔523，其中，所述第二弹性线圈54设在所述控压控流腔521内，所述第三弹性线圈55设在反向流体转换腔523内，初级蒸汽流经控压控流腔521时，通过第二弹性线圈54的作用呈螺旋状向上运动，产生离心力，使气态水和液态水分离；在进入保压腔522时，蒸汽在保压腔内得到缓冲，从而继续升温蒸发为饱和蒸汽；在经过反向流体转换腔523时，通过第三弹性线圈55降低蒸汽流动的速度，使蒸汽在反向流体转换腔523内进一步被加热，使流出的蒸汽为高温带压蒸汽。

其中，三段弹性线圈之间设有防串件装置，避免弹性线圈滑落到其他腔室。

其中，所述内芯4的下半部分设有中空的流体均分腔41，流体均分腔41的底部侧壁上设有流体均分口42；流体均分口42与腔室5连通，流体均分腔41与进水口1连通，外界的水从进水口1通入流体均分腔41后，再从流体均分口42喷入腔室5内，从腔室5向蒸汽出口2流出。

本技术方案中，水流从进水口1流经流体均分腔41，当注满流体均分腔41后，从流体均分口42向腔室5喷洒水体，使水体进入腔室5的压力大大增强。其中，流体均分腔41的底部侧壁上均匀设有6～12个流体均分口42，多个流体均分口42将单束水流分解为多束水流，并使水流横向喷近腔室5内，由于腔室5的空间较小，因此，流体的姿态又从横向突变为纵向，进而纵向通过腔室5，达到向上喷射流体的效果。同时，由于水流在腔室5内受热升温，体积膨胀，因而进一步受到压力作用，保证向上流动。

另一方面，所述流体均分腔41实际也是重力反吸腔，其能利用水流的重力作用，排出阀芯和腔室5内的污物。其主要的工作原理是：在正常工作中，流体均分腔41内是被填满水的；当需要排污时，外界水源断开对流体均分腔41的水源输送，通过将蒸汽发生器垂直放置，流体均分腔41内的水在重力作用下，直接排出。重力排出水的同时，也改变了外芯3与内芯4内壁腔室5的压强，使流体均分口42与腔室5的压强瞬间变小，与外界形成压差，从而使外界相对形成反吸力，在反吸力作用下，粘附在外芯3、内芯4以及腔室5内的污物随着水流一起向进水口1底部排出。且根据重力加速度原理，随着时间的延长，重力加速度越大，形成的压差越大，则腔内的压强越小，从而将污水混合物排出阀芯之外。

本实施例中，所述内芯4的顶部设有控压终端7，控压终端7的边缘突出于腔室5所在的空间，使腔室5所在的空间缩小，缩小的腔室5连通蒸汽出口。

本技术方案中，控压终端7的设置主要是为了缩小蒸汽流出腔室5时的空间，使蒸汽流出腔室5时的横截面面积缩小。根据伯努利原理，蒸汽从缩小的腔室5迅速流出，缩小的腔室5位置压强小，而缩小的腔室5下方的压强大，进而使得蒸汽快速向上喷射出去。

其中，所述高频交变电流发生线圈6的外壁设有用于屏蔽电磁辐射的高频磁力线屏蔽磁条8；所述外芯3的外壁设有用于安装高频交变电流发生线圈6的发生器弹性线圈支架9。

其中，所述外芯3的外壁上，且位于蒸汽出口2的附近设有温控装置10。

其中，内芯4的制作材料为高温聚四氟乙烯，高温聚四氟乙烯具有耐高温的特点，同时它的摩擦系数极低，具有耐磨性及润滑性，既可减小结水垢的可能，又可以使蒸汽更平滑。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种除水垢的蒸汽发生器，其特征在于，包括用于通入水源和加热水体的主体阀芯，主体阀芯的底部设有进水口，顶部设有蒸汽出口；其中，主体阀芯包括外芯和内芯，所述外芯为中空结构，所述内芯设在外芯的中空结构内，外芯与内芯之间留有供水流通的腔室；通过主体阀芯加热，使得流过腔室的水体受热蒸发，再从蒸汽出口流出；所述腔室内设有弹性线圈，所述弹性线圈环绕内芯的外壁设置，且在水流的体积变化以及弹性线圈本身的重力作用下，使得弹性线圈在腔室内上下滑动和伸缩，并与外芯的内壁和/或内芯的外壁发生刮碰。

2.根据权利要求1所述的一种除水垢的蒸汽发生器，其特征在于，所述外芯的外壁设有高频交变电流发生线圈，高频交变电流发生线圈与外置的电源主板电联接，并产生交变电场作用于主体阀芯，使主体阀芯快速升温。

3.根据权利要求1所述的一种除水垢的蒸汽发生器，其特征在于，所述腔室内包括若干段弹性线圈，每段弹性线圈的密度不同，实现不同程度的滑动和伸缩效果。

4.根据权利要求3所述的一种除水垢的蒸汽发生器，其特征在于，所述若干段弹性线圈在腔室内按照密度大小依次排列，其中，弹性线圈的密度在水流方向上依次增大。

5.根据权利要求1所述的一种除水垢的蒸汽发生器，其特征在于，所述腔室内包括三段弹性线圈，所述三段弹性线圈沿水流方向依次为第一弹性线圈、第二弹性线圈和第三弹性线圈，其中，三段弹性线圈在腔室内环绕内芯的外壁设置，且三段弹性线圈的密度沿着水流的方向依次增大。

6.根据权利要求5所述的一种除水垢的蒸汽发生器，其特征在于，第三弹性线圈在腔室内的空间小于第二弹性线圈在腔室内的空间，第二弹性线圈在腔室内的空间小于第一弹性线圈在腔室内的空间。

7.根据权利要求5所述的一种除水垢的蒸汽发生器，其特征在于，所述第二弹性线圈内的腔室通道宽度大于第一弹性线圈/第三弹性线圈内的腔室通道宽度。

8.根据权利要求5所述的一种除水垢的蒸汽发生器，其特征在于，所述第二弹性线圈和第三弹性线圈之间的腔室内预留有缓冲空间。

9.根据权利要求1所述的一种除水垢的蒸汽发生器，其特征在于，所述内芯的下半部分设有中空的流体均分腔，流体均分腔的底部侧壁上设有流体均分口；流体均分口与腔室连通，流体均分腔与进水口连通，外界的水从进水口通入流体均分腔后，再从流体均分口喷入腔室内，从腔室向蒸汽出口流出。

10.根据权利要求2所述的一种除水垢的蒸汽发生器，其特征在于，所述高频交变电流发生线圈的外壁设有用于屏蔽电磁辐射的高频磁力线屏蔽磁条；所述外芯的外壁设有用于安装高频交变电流发生线圈的发生器弹性线圈支架。

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