CN214468514U - 一种制氢装置及制氢系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种蒸气装置和一种制氢系统，包括法兰，所述法兰包括：第一端面；第二端面，其与所述第一端面相对设置；第一颈部，其设于所述第二端面上；至少一个第二颈部，每一个所述第二颈部设于所述第二端面上；其中，每一个所述第二颈部的直径小于所述第一颈部的直径，且二者同圆心设置。本实用新型解决目前市面上单颈法兰的应用范围小的技术问题，通过设置多颈法兰，增大其应用范围，能够利用多颈结构对某些设备同时实现多层密封效果，例如一些环形立柱结构的设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及蒸气锅炉技术领域，具体而言，涉及一种制氢装置和制氢系统。
背景技术
法兰常用于连接两个管道或者两个管件，尤其在于工业应用领域中，对于法兰有高要求，而根据不同的应用场景，对于法兰也有相应的需求。例如在中、低压场合，一般使用板式平焊法兰，在具有腐蚀且毒性程度较高和易燃易爆的场合则选择带颈平焊法兰。而带颈平焊法兰的密封面可选用凸面、凹凸面和榫槽面，密封效果不一样，承压强度也不一样，带颈平焊的法兰的相对另一侧设有短颈，可以提高该法兰的刚度，所以可使其承压能力相对于平焊法兰高些，所以可用于中、高压场合。
但是，在实际应用市场中，只存在单颈法兰，无法同时满足对环形立柱设备的多层管道的密封要求。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是目前市面上单颈法兰的应用范围小的技术问题，通过设置多颈法兰，增大其应用范围，能够利用多颈结构对某些设备同时实现多层密封效果，例如一些环形立柱结构的设备。
为解决上述问题，本实用新型提供一种蒸气装置，包括法兰，所述法兰包括：第一端面；第二端面，其与所述第一端面相对设置；第一颈部，其设于所述第二端面上；至少一个第二颈部，每一个所述第二颈部设于所述第二端面上；其中，每一个所述第二颈部的直径小于所述第一颈部的直径，且二者同圆心设置。
本实施例中，可通过与所述第一颈部配合连接，可实现对相应设备的第一层密封效果；通过与所述至少一个第二颈部配合连接，可同时实现对所述设备的第二层密封效果。
进一步的，所述第一颈部与所述第二端面的密封边线围成第一区域；所述至少一个第二颈部与所述第一颈部所围成的区域为第二区域；所述至少一个第二颈部围成第三区域；其中，在所述第三区域上设有法兰孔，在所述第二区域上设有至少一个第一连接通孔；在所述第一区域上设有至少一个第二连接通孔。
进一步的，所述第一颈部凸起于所述第二端面上的高度为第一距离；所述至少一个第二颈部凸起于所述第二端面上的高度为第二距离，所述第一距离与所述第二距离相等或不相等。
本实施例中，所述第一颈部凸起于所述第一端面上的所述第一距离和所述第二颈部同样凸起于所述第一端面上的所述第二距离，能够提高所述法兰的承压能力。
进一步的，所述第一端面上设有密封面，所述密封面凸起于所述第一端面上。
进一步的，所述密封面包括至少一个第一密封面。
本实施例中，在所述第一端面上的至少一个所述第一密封面可提高与该端面配合连接的装置之间的密封性，增强密封效果；此外，所述第一密封面设有多个，并且每一个所述第一密封面之间等间距设置，一定程度上简化了加工工艺。
进一步的，在上述任意一项实施例的基础上，包括蒸气反应部，其与所述法兰密封连接，包括：内筒，其一端与所述至少一个第二颈部配合连接；外筒，其位于所述内筒的外部，与所述第一颈部配合连接；第一加热组件，其设于由所述内筒和所述外筒围成的蒸气反应空间内；蒸气输出通道，其连通所述蒸气反应空间；储液部，其设于所述蒸气反应部远离所述法兰的一侧，与所述蒸气反应部密封连接，包括：储液空间，连通所述蒸气反应空间；蒸气材料进口，其连通所述储液空间。
本实施例中，所述内筒的一端与所述至少一个第二颈部配合连接，所述外筒与所述内筒相同侧的一端与所述第一颈部配合连接，通过所述二者与所述法兰的配合连接，进一步提高了其配合连接形成的腔体的密封性，同时也增强了由所述内筒和所述外筒配合形成的容纳腔的承压能力，以提供稳定的所述蒸气反应空间，一定程度上避免了因密封效果不佳，而影响所述蒸气装置的制取蒸气的效果。
进一步的，所述第一加热组件为热废气和/或第一电加热器和/或催化燃烧反应组合。
本实施例中，组合成所述第一加热组件的多种组合方式一方面在一定程度上提高了其通用性，另一方面也提高了加热效率。
进一步的，所述第一加热组件为所述热废气和所述第一电加热器和所述催化燃烧反应组合；还包括：第一隔板，其设于所述蒸气反应空间内，将所述蒸气反应空间分割成第一加热反应室和蒸气收集室，所述蒸气输出通道连通所述蒸气收集室；第二隔板，其设于所述第一加热反应室内，将所述第一加热反应室分割成第二加热反应室和第三加热反应室；蒸气输送管道，其设于所述第二加热反应室内；其中，所述第一加热反应室位于所述蒸气收集室远离所述法兰的一侧，所述第三加热反应室与所述蒸气收集室夹设所述第二加热反应室。
本实施例中，可在所述第三加热反应室内通入所述蒸气材料，在所述第三加热反应室内对所述蒸气材料进行加热处理，在所述第二加热反应室内对得到的蒸气进行过热处理，得到过热蒸气，再将所述过热蒸气通入所述蒸气收集室内。根据在高温环境下，蒸气从低处向高处运动的规律，由此对所述蒸气装置的所述划分，便于提高制取蒸气的效率。
另一方面，本实用新型还提供了如上述任意一项实施例所述的蒸气装置；制氢发生部，其套设于所述内筒内，所述制氢发生部包括制氢反应空间；制氢催化剂，其内设于所述制氢反应空间；第二加热组件，其连通所述制氢反应空间；氢气出口，其连通所述制氢反应空间；其中，所述蒸气输出通道连通至所述制氢反应空间。
本实施例中，所述制氢发生部与所述法兰配合连接，所述制氢发生部与所述蒸气装置的组合结构一定程度上提高了整体制氢系统对所在场地的空间利用率，同时也缩短了制取得到的蒸气通入所述制氢反应空间内的距离，提高了制氢效率。
进一步的，所述第二加热组件为第二电加热器；所述制氢系统包括：挡板，其设有至少一个第一连接孔和至少一个第二连接孔；其中，所述第二电加热器设有至少一个电加热件，每一个所述电加热件与每一个所述第一连接孔配合连接。
本实施例中，由于制取得到的过热蒸气经由所述蒸气输出通道进入所述制氢反应空间，可通过所述挡板上的至少一个第二连接孔，使其均匀分布于所述制氢反应空间内，进一步使至少一个所述电加热件与所述过热蒸气充分接触，提高了制氢的效果。
采用本实用新型的技术方案后，能够达到如下技术效果：
(1)可通过与所述第一颈部配合连接，可实现对相应设备的第一层密封效果；通过与所述至少一个第二颈部配合连接，可同时实现对所述设备的第二层密封效果；
(2)可在所述第三加热反应室内通入所述蒸气材料，在所述第三加热反应室内对所述蒸气材料进行加热处理，在所述第二加热反应室内对得到的蒸气进行过热处理，得到过热蒸气，再将所述过热蒸气通入所述蒸气收集室内。根据在高温环境下，蒸气从低处向高处运动的规律，由此对所述蒸气装置的所述划分，便于提高制取蒸气的效率；
(3)所述制氢发生部与所述法兰配件连接，所述制氢发生部与所述蒸气装置的组合结构一定程度上提高了整体制氢系统对所在场地的空间利用率，同时也缩短了制取得到的蒸气通入所述制氢反应空间内的距离，提高了制氢效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的一种法兰100的结构示意图。
图2为图1所示法兰100在A-A方向的剖视图。
图3为本实用新型实施例二提供的一种蒸气装置200的结构示意图。
图4为图3所示蒸气装置200的俯视图。
图5为图4所示B-B方向的剖视图。
图6为本实用新型实施例三提供的制氢系统300的结构示意图。
图7为图6中制氢发生部310的结构示意图。
图8为图7所示C-C方向的剖视图。
附图标记说明：
100-法兰；10-第二端面；11-第一区域；12-第二区域；13-第三区域； 14-法兰孔；15-第一连接通孔；16-第二连接通孔；20-第一端面；21-密封面；30-第一颈部；40-第二颈部；
200-蒸气装置；210-蒸气反应部；211-内筒；212-外筒；213-第一隔板；214-第二隔板；215-蒸气输送管道；2161-第二加热反应室；2162-第三加热反应室；2163-第三加热反应空间；2163a-第三加热反应空间一； 2163b-第三加热反应空间二；2164-第二加热反应空间；2165-尾气进口； 2166-第三隔板；2167-废气出口；2168-燃烧催化剂填充口；217-蒸气收集室；2171-蒸气收集空间；220-第一加热组件；230-蒸气输出通道；240-储液部；241-蒸气材料入口；242-出液口；243-储存空间；
300-制氢系统；310-制氢发生部；311-制氢反应空间；311a-第一制氢反应空间；311b-第二制氢反应空间；312-氢气出口；320-第二加热组件； 330-挡板。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
实施例一：
参见图1-图2，图1为本实用新型实施例一提供的一种法兰100的结构示意图。法兰100例如包括第一端面20、第二端面10、第一颈部30和至少一个第二颈部40。第一端面20与第二端面10相对设置；第一颈部30设于第二端面10上；每一个第二颈部40设于第二端面10上。其中，每一个第二颈部40的直径小于第一颈部30的直径，两者同圆心设置。
优选的，第一颈部30设于第二端面10上向远离第一端面20的一侧凸起，其凸起高度为第一距离；同样的，每一个第二颈部设于第二端面10上向远离第一端面20的一侧凸起，其凸起高度为第二距离。
第一颈部30与第二端面10的密封边线围成第一区域11，至少一个第二颈部40与第一颈部30之间所围成的区域为第二区域12，至少一个第二颈部40远离第一颈部30的一侧围成密封的第三区域13。
进一步的，第二端面10上设有法兰孔14、至少一个第一连接通孔15 和至少一个第二连接通孔16。法兰孔14设于第三区域13；每一个第一连接通孔15设于第二区域12，每一个第一连接通孔15均匀分布；每一个第二连接通孔16设于第一区域11，每一个第二连接通孔16均匀分布。其中，每一个第一连接通孔15所围成的圆轨迹所在的圆心、每一个第二连接通孔 16所围成的圆轨迹所在的圆心和法兰孔14的圆心都相同设置。
优选的，第一端面20上设有密封面21。其中，密封面21为圆面，其与法兰孔14同圆心设置，每一个第一连接通孔15穿过密封面21；密封面 21与第一端面20的密封边线围成安装区域，每一个第二连接通孔16穿过所述安装区域。
优选的，密封面21还可以是至少一个第一密封面同圆心设置，进一步增强了配合连接时的密封效果。进一步的，每一个第一密封面为等间距设置。
当然，每一个所述第一密封面还可以是其它形状的分布，例如可以是多个矩形条。
实施例二：
参见图3，其为本实用新型实施例二提供的蒸气装置200的结构示意图。蒸气装置200例如包括如上述实施例提供的法兰100、蒸气反应部210、第一加热组件220、蒸气输出通道230和储液部240。其中，蒸气反应部210 的一端与法兰100配合连接，其相对的另一端与储液部240配合连接。
蒸气反应部210与法兰100密封连接，蒸气发生部210例如包括内筒 211和外筒212。内筒211的一端与至少一个第二颈部40配合连接，外筒212设于内筒211的外部，外筒212的一端与第一颈部30配合连接。其中，外筒212与内筒211之间围成蒸气反应空间。
在一个具体实施例中，至少一个第二颈部40的数量为一个，内筒211 和外筒212都为通孔管道，内筒211与一个第二颈部40之间为密封焊接；外筒212与第一颈部30之间同样为密封焊接。
第一加热组件220设于所述蒸气反应空间内。第一加热组件220为热废气和/或第一电加热器和/或催化燃烧反应组合。优选的，第一加热组件为所述热废气、所述第一电加热器和所述催化燃烧反应组合。优选的，所述催化燃烧反应组合为尾气和燃烧催化剂。
在一个具体实施例中，第一加热组件220为所述热废气、所述第一电加热器和所述催化燃烧反应组合。蒸气反应部210例如包括第一隔板213、第二隔板214和蒸气输送管道215。第一隔板213设于所述蒸气反应空间内，将所述蒸气反应空间分割成第一加热反应室和蒸气收集室217；第二隔板 214设于第一加热反应室内，将所述第一加热反应室分割成第二加热反应室 2161和第三加热反应室2162；蒸气输送管道215设于第一加热反应室2161内。其中，第一加热反应室216位于蒸气收集室217远离法兰100的一侧，第三加热反应室2162与蒸气收集室217夹设第二加热反应室2161。
具体来说，第三加热反应室2162设有第三加热反应空间2163和燃烧催化剂填充口2168，燃烧催化剂填充口2168连通第三加热反应空间2163；第二加热反应室2161设有第二加热反应空间2164和废气出口2167，废气出口2167连通第二加热反应空间2164；蒸气输送管道215为在所述蒸气反应空间内均匀分布的多个第一蒸气输送管路，每一根所述第一蒸气输送管路分别都依次经由第一隔板213和第二隔板214连通蒸气收集空间2171和第三加热反应空间2163；蒸气收集室217设有蒸气收集空间2171。其中，每一根所述第一蒸气输送管路都连接至储液部240。
优选的，第三加热反应室2162还设有尾气进口2165和第三隔板2166。第三隔板2166将第三加热反应空间2163分割成第三加热反应空间一2163a 和第三加热反应空间二2163b，第三加热反应空间一2163a位于第三加热反应空间二2163b靠近第二加热反应室2161的一侧，尾气进口2165连通第三加热反应空间二2163b。
蒸气输出通道230设于蒸气发生部210的一侧，并且连通所述蒸气反应空间。具体来说，蒸气输出通道230连通蒸气收集空间2171。
储液部240例如包括蒸气材料入口241、出液口242和储存空间243。储存空间243连通所述蒸气反应空间，蒸气材料进口241连通储存空间243 和每一根第一蒸气输送管路2151，出液口242连通储存空间243。
优选的，在第二加热反应空间2164内设有蓄热组件，所述蓄热组件设于每一根所述第一蒸气输送管路的外部。所述蓄热组件例如为蓄热翅片或者蓄热球等。为进一步提高制取蒸气的效率，可在储液部240的底部设置多个电加热组件，连通储存空间243。
为便于更好理解蒸气装置200的制取蒸气过程，下面将做详细描述：首先，在整个制取蒸气的过程中，蒸气材料先后经过储存空间、每一根第一蒸气输送管路2151内的蒸气输送管路空间、蒸气收集空间2171和蒸气输出通道230。所述尾气先经由尾气进口2165进入第三加热反应空间2163b 内，再通过第三隔板2166的多个均匀分布的连接孔，进入第三加热反应空间一2163a内，与燃烧催化剂充分生成热废气，生成的所述热废气进入第二加热反应空间2164内，最后从废气出口2167排出。此外，所述蒸气材料在储存空间243内经过第一道加热工序，进入每一根所述第一蒸气输送管路内，相对应的，所述催化燃烧反应组合在第三加热反应空间二2163b 内发生反应放出大量的热量，进一步对设于每一根所述蒸气输送管路内的蒸气二次加热，防止其冷却为液态，并且得到过热蒸气；使得生成的所述过热蒸气在高温环境中向上移动，最后所述过热蒸气进入蒸气收集空间 2171，从蒸气输出通道230排出。
实施例三：
参见图，其为本实用新型实施例三提供的一种制氢系统300的结构示意图。制氢系统300例如包括如上实施例二提供的蒸气装置200、制氢发生部310、制氢催化剂和第二加热组件320。
制氢发生部310与内筒211配合设置，套设于内筒211内。制氢发生部310例如包括制氢反应空间311、氢气出口312。其中，蒸气输出通道230 连通所述蒸气反应空间与制氢反应空间311，氢气出口312连通制氢反应空间311，所述制氢催化剂设于制氢反应空间311内。具体来说，蒸气输出通道230连通蒸气收集空间2171与制氢反应空间311。
优选的，制氢系统300例如还包括挡板330。挡板330设有至少一个第一连接孔和至少一个第二连接孔，挡板330将制氢反应空间311分割成第一制氢反应空间311a和第二制氢反应空间311b。其中，蒸气输出通道230 连通第一制氢反应空间311a，氢气出口连通第二制氢反应空间311b；每一个所述第一连接孔均匀分布，每一个所述第二连接孔也均匀分布。
优选的，第二加热组件320为第二电加热器，所述第二电加热器设有至少一个电加热件，每一个所述电加热件与每一个所述第一连接孔配合连接。
虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种制氢装置，所述制氢装置包括蒸气装置，所述蒸气装置包括法兰，其特征在于，所述法兰包括：
第一端面；
第二端面，其与所述第一端面相对设置；
第一颈部，其设于所述第二端面上；
至少一个第二颈部，每一个所述第二颈部设于所述第二端面上；
其中，每一个所述第二颈部的直径小于所述第一颈部的直径，且二者同圆心设置。
2.根据权利要求1所述的制氢装置，其特征在于，所述第一颈部与所述第二端面的密封边线围成第一区域；所述至少一个第二颈部与所述第一颈部所围成的区域为第二区域；所述至少一个第二颈部围成第三区域；
其中，在所述第三区域上设有法兰孔，在所述第二区域上设有至少一个第一连接通孔；在所述第一区域上设有至少一个第二连接通孔。
3.根据权利要求2所述的制氢装置，其特征在于，所述第一颈部凸起于所述第二端面上的高度为第一距离；所述至少一个第二颈部凸起于所述第二端面上的高度为第二距离，所述第一距离与所述第二距离相等或不相等。
4.根据权利要求1所述的制氢装置，其特征在于，所述第一端面上设有密封面，所述密封面凸起于所述第一端面上。
5.根据权利要求4所述的制氢装置，其特征在于，所述密封面包括至少一个第一密封面。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的制氢装置，其特征在于，所述蒸气装置包括：
蒸气反应部，其与所述法兰密封连接，包括：
内筒，其一端与所述至少一个第二颈部配合连接；
外筒，其位于所述内筒的外部，与所述第一颈部配合连接；
第一加热组件，其设于由所述内筒和所述外筒围成的蒸气反应空间内；
蒸气输出通道，其连通所述蒸气反应空间；
储液部，其设于所述蒸气反应部远离所述法兰的一侧，与所述蒸气反应部密封连接，包括：
储液空间，连通所述蒸气反应空间；
蒸气材料进口，其连通所述储液空间。
7.根据权利要求6所述的制氢装置，其特征在于，所述第一加热组件为热废气和/或第一电加热器和/或催化燃烧反应组合。
8.根据权利要求7所述的制氢装置，其特征在于，所述第一加热组件为所述热废气和所述第一电加热器和所述催化燃烧反应组合；所述蒸气反应部还包括：
第一隔板，其设于所述蒸气反应空间内，将所述蒸气反应空间分割成第一加热反应室和蒸气收集室，所述蒸气输出通道连通所述蒸气收集室；
第二隔板，其设于所述第一加热反应室内，将所述第一加热反应室分割成第二加热反应室和第三加热反应室；
蒸气输送管道，其设于所述第二加热反应室内；
其中，所述第一加热反应室位于所述蒸气收集室远离所述法兰的一侧，所述第三加热反应室与所述蒸气收集室夹设所述第二加热反应室。
9.一种制氢系统，其特征在于，包括：
如权利要求6-8任意一项所述的制氢装置；
制氢发生部，其套设于所述内筒内，所述制氢发生部包括制氢反应空间；
制氢催化剂，其内设于所述制氢反应空间；
第二加热组件，其连通所述制氢反应空间；
氢气出口，其连通所述制氢反应空间；
其中，所述蒸气输出通道连通至所述制氢反应空间。
10.根据权利要求9所述的制氢系统，其特征在于，所述第二加热组件为第二电加热器；所述制氢系统包括：挡板，其设有至少一个第一连接孔和至少一个第二连接孔；
其中，所述第二电加热器设有至少一个电加热件，每一个所述电加热件与每一个所述第一连接孔配合连接。
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