CN216693481U - 一种蒸气发生器和氢气发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种蒸气发生器和氢气发生器，蒸气发生器包括：蒸气生成部，所述蒸气生成部设有蒸气生成空间，所述蒸气发生部一端开有至少一个进液管，而在所述蒸气发生部另一端开有蒸气出口；过热部，所述过热部内设有蒸气传输管，且所述蒸气传输管的一端连接所述蒸气出口；多个换热管，所述换热管沿着所述蒸气生成空间的中心向外周均匀延伸设置，且所述多个换热管连接所述过热部；至少一个加热组件，所述加热组件的至少一部分设于所述蒸气生成空间内。本实用新型实施例提高了蒸气的生成效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工设备技术领域，具体而言，涉及一种蒸气发生器和一种氢气发生器。
背景技术
随着传统矿物能源的大量使用，大气污染日益严重，并且矿物资源逐渐枯竭，因此急需一种环保高效的清洁能源，例如太阳能、水能、风能和氢能。其中，氢气能够清洁燃烧注定是一种理想的能源，但在制氢过程中，其生产环境需严格把控，一旦氢气泄漏将造成严重的安全事故。
但是，在实际施工过程中，存在这样一个问题：为了节省氢气发生器的占地空间，现有的氢气发生器将蒸气发生器设置在外部，氢气生成的组件设置在蒸气发生器的内部，从而达到此目的，但是这样设置导致蒸气发生器和换热管之间的接触面积小，从而导致蒸气生成效率较低，进一步导致氢气生成速率降低。
实用新型内容
因此，本实用新型实施例提供一种蒸气发生器，提高了蒸气的生成效率。
为解决上述问题，本实用新型提供一种蒸气发生器，包括：蒸气生成部，所述蒸气生成部设有蒸气生成空间，所述蒸气发生部一端开有至少一个进液管，而在所述蒸气发生部另一端开有蒸气出口；过热部，所述过热部内设有蒸气传输管，且所述蒸气传输管的一端连接所述蒸气出口；多个换热管，所述换热管沿着所述蒸气生成空间的中心向外周均匀延伸设置，且所述多个换热管连接所述过热部；至少一个加热组件，所述加热组件的至少一部分设于所述蒸气生成空间内。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：一方面在蒸气生成部内设置蒸气生成空间，且在沿着所述蒸气生成空间的中心向外周均匀延伸设置多个换热管，由于现有的氢气发生器为了节省氢气发生器的占地空间，现有的氢气发生器将蒸气发生器设置在外部，氢气生成的组件设置在蒸气发生器的内部，从而达到此目的，但是这样设置导致蒸气发生器和换热管之间的接触面积小，从而导致蒸气生成效率较低，进一步导致氢气生成速率降低，因此本实用新型通过在蒸气生成空间的中心向外周均匀延伸设置多个换热管，从而使整个蒸气生成空间内的水和水蒸气可更好得和换热管进行换热，达到提高蒸气生成效率的结果；另一方面将换热管的一端连接过热部，在蒸气生成部中加热完的气体在加热完蒸气后，会进入至过热部，从而对排出的蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少。
在本实用新型的一个实例中，所述多个换热管为直管或盘管中的任意一种。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：一方面将换热管设置为直管，在不考虑成本的情况下，直管状的换热管可使气体流量增多，从而使换热管可持续保持较高的温度状态，从而使提高蒸气的生产效率；另一方面将换热管设置为盘管，可增大气体和水之间的接触面积，从而使水更好的受热，从而提高气体的使用率。
在本实用新型的一个实例中，所述加热组件包括：气体加热组件和第一电加热组件。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：现有的气体加热组大多通过尾气加热和废气加热，尾气加热为氢气发生器中产生的尾气，由于尾气中存在氢气等可燃烧物质，通过燃烧催化剂实现尾气的二次利用，但是尾气的量需要根据氢气发生器产生尾气的速率，在氢气发生器产生尾气的速率较慢时，导致蒸气产生的速率低，进一步导致氢气产生速率降低从而实现恶性循环，因此需要通过第一电加热组件在蒸气产生的速率低的时候进行加热从而提高蒸气产生的速率；废气加热为只带有热量的气体，大多为化工厂其他装置产生的热气，但是废气的量不稳定，在废气较少时或废气温度较低时，导致蒸气产生的速率低，因此需要通过第一电加热组件在蒸气产生的速率低的时候进行加热从而提高蒸气产生的速率。
在本实用新型的一个实例中，所述气体加热组件包括：气体接入部，所述气体接入部设于所述蒸气生成部远离所述过热部的一侧，且所述气体接入部上设有气体入口；其中，所述气体接入部连通所述多个换热管。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置气体接入部和多个换热管相互连接，且气体接入部上设有气体入口，气体可从气体入口进入至气体接入部再通入至多个换热管中。
在本实用新型的一个实例中，所述过热部包括：气体过热部和电加热过热部；其中，所述气体过热部设于所述电加热过热部和所述蒸气生成部之间。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置气体过热部和电加热过热部，一方面在换热管上对蒸气生成部进行加热的气体，可进入气体过热部进行二次加热使用，从而对排出的蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少；另一方面通过设置电加热过热部，在气体过热部内气体温度过低时，可通过电加热过热部对蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少。
在本实用新型的一个实例中，所述气体过热部包括：气体过热空间，所述气体过热空间连通所述多个换热管，且所述气体过热空间上设有气体出口；蒸气过热管，所述蒸气过热管设于所述气体过热空间内，且所述蒸气过热管的一端连通所述蒸气出口，相对的另一端连通所述电加热过热部。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过将气体过热空间连通多个换热管，且气体过热空间内设有蒸气过热管，在蒸气生成部生成的蒸气通过蒸气过热管传输至过热部，从而进行过热，且气体过热空间的另一端连接电加热过热部，通过电加热过热部对气体过热部输出过来的蒸气进行再次过热。
在本实用新型的一个实例中，所述蒸气过热管为盘管。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：将蒸气过热管设置为盘管，由于过热是为了让蒸气中夹杂的液态水减少，因此通过将蒸气过热管设置为盘管，一方面盘管可使蒸气可在气体过热空间中加热的时间增加，另一方面，盘管可增加蒸气和气体过热空间的接触面积。
在本实用新型的一个实例中，所述电加热过热部包括：电加热过热空间，所述电加热过热空间连通所述蒸气过热管，且所述电加热过热空间上设有蒸气输出口；第二电加热组件，所述第二电加热组件设于所述电加热过热空间内；蒸气分管，所述蒸气分管连通所述电加热过热空间。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过在电加热过热空间设置第二电加热组件，从而进一步减少蒸气中夹杂的液态水；且在电加热过热部上设置蒸气分管，当蒸气生成部生产的蒸气的量减少导致氢气生成速率减少时，可通过蒸气分管外接入至电加热过热部，从而提高氢气生成速率，当蒸气生成部生产的蒸气的量增多时，可通过蒸气分管传输出一部分的蒸气连接至别的装置进行使用，从而实现合理调配。
在本实用新型的一个实例中，还包括：液位计，所述液位计连接蒸气生成部；其中，所述液位计用于检测所述蒸气生成部内部液体的高度。
与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过在蒸气生成部上设置液位计，通液位计检测蒸气生成部内部液体的高度，可根据实时得知的蒸气生成部内部液体的高度进行进液或停止进液，当蒸气生成部内液体较多时，会使液体蒸发生成蒸气时导致蒸气内所带的小液滴较多，此时会停止输送水；当蒸气生成部内液体较少时，会导致换热管和液体的接触面积减小，从而导致换热管加热效率下降，引起蒸气生成量降低，此时需要向蒸气生成部中输送液体。
另一方面，本实用新型实施例还提供了的一种氢气发生器，包括：制氢反应部；如上述任一项实施例所述的蒸气发生器，且所述蒸气发生器连接所述制氢反应部。
本实施例中的氢气发生器包括制氢反应部和如本实用新型任一实施例的蒸气发生器，且蒸气发生器连接制氢反应部，因此其具有如本实用新型任一实施例的蒸气发生器的全部有益效果，在此不再赘述。
采用本实用新型的技术方案后，能够达到如下技术效果：
(1)在蒸气生成部内设置蒸气生成空间，且在沿着所述蒸气生成空间的中心向外周均匀延伸设置多个换热管，从而使整个蒸气生成空间内的水和水蒸气可更好得和换热管进行换热，达到提高蒸气生成效率的结果；
(2)将换热管的一端连接过热部，在蒸气生成部中加热完的气体在加热完蒸气后，会进入至过热部，从而对排出的蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少；
(3)将换热管设置为直管，在不考虑成本的情况下，直管状的换热管可使气体流量增多，从而使换热管可持续保持较高的温度状态，从而使提高蒸气的生产效率；
(4)将换热管设置为盘管，可增大气体和水之间的接触面积，从而使水更好的受热，从而提高气体的使用率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中待要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型第一实施例提供的一种蒸气发生器的结构示意图之一。
图2为图1中所示蒸气生成部和加热组件的连接示意图。
图3为本实用新型第一实施例提供的一种蒸气发生器的结构示意图之二。
图4为蒸气发生器的仰视图。
图5为图4中A-A方向的剖视图。
图6为第一固定板的结构示意图。
图7为第二固定板的结构示意图。
附图标记说明：
100为蒸气发生器；10为蒸气生成部；11为进液管；12为蒸气出口；13 为蒸气生成空间；20为加热组件；21为气体加热组件；211为气体接入部； 212为气体入口；22为第一电加热组件；23为第二固定板；24为第二过渡件； 30为过热部；31为气体过热部；311为蒸气过热管；312为气体出口；313为气体过热空间；32为电加热过热部；321为第二电加热组件；322为蒸气输出口；323为蒸气分管；324为电加热过热空间；33为第一固定板；34为第一过渡件；40为液位计；50为换热管。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
【第一实施例】
参见图1，其为本实用新型第一实施例提供的一种蒸气发生器100的结构示意图。结合图1-5，蒸气发生器100包括：蒸气生成部10，蒸气生成部10 设有蒸气生成空间13，蒸气发生部一端开有至少一个进液管11，而在蒸气发生部另一端开有蒸气出口12；过热部30，过热部30内设有蒸气传输管，且蒸气传输管的一端连接蒸气出口12；多个换热管50，换热管50沿着蒸气生成空间13的中心向外周均匀延伸设置，且多个换热管50连接过热部 30；至少一个加热组件20，加热组件20的至少一部分设于蒸气生成空间 13内。
举例来说，一方面在蒸气生成部10内设置蒸气生成空间13，且在沿着蒸气生成空间13的中心向外周均匀延伸设置多个换热管50，由于现有的氢气发生器为了节省氢气发生器的占地空间，现有的氢气发生器将蒸气发生器 100设置在外部，氢气生成的组件设置在蒸气发生器100的内部，从而达到此目的，但是这样设置导致蒸气发生器100和换热管50之间的接触面积小，从而导致蒸气生成效率较低，进一步导致氢气生成速率降低，因此本实用新型通过在蒸气生成空间13的中心向外周均匀延伸设置多个换热管50，从而使整个蒸气生成空间13内的水和水蒸气可更好得和换热管50进行换热，达到提高蒸气生成效率的结果；另一方面将换热管50的一端连接过热部30，在蒸气生成部10中加热完的气体在加热完蒸气后，会进入至过热部30，从而对排出的蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少。
进一步的，多个换热管50为直管或盘管中的任意一种。举例来说，一方面将换热管50设置为直管，在不考虑成本的情况下，直管状的换热管50 可使气体流量增多，从而使换热管50可持续保持较高的温度状态，从而使提高蒸气的生产效率；另一方面将换热管50设置为盘管，可增大气体和水之间的接触面积，从而使水更好的受热，从而提高气体的使用率。
具体的，结合图1和图3，加热组件20包括：气体加热组件21和第一电加热组件22。举例来说，现有的气体加热组大多通过尾气加热和废气加热，尾气加热为氢气发生器中产生的尾气，由于尾气中存在氢气等可燃烧物质，通过燃烧催化剂实现尾气的二次利用，但是尾气的量需要根据氢气发生器产生尾气的速率，在氢气发生器产生尾气的速率较慢时，导致蒸气产生的速率低，进一步导致氢气产生速率降低从而实现恶性循环，因此需要通过第一电加热组件22在蒸气产生的速率低的时候进行加热从而提高蒸气产生的速率；废气加热为只带有热量的气体，大多为化工厂其他装置产生的热气，但是废气的量不稳定，在废气较少时或废气温度较低时，导致蒸气产生的速率低，因此需要通过第一电加热组件22在蒸气产生的速率低的时候进行加热从而提高蒸气产生的速率。
优选的，参见图5，气体加热组件21包括：气体接入部211，气体接入部211设于蒸气生成部10远离过热部30的一侧，且气体接入部211上设有气体入口212；其中，气体接入部211连通多个换热管50。
举例来说，通过设置气体接入部211和多个换热管50相互连接，且气体接入部211上设有气体入口212，气体可从气体入口212进入至气体接入部211再通入至多个换热管50中。
优选的，此处换热管50可以如图2所示，及中间部分的换热管50为沿着蒸气生成空间13的中心向外周均匀延伸设置，但留有第一电加热器的安装空间。举例来说，将第一电加热器设置为伸入蒸气生成空间13，从而增加第一电加热器和液体的接触面积，且当第一电加热器将液体加热为蒸气时，可直接向上排出，防止第一电加热器处的温度相对过高。
优选的，参见图6，气体加热组件21还包括：第一固定板33；至少一个第一过渡件34，第一过渡件34设于第一固定板33连接换热管50的一端；其中，第一过渡件34和换热管50一一对应设置。
需要说明的是，设置第一固定板33连接换热管50的一端，且在第一固定件上设置至少一个第一过渡件34，通过第一过渡件34和换热管50一一对应设置，一方面便于固定换热管50；另一方面，当在第一固定件上设置换热管50时，可通过至少一个第一过渡件34将其对应的换热管50插入。
优选的，过热部30包括：气体过热部31和电加热过热部32；其中，气体过热部31设于电加热过热部32和蒸气生成部10之间。举例来说，通过设置气体过热部31和电加热过热部32，一方面在换热管50上对蒸气生成部10进行加热的气体，可进入气体过热部31进行二次加热使用，从而对排出的蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少；另一方面通过设置电加热过热部32，在气体过热部31内气体温度过低时，可通过电加热过热部 32对蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少。
优选的，气体过热部31包括：气体过热空间313，气体过热空间313 连通多个换热管50，且气体过热空间313上设有气体出口312；蒸气过热管311，蒸气过热管311设于气体过热空间313内，且蒸气过热管311的一端连通蒸气出口12，相对的另一端连通电加热过热部32。
举例来说，通过将气体过热空间313连通多个换热管50，且气体过热空间313内设有蒸气过热管311，在蒸气生成部10生成的蒸气通过蒸气过热管311传输至过热部30，从而进行过热，且气体过热空间313的另一端连接电加热过热部32，通过电加热过热部32对气体过热部31输出过来的蒸气进行再次过热。
优选的，参见图7，气体过热部31还包括：第二固定板23；至少一个第二过渡件24，第二过渡件24设于第二固定板23连接换热管50的一端；其中，第二过渡件24和换热管50一一对应设置。
举例来说，设置第二固定板23连接换热管50的一端，且在第二固定件上设置至少一个第二过渡件24，通过第二过渡件24和换热管50一一对应设置，一方面便于固定换热管50；另一方面，当在第二固定件上设置换热管50时，可通过至少一个第二过渡件24将其对应的换热管50插入。
优选的，蒸气过热管311为盘管。举例来说，将蒸气过热管311设置为盘管，由于过热是为了让蒸气中夹杂的液态水减少，因此通过将蒸气过热管 311设置为盘管，一方面盘管可使蒸气可在气体过热空间313中加热的时间增加，另一方面，盘管可增加蒸气和气体过热空间313的接触面积。
优选的，电加热过热部32包括：电加热过热空间324，电加热过热空间324连通蒸气过热管311，且电加热过热空间324上设有蒸气输出口322；第二电加热组件321，第二电加热组件321设于电加热过热空间324内；蒸气分管323，蒸气分管323连通电加热过热空间324。
举例来说，通过在电加热过热空间324设置第二电加热组件321，从而进一步减少蒸气中夹杂的液态水；且在电加热过热部32上设置蒸气分管 323，当蒸气生成部10生产的蒸气的量减少导致氢气生成速率减少时，可通过蒸气分管323外接入至电加热过热部32，从而提高氢气生成速率，当蒸气生成部10生产的蒸气的量增多时，可通过蒸气分管323传输出一部分的蒸气连接至别的装置进行使用，从而实现合理调配。
进一步的，蒸气发生器100例如还包括：液位计40，液位计40连接蒸气生成部10；其中，液位计40用于检测蒸气生成部10内部液体的高度。举例来说，通过在蒸气生成部10上设置液位计40，通液位计40检测蒸气生成部10内部液体的高度，可根据实时得知的蒸气生成部10内部液体的高度进行进液或停止进液，当蒸气生成部10内液体较多时，会使液体蒸发生成蒸气时导致蒸气内所带的小液滴较多，此时会停止输送水；当蒸气生成部10内液体较少时，会导致换热管50和液体的接触面积减小，从而导致换热管50 加热效率下降，引起蒸气生成量降低，此时需要向蒸气生成部10中输送液体。
在一个具体的实施例中，先将液体从进液管11输入至蒸气生成部10内，然后开启气体加热组件21和/或第一电加热组件22对蒸气生成部10内的液体进行加热，从而生产蒸气，生成的蒸气从蒸气出口12排出至蒸气过热管 311内，且气体加热组件21中的热气从气体加热组件21通过换热管50传输至气体过热部31内，对蒸气过热管311内的蒸气进行二次加热，蒸气再从对蒸气过热管311传输至电加热过热部32；通过第二电加热器再次对蒸气进行加热，再从蒸气输出口322排出。
【第二实施例】
本实用新型实施例还提供了的一种氢气发生器，包括：制氢反应部；如第一实施例任一项的蒸气发生器100，且蒸气发生器100连接制氢反应部。
本实施例中的氢气发生器包括制氢反应部和如本实用新型任一实施例的蒸气发生器100，且蒸气发生器100连接制氢反应部，因此其具有如本实用新型任一实施例所述的蒸气发生器100的全部有益效果，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种蒸气发生器，其特征在于，包括：
蒸气生成部，所述蒸气生成部设有蒸气生成空间，所述蒸气发生部一端开有至少一个进液管，而在所述蒸气发生部另一端开有蒸气出口；
过热部，所述过热部内设有蒸气传输管，且所述蒸气传输管的一端连接所述蒸气出口；
多个换热管，所述换热管沿着所述蒸气生成空间的中心向外周均匀延伸设置，且所述多个换热管连接所述过热部；
至少一个加热组件，所述加热组件的至少一部分设于所述蒸气生成空间内。
2.根据权利要求1所述的蒸气发生器，其特征在于，
所述多个换热管为直管或盘管中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的蒸气发生器，其特征在于，所述加热组件包括：
气体加热组件和第一电加热组件。
4.根据权利要求3所述的蒸气发生器，其特征在于，所述气体加热组件包括：
气体接入部，所述气体接入部设于所述蒸气生成部远离所述过热部的一侧，且所述气体接入部上设有气体入口；
其中，所述气体接入部连通所述多个换热管。
5.根据权利要求1所述的蒸气发生器，其特征在于，所述过热部包括：
气体过热部和电加热过热部；
其中，所述气体过热部设于所述电加热过热部和所述蒸气生成部之间。
6.根据权利要求5所述的蒸气发生器，其特征在于，所述气体过热部包括：
气体过热空间，所述气体过热空间连通所述多个换热管，且所述气体过热空间上设有气体出口；
蒸气过热管，所述蒸气过热管设于所述气体过热空间内，且所述蒸气过热管的一端连通所述蒸气出口，相对的另一端连通所述电加热过热部。
7.根据权利要求6所述的蒸气发生器，其特征在于，
所述蒸气过热管为盘管。
8.根据权利要求6所述的蒸气发生器，其特征在于，所述电加热过热部包括：
电加热过热空间，所述电加热过热空间连通所述蒸气过热管，且所述电加热过热空间上设有蒸气输出口；
第二电加热组件，所述第二电加热组件设于所述电加热过热空间内；
蒸气分管，所述蒸气分管连通所述电加热过热空间。
9.根据权利要求1-8任一项所述的蒸气发生器，其特征在于，还包括：
液位计，所述液位计连接蒸气生成部；
其中，所述液位计用于检测所述蒸气生成部内部液体的高度。
10.一种氢气发生器，其特征在于，包括：
制氢反应部；
如权利要求1-9任意一项所述的蒸气发生器，且所述蒸气发生器连接所述制氢反应部。
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