CN2264327Y - 一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蒸汽供热采暖装置，包括蒸气发生器、蒸气管、散热器或风机盘管、凝结水管，其特征是在散热器或风机盘管的出气口串接膨胀盒、一级蓄凝器，在蒸气发生器上装凝结水注水管且在凝结水注水管上端串接减压器、末级蓄凝结器，一级蓄凝器与末级蓄凝结器由凝结水管相连接，构成水—汽—水的全封闭自循环回路。具有节能、节水和热效率高等特点，特别适合家庭多居室供热采暖，也适合给楼房和工艺供热装置供热。

Description

一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置

本实用新型涉及一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置。

在现有的供热采暖装置中，以水为热交换介质的供热采暖方式有二种，热水供热采暖和蒸汽供热采暖。热水供热采暖以其耗能低，技术成熟而得到普遍应用，但其升温慢，供热采暖温度低而引发人们继续研究蒸汽供热采暖装置。而采用回收凝结水的蒸汽供热采暖装置虽然克服了不回收凝结水的蒸汽供热采暖装置耗能大的缺点，但其设备多而复杂又显得不足。中国专利专利号为93200711.2公开了一种蒸汽采暖装置，是由蒸气发生器、蒸气输送管、安全阀、散热器、常开放汽阀、回水管等组成，优点是热效率高、升温快、供热温度稳定、安全可靠，能保持蒸气与水在整个装置中自动连续循环。这种装置的缺点是散热器一侧有个放汽阀保持常开，整个装置处于完全开放状态，故蒸气压力受到限制，影响蒸气的输送距离，再则上水管低于蒸气发生器底部，上水管和单向阀易被污垢堵塞和损坏。

本实用新型的目的在于提供一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置，这种装置可使蒸气发生器产生的蒸气输送到散热器后液化，液化的凝结水靠自重流回到蒸气发生器，在全封闭状态下完成蒸汽供热采暖的自然循环过程。这种装置结构简单，循环可靠，热效率高，升温快，供热温度稳定、可调，适用范围广。

本实用新型的目的是这样实现的，即：在散热器或风机盘管的出气口串接膨胀盒、一级蓄凝器，在蒸气发生器上装凝结水注水管且在凝结水注水管上端串接减压器、末级蓄凝结器，再由凝结水管将一级蓄凝器与末级蓄凝结器连接起来，构成由蒸气发生器、蒸气管、散热器或风机盘管、膨胀盒、一级蓄凝器、凝结水管、末级蓄凝结器、减压器、凝结水注水管再到蒸气发生器相连接的水—汽—水的循环回路。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

(1)简单安全。以上所述本实用新型的器件结构简单，无易磨损件，无需改变原有蒸气发生器的安全装置。

(2)经济节能。本实用新型实现水—汽—水的全封闭自循环蒸汽供热采暖，无需其他动力，供热介质输送量小，所用器件体积小，更重要的是循环回蒸气发生器的凝结水具有一定温度，因此可节约燃料和软水使用量。

(3)适应范围广。本实用新型供热采暖范围广，特别适用于家庭多居室的供热采暖，可用煤炉、煤气炉、液化气炉、电加热器等加热。也适用于供热距离短的楼房和工艺供热装置，特别适合在缺水地区使用。

以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型系统结构示意图；

图2为本实用新型膨胀盒剖面图；

图3为本实用新型蓄凝器剖面图；

图4为本实用新型减压器和凝结水注水管剖视图；

图5为本实用新型补充水罐和补充水注水管剖视图；

图6为本实用新型家用单居室实施方案图；

图7为图6C部放大剖视图；

图8为图6风机盘管示意图；

图9为本实用新型家用多居室系统结构图；

图10为本实用新型多支路蒸汽供热采暖系统结构图。

参见图1至图5，为本实用新型基本结构图。本实用新型包括蒸气发生器(1)、蒸气管(2)、散热器或风机盘管(3)、凝结水管(6)，其特征在于在散热器或风机盘管(3)的出气口串接膨胀盒(4)、一级蓄凝器(5)，在蒸气发生器(1)上装凝结水注水管(9)且在凝结水注水管(9)上端串接减压器(8)、末级蓄凝结器(7)，再由凝结水管(6)将一级蓄凝器(5)与末级蓄凝结器(7)连接起来，构成由蒸气发生器(1)、蒸气管(2)、散热器或风机盘管(3)、膨胀盒(4)、一级蓄凝器(5)、凝结水管(6)、末级蓄凝结器(7)、减压器(8)、凝结水注水管(9)再到蒸气发生器(1)相连接的水—汽—水的蒸气自循环回路，在蒸气发生器(1)的顶部壳壁(58)加装补充水注水管(12)且在补充水注水管(12)上连接补充水罐(11)。蒸气自循环回路中各器件的相互设置高度，除蒸气管(2)外，应为：散热器或风机盘管(3)高于膨胀盒(4)，膨胀盒(4)高于一级蓄凝器(5)，一级蓄凝器(5)高于凝结水管(6)，一级蓄凝器(5)的出口管(38)与凝结水管(6)的连接端高于凝结水管(6)另一端与末级蓄凝结器(7)的入口管(31)的连接端，即凝结水管(6)可以有存水弯，末级蓄凝结器(7)高于减压器(8)，减压器(8)高于凝结水注水管(9)，减压器出口(53)与凝结水注水管(9)的连接处高于蒸气发生器(1)。

膨胀盒(4)是一个圆柱形盒体，盒体上部有入口(21)，与散热器或风机盘管(3)的出气口连接，盒底部有出口(22)与一级蓄凝器(5)连接，目的是使由散热器或风机盘管(3)出气口来的蒸气在膨胀盒(4)内膨胀，为蒸气的凝结创造条件，盘管内的凝结水可顺畅流动。

本实用新型中的一级蓄凝器(5)、末级蓄凝器(7)、和二级蓄凝器(13)的结构相同，以下描述蓄凝器结构时，均称为蓄凝器(5)、(7)、(13)。蓄凝器(5)、(7)、(13)是一个圆柱形盒体，进口管(31)穿过盒顶(30)，下端管口(39)至接近盒内底部处，进口管(31)的上端管口与膨胀盒(4)的出口(22)或凝结水管(6)连接，出口管(38)在盒内部分与进口管(31)并列且由盒内穿过盒底与减压器(8)的入口(41)或凝结水管(6)连接，出口管(38)的上端管口(37)高于进口管(31)的下端管口(39)，目的是蓄积凝结水或液化蒸汽，使进口管(31)的下端管口(39)置于已蓄积的凝结水中，使由膨胀盒(4)来的蒸气在此液化，当蓄积的凝结水液面(36)高于出口管(38)的上端管口(37)时，凝结水溢入出口管(38)的上端管口(37)而流出蓄凝器(5)、(7)、(13)。已蓄积的凝结水液面(36)与凝结水液面(36)以上的盒体部份，构成气室(35)，目的是使由蓄凝器(5)、(7)、(13)的出口管(38)传递来的压力在气室(35)受到阻滞。盒顶(30)有一可开闭的放气孔(34)，由螺钉(32)和密封垫(33)压住，目的是在本实用新型开始工作时，旋开螺钉(32)适量排放管道中的空气，蒸气一旦运行，即可旋紧螺钉(32)关闭放气孔(34)。

减压器(8)是由盆盖(45)、盆体(46)、密封圈(44)和阻凝盖(47)组成，盆盖(45)和盆体(46)由螺栓(42)、螺母(43)连接，中间嵌密封圈(44)，阻凝盖(47)置于盆体(46)内。盆盖(45)中央和盆体(46)中央都有一孔为入口和出口，盆盖(45)的入口(41)由管子引出与末级蓄凝结器(7)的出口管(38)连接，盆体(46)的出口(53)由管子引出，与凝结水注水管(9)连接。阻凝盖(47)的直径略小于减压器(8)的盆体(46)的直径，阻凝盖(47)的顶部有一密封垫(48)，阻凝盖(47)边沿有沿半径方向的凹槽(49)，凹槽(49)与盆体(46)的底平面(59)构成泻水孔(60)。目的是当本实用新型工作时，凝结水由入口(41)流入，经泻水孔(60)再由出口(53)流向凝结水注水管(9)；当本实用新型出现故障泄漏时，阻凝盖(47)被来自蒸气发生器(1)的压力托起，密封垫(48)将入口(41)封住，阻止蒸气发生器(1)内的沸水由凝结水注水管(9)倒流喷出，当故障排除，压力恢复正常，阻凝盖(47)依自重落下复位。

凝结水注水管(9)穿过蒸气发生器(1)的顶部壳壁(58)，凝结水注水管(9)的上端管口与减压器(8)的出口(53)连接，下端管口(57)置于蒸气发生器(1)的最佳保持液面(79)以下且略低于蒸气发生器(1)的低警戒水位。

补充水注水管(12)也是穿过蒸气发生器(1)的顶部壳壁(58)，补充水注水管(12)的下端管口(78)的高度，应高于凝结水注水管(9)的下端管口(57)并和蒸气发生器(1)的最佳保持液面(79)高度一致，补充水注水管(12)的上端管口连接阀门(74)，阀门(74)的另一端通过内螺纹管接头(72)和外螺纹管接头(71)旋上并压紧密封垫(73)与补充水罐(11)连接，补充水罐(11)为密封罐体。

当蒸气发生器(1)的最佳保持液面(79)的高度因消耗而下降，低于补充水注水管(12)的下端管口(78)时，补充水罐(11)中的水经阀门(74)、补充水注水管(12)流入蒸气发生器(1)中，使液面上升，当液面上升到下端管口(78)时，补充水停止流入。阀门(74)的作用是当补充水罐(11)中的水耗完时，关闭阀门(74)，旋开补充水罐(11)与阀门(74)连接的内螺纹管接头(72)和外螺纹管接头(71)，取下补充水罐(11)，加满水后再将其旋上连接好，打开阀门(74)，补充水罐(11)继续给蒸气发生器(1)补充水，这样可以使本实用新型能够不间断供热采暖。

本实用新型不改变蒸气发生器(1)原有安全装置限压阀(10)。

本实用新型的循环是这样实现的：蒸气发生器(1)产生的蒸气由蒸气管(2)输送到散热器或风机盘管(3)中去，再由散热器或风机盘管(3)出气口排出到膨胀盒(4)、一级蓄凝器(5)中，蒸气和凝结水在一级蓄凝器(5)中液化和蓄积，当夜面(36)高于上端管口(37)时，凝结水溢入出口管(38)后流入凝结水管(6)，再经末级蓄凝结器(7)、减压器(8)、凝结水注水管(9)，最后流回蒸气发生器(1)，完成一次循环。蒸气发生器(1)产生的压力，也是从蒸气管(2)开始沿上述顺序方向传递。由于蒸气管(2)和凝结水注水管(9)都是连接在蒸气发生器(1)上的，所不同的是蒸气管(2)连接在蒸气发生器(1)的顶部壳壁(58)上，而凝结水注水管(9)则是穿过顶部壳壁(58)插在蒸气发生器(1)的水中，但蒸气发生器(1)产生的压力同样作用在凝结水注水管(9)并通过凝结水注水管(9)向以上所述顺序方向的相反顺序方向传递。在压力的传递过程中，由凝结水注水管(9)、减压器(8)和末级蓄凝结器(7)的气室(35)构成的封闭空间使蒸气发生器(1)的压力传递到此受到阻滞，压力通过末级蓄凝结器(7)蓄积的水又沿着末级蓄凝结器(7)的进口管(31)、凝结水管(6)向一级蓄凝器(5)传递，在束级蓄凝结器(7)的进口管(31)、凝结水管(6)和一级蓄凝器(5)的气室(35)构成的封闭空间再次受到阻滞，这样，蒸气发生器(1)通过蒸气管(2)和凝结水注水管(9)沿相对方向传递的压力在一级蓄凝器(5)和末级蓄凝结器(7)之间达到了平衡，管中的凝结水不会造成栓塞，凝结水依其高度及其自重从一级蓄凝器(5)流向末级蓄凝结器(7)，最后流回到蒸气发生器(1)，再进行下一次循环。

图6至图9是本实用新型例一，最佳家用蒸汽供热采暖方案，其基本结构和工作原理同前所述。依据家庭使用实际和制作取材便利，蒸气发生器(1)采用压力锅或医用消毒锅，保留原有限压阀(10)，加装补充水注水管(12)和补充水罐(11)，为提高效率和节能，在压力锅锅体围火罩(66)，火罩(66)下有支撑角(68)，压力锅盖(58)和火罩(66)上敷设保温材料(63)，火罩(66)侧开一孔连接烟道(62)，烟道(62)出口连接蒸气过热器(13)，蒸气过热器(13)内盘有螺旋状蒸气过热管(61)，蒸气过热管(61)串接在蒸气管(2)上，蒸气过热器(13)出口连接烟囱(14)，炉火(67)可采用煤炉、煤气炉、液化气炉、电加热器等，这样炉火(67)在火罩(66)内对蒸气发生器(1)即压力锅加热，废气由火罩(68)在经过烟道(62)对蒸气过热管(61)加热后再从烟囱(14)排出。

风机盘管(3)安装在外罩(87)内，采用贯流风机(82)与电动机(83)直连，设置在外罩(87)下部，盘管(81)安装在外罩(87)上部，盘管(81)出汽口串接膨胀盒(4)和一级蓄凝器(5)，一级蓄凝器(5)的出口管(38)再与凝结水管(6)连接，盘管(81)的进汽口与蒸气管(2)连接。过滤网(84)设置在外罩(87)底部，进风由底部(85)进，出风由顶部(86)出。蒸气发生器(1)采用22公分压力锅，压力≤0.1MP，给14平方米房间供热，在室温为8℃时，在1小时左右，可使室温提高4℃至9℃。如果关闭风机(83)，蒸气发生器(1)仍工作，盘管(81)的热量仍可供房间保温。蒸气发生器(1)蒸气压力的大小，不影响凝结水流回蒸气发生器(1)，蒸气压力大，散热器或风机盘管(3)的温度高，凝结水回流速度快，流回蒸气发生器(1)的凝结水温度高；蒸气压力小，散热器或风机盘管(3)的温度低，凝结水回流速度慢，流回蒸气发生器(1)的凝结水温度低。在压力不变的情况下，风机(83)的风量大，盘管(81)的散热量大，流回蒸气发生器(1)的凝结水温度低：风机(83)的风量小，盘管(81)的散热量小，流回蒸气发生器(1)的凝结水温度高。蒸气发生器(1)即压力锅或医用消毒锅中的水垢，打开压力锅或医用消毒锅的盖子清洗干净即可。

在蒸气管(2)和蒸气发生器(1)之间可并联若干个具有散热器或风机盘管(3)、膨胀盒(4)、一级蓄凝器(5)、凝结水管(6)、末级蓄凝器(7)、减压器(8)、凝结水注水管(9)的回路，在蒸气管(2)和凝结水管(6)之间还可并联若干个具有散热器或风机盘管(3)、膨胀盒(4)、一级蓄凝器(5)、的回路，并联若干回路后在凝结水管(6)上串接二级蓄凝器(13)。

图9为本实用新型家用多居室系统结构图，图中只表示出二条回路为例，蒸气管(2)分支为二路，即在图1的蒸气管(2)和蒸气发生器(1)之间并连一条相同的回路，由二个阀门(91)分别控制，目的是通过阀门(91)开、闭，送、停各回路的供热或通过阀门(91)的调节平衡二回路的供热温度。

图10为本实用新型例二，是多支路蒸汽供热采暖系统示意图，蒸气发生器(1)采用蒸汽供热锅炉，一回路(94)和二回路(95)分别表示给不同距离段、不同高度段的房间供热采暖。一回路(94)表示出三条支路，每一支路上分别连接散热器或风机盘管(3)，散热器或风机盘管(3)出气口串接膨胀盒(4)和一级蓄凝器(5)，各个蓄凝器(5)出口管(38)汇集连接在一根凝结水管(6)后经二级蓄凝器(13)、凝结水管(6)、末级蓄凝结器(7)、减压器(8)、凝结水注水管(9)最后和蒸气发生器(1)连接，二级蓄凝器(13)是在靠近使用点处串接在凝结水管(6)上的，目的是供使用点变换管径和起动该回路时适量排放管路中的空气所用。二回路(95)的结构原理与一回路(94)相同。三回路(96)为给工艺供热装置(14)供热的回路，结构原理与本实用新型图1的回路结构原理相同，因工艺供热装置所需温度不同，蒸气压力也不同，单独设置一回路，便于调整，以满足不同工艺要求。图中阀门(91)均起开闭蒸气，调节系统供热平衡的作用。

Claims (9)

1.一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置，包括蒸气发生器(1)、蒸气管(2)、散热器或风机盘管(3)、凝结水管(6)，其特征在于在散热器或风机盘管(3)的出气口串接膨胀盒(4)、一级蓄凝器(5)，在蒸气发生器(1)上装凝结水注水管(9)且在凝结水注水管(9)上端串接减压器(8)末级蓄凝结器(7)，再由凝结水管(6)将一级蓄凝器(5)与末级蓄凝结器(7)连接起来，构成由蒸气发生器(1)、蒸气管(2)、散热器或风机盘管(3)、膨胀盒(4)、一级蓄凝器(5)、凝结水管(6)、末级蓄凝器(7)、减压器(8)、凝结水注水管(9)再到蒸气发生器(1)相连接的水—汽—水的循环回路，在蒸气发生器(1)的顶部壳壁(58)加装补充水注水管(12)且在补充水注水管(12)上端连接补充水罐(11)。

2.根据权利要求1所述的一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置，其特征在于所述膨胀盒(4)是一个圆柱形盒体，盒体上部有入口(21)，与散热器或风机盘管(3)的出气口连接，盒底部有出口(22)与一级蓄凝器(5)连接。

3.根据权利要求1所述的一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置，其特征在于所述一级蓄凝器(5)、末级蓄凝器(7)、和二级蓄凝器(13)的结构相同，蓄凝器(5)、(7)、(13)是一个圆柱形盒体，进口管(31)穿过盒顶(30)，下端管口(39)至接近盒内底部处，进口管(31)的上端管口与膨胀盒(4)的出口(22)或凝结水管(6)连接，出口管(38)在盒内部分与进口管(31)并列且由盒内穿过盒底与减压器(8)的入口(41)或凝结水管(6)连接，出口管(38)的上端管口(37)高于进口管(31)的下端管口(39)，盒顶(30)有一可开闭的放气孔(34)。

4.根据权利要求1所述的一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置，其特征在于所述减压器(8)是由盆盖(45)、盆体(46)、密封圈(44)和阻凝盖(47)组成，盆盖(45)和盆体(46)由螺栓(42)、螺母(43)连接，中间嵌密封圈(44)，阻凝盖(47)置于盆体(46)内。

5.根据权利要求1或4所述的一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置，其特征在于所述减压器(8)的盆盖(45)中央和盆体(46)中央都有一孔为入口和出口，盆盖(45)的入口(41)由管子引出与末级蓄凝结器(7)的出口管(38)连接，盆体(46)的出口(53)由管子引出，与凝结水注水管(9)连接。

6.根据权利要求1或4所述的一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置，其特征在于所述减压器(8)的阻凝盖(47)的直径略小于减压器(8)的盆体(46)的直径，顶部有一密封垫(48)，阻凝盖(47)边沿有沿半径方向的凹槽(49)，凹槽(49)与盆体(46)的底平面(59)构成泻水孔(60)。

7.根据权利要求1所述的一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置，其特征在于所述凝结水注水管(9)穿过蒸气发生器(1)的顶部壳壁(58)，凝结水注水管(9)的上端与减压器(8)的出口(53)连接，下端管口(57)置于蒸气发生器(1)的最佳保持液面(79)以下且略低于蒸气发生器(1)的低警戒水位。

8.根据权利要求1所述的一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置，其特征在于所述补充水注水管(12)也是穿过蒸气发生器(1)的顶部壳壁(58)，补充水注水管(12)的下端管口(78)的高度，应高于凝结水注水管(9)的下端管口(57)并和蒸气发生器(1)的最佳保持液面(79)高度一致，补充水注水管(12)的上端管口连接阀门(74)  ，阀门(74)的另一端通过内螺纹管接头(72)和外螺纹管接头(71)旋上并压紧密封垫(73)与补充水罐(11)连接，补充水罐(11)为密封罐体。

9.根据权利要求1所述的一种全封闭自循环蒸汽供热采暖装置，其特征在于在蒸气管(2)和蒸气发生器(1)之间可并联若干个具有散热器或风机盘管(3)、膨胀盒(4)、一级蓄凝器(5)、凝结水管(6)、末级蓄凝器(7)、减压器(8)、凝结水注水管(9)的回路，在蒸气管(2)和凝结水管(6)之间还可并联若干个具有散热器或风机盘管(3)、膨胀盒(4)、一级蓄凝器(5)、的回路，并联若干回路后在凝结水管(6)上串接二级蓄凝器(13)。

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