一种手机APP水位智能控制的蒸汽发生器的制作方法

本发明涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种手机APP智能控制的蒸汽发生器。

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蒸汽的机械设备。蒸汽发生器应用领域广泛，广泛适用于制衣厂，干洗店，饭店，馍店，食堂，餐厅，厂矿，豆制品厂等场所。目前的蒸汽发生器多采用燃气或者燃油加热，而且加热效率的，智能化程度不高，而且不能进行远程控制，因此需要设计一种通过手机APP进行智能控制的。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中的不足，提供一种智能控制的蒸汽发生器，同时也提供了一种新式结构的电加热蒸汽发生器，而且该蒸汽发生器具有加热迅速、温度分布均匀、功率自动控制、安全可靠的功能，提高了加热效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种蒸汽发生器，包括炉体、水箱、水泵，所述水箱通过第一管路连接水泵，所述水泵通过第二管路连接炉体，所述炉体内设置电加热装置，所述炉体上部设置蒸汽出口管路，所述水箱设置入口管路；其特征在于，所述的炉体内设置水位传感器，所述水位传感器、电加热器、水泵与控制器数据连接，所述控制器连接云端服务器，云端服务器与客户端连接，其中控制器将测量的水位数据传递给云端服务器，然后通过云端服务器传送给客户端，所述客户端是手机，所述手机安装APP程序，用户可以在客户端25选择自动控制或手工控制的工作模式，控制器根控制客户选择的工作模式来控制水泵的功率。

作为优选，在手工控制的工作模式下，用户根据客户端得到水位数据，在客户端手工输入水泵的功率，然后通过云端服务器传输到控制器，控制器控制水泵的按照客户端输入的功率运行。

作为优选，在自动控制的工作模式下，所述控制器根据测量的炉体内的水位自动控制水泵的功率，并将水泵的功率和水位数据传递给客户端；如果水位下降，控制器则通过控制提高水泵的功率来增加进入炉体的水的流量，如果水位过高，则通过降低水泵的功率或者关闭水泵的功率来减少进入炉体内水流量或者停止向炉体内供水。

作为优选，当测量的水位低于第一水位时，控制器控制水泵以第一功率进行供水；当测量的水位低于比第一水位低的第二水位时，控制器控制水泵以高于第一功率的第二功率进行供水；当测量的水位低于比第二水位低的第三水位时，控制器控制水泵以高于第二功率的第三功率进行供水；当测量的水位低于比第三水位低的第四水位时，控制器控制水泵以高于第三功率的第四功率进行供水；当测量的水位低于比第四水位低的第五水位时，控制器控制水泵以高于第四功率的第五功率进行供水。

作为优选，第一水位是第二水位的1.1-1.3倍，第二水位是第三水位的1.1-1.3倍，第三水位是第四水位的1.1-1.3倍，第四水位是第五水位的1.1-1.3倍。

作为优选，第一水位是第二水位的1.1-1.15倍，第二水位是第三水位的1.15-1.2倍，第三水位是第四水位的1.2-1.25倍，第四水位是第五水位的1.25-1.3倍。

作为优选，第五功率是第四功率的1.7-1.9倍，第四功率是第三功率的1.6-1.8倍，第三功率是第二功率的1.5-1.7倍，第二功率是第一功率的1.3-1.5倍。

作为优选，所述炉体的壁面上设置喷管，所述喷管上设置喷孔，所述第二管路连接喷管，通过水泵将水送进喷管，然后通过喷孔喷出。

作为优选，所述电加热装置包括左管箱、右管箱和浮动盘管，浮动盘管与左管箱和右管箱相连通，形成加热流体封闭循环，电加热棒设置在左管箱和右管箱内；左管箱、右管箱和浮动盘管内填充加热流体；浮动盘管为一个或者多个，每个浮动盘管包括多根圆弧形的管束，多根圆弧形的管束的中心线为同心圆的圆弧，相邻管束的端部连通，从而使得管束的端部形成管束自由端。

作为优选，所述同心圆是以左管箱的中心为圆心的圆，左管箱的内径为R1，右管箱的内径为R2，左管箱的电加热棒的功率是P1，右管箱的电加热棒的功率是P2，满足如下关系：

P1/P2＝a*(R1/R2)²-b*(R1/R2)+c；

a，b，c是系数，其中0.82＜a＜0.91，1.95＜b＜2.05，2.67＜c＜2.77；

其中58mm＜R1＜87mm；

29mm＜R2＜68mm；

1.2＜R1/R2＜2.1：

1600W＜P1＜2500W；

670W＜P2＜1680W。

作为优选，随着R1/R2的增加，a，c增加，b减小。

本发明具有如下优点：

1、本发明通过手机APP客户端，通过泵的功率自动控制蒸汽发生器内水位的稳定，从而保持蒸汽产出的稳定，提高了智能化，实现了水位的远程控制。

2、本发明将浮动盘管应用于蒸汽发生器的加热，通过设置浮动盘管，加热流体受热后会产生体积膨胀，诱导浮动盘管自由端BC、B’C’产生振动，从而强化传热。

3、本发明通过大量的试验，优化了浮动盘管的参数的最佳关系，从而进一步提高加热效率。

4、本发明通过将电加热器设置在管箱中，因此可以直接避免流体与电加热器接触，从而避免触电，起到保护的作用。

5、本发明通过不同管箱的电加热器功率的设置，提高了加热效率及其加热的均匀性。

附图说明：

图1为本发明蒸汽发生器的结构示意图。

图2为图1蒸汽发生器的控制结构示意图。

图3是图1中的A-A截面视图。

图4是图1中的电加热装置截面视图。

图5是图4中的A-A截面视图。

图6是图5结构的尺寸示意图。

图7为对蒸汽发生器进行手工控制的流程示意图。

图8为对蒸汽发生器进行自动控制的流程示意图。

图中：1、炉体，2水箱，3水箱入口管路，4水泵，5喷管，6电加热装置，7蒸汽出口管路，8控制器，9流量传感器，10阀门，11水位传感器，12温度传感器，13喷口，14喷管入口管路，15管路，16外壳体，17压力传感器，18浮动盘管，19左管箱，20自由端，21右管箱，22管束，23电加热器，231第一电加热棒，232第二电加热棒，24云端服务器，25客户端

具体实施方式

如图1所示的一种蒸汽发生器，包括炉体1、水箱2、水泵4，所述水箱2通过管路15连接水泵4，所述水泵4通过管路14连接炉体1，所述炉体1内设置电加热装置6，所述炉体1上部设置蒸汽出口管路7，所述水箱2设置入口管路3。

所述的水从水箱3通过水泵4进入炉体1中，在炉体1中通过电加热装置6加热，产生的蒸汽通过蒸汽出口管路7排出。

作为优选，蒸汽出口管路7排出的蒸汽进行利用后，通过入口管路3进入水箱2中，以达到循环利用的目的。

作为优选，入口管路3连接自来水管，通过自来水管补充水。作为优选，自来水管和水箱2之间设置净化装置，对自来水进行净化，避免水箱内电加热装置的结垢，影响加热的效果。

作为优选，所述炉体1的横截面为圆形结构。

作为优选，所述炉体1外部设置外壳体16，所述水箱4、水泵2设置在外壳体16内。

作为优选，所述电加热装置6为多个。所述电热加装置6靠近炉体1的竖直内壁面设置，如图1所示。

作为优选，所述炉体1的壁面上设置喷管5，所述喷管5上设置喷孔13。所述管路14连接喷管5，通过水泵将水送进喷管5，然后通过喷孔13喷出。

通过设置喷管和喷孔，可以使得水更加均匀的分布到电机热器中，进一步促进了蒸汽的产生。

作为优选，如图3所示，所述喷管5围绕炉体的竖直内壁设置一整圈。通过如此设置，可以使得整个内壁上的喷管5连通，使得水进入喷管5后能够在炉体内壁的一整圈的位置喷出水，从而提高蒸汽的产出率。

作为优选，所述炉体1中设置温度传感器12，用于测量炉体1中水的温度。

作为优选，所述的炉体1内设置水位传感器11，用于测量炉体内的水位。

作为优选，所述炉体1中设置压力传感器17，用于测量炉体1中压力。

作为优选，所述蒸汽出口管路7上设置流量传感器9，用于测量单位时间产出的蒸汽流量。

作为优选，所述温度传感器12、水位传感器11、压力传感器17、流量传感器9、电加热装置6与控制器8数据连接，所述控制器8连接云端服务器24，云端服务器24与客户端25连接，其中控制器8将测量的水温度传递给云端服务器24，然后通过云端服务器24传送给客户端25，所述客户端25是手机，所述手机安装APP程序。用户可以在客户端实时查看相关数据。

本发明的一个目的是实现水位控制。

作为优选，所述的炉体1内设置水位传感器11，所述水位传感器11、电加热器6、水泵4与控制器8数据连接，所述控制器8连接云端服务器24，云端服务器24与客户端25连接，其中控制器8将测量的水位数据传递给云端服务器24，然后通过云端服务器24传送给客户端25，所述客户端25是手机，所述手机安装APP程序，用户可以在客户端25选择自动控制或手工控制的工作模式，控制器8根控制客户选择的工作模式来控制水泵4的运行。

通过设置手工或者自动控制模式，可以为用户提供了一种多手段的控制方式，提高了系统的智能化程度。

作为优选，在手工控制的工作模式下，用户根据客户端25得到水位数据，在客户端25手工输入水泵4的功率，然后通过云端服务器24传输到控制器8，控制器8控制水泵4的按照客户端25输入的功率运行。

作为优选，在自动控制的工作模式下，所述控制器8根据测量的炉体1内的水位自动控制水泵4的功率。并将水泵4的功率和水位数据传递给客户端25，作为优选，如果水位下降，控制器则通过控制提高水泵4的功率来增加进入炉体1的水的流量，如果水位过高，则通过降低水泵4的功率或者关闭水泵4来减少进入炉体1内水流量或者停止向炉体1内供水。

通过上述的设置，一方面避免了水位过低造成的蒸汽产出率过低以及电加热装置的干烧，造成电加热装置的损坏以及产生安全事故，另一方面，避免了因为水位过高而造成的水量过大，从而造成蒸汽产出率过低，实现水位的智能控制。

作为优选，当测量的水位低于第一水位时，控制器8控制水泵4以第一功率进行供水；当测量的水位低于比第一水位低的第二水位时，控制器8控制水泵4以高于第一功率的第二功率进行供水；当测量的水位低于比第二水位低的第三水位时，控制器8控制水泵4以高于第二功率的第三功率进行供水；当测量的水位低于比第三水位低的第四水位时，控制器8控制水泵4以高于第三功率的第四功率进行供水；当测量的水位低于比第四水位低的第五水位时，控制器8控制水泵4以高于第四功率的第五功率进行供水。

作为优选，第一水位是第二水位的1.1-1.3倍，第二水位是第三水位的1.1-1.3倍，第三水位是第四水位的1.1-1.3倍，第四水位是第五水位的1.1-1.3倍。

作为优选，第一水位是第二水位的1.1-1.15倍，第二水位是第三水位的1.15-1.2倍，第三水位是第四水位的1.2-1.25倍，第四水位是第五水位的1.25-1.3倍。

作为优选，第五功率是第四功率的1.7-1.9倍，第四功率是第三功率的1.6-1.8倍，第三功率是第二功率的1.5-1.7倍，第二功率是第一功率的1.3-1.5倍。

通过上述水位和水泵功率的优选，尤其是通过差别化的水位和水泵功率的设定，可以快速的实现水位的恒定，提高蒸汽产出率，节省时间。通过实验发现，能够提高12-16％左右的蒸汽产出。

本发明的一个目的是实现根据水位对加热功率的控制。

作为优选，所述的炉体1内设置水位传感器11，所述水位传感器11、电加热器6与控制器8数据连接，所述控制器8连接云端服务器24，云端服务器24与客户端25连接，其中控制器8将测量的水位数据传递给云端服务器24，然后通过云端服务器24传送给客户端25，所述客户端25是手机，所述手机安装APP程序，用户可以在客户端25选择自动控制或手工控制的工作模式，控制器8根控制客户选择的工作模式来控制电加热装置6的加热功率。

通过设置手工或者自动控制模式，可以为用户提供了一种多手段的控制方式，提高了系统的智能化程度。

作为优选，在手工控制的工作模式下，用户根据客户端25得到水位数据，在客户端25手工输入加热功率，然后通过云端服务器24传输到控制器8，控制器8控制电加热装置6按照客户端25输入的加热功率加热。

作为优选，在自动控制的工作模式下，所述控制器8根据测量的炉体1内的水位自动控制电加热器的加热功率。并将电加热器6的加热功率和水位数据传递给客户端25。作为优选，如果水位过低，控制器则通过控制降低电加热器6的功率或者直接关闭电加热器6的加热，从而避免因为加热功率过高造成的蒸汽产出过大，造成水位的进一步降低，如果水位过高，则通过增加电加热器6的加热功率，提高蒸汽产出，从而降低水位。

通过上述的设置，一方面避免了水位过低造成电加热装置的干烧，造成电加热装置的损坏以及产生安全事故，另一方面，避免了因为水位过高而造成的炉体内的水量过大，从而造成蒸汽产出率过低。

作为优选，当测量的水位低于第一水位时，控制器8控制电加热装置6以第一功率进行加热；当测量的水位低于比第一水位低的第二水位时，控制器8控制电加热装置6以低于第一功率的第二功率进行加热；当测量的水位低于比第二水位低的第三水位时，控制器8控制电加热装置6以低于第二功率的第三功率进行加热；当测量的水位低于比第三水位低的第四水位时，控制器8控制电加热装置6以低于第三功率的第四功率进行加热；当测量的水位低于比第四水位低的第五水位时，控制器8控制电加热装置以低于第四功率的第五功率进行加热；当测量的水位低于比第五水位低的第六水位时，控制器8控制电加热装置停止加热。

作为优选，第一水位是第二水位的1.1-1.3倍，第二水位是第三水位的1.1-1.3倍，第三水位是第四水位的1.1-1.3倍，第四水位是第五水位的1.1-1.3倍。

作为优选，第一水位是第二水位的1.1-1.15倍，第二水位是第三水位的1.15-1.2倍，第三水位是第四水位的1.2-1.25倍，第四水位是第五水位的1.25-1.3倍。

作为优选，第一功率是第二功率的1.6-1.7倍，第二功率是第三功率的1.5-1.6倍，第三功率是第四功率的1.4-1.5倍，第四功率是第五功率的1.3-1.4倍。

通过上述水位和电加热装置的功率的优选，尤其是通过差别化的水位和电加热装置的功率的设定，可以快速的实现水位的在预定的安全位置，而且水位过高的时候能够保证蒸汽产出率，节省时间。

本发明的另一个目的是提供了一种新式的电加热装置，特别是适用于蒸汽发生器的电加热装置。

图4展示了电加热装置6的切面示意图，所述电加热装置6包括左管箱19、右管箱21和浮动盘管18，浮动盘管18与左管箱19和右管箱21相连通，加热流体在左管箱19和右管箱21以及浮动盘管内进行封闭循环，所述电加热装置6内设置电加热器23，所述电加热器23用于加热电加热装置6的内流体，然后通过加热的流体来加热水箱内的水。

作为优选，电加热装置6设置在左管箱19或者右管箱21内。

浮动盘管18为一组或者多组，每组浮动盘管18包括多根圆弧形的管束22，多根圆弧形的管束22的中心线为同心圆的圆弧，相邻管束22的端部连通，从而使得盘管18的端部形成管束自由端20，例如图5中的自由端20。

作为优选，所述的电加热装置内抽真空然后填充加热流体。

作为优选，加热流体为氨，甲醇或乙醇。

作为优选，加热流体为铯、铷中的一种。

传统的浮动盘管都是利用流体的流动的冲击进行振动除垢作用进行强化传热，都是用于强制对流换热，而蒸汽发生器中的水流动性差，无法进行强制对流换热流动，而本发明首次将浮动盘管应用于蒸汽发生器，通过设置浮动盘管，加热流体受热后会产生体积膨胀，诱导浮动盘管18自由端20产生振动，因为该振动传递至周围水，对周围的水产生扰动效果，从而产生了强化传热的效果。

在本发明中，因为电加热器23设置在管箱19、21中，因此可以直接避免流体与电加热器接触，从而避免触电，起到保护的作用。

作为以优选，所述左管箱19、右管箱21以及浮动盘管18都是圆管结构。

作为优选，浮动盘管18的管束是弹性管束。

通过将浮动盘管18的管束设置弹性管束，可以进一步提高换热系数。

作为优选，所述同心圆是以左管箱19的中心为圆心的圆。即浮动盘管18的管束22围绕着左管箱19的中心线布置。

如图5所示，管束22不是一个完整的圆，而是留出一个口部，从而形成管束的自由端。所述口部的圆弧所在的角度为65-85度，即图6夹角b和c之和是65-85度。

作为优选，所述左管箱19的管径大于右管箱21的管径。

通过上述设置，可以进一步强化传热，提高8-15％的换热效率。

作为优选，左管箱的内径为R1，右管箱的内径为R2，则1.5＜R1/R2＜2.5。

通过上述的优选设置，能够使得换热效率达到最佳。

作为优选，随着距离左管箱19的中心越远，相邻管束之间的距离越来越大。

作为优选，相邻管束之间的距离越来越大的幅度不断的增加。

通过上述的优选设置，可以进一步提高换热效率，增加加热的均匀性。通过实验发现，通过上述设置可以提高10-11％的换热效率。

作为优选，随着距离左管箱19的中心越远，管束的直径越来越大。

作为优选，管束的直径越来越大的幅度不断的增加。

通过上述的优选设置，可以进一步提高换热效率，增加加热的均匀性。通过实验发现，通过上述设置可以提高10％左右的换热效率。

作为优选，如图4所述电加热器23分别设置在左管箱19和右管箱21内，即第一电加热器231设置在左管箱19内，第二电加热器232设置在右管箱21内。

作为优选，左管箱19和右管箱21的长度相同。

作为优选左管箱的管径大于右管箱的管径。

作为优选，如图4所示，在蒸汽发生器运行的时候，第一电加热器231的加热功率大于第二电加热器232的加热功率。通过上述设置，通过实验发现，能够使得水箱内热水的加热更加均匀。

作为优选，第一电加热器231的加热功率是第二电加热器232的功率的1.3-1.8倍，优选为1.4-1.65倍。

在数值模拟以及相应的试验中发现，左管箱19、右管箱21的尺寸以及第一加热器231和第二加热器232之间的比例关系可以对加热效率以及均匀性产生影响。如果左管箱19和右管箱21的尺寸相差太多，而第一加热器231和第二加热器232加热功率相差比较小，则会产生加热效率低以及加热出现不均匀现象，同理如果左管箱19、右管箱21的尺寸差距太小以及第一加热器231和第二加热器232加热功率相差比较大，也会出现加热效率低以及加热出现不均匀现象。因此本发明通过大量的数值模拟，对上述的关系进行了总结，通过实验进行了验证。得到了左管箱19、右管箱21的尺寸以及第一加热器231和第二加热器232加热功率之间的最佳关系。

作为优选，左管箱的内径为R1，右管箱的内径为R2，左管箱的电加热棒的功率是P1，右管箱的电加热棒的功率是P2，满足如下关系：

P1/P2＝a*(R1/R2)²-b*(R1/R2)+c；

a，b，c是系数，其中0.82＜a＜0.91，1.95＜b＜2.05，2.67＜c＜2.77；

其中58mm＜R1＜87mm；

29mm＜R2＜68mm；

1.2＜R1/R2＜2.1；优选，1.5＜P1/P2＜2.3；

优选；1600W＜P1＜2500W；670W＜P2＜1680W。

第一电加热器231和第二电加热器232和控制器8数据连接，所述控制器8连接云端服务器24，云端服务器24与客户端25连接，其中控制器8将测量的第一电加热器231和第二电加热器232的加热功率传递给云端服务器24，然后通过云端服务器24传送给客户端25，所述客户端25是手机，所述手机安装APP程序，用户可以在客户端25选择自动控制或手工控制的工作模式，控制器8根控制客户选择的工作模式来控制第一电加热器231和第二电加热器232的加热功率。

作为优选，手工控制的工作模式下，用户根据客户端25得到第一电加热器231和第二电加热器232的加热功率数据，在客户端25手工输入第一电加热器231和第二电加热器232的加热功率，然后通过云端服务器传输到控制器，控制器控制第一电加热器和第二电加热器按照客户端输入的加热功率加热。

作为优选，自动控制的工作模式下，所述控制器8按照左管箱19和右管箱21的管径来确定第一电加热器231和第二电加热器232的加热功率的比例，并将第一电加热器231和第二电加热器232加热功率数据传递给客户端。

具体确定的公式就是公式1。

作为优选，随着R1/R2的增加，a，c增加，b减小。

作为优选，管束的数量为3-5根，优选为3或4根。

作为优选，a＝0.87，b＝2，c＝2.72。

左管箱19和右管箱21中心线的距离为220-270mm；优选为240-250mm。

管束的半径优选为10-25mm；

作为优选，距离左管箱中心线最近的管束中心线所在的圆弧与其相邻的管束的中心线所在的圆弧之间的距离(例如图4中管束A和B所在的圆弧中心线之间的距离)为两根管束平均外径(外部直径)的1.1-2.0倍，优选为1.2-1.7倍，优选为1.3-1.5倍。

两个管束的直径的平均为两个管直径的加权平均数。

作为优选，管束在同一侧的端部对齐，在同一个平面上，端部的延长线(或者端部所在的平面)经过左管箱19的中线，如图5所示。

进一步优选，所述电加热器23是电加热棒。

本发明所述电加热装置，如图5所示，所述左管箱19与浮动盘管A端相连通；右管箱21与浮动盘管D端相连通。

作为优选，如图5所示，浮动盘管18的内侧管束的第一端与第一管箱19连接，第二端与相邻的外侧管束一端连接，浮动盘管18的最外侧管束的一端与第二管箱8连接，相邻的管束的端部连通，从而形成一个串联的结构。

第一端所在的平面与第一管箱19和第二管箱8中心线所在的平面形成的夹角c为40-50度。

第二端所在的平面与第一管箱19和第二管箱8中心线所在的平面形成的夹角b为25-35度。

通过上述优选的夹角的设计，使得自由端的振动达到最佳，从而使得加热效率达到最优。

如图5所示，浮动盘管的管束为4个，管束A、B、C、D联通。当然，不局限于四个，可以根据需要设置多个，具体连接结构与图5相同。

所述浮动盘管18为多个，多个浮动盘管18分别独立连接第一管箱19和第二管箱8，即多个浮动盘管18为并联结构。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。