专利名称：系列节能消声加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及以蒸汽为热源对水或水溶液加热的节能消声加热装置。
以蒸汽为热源，以水或水溶液为加热对象的加热器，有直接式和间接式两类。间接式加热器有盘管加热器等；在直接加热器的已有技术中，有直接插入式加热器，用蒸汽管直接通入置水容器；有喷淋管式加热器将通入水中的蒸汽管顶端堵死，在周围打上许多小孔；还有在喷淋管的基础上外包多层金属丝网的消声加热器；此外，还有SC－Ⅲ型蒸汽加热消声器(参见上海经济区环保节能工程成套总公司办的《环保节能信息》月刊1989年第4期第6页报导)以及CN86203687.9所记载的“节能消声蒸汽加热器”。SC－Ⅲ蒸汽加热消声器，具有不同的供汽量规格，可适应不同的加热速度或供汽量的要求。但其消声量仅为15db(A)，且未提及节能问题。而CN86203687.9所述的节能消声蒸汽加热器”可节约蒸汽耗量15～20％，消声量达20～25db(A)。(参见上海市燃料公司沪燃民(1988)410号文)显而易见，CN86203687.9专利产品较前述所有技术有着明显的进步，然而该专利产品供汽量有限，在要求大供汽量及高加热速度时，往往达不到要求而延长了工作时间，既不符合使用者习惯，又使得总体的热效应没能达到应有的节能指标。
根据CN86203687.9所示的已有技术加以改进是有可能的。为充分说明该技术及其缺陷产生的原因，现将该专利说明书的相应部分及有关附图予以转摘于后
附
图1，为CN86203687.9的结构示意图。
“本实用新型的结构包括一只长的圆形筒体1，连通该筒体1前端的蒸汽管接头2和封闭该筒体1后端具有许多小排出孔的后端壁3。本实用新型的特点是在上述筒体1内有一块前隔板4和一块后隔板5，将筒体1内腔分隔成前腔、中腔和后腔三个隔离腔，前腔为进汽室，与蒸汽管相通，中腔为进水室，通过其筒壁上所具有的许多穿孔与外围的水沟通，后腔为混合室，实现汽、水混合；前隔板4和后隔板5均匀分布许多数目相等且位置分别前后对准处于同一轴线的穿孔，在前隔板4的每一孔中装有一只向后延伸的缩放形喷口6，在后隔板5的每一孔中，装有一只向后延伸的套管7，前面的缩放形喷口6正好对准后面的套筒7，它们的轴线与上述筒体1的轴线平行。本实用新型的工作原理是作为热源的蒸汽由筒体1前端的蒸汽管接头进入筒体1前腔进汽室，蒸汽流经缩放形喷口6而被加速后喷入其后的套管7中；由于喷射作用，从筒体1中腔筒壁上的穿孔进入进水室的水被蒸汽射流所吸而一齐进入套管7中；此套管7为混和套，蒸汽和水在混和套中一边运动一边进行动量和热能的交换，在混和套出口处，蒸汽已凝结为水，成为唯一的热水从筒体1后端壁的小排出孔喷出；由于本实用新型置于水箱中，被加热的水连续地由进水室筒壁的穿孔被吸入，而后同蒸汽进行热交换返回到水箱中，因而水箱中的水不断被加热。“CN86203687.9”专利技术节能和消声的基本原理在于“在混和套出口处，蒸汽已凝结为水，成为唯一的热水从筒体1后端壁的小排出孔喷出”。即消除了进入水容器的蒸汽泡，从而消除了蒸汽泡因浮力上升至水面向空中直接排放热量的可能，也消除了因蒸汽泡在水容器水中继续热交换而液化溃灭所产生的水的碰撞噪声。如果缩放形喷口6的孔径增大(这种喷口学术上称为拉伐尔管，其缩形与放形的交界处具有最小直径，称为喉部。孔径增大主要是指喉部直径增大)蒸汽流量得以增大可以提供较大供热量从而提高加热速度。但由于“CN86203687.9”的几何结构与几何尺寸的限制，又将使套管出口处含有蒸汽泡。从而又使得前述的汽泡排放而浪费热能及汽泡溃灭产生碰撞噪声的现象重现。这种矛盾是“CN86203687.9”的最重要的缺陷。
本实用新型的目的是为了克服“CN86203687.9”的前述弱点，在保持前述专利良好的节能、消声性能的同时，能适应不同供热量的要求，特别是要具有较高的加热速度以适应更大的应用范围。
为说明本实用新型的任务是怎样实现的，再结合附图和实施例予以说明参见
图1，这是CN86203687.9的结构示意图。由
图1可见，蒸汽的通道是由内孔为缩放形的喷口6提供的，喷口6具有拉伐尔管的特性，蒸汽先被缩形部分压缩、加速，再由扩形口按照扩形口的形状扩散喷入套管7，其扩散是均匀的。而基于伯努里原理，由高速汽流所引起的水流，由穿孔8进入中腔，经过由喷口6的外壁与套管7的内壁入口处所相对组成的环状流水通道9，也进入套管7，以后的运动，动量及热量交换就在套管7中进行，水不断被加热，汽不断被液化。要保证套管7的出口处为单一的热水，就应当加速其蒸汽的液化速度，首先应使蒸汽与水得到均匀的霧状般的或乳状般的初始混合，这可以将上述环状流水通道9的几何形状设计成缩放形环状通道而得到改善。
附图2即表示这种缩放形环状流水通道9的设计。同样由于附壁作用，流水经过该通道9后，不仅提前了与蒸汽混合的位置，同时初始混合的均匀度得到改善。
由于图2所示的改进，使得有了不降低各指标的前题下扩大缩放形喷口6喉部孔径的可能。即可以加大蒸汽流量而提高加热速度。
要进一步提高蒸汽流量，还可以采取的办法是增加喷口6和相应套管7的数量。图3是采用了七只喷口6和七只套管7后，隔板5的示意图。显然，这不是唯一的实施例，可以减少如采用五只，也可以增加如八只、九只等。在实际生产上可以根据工业上常用的几种供汽量制成系列产品。喷口6和相应套管7的数量势必影响到总直径D的大小，即总直径D不受限于60～80毫米。
要说明的是套管7的长度，并无严格的要求，从蒸汽的完全液化后排出才能得到最佳的节能、消声性能这一点出发，套管7以长一些为好，这样一来，本实用新型产品的总长度L也不应受到200～300毫米的限制。
作为一种系列，本实用新型的设计原则是首先根据要求的供汽量来确定喷口6的大小及数量，其方法是已有技术(参见《流体力学和热工理论》钟声玉、王克兴著，机械工业出版社1980年3月版)，再根据喷口6的数量安排确定总直径D。然后考虑D／L依据美观的原则基本确定长度L的前题下，适当将套管7取长一点即可。
本实用新型的具体加工工艺亦不作硬性规定，其材料可以根据应用的场合而选用。例如碳钢、不锈钢，有色金属或非金属材料如工业用瓷、树脂等等。通常的要求是耐高温，食用水的加热应具有无毒性，酸碱溶液的加热应具有耐酸碱性等。
权利要求1.一种根据CN86203687.9(节能消声蒸汽加热器)改进的系列节能消声加热器，适用于以蒸汽为热源对水或水溶液直接加热的场合，其基本结构、部件与CN86203687.9相同，包括一只长的圆形筒体1，连通所述筒体1前端的蒸汽管接头2和封闭所述筒体1后端具有许多小排出孔的后端壁3。该筒体1内有一块前隔板4和一块后隔板5，将所述筒体1的内腔分隔成前腔、中腔和后腔三个隔离腔；在所述前隔板4上均匀分布几只穿孔，每孔内装有一只向后延伸的缩放形喷口6，其轴线与筒体1轴线平行；在所述后隔板5上均匀分布与前隔板4数量相同的穿孔，且处于同一轴线上，每一孔中装有一只向后延伸的套管7；在所述筒体1的中腔的筒壁上有许多穿孔8，其特征在于所述的加热器具有由缩放形喷口6的外壁与套管7的内壁形成的缩放形环状流水通道9。
2.根据权利要求1所述的系列节能消声加热器，其特征在于所述的环状流水通道9，其数量与喷口6、套管7的数量相一致，且不限于七个，也可采用五个或八个。
3.根据权利要求1所述的系列节能消声加热器，其特征在于所述的加热器其总长度L也不限于200～300毫米，及所述筒体1外径D也不限于60～80毫米。
专利摘要一种基于专利号为CN86203687.9(节能消声蒸汽加热器)改进的系列节能消声加热器，适用于以蒸汽为热源对水或水溶液直接加热的场合，其基本结构与CN86203687.9相似，所改进的特点是由于喷口及流水通道均采用了缩放形，提早了汽、水混合时间及加快了汽、水液化的速度，以及根据供汽量确定喷口及相应套管的数量可适应不同加热速度的要求，特别是在提供较大热量所要求，同时进一步提高了节能及消声的效果。
文档编号F24H1/00GK2055576SQ8920547
公开日1990年4月4日 申请日期1989年10月30日 优先权日1989年10月30日
发明者张永书, 潘健生 申请人:上海高机机电科技公司, 上海机械专科学校