能提高热能效率的蒸汽产生器的制造方法
【专利摘要】本发明为一种能提高热能效率的蒸汽产生器，以决烟气直接排入大气中所造成的热能损失严重、热能利用率低等技术问题。它具有蒸汽产生容器，燃烧装置；该燃烧装置处于蒸汽产生容器的下方；还具有补给水箱，及安装在蒸汽产生容器内部的第一热交换器、安装在补给水箱内部的第二热交换器和控制器。该蒸汽产生器能缩短水沸腾时间、节省能源，能有效地防止干烧而损坏设备；能充分利用烟气中的余热，提高了能源的热效率；能有效地保护风机，延长其使用寿命；以及具有安全、简便等特点。
【专利说明】能提高热能效率的蒸汽产生器
【技术领域】
[0001]本发明涉及厨房用具，为一种用于蒸制食品用蒸汽发生器。
【背景技术】
[0002]现有蒸制食品时一般采用架设于锅上的蒸笼或蒸箱的形式，由锅底生火使锅内的水沸腾产生蒸汽进行蒸制食品。由于在生火时产生大量的烟气，该烟气具有较高温度，通常情况下该烟气直接排入大气，从而带走大量的热能，造成热能利用率低，蒸制的食品成本高。该类蒸制食品方式中所采用蒸锅为单一的盛水容器，如锅等，在蒸制过程中锅中的水耗较快，因此每隔一定时间必须向锅内补充水。水的补充时刻一般靠使用者凭经验去掌握，水的补充由使用者去操作。该水的补充过程是一个费力且耗时的过程，首先应将锅上方的蒸笼或蒸箱搬下来，加水后再将蒸笼或蒸箱码上去；另外，在食品蒸制过程中临时向锅中加水，容易使食品蒸制效果不佳或蒸制时间延长，同样造成能源浪费，增加食品的加工成本。
【发明内容】
[0003]本发明主要是解决现有蒸制食品时能源燃烧所产生的烟气直接排入大气中所造成热能损失严重、热能利用率低等技术问题，进而提供一种热能效率高并能自动补给水的蒸汽产生器。
[0004]本发明的能提高热能效率的蒸汽产生器，具有支撑结构，蒸汽产生容器，燃烧装置；该蒸汽产生容器和燃烧装置装配在支撑结构上；该蒸汽产生容器为一盛水容器，该燃烧装置处于蒸汽产生容器的下方；还具有与蒸汽产生容器连通的补给水箱，该补给水箱中设有进水开关，通过进水开关并根据所设定的水位对补给水箱进行供水，使补给水箱具有设定的水位高度；该燃烧装置燃烧能源所产生的烟气通过烟道流入安装在蒸汽产生容器内部的第一热交换器；第一热交换器再通过烟道与补给水箱内部的第二热交换器连通；第二热交换器的出口与风机相连，由风机将烟气抽出。
[0005]具体地，该燃烧装置包括燃烧器、燃气供应系统、点火装置；该燃烧器设于蒸汽产生容器的下方；在燃烧器的周围设有烟气收集圈，烟气经收集圈集中收集后由第一热交换器的进口进入第一热交换器。
[0006]进一步，该第一热交换器设在蒸汽产生容器的设定水位下的中央部位，由热交换管构成，高温烟气经第一热交换器的进口进入，依次经过平行排列的各热交换管后由第一热交换器的出口进入第二热交换器；该第二热交换器为设在补给水箱内壁上烟气道。
[0007]进一步，该补给水箱与蒸汽产生容器是通过水管进行连通的，在该水管上设有单向阀。
[0008]再进一步，它还包括有控制器，该控制器分别通过线路与总开关、电磁阀、点火针、反馈针、进水开关、水位感应器、燃气感应器、风压感应器、风机开关及报警器相连；该电磁阀设在燃气供应系统的管路上，该点火针和反馈针构成燃烧装置的点火装置；该水位感应器设在补给水箱内壁；该燃气感应器为一种气体感应器，设在燃烧器附近或周围；该风压感应器设在风机进口处；控制器接收开机信号后，由控制器控制电磁阀的开启或关闭以及点火装置的工作；同时由水位感应器检测补给水箱中的水位信号并传给控制器以控制进水开关的开启或关闭；由风压感应器检测风机进口处的烟气强弱并传给控制器，由控制器控制风机的开启或关闭；由燃气感应器检测燃烧器附近的燃气浓度并传给控制器以控制工作；同时，在工作过程中一旦发生不正常情况再由报警器发出报警，并切断电磁阀。
[0009]更进一步，该控制器还连接有气压感应器，该气压感应器设在蒸汽产生容器内以检测蒸汽压强。
[0010]本发明采用蒸汽产生容器与补给水箱分离的结构形式有利于控制蒸汽产生容器中的水位，可通过控制补给水箱水位来确定蒸汽产生容器中的最低水位，使水沸腾时间缩短，节省能源，同时又通过补给水箱的自动补给，能有效地防止蒸汽产生容器被干烧而损坏设备。
[0011]本发明通过设置第一热交换器和第二热交换器，能充分利用烟气中的余热，提高了热源的热效率，一方面高温烟气在蒸汽产生容器中通过热交换，能加快水沸腾和蒸化，低温烟气能对补给水箱中水进行预热，能起着助沸腾作用，另一方面，通过热交换降低了烟气的排出温度，有利于保护风机，延长其使用寿命。
[0012]本发明通过自动控制设计,能自动点火、自动供水、自动排气及自动控制火力的大小，同时设计了自动安全保护，具有安全、简便等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明的一种俯视示意图；
[0014]图2是针对图1所不的一种后视不意图；
[0015]图3是针对图1所不的一种底视不意图；
[0016]图4是针对图1所示的一种A—A剖视结构示意图；
[0017]图5是针对图4所示的一种B—B剖视结构示意图；
[0018]图6是本发明的一种控制原理图。
[0019]图中标记含义如下:1、支撑结构；2、蒸汽产生容器；3、燃烧装置；4、补给水箱；5、进水开关；6、第一热交换器；7、第二热交换器；8、风机；9、控制箱；10、单向阀；11、排气管；12、收集圈。
【具体实施方式】
[0020]实施例一
[0021]参见图1、图2和图4，本发明的能提高热能效率的蒸汽产生器，具有起支承作用的支撑结构1，该支撑结构I可由角钢等焊接而成，用于支撑整个蒸汽产生器的各构件和相应的安装配件(如下面将加以说明的燃烧器等)，图中所示支撑结构只反映了其主框架体系，该主框架体系只是该支撑结构的一种形式，为了使其整体完整，可在其外表安装如不锈钢等壳体(图中没有示出)。并进一步包括有蒸汽产生容器2、燃烧装置3。该蒸汽产生容器2为一盛水容器，其上方为敞口或者具有蒸汽汇集罩或蒸汽收集装置等，用于将蒸笼或蒸箱或蒸屉等架设于敞口上进行蒸制食品，或者用于将蒸汽收集并通过引导管等引至相应的蒸制器具处进行食品蒸制，图中所示为敞口。该燃烧装置3处于蒸汽产生容器2的下方，用于对蒸汽产生容器中的水进行加热使水沸腾而产生蒸汽。该蒸汽产生容器2和燃烧装置3通过相应配件(如安装角钢、螺栓等安装件)装配在支撑结构I上。本发明还具有与蒸汽产生容器连通的补给水箱4，该补给水箱4装配在支撑结构I上，该补给水箱4设有进水开关5，该进水开关通过水管与供水系统连通；通过进水开关5并根据所设定的水位对补给水箱进行供水，使补给水箱具有设定的水位高度，从而保证与补给水箱相通的蒸汽产生容器中的水在不断地蒸发过程中始终具有与补给水箱相同的水位。该进水开关可采用机械类开关，如浮球阀等。
[0022]再参阅图1、图4和图5，该燃烧装置2燃烧能源所产生的烟气通过烟道流入安装在蒸汽产生容器内部的第一热交换器6，该第一热交换器设在蒸汽产生容器的内部且处于上述设定水位之下，使较高温的烟气(大于100°C )与蒸汽产生容器中的高温水(不高于IOO0C )进行第一次热交换，有效地利用烟气中的热能；第一热交换器6再通过烟道与补给水箱内部的第二热交换器7相连，使高温烟气与补给水箱中的低温水(自然水温度或室温)进行第二次热交换，将烟气中热能充分利用，并使低温水进行加温，以便能快速蒸发。第二热交换器7的出口与风机8相连，由风机8将烟气抽出，经排气管11排出(图1、图2和图5所示)。该风机8设在第二热交换器的出口处，可直接装配在补给水箱上(图中所示)，这样可有利于减少噪音，经测定其噪音在70分贝以下，远低于一般燃烧器的噪音(75?85分贝)；也可装配在支撑结构上。
[0023]该燃烧装置3包括燃烧器、燃气供应系统、点火装置。该燃烧器设于蒸汽产生容器2的下方(参阅图4)，直接对蒸汽产生容器的底部进行加热；它可采用现有一般的燃气燃烧器，如液化气燃烧器或煤气燃烧器。由燃气供应系统接通燃气源与燃烧器，通过开启燃气供应系统上的总阀(该总阀用于接通燃气源及控制其流量)向燃烧器提供燃气，再通过点火装置进行点火燃烧。参见图3和图4，为了充分收集燃烧装置3在燃烧过程中所产生的烟气，在燃烧装置中燃烧器的周围设有烟气收集圈12，烟气经收集圈集中收集后由第一热交换器的进口进入第一热交换器6，以进行热交换。
[0024]继续参阅图1、图4和图5，该第一热交换器6设在蒸汽产生容器2的设定水位下的中央部位，由热交换管构成，高温烟气经第一热交换器的进口进入，依次经过平行排列的各热交换管后由第一热交换器的出口进入第二热交换器7。根据情况还可以采用多层循环设计，在热交换管上设计散热翅片等技术手段来提高其热能效率。高温烟气在第一热交换器6的流动过程中，与蒸汽产生容器中的水充分地进行热交换，使高温烟气中的热能传递至水中，使水快速沸腾而产生蒸汽，大大地提高能源效率。该第二热交换器7为设在补给水箱内壁上烟气管，该烟气管设在补给水箱4的设定水位下。由第一热交换器出口流出的烟气进入第二热交换器；在第二热交换器中，烟气环绕补给水箱内壁流动，在其流动过程中与补给水箱中的水进行热交换，使烟气中余热充分传递至补给水箱内的水中，使补给水箱的水温得以升高，便于升温沸腾。
[0025]继续参见图1，该补给水箱与蒸汽产生容器是通过水管进行连通的，在该水管上设有单向阀10，以保证供给水箱的水单方向地流向蒸汽产生容器，当补给水箱缺水时(如补给水箱漏水)，防止水倒流而影响蒸汽产生容的正常工作。
[0026]实施例二
[0027]本实施例中未加以说明的结构部分同实施例一。[0028]为了便于操作使用，本发明还包括有控制器，该控制器装配在控制箱9内，该控制箱可直接或间接地安装在支撑结构上(图1?5所示直接安装在补给水箱的外壁上)。参见图6，该控制器分别通过线路与总开关、电磁阀、点火针、反馈针、进水开关、水位感应器、燃气感应器、风压感应器、风机开关及报警器相连。该控制器可采用现有控制模块。该电磁阀设在燃气供应系统的管路上，以使燃气供应系统中的总阀开启后还由电磁阀控制燃气的供应，以防漏气造成灾害。该点火针和反馈针构成燃烧装置的点火装置，以便进行自动点火作业；它们设在燃烧器上。该进水开关即为补给水箱上的进水开关，它采用电磁控制阀，通过开启以对补给水箱的供水；该水位感应器设在补给水箱内壁，用于检测补给水箱的水位高度。燃气感应器为一种气体感应器，用于检测燃气浓度，一般可设在燃烧器附近或周围，以检测燃烧器处的燃气浓度。该风压感应器设在风机进口处，用以检测风机进口的风压大小。风机开关用于控制风机的开启或关闭。该总开关和报警器(可采用一般的声光报警器)设在支撑结构上的便于操作处，分别用于接通外部电源和进行报警提示。本发明的自动控制原理如下:当开启电源总开关后，即接通电源(一般为220V交流电)，经控制器的旁路电源电路后，生成各种工作电压(如+IOV的直流电)用于控制器和风机正常工作。控制器通过总开关接收开机信号后，由控制器控制电磁阀的开启或关闭以及点火装置的工作；同时由水位感应器检测补给水箱中的水位信号并传给控制器以控制进水开关的开启和关闭；由风压感应器检测风机进口处的烟气强弱并传给控制器，由控制器控制风机的开启或关闭；由燃气感应器检测燃烧器附近的燃气浓度并传给控制器以控制工作；同时，在工作过程中一旦发生不正常情况再由报警器发出报警，同时切断电磁阀。
[0029]该控制器还连接有气压感应器，该气压感应器设在蒸汽产生容器内以检测蒸汽压强。气压感应器检测蒸汽产生容器中的蒸气压并传给控制器，由控制器控制电磁阀的开启大小，从而控制燃烧器的燃烧火焰强弱。当气压感应器所检测的压强过高，如大于1.5个大气压，则通过控制器控制电磁阀，从而调节电磁阀流量，以达到安全可靠的目的。实际使用时，可将电磁阀开启大小控制在三档，即“小火”、“中火”和“大火”，分别由气压感应器检测蒸汽压大小进行控制，如I个大气压时控制电磁阀为“大火”开启状态，I至1.5个大气压时控制电磁阀为“中火”开启状态，大于1.5个大气压时控制电磁阀为“小火”开启状态。
[0030]本发明的具体工作过程如下:开启总开关，接通电源，控制器接收开机信号。通过控制器打开电磁阀，向燃烧器进行自动供气，同时控制器控制点火装置中的点火针进行自动点火，由反馈针将点火状态信号反馈至控制器。当反馈针检测的信号为“着火状态”时，控制器控制的点火针停止点火，否则由控制器控制点火针再次点火，直到点火成功。若经多次点火失败后(一般设定为五次)，则由控制器控制报警器发出报警声音，提醒使用者，同时并闭电磁阀切断燃源。当控制器接收到关机信号时，同时控制电子阀关闭切断燃源。在工作同时，由水位感应器检测补给水箱的水位情况并传给控制器，同检测到水位处于设定水位的低水位时，由控制器开启进水开关对补给水箱进行补水，当补给至设定水位的高水位处时停止补水，以防溢水造成灾难。在工作同时，由气体感应器检测燃烧器附近的燃气浓度，一旦所检测的燃气浓度过高，如漏气或燃烧时熄火等意外情况发生时会造成燃烧器附近的燃气浓度过高，控制器将通过报警器(如声光报警器)发出报警，同时控制电磁阀关闭，切断燃源。在工作的同时，还由风压感应器检测风机进口处的烟气流量，当烟气流量过小时，如小火燃烧，由控制器通过控制风机开关并关闭风机，以达到节电的目的。
【权利要求】
1.能提高热能效率的蒸汽产生器，具有支撑结构(1)，并进一步包括有蒸汽产生容器(2)、燃烧装置(3);该蒸汽产生容器(2)和燃烧装置(3)装配在支撑结构(1)上；其特征在于:该蒸汽产生容器(2)为一盛水容器，该燃烧装置(3)处于蒸汽产生容器(2)的下方；还具有与蒸汽产生容器连通的补给水箱(4)，该补给水箱(4)中设有进水开关(5)，通过进水开关(5)并根据所设定的水位对补给水箱进行供水，使补给水箱具有设定的水位高度；该燃烧装置(2)燃烧能源所产生的烟气通过烟道流入安装在蒸汽产生容器内部的第一热交换器出)；第一热交换器(6)再通过烟道与补给水箱内部的第二热交换器(7)连通；第二热交换器⑵的出口与风机⑶相连，由风机⑶将烟气抽出。
2.根据权利要求1所述的蒸汽产生器，其特征在于:该燃烧装置(3)包括燃烧器、燃气供应系统、点火装置；该燃烧器设于蒸汽产生容器(2)的下方；在燃烧器的周围设有烟气收集圈(12)，烟气经收集圈集中收集后由第一热交换器的进口进入第一热交换器(6)。
3.根据权利要求2所述的蒸汽产生器,其特征在于:该第一热交换器(6)设在蒸汽产生容器(2)的设定水位下的中央部位，由热交换管构成，高温烟气经第一热交换器的进口进入，依次经过平行排列的各热交换管后由第一热交换器的出口进入第二热交换器(7)；该第二热交换器(7)为设在补给水箱内壁上烟气道。
4.根据权利要求3所述的蒸汽产生器，其特征在于:该补给水箱与蒸汽产生容器是通过水管进行连通的，在该水管上设有单向阀(10)。
5.根据权利要求4所述的蒸汽产生器，其特征在于:进一步包括有控制器，该控制器分别通过线路与总开关、电磁阀、点火针、反馈针、进水开关、水位感应器、燃气感应器、风压感应器、风机开关及报警器相连；该电磁阀设在燃气供应系统的管路上，该点火针和反馈针构成燃烧装置的点火装置；该水位感应器设在补给水箱内壁；该燃气感应器为一种气体感应器，设在燃烧器附近或周围；该风压感应器设在风机进口处；控制器接收开机信号后，由控制器控制电磁阀的开启或关闭以及点火装置的工作；同时由水位感应器检测补给水箱中的水位信号并传给控制器以控制进水开关的开启或关闭；由风压感应器检测风机进口处的烟气强弱并传给控制器，由控制器控制风机开关的开启或关闭；由燃气感应器检测燃烧器附近的燃气浓度并传给控制器以控制工作；同时，在工作过程中一旦发生不正常情况再由报警器发出报警，并切断电磁阀。
6.根据权利要求5所述的蒸汽产生器，其特征在于:该控制器还连接有气压感应器，该气压感应器设在蒸汽产生容器内以检测蒸汽压强。
【文档编号】F22B31/08GK103892699SQ201410136237
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】魏鹏 申请人:魏鹏