快速蒸汽发生器的制作方法

本实用新型涉及燃气热交换设备领域，尤其涉及快速蒸汽发生器。

背景技术：

现有技术中，产生蒸汽的设备主要选择蒸汽锅炉，由于蒸汽锅炉的水胆大多属于压力容器，因此成本较高、体积较大，且产生蒸汽的速度也较慢，同时氮氧化物的排放也较高，除非使用成本极高的超低氮燃烧机。

中国专利公告号为CN205245139U的实用新型专利【0014】段公开了燃烧器2与蒸发器3之间的炉腔1壁上设有一组螺旋环绕的水冷管14，所述水冷管14的进口与水箱13相连通，所述水冷管14的出口与蒸发器3相连通。通过水冷管14，既可以利用燃烧器2喷出的火焰温度把水冷管14内的冷水进行预加热，同时又起到炉腔1隔热的效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供快速蒸汽发生器，该快速蒸汽发生器产生蒸汽速度快，且能以较低的成本达到低氮或超低氮的排放标准。

本实用新型的技术方案如下：

快速蒸汽发生器，包括水汽分离器、水路系统和换热装置，所述换热装置包括燃烧室、处于燃烧室下方并对燃烧室内进行加热的的燃烧器、处于燃烧室内部的第一换热器和第二换热器、处于燃烧室顶部的集烟室和处于燃烧室上方的并将集烟室内的尾气抽出的风机；所述水路系统包括电动三通阀和循环泵，所述循环泵将水通过管道输送至第二换热器，所述水汽分离器与所述电动三通阀之间通过管道连通，所述电动三通阀与进水管连通。

上述水汽分离器包括管体和安装于管体内部的挡板，所述挡板设置于管体内部的上部，所述管体顶部设置有蒸汽口。

进一步的，还包括与水汽分离器连通的液位计，所述液位计包括与管体上下连通的连通管和插入连通管内的水位探针组。

上述第二换热器处于所述第一换热器上方，所述第二换热器进水端与电动三通阀通过管道连通，所述第二换热器出水端与所述第一换热器进水端通过管道连通，所述第一换热器出水端与所述水汽分离装置内部通过管道连通，所述第一换热器和第二换热器均为翅片管换热器。

上述换热装置还包括风压平衡板，所述风压平衡板安装于所述集烟室内且与风机平行设置。

上述风压平衡板上开有多个孔，孔的密度与所在区域的风压成反比，所述风压平衡板中部距离风机距离近，孔分布稀疏，所述风压平衡板两侧距离风机距离远，孔分布密集。

上述换热装置还包括燃气电磁阀、温度传感器和风压开关；所述燃气电磁阀用来控制燃气进入燃烧器，所述温度传感器用于检测集烟室温度是否正常，防止换热装置发生干烧现象，所述风压开关用于检测风压是否正常，防止因风机故障或排烟异常时火焰发生外溢。

上述水路系统还包括设置于连通电动三通阀与第二换热器之间管道上的水流开关、设置于进水管上并靠近循环泵的止回阀、进水管末端靠近止回阀设置有泄水管和设置于所述泄水管上的泄压阀。

上述进水管处于燃烧器内的部分为水冷U型管，所述水冷U型管来回穿过燃烧器内部。

快速蒸汽发生器自动调节循环模式和补水模式：

(a).当水汽分离器内水位正常时，电动三通阀关闭进水水路，即为循环模式；此时，水汽分离器下部的水在循环泵的作用下进入换热装置，依次通过第二换热器和第一换热器对水进行加热，加热后的蒸汽和沸水的混合物再次回到水汽分离器，以此往复不断形成蒸汽向外输出；

(b).当水汽分离器内水位过低时，电动三通阀关闭水汽分离器出水水路，即为补水模式；此时，外部冷水通过止回阀进入水路系统中，在循环泵的作用下，冷水进入换热装置，依次通过第二换热器和第一换热器对水进行加热，加热后的蒸汽和沸水的混合物进入水汽分离器中，此时水汽分离器中的水位上升，当上升到设定高度时，电动三通阀再调节至循环模式。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型的快速蒸汽发生器采用翅片管换热器替代了传统锅炉的水胆结构，因此整个系统中储存的水量很小，此结构使整个产品成本低、体积小，产生蒸汽速度快，而且还安全高效；

（2）本实用新型用低成本的水冷式大气燃烧器替代了成本极高的超氮燃烧机，能以较低的成本达到低氮或超低氮的排放标准；

（3）通过水位探针组来探测水汽分离器内水位高度来自动调节循环模式或补水模式，从而保证整个系统中的水量保持在一个适当的范围之内；

（4）水冷U型管来回穿过燃烧器内部，对大气式燃烧器进行水冷降温，从而抵制燃烧时氮氧化物的生成，实现低氮排放的目的；另外，当水冷U型管中水温过高或水压过大时，泄压阀自动打开，从而确保水冷的效果。

附图说明

图1为本实用新型快速蒸汽发生器的剖视图；

图2为本实用新型循环模式；

图3为本实用新型补水模式；

图4为本实用新型风压平衡板俯视图。

图中：100-水汽分离器，200-液位计，300-水路系统，400-换热装置，101-管体，102-挡板，103-蒸汽口，201-水位探针组，202-连通管，301-循环泵，302-水流开关，303-电动三通阀，304-止回阀，305-泄压阀，306-泄水管，307-进水管，308-水冷U型管，401-燃气电磁阀，402-燃烧器，403-燃烧室，404-第一换热器，405-第二换热器，406-集烟室，407-风压平衡板，408-风机，409-温度传感器，410-风压开关。

具体实施方式

为了更好的说明本实用新型，现结合实施例及附图作进一步的说明。

如图1至图3所示，快速蒸汽发生器，包括水汽分离器100、水路系统300和换热装置400，换热装置400包括燃烧室403、处于燃烧室403下方并对燃烧室403内进行加热的的燃烧器402、处于燃烧室403内部的第一换热器404和第二换热器405、处于燃烧室403顶部的集烟室406和处于燃烧室403上方的并将集烟室406内的尾气抽出的风机408；水路系统300包括电动三通阀303和循环泵301，循环泵301将水通过管道输送至第二换热器405，水汽分离器100与电动三通阀303之间通过管道连通，电动三通阀303与进水管307连通。水汽分离器100包括管体101和安装于管体101内部的挡板102，挡板102设置于管体101内部的上部，管体101顶部设置有蒸汽口103。优选的，本实施中，燃烧器402为大气式燃烧器；水汽分离器100为一圆管状结构，当加热后的蒸汽和沸水的混合物进入水汽分离器100后，受挡板102的限制，液态水会沿着管壁流下聚集于管体101下部，而蒸汽会聚集在管体101的上部，并由蒸汽口103向外输出蒸汽。

进一步的，快速蒸汽发生器还包括与水汽分离器100连通的液位计200，液位计200包括与管体101上下连通的连通管202和插入连通管202内的水位探针组201，水位探针组201包括多个探针，液位计200主要起水位检测的作用，其水位探针组201可以探测水位的高度，并根据水位高度控制电动三通阀303的工作模式，循环模式或补水模式。

优选的，第二换热器405处于所述第一换热器404上方，第二换热器405进水端与电动三通阀303通过管道连通，第二换热器405出水端与第一换热器404进水端通过管道连通，第一换热器404出水端与水汽分离装置100内部通过管道连通，第一换热器404和第二换热器405均为翅片管换热器。

如图4所示，优选的，换热装置400还包括风压平衡板407，风压平衡板407安装于集烟室406内且与风机408平行设置；风压平衡板407上开有多个孔，孔的密度与所在区域的风压（负压）成反比，即风压平衡板407中部距离风机距离近，风压（负压）大，则孔分布稀疏，风压平衡板407两侧距离风机距离远，风压（负压）小，则孔分布密集。这样可使风压平衡板407下方各处的风压较为均匀，更有利于换热装置400的热交换。

进一步的，换热装置400还包括燃气电磁阀401、温度传感器409和风压开关410；燃气电磁阀401用来控制燃气进入大气式燃烧器，温度传感器409用于检测集烟室406温度是否正常，防止换热装置400发生干烧现象；风压开关410用于检测风压是否正常，防止因风机408故障或排烟异常时火焰发生外溢。

换热装置400采用两级换热，其工作原理为：燃气通过燃气电磁阀401进入大气式燃烧器，并在燃烧室403中燃烧，燃烧产生的高温烟气在风机408的作用下依次通过第一换热器404和第二换热器405，最后完成热交换的尾气聚集在集烟室406内，最后由风机408排出。进入换热装置400的水，先进入第二换热器405进行热交换，再进入第一换热器404进行热交换，水流方向与烟气方向相反，从而更有利于热量的吸收。

进一步的，水路系统300还包括设置于连通电动三通阀303与第二换热器405之间管道上的水流开关301、设置于进水管307上并靠近循环泵303的止回阀304、进水管307末端靠近止回阀304设置有泄水管306和设置于泄水管306上的泄压阀305。

优选的，进水管307处于燃烧器402内的部分为水冷U型管308，水冷U型管308来回穿过燃烧器402内部；对大气燃烧器进行水冷降温，从而起到抑制燃烧时氮氧化物的生成，实现低氮排放的目的；进一步的，当水冷U型管308中水温过高或水压过大时，泄压阀305自动打开，高温高压水将从泄水管306排出，则新的冷水会补充进水冷U型管308中，以确保水冷的效果。

快速蒸汽发生器自动调节循环模式和补水模式：

(a).如图1和图2所示，当水汽分离器100内水位正常时，电动三通阀303关闭进水水路（A路），即为循环模式；此时，水汽分离器100下部的水在循环泵303的作用下进入换热装置400，依次通过第二换热器405和第一换热器404对水进行加热，加热后的蒸汽和沸水的混合物再次回到水汽分离器100，以此往复不断形成蒸汽向外输出；

(b).如图1和图3所示，当水汽分离器100内水位过低时，电动三通阀303关闭水汽分离器100出水水路（B路），即为补水模式；此时，外部冷水通过止回阀304进入水路系统300中，在循环泵303的作用下，冷水进入换热装置400，依次通过第二换热器405和第一换热器404对水进行加热，加热后的蒸汽和沸水的混合物进入水汽分离器100中，此时水汽分离器100中的水位上升，当上升到设定高度时，电动三通阀303再调节至循环模式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。