一种热损失小的电磁加热式蒸汽发生器的制作方法

本实用新型涉及蒸汽发生装置技术领域，特别涉及一种热损失小的电磁加热式蒸汽发生器。

背景技术：

现有的锅炉通常是以燃煤、燃油、燃气和电为能源进行加热的。燃煤、燃油和燃气都是非可再生资源，且加热效率低，而且燃烧过程中产生大量的污染物会污染环境。电作为热源加热时，通常采用电阻丝加热的方式，由于采用电阻丝发热，一般电热管外部使用金属管作为保护层，中间填充绝缘层防止触电，工作时其内部电阻丝的加热温度高达800-1500℃，而最终向外加热的外层保护层的温度只有200-500℃，热滞后较大，不易精确控温；电阻丝容易因高温老化而烧断，绝缘层材质会结晶粉化而失去绝缘作用，常用电热丝使用平均寿命约半年，即使不损坏，其电热效率也会大大降低，且触电风险大大增加；高温电热管的加热面较小且表面液体不流动，蒸发时易结垢且结垢后不易去除。

现有的蒸汽锅炉设备，存在加热效率低、污染环境、故障率高、热损失大、有安全隐患和易结垢的问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有蒸汽锅炉设备所存在的上述技术问题，提供了一种热损失小的电磁加热式蒸汽发生器，它具有加热效率较高、无污染、故障率低、热损失小、安全性较高和不易结垢的特点。

本实用新型的技术方案：一种热损失小的电磁加热式蒸汽发生器，包括水平并列设置的第一电磁加热器和第二电磁加热器，所述第一电磁加热器通过第一连通管与第二电磁加热器相连通，所述第一连通管上设有进水管，所述第一电磁加热器的顶部连通设置有第一汽水分离器，所述第二电磁加热器的顶部连通设置有第二汽水分离器，所述第一汽水分离器的顶部连通设置有蒸汽包，所述蒸汽包与第二汽水分离器的内部相连通，所述蒸汽包上设有出汽管。本实用新型通过第一电磁加热器和第二电磁加热器加热水，采用电磁加热的方式，避免了燃煤、燃油和燃气作为燃料时产生的污染，也避免了电阻丝加热时存在的高温熔断故障、结垢熔断故障、结垢热损失及触电风险等问题，具有了绿色无污染、故障率低、热损失小、安全性较高和不易结垢的特点；本实用新型通过水平并列设置的第一电磁加热器和第二电磁加热器的方式，又在第一电磁加热器和第二电磁加热器上分别垂直设置了第一汽水分离器和第二汽水分离器，此种结构设计使得水在电磁加热器被高效加热变为蒸汽之后，在汽水分离器内能够被再次处理，使得最终由出汽管出去的完全为不含液态水的蒸汽，保证后续的加热需要，气化率较高，能量利用和转换较为充分。

作为优选，所述第一电磁加热器包括第一柱形腔体和设置在第一柱形腔体端部的第一法兰盘，所述第一连通管、第二连通管和第三连通管均与第一柱形腔体的内部相连通，所述第一法兰盘上设有电磁棒，所述电磁棒位于第一柱形腔体的内部。电磁棒位于第一柱形腔体的中间，能够对第一柱形腔体内的水均匀加热，电磁棒产生的热量能够充分被水吸收，热传导面积大，热量无挥发，热损失较小。

作为优选，所述电磁棒包括第二法兰盘和设置在法兰盘中心位置的连接套筒，所述第二法兰盘与第一法兰盘之间通过螺栓固定，所述连接套筒上设有第一连接盘，所述第一连接盘上设有若干组第一通孔，所述第一通孔处设有电磁加热管，所述电磁加热管的端部设有第二连接盘，所述第二连接盘上设有与电磁加热管连通的第二通孔，所述第二连接盘上设有封头，所述电磁加热管内设有电磁加热线。整个电磁棒为一个密闭的结构，能够有效防止第一柱形腔体内水的渗入，不会存在触电的问题，安全性较高；电磁线可以根据需要在若干组电磁加热管内来回缠绕，缠绕圈数可以根据实际需要设置为能更好实现加热效果的数量。

作为优选，所述电磁加热线在每一组电磁加热管内循环缠绕多次。更优选，电磁加热线在每一组电磁加热管内循环缠绕5次。

作为优选，所述第一汽水分离器包括第一汽水分离管和设置在第一汽水分离管内壁上的若干汽水分离件，所述第一汽水分离管竖直设置在第一柱形腔体的顶部，所述若干汽水分离件在第一汽水分离管内壁上等间隔设置。等间隔设置的若干汽水分离件能够逐个对加热蒸汽进行阻挡，保证进入蒸汽包内的均为蒸汽，保证输出蒸汽的质量。

作为优选，所述汽水分离件包括设置在第一汽水分离管内壁上的安装板和设置在安装板两侧的若干汽水分离片，所述汽水分离片包括相连接的第一汽水分离板和第二汽水分离板，所述第一汽水分离板和第二汽水分离板在安装板上排列为倒V字形。倒V字形的若干汽水分离片使得整个汽水分离器具有了更高的汽水分离效率，水及被阻挡的水蒸气能够被一次次的加热，进而使得进入蒸汽包的均为纯净的蒸汽。

作为优选，所述第一电磁加热器和第二电磁加热器之间设有第二连通管和第三连通管，所述第二连通管和第三连通管分布于第一连通管的两侧，所述第二连通管或第三连通管上连通设置有排污管。第二连通管和第三连通管能够辅助第一连通管，保证第一电磁加热器和第二电磁加热器内的水量适当流动，进而保证第一电磁加热器和第二电磁加热器内的水量相对均衡；排污管使得沉积在第一电磁加热器和第二电磁加热器底部的污泥和污水在需要清理时能够排出。

作为优选，所述蒸汽包的顶部设有压力表、压力变送器、安全阀和温度计。压力表能够实时监测蒸汽包内的压力，便于人员观察；压力变送器能够将蒸汽包内的压力转换为电信号后由控制柜控制；安全阀能够维持蒸汽包内的压力在一个相对安全的范围内，避免蒸汽包内的压力过高；温度计能够实时监测蒸汽包内的温度，便于人员观察。

作为优选，所述第二连通管和第三连通管的管径均小于第一连通管的管径。

作为优选，所述第一电磁加热器与第二电磁加热器的结构相同。

作为优选，所述第一汽水分离器或第二汽水分离器外侧壁的下部设有水位计。水位计能够实时显示本体内的水位，便于人员实时了解水位正常与否。

作为优选，相邻汽水分离件之间的角度为120度。120度的角度设计，使得整个汽水分离器的汽水分离效果更好。

作为优选，所述第二汽水分离板与第一汽水分离板的结构相同。

本实用新型具有如下有益效果：

(1)通过第一电磁加热器和第二电磁加热器加热水，采用电磁加热的方式，避免了燃煤、燃油和燃气作为燃料时产生的污染，也避免了电阻丝加热时存在的高温熔断故障、结垢熔断故障、结垢热损失及触电风险等问题，具有了绿色无污染、故障率低、热损失小、安全性较高和不易结垢的特点；

(2)通过水平并列设置的第一电磁加热器和第二电磁加热器的方式，又在第一电磁加热器和第二电磁加热器上分别垂直设置了第一汽水分离器和第二汽水分离器，此种结构设计使得水在电磁加热器被高效加热变为蒸汽之后，在汽水分离器内能够被再次处理，使得最终由出汽管出去的完全为不含液态水的蒸汽，保证后续的加热需要，气化率较高，能量利用和转换较为充分；

(3)电磁棒位于第一柱形腔体的中间，能够对第一柱形腔体内的水均匀加热，电磁棒产生的热量能够充分被水吸收，热传导面积大，热量无挥发，热损失较小；整个电磁棒为一个密闭的结构，能够有效防止第一柱形腔体内水的渗入，不会存在触电的问题，安全性较高；电磁线可以根据需要在若干组电磁加热管内来回缠绕，缠绕圈数可以根据实际需要设置为能更好实现加热效果的数量；

(4)等间隔设置的若干汽水分离件能够逐个对加热蒸汽进行阻挡，保证进入蒸汽包内的均为蒸汽，保证输出蒸汽的质量；倒V字形的若干汽水分离片使得整个汽水分离器具有了更高的汽水分离效率，水及被阻挡的水蒸气能够被一次次的加热，进而使得进入蒸汽包的均为纯净的蒸汽；120度的角度设计，使得整个汽水分离器的汽水分离效果更好；

(5)第二连通管和第三连通管能够辅助第一连通管，保证第一电磁加热器和第二电磁加热器内的水量适当流动，进而保证第一电磁加热器和第二电磁加热器内的水量相对均衡；排污管使得沉积在第一电磁加热器和第二电磁加热器底部的污泥和污水在需要清理时能够排出；压力表能够实时监测蒸汽包内的压力，便于人员观察；压力变送器能够将蒸汽包内的压力转换为电信号后由控制柜控制；安全阀能够维持蒸汽包内的压力在一个相对安全的范围内，避免蒸汽包内的压力过高；温度计能够实时监测蒸汽包内的温度，便于人员观察；水位计能够实时显示本体内的水位，便于人员实时了解水位正常与否；

附图说明

图1是本实用新型的第一结构示意图；

图2是本实用新型的第二结构示意图；

图3是本实用新型中电磁棒处的第一结构示意图；

图4是本实用新型中电磁棒处的第二结构示意图；

图5是本实用新型中电磁棒处的第三结构示意图；

图6是本实用新型中线圈架处的结构主视图；

图7是本实用新型中线圈架处的结构仰视图；

图8是本实用新型中汽水分离件处的结构立体图；

图9是本实用新型中汽水分离片处的结构示意图；

图10是本实用新型中汽水分离件处的结构主视图；

图11是本实用新型在整个蒸汽发生系统中使用时的结构示意图；

图12是蒸汽发生系统中预热装置处的结构示意图；

图13是蒸汽发生系统中预热水箱处的结构示意图；

图14是蒸汽发生系统中二分水接头处的结构示意图；

图15是蒸汽发生系统中泵组处的结构示意图。

附图中的标记为：1-支架，2-本体，201-第一电磁加热器，202-第二电磁加热器，203-第一连通管，204-进水管，205-第一汽水分离器，206-第二汽水分离器，207-蒸汽包，208-出汽管，209-压力表，210-压力变送器，211-安全阀，212-温度计，213-水位计，214-第二连通管，215-第三连通管，216-排污管，217-第一柱形腔体，218-第一法兰盘，219-电磁棒，220-第二法兰盘，221-连接套筒，222-第一连接盘，223-第一通孔，224-电磁加热管，225-第二连接盘，226-第二通孔，227-封头，228-电磁加热线，229-线圈架，230-上圈，231-下圈，232-固定杆，233-椭圆环，234-第一汽水分离管，235-汽水分离件，236-安装板，237-汽水分离片，238-第一汽水分离板，239-第二汽水分离板，240-第一层，241-第二层，242-第三层，3-预热装置，301-预热水箱，302-第三电磁加热器，303-出水管，304-二分水接头，4-泵组，401-第一压力泵，402-第二压力泵，5-PLC控制柜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示的一种热损失小的电磁加热式蒸汽发生器，包括水平并列设置的第一电磁加热器201和第二电磁加热器202，第一电磁加热器通过第一连通管203与第二电磁加热器相连通，第一连通管上设有进水管204，第一电磁加热器的顶部连通设置有第一汽水分离器205，第二电磁加热器的顶部连通设置有第二汽水分离器206，第一汽水分离器的顶部连通设置有蒸汽包207，蒸汽包与第二汽水分离器的内部相连通，蒸汽包上设有出汽管208。第一电磁加热器包括第一柱形腔体217和设置在第一柱形腔体端部的第一法兰盘218，第一连通管、第二连通管和第三连通管均与第一柱形腔体的内部相连通，第一法兰盘上设有电磁棒219，电磁棒位于第一柱形腔体的内部。电磁棒包括第二法兰盘220和设置在法兰盘中心位置的连接套筒221，第二法兰盘与第一法兰盘之间通过螺栓固定，连接套筒上设有第一连接盘222，第一连接盘上设有若干组第一通孔223，第一通孔处设有电磁加热管224，电磁加热管的端部设有第二连接盘225，第二连接盘上设有与电磁加热管连通的第二通孔226，第二连接盘上设有封头227，电磁加热管内设有电磁加热线228。电磁加热线在每一组电磁加热管内循环缠绕多次。第一汽水分离器包括第一汽水分离管234和设置在第一汽水分离管内壁上的若干汽水分离件235，第一汽水分离管竖直设置在第一柱形腔体的顶部，若干汽水分离件在第一汽水分离管内壁上等间隔设置。汽水分离件包括设置在第一汽水分离管内壁上的安装板236和设置在安装板两侧的若干汽水分离片237，汽水分离片包括相连接的第一汽水分离板238和第二汽水分离板239，第一汽水分离板和第二汽水分离板在安装板上排列为倒V字形。第一电磁加热器和第二电磁加热器之间设有第二连通管214和第三连通管215，第二连通管和第三连通管分布于第一连通管的两侧，第二连通管或第三连通管上连通设置有排污管216。蒸汽包的顶部设有压力表209、压力变送器210、安全阀211和温度计212。第二连通管和第三连通管的管径均小于第一连通管的管径。第一电磁加热器与第二电磁加热器的结构相同。第一汽水分离器或第二汽水分离器外侧壁的下部设有水位计213。相邻汽水分离件之间的角度为120度。第二汽水分离板与第一汽水分离板的结构相同。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14和图15所示的一种热损失小的电磁加热式蒸汽发生系统，包括支架1和设置在支架上的本体2、预热装置3与泵组4，本体包括水平并列设置的第一电磁加热器201和第二电磁加热器202，第一电磁加热器通过第一连通管203与第二电磁加热器相连通，第一连通管上设有进水管204，第一电磁加热器的顶部连通设置有第一汽水分离器205，第二电磁加热器的顶部连通设置有第二汽水分离器206，第一汽水分离器的顶部连通设置有蒸汽包207，蒸汽包与第二汽水分离器的内部相连通，蒸汽包上设有出汽管208；预热装置包括设置在支架上的预热水箱301和设置在预热水箱内部的第三电磁加热器302，预热水箱上设有出水管303，出水管上连接有二分水接头304，二分水接头的两个分水口均通过管路与进水管连接；泵组包括第一压力泵401和第二压力泵402，第一压力泵和第二压力泵分别设置在与二分水接头的两个分水口连接的管路上。二分水接头的形状为山字形，二分水接头的拐角处为圆角。第一电磁加热器、第二电磁加热器和第三电磁加热器的结构均相同。蒸汽包的顶部设有压力表209、压力变送器210、安全阀211和温度计212。第一汽水分离器或第二汽水分离器外侧壁的下部设有水位计213。第一电磁加热器和第二电磁加热器之间设有第二连通管214和第三连通管215，第二连通管和第三连通管分布于第一连通管的两侧，第二连通管或第三连通管上连通设置有排污管216。第二连通管和第三连通管的管径均小于第一连通管的管径。第一电磁加热器包括第一柱形腔体217和设置在第一柱形腔体端部的第一法兰盘218，第一连通管、第二连通管和第三连通管均与第一柱形腔体的内部相连通，第一法兰盘上设有电磁棒219，电磁棒位于第一柱形腔体的内部。电磁棒包括第二法兰盘220和设置在法兰盘中心位置的连接套筒221，第二法兰盘与第一法兰盘之间通过螺栓固定，连接套筒上设有第一连接盘222，第一连接盘上设有若干组第一通孔223，第一通孔处设有电磁加热管224，电磁加热管的端部设有第二连接盘225，第二连接盘上设有与电磁加热管连通的第二通孔226，第二连接盘上设有封头227，电磁加热管内设有电磁加热线228。电磁加热线在每一组电磁加热管内循环缠绕多次。电磁加热管内设有线圈架229，电磁加热管内的电磁加热线缠绕在线圈架上。线圈架包括上圈230和下圈231，上圈设置在电磁加热管的内壁上，上圈和下圈之间设有若干固定杆232，固定杆和下圈上均设有若干椭圆环233，电磁加热线依次穿设在椭圆环的内部。第一汽水分离器包括第一汽水分离管234和设置在第一汽水分离管内壁上的若干汽水分离件235，第一汽水分离管竖直设置在第一柱形腔体的顶部，若干汽水分离件在第一汽水分离管内壁上等间隔设置。相邻汽水分离件之间的角度为120度。汽水分离件包括设置在第一汽水分离管内壁上的安装板236和设置在安装板两侧的若干汽水分离片237，汽水分离片包括相连接的第一汽水分离板238和第二汽水分离板239，第一汽水分离板和第二汽水分离板在安装板上排列为倒V字形。安装板每一侧的若干汽水分离片均为由下往上依次增大的结构。第一汽水分离板由依次排列的第一层240、第二层241和第三层242构成，第一层和第三层由不锈钢带孔板构成，第二层由不锈钢丝网面构成。第二汽水分离板与第一汽水分离板的结构相同。还包括PLC控制柜，压力表、压力变送器、安全阀、温度计、水位计、电磁加热线、第一压力泵和第二压力泵均与PLC控制柜电连接。

本实用新型的工作原理为：

在预热水箱301内注入自来水或者是其他可利用的水，PLC控制柜5控制第三电磁加热器302处的电磁加热线228工作，当第三电磁加热器将预热水箱内的水预热到50℃～90℃时，PLC控制柜控制第一压力泵401或第二压力泵402中的一个启动，预热水箱内的水依次通过二分水接头304和第一连通管203后流入两个第一柱形腔体217内，PLC控制柜控制第一电磁加热器201和第二电磁加热202器处的电磁加热线工作，第一柱形腔体内的水被电磁加热管224加热为蒸汽，蒸汽在两个第一汽水分离管234内由下往上传送，第一汽水分离管呈角度分布的10个汽水分离件235对蒸汽进行阻挡，蒸汽内的水分被阻挡后重新滴落流入第一柱形腔体内，符合要求的蒸汽经过所有汽水分离件后进入蒸汽包207内，并最终由出汽管208排出至需要的地方。电磁加热管内的所有铁件之间均为焊接。

本实用新型具有如下有益效果：(1)通过在预热水箱301内设置第三电磁加热器302，先对水进行预热后再通过泵组4输送到本体2内进行最终的加热，在预热水温的基础上再进行稍适加热就可以使得水变为加热蒸汽，加热效率较高，使得出汽管208处能够产生足量的蒸汽，并且能够实现精确控温；(2)通过二分水接头304将预热水箱中的水分配至第一压力泵401和第二压力泵402处，第一压力泵和第二压力泵一个作为主泵使用，一个作为备用泵使用，能够保证整个设备的不间断运行，进而也进一步保证了较高的加热效率；(3)通过第一电磁加热器201、第二电磁加热器202和第三电磁加热器302加热水，采用电磁加热的方式，避免了燃煤、燃油和燃气作为燃料时产生的污染，也避免了电阻丝加热时存在的高温熔断故障、结垢熔断故障、结垢热损失及触电风险等问题，具有了绿色无污染、故障率低、热损失小、安全性较高和不易结垢的特点；(4)通过水平并列设置的第一电磁加热器和第二电磁加热器的方式，又在第一电磁加热器和第二电磁加热器上分别垂直设置了第一汽水分离器205和第二汽水分离器206，此种结构设计使得水在电磁加热器内被高效加热变为蒸汽之后，在汽水分离器内能够被再次处理，使得最终由出汽管208出去的完全为不含液态水的蒸汽，保证后续的加热需要，气化率较高，能量利用和转换较为充分；(5)山字形的二分水接头能够实现预热水箱处管路与第一压力泵、第二压力泵处管路的良好连接，保证预热水箱内的水能够高效的进入本体内，圆角结构能够减少水流在拐角处的阻力，减少了能量的浪费；压力表209能够实时监测蒸汽包207内的压力，便于人员观察；压力变送器210能够将蒸汽包内的压力转换为电信号后由控制柜控制；安全阀211能够维持蒸汽包内的压力在一个相对安全的范围内，避免蒸汽包内的压力过高；温度计212能够实时监测蒸汽包内的温度，便于人员观察；水位计213能够实时显示本体内的水位，便于人员实时了解水位正常与否；第二连通管214和第三连通管215能够辅助第一连通管，保证第一电磁加热器和第二电磁加热器内的水量适当流动，进而保证第一电磁加热器和第二电磁加热器内的水量相对均衡；排污管216使得沉积在第一电磁加热器和第二电磁加热器底部的污泥和污水在需要清理时能够排出；(6)电磁棒219位于第一柱形腔体217的中间，能够对第一柱形腔体内的水均匀加热，电磁棒产生的热量能够充分被水吸收，热传导面积大，热量无挥发，热损失较小；整个电磁棒为一个密闭的结构，能够有效防止第一柱形腔体内水的渗入，不会存在触电的问题，安全性较高；电磁加热线228可以根据需要在若干组电磁加热管224内来回缠绕，缠绕圈数可以根据实际需要设置为能更好实现加热效果的数量；(7)线圈架229能够对电磁加热管内的电磁加热线进行良好的支持，能够防止电磁加热线在电磁加热管内晃动，避免了因电磁加热线晃动对加热效果的影响；固定杆232、下圈231和椭圆环233既能够使得电磁加热线在电磁加热管内固定稳固，不会晃动，又能够产生较多的电磁加热线的缠绕圈数，使得整个电磁棒的加热效果更好，加热效率更高；(8)等间隔设置的若干汽水分离件235能够逐个对加热蒸汽进行阻挡，保证进入蒸汽包内的均为蒸汽，保证输出蒸汽的质量；120度的角度设计，使得整个汽水分离器的汽水分离效果更好；倒V字形的若干汽水分离片237使得整个汽水分离器具有了更高的汽水分离效率，水及被阻挡的水蒸气能够被一次次的加热，进而使得进入蒸汽包的均为纯净的蒸汽；由下往上依次增大的的汽水分离片，使得汽水分离效果更好，汽水分离效率更高；不锈钢丝网面和两个不锈钢带孔板构成的汽水分离板，使得汽水分离效果较好。