一种真空玻璃外壳常压电极式锅炉的制作方法

本实用新型涉及一种常压电加热领域的电锅炉装置，尤其是涉及一种用于高压大功率电锅炉加热的真空玻璃外壳常压电极式锅炉。

背景技术：

电极加热技术是电能直接作用于被加热介质，具有热效率高，电制热响应速度快，电源波动只对出力有影响(不损坏设备本身)等优点，因此在大功率电锅炉上有很好的应用前景。为了有效调节高压电大功率电极加热装置的功率，常见方法是调节电极间电解质的供给量。例如用泵将电解质从相电极喷射到零电极，通过调整泵流量控制电极加热功率。这种方法虽然可以在宽范围内调节电极加热功率，但也存在电解产气和电极腐蚀的不足。

电极加热是对电极之间的电解质溶液施加电压，电解质在电场作用下发生离子迁移从而产生电流发热。在相同电解质浓度下，加热功率不但随着电极间的电压升高而加大，也会随着电极与电解质溶液的接触面积增加而加大。调节电极间的电压控制电极加热功率的方法不适合高压电的大功率电加热装置(锅炉)。但是在电极发热过程中，有可能会出现锅炉外壳带电的情况，所以一般锅炉外需要做一个保护用的板材框，阻止人的进入。而且在电极锅炉使用过程中，碳钢的炉体会产生一定量的铁锈，对纯净度要求比较高的锅炉水造成污染，因此采用石英玻璃外壳会避免这个问题。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种真空玻璃外壳常压电极式锅炉，通过调节电极与电解质溶液之间接触面的方法，从而改变电极浸没的液位高度以对电极加热功率进行连续调节。而真空玻璃外壳不仅绝缘，可以对人起到保护作用，而 且可以隔热，降低热损失，还可以避免铁锈的产生。其技术方案如下所述：

一种真空玻璃外壳常压电极式锅炉，包括锅炉本体，在锅炉内设置有高位水箱、低位水箱、零电极和相电极，所述零电极自身构成放置电解质的高位水箱，所述相电极插入高位水箱内，和零电极共同作用于电解质使其发热做功，所述低位水箱和高位水箱之间设置有循环泵，所述高位水箱的底部设置有调节阀，所述调节阀通过连杆与外部机械相连，所述锅炉本体采用真空石英玻璃外壳，所述真空石英玻璃外壳采用下部实心、上部双层真空的石英玻璃制成。

所述真空石英玻璃外壳包括外壳上部、外壳下部、外层边壳、内层边壳，在外层边壳和内层边壳之间填充有隔热空气，在安装锅炉过程中，预留出安装内部装置的孔，由于玻璃高温下易于加工，采取融熔法安装密封内部装置。

所述外壳上部和外壳下部采用17mm～22mm厚的实心石英玻璃，所述外层边壳和内层边壳采用厚度7mm～9.5mm厚的石英玻璃组成的，中间有3mm～7mm厚的空气层，安装的时候采用加热熔融玻璃连接的方法。

所述外部机械通过改变调节阀的开度调节高位水箱的液位，从而改变相电极在电解质中的浸没高度。

所述低位水箱中的低位电解质通过循环泵源源不断输入到高位水箱中，高位水箱中的电解质在重力作用下通过调节阀流回低位水箱，所述调节阀通过连杆与外部机械(执行器)相连，外部机械(执行器)通过改变调节阀的开度调节高位水箱的液位，从而改变相电极在电解质中的浸没高度。

所述锅炉本体的顶部设置有蒸汽出口，下部直接盛放所述低位电解质。

所述相电极包括一个或多个电极片，所述电极片垂直于高位电解质的液面。

所述相电极座固定在锅炉本体上部，所述相电极垂直于高位水箱的液面并伸入到零电极构成的高位水箱内，但不与高位水箱直接接触。

所述循环泵的两端分别设置有泵吸入管和泵出水管，所述泵出水管和布水管相连接，所述泵吸入管的另一端连接到锅炉本体下部的低位电解质，所 述循环泵设置在锅炉本体外部，所述布水管伸入到高位水箱内部。

所述相电极由电极片构成中心对称的球体或多边形体。

还包括液位调节装置，所述液位调节装置包括将高位电解质输入到低位电解质的输出装置，所述高位水箱底部设置有安装有调节阀的出液阀门，所述外部机械采用执行器，所述执行器与控制器相连接。

本实用新型在完全打开调节阀情况下，液面逐渐降低至电极完全脱离电解质溶液，输出功率为零；调节阀开度关小时，液位逐渐上升直至电极完全浸没在电解质溶液中，输出功率100％。通过外部机械可以连续调节加热功率，这种方法不会造成功率突变，而且电极寿命长，几乎不发生电解产气，非常安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型真空外壳的结构示意图；

图2是本实用新型提供的真空玻璃外壳常压电极式锅炉的结构示意图。

具体实施方式

电极之间的电压一定并且电解质浓度一定时，单位容积内的离子数量不变，这时电极与电解质溶液的接触面积决定了加热功率的大小。通过调节电解质液位高度改变电极的浸没深度，从而改变了电极与电解质溶液的接触面积，可以实现调控加热功率的目的。

本实用新型设置在电极加热装置外部加装了一个真空石英玻璃的外壳，而加热装置原理如下：增加了高位和低位两个水箱，使用定流量循环泵维持电解质的循环量以保持高位水箱中电解质溶液的浓度，液位调节阀的开度可以连续改变高位水箱的液位高度，达到调整加热功率目的。这种加热装置由于体积重量小，不会对真空玻璃外壳承重造成影响。

如图1所示，所述真空玻璃外壳由四部分制成，外壳上部21、外层边壳23、内层边壳24、外壳下部25。其中外壳上部21和外壳下部25都是由 20mm厚的实心石英玻璃组成，外层边壳23和内层边壳24是厚度7.5mm厚的石英玻璃组成的，中间有5mm厚的空气层22，安装的时候，采用加热熔融玻璃连接的方法。

如图2所示，真空玻璃外壳常压电极式锅炉是一个由液位功率调节装置构造的大功率电极蒸汽锅炉，锅炉石英玻璃外壳12的下部是低位水箱中电解质6，零电极4自身构成高位水箱14，零电极内是电解质3，相电极由多个电极片2形成垂直于水面的环状体，相电极固定在锅炉石英玻璃外壳12上的电极座1内；电解质6通过泵吸入管7进入循环泵8，通过泵出水管9从布水管5送入高位水箱14。

锅炉工作时始终开启循环泵8，防止高位水箱14中的电解质浓度随着水蒸气的输出变得越来越大，同时防止低位水箱中的电解质浓度随着系统凝结水的回流变得越来越低，开启高低位水箱间的循环泵使溶液不断混合，以保持电解质浓度不变，循环泵8启动后高位电解质3液位升高，电极片2逐渐插入电解质3中，通过执行器连杆10控制高位水箱底部的阀门11的开度，从而控制高位水箱中电解质3的液位达到调节电极加热功率的目的。

外部机械带动执行器连杆10使阀门11的开度减小，则高位水箱中电解质3的液位逐渐升高，加热功率随之增大；反之，带动执行器连杆10使阀门11开度加大，则高位水箱中电解质3液位降低，加热功率减小。举例：将行程为90度角的电动执行器轴联在执行器连杆10上，对应阀门开度为0度最大、90度最小，通过感应器测量连接相电极2的电源线上的输入电流并对应在控制器中换算成输入功率。

本实用新型通过外部机械可以连续调节加热功率，这种方法不会造成功率突变，而且电极寿命长，几乎不发生电解产气，非常安全可靠。