喷蒸式蒸汽发生器的制作方法

本发明涉及蒸汽生产技术领域，特别涉及一种喷蒸式蒸汽发生器。

背景技术：

在现有技术中，竖直布置热流体蒸汽发生器基本上都是通过电热器或燃油燃烧产生热量给储水罐内的水加热进行蒸发而形成蒸汽。为了实现对太阳能的充分利用，涉及出了通过太阳能将空气加热、然后使热的空气通过管道输入储水罐内的换热器内、热空气经过换热器时将热量传导给储水罐内的水而使得水被蒸发而形成蒸汽，释放热量的空气再回流到太阳能加热器而被太阳能进行加热，如此循环。由于热流体为流动式进行加热的，如果热量没有及时被交换出则仍旧是会流走的（而传统的电热和燃油加热为热源始终维持在储水杆罐内的（即为静态加热的）、换热效率高低热量最终都是释放到水中了的、换热效率影响的只是加热时间长端、而不会导致热量的流失过多地增加）、该随同热流体流走的热量相当于热量的流失，而现有的蒸汽发生器由于都是通过静态加热的、所以加热过程中都是时水保持静止的（因为静态加热无需水进行移动）、从而导致换热器同水之间的换热速度慢；换热器的位置为固定的，当水位不同时对热量的利用率会差异性较大，尤其是当换热器距离液面距离大时，则换热器传递出的热量沿远离液面方向而被散失掉的热量同换热器传递出的热量朝向液面方向传递而初始水蒸发的热量的比值会较大，该比值越大则意味着热量利用率越低，所有换热器的安装适合离液面较近而离容器的底部较远，但是该安装方式会导致换水分很快蒸发到液面下降导致换热器裸露（也即蒸发时间会较短），为此现有的换热器都是安装在容器底部去牺牲热量利用率而达到延迟蒸发时间的效果；现有的换热器都是选择淹没式进行换热的，不能够快速产生水蒸气。

技术实现要素：

本发明的第一个目的旨在提供一种产生蒸汽速度快的喷蒸式蒸汽发生器，解决了现有的蒸汽产生器淹没式加热产生蒸汽速度慢的问题。

本发明的第二个目的旨在第一个目的的基础上提供一种能够使得蒸发过程中换热器同液面的距离保持恒定的喷蒸式蒸汽发生器，解决了现有的蒸汽产生器只能够通过牺牲热利用率来延长蒸发时间问题。

本发明的第三目的旨在第二个目的的基础上进一步提供一种换热速度快的喷蒸式蒸汽发生器，解决了现有的热流体加热的蒸汽产生器换热速度慢的问题。

本发明的第四个目的旨在第三个目的的基础上进一步提供一种上推水的力能够随着水位的增加而增加的喷蒸式蒸汽发生器，以降低因为变化对热利用率的影响。

以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种喷蒸式蒸汽发生器，包括储水罐，所述储水罐设有蒸汽输出口，其特征在于，所述储水罐内设有裸露在储水罐内的水的液面上的第一换热器，所述储水罐设有放热介质输入管、放热介质输出管和位于储水罐顶壁内的进水腔，所述进水腔设有朝向所述第一换热器进行喷淋的喷水孔，所述第一换热器的进口端同所述放热介质输入管连接在一起、出口端同所述放热介质输出管相连接。使用时，水加入到进水腔，然后从喷水孔排到第一换热器上产生蒸发而形成蒸汽。第一换热器在流过第一换热器的热流体的作用下被加热。直接喷淋式加热，能够立即产生蒸汽，产生蒸汽的速度快。

本发明还包括第二换热器，所述第二换热器通过若干换热器部浮球悬挂在储水罐内，所述第一换热器和第二换热器串联连接在所述储水放热介质输入管和放热介质输出管之间，所述第二换热器部的进口端通过柔性进液管同所述第一换热器的出口端连接在一起，所述第二换热器部的出口端通过柔性出液管同所述放热介质输出管相连接。使用时，在储水罐内装入水到换热器能够通过换热器部浮球进行悬挂在水内，除了第一换热器被喷淋产生蒸汽外，第二换热器对没有被第一换热器蒸发掉的水和储存于储水罐内的水进行加热液产生蒸汽。本发明中的“柔性进液管”和“柔性出液管”中的柔性的意思为：能够随着第二换热器的升降而变化，不会干涉第二换热器的升降。本技术方案通过将换第二热器设计为通过换热器部浮球悬挂在水内，所有第二换热器距离液面的距离是固定的、不会因为液面的改变而改变，从而可以将换热器设计为距离液面的距离在设定的范围内，从而实现提高率利用率。实现了第二个发明目的。

作为优选，所述还包括位于第二换热器下方的第三换热器和位于进水腔内的第四换热器，所述第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器串联连接在所述储水放热介质输入管和放热介质输出管之间，所述第三换热器同储水罐固接在一起，所述第二换热器的出口端通过所述柔性出液管同所述第三换热器的进口端连接在一起，所述第三换热器的出口端同所述第四换热器的进口端连接在一起，所述第四换热器的出口端同所述放热介质输出管对接在一起。本技术方案设计第三换热器，能够将第二换热器换热后没有利用完的热量进一步换热到水中；第三换热器位于第二换热器的下方，相当于起到了一个对第二换热器远离液面的方向进行保温的作用。进一步提高了热利用率。进一步地设计第四换热器在进水腔内，能够进一步提高对流经换热器的热流体的热量置换出的量，能够降低喷入第一换热器的水筒第一换热器的温差，能够进一步提高热利用率和蒸汽形成效果。

作为优选，所述换热器部浮球通过柔性绳同所述第二换热器连接在一起。使得蒸发过程中产生沸腾时，第二换热器能够通畅地进行晃动，第二换热器能够进行通畅的晃动则能够提高换热效果。

作为优选，所述柔性进液管的一端同所述第一换热器的出口端连接在一起、另一端同一个所述换热器部浮球连接在一起，同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球为中空结构，同同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球通过中空结构的悬挂件对第二换热器进行悬挂，柔性进液管、同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球和悬挂件串联在一起构成经所述第二换热器的进口端输入流体到第二换热器内的输液管路。结构紧凑性好。

作为优选，所述换热器部浮球为沿上下方向延伸的条形结构。能够降低换热器部浮球占用液面的面积。占用液面面积小则对蒸发效率的干涉小。

本发明还包括搅拌储水罐内的水的搅拌器，所述搅拌器包括竖转轴、驱动竖转轴转动的电机和设置在竖转轴上的若干搅拌桨，所述搅拌桨位于所述第二换热器的下方。在换热器对水加热的过程中电机驱动竖转轴转动，竖转轴驱动搅拌桨转动从而实现对水的搅拌，对水进行搅拌的结果为使得同换热器接触的水快速进行变换，从而提高了换热效果。实现了第三个发明目的。本技术方案使得搅拌时水从换热器下方向上推水、而下部的水温低，使得同换热器接触的水能够同换热器之间保持大的温差，换热速度能够得到提高。

作为优选，所述搅拌桨包括推板、弹簧、一端同竖转轴连接在一起的设有水平滑动腔的水平连接杆、一端密封穿设且固定在水平连接杆另一端且穿设到所述水平滑动腔内的水平滑管、密封滑动连接在水平滑管内的滑管部活塞和同滑管部活塞连接在一起的经水平滑管的另一端伸出水平滑管的托持杆，所述弹簧用于驱动所述托持杆朝向水平滑管内收缩，所述水平滑腔内密封滑动连接有密封套设在水平滑管上的连接杆部活塞，连接杆部活塞在所述水平滑动腔内隔离出位于连接杆部活塞远离滑管部活塞一侧的液压腔，所述液压腔内填充有液体，所述液压腔同所述水平滑管连通，所述连接杆部活塞通过经液压腔输出的拉索同位于储液罐内的驱动托持杆输出水平滑管的搅拌器部浮球连接在一起，所述水平滑管设有连接座，所述推板的上端通过轴销同所述连接座铰接在一起、下端搁置在所述托持杆位于所述水平滑管的外部的部分上，所述轴销同所述水平滑管之间的夹角小于90°，所述托持杆同所述推板接触的部位距离通过轴销的轴线的竖直平面之间的距离随着托持杆输出水平滑管的距离的增大而增大。技术方案在设计的上水位变动范围内，水位越深则浮球距离搅拌桨的距离越远、浮球通过拉索拉连接管部活塞朝竖转轴所在方向移动使得液压腔的体积变小，液压腔内的液体被挤压到水平滑管内而克服弹簧的弹力驱动托持杆伸出，托持杆伸出则驱动推板以轴销为轴进行转动而增大倾斜角度，倾斜角度增大则推板转动时上推水的力增大；故本技术方案当水位越深时则上推水而使得水上升的力会越大。而现有的搅拌桨转动过程中上推水的力为保持不变的，故水深时水上升的速度会慢、慢则意味着同换热器接触的水进行变换的速度慢、变换速度慢则意味着换热速度慢，故现有的搅拌桨用于蒸汽产生器的搅拌时会导致水深对换热的影响大，而本发明中的搅拌器水深增加时推板的倾角会增加，从而实现了水深增加时上推水的力增大、从而能够降低水深增加对换热速度的影响。在设计的水位范围内，当水位下降时而导致拉索产生松弛时，在弹簧的作用下托持杆收缩而驱动水平滑管内的液体进入液压腔而驱动连接管部活塞远离竖转轴，从而保持拉索处于张紧状态。转动过程中水推推板产生的推力的作用点始终位于轴销的下方。实现了第四个发明目的。

作为优选，所述竖搅拌轴内设有沿上下方向延伸沿水平方向贯通搅拌轴的通槽，所有的搅拌桨共用一个所述搅拌器部浮球，所述搅拌器部浮球套设在所述竖转轴上，所述搅拌器部浮球连接有穿设在所述通槽内的拉索连接杆，所述拉索连接在所述拉索连接杆上而同所述搅拌器部浮球连接在一起。结构紧凑，驱动可靠。

作为优选，所述水平连接杆内设有拉索过孔，所述搅拌桨还设有同所述竖转轴连接在一起的定滑轮，所述拉索过孔通过隔离板同所述水平滑动腔隔开，所述拉索经所述隔板和拉索过孔伸出所述液压腔后再支撑在所述定滑轮上进行换向并同所述拉索连接杆连接在一起，所述拉索同所述隔板密封滑动连接在一起；所述拉索张紧时，所述拉索同所述拉索过孔的孔壁之间断开。能够降低拉索移动时的阻力，从而实现使得浮球较小时又能够进行驱动、也即实现降低浮球的体积，浮球体积小则能够降低浮球占用液面的面积、从而降低浮球对蒸发面积的影响。

作为优选，所述轴销同所述水平滑管平行。能够使得托持杆驱动推板转动时的通畅性更好。

作为优选，所述托持杆伸出所述水平滑管到极限位置时所述托板的倾斜角度为5°，所述托持杆插入所述水平滑管内到极限位置时所述托板呈竖直状态。

作为优选，所述弹簧位于所述水平滑管内，所述弹簧位于所述滑管部活塞远离托持杆的一侧。结构紧凑，布局方便，连接可靠。

作为优选，所述轴销和托持杆都位于托板在所述竖转轴驱动下进行转动时的转动方向的后方。防止位于推板上的部件干涉推板上推水的作用。

作为优选，所述电机位于所述储水罐的顶部，所述竖转轴的上端同所述电机连接在一起而悬挂在所述储水罐内。实现密封时方便。

作为优选，所述储水罐的顶壁的内表面为斜面，所述蒸汽输出口同储水罐的顶壁的内表面的最高点对接在一起。能够在搅拌器占用了储水罐的顶部空间而将蒸汽输出口边移的情况下，提高蒸汽流出时的通畅性。

本技术方案具有以下优点：产生蒸汽的响应时间快；第二换热器本体的距离液面的距离能够睡着水位的变化而变化从而维持距离液面的距离不变，热利用率高；设置搅拌器对储水罐内的水进行搅拌，使得同换热器接触的水快速进行变换，从而提高了换热效果；搅拌时水从换热器下方向上推水、而下部的水温低，使得同换热器接触的水能够同换热器之间保持大的温差，换热速度能够得到提高；水位越深时则上推水而使得水上升的力会越大、如果上推水的力保持不变则水深时水上升的速度会慢、慢则意味着同换热器接触的水进行变换的速度慢、变换速度慢则意味着换热速度慢，故推力不变时会导致水深对换热的影响大，而本发明水深增加时推板的倾角会增加，从而实现了水深增加时上推水的力增大、从而能够降低水深增加对换热速度的影响。

附图说明

图1是本发明实施例一的剖面示意图；

图2为本发明实施例二的剖视示意图；

图3是图2的a处的局部放大示意图；

图4为搅拌桨沿图3的b向进行投影时的示意图；

图5为图4的c—c剖视示意图。

图中：储水罐1、蒸汽输出口2、储水罐的顶壁的内表面3、柔性出液管4、柔性绳5、同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球6、悬挂件7、竖转轴9、电机10、搅拌桨11、推板12、弹簧13、水平滑动腔14、水平连接杆15、水平滑管16、滑管部活塞17、托持杆18、连接杆部活塞19、液压腔20、拉索过孔21、隔离板22、定滑轮23、拉索连接杆24、通槽25、搅拌器部浮球26、连接条27、连接座28、轴销29、斜面30、拉索31、进水接头32、液面33、放热介质输入管34、放热介质输出管35、进水腔36、第一换热器37、第二换热器38、第三换热器39、喷水孔40、换热器部浮球41、第四换热器42、柔性进液管43、管道44。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例一，参见图1，一种喷蒸式蒸汽发生器，包括储水罐1。储水罐设有蒸汽输出口2。储水罐的顶壁的内表面3为斜面。蒸汽输出口同储水罐的顶壁的内表面的最高点对接在一起。储水罐设有放热介质输入管34、放热介质输出管35和位于储水罐顶壁内的进水腔36。储水罐内从上向下依次设有第一换热器37、第二换热器38和第三换热器39。第一换热器固定在储水罐内。第一换热器裸露在储水罐内的水的液面33上。进水腔设有朝向第一换热器进行喷淋的喷水孔40。第一换热器的进口端同放热介质输入管连接在一起、出口端同柔性进液管43的上端连接在一起。第二换热器通过若干换热器部浮球41悬挂在储水罐内。进水腔内设有第四换热器42。第一换热器、第二换热器、第三换热器和第四换热器串联连接在所述储水放热介质输入管和放热介质输出管之间。进水腔设有进水接头32。第三换热器同储水罐固接在一起。第二换热器的出口端通过柔性出液管4同第三换热器的进口端连接在一起。第三换热器固定在储水罐内且位于第二换热器的下方。第三换热器的出口端通过管道44同第四换热器的进口端连接在一起。第四换热器的出口端同所述放热介质输出管对接在一起。换热器部浮球通过柔性绳5同第二换热器连接在一起。柔性进液管的下端同换热器部浮球中的一个换热器部浮球连接在一起，同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球6为中空结构，同同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球通过中空结构的悬挂件7对第二换热器进行悬挂.悬挂件也为柔性绳、只是同其它柔性绳而言为管状结构。柔性进液管、同柔性进液管连接在一起的换热器部浮球和悬挂件串联在一起构成经第二换热器的进口端输入流体到第二换热器内的输液管路。

使用时，在储水罐内装入水到第二换热器能够被第二换热器部浮球悬挂在储水罐内的水中和在进水腔内储水淹没第四换热器。使热流体经放热介质输入管34流入后依次通过第一换热器、第二换热器、第三换热器后第四换热器后从放热介质输出管35。进水腔内的水喷到第一换热器上产生闪蒸形成蒸汽，第二和第三换热器对储水罐内的水进行加热产生蒸汽，第四换热器对余热进行进一步吸收，蒸汽从蒸汽输出口输出。液面33变化时，第二换热器本体距离液面的距离一直保持恒定。

实施例二，同实施例一的不同之处为：

参见图2、图3、图4和图5，还包括搅拌储水罐内的水的搅拌器，搅拌器包括竖转轴9、驱动竖转轴转动的电机10和设置在竖转轴上的若干搅拌桨11。电机位于储水罐的顶部。竖转轴的上端同电机连接在一起而悬挂在储水罐内。搅拌桨位于第二换热器部本体的下方。搅拌桨位于第三换热器部本体的上方。搅拌桨包括推板12、弹簧13、一端同竖转轴连接在一起的设有水平滑动腔14的水平连接杆15、一端密封穿设且固定在水平连接杆另一端且穿设到水平滑动腔内的水平滑管16、密封滑动连接在水平滑管内的滑管部活塞17和同滑管部活塞连接在一起的经水平滑管的另一端伸出水平滑管的托持杆18。弹簧用于驱动托持杆朝向水平滑管内收缩。水平滑腔内密封滑动连接有密封套设在水平滑管上的连接杆部活塞19，连接杆部活塞在水平滑动腔内隔离出位于连接杆部活塞远离滑管部活塞一侧的液压腔20。液压腔内填充有液体。液压腔通过水平滑管的内端开口同水平滑管连通。水平连接杆内设有拉索过孔21。拉索31过孔通过隔离板22同水平滑动腔隔开。搅拌桨还设有同竖转轴连接在一起的定滑轮23。拉索一端同连接杆部活塞连接在一起、另一端经隔板和拉索过孔伸出液压腔后再支撑在定滑轮上进行换向并同拉索连接杆24连接在一起。拉索同隔板密封滑动连接在一起；拉索张紧时，拉索同拉索过孔的孔壁之间断开。竖搅拌轴内设有沿上下方向延伸沿水平方向贯通搅拌轴的通槽25。所有的搅拌桨共用一个搅拌器部浮球26。搅拌器部浮球套设在竖转轴上。拉索连接杆穿设在通槽内。拉索连接杆的两端同搅拌器部浮球连接在一起、从而实现拉索同搅拌器部浮球连接在一起。弹簧位于所述水平滑管内。弹簧位于滑管部活塞远离托持杆的一侧。水平滑管通过连接条27连接有连接座28。推板的上端通过轴销29同连接座铰接在一起、下端搁置在托持杆位于水平滑管的外部的部分上。轴销同所述水平滑管之间的夹角小于90°、具体为平行即0°。轴销和托持杆都位于托板在竖转轴驱动下进行转动时的转动方向的后方。托持杆同推板接触的部位距离通过轴销的轴线的竖直平面之间的距离随着托持杆输出水平滑管的距离的增大而增大，具体为使托持杆水平方向的厚度从同滑管部活塞连接的一端朝向另一端逐渐变小而形成斜面30。斜面位于托持杆水平方向的对推板进行支撑的一侧。托持杆伸出水平滑管到极限位置时托板的倾斜角度为45°，托持杆插入所述水平滑管内到极限位置时所述托板呈竖直状态。

在加热的过程中电机驱动竖转轴转动，竖转轴驱动搅拌桨转动从而实现对水的搅拌，对水进行搅拌的结果为使得同换热器接触的水快速进行变换，从而提高了换热效果。本技术方案在设计的上水位变动范围内，水位越深则浮球距离搅拌桨的距离越远（水位超出设计的水位最大值时在液压腔内部件的阻碍下则浮球不能够继续上升）、浮球通过拉索拉连接管部活塞朝竖转轴所在方向移动使得液压腔的体积变小，液压腔内的液体被挤压到水平滑管内而克服弹簧的弹力驱动托持杆伸出，托持杆伸出则驱动推板以轴销为轴进行转动而增大倾斜角度，倾斜角度增大则推板转动时上推水的力增大。在设计的水位范围内，当水位下降时（水位超出设计时的水位最小值时，则由于弹簧驱动滑管部活塞移动到了极限位置、拉索一直处于松弛状态）而导致拉索产生松弛时，在弹簧的作用下托持杆收缩而驱动水平滑管内的液体进入液压腔而驱动连接管部活塞远离竖转轴，从而保持拉索处于张紧状态。

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