包括丝网加热元件的蒸汽发生器制造技术

提供了一种蒸汽发生器，包括：电路，用于输送来自能量设备的DC电流；丝网加热元件，接收该DC电流；以及喷洒器，用于引导液体的细小喷液在丝网加热元件处，以蒸发该液体，其中丝网的电阻对丝网加热元件的黑体辐射面积的比小于2欧姆/m2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】2008年12月30日提交的名称为“丝网热辐射元件和在辐射炉中的使用”的美国专利申请No.12/345,939的公开内容为所有目的通过引用在此全部并入。
技术介绍

本专利技术的示例性实施例涉及一种包括丝网加热元件的蒸汽发生器。
技术实现思路
根据各个实施例，提供了一种蒸汽发生器，包括：电路，用于输送来自能量设备的DC电流；丝网加热元件，接收该DC电流；以及喷洒器，用于引导液体的细小喷液在丝网加热元件处，以蒸发该液体，其中丝网加热元件的电阻对丝网加热元件的黑体辐射面积的比小于2欧姆/m2。根据各种实施例，提供了一种蒸汽发生器，包括：电路，配置为输送DC电流；丝网加热元件，配置为接收该DC电流；喷洒器，配置为引导液体的细小喷液在丝网加热元件处，以蒸发该液体，其中当丝网加热元件不与液体或其他加热负载接触时，丝网加热元件能够在小于10.3秒内从室温达到约1400K。根据各个实施例，提供了一种蒸汽发生器，包括：电路，输送DC电流；丝网加热元件，接收该DC电流；喷洒器，用于引导液体的细小喷液在丝网加热元件处，以蒸发该液体；以及喷液接收表面布置为与丝网加热元件相邻，其中丝网加热元件布置在喷洒器和喷液接收表面之间。在示例性实施例中，蒸发器可以在不使用喷洒器的情况下产生蒸汽，例如通过沿通道引导水到丝网加热元件上或附近。在示例性实施例中，水可以被泵浦到玻璃纤维网中。根据各个实施例，提供了一种蒸汽发生器套装，包括：DC电源；丝网加热元件，从DC电源接收DC电流；喷洒器，配置为引导液体的细小喷液在丝网加热元件处，以蒸发该液体；以及喷液接收表面，布置为与丝网加热元件相邻，其中丝网加热元件布置在喷洒器和喷液接收表面之间。在示例性实施例中，喷液接收表面包括玻璃纤维。在示例性实施例中，喷液接收表面为亲水性的。在示例性实施例中，喷液接收表面包括电绝缘部。在示例性实施例中，在丝网加热元件和喷液接收表面之间平均距离为10mm或更小，5mm或更小，3mm或更小，2mm或更小，1mm或更小等。在示例性实施例中，一个或多个丝网加热元件或喷液接收表面可相对于彼此运动。应该理解前述综述和下面的详细描述都是示意性和说明性的，且意图提供对所要求的专利技术的进一步说明。其他特征和方面将从下列详细描述、附图和权利要求而变得明显。附图说明被包括在本文中用于提供对本专利技术的进一步理解和结合并构成本说明书中的一部分的附图示出了本专利技术的实施例并且与说明书一起用于解释本专利技术的原理。相同的参考标号在所有附图上表示相同的元件。应该注意到附图并不必须是按比例的。前述和其它目的、方面和益处根据参考附图对实施例的下列详细描述会被更好地理解，在附图中：图1示出了根据示例性实施例的包括丝网加热元件的蒸汽发生器的透视图；图2示出了根据示例性实施例的包括丝网加热元件的蒸汽发生器的侧视图；图3示出了根据示例性实施例的蒸汽发生器的系统视图；图4示出了根据示例性实施例的包括丝网加热元件的汽流发生器的侧视图；图5示出了根据示例性实施例的包括丝网加热元件的汽流地面清洗器的功能视图。具体实施方式本专利技术在后文中参考附图进行更全面的描述，其中附图中示出了本专利技术的实施例。然而，本专利技术可以以很多不同的形式实施，且应该不被解释为限制到本文所阐述的实施例。相反，这些实施例被提供以使得本公开是全面的，且向本领域技术人员充分表达本专利技术的范围。在附图中，为了清楚起见，层和区域的尺寸和相对尺寸被夸大。附图中相似的参考标号指示相同的元件。应该理解，当一元件被提及为“连接到”另一元件，它可以被直接连接到该另一元件，或中间元件可以存在。当考虑在炉中镍铬合金(Nichrome)的使用，重要的是不仅考虑电阻特性，而且还考虑当加热时元件的黑体辐射。关于电阻元件的通用特性，电阻正比长度和电阻率，且反比于导体的面积。R＝L/A·ρ＝L/A·ρ0(α(T-T0)+1)EQ1其中ρ是电阻率：p＝1/σ.,L是导体的长度，A是横截面面积，T是其温度，T0是参考温度(通常为室温)，ρ0是在T0处的电阻率，且a是每单位温度的电阻率改变(作为ρ0的百分比)。在上述表达式中，假设L和A在温度范围中保持不变。还注意到ρ0和a是常数，取决于被考虑的导体。对于镍铬合金，ρ0是在20摄氏度下的电阻率，或1.10×10-6且a＝0.0004。从上文可见，电阻元件的半径以因数2增大将导致电阻以因数4减小，反之亦然。关于从电阻元件消耗的功率，I为电流且R为以欧姆为单位的电阻，v为跨元件的电压，根据欧姆法则可知，由于v＝iR，P＝i2R在元件具有恒定电压源(譬如蓄电池)的情况下，穿过元件的电流为其电阻的函数。从上式置换R，并且使用欧姆法则，P＝v2/R＝v2A/ρ0LEQ2在诸如镍铬合金线的电阻元件的情况下，在元件中产生的热量作为辐射快速地消散，冷却整个元件。现在，考虑元件的黑体特性：假设元件表现为黑体，斯蒂芬-玻尔兹曼方程描述了作为辐射消散的功率：W＝σ·A·T4EQ3此外，辐射强度最高的波长λ由维恩定律给出为：λmax＝b/TEQ4其中，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数5.670×10-8W·m-2·Κ-4以及，b为维恩位移常数，2.897×10-3m·K。在诸如烤炉的应用中，为了最大效率要求优选操作波长2微米(2×10E-6)，基于维恩定律元件的温度应该接近1400K或1127摄氏度。根据斯蒂芬-玻尔兹曼方程，具有两个加热侧的小炉将具有约4×0.25m×0.25m或0.25m2的操作表面面积。由此，对于该炉，W将达到20，000瓦特。在构造安全大功率烤箱或烤炉的情况下，需要系统在不大于24伏的低电压之下操作。由此，将EQ2用于20，000瓦特，如果在操作温度下100％效率，则该元件将具有约0.041欧姆的电阻。基于EQ1，操作温度到室温的降低(从1400到293k)表示元件的电阻率降低约1.44倍，且由此需要在室温下电阻率为约0.0284欧姆的元件。现在，考虑元件的电阻和元件作为黑体的特性的关系：加热器的电阻对同一加热器的黑体辐射面积的比成为对于烤炉的关键设计约束；此处称为德卢卡元件比。在0.25平方米面积下2微米波长下操作的用于食物的理想烤炉具有0.1137欧姆/m2(0.0284欧姆/0.25m2)的德卢卡元件比(在室温下)。德卢卡元件比仅依赖于材料的电阻和辐射表面面积，但是独立于系统操作电压。此外，对于线，线的长度将不会改变该比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸汽发生器，包括：电路，用于输送来自能量设备的DC电流；丝网加热元件，接收该DC电流；以及喷洒器，用于引导液体的细小喷液在丝网加热元件处，以蒸发该液体，其中丝网加热元件的电阻对丝网加热元件的黑体辐射面积的比小于2欧姆/m2。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.14 US 61/865,6101.一种蒸汽发生器，包括：
电路，用于输送来自能量设备的DC电流；
丝网加热元件，接收该DC电流；以及
喷洒器，用于引导液体的细小喷液在丝网加热元件处，以蒸发该液体，
其中丝网加热元件的电阻对丝网加热元件的黑体辐射面积的比小于2欧姆/m2。
2.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其中DC电流由具有小于24V电势的电压源供应。
3.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其中丝网加热元件包括布置在壳体中的多个丝网
段。
4.如权利要求3所述的蒸汽发生器，还包括继电器，用于周期性地操作电流连接到多个
丝网段的每个；和控制电路，用于控制每个继电器。
5.如权利要求3所述的辐射炉，还包括控制电路，用于响应于指示被蒸发的液体的存在
的测得的参数或用户输入，通过以一占空比周期性地操作通和断来控制到多个丝网段的每
个的电流。
6.如权利要求3所述的蒸汽发生器，还包括电压控制电路，以改变多个丝网段的每个的
电压。
7.如权利要求3所述的蒸汽发生器，其中多个丝网段使用并联电路电连接到DC电源。
8.如权利要求1所述的蒸汽发生器，还包括：
温度传感器，产生液体温度信号；以及
控制器，感测液体温度信号，且当液体温度信号指示温度小于期望温度时，使得电路输
送DC电流。
9.如权利要求1所述的蒸汽发生器，还包括：
流动传感器，产生液体流动信号；以及
控制器，感测液体流动信号，且当液体流动信号指示液体流动时，使得电路输送DC电
流。
10.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其中丝网加热元件包括丝网布，其包括具有小于
0.5mm直径的股线，且在股线之间的间隔小于0.5mm。
11.如权利要求10所述的蒸汽发生器，其中股线十字交叉，并且在交点处形成电短路。
12.如权利要求1所述的蒸汽发生器，还包括布置在丝网加热元件上的亲水涂层。...

【专利技术属性】
技术研发人员：NP德卢卡，
申请(专利权)人：德卢卡烤炉技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US