一种电磁感应蒸汽发生器的制造方法及蒸汽发生器技术

本发明专利技术公开了一种电磁感应蒸汽发生器的制造方法及蒸汽发生器。该方法包括：S1，构建蒸汽发生器的结构，获取结构参数；S2，根据构建的结构和获取的结构参数，求解电磁感应加热和传热过程，获得蒸汽发生器的温度场分布和内部零部件的表面热流密度；S3，获取加热效率、框架表面温度分布、控制模块区域和变频模块区域的平均温度；S4，若三个条件均满足，完成制造；若三个条件中至少有一个条件不满足，则调整蒸汽发生器的内部结构，返回S2。该方法通过调整内部结构，确保加热效率，减少了能量损耗，避免框架表面出现用户体验不好的局部高温，使控制模块和变频模块工作在允许的温度范围内，提高了运行稳定性、可靠性和安全性。

Manufacturing method and steam generator of electromagnetic induction steam generator

【技术实现步骤摘要】
一种电磁感应蒸汽发生器的制造方法及蒸汽发生器
本专利技术涉及一种蒸汽发生器，特别是涉及一种电磁感应蒸汽发生器的制造方法及蒸汽发生器。
技术介绍
目前，市场上出现的工业用低压蒸汽发生器，多采用燃油加热、燃煤加热或电热管加热等形式，这些传统的加热方式均存在能耗大，运行成本高，污染环境等问题，随着国家积极推广绿色、环保、高效节能新能源的形式以及日益严重的雾霾问题，这些低效率的加热方式正逐步被淘汰。相比于上述传统加热方式，出现了电磁加热式的蒸汽发生器，电磁加热式蒸汽发生器不但解决了传统加热方式的热效率低、耗能高，环境污染严重的问题，而且也解决了电阻丝加热所存在的安全隐患问题，具有良好的市场及经济价值。但是，现有的电磁感应蒸汽发生器也存在着诸如蒸汽发生器壳体散热性不好导致内部存在局部高温、局部金属壳体或内部金属结构因电磁感应而发热、大功率条件下变频模块因焦耳热温度过高、双罐间距设置不合理导致电磁转化效率下降等问题，给蒸汽发生器的运行稳定性和安全性带来了风险，能量损耗较大。随着当前对电磁感应蒸汽发生器的小型化和紧凑化要求越来越高，上述问题将更加突出，亟待解决。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种电磁感应蒸汽发生器的制造方法及蒸汽发生器。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种电磁感应蒸汽发生器的制造方法，包括：步骤S1，构建蒸汽发生器的结构，获取蒸汽发生器结构的结构参数；步骤S2，根据构建的结构和获取的结构参数，求解蒸汽发生器的三维结构下电磁感应加热和传热过程，获得蒸汽发生器的温度场分布和内部零部件的表面热流密度；步骤S3，基于罐体内表面的热流密度获取加热效率；基于蒸汽发生器的温度场分布获取框架表面温度分布、控制模块区域的平均温度和变频模块区域的平均温度；步骤S4，判断是否满足以下三个条件：条件一：加热效率大于等于目标效率；条件二：框架表面不存在达到局部温度阈值的位置点；条件三：控制模块区域的平均温度未达到第一高温阈值，并且变频模块区域的平均温度未达到第二高温阈值；若上述三个条件均满足，进入步骤S5；若上述三个条件中至少有一个条件不满足，则调整蒸汽发生器的内部结构，具体包括调整线圈直径、线圈匝数、罐体绕线密度、增加罐体之间的间距、罐体位置、控制模块与变频模块之间的距离六者中至少一者，返回步骤S2；步骤S5，完成制造。上述技术方案的有益效果为：该制造方法通过调整内部结构，确保加热效率、框架表面局部高温、以及控制模块区域和变频模块区域的平均温度都符合预设要求，减少了能量损耗，避免框架表面出现用户体验不好的局部高温，使控制模块和变频模块工作在允许的温度范围内，提高了蒸汽发生器的运行稳定性、可靠性和安全性，有利于蒸汽发生器的小型化和紧凑化。在本专利技术的一种优选实施方式中，在所述步骤S4中，调整蒸汽发生器的内部结构的过程包括：若条件一不满足，则执行减小线圈直径、增加线圈匝数、增大罐体绕线密度、当罐体为一个以上时增加罐体之间的间距四者中至少一者；若条件二不满足，调整罐体位置以增大框架上所述位置点与罐体的距离；若条件三不满足，增大控制模块与变频模块之间的距离，和/或设置一个冷却回路，用于降低控制模块区域和/或变频模块区域的温度。上述技术方案的有益效果为：条件一不满足时的改善措施，能够有效提高加热效率，避免多罐时罐间距设置不合理导致电磁转化效率下降等问题。条件二不满足时的改善措施，直接有效地改善了框架局部高温的问题。若条件三不满足时，增大控制模块与变频模块之间的距离，能够分散热源，避免热源交叉影响使温度更高；通过冷却回路，能够快速有效地降低控制模块和变频模块的温度，提高其运行可靠性。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述加热效率Rheating为:其中，q1表示罐体内表面的热流密度，s1表示罐体内表面面积，W表示输入电功率。上述技术方案的有益效果为：公开了一种快速计算加热效率的方法。在本专利技术的一种优选实施方式中，若条件一不满足时，还包括如下步骤：根据蒸汽管道和汽包表面的加热密度获取散热比，判断所述散热比是否小于预设的目标散热比，若所述散热比不小于目标散热比，在蒸汽管道和汽包的全部或部分外表面裹附一层保温层，若所述散热比小于目标散热比，不增设保温层；所述散热比Rra为：其中，q2表示蒸汽管道外表面的热流密度，q3表示汽包外表面的热流密度，s2表示蒸汽管道表面积，s3表示汽包表面积，W表示输入电功率。上述技术方案的有益效果为：对蒸汽管道和汽包散热损耗进行有效估计，当其散热比不小于目标散热比时，设置保温层，能够减少散热损耗，从而提高加热效率。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种利用本专利技术所述制造方法制造的电磁感应蒸汽发生器，包括框架，所述框架内划分有加热区和控制区；在所述加热区内设置有至少一个罐体、缠绕在所述罐体上的线圈、与罐体出气口连接的蒸汽管道、串接于所述蒸汽管道上的汽包，所述蒸汽管道延伸出所述框架；在所述控制区内设置有控制模块和为所述线圈供电的变频模块，所述控制模块与变频模块连接通信。上述技术方案的有益效果为：该蒸汽发生器的加热效率、框架表面局部高温、以及控制模块区域和变频模块区域的平均温度都符合预设要求，减少了能量损耗，避免框架表面出现用户体验不好的局部高温，使控制模块和变频模块工作在允许的温度范围内，运行稳定性、可靠性和安全性，其结构还具有小型化和紧凑化的特点。在本专利技术的一种优选实施方式中，还包括裹附于蒸汽管道和/或汽包的全部或部分外表面的保温层。上述技术方案的有益效果为：能够有效减少蒸汽管道和/或汽包表面的散热损耗，从而提高了加热效率。在本专利技术的一种优选实施方式中，还包括设置于控制区的冷却回路；所述冷却回路上依次管路连接有进液口、冷却泵、途经控制模块和/或变频模块的冷却管道、以及出液口；所述控制模块的第一信号输出端与冷却泵的控制端连接。上述技术方案的有益效果为：冷却回路采用水冷方式对控制模块和/或变频模块进行进行快速降温，环境污染小，使控制模块和/或变频模块工作在适宜的温度环境中，增加了运行可靠性，延长了使用寿命。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述冷却回路的出液口与至少一个罐体的进水口管路连接；或者所述冷却回路还包括回收支路，所述回收支路一端与出液口附近的冷却回路管道连通，回收支路的另一端与至少一个罐体的的进水口连通，所述回收支路上设置有电控阀，所述罐体内设有液位计，控制模块接收液位计输出的罐体内液位信号控制电控阀开启或关闭。上述技术方案的有益效果为：将流经控制模块和/或变频模块的冷却水回收到罐体中产生蒸汽，在降低控制模块和/或变频模块温度的同时，对热量进行了回收利用，能够提高蒸汽发生器的加热效率。单设回收支路，便于自动根据罐体内液位情况控制冷却水的回收利用。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述变频模块安装在第一散热板上，所述控制模块安装在第二散热板上；所述冷却管道包括分别开设于所述第一散热板中和所述第二散热板中的第一冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁感应蒸汽发生器的制造方法，其特征在于，包括：/n步骤S1，构建蒸汽发生器的结构，获取蒸汽发生器结构的结构参数；/n步骤S2，根据构建的结构和获取的结构参数，求解蒸汽发生器的三维结构下电磁感应加热和传热过程，获得蒸汽发生器的温度场分布和内部零部件的表面热流密度；/n步骤S3，基于罐体内表面的热流密度获取加热效率；基于蒸汽发生器的温度场分布获取框架表面温度分布、控制模块区域的平均温度和变频模块区域的平均温度；/n步骤S4，判断是否满足以下三个条件：/n条件一：加热效率大于等于目标效率；/n条件二：框架表面不存在达到局部温度阈值的位置点；/n条件三：控制模块区域的平均温度未达到第一高温阈值，并且变频模块区域的平均温度未达到第二高温阈值；/n若上述三个条件均满足，进入步骤S5；/n若上述三个条件中至少有一个条件不满足，则调整蒸汽发生器的内部结构，具体包括调整线圈直径、线圈匝数、罐体绕线密度、增加罐体之间的间距、罐体位置、控制模块与变频模块之间的距离六者中至少一者，返回步骤S2；/n步骤S5，完成制造。/n

【技术特征摘要】
1.一种电磁感应蒸汽发生器的制造方法，其特征在于，包括：
步骤S1，构建蒸汽发生器的结构，获取蒸汽发生器结构的结构参数；
步骤S2，根据构建的结构和获取的结构参数，求解蒸汽发生器的三维结构下电磁感应加热和传热过程，获得蒸汽发生器的温度场分布和内部零部件的表面热流密度；
步骤S3，基于罐体内表面的热流密度获取加热效率；基于蒸汽发生器的温度场分布获取框架表面温度分布、控制模块区域的平均温度和变频模块区域的平均温度；
步骤S4，判断是否满足以下三个条件：
条件一：加热效率大于等于目标效率；
条件二：框架表面不存在达到局部温度阈值的位置点；
条件三：控制模块区域的平均温度未达到第一高温阈值，并且变频模块区域的平均温度未达到第二高温阈值；
若上述三个条件均满足，进入步骤S5；
若上述三个条件中至少有一个条件不满足，则调整蒸汽发生器的内部结构，具体包括调整线圈直径、线圈匝数、罐体绕线密度、增加罐体之间的间距、罐体位置、控制模块与变频模块之间的距离六者中至少一者，返回步骤S2；
步骤S5，完成制造。


2.如权利要求1所述的电磁感应蒸汽发生器的制造方法，其特征在于，在所述步骤S4中，调整蒸汽发生器的内部结构的过程包括：
若条件一不满足，则执行减小线圈直径、增加线圈匝数、增大罐体绕线密度、当罐体为一个以上时增加罐体之间的间距四者中至少一者；
若条件二不满足，调整罐体位置以增大框架上所述位置点与罐体的距离；
若条件三不满足，增大控制模块与变频模块之间的距离，和/或设置一个冷却回路，用于降低控制模块区域和/或变频模块区域的温度。


3.如权利要求1所述的电磁感应蒸汽发生器的制造方法，其特征在于，所述加热效率Rheating为:

其中，q1表示罐体内表面的热流密度，s1表示罐体内表面面积，W表示输入电功率。


4.如权利要求2所述的电磁感应蒸汽发生器的制造方法，其特征在于，若条件一不满足时，还包括如下步骤：
根据蒸汽管道和汽包表面的加热密度获取散热比，判断所述散热比是否小于预设的目标散热比，若所述散热比不小于目标散热比，在蒸汽管道和汽包的全部或部分外表面裹附一层保温层，若所述散热比小于目标散热比，不增设保温层；
所述散热比Rra...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢知音，秦柳，李时东，冉可，马佩，陈伟，
申请(专利权)人：湖北民族大学，宁波波力维革环保设备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42