一种加热功率优化分配的蒸汽发生器制造技术

本发明专利技术提供了一种蒸汽发生器，所述蒸汽发生器包括箱体、内管体，所述内管体包括外管和设置在外管内的芯体，所述芯体为正方形通孔和正八边形通孔组成，所述正方形通孔的边长等于正八边形通孔的边长，所述正方形通孔的四个边分别是四个不同的正八边形通孔的边，正八边形通孔的四个互相间隔的边分别是四个不同的正方形通孔的边；正方形通孔中设置电加热器；所述芯体是正方形中心芯体，正方形通道分为三层，不同层的加热功率不同。本发明专利技术设计了新式结构的蒸汽发生器，能够快速高效的产生蒸汽，而且该蒸汽发生器具有加热迅速、温度分布均匀、安全可靠的功能，提高了加热效率。

A steam generator with optimal distribution of heating power

【技术实现步骤摘要】
一种加热功率优化分配的蒸汽发生器本申请是针对2018年11月28日、申请号2018114332918、专利技术名称“一种蒸汽发生器的设计方法”的分案申请。
本专利技术涉及锅炉
，尤其涉及一种新式结构的蒸汽发生器。
技术介绍
蒸汽发生器是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为蒸汽的机械设备。蒸汽发生器应用领域广泛，广泛适用于制衣厂，干洗店，饭店，馍店，食堂，餐厅，厂矿，豆制品厂等场所。目前的蒸汽发生器多采用燃气或者燃油加热，而且加热效率低，而目前采用的电热蒸汽发生器，大多是采用电热管设置在给储水箱底部，给储水箱内的水直接加热而产生蒸汽。这种电热蒸汽发生器，存在加热慢，热效率低的问题。如中国专利文献CN2071061U公开一种用于美容、保健等作用的蒸汽发生器具，包括金属电极板及用耐热塑料制成的壳体、出汽盖板、内部挡板、活动手柄，金属电极板必须经电源线接通电源，壳体中有内部档板，上口有出汽盖板，壳体底外部有插口槽可与带插口的活动手柄相连接。再如中国专利文献CN2651594Y公开的一种改进的电热蒸汽发生器，用于产生蒸汽，包括主体腔体和电加热器，电加热器置于主体腔体中，主体腔体中设有隔板将腔体上、下隔开，上腔体为蒸汽腔体，下腔体为加热水腔，隔板上设有通汽孔；隔板有2-6层，隔板之间形成过渡室，相临隔板上的通汽孔错位布置。电加热器将加热水腔中的水加热，蒸汽通过隔板及其形成的过渡室进入蒸汽腔体中备用。上述两个专利文献所公开的电热蒸汽发生器，均属于此类产品。现有技术的蒸汽发生器加热不均匀，整体产生蒸汽的效率不高，加热器结构比较单一。本专利技术是对在先申请的进一步改进，提出了以正方形为中心的新式结构电加热蒸汽发生器，提高加热效率和均匀度。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种新式结构多功能蒸汽发生器，能够快速提供蒸汽，而且该蒸汽发生器具有加热迅速、温度分布均匀、安全可靠的功能，提高了加热效率。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种蒸汽发生器，所述蒸汽发生器包括箱体、内管体、冷水入口和蒸汽出口，所述冷水入口设置在箱体的侧壁上，所述的箱体上部设置排气口,所述内管体设置在箱体内，所述内管体包括外管和设置在外管内的芯体，所述内管体为竖直方向设置，所述芯体所在内管体竖直方向上延伸；所述芯体为正方形通孔和正八边形通孔组成，所述正方形通孔的边长等于正八边形通孔的边长，所述正方形通孔的四个边分别是四个不同的正八边形通孔的边，正八边形通孔的四个互相间隔的边分别是四个不同的正方形通孔的边；正方形通孔中设置电加热器；所述芯体的中心是正方形通孔；正方形通道分为三层，第一层为设置在中心的1个正四边形通道，第二层为中间层8个，第三层为外层16个；第二层每个正方形通道内的电加热器的功率是第一层正方形通道的电加热器功率的1.2-1.7倍，第三层的每个正方形通道内的电加热器的单位通道体积的加热功率是第二层正方形通道的单位通道体积的电加热器功率的1.4-1.9倍。作为优选，第二层每个正方形通道内的电加热器的功率是第一层正方形通道的电加热器功率的1.5倍，第三层的每个正方形通道内的电加热器的单位通道体积的加热功率是第二层正方形通道的单位通道体积的电加热器功率的1.7倍。作为优选，所述芯体是正方形横截面。作为优选，八边形通道分为两层，内层为4个，外层为9个。作为优选，正方形通道分为三层，第一层为设置在中心的1个正四边形通道，第二层为中间层8个，第三层为外层16个。作为优选，第三层的芯体的四个角端的是正方形通道面积的四分之一，其余的是正方形通道面积的的二分之一。作为优选，所述芯体的边长是正八边形通道对边的距离的四倍。作为优选，所述内管体内壁设置凹槽，所述芯体的外端设置在凹槽内。作为优选，内管体为多段结构焊接而成，多段结构的连接处设置芯体。作为优选，所述的蒸汽出口与内管体的外管是密封连接。作为优选，蒸汽出口管道的横截面积小于内管体的外管的横截面积。作为优选，所述内管体设置在箱体的中间位置。作为优选，进水通道是条状缝隙。作为优选，所述进水通道设置在箱体水位的50%以下。作为优选，所述的电加热器是电阻加热器。作为优选，电阻加热器填充整个正方形通道。作为优选，所述芯体沿着竖直方向设置为多个，相邻两个芯体之间的外管上设置进水通道。作为优选，正方形通孔中心距离芯体的中心越远，则竖直方向上单位长度的电阻加热器的加热功率越大。作为优选，正方形通孔中心距离芯体的中心越远，则竖直方向上单位长度的电阻加热器的加热功率越来越大的幅度不断的增加。作为优选，所述芯体中心为正八边形通道，所述正四边形通道为围绕芯体的两层结构，最外层是正八边形通道，所述外管的边长为8倍的正方形通道的边长。作为优选，所述第一层的每个电加热器的加热功率是W1，第二层的每个电加热器的加热功率是W2，所述的芯体高度是H，正四边形的边长为L，则满足下面的要求：W2/W1=a-b*LN(H/L)；其中a,b是参数，3.3<a<3.4,0.90<b<0.95；1.15<W2/W1<1.75；5.9<H/L<10.1；第一层和第二层的总加热功率为M，2500W<M<5500W。作为优选，a=3.343，b=0.921。本专利技术具有如下优点：1）本专利技术设计了一种新式优化分配加热功率的蒸汽发生器，通过此种结构，能够实现快速提供蒸汽，而且该蒸汽发生器具有加热迅速、温度分布均匀、安全可靠的功能，提高了加热效率。2）本专利技术通过设置内管体内电加热器距离芯体中心的加热功率的变化，进一步提高了加热均匀度和加热效率。3)本专利技术设计了内管体内芯体的竖直方向间隔分布，并且在间隔的内管体上设置进水通道，可以保证不同位置处的水及时进入内管进行加热，可以进一步的提高加热效率。4）本专利技术设计了内管体内不同的电加热器加热功率沿着高度方向的变化，能够进一步提高装置的安全性能和加热性能。5）本专利技术通过数值模拟和大量实验，确定了不同层的电加热功率的最优的比例关系，进一步提高了加热均匀度和加热效率，也为此种结构的内管体的设计提供了一个最佳的参考依据。6）本专利技术通过数值模拟和大量实验，确定了芯体的各个尺寸的最优关系，进一步提高了加热均匀度和加热效率。附图说明：图1为本专利技术产生热水和蒸汽的蒸汽发生器优选结构示意图。图2为本专利技术的仅产生蒸汽的蒸汽发生器优选结构示意图。图3是正八边形中心的内管体（芯体）横切面结构示意图。图4是图3内管体内芯体A－A截面示意图。图5是内管体纵向切面示意图。图6是正方形中心的内管体（芯体）横切面结构示意图。图中：1-箱体；2-内管体；3-冷水入口；4-热水出口；5-蒸汽出口；6-排气口；7-芯体；71-正四边形；7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒸汽发生器，所述蒸汽发生器包括箱体、内管体、冷水入口和蒸汽出口，所述冷水入口设置在箱体的侧壁上，所述的箱体上部设置排气口,所述内管体设置在箱体内，所述内管体包括外管和设置在外管内的芯体，所述内管体为竖直方向设置，所述芯体所在内管体竖直方向上延伸；所述芯体为正方形通孔和正八边形通孔组成，所述正方形通孔的边长等于正八边形通孔的边长，所述正方形通孔的四个边分别是四个不同的正八边形通孔的边，正八边形通孔的四个互相间隔的边分别是四个不同的正方形通孔的边；正方形通孔中设置电加热器；所述芯体的中心是正方形通孔；正方形通道分为三层，第一层为设置在中心的1个正四边形通道，第二层为中间层8个，第三层为外层16个；第二层每个正方形通道内的电加热器的功率是第一层正方形通道的电加热器功率的1.2-1.7倍，第三层的每个正方形通道内的电加热器的单位通道体积的加热功率是第二层正方形通道的单位通道体积的电加热器功率的1.4-1.9倍。/n

【技术特征摘要】
1.一种蒸汽发生器，所述蒸汽发生器包括箱体、内管体、冷水入口和蒸汽出口，所述冷水入口设置在箱体的侧壁上，所述的箱体上部设置排气口,所述内管体设置在箱体内，所述内管体包括外管和设置在外管内的芯体，所述内管体为竖直方向设置，所述芯体所在内管体竖直方向上延伸；所述芯体为正方形通孔和正八边形通孔组成，所述正方形通孔的边长等于正八边形通孔的边长，所述正方形通孔的四个边分别是四个不同的正八边形通孔的边，正八边形通孔的四个互相间隔的边分别是四个不同的正方形通孔的边；正方形通孔中设置电加热器；所述芯体的中心是正方形通孔；正方形通道分为三层，第一层为设置在中心的1个正四边形通道，第二层为中间层8个，第三层为外层16个；第二层每个正方形通道内的电加热器的功率是第一层正方形通道的电加热器功率的1.2-1.7倍，第三层的每个正方形通道内的电加热器的单位通道体积的加热功率是第二层正方形通道的单位通道体积的电加热器功率的1.4-1.9倍。


2.如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，第二层每个正方形通道内的电加热器的功率是第一层正方形通道的电加热器功率的1.5倍，第三层的每个正方形通道内的电加热器的单位通道体积的加热功率是第二层正方形通道的单...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟兵，董新婷，刘宗泽，毋青松，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37