燃氣式恆流霧化慣流混合快速加熱蒸汽發生方法及系統的製作方法
2023-04-24 07:45:41 1
專利名稱：燃氣式恆流霧化慣流混合快速加熱蒸汽發生方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及水快速加熱變成蒸汽的方法，以及實現該方法所需的系統，主要是指一種燃氣式恆流霧化慣流混合快速加熱蒸汽發生方法及系統。用該方法和系統製造的清洗機主要用於清洗轎車，還可清洗地面和高層樓房的玻璃幕牆及各種機器設備。
背景技術：
把水加熱變成水蒸汽，這是獲取蒸汽的通常方法，但這種方法要消耗大量的能源，一般加熱1KG的水約需4萬大卡的熱量，這主要原因是水在容器內處於靜止狀態，屬於靜止加熱。例如，蒸汽清洗機所需的蒸汽就是採用傳統的方式，即將水裝入一個容器中，然後給容器加熱把水燒開，再產生蒸汽。這種獲取蒸汽的方式，熱效率低、費時、浪費能源。所以這種蒸汽式清洗機根本不能滿足清洗工況的要求，達不到節水效果。特別是在洗車方面，還沒有能夠取代水洗的蒸汽洗車機，因此還在繼續沿用傳統的水洗洗車方式，即先是用水槍衝洗車的表面，然後用含有洗滌劑的海綿擦洗，最後再用幹布擦淨。這種洗車方法即浪費水資源，又費時和汙染環境，同時對車的漆面容易造成損壞。
發明內容
本發明的目的旨在提出一種新的蒸汽產生方法及系統，即燃氣式恆流霧化慣流混合快速加熱蒸汽發生方法及系統。
實現本發明的方法是該方法包括以燃氣加熱為主對容器內的水加熱產生蒸汽的方法，新的方法主要包括燃氣對汽包加熱，和熱煙對進水管加熱後排放，以及進入進水管的水為霧化水。
新的方法還包括
霧化水在進入汽包前經進水管被熱煙加熱兩次；和熱煙經內外兩層水管之間的間隙後由煙囪排出；和霧化水經內外兩層螺旋管加熱後進入汽包；和霧化水經螺旋管和汽包加熱三次後成為蒸汽從汽包排出。
實現上述方法的系統是；該系統包括爐體、燃氣部分、煙囪、蒸汽發生裝置、恆流霧化系統、慣流混合系統、上水系統和蒸汽排放系統，其中所述系統中爐體的內部設置有燃燒加熱室，在燃燒加熱室的上方設置有汽包和進水螺旋管，該螺旋管分為內外兩層，每層螺旋管的管與管之間密接，兩層螺旋管之間有間隙；該兩層螺旋管中的外層下端長於內層下端，其中外層螺旋管的上端是入水口，該入水口接恆流霧化器，內層螺旋管的上端接汽包，兩層螺旋管的下端通過三通接排水管；在汽包與內層螺旋管之間設置有襯套，該襯套的上端與汽包封接，其下端與內層螺旋管密接；汽包內的蒸汽經排汽管排出。
該系統還包括上述爐體中外層螺旋管的上端經恆流霧化器接水箱，所述恆流霧化器包括噴嘴外套和噴嘴，其中噴嘴外套的內腔裝有噴嘴，噴嘴的前端設有噴霧孔，噴嘴的內孔裝有旋流芯，旋流芯的圓周設有進水道，其前端圓弧面上均勻分布有四條螺旋槽，其後端連接過濾網和磁環；噴嘴外套的前端接霧化筒頂端的霧化進水口；噴嘴內套的後端經水管接水箱。和上述爐體中汽包上的蒸汽排汽管經三通分別接水箱和噴槍。和上述系統中水箱的水經強磁除垢給水器進入供水管路，其中強磁除垢給水器為內置磁環的管接頭。和系統中水箱的水經強磁除垢給水器、過濾器和水泵後分兩路，其中一路經流量調節閥和單向閥接恆流霧化器；另一路經調節閥接蒸汽排汽管上的三通；和系統中燃氣罐經手動高壓閥、減壓閥、燃氣電磁閥和手動球閥接燃氣灶；汽包內的蒸汽經排汽管和噴槍排出。
本發明具有如下優點1.改變傳統加熱方式，熱效率提高5-8倍。
2.提高熱能利用率，節能顯著。
3.產品應用領域廣。
4.無環境汙染。
圖1是本發明的系統示意圖，其中1液化氣罐、2手動高壓閥、3減壓閥、4煤氣電磁閥、5手動球閥、6燃氣噴嘴、7爐盤、8爐體、9壓力開關、10安全閥、11煙囪、12快速接頭、13壓力表、14蒸汽軟管、15噴槍、16恆流霧化器、17給水流量調節閥、18-19-36調節閥、20水泵、21強磁除垢給水器、22進水管、23-26-27疏水閥、24高水位探頭、25低水位探頭、28點火探針、29火焰探針、30煤氣洩露探測器、31控制器、32水箱、33單向閥、34過濾器、35連通管。
圖2是圖1中爐體示意圖，其中801煙囪、802排汽管、803煙罩、804汽包、805密封隔離層、806襯套、807內層螺旋管、808殼體、809排水管、810閥門、811三通、812燃燒加熱室、813煙道、814外層螺旋管、815進水口、816溫度傳感器。
圖3是圖1中強磁除垢給水器示意圖，其中211磁環、212軸臺、213連接螺紋。
圖4是圖1中恆流霧化器示意圖，其中161霧化出水口、162噴嘴外套、163噴嘴、164磁環、165噴嘴座、166進水口、167過濾網。
圖5是圖4中噴嘴示意圖，其中1631噴嘴孔、1632內孔、168旋流芯。
圖6是圖5中旋流芯示意圖，其中1681螺旋槽、1682銑扁。
圖7是圖6的側視圖，表示螺旋槽的結構和形狀。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明及其工作原理做進一步說明本發明由方法和實現該方法的系統兩部分組成，其中方法部分主要是指蒸汽發生方法；系統部分主要是指蒸汽發生系統。在蒸汽發生方法中包括用來產生蒸汽的汽包、與汽包連接的霧化水進水管和連接進水管的用於向進水管輸入霧化水的恆流霧化器。本方法改變了以往的蒸汽發生方法，充分利用熱源和熱煙，使水在進入進水管時成為霧化水，這樣霧化水更容易被加熱，所以霧化水在進入汽包前的管道中即被加熱汽化，當霧化水進入汽包時已基本成為水蒸汽，然後再經汽包加熱即可迅速成為具有一定壓力的蒸汽。具體方法是，加熱源可以是包括液化氣的可燃氣體，氣體燃燒首先對汽包(蒸汽發生裝置)進行加熱，此時汽包內只有少量的水(以往的方法一般要裝有大量的水，所以加熱大量的水就需要大量的能源和時間，這也是一個主要的差別所在)。燃氣對汽包加熱後的餘熱(熱煙)不是直接排放掉，而是經過由進水管形成的煙道後再排放，這樣就達到了對進水管中的霧化水進行加熱的目的，這就是對熱煙的再利用。為了增加水管的受熱面積，把水管制成螺旋狀(螺旋管)，並且是內外兩層，兩層中間有間隙，該間隙就是走熱煙的煙道，所以當熱煙經過時對內外層螺旋管內的霧化水進行了二次加熱(霧化水在經過外層螺旋管時被加熱一次，霧化水在經過內層螺旋管時又被加熱一次)，加之水在進入螺旋管時呈水霧狀噴射，所以水在水管內很容易被加熱汽化，然後再經汽包加熱後可完全汽化為蒸汽。這就是霧化水在水管和汽包內共被加熱了三次，即節省了98％的水，又節省了能源(加熱1KG的霧化水只需7000大卡的熱量，而老辦法則需40000大卡的熱量)，達到快速汽化的目的。用這種方法產生的蒸汽，其溫度可達150-160℃、壓力可達6KG/cm2。我們可以把這種新方法稱為「運動型熱交換法」，而把老方法稱為「靜止型熱交換法」；運動型熱交換法就是霧化水經恆流霧化器的噴嘴呈螺旋狀高速噴射到管道中並在運動中受熱膨脹汽化，而靜止型熱交換法指水靜止不動。
為了實現上述新方法，製造了一套系統(如圖所示)，該系統包括爐體、燃氣部分、煙囪、蒸汽發生裝置、恆流霧化系統、慣流混合系統、上水系統和蒸汽排放系統。在本系統中最主要的部分應屬爐體8和進水螺旋管814、807以及恆流霧化器，其中爐體8的內部設置有燃燒加熱室812，該燃燒室用於燃燒液化氣，在燃燒加熱室812的上方設置有汽包804和進水螺旋管，該螺旋管分為內外兩層(內層807，外層814)，每層螺旋管的管與管之間密接，兩層螺旋管之間有間隙(該間隙既是煙道813)；該兩層螺旋管中的外層下端長於內層下端，其中外層螺旋管的上端是入水口815，該入水口接恆流霧化器16，內層螺旋管的上端接汽包，兩層螺旋管的下端通過三通811接排水管809；在汽包804與內層螺旋管807之間設置有襯套806，該襯套的上端通過設置的密封隔離層(一般為耐高溫材料)805與汽包封接，其下端與內層螺旋管密接，以便形成煙道813；汽包內的蒸汽經排汽管802排出。
在本系統中，還包括強磁除垢給水器21和恆流霧化器16。其中強磁除垢給水器21安裝在水箱32的出口，它是一內設有一個或多個磁環211的管接頭，其作用是磁化(軟化)水。恆流霧化器16安裝在進水管的入水口815，它由霧化出水口161、噴嘴外套162、噴嘴163、磁環164、噴嘴座165、進水口166和過濾網167組成；而噴嘴163內設置有旋流芯168；旋流芯168主要由前面圓錐頭上的四個均勻分布的螺旋槽1681和後面用於通水的銑扁1682組成；該恆流霧化器的作用是使進入進水螺旋管的水呈恆流螺旋霧狀，並在壓力作用下高速噴射到管內。另外，本系統還設置有用於監控水箱水位的探頭24-25、煤氣洩露探測器30和用於操作的控制器31等工作原理首先向汽包內充入少量的水，然後點燃液化氣，當燃燒室燃燒時，直接對汽包加熱；由於在汽包與襯套之間有密封隔熱層，所以燃燒後的煙氣排不出去(見圖2中箭頭)而只能沿襯套壁向下進入內外層螺旋管之間的間隙(煙道)，然後再經煙罩上的排煙孔和煙囪排出。這種結構的最大特點是在霧化水進入汽包前時已經在螺旋管裡被加熱汽化了，即燃燒室和熱煙對霧化水進行三次加熱，其加熱區為兩個，一個是襯套外面的內外層螺旋管(進水管)，另一個是汽包。當霧化水在進入第一回程螺旋管時即被加熱，高溫區輻射經第一回程螺旋管到第二回程螺旋管加熱兩次成為飽和水蒸汽後進入汽包又被第三次加熱。這樣就最大限度的利用了熱量，大大縮短了水加熱轉換蒸汽的時間。汽包內的水蒸汽由出汽管排出即為高溫高壓的蒸汽。有時從出汽管排出的是幹蒸汽，為了達到某些效果，還要在幹蒸汽中加入定量的水混合使用。
本系統可以用於清洗機上，例如洗車，完全可以取代當前的水洗，實現了既省時、又節水、還不汙染環境；節水率達98％，工作效率提高3-5倍。利用蒸汽對汙垢有很強熱降解的物理原理，在相當節水的情況下達到很好的去汙效果，並對被清洗的物體帶有蒸汽高溫消毒作用。
權利要求
1.一種燃氣式恆流霧化慣流混合快速加熱蒸汽發生方法，包括以燃氣加熱為主對容器內的水加熱產生蒸汽的方法，其特徵是所述方法包括a.燃氣對汽包加熱；b.熱煙對進水管加熱後排放；c.進入進水管的水為霧化水。
2.根據權利要求1所說的方法，其特徵是上述方法還包括霧化水在進入汽包前經進水管加熱兩次。
3.根據權利要求1所說的方法，其特徵是上述方法還包括熱煙經內外兩層進水管之間的間隙後由煙囪排出。
4.根據權利要求1所說的方法，其特徵是上述方法還包括霧化水經內外兩層螺旋管加熱後進入汽包。
5.根據權利要求1所說的方法，其特徵是上述方法還包括霧化水經螺旋管和汽包加熱三次後成為蒸汽從汽包排出。
6.實現權利要求1的燃氣式恆流霧化慣流混合快速加熱蒸汽發生方法的系統，包括爐體、燃氣部分、煙囪、蒸汽發生裝置、恆流霧化系統、慣流混合系統、上水系統和蒸汽排放系統，其特徵是所述系統中爐體的內部設置有燃燒加熱室，在燃燒加熱室的上方設置有汽包和進水螺旋管，該螺旋管分為內外兩層，每層螺旋管的管與管之間密接，兩層螺旋管之間有間隙；該兩層螺旋管中的外層下端長於內層下端，其中外層螺旋管的上端是入水口，該入水口接恆流霧化器，內層螺旋管的上端接汽包，兩層螺旋管的下端通過三通接排水管；在汽包與內層螺旋管之間設置有襯套，該襯套的上端與汽包封接，其下端與內層螺旋管密接；汽包內的蒸汽經排汽管排出。
7.根據權利要求6所說的系統，其特徵是所述爐體中外層螺旋管的上端經恆流霧化器接水箱，所述恆流霧化器包括噴嘴外套和噴嘴，其中噴嘴外套的內腔裝有噴嘴，噴嘴的前端設有噴霧孔，噴嘴的內孔裝有旋流芯，旋流芯的圓周設有進水道，其前端圓弧面上均勻分布有四條螺旋槽，其後端連接過濾網和磁環；噴嘴外套的前端接霧化筒頂端的霧化進水口；噴嘴內套的後端經水管接水箱。
8.根據權利要求6所說的系統，其特徵是所述爐體中汽包上的蒸汽排汽管經三通分別接水箱和噴槍。
9.根據權利要求6所說的系統，其特徵是所述系統中水箱的水經強磁除垢給水器進入供水管路，其中強磁除垢給水器為內置磁環的管接頭。
10.根據權利要求6所說的系統，其特徵是所述系統還包括d.水箱的水經強磁除垢給水器、過濾器和水泵後分兩路，其中一路經流量調節閥和單向閥接恆流霧化器；另一路經調節閥接蒸汽排汽管上的三通；e.燃氣罐經手動高壓閥、減壓閥、燃氣電磁閥和手動球閥接燃氣灶；f.汽包內的蒸汽經排汽管和噴槍排出。
全文摘要
一種燃氣式恆流霧化慣流混合快速加熱蒸汽發生方法及系統，其中方法包括燃氣對汽包加熱，和熱煙對進水管加熱後排放；以及水在進入汽包前被熱煙加熱兩次；和熱煙經內外兩層水管之間後由煙囪排出。所說的系統包括爐體、燃氣部分、煙囪、蒸汽發生裝置、恆流霧化系統、慣流混合系統、上水系統和蒸汽排放系統。其中最主要的部分應屬爐體和進水螺旋管，在爐體內部設置有燃燒加熱室，燃燒加熱室的上方設置有汽包和進水螺旋管，該螺旋管分為內外兩層，兩層螺旋管之間有間隙(該間隙既是煙道)。工作時，燃氣首先對汽包加熱，但不讓煙氣不是直接排出，而是對兩層螺旋管加熱，這樣就最大限度的利用了熱量，大大縮短了水加熱轉換蒸汽的時間，從而達到節省能源和節水的目的。
文檔編號F22B1/22GK1587794SQ20041005160
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月24日 優先權日2004年9月24日
發明者鄧小寶 申請人:深圳市眾望汽車護理連鎖有限公司