本申請(qǐng)涉及加熱器的領(lǐng)域，尤其是涉及一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的汽水混合加熱器，采用鋼管上鉆孔后放置于水中，不僅噪音大，而且在利用過(guò)熱蒸汽時(shí)，在淺液位水箱中有蒸汽逃逸現(xiàn)象，造成能源浪費(fèi)。由于過(guò)熱蒸汽的對(duì)流換熱系數(shù)在100-200w/㎡℃，而飽和蒸汽的冷凝換熱系數(shù)為20000-30000w/㎡℃，過(guò)熱蒸汽在排放管出氣孔排出首先形成“汽團(tuán)”，初期汽團(tuán)內(nèi)的蒸汽處于過(guò)熱狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)低，向被加熱液體放熱速度慢，隨著汽團(tuán)排出，大氣汽團(tuán)被水流分隔成若干小汽團(tuán)溫度降低形成飽和蒸汽團(tuán)被水吸收變成冷凝水放出汽化潛熱；汽團(tuán)破裂產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)和噪音，另一部分較大的汽團(tuán)，在被加熱液體中向上運(yùn)動(dòng)從液面逃離造成蒸汽能量的浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提高加熱效率，減小熱能損失，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，包括水箱和兩個(gè)相對(duì)設(shè)置于水箱中的加熱機(jī)構(gòu)，所述加熱機(jī)構(gòu)包括蛇形管和與蛇形管輸出端相連通的套管組件，所述蛇形管的輸入端連通有蒸汽進(jìn)入管，所述套管組件上設(shè)有多個(gè)外噴孔，且兩個(gè)所述套管組件上的外噴孔相對(duì)設(shè)置。

4、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，過(guò)熱蒸汽通過(guò)蒸汽進(jìn)入管進(jìn)入水箱中后，首先經(jīng)過(guò)蛇形管，通過(guò)蛇形管與水箱中的水進(jìn)行換熱，使得水箱內(nèi)的水進(jìn)行預(yù)加熱，同時(shí)蛇形管內(nèi)的蒸汽溫度下降，過(guò)熱蒸汽逐漸轉(zhuǎn)換為飽和蒸汽，隨后飽和蒸汽進(jìn)入套管組件，并通過(guò)外噴孔噴出，噴出的飽和蒸汽與水充分接觸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)飽和蒸汽與水的充分換熱，水箱內(nèi)的水進(jìn)行二次加熱。通過(guò)將過(guò)熱蒸汽首先在封閉的蛇形管內(nèi)轉(zhuǎn)換為飽和蒸汽，避免出現(xiàn)過(guò)熱蒸汽逃逸的情況，轉(zhuǎn)換過(guò)程中釋放的熱量進(jìn)行第一次加熱；在轉(zhuǎn)換為飽和蒸汽之后，再通過(guò)外噴孔噴出，進(jìn)而對(duì)水進(jìn)行二次加熱。相比于過(guò)熱蒸汽直接與水接觸換熱而言，換熱系數(shù)得到顯著提升，換熱效率更高，提高了加熱效率；產(chǎn)生的汽團(tuán)體積更小，減弱破裂時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)及噪音；且有效減少了蒸汽逃逸現(xiàn)象，減小了熱能損失。

5、可選的，所述套管組件包括由內(nèi)而外依次嵌套的內(nèi)嵌管、中間管和外套管，所述內(nèi)嵌管、中間管及外套管的兩端封閉，所述內(nèi)嵌管的輸入端與蛇形管的輸出端連通，所述內(nèi)嵌管上設(shè)有內(nèi)噴孔，所述中間管上設(shè)有中間噴孔，所述外噴孔設(shè)于外套管上。

6、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)層層嵌套的套管組件，使得蒸汽依次經(jīng)過(guò)內(nèi)嵌管、中間管及外套管，一方面使得蒸汽在套管組件內(nèi)混合充分、均勻，保證該加熱器穩(wěn)定、均勻地加熱；另一方面，通過(guò)內(nèi)嵌管、中間管及外套管的管壁阻擋，使得蒸汽只能依次通過(guò)內(nèi)噴孔、中間噴孔和外噴孔釋放到水箱中，有利于延長(zhǎng)蒸汽在套管組件內(nèi)的換熱時(shí)間，進(jìn)一步保證蒸汽和水的充分換熱。

7、可選的，所述內(nèi)噴孔設(shè)有多個(gè)且對(duì)稱設(shè)置于內(nèi)嵌管的左右兩側(cè)，所述中間噴孔設(shè)有多個(gè)且對(duì)稱設(shè)置于內(nèi)嵌管的上下兩側(cè)，所述外套管上的外噴孔位置與對(duì)應(yīng)內(nèi)嵌管上遠(yuǎn)離相鄰水箱內(nèi)側(cè)壁一側(cè)的內(nèi)噴孔位置對(duì)應(yīng)設(shè)置。

8、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，使得中間噴孔與內(nèi)噴孔的開(kāi)設(shè)方位呈90°，外噴孔與中間噴孔的開(kāi)設(shè)方位呈90°，有效延長(zhǎng)了蒸汽在套管組件內(nèi)的流動(dòng)路徑，保證蒸汽與水換熱的充分性。其次，外噴孔僅設(shè)置在背離相鄰水箱內(nèi)側(cè)壁的一側(cè)，減小蒸汽對(duì)水箱側(cè)壁造成的沖蝕，并保證位于外噴孔內(nèi)側(cè)的水能夠充分?jǐn)_動(dòng)，保證換熱的均勻程度。

9、可選的，所述內(nèi)嵌管上同側(cè)的內(nèi)噴孔等距離間隔設(shè)置，所述中間管上同側(cè)的中間噴孔等距離間隔設(shè)置，同側(cè)相鄰兩個(gè)所述中間噴孔的距離與同側(cè)相鄰兩個(gè)內(nèi)噴孔的距離相等，且所述內(nèi)噴孔與中間噴孔相互錯(cuò)位設(shè)置。

10、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，進(jìn)一步保證蒸汽從內(nèi)嵌管到中間管、從中間管到外套管的具有較長(zhǎng)的流動(dòng)路徑，進(jìn)而保證蒸汽與水換熱的充分性。

11、可選的，相鄰所述內(nèi)噴孔的間距中心與所述中間噴孔的孔心對(duì)應(yīng)設(shè)置。

12、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，使得內(nèi)噴孔與中間噴孔保持錯(cuò)位程度的“最大化”，進(jìn)而保證蒸汽在套管組件中的滯留換熱時(shí)間。

13、可選的，兩個(gè)所述蒸汽進(jìn)入管并聯(lián)后連接有總控管，所述總控管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥。

14、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，可以調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸汽進(jìn)入管內(nèi)的蒸汽流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)加熱效率。

15、可選的，所述調(diào)節(jié)閥并聯(lián)有旁通管，所述旁通管上設(shè)有溫控啟閉閥。

16、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，當(dāng)水箱內(nèi)被加熱水的溫度高于溫控啟閉閥的設(shè)定值時(shí)，溫控啟閉閥關(guān)閉，減少輸入的蒸汽流量，避免高溫下過(guò)量的蒸汽輸入而產(chǎn)生熱能浪費(fèi)；當(dāng)水箱內(nèi)被加熱水的溫度低于溫控啟閉閥的設(shè)定值時(shí)，溫控啟閉閥打開(kāi)，保證較低溫度下足量的蒸汽輸入。此外，通過(guò)在調(diào)節(jié)閥的旁路上增設(shè)溫控啟閉閥，可以使水箱內(nèi)的水快速升溫，縮短加熱時(shí)間。

17、可選的，所述內(nèi)噴孔的孔徑沿內(nèi)嵌管內(nèi)蒸汽流動(dòng)方向呈漸寬設(shè)置。

18、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，受流體阻力影響，靠近內(nèi)嵌管輸入端的內(nèi)噴孔噴出的蒸汽所受的阻力小，遠(yuǎn)離內(nèi)嵌管輸入端的內(nèi)噴孔噴出的蒸汽所受的阻力大，通過(guò)擴(kuò)大內(nèi)嵌孔孔徑的方式彌補(bǔ)內(nèi)嵌管遠(yuǎn)端動(dòng)力較近端不足的現(xiàn)象，進(jìn)一步保證套管組件各處蒸汽輸出的均勻程度，進(jìn)而保證該加熱器加熱的均勻程度。

19、綜上所述，本申請(qǐng)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

20、1.通過(guò)蛇形管和套管組件的設(shè)置，過(guò)熱蒸汽通過(guò)蒸汽進(jìn)入管進(jìn)入水箱中后，首先經(jīng)過(guò)蛇形管，通過(guò)蛇形管與水箱中的水進(jìn)行換熱，使得水箱內(nèi)的水進(jìn)行預(yù)加熱，同時(shí)蛇形管內(nèi)的蒸汽溫度下降，過(guò)熱蒸汽逐漸轉(zhuǎn)換為飽和蒸汽，隨后飽和蒸汽進(jìn)入套管組件，并通過(guò)外噴孔噴出，噴出的飽和蒸汽與水充分接觸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)飽和蒸汽與水的充分換熱，水箱內(nèi)的水進(jìn)行二次加熱。通過(guò)將過(guò)熱蒸汽首先在封閉的蛇形管內(nèi)轉(zhuǎn)換為飽和蒸汽，避免出現(xiàn)過(guò)熱蒸汽逃逸的情況，轉(zhuǎn)換過(guò)程中釋放的熱量進(jìn)行第一次加熱；在轉(zhuǎn)換為飽和蒸汽之后，再通過(guò)外噴孔噴出，進(jìn)而對(duì)水進(jìn)行二次加熱。相比于過(guò)熱蒸汽直接與水接觸換熱而言，換熱系數(shù)得到顯著提升，換熱效率更高，提高了加熱效率；產(chǎn)生的汽團(tuán)體積更小，減弱破裂時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)及噪音；且有效減少了蒸汽逃逸現(xiàn)象，減小了熱能損失。

21、2.通過(guò)層層嵌套的內(nèi)嵌管、中間管和外套管，一方面使得蒸汽在套管組件內(nèi)混合充分、均勻，保證該加熱器穩(wěn)定、均勻地加熱；另一方面，通過(guò)內(nèi)嵌管、中間管及外套管的管壁阻擋，使得蒸汽只能依次通過(guò)內(nèi)噴孔、中間噴孔和外噴孔釋放到水箱中，有利于延長(zhǎng)蒸汽在套管組件內(nèi)的換熱時(shí)間，進(jìn)一步保證蒸汽和水的充分換熱。

22、3.通過(guò)內(nèi)噴孔、中間噴孔和外噴孔的設(shè)置，使得中間噴孔與內(nèi)噴孔的開(kāi)設(shè)方位呈90°，外噴孔與中間噴孔的開(kāi)設(shè)方位呈90°，有效延長(zhǎng)了蒸汽在套管組件內(nèi)的流動(dòng)路徑，保證蒸汽與水換熱的充分性。其次，外噴孔僅設(shè)置在背離相鄰水箱內(nèi)側(cè)壁的一側(cè)，減小蒸汽對(duì)水箱側(cè)壁造成的沖蝕，并保證位于外噴孔內(nèi)側(cè)的水能夠充分?jǐn)_動(dòng)，保證換熱的均勻程度。

技術(shù)特征：

1.一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，其特征在于：包括水箱(1)和兩個(gè)相對(duì)設(shè)置于水箱(1)中的加熱機(jī)構(gòu)(2)，所述加熱機(jī)構(gòu)(2)包括蛇形管(21)和與蛇形管(21)輸出端相連通的套管組件(22)，所述蛇形管(21)的輸入端連通有蒸汽進(jìn)入管(3)，所述套管組件(22)上設(shè)有多個(gè)外噴孔(2231)，且兩個(gè)所述套管組件(22)上的外噴孔(2231)相對(duì)設(shè)置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，其特征在于：所述套管組件(22)包括由內(nèi)而外依次嵌套的內(nèi)嵌管(221)、中間管(222)和外套管(223)，所述內(nèi)嵌管(221)、中間管(222)及外套管(223)的兩端封閉，所述內(nèi)嵌管(221)的輸入端與蛇形管(21)的輸出端連通，所述內(nèi)嵌管(221)上設(shè)有內(nèi)噴孔(2211)，所述中間管(222)上設(shè)有中間噴孔(2221)，所述外噴孔(2231)設(shè)于外套管(223)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，其特征在于：所述內(nèi)噴孔(2211)設(shè)有多個(gè)且對(duì)稱設(shè)置于內(nèi)嵌管(221)的左右兩側(cè)，所述中間噴孔(2221)設(shè)有多個(gè)且對(duì)稱設(shè)置于內(nèi)嵌管(221)的上下兩側(cè)，所述外套管(223)上的外噴孔(2231)位置與對(duì)應(yīng)內(nèi)嵌管(221)上遠(yuǎn)離相鄰水箱(1)內(nèi)側(cè)壁一側(cè)的內(nèi)噴孔(2211)位置對(duì)應(yīng)設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，其特征在于：所述內(nèi)嵌管(221)上同側(cè)的內(nèi)噴孔(2211)等距離間隔設(shè)置，所述中間管(222)上同側(cè)的中間噴孔(2221)等距離間隔設(shè)置，同側(cè)相鄰兩個(gè)所述中間噴孔(2221)的距離與同側(cè)相鄰兩個(gè)內(nèi)噴孔(2211)的距離相等，且所述內(nèi)噴孔(2211)與中間噴孔(2221)相互錯(cuò)位設(shè)置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，其特征在于：相鄰所述內(nèi)噴孔(2211)的間距中心與所述中間噴孔(2221)的孔心對(duì)應(yīng)設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，其特征在于：兩個(gè)所述蒸汽進(jìn)入管(3)并聯(lián)后連接有總控管(4)，所述總控管(4)上設(shè)有調(diào)節(jié)閥(41)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，其特征在于：所述調(diào)節(jié)閥(41)并聯(lián)有旁通管(42)，所述旁通管(42)上設(shè)有溫控啟閉閥(421)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，其特征在于：所述內(nèi)噴孔(2211)的孔徑沿內(nèi)嵌管(221)內(nèi)蒸汽流動(dòng)方向呈漸寬設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種高效淺液位過(guò)熱蒸汽消音加熱器，屬于加熱器的技術(shù)領(lǐng)域，其包括水箱和兩個(gè)相對(duì)設(shè)置于水箱中的加熱機(jī)構(gòu)，所述加熱機(jī)構(gòu)包括蛇形管和與蛇形管輸出端相連通的套管組件，所述蛇形管的輸入端連通有蒸汽進(jìn)入管，所述套管組件上設(shè)有多個(gè)外噴孔，且兩個(gè)所述套管組件上的外噴孔相對(duì)設(shè)置。本申請(qǐng)通過(guò)將過(guò)熱蒸汽首先在封閉的蛇形管內(nèi)轉(zhuǎn)換為飽和蒸汽，避免出現(xiàn)過(guò)熱蒸汽逃逸的情況，同時(shí)進(jìn)行預(yù)加熱；在轉(zhuǎn)換為飽和蒸汽之后，再通過(guò)外噴孔噴出，進(jìn)行二次加熱。相比于過(guò)熱蒸汽直接與水接觸換熱而言，換熱系數(shù)得到提升，換熱效率更高，提高了加熱效率；產(chǎn)生的汽團(tuán)體積更小，減弱破裂時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)及噪音；且有效減少了蒸汽逃逸現(xiàn)象，減小了熱能損失。

技術(shù)研發(fā)人員：譚武斌,朱曉彥,徐俊,許橋,黃軍,張武軍,李松平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：張家港市沙洲紡織印染進(jìn)出口有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240430
技術(shù)公布日：2024/12/19