一種模塊化高效恒溫節能蒸汽機系統技術方案

一種模塊化高效恒溫節能蒸汽機系統，該系統包括燃燒室、蒸汽產生室、余熱集合器、預熱室、吸風裝置和智能控制器六大部件，以及進水口、出汽口、進氣口、排污口和排氣口；本系統大幅度提升燃氣蒸汽機的燃氣燃燒的熱利用率，蒸汽出氣快速穩定高效，可以輸出恒溫高壓蒸汽，模塊化設計，系統擴容靈活方便。是一種既節能，又高效高溫耐壓的蒸汽機系統。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種蒸汽機，尤其是涉及一種模塊化高效節能高溫蒸汽機系統，屬于以燃氣為能源的蒸汽產生設備領域，特別是通過燃燒燃氣在節能的基礎上，高效地產生高溫高壓水蒸汽。
技術介紹
目前，公知的蒸汽機采用的能源有煤、燃氣、電和太陽能，以煤做能源的蒸汽鍋爐，由于要產生大量的廢氣污染環境，同時能效比低，已經處于逐步淘汰。電是一種清潔能源，但產生電的初始能源大量還是采用火力的煤，而且電的熱效率和成本都決定無法大力提倡。太陽能是一種最環保的能源，但目前應用在蒸汽機領域，受制于當今太陽能熱利用領域的技術限制，也無法普及性的應用。相對來說，采用燃氣作為蒸汽機的能源，燃燒效率高，產生的尾氣也少，是一種不二的選擇。雖然目前市場上已經有采用燃氣作為能源的蒸汽機在使用，也有相應專利文獻。但都不盡理想，主要存在以下的問題：第一換熱效率不高，燃氣燃燒的熱量沒有得到充分利用，無論采用“水包火”還是“火包水”都存在水火接觸面積小，熱氣在燃道時間短而無法充分換熱；第二出蒸汽的速度慢，且蒸汽的溫度不穩定；第三蒸汽的含水量不可控；第四系統擴容不方便。
技術實現思路
為了克服現有產品存在的不足，本專利技術提供一種模塊化高效恒溫節能蒸汽機系統，本系統把組成蒸汽機的各主要功能部件設計為一個個相對獨立的功能模塊，各模塊可以根據系統規模靈活組織擴容非常方便；采用新穎獨創的換熱體大幅度提高換熱效率；通過獨立的熱收集功能模塊和熱置換換熱提升蒸汽的出汽速度，保障蒸汽溫度的穩定一致性；利用最新的傳感器技術和微電子控制技術，任意設定蒸汽的各項參數，系統按照預設的參數運行。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種模塊化高效恒溫節能蒸汽機系統，該系統包括燃燒室、蒸汽產生室、余熱集合器、預熱室、吸風裝置和智能控制器六大部件，以及進水口、出汽口、進氣口、排污口和排氣口；進水口與預熱室的預熱水箱相連，出汽口與蒸汽產生室的蒸汽箱頂部相連，進氣口與燃燒室的進氣管相連，排污口與蒸汽產生室的蒸汽箱底部相連，排氣口與吸風裝置的風口管相通；所述燃燒室、蒸汽產生室、余熱集合器、預熱室、吸風裝置以及智能控制器系統均安裝在機架上，該燃燒室、蒸汽產生室、余熱集合
器、預熱室和吸風裝置從下往上依次排列；六大部件共同構成一個最小的系統，每個部件都是一個相互獨立的功能模塊，通過增加功能模塊構成一個更大的系統；外部的水從進水口進入到預熱水箱，在預熱水箱中進行第一次熱交換，實現對水的第一次升溫，升溫后的水在智能控制器的控制下，分時分步地被注入到蒸汽產生室的副水箱中，在副水箱中完成第二次熱置換，從而實現對水的第二次升溫，被置換出來的高溫熱水流入到蒸汽產生室的蒸汽箱中，與蒸汽箱中數片高溫的換熱管片進行第三次熱交換，實現對水的第三次升溫，形成大量的高溫高壓蒸汽通過出汽口輸出，從而完成一次高效節能的水汽化過程。從本專利技術的水汽化過程可以清楚地了解到，本專利技術的第一次熱交換和第二次熱置換，是一種零能耗的水加溫，所有的熱能量均來自于第三次熱交換的余熱再利用；第三次熱交換是燃氣在燃燒室中燃燒加熱蒸汽箱內的數片換熱管片，高溫的換熱管片與流入蒸汽箱中的高溫熱水進行大面積快速熱交換形成大量的高溫蒸汽，換熱過程中換熱管片內的管路余熱通過余熱集合器進入預熱室，在預熱室內被用于第一次熱交換，換熱管片本身以及蒸汽箱的余熱被用于第二次熱置換。這種分步升溫特別是采用熱置換汽化帶來的優點是：第一本專利技術中進入蒸汽箱中的水是一種高溫熱水，完全不同于一般高溫燃氣蒸汽機在蒸汽室的自來水直接進入汽化，也不同于利用一般煙道回收的溫水直接進入的汽化。因為進入蒸汽箱中的是高溫熱水，帶來的好處是出蒸汽速度快效率高，蒸汽的溫度恒定，熱利用率大幅度提升。同時由于智能控制器根據預設的參數，以及來自于傳感器的溫度、壓力、含水量等數據，可以精確控制熱水進入蒸汽產生室的時間間隔和水量，從而也精確控制蒸汽的含水量和蒸汽的溫度，以及蒸汽的出汽量。所述的蒸汽產生室的副水箱與蒸汽箱通過管道嵌接連通，該蒸汽箱內有數片換熱管片；所述蒸汽產生室還包括入水口和探測口，入水口在副水箱的上部，通過管道以及串接管道中的電磁閥與預熱水箱的出水口相連，探測口在副水箱頂部，傳感器和電磁閥的線纜連接到智能控制器相應的接口上。本專利技術采用獨一無二的副水箱帶來的優點是：第一采用副水箱可以利用智能控制器的傳感器檢測蒸汽箱的相關數據，此數據要比在蒸汽箱中直接檢測要精確的多而且也可靠穩定的多；第二副水箱作為水進入蒸汽箱的中轉，可以利用余熱達到把溫水提升到高溫熱水，此高溫熱水的溫度非常接近蒸汽箱內的水溫，這樣每次高溫熱水流入蒸汽箱就幾乎不會帶來蒸汽箱內蒸汽溫度的變化，如果不采用此技術，比如采用外面的自來水直接進入蒸汽箱，則由于大量的低溫水進入蒸汽箱，勢必會大幅度降低此時刻的蒸汽溫度，蒸汽溫度就不會穩定，或高或低；再比如采用一般的煙道預熱回收技術，水溫只是非常有限的升高，這樣的水進入蒸汽箱照樣會帶來蒸汽溫度的大幅度降低。因此本專利技術帶來的是一種
恒溫的蒸汽。所述的換熱管片，是一種通過兩片金屬一次整體鍛壓構成的，帶彎曲管路的金屬片，片內的彎曲管路構成燃燒通道，同時鍛構后的整個金屬片又成為一個擁有巨形換熱面積的高效換熱體，該換熱管片有上下兩端，換熱管片的上端露在蒸汽箱的頂部外與余熱集合器的下部相通，換熱管片的下端露在蒸汽箱的底部外與燃燒室相通。本專利技術的換熱管片既不同于目前市場上的彎曲單管換熱體，也不同于在在彎曲管上加一點翅的換熱體，無論是制造工藝，還是換熱效果與前兩者相比都不可同日而語，市場上的曲折火管只是一根彎曲的單管換熱，而本專利技術的換熱管片是片換熱，換熱面積是單管換熱的數十倍。由此帶來的換熱效率的提高是顯而易見。而且制造工藝也不同，前者目前筆者所見基本上都是采用單管分段焊接，使用壽命與一次鍛壓成形的工藝的換熱管片不具有可比性。所述預熱室還包括預熱水箱中的換熱管和出水口，所述出水口在預熱水箱上部與蒸汽產生室的入水口相連，所述換熱管固定在預熱水箱中，是一種盤管結構，所述換熱管的上端露在預熱水箱的頂部外與吸風裝置相通，該換熱管的下端連接到余熱集合器。采用盤管吸收余熱，可以對余熱進行最大程度的利用，體現更好的節能效果。是單純的單根煙道吸收余熱無法相比的。所述的余熱集合器在預熱室與蒸汽產生室之間，該余熱集合器是把數根換熱管片的上端出口的余熱匯聚集合一起進入預熱室的預熱水箱的換熱管；所述的余熱集合器是一種具有扁喇叭口型的裝置。采用余熱集合器可大幅度提高余熱的利用率，便于預熱室的的余熱回收。由此可見本專利技術為了提高熱利用率，實現節能的目的，實行的是分布燃燒，對應分布分片換熱，余熱集中回收集中換熱。所述的智能控制器包括MCU主板、水路電磁閥、氣路電磁閥、溫度傳感器、水位傳感器、壓力傳感器、燃氣泄漏檢測傳感器、多功能按鍵、多路開關和顯示屏，水路電磁閥串接在預熱水箱的出水口的管道上，氣路電磁閥串接在進氣口管路中，一體化的溫度、水位、壓力傳感器安置在傳感器接口，多路開關控制點火、吸風裝置的快速慢速轉動，電磁閥的控制線纜和傳感器的信號線纜全部連接到智能控制器相應的端口上。顯示屏可顯示各功能部件的工作狀態、各傳感器的數據、顯示設置的各參數。所述燃燒室包括進燃氣總管、進燃氣左支管、進燃氣右支管、左燃燒器、右燃燒器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種模塊化高效恒溫節能蒸汽機系統，包括機架，其特征在于：該系統還包括燃燒室、蒸汽產生室、余熱集合器、預熱室、吸風裝置和智能控制器六大部件，以及進水口、出汽口、進氣口、排污口和排氣口；進水口與預熱室的預熱水箱相連，出汽口與蒸汽產生室的蒸汽箱頂部相連，進氣口與燃燒室的進氣管相連，排污口與蒸汽產生室的蒸汽箱底部相連，排氣口與吸風裝置的風口管相通；所述燃燒室、蒸汽產生室、余熱集合器、預熱室、吸風裝置以及智能控制器系統均安裝在機架上，該燃燒室、蒸汽產生室、余熱集合器、預熱室和吸風裝置從下往上依次排列；六大部件共同構成一個最小的系統，每個部件都是一個相互獨立的功能模塊，通過增加功能模塊構成一個更大的系統；外部的水從進水口進入到預熱水箱，在預熱水箱中進行第一次熱交換，實現對水的第一次升溫，升溫后的水在智能控制器的控制下，分時分步地被注入到蒸汽產生室的副水箱中，在副水箱中完成第二次熱置換，從而實現對水的第二次升溫，被置換出來的高溫熱水流入到蒸汽產生室的蒸汽箱中，與蒸汽箱中數片高溫的換熱管片進行第三次熱交換，實現對水的第三次升溫，形成大量的高溫高壓蒸汽通過出汽口輸出，從而完成一次高效節能的水汽化過程。

【技術特征摘要】
1.一種模塊化高效恒溫節能蒸汽機系統，包括機架，其特征在于：該系統還包括燃燒室、蒸汽產生室、余熱集合器、預熱室、吸風裝置和智能控制器六大部件，以及進水口、出汽口、進氣口、排污口和排氣口；進水口與預熱室的預熱水箱相連，出汽口與蒸汽產生室的蒸汽箱頂部相連，進氣口與燃燒室的進氣管相連，排污口與蒸汽產生室的蒸汽箱底部相連，排氣口與吸風裝置的風口管相通；所述燃燒室、蒸汽產生室、余熱集合器、預熱室、吸風裝置以及智能控制器系統均安裝在機架上，該燃燒室、蒸汽產生室、余熱集合器、預熱室和吸風裝置從下往上依次排列；六大部件共同構成一個最小的系統，每個部件都是一個相互獨立的功能模塊，通過增加功能模塊構成一個更大的系統；外部的水從進水口進入到預熱水箱，在預熱水箱中進行第一次熱交換，實現對水的第一次升溫，升溫后的水在智能控制器的控制下，分時分步地被注入到蒸汽產生室的副水箱中，在副水箱中完成第二次熱置換，從而實現對水的第二次升溫，被置換出來的高溫熱水流入到蒸汽產生室的蒸汽箱中，與蒸汽箱中數片高溫的換熱管片進行第三次熱交換，實現對水的第三次升溫，形成大量的高溫高壓蒸汽通過出汽口輸出，從而完成一次高效節能的水汽化過程。2.根據權利要求1所述的一種模塊化高效恒溫節能蒸汽機系統，其特征在于：所述的蒸汽產生室的副水箱與蒸汽箱通過管道嵌接連通，所述的蒸汽箱內有數片換熱管片；所述蒸汽產生室還包括入水口和探測口，入水口在副水箱的上部，通過管道以及串接管道中的水路電磁閥與預熱水箱的出水口相連，探測口在副水箱頂部，傳感器和電磁閥的線纜連接到智能控制器相應的接口上。3.根據權利要求1或權利要求2所述的一種模塊化高效恒溫節能蒸汽機系統，其特征在于：所述的換熱管片，是一種通過兩片金屬一次整體鍛壓構成的，帶彎曲管路的金屬片，片內的彎曲管路構成燃燒通道，同時鍛構后的整個金屬片又成為一個擁有巨形換熱面積的高效換熱體，該換熱管片有上下兩端，換熱管片的上端露在蒸汽箱的頂部外與余熱集合器的下部相通，換熱管片的下端露在蒸汽箱的底部外與燃燒室相通。4.根據權利要求1所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周海根，
申請(專利權)人：周海根，
類型：發明
國別省市：江西;36