專利名稱：用蒸汽加熱水的直接加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水加熱設(shè)備裝置技術(shù)領(lǐng)域。
目前以蒸汽為熱源加熱水的設(shè)備，仍普遍采用間接式的加熱器。加熱器即是安置在容器內(nèi)設(shè)制成一定形狀的加熱管，如盤形管、管束等。蒸汽流經(jīng)管內(nèi)，把熱量傳給管壁，管壁再把熱量傳給管外的水，從而把水加熱。如蒸汽熱水爐和蒸汽開水爐均采用這種結(jié)構(gòu)。間接加熱器盡管普遍而廣泛地使用在蒸汽加熱水的設(shè)備中，但存在著許多十分突出的問題，其一是熱效率低，并且隨著加熱管外壁面上的水垢增厚而降低；其二是加熱器的體積龐大，占據(jù)容器大量有效空間，導(dǎo)致容器體積增大，鋼材耗用量大；其三是傳熱管外壁面結(jié)垢嚴重，設(shè)備使用壽命短；其四是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工、安裝維修工作量大。實踐中有的用蒸汽管直接將蒸汽通入水中，這種方式的特點是熱效率高，但噪音特別大、高達90分貝以上，嚴重污染環(huán)境。
本實用新型的目的旨在為以蒸汽為熱源加熱水的設(shè)備提供一種使蒸汽直接對水加熱，而噪聲低、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用壽命長的直接加熱器。
本實用新型的目的可以通過采取以下技術(shù)措施獲得實現(xiàn)加熱器由連接管、阻性吸聲環(huán)、外殼體、擴散體組成；阻性吸聲環(huán)為帶有喇叭口的圓柱筒，位于外殼體內(nèi)，其中心軸線與圓柱筒狀的外殼體的中心軸線基本一致，喇叭口與外殼體相接，其外壁面周圍是環(huán)形空間，內(nèi)壁面圍成的空腔構(gòu)成水流通道；連接管的管壁與外殼體的壁面垂直相接，其中心軸線穿過阻性吸聲環(huán)的軸心區(qū)，管孔與環(huán)形空間相通；擴散體上開設(shè)有與環(huán)形空間相通的噴孔。
通過進一步采取以下技術(shù)措施，則有利于本實用新型的目的實現(xiàn)連接管的中心軸線穿過阻性吸聲環(huán)軸心區(qū)的中部，形環(huán)空間的軸向長度為連接管內(nèi)孔直徑的1.2至2倍，環(huán)形空間的橫截面積不大于連接管的管孔截面積。如果把噴孔設(shè)計成其直徑為1.8～2.5毫米，噴孔相互之間的距離不小于噴孔直徑的4倍，噴孔的總面積為連接管的管孔截面積的7～11％，則更有利于本實用新型的目的實現(xiàn)。最好再把噴孔均衡地布置在擴散體端面內(nèi)不同直徑的兩個圓周上，位于外圓周上的噴孔向外傾斜4°～10°，位于內(nèi)圓周上的噴孔向內(nèi)傾斜4°～10°。
本實用新型由于采取了一些特別技術(shù)措施，使得其運行時噪聲低，熱效率高。這些措施是，阻性吸聲環(huán)位于蒸汽進入加熱器的入口對面，和阻性吸聲環(huán)的特殊結(jié)構(gòu)形式，使得進入加熱器的蒸汽緩慢地改變流動方向，降低流動速度，阻礙聲波的傳播。并且阻性吸聲環(huán)能吸收撞擊在其壁面上的聲波，將聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽鴱淖栊晕暛h(huán)內(nèi)壁面圍成的空腔通過的水流將熱量帶走。這一結(jié)構(gòu)形式，有效降低了噪聲的強度，特別是對高頻噪聲的減弱作用更為明顯。環(huán)形空間的軸向長度很短，容積很小，因此，在蒸汽進入加熱器，流經(jīng)環(huán)形空間分配到擴散體上噴孔的過程中，一般不會產(chǎn)生新的噪聲。噴孔的直徑很小，蒸汽從噴孔噴出進入水中時產(chǎn)生的渦流區(qū)也很小，使得汽流的聲波向高頻轉(zhuǎn)移，并且小直徑的噴孔對高頻噪聲具有聲阻作用，因此噴孔不僅能有效的降低高頻噪聲，對降低噪聲難度較大的中、低頻噪聲也有顯著的效果。由于本實用新型采取了多種降低噪聲的措施，因此本實用新型整體噪聲較低。由于阻性吸聲環(huán)將一部分聲能轉(zhuǎn)換為熱能而被水接受，蒸汽從噴孔噴出與容器中的水混合直接進行熱交換，蒸汽攜帶的熱量全部被水吸收，因此本實用新型的熱效率非常高。另外，由于本實用新型的獨創(chuàng)結(jié)構(gòu)形式，使得蒸汽凝結(jié)時無虹吸和水鐘現(xiàn)象。
本實用新型可以采取整體鑄造，也可以由金屬胚件加工而成。當(dāng)采取整體鑄造時，材質(zhì)最好采用在蒸汽、淡水、海水等條件下仍具有良好耐蝕性能和機械性能的鑄造青銅。鑄造胚件應(yīng)無砂眼、氣孔、縮松缺陷，表面無粘砂和雜質(zhì)存在，并能承受不小于8公斤／厘米2壓力而不滲漏。
本實用新型與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點1.噪聲低。由附圖6中的曲線可知，本實用新型所產(chǎn)生的噪聲均低于用蒸汽管直接將蒸汽通入水中所產(chǎn)生的噪聲，噪聲的最大值點不超過63分貝，遠遠低于用蒸汽管直接將蒸汽通入水中所產(chǎn)生的噪聲最大值。
2.熱效率高。由于本實用新型的獨特的結(jié)構(gòu)，在噪聲比較低的情況下，能使蒸汽與水直接混合，進行高速度的熱交換，熱效率非常高，比傳統(tǒng)的間接式加熱器提高40％以上。
3.設(shè)備投資費用低。由于本實用新型的結(jié)構(gòu)非常簡單，體形小巧，使得采用本實用新型作為加熱器的水加熱設(shè)備，設(shè)備投資可以大大降低。以7＃熱水爐為例，設(shè)備的總重量為988公斤、其中盤管重260公斤，如采取本實用新型，在熱水量產(chǎn)出一定的條件下，不但可省去260公斤重的盤管，盛水的容器的重量也有很大的降低，整個設(shè)備的投資費用可以降低53％以上。
本實用新型除上述三點比較突出的優(yōu)點之外，還具有不產(chǎn)生水垢，設(shè)備使用壽命長，安裝維修方便等優(yōu)點，使用范圍廣泛，不受水加熱溫度高低、用量大小的限制，只要水的進出口壓力小于加熱蒸汽的壓力，不論是閉式容器還是開式容器、也不論是生活用熱水、開水、還是生產(chǎn)用熱水、沸水，均可采用本實用新型作為加熱器。
下面是

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附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。①是連接管，②是阻性吸聲環(huán)，③是殼體，④是擴散體，阻性吸聲環(huán)②周圍是環(huán)形空間⑤，其內(nèi)壁面圍成的空腔是水流通道⑥，擴散體④上的小孔是噴孔⑦。
附圖2是附圖1的A向視圖，也是噴孔⑦在擴散體④上布置圖。
附圖3是本實用新型的外形圖。在殼體③的外表面加工有表示專利的圖案小熊貓⑧，⑨是連接管①的外觀形狀。
附圖4是安裝有本實用新型的加熱水的設(shè)備，⑩是盛水的容器，⑾是蒸汽管，⑿是本實用新型所揭示的直接加熱器。
附圖5是安裝有傳統(tǒng)加熱器的水加熱設(shè)備，⑩是盛水的容器，⒀是作為加熱器的盤形管。
附圖6是實測的噪聲距離曲線。橫座標是離開水加熱設(shè)備的距離，以米為單位；縱座標是噪聲強度，以分貝為單位。點劃曲線是采用本實用新型的噪聲曲線，星花曲線是用蒸汽管直接將蒸汽通入水中所產(chǎn)生的噪聲曲線。
下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的說明。
本實用新型由連接管、阻性吸聲環(huán)、外殼體、擴散體組成，阻性吸聲環(huán)為帶有喇叭口的圓柱筒，位于外殼內(nèi)，其中心軸線與圓柱筒狀的外殼體的中心軸線基本一致，喇叭口與外殼體相接，另一端和外殼體分別與擴散體相接、其外壁面周圍是環(huán)形空間，環(huán)形空間的軸向長度為連接管內(nèi)孔直徑的1.5倍，橫截面積與連接管的內(nèi)孔截面積相等，內(nèi)壁面圍成的空腔構(gòu)成水流通道。連接管的管壁與外殼體壁面垂直相接，中心軸線大致穿過阻性吸聲環(huán)中心區(qū)的中部，管孔與環(huán)形空間相通。擴散體上開設(shè)有與環(huán)形空間相通的噴孔，噴孔的直徑為2毫米，噴孔之間的距離為噴孔直徑的4倍，噴孔的總面積為連接管內(nèi)孔截面積的10％，噴孔均衡地布置在擴散體端面內(nèi)不同直徑的兩圓上，相鄰3個噴孔成三角形，位于外圓周上的噴孔向外傾斜5°，位于內(nèi)圓周上的噴孔向內(nèi)傾斜5°。本實用新型為整體鑄造件，材質(zhì)為鑄造青銅，連接管內(nèi)孔加工有螺紋，外觀為正六面體，便于將本實用新型安裝在插入容器水中蒸汽管的下端。
權(quán)利要求1.一種以蒸汽為熱源水加熱設(shè)備的直接加熱器，其特征在于該加熱器由連接管①、阻性吸聲環(huán)②、外殼體③、擴散體④組成；阻性吸聲環(huán)為帶有喇叭口的圓柱筒，位于外殼體內(nèi)，其中心軸線與圓柱筒狀的外殼體的中心軸線基本一致，喇叭口與外殼體相接，另一端和外殼體分別與擴散體相接，其外壁面周圍是環(huán)形空間⑤，內(nèi)壁面圍成的空腔構(gòu)成水流通道⑥；連接管的管壁與外殼體壁面垂直相接，其中心軸線穿過阻性吸聲環(huán)的軸心區(qū)，管孔與環(huán)形空間相通；擴散體上開設(shè)有與環(huán)形空間相通的噴孔⑦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱器，其特征在于連接管的中心軸線穿過阻性吸聲環(huán)軸心區(qū)的中部，環(huán)形空間的軸向長度為連接管內(nèi)孔直徑的1.2～2倍，環(huán)形空間的橫截面積不大于連接管的管孔截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的加熱器，其特征在于噴孔的直徑為1.8～2.5毫米，噴孔相互之間的距離不小于噴孔直徑的4倍，噴孔的總面積為連接管的管孔截面積的7～11％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱器，其特征在于噴孔均衡地布置在擴散體端面內(nèi)不同直徑的兩個圓周上，位于外圓周上的噴孔向外傾斜4°～10°，位于內(nèi)圓周上的噴孔向內(nèi)傾斜4°～10°。
專利摘要以蒸汽為熱源水加熱設(shè)備的直接加熱器，由連接管、阻性吸聲環(huán)、外殼體、擴散體四部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)十分簡單，外形小巧，可整體鑄造，也可由金屬胚件加工而成。特點是蒸汽與水直接混合進行快速熱交換，熱效率較傳統(tǒng)間接加熱器提高40％以上，水加熱設(shè)備的投資費用可降低53％以上，而噪聲較低。將本實用新型安裝在盛水的開式或閉式容器內(nèi)，如箱、槽、罐等內(nèi)，接通蒸汽即構(gòu)成了水加熱設(shè)備，可用來加熱生活用熱、沸水和生產(chǎn)用熱、沸水。
文檔編號F24H1/20GK2064031SQ89213399
公開日1990年10月17日 申請日期1989年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月22日
發(fā)明者蕭德盛, 王淑珍 申請人:蕭德盛, 王淑珍