雾化式惯流引射汽水混合二次加热方法及系统.pdf

一种雾化式惯流引射汽水混合二次加热方法及系统，其中方法主要包括燃气对汽包加热产生蒸汽和在汽包排出的蒸汽中加入适量的雾化水。所说的系统包括炉体、燃气部分、烟囱、蒸汽发生装置、恒流雾化系统、惯流混合系统、上水系统和蒸汽排放系统。其中，主要部分应属炉体和进水螺旋管，该螺旋管分为内外两层，燃烧加热室的上方设置有汽包，汽包的进水管出汽管都连接恒流雾化器。工作时，汽包内排出的是干蒸汽，不能直接使用，还要在干蒸汽中加入一定比例的雾化水混合后使用。

1.  一种雾化式惯流引射汽水混合二次加热方法，包括以燃气、燃油、电加热产生蒸汽后排出并经汽水混合二次加热的方法，其特征是
a.燃气、燃油、电加热对汽包加热产生蒸汽；
b.在汽包排出的蒸汽中加入雾化水。

2.  根据权利要求1所说的加热方法，其特征是所述汽包排出的蒸汽与加入雾化水的比例为1∶3。

3.  根据权利要求1所说的加热方法，其特征是
c.热烟气对锅炉内水加热后排放；
d.进入进水管的水为雾化水。

4.  根据权利要求1所说的方法，其特征是上述方法还包括热烟经内外两层进水管之间的间隙后由烟囱排出。

5.  根据权利要求1所说的方法，其特征是上述方法还包括雾化水经内外两层螺旋管加热后进入汽包。

6.  实现权利要求1的雾化式惯流引射汽水混合二次加热方法的系统，包括炉体、燃气部分、烟囱、蒸汽发生装置、恒流雾化系统、惯流混合系统、上水系统和蒸汽排放系统，其特征是所述系统中设置汽包出口的汽水混合管路；该管路包括汽包的排汽管通过三通分别接恒流雾化器和喷枪。

7.  根据权利要求6所说的系统，其特征是所述系统中炉体的内部设置有燃烧加热室，在燃烧加热室的上方设置有汽包和进水螺旋管，该螺旋管分为内外两层，每层螺旋管的管与管之间密接，两层螺旋管之间有间隙；该两层螺旋管中的外层下端长于内层下端，其中外层螺旋管的上端是入水口，该入水口接恒流雾化器，内层螺旋管的上端接汽包，两层螺旋管的下端通过三通接排水管；在汽包与内层螺旋管之间设置有衬套，该衬套的上端与汽包封接，其下端与内层螺旋管密接；汽包内的蒸汽经排汽管排出。

8.  根据权利要求6所说的系统，其特征是所述炉体中外层螺旋管的上端经恒流雾化器接水泵和汽包的排汽管通过三通经恒流雾化器接水泵；所述恒流雾化器包括喷嘴外套和喷嘴，其中喷嘴外套的内腔装有喷嘴，喷嘴的前端设有喷雾孔，喷嘴的内孔装有旋流芯，旋流芯的圆周设有进水道，其前端圆弧面上均匀分布有四条螺旋槽，其后端连接过滤网和磁环；喷嘴外套的前端接雾化筒顶端的雾化进水口；喷嘴内套的后端经水管接水泵。

9.  根据权利要求6所说的系统，其特征是所述系统中水箱的水经强磁除垢给水器进入供水管路和汽包出口的汽水混合管路，其中强磁除垢给水器为内置磁环的管接头。

10.  根据权利要求6所说的系统，其特征是所述系统还包括
e.水箱的水经强磁除垢给水器、过滤器和水泵后分两路，其中一路经流量调节阀和单向阀接进水管的恒流雾化器；另一路经调节阀和恒流雾化器接蒸汽排汽管上的三通；
f.燃气、燃油的储罐经手动高压阀、减压阀、燃气电磁阀和手动球阀接燃气灶；
g.汽包内的蒸汽经排汽管和喷枪排出。

雾化式惯流引射汽水混合二次加热方法及系统
技术领域
本发明涉及水快速加热变成蒸汽的方法，以及实现该方法所需的系统，主要是指一种雾化式惯流引射汽水混合二次加热方法及系统。用该方法和系统制造的清洗机主要用于清洗轿车，还可清洗地面和高层楼房的玻璃幕墙及各种机器设备。
背景技术
把水加热变成水蒸汽，这是获取蒸汽的通常方法，但这种方法要消耗大量的能源，一般加热1KG的水一小时内升温到产生蒸汽约需100大卡的热量，这主要原因是水在容器内处于静止状态，属于静止加热。例如，蒸汽清洗机所需的蒸汽就是采用传统的方式，即将水装入一个容器中，然后给容器加热把水烧开，再产生蒸汽。这种获取蒸汽的方式，热效率低、费时、浪费能源。所以这种蒸汽式清洗机根本不能满足清洗工况的要求，达不到节水效果。特别是在洗车方面，还没有能够取代水洗的蒸汽洗车机，因此还在继续沿用传统的水洗洗车方式，即先是用水枪冲洗车的表面，然后用含有洗涤剂的海绵擦洗，最后再用干布擦净。这种洗车方法即浪费水资源，又费时和污染环境，同时对车的漆面容易造成损坏。
发明内容
本发明的目的旨在提出一种新的蒸汽产生方法及系统，即燃气、燃油、电加热的雾化式惯流引射汽水混合二次加热方法及系统。
实现本发明的方法是：该方法包括以燃气、燃油、电加热的加热为主对容器内的水加热产生蒸汽的方法，新的方法主要包括燃气、燃油或电加热对汽包加热产生蒸汽和在汽包排出的蒸汽中加入雾化水。
新的方法还包括：
所述汽包排出的蒸汽与加入雾化水的比例(容积比)为1∶3；和
热烟对进水管加热后排放；和
进入进水管的水为雾化水；和
雾化水经内外两层螺旋管加热后进入汽包；和
雾化水在进入汽包前经进水管被热烟加热两次；和
热烟经内外两层水管之间的间隙后由烟囱排出；和
雾化水经螺旋管和汽包加热三次后成为蒸汽从汽包排出。
实现上述方法的系统是；该系统包括炉体、燃气部分、烟囱、蒸汽发生装置、恒流雾化系统、惯流混合系统、上水系统和蒸汽排放系统，主要改进部分是所述系统中设置汽包出口的汽水混合管路；该管路包括汽包的排汽管通过三通分别接恒流雾化器和喷枪。
该系统还包括：
系统中炉体的内部设置有燃烧加热室，在燃烧加热室的上方设置有汽包和进水螺旋管，该螺旋管分为内外两层，每层螺旋管的管与管之间密接，两层螺旋管之间有间隙；该两层螺旋管中的外层下端长于内层下端，其中外层螺旋管的上端是入水口，该入水口接恒流雾化器，内层螺旋管的上端接汽包，两层螺旋管的下端通过三通接排水管；在汽包与内层螺旋管之间设置有衬套，该衬套的上端与汽包封接，其下端与内层螺旋管密接；汽包内的蒸汽经排汽管排出。和
所述炉体中外层螺旋管的上端经恒流雾化器接水泵和汽包的排汽管通过三通经恒流雾化器接水泵和汽包的排汽管通过三通经恒流雾化器接水泵；所述恒流雾化器包括喷嘴外套和喷嘴，其中喷嘴外套的内腔装有喷嘴，喷嘴的前端设有喷雾孔，喷嘴的内孔装有旋流芯，旋流芯的圆周设有进水道，其前端圆弧面上均匀分布有四条螺旋槽，其后端连接过滤网和磁环；喷嘴外套的前端接雾化筒顶端的雾化进水口；喷嘴内套的后端经水管接水箱。和
所述系统中水箱的水经强磁除垢给水器进入供水管路和汽包出口的汽水混合管路，其中强磁除垢给水器为内置磁环的管接头。和
所述水箱的水经强磁除垢给水器、过滤器和水泵后分两路，其中一路经流量调节阀和单向阀接进水管的恒流雾化器；另一路经调节阀和恒流雾化器接蒸汽排汽管上的三通；和燃气、燃油的储罐经手动高压阀、减压阀、燃气电磁阀和手动球阀接燃气灶；和汽包内的蒸汽经排汽管和喷枪排出。
本发明具有如下优点：
1.改变传统加热方式，热效率提高5-8倍。
2.提高热能利用率，节能显著。
3.提高工作效率。
4.无环境污染。
附图说明
图1是本发明的系统示意图，其中1液化气罐、2手动高压阀、3减压阀、4煤气电磁阀、5手动球阀、6燃气喷嘴、7炉盘、8炉体、9压力开关、10安全阀、11烟囱、12三通、13压力表、14蒸汽软管、15喷枪、16恒流雾化器、17给水流量调节阀、18-19-36调节阀、20水泵、21强磁除垢给水器、22进水管、23-26-27疏水阀、24高水位探头、25低水位探头、28点火探针、29火焰探针、30煤气泄露探测器、31控制器、32水箱、33单向阀、34过滤器、35连通管。
图2是图1中炉体示意图，其中801烟囱、802排汽管、803烟罩、804汽包、805密封隔离层、806衬套、807内层螺旋管、808壳体、809排水管、810阀门、811三通、812燃烧加热室、813烟道、814外层螺旋管、815进水口、816温度传感器。
图3是图1中强磁除垢给水器示意图，其中211磁环、212轴台、213连接螺纹。
图4是图1中恒流雾化器示意图，其中161雾化出水口、162喷嘴外套、163喷嘴、164磁环、165喷嘴座、166进水口、167过滤网。
图5是图4中喷嘴示意图，其中1631喷嘴孔、1632内孔、168旋流芯。
图6是图5中旋流芯示意图，其中1681螺旋槽、1682铣扁。
图7是图6的侧视图，表示螺旋槽的结构和形状。
具体实施方式
下面结合附图对本发明及其工作原理做进一步说明：
本发明由方法和实现该方法的系统两部分组成，其中方法部分主要是指蒸汽发生方法；系统部分主要是指蒸汽发生系统。在蒸汽发生方法中包括用来产生蒸汽的汽包、与汽包连接的雾化水进水管和连接进水管的用于向进水管输入雾化水的恒流雾化器，以及在汽包排出的蒸汽中通过恒流雾化器加入3倍的雾化水(按容积计)。
本方法改变了以往的蒸汽发生方法，充分利用热源和热烟，使水在进入进水管时成为雾化水，这样雾化水更容易被加热，所以雾化水在进入汽包前的管道中即被加热汽化，当雾化水进入汽包时已基本成为水蒸汽，然后再经汽包加热即可迅速成为具有一定压力的蒸汽。具体方法是，加热源可以是包括液化气的可燃气体或电，气体燃烧或电首先对汽包(蒸汽发生装置)进行加热，此时汽包内只有少量的水(以往地方法一般要装有大量的水，所以加热大量的水就需要大量的能源和时间，这也是一个主要的差别所在)。燃气对汽包加热后的余热(热烟)不是直接排放掉，而是经过由进水管形成的烟道后再排放，这样就达到了对进水管中的雾化水进行加热的目的，这就是对热烟的再利用。为了增加水管的受热面积，把水管制成螺旋状(螺旋管)，并且是内外两层，两层中间有间隙，该间隙就是走热烟的烟道，所以当热烟经过时对内外层螺旋管内的雾化水进行了二次加热(雾化水在经过外层螺旋管时被加热一次，雾化水在经过内层螺旋管时又被加热一次)，加之水在进入螺旋管时呈水雾状喷射，所以水在水管内很容易被加热汽化，然后再经汽包加热后可完全汽化为蒸汽。这就是雾化水在水管和汽包内共被加热了三次，即节省了98％的水，又节省了能源(加热产生200克/分钟蒸汽，出蒸汽只需一分多钟。而老办法则需15分钟预热后，才能产生蒸汽，且不能连续)，达到快速汽化的目的。用这种方法产生的蒸汽，其温度可达150-160℃、压力可达6KG/cm²。我们可以把这种新方法称为“运动型热交换法”，而把老方法称为“静止型热交换法”；运动型热交换法就是雾化水经恒流雾化器的喷嘴呈螺旋状高速喷射到管道中并在运动中受热膨胀汽化，而静止型热交换法指水静止不动。此外，汽包排出的蒸汽属干蒸汽，不能直接使用，必须按比例加入经雾化的水，使喷枪喷出的水蒸汽的温度在80℃左右。
为了实现上述新方法，制造了一套系统(如图所示)，该系统包括炉体、燃气部分、烟囱、蒸汽发生装置、恒流雾化系统、惯流混合系统、上水系统和蒸汽排放系统。在本系统中最主要的部分应属炉体8和进水螺旋管814、807以及恒流雾化器，其中炉体8的内部设置有燃烧加热室812，该燃烧室用于燃烧液化气，在燃烧加热室812的上方设置有汽包804和进水螺旋管，该螺旋管分为内外两层(内层807，外层814)，每层螺旋管的管与管之间密接，两层螺旋管之间有间隙(该间隙既是烟道813)；该两层螺旋管中的外层下端长于内层下端，其中外层螺旋管的上端是入水口815，该入水口接恒流雾化器16，内层螺旋管的上端接汽包，两层螺旋管的下端通过三通811接排水管809；在汽包804与内层螺旋管807之间设置有衬套806，该衬套的上端通过设置的密封隔离层(一般为耐高温材料)805与汽包封接，其下端与内层螺旋管密接，以便形成烟道813；汽包内的蒸汽经排汽管802接三通12，该三通另一端接恒流雾化器16，其余一端经蒸汽软管14和喷枪15排出。
在本系统中，还包括强磁除垢给水器21和恒流雾化器16。其中强磁除垢给水器21安装在水箱32的出口，它是一内设有一个或多个磁环211的管接头，其作用是磁化(软化)水。恒流雾化器16安装在进水管的入水口815和蒸汽出口的三通12上，它由雾化出水口161、喷嘴外套162、喷嘴163、磁环164、喷嘴座165、进水口166和过滤网167组成；而喷嘴163内设置有旋流芯168；旋流芯168主要由前面圆锥头上的四个均匀分布的螺旋槽1681和后面用于通水的铣扁1682组成；该恒流雾化器的作用是使进入进水螺旋管的水呈恒流螺旋雾状，并在压力作用下高速喷射到管内。另外，本系统还设置有用于监控水箱水位的探头24-25、燃气泄露探测器30和用于操作的控制器31等。
工作原理：首先向汽包内充入少量的水，然后点燃液化气，当燃烧室燃烧时，直接对汽包加热；由于在汽包与衬套之间有密封隔热层，所以燃烧后的烟气排不出去(见图2中箭头)而只能沿衬套壁向下进入内外层螺旋管之间的间隙(烟道)，然后再经烟罩上的排烟孔和烟囱排出。这种结构的最大特点是在雾化水进入汽包前时已经在螺旋管里被加热汽化了，即燃烧室和热烟对雾化水进行三次加热，其加热区为两个，一个是衬套外面的内外层螺旋管(进水管)，另一个是汽包。当雾化水在进入第一回程螺旋管时即被加热，高温区辐射经第一回程螺旋管到第二回程螺旋管加热两次成为饱和水蒸汽后进入汽包又被第三次加热，这样就最大限度的利用了热量，大大缩短了水加热转换蒸汽的时间。汽包内的水蒸汽由出汽管排出即为高温高压的蒸汽，但从汽包排出的是干蒸汽，不能直接使用，还要在干蒸汽中加入一定比例的雾化水混合后使用。
本系统可以用于清洗机上，例如洗车(洗车机)，完全可以取代当前的水洗，实现了既省时、又节水(一升水加热到159℃、6KG表压时，其体积膨胀1650倍)，因加热速度快比同类产品节能、还不污染环境；节水率达98％，工作效率提高3-5倍。利用蒸汽对污垢有很强热降解的物理原理，在相当节水的情况下达到很好的去污效果，并对被清洗的物体带有蒸汽高温消毒作用。