一种自带清洗装置的蒸发器.pdf

本发明提供一种自带清洗装置的蒸发器，包括蒸发机构和曝气装置，蒸发机构包括壳体和位于壳体内的若干换热管，该曝气装置包括曝气管道和与曝气管道连接的供气装置；该蒸发器既可在关机状态下，对换热管表面的结垢进行清洗，又可通过将蒸发机构与曝气装置设成回路，实现蒸发器运行时在线清洗，且在线清洗的过程中，因蒸汽在上述回路中循环，可加快该蒸发器的换热效率。本发明可广泛应用于结垢性较强水蒸发浓缩，节能环保，大大加强了蒸发器的传热效率，同时减少了因蒸发结垢产生的不必要能耗，另外减少了因结垢产生安全事故的机率。

权利要求书
1.  一种自带清洗装置的蒸发器，其特征在于，包括蒸发机构和曝气系统；
所述蒸发机构包括壳体、位于壳体内的若干个换热管，该壳体的一端设有 蒸汽进口，该壳体远离蒸汽进口的另一端设有蒸汽出口，所述蒸汽进口、换热 管及蒸汽出口三者之间形成供蒸汽流通的通道；所述壳体的顶部或上端设有排 气口，该壳体的底部设有进水口和出水口；
所述曝气系统包括供气装置和位于壳体内的曝气管道；所述供气装置的出 风口通过通气管道与曝气管道相连；所述曝气管道底部设置有沿曝气管道长度 方向排列的若干气孔，在所述壳体上设有供通气管道穿过的接入口。

2.  如权利要求1所述的自带清洗装置的蒸发器，其特征在于，所述供气装 置为风机或压缩机。

3.  如权利要求2所述的自带清洗装置的蒸发器，其特征在于，所述曝气系 统还包括过滤器，所述压缩机或风机的进风口通过进气管道与该过滤器连接。

4.  如权利要求2所述的自带清洗装置的蒸发器，其特征在于，所述压缩机 的进风口与壳体顶部的排气口之间连接有输气管。

5.  如权利要求4所述的自带清洗装置的蒸发器，其特征在于，所述曝气系 统还包括除雾器，该除雾器安装在所述输气管上，在压缩机、除雾器和壳体三 者之间形成循环回路。

6.  如权利要求5所述的自带清洗装置的蒸发器，其特征在于，所述压缩机 的出风口与蒸汽进口之间设置有蒸汽旁路。

7.  如权利要求1所述的自带清洗装置的蒸发器，其特征在于，所述气孔孔 径为1-2mm，气孔的孔距为50-100mm。

8.  如权利要求1所述的自带清洗装置的蒸发器，其特征在于，所述曝气管 道位于壳体内的底部并平行于换热管。

9.  如权利要求8所述的自带清洗装置的蒸发器，其特征在于，所述曝气管 道包括与换热管方向平行的主管道以及位于该主管道上的支路管道组成。

说明书一种自带清洗装置的蒸发器
技术领域
本发明涉及一种自带清洗装置的蒸发器。
背景技术
蒸发器是将热源热能传递给被蒸发介质，被蒸发介质在换蒸发换热面受热 后气化蒸发。蒸发器广泛应用于化工、制糖、制盐、环保、冶金等各个领域， 目前广泛使用的蒸发器形式有：卧管式、立管式。在蒸发器的工作过程中，因 换热管的内外热量不均匀，冷却水特别是硬质的冷却水由于水的内部存在某些 盐或离子，容易在换热管表面处理过饱和状态而析出附着于换热管表面，从而 沉积结垢。无论哪种蒸发器，若其换热管表面结垢，不仅将影响蒸发器的传热 效率、制约蒸发器使用，同时，还可能会由于换热管表面的结垢的导热性差， 结垢的表面与内部的温差巨大而发生爆炸等事故，造成严重的经济损失。
目前市面上也有一些自动清洗式蒸发器，如专利CN2652481Y公开的一种自 然逆循环低流速强化自动清洗式蒸发器，该蒸发器通过将沸腾室设置成中心管 沸腾室和渐扩形沸腾室两部分，以使自然循环力得以强化；同时在加热管内安 装具有旋流强化力的塑料螺旋或螺旋动力轮，以加速加热室内冷却水的流动， 从而达到在蒸发过程中不停车自动清洗的目的；然而该螺旋或是动力轮在蒸发 器内的涡轮力有限，对加热管表面的结垢的清洗力度也较小，特别是对已经形 成的结垢的清洗效果差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自带清洗装置的蒸 发器，该蒸发器能对热管表面的结垢进行较大强度的清洗，同时能起到了强化 热循环、加速蒸发的作用。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种自带清洗装置的蒸发器，包括蒸发机构和曝气系统；该蒸发机构包括 壳体和位于壳体内的若干个换热管，该壳体远离蒸汽进口的一端设有蒸汽进口， 该壳体的另一端设有蒸汽出口，所述蒸汽进口、换热管及蒸汽出口形成供蒸汽 流通通道；该壳体的顶部设有排气口，该壳体的底部设有进水口和出水口；
所述该通过通气管道与曝气管道相连；所述曝气管道底部设置有沿曝气管 道长度方向排列的若干气孔，在所述壳体上设有供通气管道穿过的接入口。
作为优选，所述供气装置为风机或压缩机。
作为优选，所述曝气系统还包括过滤器，所述压缩机或风机的进风口通过 进气管道与该过滤器连接。
作为优选，所述压缩机的进风口与壳体顶部的排气口之间连接有输气管。
作为优选，所述曝气系统还包括除雾器，该除雾器安装在所述输气管上， 在压缩机、除雾器和壳体三者之间形成循环回路。
作为优选，所述压缩机的出风口与蒸汽进口之间设置有蒸汽旁路。
作为优选，所述气孔孔径为1-2mm，气孔的孔距为50-100mm。
作为优选，所述曝气管道位于壳体内的底部并平行于换热管。
作为优选，所述曝气管道包括与换热管方向平行的主管道以及位于该主管 道上的支路管道组成。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供一种自带清洗装置的蒸发器，包括蒸发机构和曝气装置，蒸发 机构包括壳体和位于壳体内的若干换热管，该蒸发器既可在关机状态下，对换 热管表面的结垢进行清洗，又可通过将蒸发机构与曝气装置设成回路，实现蒸 发器运行时在线清洗，且在该在线清洗的过程中，因蒸汽在上述回路中循环， 所以可加热该蒸发器的换热效率。本发明提供的蒸发器，具备在线清洗同时还 具备强化蒸发功能，本发明可广泛应用于结垢性较强水蒸发浓缩。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1本发明结构示意图；
图2本发明实施例1结构示意图；
图3本发明实施例2结构示意图；
图4本发明实施例3结构示意图；
图5本发明实施例4结构示意图；
图6本发明实施例5结构示意图；
图1-6中，各附图标记：1、壳体；11、进水口；12、出水口；121、U型滤 筛；13、排气口；131、安全盖；14、接入口；2、换热管；21、蒸汽进口；22、 蒸汽出口；3、曝气管道；31、气孔；32、主管道；33、支路管道；4、通气管 道；5、供气装置；51、风机；52、压缩机；6、进气管道；61、过滤器；7、输 气管；71、除雾器；8、蒸汽旁路；81、调节阀。
具体实施方式
如图1所示，一种自带清洗装置的蒸发器，包括蒸发机构和曝气系统；该 蒸发机构包括壳体1和位于壳体1内的若干个换热管2，该壳体1的一端设有蒸 汽进口21，该壳体1远离蒸汽进口21的另一端设有蒸汽出口22，所述蒸汽进 口21、换热管2及蒸汽出口22形成供蒸汽流通的通道；所述壳体1的顶部或上 端设有排气口13，该壳体1的底部设有进水口11和出水口12；
该曝气系统包括供气装置5和位于壳体1内的曝气管道3；该供气装置5的 出风口通过通气管道4与曝气管道3相连；该曝气管道3底部设置有沿曝气管 道3长度方向排列的若干气孔31，在该壳体1上设有供通气管道4穿过的接入 口14。以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图2所示，一种自带清洗装置的蒸发器，包括蒸发机构和曝气系统；该 蒸发机构包括壳体1和位于壳体1内的若干个换热管2，该壳体1的一端设有蒸 汽进口21，该壳体1远离蒸汽进口21的另一端设有蒸汽出口22，所述蒸汽进 口21、换热管2及蒸汽出口22形成供蒸汽流通的通道；该壳体1的顶部设有排 气口13，该壳体1的底部分别设有进水口11和出水口12，冷却水从进水口11 进入壳体1，以与换热管2进行换热，冷却水在壳体1内的高度不低于壳体1内 最顶端的换热管2，蒸发器使用完毕后，冷却水从出水口12放出；
该曝气系统包括风机51和位于壳体1内的曝气管道3；该风机51的出风口 通过通气管道4与曝气管道3相连；该曝气管道3底部设置有沿曝气管道3长 度方向排列的若干气孔31，在该壳体1上设有供通气管道4穿过的接入口14， 该通气管道4穿过接入口14与壳体1密封连接；
该曝气系统还包括过滤器61，该过滤器61为PM2.5粉尘过滤器，该风机 51的进风口通过进气管道6与过滤器61连接。
空气在风机51的作用下，带动空气依次经过过滤器61、进气管道6进入风 机51后通过通气管道4、曝气管道3和气孔31产生曝气，以对壳体1内的冷却 水产生冲击，换热管2受上述冲击力的作用下，产生震动以及进一步地产生共 振，以使结垢从换热管2上脱离。
实施例2
如图3所示，一种自带清洗装置的蒸发器，包括蒸发机构和曝气系统；该 蒸发机构包括壳体1和位于壳体1内的若干个换热管2，该壳体1的一端设有蒸 汽进口21，该壳体1远离蒸汽进口21的另一端设有蒸汽出口22，该蒸汽进口 21、换热管2及蒸汽出口22形成供蒸汽流通的通道；该壳体1的上端设有排气 口13，该排气口13上设有可螺旋连接于排气口13上的安全盖131，该排气口 13离壳体1顶端的距离，小于所有换热管2离壳体1顶端的距离；该壳体1的 底部分别设有进水口11和出水口12；
该曝气系统包括压缩机52和位于壳体1内的曝气管道3；该压缩机52的出 风口通过通气管道4与曝气管道3相连；该曝气管道3底部设置有沿曝气管道3 长度方向排列的若干气孔31，该气孔31交替设置于曝气管道3的左下方、右下 方；在该壳体1上设有供通气管道4穿过的接入口14，该通气管道4穿过接入 口14与壳体1密封连接；
该曝气系统还包括过滤器61，该过滤器61为活性炭过滤器61，压缩机52 的进风口通过进气管道6与过滤器61连接。
实施例3
如图4所示，一种自带清洗装置的蒸发器，包括蒸发机构和曝气系统；该 蒸发机构包括壳体1和位于壳体1内的若干个换热管2，该壳体1的一端设有蒸 汽进口21，该壳体1远离蒸汽进口21的另一端设有蒸汽出口22，所述蒸汽进 口21、换热管2及蒸汽出口22形成供蒸汽流通的通道；该壳体1的顶部设有排 气口13，该壳体1的底部的一侧设有进水口11，该壳体1的另一侧设有出水口 12，该出水口12内设有U型滤筛121，换热管2上结垢碎片以及水中沉积，在 重力作用和水流动时的推动力的作用下，沉积至U型滤筛121，以方便排放；
该曝气系统包括压缩机52和位于壳体1内的曝气管道3；该压缩机52的出 风口通过通气管道4与曝气管道3相连；该曝气管道3底部设置有沿曝气管道3 长度方向排列的若干气孔31，在该壳体1上设有供通气管道4穿过的接入口14， 该通气管道4穿过接入口14与壳体1密封连接；该压缩机52的进风口与壳体1 顶部的排气口13之间连接有输气管7，并在输气管7上安装有除雾器71，压缩 机52、除雾器71和壳体1三者之间形成循环回路；
该自带清洗装置的蒸发器，因用于产生曝气的气体或蒸汽在压缩机52、除 雾器71和壳体1三者之间形成的循环回路中循环，无外源性气体或液体的影响， 所以在蒸发器工作状态时可对换热管2的清洗和清除其结垢，安全可靠。
实施例4
如图5所示，一种自带清洗装置的蒸发器，包括蒸发机构和曝气系统；该 蒸发机构包括壳体1和位于壳体1内的若干个换热管2，该壳体1的一端设有蒸 汽进口21，该壳体1远离蒸汽进口21的另一端设有蒸汽出口22，所述蒸汽进 口21、换热管2及蒸汽出口22形成供蒸汽流通的通道；该壳体1的顶部设有排 气口13，该壳体1的底部沿与换热管2垂直的方向并列地设有进水口和出水口 12，该出水口12内设有U型滤筛121；
该曝气系统包括压缩机52和位于壳体1内的曝气管道3，且压缩机52的出 风口通过通气管道4与曝气管道3相连；该曝气管道3底部设置有沿曝气管道3 长度方向排列的若干气孔31，该气孔31设置于曝气管道3的正下方，在该壳体 1上设有供通气管道4穿过的接入口14，该通气管道4穿过接入口14与壳体1 密封连接；该压缩机52的进风口与壳体1顶部的排气口13之间连接有输气管7， 并在输气管7上安装有除雾器71；
在压缩机52的出风口与蒸汽进口21之间设置有蒸汽旁路8，在压缩机52 与蒸汽旁路8上设有调节阀81，以调节进入蒸汽进口21蒸汽与产生曝气的蒸汽 的流速比。
该自带清洗装置的蒸发器，因无外源性气体或液体的影响，所以在蒸发器 工作状态时可对换热管2的清洗和清除其结垢，并因为由冷却水受热产生的蒸 汽经蒸汽旁路8进入蒸汽进口21，从而强制加速了蒸发器的蒸发。同时，通过 调节阀81可设定一个恒定的曝气速度，以使蒸发器在边曝气边蒸发方式进行工 作，换热表面不断被持续气泡和水流冲刷，结垢物质不易在蒸发面表面沉积附 着形成结垢而保留在溶液里随溶液排出而去除。另外，自动清洗过程中产生的 结垢碎片，通过壳体1内水的流动与冲击力，积蓄于U型滤筛121内，以方便 清除结垢碎片。
实施例5
如图6所示，一种自带清洗装置的蒸发器，包括蒸发机构和曝气系统；该 蒸发机构包括壳体1和位于壳体1内的若干个换热管2，该壳体1的一端设有蒸 汽进口21，该壳体1远离蒸汽进口21的另一端设有蒸汽出口22，所述蒸汽进 口21、换热管2及蒸汽出口22形成供蒸汽流通的通道；该壳体1的顶部设有排 气口13，该壳体1的底部沿与换热管2垂直的方向并列地设有进水口11和出水 口12，该出水口12内设有U型滤筛121；
该曝气系统包括压缩机52和位于壳体1内的曝气管道3，且压缩机52的出 风口通过通气管道4与曝气管道3相连；该曝气管道3包括与换热管2方向平 行的主管道32以及位于该主管道32上的支路管道33；该主管道32底部设置有 沿主管道32长度方向排列的若干气孔31，该支路管道33底部设置有沿支路管 道33长度方向排列的若干气孔31；在该壳体1上设有供通气管道4穿过的接入 口14，该通气管道4穿过接入口14与壳体1密封连接；该压缩机52的进风口 与壳体1顶部的排气口13之间连接有输气管7，并在输气管7上安装有除雾器 71；
在压缩机52的出风口与蒸汽进口21之间设置有蒸汽旁路8，在压缩机52 与蒸汽旁路8上设有调节阀81，以调节进入蒸汽进口21蒸汽与产生曝气的蒸汽 的流速比。
该自带清洗装置的蒸发器，因无外源性气体或液体的影响，所以在蒸发器 工作状态时可对换热管2的清洗和清除其结垢，并因为由冷却水受热产生的蒸 汽经蒸汽旁路8进入蒸汽进口21，从而强制加速了蒸发器的蒸发。同时，通过 调节阀81可设定一个恒定的曝气速度，以使蒸发器在边曝气边蒸发方式进行工 作，换热表面不断被持续气泡和水流冲刷，结垢物质不易在蒸发面表面沉积附 着形成结垢而保留在溶液里随溶液排出而去除。另外，自动清洗过程中产生的 结垢碎片，通过壳体1内水的流动与冲击力，积蓄于U型滤筛121内，以方便 清除结垢碎片。
在上述实施例的基础上，本发明提供的实施例，曝气管道3的内径为1-mm， 气孔31孔径为1-2mm，气孔31的孔距为50-100mm，气孔31位于曝气管道3 的底部，该自带清洗装置的蒸发器通过压缩机52将空气压缩至表压为 10kpa-30kpa。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的 范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换 均属于本发明所要求保护的范围。