一种智能蒸汽发生器的制作方法

本发明涉及蒸汽发生领域，更具体地说，它涉及一种智能蒸汽发生器。

背景技术：

在保健领域，桑拿浴或者汗蒸是一种特殊的保健方法，兼有清洁皮肤和治疗疾病两种作用。它通过接连几次的冷热交替可缓解疼痛、松弛关节。对皮肤来说，由于蒸气浴过程中皮肤血管明显扩张，大量出汗，血液循环得到改善，汗液排泄有助于体内废物的排除，使皮肤里各种组织获得更多的营养，对许多皮肤病诸如鱼鳞病、银屑痛、皮肤瘙痒症等都有不同程度的治疗作用。目前，桑拿房、汗蒸房、蒸房等蒸汽发生器的蒸汽量、蒸汽温度不可控制，这样就导致局部温度过高、或者局部温度过低，蒸汽发生器输出口的温度过高，蒸汽量过小等这些问题的存在，进而使得客户体验感大打折扣。现有专利中，公开号为cn109899774a的一种太阳能辅助加热的智能蒸汽发生器系统总成及制造蒸汽的方法，其公开了在太阳能辅助加热的智能蒸汽发生器系统总成上增设中央智能控制系统，实现对制造蒸汽过程的自动化控制，方便操作，确保各个环节的工艺参数满足工业生产标准，所有设备的蒸汽压力处于安全范围，蒸汽制造过程本质安全。但是这种设备较为复杂，且生产成本较高，难以大规模推广。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智能蒸汽发生器，其能够智能控制蒸汽的输出温度和输出量。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:

一种智能蒸汽发生器，包括：

蒸汽腔，所述蒸汽腔上方连接有热风管和控制所述热风管风量的热风机，下方连接有进气管和控制所述进气管进气的风量控制仪，所述蒸汽腔内设置有储能介质、位于所述储能介质中的电热管和位于所述储能介质上方的给水管，所述电热管连接有电热控制阀，所述给水管连接有送水管，且二者连接处设置有给水控制阀；

温控仪，所述温控仪包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述储能介质上，所述第二温度传感器设置在所述热风管处；

控制系统，所述控制系统与所述热风机、所述风量控制仪、所述电热控制阀、所述给水控制阀和所述温控仪电连接，以进行蒸汽发生控制。

进一步优选为：所述蒸汽腔包括内层的耐火层和外层的保温层，所述储能介质为储能石，所述储能石堆积在所述蒸汽腔内，并占据所述蒸汽腔腔内体积的50％-75％。

进一步优选为：所述保温层设有储水腔，所述储水腔为u型状，所述给水控制阀为三通阀，所述储水腔通过所述给水控制阀与所述送水管相连接，所述储水阀与所述控制系统电连接，当所述热风机停止工作时，所述给水控制阀控制所述送水管向所述储水腔进水。

进一步优选为：所述热风管外侧设有预热腔，所述储水腔的上方设有与所述控制系统电连接的预热泵，所述预热腔和所述储水腔相连通，并通过所述预热泵将所述储水腔中的水泵送至所述预热腔中。

进一步优选为：所述给水管和所述送水管之间设置有与其均连通的环水管，所述环水管设置在所述保温层内或所述蒸汽腔内壁上，所述蒸汽腔为圆柱筒状，所述环水管为水平方向设置的半圆环状，且其水平高度与所述给水管的水平高度相同，所述给水管在远离所述给水控制阀的一端与所述环水管相连通。

进一步优选为：所述给水管设置有下方的出水口和上方的出气孔，所述出水口的位置高于所述给水管最低点，所述出气孔的位置位于所述给水管的最高点。

进一步优选为：所述给水管下方包括第一端和第二端，所述第一端的位置高于所述第二端的位置，且二者之间形成所述出水口，在所述第一端和所述第二端上分别固定连接有第一双金属弹片和第二双金属弹片，所述第一双金属弹片和所述第二双金属弹片至少部分重合；所述第一双金属弹片和所述第二双金属弹片被设置为在所述蒸汽腔中的温度超过预设阈值时，二者的重合部分向相对方向弯曲，以使二者之间的间隙变大。

进一步优选为：所述蒸汽腔的上方为两个相对倾斜的内壁组成的屋顶状，所述热风管连接在最高点；所述蒸汽腔的底部设有均匀分布的进气孔，且在所述蒸汽腔的外部设有与所述进气孔连接的进气管和进气控制阀。

进一步优选为：所述第一温度传感器和所述第二温度传感器的温度差值超过预设温度值时，所述控制系统发出提示信号。

进一步优选为：所述储能石的温度为500℃-1000℃，所述蒸汽腔的容积为0.125-0.5m³，所述电热管的功率为3-12kw/h，所述控制系统控制进入所述热风管内的蒸汽温度范围为40℃-100℃，且蒸汽流量为60-180m³/min。

综上所述，本发明具有以下有益效果：1、本发明中的智能蒸汽发生器，能够做到蒸汽量、蒸汽温度、供气时间可以自动控制，提供优质的蒸汽源；2、通过蒸汽发生器的结构设计，满足了智能控制的需求，制作方便可靠；3、通过储水腔、预热腔的设计，有效利用起停止产生蒸汽后的热量，实现能量的充分利用，对节能环保具有积极有效的作用；4、通过环水管的设计，能够缩短蒸汽启动时间，使得进入给水管中的水都是已经通过蒸汽腔加热过的，蒸汽产生的时间缩短，也降低了储能石的温度范围要求，电热管的加热功率和加热时间缩短，降低了生产成本和能量损耗；5、通过给水管以及双金属片在出水口的设计，增强给水管的使用性能，能够利用温度智能控制出水口大小，避免或减少在设备故障或者蒸汽停止时，给水管内残余水对储能介质的影响。

附图说明

图1是本发明实施例中一种智能蒸汽发生器的结构示意图，主要体现该智能蒸汽发生器的整体结构；

图2是本发明实施例中一种智能蒸汽发生器的另一结构示意图，主要体现该智能蒸汽发生器的整体结构；

图3是本发明实施例中一种智能蒸汽发生器的部分结构示意图，主要用于体现送水管、环水管和给水管之间的连接结构；

图4是本发明实施例中一种智能蒸汽发生器的给水管的横截面结构示意图，主要用于体现给水管的结构；

图5是本发明实施例中一种智能蒸汽发生器的给水管另一状态的横截面结构示意图，主要用于体现给水管的结构；

图中，1、蒸汽腔；12、储能介质；13、进气孔；14、耐火层；15、保温层；16、储水腔；21、热风管；22、热风机；23、预热腔；24、预热泵；31、给水管；32、送水管；33、给水控制阀；34、环水管；41、电热管；42、电热控制阀；51、进气管；52、风量控制仪；61、第一温度传感器；62、第二温度传感器；311、第一端；312、第二端；313、出水口；314、出气孔；315、第一双金属弹片；316、第二双金属弹片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供的一个实施例中，参考图1至图5，提供了一种智能蒸汽发生器，包括：蒸汽腔1、温控仪(未图示)和控制系统(未图示)，其中蒸汽腔1上方连接有热风管21和控制热风管21风量的热风机22，下方连接有进气管51和控制进气管51进气的风量控制仪52，蒸汽腔1内设置有储能介质12、位于储能介质12中的电热管41和位于储能介质12上方的给水管31，电热管41连接有电热控制阀42，给水管31连接有送水管32，且二者连接处设置有给水控制阀33；温控仪包括第一温度传感器61和第二温度传感器62，第一温度传感器61设置在储能介质12上，第二温度传感器62设置在热风管21处；控制系统与热风机22、风量控制仪52、电热控制阀42、给水控制阀33和温控仪电连接，以进行蒸汽发生控制。

需要说明的是，控制系统先通过电热控制阀42控制电热管41对储能介质12进行加热，当第二温度传感器62检测到温度达到预设值时，给水控制阀33控制送水管32向给水管31中送水，从给水管31中出来的水，遇到高温环境的蒸汽腔1，变成热蒸汽，热风机22开始工作，从热风管21中抽取蒸汽，送到桑拿房或蒸房。通过控制系统的智能控制，实现蒸汽的产生。

蒸汽腔1包括内层的耐火层14和外层的保温层15，可选地：蒸汽腔1的上方为两个相对倾斜的内壁组成的屋顶状，热风管21连接在最高点；蒸汽腔1的底部设有均匀分布的进气孔13，且在蒸汽腔1的外部设有与进气孔13连接的进气管51和进气控制阀。这样蒸汽腔1能够实现良好的保温效果，同时耐火层14的设置能够保证蒸汽腔1结构的稳定性。屋顶状的蒸汽腔1上方，便于蒸汽很好地顺着腔壁从热风管21中输送出去。储能介质12为储能石，比如火山石、海宝石。其储能效果好，温度能到1000℃，储能石堆积在蒸汽腔1内，并占据蒸汽腔1腔内体积的50％-75％。这样能够使得整个蒸汽腔1内温度快速上升，且由于储能石占据空间较大，能使蒸汽腔1内持续保持在高温环境中。电热管41优选为两组，设置为一层或者双层，当然也可以设置三组三成，在此没有限制。

可选地：保温层15设有储水腔16，储水腔16为u型状，给水控制阀33为三通阀，储水腔16通过给水控制阀33与送水管32相连接，储水阀与控制系统电连接，当热风机22停止工作时，给水控制阀33控制送水管32向储水腔16进水。这样，当蒸汽输送过程完成后，蒸汽腔1还是处于高温状态，此时向储水腔16中进水，能够利用蒸汽腔1内的高余热对储水腔16内的水进行加热，提高能量的利用率。可以将储水腔16中的热水排出用于桑拿房或蒸房中的其他用途，比如泡脚等。当然在本发明的一个实施例中，将储水腔16中的热水送到热风管21对热风管进行预热。可选地：热风管21外侧设有预热腔23，储水腔16的上方设有与控制系统电连接的预热泵24，预热腔23和储水腔16相连通，并通过预热泵24将储水腔16中的水泵送至预热腔23中。具体地，当两次蒸汽输送时间较短时，储水腔16中的热水能够直接通过预热泵24泵送到预热腔23中，使得热风管21得以加热，这样蒸汽通过热风机22的作用进入到热风管21后不会因为遇到冷的热风管21，蒸汽温度下降较快甚至变成水珠；而当两次蒸汽输送时间较长时，由于前一次蒸汽输送结束后，送水管32向储水管16内送的水可能已经又冷却下来，但是留在储水管16内的水会跟随蒸汽腔1内温度的上升而上升，当热风机22启动输送蒸汽之前，储水管21内的水已然加热完毕，此时预热泵24将储水腔16中的热水泵送到预热腔23后同样能起到预热的效果。

可选地：再次参考图3，给水管31和送水管32之间设置有与其均连通的环水管34，环水管34设置在保温层15内或蒸汽腔1内壁上，蒸汽腔1下方为圆柱筒状，环水管34为水平方向设置的半圆环状，且其水平高度与给水管31的水平高度相同，给水管31在远离给水控制阀33的一端与环水管34相连通。环水管34与蒸汽腔1内壁或者设置在保温层中15，这样环水管34内的水跟谁蒸汽腔1内的温度上升而加热，这样再通入到给水管31中，其起始温度较高，能够更快的变成热蒸汽，缩短了蒸汽发生的准备时间。需要说明的是，由于蒸汽腔1内的温度较高，而环水管34虽然有预热作用，但是并不是封闭的，因此在高温环境下，并不会因为压强的问题造成爆炸等危险事故，必要地，环水管与送水管32之间的可以通过自动开关控制通断，当压力过大时，自动打开，避免安全隐患。同时，在低一点的储能石温度下，也能够满足输送的蒸汽的温度的要求，进而实现节能的目的。

在本发明提供的实施例中，再次参考图4和图5，给水管31设置有下方的出水口313和上方的出气孔314，出水口313的位置高于给水管31最低点，出气孔314的位置位于给水管31的最高点。也就是说出气孔314位于给水管31的顶部，采用间隔设置的方式，这样能够使得给水管31内的热蒸汽能够直接从上方的出气孔314排出，而不会滞留在给水管31中或者从下方的出水口313排出。给水管采用的是耐火不锈钢材质，管直径0.2-0.5mm，满足本发明中智能蒸汽发生器的要求。可选地：给水管31下方包括第一端311和第二端312，第一端311的位置高于第二端312的位置，且二者之间形成出水口313，在第一端311和第二端312上分别固定连接有第一双金属弹片315和第二双金属弹片316，第一双金属弹片315和第二双金属弹片316至少部分重合；第一双金属弹片315和第二双金属弹片316被设置为在蒸汽腔1中的温度超过预设阈值时，二者的重合部分向相对方向弯曲，以使二者之间的间隙变大。双金属弹片因其两面的膨胀系数不一致，一端的膨胀系数大于另一端的，双金属弹片逐渐向一端翘曲。由于蒸汽腔1内温度较高，通常达到500℃-1000℃，对双金属弹片的选择需要结合高温环境而来，通过合适系数的选择，第一双金属弹片315在温度升高后会向上翘起，第二双金属弹片316向下翘起，这样二者之间的间距就变大了，也就是出水口313扩大，利于给水管31中的水流出，进入到蒸汽腔1变成热蒸汽。在本发明的一个实施例中，第一双金属弹片315向上翘起3mm，第二双金属弹片316向下翘起3mm。第一双金属弹片315和第二双金属弹片316二者之间在竖直方向上的重合部分，可以是相互贴合的，也可以是有间隙的。相互贴合的能够封住出水口313，而有间隙的情况会通过升温把间隙扩大，增大出水量。需要再次说明的是，两块双金属弹片也可以采用记忆合金，但是需要选择能够受热相对方向弯曲变形的，合理选择即可，再次不多赘述。出水口313可以是通槽状，也可以是连续分布的孔状，两块双金属弹片可以完全覆盖出水口313，也可以是部分覆盖。优选为，出水口313为连续分布孔状，两块双金属弹片分布在所有出水口313的位置，这样便于控制，同时也能够降低使用成本。

在本发明的实施例中，储能石的温度为500℃-1000℃，蒸汽腔1的容积选择为0.125-0.5m³，电热管41的功率为3-12kw/h，控制系统控制进入热风管21内的蒸汽温度范围为40℃-100℃，且蒸汽流量为60-180m³/min。可选地：第一温度传感器61和第二温度传感器62的温度差值超过预设温度值时，控制系统发出提示信号。也就是说，当控制系统显示电热管41工作正常，第一温度传感器61显示正常，但是热风管21处通过第二温度传感器62检测到的蒸汽温度很低，此时就说明系统出现故障，比如保温层15出现问题，或者电热管41显示正常而实际加热功率变了，通过提示信号，工作人员进行进一步检查，以排除故障。

具体地，在本发明的实施例中，控制系统包括有主控电脑，在主控电脑上设定智能蒸汽发生器的技术参数，分别为储能石温度600℃、电热管功率6kw/h(两组)，蒸汽输出温度100℃、蒸汽输出风量80m³/min，整个工作时间为120min。主控电脑按“准备”键，电热管41开始工作，储能石升温，当储能石达到设定温度600℃时候，主控电脑语音提示智能蒸汽发生器准备完成。再按“开始”键，蒸汽发生器的热风管提供蒸汽，当然根据实际需要，可以对各技术参数进行修改，主控电脑自动记忆本次智能蒸汽发生器使用的最后技术参数，作为下次使用的初始设定。按下“结束”键，自动关闭电源，停止工作。

本发明中智能蒸汽发生器操作简单，运行可靠，为保健领域，桑拿房、汗蒸房、蒸房等保健设备提供了优质的蒸汽源。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

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