高频电磁柱塞式蒸汽发生器的制作方法

本实用新型涉及蒸汽电器的技术领域，更具体地，涉及一种高频电磁柱塞式蒸汽发生器

背景技术：

蒸汽发生器是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。蒸汽发生器按照燃料分类，可分为电蒸汽发生器、燃油蒸汽发生器、燃气蒸汽发生器等。蒸汽发生器主要适用于制衣厂，干洗店，饭店，馍店，食堂，餐厅，厂矿，豆制品厂等场所。

蒸汽发生器按照体积大小分类，又可分为即热式蒸汽发生器和锅炉式蒸汽发生器。即热式蒸汽发生器属于小设备，主要用于日常生活中；而锅炉式蒸汽发生器一般应用于工业生产中，如火电站、船舶、机车和工矿企业等。即热式蒸汽发生器采用直流蒸汽发生技术，使自来水一经热交换就瞬间产生蒸汽，实现了即开即热，无需预热，安全方便的有益效果。

随着科技的发展，即热式蒸汽发生器在人们生活中的应用越来越广泛，人们对即热式蒸汽发生器的要求也越来越高，但现有即热式蒸汽发生器产生的蒸汽温度低，干度小；热能利用不充分、加热出汽效率低，汽化效果不理想，不便于使用，达不到人们的要求。因此，现有的即热式蒸汽发生器的结构急需得到改进。

另一方面，现有的蒸汽发生器在使用一段时间后，由于水加热后，水中的杂质转化成水垢，水垢粘合在蒸汽发生器的内部流道和出汽孔中。长期下来，发热主体表面大部分区域均被水垢覆盖，影响传热效果，增加了蒸汽发生器的能耗。目前蒸汽发生器由于结构设计不合理，内部空腔的空间小，水垢容易填满空腔，水垢堵塞会影响蒸汽发生器的功能，严重时还可能发生爆炸危险。

技术实现要素：

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种加热效率快、出汽容量大，温度高并带有一定压力，且安全可靠的高频电磁柱塞式蒸汽发生器。

本实用新型采取的技术方案是：一种高频电磁柱塞式蒸汽发生器，包括主体阀芯，主体阀芯的底部设有进水口，顶部设有蒸汽出口；其中，主体阀芯包括外芯和内芯，所述外芯为中空结构，所述内芯设在外芯的中空结构内，外芯与内芯之间留有供水流流通的腔室；外芯的外壁设有高频突变电流发生线圈，高频突变电流发生线圈与外置的蒸汽发生器主板电联接，并产生交变电场作用于外芯，根据涡流原理，主体阀芯快速升温，使得腔室内温度升高，水流从进水口通入，在经过腔室时受热蒸发变为水蒸气，再从蒸汽出口流出。

本技术方案主要是利用涡流的原理，将外芯为导电体，外置的蒸汽发生器主板与高频交变电流发生线圈联接并与外芯共振，从而产生交变电场作用于外芯，使得主体阀芯本身快速升温，而流体流经外芯与内芯之间的腔室，进而起到加热流体的目的。

由于涡流现象产生的热量很大，因此，通入腔室中的水能迅速升温，迅速产生饱和蒸汽。同时，采用高频电磁加热，使得内芯和外芯自加热，而非传热，自加热升温速度快，进而有效提高蒸汽饱和度。

本技术方案的内芯设在外芯的中空结构内，使得整个发生器为腔式结构，进而可以合理分配水资源，并保证腔内水分子的活性；同时腔式结构的流体流向单一，进而放宽了对发生器安装方式的限制，使得发生器的安装方式可根据不同的需要安装分配。另一方面，由于内芯作为一可拆卸结构设在外芯的中空结构内，有利于维护及调整参数，可升级空间巨大。同时，由于发生器的体积小，还具有便于维护、携带的有益效果。

本技术方案的内芯结构为流线形设计，更符合流体力学原理，防止因水垢堵塞或其它原因致使发生器产生不可抗拒的危险及出气量。

本技术方案的高频电磁加热是利用电磁感应原理将电能转换成磁热能，使金属容器自行快速加热。与传统燃气加热的技术相比，具有水电分离、快速加热及节能的优势。电磁蒸汽发生器和电阻丝加热相比，加热效率更快，省电省时更省钱。电磁蒸汽发生器采用电磁加热技术，电线和炉体之间有绝缘体，靠磁场与铁产生碰撞加热，能有效避免造成漏电事故。

本技术方案采用柱塞式注入流体，流体只有实现一个方向的运动，从而可以不限制发生器的安装方式。

本技术方案的蒸汽发生器的功率可拓展性强，可在500w-100kw之间任一功率段工作。

进一步地，所述内芯的下半部分设有中空的流体均分腔，流体均分腔的底部侧壁上设有流体均分口；流体均分口与腔室连通，流体均分腔与进水口连通，外界的水从进水口通入流体均分腔后，再从流体均分口喷入腔室内，从腔室向蒸汽出口流出。

本技术方案中，水流从进水口流经流体均分腔，当注满流体均分腔后，从流体均分口向腔室喷洒水体，使水体进入腔室的压力大大增强。其中，流体均分腔的底部侧壁上均匀设有6～12个流体均分口，多个流体均分口将单束水流分解为多束水流，并使水流横向喷近腔室内，由于腔室的空间较小，因此，流体的姿态又从横向突变为纵向，进而纵向通过腔室，达到向上喷射流体的效果。同时，由于水流在腔室内受热升温，体积膨胀，因而进一步受到压力作用，保证向上流动。

另一方面，所述流体均分腔实际也是重力反吸腔，其能利用水流的重力作用，排出阀芯和腔室内的污物。其主要的工作原理是：在正常工作中，流体均分腔内是被填满水的；当需要排污时，外界水源断开对流体均分腔的水源输送，通过将蒸汽发生器垂直放置，流体均分腔内的水在重力作用下，直接排出。重力排出水的同时，也改变了外芯与内芯内壁腔室的压强，使流体均分口与腔室的压强瞬间变小，与外界形成压差，从而使外界相对形成反吸力，在反吸力作用下，粘附在外芯、内芯以及腔室内的污物随着水流一起向进水口底部排出。且根据重力加速度原理，随着时间的延长，重力加速度越大，形成的压差越大，则腔内的压强越小，从而将污水混合物排出阀芯之外。

进一步地，所述腔室内部按照水流经过时的变化状态分为流体变化处理腔和蒸汽压力处理腔，其中，水流在流体变化处理腔内快速受热蒸发，产生初级蒸汽；所述蒸汽压力处理腔用于改变蒸汽流经时的流速以及进一步加热蒸汽，使蒸汽通过流速的变化产生压力，使流出的蒸汽为高温带压蒸汽。

进一步地，所述流体变化处理腔包括沿水流方向依次设置的流体突变前腔和水体状态转换腔，液态水在流体突变前腔内受热升温，在进入水体状态转换腔时，产生初级蒸汽。

本技术方案中，水流进入流体突变前腔时快速被加热，加热的水流转化成汽水混合物，使得体积不断变大，从而使得汽水混合物不断向上流动，越往上流，加热的温度越高，在进入水体状态转换腔时，不断产生初级蒸汽。

进一步地，所述流体突变前腔内设有弹簧，弹簧环绕内芯的外壁设置，弹簧的横截面直径小于腔室内的横截面直径，使弹簧能在流体突变前腔内自由滑动。

本技术方案中，弹簧的作用主要是为了限流和除垢。在限流方面，设有弹簧的腔室相对于没有设置弹簧的腔室，会阻隔部分流体的流动，进而起到限流的作用。而由于流速小的地方压强大，因此，弹簧的设置使汽水混合物的压强变大，进而使流速快速向上流动。

在除垢方面，由于弹簧具有拉伸力，在水蒸气通过腔室过程中，弹簧受到水蒸气和重力的影响，不断进行上下伸缩运动，在运动过程中，不断与内芯外壁和/或外芯内壁发生摩擦刮碰，进而能有效去除腔室内的水垢，保证水蒸气的质量。

进一步地，所述蒸汽压力处理腔包括沿水流方向依次设置的控压控流腔、保压腔和反向流体转换腔，其中，所述控压控流腔内设有螺旋丝，反向流体转换腔内设有反向螺旋结构，初级蒸汽流经控压控流腔时，通过螺旋丝的作用呈螺旋状向上运动，产生离心力，使气态水和液态水分离；在进入保压腔时，蒸汽在保压腔内得到缓冲；在经过反向流体转换腔时，通过反向螺旋结构降低蒸汽流动的速度，使蒸汽在反向流体转换腔内进一步被加热，使流出的蒸汽为高温带压蒸汽。

本技术方案中，初级蒸汽进入控压控流腔时，通过螺旋丝的作用呈螺旋状向上运动，并产生离心力，通过离心力产生加速度，使流速加快；另外又因为离心力的作用，使得液态水在上升过程中，由于重力被甩至外芯的内壁，使得液态水和气态水分离，未完全蒸发的液态水在外芯的内壁上进一步被加热蒸发为饱和蒸汽；同时由于控压控流腔内螺旋线的控流作用，使蒸汽的压强增大。蒸汽进入保压腔得到缓冲以及进一步升温后，再进入反向流体转换腔内进一步加热增压，使流出的蒸汽为高温带压蒸汽。

进一步地，反向螺旋结构的螺旋方向与螺旋丝的螺旋方向相反。

进一步地，流体通过控压控流腔的横截面直径小于保压腔内的横截面直径且大于反向流体转换腔的横截面直径；控压控流腔内的螺旋线密度小于反向流体转换腔内的反向螺旋结构密度。

本技术方案中，由于控压控流腔内设有螺旋线，而反向流体转换腔内设有反向螺旋结构，进而使得蒸汽通过控压控流腔和反向流体转换腔内的腔室空间缩小，而蒸汽通过保压腔内的腔室空间相对较大，进而使得初级蒸汽通入控压控流腔速度减慢，但压力增大，在从控压控流腔通入保压腔时的速度增大，但由于反向流体转换腔内的腔室空间又进一步缩小，因此蒸汽在保压腔内缓冲停留，继续加热，再通过反向流体转换腔流出，由于反向流体转换腔的出口空间大于腔室空间，因此形成高温带压蒸汽。

进一步地，所述内芯上设有呈螺旋状的凹槽，所述凹槽对应设置于腔室内的控压控流腔位置。

进一步地，所述保压腔内留有用于暂时容纳蒸汽的缓冲空间，蒸汽在缓冲空间内将没有完全汽化的蒸汽进一步加热蒸发为饱和蒸汽。

进一步地，所述内芯的顶部设有控压终端，控压终端的边缘突出于腔室所在的空间，使腔室所在的空间缩小，缩小的腔室连通蒸汽出口。

本技术方案中，控压终端的设置主要是为了缩小蒸汽流出腔室时的空间，使蒸汽流出腔室时的横截面面积缩小。根据伯努利原理，蒸汽从缩小的腔室迅速流出，缩小的腔室位置压强小，而缩小的腔室下方的压强大，进而使得蒸汽快速向上喷射出去。

进一步地，所述高频交变电流发生线圈的外壁设有用于屏蔽电磁辐射的高频磁力线屏蔽磁条。

进一步地，所述外芯的外壁设有用于安装高频交变电流发生线圈的发生器线圈支架。

进一步地，所述外芯的外壁上，且位于蒸汽出口的附近设有温控装置。

进一步地，内芯的制作材料可选择高温聚四氟乙烯，高温聚四氟乙烯具有耐高温的特点，同时它的摩擦系数极低，具有耐磨性及润滑性，既可减小结水垢的可能，又可以使蒸汽更平滑。

进一步地，内芯的材料还可以选择磁性材料制作，磁铁可以磁化和软化水，减少水垢的产生，提高饮水及用气安全，对人体产生有益元素。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本技术方案将内芯设在外芯内，通过内芯与外芯之间的腔室供水流通过，且利用涡流原理，使水流在通过腔室过程中不断受热蒸发为饱和水蒸气，具有加热效率快、出汽容量大且安全可靠的有益效果。

(2)本技术方案利用控压控流腔内的螺旋线、保压腔的缓冲作用以及反向流体转换腔内的反向螺旋结构，进一步对通过腔室内的汽水混合物进行加热加压，由于螺旋线和反向螺旋结构改变了腔室内的汽水混合物流通的面积，从而保证所流出水蒸气的饱和度且带有一定的压力，更能符合人们所需。

附图说明

图1为本实用新型的剖面图。

图2为主体阀芯内的流体流向示意图。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1和图2所示，一种高频电磁柱塞式蒸汽发生器，包括主体阀芯，主体阀芯的底部设有进水口1，顶部设有蒸汽出口2；其中，主体阀芯包括外芯3和内芯4，所述外芯3为中空结构，所述内芯4设在外芯3的中空结构内，外芯3与内芯4之间留有供水流流通的腔室5；外芯3的外壁设有高频突变电流发生线圈6，高频突变电流发生线圈6与外置的蒸汽发生器主板电联接，并产生交变电场作用于外芯，根据涡流原理，主体阀芯快速升温，使腔室内温度升高，水流从进水口1通入，在经过腔室5时受热蒸发变为水蒸气，再从蒸汽出口2流出。

本技术方案主要是利用涡流的原理，将外芯3为导电体，外置的蒸汽发生器主板与高频交变电流发生线圈6联接并与外芯共振，从而产生交变电场作用于外芯3，使得主体阀芯本身快速升温，而流体流经外芯3与内芯4之间的腔室5，进而起到加热流体的目的。

由于涡流现象产生的热量很大，因此，通入腔室5中的水能迅速升温，迅速产生饱和蒸汽。同时，采用高频电磁加热，使得内芯4和外芯3自加热，而非传热，自加热升温速度快，进而有效提高蒸汽饱和度。

本实施例中，所述内芯4的下半部分设有中空的流体均分腔41，流体均分腔41的底部侧壁上设有流体均分口42；流体均分口42与腔室5连通，流体均分腔41与进水口1连通，外界的水从进水口1通入流体均分腔41后，再从流体均分口42喷入腔室5内，从腔室5向蒸汽出口2流出。

本技术方案中，水流从进水口1流经流体均分腔41，当注满流体均分腔41后，从流体均分口42向腔室5喷洒水体，使水体进入腔室5的压力大大增强。其中，流体均分腔41的底部侧壁上均匀设有6～12个流体均分口42，多个流体均分口42将单束水流分解为多束水流，并使水流横向喷近腔室5内，由于腔室5的空间较小，因此，流体的姿态又从横向突变为纵向，进而纵向通过腔室5，达到向上喷射流体的效果。同时，由于水流在腔室5内受热升温，体积膨胀，因而进一步受到压力作用，保证向上流动。

另一方面，所述流体均分腔41实际也是重力反吸腔，其能利用水流的重力作用，排出阀芯和腔室内的污物。其主要的工作原理是：在正常工作中，流体均分腔内是被填满水的；当需要排污时，外界水源断开对流体均分腔的水源输送，通过将蒸汽发生器垂直放置，流体均分腔内的水在重力作用下，直接排出。重力排出水的同时，也改变了外芯与内芯内壁腔室的压强，使流体均分口与腔室的压强瞬间变小，与外界形成压差，从而使外界相对形成反吸力，在反吸力作用下，粘附在外芯、内芯以及腔室内的污物随着水流一起向进水口底部排出。且根据重力加速度原理，随着时间的延长，重力加速度越大，形成的压差越大，则腔内的压强越小，从而将污水混合物排出阀芯之外。

本实施例中，所述腔室5内部按照水流经过时的变化状态分为流体变化处理腔51和蒸汽压力处理腔52，其中，水流在流体变化处理腔51内快速受热蒸发，产生初级蒸汽；所述蒸汽压力处理腔52用于改变蒸汽流经时的流速以及进一步加热蒸汽，使蒸汽通过流速的变化产生压力，使流出的蒸汽为高温带压蒸汽。

本实施例中，所述流体变化处理腔51包括沿水流方向依次设置的流体突变前腔511和水体状态转换腔512，液态水在流体突变前腔511内受热升温，在进入水体状态转换腔512时，产生初级蒸汽。

本技术方案中，水流进入流体突变前腔511时快速被加热，加热的水流转化成汽水混合物，使得体积不断变大，从而使得汽水混合物不断向上流动，越往上流，加热的温度越高，在进入水体状态转换腔512时，不断产生初级蒸汽。

本实施例中，所述流体突变前腔511内设有弹簧53，弹簧53环绕内芯4的外壁设置，弹簧53的横截面直径小于腔室5内的横截面直径，使弹簧53能在流体突变前腔511内自由滑动。

本技术方案中，弹簧53的作用主要是为了限流和除垢。在限流方面，设有弹簧53的腔室相对于没有设置弹簧53的腔室，会阻隔部分流体的流动，进而起到限流的作用。而由于流速小的地方压强大，因此，弹簧53的设置使汽水混合物的压强变大，进而使流速快速向上流动。

在除垢方面，由于弹簧53具有拉伸力，在水蒸气通过腔室5过程中，弹簧受到水蒸气和重力的影响，不断进行上下伸缩运动，在运动过程中，不断与内芯外壁和/或外芯内壁发生摩擦刮碰，进而能有效去除腔室5内的水垢，保证水蒸气的质量。

本实施例中，所述蒸汽压力处理腔52包括沿水流方向依次设置的控压控流腔521、保压腔522和反向流体转换腔523，其中，所述控压控流腔521内设有螺旋丝54，反向流体转换腔523内设有反向螺旋结构55，初级蒸汽流经控压控流腔521时，通过螺旋丝54的作用呈螺旋状向上运动，产生离心力，使气态水和液态水分离；在进入保压腔522时，蒸汽在保压腔内得到缓冲，从而继续升温蒸发为饱和蒸汽；在经过反向流体转换腔523时，通过反向螺旋结构55降低蒸汽流动的速度，使蒸汽在反向流体转换腔523内进一步被加热，使流出的蒸汽为高温带压蒸汽。

本技术方案中，初级蒸汽进入控压控流腔521时，通过螺旋丝54的作用呈螺旋状向上运动，并产生离心力，通过离心力产生加速度，使流速加快；另外又因为离心力的作用，使得液态水在上升过程中，由于重力被甩至外芯3的内壁，使得液态水和气态水分离，未完全蒸发的液态水在外芯的内壁上进一步被加热蒸发为饱和蒸汽；同时由于控压控流腔521内螺旋线54的控流作用，使蒸汽的压强增大。

本实施例中，反向螺旋结构55的螺旋方向与螺旋丝54的螺旋方向相反。

本实施例中，流体通过控压控流腔521的横截面直径小于保压腔522内的横截面直径且大于反向流体转换腔523的横截面直径；控压控流腔521内的螺旋线54密度小于反向流体转换腔523内的反向螺旋结构55密度。

本实施例中，所述内芯4上设有呈螺旋状的凹槽，所述凹槽对应设置于腔室内的控压控流腔521位置，所述螺旋线54固定在凹槽内。

本实施例中，所述保压腔522内留有用于暂时容纳蒸汽的缓冲空间，蒸汽在缓冲空间内将没有完全汽化的蒸汽进一步加热蒸发为饱和蒸汽。

本实施例中，所述内芯4的顶部设有控压终端7，控压终端7的边缘突出于腔室5所在的空间，使腔室5所在的空间缩小，缩小的腔室5连通蒸汽出口。

本技术方案中，控压终端7的设置主要是为了缩小蒸汽流出腔室5时的空间，使蒸汽流出腔室5时的横截面面积缩小。根据伯努利原理，蒸汽从缩小的腔室5迅速流出，缩小的腔室5位置压强小，而缩小的腔室5下方的压强大，进而使得蒸汽快速向上喷射出去。

本实施例中，所述高频交变电流发生线圈6的外壁设有用于屏蔽电磁辐射的高频磁力线屏蔽磁条8。

本实施例中，所述外芯3的外壁设有用于安装高频交变电流发生线圈6的发生器线圈支架9。

本实施例中，所述外芯3的外壁上，且位于蒸汽出口的附近设有温控装置10。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

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