一种蒸汽快速生成装置的制作方法

本发明涉及蒸汽生成装置技术领域，具体涉及一种蒸汽快速生成装置。

背景技术：

随着科技进步，生活水平的提高，人们越来越开始追求高效、节能、环保、低成本的装备。就目前而言，火力发电仍然是最主要的发电方式，占据了很大的市场。但是火力发电是用锅炉燃烧大量煤炭产生的高温蒸汽对水进行加热后，产生饱和蒸汽推动涡轮叶片产生电力。在这个过程中，燃烧大量煤炭就会造成大量的污染，与人们的意愿相悖。需要注意的是，锅炉几乎处于时刻的运转中，这是因为锅炉的启动和关闭非常复杂和危险，还会对锅炉产生损耗，花费大量的人力物力财力，并且开机或者关机过程时间常常持续两天左右，不利于高效产电。因此对大流量的饱和蒸汽快速生成装置的研制显得尤为迫切。

该大流量的饱和蒸汽快速生成装置不仅可以用于发电领域中，在其他领域也有非常广泛的应用。在船舶(航母)中，可以利用该装置产生的大量饱和蒸汽完成舰载机的弹射工作。常常因为锅炉出现失压状态，造成水提前沸腾，造成传热恶化，导致锅炉壁烧穿等事故，导致整套装置损坏甚至爆炸，利用该装置快速产生的大量饱和蒸汽对锅炉进行补压，能够有效避免失压情况的出现，从而保护整套装置。

之前较多集中在对传统锅炉的研究、改进和测量中，很少涉及到大流量饱和蒸汽快速生成装置的探讨。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种蒸汽快速生成装置，能在短时间内高效率产生大量饱和蒸汽。

本发明所采用的技术方案为：

本发明提供一种蒸汽快速生成装置，包括燃气发生器、储水箱以及管道，所述燃气发生器与所述储水箱相连，所述管道设于所述储水箱内；

所述燃气发生器包括头部、点火段以及燃喷组件，且所述头部、点火段以及燃喷组件沿气体流动方向从前至后依次设置，所述头部的前端设置有氧化剂入口，头部的侧面设置有还原剂入口，所述点火段设置有点火器接口；

所述燃喷组件包括喷管，所述喷管设于所述燃喷组件的末端；燃喷组件的前部外侧设置有冷却入口，燃喷组件的内部从前至后依次设置有第一集液通道、冷却槽道、第二集液通道以及冷却出口，所述冷却入口与所述第一集液通道相联通，所述第一集液通道与所述冷却槽道相联通，所述冷却槽道与所述第二集液通道相联通，所述第二集液通道与所述冷却出口相联通；

所述冷却出口与所述储水箱相联通。

可选的，所述储水箱包括盖板组件和上盖板，所述上盖板设于所储水箱的顶部，所述盖板组件设于所述储水箱的侧面，且所述盖板组件设于所述燃喷组件与所述储水箱之间；

所述盖板组件内部设置有冷却通道，所述冷却通道设于冷却出口与所述储水箱之间，所述冷却通道的形状与冷却出口相匹配。

可选的，所述盖板组件包括盖板本体、内盖板以及外盖板；

所述内盖板设于盖板本体靠近储水箱的一侧，所述外盖板设于盖板本体背离储水箱的一侧；

所述冷却通道贯穿盖板本体、内盖板以及外盖板。

可选的，所述管道包括水平管、竖直管以及u型管，所述水平管与所述竖直管弯折连接，所述竖直管上设置有第一喷口，所述u型管上设置有若干个第二喷口；

所述盖板组件为中空设置，且所述燃喷组件内部形成腔体，所述腔体与通过盖板组件与所述管道相联通。

可选的，所述喷管的前端直径由大变小，喷管末端设置有等直段，所述等直段与外盖板相连，所述内盖板与管道的水平管相连。

可选的，所述上盖板上设置有蒸汽出口，所述上盖板上开设有安装孔，所述蒸汽出口通过安装板安装于所述安装孔。

可选的，所述安装板与上盖板之间设置有垫片。

可选的，所述储水箱的底部设置有若干个支撑座，所述支撑座用以支撑所述u型管。

可选的，所述盖板本体与所述内盖板之间、以及所述盖板本体与所述外盖板之间均设置有垫片。

可选的，所述点火段与所述燃喷组件之间采用法兰连接。

本发明的有益效果在于：

1.本发明提供一种蒸汽快速生成装置，能在短时间内高效率产生大量饱和蒸汽，用于吹动涡轮机或者其他用处。

2.本发明实施例采用燃气发生器在航空航天领域技术成熟，应用广泛，可以直接移植到饱和蒸汽生成器中来。不同的是，本发明在现有的燃气发生器的基础上设置了冷却结构。

其冷却结构包括：冷却入口132、第一集液通道133、冷却槽道134以及第二集液通道135，以及冷却出口136。

具体的，本发明实施例将冷却水由冷却入口132进入至第一集液通道133，而后经过冷却槽道134，在第二集液通道135汇集，然后由冷却出口136流出，再经冷却通道214至储水箱2内，用以给储水箱2内供水。

冷却水在经过冷却槽道134的时候可以吸收燃气发生器壁面热量，起到冷却燃气发生器的壁面的作用，防止出现温度过高、烧穿壁面的情况发生；冷却槽道134的冷却水吸收燃气发生器壁面热量从而加热升温，使得燃烧室段130的热量能够回收，更快速的达到饱和状态。不需要在储水箱上另外开设注水口结构，还可以通过调节冷却入口132的进水量，从而调节燃气发生器内的蒸汽温度，达到温度可控的效果。

3.本发明实施例将重要部件模块化，设置为可拆连接。具体的，点火段12和燃喷组件13通过法兰连接，为可拆卸连接，盖板本体和内盖板之间，以及盖板本体和外盖板之间采用螺钉固定，均为可拆卸连接；蒸汽出口也是通过螺钉安装于储水箱的顶部，有利于关键易损伤部件的更换，节省成本，方便更换。

4.本发明实施例能够快速、大流量的产生饱和蒸汽；能够改变现有的锅炉启动难、关闭难的问题，实现快速开关机，节省大量人力物力，并且降低了危险潜在的可能性。

5.本发明实施例燃气发生器产物为水，排放无污染；燃气发生器的产物和储水箱中的介质均为水，能够实现直接加热，减少了热量的损失。

6.本发明实施例整个装置关闭之后，气密性检查和吹除工作简单，只需要在工作过后在氧化剂入口、还原剂入口和冷却入口不断通入氮气，即可对整个装置进行吹除清洗，保障了下次开机的安全性，成本低；方便快捷可靠，并且由于整套装置的介质为水，不会出现现有的锅炉颗粒物堵塞管道的情况出现。

7.本发明实施例中，u型管中浸没在水面下的第二喷口能够将燃气发生器的产物水均匀入射到储水箱中的水中，实现均匀加热；竖直管在储水箱水平面上方开设有第一喷口，可以直接将燃气发生器的高温高压蒸汽直接引入水面上方，直接对压力进行补充，不需要经过冷水，避免了压力和温度的损失，能够有效防止失压的情况出现。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种蒸汽快速生成装置立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种蒸汽快速生成装置主视结构示意图；

图3是图2沿a-a向的剖视结构示意图；

图4是图3中a处局部放大示意图；

图5是图2沿b-b向的剖视结构示意图；

图6是本发明实施例中盖板组件与管道连接关系示意图；

图7是本发明实施例中燃喷组件主视结构示意图；

图8是图7沿c-c向的剖视结构示意图；

图9是图7沿d-d向的剖视结构示意图。

附图说明：

1燃气发生器；11头部；111氧化剂入口；112还原剂入口；

12点火段；121点火器接口；13燃喷组件；130燃烧室段；131喷管；1311等直段；132冷却入口；133第一集液通道；134冷却槽道；135第二集液通道；136冷却出口；137腔体；

2储水箱；21盖板组件；211盖板本体；212内盖板；213外盖板；214冷却通道；215中空腔；22上盖板；23蒸汽出口；24安装板；

3管道；31水平管；32竖直管；320第一喷口；33u型管；330第二喷口；

4支撑座；5垫片；6法兰。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种蒸汽快速生成装置，包括燃气发生器1、储水箱2以及管道3，所述燃气发生器1与所述储水箱2相连，所述管道3设于所述储水箱2内；

所述燃气发生器1包括头部11、点火段12以及燃喷组件13，且所述头部11、点火段12以及燃喷组件13沿气流方向从前至后依次设置，所述头部11的前端设置有氧化剂入口111，头部11的侧面设置有还原剂入口112，所述点火段12设置有点火器接口121，该点火器接口121用以安装点火器(附图未示)。

本实施例中，还原剂采用氢气，氧化剂采用氧气。头部11、点火段12以及燃喷组件13沿氢气和氧气产生的高温气流的流动方向从前至后依次设置。

所述燃喷组件13包括燃烧室段130和喷管131，所述燃烧室段130和喷管131相连，所述燃烧室段130设于燃喷组件13的前端，喷管131设于所述燃喷组件13的末端；燃喷组件13的前部外侧设置有冷却入口132，本实施例在燃喷组件13的前部外侧周围设置三个冷却入口132。

燃喷组件13的内部从前至后依次设置有第一集液通道133、冷却槽道134、第二集液通道135以及冷却出口136，所述冷却入口132与所述第一集液通道133相联通，所述第一集液通道133与所述冷却槽道134相联通，所述冷却槽道134与所述第二集液通道135相联通，所述第二集液通道135与所述冷却出口136相联通；

所述冷却出口136与所述储水箱2相联通。

冷却入口132和第一集液通道133设于燃烧室段130处。冷却出口136和第二集液通道135设于喷管131处。冷却槽道134设于第一集液通道133与第二集液通道135之间。

第一集液通道133为设置在燃喷组件13前部的环形通道，第二集液通道135为设置在燃喷组件13后部的环形通道，冷却槽道134为设置在第一集液通道133与第二集液通道135之间的条状槽道。

进一步，所述储水箱2包括盖板组件21和上盖板22，所述上盖板22设于所储水箱2的顶部，所述盖板组件21设于所述储水箱2的侧面，且所述盖板组件21设于所述燃喷组件13与所述储水箱2之间；

所述盖板组件21内部设置有冷却通道214，所述冷却通道214设于冷却出口136与所述储水箱2之间，所述冷却通道214的形状与冷却出口136相匹配。本实施例中，冷却水由冷却入口132进入至第一集液通道133，而后经过冷却槽道134，在第二集液通道135汇集，然后由冷却出口136流出，再经冷却通道214至储水箱2内，用以给储水箱2内供水。

进一步，所述盖板组件21包括盖板本体211、内盖板212以及外盖板213；

所述内盖板212设于盖板本体211靠近储水箱2的一侧，所述外盖板213设于盖板本体211背离储水箱2的一侧；

所述冷却通道214贯穿盖板本体211、内盖板212以及外盖板213。

进一步，所述管道3包括水平管31、竖直管32以及u型管33，所述水平管31与所述竖直管32弯折连接，所述竖直管32上设置有第一喷口320，所述u型管33上设置有若干个第二喷口330；可选的，第一喷口320的高度大于第二喷口330，且第一喷口320的高度大于储水箱2内的水面高度。本实施例设置12个第二喷口330；且第二喷口330浸没于储水箱2内水中。

所述盖板组件21为中空设置，盖板组件21内部设置有中空腔215；且所述燃喷组件13内部形成腔体137，所述腔体137通过盖板组件21的中空腔215与所述管道3相联通。腔体137包括燃烧室段130和喷管131内部形成的空腔，用以氢气和氧气燃烧产生的高温气流的流动。

本实施例中，还原剂(氢气)由还原剂入口112进入头部11，氧化剂(氧气)由氧化剂入口111进入头部11，氢气和氧气混合，然后在点火段12经点火器点燃，氢气和氧气燃烧，产生高温气流，生成水蒸气，经燃喷组件13内的腔体137，而后经过盖板组件21的中空腔215，进入管道3内；具体的，其高温的水蒸气首先进入到管道3的水平管31内，然后进入竖直管32，一部分高温水蒸气经过竖直管32进入到u型管33内，然后经u型管33的12个第二喷口330入射到储水腔2中，保证燃气发生器1产生的高温高压蒸汽能够均匀入射到储水腔2中各区域。

另一部分高温水蒸气经过第一喷口320入射到储水腔2中，能够对储水腔2内的蒸气加压，使其处于饱和蒸气状态，也能够对储水腔2内的水进行加热，使得蒸汽生成速度加快。

进一步，所述喷管131的前端直径由大变小，喷管131末端设置有等直段1311，所述等直段1311与外盖板213相连，所述内盖板212与管道3的水平管31相连。

进一步，所述上盖板22上设置有蒸汽出口23，所述上盖板22上开设有安装孔，所述蒸汽出口23通过安装板24安装于所述安装孔。蒸汽出口23用于将储水腔21内的高温蒸汽排出，用于吹动涡轮机或其他用处。

进一步，所述安装板24与上盖板22之间设置有垫片，起密封作用。

进一步，所述储水箱2的底部设置有若干个支撑座4，所述支撑座4用以支撑所述u型管33。支撑座4上部的形状与u型管33相匹配。

进一步，所述盖板本体211与所述内盖板212之间、以及所述盖板本体211与所述外盖板213之间均设置有垫片5，起密封作用。

进一步，所述点火段12与所述燃喷组件13之间采用法兰6连接。

需要说明的是，在整个申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的试试方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

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