专利摘要

专利摘要

本实用新型涉及蒸汽发生技术领域，尤其涉及一种蒸汽产生装置。所述蒸汽产生装置包括工质回路，所述工质回路上依次设有工质压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器，所述冷凝器的管程用于工质的流通，所述冷凝器的壳程的入口连通水源，所述冷凝器的壳程的出口顺次连通有低压蒸汽收集器、水蒸汽压缩机和高压蒸汽输出器。本蒸汽产生装置将低品位的环境热量转变为高品位的热能，并将该热能释放给水，从而产生蒸汽，不直接使用燃煤等化石能源，提高了能源利用率，而且该工质也是采用自然工质，不会造成环境污染。而且，本装置结构简单、紧凑，生产成本低，在蒸汽发生领域具有较高的应用价值和推广意义。

权利要求

1.一种蒸汽产生装置，其特征在于，包括工质回路，所述工质回路上依次设有工质压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器，所述冷凝器的管程用于工质的流通，所述冷凝器的壳程的入口连通水源，所述冷凝器的壳程的出口顺次连通有低压蒸汽收集器、水蒸汽压缩机和高压蒸汽输出器。

2.根据权利要求1所述的蒸汽产生装置，其特征在于，所述节流机构与蒸发器之间的回路上设有气液分离器，所述气液分离器的入口连通所述节流机构，所述气液分离器的液体出口连通所述蒸发器，所述气液分离器的气体出口连通所述蒸发器和工质压缩机之间的回路。

3.根据权利要求1所述的蒸汽产生装置，其特征在于，所述水源为蓄水箱，所述蓄水箱通过水泵与所述冷凝器的壳程的入口相连通。

4.根据权利要求1所述的蒸汽产生装置，其特征在于，所述冷凝器的壳程的出口与所述低压蒸汽收集器之间的管路上设有低压蒸汽输出口，所述低压蒸汽输出口用于连接低压蒸汽用户管网。

5.根据权利要求4所述的蒸汽产生装置，其特征在于，所述低压蒸汽输出口设有蒸汽阀。

6.根据权利要求1所述的蒸汽产生装置，其特征在于，所述高压蒸汽输出器设有高压蒸汽输出口，所述高压蒸汽输出口用于连接高压蒸汽用户管网。

7.根据权利要求1所述的蒸汽产生装置，其特征在于，所述工质压缩机输出的工质的温度大于100℃。

8.根据权利要求1所述的蒸汽产生装置，其特征在于，所述蒸发器的管径小于9mm。

9.根据权利要求1～8任一项所述的蒸汽产生装置，其特征在于，所述节流机构为膨胀阀。

10.根据权利要求1～8任一项所述的蒸汽产生装置，其特征在于，所述工质为二氧化碳。

说明书

技术领域

本实用新型涉及蒸汽发生技术领域，尤其涉及一种蒸汽产生装置。

背景技术

在我国农村大部分地区，燃煤采暖能耗占总能源消耗的60％，大量酒店、餐饮、化工等需要蒸汽的行业也是靠燃煤，大量的燃煤对环境造成了严重的污染。近年来利用空气源热泵供暖的燃煤替代工作对于降低雾霾起到了一定的作用。但普通热泵无法提供蒸汽，冬季效率低、供热温度低的弱点也日益凸显。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种蒸汽产生装置，以解决燃煤造成的能源利用率低和污染严重的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种蒸汽产生装置，其包括工质回路，所述工质回路上依次设有工质压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器，所述冷凝器的管程用于工质的流通，所述冷凝器的壳程的入口连通水源，所述冷凝器的壳程的出口顺次连通有低压蒸汽收集器、水蒸汽压缩机和高压蒸汽输出器。

进一步地，所述节流机构与蒸发器之间的回路上设有气液分离器，所述气液分离器的入口连通所述节流机构，所述气液分离器的液体出口连通所述蒸发器，所述气液分离器的气体出口连通所述蒸发器和工质压缩机之间的回路。含有大量气体的两相工质先进入气液分离器，在其中分离后，液态部分进入蒸发器，气态部分不经过蒸发器。液态工质在蒸发器中吸收环境中的热量或其他热源的热量，在其中转变为饱和状态的气体，连同气液分离器分离出的气体一起进入工质压缩机，至此，工质完成一个循环。

进一步地，所述水源为蓄水箱，所述蓄水箱通过水泵与所述冷凝器的壳程的入口相连通。

进一步地，所述冷凝器的壳程的出口与所述低压蒸汽收集器之间的管路上设有低压蒸汽输出口，所述低压蒸汽输出口用于连接低压蒸汽用户管网。

进一步地，所述低压蒸汽输出口设有蒸汽阀，以控制低压蒸汽的输出流量。

进一步地，所述高压蒸汽输出器设有高压蒸汽输出口，所述高压蒸汽输出口用于连接高压蒸汽用户管网。

进一步地，所述工质压缩机输出的工质的温度大于100℃，以使常压水能够气化为水蒸汽；所述工质压缩机输出的工质的温度优选为在120℃以上，以增大换热温差。

进一步地，所述蒸发器的管径小于9mm。温度和压力均降低的工质经过节流机构节流，进一步降低其温度和压力，进入低压下的两相状态，工质干度较大，含有大量气体，由于整个系统压力较高，大量气体进入一方面影响蒸发器换热，另一方面会造成压力急剧上升而产生安全隐患，经过气液分离器将气体和液体分离，其中气体通过旁路不经过蒸发器，直接进入压缩机，液体进入蒸发器蒸发，将蒸发器的管径设计为小于9mm，能够有效地提高其耐压能力。

进一步地，所述节流机构为膨胀阀。

进一步地，所述工质为二氧化碳。

优选的，所述水蒸汽压缩机通过旋转部件将水蒸汽压力从1bar提高到2～7bar，所述旋转部件的转速高达20000rpm。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：

本实用新型的蒸汽产生装置，其工质回路和流入冷凝器的壳程内的水源共同构成了低压蒸汽产生系统，以产生低压蒸汽，而低压蒸汽收集器、水蒸汽压缩机和高压蒸汽输出器共同构成了蒸汽压力提高系统，以将所述低压蒸汽转变成高压蒸汽。

具体的，饱和的低压工质经过工质压缩机后，其温度和压力均提高，成为饱和气体，在冷凝器中与水换热，降温降压释放热量后成为饱和液体；经过节流机构的节流作用，工质的温度和压力下降，处于该温度和压力下的两相状态；该两相状态的干度较高，气体含量较多，因此在进入蒸发器之前，该气液两相的工质经过气液分离器，经分离后的液体工质进入蒸发器蒸发，吸收环境或其他热源的热量，由液体转变为饱和气体，该饱和气体连同在气液分离器中分离出的气体一起进入工质压缩机压缩，从而完成一个工质循环过程；与此同时，水泵将水从蓄水箱中泵入冷凝器中，在冷凝器中被高温高压的工质加热，气化成为水蒸汽，从而产生低压蒸汽。该低压蒸汽可以从低压蒸汽输出口输出，应用于酒店、餐饮等行业的消毒工艺，但不能作为动力蒸汽或者化工行业的热源使用，因此需要所述蒸汽压力提高系统进一步提高水蒸汽的压力。低压蒸汽产生系统产生的低压蒸汽经过低压蒸汽收集器，在其中成为稳定的蒸汽流后进入水蒸汽压缩机，经水蒸汽压缩机提高其温度和压力，高温高压的水蒸汽通过与水蒸汽压缩机直接相连的高压蒸汽输出器流出，进入高压蒸汽用户管网。

可见，本蒸汽产生装置仅使用电能，将低品位的环境热量(或废热)转变为高品位的热能，并将该热能释放给水，从而产生蒸汽，不直接使用燃煤等化石能源，提高了能源利用率，而且该工质也是采用自然工质，不会造成环境污染。而且，本装置结构简单、紧凑，生产成本低，在蒸汽发生领域具有较高的应用价值和推广意义。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述蒸汽产生装置的结构示意图；

其中，1、工质压缩机；2、冷凝器；3、节流机构；4、气液分离器；5、蒸发器；6、蓄水箱；7、水泵；8、低压蒸汽收集器；9、水蒸汽压缩机；10、高压蒸汽输出器；11、低压蒸汽用户管网；12、高压蒸汽用户管网；A、低压蒸汽产生系统；B、蒸汽压力提高系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供了一种蒸汽产生装置，其包括工质回路，工质回路上依次设有工质压缩机1、冷凝器2、节流机构3和蒸发器5，冷凝器2的管程用于工质的流通，冷凝器2的壳程的入口连通水源，冷凝器2的壳程的出口顺次连通有低压蒸汽收集器8、水蒸汽压缩机9和高压蒸汽输出器10。

而且，节流机构3与蒸发器5之间的回路上还设有气液分离器4，气液分离器4的入口连通节流机构3，气液分离器4的液体出口连通蒸发器5，气液分离器4的气体出口连通蒸发器5和工质压缩机1之间的回路。含有大量气体的两相工质先进入气液分离器4，在其中分离后，液态部分进入蒸发器5，气态部分不经过蒸发器5。液态工质在蒸发器5中吸收环境中的热量或其他热源的热量，在其中转变为饱和状态的气体，连同气液分离器4分离出的气体一起进入工质压缩机1，至此，工质完成一个循环。

本实施例中，工质压缩机1、冷凝器2、节流机构3、气液分离器4和蒸发器5以及水源共同组成了低压蒸汽产生系统A，而低压蒸汽收集器8、水蒸汽压缩机9和高压蒸汽输出器10共同组成了蒸汽压力提高系统B。

本实施例中，水源为蓄水箱6，蓄水箱6通过水泵7与冷凝器2的壳程的入口相连通。冷凝器2的壳程的出口与低压蒸汽收集器8之间的管路上设有低压蒸汽输出口，低压蒸汽输出口用于连接低压蒸汽用户管网11。低压蒸汽输出口设有蒸汽阀，以控制低压蒸汽的输出。高压蒸汽输出器10设有高压蒸汽输出口，高压蒸汽输出口用于连接高压蒸汽用户管网12。蓄水箱6中的水经过水泵7进入冷凝器2中，与高温高压的气态工质换热，得到其释放的能量而成为水蒸汽，该水蒸汽的压力为1bar，由冷凝器2流出后将分为两股。一部分压力为1bar的水蒸汽直接进入低压蒸汽用户管网11提供给低压蒸汽用户，如酒店、餐饮等行业的消毒设施。另一部分水蒸汽进入蒸汽压力提高系统B，该系统的核心部件是水蒸汽压缩机9，水蒸汽压缩机9通过高速旋转的部件将水蒸汽的压力提高到工艺所需的2～7bar，该高速旋转部件的转速高达20000rpm，压力波动会对压缩机产生极大的损害，因此，在进入水蒸汽压缩机9之前，水蒸汽先进入低压蒸汽收集器8，形成压力为1bar的稳定的蒸汽流后进入压缩机，同时为避免对高压用户蒸汽管网造成冲击，经压缩后的水蒸汽在高压蒸汽输出器10中形成稳定的2～7bar的蒸汽后，再通过高压蒸汽输出口进入高压蒸汽用户管网12提供给高压蒸汽用户，如化工、动力等行业。

本实施例中，工质压缩机1输出的工质的温度大于100℃，以使常压水能够气化为水蒸汽；工质压缩机1输出的工质的温度优选为在120℃以上，以增大换热温差。

蒸发器5的管径小于9mm。温度和压力均降低的工质经过节流机构3节流，进一步降低其温度和压力，进入低压下的两相状态，工质干度较大，含有大量气体，由于整个系统压力较高，大量气体进入一方面影响蒸发器5换热，另一方面会造成压力急剧上升而产生安全隐患，经过气液分离器将气体和液体分离，其中气体通过旁路不经过蒸发器，直接进入压缩机，液体进入蒸发器蒸发，将蒸发器5的管径设计为小于9mm，有效地提高其耐压能力。

具体的，在本实施例中，节流机构3为膨胀阀，工质为二氧化碳。

本实施例的蒸汽产生装置的工作过程为：饱和的低压工质经过工质压缩机后，其温度和压力均提高，成为饱和气体，在冷凝器中与水换热，降温降压释放热量后成为饱和液体；经过节流机构的节流作用，工质的温度和压力下降，处于该温度和压力下的两相状态；该两相状态的干度较高，气体含量较多，因此在进入蒸发器之前，该气液两相的工质经过气液分离器，经分离后的液体工质进入蒸发器蒸发，吸收环境或其他热源的热量，由液体转变为饱和气体，该饱和气体连同在气液分离器中分离出的气体一起进入工质压缩机压缩，从而完成一个工质循环过程；与此同时，水泵将水从蓄水箱中泵入冷凝器中，在冷凝器中被高温高压的工质加热，气化成为水蒸汽，从而产生低压蒸汽。该低压蒸汽可以从低压蒸汽输出口输出，应用于酒店、餐饮等行业的消毒工艺，但不能作为动力蒸汽或者化工行业的热源使用，因此需要所述蒸汽压力提高系统进一步提高水蒸汽的压力。低压蒸汽产生系统产生的低压蒸汽经过低压蒸汽收集器，在其中成为稳定的蒸汽流后进入水蒸汽压缩机，经水蒸汽压缩机提高其温度和压力，高温高压的水蒸汽通过与水蒸汽压缩机直接相连的高压蒸汽输出器流出，进入高压蒸汽用户管网。

综上所述，低压低温的饱和工质气体经工质压缩机压缩成为高温高压的饱和气体，在气冷器中与水换热，工质将热量释放给水，使之蒸发成为水蒸汽，自身温度和压力下降，存在较大的温度滑移；工质在气冷器中的压力极高，为降低整个装置成本，气冷器的工质一侧(管程)采用全焊接工艺，而水一侧(壳程)采用开放式结构，与大气直接连通。

由于本蒸汽产生装置仅使用电能，将低品位的环境热量(或废热)转变为高品位的热能，并将该热能释放给水，从而产生表压为1bar的水蒸汽，同时，通过蒸汽压力提高系统，产生表压为2～7bar的高压水蒸汽，供化工、动力等行业使用。本装置不直接使用燃煤等化石能源，提高了能源利用率，而且该工质也是采用自然工质，不会造成环境污染，是煤改电的有效措施，在蒸汽发生领域具有较高的应用价值和推广意义。

本实用新型的实施例是为了示例和描述而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

一种蒸汽产生装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。