一种蒸气发生器和氢气发生器的制作方法

1.本实用新型涉及化工设备技术领域，具体而言，涉及一种蒸气发生器和一种氢气发生器。


背景技术：

2.随着传统矿物能源的大量使用，大气污染日益严重，并且矿物资源逐渐枯竭，因此急需一种环保高效的清洁能源，例如太阳能、水能、风能和氢能。其中，氢气能够清洁燃烧注定是一种理想的能源，但在制氢过程中，其生产环境需严格把控，一旦氢气泄漏将造成严重的安全事故。
3.现有制氢工艺中，有利用甲醇与水为原料液进行氢气制备的方法，为了使蒸气直接使用，每个氢气发生器都设有对应的蒸气发生器，但是现有的蒸气发生器是将液态水加入管内，在管外通入高温气体进行加热，但是为了保证换热面积，不能换热管做的较粗，这样导致蒸气生成的速率较慢。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型实施例提供一种蒸气发生器，使有效提高了蒸气的生产速率。
5.为解决上述问题，本实用新型提供一种蒸气发生器，包括：蒸气生成部，所述蒸气发生部上开设有至少一个进液管和蒸气出口；多个换热管，所述多个换热管设于所述蒸气生成部内部，蒸气生成空间，所述蒸气生成空间设于所述多个换热管和所述蒸气生成部之间；气体输入装置，所述气体输入装置上设有气体输入口，且所述气体输入装置连通所述多个换热管；气体输出装置，所述气体输出装置上设有气体输出口，且所述气体输出装置连通所述多个换热管；其中，所述蒸气生成部设于所述气体输入装置和所述气体输出装置之间。
6.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：由于现有的蒸气发生器是将液态水加入管内，在管外通入高温气体进行加热，但是为了保证换热面积，不能换热管做的较粗，这样导致蒸气生成的速率较慢，因此本实用新型通过将蒸气生成空间设置在蒸气生成部和多个换热管之间，从而增大液态水和多个换热管之间的接触面积，且液态水的容积变大，从而增加蒸气生成的速率。
7.在本实用新型的一个实例中，所述换热管为直管、盘管或弯管中的任意一种。
8.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：一方面将换热管设置为直管，在不考虑成本的情况下，直管状的换热管可使气体流量增多，从而使换热管可持续保持较高的温度状态，从而使提高蒸气的生产效率；另一方面将换热管设置为盘管，可增大气体和水之间的接触面积，从而使水更好的受热，从而提高气体的使用率。
9.在本实用新型的一个实例中，还包括：电加热组件，所述电加热组件的至少一部分设于所述蒸气生成空间内。
10.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置电加热过热部，在气体过热部内气体温度过低时，可通过电加热过热部对蒸气进行进一步的加热，使蒸气中
夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少。
11.在本实用新型的一个实例中，所述气体输入装置包括：第一固定板；至少一个第一过渡件，所述第一过渡件设于所述第一固定板连接所述换热管的一端；其中，所述第一过渡件和所述换热管一一对应设置。
12.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：设置第一固定板连接换热管的一端，且在第一固定件上设置至少一个第一过渡件，通过第一过渡件和换热管一一对应设置，一方面便于固定换热管；另一方面，当在第一固定件上设置换热管时，可通过至少一个第一过渡件将其对应的换热管插入。
13.在本实用新型的一个实例中，还包括：过热部，所述过热部的至少一部分设于所述气体输出装置内，且所述过热部内设有蒸气传输管，且所述蒸气传输管的一端连接所述蒸气出口。
14.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过在蒸气生成部内设置蒸气生成空间，且在蒸气部换热管的一端连接过热部，在蒸气生成部中加热完的气体在加热完蒸气后，会进入至过热部，从而对排出的蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少。
15.在本实用新型的一个实例中，所述过热部包括：气体过热部和电加热过热部；其中，所述气体过热部设于所述电加热过热部和所述蒸气生成部之间。
16.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过设置气体过热部和电加热过热部，一方面在换热管上对蒸气生成部进行加热的气体，可进入气体过热部进行二次加热使用，从而对排出的蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少；另一方面通过设置电加热过热部，在气体过热部内气体温度过低时，可通过电加热过热部对蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少。
17.在本实用新型的一个实例中，所述气体过热部包括：气体过热空间，所述气体过热空间连通所述换热管；蒸气过热管，所述蒸气过热管设于所述气体过热空间内，且所述蒸气过热管的一端连通所述蒸气出口，相对的另一端连通所述电加热过热部。
18.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：通过将气体过热空间连通多个换热管，且气体过热空间内设有蒸气过热管，在蒸气生成部生成的蒸气通过蒸气过热管传输至过热部，从而进行过热。
19.在本实用新型的一个实例中，所述气体过热部还包括：第二固定板；至少一个第二过渡件，所述第二过渡件设于所述第二固定板连接所述换热管的一端；其中，所述第二过渡件和所述换热管一一对应设置。
20.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：设置第二固定板连接换热管的一端，且在第二固定件上设置至少一个第二过渡件，通过第二过渡件和换热管一一对应设置，一方面便于固定换热管；另一方面，当在第二固定件上设置换热管时，可通过至少一个第二过渡件将其对应的换热管插入。
21.在本实用新型的一个实例中，所述电加热过热部包括：电加热过热空间，所述电加热过热空间连通所述蒸气过热管，且所述电加热过热空间上设有蒸气输出口；第二电加热组件，所述第二电加热组件设于所述电加热过热空间内；蒸气输入分管，所述蒸气输入分管
连通所述电加热过热空间。
22.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：当蒸气生成部生产的蒸气的量减少导致氢气生成速率减少时，可通过蒸气输入分管外接入至电加热过热部，从而提高氢气生成速率，当蒸气生成部生产的蒸气的量增多时，可通过蒸气输入分管传输出一部分的蒸气连接至别的装置进行使用，从而实现合理调配。
23.另一方面，本发明实施例还提供了的一种氢气发生器，包括：制氢反应部；如上述任一项实施例所述的蒸气发生器，且所述蒸气发生器连接所述制氢反应部。
24.本实施例中的氢气发生器包括制氢反应部和如本发明任一实施例的蒸气发生器，且蒸气发生器连接制氢反应部，因此其具有如本发明任一实施例的蒸气发生器的全部有益效果，在此不再赘述。
25.与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：
26.采用本实用新型的技术方案后，能够达到如下技术效果：
27.(1)由于现有的蒸气发生器是将液态水加入管内，在管外通入高温气体进行加热，但是为了保证换热面积，不能换热管做的较粗，这样导致蒸气生成的速率较慢，因此本实用新型通过将蒸气生成空间设置在蒸气生成部和多个换热管之间，从而增大液态水和多个换热管之间的接触面积，且液态水的容积变大，从而增加蒸气生成的速率；
28.(2)将换热管设置为直管，在不考虑成本的情况下，直管状的换热管可使气体流量增多，从而使换热管可持续保持较高的温度状态，从而使提高蒸气的生产效率；
29.(3)将换热管设置为盘管，可增大气体和水之间的接触面积，从而使水更好的受热，从而提高气体的使用率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中待要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明第一实施例提供的一种蒸气发生器的结构示意。
32.图2为本发明第一实施例提供的一种蒸气发生器的爆炸图。
33.图3为图1中所示蒸气生成部和加热组件的连接示意图。
34.图4为蒸气发生器的仰视图。
35.图5为图4中a-a方向的剖视图。
36.图6为图3中所示第一固定板的结构示意图。
37.图7为图3中所示第二固定板的结构示意图。
38.附图标记说明：
39.100为蒸气发生器；10为蒸气生成部；11为进液管；12为蒸气出口；13 为蒸气生成空间；20为加热组件；21为气体加热组件；211为气体输入装置； 212为气体输入口；22为第一电加热组件；23为第二固定板；24为第二过渡件；30为过热部；31为气体过热部；311为蒸气过热管；312为气体输出口； 313为气体过热空间；32为电加热过热部；321为第二电加热组件；322为蒸气输出口；323为蒸气输入分管；324为电加热过热空间；33为第一固定板； 34
为第一过渡件；40为液位计；50为换热管。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.【第一实施例】
42.参见图1，其为本发明第一实施例提供的一种蒸气发生器100的结构示意图。结合图1-5，蒸气发生器100例如包括：蒸气生成部10，蒸气生成部10 设有蒸气生成空间13，蒸气发生部一端开有至少一个进液管11，而在蒸气发生部另一端开有蒸气出口12；多个换热管50，多个换热管50设于蒸气生成部10内部，蒸气生成空间13，蒸气生成空间13设于多个换热管50和蒸气生成部10之间；气体输入装置211，气体输入装置211上设有气体输入口212，且气体输入装置211连通多个换热管50；气体输出装置，气体输出装置上设有气体输出口312，且气体输出装置连通多个换热管50；其中，蒸气生成部10设于气体输入装置211和气体输出装置之间。
43.举例来说，由于现有的蒸气发生器100是将液态水加入管内，在管外通入高温气体进行加热，但是为了保证换热面积，不能换热管50做的较粗，这样导致蒸气生成的速率较慢，因此本实用新型通过将蒸气生成空间13设置在蒸气生成部10和多个换热管50之间，从而增大液态水和多个换热管 50之间的接触面积，且液态水的容积变大，从而增加蒸气生成的速率。
44.优选的，换热管50为直管、盘管或弯管中的任意一种。举例来说，一方面将换热管50设置为直管，在不考虑成本的情况下，直管状的换热管50 可使气体流量增多，从而使换热管50可持续保持较高的温度状态，从而使提高蒸气的生产效率；另一方面将换热管50设置为盘管，可增大气体和水之间的接触面积，从而使水更好的受热，从而提高气体的使用率。
45.进一步的，蒸气发生器100例如还包括：电加热组件20，电加热组件 20的至少一部分设于蒸气生成空间13内。举例来说，通过设置电加热过热部32，在气体过热部31内气体温度过低时，可通过电加热过热部32对蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少。
46.优选的，参见图6，气体输入装置211包括：第一固定板33；至少一个第一过渡件34，第一过渡件34设于第一固定板33连接换热管50的一端；其中，第一过渡件34和换热管50一一对应设置。
47.需要说明的是，设置第一固定板33连接换热管50的一端，且在第一固定件上设置至少一个第一过渡件34，通过第一过渡件34和换热管50一一对应设置，一方面便于固定换热管50；另一方面，当在第一固定件上设置换热管50时，可通过至少一个第一过渡件34将其对应的换热管50插入。
48.具体的，蒸气发生器100例如还包括：过热部30，过热部30的至少一部分设于气体输出装置内，且过热部30内设有蒸气传输管，且蒸气传输管的一端连接蒸气出口12。
49.举例来说，通过在蒸气生成部10内设置蒸气生成空间13，且在蒸气部换热管50的一端连接过热部30，在蒸气生成部10中加热完的气体在加热完蒸气后，会进入至过热部30，从而对排出的蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少。
50.进一步的，过热部30包括：气体过热部31和电加热过热部32；其中，气体过热部31设于电加热过热部32和蒸气生成部10之间。举例来说，通过设置气体过热部31和电加热过热部32，一方面在换热管50上对蒸气生成部10进行加热的气体，可进入气体过热部31进行二次加热使用，从而对排出的蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少；另一方面通过设置电加热过热部32，在气体过热部31内气体温度过低时，可通过电加热过热部 32对蒸气进行进一步的加热，使蒸气中夹杂的液态水其在进入氢气发生器之前进行二次加热，使蒸气中夹杂的液态水减少。
51.优选的，气体过热部31包括：气体过热空间313，气体过热空间313 连通换热管50，且气体过热空间313上设有气体输出口312；蒸气过热管 311，蒸气过热管311设于气体过热空间313内，且蒸气过热管311的一端连通蒸气出口12，相对的另一端连通电加热过热部32。
52.举例来说，通过将气体过热空间313连通多个换热管50，且气体过热空间313内设有蒸气过热管311，在蒸气生成部10生成的蒸气通过蒸气过热管311传输至过热部30，从而进行过热。
53.优选的，气体输出装置和气体过热部31可联通设置，且公用一个气体输出口312。需要说明的是，由于在气体过热部31上需要通入高温气体，因此可以将气体输出装置内的高温气体排出入至气体过热部31上，从而使换热管50排出的高温气体实现二次利用。
54.优选的，参见图7，气体过热部31还包括：第二固定板23；至少一个第二过渡件24，第二过渡件24设于第二固定板23连接换热管50的一端；其中，第二过渡件24和换热管50一一对应设置。
55.举例来说，设置第二固定板23连接换热管50的一端，且在第二固定件上设置至少一个第二过渡件24，通过第二过渡件24和换热管50一一对应设置，一方面便于固定换热管50；另一方面，当在第二固定件上设置换热管50时，可通过至少一个第二过渡件24将其对应的换热管50插入。
56.进一步的，电加热过热部32包括：电加热过热空间324，电加热过热空间324连通蒸气过热管311，且电加热过热空间324上设有蒸气输出口 322；第二电加热组件321，第二电加热组件321设于电加热过热空间324 内；蒸气输入分管323，蒸气输入分管323连通电加热过热空间324。
57.举例来说，当蒸气生成部10生产的蒸气的量减少导致氢气生成速率减少时，可通过蒸气输入分管323外接入至电加热过热部32，从而提高氢气生成速率，当蒸气生成部10生产的蒸气的量增多时，可通过蒸气输入分管 323传输出一部分的蒸气连接至别的装置进行使用，从而实现合理调配。
58.进一步的，蒸气发生器100例如还包括：液位计40，液位计40连接蒸气生成部10；其中，液位计40用于检测蒸气生成部10内部液体的高度。举例来说，通过在蒸气生成部10上设置液位计40，通液位计40检测蒸气生成部10内部液体的高度，可根据实时得知的蒸气生成
部10内部液体的高度进行进液或停止进液，当蒸气生成部10内液体较多时，会使液体蒸发生成蒸气时导致蒸气内所带的小液滴较多，此时会停止输送水；当蒸气生成部10内液体较少时，会导致换热管50和液体的接触面积减小，从而导致换热管50 加热效率下降，引起蒸气生成量降低，此时需要向蒸气生成部10中输送液体。
59.在一个具体的实施例中，先将液体从进液管11输入至蒸气生成部10内，然后开启气体加热组件21和/或第一电加热组件22对蒸气生成部10内的液体进行加热，从而生产蒸气，生成的蒸气从蒸气出口12排出至蒸气过热管 311内，且气体加热组件21中的热气从气体加热组件21通过换热管50传输至气体过热部31内，对蒸气过热管311内的蒸气进行二次加热，蒸气再从对蒸气过热管311传输至电加热过热部32；通过第二电加热器再次对蒸气进行加热，再从蒸气输出口322排出。
60.【第二实施例】
61.本发明实施例还提供了的一种氢气发生器，包括：制氢反应部；如第一实施例任一项的蒸气发生器100，且蒸气发生器100连接制氢反应部。
62.本实施例中的氢气发生器包括制氢反应部和如本发明任一实施例的蒸气发生器100，且蒸气发生器100连接制氢反应部，因此其具有如本发明任一实施例所述的蒸气发生器100的全部有益效果，在此不再赘述。
63.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。