一种高温高压蒸汽锅炉及其控制方法与流程

本发明涉及，特别指一种高温高压蒸汽锅炉，同时公开了一种高温高压蒸汽锅炉的控制方法。

背景技术：

1、随着科技的发展，各种设备层出不穷给人们的生活带来更多的便利性。蒸汽是水通过加热汽化后形成的一种高温热媒介，可以作为动力传输和热能传导使用，在食品加工领域中热蒸汽普遍应用于蒸制。比如蒸蛋器、蒸锅，以及蒸汽烤箱等。使用热蒸汽工作的产品，其核心元件为蒸汽发生器，传统的蒸汽发生器统称为锅炉，即通过密闭的容器对水进行加热，使其达到临界温度以汽化形成蒸汽的装置。

2、中国专利cn1593303c所公开的一种过热蒸汽炉，包括柜箱，限定有烹饪腔，过热蒸汽发生器用于提供过热蒸汽供给到烹饪腔，蒸汽散射单元连接烹饪腔和蒸汽散热装置，蒸汽散射单元具有盒形盖，所述盒形盖自烹饪腔的后壁的内表面向内凸起，盒形盖的前部闭合，围绕盖所形成的多个蒸汽释放孔a、b将过热蒸汽释放到烹饪腔中。蒸汽散射单元的多个蒸汽释放孔a和b通常形成在蒸汽散射单元的侧壁和下端壁上。

3、该现有技术中过热蒸汽发生器将汽化后的过热蒸汽经由蒸汽散射单元送入烹饪腔，过热蒸汽中含有大量的水分。由于现在的过热蒸汽炉多为电子产品，过热蒸汽冷凝在烹饪腔内会影响设备安全，过热蒸汽冷凝在食材上则会破坏食物的品质。尤其在于，现有的过热蒸汽炉使用的热蒸汽发生器的蒸汽产生速度慢，过热蒸汽在传输过程中温度容易衰减，影响烹饪效率。因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构合理、蒸汽发生效率高、蒸汽含水量低的高温高压蒸汽锅炉及其控制方法。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明所述的一种高温高压蒸汽锅炉，包括锅体，所述锅体内设有汽化腔，锅体的底部设有加热组件；所述锅体的上端板上设有延伸座，延伸座的上端口上封装有盖板，从而使盖板、延伸座和锅体之间构成分离腔，所述盖板上设有排气嘴，锅体的上端板上设有第一阀座，第一阀座的进气口通过孔连通汽化腔，第一阀座内设有控压组件，第一阀座的出气口与所述排气嘴在水平面上呈左右间隔设置。所述锅体为中空结构从而在内部形成汽化腔，汽化腔内注入有水，所述加热组件发热使汽化腔内的水汽化形成热蒸汽。所述第一阀座建立汽化腔和分离腔之间的蒸汽流动路径，其中第一阀座内设有控制该流动路径通断的控压组件，从而使所述汽化腔内的压力提升以获得温度更高的蒸汽。

4、优选的是，所述第一阀座与排气嘴左右错位设置，汽化腔内的压力超过控压组件的设定值时，蒸汽从所述第一阀座喷向盖板，蒸汽中携带的水分子以及在冷凝作用下形成的水滴会挂在盖板底面，在重力作用下水滴掉落在分离腔内，而蒸汽改变流动方向从排气嘴排出，排气嘴连接用气装置使其获得更干的蒸汽。

5、进一步地，所述延伸座和锅体一体设置，加热组件加热所述锅体时热量会传导到所述延伸座以及分离腔，进而减少蒸汽流经分离腔时的温度衰减，以及减少冷凝水的产生，从而获得更高温度的蒸汽。

6、根据以上方案，所述盖板上设有缓冲帽，缓冲帽向上凸起从而使其与盖板之间形成缓冲腔，所述排气嘴设于缓冲帽的一侧，所述第一阀座的出气口朝上并指向所述缓冲腔。所述缓冲帽形成的缓冲腔处于所述盖板端面之上，而排气嘴设置在盖板上与所述缓冲腔形成高低方向上的落差。从所述第一阀座上喷出的高温蒸汽首先进入缓冲腔并喷射在缓冲帽上，蒸汽撞击缓冲帽改变流动路径后从排气嘴中喷出。可以理解的是，所述缓冲腔位置较高，蒸汽从缓冲腔流行排气嘴时存在一个向下的阶段性路径，在该段路径上，冷凝水被气流带动流向分离腔的底部，从而减少过热蒸汽中的水含量，尤其是避免冷凝水流向用气装置。

7、根据以上方案，所述第一阀座的上端设有第一阀盖，出气口开设于所述第一阀盖上；所述控压组件包括第一钢珠、第一弹簧和第一推杆，第一钢珠可活动地设置在第一阀座的进气口处，第一推杆的下端与第一钢珠抵触连接；所述第一弹簧的下端与第一推杆配合连接，第一弹簧的上端与第一阀盖抵触连接，第一推杆的上端可上下活动地设于所述出气口内。所述第一阀座的进气口通过孔与汽化腔连通，第一钢珠设置在第一阀座的进气口处，所述第一弹簧驱动所述第一推杆施加一个向下的力，使第一钢珠切断第一阀座与汽化腔之间孔连接。上述设置使加热组件工作时，提升汽化腔内的压力以提高蒸汽发生效率，获得温度更高的过热蒸汽。当汽化腔内的压力超过第一弹簧施加的作用力时，第一推杆沿所述出气口向上移动，汽化腔内的压力推开所述第一钢珠，汽化腔内的蒸汽从第一阀座流向缓冲腔。

8、根据以上方案，所述分离腔内设有泄压阀，泄压阀固定安装在锅体的上端板上，且泄压阀通过孔连通汽化腔。所述泄压阀的设定压力值大于控压组件的设定压力，当第一阀座上的控压组件失效时，泄压阀才能被开启，防止锅体内的汽化腔内压过大。

9、根据以上方案，所述锅体的上端板上设有回流孔，回流孔连通所述分离腔和汽化腔；所述回流孔上穿设有可沿其上下活动的回流阀杆，回流阀杆的下端设有密封碟片。当所述加热组件工作时，汽化腔内的温度和压力升高导致所述密封碟片封堵所述回流孔。当汽化腔内的压力下降后，在重力的作用下回流阀杆会带动密封碟片下降，此时密封碟片不能完全封堵所述回流孔，进而分离腔内的冷凝水从回流孔流入汽化腔内。

10、根据以上方案，所述锅体上设有第一温度传感器，加热组件上设有第二温度传感器和突跳温控器。所述第一温度传感器实时监测汽化腔内的温度，同时，根据温压比可以计算和判断汽化腔内的压力，第二温度传感器和突跳温控器实时监测加热组件的工作状态，防止超压、过热等故障情况发生。

11、根据以上方案，所述锅体的侧壁上设有连通汽化腔的进水口，进水口连接水泵，锅体的底部设有排水口，排水口连接电磁阀；还包括主控电路板，所述主控电路板分别连接加热组件、水泵、电磁阀、第一温度传感器、第二温度传感器和突跳温控器。所述主控电路板具有微处理器，主控电路板可以是使用蒸汽设备的控制器部件，水泵和电磁阀均为蒸汽设备的附属配件，主控电路控制加热组件、进水阀、电磁阀、突跳温控器、第一温度传感器和第二温度传感器的反馈信号，实时调整锅炉的工作状态。

12、优选的是，所述水泵由主控电路板实时控制，用以少量多次地向汽化腔内添加水，加水的频率和数量基于第一温度传感器、第二温度传感器的反馈数据，从而实现精确控水提升蒸汽发生效率。

13、当然所述主控电路板可实时监控锅炉的工作状态，在超压、过热等故障情况发生时自动关闭加热组件。进一步地，主控电路板可自动控制连接排水口的电磁阀，将汽化腔内的残余水、蒸汽排出。

14、一种高温高压蒸汽锅炉的控制方法，所述主控电路板启动加热组件时，第一温度传感器和第二温度传感器实时反馈信号给主控电路板；所述主控电路板基于汽化腔内的温度和蒸汽发生速度，控制所述水泵小量分次向汽化腔内注水，使汽化腔内的水位维持在低水位状态；所述主控电路板关闭加热组件时，主控电路板控制水泵向汽化腔内注入水，第一温度传感器反馈信号给主控电路板，当汽化腔内的温度下降到设定值时，所述主控电路板启动电磁阀通过排水口将汽化腔内的水和压力排出。

15、根据以上方案，所述主控电路板控制电磁阀多次间歇地开闭所述排水口，直到汽化腔内的压力下降到安全值以下。所述电磁阀间歇开启排压排水模式，防止汽化腔内的残余压力产生喷射水流造成的安全风险。

16、本发明的一种高温高压蒸汽锅炉及其控制方法，锅体上设置延伸座使锅体温度可传导至分离腔，蒸汽经过分离腔时的温度衰减少，冷凝量更小，蒸汽从第一阀座喷射在盖板上，热蒸汽撞击盖板改变路径获得水汽分离效果，水滴在重力作用力下留在分离腔内，从而获得更干燥的高温蒸汽。