[发明专利]一种微化组合式的加热装置

说明书

本发明公开了一种微化组合式的加热装置，属于热交换技术领域，该装置包括：一端开口的容器、在容器的壁上开孔若干个，并在开孔处安装固定相等数量的若干个微型射吸混合器、每个微型射吸混合器上设有喷孔体、喷孔、喷嘴、混合管，混合管的壁上设有若干个进水孔。微型射吸混合器利用了微化效应，不仅更好地抑制了噪音和振动的产生，也明显提高了热交换的效率。该装置用于蒸汽在液体中的喷射混合释放，直接对液体进行加热，可以有效地抑制噪音和振动的产生、扩大适用的蒸汽压力范围、提高蒸汽利用率、提高使用的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种微化组合式的加热装置，属于热交换技术领域，用于蒸汽在液体中的释放与混合换热，对液体进行加热。

背景技术

在工业与民用供热系统中，蒸汽作为一种热源被广泛的应用。用蒸汽直接输入液体，对液体进行加热，也是广为采用的方法。但蒸汽加热也有其自身的缺点，那就是在进行热交换时会产生较大的振动和噪音，这主要是因为蒸汽从管道中排出时，由于气量大、流速快，不能立即溶入水中，会形成较大的、被水包裹着的蒸汽泡，蒸汽泡在冷水的作用下被迅速冷凝，体积迅速减小，原有的界面消失，从而产生剧烈碰撞，形成较大的振动和噪音，为了解决这一问题，中国专利ZL200620032486.8曾公开过一种《射流复式蒸汽热水消声器》，其特点是蒸汽加速由蒸汽喷口喷入消声管内，高速蒸汽射流引射吸入冷水，并推动消声管内的水向前运动，在锥形消声管内蒸汽冷凝产生的收缩被管壁限制，从而消除振动和噪声。这种装置虽然能消除一部分噪音，但整体消音效果不够理想，加热水的温度也被限制在常压下的65℃，同时适用的蒸汽压力范围也较窄，体积较大。本发明内容针对现有技术存在的不足，进行了深入研究和试验，提出了更加科学的设计，通过对射吸混合器个体的微小化和优化设计及组合，达到更加优秀的降噪效果和换热效果。本发明的目的在于提供一种消声效果更好、适用的蒸汽压力范围更宽、液体的被加热温度更高、换热效率高、结构形式灵活、使用更加方便灵活、加热快、低成本的蒸汽释放加热液体的装置。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种微化组合式的加热装置，包括：一端开口的容器1、在容器1的壁上开孔若干个，并在开孔处安装固定相等数量的若干个微型射吸混合器2，微型射吸混合器2上设有喷孔体3、喷孔4、喷嘴5、混合管6，混合管6的壁上设有若干个进水孔7。喷孔4的内面为圆锥形或者近似于圆锥形，圆锥角度α介于0～25度(含0度)，锥形喷孔可以在短距离内压缩蒸汽提高蒸汽流速和蒸汽密度，产生更好的射吸能力；喷孔4的出口端直径不大于16毫米，微小化的喷孔利用了微化效应更好地抑制了噪音的产生，因此，随着喷孔4出口直径的逐渐增大，噪音值会逐渐变大；喷孔4的长度为其出口直径的2～8倍，更短的喷孔无法有效地形成柱状喷射气流，降低了射吸力从而使噪音值增大，而更长的喷孔会明显增大喷射的阻力。喷孔4的出口端设有喷嘴5，喷嘴5的外表面为圆锥形或者圆柱形，喷嘴5能够遮蔽(或者部分遮蔽)进水孔7，在提高射吸力的前提下，减小了噪音的产生与扩散，省略喷嘴5将造成噪音值升高。混合管6的内腔为圆锥形或近似于圆锥形，混合管6的内腔圆锥角度β介于0～20度(含0度)，在混合管6内蒸汽与液体摩擦产生大量细小涡流而分解扩散进入液体，蒸汽流速逐渐降低，与液体快速换热的同时加速了液体的流速，同时由于混合管6直径逐渐增大，混合管6中的流体静压力进一步降低，通过进水孔7产生更大的吸入力，有助于进入更多的冷水吸收蒸汽热能；混合管6的出口截面积是喷孔4出口截面积的4～10倍，可以容纳更多的水流通过；混合管6的长度是其出口直径的2.5倍以上，更长的混合管6可以在管内更充分地进行热交换，使得出口产生的噪音更小。进水孔7也采用微化的设计，其直径通常在10毫米以下，更小直径的进水孔7，可以更好地避免噪音的衍射与散射，具有更好的消音作用，在其他参数不变的情况下，随着进水孔7直径的增大，噪声值会逐渐增加；进水孔7采用一至多级设置，每级均有若干个进水孔；为了减少进水孔7的级数和数量，进水孔7也可以部分或者全部采用长缝隙形进水孔，在保证进水面积的同时，可以避免噪音值的大幅度增加，长缝隙形进水孔的缝隙宽度不应大于8毫米。每个混合管6上所有进水孔7的总面积介于混合管6出口截面积的0.5～2倍之间。微型射吸混合器2在容器1上的安装数量可以根据蒸汽的使用量来进行设定，在蒸汽用量小的情况下也可以单独使用一个微型射吸混合器2。