一种汽水分离器及燃气锅炉的制作方法

1.本技术涉及工业技术领域，尤其是涉及一种汽水分离器及燃气锅炉。


背景技术：

2.汽水分离器的作用是使饱和蒸汽中带的水有效地分离出来，提高蒸汽干度，现有的分离方式有挡板式、折流式和重力式等，但是在体积和分离效果上很难做到均衡，想要得到高干度的蒸汽只能增加体积或者进行串联。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种汽水分离器及燃气锅炉，通过分流以及离心力分离的方式使得蒸汽中的水分能够快速被分离开，能够有效提高蒸汽的干度。
4.本技术实施例的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：第一方面，本技术实施例提供了一种汽水分离器，包括：壳体；多个分离区，自下而上顺序设在壳体内，分离区包括排水层和导流层，排水层位于导流层下方；分离器，设在壳体内，具有一个输入端，一个液态输出端和一个气态输出端；自下而上的方向上，分离器的输入端与下一个分离区的导流层连通，液态输出端与下一个分离区的排水层连通，气态输出端与上一个分离区的导流层连通，最上一层分离器的气态输出端与壳体内的空间连通；输入端，设在壳体上，自下而上的方向上，输入端与第一个分离区的导流层连通；输出端，设在壳体上，与壳体内的空间连通；以及排水管道，第一端伸入到壳体内并顺序与每一个排水层连通。
5.在第一方面的一种可能的实现方式中，导流层的底面为平面，排水层的底面为斜面；排水层底面靠近排水管道的一端低于另一端。
6.在第一方面的一种可能的实现方式中，导流层的底面上设有螺旋线导流板；导流层内的分离器沿螺旋线导流板顺序设置。
7.在第一方面的一种可能的实现方式中，自下而上的方向上，下一个分离器上的气态输出端朝向匹配的上一个分离器上的输入端。
8.在第一方面的一种可能的实现方式中，自下而上的方向上，下一个分离器上的气态输出端伸入到匹配的上一个分离器上的输入端的内部。
9.在第一方面的一种可能的实现方式中，还包括泄压部分，泄压部分包括：泄压管道，第一端连接在壳体上并与分离区上的导流层连通；以及压力阀与单向阀，均设在泄压管道上；其中，在泄压管道内的气流方向上，压力阀位于单向阀的前方；
泄压管道的第二端连接在输入端上。
10.在第一方面的一种可能的实现方式中，还包括泄压部分，泄压部分包括：泄压管道，第一端穿过壳体后经过排水层后从导流层的中心处伸出；以及压力阀与单向阀，均设在泄压管道上；其中，在泄压管道内的气流方向上，压力阀位于单向阀的前方；泄压管道的第二端连接在输入端上。
11.在第一方面的一种可能的实现方式中，壳体包括桶型部分和设在桶型部分上的圆锥部分；分离区位于桶型部分内，输出端与圆锥部分的最高处连接。
12.在第一方面的一种可能的实现方式中，圆锥部分的内壁上设有环形导流槽；圆锥部分的内壁上还均布有导流翅，导流翅位于输出端与圆锥部分的连接处与环形导流槽之间；还包括设在圆锥部分的内壁上的液位传感器和电控阀；电控阀的控制端与液位传感器的信号输出端连接，电控阀的输入端与环形导流槽连通，输出端与壳体外部的空间连通。
13.第二方面，本技术实施例提供了一种燃气锅炉，包括第一方面及第一方面任意实现方式中所述的汽水分离器。
附图说明
14.图1是本技术实施例提供的一种汽水分离器的结构示意图。
15.图2是本技术实施例提供的一种分离器的工作原理示意图。
16.图3是基于图1给出的蒸汽的流向示意图。
17.图4是基于图1给出的液态水的流向示意图。
18.图5是本技术实施例提供的一种螺旋线导流板存在时分离器的分布示意图。
19.图6是本技术实施例提供的一种分离器层级连接示意图。
20.图7是本技术实施例提供的另一种汽水分离器的结构示意图。
21.图中，1、壳体，2、分离区，3、分离器，4、输入端，5、输出端，6、排水管道，7、泄压部分，11、桶型部分，12、圆锥部分，21、排水层，22、导流层，23、螺旋线导流板，71、泄压管道，72、压力阀，73、单向阀，121、环形导流槽，122、导流翅，123、液位传感器，134、电控阀。
具体实施方式
22.以下结合附图，对本技术中的技术方案作进一步详细说明。
23.请参阅图1，为本技术实施例公开的一种汽水分离器，汽水分离器由壳体1、分离区2、分离器3、输入端4、输出端5和排水管道6等组成，此处以壳体1竖直放置在水平面上的姿态为参考，多个分离区2自下而上顺序设在壳体1内，每一个分离区2由排水层21和导流层22两部分组成，并且排水层21位于导流层22下方。
24.在一些可能的实现方式中，壳体1内固定安装有多块板，这些板将壳体1内的区域进行划分，形成由排水层21和导流层22组成的分离区2。
25.请参阅图1和图2，分离器3设在壳体1内，作用是对流入到壳体1内的饱和蒸汽中的
水进行分离，具体而言，分离器3具有一个输入端，一个液态输出端和一个气态输出端，输入端位于分离器3的侧壁上，这样流入到分离器3内的饱和蒸汽就能够沿着分离器3的内壁做圆周运动，在离心力的作用下，饱和蒸汽的水分会与分离器3的内壁接触并沿着分离器3的内壁向下滑落，最终从分离器3的液态输出端流出。经过分离的蒸汽从分离器3的气态输出端流出。
26.分离器3分为多组，每一组中分离器3的数量为多个，每一组分离器3设置在一个分离区2内，具体的方式是，自下而上的方向上，分离器3的输入端与下一个分离器3的导流层22连通，液态输出端与下一个分离器3的排水层21连通，气态输出端与上一个分离器3的导流层22连通，最上一层分离器3的气态输出端与壳体1内的空间连通。
27.结合输入端4来看，输入端4设在壳体1上并且自下而上的方向上，输入端4与第一个分离区2的导流层22连通，也就是饱和蒸汽会从输入端4流入到最下一层分离区2内的导流层22中，然后在分离器3的引导下自下而上顺序经过每一层分离区2。该过程中，蒸汽中的水分被逐渐分离。
28.输出端5设在壳体1上并与壳体1内的空间连通，作用是将经过处理的蒸汽从壳体1内导出，分离出来的水分会通过排水管道6流出，排水管道6的第一端伸入到壳体1内并顺序与每一个排水层21连通，也就是每一层分离区2中的排水层21内的积水都会首先流入到排水管道6内，然后再通过排水管道6流出。
29.请参阅图3和图4，结合一个具体的处理过程，饱和蒸汽通过输入端4流入到壳体1的内部，首先进入到最下面一层的分离区2内的导流层22中，然后再进入到与该导流层22相连的多个分离器3内。
30.经过分离器3的分离后，分离出来的水流入到该导流层22下方的排水层21中从排水管道6排出，分离出来的蒸汽进入到上一层的分离区2内进行二次分离，二次分离的过程与上述内容中记载的过程相同，此处不再赘述。经过多次分离后，蒸汽中的水分大幅度降低，最终从壳体1上的输出端5流出，整体而言，本技术实施例公开的汽水分离器，借助与多组分离器3，能够使流入到导流层22内的蒸汽能够快速流动，不至于产生较大的背压，同时流入到分离器3内的蒸汽也是沿着分离器3的内壁做圆周运动，速度损失较小，并且借助分散在不同高度处的多组分离器3对蒸汽进行多次分离，能够有效降低蒸汽中的水分。
31.请参阅图1，作为申请提供的汽水分离器的一种具体实施方式，导流层22的底面为平面，排水层21的底面为斜面，并且，排水层21底面靠近排水管道6的一端低于另一端，这样做的目的是使排水层21内的积水能够快速排出，不会产生滞留。
32.请参阅图5，作为申请提供的汽水分离器的一种具体实施方式，导流层22的底面上设有螺旋线导流板23，同时，导流层22内的分离器3沿螺旋线导流板23顺序设置。
33.这样，对于最下一层的导流层22而言，流入到导流层22内的蒸汽流回沿着螺旋线导流板23转动并且均匀的流入到每一个分离器3内，能够进一步降低蒸汽的流速损耗；对于其它层的导流层22而言，能够使分离器3的对应关系明确，也就是从下方分离器3流出的蒸汽会进入到上方的分离器3中，同样可以降低流速损耗，因为不再需要首先进入到导流层22内再在导流层22内进行分配。
34.请参阅图6，作为申请提供的汽水分离器的一种具体实施方式，自下而上的方向
上，下一个分离器3上的气态输出端朝向匹配的上一个分离器3上的输入端，也就是说，在自下而上的方向上，从下一个分离器3喷出的蒸汽能够快速进入到上一个分离器3内进行分离，这样可以将蒸汽的速度损耗降至最小。
35.进一步地，请参阅图6，自下而上的方向上，下一个分离器3上的气态输出端伸入到匹配的上一个分离器3上的输入端的内部。
36.请参阅图1，作为申请提供的汽水分离器的一种具体实施方式，还增加了泄压部分7，泄压部分7由泄压管道71，压力阀72和单向阀73组成，泄压管道71第一端连接在壳体1上并与分离区2上的导流层22连通，第二端连接在输入端4上，作用是将导流层22内多余的蒸汽重新导入到输入端4。
37.应理解，如果导流层22内的压力值过大，就会导致背压增加，具体的表现为导流层22内的蒸汽流速下降，很明显，这会降低处理速度，因此需要通过泄压管道71对导流层22内的气压进行调整，使之在合适的范围内波动。
38.压力阀72和单向阀73均安装在泄压管道71上，压力阀72是一个开启阀，在导流层22内的气压超过允许值时自动打开，单向阀73的作用是避免输入端4处的蒸汽流入到泄压管道71内，因此，在泄压管道71内的气流方向上，压力阀72需要位于单向阀73的前方。
39.请参阅图7，如果导流层22内存在螺旋线导流板23，那么泄压管道71的第一端穿过壳体1后经过排水层21后从导流层22的中心处伸出。
40.请参阅图1，作为申请提供的汽水分离器的一种具体实施方式，壳体1包括桶型部分11和设在桶型部分11上的圆锥部分12，其中，分离区2位于桶型部分11内，输出端5与圆锥部分12的最高处连接。
41.圆锥部分12的作用是引导经过分离的蒸汽向输出端5流动，能够进一步降低蒸汽的流速损耗。
42.请参阅图1，作为申请提供的汽水分离器的一种具体实施方式，圆锥部分12的内壁上设有环形导流槽121，同时圆锥部分12的内壁上还均布有导流翅122，导流翅122位于输出端5与圆锥部分12的连接处与环形导流槽121之间并围绕圆锥部分12的轴线均匀设置。
43.流入到圆锥部分12的蒸汽与圆锥部分12的内壁和导流翅122接触后，会在圆锥部分12的内壁和导流翅122上产生水滴，这些水滴会流入到环形导流槽121内。
44.环形导流槽121内的积水通过液位传感器123和电控阀134排出，液位传感器123位于圆锥部分12的内壁上，位于圆锥部分12的外壁上，电控阀134的控制端与液位传感器123的信号输出端连接，电控阀134的输入端与环形导流槽121连通，输出端与壳体1外部的空间连通。
45.当环形导流槽121内的积水高度达到设定值时，液位传感器123向反馈一个信号，电控阀134接收到该信号后由关闭状态转为开启状态，此时环形导流槽121内的积水通过电控阀134流出，排水完成后，电控阀134关闭。
46.在一些可能的实现方式中，电控阀134的开启时间是设定好的。
47.本技术实施例还公开了一种燃气锅炉，包括上述内容中记载的任意一种汽水分离器。
48.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种汽水分离器，其特征在于，包括：壳体（1）；多个分离区（2），自下而上顺序设在壳体（1）内，分离区（2）包括排水层（21）和导流层（22），排水层（21）位于导流层（22）下方；分离器（3），设在壳体（1）内，具有一个输入端，一个液态输出端和一个气态输出端；自下而上的方向上，分离器（3）的输入端与下一个分离区（2）的导流层（22）连通，液态输出端与下一个分离区（2）的排水层（21）连通，气态输出端与上一个分离区（2）的导流层（22）连通，最上一层分离器（3）的气态输出端与壳体（1）内的空间连通；输入端（4），设在壳体（1）上，自下而上的方向上，输入端（4）与第一个分离区（2）的导流层（22）连通；输出端（5），设在壳体（1）上，与壳体（1）内的空间连通；以及排水管道（6），第一端伸入到壳体（1）内并顺序与每一个排水层（21）连通。2.根据权利要求1所述的一种汽水分离器，其特征在于，导流层（22）的底面为平面，排水层（21）的底面为斜面；排水层（21）底面靠近排水管道（6）的一端低于另一端。3.根据权利要求1所述的一种汽水分离器，其特征在于，导流层（22）的底面上设有螺旋线导流板（23）；导流层（22）内的分离器（3）沿螺旋线导流板（23）顺序设置。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种汽水分离器，其特征在于，自下而上的方向上，下一个分离器（3）上的气态输出端朝向匹配的上一个分离器（3）上的输入端。5.根据权利要求4所述的一种汽水分离器，其特征在于，自下而上的方向上，下一个分离器（3）上的气态输出端伸入到匹配的上一个分离器（3）上的输入端的内部。6.根据权利要求1或2所述的一种汽水分离器，其特征在于，还包括泄压部分（7），泄压部分（7）包括：泄压管道（71），第一端连接在壳体（1）上并与分离区（2）上的导流层（22）连通；以及压力阀（72）与单向阀（73），均设在泄压管道（71）上；其中，在泄压管道（71）内的气流方向上，压力阀（72）位于单向阀（73）的前方；泄压管道（71）的第二端连接在输入端（4）上。7. 根据权利要求3所述的一种汽水分离器，其特征在于，还包括泄压部分（7），泄压部分（7）包括：泄压管道（71），第一端穿过壳体（1）后经过排水层（21）后从导流层（22）的中心处伸出；以及压力阀（72）与单向阀（73），均设在泄压管道（71）上；其中，在泄压管道（71）内的气流方向上，压力阀（72）位于单向阀（73）的前方；泄压管道（71）的第二端连接在输入端（4）上。8.根据权利要求1所述的一种汽水分离器，其特征在于，壳体（1）包括桶型部分（11）和设在桶型部分（11）上的圆锥部分（12）；分离区（2）位于桶型部分（11）内，输出端（5）与圆锥部分（12）的最高处连接。9.根据权利要求8所述的一种汽水分离器，其特征在于，圆锥部分（12）的内壁上设有环
形导流槽（121）；圆锥部分（12）的内壁上还均布有导流翅（122），导流翅（122）位于输出端（5）与圆锥部分（12）的连接处与环形导流槽（121）之间；还包括设在圆锥部分（12）的内壁上的液位传感器（123）和电控阀（134）；电控阀（134）的控制端与液位传感器（123）的信号输出端连接，电控阀（134）的输入端与环形导流槽（121）连通，输出端与壳体（1）外部的空间连通。10.一种燃气锅炉，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的汽水分离器。

技术总结
本申请实施例涉及一种汽水分离器及燃气锅炉，汽水分离器包括壳体、设在壳体内的多个分离区、设在壳体内的分离器，分离器的输入端与下一个分离区的导流层连通，液态输出端与下一个分离区的排水层连通，气态输出端与上一个分离区的导流层连通，最上一层分离器的气态输出端与壳体内的空间连通、设在壳体上的输入端，自下而上的方向上，输入端与第一个分离区的导流层连通、设在壳体上并与壳体内的空间连通的输出端以及第一端伸入到壳体内并顺序与每一个排水层连通的排水管道。本申请实施例公开的汽水分离器及燃气锅炉，通过分流以及离心力分离的方式使得蒸汽中的水分能够快速被分离开，能够有效提高蒸汽的干度。能够有效提高蒸汽的干度。能够有效提高蒸汽的干度。


技术研发人员：顾从辉 翟惠煦 陈瑜 苗澍 刘炳伟 王凯军
受保护的技术使用者：郑州中鼎油气锅炉有限公司
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2022/3/8