本發(fā)明涉及蒸汽鍋爐設(shè)備，特別是一種浸沒式電極蒸汽鍋爐。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的蒸汽鍋爐通過燃燒或者給電熱阻絲通電的方式產(chǎn)生熱量，然后再將熱量傳遞給鍋爐中的水，將水加熱用于制取水蒸氣。這些鍋爐一方面容易因為補水不及時出現(xiàn)干燒問題。另一方面，由于熱量是從高溫?zé)嵩聪蛑苓叺乃械蜏責(zé)嵩磦鬟f的，所以在加熱過程中，有相當(dāng)一部分熱量傳遞到其他物體上散失掉，能量的利用效率不高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種浸沒式電極蒸汽鍋爐。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種浸沒式電極蒸汽鍋爐，包括：內(nèi)筒和電極裝置，所述內(nèi)筒用于裝載電解質(zhì)溶液，所述電極裝置與內(nèi)筒內(nèi)的電解質(zhì)溶液接觸；內(nèi)筒與中性線連接，電極裝置與相線連接；所述電極裝置包括電極盤和電極棒，電極盤上設(shè)有不少于兩根的電極棒。

所述電極裝置與內(nèi)筒內(nèi)的電解質(zhì)溶液接觸，由于電極裝置與內(nèi)筒分別與相線和中性線(俗稱零線)連接，兩者之間形成電位差，使作為導(dǎo)體的電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生電流，電流在電解質(zhì)溶液中傳輸會產(chǎn)生熱量，無需經(jīng)過熱傳遞，直接使對電解質(zhì)溶液進行加熱，提升了加熱效率。

在水中加入磷酸鈉、硫酸鈉、硝酸鈉等強電解質(zhì)中的一種或多種，形成電解質(zhì)溶液，增加液體中的離子濃度，可以顯著提升液體的導(dǎo)電率，增大工作電流，提高了鍋爐的加熱效率。

為了保證輸電電路中的電阻不會太大影響加熱功率，通常會采用較粗的電極，然而這樣導(dǎo)致了電極與水的接觸面積較小，不利于對水的快速加熱。將電極裝置設(shè)置為盤狀，在盤上安裝多根電極棒，在形成通路時，由于有多根電極棒并列設(shè)置，形成并聯(lián)電路，所以電極棒依然能保持一個較低的阻抗，不會影響電路的輸電及加熱功率。

于本發(fā)明一實施例中，所述電極盤有三個，電極盤兩兩之間距離相等，呈正三角形排布；三個電極盤與三相交流電的三條相線一一對應(yīng)連接。

浸沒式電機蒸汽鍋爐采用三相四線式輸電，每個電極盤分別和一條相線連接，并均通過電解質(zhì)溶液和內(nèi)筒連通，形成用電負載通路。目前我國生產(chǎn)、配送的都是三相交流電。采用呈正三角形對稱設(shè)置的電極排布，可以更好地適配輸入的電流，提升了加熱效率，使內(nèi)筒里的電解質(zhì)溶液能更快地加熱并產(chǎn)生蒸汽，提高了加熱效率。

于本發(fā)明一實施例中，所述電極棒在電極盤上排布的形狀為扇形，扇形的弧形邊向外設(shè)置。

電極盤呈正三角形排布，這里的內(nèi)是指朝向電極盤組成的三角形中心的方向，外是指背離電極盤組成的三角形中心的方向。每個電極盤的形狀呈扇形或近似扇形，靠近外側(cè)的弧形邊可以大致構(gòu)成一個圓上的三段弧，每段弧之間的相位差為120°。電極棒安裝在電極盤的邊緣，所以設(shè)置在三個電極盤弧形邊側(cè)上的電極棒剛好三等分設(shè)置在一個圓上。因為盛水的內(nèi)筒通常為圓柱形，所以電極棒通過電極盤在圓上這樣等分設(shè)置，可以使內(nèi)筒里的水加熱更加均勻充分，避免因為局部加熱導(dǎo)致的加熱效率浪費。

于本發(fā)明一實施例中，所述電極棒下端向著合攏的方向延伸，同一電極盤上的電極棒之間的間距變小。

電極棒之間的間距從下端往上逐漸變大，當(dāng)內(nèi)筒內(nèi)的電解質(zhì)溶液液位逐漸升高時，其與電極棒之間接觸的表面積也在變大，從而可通過調(diào)節(jié)內(nèi)筒水位來實現(xiàn)對電極加熱回路中的電阻以及通過的電流的大小的控制。因為液位是可連續(xù)升降的，電極棒浸沒在電解質(zhì)溶液中的部分的面積也是連續(xù)變化的，因而可實現(xiàn)對加熱功率的無級調(diào)節(jié)。

于本發(fā)明一實施例中，所述電極盤上設(shè)有通孔，所述電極棒末端刻有螺紋，所述電極棒穿過通孔后通過螺母安裝在電極盤上。

通過螺母和螺紋擰在一起對電極棒進行固定安裝，便于對電極棒進行調(diào)節(jié)，以及當(dāng)電極棒在使用過程中損壞后，更換也較為方便。

于本發(fā)明一實施例中，還包括內(nèi)筒進水管，所述內(nèi)筒進水管末端分為三根，豎直設(shè)置在內(nèi)筒內(nèi)，三根內(nèi)筒進水管設(shè)置的位置呈正三角形分布，電極盤所構(gòu)成的正三角形的中心和內(nèi)筒進水管構(gòu)成的正三角形的中心重疊。

剛剛加入內(nèi)筒的水的溫度是最低的。為了保證充分加熱和水溫盡可能均勻統(tǒng)一，在進水時通過內(nèi)筒進水管將進水分流為三路，分別與三塊電極盤一一對應(yīng)，使水體分為三個結(jié)構(gòu)近似的加熱和對流循環(huán)塊，使內(nèi)筒里的電解質(zhì)溶液的加熱更加均勻。

于本發(fā)明一實施例中，所述內(nèi)筒進水管的側(cè)壁上包括不少于兩個出水孔，所述出水孔在內(nèi)筒進水管側(cè)壁上呈周向均勻排布。

通過在豎直排列的內(nèi)筒進水管上均勻設(shè)置多個出水孔，使得出水孔的出水盡可能緩和，不在內(nèi)筒里形成明顯的流動，水位趨于穩(wěn)定，使內(nèi)筒里的電極棒的放電端充分地與水接觸，保證了電極加熱的效率穩(wěn)定。

于本發(fā)明一實施例中，還包括外筒、外筒進水管、外筒出水管和內(nèi)筒水位調(diào)節(jié)管；所述內(nèi)筒設(shè)置在外筒內(nèi)部，所述外筒進水管和外筒出水管分別設(shè)置在外筒上，所述外筒出水管和內(nèi)筒進水管連接，所述內(nèi)筒水位調(diào)節(jié)管設(shè)置在內(nèi)筒底部。

先通過外筒進水，再將外筒內(nèi)的水通過外筒出水管和內(nèi)筒進水管輸送到內(nèi)筒里，實現(xiàn)供水速率的穩(wěn)定，避免因為水壓變動導(dǎo)致供水不均勻，內(nèi)筒內(nèi)的電解質(zhì)溶液水位波動?？梢栽趦?nèi)筒水位調(diào)節(jié)管與外筒進水管外部連接的管道上均設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥。在內(nèi)筒上設(shè)置內(nèi)筒水位調(diào)節(jié)管，電動調(diào)節(jié)閥分別設(shè)置在內(nèi)筒水位調(diào)節(jié)管和外筒進水管的管路上，可以通過外部連接的電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水位的變化，控制鍋爐的加熱產(chǎn)氣效率。

于本發(fā)明一實施例中，所述還包括外筒、支架、支架墊板、絕緣墊片、輸水管、絕緣法蘭和電極支撐管；所述內(nèi)筒設(shè)置在外筒內(nèi)，所述支架固定安裝在外筒內(nèi)，所述支架墊板固定安裝在支架上，所述絕緣墊片設(shè)置在支架墊板上，所述內(nèi)筒架設(shè)在絕緣墊片上；所述輸水管通過絕緣法蘭與內(nèi)筒外壁安裝連接，用于向內(nèi)筒輸水；所述電極支撐管包括支撐座、陶瓷絕緣管和電極桿，所述支撐座環(huán)繞固定在陶瓷絕緣管外圍；所述支撐座與外筒固定連接，所述電極桿穿過陶瓷絕緣管后和電極盤固定連接。

由于電極直接進入電解質(zhì)溶液中放電，為了保證安全以及盡可能使電極發(fā)出的能量都轉(zhuǎn)化為內(nèi)筒內(nèi)的水的熱量，需要對內(nèi)筒進行絕緣處理。但是內(nèi)筒里盛水后質(zhì)量較大，同時還要保證內(nèi)筒和電極裝置的穩(wěn)定，需要采用結(jié)構(gòu)強度較大的材料支撐，一般的絕緣材料難以滿足要求。通過在外筒內(nèi)設(shè)置支架，并在支架上鋪設(shè)支架墊板，在絕緣墊片上架設(shè)內(nèi)筒，支架墊板和絕緣墊片有較大的接觸面，使絕緣墊片上承載的壓強較小且應(yīng)力不易集中，保證了使用的穩(wěn)定性。因為內(nèi)筒進水管較長，且進水口和電極棒之間的距離較遠，故進水管路的阻值相比于內(nèi)筒通電回路的阻值大得多，電流并不會沿著水流傳輸出去。

但是因為內(nèi)筒和輸水管大多為金屬材質(zhì)，電流容易在上面?zhèn)鬏?，因此采用絕緣法蘭來連接輸水管和內(nèi)筒，避免了電流沿著輸水管道導(dǎo)出。使用陶瓷絕緣管將外筒和電極桿隔開，電極桿可以穿過外筒與電極裝置連接，起到傳導(dǎo)電力和固定連接電極裝置的作用。

于本發(fā)明一實施例中，還包括蒸汽出氣管和汽水分離器；所述蒸汽出氣管管口向下，設(shè)置在內(nèi)筒上方；所述汽水分離器設(shè)置在蒸汽出氣管管口；所述汽水分離器為上大下小的倒錐形結(jié)構(gòu)，所述汽水分離器下端設(shè)有封板，側(cè)壁上開有用于流通水蒸氣的通氣孔。

在加熱過程中，水蒸氣中容易混入細小的小水滴，降低蒸汽的品質(zhì)。通過電極加熱將水加熱生成蒸汽后，在蒸汽口設(shè)置一個倒錐形的汽水分離器，水蒸氣和攜帶著小水滴從通氣孔中通過。因為水氣分離器多采用金屬制成，溫度較低，小水滴容易在汽水分離器上冷凝，匯聚到封板上再從靠近封板的通氣孔中流回至內(nèi)筒，水蒸氣中的小水滴攜帶量降低，水蒸氣的品質(zhì)得到提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明浸沒式電極蒸汽鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明浸沒式電極蒸汽鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明浸沒式電極蒸汽鍋爐的電極裝置和電極支撐管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3中b部分放大示意圖；

圖5是本發(fā)明浸沒式電極蒸汽鍋爐的電極盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明浸沒式電極蒸汽鍋爐的電極盤的使用狀態(tài)示意圖；

圖7是本發(fā)明浸沒式電極蒸汽鍋爐的進水分配管和內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是圖2中a部分放大示意圖；

圖9是本發(fā)明浸沒式電極蒸汽鍋爐的汽水分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各附圖標(biāo)記為：

1、內(nèi)筒；121、支撐座；122、陶瓷絕緣管；123、電極桿；2、電極裝置；21、電極盤；22、電極棒；23、螺母；31、內(nèi)筒進水管；311、出水孔；32、外筒進水管；33、外筒出水管；34、內(nèi)筒水位調(diào)節(jié)管；4、外筒；41、支架；42、支架墊板；43、絕緣墊片；5、汽水分離器；51、封板；52、通氣孔。

具體實施方式

為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。

請參考圖1-4，本發(fā)明提供一種浸沒式電極蒸汽鍋爐，包括：內(nèi)筒1和電極裝置2，所述內(nèi)筒1用于裝載電解質(zhì)溶液，所述電極裝置2與內(nèi)筒1內(nèi)的電解質(zhì)溶液接觸；內(nèi)筒1與中性線連接，電極裝置2與相線連接；所述電極裝置2包括電極盤21和電極棒22，電極盤21上設(shè)有不少于兩根的電極棒22。

所述電極裝置2與內(nèi)筒1內(nèi)的電解質(zhì)溶液接觸，由于電極裝置2與內(nèi)筒1分別與相線和中性線(俗稱零線)連接，兩者之間形成電位差，使作為導(dǎo)體的電解質(zhì)溶液中產(chǎn)生電流，電流在電解質(zhì)溶液中傳輸會產(chǎn)生熱量，無需經(jīng)過熱傳遞，直接使對電解質(zhì)溶液進行加熱，提升了加熱效率。

為了保證輸電電路中的電阻不會太大影響加熱功率，通常會采用較粗的電極，然而這樣導(dǎo)致了電極與水的接觸面積較小，不利于對水的快速加熱。將電極裝置2設(shè)置為盤狀，在電極盤21上安裝多根電極棒22，在形成通路時，由于有多根電極棒22并列設(shè)置，形成并聯(lián)電路，所以電極棒22依然能保持一個較低的阻抗，不會影響電路的輸電及加熱功率。

請參考圖5和6，作為一種實施例，所述電極盤21有三個，電極盤21兩兩之間距離相等，呈正三角形排布；三個電極盤21與三相交流電的三條相線一一對應(yīng)連接。

浸沒式電機蒸汽鍋爐采用三相四線式輸電，每個電極盤21分別和一條相線連接，并均通過電解質(zhì)溶液和內(nèi)筒1連通，形成用電負載通路。目前我國生產(chǎn)、配送的都是三相交流電。采用呈正三角形對稱設(shè)置的電極排布，可以更好地適配輸入的電流，提升了加熱效率，使內(nèi)筒1里的電解質(zhì)溶液能更快地加熱并產(chǎn)生蒸汽，提高了加熱效率。

請參考圖5，作為一種實施例，電極棒22在電極盤21上排布的形狀為扇形，扇形的弧形邊向外設(shè)置。

如圖6所示，電極盤21呈正三角形排布，這里的內(nèi)是指朝向三個電極盤21組成的三角形中心的方向，外是指背離三個電極盤21組成的三角形中心的方向。每個電極盤21的形狀呈扇形或近似扇形，靠近外側(cè)的弧形邊可以大致構(gòu)成一個圓上的三段弧，每段弧之間的相位差為120°。電極棒22安裝在電極盤21的邊緣，所以設(shè)置在三個電極盤21弧形邊側(cè)上的電極棒22剛好三等分設(shè)置在一個圓上。因為盛水的內(nèi)筒1通常為圓柱形，所以電極棒22通過電極盤21在圓上這樣等分設(shè)置，可以使內(nèi)筒1里的水加熱更加均勻充分，避免因為局部加熱導(dǎo)致的加熱效率浪費。

請參考圖3，作為一種實施例，所述電極棒22下端向著合攏的方向延伸，同一電極盤21上的電極棒22之間的間距變小。

電極棒22之間的間距從下端往上逐漸變大，當(dāng)內(nèi)筒1內(nèi)的電解質(zhì)溶液液位逐漸升高時，其與電極棒22之間接觸的表面積也在變大，從而可通過調(diào)節(jié)內(nèi)筒1水位來實現(xiàn)對電極加熱回路中的電阻以及通過的電流的大小的控制。因為液位是可連續(xù)升降的，電極棒22浸沒在電解質(zhì)溶液中的部分的面積也是連續(xù)變化的，因而可實現(xiàn)對加熱功率的無級調(diào)節(jié)。

請參考圖4，作為一種實施例，電極盤21上設(shè)有通孔，電極棒22末端刻有螺紋，電極棒22穿過通孔后通過螺母23安裝在電極盤21上。

通過螺母23和螺紋擰在一起對電極棒22進行固定安裝，便于對電極棒22進行調(diào)節(jié)，以及當(dāng)電極棒22在使用過程中損壞后，更換也較為方便。

請參考圖2和7，作為一種實施例，還包括內(nèi)筒進水管31，所述內(nèi)筒進水管31末端分為三根，豎直設(shè)置在內(nèi)筒1內(nèi)，三根內(nèi)筒進水管31設(shè)置的位置呈正三角形分布，電極盤22所構(gòu)成的正三角形的中心和內(nèi)筒進水管31構(gòu)成的正三角形的中心重疊。

剛剛加入內(nèi)筒1的水的溫度是最低的。為了保證充分加熱和水溫盡可能均勻統(tǒng)一，在進水時通過內(nèi)筒進水管31將進水分流為三路，分別與三塊電極盤21一一對應(yīng)，使水體分為三個結(jié)構(gòu)近似的加熱和對流循環(huán)塊，使內(nèi)筒1里的電解質(zhì)溶液的加熱更加均勻。

請參考圖7，作為一種實施例，所述內(nèi)筒進水管31的側(cè)壁上包括不少于兩個出水孔311，所述出水孔311在內(nèi)筒進水管31側(cè)壁上呈周向均勻排布。

通過在豎直排列的內(nèi)筒進水管31上均勻設(shè)置多個出水孔311，使得出水孔311的出水盡可能緩和，不在內(nèi)筒里形成明顯的流動，水位趨于穩(wěn)定，使內(nèi)筒1里的電極棒22的放電端充分地與水接觸，保證了電極加熱的效率穩(wěn)定。

通過在豎直排列的進水管31上設(shè)置若干層出水結(jié)構(gòu)，每層出水結(jié)構(gòu)上的多個出水孔311還等分設(shè)置在同一層，使得出水孔311的出水盡可能緩和，不在內(nèi)筒里形成明顯的流動，水位趨于穩(wěn)定，使內(nèi)筒1里的電極棒22的放電端充分地與水接觸，保證了電極加熱的效率穩(wěn)定。

請參考圖1、2和7，作為一種實施例，還包括外筒4、外筒進水管32、外筒出水管33和內(nèi)筒水位調(diào)節(jié)管34；所述內(nèi)筒1設(shè)置在外筒4內(nèi)部，所述外筒進水管32和外筒出水管33分別設(shè)置在外筒4上，所述外筒出水管33和內(nèi)筒進水管31連接，所述內(nèi)筒水位調(diào)節(jié)管34設(shè)置在內(nèi)筒4底部。

先通過外筒4進水，再將外筒4內(nèi)的水通過外筒出水管33和內(nèi)筒進水管31輸送到內(nèi)筒里，實現(xiàn)供水速率的穩(wěn)定，避免因為水壓變動導(dǎo)致供水不均勻，內(nèi)筒1內(nèi)的電解質(zhì)溶液水位波動。

在其他實施例中，在外筒出水管33和內(nèi)筒進水管31之間設(shè)有水泵。

在其他實施例中，在內(nèi)筒水位調(diào)節(jié)管34和外筒進水管32的管路上均設(shè)置電動調(diào)節(jié)閥。

在內(nèi)筒上設(shè)置內(nèi)筒水位調(diào)節(jié)管，電動調(diào)節(jié)閥分別設(shè)置在內(nèi)筒水位調(diào)節(jié)管34和外筒進水管32的管路上，可以通過外部連接的電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水位的變化，控制鍋爐的加熱產(chǎn)氣效率。

請參考圖2，作為一種實施例，還包括外筒4、支架41、支架墊板42、絕緣墊片43、輸水管、絕緣法蘭和電極支撐管；內(nèi)筒1設(shè)置在外筒4內(nèi)，支架41固定安裝在外筒4內(nèi)，支架墊板固42定安裝在支架41上，絕緣墊片43設(shè)置在支架墊板42上，內(nèi)筒1架設(shè)在絕緣墊片43上；輸水管通過絕緣法蘭與內(nèi)筒1外壁安裝連接，用于向內(nèi)筒1輸水；電極支撐管包括支撐座121、陶瓷絕緣管122和電極桿123，支撐座121環(huán)繞固定在陶瓷絕緣管122外圍；支撐座121與外筒4固定連接，電極桿123穿過陶瓷絕緣管122后和電極盤21固定連接。

由于電極直接進入水中放電，為了保證安全以及盡可能使電極發(fā)出的能量都轉(zhuǎn)化為內(nèi)筒1內(nèi)的水的熱量，需要對內(nèi)筒1進行絕緣處理。但是內(nèi)筒1里盛水后質(zhì)量較大，同時還要保證內(nèi)筒1和電極裝置2的穩(wěn)定，需要采用結(jié)構(gòu)強度較大的材料支撐，一般的絕緣材料難以滿足要求。通過在外筒4內(nèi)設(shè)置支架41，并在支架41上鋪設(shè)支架墊板42，絕緣墊片43設(shè)置在支架墊板42上，在絕緣墊片43上架設(shè)內(nèi)筒1，支架墊板42和絕緣墊片43有較大的接觸面，使絕緣墊片43上承載的壓強較小且應(yīng)力不易集中，保證了使用的穩(wěn)定性。因為內(nèi)筒進水管較長，且進水口和電極棒之間的距離較遠，故進水管路的阻值相比于內(nèi)筒通電回路的阻值大得多，電流并不會沿著水流傳輸出去。但是因為內(nèi)筒和輸水管大多為金屬材質(zhì)，電流容易在上面?zhèn)鬏敚虼瞬捎媒^緣法蘭來連接輸水管和內(nèi)筒1，避免了電流沿著輸水管道導(dǎo)出。使用陶瓷絕緣管將外筒和電極桿隔開，電極桿可以穿過外筒與電極裝置連接，起到傳導(dǎo)電流和固定連接電極裝置2的作用。

請參考圖2、8、9，作為一種實施例，還包括蒸汽出氣管和汽水分離器5；蒸汽出氣管管口向下，設(shè)置在內(nèi)筒上方；汽水分離器5設(shè)置在蒸汽出氣管管口；汽水分離器為上大下小的倒錐形結(jié)構(gòu)，下端設(shè)有封板51，側(cè)壁上開有用于流通水蒸氣的通氣孔52。

在加熱過程中，水蒸氣中容易混入細小的小水滴，降低蒸汽的品質(zhì)。通過電極加熱將水加熱生成蒸汽后，在蒸汽口設(shè)置一個倒錐形的汽水分離器5，水蒸氣和攜帶著小水滴從通氣孔52中通過。因為水氣分離器5多采用金屬制成，溫度較低，小水滴容易在汽水分離器上冷凝，匯聚到封板51上再從靠近封板51的通氣孔52中流回至內(nèi)筒，水蒸氣中的小水滴攜帶量降低，水蒸氣的品質(zhì)得到提高。

本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。