[發明專利]一種結合壓電陶瓷的蒸汽發生裝置及其應用

在審

• 申請號: 202110725270.9
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113375136A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 趙玉剛;湯海波;高明;王東民;郝亮
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F22B1/28
• 分類號: F22B1/28;F22B37/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發明涉及一種結合壓電陶瓷的蒸汽發生裝置，該裝置包括一工作倉以及設于所述工作倉的：壓電陶瓷水霧發生單元，包括多個壓電霧化片，用于形成霧化微液滴；高溫輻射加熱單元，與所述壓電陶瓷水霧發生單元相對設置；所述壓電陶瓷水霧發生單元形成的霧化液滴充滿整個工作倉后，所述高溫輻射加熱單元工作，霧化液滴相變為蒸汽。本發明不直接對水箱內的水體進行加熱，而是生成覆蓋整個工作倉的霧滴后，再利用高溫輻射加熱器件以達到瞬間產生蒸汽的效果，加熱裝置與噴霧裝置可獨立運行，達到不同濕度和溫度的條件，適用范圍廣，適用于廚電類和服裝處理等行業有快速生成蒸汽需求的領域。

技術領域

本發明涉及微液滴加熱相變技術領域，具體涉及一種結合壓電陶瓷的蒸汽發生裝置及其應用。

背景技術

蒸汽發生裝置廣泛使用在工業和日常生活領域，包括但不限于發電、食品加工、醫療、建筑等方面。由于蒸汽使用頻率高、范圍廣，蒸汽發生裝置也日趨成熟。傳統上的蒸汽生成裝置結構類型可以分為以下兩種：(1)嵌入式：水在管道內流通，管道置于加熱器內部，蒸汽生成后從出口流出。例如電廠的鍋爐利用煙氣加熱管道內的水生成高溫蒸汽；(2)沉浸式：加熱金屬管道彎曲排列布置，浸沒在水中，加熱生成蒸汽從出口流出。

上述的蒸汽發生技術有各自適用的領域，但都有需要優化的方面。由于成本限制，通常使用的水源未除去鈣、鎂等離子。在加熱后會沉積水垢，嚴重影響傳熱，降低效率，甚至出現干燒，造成危險。對于嵌入式和沉浸式，均需要較長的時間來生成蒸汽。

專利CN205245123U公開了一種噴淋式蒸汽發生器，包由上往下連通設置的上集箱和管排，以及設于所述上集箱之內的噴淋裝置；其中，噴淋裝置連接水源用于以噴淋的方式供給水；管排與上集箱通過接口連接以與上集箱內部連通，用來在管排被加熱時將噴淋裝置噴出的水汽化以產生蒸汽。專利CN108050501A公開了一種內部噴淋式感應加熱立式蒸汽發生裝置，其筒體內噴淋裝置，將水經過噴淋霧化處理后，縮短蒸汽產出時間。然而，傳統噴淋結構，液滴不容易被蒸發，蒸汽出氣速度較慢，此外，還存在膜態沸騰造成傳熱惡化以及水漬結垢問題。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題而提供一種結合壓電陶瓷的蒸汽發生裝置及其應用，本裝置是生成覆蓋整個工作倉的霧滴后，再利用高溫輻射加熱器件達到瞬間產生蒸汽的效果，加熱裝置與噴霧裝置可獨立運行，達到不同濕度和溫度的條件，適用于廚電類和服裝處理等行業有快速生成蒸汽需求的領域。

本發明通過以下技術方案實現：

一種結合壓電陶瓷的蒸汽發生裝置，該裝置包括一工作倉以及設于所述工作倉的：

壓電陶瓷水霧發生單元，包括多個壓電霧化片，用于形成霧化液滴；

高溫輻射加熱單元，與所述壓電陶瓷水霧發生單元相對設置；

所述壓電陶瓷水霧發生單元形成的霧化液滴充滿整個工作倉后，所述高溫熱輻射加熱單元工作，霧化液滴相變為蒸汽。

本發明主要有兩個優點：第一,采用壓電陶瓷片霧化代替傳統的噴淋結構，微米級的液滴在熱輻射下更容易蒸發，蒸汽出氣速度更快；第二，采用石墨片-石英玻璃管通過熱輻射對微液滴進行范圍加熱，液滴無需和加熱面接觸，有效了避免由于膜態沸騰導致的傳熱惡化，同時防止了結垢的發生。

進一步地，所述壓電陶瓷水霧發生單元包括水箱、與所述水箱連接的輸水管以及安裝在所述輸水管上的多組用于產生霧狀液滴的壓電霧化片。

進一步地，所述PZT霧化片個數為1～20，產生液滴尺寸范圍在1～200μm。壓電霧化片材質為壓電陶瓷，個數越多，覆蓋面更廣。可根據實際作用情況，任意布置壓電霧化片位置。

進一步地，所述高溫加熱單元的表面溫度為100～900度。

進一步地，所述高溫輻射加熱單元為石墨片-石英玻璃管加熱器，通過電控加熱方式加熱。