蒸汽发生器里的水蒸气和水的分离装置

本实用新型涉及锅炉装置技术领域，更具体的说涉及一种锅炉蒸汽发生器里的水蒸气和水的分离装置。

蒸汽发生器是用来加热水至沸腾产生水蒸气的设备，蒸汽在现代工业生产活动中应用广泛，它的主要用途有：1.加热、加湿，例如对于温度在110℃-250℃的蒸汽，它被广泛应用于热交换器和蒸汽箱等设备中用来加热和加湿；2.作为动力、驱动，蒸汽可以用来做功，例如我们熟知的汽轮机，在汽轮机刚刚被发明出来的时候，它是工业领域最主要的动力输送设备，而现代社会汽轮机主要被用在火力发电上；3.清洗作用，蒸汽由于具有高温、纯净、冲击的作用，在蒸汽清洗油污、黏胶等情况下，它的效果更好，同时无污染环境的化学物质排放。在纺织领域，蒸汽也有重要的作用，例如对纺织物产品的定型，现代服装定型工艺中，较为普遍使用的就是蒸汽熨烫衣物，此情况中，蒸汽的质量、纯净度就比较重要，我们的目标就是尽量降低排气口处水的含量同时提高蒸汽的含量，因此我需要在蒸汽发生器里安装水蒸气和水的分离装置，简称汽水分离器。

传统工艺中汽水分离器结构比较复杂，效率低而且安装灵活性差，例如使用制冷器实现除水，它的结构包括保温体、冷凝器和涡流 管，其中，保温体里安装有冷凝器，同时涡流管的冷气出口也插入到保温体内，保温体和冷凝器已经涡流管和保温体都是通过螺钉紧固，除水过程中，样气气体从冷凝器的进气口进入冷凝器中，同时冷气也被通入到保温体中，样气和冷气在冷凝器中发生热交换，并在热交换后温度降低，样气中的水蒸气凝固成液体水析出，并从冷凝器的排水口排出，除水后的干燥样气从冷凝器的出气口排出。但是此种汽水分离器要实现除水还需加入冷却介质，使得除水过程较为麻烦，效率比较低，加工生产成本比较高。

本实用新型的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种新型水蒸气和水的分离装置，其零件的加工和安装方便，气体和液体的分离效果好，能最大程度地满足工业生产活动中对蒸汽纯洁度的要求。

本实用新型的技术解决措施如下：

本实用新型的水蒸气和水的分离装置，包括U形排水管、接水盘和滤水盘。滤水盘底部中心开有通孔，滤水盘底部在距离中心一个通孔直径的位置处周布有16个小滤孔，U形排水管较长管的顶部与滤水盘的底部焊接连接，在U形排水管距离顶部20mm处设有横向通孔，方向与U形排水管的U形方向垂直，接水盘与U形排水管焊接连接，滤水盘、接水盘和U形排水管三者中心轴对齐，滤水盘顶部与蒸汽发生器顶部内壁焊接连接，蒸汽发生器顶部开有出气口，在蒸汽发生器外壁出气口位置装有出气装置，接水盘顶部和蒸汽发生器内壁最小垂直距离为15mm，最小水平距离为18mm，出气口和出气装置以及滤水盘三者 中心轴对齐，这样本实用新型的汽水分离装置就被很好地固定在了蒸汽发生器的顶部。

作为上述技术方案的优选，接水盘与U形排水管的焊接处距离U形排水管顶部25mm，焊接点的水平高度低于开设横向通孔的水平高度5mm。

作为上述技术方案的优选，U形排水管的内径比滤水盘底部通孔内径大10mm。

作为上述技术方案的优选，接水盘顶部平面造型为水平伸出5mm。

作为上述技术方案的优选，接水盘在顶部面和竖直壁以及竖直壁和底部面过渡处均有倒圆角造型。

作为上述技术方案的优选，滤水盘的16个小滤孔直径为3mm。

作为上述技术方案的优选，滤水盘在竖直壁和底部面过渡处有倒圆角造型。

作为上述技术方案的优选，U形排水管的短管顶部距离U形排水管U形最低处竖直距离为70mm。

本实用新型的有益效果在于：汽水分离器的零部件之间的连接均为焊接连接，结构较为牢固。蒸汽和水上升过程中通过接水盘和蒸汽发生器顶部内壁之间的缝隙进入接水盘，因为蒸汽和水的比重不同，两者分离，蒸汽继续穿过滤水盘的通气孔上升到蒸汽发生器的排气口进入排气装置，而水通过U形排水管回流到蒸汽发生器内，并且如果即使有水进入了滤水盘，在自重的作用下也会通过滤水盘的通孔顺着U形排水管回流到蒸汽发生器内，实现了2次排水，排水管设计成U形 是为了防止蒸汽发生器里的水通过排水管管道倒流进蒸汽出口。本实用新型汽水分离器结构简单实用，造价低廉，能最大化地满足蒸汽和水的分离的要求。

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型蒸汽发生器里的水蒸气和水的分离装置和锅炉连接的剖视图；

图2是本实用新型蒸汽发生器里的水蒸气和水的分离装置的结构示意图。

实施例：以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

如图1和图2所示的蒸汽发生器里的水蒸气和水的分离装置，包括：U形排水管1、接水盘2和滤水盘3。滤水盘3底部中心开有通孔301，滤水盘3底部在距离中心一个通孔直径的位置处周布有16个小滤孔302，U形排水管1较长管的顶部102与滤水盘3的底部303焊接连接，在U形排水管1距离顶部20mm处设有横向通孔101，方向与U形排水管1的U形方向垂直，接水盘2与U形排水管1外壁103焊接连接，滤水盘3、接水盘2和U形排水管1三者中心轴对齐，滤水盘3顶部304与蒸汽发生器顶部内壁4焊接连接，蒸汽发生器顶部开有出气口5，在蒸汽发生器外 壁出气口5位置装有出气装置6，接水盘2顶部201和蒸汽发生器顶部圆弧内壁7最小垂直距离为15mm，最小水平距离为18mm，出气口5和出气装置6以及滤水盘3三者中心轴对齐，这样本实用新型的汽水分离装置就被很好地固定在了蒸汽发生器的顶部。原料水在蒸汽发生器底部被加热至沸腾状态产生蒸汽，蒸汽和水的混合物上升至蒸汽发生器顶部圆弧7处，因为同时接水盘2的顶部201距离顶部圆弧7处比较近，形成的容积突然变小，混合物的流动速度变快，直至上升至顶部内壁4处由于滤水盘3竖直壁的阻挡作用，蒸汽和水的混合物改变方向向下流动，此时在接水盘2和滤水盘3形成的区域内混合物以离心向下倾斜式运动流动，由于蒸汽和水的密度不同，蒸汽和水混合一起旋转流动时，水受到的离心力大于蒸汽，所以水有离心分离的倾向，水被甩到接水盘2和滤水盘3的壁面上受重力作用流到接水盘2的底部面汇集，这是蒸汽和水首次受到分离作用，由于受到后方源源不断的新的蒸汽和水的混合物的挤压作用，少量蒸汽中含水的原来的混合物继续通过接水盘2和滤水盘3形成的区域前进至滤水盘3底部和接水盘2的底部区域，此刻混合物主要做水平移动，向三者的重合的中心轴方向继续运动，向心运动减少，同样由于蒸汽和水的密度不同，水的密度较大，受到重力作用产生一个向下的速度，而蒸汽仍然通过滤水盘3的16个小滤孔302继续向上运动，即蒸汽与水在重力场的作用下分离，水下落到接水盘2的底部面汇集，然后通过U形排水管的通孔101将会排出。如果还有水混合蒸汽通过了滤水器3的小滤孔302，在重力的作用下它还会落下来到滤水盘3的表面通过小滤孔302在接水盘2的底部面汇集，实现了2次排水，或者通过滤水盘3和U形排水管的连接孔直接流进U形排水管，最终流回蒸汽发生器的底部。排水管设计成U形是为了防止蒸汽发生器里的水通过排水管管道倒流进蒸汽出口5里。

如图1所示，接水盘与U形排水管的焊接处距离U形排水管顶部25mm，焊接点的水平高度低于开设横向通孔的水平高度5mm。U形排水管1的通孔101的水平位置比接水盘2底部面的水平位置高，如果汇集的水足够多高度足够超过通孔101水平高度，那么收集的水可以通过通孔101流进U形排水管1里。

如图1所示，U形排水管1的内径比滤水盘3底部通孔内径大10mm。显而易见为了使二者能够焊接连接，U形排水管1的内径要大于滤水盘3底部通孔的内径，同时也是为了防止汇集到的水流量变大的考虑。

如图1和图2所示，接水盘2顶部平面201造型为水平伸出5mm。这是为了减小混合物通过接水盘2和蒸汽发生器顶部圆弧7处之间的容积，同时使接水盘2的有效作用容积增大。经过的容积减小可以使混合物的流动速度增大，使蒸汽和水的分离效果更好。

如图1和图2所示，接水盘2在顶部面201和竖直壁以及竖直壁和底部面过渡处均有倒圆角造型。这是因为在这两处混物突然改变方向而做向心运动，倒圆角造型可以使其向心运动更充分，水和蒸汽的分离效果更好。

如图2所示，滤水盘3的16个小滤孔302的直径为3mm。设置小滤孔302个数为16是充分考虑到其滤水的功能，在保证蒸汽可以顺利通过而不囤积的条件下也要考虑如果有水也进入了滤水盘3的情况，如何使将来受到重力作用而落下来的水顺利流回U形排水管1，综合如上因素遂在滤水盘3底部挖取16个直径为3mm的通孔。

如图1所示，滤水盘3在竖直壁和底部面过渡处有倒圆角造型，如果在接水盘2过渡处设置倒圆角造型一样，滤水盘3也需要在同样的区域设置倒圆角造型，使混合物旋转运动更顺畅充分，进而使蒸汽和水的分离更彻底。

如图1和图2所示，U形排水管1的短管顶部面104距离U形排水管1的U形最低处竖直距离为70mm。排水管设计成U形是为了防止蒸汽发生器里的水通过排水管管道倒流进蒸汽出口，设置的U形造型高度不必太高，防止U形管内囤积大量的水对管道造成伤害，也不可太低，防止锅炉内的沸腾水溅到管道内，对管道造成烫伤。

所述实施例用以例示性说明本实用新型，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对所述实施例进行修改，因此本实用新型的权利保护范围，应如本实用新型的权利要求所列。