電磁蒸汽鍋爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種蒸汽鍋爐，尤其是涉及一種電磁蒸汽鍋爐。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人類的物質(zhì)生活日益豐富。但社會經(jīng)濟的發(fā)展，直接導(dǎo)致了 人類可利用資源的日益匱乏和地球大氣環(huán)境的日益惡化。世界各國對環(huán)境保護都上升到了 最高要求。而我國環(huán)保部門的一紙禁令，也徹底宣告了小型燃煤鍋爐在我國行將退出歷史 舞臺。而燃氣、燃油、電熱管以及電磁加熱式鍋爐將成為當今鍋爐行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。人們在 告別燃煤鍋爐后，又不得不面臨一種新的選擇。在前述幾種新能源鍋爐產(chǎn)品中，哪種鍋爐的 加入方式技術(shù)先進，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，并且又符合國家節(jié)能環(huán)保要求，誰將在激烈的市場競爭 中占得先機。從工業(yè)自動化、從節(jié)能環(huán)保、從安全生產(chǎn)的角度去權(quán)衡，相比之下，電磁加熱式 鍋爐由于它應(yīng)用現(xiàn)代電子電磁以及工業(yè)自動化控制的先進技術(shù)，無疑將穩(wěn)步站立在鍋爐行 業(yè)的制尚點上。
[0003] 電磁鍋爐使用電力可再生能源，其同電熱管式鍋爐相比可節(jié)能三成以上，使用壽 命是電熱管式鍋爐的幾倍甚至十幾倍。一次性安裝多年使用，維護維修費用低；同燃氣、燃 油鍋爐相比，不燃燒，無明火，對環(huán)境沒有污染，其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢十分明顯，在全球都在關(guān) 注環(huán)境保護的大環(huán)境下，顯現(xiàn)出強大的生命力。
[0004] 但是由于鍋爐結(jié)構(gòu)的設(shè)計不合理，加工工藝以及控制技術(shù)等各種因素限制，市場 上還沒有成熟的電磁式鍋爐產(chǎn)品出現(xiàn)。
[0005] 電磁加熱技術(shù)是一項使用較普遍的技術(shù)，但大多數(shù)產(chǎn)品的都工作在頻率較低的狀 態(tài)，其節(jié)電效率不高?，F(xiàn)有的技術(shù)層面上要想進一步提高其節(jié)能效率，唯一途徑就是在一定 范圍內(nèi)提高電路的工作頻率，而制約提高工作頻率的瓶徑就在末級功率放大電路，國內(nèi)外 的現(xiàn)有功率器件其工作頻率都在30KHZ以下。因此，為提高節(jié)電效率，必須提高整體線路的 工作頻率，必須解決高頻大功率放大電路難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提出了一種電磁蒸汽鍋爐，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，熱效率高， 占地面積小，使用安全可靠。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案： 一種電磁蒸汽鍋爐，包括由加熱管（1)和蒸汽室（2)構(gòu)成的鍋爐本體以及電氣控制部 分，所述加熱管（1)按照國家壓力容器有關(guān)標準制作，蒸汽室(2)橫向設(shè)置于加熱管之上（1) 的頂部并與加熱管內(nèi)腔連通，所述鍋爐本體設(shè)置于箱式結(jié)構(gòu)體(3)內(nèi)，加熱管（1)外圍設(shè)加 熱線圈（5)，所述箱式結(jié)構(gòu)體(3)前部設(shè)有控制箱(4)，電氣控制部分設(shè)置于所述控制箱(4) 內(nèi)，根據(jù)電磁發(fā)熱原理，采用電磁加熱方式，把電磁加熱電子部分同鍋爐本體有機結(jié)合在一 起，并利用場效應(yīng)管高頻大功率特點，通過采用高穩(wěn)定性的觸發(fā)電路使加熱線圈工作頻率 在20-50KHZ之間。
[0008] 所述的電磁蒸汽鍋爐，結(jié)合電磁加熱的功率大小，設(shè)計出鍋爐在單位時間內(nèi)產(chǎn)生 蒸汽的總量，然后按10:7的比例，確定鍋爐爐體中水的體積與蒸汽室的體積，再根據(jù)所需功 率計算出電磁線圈的線徑、電磁線圈的圈數(shù)及線圈的總高度。
[0009] 所述的電磁蒸汽鍋爐，電磁加熱的功率設(shè)計為10~30KW，采用一個加熱管，設(shè)計額 定電流15~45A，電磁線圈采用25mm 2電磁線纏繞62~48圈，線圈直徑為169毫米，線圈的高 度為1100mm。
[0010] 所述的電磁蒸汽鍋爐，電磁加熱的功率設(shè)計為50~80KW，采用兩個加熱管，設(shè)計額 定電流80A~120A，每個加熱管外部纏繞一個加熱線圈，所述電磁線圈采用35mm 2電磁線纏 繞45~38圈，線圈直徑為229毫米，線圈的高度為900mm。
[0011] 所述的電磁蒸汽鍋爐，電磁加熱的功率設(shè)計為90~120KW，采用三個加熱管，設(shè)計 額定電流135~180A，每個加熱管外部纏繞一個加熱線圈，電磁線圈采用50mm 2電磁線纏繞 24~30圈，線圈直徑為355毫米，線圈的高度為720mm。
[0012] 所述的電磁蒸汽鍋爐，復(fù)制其單元電路的規(guī)格，通過增加加熱管的數(shù)量，可以做出 四~N個加熱管的大功率蒸汽鍋爐，所述N為大于4的自然數(shù)。
[0013] 所述的電磁蒸汽鍋爐，加熱管（1)噴涂防銹漆后，用玻璃絲針氈做保溫處理，然后 再纏繞10~30毫米厚的陶瓷纖維，繼而按計算出參數(shù)纏好線圈;所述蒸汽室(2)外表面噴涂 防銹漆后，用玻璃絲針氈做保溫處理。
[0014] 所述的電磁蒸汽鍋爐，采用高頻電磁加熱控制電路產(chǎn)生4路PWM矩形脈沖，所述高 頻電磁加熱控制電路包括溫度檢測采集單元、控制單元以及前置驅(qū)動電路;所述驅(qū)動電路 采用由IGBT分立元件組成的橋式電路，所述橋式電路輸出連接電磁線圈，橋式電路的四個 橋臂各自包括光耦隔離器、功率推挽放大器、濾波穩(wěn)壓電路，所述溫度檢測采集單元測定溫 度信號接入控制單元的中央處理器，控制單元的中央處理器設(shè)置的四個I/O輸出端口分別 連接至橋式電路的四個橋臂的光耦隔離器的輸入端，所述光耦隔離器經(jīng)前置放大器及倒向 電路接入功率推挽放大器的輸入端，所述功率推挽放大器的輸出端通過濾波穩(wěn)壓電路及鉗 位電路接入IGBT分立元件的輸入端;功率推挽放大器采用M0SFET功率放大電路，利用場效 應(yīng)管高頻大功率特點，使工作頻率工作在30-50KHZ之間，使輸出功率達到120KW以上。
[0015] 所述的電磁蒸汽鍋爐，控制單元的中央處理器采用dspIC30F2023系列單片機，所 述光耦隔離器采用雙通道高速光耦驅(qū)動器2ED020112F2，同所述控制單元的中央處理器連 接還有安全保護電路，所述安全保護電路包括母線電壓檢測電路、過流信號檢測電路、過熱 信號檢測電路、蒸汽壓力檢測電路、蒸汽溫度檢測電路、爐體溫度檢測電路，水位(上限、下 限）檢測電路以及檢測水流量的霍爾電流傳感器，前述各安全保護電路輸出信號接入所屬 中央處理器，單片機輸出控制信號通過信號變換器到執(zhí)行電路，同所述單片機連接有功率 調(diào)節(jié)電路。
[0016] 本發(fā)明的有益效果： 1、本發(fā)明電磁蒸汽鍋爐，根據(jù)電磁發(fā)熱原理結(jié)合蒸汽鍋爐的傳統(tǒng)功能，把電磁加熱電 子部分同傳統(tǒng)鍋爐體雛型有機結(jié)合在一起。加熱管垂直于地面豎起，蒸發(fā)管橫置于加熱管 之上，根據(jù)熱氣自然上升的原理，水中不會加帶蒸汽，有效避免水汽混合所帶來的不安全隱 患。
[0017] 2、本發(fā)明電磁蒸汽鍋爐，把現(xiàn)代化電子技術(shù)與傳統(tǒng)的鍋爐功能有機結(jié)合，采用單 片機技術(shù)(MCU)及可編程自動化控制技術(shù)(PLC)融入到鍋爐生產(chǎn)的過程中，既節(jié)能又環(huán)保， 熱效率高達95%以上，相對于傳統(tǒng)電熱管式鍋爐可節(jié)電20-30%。大大的提高了鍋爐運行的自 動化水平，可做到全天候自動定時開關(guān)機，達到無人值守。
[0018] 3、本發(fā)明電磁蒸汽鍋爐，把傳統(tǒng)鍋爐的功能用電子電磁的方式來實現(xiàn)，通過電氣 化控制大大節(jié)約了人力成本，無泄漏，無排放。在設(shè)計上采用水電分離內(nèi)外絕緣的方式，內(nèi) 部走水，外部走電，采用水電分離式電磁加熱方式，避免了電熱管易老化易漏電的風(fēng)險，其 前安全系數(shù)提高了幾個數(shù)量級，使用壽命大大延長。
[0019] 4、本發(fā)明利用M0SFET(場效應(yīng)管)高頻大功率特點，通過采用高穩(wěn)定性的觸發(fā)電路 使工作頻率工作在20-50KHZ之間，較好地解決了高頻電流放大問題。集成控制系統(tǒng)及鍋爐 為一體，占地面積小，易于安裝，方便推廣。
[0020]
【附圖說明】 圖1是本發(fā)明電磁蒸汽鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖之一(單加熱管）； 圖2是本發(fā)明電磁蒸汽鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖之二(兩個加熱管）； 圖3是本發(fā)明電磁蒸汽鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖之三(三個加熱管）； 圖4是本發(fā)明電磁蒸汽鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖之四（四個加熱管）； 圖5、圖6分別是一管、三管成品電磁蒸汽鍋爐外觀結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是本發(fā)明電磁蒸汽鍋爐溫度控制及保護單元電路原理圖； 圖8是本發(fā)明電磁蒸汽鍋爐驅(qū)動電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021] 參見圖1~圖6,本發(fā)明電磁蒸汽鍋爐，包括由加熱管1和蒸汽室2構(gòu)成的鍋爐本體 以及電氣控制部分，加熱管1按照國家壓力容器有關(guān)標準制作，蒸汽室2橫向設(shè)置于加熱管1 的頂部并與加熱管內(nèi)腔連通，所述鍋爐本體設(shè)置于箱式結(jié)構(gòu)體3內(nèi)，加熱管1外圍設(shè)加熱線 圈5,所述箱式結(jié)構(gòu)體3前部設(shè)有控制箱4電氣控制部分設(shè)置于所述控制箱內(nèi)，根據(jù)電磁發(fā)熱 原理，采用電磁加熱方式，把電磁加熱電子部分同鍋爐本體有機結(jié)合在一起，并利用場效應(yīng) 管高頻大功率特點，通過采用高穩(wěn)定性的觸發(fā)電路使加熱線圈5工作頻率在30-50KHZ之間。 [0022]圖5、圖6中，標號6是觸摸屏，7是底座。
[0023] 所述的電磁蒸汽鍋爐，結(jié)合電磁加熱的功率大小，設(shè)計出鍋爐在單位時間內(nèi)產(chǎn)生 蒸汽的總量，然后按10:7的比例，確定鍋爐爐體中水的體積與蒸汽室的體積，再根據(jù)所需功 率計算出電磁線圈的線徑、電磁線圈的圈數(shù)及線圈的總高度。
[0024] 下面通過【具體實施方式】，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0025] 實施例1 參見圖1、圖5，本實施例的電磁蒸汽鍋爐，電磁加熱的功率設(shè)計為10