一种电极加热锅炉设备的制作方法

1.本技术涉及电加热锅炉领域，尤其是涉及一种电极加热锅炉设备。


背景技术：

2.电加热锅炉是一种电加热设备，能够将电能转化为热能，进而对水进行加热，电极热水锅炉属于电加热锅炉的一种。
3.参照图1，相关技术中，电极热水锅炉包括锅炉本体1，锅炉本体1内充满炉水，锅炉本体1内设置有用于对炉水加热的电极2，电极2外表面套设有调节加热功率的保护盾6，锅炉本体1内部设置有带动保护盾6上下移动的传动装置7；电极热水锅炉的加热原理为：利用水的电阻特性，需要对锅炉本体1内的炉水加热处理时，为电极通电，进而使电流流过炉水，即相当于流过一个“水电阻”，“水电阻”自身发热进而实现炉水的加热；需要调节加热功率时，通过传动装置7带动保护盾6沿电极2的轴向上下移动，进而使电极2与锅炉本体1内的炉水的接触面积或电流在炉水中的最小流通面积发生变化，电极2与炉水的接触面积越大或最小流通面积越大，加热功率越高。
4.针对上述相关技术方案，发明人发现：加热功率需要实现良好调节时，需要精密的传动装置7带动保护盾6实现稳定的上下移动，进而会加大锅炉本体1的体积和高度。


技术实现要素：

5.为了使锅炉本体体积小、高度低、结构简单以及安装要求低，本技术提供一种电极加热锅炉设备。
6.本技术提供的一种电极加热锅炉设备采用如下的技术方案：
7.一种电极加热锅炉设备，包括锅炉本体以及电极，电极耦接有用于调节加热功率的晶闸管功率调节器。
8.通过采用上述技术方案，需要对锅炉本体内炉水的温度调节时，为晶闸管功率调节器通电实现锅炉本体加热功率的调节，进而使锅炉本体内炉水的温度保持平稳；这种电极直接放置于炉水中即可实现锅炉本体加热功率的调节的技术，避免了需要使用传动装置才能实现加热功率调节的要求，从而达到了使锅炉本体体积小、高度低、结构简单以及安装要求低的效果；因传统电加热锅炉中电极的加热功率的调节主要依靠电极与炉水的接触面积或电流的最小流通面积发生改变实现调节，当电极与炉水的接触面积非常小时容易在接触位置局部产生很大的热量，进而形成电弧；本专利技术将电极全部浸没于炉水中，然后为电极通电，则能够避免电极刚接触炉水时容易产生电弧的问题，进而提高运行的安全性；受传统电极锅炉调节方法的限制，传统电极加热锅炉的加热功率一般控制在10%与到100%之间进行调节，因为需要将电极的加热功率降低到10%以下时，电极很容易发生故障，进而容易产生安全隐患；本专利技术将电极全部或大部分直接浸没在炉水中，不需要调节电极与水的接触面积或调节炉水中电流的最小流通面积就能够使电极的加热功率实现从0%到100%之间的调节，不但扩展了调节范围，还可避免低加热功率时产生电弧现象的问题；由于
晶闸管功率调节器自身的电气特性，晶闸管功率调节器的控制响应速度非常快速，所以利用晶闸管功率调节器实现加热功率的调节也会非常快速，与传统电极锅炉的功率调节方式相比，控制精度和调节速率大幅度提高。
9.优选的，锅炉本体上设置有用于控制晶闸管功率调节器的控制箱，晶闸管功率调节器与控制箱耦接；锅炉本体上连通有进水管和出水管，出水管位于进水管的上方，进水管和出水管内均设置有用于检测锅炉本体温度或压力的传感器，传感器与控制箱耦接。
10.通过采用上述技术方案，传感器对进水管中炉水的温度或压力和出水管中炉水的温度或压力分别进行实时监测并将炉水的温度或压力转换为电信号发送给控制箱，控制箱中的控制器对信号进行分析并将分析得出的控制信息发送给晶闸管功率调节器，晶闸管功率调节器立即根据所接收到的信息对锅炉本体的加热功率进行调节；因为晶闸管功率调节器具有快速响应的特点，所以晶闸管功率调节器得到信号后能够快速调节输出电量，进而快速实现加热功率的调节，因此也就可以提高进水管中炉水的温度或压力和出水管中的炉水的温度或压力的控制精度。
11.优选的，晶闸管功率调节器与电极之间设置有绝缘器。
12.通过采用上述技术方案，设置的绝缘器降低了电极通电后锅炉本体存在安全隐患的可能性，提高了使用的安全性。
13.优选的，电极下方设置有水平的分隔板，分隔板与锅炉本体相适配并与锅炉本体内壁相抵接；电极外部设置有零电极筒，零电极筒靠近分隔板的一端与分隔板相抵接；分隔板上开设有供炉水进入零电极筒内部的进水孔。
14.通过采用上述技术方案，电极通过分隔板实现电路完全连通，形成公共的中性点，使三相平衡容易实现，便于使电极能够按照不同形状的锅炉本体采用不同的布局方式对电极进行合理排布，提高了结构实现与安装的便捷性和多样性；同时降低了电极的加工精度和装配精度要求，便于对电极进行加工和装配。
15.优选的，分隔板的下方设置有与锅炉本体轴线相平行的进水分配管，进水分配管靠近分隔板的一端与分隔板相抵接，进水分配管的另一端与进水管连通；进水分配管的管壁上开设有多个水分配孔。
16.通过采用上述技术方案，需要向锅炉本体内加注炉水时，炉水依次经过进水管和进水分配管并通过水分配孔均匀的进入到锅炉本体内，然后通过进水孔均匀的进入到零电极筒内；设置的进水分配管和开设的水分配孔和进水孔能够使炉水均匀进入到锅炉本体内并均匀的进入到零电极筒内，进而使零电极筒内部的加热量能够均匀分布，保证了电极的电流平衡性能；同时设置的进水分配管能够对分隔板起到支撑作用和加强作用，减少了其他结构件的使用。
17.优选的，进水孔的孔径小于零电极筒的内径并开设有多个。
18.通过采用上述技术方案，根据水流量大小、电极长度等因素，进水孔设计相应的孔径和数量，以便提高炉水进入到零电极筒的水流速度，进而提高零电极筒内部的水流紊流度，从而便于炉水的均匀加热。
19.优选的，电极至少设置有一个。
20.通过采用上述技术方案，可根据输入电源的相数设计相应的电极数量，也可根据锅炉本体的形状或其他因素设计电极的根数以及电极的直径，以实现对电极结构尺寸的优
化，进而实现锅炉本体整体结构的优化以及锅炉本体的多样化设计。
21.优选的，锅炉本体上连通有进水管和排汽管，排汽管位于进水管的上方。
22.通过采用上述技术方案，锅炉本体需要输出蒸汽介质时，只需要将锅炉本体内部的炉水水位降低，在锅炉本体上部保留必要的气相空间，即可从连通的排汽管中获得蒸汽，有利于热水锅炉与蒸汽锅炉的结构进行通用化设计和制造，解决了传统电极热水锅炉与电极蒸汽锅炉零部件难以通用的问题，节省了生产成本。
23.综上所述，本技术具有以下技术效果：
24.1.通过采用电极和晶闸管功率调节器耦接、电极始终浸没于炉水中、利用晶闸管功率调节器对加热功率进行调节的方法，在不使用机械传动装置的情况下就可实现电极锅炉加热功率的快速调节，并可大幅度提高响应速度和控制精度，还可使锅炉本体体积减小，高度降低，结构简化以及安装要求降低；
25.2.通过设置控制箱和传感器，利用传感器对进水管中炉水的温度或压力和出水管中炉水的温度或压力分别进行实时监测，并将监测到的信息通过控制箱中的控制器进行分析计算后所得到的功率信号发送给晶闸管功率调节器，利用晶闸管功率调节器能够快速调节输出电量的特性，实现电极锅炉加热功率的快速调节与相关温度或压力的快速调节或控制，提高了锅炉本体使用的快捷性、稳定性以及高精度性；
26.3.通过设置分隔板和零电极筒，电极通过分隔板实现电路完全连通形成公共的中性点，使三相平衡容易实现并便于使电极能够按照不同形状的锅炉本体采用不同的布局方式对电极进行合理排布，增加了锅炉本体外形结构的多样性，提高了安装空间布局的适应性和安装的便捷性。
附图说明
27.图1是相关技术的结构示意图；
28.图2是本技术实施例一中电极热水锅炉的结构示意图；
29.图3是本技术实施例二中突出显示分隔板、零电极筒以及进水分配管的剖视图；
30.图4是本技术实施例二中锅炉本体呈“长圆形”的剖视图；
31.图5是本技术实施例二中锅炉本体呈“长圆形”的结构示意图；
32.图6是本技术实施例三中电极蒸汽锅炉的结构示意图。
33.图中，1、锅炉本体；11、进水管；12、出水管；13、排汽管,14、进水总管；15、排水总管；2、电极；3、控制装置；31、晶闸管功率调节器；32、传感器；33、控制箱；4、电源；5、绝缘器；6、保护盾；7、传动装置；8、分隔板；81、进水孔；9、零电极筒；10、进水分配管；101、水分配孔。
具体实施方式
34.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
35.实施例一：
36.参照图2，本技术提供了一种电极加热锅炉设备，包括竖直的锅炉本体1，锅炉本体1内部充满炉水，在本技术实施例中锅炉本体1呈圆筒状；锅炉本体1内部设置有多个竖直的电极2；电极2与锅炉本体1的内壁之间保持一定距离；锅炉本体1上设置有控制装置3，控制装置3包括与电极2耦接的晶闸管功率调节器31，晶闸管功率调节器31的一侧设置有供电的
电源4；锅炉本体1上连通有进水管11和出水管12，出水管12位于进水管11的上方。
37.锅炉本体1内的炉水通过进水管11从外界向锅炉本体1内持续流入，锅炉本体1内加热完成的炉水通过出水管12向外界持续流出；电极通电之后对锅炉本体1内部的炉水进行加热，晶闸管功率调节器31对加热功率进行实时调节，使锅炉本体1内炉水的温度保持平稳；电极2直接浸没于炉水中，锅炉本体1加热功率的调节通过晶闸管功率调节器31即可实现，达到了使锅炉本体1体积小、高度低、结构简单以及安装要求低的效果；采用设置的多个电极2可使电极2的数量与电源相数相对应，也可为某一相电极2设置多个电极2，以便于对电极2尺寸或锅炉本体2尺寸进行优化设计。
38.参照图2，控制装置3包括控制箱33，控制箱33内设置有可编程控制器，控制箱33与晶闸管功率调节器31耦接；进水管11和出水管12的管壁上均设置有传感器32，传感器32包括用于检测锅炉本体1或锅炉本体1管路上温度的温度传感器、检测压力的压力传感器或检测其他运行参数信息的传感器，传感器32与控制箱33耦接。
39.锅炉本体1内的炉水经电极2加热后，通过出水管12向外界持续流出，外界的炉水通过进水管11向锅炉本体1内持续流入，此时传感器32对进水管11中炉水的温度或压力和出水管12中炉水的温度或压力分别进行实时监测并将监测信息以电信号的方式发送给控制箱33，控制箱33中的控制器对信号进行分析计算并将分析计算得出的功率控制信息反馈给晶闸管功率调节器31，晶闸管功率调节器31得到功率信号后及时调节输出电量，使电极2的加热功率进行实时调节，实现对进水管11中炉水的温度或压力和出水管12中炉水的温度或压力的高精度控制，提高了使用的快捷性和高精度性。
40.参照图2，锅炉本体1的外侧设置有绝缘器6，绝缘器6套设在晶闸管功率调节器31与电极2之间的电源线上；设置的绝缘器6降低了电极2通电后锅炉本体1存在安全隐患的可能性，提高了使用的安全性。
41.参照图2，因钢材具有良好的不渗漏性，便于做成密闭的结构，锅炉本体1采用钢制材料制成，还提高了锅炉本体1的使用寿命；因钢结构制作简单，具有良好的装配性，使得锅炉本体1便于进行安装。
42.参照图2，炉水为纯水，并溶解有电解质；因锅炉本体1内的炉水为纯水，纯水具有高电阻性，不易在电极2的作用下进行均匀加热；在纯水中加入电解质能够使炉水具有良好的导电性，进而方便对炉水进行均匀加热，同时不同比例的电解质能够使炉水具有不同的电导率，当炉水想要具有特定的电阻性时，向炉水中加入对应比例的电解质即可，提高了使用的便捷性。
43.参照图2，锅炉本体1的底端采用直接接地的方式，也可根据配电系统的实际情况，采用高电阻接地的方式（图中未示出）。
44.综上所述，本技术的使用过程为：锅炉本体1内的炉水经电极2加热后，通过出水管12向外界持续流出，外界的炉水通过进水管11向锅炉本体1内持续流入，此时传感器32对进水管11中炉水的温度或压力和出水管12中炉水的温度或压力分别进行实时监测并将监测信息以电信号的方式发送给控制箱33，控制箱33中的控制器对信号进行分析并将分析得出的功率信息反馈给晶闸管功率调节器31，晶闸管功率调节器31得到信号后及时调节输出电量，使加热功率能够进行实时调节，进而实现对进水管11中炉水的温度和出水管12中炉水的温度的高精度控制。
45.实施例二：
46.参照图3，实施例二与实施例一的不同点在于电极2的下方设置有水平的分隔板8，分隔板8与锅炉本体1内壁相适配；电极2外部设置有与电极2同轴的零电极筒9，零电极筒9靠近分隔板8的一端与分隔板8固定连接，电极2在零电极筒9内至少为一个；分隔板8与零电极筒9相抵接的位置均匀开设有多个进水孔81；进水孔81的孔径小于零电极筒9的内径。
47.需要对炉水进行加热时，炉水通过进水管11流入进锅炉本体1内，然后利用进水孔81进入到零电极筒9内，实现炉水与电极2和零电极筒9的接触，进而实现炉水的加热；设置的分隔板8能够将多个电极2实现电路完全连通，形成公共的中性点，使三相平衡容易实现，降低了各电极2之间的距离精度的要求，降低了工艺难度，同时便于使电极2能够按照不同形状的锅炉本体1采用不同的布局方式对电极2进行合理排布，提高了安装的便捷性和多样性；零电极筒9与电极2同轴便于使各电极2的电流相等，进而实现相电流平衡，提高了操作的安全性；电极2的根数可与电源4的相数相对应，也可根据结构优化的需要，对一相电源4的电极2设置为多根；开设的多个进水孔81能够提高炉水进入到零电极筒9的水流速度，进而提高零电极筒9内部的水流紊流度，从而便于对炉水进行均匀加热。
48.分隔板8的下方设置有与锅炉本体1同轴的进水分配管10，进水分配管10靠近分隔板8的一端与分隔板8固定连接，进水分配管10的另一端与锅炉本体1的底端固定连接并延伸至锅炉本体1外侧，进水分配管10与进水管11连通；进水分配管10的管壁上均匀开设有多个水分配孔101。
49.需要向零电极筒9内加注炉水时，炉水通过进水管11流入进进水分配管10内，然后通过水分配孔101向进水分配管10外侧均匀溢出，并通过进水孔81均匀的进入到零电极筒9内；设置的进水分配管10和开设的水分配孔101和进水孔81能够使炉水均匀的进入零电极筒9内，进而使炉水能够均匀的被加热，保证了电极2的电流平衡性能；设置的进水分配管10能够对分隔板8起到支撑和加强作用，减少了其他结构件的使用，降低了结构成本。
50.参照图4和图5，在其他示例中，锅炉本体1的形状还可以为“长圆形”，锅炉本体1变得比较扁，便于满足某些长条形安装区域的需要；另外进水管11和出水管12均设置在锅炉本体1的侧面上，便于降低锅炉本体1的总体高度；进水管11远离锅炉本体1的一端连通有进水总管14，出水管12远离锅炉本体1的一端连通有排水总管15，设置的进水总管14和排水总管15使进水和排水变得更加均匀。
51.实施例三：
52.参照图2和图6，实施例三与实施例一的不同点在于锅炉本体1的出水管12替换为排汽管13，并且锅炉本体1内炉水的液位低于排汽管13的高度，锅炉本体1需要输出蒸汽介质时，只需要将锅炉本体1内部的炉水水位降低，在锅炉本体1上部保留必要的气相空间，即可从连通的排汽管13中获得蒸汽，有利于热水锅炉与蒸汽锅炉的结构进行通用化设计和制造，解决了传统电极热水锅炉与电极蒸汽锅炉零部件难以通用的问题，节省了生产成本。
53.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。