[发明专利]用于发生蒸汽的装置和方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种蒸汽发生装置和一种控制蒸汽发生装置中 蒸汽压力的方法。特别地，本发明涉及一种具有改进的热传递性质 的蒸汽发生装置以及一种基于这些热传递性质控制蒸汽发生设备中 蒸汽压力的方法。

背景技术

例如用于发生蒸汽的水的加热可以在水加热装置或锅炉中执行。 在这些系统中，可以以如下方式通过加热设备和温度传感器将水温 控制在一定温度范围内：当温度传感器的温度信号指示水温降到一 定水平以下时，激活加热设备并且对水加热。如果温度信号指示水 温升到超过一定水平，则去激活加热设备。

为蒸汽发生而加热水需要在压力下的水加热装置和蒸汽压力控 制。蒸汽压力控制可以通过使用压力传感器直接执行或者通过温度 传感器间接执行。通过感测水温来控制压力使用了锅炉中蒸汽压力 和温度的相关性，因为蒸汽压力在水加热期间增加，并且在锅炉中 的水冷却下来时降低。

为了基于测量的温度控制锅炉中的压力，需要精确感测水温。特 别地，温度传感器的布置是关键的。传感器可以附接到锅炉外壳的 侧壁或者锅炉外壳的底部。

温度传感器布置在侧壁要求平坦部分以用于适当安装传感器，这 进而使外壳的成形变复杂。在这些布置的一些中，在温度传感器和 锅炉外壳之间应用热传导膏剂。这使得需要附加安装过程。

将温度传感器附接在锅炉外壳的底部也是不利的。一些锅炉包括 具有嵌入加热元件的加热板。加热板通常通过螺栓或螺丝安装到锅 炉外壳的底部。例如石墨的热传导材料层可以布置在锅炉和加热板 之间以填充气隙从而改进热传递。然而，在锅炉外壳和加热板之间 的热传导并不是最佳的。尤其在加电期间，水温和加热板的温度差 异显著。这导致在感测位置的温度-时间曲线相比于水的温度-时间曲 线的时延，因为从加热元件到水的热传递被显著延迟。此外，锅炉 中的空间和时间的温度分布不均匀。例如，远离加热设备附接的传 感器的感测区域内的水可能比加热设备的区域内的水较迟变热。这 易于造成蒸汽压力的过冲或者相反。

本发明的目的是提供一种发生蒸汽的装置和方法，用于提供改进 的控制蒸汽压力的能力。

发明内容

通过独立权利要求的特征来实现该目的。在从属权利要求中说明 了本发明的进一步发展和优选实施方式。

根据本发明的第一方面，提供了一种蒸汽发生装置，包括：主体， 用于容纳要加热的水并包括包含第一金属的第一部分；以及加热设 备，包括包含第二金属的第二部分，其中加热设备包括通过在第一 部分和第二部分之间形成金属间层而与主体连接的加热板，并且用 于测量指示主体内部压力的温度的温度传感器布置在主体外部与加 热设备热接触。金属间层提供蒸汽发生装置的主体和加热设备的第 一与第二部分之间的机械和热连接二者。这确保加热设备到主体的 刚性机械附接，同时基于单个处理步骤确保两部分之间的良好热传 递性能。金属间层可以包括第一金属、第二金属和/或例如焊接金属 的第三金属的部分。类似螺栓连接或螺丝连接的传统附接方法造成 不均匀分布的通常斑点状的接触表面。金属间层提供大的连续接触 表面，允许更高且更均匀的热传递。可以分别根据主体和加热元件 的需要选择两种金属的性质。第一金属和第二金属可以各是包括两 种或更多种金属元素或者金属和非金属元素的混合物，并且可以考 虑它们的热传递性质独立地进行优化。因此，主体所包含的第一部 分的金属可以设计为符合水加热和蒸汽存储要求，而第二金属可以 考虑热发生和传递要求来优化。有多种方法形成金属间层，这将在 下面描述。温度传感器可以是热敏电阻器或其他产生与所感测的温 度相关的信号的传感器。由于改进的热传导性，温度传感器可以布 置为邻近加热设备或者可以直接附接到加热设备或集成在加热设备 中。因为在主体、加热设备和温度传感器的感测点之间发生快速热 传递，因此温度的发展状态可以通过温度传感器来测量而没有太多 延迟。

关于这点，第一金属是不锈钢是有利的。不锈钢等符合湿热环境 下低腐蚀的要求。

类似地，第二金属是铝或铝合金。这些材料将良好热传导性与良 好处理性质结合。