CN102421959B - 用在蒸汽熨斗的底板中的蒸汽排放单元 - Google Patents

Abstract

一种蒸汽排放单元(1)，其包括：用于容纳水-蒸汽混合物的流动并且加热水-蒸汽混合物的腔室(10)；去到腔室(10)的入口(11)；以及离开腔室(10)的出口(12)。为了避免水滴与蒸汽流动一起通过出口(12)离开腔室(10)，需要采取特殊措施，其中包括在腔室(10)内部设置在从入口(11)到出口(12)的水-蒸汽混合物的流动路径中的屏障(20)以及优选地靠近出口(12)设置的疏水表面(30)。如果水滴保持在腔室(10)内部并且趋向于朝向出口(12)移动，则由于如前所述的屏障(20)和疏水表面(30)的存在而不会发生水滴从腔室(10)的实际释放。

Description

用在蒸汽熨斗的底板中的蒸汽排放单元

技术领域

本发明涉及一种用在蒸汽器件中的排放单元，其包括：

-用于容纳水-蒸汽混合物的流动并且对水-蒸汽混合物进行加热的腔室；

-用于把水-蒸汽混合物提供到所述腔室的入口；以及

-用于从所述腔室排出蒸汽的出口。

此外，本发明还涉及一种用在蒸汽熨斗中的底板，其被配备有至少一个蒸汽排放单元。

背景技术

包括用于接收来自蒸汽发生器的所谓湿蒸汽(即水-蒸汽混合物)并且排出干蒸汽的蒸汽器件是已知的。举例来说，HU193751公开了一种具有蒸汽排放单元的蒸汽器件，所述蒸汽排放单元被称作冷凝容器，并且具有圆柱形内部空腔以及用于将湿蒸汽放入所述空腔的入口。在蒸汽器件的操作期间，对被提供到冷凝容器的所述空腔的湿蒸汽施加旋转运动，从而使得通过离心力将水滴与蒸汽分离。从所述容器将水排出或者通过加热将水蒸发，并且与所述旋转运动的轴对齐排出蒸汽，即在中心位置处排出蒸汽。具体来说，所述冷凝容器所采取的形式是带有圆柱形空腔、切线蒸汽入口管道以及同心干蒸汽排放管道的外罩。HU193751还公开了一种在其底座中配备有圆盘状蒸发器空腔的手动蒸汽熨斗，其中每一个空腔充当前面所描述的冷凝容器。

从HU193751获知的冷凝容器的一个缺点在于可能会发生喷溅。喷溅是蒸汽熨斗领域内的一个公知的问题，并且涉及到一种不合期望的情况，其中从底板释放的蒸汽会一同携带水滴，其结果是将要熨烫的物品可能会变湿，并且甚至可能被弄脏。所述冷凝容器被设计成仅仅排出干蒸汽，但是在实践中会发生水滴与蒸汽流一起从所述容器逸出的情况。造成这一问题的有多种因素。其中特别由于冷凝容器被制作成装配到熨斗底板内部，因此所述冷凝容器具有浅而紧凑的设计。其结果是，入口与出口之间的距离相对较短，并且水-蒸汽混合物不会保留在容器中足够长的时间以使得水蒸发和/或流向容器的排放口。

一般来说，在其中蒸汽被分开地生成并且经由软管或其他适当中间构件被传送到排放单元(其例如可以是蒸汽熨斗的底板或者蒸汽烫头)的蒸汽器件中，可能会沿着蒸汽流动路径发生冷凝，从而导致水与蒸汽一起以相对较高的速度进入排放单元。此外，在蒸汽发生器中可能会由于水垢和杂质的聚集而形成泡沫，从而导致水与蒸汽一起被载送到排放单元。在熨斗中有可能用户选择低温设定。但是对于这样的设定会获得低能含量，从而导致难以/不可能实现进入排放单元的腔室的水的足够快速的蒸发。由于任何前面所提到的因素，在激活蒸汽的同时可能会从排放单元漏水。

发明内容

本发明的一个目的是在保持例如适用在蒸汽熨斗的底板中的蒸汽排放单元的浅而紧凑的设计的同时提供一种针对喷溅问题的解决方案。需要一种解决方案以确保将水有效地保留在排放单元的腔室内。

本发明的所述目的通过一种蒸汽排放单元来实现，其包括：腔室；与所述腔室相关联的入口和出口；在所述腔室内部被设置在从入口到出口的水-蒸汽混合物的流动路径中的屏障；以及同样位于所述腔室内部的疏水表面。

基于在从腔室入口到出口的水-蒸汽混合物的流动路径中存在屏障，使得水无法容易地沿着腔室壁行进到蒸汽入口附近并且随后被喷出。所述屏障被适配成处于朝向出口的直接路线上并阻挡该路线。在根据本发明的排放单元的一个优选实施例中，所述屏障被围绕出口地设置。举例来说，所述屏障可以被定形为类似于管状物，并且可以从出口位于其中的腔室的壁向内延伸。在任何情况下，所述屏障都在从腔室入口到出口的水-蒸汽混合物的流动路径中构成阻碍(即迫使流动遵循不同于直接路线的另一条路线的物体)，这是因为所述流动无法在屏障所处的位置处经过，而是需要绕过所述屏障以便能够继续移动。因此，在屏障的位置处会发生流动的方向改变，这是由于屏障的阻挡功能不允许流动在初始方向上继续。在第一实例中，流动与屏障碰撞，在第二实例中，流动遵循屏障直到所述流动能够经过屏障为止。

此外，基于存在疏水表面，使得避免形成可以很容易地与蒸汽一起流出腔室的连续水膜。申请人执行的测试表明，由于存在疏水表面，确实不会发生漏水。相反，水滴仅仅是结合在一起从而形成更大的水滴，并且所述更大的水滴下落到腔室内的较低位置而不是产生一片水。当出口位于相对较高的水平时，可以确保水无法穿过出口。

根据本发明，应用屏障与疏水表面的组合，其结果是完全避免了喷溅。疏水表面可以通过将诸如聚四氟乙烯(PTFE)之类的疏水涂料施加到所述腔室的壁部分而实现，或者通过具有由诸如PTFE之类的耐高温并且疏水的材料制成的部件而实现。鉴于全部两种选项都提供相同的功能的事实，本发明同时涵盖了这两种选项。在本发明的范围内，有利的是在腔室内部的某一位置处具有疏水效应，为此提供一个具有疏水属性的表面，其中所述表面是通过施加具有疏水属性的涂料而获得的还是通过提供由具有疏水属性的材料制成的部件而获得的都没有关系，这是因为全部两种选项都产生所提到的相同的疏水效应，即在所提到的涂料或部件的外表面产生相同的疏水效应。

此外也可以使用用于疏水表面的替换材料，比如其他疏水聚合物和抛光剂，比如被适配成产生荷叶效应的抛光剂。在其中围绕出口设置屏障的情况下，所述疏水表面可以被设置成围绕屏障。一般来说，疏水表面的位置优选地紧靠出口周围，以便最小化到达所述周围任何水滴流向出口并离开腔室的几率。

优选的是，根据本发明的排放单元的腔室是包括弯曲壁的所谓的气旋蒸汽腔室。在所述蒸汽器件的操作期间，壁被加热，并且由于其弯曲形状，对于水的热传递得到增强，这是因为水分散在壁面上并且由于离心力的原理而被推到壁面上。所述弯曲壁面充当腔室的受热表面，其可以从加热元件直接吸取能量。按照这种方式，用于汽蒸弯曲壁面的能量可用性得到保证。

气旋蒸汽腔室可以配备有关于弯曲壁为切线取向的入口，以便允许水-蒸汽混合物的流动平滑地进入腔室。切线取向的入口会保持流动的高速度，并且最大化前面所提到的离心效应。

有利的是，在气旋蒸汽腔室中，出口位于不同于弯曲壁的所述腔室的另一壁上。这一特征与切线取向的入口相组合，允许水沿着弯曲壁在腔室内部反复循环。因此，在所述腔室的紧凑设计中，可用于汽蒸的长度非常大，这在热传递方面是非常有利的。

优选的是，出口具有关于腔室的弯曲壁的中心位置。水在弯曲壁处进入腔室，并且由于离心力而被限制到弯曲壁。在中心位置处，出口的位置尽可能远离弯曲壁，从而使得水到达出口的可能性最小化。

气旋蒸汽腔室的弯曲壁可以配备有锥形物(taper)，以便迫使水流到与弯曲壁相连的另一壁。在任何情况下，所述锥形物可以被用来引导水进一步远离出口。

除了疏水表面之外，所述排放单元可以包括用于增强蒸汽形成的疏水表面。应当理解的是，这样的疏水表面优选地位于与出口相距一定距离处。

在根据本发明的排放单元的一个实际实施例中，所述腔室被定形成类似于具有两个端壁以及在端壁之间延伸的弯曲侧壁的圆柱体，其中所述屏障被定形成类似于从所述圆柱体的一个端壁向内延伸的管状物。在该实施例中，疏水表面可以位于所述管状屏障处，并且所述管状屏障可以被设置成围绕出口。因此，在该实施例中，水滴实际上不可能到达出口并且随着蒸汽流动一起从腔室中被排放出去。由于屏障的存在，通向出口的路径被阻挡，并且水滴被迫使一旦到达疏水表面就离开出口区域，这是因为其联合形成随后从所述表面脱离的更大水滴。

所述排放单元还可以包括附加的屏障，其位于腔室内部以便引导水-蒸汽混合物的流动。如果所述腔室是气旋腔室，则有利的是令所述屏障具有弯曲引导表面。

为了甚至进一步降低水滴被从出口喷出的风险，有利的是为围绕出口的腔室内表面的一部分提供凹槽和凸脊图案(pattern)。换句话说，有利的是令腔室的内表面部分地褶皱，即在靠近出口的位置处褶皱，从而使得出口被凹槽和凸脊图案完全围绕。不同于平坦表面，包括凹槽和凸脊的表面能够捕获并收集循环的水滴，并且防止由高速蒸汽朝向出口输送水滴。

通过下面对根据本发明的排放单元的若干实施例的详细描述，本发明的前述和其他方面将变得显而易见并且将对其进行阐述。

附图说明

下面将参照附图更加详细地解释本发明，其中相同的或类似的部件由相同的附图标记表示，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的排放单元的第一实施例的剖面图；

图2示意性地示出了根据本发明的排放单元的第一实施例的顶视图；

图3-图6示出了排放单元的屏障以及屏障到排放单元的腔室壁的连接的各种设计选项，其中每一幅图的左侧和右侧部分示出了形状实例；

图7示意性地示出了根据本发明的排放单元的第二实施例的剖面图；

图8示意性地示出了根据本发明的排放单元的第二实施例的顶视图；

图9示意性地示出了根据本发明的排放单元的第三实施例的剖面图；

图10示意性地示出了根据本发明的排放单元的第三实施例的顶视图；

图11示意性地示出了适用在蒸汽熨斗中的根据本发明的底板的两个部件的透视图；以及

图12示意性地示出了根据本发明的蒸汽器件的剖面图，其包括蒸汽发生器以及具有两个排放单元的底板。

应当提到的是，在所有附图中，水-蒸汽混合物和/或水滴和/或蒸汽的流动方向是通过箭头示意性地表示的。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的排放单元1的第一实施例的视图。排放单元1包括腔室10、去到腔室10的入口11以及离开腔室10的出口12。在操作期间，水-蒸汽混合物通过入口11被提供到腔室10，并且只有干蒸汽被通过出口12从腔室10排放出去。腔室10被定形成类似于具有两个端壁13、14以及在端壁13、14之间延伸的弯曲侧壁15的圆柱体。在所示实例中，侧壁15具有圆形周线。此外，入口11位于侧壁15内，并且关于侧壁15具有切线取向。在图2中，入口11和侧壁15由虚线表示。

下面解释腔室10的基本运作。由于腔室10的侧壁15的弯曲形状，通过入口11引入腔室10的水-蒸汽混合物被使得遵循圆形路径或者确切地说遵循螺旋路径。在所述过程中会发生离心效应。入口11关于侧壁15具有切线取向这一事实有助于水-蒸汽混合物平滑进入到腔室10中。此外，所述离心效应在该事实的基础上被最大化，并且被提供到腔室10的流动速度尽可能得到了保持，从而使得腔室10内部的流动速度可以尽可能高。如前所述的所有方面都有助于水-蒸汽混合物中的水滴的蒸发过程，其中所述蒸发过程是在由被适配成至少加热侧壁15的一个或更多适当加热元件(未示出)所提供的热量的影响下发生的。从(多个)加热元件到水滴的热传递与水滴到侧壁15的接触的持续时间直接相关，因此有利的是创造出密切接触的机会。

有利的是，出口12的位置尽可能远离侧壁15。出口12的这样的位置是如图中所示的中心或同心位置。凭借该位置，一种被称作喷溅(其是水滴从排放单元1的预期之外的释放)的现象得以最小化。但是为了完全避免喷溅现象，排放单元1具有旨在防止水滴到达出口12的特殊特征。在特定条件下，例如侧壁15的弯曲形状、入口11关于侧壁15的切线取向以及出口12的中心位置之类的因素可能不足以避免喷溅。换句话说，在特定条件下，不可能足够快速地蒸发所有水滴，并且水滴与从腔室10流过出口12的蒸汽一起被载送。这样的情况完全不合期望，并且采取了特殊措施以便在所有条件下避免这种情况。

首先，在腔室10内部放置屏障20，其位置使得屏障20处于水-蒸汽混合物从入口11到出口12的流动通路上。屏障20可以具有任何适当形状并且可以被放置在任何适当位置处以执行该功能。在所示实例中，屏障20被设计成类似于围绕出口12放置的管状物，其从出口12所在的端壁14向内延伸。腔室10的入口11被定位在不同于管状屏障20的入口的另一水平，从而不可能使得水滴在被引入到腔室10中之后不久就到达出口12。相反，确保水滴被带到循环流动中，从而有足够的时间和足够的热传递使得蒸发过程发生。

其次，疏水表面30位于腔室10内部。有利的是，疏水表面30被设置在紧靠出口12的周围，但是在本发明的范围内表面30也可以位于腔室10内部的任何地方，或者可以包括处于不同位置的不同部分。在所示实例中，屏障20以及出口12和屏障20所处的端壁14二者都配备有疏水层。作为一种替换方案，前面所提到的屏障20和端壁14可能由疏水材料制成。在任何情况下，由于紧靠出口12的周围存在疏水表面30，因此避免了在出口12附近形成及附着连续水膜。疏水表面使得水滴联合形成更大的水滴，并且水滴随着变得更大而落下，从而将其从相对接近出口12的区域去除，并且没有水到达出口12的危险。

远离出口12和屏障20所在的端壁14的另一端壁13的内表面的至少一部分可以可选地配备有疏水层，其帮助水滴的蒸汽与所述表面发生接触。

如前所述，屏障20可以具有任何适当形状。当出口12正如所示实例中的情况那样包括较短管状物并且屏障12也呈管状时，所述管状物的直径可以是相同的，但是并不必须如此。举例来说，屏障20也有可能具有大于出口12的内直径。此外，从屏障20到出口12的过渡可以是通过垂直边沿，正如所示实例中的情况那样，但是也可以是通过圆形边沿或斜切边沿。此外，屏障20的表面可以呈锥状，以便增强水离开出口12的流动。在图3-图6中示出了各种选项的实例，其中每一幅图的每一个部分示出了不同的可能形状。

图7和图8示出了根据本发明的排放单元2的第二实施例的视图。与根据第一实施例的排放单元1相同，根据第二实施例的排放单元2包括腔室10、入口11、出口12、屏障20和疏水表面30。此外，根据第二实施例的排放单元2包括附加的屏障40，其位于腔室10的另一端壁13处，其中端壁13远离用于阻挡水滴到出口12的途径的屏障20所在的端壁14。优选的是，附加的屏障40呈管状并且具有圆形外周线，从而可以基于对水-蒸汽混合物的流动所执行的改进引导处理而增强排放单元2的水分离效率。附加屏障40的圆形外表面有助于离心效应并且有助于流动沿着侧壁15循环。

图9和图10示出了根据本发明的排放单元3的第三实施例的视图。与根据第二实施例的排放单元2一样，根据第三实施例的排放单元3包括腔室10、入口11、出口12、屏障20、疏水表面30和附加屏障40。此外，在根据第三实施例的排放单元3中，出口12和屏障20所在的端壁14的内表面配备有凹槽51和凸脊52的图案50。在所示实例中，凹槽51和凸脊52被定位成围绕出口12的同心设置。凹槽51和凸脊52用来收集水滴，并且用于减少高速蒸汽将水滴容易地传输到出口12的情况。通过这种方式，凹槽51和凸脊52的图案50会增强屏障20的阻水功能。

根据本发明的排放单元1、2、3可以被使用在多种应用中。举例来说，排放单元1、2、3可以意图是蒸汽熨斗的底板的一部分，但是还适用在具有蒸汽功能的其他器件中。

图11示出了适用在蒸汽熨斗中的根据本发明的底板61的两个部件的视图。底板61配备有根据本发明的排放单元2、3，即排放单元2、3包括由两个端壁13、14和弯曲侧壁15限制的腔室10、去到腔室10的入口11、离开腔室10的出口12、屏障20以及疏水表面30。在所示实例中，被设置在底板61内部的排放单元2、3还包括附加的屏障40。

图12示出了根据本发明的蒸汽器件70的视图，其包括用于以任何适当的已知方式生成蒸汽的蒸汽发生器71以及带有用于接触待熨烫物体的熨烫板63的底板62(其配备有多个蒸汽孔)。此外，底板62具有两个排放单元1a、1b，其包括屏障20和疏水表面30。排放单元1a、1b的其中一个是主排放单元1a并且用于在熨烫过程中在一定程度上连续地提供蒸汽，排放单元1a、1b当中的另一个是辅助排放单元1b并且用于在用户期望的情况下在熨烫过程中突射蒸汽。在蒸汽器件70中设置致偏器72以用于从蒸汽发生器71向其中任一个排放单元1a、1b提供水-蒸汽混合物。通常情况下，致偏器72处于向主排放单元1a提供水-蒸汽混合物的状态。当需要突射蒸汽时，致偏器72的状态被改变成使得将水-蒸汽混合物传递到辅助排放单元1b。致偏器72通过软管73或另一个适当的中间构件连接到蒸汽发生器71。

本领域技术人员将认识到，本发明的范围不限于前面所公开的实例，但是在不背离如所附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下，对其多方面的修正和修改是可能的。虽然在附图和描述中详细示出并描述了本发明，但是这样的图示和描述应被视为仅仅是说明性或示例性的，而不是限制性的。本发明不限于所公开的实施例。

通过研究附图、说明书和所附权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解并实施所公开的实施例的各种变型。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他步骤或元件，“一”和“一个”不排除多个。在互不相同的从属权利要求中引述特定措施并不意味着不能使用这些措施的组合来获益。权利要求书中的任何附图标记不应当被理解成限制本发明的范围。

本发明可以被概括如下。蒸汽排放单元1、2、3包括用于容纳水-蒸汽混合物的流动并且加热水-蒸汽混合物的腔室10、去到腔室10的入口11以及离开腔室10的出口12。为了避免水滴与蒸汽流动一起通过出口12离开腔室10，需要采取特殊措施，其包括在腔室10内部设置在从入口11到出口12的水-蒸汽混合物的流动路径中的屏障20以及优选地靠近出口12的疏水表面30。

优选的是，腔室10具有弯曲侧壁15，从而可以在腔室10内部获得循环流动，并且使得对于水-蒸汽混合物的热传递是最优的。按照这种方式，得以实现有效的水蒸发过程。尽管如此，如果水滴保持在腔室10内部并且趋向于朝向出口12移动，则由于屏障20和疏水表面30的存在而不会发生水滴从腔室10的实际释放。当排放单元1、2、3例如被应用在蒸汽熨斗的底板61、62中时，不会发生公知的但是不合期望的喷溅现象，这是本发明的一项很重要的成就，同时与传统设计相比，底板设计的复杂度可以较低并且质量可以较小。

总地来说，本发明涉及一种用在蒸汽器件70中的排放单元1、2、3，其包括：用于容纳水-蒸汽混合物的流动并且加热水-蒸汽混合物的腔室10；用于向腔室10提供水-蒸汽混合物的入口11；用于从腔室10排出蒸汽的出口12；在腔室10的内部存在于从入口11到出口12的水-蒸汽混合物的流动路径中的屏障20，其位置用于充当从入口11到出口12的路线中的阻碍并且将由流动规避；以及同样存在于腔室10内部的疏水表面30，其所采取的形式是例如具有疏水属性的涂料之类的疏水物体的外表面或者由具有疏水属性的材料制成的部件。

Claims (15)

1.一种用在蒸汽器件(70)中的排放单元(1，2，3)，其包括：

-用于容纳水-蒸汽混合物的流动并且加热水-蒸汽混合物的腔室(10)；

-用于将水-蒸汽混合物提供到腔室(10)的入口(11)；

-用于从腔室(10)排出蒸汽的出口(12)；

-在腔室(10)内部被设置在从入口(11)到出口(12)的水-蒸汽混合物的流动路径中的屏障(20)，由此所述屏障被设置成在从所述入口(11)到所述出口(12)的所述流动路径中构成阻碍，从而在使用期间迫使所述流动遵循不同于直接路线的另一条路线；以及

-腔室(10)配备有具有疏水属性的表面(30)，其中所述表面位于腔室(10)内部以用于与水滴的蒸汽接触并且避免形成流出所述腔室(10)的连续水膜。

2.根据权利要求1的排放单元(1，2，3)，其中，疏水表面的位置紧靠出口(12)的周围。

3.根据权利要求1的排放单元(1，2，3)，其中，屏障(20)被围绕出口(12)设置，并且其中疏水表面(30)围绕屏障(20)。

4.根据权利要求1的排放单元(1，2，3)，其中，屏障(20)被定形成类似于管状物。

5.根据权利要求1的排放单元(1，2，3)，其中，腔室(10)包括弯曲壁(15)，并且其中入口(11)具有关于腔室(10)的弯曲壁(15)的切线取向。

6.根据权利要求5的排放单元(1，2，3)，其中，出口(12)位于腔室(10)的不是弯曲壁(15)的壁(14)处。

7.根据权利要求5的排放单元(1，2，3)，其中，出口(12)具有关于腔室(10)的弯曲壁(15)的中心位置。

8.根据权利要求5的排放单元(1，2，3)，其中，所述腔室的弯曲壁(15)配备有锥形物。

9.根据权利要求1的排放单元(1，2，3)，其中，所述腔室(10)还包括位于腔室(10)内部以用于增强蒸汽形成的疏水表面。

10.根据权利要求1的排放单元(1，2，3)，其中，所述腔室被定形成类似于具有两个端壁(13，14)以及在端壁(13，14)之间延伸的弯曲侧壁(15)的圆柱体，其中屏障(20)被定形成类似于从所述圆柱体的一个端壁(13，14)向内延伸的管状物。

11.根据权利要求10的排放单元(1，2，3)，其中，疏水表面(30)位于管状屏障(20)处。

12.根据权利要求10的排放单元(1，2，3)，其中，管状屏障(20)围绕出口(12)。

13.根据权利要求10的排放单元(2，3)，还包括在腔室(10)内部位于所述腔室(10)的远离包括所述屏障(20)的端壁(14)的另一端壁(13)处的附加屏障(40)，所述附加屏障(40)被设置成用于引导水-蒸汽混合物的流动。

14.根据权利要求1的排放单元(3)，其中，所述出口(12)和所述屏障(20)位于其中的端壁(14)的内表面配备有凹槽(51)和凸脊(52)的图案(50)。

15.一种用在蒸汽熨斗中的底板(61，62)，其配备有至少一个根据权利要求1的排放单元(1a，1b)。