CN104854403B - 蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

提供一种蒸汽发生器(1000)，其包括：水箱(200)；加热器单元(300)，其与所述水箱相连以将水加热；和喷射单元(500)，其与所述加热器单元(300)相连，其中，通过所述加热器单元(300)加热的原水在所述加热器单元(300)中处于高温高压状态，以及所述高温高压的原水当通过所述喷射单元(500)向外喷射时通过减压被转化为蒸汽。根据本发明的蒸汽发生器能够在没有分立的电力供应装置的情况下生成蒸汽，能够在不产生臭氧的情况下生成无害于人体的蒸汽，并能够通过以下方法生成大量雾化蒸汽：使用设置在机壳中的加热构件直接加热所供应原水，然后二次加热首先进行了相变的蒸汽以雾化蒸汽颗粒，由此抑制凝结水射出。为了抑制由于加热构件与所供应原水之间的表面过热或者在机壳中形成的过热区域所致的快速沸腾以及由此导致的机壳中的蒸汽闪爆，在加热构件中提供气泡分散构件，由此防止蒸汽的快速膨胀。由于本发明不需要臭氧去除装置和电力供应装置，因此，蒸汽发生器的尺寸可减小，并且生产成本可降低，因而用户可易于购买和在家使用蒸汽发生器。

Description

蒸汽发生器

技术领域

本发明涉及使用减压方法的蒸汽发生器，更具体地涉及一种使用以下原理的蒸汽发生器：将被加热的原水连续加热至高温高压状态，其次同时加热所供应的原水以防止在加热过程中形成过热区域而且随后产生诸如爆沸之类的强烈蒸汽，由此能够实现原水的稳定雾化，其中，由于原水暴露于较低压力和较低温度时的减压而生成蒸汽。

背景技术

近来，蒸汽在包括清洁、加湿、烹饪和美学处理在内的领域中具有各种应用。特别地，当喷射到皮肤上时，蒸汽可去除皮肤毛孔中的废物或老化角蛋白细胞。因此，蒸汽供应装置不仅广泛用于诸如皮肤医疗或皮肤护理店之类的皮肤护理诊所中，而且还可家用。

传统的蒸汽发生器通常采用静电雾化方法。采用静电雾化方法的蒸汽发生器包括储存水的储液器、以及放电电极和位于储器中的相反电极。蒸汽发生器通过将高压施加于放电电极而雾化在放电电极近处的液体。称为“蒸汽”的雾化液体被供应给用户。

这样的雾化类型的蒸汽发生器由于需要分立的电极而在紧凑性方面具有限制。

进一步地，在通过施加高压而雾化水的蒸汽发生器中，除了蒸汽以外，还生成并喷出臭氧。在高浓度臭氧与对人类健康的不利影响之间的关联性已经通过多项研究而被公知，因而出现了关于装置安全性和可靠性方面的问题。

这种采用静电雾化方法的蒸汽发生器的唯一选择是分立地装备用于减小臭氧浓度的装置，这进而导致大尺寸装置且生产成本增加。还存在另一个缺点是：装置消耗相当大量的功率。

因此，可使用通过加热原水生成蒸汽的方法。不过，这种加热类型的蒸汽发生器在被引入机壳中的原水的加热过程中具有不稳定的过热区域， 这些过热区域导致存在于机壳中的原水被上推。

如前所述，沿机壳内的侧壁上升的原水在与被加热到高温的侧壁接触时经历瞬时气化，导致机壳内的压力快速升高，以及释放强烈蒸汽(即，爆沸)到机壳之外。

同时，能够使采用蒸汽发生器的蒸汽炉稳定操作的方法的示例在韩国专利申请出版物No.10-2008-0065134(KR 2008-0065134)中公开。此文献提供一种用于稳定感知水位变化的水位传感器、具有该水位传感器的蒸汽发生器、具有该蒸汽发生器的烹饪装置，并提出：具有一个电极的水位传感器安装在储存蒸汽发生器所必需的水的蒸汽容器上，以稳定感知水位变化，无论是否产生水垢。

在以上文献中，水位传感器的安装能够实现蒸汽发生器的稳定操作。然而，所述文献未明确描述如何解决由于所供应原水突然气化和压力升高导致的气爆问题。因此，上述装置的稳定性和可靠性问题仍然需要进一步研究。

(专利文献1)JP 2011-67725A

(专利文献2)KR 2008-0065134A

发明内容

技术问题：

相应地，本发明的目的在于：提供一种蒸汽发生器，其能够使用减压原理而具有紧凑尺寸，并能够生成无害于人类健康的蒸汽。

进一步地，本发明的另一目的在于：提供一种蒸汽发生器，通过二次加热所供应的原水和蒸汽以防止在所供应的原水的加热过程中形成过热区域另外形成的强烈蒸汽而提供稳定雾化。

对问题的解决方案：

鉴于上述目的，根据本发明的蒸汽发生器1000包括：水箱200、与水箱200相连以将水加热的加热器单元300、和与加热器单元300相连的喷射单元500，其中，由加热器单元300加热的原水在加热器单元300中处于高温高压状态，高温高压原水当通过喷射单元500向外喷射时通过减压被转化为蒸汽。

优选地，所述加热器单元300包括：中空壳体310，其包括：设置在下部的原水入口312，和设置在上部的蒸汽出口313；以及加热构件320，向壳体310内的所述原水和蒸汽供热；其中，加热构件320对经由所述原水入口312引入所述壳体310中的所述原水执行第一加热、并且对在所述第一加热中相变的蒸汽执行第二加热。

优选地，所述加热构件320包括：水中加热单元321，其浸没在所述壳体310内的所述原水中；和蒸汽中加热单元322，其设置在所述原水的上方并在相变的蒸汽中。

优选地，所述加热器单元300另外还包括：气泡分散构件330，其被设置以包围所述水中加热单元321。

优选地，所述气泡分散构件330呈盘卷状。

优选地，所述加热器单元300另外还包括：温度传感器340，其对所述壳体310内的温度进行感应；和传感器遮蔽单元350，其设置在所述温度传感器340与所述水中加热单元321之间。

优选地，所述加热器单元300另外还包括分隔体360，其沿所述机壳100的内壁朝向所述水中加热单元321的上侧设置；以及所述分隔体360被形成为沿朝向下部的方向，向所述机壳100的内部倾斜。

优选地，所述温度传感器340实时地测量所述壳体310内的温度，并当所述壳体310内的温度超过预设温度值时停止所述加热构件320的操作。

优选地，所述温度传感器340基于在所述壳体310中测量到的温度而感应所述壳体310内的水位。

优选地，所述蒸汽发生器1000另外还包括：与所述加热器单元300相连的整流箱400；在所述加热器单元300中的所述高温高压原水在所述整流箱400中通过减压被转化为蒸汽；以及所述蒸汽通过所述喷射单元500向外喷射。

优选地，所述蒸汽发生器1000另外还包括：方向转变单元520，其设置在所述喷射单元500的一侧上，用以改变从所述喷射单元500排放的蒸汽的方向。

本发明的有益效果：

如前所述，根据本发明的蒸汽发生器能够在没有单独电力供应装置的情况下生成蒸汽，能够在不产生臭氧的情况下生成无害于人体的蒸汽，并能够通过以下方法生成大量的雾化蒸汽：使用设置在机壳中的加热构件直接加热所供应原水，然后二次加热首先进行了相变的蒸汽以雾化蒸汽颗粒，由此抑制凝聚水射出。

进一步地，为了抑制由于加热构件与所供应原水之间的表面过热或者在机壳中形成的过热区域所致的快速沸腾以及由此导致的机壳中的蒸汽闪爆，在加热构件中提供气泡分散构件，由此防止蒸汽的快速膨胀。

另外，由于本发明不需要臭氧去除装置和电力供应装置，因此，蒸汽发生器的尺寸可减小，以及生产成本可降低，因而用户可易于购买和在家使用蒸汽发生器。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述的和/或其它的方面和优点将变得显见且更易于理解，其中：

图1是根据本发明的实施例的蒸汽发生器的立体图；

图2是根据本发明的实施例的蒸汽发生器的分解立体图；

图3是根据本发明的实施例的蒸汽发生器的组成部件之一的加热器单元的立体图；

图4是图3中沿方向C所见的局部剖视立体图；

图5是在图3的线A-A所取的截面图；

图6是在图3的线B-B所取的截面图；以及

图7是水相图。

具体实施方式

本发明的蒸汽发生器1000的组成部件可根据需要而集成形成或分别形成和使用。进一步地，根据使用构造，可省略特定部件。

蒸汽发生器1000的实施例将在下文中参照附图更详细地阐释。为了使阐释清楚和方便，线路或者部件在图中可能以夸张的厚度或尺寸例示。进一步地，以下描述的术语是在考虑到本发明中功能的情况下进行限定， 并可根据用户或操作者的意图而改变。因此，这些术语的限定应基于整个说明书描述。

1. 对蒸汽发生器 1000 的部件的描述

在下文中，根据本发明的实施例的蒸汽发生器1000的各部件将参照图1至6进行阐释。

如图1中所示，蒸汽发生器1000包括：机壳100、水箱200、加热器单元300、整流箱400和喷射单元500，并供应蒸汽。在一个实施例中，蒸汽可用于用户美学处理或者其它多种应用的目的。

机壳100是蒸汽发生器1000的外壳体，具有蒸汽发生器1000的位于机壳100中的各部件。

水箱200位于机壳100内，储存由用户供应的水。用户可将水直接供应到水箱200，或者，根据实施例，可提供分立的水箱，用户可利用该分立的水箱供应水。

在下文中，加热器单元300，作为根据本发明的蒸汽发生器1000的主要部件之一，将参照图3至6进行阐释。

加热器单元300包括：中空壳体310，向壳体310内的原水和蒸汽供热的加热构件320，传感壳体310内温度的温度传感器340，被设置以包围加热构件320的气泡分散构件330，设置在温度传感器340与加热构件320之间的传感器遮蔽单元350，和被设置为沿朝向下部的方向，向壳体310内部、沿壳体310的内壁倾斜的分隔体360。壳体310包括：在其下部分上形成的原水入口312，和在其上部分上形成的蒸汽出口313。

加热构件320包括：浸没在壳体310内的原水中的水中加热单元321，和设置在相变蒸汽中并在原水上方的蒸汽中加热单元322。

例如，加热构件320可以是以电方式发热的构件，同时连接到壳体310的外部热源(未示出)。

进一步地，例如，加热构件320可为如图5中所示的“匸”形状，不过这仅为了示例性例示的目的，加热构件320的形状不限于任何具体示例。

加热构件320的蒸汽中加热单元322设置在壳体310内，并在原水上方的空间中。通过向从原水中蒸发的蒸汽再次供热的方式，蒸汽中加热单元322将蒸汽颗粒调节为具有更大密度。

也就是说，加热构件320对从水箱200经由原水入口312进入壳体310中的原水执行第一加热、并对已经通过所述第一加热进行相变的蒸汽执行第二加热以实现雾化。

在加热构件320中，蒸汽中加热单元321执行的功能是：在与原水直接接触时将热量传递到原水。在特定示例中，设置气泡分散构件330，以直接包围水中加热单元321。例如，气泡分散构件330为盘卷状构造，以卷曲围绕水中加热单元321的方式联接。

如前所述，气泡分散构件330与水中加热单元321联接，随着热量从水中加热单元321传递到原水而分散从原水中产生的气泡。也就是说，由于气泡分散构件330，因而在原水沸腾过程中产生的气泡被调节至较小尺寸。

温度传感器340设置在壳体310中，处于水中加热单元321与蒸汽中加热单元322之间。在本发明中，温度传感器340实时地测量壳体310内的温度，并基于测量到的温度而传感原水的水位。特别地，当壳体310内的原水保持在基准状态或更低水平时，测量到的温度将超过预设温度值，在此情况下，可通过切断加热构件320的供电而停止操作。

也就是说，温度传感器340执行两个任务：第一个任务是传感原水的水位；以及第二个任务是作为安全装置而当实时温度测量值指示出极度高温时停止生成蒸汽。

传感器遮蔽单元350被设置在温度传感器340与水中加热单元321之间。在被引入到壳体310中的原水的加热过程中，所产生的气泡可能突然朝向温度传感器340移动，由此影响温度测量值的结果。相应地，上述情况可通过以传感器遮蔽单元350遮蔽水中加热单元321的上部分而得以避免。

分隔体360沿壳体310的内壁朝向水中加热单元321的上部分设置。特别地，分隔体360沿朝向下部的方向，向壳体310的内部倾斜。分隔体360的这样的布置阻挡了由于壳体310中加热构件320形成过热区域引起突然沸腾所致的沿壳体310内壁上升的蒸汽的突然流动。

加热器单元300另外还包括：设置在壳体310中的内框架311，且在壳体310与内框架311之间可设置分立的隔离构件(未示出)。内框架311固定在壳体310的内壁上，分隔体360和原水入口312被固定。

所述隔离构件使壳体310内被加热蒸汽的向外传热最小化，使得加热构件320的热效率最大化。

整流箱400连接到加热器单元300，在加热器单元300处被加热的高温高压原水经由蒸汽出口313排放，沿连接通路流动，并被引入整流箱400中。当被加热的高温高压水进入整流箱400中时，由于周边气压和温度降低，因而水被转化为蒸汽。这将在下文中阐释操作时更详细阐释。

此外，根据实施例，可省略整流箱400，在此情况下，加热器单元300与喷射单元500相连。

喷射单元500将所生成的蒸汽喷射到蒸汽发生器100之外，其中可使用任意适合的方式。喷射单元500优选地位于机壳100之外以更高效地将蒸汽供应给用户，并且在一个实施例中，喷射单元500可位于机壳100的上侧上，如图1中所示。

进一步地，参见图2，喷射单元500可与供应软管152相连并以蒸汽供应，可通过操控在喷射单元500一侧上设置的方向转变单元520改变蒸汽排放方向。

2. 对蒸汽发生器 1000 的操作的描述

在下文中，将阐释根据本发明的蒸汽发生器1000的操作。

首先，用户可向水箱200填装水，或者，例如，用户可通过分立的箱将原水供应到蒸汽发生器1000。供应的原水通过与水箱200连接的通路并经由原水入口312被引入加热器单元300中。

然后通过温度传感器340检查壳体310内的原水供应相关情况。

此时，进入加热器单元300中的原水的量与加热器单元300供热的被吸收热量多少相关。这是一个重要的变量，据此，被引入加热器单元300中的原水被转化为高温高压的状态。相应地，优选的是：将适合量的原水引入加热器单元300中进行加热。

进一步地，加热器单元300中包括的加热构件320可例如为形状。

在以上示例中，原水可被填装到形加热构件的下侧中，或者更特别地，原水仅填装形加热构件的下侧的一部分。

也就是说，调节被引入的原水的量，使得仅在下侧处的水中加热单元321被浸没在原水中。参见图5和4，原水的基准水位可被设定到线a，线a例如被设定在温度传感器340的下端处。

此后，当壳体310内的原水水位到达基准状态时，向加热构件320供电，由此通过水中加热单元321执行第一加热。即使当被引入的原水超过100℃(在此温度点，原水处于高温高压状态)也继续加热。参见图7，被引入的原水从状态A转化为状态B，高温高压的原水填装形加热构件的上侧，即，填装蒸汽中加热单元322一侧。

下一步，在蒸汽中加热单元322处执行第二加热，其中，已经在第一加热中被加热的高温高压原水发生雾化现象。

在通过加热构件320进行的加热过程中，传感器遮蔽单元350能够实现在温度传感器340处的准确测量，而分隔体360同时防止由于原水温度突然升高产生强烈蒸汽的爆沸现象。

下一步，储存在加热器单元300中的高温高压原水经由蒸汽出口313排放，并经由连接通路流动到整流箱400。当原水进入整流箱400中时，由于整流箱400中的温度和压力比加热器单元300内的温度和压力显著降低，因而通过减压从原水中生成蒸汽。参见图7，随着高温高压原水(在图7中的状态B)被引入整流箱400中，原水经历气化(图7中的状态C)，生成蒸汽。

生成的蒸汽流动通过与整流箱400连接的供应通路，并通过喷射单元500射出蒸汽发生器100之外。蒸汽排放方向可由用户通过以方向转变单元进行的调节而调节至所希望的位置或方向。

进一步地，在本发明的一个实施例中，可省略整流箱400，在此情况下，加热器单元300中处于高温高压状态的原水可流动到喷射口。经由喷射口流动和排放的原水当暴露于大气压时生成蒸汽，如前所述。在装置使用之后，剩余的原水可经由与水箱200相连的泄放阀600和喷射口而排放。可使用泄放阀钮610，如图2中所示。

由于使用前述减压方法的蒸汽发生器1000不需要使用分立的电极或 臭氧去除装置，因而所述装置可具有紧凑尺寸并可生成无害于人类健康的蒸汽。

进一步地，可以通过以下方法生成大量的雾化蒸汽：直接加热所供应的原水，然后二次加热首先进行了相变的蒸汽以进一步减小蒸汽颗粒尺寸，由此抑制凝聚水射出。

前述的示例性实施例和优点仅为示例性的，不应被认为是限制性的。本教示可易于应用于其它类型的设备。另外，对示例性实施例的描述意在例示，而不是限制权利要求的范围，多种可替代方案、修改方案和变例对于本领域技术人员而言将是显见的。

Claims (10)

1.一种蒸汽发生器，包括：

水箱；

加热器单元，其与所述水箱相连以将水加热；和

喷射单元，其与所述加热器单元相连，

其中，通过所述加热器单元加热的原水在所述加热器单元中处于高温高压状态，所述高温高压的原水当通过所述喷射单元向外喷射时通过减压被转化为蒸汽，

其中所述加热器单元包括：

中空的壳体，其包括：设置在下部的原水入口，和设置在上部的蒸汽出口；以及

加热构件，向所述壳体内的所述原水和蒸汽供热，

其中，加热构件对经由所述原水入口引入所述壳体中的所述原水执行第一加热、并且对在所述第一加热中相变的蒸汽执行第二加热。

2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其中所述加热构件包括：

水中加热单元，其浸没在所述壳体内的所述原水中；和

蒸汽中加热单元，其设置在所述原水的上方并在相变的蒸汽中。

3.根据权利要求2所述的蒸汽发生器，其中所述加热器单元进一步包括：气泡分散构件，其被设置以包围所述水中加热单元。

4.根据权利要求3所述的蒸汽发生器，其中所述气泡分散构件呈盘卷状。

5.根据权利要求2所述的蒸汽发生器，其中所述加热器单元进一步包括：

温度传感器，其感应所述壳体内的温度；和

传感器遮蔽单元，其设置在所述温度传感器与所述水中加热单元之间。

6.根据权利要求2所述的蒸汽发生器，其中所述加热器单元进一步包括分隔体，其沿所述壳体的内壁朝向所述水中加热单元的上侧设置；以及

所述分隔体被形成为沿朝向下部的方向，向所述机壳的内部倾斜。

7.根据权利要求5所述的蒸汽发生器，其中，所述温度传感器实时地测量所述壳体内的温度，并当所述壳体内的温度超过预设温度值时停止所述加热构件的操作。

8.根据权利要求5所述的蒸汽发生器，其中，所述温度传感器基于在所述壳体中测量到的温度而感应所述壳体内的水位。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的蒸汽发生器，其中所述蒸汽发生器进一步包括：与所述加热器单元相连的整流箱；

在所述加热器单元中的所述高温高压原水在所述整流箱中通过减压被转化为蒸汽；以及

所述蒸汽通过所述喷射单元向外喷射。

10.根据权利要求9所述的蒸汽发生器，其中，所述蒸汽发生器进一步包括：方向转变单元，其设置在所述喷射单元的一侧上，用以改变从所述喷射单元排放的蒸汽的方向。