CN105972570B - 蒸汽发生器及蒸汽设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蒸汽发生领域，具体涉及一种蒸汽发生器，其包括基体，内部具有呈迂回状延伸的蒸汽管腔；若干印刷发热电阻，附于所述基体的表面上、且用于对所述蒸汽管腔进行加热；以及并联导体，附于所述基体的表面上、且用于将所述印刷发热电阻并联。本发明的蒸汽发生器，由于采用印刷发热电阻以及迂回状蒸汽管腔设计，其采用汽化原理为强制对流换热和管内沸腾，换热系数高，热惯性小，基体发热快，预热时间短；基体冷却快，断电后蒸汽续出时间短。另，本发明的蒸汽发生器，加热速度快，容易水汽分离，达到较好的蒸汽干化效果。本发明还公开了一种蒸汽设备。

Description

蒸汽发生器及蒸汽设备

技术领域

本发明涉及蒸汽发生技术领域，特别是涉及一种蒸汽发生器及蒸汽设备。

背景技术

目前，在蒸汽设备(例如熨烫机等)中的蒸汽发生器一般采用大容积沸腾原理。具体一般采用电阻丝发热管置于铸铝容器的底部，利用电阻丝发热管加热容器底壁，然后容器底壁将热量传递至容器中底部的水，再通过自然对流换热以及池内沸腾，最终产生蒸汽。

上述蒸汽发生器，其热惯性大，导致容器发热慢，预热时间较长；并且冷却也慢，断电后蒸汽续出时间长。

发明内容

基于此，有必要针对现有的蒸汽发生器热惯性大导致的问题，提供一种热惯性小的蒸汽发生器。

一种蒸汽发生器，包括：

基体，内部具有呈迂回状延伸的蒸汽管腔；

若干印刷发热电阻，附于所述基体的表面上、且用于对所述蒸汽管腔进行加热；

以及并联导体，附于所述基体的表面上、且用于将所述印刷发热电阻并联。

本发明的蒸汽发生器，由于采用印刷发热电阻以及迂回状蒸汽管腔设计，其采用汽化原理为强制对流换热和管内沸腾，换热系数高，热惯性小，基体发热快，预热时间短；基体冷却快，断电后蒸汽续出时间短。另，本发明的蒸汽发生器，加热速度快，容易水汽分离，达到较好的蒸汽干化效果。

在其中一个实施例中，所述印刷发热电阻呈条状，且平行排布。

在其中一个实施例中，所述印刷发热电阻的宽度为1～5mm。

在其中一个实施例中，所述基体的材料选自陶瓷、石英玻璃、或塑料。

在其中一个实施例中，所述基体的材料为金属，所述蒸汽发生器还包括附于所述基体的表面且用于绝缘所述基体与所述印刷发热电阻及所述基体与所述并联导体的绝缘层。

在其中一个实施例中，所述绝缘层的材料选自玻璃釉、聚酰亚胺、或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

在其中一个实施例中，所述绝缘层的厚度为10～50μm。

在其中一个实施例中，所述印刷发热电阻由导电浆料丝网印刷而成；所述导电浆料选自导电碳浆、钯银浆或钼锰浆。

在其中一个实施例中，所述并联导体通过导电铜浆丝网印刷而成。

在其中一个实施例中，所述蒸汽管腔呈平面螺旋形、管状螺旋形、或S型弯折。

在其中一个实施例中，所述印刷发热电阻在所述基体上呈非均匀分布。

本发明还提供了一种蒸汽设备。

一种蒸汽设备，包括本发明所提供的蒸汽发生器。

上述蒸汽设备，由于采用本发明所提供的蒸汽发生器，故预热时间短、断电后蒸汽续出时间短。另容易水汽分离，达到较好的蒸汽干化效果。

在其中一个实施例中，所述蒸汽设备为熨烫机、加湿器、蒸汽拖把、蒸汽美容机或蒸蛋器。

附图说明

图1为一实施例的蒸汽发生器的局部剖面示意图。

图2为一实施例的印刷发热电阻及并联导体的展开平面示意图。

图3为一实施例的基体立体示意图。

图4为图3中的基体的剖面示意图。

图5为另一实施例的基体立体示意图。

图6为再一实施例的基体立体示意图。

图7为又一实施例的基体立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1-4，本发明一实施例的蒸汽发生器100，包括基体110、绝缘层140、印刷发热电阻120、以及并联导体130。

其中，基体110内部具有蒸汽管腔112；也就是说，基体110由蒸汽管腔112以及用于形成蒸汽管腔112的器壁111构成。基体110的主要作用是容置并加热流体(例如水)。流体从基体110的一端开口进入蒸汽管腔112，器壁111将印刷发热电阻120的热量传导给蒸汽管腔112中的流体，流体在蒸汽管腔112中流动并同时发生相变，并最终转化为蒸汽从基体110的另一端开口冒出。

在本实施例中，重点参见图3，为了便于形成绝缘层140以及印刷发热电阻120，基体110的器壁111的外表面至少部分区域为平面。基体110的器壁111具有平面，这样可以方便将绝缘层140及印刷发热电阻120形成于基体110上。当然，可以理解的是，也可以在器壁111的外表面不设置平面。在本实施例中，基体110由三个零部件组装而成，中间为多孔型材118，多孔型材118两侧分别为端盖119。多孔型材118与两个端盖119组装之后即形成蒸汽管腔112。中间多孔型材118的上下各具有一个平面X。绝缘层140以及印刷发热电阻120形成于平面X上。当然，可以理解的是，基体110也可以一体成型，例如由一个管子弯折而成。例如如图5那样，基体110由一根管子经过四次向回弯折而成。

本发明中蒸汽管腔112呈迂回状延伸，也即蒸汽管腔112采用迂回设计，流体在蒸汽管腔112中流动时反复变换流动方向。这样可增加流体与发热面的接触面积和接触几率，提高加热和汽化的效率。流体在蒸汽管腔112内部是强制对流换热和强制对流沸腾，其换热系数是自然对流换热和大容积沸腾的数倍。

在本实施例中，蒸汽管腔112呈S型弯折。当然，可以理解的是，蒸汽管腔112的迂回设计并不局限于S型弯折，还可以是平面螺旋形，例如如图6那样，基体110由一根管子沿平面螺旋弯折而成，其内部的蒸汽管腔即呈平面螺旋形。蒸汽管腔112亦可以呈管状螺旋形，例如如图7那样，基体110由一根管子沿空间螺旋弯折而成，其内部的蒸汽管腔即呈管状螺旋形。

基体110的材料一般选自导热性较好的材料。在本实施例中，基体110的材料为金属。优选地，金属选自铝合金、不锈钢、或铜合金。当然，可以理解的是，在本发明中基体110的材料并不局限于金属，还可以是绝缘材料，例如基体110的材料选自陶瓷、塑料、或石英玻璃。更具体地，陶瓷可以选用氧化铝陶瓷或氧化镁陶瓷等。

其中，绝缘层140附于基体110的表面上，其主要作用是使基体110与印刷发热电阻120之间绝缘及使基体110与并联导体140之间绝缘。绝缘层140可以整个附于基体110的表面，也可以只位于印刷发热电阻120以及并联导体140所对应的基体110的表面上的区域。当然，可以理解的是，在基体110的材料为绝缘材料的情况下，可以不设置绝缘层140。

优选地，绝缘层140的材料为玻璃釉、聚酰亚胺(PI)、或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。这样绝缘层140的热阻小，传热速度极快，有利于降低热惯性。当绝缘层140为玻璃釉层时，可以采用丝网印刷等涂布工艺将其涂布在基体110的表面上。当绝缘层140为聚酰亚胺膜层、或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜层时，可以采用粘贴的方式将其包覆在基体110的表面上。

优选地，绝缘层140的厚度为10～50μm。这样绝缘层140的厚度较薄，可快速传热，且同时满足耐热以及绝缘性能的要求。

其中，印刷发热电阻120附于基体110的表面上；其主要作用是，将电能转化为热量并传递给基体110，从而对蒸汽管腔112中流体进行加热。

在本实施例中，印刷发热电阻120采用丝网印刷工艺印刷在绝缘层140的表面(在不存在绝缘层140的情况下，直接印刷在基体110的表面)；也就是说，将导电浆料丝印到绝缘层140的表面，然后再热固化或烧结导电浆料使其形成印刷热电阻120。采用丝网印刷工艺，其工艺简单成熟、成本低、且可以方便地控制调整印刷热电阻120的功率密度等技术参数。一般地，导电浆料的方阻大于10Ω。这样可以用较小体积的印刷发热电阻120产生较大的功率密度，使印刷发热电阻120的发热效率提高，进一步减小印刷发热电阻120的尺寸。

在本实施例中，导电浆料选自导电碳浆。当然，导电浆料还可以是钯银浆或钼锰浆等。在选择合适类型的导电浆料并配合合适的蒸汽管腔112的情况下，印刷发热电阻120可实现升温速度高达200℃/秒。

重点参见图2，在本发明中，印刷发热电阻120为多个，其分布于基体110绝大部分表面。具体地，印刷发热电阻120在基体110的表面上呈非均匀分布。可以根据汽化的四个阶段(对流，沸腾，干化，过热)所需要的功率不同、基体110和绝缘层140的导热系数及热容量的不同、流体的换热系数及流动速度不同设计合适的印刷发热电阻120的分布。

优选地，印刷发热电阻120呈条状，且平行排布；这样更有利于印刷发热电阻120的印刷，同时还便于控制和调整印刷发热电阻120在基体110表面上的功率密度分布。在本实施例中，印刷发热电阻120呈长方形。

进一步地，印刷发热电阻120的宽度为1～5mm。这样便于控制印刷的厚度以及均匀性。在本实施例中，印刷发热电阻120的宽度为2mm。

在本实施例中，印刷发热电阻120的长度方向与蒸汽管道112的延伸方向平行；这样可以便于设计不同换热阶段对应管道上的印刷发热电阻120的功率密度和长度。当然，可以理解的是，并不局限于上述形式。

其中，并联导体130也附于基体110的表面上，其主要作用是将印刷发热电阻120并联在一起。具体地，在印刷发热电阻120的两端(图2中左右两端)各有一个并联导体130。并联导体130包括与外界连接的外连段131以及与各个印刷发热电阻120电连接的并联段132。在本实施例中，并联段132呈条状，其延伸方向与印刷发热电阻120的延伸方向垂直。为了便于连接，外连段131呈方块状。在本实施例中，两个外连段131分为位于印刷发热电阻的两侧(图2中的上下两侧)。当然，可以理解的是，两个外连段131也可以位于同一侧，亦或其它合适的地方。

在本实施例中，并联导体130也采用丝网印刷工艺形成；优选地，在形成印刷发热电阻120之后，在基体110或者绝缘层140上印刷电极浆料，然后再热固化或烧结电极浆料使其形成并联导体130。在本实施例中，电极浆料选自导电铜浆。这样可以便于将并联导体130通过焊接与外界电源连接。当然，电极浆料还可以是钼锰浆等。一般的选取原则为：并联导体130的电极浆料选用导电性比印刷发热电阻120的导电浆料好。这样形成并联导体130的电阻较小，从而产生的压降较小，能够更好地实现各个印刷发热电阻的之间并联。

当然，可以理解的是，在某些要求较低的应用场合，并联导体130也可以和印刷发热电阻120一起印刷形成，即并联导体130和印刷发热电阻120采用同种浆料形成。

为了进一步保护印刷发热电阻120以及并联导体130，本发明还可以在印刷发热电阻120以及并联导体130外设置保护装置(未示出)。保护装置可以是覆在印刷发热电阻120以及并联导体130上的保护膜，还可以是保护格栅，防止印刷热电阻120以及并联导体130与其它物体不必要的接触。当然，可以理解的是，在某些场合，还可以不设置保护装置。

与现有技术相比，本发明的蒸汽发生器，热惯性小，基体发热快，预热时间短；基体冷却快，断电后蒸汽续出时间短。本发明的蒸汽发生器，其采用汽化原理为强制对流换热和管内沸腾，换热系数高，加热速度快，容易水汽分离，达到较好的蒸汽干化效果。进一步地，印刷发热电阻在不同区域可以有不同的分布，从而具有不同的功率密度，通过根据汽化的四个阶段所需功率的不同而调整功率密度可以进一步提高蒸汽干化效果。

现有技术中的蒸汽发生器，由于铸铝等工艺做成的容器腔体，其体积和形状固定，无法适用于各种实际复杂的使用环境。而本发明的蒸汽发生器可以选用不同的基体材料和器壁的厚度，以适应不同的使用场合；可以方便设计不同的腔体形状和尺寸，以配合不同的使用环境。

现有技术中的蒸汽发生器，其安装和使用均具有方向性，否则会导致汽化效果差、蒸汽温度不稳定、甚至无法产生蒸汽。而本发明的蒸汽发生器的安装和使用没有方向性，任何方向都可以正常工作。

现有技术中的蒸汽发生器，结构复杂，密封容易出问题，有漏水、漏汽甚至爆炸等风险；而本发明的蒸汽发生器，其结构简单，密封可靠，没有漏水、漏汽或爆炸等风险；另外，还具有零件少，制备工艺步骤少且简单，制造成本低等优点。

本发明还提供了一种蒸汽设备。

一种蒸汽设备，包括本发明所提供的蒸汽发生器。

本发明的蒸汽设备可以是熨烫机、加湿器、蒸汽拖把、蒸汽美容机或蒸蛋器。

上述蒸汽设备，由于采用本发明所提供的蒸汽发生器，故预热时间短、断电后蒸汽续出时间短。并且安装和使用没有方向性，任何方向都可以正常工作。另外还可以有效降低蒸汽设备的制造成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种蒸汽发生器，其特征在于，包括：

基体，内部具有呈迂回状延伸的蒸汽管腔；

若干印刷发热电阻，印刷于所述基体的表面上、且用于对所述蒸汽管腔进行加热，所述印刷发热电阻的长度方向与所述蒸汽管腔的延伸方向平行；

以及并联导体，附于所述基体的表面上、且用于将所述印刷发热电阻并联，所述印刷发热电阻呈条状，且平行排布。

2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述基体的材料选自陶瓷、石英玻璃或塑料。

3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述基体的材料为金属，所述蒸汽发生器还包括附于所述基体的表面且用于绝缘所述基体与所述印刷发热电阻及所述基体与所述并联导体的绝缘层。

4.根据权利要求3所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述绝缘层的材料选自玻璃釉、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

5.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述印刷发热电阻由导电浆料丝网印刷而成；所述导电浆料选自导电碳浆、钯银浆或钼锰浆。

6.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述蒸汽管腔呈平面螺旋形、管状螺旋形或S型弯折。

7.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述印刷发热电阻在所述基体上呈非均匀分布。

8.一种蒸汽设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的蒸汽发生器。

9.根据权利要求8所述的蒸汽设备，其特征在于，所述蒸汽设备为熨烫机、加湿器、蒸汽拖把、蒸汽美容机或蒸蛋器。