CN108477981A - 用于蒸汽烹饪装置的蒸汽锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于蒸汽发生器的蒸汽锅炉，所述蒸汽锅炉(1)包括锅炉本体(10)以及设置在所述锅炉本体(10)的底壁上的锅炉加热元件(17)，所述锅炉本体(10)内的锅炉腔中设有隔层件以在液面上方依次形成气孔连通的滤水腔(11)、滤汽腔(12)和冷凝腔(13)，所述冷凝腔(13)的顶部连接有蒸汽出口管(16)。因此，在本发明的蒸汽锅炉中，当蒸汽锅炉工作并产生蒸汽后，蒸汽依次通过滤水腔、滤汽腔和冷凝腔“过滤”后再从蒸汽出口管排出。这样，本发明的蒸汽锅炉为一种自带“滤气滤水”锅炉腔的新型蒸汽锅炉，以使得从蒸汽锅炉的蒸汽出口管导出的蒸汽不带大颗粒水汽且为饱和蒸汽，从而确保了该蒸汽锅炉良好的烹饪效果。

Description

用于蒸汽烹饪装置的蒸汽锅炉

技术领域

本发明涉及家用电器领域，具体地，涉及一种用于蒸汽烹饪装置的蒸汽锅炉。

背景技术

现有的家用蒸汽烹饪装置中，其蒸汽发生器一般为普通的用于加热煮水以产生蒸汽的蒸汽锅炉，主要分为内置或外置于烹饪腔体的两种方式。其中，内置型蒸汽发生器通常设置在烹饪腔底壁并直接加热烧煮水以产生蒸汽，外置型蒸汽发生器通常设置在腔体外壁，并将产生的蒸汽通过导汽管等源源不断地通入烹饪腔内以烹煮食物。

目前的家用蒸汽烹饪装置中，例如蒸汽炉等，烹饪腔体内产生蒸汽的时长较长，从而使得烹煮食物的等待时间也相对较长。根据蒸汽产生原理而言主要分为两种：一种为储水式，直接将蒸汽锅炉内通入水并逐渐烧至沸腾以产生蒸汽，这种方式通常需要1分钟左右；另一种，蒸汽锅炉的加热元件为铸造件，通常先对铸造件进行加热至100摄氏度或以上的一定的温度，再向该铸造件喷水产生蒸汽，一般需要30秒左右，从而使得烹饪的等待时间较长。

同时由于烹饪腔体内腔以及外壁为冷环境，使得腔体内温度较低，从而也增加了烹饪时长，另外，蒸汽在遇到温度较低的烹饪腔体外壁时，很容易形成水滴而直接滴落在所需要烹饪的食物上，使得烹饪效果不佳，最终使得用户的体验感不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种本发明的蒸汽锅炉为一种自带“滤气滤水”锅炉腔的新型蒸汽锅炉。

为了实现上述目的，本发明提供用于蒸汽发生器的蒸汽锅炉，所述蒸汽锅炉包括锅炉本体以及设置在所述锅炉本体的底壁上的锅炉加热元件，所述锅炉本体内的锅炉腔中设有隔层件以在液面上方依次形成气孔连通的滤水腔、滤汽腔和冷凝腔，所述冷凝腔的顶部连接有蒸汽出口管。

优选地，所述隔层件包括滤水板，所述滤水板为均布有滤泡孔的孔栅板，所述滤水板间隔设置在所述液面的上方，所述滤水腔形成在所述滤水板与所述液面之间。

优选地，所述滤水板设置在距离最高液面的上方不高于15mm。

优选地，所述隔层件包括罩扣在所述滤水板上方的冷凝罩，所述滤汽腔形成在所述冷凝罩与所述滤水板之间，所述冷凝罩的顶壁设置有多个出气孔。

优选地，所述冷凝罩的顶壁形成有向上凸起的出气孔凸板，所述出气孔均布于所述出气孔凸板上，所述出气孔凸板的凸板面积不大于所述冷凝罩的顶壁面积的二分之一。

优选地，所述滤泡孔的孔径的范围为5mm～10mm，所述出气孔的孔径为3mm～8mm。

优选地，所述滤汽腔的高度为不高于15mm。

优选地，所述冷凝腔形成在所述冷凝罩与所述锅炉本体的顶壁之间，所述冷凝罩的顶壁边缘形成回流台阶部，所述滤水板形成有回流边缘缺口，所述锅炉本体的顶壁的冷凝水能够依次通过所述回流台阶部和所述回流边缘缺口回流至所述锅炉腔底部。

优选地，所述回流台阶部和所述回流边缘缺口位于所述蒸汽出口管的正下方。

优选地，所述锅炉加热元件为厚膜。

在本发明的蒸汽锅炉中，当蒸汽锅炉工作并产生蒸汽后，蒸汽依次通过滤水腔、滤汽腔和冷凝腔“过滤”后再从蒸汽出口管排出。这样，本发明的蒸汽锅炉为一种自带“滤气滤水”锅炉腔的新型蒸汽锅炉，以使得从蒸汽锅炉的蒸汽出口管导出的蒸汽不带大颗粒水汽且为饱和蒸汽，从而确保了该蒸汽锅炉良好的烹饪效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明的优选实施方式的蒸汽发生器的立体图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图2中A-A截面的截面剖视图；

图5为图3中B-B截面的截面剖视图；

图6为图1的爆炸图；

图7为滤水板的结构示意图；

图8为冷凝罩的结构示意图；

图9为图2中C-C截面的截面剖视图；

图10为图2中D-D截面的截面剖视图；

图11为根据本发明的优选实施方式的水路组件的立体图；

图12和图13为根据本发明的优选实施方式的水路板组件的立体图；

图14和图15为水路板组件的爆炸图；

图16为水路板组件的主视图；

图17为图16中的E-E截面的截面剖视图；

图18为根据本发明的优选实施方式的蒸汽烹饪装置的立体图；

图19为根据本发明的优选实施方式的蒸汽烹饪装置(内部结构)的主视图；

图20为图19中F-F截面的截面剖视图；和

图21为单元控制器的结构原理图。

附图标记说明

1 蒸汽锅炉 2 水路组件

3 电路板组件 4 盒体

5 隔离盒

10 锅炉本体 11 滤水腔

12 滤汽腔 13 冷凝腔

14 滤水板 15 冷凝罩

16 蒸汽出口管 17 锅炉加热元件

21 水泵 22 水路板

23 拆装接头盖 24 水路沟槽

25 导热板 26 环形密封件

31 可控硅单元

151 出气孔凸板 152 出气孔

153 回流台阶部

141 滤泡孔 142 回流边缘缺口

211 进水泵 212 抽水泵

221 锅炉接水口 222 外接进水口

223 外接排水口 224 安装凸台

211a 进水泵串接出口 211b 进水泵串接入口

212a 抽水泵串接入口 212b 抽水泵串接出口

230 外接水口 M 第一板面壁

241 第一水路沟槽 242 第二水路沟槽

243 第三水路沟槽 N 第二板面壁

800 烹饪腔体 603 底热加热元件

601 顶壁预热元件 602 后壁预热元件

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

针对现有的蒸汽烹饪设备中，通常蒸汽发生器仅包括用于产生蒸汽的蒸汽锅炉，而该蒸汽锅炉的外部接通常还有进水水管和进水泵等部件，从而使得现有的蒸汽发生器存在结构较为复杂、占用体积较大且出蒸汽速度较慢等问题，对此，本发明提供了一种新型的蒸汽发生器，参见图1至图6所示。该蒸汽发生器包括：

蒸汽锅炉1，包括锅炉加热元件17；

水路组件2，包括向蒸汽锅炉1泵送流体或泵吸流体的水泵21；和

单元控制器，用于控制蒸汽锅炉1的锅炉加热功率和水泵21的泵送功率。

可见，本发明的蒸汽发生装置集成有带有水泵的水路组件以及控制泵送功率和加热功率的单元控制器，从而使得该蒸汽发生器具有集成的模块化效应，并通过模块自带的单元控制器精准的控制相关参数，以实现该蒸汽发生器的快速出蒸汽(可实现3秒内出蒸汽)的效果，并且该模块化的结构更有助于提升蒸汽发生器产品的小型化和通用化的目的。其中，本发明的蒸汽发生器的单元控制器能与配置有该蒸汽发生器的整机的整机控制器之间实现通讯，以最终实现整机产品的快速出蒸汽的效果。

具体地，蒸汽发生器可包括盒体4，蒸汽锅炉1、水路组件2和单元控制器均内置于盒体4的盒腔中。因此，根据该蒸汽发生装置的通用化特性，该蒸汽发生装置可应用于各种家用的蒸汽烹饪装置产品中，而本发明的蒸汽发生器将蒸汽锅炉1、水泵21以及控制电路等散件集中在盒体4内以组成模块结构，不仅能有效压缩模块体积并应用于多种型号的蒸汽烹饪装置整机产品中，还能有效提高对应蒸汽烹饪装置的开发周期。其中，该单元控制器通常集中在电路板组件3(参见图1和图5)上。

如图5和图6所示，盒体4优选为矩形盒，单元控制器和水路组件2上下层叠设置，蒸汽锅炉1与上下层叠的单元控制器和水路组件2沿盒腔的长度方向布置。可见，在本发明的蒸汽发生器中，各部件分工明确且布置位置妥当，结构更为紧凑，可使得该蒸汽发生器的使用性能更可靠。

进一步地，本发明的蒸汽发生器的盒体4的尺寸范围优选为：长度可不大于250mm、宽度不大于100mm、高度不大于100mm的小型化模块结构。

对于本发明的模块化的蒸汽发生器具有结构紧凑、小型化以及能实现“秒出蒸汽”的效果，发明人创造性地对各个功能部件进行了改进和优化，下文将进行详细具体的阐述。

其中，如图11所示，在本发明的蒸汽发生器中，该水路组件2包括水泵21和水路板22。参见图9和图10所示，水路板22设有板内水路，板内水路的一端为穿出盒体4的外接水口，另一端为连接蒸汽锅炉1的锅炉接水口221，水路板22还设有水泵串接口，水泵21通过水泵串接口插接于水路板22上并串联设置于板内水路中。

因此，该水路组件2不仅将水泵21集中在该蒸汽发生器中，以起到便于及时控制泵送流量的作用，同时还设置了与水泵21和蒸汽锅炉1连接的水路板22，该水路板22的设置有助于进一步地缩短蒸汽发生器内的水路长度，从而有助于提高蒸汽的产生速度，以达到快速地“秒出蒸汽”效果。

继续参见图9至图11，以及图16和图17，在本发明的水路组件2中，水泵21包括进水泵211和抽水泵212，进水泵211用于将外部流体泵送至蒸汽锅炉1内，抽水泵212用于将蒸汽锅炉1向外泵吸并排出；外接水口包括外接进水口222和外接排水口223；水泵串接口包括进水泵串接入口211b、进水泵串接出口211a、抽水泵串接入口212a和抽水泵串接出口212b；板内水路包括连接于锅炉接水口221与外接进水口222之间的板内进水水路以及接于锅炉接水口221与外接排水口223之间的板内抽水水路；进水泵串接入口211b和进水泵串接出口211a设置于板内进水水路中，抽水泵串接入口212a和抽水泵串接出口212b设置于板内抽水水路中。

其中，在进水泵211工作时，外部流体从外接进水口222进入，依次流经板内进水水路，并从进水泵串接入口211b进入进水泵211，并进水泵串接出口211a流至锅炉接水口221并泵送至蒸汽锅炉1内。在抽水泵212工作时，蒸汽锅炉1内的废液可以用被泵吸出经过锅炉接水口221，并从抽水泵串接入口212a进入抽水泵212，过程流经板内抽水水路，使得蒸汽锅炉1内的废液从外接排水口223向外排出，这样，整个水路板22内的板内水路较短，且结构简单又合理。

具体地，如图9和图10所示，外接水口和锅炉接水口221可以从水路板22的板边壁伸出，水泵串接口从水路板22的第一板面壁M伸出。

同时，板内水路包括形成在与第一板面壁M相反的第二板面壁N上的水路沟槽24，从而通过各个接水口与水路沟槽24的配合以形成水路板22的板内水路。参见图14所示的水路沟槽24，本发明的板内水路优选地采用开槽的水路形式，这是因为，相对于闭式的水路，开槽的循环水路传导散热性能更佳，更有助于对用于调节加热功率的可控硅单元31(参见图5)进行的水冷作用，具体的结构和原理详见下文中进一步的阐述。当然，板内水路不限于上述开槽形式的水路沟槽24，也可以为封闭的水路沟槽。

为进一步封闭上述水路沟槽24，水路板22可选择贴合蒸汽锅炉1的外壁面设置。

具体地，参见图9至图13所示，水路板22优选为矩形板，沿水路板22的第一长度方向上，外接进水口222、外接排水口223和锅炉接水口221依次间隔地布置在水路板22的同一长边的板边壁上，第一板面壁M上依次间隔设置有进水泵串接出口211a、进水泵串接入口211b、抽水泵串接出口212b和抽水泵串接入口212a。

与此同时，外接水口230、锅炉接水口221和水泵串接口均连通水路沟槽24，且水路沟槽24设置在与第一板面壁M相反的第二板面壁N上。如图9所示，该水路沟槽24包括第一水路沟槽241、第二水路沟槽242和第三水路沟槽243，第一水路沟槽241连通进水泵串接出口211a和锅炉接水口221，第二水路沟槽242连通进水泵串接入口211b和外接进水口222，第三水路沟槽243连通外接排水口223和抽水泵串接出口212b。

优选地，根据该水路板22具有结构不同的第一板面壁M和第二板面壁N的结构特性，水路板22可包括沿厚度方向叠合的前半板和后半板，这有助于水路板22的加工制造。同时，水路板22上设有螺纹安装柱和/或安装凸台224(参见图10和图15)，该螺纹安装柱和/或安装凸台224(参见图10和图15)为水路板22的连接固定部。

通常，蒸汽发生器还包括固定安装在盒体4的外壁上并对接外接水口的外部水箱，对应地水路组件2可连通邻接的外部水箱和/或废水箱，并且外接进水口222接通外部进水箱，外接排水口223接通外部废水箱。

在蒸汽发生器的盒体4中，蒸汽锅炉1、水路组件2的水路板22和水泵21沿盒腔的长度方向依次贴合布置，水路更短。

上述水路板22的外接出口包括了外接进水口222和外接排水口223，且可分别用于接通对应的水箱(可能有2个或多个水箱)，但根据蒸汽发生器的盒体4外的实际的水箱的个数和结构的不同，例如，常见的蒸汽烹饪装置通常仅包括一个水箱，因此针对此情此，特别地，本发明还提供了一种特殊的水路板组件，如图12至图15所示的优选实施方式中，该水路板组件包括：

水路板22，设有并用接水口(即上述的锅炉接水口221，下文均一致)、外接进水口222和外接排水口223，并用接水口与外接进水口222之间连接有板内进水水路，板内进水水路中设有进水泵串接入口211b和进水泵串接出口211a，并用接水口与外接排水口223之间连接有板内抽水水路，板内抽水水路中设有抽水泵串接入口212a和抽水泵串接出口212b；和

拆装接头盖23，可拆卸地套装在外接进水口222和外接排水口223外并设有分别连通外接进水口222和外接排水口223的外接水口230。

可见，本发明提供的水路板组件，不仅包括了上述的水路板22，还包括了可作为选用的具有拆卸功能的拆装接头盖23。因此，该带有拆装接头盖23的水路板22可适用于只有一个水箱的场合或者兼具进水箱和废水箱的场合。可根据实际情况是否选用拆装接头盖23，从而使得该水路板组件的通用性更高，当外部水箱只有一个时，可使用带有该拆装接头盖23的水路板组件，从而对应的将外接水口230连接上外部水箱。

本发明还提供了一种水路组件2，如图11所示的优选实施方式中，该水路组件2包括进水泵211、抽水泵212和上述所述的水路板组件，进水泵211和抽水泵212分别插接于水路板22，进水泵211的进水口和出水口分别对接进水泵串接入口211b和进水泵串接出口211a，抽水泵212的进水口和出水口分别对接抽水泵串接入口212a和抽水泵串接出口212b。因此本发明的水路组件2也包括了上述水路板组件的所有优点，不再一一赘述。

在本发明的蒸汽发生器中，该电路板组件2中还可以集成有用于控制锅炉加热元件17的锅炉加热功率的可控硅单元31，参见图5所示的优选实施方式中，特别地，可控硅单元31设置为与水路板22接触导热。因此，由于现有的可控硅单元(如IGBT模块)，这些电力电子半导体器件在使用时都需要搭配散热器使用，实现对可控硅单元进行散热，以确保可控硅单元的正常工作，而本发明的可控硅单元31通过接触水路板22的方式，能实现对可控硅单元31的水冷散热，从而取代了使用散热器，因此这不仅有利于节约安装空间并进一步提高该蒸汽发生器的小型化效果，同时还有利于降低产品的生产成本。

具体地，参见图5、图11至图15所示，蒸汽发生器设有从水路板22的侧壁伸出的导热板25，可控硅单元31与导热板25贴合设置。一般地，可控硅单元31的一端焊接在电路板组件3的电路板上，因此可控硅单元31可设置在电路板的边缘处便于导热板25贴合设置，确保可控硅单元31与导热板25的接触面积足够大，从而及时地实现有效地接触散热。

其中，在蒸汽发生器的盒体4结构中，如图5所示，电路板组件3和水路组件2上下层叠设置，蒸汽锅炉1与上下层叠的电路板组件3和水路组件2沿盒腔的长度方向布置，水路板22夹设在水泵21与蒸汽锅炉1之间。

如图6、图9和图10所示，该蒸汽发生器包括用于间隔开水路组件2与电路板组件3的隔离盒5，电路板组件3安装在隔离盒5中，从而使得电路板组件3与水路板组件2的结构分离开来，实现水电分离的效果，确保了电路板组件3的正常运行，从而保证了该蒸汽发生器的使用性能。

根据上述图14中水路板22内形成有板内水路，第二板面壁N上的形成有水路沟槽24的结构，且优选地水路沟槽24朝向蒸汽锅炉的一侧设置为开槽的形式，因此，如图11至图15中，导热板25可优选地固定在第二板面壁N上且封盖水路沟槽24，导热板25直接与流体接触，散热效果更好。

为确保水路板22的板内水路的正常循环，如图15和图16所示，导热板25与水路板22之间设置有环形密封件26，以确保板内水路的密封流动性。

与此同时，由于水泵21包括进水泵211和抽水泵212，进水泵211用于向蒸汽锅炉1内泵送流体(通常温度为常温或温度较低)，并通过蒸汽锅炉1实现对流体的加热以产生蒸汽，而抽水泵212用于将蒸汽锅炉1内的流体泵吸抽出以便下一次蒸煮产生蒸汽，因此，抽水泵212泵吸的流体温度通常较高而对可控硅单元3的散热效果并不明显，因此，可控硅单元31优选地设置在靠近进水泵211的一侧，从而使得可控硅单元31的水冷效果更好。

在本发明的蒸汽发生器的蒸汽锅炉1的优选实施方式中，参见图4至图6，蒸汽锅炉1包括锅炉本体10以及设置在锅炉本体10的底壁上的锅炉加热元件17，锅炉本体10内的锅炉腔中设有隔层件以在液面上方依次形成气孔连通的滤水腔11、滤汽腔12和冷凝腔13，冷凝腔13的顶部连接有蒸汽出口管16。

因此，在本发明的蒸汽锅炉1中，当蒸汽锅炉1工作并产生蒸汽后，蒸汽依次通过滤水腔11、滤汽腔12和冷凝腔13“过滤”后再从蒸汽出口管16排出。这样，本发明的蒸汽锅炉1为一种自带“滤气滤水”锅炉腔的新型蒸汽锅炉，以使得从蒸汽锅炉1的蒸汽出口管16导出的蒸汽不带大颗粒水汽且为饱和蒸汽，从而确保了该蒸汽锅炉1良好的烹饪效果。

具体地，隔层件包括滤水板14，如图7所示，滤水板14为均布有滤泡孔141的孔栅板，滤水板14间隔设置在液面的上方，滤水腔11形成在滤水板14与液面之间。这是因为，在对蒸汽锅炉1内的流体(例如水)进行加热煮沸时，而在水烧至沸腾时会产生大量气泡，且气泡在爆裂时会产生水滴，同时这些气泡和水滴容易引导至蒸汽排出口(如蒸汽出口管16)而形成水垢并堵塞蒸汽排出口。而在本发明中设置了均布有有助于均匀“破泡”滤泡孔141的滤水板14，并且滤水板14还有利于隔离并防止破裂后产生的水滴或水汽继续向上流动，从而可以使得“破泡”后水滴或水汽回流并滴落至液面以下。因此，当增设作为隔层件的滤水板14后，蒸汽经过具有该滤水板14的滤水腔11后，能进行初步地隔离并过滤大气泡中的水汽，同时还有助于避免水垢堵塞蒸汽出口管16，从而使得该滤水腔11具有“破泡滤水”的作用。

优选地，滤水板14设置在距离最高液面的上方不高于15mm。

与此同时，隔层件还可包括罩扣在滤水板14上方的冷凝罩15，如图8所示，滤汽腔12形成在冷凝罩15与滤水板14之间，冷凝罩15的顶壁设置有多个出气孔152。因此，当蒸汽经过滤水腔11的过滤后进入到滤汽腔12中，能在滤气腔进一步地进行大颗粒水汽的冷凝和过滤。

进一步地，冷凝罩15的顶壁形成有向上凸起的出气孔凸板151，继续参见图8所示，出气孔152均布于出气孔凸板151上，出气孔凸板151的凸板面积不大于冷凝罩15的顶壁面积的二分之一。当蒸汽从冷凝罩15向上排出时，会在冷凝罩15的顶壁的其他未带有出汽孔152的位置形成撞击和折流作用，有助于蒸汽的更进一步地过滤和冷凝效果，最终使得这些经过过滤的蒸汽能从集中出气孔凸板151的出汽孔152排出。当然，出气孔凸板151的凸板面积也不能为占有总面积的过小比例，要兼顾蒸汽的顺利向上流动并排出的效果。

为确保滤水板14和冷凝罩15的破泡和滤气效果，滤泡孔的孔径的范围优选为5mm～10mm，出气孔152的孔径的范围优选为3mm～8mm。

同时，滤汽腔12的高度为不高于15mm。

更进一步地，如图6和图8所示，冷凝腔13形成在冷凝罩15与锅炉本体10的顶壁之间，冷凝罩15的顶壁边缘形成回流台阶部153，滤水板14形成有回流边缘缺口142，锅炉本体10的顶壁的冷凝水能够依次通过回流台阶部153和回流边缘缺口142回流至锅炉腔底部，最终使得蒸汽在冷凝腔13内得到再一次的冷凝，从而更好地确保了从该蒸汽锅炉1内导出的蒸汽为饱和水蒸汽。另外，冷凝水的回流并回收还有助于提高水源的续航力。

为使得回流效果更彻底，回流台阶部153和回流边缘缺口142位于蒸汽出口管16的正下方。

本发明的蒸汽发生器为提高蒸汽锅炉1的加热效率，以实现快速出蒸汽的效果，锅炉加热元件17优选为厚膜。

为使得本发明的模块化的蒸汽发生器能快速出蒸汽，实现“秒出蒸汽”以及在后续过程中保持持续出蒸汽的效果，在本发明的电路板组件3中，单元控制器包括流量过程控制模块，流量过程控制模块配置为：当蒸汽发生器开始工作时，启动蒸汽锅炉1以预定加热功率W恒功率加热，同时启动水泵21以初始进液流量X1往蒸汽锅炉1供应液体。其中，X1＝X0*Y，Y为不大于3且不小于1.5的倍数取值常数，X0为对应于预定加热功率W的当前功率理论蒸发流量。

由于现有技术中在为避免干烧的情况下，蒸汽锅炉1的进水量往往给的量较大，即将初始进液流量X1设置的较大，倍数Y较大。通常设置Y为10倍左右甚至更大，进而导致现有的蒸汽锅炉的出蒸汽速度较慢。相较而言，在本发明的蒸汽发生器中，“秒出蒸汽”的关键在于合理控制初始进液流量X1的给水量以实现快速出蒸汽并避免干烧。因此，在给出加热功率即预定加热功率W后，计算对应的当前功率理论蒸发液量X0，进而控制初始进液流量为X0的Y倍，Y在合理范围内，即可实现秒出蒸汽，其中，Y优选为不大于3且不小于1.5的倍数取值常数。

通常，理论蒸发液量X0满足：

其中，C1为液体的比热容，T0为初始液温，T1为液体沸点温度，C2为液体的气化热参数。因此，当预定加热功率W给出时，可根据上述公式(1)得到当前功率的理论蒸发液量X0。

同时，单元控制器还包括加热频率控制模块，加热频率控制模块设置为：根据设定的秒出蒸汽时长T和倍数取值常数Y获得预定加热功率W，预定加热功率W满足：W*T≥X₁*T*Q₁+Q₃*m₁； (2)

其中，Q₁＝C₁*(T₁-T₀)，Q₃＝C₃*(T₁-T₀) (3)

C1为液体的比热容，C2为液体的气化热参数，C3为蒸汽锅炉1的炉膛周壁的本身材质的比热容，T0为初始液温，T1为液体沸点温度，m1为炉膛周壁的质量，Q1为单位时间内单位质量的液体从T0上升到T1的过程中所吸收的热量，Q3为单位时间内单位质量的炉膛周壁从T0上升到T1的过程中所吸收的热量。

在本发明的模块化的蒸汽发生器中，单元控制器控制实现“秒出蒸汽”主要存在三个变量参数的控制，分别为出蒸汽秒数T、预定加热功率W和当前功率理论蒸发流量的倍数Y。参见图21所示，本发明的蒸汽发生器在不同的应用场合，通过给定出蒸汽秒数T以及合理范围内的倍数Y，可通过单元控制器的加热频率控制模块中的计算比较单元或表格查询单元而确定预定加热功率W，进而在硬件上通过可控硅单元31调节相应的预定加热功率W，实现模块化蒸汽发生器的通用性应用、设计。

本发明的蒸汽发生器可实现快速出蒸汽的效果，理论上秒出蒸汽时长T可以不大于3秒。

实验时，向蒸汽锅炉1内通入25℃的水进行加热煮沸以产生蒸汽。其中，蒸汽锅炉1炉膛周壁的材质为不锈钢，水的比热容C1为4.186KJ/Kg*℃，水的气化热参数C2为2257.2KJ/Kg，不锈钢的比热容C3为0.449KJ/Kg*℃，初始液温T0为25℃，水的沸点温度T1为100℃，炉膛周壁的质量m1为91.3g。根据公式(2)和公式组(3)计算得到，当预设加热功率W为2000W时，取Y＝2.3倍时，可以计算得到理论初始产生蒸汽的时长蒸汽秒数T大约为3秒。

在该模块化蒸汽发生器的使用过程中，单元控制器的流量过程控制模块限定流量在时间轴上合理的波动调节，即适时调节进液流量Y*X0，可实现更快出蒸汽，即所谓的“秒出蒸汽”以及持续出蒸汽并防止干烧。

为实时监测水位使得单元控制器在蒸汽锅炉1的进液过程中实现防止干烧且避免因加热过量的水导致无法快速或持续出蒸汽，蒸汽锅炉1内设有液位探测器(未显示)，流量过程控制模块还配置为：在蒸汽发生器的持续加热出蒸汽过程中，控制水泵21以使得蒸汽锅炉1内的锅炉液位介于防干烧液位与过量液位之间。

为确保在蒸汽发生器实现初始的“秒出蒸汽”后可维持持续出蒸汽，使得在补液过程中蒸汽也不会间断并仍旧保持持续产生蒸汽。对此，流量过程控制模块进一步配置为：

蒸汽锅炉1内的初始锅炉液位达到预设控制液位时，使得进液流量由初始进液流量X1调降为当前功率理论蒸发流量X0；以及

持续检测锅炉液位，当锅炉液位在连续的超标检测时间T’内均高出预设控制液位时，减小进液流量并调节为减量进液流量X3；

或者，当锅炉液位在连续的超标检测时间T’内均低于预设控制液位时，增大进液流量并调节为增量进液流量X4；

其中，预设控制液位介于防干烧液位与过量液位之间。

优选地，减量进液流量X3为当前功率理论蒸发流量X0的一半，增量进液流量X4为当前功率理论蒸发流量X0的两倍，以确保蒸汽锅炉1内的锅炉液位维持在防干烧液位与过量液位之间。

其中，超标检测时间T’与倍数取值常数Y呈反比。

与此同时，流量过程控制模块还配置为：在蒸汽发生器停止工作时，控制水泵21泵吸液体以排空蒸汽锅炉1内的流体，从而不仅可以避免蒸汽锅炉1内残留有余液而结成水垢，同时还为下一次启动并确保快速出蒸汽做好准备。

此外，本发明还提供了一种蒸汽烹饪装置，参见图18至图20所示，该蒸汽烹饪装置包括烹饪腔体800，同时还包括上述所述的蒸汽发生器，并且该蒸汽发生器向烹饪腔体800内导入蒸汽。因此本发明的蒸汽烹饪装置也包括了上述蒸汽发生器的所有优点，不再一一赘述。

由于在现有的蒸汽烹饪装置中，在蒸汽通入烹饪腔体800之前，烹饪腔体800的内壁以及腔室内均处于低温环境。若直接将蒸汽通入处于低温环境的烹饪腔体800内，不仅使得烹饪腔体800内的环境温度上升速度慢，而且很容易导致蒸汽遇到低温的内壁面形成冷凝水直接滴落至食物上，这不仅会影响食物的口感还会影响食物的外观，从而影响食物的烹饪效果，比如在烹饪馒头时，会影响馒头的发酵膨胀等效果。对此，本发明的蒸汽烹饪装置还包括围绕烹饪腔体800的外壁设置的预热加热元件以及与单元控制器通讯的整机控制器，整机控制器配置为：通过单元控制器控制加热蒸汽锅炉1时，同步启动预热加热元件以预热烹饪腔体800，从而在加热蒸汽锅炉1时，同步启动预热烹饪腔体800的功能，以使得烹饪腔体800内环境迅速预热。

其中，预热加热元件的预热加热功率为蒸汽烹饪装置的最大加热功率减去锅炉功率和泵送功率，从而使蒸汽烹饪装置的工作功率不超过整机使用的最高额定加热功率。

参见图19和图20所示，预热加热元件包括用于加热烹饪腔体800的顶壁的顶壁预热元件601、用于加热烹饪腔体800的后壁的后壁预热元件602以及用于加热烹饪腔体800的底壁的底壁预热元件603，整机控制器进一步配置为：依次启动顶壁预热元件601、后壁预热元件602和底壁预热元件603，使得顶壁预热元件601、后壁预热元件602和底壁预热元件603依次间断工作。

另外，由于现有的烹饪腔体800大多数采用性能好的搪瓷材料作为腔体材料，因此，为防止搪瓷腔体出现在高温加热下发生变色或变形等问题，预热加热元件与烹饪腔体800的外壁面间隔设置，使得预热加热元件对烹饪腔体800的外壁面形成非接触式的加热。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于蒸汽发生器的蒸汽锅炉，其特征在于，所述蒸汽锅炉(1)包括锅炉本体(10)以及设置在所述锅炉本体(10)的底壁上的锅炉加热元件(17)，所述锅炉本体(10)内的锅炉腔中设有隔层件以在液面上方依次形成气孔连通的滤水腔(11)、滤汽腔(12)和冷凝腔(13)，所述冷凝腔(13)的顶部连接有蒸汽出口管(16)。

2.根据权利要求1所述的蒸汽锅炉，其特征在于，所述隔层件包括滤水板(14)，所述滤水板(14)为均布有滤泡孔(141)的孔栅板，所述滤水板(14)间隔设置在所述液面的上方，所述滤水腔(11)形成在所述滤水板(14)与所述液面之间。

3.根据权利要求2所述的蒸汽锅炉，其特征在于，所述滤水板(14)设置在距离最高液面的上方不高于15mm。

4.根据权利要求2或3所述的蒸汽锅炉，其特征在于，所述隔层件包括罩扣在所述滤水板(14)上方的冷凝罩(15)，所述滤汽腔(12)形成在所述冷凝罩(15)与所述滤水板(14)之间，所述冷凝罩(15)的顶壁设置有多个出气孔(152)。

5.根据权利要求4所述的蒸汽锅炉，其特征在于，所述冷凝罩(15)的顶壁形成有向上凸起的出气孔凸板(151)，所述出气孔(152)均布于所述出气孔凸板(151)上，所述出气孔凸板(151)的凸板面积不大于所述冷凝罩(15)的顶壁面积的二分之一。

6.根据权利要求4所述的蒸汽锅炉，其特征在于，所述滤泡孔的孔径的范围为5mm～10mm，所述出气孔(152)的孔径为3mm～8mm。

7.根据权利要求5所述的蒸汽锅炉，其特征在于，所述滤汽腔(12)的高度为不高于15mm。

8.根据权利要求4所述的蒸汽锅炉，其特征在于，所述冷凝腔(13)形成在所述冷凝罩(15)与所述锅炉本体(10)的顶壁之间，所述冷凝罩(15)的顶壁边缘形成回流台阶部(153)，所述滤水板(14)形成有回流边缘缺口(142)，所述锅炉本体(10)的顶壁的冷凝水能够依次通过所述回流台阶部(153)和所述回流边缘缺口(142)回流至所述锅炉腔底部。

9.根据权利要求8所述的蒸汽锅炉，其特征在于，所述回流台阶部(153)和所述回流边缘缺口(142)位于所述蒸汽出口管(16)的正下方。

10.根据权利要求2所述的蒸汽锅炉，其特征在于，所述锅炉加热元件(17)为厚膜。