CN110906301A - 一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器及蒸汽系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，包括蒸发器外壳、加热组件、储水槽和调节组件，所述蒸发器外壳内限定有蒸发腔，在所述蒸发器外壳上设有蒸汽出口，所述加热组件安装于所述蒸发器外壳上，所述储水槽设置于所述蒸发腔内且其设有注水口和出水孔，所述调节组件可活动地设置于所述储水槽，并通过与所述出水孔的配合来调节所述出水孔的出水面积。本发明的蒸汽发生器，其在蒸汽发生器工作初始，可通过调小出水孔的出水面积来减少进入到蒸发腔内的水量，从而保证能够即出蒸汽，有效提高了蒸汽的产出效率，同时可保证蒸汽持续产出而不发生间断；此外，可避免蒸发腔内残留较多的高温残留水，减少能源浪费，提升用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及蒸汽系统技术领域，尤其涉及一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器及蒸汽系统。
背景技术
现有烹饪电器的蒸箱或蒸烤一体机很多采用隐藏式蒸发器，该种蒸发器原理是，利用蒸发器底部的温度传感器监测蒸发器的温度，从而判断蒸发器的状态，当蒸发器内部水量被蒸干并达到干烧补水条件后水泵才启动泵入新的水。在蒸发器内水被蒸干到泵入新的水，再到产生新的蒸汽，会使得烹饪电器在几十秒内无蒸汽进入。同时在烹饪结束后，蒸发器底部可能还存在大量高温的残留水。这些因素都会导致烹饪效率的降低和能量的浪费。
为了使蒸发器持续产生蒸汽，目前比较常用的是在蒸发器蒸发的过程中，不断加入新的水，保持蒸发器水位不变，这种方法不仅降低了蒸汽产生的速率，还会导致在使用完后，蒸发器内还存在大量高温的残留水，导致能量的浪费。
为了使蒸发器即出蒸汽，目前比较常用的是采用滴水式或管路式蒸发器，这种蒸发器会导致蒸发器受热不均，有些地方存在长时间干烧的情况，大大降低了蒸发器的寿命。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本发明提出一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其能够即出蒸汽，有效提高了蒸汽的产出效率，并且保证蒸汽持续产出而不发生间断，同时可避免蒸发器残留较多高温残留水而造成能源浪费。
本发明还提供了一种具有该蒸汽发生器的蒸汽系统。
根据上述提供的一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其通过如下技术方案来实现：
一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，所述蒸汽发生器包括蒸发器外壳、加热组件、储水槽和调节组件，所述蒸发器外壳内限定有蒸发腔，在所述蒸发器外壳上设有连通所述蒸发腔的蒸汽出口，所述加热组件安装于所述蒸发器外壳上，所述储水槽设置于所述蒸发腔内且其设有注水口和出水孔，所述调节组件可活动地设置于所述储水槽，并通过与所述出水孔的配合来调节所述出水孔的出水面积。
在一些实施方式中，所述蒸汽发生器还包括驱动组件，所述出水孔设置于所述储水槽的侧壁下端，所述驱动组件设置于所述储水槽内并与所述调节组件连接；所述调节组件在所述驱动组件的驱动下进行升降或者转动，进而调节所述出水孔的出水面积。
在一些实施方式中，所述调节组件包括调节件和连接支座，所述调节件可升降或者转动地设置于所述储水槽内，所述驱动组件通过所述连接支座与所述调节件连接。
在一些实施方式中，所述储水槽周壁呈柱形，在所述储水槽的侧壁下端周向设有若干彼此间隔的所述出水孔；所述调节件为与所述储水槽的周壁形状相同的环形，或者由相互连接的若干调节板组成。
在一些实施方式中，所述储水槽设置于所述蒸发腔的中部，所述蒸发腔底部包括蒸发面，所述蒸发面呈上端小、下端大的圆台形或棱锥形或半圆球形且其构成所述蒸发器外壳底部的一部分或全部。
在一些实施方式中，所述蒸发面由所述储水槽底部边缘朝下且向外倾斜延伸形成，所述储水槽底部和所述蒸发面相围合形成所述蒸发器外壳底部的一部分或全部，从而使得所述蒸发器外壳底部大体上呈上端小、下端大的圆台形或棱锥形。
在一些实施方式中，所述加热组件包括主发热管和副发热管，所述主发热管安装于所述蒸发面外侧的中部或上半段，所述副发热管安装于所述蒸发面外侧的下半段。
在一些实施方式中，所述储水槽的底部内侧设有隔热件，和/或所述储水槽的底部由隔热材料制成。
在一些实施方式中，所述蒸汽发生器还包括温度检测装置，所述温度检测装置安装于所述蒸发器外壳上用于检测所述蒸发腔内的温度；根据所述温度检测装置检测到的温度，调节所述调节组件与所述出水孔的配合状态，进而调节所述出水孔的出水面积。
根据上述提供的蒸汽系统，其通过如下技术方案来实现：
一种蒸汽系统，包括水箱组件、进水管路、水泵和控制器，其中还包括如上所述蒸汽发生器，所述进水管路的两端分别与所述蒸汽发生器的注水口、所述水箱组件连通，所述水泵设置于所述进水管路上并与所述控制器电连接。
与现有技术相比，本发明的至少包括以下有益效果：
1、本发明的蒸汽发生器，其在蒸汽发生器工作初始，可通过调小出水孔的出水面积来减少进入到蒸发腔内的水量，从而保证能够即出蒸汽，有效提高了蒸汽的产出效率，同时可保证蒸汽持续产出而不发生间断；
2、可避免蒸发腔内残留较多的高温残留水，减少能源浪费，提升用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例1中蒸汽发生器的结构示意图；
图2是本发明实施例1中蒸汽发生器的剖视图，图中出水孔处于封闭状态；
图3是图2中A部分的局部放大图；
图4是本发明实施例1中蒸汽发生器的剖视图，图中出水孔处于打开状态；
图5是本发明实施例3中蒸汽系统的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例对本发明进行说明，但本发明并不受这些实施例所限制。对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
实施例1
如图1-3所示，一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，该蒸汽发生器1包括蒸发器外壳11、加热组件12、储水槽13和调节组件14，蒸发器外壳11内限定出蒸发器110，在蒸发器外壳11上设有连通蒸发腔110的蒸汽出口111。加热组件12安装于蒸发器外壳11上并与蒸汽系统的控制器电连接，用于将蒸发腔110内部的水加热至蒸发。储水槽13设置于蒸发腔110内且其设有注水口131和出水孔132，以通过出水孔132向蒸发腔110进行供水。调节组件14可活动地设置于储水槽13上，并通过与出水孔132的配合来调节出水孔132的出水面积。
本实施例的蒸汽发生器，其通过在蒸发腔110内设置具有注水口131和出水孔132的储水槽13，并且在储水槽13内活动设置有用于调节出水孔132的出水面积的调节组件13，从而实现了控制进入到蒸发腔110内的水量。在蒸汽发生器工作初始，可通过调小出水孔132的出水面积来减小进入到蒸发腔110内的水量，从而保证能够即出蒸汽，有效提高了蒸汽的产出效率。在蒸汽发生器工作过程中，通过调节出水孔132的出水面积，保证储水槽13的放水量与蒸发腔110的蒸发量保持平衡，进而保证蒸汽持续产出而不发生间断。此外，在蒸汽发生器停止工作时，可避免蒸发腔110内残留较多的高温残留水，减少能源浪费，提升用户体验。
进一步地，出水孔132设置于储水槽13的侧壁下端。蒸汽发生器1还包括驱动组件15，驱动组件15设置于储水槽13内并与调节组件14连接，且驱动组件15与蒸汽系统的控制器电连接。调节组件14可在驱动组件15的驱动下进行升降或者转动，进而调节出水孔132的出水面积。由此，通过驱动组件15自动调节调节组件14的运动，进而实现了调节出水孔132的出水面积，便于根据蒸汽蒸发器1工作发各阶段调节储水槽13的放水量，保证能够快速地即出蒸汽和蒸汽持续产出，并且大大减少了蒸发腔110内的高温残留水，提高了蒸汽蒸发器1工作过程的自动控制化程度，利于提高烹饪体验和减少能源浪费。
具体地，储水槽13呈中空的棱柱形或圆柱形，设置于蒸发腔110的中部,且储水槽13的顶部和底部分别构成蒸发器外壳11顶部和底部的一部分，从而使蒸发腔110在储水槽13的分隔作用下呈圆环形状，如此利于储水槽1的制造材料，节约生产成本。
注水口131设置于蒸发器外壳11或储水槽13的顶部，且注水口131突出于蒸发器外壳11的顶面外侧，以便于与蒸汽系统的进水管路相连接。在储水槽13的侧壁下端周向设有若干彼此间隔的出水孔132，该出水孔132呈竖向长缝状或者沿储水槽13的周长布置的横向长缝状，如此保证储水槽13的出水更加均匀，避免蒸发腔110底部受热不均而发生局部干烧，提高蒸汽发生器1的使用寿命。
具体地，调节组件14包括调节件141和连接支座142，调节件141为与储水槽13的周壁形状相同的环形，其可升降或者转动地设置于储水槽13内，驱动组件15通过连接支座142与调节件141连接。如此，驱动组件15通过连接支座142带动调节件141升降或者转动时，可改变调节件141与每个出水孔132的配合状态，进而实现自动调节储水槽13的出水量或放水量。
优选地，本实施例的储水槽13呈中空的圆柱形，该储水槽13与蒸发腔110同轴设置，出水孔132呈竖向长缝状。调节件141为与储水槽13的周壁形状相同的圆环形，该调节件141可升降地设置于储水槽13内部且其侧壁高度大于每个出水孔132的竖向长度。另外，在调节件141与储水槽13底面相抵接时，调节件141的周壁能够将所有出水孔132封闭，以防止储水槽13内的水进入到蒸发腔110内部。由此，通过将出水孔132设置为竖向长缝状，调节件141设计为与储水槽13的周壁形状相同的圆环形，保证调节件141能够完全封闭出水孔132的同时，增大了出水面积调节范围，提高出水调节的可控制性。
更优选地，调节件141由隔热材料制成。连接支座142为连接板，该连接板设置于调节件141的顶部且其两端分别与调节件141的相对侧壁固定连接，并且连接板的中心轴线与调节件141的中心轴线重合，如此可保证调节件141的升降更加平稳。
如图2所示，具体地，驱动组件15包括防水型推杆电机和推杆，防水型推杆电机固定安装于储水槽13的顶部内侧面并与蒸汽系统的控制器电连接，推杆的一端与连接支座142固定连接，另一端与防水型推杆电机的输出端活动连接，如此推杆在防水型推杆电机的驱动下进行伸缩运动，并通过连接支座142同步带动调节件141升降，进而自动实现调节出水孔132的出水面积。
另外，为了防止储水槽13注入的水量过多而影响水型推杆电机的使用安全性，可在储水槽13的侧壁上端开设一个溢流孔，这样可实现通过监控蒸发腔110内的水位或者温度来判断储水槽13的注水是否存在异常。
在本实施例中，蒸发器外壳11呈中空的圆柱体，蒸发器外壳11底部由储水槽13底部、及位于储水槽13底部四周的蒸发腔110底部相围合形成，且蒸发器外壳11底部呈上端小、下端大的圆台形或棱锥形。蒸发器外壳11的顶部由储水槽13顶部和蒸发腔110顶部围合形成，在蒸发器外壳11的顶部设有连通蒸发腔110的两个蒸汽出口111，该两个蒸汽出口111彼此对称布置，以增大单位出蒸汽量，提高烹饪效果。
具体地，蒸发腔110的底部包括蒸发面1101和底面1102，蒸发面1101由储水槽13底部边缘朝下且向外倾斜延伸形成，从而使得蒸发面1101呈上端小、下端大的圆台形或棱锥形，底面1102设置于蒸发面1101的外侧边缘四周。由此，通过将蒸发面1101设置为上端小、下端大的圆台形或棱锥形，从而使从储水槽13流出的水沿着蒸发面1101向底面1102方向流淌，并在敞流过程中被快速加热至沸腾，提高加热效率和蒸汽产出效率，保证能够即出蒸汽；同时可避免刚进入到蒸发腔110的水直接在底面1102聚集，利于增加接触面和提高蒸发效率。在本实施例中，蒸发面1101为圆台形。
如图2所示，具体地，蒸发面1101朝向蒸发器外壳11内部凹陷形成一个适于安装加热组件12的安装腔(图中未示出)。加热组件12包括主发热管121和副发热管122，主发热管121安装于蒸发面1101外侧的中部或上半段并与蒸汽系统的控制器电连接，用于蒸干蒸发面1101中部或上半段的敞流水；副发热管122安装于蒸发面1101外侧的下半段并与蒸汽系统的控制器电连接，用于蒸干主发热管121没有蒸干的敞流水，以减少流入到底面1102的水量。由此，通过将两个发热管间隔布置于蒸发面1101外侧，使得水在蒸发面1101敞流过程中，先在蒸发面1101上半段被主发热管121进行充分加热至蒸发，而敞流至蒸发面1101下半段水会继续被副发热管122加热蒸发，实现能够快速产出蒸汽，并且保证只有少部分水流到底面1102，从而保证蒸发腔110内部高温残留水少，避免能源浪费。此外，副发热管122安装于蒸发面1101下半段并靠近于底面1102，可用于将蒸发腔110内少量高温残留水蒸干。
在本实施例中，主发热管121和副发热管122优选为呈环形，主发热管121的加热功率高于副发热管122的加热功率，通过加热功率不同的两个发热管配合，在实现快速地持续产出蒸汽的同时，可达到节电的目的。
优选地，储水槽13的底部由隔热材料制成，以防止加热组件12的热量被储水槽13内水所吸收。更优选地，在储水槽13的底部内侧设有隔热件16(参见图2)，如此可进一步防止加热组件12的热量被储水槽13内水所吸收，减少不必要的热量浪费。
如图1所示，进一步地，蒸汽发生器1还包括用于检测蒸发腔110内部温度的温度检测装置17，温度检测装置17安装于蒸发器外壳11上并与蒸汽系统的控制器电连接。具体地，温度检测装置17为温度探头，安装于底面1102上或者蒸发面1101靠近于副发热管122的位置处。由此，蒸汽系统的控制器可根据温度检测装置17检测到的温度控制防水型推杆电机的运动，并通过推杆、连接支座142控制调节件141的升降运动，从而改变调节件141与出水孔132的配合状态，进而实现自动调节出水孔132的出水面积，以保证蒸发腔110能够持续产出蒸汽和发生干烧，同时保证蒸发腔110只残留少量的高温残留水。此外，可根据蒸发腔110的温度高低判断是否需要向储水槽13补水。
下面结合图2和图4来说明本实施例的蒸汽发生器1的工作原理：
如图2所示，在蒸汽发生器1未工作时，调节件141将所有出水孔132完全封闭，以保证储水槽13内的水无法流进蒸发腔110内。在开始工作之时或之前，向储水槽13注入一定量的水。蒸汽发生器1开始工作，控制驱动组件15运动并拉动调节件141缓慢上升，出水孔132打开(参见图4)，此时储水槽13内的水通过四周的出水孔132进入到蒸发面1101并在蒸发面1101上流淌，主发热管121将流淌水快速加热至蒸发，实现了即出蒸汽，副发热管122将主发热管121未蒸发的敞流水继续加热蒸发，从而保证没有水或者只有极少量的水流到底面1102，进而保证蒸发腔110内高温残留水少，避免能源浪费。
在蒸汽发生器1工作过程中，如果温度检测装置17检测到蒸发腔110内的温度偏高，则表明出水孔132的出水量不足，控制驱动组件15工作并带动调节件141缓慢上升以调大出水孔132的出水面积，从而使得流入到蒸发面1101的水量增加；如果温度检测装置17检测到蒸发腔110内的温度偏低，则表明出水孔132的出水量较多，控制驱动组件15工作并带动调节件141缓慢下降以调小出水孔132的出水面积，从而使得流入到蒸发面1101的水量减少。如此，通过根据蒸发腔110内的温度调节出水孔132的出水面积，保证出水孔132的放水量与蒸发腔110的蒸发水量保持动态平衡，进而保证能够持续产出蒸汽以及蒸发腔110不会残留大量高温水，节约能源。
在蒸汽发生器1工作过程中，如果出水孔132的出水面积已经调节到最大，仍然无法保持出水孔132的放水量和蒸发腔110的蒸发量平衡，此时蒸发腔110内的温度会持续升高，则表明储水槽13内的水量不足，需要向储水槽13补水。当补水成功后，通过驱动组件15驱动调节件141缓慢向下运动以调小出水面积，从而防止进入到蒸发面1101的水量较多。在触发储水槽13补水条件时，由于储水槽13内部还有少量的水，仍然还有水量进入到蒸发面1101，有效保证了蒸汽发生器1能够持续产出蒸汽，避免发生干烧。
在蒸汽发生器1停止工作时，驱动组件15带动调节件141下降至最低点，以将出水孔132完全封闭，避免储水槽13内的水进入到蒸发腔110内。
实施例2
本实施例与实施例1的不同点在于，调节件141的结构和/或出水孔132的设置方向不同。具体地，调节件141还可以由相互连接的若干调节板(图中未示出)组成，调节板的数量与出水孔132的数量相同，且每个调节板均能够与其中一个出水孔132配合，进而实现调节该出水孔132的出水面积。
在本实施例中，如果出水孔132呈竖向长缝状，则每个调节板可升降地设置于储水槽13内，且每个调节板的高度大于所述对应出水孔132的竖向长度，用于封闭或打开对应的出水孔132，进而调节所对应出水孔132的出水面积。如果出水孔132呈沿储水槽13周长方向布置的弧形，则每个调节板可转动地设置于储水槽13内，且每个调节板的端面均能够与其中一个出水孔132相配合。
实施例3
如图5所示，本实施例的一种蒸汽系统，包括水箱组件2、进水管路3、水泵4和控制器，其中还包括如实施例1或2所述的蒸汽发生器1，进水管路3的两端分别与蒸汽发生器1的注水口131、水箱组件2连通，水泵4设置于进水管路3上并与控制器电连接。由于实施例1或2已对蒸汽发生器1的结构进行了详细、具体、清楚的描述，此处不再进行赘述以节省篇幅。
当蒸汽发生器1的储水槽13需要补水时，控制器自动控制水泵4启动并工作一定时间，以向储水槽13进行补水，防止储水槽13无水而导致蒸发腔110的蒸发面1101发生干烧，保证蒸汽系统能够持续产出蒸汽，提高蒸汽系统的使用寿命。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，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。
Claims (10)
1.一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其特征在于，包括蒸发器外壳(11)、加热组件(12)、储水槽(13)和调节组件(14)，所述蒸发器外壳(11)内限定有蒸发腔(110)，在所述蒸发器外壳(11)上设有连通所述蒸发腔(110)的蒸汽出口(111)，所述加热组件(12)安装于所述蒸发器外壳(11)上，所述储水槽(13)设置于所述蒸发腔(110)内且其设有注水口(131)和出水孔(132)，所述调节组件(14)可活动地设置于所述储水槽(13)上，并通过与所述出水孔(132)的配合来调节所述出水孔(132)的出水面积。
2.根据权利要求1所述的一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其特征在于，所述蒸汽发生器(1)还包括驱动组件(15)，所述出水孔(132)设置于所述储水槽(13)的侧壁下端，所述驱动组件(15)设置于所述储水槽(13)内并与所述调节组件(14)连接；所述调节组件(14)在所述驱动组件(15)的驱动下进行升降或者转动，进而调节所述出水孔(132)的出水面积。
3.根据权利要求2所述的一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其特征在于，所述调节组件(14)包括调节件(141)和连接支座(142)，所述调节件(141)可升降或者转动地设置于所述储水槽(13)内，所述驱动组件(15)通过所述连接支座(142)与所述调节件(141)连接。
4.根据权利要求3所述的一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其特征在于，所述储水槽(13)周壁呈柱形，在所述储水槽(13)的侧壁下端周向设有若干彼此间隔的所述出水孔(132)；所述调节件(141)为与所述储水槽(13)的周壁形状相同的环形，或者由相互连接的若干调节板组成。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其特征在于，所述储水槽(13)设置于所述蒸发腔(110)的中部，所述蒸发腔(110)底部包括蒸发面(1101)，所述蒸发面(1101)呈上端小、下端大的圆台形或棱锥形或半圆球形且其构成所述蒸发器外壳(11)底部的一部分或全部。
6.根据权利要求5所述的一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其特征在于，所述蒸发面(1101)由所述储水槽(13)底部边缘朝下且向外倾斜延伸形成，所述储水槽(13)底部和所述蒸发面(1101)相围合形成所述蒸发器外壳(11)底部的一部分或全部，从而使得所述蒸发器外壳(11)底部大体上呈上端小、下端大的圆台形或棱锥形。
7.根据权利要求5所述的一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其特征在于，所述加热组件(12)包括主发热管(121)和副发热管(122)，所述主发热管(121)安装于所述蒸发面(1101)外侧的中部或上半段，所述副发热管(122)安装于所述蒸发面(1101)外侧的下半段。
8.根据权利要求7所述的一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其特征在于，所述储水槽(13)的底部内侧设有隔热件(16)，和/或所述储水槽(13)的底部由隔热材料制成。
9.根据权利要求1所述的一种持续产出蒸汽的蒸汽发生器，其特征在于，所述蒸汽发生器(1)还包括温度检测装置(17)，所述温度检测装置(17)安装于所述蒸发器外壳(11)上用于检测所述蒸发腔(110)内的温度；根据所述温度检测装置(17)检测到的温度，调节所述调节组件(14)与所述出水孔(132)的配合状态，进而调节所述出水孔(132)的出水面积。
10.一种蒸汽系统，包括水箱组件(2)、进水管路(3)、水泵(4)和控制器，其特征在于，还包括如权利要求1-9中任一项所述蒸汽发生器(1)，所述进水管路(3)的两端分别与所述蒸汽发生器(1)的注水口(131)、所述水箱组件(2)连通，所述水泵(4)设置于所述进水管路(3)上并与所述控制器电连接。
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