CN110906305A - 一种柱塞式蒸汽发生器及蒸汽锅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柱塞式蒸汽发生器及蒸汽锅，包含发生器腔体、设于发生器腔体中轴位置的蒸汽通道、位于蒸汽通道外侧且嵌设在发生器腔体内的发热管及设于发热管外侧的进水管，发热管呈螺旋状盘绕在蒸汽通道外侧，进水管对应设置在发热管外侧，进水管包括进口端及出口端，出口端与蒸汽通道的进气端连通，在发生器腔体内加热过程包含进水管内的一次加热及蒸汽通道内的二次加热，并最终形成蒸汽由蒸汽通道出气端喷出。本发明利用两次加热产生蒸汽，所得的蒸汽稳定且干燥度高；发热管高温容易控制；同时蒸汽发生器结构简单，蒸汽直接由蒸汽口喷出，不经过中间管道，其能效更高，能源利用度更高。

Description

一种柱塞式蒸汽发生器及蒸汽锅

技术领域

本发明涉及一种用于产生蒸汽的加热装置，更具体地，涉及一种柱塞式蒸汽发生器及蒸汽锅。

背景技术

市场上传统的蒸汽发生器，一般工作模式为水体通过发热体直接膨胀产生蒸汽，后将蒸汽迅速排出发生器外部进行使用。一般蒸汽质量不高，且带有大量水分，达不到烹饪的效果，为了达到烹饪所需的蒸汽要求，一般采用减小水量及让发热管干烧，其所带来的不良影响为：发热管及机体温度过高，很容易造成发热管损坏；且当发热体腔内的温度达到一定程度后，当需要加水时，因为混合水体在前端升温太快，造成后端的压力过大，从而需要更大压力的水泵加水，容易造成水泵压力过大而损伤泵体阀芯，使设备提早报废。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种柱塞式蒸汽发生器及蒸汽锅，用于解决传统蒸汽发生器制备的蒸汽水分含量大，且蒸汽发生设备容易损坏的问题。

本发明采取的技术方案是：

一种柱塞式蒸汽发生器，包含发生器腔体、设于发生器腔体中轴位置的蒸汽通道、位于蒸汽通道外侧且嵌设在发生器腔体内的发热管及设于发热管外侧的进水管，所述发热管呈螺旋状盘绕在蒸汽通道外侧，所述进水管对应设置在发热管外侧，进水管包括进口端及出口端，出口端与蒸汽通道的进气端连通，在所述发生器腔体内的加热过程包含进水管内的一次加热及蒸汽通道内的二次加热，并最终形成蒸汽由蒸汽通道出气端喷出。发生器腔体可为压铸铝体，发生器腔体兼具热量传导和保温的作用。两次加热需要的热量均由发热管提供，进水管位于发热管外侧，当水注入发生器时，由于发生器腔体的热传导作用，发热管已将进水管加热到一定温度，液态水在进水管内流动，被一次加热，产生高温高压汽水混合物。汽水混合物进入蒸汽通道内，被二次加热，蒸汽通道的外壁与发热管通过压铸铝结合在一体，使蒸汽通道与发热管直接接触受热，从而形成完全的稳定的蒸汽，再从蒸汽通道喷出，供蒸气锅等外部执行机构使用。

所述蒸汽通道包含发生器内芯和发生器外芯，所述发生器外芯套在发生器内芯外，所述发生器内芯与发生器外芯间存在间隙通道，所述间隙通道连通出气端。当汽水混合物流至蒸汽通道后，高动能蒸汽将水滴直接带入内芯及外芯内壁，在此腔内，水滴进入发生器内芯顶部再折返，后进入内外芯间隙通道，运动方向发生多次变化，其目的在于延长蒸汽在发生器内部的汽化时间及运动轨迹长度，待蒸汽完全汽化后再由顶部排出，如此处理后的蒸汽干燥度高、含水量低，蒸汽饱和度更好，蒸汽整体质量更高。

所述发热管与发生器外芯的外壁直接接触。发热管持续提供热量，与之接触的发生器外芯被加热，将流经内外芯间隙通道的汽水混合物进一步汽化成完全的蒸汽，再从发生器外芯顶部稳定输出。

所述柱塞式蒸汽发生器还包含水泵，所述水泵连接进水管的进口端。水泵用于提供注水动力，进水管的进口端位于柱塞式蒸汽发生器的最顶部。入水口设置在发生器最顶部的好处在于：当液态水体通过水泵作用加至柱塞式蒸汽发生器时，由顶部进水，在重力的作用下，可以减小水泵的压力，并因水垢作用于管道的内表面积增加，可增加水垢产生的均匀分布程度，从而延迟进水管被水垢堵塞的时间，最终延长柱塞式蒸汽发生器的使用寿命。

所述柱塞式蒸汽发生器还包含蒸汽转接管，所述蒸汽转接管连通所述进水管的出口端与所述蒸汽通道的下部。蒸汽转接管连接进水管和蒸汽通道入口，主要用于输送一次加热后的汽水混合物至蒸汽通道进行二次加热。

所述柱塞式蒸汽发生器还包含蒸汽阀芯，所述蒸汽阀芯与所述发生器外芯的顶部相连通，所述蒸汽阀芯下端设横向出气孔。蒸汽阀芯用于传输蒸汽，横向出气孔可改变蒸汽的运动方向，使高压蒸汽移动速度变缓，输出更稳定。

所述横向出气孔上方设有止回钢球。止回钢球的作用是使蒸汽阀成为单向阀门，使蒸汽在排出过程中产生的冷凝水及汽水混合物不发生倒流。

所述柱塞式蒸汽发生器还包含喷头，所述喷头下部为蒸汽喷嘴，上部为喷头座，所述蒸汽喷嘴与所述蒸汽通道出气端相连通，蒸汽喷嘴和喷头座将输出的蒸汽从发生器内部引导到外部执行机构。蒸汽输出不经过中间管道，其能效更高，能源利用度更高。

所述柱塞式蒸汽发生器还包括设于发生器腔体外的温控系统前端元件，所述温控系统前端元件与所述发热管相连接，用于控制发热管的温度。温控系统前端元件连接发热管，用于控制发热管的温度，使发热管高温稳定，不易因温度失控而损坏。同时所述温控系统前端元件设于发生器腔体外，当发热管发生异常时，可及时观察和维修。

一种含有柱塞式蒸汽发生器的蒸汽锅，所述蒸汽锅还包含电路组件、底座、蒸汽锅具、电路板保护板、散热风扇、温度传感器、泄压阀和进水口接头，所述蒸汽锅具连于底座上方，所述底座连于柱塞式蒸汽发生器上方，所述电路组件、电路板保护板、散热风扇、温度传感器、泄压阀和进水口接头设于蒸汽锅下端，所述柱塞式蒸汽发生器产生蒸汽提供蒸汽锅具使用。蒸汽喷嘴将蒸汽从柱塞式蒸汽发生器内部引出，通过喷头座导入到蒸汽锅具内进行烹饪使用。柱塞式蒸汽发生器能为蒸汽锅平稳地提供干燥度高、含水量低的蒸汽。

本技术方案的蒸汽锅内的电路组件，用于控制蒸汽锅的工作过程、工作模式等。电路组件内包含电路主板、温度控制单元、主电源、蒸汽发生器控制单元、水流控制单元、操控单元、泄压单元等电控单元。在蒸汽发生器与电路组件之间设置电路板保护板，用于干湿分离，将发生器与电路组件隔离开，保护各电控单元。

本技术方案的蒸汽锅电路组件下方设置有散热风扇，由于蒸汽发生器控制单元的控制元件为可控硅，在工作时会产生大量热量，必须使用散热风扇及时将热量带走，蒸汽发生器方能长时间工作。

为了使发生器能正常使用，并持续产生高质量的蒸汽，本发明的蒸汽锅还设置有温度传感器，用于监控发生器温度变化，适时调整发热管功率及进水量；同时设置有高温突跳开关，当温度到达某一设定值时，切断发生器的工作电源，保护机体内的其它零件，并设置有高温熔断器，当前面温控制单元控制失效时，切断主电源，从而保护产品。

本技术方案的蒸汽锅还设置有泄压阀，当发生器发生堵塞时，发生器持续产生蒸汽，但出口被水垢等堵塞会使发生器的压力变大，当压力到达进水管道极限时，会发生爆管危险，为了避免此类危险，特设置自动泄压单元，当发生器压力超过设定极限值时自动打开泄压阀以排出部分蒸汽，降低发生器内的气压，保证发生器正常工作，同时压力传感器检测并报错，从而保护产品安全。

本技术方案的所有电控单元均安装于塑料底壳内，满足安全规定及产品可生产性。

本发明所述的蒸汽锅还在底部设置有进水口接头，用于水泵进水，并设置有隐藏式电源线进口，便于嵌入式安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)两次加热过程能稳定提供蒸汽且所得的蒸汽干燥度高，含水量低，整体质量高；

(2)柱塞式蒸汽发生器的发热管高温容易控制；

(3)结构简单，蒸汽直接由蒸汽口喷出，不经过中间管道，其能效更高，能源利用度更高。

附图说明

图1为实施例1的柱塞式蒸汽发生器的主视图。

图2为实施例1的柱塞式蒸汽发生器的俯视图。

图3为实施例1的柱塞式蒸汽发生器的剖面图。

图4为实施例2的蒸汽锅的示意图。

图中包含1-发生器腔体；2-蒸汽通道；3-进气端；4-出气端；5-发生器内芯；6-发生器外芯；7-间隙通道；8-发热管；9-进水管；10-蒸汽转接管；11-蒸汽阀芯；12-横向出气孔；13-止回钢球；14-柱塞式蒸汽发生器；15-蒸汽喷嘴；16-喷头座；17-温控系统前端元件；18-底座；19-蒸汽锅具；20-水泵；21-电路主板；22-电路板保护板；23-散热风扇；24-泄压阀；25-塑料底壳；26-进水口接头。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，为本实施例1的柱塞式蒸汽发生器的主视图。

温控系统前端元件17位于发生器腔体1外，蒸汽通过蒸汽阀芯11经蒸汽喷嘴15喷出。

如图2所示，为本实施例1的柱塞式蒸汽发生器的俯视图。

进水管9通过水泵将液态水引入柱塞式蒸汽发生器14，发热管8从外部进入柱塞式蒸汽发生器14，蒸汽转接管10位于柱塞式蒸汽发生器14侧边。

如图3所示，为本实施例1的柱塞式蒸汽发生器的剖面图。

本实施例1的柱塞式蒸汽发生器14中蒸汽产生过程经历两次加热，其场所均位于发生器腔体1内，发生器腔体1中轴位置有蒸汽通道2，位于蒸汽通道2外侧且嵌设在发生器腔体1内有发热管8，设于发热管8外侧有进水管9，发热管8呈螺旋状盘绕在蒸汽通道2外侧，进水管9对应螺旋状盘绕设置在发热管8外侧，进水管9包括进口端及出口端，出口端与蒸汽通道2的进气端3连通，在发生器腔体1内的加热过程包含进水管9内的一次加热及蒸汽通道2内的二次加热，并最终形成蒸汽由蒸汽通道2出气端4喷出。发生器腔体1为压铸铝体。

液态水注入柱塞式蒸汽发生器14时，发热管8已将进水管9加热到一定温度，液态水在进水管9内流动，被一次加热，转化成高温高压汽水混合物。蒸汽转接管10再将此汽水混合物导入蒸汽通道2内进行二次加热。蒸汽通道2内的发生器内芯5和发生器外芯6均为圆柱形，开口均朝向汽水混合物的来源方向，同时发生器外芯6的直径大于发生器内芯5，内外芯之间有间隙通道7，当汽水混合物进入蒸汽通道2后，压力使绝大部分汽水混合物流向发生器内芯5内部，由于发生器内芯5顶端是封闭的，汽水混合物又从顶部折返往下，小部分汽水混合物进入了内外芯之间的间隙通道7内，发热管8与发生器外芯6的外壁直接接触，发热管8由温控系统前端元件17控制持续加热，与之接触的发生器外芯6被升温，将流经内外芯间隙通道7的汽水混合物进一步汽化成完全的蒸汽，再从蒸汽通道2的出气端4排出。蒸汽通过蒸汽阀芯11的横向出气孔12，改变了运动方向，同时高压蒸汽移动速度变缓，稳定输出。横向出气孔12上方设有止回钢球13。止回钢球13的自重作用使蒸汽阀成为单向阀门。蒸汽阀芯11上方连接喷头，喷头下部为蒸汽喷嘴15，上部为喷头座16，蒸汽喷嘴15与蒸汽阀芯11上部相连通，蒸汽喷嘴15和喷头座16将输出的蒸汽从发生器内部引导到外部执行机构进行使用。

本实施例1的柱塞式蒸汽发生器14包含发生器腔体1、设于发生器腔体1中轴位置的蒸汽通道2、位于蒸汽通道2外侧且嵌设在发生器腔体1内的发热管8及设于发热管8外侧的进水管9，发热管8呈螺旋状盘绕在蒸汽通道2外侧，进水管9对应设置在发热管8外侧，进水管9包括进口端及出口端，出口端与蒸汽通道2的进气端3连通，在发生器腔体1内的加热过程包含进水管9内的一次加热及蒸汽通道2内的二次加热，并最终形成蒸汽由蒸汽通道2出气端4喷出。发生器腔体1可为压铸铝体，发生器腔体1兼具热量传导和保温的作用。两次加热需要的热量均由发热管8提供，进水管9位于发热管8外侧，当水注入柱塞式蒸汽发生器14时，由于发生器腔体1的热传导作用，发热管8已将进水管9加热到一定温度，液态水在进水管9内流动，被一次加热，产生高温高压汽水混合物。汽水混合物进入蒸汽通道2内，被二次加热，蒸汽通道2的外壁与发热管8通过压铸铝结合在一体，使蒸汽通道2与发热管8直接接触受热，从而形成完全的稳定的蒸汽，再从蒸汽通道2喷出，供蒸气锅等外部执行机构使用。

蒸汽通道2包含发生器内芯5和发生器外芯6，发生器外芯6套在发生器内芯5外，发生器内芯5与发生器外芯6间存在间隙通道7，间隙通道7连通出气端4。当汽水混合物流至蒸汽通道2后，高动能蒸汽将水滴直接带入内芯及外芯内壁，在此腔内，水滴进入发生器内芯5顶部再折返，后进入内外芯间隙通道7，运动方向发生多次变化，其目的在于延长蒸汽在发生器内部的汽化时间及运动轨迹长度，待蒸汽完全汽化后再由顶部排出，如此处理后的蒸汽干燥度高、含水量低，蒸汽饱和度更好，蒸汽整体质量更高。

发热管8与发生器外芯6的外壁直接接触。发热管8持续提供热量，与之接触的发生器外芯6被加热，将流经内外芯间隙通道7的汽水混合物进一步汽化成完全的蒸汽，再从发生器外芯6顶部稳定输出。

柱塞式蒸汽发生器14还包含蒸汽转接管10，蒸汽转接管10连通进水管9的出口端与蒸汽通道2的下部。蒸汽转接管10连接进水管9和蒸汽通道2入口，主要用于输送一次加热后的汽水混合物至蒸汽通道2进行二次加热。

柱塞式蒸汽发生器14还包含蒸汽阀芯11，蒸汽阀芯11与发生器外芯6的顶部相连通，蒸汽阀芯11下端设横向出气孔12。蒸汽阀芯11用于传输蒸汽，横向出气孔12可改变蒸汽的运动方向，使高压蒸汽移动速度变缓，输出更稳定。

横向出气孔12上方设有止回钢球13。止回钢球13的作用是使蒸汽阀成为单向阀门，使蒸汽在排出过程中产生的冷凝水及汽水混合物不发生倒流。

柱塞式蒸汽发生器14还包含喷头，喷头下部为蒸汽喷嘴15，上部为喷头座16，蒸汽喷嘴15与蒸汽通道2出气端4相连通，蒸汽喷嘴15和喷头座16将输出的蒸汽从发生器内部引导到外部执行机构。蒸汽输出不经过中间管道，其能效更高，能源利用度更高。

柱塞式蒸汽发生器14还包括设于发生器腔体1外的温控系统前端元件17，温控系统前端元件17与发热管8相连接，用于控制发热管8的温度。温控系统前端元件17连接发热管8，用于控制发热管8的温度，使发热管8高温稳定，不易因温度失控而损坏。同时温控系统前端元件17设于发生器腔体1外，当发热管8发生异常时，可及时观察和维修。

实施例2

如图4所示，为本实施例2的蒸汽锅的示意图。

柱塞式蒸汽发生器14包含水泵20，水泵20连接进水管9的进口端。水泵20用于提供注水动力，进水管9的进口端位于柱塞式蒸汽发生器14的最顶部。入水口设置在发生器最顶部的好处在于：当液态水体通过水泵20作用加至柱塞式蒸汽发生器14时，由顶部进水，在重力的作用下，可以减小水泵20的压力，并因水垢作用于管道的内表面积增加，可增加水垢产生的均匀分布程度，从而延迟进水管9被水垢堵塞的时间，最终延长柱塞式蒸汽发生器14的使用寿命。

蒸汽锅包含电路组件、柱塞式蒸汽发生器14、底座18、蒸汽锅具19、电路板保护板22、散热风扇23、温度传感器、泄压阀24和进水口接头26，蒸汽锅具19连于底座18上方，底座18连于柱塞式蒸汽发生器14上方，电路组件、电路板保护板22、散热风扇23、温度传感器、泄压阀24和进水口接头26设于蒸汽锅下端。柱塞式蒸汽发生器14产生蒸汽提供蒸汽锅具19使用。蒸汽喷嘴15将蒸汽从柱塞式蒸汽发生器14内部引出，通过喷头座16导入到蒸汽锅具19内进行烹饪使用。柱塞式蒸汽发生器14能为蒸汽锅平稳地提供干燥度高、含水量低的蒸汽。

本实施例2的蒸汽锅内的电路组件，用于控制蒸汽锅的工作过程、工作模式等。电路组件内包含电路主板21、温度控制单元、主电源、蒸汽发生器控制单元、水流控制单元、操控单元、泄压单元等电控单元。在蒸汽发生器与电路组件之间设置电路板保护板22，用于干湿分离，将发生器与电路组件隔离开，保护各电控单元。

本实施例2的蒸汽锅电路组件下方设置有散热风扇23，由于蒸汽发生器控制单元的控制元件为可控硅，在工作时会产生大量热量，必须使用散热风扇23及时将热量带走，蒸汽发生器方能长时间工作。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柱塞式蒸汽发生器，其特征在于，所述柱塞式蒸汽发生器包含发生器腔体、设于发生器腔体中轴位置的蒸汽通道、位于蒸汽通道外侧且嵌设在发生器腔体内的发热管及设于发热管外侧的进水管，所述发热管呈螺旋状盘绕在蒸汽通道外侧，所述进水管对应设置在发热管外侧，进水管包括进口端及出口端，出口端与蒸汽通道的进气端连通，在所述发生器腔体内加热过程包含进水管内的一次加热及蒸汽通道内的二次加热，并最终形成蒸汽由蒸汽通道出气端喷出。

2.根据权利要求1所述的柱塞式蒸汽发生器，其特征在于，所述蒸汽通道包含发生器内芯和发生器外芯，所述发生器外芯套在发生器内芯外，所述发生器内芯与发生器外芯间存在间隙通道，所述间隙通道连通出气端。

3.根据权利要求2所述的柱塞式蒸汽发生器，其特征在于，所述发热管与发生器外芯的外壁直接接触。

4.根据权利要求1所述的柱塞式蒸汽发生器，其特征在于，所述柱塞式蒸汽发生器还包含水泵，所述水泵连接进水管的进口端。

5.根据权利要求1所述的柱塞式蒸汽发生器，其特征在于，所述柱塞式蒸汽发生器还包含蒸汽转接管，所述蒸汽转接管连通所述进水管的出口端与所述蒸汽通道的下部。

6.根据权利要求2所述的柱塞式蒸汽发生器，其特征在于，所述柱塞式蒸汽发生器还包含蒸汽阀芯，所述蒸汽阀芯与所述发生器外芯的顶部相连通，所述蒸汽阀芯下端设横向出气孔。

7.根据权利要求6所述的柱塞式蒸汽发生器，其特征在于，所述横向出气孔上方设有止回钢球。

8.根据权利要求1所述的柱塞式蒸汽发生器，其特征在于，所述柱塞式蒸汽发生器还包含喷头，所述喷头下部为蒸汽喷嘴，上部为喷头座，所述蒸汽喷嘴与所述蒸汽通道出气端相连通，所述喷头座连接外部执行系统。

9.根据权利要求1所述的柱塞式蒸汽发生器，其特征在于，所述柱塞式蒸汽发生器还包括设于发生器腔体外的温控系统前端元件，所述温控系统前端元件与所述发热管相连接，用于控制发热管的温度。

10.一种含有权利要求1至9任一项所述的柱塞式蒸汽发生器的蒸汽锅，其特征在于，所述蒸汽锅还包含电路组件、底座、蒸汽锅具、电路板保护板、散热风扇、温度传感器、泄压阀和进水口接头，所述蒸汽锅具连于底座上方，所述底座连于柱塞式蒸汽发生器上方，所述电路组件、电路板保护板、散热风扇、温度传感器、泄压阀和进水口接头设于蒸汽锅下端，所述柱塞式蒸汽发生器产生蒸汽提供蒸汽锅具使用。

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