CN111032953A - 具有预热腔室和过滤器的蒸汽发生器 - Google Patents

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Abstract

一种蒸汽发生器,其包括构造成将进入的水加热至低于水沸点的温度的预热腔室,其中,预热腔室构造成加热水,从而如果水含有钙化合物,使得该钙化合物呈颗粒形式。蒸汽发生器还包括与预热腔室流体连通的过滤器组件,该过滤器组件包括可移除的颗粒过滤器元件,其中,过滤器元件可重复使用并且是可清洁的。蒸汽发生器还包括水泵和烧水器,该水泵与过滤器组件流体连通并可操作成使水流通过蒸汽发生器,该烧水器与水泵流体连通,其中,水泵构造成使得水流动至烧水器,并且其中,烧水器构造成煮沸水,从而产生蒸汽。

Description

具有预热腔室和过滤器的蒸汽发生器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月16日提交的第62/521,038号美国临时专利申请的优先权和权益,其全部内容通过引用结合至本文中。
技术领域
本发明涉及一种蒸汽发生器构造,其在重复的和/或延长的蒸汽发生(generation)使用期间具有改善的水软化性能。
背景技术
诸如蒸汽熨斗和蒸汽挂烫机之类的蒸汽输送装置是众所周知的提供用于各种衣物烫平,或以其他方式进行蒸汽处理的装置,包括在熨斗主体内的储水器并包括加热的底板(具有用于接触衣物的表面)、头部(用于蒸汽挂烫)或其他蒸汽输送装置、喷嘴、头部或孔口。在熨斗的情况下,水可以由底板或单独的加热器加热从而产生蒸汽,该蒸汽可以连续地通过底板的孔输送,或者可以控制蒸汽以响应于触发器等的激活或者由于某些感测到的状况而输送。
最近,已经开发出利用蒸汽输送装置的蒸汽站(也称为熨烫中心或蒸汽熨烫站),例如设有加热的底板,但是没有储水器的熨斗,其中熨斗与蒸汽发生器底座单元连接,该蒸汽发生器底座单元具有包括储水器和用于产生蒸汽的加热装置的蒸汽发生器。蒸汽和一般电能分别通过设置在柔性软管内的蒸汽导管和电线输送至熨斗,该柔性软管允许熨斗独立于底座单元进行操纵。
在蒸汽输送装置的情况下,通常蒸汽发生器底座单元的蒸汽发生器和蒸汽输送装置(例如,熨斗)也可以彼此物理连接,例如通过机械类型的闩锁机构。然后,通过松开机构,还可将熨斗从底座单元上释放以供使用。这种蒸汽发生器的熨斗本身通常设计成类似于具有手柄部分的常规熨斗,以允许操纵熨斗,特别是熨斗的底板,以蒸烫和按压衣物等。与常规熨斗相比,蒸汽站的蒸汽发生器可以在更长的时间内产生更大量的蒸汽,因为蒸汽是在底座单元内产生的,底座单元通常比熨斗大,并且包括更大的储水器和更大功率的蒸汽发生器。
蒸汽发生器的储水器通常设置为,通过提供位于蒸汽发生器内的储水器的入口或通过提供可移除储水器来补充水。无论哪种方式,储水器的大小和形状都可根据典型用途的需要容纳足够量的水。蒸汽发生器越大,储水器的储水容量潜力越大,并且单元本身的重量也越大。竞争要求是保持蒸汽站的便携性。储水器中提供的水也极大地增加了单元的重量。
现有技术的蒸汽发生器具有一个共同的缺点,即在使用过程中,特别是当使用所谓的“硬”水时,在蒸汽发生器部件内的矿物质(例如碳酸钙)的积聚。碳酸钙常见于家庭或商业供水中。这样,当水相在沸腾过程中变为蒸汽(气体)时,钙会形成钙化(也称为生水垢、水垢等),其中液态水被烧水器蒸发成蒸汽气体。钙化特别容易在热的表面上形成,例如在水沸腾之前所处的位置。蒸汽衣物护理设备通常会接收在烧水器表面积聚的钙化物,随着时间的流逝,这会导致烧水器性能和效率下降,并且还会导致钙化沉积物沿蒸汽路径流下并从熨斗或头部中流出至衣物上。
由于烧水器在最接近各种加热元件或热源的位置往往最热,因此这些位置和周围区域也往往会遭受最多的钙化。碳酸钙通常甚至更多地存在于所谓的“硬”水中。在典型的蒸汽发生器中使用的热水烧水器单元中,蒸汽发生器部件中的钙化积聚尤其明显,该烧水器将进入的水转化为可用的蒸汽。钙化随着时间的积累,会负面影响蒸汽发生器的效用,在某些情况下会使蒸汽发生器阻塞或失效。大部分钙化倾向于发生的烧水器单元,也往往很难清洗(即,去除钙化沉积物或水垢)。实际上,许多烧水器单元应该气密密封以进行适当的操作,因此需要被大量拆卸以进入烧水器的内部部件,这使得清洁困难并且通常不能由使用者来完成。
已经将可消耗的树脂容器设计为在水到达烧水器之前从水中除去碳酸钙,但是这些树脂容器具有许多缺点。已知的树脂容器的使用寿命有限,需要定期更换以防止钙在烧水器中积聚。使用这种树脂容器代表增加成本并给消费者带来不便,而如果没有它们,烧水器中就会发生碳酸钙的积聚。
发明内容
本发明克服了现有技术的蒸汽发生器的缺点,提供一种具有多级水蒸汽构造的蒸汽发生器,其中水预热腔室首先从源接收水,水在预热腔室中加热至沸点以下,然后使用可重复使用的过滤器过滤加热的液态水,该过滤器与预热的水一起捕获碳酸钙固体。预热腔室将水温升高至足以使水中的碳酸钙沉淀并形成固体颗粒物(例如薄片)的温度。然后,过滤器在固体颗粒进入烧水器之前将其捕获。
接下来,将经过过滤、加热的液态水在主烧水器中煮沸成蒸汽。这种组合允许在位于水预热器和主烧水器之间的过滤器中收集钙化颗粒。此外,通过包括在操作中捕获大部分钙颗粒的过滤器,使用者可以通过冲洗过滤器中捕获的颗粒而不是对主烧水器除垢来更轻松地清洁蒸汽发生器。过滤器优选地是可重复使用的,因此消费者可以将其移除,从中洗去颗粒,并更换设备中的过滤器以继续使用。在其他实施方式中,过滤器设计为一次性使用或临时使用,并且可以是用完即可丢弃的。
根据本公开的第一方面,公开了一种蒸汽发生器。根据第一方面,蒸汽发生器包括预热腔室,该预热腔室被控制为将进入的水加热至低于水的沸点的温度,其中该预热腔室被控制为对水进行加热,使得如果水含有钙化合物,例如碳酸钙,则使该钙化合物呈颗粒形式。蒸汽发生器还包括与预热腔室流体连通的过滤器组件,该过滤器组件至少包括可移除的颗粒过滤器元件。优选地,过滤器元件可以是可重复使用和/或可清洁的。蒸汽发生器还包括与过滤器组件流体连通的水泵,该水泵可操作成使水流过蒸汽发生器。蒸汽发生器还包括与水泵流体连通的烧水器,其中水泵被控制为使水流至烧水器,并且其中烧水器被控制为煮沸水从而产生蒸汽。
根据本公开的第二方面,公开了一种蒸汽站。根据第二方面,蒸汽站包括流体连接至蒸汽发生器的蒸汽输送装置。蒸汽站还包括流体连接至蒸汽发生器的储水器。蒸汽站还包括蒸汽发生器底座,该蒸汽发生器底座包括蒸汽发生器。根据第二方面,蒸汽发生器包括预热腔室,该预热腔室被控制为将进入的水加热至低于水的沸点的温度,其中该预热腔室被控制为对水进行加热,使得如果水中包含钙化合物,例如碳酸钙,使钙化合物呈颗粒形式。蒸汽发生器还包括与预热腔室流体连通的过滤器组件,该过滤器组件至少包括可移除的颗粒过滤器元件,其中该过滤器元件是可重复使用和可清洁的。蒸汽发生器还包括与过滤器组件流体连通的水泵,该水泵可操作成使水流过蒸汽发生器。蒸汽发生器还包括与水泵流体连通的烧水器,其中水泵被控制为使水流至烧水器,并且其中烧水器被控制为煮沸水从而产生蒸汽。
根据本公开的第三方面,公开了一种控制蒸汽发生器的方法。根据第三方面,该方法包括使用与控制器可操作地通信的预热腔室将第一数量的水加热至低于水的沸点的温度,其中将水加热使得如果水中含有钙化合物,例如碳酸钙,则使该钙化合物呈颗粒形式。该方法还包括使用与控制器可操作地通信的水泵将水泵送通过过滤器组件。优选地,过滤器组件至少包括可移除的颗粒过滤器元件,其中该过滤器元件是可重复使用和可清洁的。该方法还包括使用水泵将水泵送至与控制器可操作地通信的烧水器。该方法还包括使用烧水器将水煮沸从而产生蒸汽。
附图说明
图1是根据本发明的蒸汽站的透视图,该蒸汽站包括定位在一起的蒸汽发生器底座和可移除熨斗。
图2是图1的蒸汽站的透视图,还示出了连接熨斗和蒸汽发生器底座的柔性软管,以利于蒸汽从蒸汽发生器底座流至熨斗,并允许它们之间进行电气连接。
图3是图1的蒸汽站的侧视图,其示出了定位在蒸汽发生器底座上的熨斗,并且示出了根据本发明的实施方式的蒸汽发生器底座的前后手柄或抓握部分。
图4是图1的蒸汽站的俯视图,示出了定位在蒸汽发生器底座的顶部表面的中央区域内的熨斗,并且蒸汽发生器底座的前手柄定位在熨斗的前部之前、后手柄定位在熨斗的后部之后。
图5是根据各种实施方式的与图1所示的蒸汽站一起使用的蒸汽发生器的各种脱钙部件的侧视分解图。
图6是根据各种实施方式的与图1所示的蒸汽站一起使用的蒸汽发生器的各种脱钙部件的透视分解图。
图7是根据各种实施方式的与图1所示的蒸汽站一起使用的蒸汽发生器的各种脱钙部件的侧视分解横截面图。
图8是根据各种实施方式的与图1所示的蒸汽站一起使用的蒸汽发生器的各种脱钙部件的侧视分解横截面图,蒸汽发生器具有示例性工作流体流和示意性控制图。
图9是根据各种实施方式的与图1所示的蒸汽站一起使用的蒸汽发生器的各种脱钙部件的另一透视分解图,其中示出了从相应的过滤器壳体中移除的过滤器滤芯。
图10是根据各种实施方式的与图1所示的蒸汽站一起使用的蒸汽发生器的各种脱钙部件的另一透视分解图,其中示出了装载至相应的过滤器壳体中以及从相应的过滤器壳体中移除的过滤器滤芯。
图11是根据各个实施方式的蒸汽发生过程的流程图。
具体实施方式
本发明的实施方式涉及一种如图1所示的蒸汽站10,其包括改进的脱钙蒸汽发生器底座12和示例性的蒸汽输送装置,熨斗14的组合,通过该蒸汽输送装置可以施加蒸汽。蒸汽站10可以包括各种蒸汽发生器部件,该蒸汽发生器部件可以包括蒸汽发生器底座12。应当注意,在所有几幅图中,相似的部件用相似的标号标记。与传统的蒸汽熨斗相比,蒸汽站10用于对衣物等进行蒸汽处理,其中蒸汽发生器底座12可向熨斗14提供数量和流量明显更多的蒸汽。根据本发明的蒸汽站10通过具有改进的脱钙(即,除垢或抗钙化)性能的单元提供期望的蒸汽产量。在其他实施方式中,图5至图10中所示的部件可以用于多种其他蒸汽发生器和/或烧水器单元(例如烧水器316)和系统中。
蒸汽发生器底座12成形为将熨斗14支撑在其顶部表面16上。优选地,顶部表面16倾斜以将熨斗14定位在使用者的人体工程学位置。蒸汽发生器底座12还优选地容纳多个操作部件以提供来自蒸汽发生器底座12的蒸汽供应。具体地,储水器18提供可再填充的水供给,该水可以变成蒸汽。优选地,储水器18的尺寸足以从熨斗14以期望的速率供应期望量的蒸汽,如下面更详细地论述的。
储水器18还优选地可从蒸汽发生器底座12移除以用于填充和再填充水。然而,在其他实施方式中,储水器18不可移除地固定至蒸汽发生器底座12。在所示的实施方式中,储水器18包括可滑动部件,例如抽屉,该可滑动部件被可滑动地支撑以在蒸汽发生器底座12内移动并且可移除以用于填充。可滑动部件(未示出)可以包括可商购的滑动装置,其可安装在蒸汽发生器底座12的内部,或者蒸汽发生器底座12可以由一体的部件形成,这些一体部件提供滑动支承表面以引导蒸汽发生器底座12内的储水器18。或者,可以简单地将储水器18从蒸汽发生器底座12中移除,该动作可能需要操纵闩锁机构,或者移除用于进入或不进入的部件。如图所示,储水器18可以形成有手柄部分20,该手柄部分20允许容易地操纵储水器18进入或离开蒸汽发生器底座12。储水器18也可以是透明的,如图所示,从而可以容易地确定其中的水位。
诸如控制单元或控制系统的控制器360(参照图8示意性地示出)可以包括在蒸汽发生器底座12中任何合适的位置上,该控制器360可以用于控制蒸汽产生量和/或蒸汽产生率。参照图3和图11更详细地描述了控制器360。控制器360可以设置加热元件的温度、温度交换的持续时间、供水量和/或流量等等。在一些实施方式中,使用者控件26可以构造成改变控制器360的各种参数。蒸汽发生器基座12还优选地可通过电线等连接至电源,例如常规的线路电源或电力,以提供用于操作控制器360、蒸汽发生单元、任何泵等的电能,并且优选地也对熨斗14提供电能,如下所述。如标号21所示,电源线可以容纳在蒸汽发生器底座12的一部分内。可以根据需要装入卷线器等。
连接在蒸汽发生器底座12和熨斗14之间的可以是柔性软管22,该柔性软管22优选地提供导管,蒸汽输送管线和电线都可以容纳在导管中。柔性软管22可以利用常规的连接器、夹具等与蒸汽发生器底座12和熨斗14进行适当的连接。如上所述,蒸汽输送管线(未示出)可以与蒸汽发生器底座12内的蒸汽发生单元可操作地流体连接,并且还可以以任何常规方式与熨斗14的内部空间可操作地流体连接。蒸汽可以从熨斗14的内部通过蒸汽孔穿过熨斗的底板24输送,这也是常规已知的。优选地,通过电线将电能从蒸汽发生器底座12(因此可以可操作地连接至电源)输送至熨斗14。可以使用电能来加热底板24并且向具有使用者控件26的(铁)控制器360提供控制电力,例如用于设置底板24的期望温度。还优选地设置触发器28,用于选择性地从底板输送蒸汽,该触发器和输送控制元件也是众所周知的。
柔性软管22的长度提供了熨斗14相对于蒸汽发生器底座12的移动范围。这允许使用者从蒸汽发生器底座12的单个位置绕着衣物等移动。熨斗14的手柄部分30为使用者提供了抓握特征以操纵熨斗14。例如,可以从蒸汽发生器底座12提供软管支架23,以便于软管22的存放,特别是在蒸汽站10的任何移动过程中。
本发明包括蒸汽发生器系统,该蒸汽发生器系统包括烧水器316,其中该系统还包括亚沸腾的预热腔室310和位于储水器18与烧水器316之间的过滤器组件312,用于以下所描述的目的。根据各种实施方式,用于蒸汽发生器的部件构造300(在图5至图10中示意性地示出)可以包括预热腔室310、过滤器组件312、水(或任何其他流体)泵314和烧水器316。上文中的每个部件均在本文中更详细地描述。
在设备操作期间,水泵314将使水沿着系统从储水器18流至烧水器316,在烧水器中它可以沸腾并变成蒸汽。取决于设备的操作,蒸汽可立即离开烧水器316并从熨斗14中流出,或者蒸汽会积聚在烧水器316或其他地方,直到使用者激活蒸汽功能为止。需要注意的是,熨斗14仅是蒸汽输送装置的示例,其可替代地包括蒸汽挂烫机头或任何其他已知的或改进的蒸汽输送装置。
根据各种实施方式,预热腔室310接收来自水箱的水流并将温度升高至优选地约60℃-99℃(即,低于水的沸点),更优选地至70℃-90℃。在高于60℃时,水中溶解的碳酸钙会沉淀并在加热的(但优选不沸腾的)水中形成固体颗粒。换句话说,在加热的水中发现的碳酸钙保留在水中,但是从溶解形式转变成颗粒形式,悬浮在加热水中。
过滤器组件312可操作地位于预热腔室310之后,因此它可以从水中捕获并收集固体颗粒,从而防止它们到达烧水器316。水可以沿着设置在各个部件之间的流体连接移动,并且水泵314可以优选地位于过滤器组件312与烧水器316之间。水泵314(或其他泵)可以位于其他地方,只要根据需要将水流从储水器18提供至烧水器316即可。也可以使用重力送料,例如将水从储水器18供应至预热腔室310。
如图7、图9和图10所示,过滤器组件312可包括过滤器滤芯319,其可包括一个或多个过滤器元件315和过滤器结构328,过滤器结构328可包括一个或多个结构肋313。过滤器元件315和过滤器结构328一起作为过滤器滤芯319可以从过滤器壳体330中移除。然后,可以优选地将过滤器元件315(以及可选地过滤器结构328)倒空、冲洗、清洁和/或清洗,并更换以继续使用。在一个实施方式中,简单地将过滤器元件315和过滤器结构328作为过滤器滤芯319移除,将它们翻转并且使自来水流过该单元就可以基本上排空并清洁过滤器滤芯319的过滤器部件。在各种实施方式中,过滤器元件315可以包括不锈钢(或类似的)网状材料,并且可以具有100微米的网孔尺寸。网孔的尺寸可以更小或更大,但是优选地基于预热产生的沉淀物的有效尺寸来确定尺寸。替代地,可以使用一次性过滤器元件315。
蒸汽发生部件可以以任何已知的或改进的方式固定在蒸汽发生器底座12的内部空间内。在各种实施方式中,一个或多个水泵314可以被利用来辅助水或蒸汽的流体流动,这可能是期望的或必要的。而且,可以包括附加的过滤器组件312、过滤器滤芯319、过滤器壳体330和其他水处理部件。过滤器元件315的示例可以包括圆柱形、平面的以及各种其他合适的形状、尺寸和类型的过滤器元件315,尤其是构造成从正在过滤的水中分离出颗粒状碳酸钙或其他颗粒状钙化物的过滤器。如本文中所使用的,过滤器元件315可以优选地包括三维可用的过滤器元件315,其中过滤的总量可以是使用中的过滤器滤芯319的过滤器元件315的容积的函数。
该系统的一个优点是,由于目前降低烧水器316的性能和寿命的水垢将不太可能积聚在烧水器腔室317的内壁上,因此可以增加各种蒸汽发生器部件(特别是烧水器316)的使用寿命。否则,如果过多的水垢堆积使烧水器316竭力,则烧水器316可能会变得过度工作、过热或出现其他故障或磨损。通过减少烧水器316中的水垢积聚,并代替地在过滤器组件312中捕获水垢颗粒,过滤器组件312可以在设计成这样做的单元中收集颗粒状水垢。预热腔室310和过滤器组件312的组合还可以防止水垢固体或颗粒行进至熨斗14并堵塞熨斗14的底板孔或使衣物褪色。在各种实施方式中,并且如本文中所述,各种其他蒸汽输送装置可以代替熨斗14。
有利地,一起安装在过滤器壳体330内的过滤器滤芯319的部件,包括过滤器元件315和过滤器结构328,优选是可清洁和可重复使用的。过滤器结构328优选地使用结构肋313支撑多个过滤器元件315。过滤器元件315可以包括围绕过滤器结构328的布置的网状板,用于从水中过滤颗粒。过滤器元件315的网孔尺寸可以基于颗粒尺寸。在优选实施方式中,可以控制包括颗粒的水从过滤器入口326流至过滤器壳体330的过滤器出口332,从过滤器元件315的内部流向外部,其中一旦水到达过滤器元件315的外部,颗粒就已经从水中过滤掉了。如本文所述,如图所示过滤器组件312的部件可采用圆柱形的、由内而外的水流构造(如上所述),或者,过滤器组件312可采用任何其他合适的形状,例如其他平坦的、平面的过滤器构造等。以此方式,颗粒将被捕获在过滤器滤芯319的过滤器元件315和过滤器结构328的内部容积中并且可能填充其中。
水源346(在图8中示意性地示出)可以包括储水器18或任何其他可适用的水源346。水源346经由预热腔室入口320和流体导管348与预热腔室310流体连接并且流体连通。水源346和/或流体导管348还可以包括各种部件,例如附加的泵、过滤器、接头、加热器等。一旦来自水源346的水到达预热腔室310,水就可以完全或部分地充满由壁318限定的预热腔室腔体311。如图5至图10所示,预热腔室加热元件322的示例大致成形为局部环形,并附接至预热腔室310的下侧。在这种情况下,热量通过壁318传导至预热腔室310内以加热水。
在一些实施方式中,加热元件322的位置(无论在预热腔室壁318的内部还是外部)可以在特定的时间点影响预热腔室中包含的水的热分布。根据各种实施方式,加热元件322可以位于预热腔室310的表面上。加热元件322可以包括Calrod、电阻型电加热装置、气体基加热装置、薄膜加热元件、管式加热元件、它们的组合以及其他类型的加热元件,如本领域已知或已开发的。优选地,加热元件是可控制的,以使得容纳在预热腔室中的水不会达到沸点,而是可以被控制为加热至各种温度。可以结合任何数量和/或位置的温度、流体流量、或体积传感器以供控制器360使用。
众所周知,可以包括控制系统(包括控制器360,也参见图8和图11),以管理和维持预热腔室310内的期望水温。例如,使用各种控制系统,可以根据施加至当前、过去或将来的水流量的热量确定水温(以及加热的水)。在优选实施方式中,水可以在预热腔室310和/或烧水器316中以连续加热过程加热,这意味着水可以以从水源346供应的温度(可能是环境温度)以一定流量进入预热腔室310,并且当水以一定流量流过或沿着预热腔室310流动时,水可以被加热,并且水可以在期望的温度离开预热腔室310,以使钙化合物以相同的流量从水中沉淀出来。可替代地,当水在一个循环的基础上以期望的体积被供应时,水可以被分阶段或全部加热。
一旦将来自水源346的水在预热腔室310处预热,预热腔室出口324就可以通过流体导管350使水和沉淀物与过滤器组件312流体连通。水可以通过过滤器入口326进入过滤器组件312,然后水可以穿过过滤器壳体330和优选地由过滤器结构328支撑的过滤器元件315。过滤器元件315的尺寸设计为、构造为和/或控制为以具有最大水流量,当过滤器元件315相对不含颗粒时,最大水流量超过典型需求;并允许过滤器元件315被在过滤器元件315孔(例如,孔径为100微米或其他合适的孔径)中捕获的碳酸钙(或其他)颗粒部分堵塞的情况。在一些实施方式中,当从流过过滤器组件312的水中过滤出颗粒时,过滤器滤芯319的过滤器元件315具有填充有颗粒的过滤器容积。
优选地,过滤器结构328和过滤器元件315作为一个单元可从过滤器壳体330中整体移除,由此使用者或消费者可将过滤器部件倒空、清洁、冲洗和/或清洗。在移除和清洁过滤器部件之后,过滤器元件315和过滤器结构328可以被更换回到过滤器组件312的过滤器壳体330中。在替代实施方式中,可以购买各种替换部件(例如,单独地或一起作为过滤器滤芯319的过滤器元件315和过滤器结构328)来代替清洁,特别是例如如果特定部件已经大量使用了很长时间的话。
如图8所示,一旦水已经被过滤器组件312过滤并且从水中去除了颗粒,则过滤后的水可以离开过滤器出口332并且在泵入口333处进入水泵314。过滤器出口332可以构造成通过诸如流体导管352的可操作地连接与泵入口333流体连通。如本文所用,流体导管可包括能够携带和/或输送液体和/或流体的任何合适的软管、导管、输送器具、连接件等,并且可以通过包括夹具等的常规器具固定在适当的位置。流体导管可包括各种流体、操作和其他连接件。
水泵314可包括泵壳体336和泵马达(未示出),其优选地可以是电动马达。根据各种实施方式,水泵314可由使用者或控制器(例如,控制器360)控制。例如,除其他情况外,当烧水器316为空、水位低或使用者已经开始使用蒸汽发生器和/或蒸汽站时,水泵314可以被激活以将水泵送至烧水器316中。
示出的水泵314经由流体导管354与烧水器316流体连通。流体导管354连接至水泵出口334和烧水器入口338。烧水器316包括烧水器壳体344、烧水器腔室317和烧水器加热元件342。烧水器加热元件342可以类似于预热腔室加热元件322,或者可以被不同地构造和/或控制。在一些实施方式中,烧水器加热元件342位于烧水器腔室317的外部,但是与烧水器壳体344接触。加热元件342可以包括Calrod、电阻型电加热装置、气体基加热装置、薄膜加热元件、管式加热元件、它们的组合以及其他类型的加热元件,如本领域已知或已开发的。优选地,加热元件是可控制的,使得包含在烧水器316中的水将达到水的沸点从而产生蒸汽。如上所述,温度传感器、流体流量传感器或体积传感器的任何数量和/或位置都可以位于系统内。
烧水器316可以被控制以在激活时保持一定量的蒸汽,仅等待使用者的输入,诸如通过蒸汽发生器控制器或开关激活蒸汽,并且在需要时具有几乎即时的蒸汽供给。在替代实施方式中,当使用者不篜烫衣物时,烧水器316可以保持空闲,或者可以在将烧水器腔室317中包含的水加热至水的沸点(例如100℃)之前仅预热水,同时等待进一步的指令。在一些实施方式中,烧水器316可一次从水泵314接收约10g-40g的水作为一个循环。同样,每个使用者的蒸汽循环或操作,预热腔室310可以接收相似量(10g-40g)的水。在其他实施方式中,预热腔室310和/或烧水器316可以接收恒定或稳定的进水供应,并且可以连续地加热水从而产生蒸汽。
可以使蒸汽通过烧水器出口340离开烧水器316,烧水器出口本身可以通过流体导管356与蒸汽出口358流体连通。蒸汽出口358可以连接至例如蒸汽输送装置,例如熨斗14,从而可以将蒸汽施加至衣物上。如所描述的,优选地很少或根本没有碳酸钙的蒸汽到达衣物。如果使用熨斗14,则熨斗可以具有控制功能,由此使用者可以选择自由流动或蒸汽或设定的蒸汽循环。在其他实施方式中,例如可以基于预设参数或情况自动确定蒸汽流量。
在一些实施方式中,各种蒸汽发生器部件(例如,预热腔室310、过滤器组件312、水泵314或烧水器316)可包含变化量的空气或非蒸汽气体。例如,在将水在预热腔室310处预加热之后,加热的水可以行进至过滤器组件312,但是过滤器组件312可能不会完全充满预热的水。因此,过滤器组件312即使在未完全充满预热的水的情况下也可以操作。可以容纳系统中一定程度的空气,包括过滤器组件312处的空气,并且可能不会显著降低本文所述各种部件的性能。在其他实施方式中,可以将系统控制为完全充满水,包括各个位置的水、水蒸气和/或蒸汽。尽管充满水的系统对于泵送或蒸汽发生性能而言可能是最佳的,但蒸汽发生系统中可以存在一些空气,而不会显著影响性能。
图11是根据各种实施方式的蒸汽发生过程900的流程图。
过程1100可以根据本文描述的图1至图10的描述和结构。在各种实施方式中,一个或多个控制器(例如,控制器360)可以构造成控制各种部件以便执行过程1100,或者否则使过程1100被执行。如图8示意性的示出。图8示出了单个控制器360,至少可操作地连接至预热腔室310、水泵314、烧水器316,并可选地连接至过滤器组件312和/或各种温度、流体流量或体积传感器(未示出)。控制器360还可以可操作地连接至任何或所有传感器,如果存在的话,或任何其他部件。本文中设想了过程的许多其他变型,并且所描述的具体实施方式不旨在限于所描述的特定实施方式。控制器360可以包括或可操作地连接至一个或多个处理器、存储器模块、存储设备、输入/输出控制器360和装置、互连总线设备、电气或其他基于数据的接口(connection)。此外,控制器360可与各种蒸汽发生器和/或蒸汽站部件例如如本文所述的预热腔室310、过滤器组件312、水泵314、烧水器316和/或各种传感器可操作地连接并且可操作地通信。
过程1100可以通过在操作1110处接收用于蒸汽发生的水开始。所接收的水可以在容器18处被接收。在操作1110之后,所接收的水可以在预热腔室310处被加热至低于水的沸点、但高于水的环境温度(即,达到至少碳酸钙或可能存在的任何其他钙化合物作为颗粒沉淀的温度)的温度,在操作1112中,使得水中的钙化合物变成水中的颗粒物。
在操作1114中,预热的水可以穿过颗粒过滤器组件312,从而使颗粒物从水中过滤出来并被捕获在过滤器组件312中。在操作1114之后,可以使用水泵314泵送已过滤的、预热的水,或者在操作1116中以其他方式流入主烧水器(单元)316。最后,可以在主烧水器316中将预热的已过滤的水煮沸,以产生可用的蒸汽。
在控制蒸汽发生器的方法的另一个实施方式中,可以使用与控制器360可操作地通信的预热腔室310将第一数量的水加热至小于水的沸点的温度。可以加热水,使得如果水包含钙化合物,例如碳酸钙,则使钙化合物呈颗粒形式,使用与控制器360可操作地通信的水泵314将水泵送通过过滤器组件312。过滤器组件312可至少包括可移除的颗粒过滤器元件315,其中过滤器元件315优选地是可重复使用和可清洁的。可以控制水泵314以将水泵送至与控制器360可操作地通信的烧水器316,并使用烧水器316将水煮沸从而产生蒸汽。
在各种实施例中,该方法可以进一步包括当水泵314可操作地使水流过蒸汽发生器时,使用可移除的颗粒过滤器滤芯319从水中捕获和过滤颗粒物。
在各个实施方式中,如图8所示,控制器360构造成控制预热腔室、水泵314和烧水器316,使得使用水泵314选择性地泵送第一数量的水,在预热腔室310中选择性地加热,并选择性地在烧水器316中沸腾,从而产生期望的蒸汽量。在特定实施方式中,从控制器360处接收到的使用者输入中接收要产生的期望蒸汽量的指示。
控制器360可以进一步构造成至少基于从过滤器组件312接收的读数来控制预热腔室310、水泵314和烧水器316。例如,基于在预热腔室310内接收和存在的第一数量的水,可以通过经由控制器360的控制来影响各个其他方面。例如,如果第一数量的水是相对少量的(例如,几毫升等),则控制器360可以向预热腔室发送信号,即应该将相对较小的热功率(在电加热的预热腔室310的情况下)输送至预热腔室310,以使得预热腔室310避免水在到达随后的阶段的烧水器316之前煮沸水。在优选的实施方式中,第一数量的水首先在预热腔室310中被加热,并且在通过过滤器组件312之后在烧水器316中被进一步加热/煮沸。水泵314可以位于沿蒸汽发生器的流体路径的任何位置。
示例性控制器360还可以从各种蒸汽发生器部件的各种传感器接收信号和读数,各种传感器可以接收与流体流量、温度等有关的读数或信号。基于这些读数或信号,可以控制、构造、调节和/或设置蒸汽发生的各个方面,以适当地产生期望的和理想的要产生的蒸汽的量、温度和其他方面。任何或所有蒸汽发生部件可以向控制器360发送信号和/或从控制器360接收信号。基于这些信号和/或控制器360产生的任何信号,可以相应地调整整个方法和/或过程中的各个控制方面。控制方面可以利用各种控制方案来优化性能,例如比例积分微分(PID)控制等。

Claims (20)

1.一种蒸汽发生器,包括:
预热腔室,所述预热腔室构造成将进入的水加热至低于水的沸点的温度,其中,所述预热腔室构造成将水加热,使得如果水包含钙化合物,例如碳酸钙,则使钙化合物呈颗粒形式;
过滤器组件,所述过滤器组件与所述预热腔室流体连通,所述过滤器组件至少包括能够移除的颗粒过滤器元件,其中所述过滤器元件是能够重复使用和能够清洁的;
水泵,所述水泵与所述过滤器组件流体连通,所述水泵操作成使水流过所述蒸汽发生器;以及
烧水器,所述烧水器与所述水泵流体连通,其中,所述水泵构造成使水流至烧水器,并且其中,所述烧水器构造成煮沸水,从而产生蒸汽。
2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,其特征在于,所述进入的水是硬水。
3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,其特征在于,所述烧水器构造成在所述蒸汽发生器未处于积极使用时保持至少一些蒸汽。
4.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,还包括蒸汽输送装置,其中,所述蒸汽输送装置包括用于将由所述烧水器产生的蒸汽施加至衣物上的孔。
5.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,其特征在于,所述预热腔室包括位于所述预热腔室的表面上的加热元件。
6.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,其特征在于,所述预热腔室包括位于所述预热腔室的腔体内的加热元件。
7.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,其特征在于,所述过滤器元件具有孔径为100微米的不锈钢网。
8.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,还包括流体连接至所述蒸汽发生器的储水器。
9.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,其特征在于,所述能够移除的颗粒过滤器元件构造成当所述水泵操作成使水流过所述蒸汽发生器时,从水中捕获并过滤出颗粒物。
10.一种蒸汽站,包括:
蒸汽输送装置,所述蒸汽输送装置流体连接至蒸汽发生器;
储水器,所述储水器流体连接至所述蒸汽发生器;
蒸汽发生器底座,所述蒸汽发生器底座包括所述蒸汽发生器,其特征在于,所述蒸汽发生器包括:
预热腔室,所述预热腔室构造成将进入的水加热至低于水的沸点的温度,其中,所述预热腔室构造成将水加热,使得如果水包含钙化合物,例如碳酸钙,则使钙化合物呈颗粒形式;
过滤器组件,所述过滤器组件与所述预热腔室流体连通,所述过滤器组件至少包括能够移除的颗粒过滤器元件,其中所述过滤器元件是能够重复使用和能够清洁的;
水泵,所述水泵与所述过滤器组件流体连通,操作所述水泵以使水流过所述蒸汽发生器;以及
烧水器,所述烧水器与所述水泵流体连通,其中,所述水泵构造成使水流至烧水器,并且其中,所述烧水器构造成煮沸水,从而产生蒸汽。
11.根据权利要求10所述的蒸汽站,其特征在于,所述烧水器构造成在所述蒸汽发生器未处于积极使用时保持至少一些蒸汽。
12.根据权利要求10所述的蒸汽站,其特征在于,所述能够移除的颗粒过滤器元件构造成当所述水泵操作成使水流过所述蒸汽发生器时,从水中捕获并过滤出颗粒物。
13.根据权利要求10所述的蒸汽站,其特征在于,所述预热腔室包括位于所述预热腔室的表面上的加热元件。
14.根据权利要求10所述的蒸汽站,其特征在于,所述预热腔室包括位于所述预热腔室的腔体内的加热元件。
15.一种控制蒸汽发生器的方法,包括:
使用与控制器操作地通信的预热腔室,将第一数量的水加热至低于水沸点的温度,其中加热水,使得如果水包含钙化合物,例如碳酸钙,则使钙化合物呈颗粒形式;
使用与所述控制器操作地通信的水泵将水泵送通过过滤器组件,其中过滤器组件至少包括能够移除的颗粒过滤器元件,其中所述过滤器元件是能够重复使用和能够清洁的;
使用所述水泵将水泵送至与所述控制器操作地通信的烧水器;以及
使用所述烧水器将水煮沸从而产生蒸汽。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括:
当水泵操作成使水流过所述蒸汽发生器时,使用所述能够移除的颗粒过滤器从水中捕获和过滤颗粒物。
17.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述控制器构造成控制所述预热腔室、所述水泵和所述烧水器,使得使用所述水泵选择性地泵送所述第一数量的水,在所述预热腔室选择性地加热水,并选择性地在烧水器中煮沸,从而产生期望量的蒸汽。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,从在所述控制器处接收的使用者输入来接收要产生的期望蒸汽量的指示。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述控制器还构造成至少基于从所述过滤器组件接收的读数来控制所述预热腔室、所述水泵和所述烧水器。
20.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述控制器还构造成当所述蒸汽发生器未处于积极使用时保持至少一些蒸汽。
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