CN111118867A - 一种蒸汽熨斗及其功率分配调温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种功率分配调温系统，包括用于对织物表面进行熨烫的烫斗底板、与所述烫斗底板上预留的各通孔连通以对其导入蒸汽的蒸汽发生器、设置于所述烫斗底板内并用于对其进行加热的第一加热器、设置于所述蒸汽发生器内并用于对其进行加热的第二加热器，以及分别与所述第一加热器及所述第二加热器的供电电路信号连接、用于使两者的工作时间段互相错开的两个伺服开关。本发明通过对各伺服开关的通断状态控制，能够合理地实现烫斗底板与蒸汽发生器的满功率运行时间分配，进而变相实现烫斗底板与蒸汽发生器的功率分配，使得烫斗和蒸发器均能够以额定功率运行，并降低电力系统负载，提高熨烫效果。本发明还公开一种蒸汽熨斗，其有益效果如上所述。

Description

一种蒸汽熨斗及其功率分配调温系统

技术领域

本发明涉及熨斗技术领域，特别涉及一种功率分配调温系统。本发明还涉及一种蒸汽熨斗。

背景技术

随着轻工业技术的发展，越来越多的机电设备已得到广泛使用。

熨斗是现代常用的家用电器之一，用来烫平衣服。时下熨斗依据设计的不同，类型也多种多样。电熨斗是目前市面上广泛使用的熨斗，功率一般在300～1000W之间，类型可分为普通型、调温型、蒸汽型等。普通型电熨斗结构简单，价格便宜，制造和维修方便。调温型电熨斗能够在60～250℃范围内自动调节温度，能自动切断电源，可以根据不同的衣料采用适合的温度来熨烫。蒸汽型电熨斗既有调温功能，又能产生蒸汽，使衣料润湿更均匀，熨烫效果更好。蒸汽型电熨斗(以下简称“蒸汽熨斗”)既能提高熨烫质量，又能加快熨烫速度，衣服经过蒸汽喷射后，不仅能恢复原有的弹性，袖口松弛的毛衣也可通过飘熨恢复原状，就连一些异味也可一并消除。特别适合衣物的整理。

在现有技术中，蒸汽熨斗主要包括烫斗和蒸发器两部分，蒸发器内产生蒸汽并通过管道传递至烫斗中，利用烫斗熨烫衣物。在蒸汽熨斗的运行过程中，烫斗和蒸发器均需要发热，并且两者的功率均较高，比如烫斗的额定功率可达1000W，而蒸发器的额定功率可达1600W，在正常使用时，蒸汽熨斗的总功率高达2600W。然而，在家用或商用场景中，电力系统是具有负载上限的，蒸汽熨斗的使用过程中很容易达到电力负载上限，导致跳闸等情况。目前，部分产品采用烫斗与蒸发器的功率平均分配并同时降低的方式，降低电力负载，然而，如此操作将使得烫斗和蒸发器的实际运行功率难以达到额定功率，导致性能发挥受限，熨烫效果不佳。

因此，如何合理地分配功率，使得烫斗和蒸发器均能够以额定功率运行，并降低电力系统负载，提高熨烫效果，是本领域技术人员面临的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种功率分配调温系统，能够合理地分配功率，使得烫斗和蒸发器均能够以额定功率运行，并降低电力系统负载，提高熨烫效果。本发明的另一目的是提供一种蒸汽熨斗。

为解决上述技术问题，本发明提供一种功率分配调温系统，包括用于对织物表面进行熨烫的烫斗底板、与所述烫斗底板上预留的各通孔连通以对其导入蒸汽的蒸汽发生器、设置于所述烫斗底板内并用于对其进行加热的第一加热器、设置于所述蒸汽发生器内并用于对其进行加热的第二加热器，以及分别与所述第一加热器及所述第二加热器的供电电路信号连接、用于使两者的工作时间段互相错开的两个伺服开关。

优选地，还包括与所述伺服开关信号连接、用于按照预设时间比例周期性地控制所述第一加热器及所述第二加热器的加热时间的控制器。

优选地，所述第一加热器及所述第二加热器均包括若干根均布排列的电热管，且所述第一加热器及所述第二加热器的额定功率均为100～3500W。

优选地，各所述伺服开关具体为TRIAC、IGBT或继电器，且各所述伺服开关的开关状态切换频率为1～50Hz。

优选地，所述蒸汽发生器具体为有压力储水式蒸发器或无压力开放式蒸发器。

优选地，所述控制器具体为MCU或CPU。

优选地，所述烫斗底板具体为底面光滑的金属板。

优选地，还包括用于检测所述烫斗底板的实时温度的第一温度传感器和用于检测所述蒸汽发生器的实时温度的第二温度传感器，所述第一温度传感器及所述第二温度传感器均与所述控制器信号连接，以根据两者的检测值与各自的预设工作温度值的差值调整所述第一加热器及所述第二加热器的加热时间比例。

优选地，所述第一加热器与所述第二加热器的加热时间比例在单周期内为1:1～1:9。

优选地，所述第一加热器及所述第二加热器的加热时间的单周期为1～2s。

本发明还提供一种蒸汽熨斗，包括如上述任一项所述的功率分配调温系统。

本发明所提供的功率分配调温系统，主要包括烫斗底板、蒸汽发生器、第一加热器、第二加热器和伺服开关。其中，烫斗底板主要用于对织物表面进行熨烫，蒸汽发生器主要用于产生蒸汽，并将产生的蒸汽导入到烫斗底板上预留的各个通孔中，使其从各个通孔中喷出至织物表面上。第一加热器设置在烫斗底板内，主要用于对烫斗底板进行加热，使其迅速升温至预设温度，以便熨烫织物。同理，第二加热器设置在蒸汽发生器内，主要用于对蒸汽发生器进行加热，使其迅速升温，以便快速产生蒸汽。重要的是，伺服开关一般设置有两个，并且分别与第一加热器和第二加热器的供电电路信号连接，主要用于控制两者的供电电路进行轮流通断，即第一加热器和第二加热器轮流进入工作状态，将第一加热器和第二加热器的工作时间段互相错开，从而使得烫斗底板和蒸汽发生器轮流加热运行。如此，在使用蒸汽熨斗时，可首先控制其中一个伺服开关打开使得第一加热器满功率(小于负载上限)运行一段时间，升温达到一定程度后关闭，紧接着再控制另一个伺服开关打开使得第二加热器满功率(小于负载上限)运行一段时间，升温达到一定程度后关闭，再切换回第一加热器，如此使得第一加热器与第二加热器轮流进行工作状态，并且在各自的工作状态中，烫斗底板和蒸汽发生器均可以满功率运行，性能发挥正常，能够达到最佳熨烫效果；同时，由于两者不会同时处于工作状态，因此蒸汽熨斗的总功率总是小于电力系统的负载上限，能够避免出现跳闸情况。综上所述，本发明所提供的功率分配调温系统，通过对各个伺服开关的通断状态控制，能够合理地实现烫斗底板与蒸汽发生器的满功率运行时间分配，进而变相实现烫斗底板与蒸汽发生器的功率分配，使得烫斗和蒸发器均能够以额定功率运行，并降低电力系统负载，提高熨烫效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的模块结构示意图。

图2为烫斗底板与蒸汽发生器按照一种时间比例周期性运行的示意图。

图3为烫斗底板与蒸汽发生器按照另一种时间比例周期性运行的示意图。

图4为蒸汽发生器的一种安装结构示意图。

图5为蒸汽发生器的另一种安装结构示意图。

其中，图1—图5中：

烫斗底板—1，蒸汽发生器—2，第一加热器—3，第二加热器—4，伺服开关—5，控制器—6，第一温度传感器—7，第二温度传感器—8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的模块结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，功率分配调温系统主要包括烫斗底板1、蒸汽发生器2、第一加热器3、第二加热器4、伺服开关5和控制器6。

其中，烫斗底板1主要用于对织物表面进行熨烫，蒸汽发生器2主要用于产生蒸汽，并将产生的蒸汽导入到烫斗底板1上预留的各个通孔中，使其从各个通孔中喷出至织物表面上。

第一加热器3设置在烫斗底板1内，主要用于对烫斗底板1进行加热，使其迅速升温至预设温度，以便熨烫织物。同理，第二加热器4设置在蒸汽发生器2内，主要用于对蒸汽发生器2进行加热，使其迅速升温，以便快速产生蒸汽。

重要的是，伺服开关5一般设置两个(若有需要，还可设置更多个)，并分别与第一加热器3和第二加热器4的供电电路信号连接，主要用于控制两者的供电电路进行轮流通断，使得第一加热器3和第二加热器4的工作时间段(即通电时间段)互相错开，即第一加热器3和第二加热器4轮流进入工作状态，从而使得烫斗底板1和蒸汽发生器2轮流加热运行。

此外，本实施例中还增设了控制器6。该控制器6与伺服开关5信号连接，主要用于按照预设的时间比例呈周期性地控制第一加热器3及第二加热器4的加热时间。

如此，在使用蒸汽熨斗时，可首先通过控制器6控制其中一个伺服开关5打开，使得第一加热器3满功率(小于负载上限)运行一段时间，升温达到一定程度后关闭，紧接着再通过控制器6控制另一个伺服开关5打开，使得第二加热器4满功率(小于负载上限)运行一段时间，升温达到一定程度后关闭，再切换回第一加热器3，如此使得第一加热器3与第二加热器4轮流进行工作状态，并且在各自的工作状态中，烫斗底板1和蒸汽发生器2均可以满功率运行，性能发挥正常，能够达到最佳熨烫效果；同时，由于两者不会同时处于工作状态，因此蒸汽熨斗的总功率总是小于电力系统的负载上限，能够避免出现跳闸情况。

综上所述，本实施例所提供的功率分配调温系统，通过控制器6对各个伺服开关5的通断状态控制，能够合理地实现烫斗底板1与蒸汽发生器2的满功率运行时间分配，进而变相实现烫斗底板1与蒸汽发生器2的功率分配，使得烫斗和蒸发器均能够以额定功率运行，并降低电力系统负载，提高熨烫效果。

在关于烫斗底板1的一种优选实施例中，该烫斗底板1具体可为楔形板或矩形板等，并且在烫斗底板1的底面经过打磨抛光等工艺处理，为光滑表面，可与织物表面保持紧贴，同时避免划伤织物。同时，第一加热器3设置在烫斗底板1的内部，为提高热传导效率，烫斗底板1具体可为热传导率良好的金属板，比如钛合金板或铜合金板等。当然，为方便蒸汽喷出至织物表面，在烫斗底板1上开设有若干个通孔。

如图4～图5所示，图4为蒸汽发生器的一种安装结构示意图，图5为蒸汽发生器的另一种安装结构示意图。

在关于蒸汽发生器2的一种优选实施例中，该蒸汽发生器2具体为有压力储水式蒸发器(Boiler)，或者可为无压力开放式蒸发器(Thermo Block)。第二加热器4设置在蒸汽发生器2的内部，通过对其进行加热后，再遇液态水，蒸发成为水蒸气。一般的，烫斗底板1可拆卸地设置在蒸汽发生器2上，两者之间可通过软管连通，方便将蒸汽发生器2中产生的蒸汽通过软管传递至烫斗底板1内。在使用过程中，用户可将烫斗底板1从蒸汽发生器2上拆卸，熨烫完成后，可再将烫斗底板1安装回蒸汽发生器2上。同时，蒸汽发生器2可设置在蒸汽熨斗的壳体内或者通过底座等部件安装在蒸汽熨斗之外。

在关于第一加热器3与第二加热器4的一种优选实施例中，该第一加热器3和第二加热器4可均包括若干根电热管，通过电热原理迅速产热。具体的，各根电热管可均匀分布排列在烫斗底板1和蒸汽发生器2的内部，从而使得两者的升温迅速且均匀，避免出现局部温差较大的情况。一般的，第一加热器3与第二加热器4的额定功率可均为100～3500W之间，具体可根据实际需要进行调整，保证其小于当前所处环境的电力系统负载上限即可。

为提高第一加热器3和第二加热器4的供电电路的通断状态控制频率，保证两者的通断状态切换稳定准确，本实施例中，各个伺服开关5可均为高频开关，具体可采用TRIAC(Triode AC semiconductor switch，三端双向交流开关)，TRIAC实质是一种双向晶闸管，在触发之后可以进行双向导通，是比较理想的交流开关器件，其开关状态精确可控，在控制器6的协调下，第一加热器3与第二加热器4不会同时与电源导通。同时，考虑到第一加热器3与第二加热器4的电热原理，能够在常用交流电的工作频率下，以最短0.02s的时间间隔进行工作，因此，本实施例中，各个伺服开关5的开关状态切换(或者电流通路切换)频率为1～50Hz。当然，伺服开关5并不仅限于TRIAC，其余比如IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)或继电器等同样可以采用。

在关于控制器6的一种优选实施例中，该控制器6具体可为MCU或CPU，均包括内置程序的芯片和配套的PCB板。

在本发明所提供的另一种具体实施方式中，功率分配调温系统在前述基础上还增设了第一温度传感器7和第二温度传感器8。

其中，第一温度传感器7主要用于检测烫斗底板1的实时温度，而第二温度传感器8主要用于检测蒸汽发生器2的实时温度，同时，第一温度传感器7和第二温度传感器8均与控制器6信号连接，可将各自的实时检测数据发送给控制器6。而控制器6在接收到两者反馈的温度数据后，可根据两者的检测值与各自的预设工作温度值之间的差值调整第一加热器3和第二加热器4的加热时间比例。

比如，在蒸汽熨斗刚开始运行时，烫斗底板1和蒸汽发生器2的温度均为起始温度，此时，为快速使两者达到工作温度，控制器6可控制各个伺服开关5使其以2s的时间周期轮流启动第一加热器3和第二加热器4，比如第一加热器3满功率运行为烫斗底板1加热1s，然后切换为第二加热器4满功率运行为蒸汽发生器2加热1s，之后如此反复，直至两者均达到预设工作温度值。此种情况下，如图2所示，第一加热器3与所述第二加热的加热时间比例在单周期内即为1:1，相当于变相地将烫斗底板1和蒸汽发生器2的运行功率均调整为总功率的一半。

而在蒸汽熨斗运行一定时间后，由于烫斗底板1与蒸汽发生器2的升温速度不同，且由于蒸汽发生器2在遇水后温度还会在短时间内大幅下降，因此蒸汽发生器2的分配功率需求更高，而烫斗底板1的分配功率需求较低且平稳，为此，本实施例中，当第一温度传感器7和第二温度传感器8分别将烫斗底板1和蒸汽发生器2的实时温度反馈给控制器6后，控制器6可适当调整第一加热器3与第二加热器4的加热时间比例，比如以1s时间作为一个周期，第一加热器3可满功率为烫斗底板1加热0.1s后，再切换为第二加热器4满功率为蒸汽发生器2加热0.9s。之后如此反复，直至两者均达到预设工作温度值。此种情况下，如图3所示，第一加热器3与所述第二加热的加热时间比例在单周期内即为1:9，相当于变相地将烫斗底板1的运行功率调整为总功率的1/10，同时将蒸汽发生器2的运行功率均调整为总功率的9/10。

需要说明的是，第一加热器3与第二加热器4的加热时间比例在单周期内可以根据实际需要进行调节，同时，第一加热器3与第二加热器4的加热时间的单周期长度也可以根据实际需要进行调节。

当然，在烫斗底板1率先达到预设工作温度值后，控制器6可控制伺服开关5始终保持与第二加热器4的供电电路的连通，即蒸汽发生器2之后持续以满功率状态运行。对于蒸汽发生器2率先达到预设工作温度值的情况亦然。另外，在烫斗底板1与蒸汽发生器2均达到预设工作温度时，第一加热器3和第二加热器4可均停止加热。

本实施例还提供一种蒸汽熨斗，主要包括功率分配调温系统，其中，该功率分配调温系统的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种功率分配调温系统，其特征在于，包括用于对织物表面进行熨烫的烫斗底板(1)、与所述烫斗底板(1)上预留的各通孔连通以对其导入蒸汽的蒸汽发生器(2)、设置于所述烫斗底板(1)内并用于对其进行加热的第一加热器(3)、设置于所述蒸汽发生器(2)内并用于对其进行加热的第二加热器(4)，以及分别与所述第一加热器(3)及所述第二加热器(4)的供电电路信号连接、用于使两者的工作时间段互相错开的两个伺服开关(5)。

2.根据权利要求1所述的功率分配调温系统，其特征在于，还包括与各所述伺服开关(5)信号连接、用于按照预设时间比例周期性地控制所述第一加热器(3)及所述第二加热器(4)的加热时间的控制器(6)。

3.根据权利要求2所述的功率分配调温系统，其特征在于，所述第一加热器(3)及所述第二加热器(4)均包括若干根均布排列的电热管，且所述第一加热器(3)及所述第二加热器(4)的额定功率均为100～3500W。

4.根据权利要求3所述的功率分配调温系统，其特征在于，各所述伺服开关(5)具体为TRIAC、IGBT或继电器，且各所述伺服开关(5)的开关状态切换频率为1～50Hz。

5.根据权利要求4所述的功率分配调温系统，其特征在于，所述蒸汽发生器(2)具体为有压力储水式蒸发器或无压力开放式蒸发器。

6.根据权利要求5所述的功率分配调温系统，其特征在于，所述控制器(6)具体为MCU或CPU。

7.根据权利要求1-6任一项所述的功率分配调温系统，其特征在于，还包括用于检测所述烫斗底板(1)的实时温度的第一温度传感器(7)和用于检测所述蒸汽发生器(2)的实时温度的第二温度传感器(8)，所述第一温度传感器(7)及所述第二温度传感器(8)均与所述控制器(6)信号连接，以根据两者的检测值与各自的预设工作温度值的差值调整所述第一加热器(3)及所述第二加热器(4)的加热时间比例。

8.根据权利要求7所述的功率分配调温系统，其特征在于，所述第一加热器(3)与所述第二加热器(4)的加热时间比例在单周期内为1:1～1:9。

9.根据权利要求8所述的功率分配调温系统，其特征在于，所述第一加热器(3)及所述第二加热器(4)的加热时间的单周期为1～2s。

10.一种蒸汽熨斗，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的功率分配调温系统。

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