CN117716084A - 蒸汽产生体、蒸汽产生装置和蒸汽产生体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
蒸汽产生体(基体部(110))在表面的局部具有标记面(内底面(112))。内底面(112)的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度比该内底面(112)以外的区域的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度高5℃以上。在内底面(112)形成有使多个凹部(31)和多个凸部(32)沿着预定方向分别交替地以预定的节距呈平面状配置而成的凹凸构造(30)和具有预定的节距(p)以上的宽度(W)的槽(114)。凹凸构造(30)形成于槽(114)内。
Description
技术领域
本发明涉及蒸汽产生体、蒸汽产生装置和蒸汽产生体的制造方法。
背景技术
在熨斗等那样的蒸汽产生装置中，通过向蒸汽室内供给水并在蒸汽室内对水进行加热，从而产生蒸汽。另外，由于在蒸汽室产生的蒸汽介于蒸汽室内表面与水之间而形成绝缘层，因此有可能使水的蒸发变慢(莱顿弗罗斯特现象)。为了抑制由该莱顿弗罗斯特现象引起的蒸发的延迟，已知有在蒸汽室内的表面施加有提高蒸发性能的涂覆层的蒸汽产生装置(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5666302号公报
发明内容
发明要解决的问题
在此，在利用涂覆层提高蒸发性能的情况下存在如下可能性：该涂覆层会剥离，无法发挥预期的性能。另外，在制造时涂覆处理也有可能对人体产生不良影响。再者，在涂覆处理中也存在如下可能性：在涂覆层产生涂覆不均，无法均匀地发挥蒸发性能。
于是，本发明的目的在于提供即使不设置涂覆层也能够抑制蒸发性能的下降的蒸汽产生体等。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明的一方案的蒸汽产生体是在表面的局部具有标记面的蒸汽产生体，所述标记面的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度比该标记面以外的区域的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度高5℃以上，在所述标记面形成有使多个凹部和多个凸部沿着预定方向分别交替地以预定的节距呈平面状配置而成的凹凸构造和具有所述预定的节距以上的宽度的槽，所述凹凸构造形成于所述槽内。
本发明的一方案的蒸汽产生装置具有由上述蒸汽产生体形成的蒸汽室。
就本发明的一方案的蒸汽产生体的制造方法而言，当在基材的表面的局部形成标记面时，对所述基材的表面的局部形成至少1个槽，对所述槽内以使多个凹部和多个凸部沿着预定方向分别交替地以比所述槽的宽度小的节距呈平面状配置的方式实施激光加工而形成凹凸构造，所述标记面的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度比该标记面以外的区域的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度高5℃以上。
发明的效果
根据本发明，能够提供即使不设置涂覆层也能够抑制蒸发性能的下降的蒸汽产生体等。
附图说明
图1是表示作为实施方式1的蒸汽产生体的熨斗的立体图。
图2是实施方式1的基体部的俯视图。
图3是表示实施方式1的内底面的多个槽的平面图。
图4是表示实施方式1的内底面的多个槽的剖视图。
图5是放大地表示实施方式1的多个凹部和多个凸部的剖视图。
图6是表示实施方式2的内底面的平面图。
图7是实施方式3的基体部的俯视图。
具体实施方式
以下，使用附图详细地说明本发明的实施方式的蒸汽产生体等。此外，以下说明的实施方式均表示本发明的一具体例。因此，在以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置和连接方式、工序、工序的顺序等是一例，主旨并非限定本发明。因此，对于以下的实施方式的构成要素中的未记载于独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素来进行说明。
另外，各图是示意图，未必严格地进行图示。因此，例如在各图中，比例尺等未必一致。另外，在各图中，对实质上相同的结构标注相同的附图标记并且省略或简化重复的说明。
另外，在本说明书中，平行或正交等表示要素之间的关系性的用语、正方形或长方形等表示要素的形状的用语、以及数值范围并不是仅表示严格含义的表达，而是意味着也包括实质上相等的范围例如数个百分点程度的差异的表达。
(实施方式1)
[蒸汽产生装置]
首先，使用图1和图2说明实施方式1的蒸汽产生装置。图1是表示作为实施方式1的蒸汽产生体的衣物用的熨斗100的立体图。如图1所示，熨斗100具有埋设有未图示的加热器的基体部110、由使用者抓握的把手部120、以及配置于把手部120与基体部110之间且贮存水的箱部130。
基体部110的外底面是推展衣物等的作用面(日语：掛け面)，具有供蒸汽喷出的多个喷出口(省略图示)。基体部110由导热率比较高的金属(例如铝)形成。
图2是实施方式1的基体部110的俯视图。如图2所示，在基体部110的顶面，从Y轴方向的中央部到Y轴正方向的顶端部形成有凹状的蒸汽室111。蒸汽室111与各喷出口连通，从箱部130向该蒸汽室111供给水。当向蒸汽室111供给水时，在蒸汽室111内接受来自加热器的热而进行加热，产生蒸汽。该蒸汽从多个喷出口喷出。这样，基体部110是产生蒸汽的蒸汽产生体的一例。
蒸汽室111具有内底面112和包围内底面112的内侧面113。被供给到蒸汽室111的水从内底面112和内侧面113接受加热器的热而蒸发。因此，内底面112和内侧面113是对水进行加热的加热面。在内底面112的整个面，通过制造时的后处理而形成有多个槽114。内底面112通过该后处理而视觉辨认性与基体部110中的其他区域不同，因此容易在检查工序中通过目视来确认是否实施了后处理。因此，内底面112也可以说是视觉辨认性与基体部110中的其他区域不同的标记面。内底面112未层叠涂覆层等，基体部110的基材整体暴露。
[标记面]
接下来，对标记面的详细情况进行说明。在此，作为标记面的一例，例示内底面112来进行说明。在图2中，在圆C1内示出了将内底面112的局部放大后的结构。如圆C1内所示，在内底面112，使沿Y轴方向延伸的多个槽114沿X轴方向排列。也就是说，多个槽114形成为条状。各槽114的宽度W为毫米级以下，且分别均等。
图3是表示实施方式1的内底面112的多个槽114的平面图。图4是表示实施方式1的内底面112的多个槽114的剖视图。
各槽114是以剖视呈字母V状形成切口而成的槽。在内底面112中，将各槽114的外方的区域设为外方区域115。各外方区域115是平坦的平面。在各槽114的内表面形成有细微的凹凸构造30。在图3中，用点阴影表示凹凸构造30。在图4中，在圆C2内示出了将槽114的内表面的局部放大后的结构。
凹凸构造30具有在平面观察时呈矩阵状配置的多个凹部31。凹部31在平面观察时为大致正方形形状。在预定方向上，多个凹部31之间的部分形成凸部32。凸部32整体来看为格子状且连续，因此可以说是一个凸部32，但仅在预定方向上观察时被各凹部31分割，因此可以说是多个凸部32。也就是说，无论是在纵向上还是在横向上，多个凹部31和多个凸部32均以预定的节距交替地排列。
图5是放大地表示实施方式1的多个凹部31和多个凸部32的剖视图。具体而言，图5是观察包含图4中的V-V线的剖切面而得到的剖视图。
如图5所示，多个凹部31和多个凸部32以预定的节距呈平面状排列。预定方向上的凸部32的宽度w2和凹部31的宽度w1的合计为预定的节距(p＝w1+w2)。通过预先设定为使预定的节距p和宽度w1、w2满足一定的关系，能够将由凹凸构造30构成的面(各槽114的内表面)设为亲水面。具体而言，能够将相对于各槽114的内表面的水接触角设为60°以下。
例如，若设为宽度w2/宽度w1≥0.5且将预定的节距p设为1μm以上且1000μm以下，则能够将相对于各槽114的内表面的水接触角设为60°以下。预定的节距p比各槽114的宽度W小。再者，就凹部31的深度d与宽度w2的关系而言，若为深度d/宽度w2≤1，则能够提高凸部32的强度，能够抑制凸部32损伤的情况。这样，由于蒸汽室111的内底面112具有亲水面，因此水易于在内底面112上润湿扩散，能够促进蒸汽室111内的蒸发。
在此，在加热时蒸汽室111的内底面112瞬间高温化，因此产生莱顿弗罗斯特现象的可能性较高。具体而言，当在内底面112水瞬间处于高温化时，在水与内底面112之间产生蒸发气体。该蒸发气体阻碍水的进一步的蒸发。在本实施方式中，能够利用多个槽114和各槽114内的凹凸构造30使蒸发气体从水的正下方逸出。因此，在内底面112中，产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度比其他区域(例如基体部110中的蒸汽室111以外的区域)高5℃以上。也就是说，不易产生莱顿弗罗斯特现象，因此能抑制基体部110的蒸发性能的下降。此外，若调整多个槽114和凹凸构造30的设置个数以及布局等，则也能够使产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度提高10℃以上。在该情况下，更不易产生莱顿弗罗斯特现象，因此能够更可靠地抑制基体部110的蒸发性能的下降。
[蒸汽产生体的制造方法]
接下来，对作为蒸汽产生体的基体部110的制造方法进行说明。
首先，通过压铸而将成为基体部110的基材成形。基材也可以通过压铸以外的成形方法而成形。作为其他成形方法，能举出铸造、锻造、切削加工、压制加工、金属3D打印方法等。另外，基材只要能够进行激光加工，就也可以由任何材料形成。作为能够进行激光加工的材料，例如能举出铝、铝合金、铁、铁合金等金属、陶瓷等。
在成形后的基材形成有蒸汽室111，因此对该蒸汽室111的内底面112实施后处理。具体而言为通过对内底面112实施激光加工来形成多个槽114。此时，从照射激光的激光照射装置向蒸汽室111的内底面照射短脉冲激光。短脉冲激光的脉冲宽度优选为纳秒以下。若将激光的输出设为预定值以上，则能够在形成槽114的同时也形成细微的凹凸构造30。在该情况下，槽114在剖视时呈字母V状。
在此，通过照射激光而在多个槽114内形成细微的凹凸构造30，因此与各槽114以外的区域相比吸光率变高。考虑其存在以下的各种主要因素。例如，1)通过照射激光，从而基材的表面碳化，深色化。2)通过照射激光，从而基材的表面的分子密度提高，凝缩而深色化。3)通过照射激光，从而在基材的表面形成金属氧化物的杂质能级并深色化。现阶段，尚不清楚哪个主要因素的可靠性较高，但结果是，通过激光加工，各槽114的内表面与其他区域相比深色化且吸光率变高。因此，蒸汽室111的内底面112成为标记面。通过这样对基材实施后处理来制造基体部110。此外，通过对蒸汽室111的内底面112进行分析，能够确定该内底面112通过激光加工而形成。
[效果等]
如以上那样，(1)本实施方式的蒸汽产生体(基体部110)在表面的局部具有标记面(内底面112)。内底面112的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度比该内底面112以外的区域的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度高5℃以上。在内底面112形成有多个凹部31和多个凸部32沿着预定方向分别交替地以预定的节距呈平面状配置而成的凹凸构造30和具有预定的节距p以上的宽度W的槽114。凹凸构造30形成于槽114内。
另外，本实施方式的蒸汽产生装置(熨斗100)具有由上述基体部110形成的蒸汽室111。
另外，就本实施方式的蒸汽产生体的制造方法而言，当在基材的表面的局部形成标记面(内底面112)时，对基材的表面的局部形成至少1个槽114，对槽114内以使多个凹部31和多个凸部32沿着预定方向分别交替地以比槽114的宽度W小的节距p呈平面状配置的方式实施激光加工而形成凹凸构造30，内底面112的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度比该内底面112以外的区域的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度高5℃以上。
这样，在基体部110的内底面112中，产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度与其他区域相比低5℃以上，因此能够抑制蒸发性能的下降。其原因在于各槽114和形成于该槽114内的凹凸构造30，各槽114和凹凸构造30是通过直接刻切内底面112而形成的。也就是说，即使不在内底面112设置涂覆层，也能抑制蒸发性能的下降。这样，根据本实施方式，即使不设置涂覆层，也能够抑制蒸发性能的下降。
(2)在(1)所记载的蒸汽产生体的基础上，凹凸构造30的吸光率比内底面112以外的区域的吸光率高。
由此，内底面112利用凹凸构造30而与所述区域视觉辨认性不同。因此，能够容易在检查工序中通过目视来确认是否实施了用于形成凹凸构造30的后处理。
(3)在(1)或(2)所记载的蒸汽产生体的基础上，凹凸构造30是水接触角为60℃以下的亲水面。
由此，凹凸构造30是亲水面，因此能够提高在内底面112上的水的润湿扩散容易程度。由此，能够促进蒸汽室111内的蒸发。
(4)在(1)～(3)所记载的蒸汽产生体的基础上，基体部110由金属形成。
由此，基体部110由金属形成，因此能提高基体部110的硬度。因此，槽114和凹凸构造30不易磨损，能够长期稳定地发挥蒸发性能。
(5)在(1)～(4)中任一项所记载的蒸汽产生体的基础上，槽114通过激光加工而形成。
由此，槽114通过激光加工而形成，因此即使不使用容易对环境造成影响的有机材料等，也能够形成槽114。
(6)在(1)～(5)中任一项所记载的蒸汽产生体的基础上，凹凸构造30通过激光加工而形成。
由此，凹凸构造30通过激光加工而形成，因此即使不使用容易对环境造成影响的有机材料等，也能够形成凹凸构造30。
槽114在剖视时呈字母V形状，在其内表面形成有凹凸构造30，因此能够通过激光加工而一并形成槽114和凹凸构造30。由此，能够提高制造效率。
[实施例]
接下来，对实施方式1的实施例进行说明。在本实施例中，使用两个由铝合金形成的板材来作为试验片。就第一试验片而言，在其表面实施了激光加工而形成有多个槽114。也就是说，第一试验片的表面是标记面。在激光加工中，0.43W的脉冲激光以脉冲宽度12ps向第一试验片照射。此时，在标记面中，一个槽114的宽度W为30μm，槽114的深度为0.8μm。
就第二试验片而言，未在其表面实施激光加工。也就是说，第二试验片的表面是平坦的未加工面。
对上述试验片进行了水接触角测定和雾化试验。在水接触角测定中，使用了自动接触角计(DW-501、协和界面科学株式会社制)。使由离子交换水构成的2μl的液滴形成于第一试验片的标记面和第二试验片的未加工面，利用上述装置通过液滴法(动态接触角测定)来测定自形成起100ms后、300ms后、500ms后的水接触角。将该测定对各试验片各重复五次。分析方法是θ/2法。测定结果如下。
在未加工面中，100ms后的水接触角为88.6±0.3°，300ms后的水接触角为88.4±1.4°，500ms后的水接触角为88.2±0.5°。与此相对，在标记面中，100ms后的水接触角为14.9±0.3°，300ms后的水接触角为3.3±1.4°，500ms后的水接触角小于1°(无法测定)。可知在任一经过时间中，在标记面中水接触角均为60度以下。
在雾化试验中，将第一试验片和第二试验片分别加热至230°，向第一试验片的标记面和第二试验片的未加工面滴下0.2ml的水滴，进行了目视确认。在未加工面中观察到莱顿弗罗斯特现象的产生，但在标记面中未观察到莱顿弗罗斯特现象的产生。推测在标记面中产生莱顿弗罗斯特现象的温度比未加工面高至少30℃以上。
(实施方式2)
在实施方式1中，例示了在内底面112中仅在各槽114内形成有凹凸构造30的情况。在该实施方式2中，也可以是，在外方区域也形成有凹凸构造。也就是说，(7)在(1)～(6)中任一项所记载的蒸汽产生体的基础上，在标记面中，在槽114的外方也形成有凹凸构造。图6是表示实施方式2的内底面112a的平面图。具体而言，图6是与图3对应的图。如图6所示，在内底面112a中，在各槽114a和各外方区域115a分别形成有凹凸构造30a(在图6中用点阴影表示)。
由此，凹凸构造30a也形成于各外方区域115a，因此即使在各外方区域115a上，也能够使产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度比内底面112a以外的区域高。因此，也能抑制在各外方区域115a的蒸发性能的下降，因此能够进一步抑制在基体部整体的蒸发性能的下降。
(实施方式3)
在实施方式1中，例示了多个槽114形成为条状的情况。然而，多个槽的布局也可以是任何样式。图7是实施方式3的基体部110b的俯视图。具体而言，图7是与图2对应的图。如图7所示，也可以是，在实施方式3的内底面112b呈格子状配置有多个槽114b。
(其他)
以上，基于上述的实施方式说明了本发明的蒸汽产生体等，但本发明不限定于上述的实施方式。
在上述实施方式中，例示了多个凹部31呈矩阵状排列而成的凹凸构造30。然而，也可以是多个凹部呈条纹状排列而成的凹凸构造。另外，凹部和凸部只要以预定的节距交替地排列，其平面观察时的形状就也可以是任何样式。
在上述实施方式中，例示了通过激光加工而在形成槽114的同时形成凹凸构造30的情况。然而，也可以分开地形成槽和凹凸构造。例如，在以仅能够形成槽的程度的输出对基材实施了激光加工之后以仅能够形成凹凸构造的程度的输出对基材实施激光加工即可。另外，也可以是，在通过切削加工、压制加工或压铸等而在基材形成了槽之后通过激光加工来形成凹凸构造。
在上述实施方式中，例示了槽114在剖视时呈字母V状的情况，但槽的剖面形状也可以是任何样式。例如也可以是在剖视时呈矩形形状、梯形形状等的槽。
在上述实施方式中，例示了蒸汽室111的内底面112是标记面的情况。然而，只要是蒸汽室的加热面，就也可以将任何部位设为标记面。具体而言，也可以将蒸汽室的内侧面也设为标记面。也就是说，也可以对蒸汽室的内侧面形成槽和凹凸构造。在该情况下，在蒸汽室的内侧面中，也能够使产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度比其他区域低5℃以上，能够抑制蒸发性能的下降。
在上述实施方式中，例示了衣物用的熨斗100来作为蒸汽产生装置。但是，蒸汽产生装置只要是能够使水蒸发而产生蒸汽的装置，就也可以是任何样式。作为其他蒸汽产生装置，例如能举出烫发器、加湿器等。
此外，通过对实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的方式、在不脱离本发明的主旨的范围内将各实施方式的构成要素和功能任意地组合而实现的方式也包含于本发明。
附图标记说明
30、30a、凹凸构造；31、凹部；32、凸部；100、熨斗(蒸汽产生装置)；110、110b、基体部(蒸汽产生体)；111、蒸汽室；112、112a、112b、内底面(标记面)；114、114a、114b、槽；115、115a、外方区域(槽的外方)；p、节距；W、w1、w2、宽度。
Claims (9)
1.一种蒸汽产生体，其是在表面的局部具有标记面的蒸汽产生体，其中，
所述标记面的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度比该标记面以外的区域的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度高5℃以上，
在所述标记面形成有使多个凹部和多个凸部沿着预定方向分别交替地以预定的节距呈平面状配置而成的凹凸构造和具有所述预定的节距以上的宽度的槽，
所述凹凸构造形成于所述槽内。
2.根据权利要求1所述的蒸汽产生体，其中，
所述凹凸构造的吸光率比所述区域的吸光率高。
3.根据权利要求1或2所述的蒸汽产生体，其中，
所述凹凸构造形成水接触角为60°以下的亲水面。
4.根据权利要求1或2所述的蒸汽产生体，其中，
该蒸汽产生体由金属形成。
5.根据权利要求1或2所述的蒸汽产生体，其中，
所述槽通过激光加工而形成。
6.根据权利要求1或2所述的蒸汽产生体，其中，
所述凹凸构造通过激光加工而形成。
7.根据权利要求1或2所述的蒸汽产生体，其中，
在所述标记面中，在所述槽的外方也形成有所述凹凸构造。
8.一种蒸汽产生装置，其中，
该蒸汽产生装置具有由权利要求1或2所述的蒸汽产生体形成的蒸汽室。
9.一种蒸汽产生体的制造方法，其中，
当在基材的表面的局部形成标记面时，
对所述基材的表面的局部形成至少1个槽，
对所述槽内以使多个凹部和多个凸部沿着预定方向分别交替地以比所述槽的宽度小的节距呈平面状配置的方式实施激光加工而形成凹凸构造，
所述标记面的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度比该标记面以外的区域的产生莱顿弗罗斯特现象的最低温度高5℃以上。
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