CN220205710U - 蒸汽发生装置及家用电器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种蒸汽发生装置及家用电器，蒸汽发生装置设有储水腔、蒸发腔及烹饪腔，储水腔与蒸发腔之间通过进水口连通，进水口处设有浮子阀，浮子阀能够随蒸发腔内的水位升降而升降，以启闭进水口，蒸发腔下方设有加热件，上方设有与烹饪腔连通的出气口，加热件加热蒸发腔而产生的蒸汽经过出气口输送至烹饪腔，出气口处设有压力控制阀，压力控制阀能够根据蒸发腔内的压力改变出气口的大小，当蒸发腔内的压力小于或等于阈值时，出气口的横截面积为s1，当蒸发腔内的压力大于阈值时，出气口的横截面积为s2，s2＞s1。本申请通过设置可控制大小的出气口，使得蒸发腔内的压力不会过大而导致浮子阀无法打开进水口，降低了蒸汽发生装置出现干烧的风险。

Description

蒸汽发生装置及家用电器

技术领域

本申请涉及小型家用电器技术领域，特别是涉及一种蒸汽发生装置及家用电器。

背景技术

为了快速产生蒸汽的需求，许多蒸汽发生装置会将控制蒸发腔内的水量控制在较少水量范围。现有技术中，有的方案通过设置浮子阀控制蒸发腔内的水箱，浮子阀能够根据蒸发腔内的水位实现水量的自动控制。具体来说，蒸发腔内的水位上升或下降能够控制浮子阀上下浮动，而浮子阀上下浮动能够打开或关闭进水口，从而控制蒸发腔内的水量。但是，在使用过程中，由于蒸发腔不断产生蒸汽，从而蒸发腔内压力会不断增大，当蒸发腔内压力增大到一定程度后，水压对浮子阀施加的压力大于浮子阀的重力，导致浮子阀无法随蒸发腔内的水位下降而下降，从而无法打开进水口给蒸发腔补水，存在蒸汽发生装置出现干烧的风险。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种能够降低干烧风险的蒸汽发生装置及家用电器。

一种蒸汽发生装置，所述蒸汽发生装置设有储水腔、蒸发腔以及烹饪腔，所述储水腔与所述蒸发腔之间通过进水口连通，所述进水口处设有浮子阀，所述浮子阀能够随所述蒸发腔内的水位升降而升降，以启闭所述进水口，所述蒸发腔下方设有加热件，上方设有与烹饪腔连通的出气口，所述加热件加热所述蒸发腔而产生的蒸汽经过所述出气口输送至所述烹饪腔，所述出气口处设有压力控制阀，所述压力控制阀能够根据所述蒸发腔内的压力改变所述出气口的大小，当所述蒸发腔内的压力小于或等于阈值时，所述出气口的横截面积为s1，当所述蒸发腔内的压力大于阈值时，所述出气口的横截面积为s2，s2＞s1。

本申请提供的蒸汽发生装置，通过设置可控制大小的出气口，使得蒸发腔内的压力超过阈值时，出气口扩大，从而增大出气速度，降低蒸发腔内的压力，使得蒸发腔内的压力不会过大而导致浮子阀无法打开进水口，降低了蒸汽发生装置出现干烧的风险。

在其中一个实施例中，所述加热件的有效功率和所述出气口的大小满足以下公式：其中，P0为加热件的有效功率，n为蒸汽发生装置的热转化效率，r为水的汽化潜热，ρ为蒸汽的密度，s0为出气口的横截面积，λ为出气口的阻力系数，ρ_水为水的密度，g为重力加速度，h1为设计液位差。

如此，可根据公式计算得到合适的出气口大小。

在其中一个实施例中，n＝0.8～0.9。

在其中一个实施例中，h1为0～0.1m。

如此，可避免蒸汽发生装置整体高度过高。

在其中一个实施例中，所述出气口包括第一出气口和第二出气口，所述第一出气口始终连通所述蒸发腔和所述烹饪腔，所述压力控制阀设于所述第二出气口，当所述蒸发腔内的压力小于或等于阈值时，所述压力控制阀关闭所述第二出气口；当所述蒸发腔内的压力大于阈值时，所述压力控制阀打开所述第二出气口。

如此，将出气口分成两部分，通过控制其中一部分的开合实现对出气口大小的控制，结构简单，容易实现。

在其中一个实施例中，所述第一出气口包括多个通孔，且围绕所述第二出气口设置。

如此，出气口结构简单，容易加工，且外形美观。

在其中一个实施例中，所述压力控制阀为设置于所述烹饪腔一侧的可活动的小球；或，所述压力控制阀为压力薄膜；或，所述压力控制阀为电磁阀，所述蒸汽发生装置还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述蒸发腔内且连接所述电磁阀，所述压力传感器用于检测所述蒸发腔内的压力，并根据检测到的压力控制所述电磁阀启闭。

如此，压力控制阀结构简单，控制方式简单。

在其中一个实施例中，所述蒸汽发生装置还包括外置水箱和水位控制箱，所述水位控制箱设于所述外置水箱下方，所述储水腔设置于所述外置水箱，所述水位控制箱设有容腔，所述容腔的上端通过所述进水口与所述储水腔连通，所述浮子阀设于所述容腔内，所述蒸发腔设有与所述容腔连通的连通口。

在其中一个实施例中，所述蒸汽发生装置还包括内置水箱，所述内置水箱内底壁设有环形挡筋，所述环形挡筋将所述内置水箱的内腔分隔成内圈区域和外圈区域，所述内圈区域为所述蒸发腔，所述外圈区域为所述储水腔，所述蒸发腔的底壁相对于所述储水腔下沉，且至少部分包覆所述储水腔的底壁，所述进水口设置于所述储水腔底壁被所述蒸发腔的底壁包覆的区域，所述浮子阀设于所述蒸发腔内。

一种家用电器，包括如上所述的蒸汽发生装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例的蒸汽发生装置的结构示意图；

图2为图1所示蒸汽发生装置的蒸发腔处的局部结构示意图；

图3为图2所示结构的出气口处的俯视图；

图4为本申请另一实施例的蒸汽发生装置的结构示意图。

附图标记：10、外置水箱；11、储水腔；20、水位控制箱；21、容腔；22、进水口；30、浮子阀；40、蒸发器；41、蒸发腔；42、出气口；421、第一出气口；422、第二出气口；43、连通口；50、管道；60、加热件；70、压力控制阀；10’、内置水箱；12’、环形挡筋；31’、密封部；32’、杆部。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1至图3，本申请提供一种蒸汽发生装置，该蒸汽发生装置设有储水腔11、蒸发腔41以及烹饪腔(图未示)，储水腔11与蒸发腔41之间通过进水口22连通，进水口22处设有浮子阀30，浮子阀30能够随蒸发腔41内的水位升降而升降，以启闭进水口22。蒸发腔41下方设有加热件60，上方设有与烹饪腔连通的出气口42，加热件60加热蒸发腔41而产生的蒸汽经过出气口42输送至烹饪腔。

为了更好地理解本方案，现结合图1对蒸汽发生装置容易出现干烧的情况进行详细说明。蒸汽发生装置包括外置水箱10、水位控制箱20以及蒸发器40，水位控制箱20设于外置水箱10下方，储水腔11设置于外置水箱10，水位控制箱20设有容腔21，容腔21的上端通过进水口22与储水腔11连通，浮子阀30设于容腔21内，以用于启闭进水口22。蒸发腔41设置于蒸发器40。蒸发器40设有与容腔21连通的连通口43。本实施例中，蒸发器40通过管道50连通容腔21，蒸发器40连接管道50的开口构成连通口43。可以理解的是，水位控制箱20设有用于使容腔21与外界连通的通气孔，通过设置通气孔，容腔21与外界大气连通，从而容腔21内压力与大气压相同。根据连通器原理，当蒸发腔41内的压力与大气压相同时，也就是蒸发腔41相对于容腔21压力为0时，容腔21内的水位和蒸发腔41内的水位一致，因此，当蒸发腔41处于低水位时，容腔21也处于低水位，浮子阀30打开进水口22，从而储水腔11内的水通过进水口22流到容腔21，并通过连通口43流到蒸发腔41，容腔21和蒸发腔41内的水位同步上升，浮子阀30随之上升，直至浮子阀30关闭进水口22。可以理解的是，浮子阀30关闭进水口22时，容腔21内的水位和蒸发腔41内的水位均处于最高设计水位，如果该最高设计水位低于管道50的最高点，则管道50内有空气连通，容腔21和蒸发腔41之间不存在压力差，但蒸发腔41内的蒸汽会通过管道50回流到容腔21中，导致容腔21内温度升高，影响浮子阀30的稳定性，为了避免蒸汽回流，浮子阀30关闭进水口22时蒸发腔41内的最高设计水位应当高于管道50的最高点。

当蒸发腔41内的水位高于管道50的最高点后，若此时蒸发腔41内产生较大蒸汽时，会导致蒸发腔41内存在压力，也就是蒸发腔41相对于容腔21具有压力，从而使得容腔21和蒸发腔41之间形成液位差，当蒸发腔41内液位高度下降到连通口43最低点时，如图1所示，此时容腔21和蒸发腔41之间的液位差为h1，容腔21内的水无法进入蒸发腔41内，继续加热蒸发腔41会导致容腔21和蒸发腔41之间的液位差进一步增加，从而出现干烧的情况，因此，可将此时的压力作为阈值压力，为了避免干烧，蒸发腔41内的压力应当低于阈值压力。

本申请中，出气口42处设有压力控制阀70，压力控制阀70能够根据蒸发腔41内的压力改变出气口42的大小，当蒸发腔41内的压力小于或等于阈值时，出气口42的横截面积为s1，当蒸发腔41内的压力大于阈值时，出气口42的横截面积为s2，s2＞s1。如此，通过设置可控制大小的出气口42，使得蒸发腔41内的压力超过阈值时，出气口42扩大，从而增大出气速度，减少蒸发腔41内的压力，使得蒸发腔41内的压力不会过大而导致浮子阀30无法打开进水口22，降低了蒸汽发生装置出现干烧的风险。

如图1所示，当蒸发腔41内液位高度下降到连通口43最低点时，此时容腔21和蒸发腔41之间的液位差为h1，设此时水产生的压力为P1，P1＝ρ_水gh1，其中，ρ_水为水的密度，g为重力加速度。h1可以理解为蒸汽发生装置正常工作范围内允许的连通口43两侧的最大液位差，该液位差根据蒸汽发生装置的结构不同具有不同的设计取值，因此，h1也可以理解为设计液位差。该压力P1可以作为临界值，设计加热件60的加热功率和出气口42的大小。

为了保证蒸发腔41内压力不超过临界值P1，蒸发腔41内产生蒸汽的速度必须小于或等于出气口42的出蒸汽速度。

计算产生蒸汽的速度，当蒸发腔41内的水开始沸腾汽化时，蒸发腔41内的水已经达到100℃，则此时加热件60产生的有效功率P0将全部用于水汽化，此时产生蒸汽的速度为：

其中，V1为每秒产生的蒸汽的体积，P0为加热件60的有效功率，n为蒸汽发生装置的热转化效率，根据经验n＝0.8～0.9。r为水的汽化潜热。ρ为蒸汽的密度。

计算出气口42的出蒸汽速度，根据伯努利方程，忽略气体压缩性和蒸汽势能(数值较小可忽略不计)，则可得到以下公式：

其中，ρ为蒸汽的密度，v为出气口42每秒出蒸汽速度，λ为出气口42的阻力系数，通常取值为0.5～0.8，P为蒸发腔41内的压力。

令P＝P1，计算出气口42每秒出蒸汽速度v，得到：

设出气口42的横截面积为s0，将每秒出气速度v换算成每秒出气体积V2，可得到：

压力平衡时，令V1＝V2，则此时可得到加热件60的有效功率和出气口42的大小满足以下公式：

为保证压力安全，n取最大值，n＝0.9，取r＝2257kJ/kg，ρ＝0.6kg/m³，ρ_水＝1000kg/m³，g＝10m/s²，λ＝0.5，代入上述公式后简化得到：

上述公式中，s0单位是m²，h1单位是m，根据该公式可以快速计算出加热件60不同有效功率下出气口42的大小。

以设计液位差h1为0.01m为例，若P0＝1525W，则代入公式计算得到s0为7.85×10^{- 5}m²，由此可见，在加热件60的有效功率为1525W时，出气口42的横截面积为7.85×10^-5m²可确保蒸汽发生装置正常工作，不会出现断流干烧的情况；如果加热件60的有效功率大于1525W，则需要改变出气口42的大小，使得出气口42大于7.85×10^-5m²。

本申请中，h1取值为0～0.1m，可避免蒸汽发生装置整体高度过高。具体地，h1可以为0m，0.01m，0.02m，0.03m，0.04m，0.05m，0.06m，0.07m，0.08m，0.09m，或0.1m，等等。

P0取值为500W～2200W，可以满足不同的使用需求。具体地，P0可以为500W，600W，700W，800W，900W，1000W，1100W，1200W，1300W，1400W，1500W，1600W，1700W，1800W，1900W，2000W，2100W，或2200W，等等。

请参见图2及图3，一实施例中，出气口42包括第一出气口421和第二出气口422，第一出气口421始终连通蒸发腔41和烹饪腔，压力控制阀70设于第二出气口422，当蒸发腔41内的压力小于或等于阈值时，压力控制阀70关闭第二出气口422；当蒸发腔41内的压力大于阈值时，压力控制阀70打开第二出气口422。如此，将出气口42分成两部分，通过控制其中一部分的开合实现对出气口42大小的控制，结构简单，容易实现。

进一步地，第一出气口421包括多个通孔，且围绕第二出气口422设置。更进一步地，第二出气口422为圆形开口，第一出气口421为扇形通孔，多个扇形通孔构成环形结构，第一出气口421围绕第二出气口422设置，结构简单，容易加工，且外形美观。但不限于此，出气口42可以是其他形状，例如方形，椭圆形，花瓣形，等等。出气口42也不局限于包括第一出气口421和第二出气口422，还可以包括第三出气口42或第四出气口42，此外，出气口42也可以为一个可缩放的开口，本申请对此不作限制。

本实施例中，压力控制阀70为设置于烹饪腔一侧的可活动的小球，结构简单，当蒸发腔41内的压力大于阈值时，蒸汽将压力控制阀70顶起即可打开第二出气口422，控制方式简单。但不限于此，压力控制阀70也可以是其他结构，只要压力控制阀70能够根据蒸发腔41内的压力控制出气口42的大小即可。例如，在另一实施例中，压力控制阀70为压力薄膜，在又一实施例中，压力控制阀70为电磁阀，当压力控制阀70为电磁阀时，该蒸汽发生装置还包括压力传感器，压力传感器设于蒸发腔41内且连接电磁阀，压力传感器用于检测蒸发腔内的压力，并根据检测到的压力控制电磁阀启闭。此外，该蒸汽发生装置还可以设置限位结构，用于限制压力控制阀70的活动范围，确保蒸发腔41压力低于阈值时，压力控制阀70能够重新关闭第二出气口422。

上述实施例中，以加热件60的有效功率P0＝1525W计算得到出气口42的横截面积为7.85×10^-5m²；同理，若P0＝2200W，则计算得到出气口42的横截面积为1.13×10^-4m²。因此，可将第一出气口421设置为横截面积为7.85×10^-5m²，第二出气口422设置为1.13×10^{- 4}m²-7.85×10^-5m²＝3.45×10^-5m²，则当加热件60的有效功率P0≤1525W时，压力控制阀70关闭第二出气口422，此时仅通过第一出气口421出蒸汽；当加热件60的有效功率1525W＜P0≤2200W时，压力控制阀70打开第二出气口422，此时同时通过第一出气口421和第二出气口422出气，如此，不管加热件60在哪个有效功率下加热，都不会出现断流干烧的情况，保证了蒸汽发生装置的安全性能。

请参见图4，为另一实施例的蒸汽发生装置的结构示意图，该实施例中，蒸汽发生装置包括内置水箱10’，内置水箱10’内底壁设有环形挡筋12’，环形挡筋12’将内置水箱10’的内腔分隔成内圈区域和外圈区域，内圈区域为蒸发腔41，外圈区域为储水腔11，蒸发腔41的底壁相对于储水腔11下沉，且至少部分包覆储水腔11的底壁，进水口22设置于储水腔11底壁被蒸发腔41的底壁包覆的区域，浮子阀30设于蒸发腔41内。浮子阀30包括密封部31’和杆部32’，密封部31’连接于杆部32’一端，杆部32’穿设于进水口22，密封部31’位于蒸发腔41内。当蒸发腔41内水位较低时，浮子阀30下降，打开进水口22，从而储水腔11内的水能够通过进水口22流进蒸发腔41，使得蒸发腔41内水位上升。随着水位上升，当浮力大于浮子阀30重力和水的压力之和时，浮子阀30上升，直至密封部31’贴靠于进水口22一侧，从而关闭进水口22。该实施例的蒸汽发生装置结构更为简单，有利于节省成本。该实施例的蒸汽发生装置同样适用上述公式，区别在于，对于图1所示的蒸汽发生装置而言，设计液位差h1为容腔21和蒸发腔41之间的液位差；而对于图4所示的蒸汽发生装置而言，设计液位差h1为储水腔11和蒸发腔41之间的液位差。

本申请还提供一种家用电器，包括如上所述的蒸汽发生装置，该家用电器可以为蒸汽拖把、蒸汽熨斗等生活电器，也可以为蒸箱、蒸烤箱、微蒸烤一体机、蒸锅、煎烤机等烹饪器具，本申请对此不作限制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种蒸汽发生装置，其特征在于，所述蒸汽发生装置设有储水腔(11)、蒸发腔(41)以及烹饪腔，所述储水腔(11)与所述蒸发腔(41)之间通过进水口(22)连通，所述进水口(22)处设有浮子阀(30)，所述浮子阀(30)能够随所述蒸发腔(41)内的水位升降而升降，以启闭所述进水口(22)，

所述蒸发腔(41)下方设有加热件(60)，上方设有与所述烹饪腔连通的出气口(42)，所述加热件(60)加热所述蒸发腔(41)而产生的蒸汽经过所述出气口(42)输送至所述烹饪腔，

所述出气口(42)处设有压力控制阀(70)，所述压力控制阀(70)能够根据所述蒸发腔(41)内的压力改变所述出气口(42)的大小，当所述蒸发腔(41)内的压力小于或等于阈值时，所述出气口(42)的横截面积为s1，当所述蒸发腔(41)内的压力大于阈值时，所述出气口(42)的横截面积为s2，s2＞s1。

2.根据权利要求1所述的蒸汽发生装置，其特征在于，所述加热件(60)的有效功率和所述出气口(42)的大小满足以下公式：

其中，P0为加热件(60)的有效功率，n为蒸汽发生装置的热转化效率，r为水的汽化潜热，ρ为蒸汽的密度，s0为出气口(42)的横截面积，λ为出气口(42)的阻力系数，ρ_水为水的密度，g为重力加速度，h1为设计液位差。

3.根据权利要求2所述的蒸汽发生装置，其特征在于，n＝0.8～0.9。

4.根据权利要求2所述的蒸汽发生装置，其特征在于，h1为0～0.1m。

5.根据权利要求1所述的蒸汽发生装置，其特征在于，所述出气口(42)包括第一出气口(421)和第二出气口(422)，所述第一出气口(421)始终连通所述蒸发腔(41)和所述烹饪腔，所述压力控制阀(70)设于所述第二出气口(422)，当所述蒸发腔(41)内的压力小于或等于阈值时，所述压力控制阀(70)关闭所述第二出气口(422)；当所述蒸发腔(41)内的压力大于阈值时，所述压力控制阀(70)打开所述第二出气口(422)。

6.根据权利要求5所述的蒸汽发生装置，其特征在于，所述第一出气口(421)包括多个通孔，且围绕所述第二出气口(422)设置。

7.根据权利要求1所述的蒸汽发生装置，其特征在于，所述压力控制阀(70)为设置于所述烹饪腔一侧的可活动的小球；

或，所述压力控制阀(70)为压力薄膜；

或，所述压力控制阀(70)为电磁阀，所述蒸汽发生装置还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述蒸发腔(41)内且连接所述电磁阀，所述压力传感器用于检测所述蒸发腔(41)内的压力，并根据检测到的压力控制所述电磁阀启闭。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的蒸汽发生装置，其特征在于，所述蒸汽发生装置还包括外置水箱(10)和水位控制箱(20)，所述水位控制箱(20)设于所述外置水箱(10)下方，所述储水腔(11)设置于所述外置水箱(10)，所述水位控制箱(20)设有容腔(21)，所述容腔(21)的上端通过所述进水口(22)与所述储水腔(11)连通，所述浮子阀(30)设于所述容腔(21)内，

所述蒸发腔(41)设有与所述容腔(21)连通的连通口(43)。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的蒸汽发生装置，其特征在于，所述蒸汽发生装置还包括内置水箱(10’)，所述内置水箱(10’)内底壁设有环形挡筋(12’)，所述环形挡筋(12’)将所述内置水箱(10’)的内腔分隔成内圈区域和外圈区域，所述内圈区域为所述蒸发腔(41)，所述外圈区域为所述储水腔(11)，所述蒸发腔(41)的底壁相对于所述储水腔(11)下沉，且至少部分包覆所述储水腔(11)的底壁，所述进水口(22)设置于所述储水腔(11)底壁被所述蒸发腔(41)的底壁包覆的区域，所述浮子阀(30)设于所述蒸发腔(41)内。

10.一种家用电器，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的蒸汽发生装置。