一种蒸汽发生装置-j9九游会真人

文档序号:35732329发布日期:2023-10-14 19:45阅读:22来源:国知局


1.本技术涉及加热技术领域中的一种蒸汽发生装置。


背景技术:

2.蒸汽发生装置一般被应用于以蒸汽作为加热媒介的场景,如挂烫机、熨斗等。蒸汽发生装置的核心原理是通过加热器对液态水进行加热,当液态水到达蒸发温度时会产生高温水蒸气,通过管路对水蒸气进行引导并输出至加热对象表面,使得加热对象被笼罩于高温水蒸气中而实现均匀加热。
3.为了使加热器对液态水的加热更为均匀,一般会在加热器和储存液态水的水箱之间设置均热板。均热板大多采用平板型的石墨材质,或不锈钢材质,或二者的复合结构。加热器中的发热体一般为电阻丝,且发热体位于均热板下部。电阻丝产生的热量通过热辐射的方式传输至均热板,均热板再通过热传导的方式,将热量传输至与均热板直接接触的水箱。
4.虽然石墨材料的导热性能良好,均热效果佳,但石墨较脆,韧性不足,故在机械应力或热应力作用下,均热板容易出现破损而不能使用。且石墨质地较软,耐磨性不佳,易出现因磨损导致的局部破损问题。而不锈钢材质的均热板塑、韧性好,耐磨损和耐腐蚀性能佳,综合力学性能良好,但其导热性能较差,容易造成均热板的加热效率较低,且均热效果不理想。而对于采用底层石墨板和表层不锈钢板构成的复合结构均热板,虽可改善单一材质构成的均热板的不足,但二者构成的均热板存在明显的物理界面,会降低热量的传输效率。此外,发热体和均热板之间大多存在较大的物理间距,也会降低二者的热传输效率。故现有均热板的加热速率和均热效果仍存在不理想的问题。


技术实现要素:

5.本技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种蒸汽发生装置,能够提升均热板的均热性能。
6.根据本技术实施例,提供一种蒸汽发生装置,包括:
7.水箱;
8.加热器,其包括均热板和电热丝,所述均热板沿其厚度方向从第一平面延伸至第二平面,所述均热板的第一平面设有螺旋状的凹槽,所述电热丝呈螺旋状并嵌于所述凹槽中,所述均热板的第二平面与所述水箱贴接;
9.其中,所述均热板包括沿第二平面向第一平面方向依次贴接的铜合金层、铝合金层和氧化铝层。
10.根据本技术实施例,进一步地,所述凹槽的截面呈矩形或半圆形,所述电热丝的截面形状与所述凹槽相适配并贴接在所述凹槽的内壁。
11.根据本技术实施例,进一步地,所述电热丝与所述均热板的第二平面的间距为2至6mm。
12.根据本技术实施例,进一步地,所述水箱包括水箱本体和出气管,所述水箱本体用于储存液态水,所述出气管的第一端与所述水箱本体的顶部连通,所述出气管的第二端为出气孔。
13.根据本技术实施例,进一步地,所述出气管的孔径从第一端到第二端逐渐收窄。
14.根据本技术实施例,进一步地,所述水箱还包括引流件,所述引流件安装于所述水箱本体的顶部,所述引流件设有能够改变气体流向的斜面,所述引流件用于引导水蒸气进入所述出气管。
15.根据本技术实施例,进一步地,所述引流件中空,所述引流件的顶部设有加水孔,所述引流件的底部设有出水孔,使用者能够通过所述引流件将液态水添加至所述水箱本体中。
16.根据本技术实施例,进一步地,所述加热器还包括加热盒,所述均热板和所述电热丝均设置于所述加热盒中。
17.根据本技术实施例,进一步地,所述加热器还包括温度传感器,所述温度传感器与所述加热盒连接以用于检测所述电热丝的温度。
18.根据本技术实施例,进一步地,所述加热器还包括风扇,所述加热盒的侧面设有通孔以安装所述风扇,所述风扇用于在结束加热后加快所述加热盒的降温。
19.本技术实施例的有益效果至少包括:本技术通过螺旋状的电热丝增大其与均热板的接触面积,从而均匀加热均热板;均热板采用铜质合金板或铜/铝合金复合板,从而进一步提升均热性能。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然,所描述的附图只是本技术的一部分实施例,而不是全部实施例,本领域的技术人员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设计方案和附图。
21.图1是本技术实施例蒸汽发生器的外观图;
22.图2是本技术实施例蒸汽发生器的爆炸图;
23.图3是本技术实施例蒸汽发生器中均热板210的主视图和仰视图;
24.图4是本技术实施例蒸汽发生器中均热板210的分层示意图;
25.图5是本技术实施例蒸汽发生器中水箱100顶部的俯视图和剖视图。
26.附图标记:100-水箱、110-水箱本体、120-出气管、121-第一端、122-第二端、130-出气孔、140-引流件、141-斜面、142-加水孔、143-出水孔、200-加热器、210-均热板、211-第一平面、212-第二平面、213-凹槽、214-铜合金层、215-铝合金层、216-氧化铝层、220-电热丝、230-加热盒、231-通孔、240-温度传感器。
具体实施方式
27.本部分将详细描述本技术的具体实施例,本技术之较佳实施例在附图中示出,附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述,使人能够直观地、形象地理解本技术的每个技术特征和整体技术方案,但其不能理解为对本技术保护范围的限制。
28.在本技术的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
29.在本技术的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
30.本技术的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
31.传统的蒸汽发生器一般只是简单通过加热器对水箱进行加热,从而将水箱中的液态水蒸发成水蒸气。由于加热器一般要小于水箱,容易导致水箱只有部分区域受热,无法充分利用水箱与液态水的接触面进行导热,传热效率较低。对此,也有部分蒸汽发生器增设均热板,其设置在加热器和水箱之间,将加热器产生的热量均匀地传播至水箱以使得水箱均匀升温。但是目前的均热板一般采用石墨或不锈钢材料制成,石墨韧性不足,在机械应力或热应力作用下容易崩折;且石墨质地较软,耐磨性不佳,易出现因磨损导致的局部破损问题。而不锈钢材质的导热性能较差,容易造成均热板的加热效率低,均热效果不理想。对于采用底层石墨板和表层不锈钢板构成的复合结构均热板,两层间存在明显的物理界面,降低热量的传输效率。此外,发热体和均热板之间大多存在较大的物理间距,也会降低二者的热传输效率。
32.因此,本技术提出一种蒸汽发生装置,在电热丝220和水箱100之间设置均热板210以使得水箱100的升温过程更为均匀,且均热板210具体采用铜质合金板或铜/铝合金复合板。通过采用高热导率、塑韧性良好的铜合金作为均热板210的主体结构材料,在均热板210下表面构建螺旋状的凹槽结构,将作为发热体的电阻丝以半嵌入的方式埋置于该凹槽结构中,并保证电阻丝与均热板之间存在合适的物理间距。利用该物理结构可高效储存发热体产生的热量,并将热量快速传导至均热板,提高整个加热装置的热传导速度和热效率。
33.参照图1,本技术实施例中的蒸汽发生装置包括水箱100和加热器200,其中水箱100用于储存液态水,水箱100能够传导热量,液态水的蒸发过程也主要在水箱100中进行。加热器200用于对水箱100产生热量以驱动蒸发过程的进行。
34.参照图2至3(图3a为均热板210的主视图,图3b为均热板210的仰视图),加热器200包括均热板210和电热丝220,均热板210沿其厚度方向从第一平面211延伸至第二平面212,其中均热板210的第二平面212与水箱100贴接,均热板210的第一平面211设有螺旋状的凹槽213,电热丝220也成螺旋状并能够嵌于凹槽213中以实现固定。电热丝220通电后能够将电能转化为热能,其电阻材料采用镍铬或铁铬铝合金。实际工作中,电热丝220产生热量后,热量从均热板210的第一平面211传递至第二平面212,并最终传递至水箱100以对液态水进行加热。具体地,凹槽213的截面可以呈矩形或半圆形,电热丝220的截面形状与凹槽213相适配并贴接在凹槽213的内壁。而且,电热丝220与均热板210的第二平面212的间距l为2至6mm,使得电热丝220与水箱100保持一定的物理间距,避免因过近导致升温过快不受控制,
或过远导致升温过慢。
35.具体地,参照图4,均热板210包括沿第二平面212向第一平面211方向依次贴接的铜合金层214、铝合金层215和氧化铝层216。铜合金层214具有良好的导热性和塑韧性,因此适合在其上开挖凹槽213以安装电热丝220;铝合金层215作为中间层,主要起到传导热量以及生成氧化铝薄膜的作用;氧化铝层216在微观层面含有大量均匀分布的微孔,有助于提升均热板210表面的温度分布均匀性,而且也能够作为保护层对铜合金层214以及铝合金层215进行保护。
36.进一步地,参照图5(图5a为水箱100顶部的俯视图,图5b为水箱100顶部的剖视图),对于水箱100,其包括水箱本体110和出气管120,水箱本体110用于储存液态水,出气管120的第一端121与水箱本体110的顶部连通,出气管120的第二端122为出气孔130。在水箱本体110中受热蒸发而产生的水蒸气能够沿出气管120输出至外界。具体地,出气管120的孔径从第一端121到第二端122逐渐收窄,从而引导水蒸气更快地从水箱100中流出。
37.进一步地,水箱100还包括引流件140,其安装于水箱本体110的顶部,引流件140设有能够改变气体流向的斜面141,从而引流件140通过斜面141将水蒸气引导至出气管120中。而且,引流件140中空,在其顶部设有加水孔142,在其底部设有出水孔143,使用者可以向加水孔142注入液态水,液态水经过引流件140的空腔并从出水孔143流入至水箱本体110中,从而完成液态水的添加,充分利用水箱100的内部结构,使得结构设计更为紧凑。
38.进一步地,加热器200还包括加热盒230,均热板210和电热丝220均设置于加热盒230中,从而能够受加热盒230的保护。而且,加热盒230阻碍了电热丝220产生的热量向外界的流动,防止使用者操作不当被烫伤,也能够减少电热丝220热量的损耗。为了在加热结束后快速降低加热盒230的内部温度,同时也为了促进电热丝220的降温,加热器200还包括风扇,加热盒230的侧面设有通孔231以安装该风扇,风扇能够加快加热盒230内的空气流速,促进外界空气进入并带走加热盒230中的热量。风扇的数量可以根据实际情况进行增减,在此不再赘述。
39.进一步地,加热器200还包括温度传感器240,其安装于加热盒230并能够检测电热丝220的温度,从而为电热丝220的温度调控进行反馈,实现闭环控制。
40.下面,介绍均热板210的生产工艺流程:
41.第一种生产方式:
42.步骤一:选取铜/铝复合板作为均热板210的基体,板材厚度为4~15mm;其中,铜/铝合金复合板中的铝合金层215厚度为0.5~2.0mm;
43.步骤二:将铜/铝复合板的铜合金层214外表面刷涂一层有机漆膜风干,或直接包覆胶带密封;
44.步骤三:将铜/铝复合板的铝合金层215表面置于碱性电解液中进行微弧氧化处理,在表面形成氧化铝层216,氧化膜厚度为10~40μm;
45.步骤四:将均热板210的铜合金层214表面清理干净,调整cnc加工程序,在均热板210的铜合金层214铣削出螺旋状的凹槽213,凹槽213的深度为2~5mm,凹槽213的宽度为5~10mm,凹槽213的螺距为3~8mm。
46.第二种生产方式:
47.步骤一:选取铜合金板作为均热板210的基体;
48.步骤二:对铜合金板的一个表面进行喷砂粗化处理,获得的表面粗糙度为2~6μm;
49.步骤三:采用高压冷喷涂技术,在粗化表面喷涂铝合金层215,铝合金层215厚度优选为0.05~0.3mm;
50.步骤四:在铜合金板的另一个表面刷涂一层有机漆膜风干,或直接包覆胶带密封;
51.步骤五:将铜/铝复合板的铝合金层215表面置于碱性电解液中进行微弧氧化处理,在表面形成氧化铝层216,氧化膜厚度为10~40μm;
52.步骤六:将均热板210的铜合金层214表面清理干净,调整cnc加工程序,在均热板210的铜合金层214铣削出螺旋状的凹槽213,凹槽213的深度为2~5mm,凹槽213的宽度为5~10mm,凹槽213的螺距为3~8mm。
53.以上是对本技术的较佳实施方式进行了具体说明,但本技术创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。
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