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Title:
VAPOUR GENERATOR AND VAPOUR DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/000497
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a vapour generator (100), comprising: a substrate (110), provided with a vapour pipe cavity (112) extending in a circuitous shape therein; several printed thermal resistors (120), attached to the surface of the substrate (110) and used for heating the vapour pipe cavity (112); and a parallel conductor (130), attached to the surface of the substrate (110) and used for parallel connection of the printed thermal resistors (120).

Inventors:
SHAO, Shuai (Room 8-102, No. 168 Changwu Road, Gusu Distric, Suzhou Jiangsu 0, 215000, CN)
Application Number:
CN2016/092391
Publication Date:
January 04, 2018
Filing Date:
July 29, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SUZHOU FAN'SISA TECHNOLOGY CO., LTD. (Room 8-102, No. 168 Changwu Road, Gusu Distric, Suzhou Jiangsu 0, 215000, CN)
International Classes:
F22B1/28; F24H1/00
Attorney, Agent or Firm:
ADVANCE CHINA IP LAW OFFICE (Room 3901, No. 85 Huacheng Avenue Tianhe District, Guangzhou Guangdong 3, 510623, CN)
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Claims:
权利要求书

1、 一种蒸汽发生器, 其特征在于, 包括:

基体, 内部具有呈迂回状延伸的蒸汽管腔;

若干印刷发热电阻, 附于所述基体的表面上、 且用于对所述蒸汽管腔进 行加热;

以及并联导体, 附于所述基体的表面上、 且用于将所述印刷发热电阻并 联。

2、 根据权利要求 1所述的蒸汽发生器, 其特征在于, 所述印刷发热电阻 呈条状, 且平行排布。

3、 根据权利要求 1所述的蒸汽发生器, 其特征在于, 所述基体的材料选 自陶瓷、 石英玻璃、 或塑料。

4、 根据权利要求 1所述的蒸汽发生器, 其特征在于, 所述基体的材料为 金属, 所述蒸汽发生器还包括附于所述基体的表面且用于绝缘所述基体与所 述印刷发热电阻及所述基体与所述并联导体的绝缘层。

5、 根据权利要求 4所述的蒸汽发生器, 其特征在于, 所述绝缘层的材料 选自玻璃釉、 聚酰亚胺、 或聚对苯二甲酸乙二醇酯。

6、 根据权利要求 1所述的蒸汽发生器, 其特征在于, 所述印刷发热电阻 由导电浆料丝网印刷而成; 所述导电浆料选自导电碳浆、 钯银浆或钼锰浆。

7、 根据权利要求 1所述的蒸汽发生器, 其特征在于, 所述蒸汽管腔呈平 面螺旋形、 管状螺旋形、 或 S型弯折。

8、 根据权利要求 1所述的蒸汽发生器, 其特征在于, 所述印刷发热电阻 在所述基体上呈非均匀分布。

9、 一种蒸汽设备, 其特征在于, 包括权利要求 1-8任一项所述的蒸汽发 生器。

10、 根据权利要求 9所述的蒸汽设备, 其特征在于, 所述蒸汽设备为熨 烫机、 加湿器、 蒸汽拖把、 蒸汽美容机、 或蒸蛋器。

Description:
蒸汽发生器及蒸汽设备

技术领域

本发明涉及蒸汽发生技术领域, 特别是涉及一种蒸汽发生器及蒸汽设备。 背景技术

目前, 在蒸汽设备 (例如熨烫机等) 中的蒸汽发生器一般采用大容积沸 腾原理。 具体一般采用电阻丝发热管置于铸铝容器的底 部, 利用电阻丝发热 管加热容器底壁, 然后容器底壁将热量传递至容器中底部的水, 再通过自然 对流换热以及池内沸腾, 最终产生蒸汽。

上述蒸汽发生器, 其热惯性大, 导致容器发热慢, 预热时间较长; 并且 冷却也慢, 断电后蒸汽续出时间长。 发明内容

基于此, 有必要针对现有的蒸汽发生器热惯性大导致的 问题, 提供一种 热惯性小的蒸汽发生器。

一种蒸汽发生器, 包括:

基体, 内部具有呈迂回状延伸的蒸汽管腔;

若干印刷发热电阻, 附于所述基体的表面上、 且用于对所述蒸汽管腔进 行加热;

以及并联导体, 附于所述基体的表面上、 且用于将所述印刷发热电阻并 联。

本发明的蒸汽发生器, 由于采用印刷发热电阻以及迂回状蒸汽管腔设 计, 其采用汽化原理为强制对流换热和管内沸腾, 换热系数高, 热惯性小, 基体 发热快, 预热时间短; 基体冷却快, 断电后蒸汽续出时间短。 另, 本发明的 蒸汽发生器, 加热速度快, 容易水汽分离, 达到较好的蒸汽干化效果。

在其中一个实施例中, 所述印刷发热电阻呈条状, 且平行排布。

在其中一个实施例中, 所述印刷发热电阻的宽度为 l~5mm。

在其中一个实施例中, 所述基体的材料选自陶瓷、 石英玻璃、 或塑料。 在其中一个实施例中, 所述基体的材料为金属, 所述蒸汽发生器还包括 附于所述基体的表面且用于绝缘所述基体与所 述印刷发热电阻及所述基体与 所述并联导体的绝缘层。

在其中一个实施例中, 所述绝缘层的材料选自玻璃釉、 聚酰亚胺、 或聚 对苯二甲酸乙二醇酯。

在其中一个实施例中, 所述绝缘层的厚度为 10~50μπι。

在其中一个实施例中, 所述印刷发热电阻由导电浆料丝网印刷而成; 所 述导电浆料选自导电碳浆、 钯银浆或钼锰浆。

在其中一个实施例中, 所述并联导体通过导电铜浆丝网印刷而成。

在其中一个实施例中, 所述蒸汽管腔呈平面螺旋形、 管状螺旋形、 或 S 型弯折。

在其中一个实施例中, 所述印刷发热电阻在所述基体上呈非均匀分布 。 本发明还提供了一种蒸汽设备。

一种蒸汽设备, 包括本发明所提供的蒸汽发生器。

上述蒸汽设备, 由于采用本发明所提供的蒸汽发生器, 故预热时间短、 断电后蒸汽续出时间短。 另容易水汽分离, 达到较好的蒸汽干化效果。

在其中一个实施例中, 所述蒸汽设备为熨烫机、 加湿器、 蒸汽拖把、 蒸 附图说明

图 1为一实施例的蒸汽发生器的局部剖面示意图

图 2为一实施例的印刷发热电阻及并联导体的展 平面示意图。

图 3为一实施例的基体立体示意图。

图 4为图 3中的基体的剖面示意图。

图 5为另一实施例的基体立体示意图。

图 6为再一实施例的基体立体示意图。

图 7为又一实施例的基体立体示意图。 具体实施方式

为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白, 以下结合附图及 实施例, 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解, 此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本发明, 并不用于限定本发明。

需要说明的是, 当元件被称为 "设置于"另一个元件,它可以直接在另一个 元件上或者也可以存在居中的元件。 当一个元件被认为是 "连接 "另一个元件, 它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时 存在居中元件。 本文所使用的 术语"垂直的"、 "水平的"、 "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。

除非另有定义, 本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本 发明的技 术领域的技术人员通常理解的含义相同。 本文中在本发明的说明书中所使用 的术语只是为了描述具体的实施方式的目的, 不是旨在于限制本发明。 本文 所使用的术语 "及 I或"包括一个或多个相关的所列项目的任意的 所有的组 合。

参见图 1-4, 本发明一实施例的蒸汽发生器 100, 包括基体 110、 绝缘层 140、 印刷发热电阻 120、 以及并联导体 130。

其中, 基体 110内部具有蒸汽管腔 112; 也就是说, 基体 110由蒸汽管腔 112以及用于形成蒸汽管腔 112的器壁 111构成。基体 110的主要作用是容置 并加热流体 (例如水)。 流体从基体 110的一端开口进入蒸汽管腔 112, 器壁 111将印刷发热电阻 120的热量传导给蒸汽管腔 112中的流体,流体在蒸汽管 腔 112中流动并同时发生相变, 并最终转化为蒸汽从基体 110的另一端开口 冒出。

在本实施例中, 重点参见图 3, 为了便于形成绝缘层 140以及印刷发热电 阻 120, 基体 110的器壁 111的外表面至少部分区域为平面。 基体 110的器壁 111具有平面,这样可以方便将绝缘层 140及印刷发热电阻 120形成于基体 110 上。 当然, 可以理解的是, 也可以在器壁 111 的外表面不设置平面。 在本实 施例中,基体 110由三个零部件组装而成,中间为多孔型材 118,多孔型材 118 两侧分别为端盖 119。多孔型材 118与两个端盖 119组装之后即形成蒸汽管腔 112。 中间多孔型材 118的上下各具有一个平面 X。 绝缘层 140以及印刷发热 电阻 120形成于平面 X上。 当然, 可以理解的是, 基体 110也可以一体成型, 例如由一个管子弯折而成。 例如如图 5那样, 基体 110由一根管子经过四次 向回弯折而成。

本发明中蒸汽管腔 112呈迂回状延伸, 也即蒸汽管腔 112采用迂回设计, 流体在蒸汽管腔 112 中流动时反复变换流动方向。 这样可增加流体与发热面 的接触面积和接触几率, 提高加热和汽化的效率。 流体在蒸汽管腔 112 内部 是强制对流换热和强制对流沸腾, 其换热系数是自然对流换热和大容积沸腾 的数倍。

在本实施例中, 蒸汽管腔 112呈 S型弯折。 当然, 可以理解的是, 蒸汽 管腔 112的迂回设计并不局限于 S型弯折,还可以是平面螺旋形, 例如如图 6 那样, 基体 110 由一根管子沿平面螺旋弯折而成, 其内部的蒸汽管腔即呈平 面螺旋形。 蒸汽管腔 112亦可以呈管状螺旋形, 例如如图 7那样, 基体 110 由一根管子沿空间螺旋弯折而成, 其内部的蒸汽管腔即呈管状螺旋形。

基体 110 的材料一般选自导热性较好的材料。 在本实施例中, 基体 110 的材料为金属。 优选地, 金属选自铝合金、 不锈钢、 或铜合金。 当然, 可以 理解的是, 在本发明中基体 110的材料并不局限于金属, 还可以是绝缘材料, 例如基体 110 的材料选自陶瓷、 塑料、 或石英玻璃。 更具体地, 陶瓷可以选 用氧化铝陶瓷或氧化镁陶瓷等。

其中, 绝缘层 140附于基体 110的表面上, 其主要作用是使基体 110与 印刷发热电阻 120之间绝缘及使基体 110与并联导体 140之间绝缘。 绝缘层 140可以整个附于基体 110的表面,也可以只位于印刷发热电阻 120以及并联 导体 140所对应的基体 110的表面上的区域。 当然, 可以理解的是, 在基体 110的材料为绝缘材料的情况下, 可以不设置绝缘层 140。

优选地, 绝缘层 140的材料为玻璃釉、 聚酰亚胺 (PI)、 或聚对苯二甲酸 乙二醇酯 (PET)。 这样绝缘层 140的热阻小, 传热速度极快, 有利于降低热 惯性。 当绝缘层 140为玻璃釉层时, 可以采用丝网印刷等涂布工艺将其涂布 在基体 110的表面上。 当绝缘层 140为聚酰亚胺膜层、 或聚对苯二甲酸乙二 醇酯膜层时, 可以采用粘贴的方式将其包覆在基体 110的表面上。

优选地, 绝缘层 140的厚度为 10~50μπι。 这样绝缘层 140的厚度较薄, 可快速传热, 且同时满足耐热以及绝缘性能的要求。

其中, 印刷发热电阻 120附于基体 110的表面上; 其主要作用是, 将电 能转化为热量并传递给基体 110, 从而对蒸汽管腔 112中流体进行加热。

在本实施例中, 印刷发热电阻 120采用丝网印刷工艺印刷在绝缘层 140 的表面 (在不存在绝缘层 140的情况下, 直接印刷在基体 110的表面); 也就 是说, 将导电浆料丝印到绝缘层 140 的表面, 然后再热固化或烧结导电浆料 使其形成印刷热电阻 120。 采用丝网印刷工艺, 其工艺简单成熟、 成本低、 且 可以方便地控制调整印刷热电阻 120 的功率密度等技术参数。 一般地, 导电 浆料的方阻大于 10Ω。 这样可以用较小体积的印刷发热电阻 120产生较大的 功率密度, 使印刷发热电阻 120 的发热效率提高, 进一步减小印刷发热电阻 120的尺寸。

在本实施例中, 导电浆料选自导电碳浆。 当然, 导电浆料还可以是钯银 浆或钼锰浆等。 在选择合适类型的导电浆料并配合合适的蒸汽 管腔 112 的情 况下, 印刷发热电阻 120可实现升温速度高达 200 °C/秒。

重点参见图 2, 在本发明中, 印刷发热电阻 120为多个, 其分布于基体

110绝大部分表面。具体地, 印刷发热电阻 120在基体 110的表面上呈非均匀 分布。 可以根据汽化的四个阶段 (对流, 沸腾, 干化, 过热) 所需要的功率 不同、 基体 110和绝缘层 140的导热系数及热容量的不同、 流体的换热系数 及流动速度不同设计合适的印刷发热电阻 120的分布。

优选地, 印刷发热电阻 120呈条状, 且平行排布; 这样更有利于印刷发 热电阻 120的印刷, 同时还便于控制和调整印刷发热电阻 120在基体 110表 面上的功率密度分布。 在本实施例中, 印刷发热电阻 120呈长方形。

进一步地, 印刷发热电阻 120的宽度为 l~5mm。 这样便于控制印刷的厚 度以及均匀性。 在本实施例中, 印刷发热电阻 120的宽度为 2mm。 在本实施例中, 印刷发热电阻 120的长度方向与蒸汽管道 112的延伸方 向平行; 这样可以便于设计不同换热阶段对应管道上的 印刷发热电阻 120 的 功率密度和长度。 当然, 可以理解的是, 并不局限于上述形式。

其中, 并联导体 130也附于基体 110的表面上, 其主要作用是将印刷发 热电阻 120并联在一起。 具体地, 在印刷发热电阻 120的两端 (图 2中左右 两端)各有一个并联导体 130。并联导体 130包括与外界连接的外连段 131以 及与各个印刷发热电阻 120电连接的并联段 132。 在本实施例中, 并联段 132 呈条状, 其延伸方向与印刷发热电阻 120 的延伸方向垂直。 为了便于连接, 外连段 131呈方块状。 在本实施例中, 两个外连段 131分为位于印刷发热电 阻的两侧 (图 2中的上下两侧)。 当然, 可以理解的是, 两个外连段 131也可 以位于同一侧, 亦或其它合适的地方。

在本实施例中, 并联导体 130 也采用丝网印刷工艺形成; 优选地, 在形 成印刷发热电阻 120之后, 在基体 110或者绝缘层 140上印刷电极浆料, 然 后再热固化或烧结电极浆料使其形成并联导体 130。在本实施例中, 电极浆料 选自导电铜浆。 这样可以便于将并联导体 130通过悍接与外界电源连接。 当 然, 电极浆料还可以是钼锰浆等。 一般的选取原则为: 并联导体 130 的电极 浆料选用导电性比印刷发热电阻 120 的导电浆料好。 这样形成并联导体 130 的电阻较小, 从而产生的压降较小, 能够更好地实现各个印刷发热电阻的之 间并联。

当然, 可以理解的是, 在某些要求较低的应用场合, 并联导体 130也可 以和印刷发热电阻 120 —起印刷形成, 即并联导体 130和印刷发热电阻 120 采用同种浆料形成。 为了进一步保护印刷发热电阻 120以及并联导体 130,本发明还可以在印 刷发热电阻 120以及并联导体 130外设置保护装置 (未示出)。 保护装置可以 是覆在印刷发热电阻 120以及并联导体 130上的保护膜, 还可以是保护格栅, 防止印刷热电阻 120以及并联导体 130与其它物体不必要的接触。 当然, 可 以理解的是, 在某些场合, 还可以不设置保护装置。

与现有技术相比, 本发明的蒸汽发生器, 热惯性小, 基体发热快, 预热 时间短; 基体冷却快, 断电后蒸汽续出时间短。 本发明的蒸汽发生器, 其采 用汽化原理为强制对流换热和管内沸腾, 换热系数高, 加热速度快, 容易水 汽分离, 达到较好的蒸汽干化效果。 进一步地, 印刷发热电阻在不同区域可 以有不同的分布, 从而具有不同的功率密度, 通过根据汽化的四个阶段所需 功率的不同而调整功率密度可以进一步提高蒸 汽干化效果。

现有技术中的蒸汽发生器, 由于铸铝等工艺做成的容器腔体, 其体积和 形状固定, 无法适用于各种实际复杂的使用环境。 而本发明的蒸汽发生器可 以选用不同的基体材料和器壁的厚度, 以适应不同的使用场合; 可以方便设 计不同的腔体形状和尺寸, 以配合不同的使用环境。

现有技术中的蒸汽发生器, 其安装和使用均具有方向性, 否则会导致汽 化效果差、 蒸汽温度不稳定、 甚至无法产生蒸汽。 而本发明的蒸汽发生器的 安装和使用没有方向性, 任何方向都可以正常工作。

现有技术中的蒸汽发生器, 结构复杂, 密封容易出问题, 有漏水、 漏汽 甚至爆炸等风险; 而本发明的蒸汽发生器, 其结构简单, 密封可靠, 没有漏 水、 漏汽或爆炸等风险; 另外, 还具有零件少, 制备工艺步骤少且简单, 制 造成本低等优点。

本发明还提供了一种蒸汽设备。 一种蒸汽设备, 包括本发明所提供的蒸汽发生器。

本发明的蒸汽设备可以是熨烫机、 加湿器、 蒸汽拖把、 蒸汽美容机或蒸 蛋器。

上述蒸汽设备, 由于采用本发明所提供的蒸汽发生器, 故预热时间短、 断电后蒸汽续出时间短。 并且安装和使用没有方向性, 任何方向都可以正常 工作。 另外还可以有效降低蒸汽设备的制造成本。

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发明的几种实施方 式, 其描述较为具体和详 细, 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制 。 应当指出的是, 对于本 领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下, 还可以做出若干 变形和改进, 这些都属于本发明的保护范围。 因此, 本发明专利的保护范围 应以所附权利要求为准。