专利名称：电离式多孔陶瓷瞬间蒸汽发生板的制作方法
技术领域：
本发明属电器技术领域高温水蒸气的获得一般是将水加热致沸点才能实现。通常水从常温到沸点预热过程需消耗大量的能源，而且为了保持能够随时获得蒸气，在暂时不用时，也需连续加热以保证随时之用，这就又加大了能源的消耗。本发明是一种无须预热，在需要高温蒸气时，只要按下电钮，在一秒钟内即可喷出100℃的高温水蒸气，且在5--10秒钟内进入稳定的供气工作状态，不需蒸气时按下关机电钮立即停止供应高温蒸气。这一技术的应用，在家用电器或工业方面都将实现节能、快捷、设备的小型化，低成本、无污染。
本发明的核心元件是一个多孔陶瓷板(1)、(17)，陶瓷板内均匀的密布着毛细孔，在板的A面(2)和B面(3)上面附着有电极网(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(11)。在应用中，多孔陶瓷板(1)、(17)放置在蒸发槽(14)内，蒸发槽是耐高温的绝缘材料制成的一中空隔层，能起到绝缘和温度隔离作用。多孔陶瓷板的A、B面与蒸发槽内壁的间隙为1--3mm。蒸发槽(14)固定在一水箱(15)中，蒸发槽底部与水箱底部有1mm的间隙以便水可进入蒸发槽。水箱中的水位高度应保持在多孔陶瓷板高度的三分之一处。在实际应用中可根据不同的需要来选用水位控制机构，如用在家用电器中可采用超声加湿器中使用的密闭式水位控制机构。在工业应用中可选用浮子式水位控制机构，这些都是现有的技术在这里从略。多孔陶瓷板的A、B两面的电极通过导线(9)、(10)、(12)引出到外部控制机构与电源相接。在使用时，先使水箱中的水位达到规定高度，水从蒸发槽底部进入蒸发槽，槽内的水位与水箱中的水位等高，即水位高度在多孔陶瓷板高度的三分之一处。这时多孔陶瓷板在毛细管的作用机理下迅速吸收蒸发槽中的水，使水沿着毛细管上升致整个多孔陶瓷板，使整个多孔陶瓷板中的水份迅速处于饱和状态。这时接通电源，由于水的导电率，毛细孔中的水使多孔陶瓷板两面的A、B电极之间产生较强的电流回路，在强电流作用下，毛细孔中的水分子被迅速电离变为高温等离子体，以水蒸气的形态猛烈向外喷发。因此在接通电源的1秒钟内即可在蒸发槽的出汽口(13)喷出高温水蒸气，同时，在陶瓷板与蒸发槽内壁间隙内的水由于水量很少，在通电的瞬间(1秒钟)内便达到沸腾状态，剧烈的向上翻腾，其高度正好淹没多孔陶瓷板，从外部向多孔陶瓷板补充水份。同时，陶瓷板中的毛细管也从底部向上补充水份，新补充的水份继续被强电流电离，高温蒸气持续不断的从蒸发槽出汽口喷出，水箱中的水通过蒸发槽底部的间隙向蒸发槽内补充水份。由于强烈的电离作用，经过数秒钟后，多孔陶瓷板毛细孔中的水已不可能再处于饱和状态，其蒸发量与供水量处于平衡状态，整机处于了稳定的工作状态，这时电路中的电流比启动时的电流降低三分之一。也就是说在启动时，由于多孔陶瓷的毛细管中的含水量处于饱和状态，电阻率较低，使启动瞬间会产生高于正常工作状态的冲击电流。这一问题在小功率应用中可忽略，在工业大功率应用中可用多种现有的技术加以解决，如用晶体管负反馈电路控制可控硅的导通角，启动瞬间，电路中电流超过正常工作电流，负反馈系统减小可控硅的导通角，以减小冲击电流。由于这多为现有的成熟技术，在这里从略。
当水箱中的水蒸发完后，多孔陶瓷板的毛细孔中不再有水份，A、B两面的电极之间不再有电流流过，整机自动停止工作，不会出现干烧现象。
这一原理由于水与电源接触，水中带电，因此在应用中采用可靠的隔离措施和保护防范措施，如整机的外壳全部采用高强度的绝缘材料，将水与外界完全封闭隔离，在家用电器中，从结构设计上必须拔掉与整机联接的电源插头才能打开加水机构，在工作时，使人体无法接触到机内的水。在门、盖等处设置微动开关，开盖操作时，将电源双线切断，以及良好的接地措施。在工业应用中也可采用同样措施或将电压降至安全电压。
本发明可制作成家用快速蒸气锅，面部美容及治疗上呼吸道感染，加湿器，可制蒸溜水，也可为蒸气浴罩提供蒸气源。可以做到节能、快捷、干净，为家庭提供一系列新型家用电器。
本发明可做成几十千瓦、甚至更大的功率。为工业提供大功率的高温蒸气源，可加大多孔陶瓷板的面积。在蒸发槽内设置若干块多孔陶瓷板。图3显示了大功率蒸发器的结构，它比常规的蒸气锅炉体积小，不占专用的锅炉房，无污染，随用随有，蒸气量的控制比较简单，可以接通不同数量的多孔陶瓷板的电源即可获得不同量的蒸气。
在家用时，只需一块多孔陶瓷板即可，蒸气量可用可控硅无极调节，也可在陶瓷板的面上设置两组或数组电极来分极调节出汽量。下面以一个功率为2500W的多孔陶瓷板为例，经过实验给出一些具体技术数据。多孔陶瓷板尺寸为长100mm、高75mm、厚7mm，含孔率70％。电极线宽度1.5mm，厚0.3--0.4mm，为银、锡复合结构。电极呈网槽状，线与线之间的中心距10mm，A面设两组电极，以便分两档使用。蒸发槽长105mm、高100mm、宽11mm。在使用一组电极时，功率下降一半，但不影响蒸气产生的速度。工作电压220v、50HZ，全功率时，正常工作电流12A，启动电流15A。在实验时，接通电源的同时，大量高温蒸气从出汽孔喷出。
各种参数的相互关系为
多孔陶瓷板的原料应选用耐火材料，可选用的材料种类有氧化铅、氧化硅、氧化锆、氧化镁、氧化铬、高岭土、白云石、粘土。基本上所有耐火材料均可用来作为多孔陶瓷的原料。
陶瓷中的毛细孔可用两种方法实现，1、发泡法在陶瓷原料中加入相关的发泡剂，如生石灰等，加水混合发泡成形后烧结成陶瓷；2、充添法在陶瓷原料中加入50％--70％(按体积比例)的粒度均匀的锯沫或活性炭混合成形。在高温烧结过程中，锯沫或活性炭被汽化，在成形的陶瓷板中留下均匀的毛细孔。
多孔陶瓷形成后，在陶瓷的A、B两面用丝网印刷的方法，将金属导电浆料，如银浆、钯浆或其它金属浆料印在上面，经高温烧结，熔成金属银或钯，紧密的附着在多孔陶瓷表面，成为电极，在电极的表面再热浸镀一层锡或电镀镍铬及其它金属，也能防止高温下的电极的氧化。电极线的宽度、布线的密度及布线的形状由所需功率和使用条件决定，前面已经举过例子，在陶瓷板的一面，可以布一组电极，也可以布数组电极，每组电极可焊出一根导线与外部控制电路和电源联接。
蒸发槽的原料应选用绝缘耐高温的工程塑料，如pc、pp或陶瓷材料，蒸发槽的作用是绝缘隔离保温作用。将槽内正在电离的高温水蒸气和槽内沸腾的水与水箱中的冷水隔离开，使电能量集中作用于多孔陶瓷板内的水分子。
图1是多孔陶瓷板的三视图；图2是蒸发器的基本原理结构图；图3是多组多孔陶瓷板组成的大功率蒸汽发生器的基本原理结构图。1.17.多孔陶瓷板；2.多孔陶瓷板的A面；3.多孔陶瓷板B面；4.11.B面电极；5.6.7.8.A面电极；9.10A面电极引出导线；12.B面电极引出导线；13.蒸发槽出汽口；14.蒸发槽；15.水箱；16.水；18.大功率蒸发槽出汽孔；19.大功率蒸发槽；20.水箱；21.水；22.多孔陶瓷板组。
权利要求
1.一个电离式多孔陶瓷瞬间蒸气发生板。本发明的特征是一个多孔陶瓷板(1)在板内均匀的密布着毛细孔，在多孔陶瓷板的A、B两面分别符着有电极(4)(5)(6)(7)(8)(11)。多孔陶瓷板置于蒸发槽(14)中，多孔陶瓷板A、B两面与蒸发槽内壁的间隙在1--3mm之间。
2.根据权利要求1所述的电离式多孔陶瓷瞬间蒸汽发生板，其特征在于多孔陶瓷板(1)的材料可以选用以下各种耐火材料氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化镁、氧化铬、高岭土、白云石、粘土。
3.根据权利要求1所述的电离式多孔陶瓷瞬间蒸汽发生板，其特征在于陶瓷板中的毛细孔可用两种方法产生1是发泡法，将发泡剂加入陶瓷原料中，发泡成形后再烧结成多孔陶瓷板；2是充添法，将锯沫或活性炭与陶瓷原料均匀混合成形后再烧结成多孔陶瓷板。
4.根据权利要求1所述的电离式多孔陶瓷瞬间蒸汽发生板，其特征在于多孔陶瓷板A、B两面有电极(4)(5)(6)(7)(8)(11)。电极是将导电浆料如银浆、钯浆或其它金属浆料。用丝网印刷的方式印在多孔陶瓷板的A、B面上经高温烧结熔为金属后，在电极表面热浸镀一层锡或电镀镍铬及其它金属。在多孔陶瓷板的一面，电极可以是一组，也可以是两组或多组。
5.根据权利要求1所述的电离式多孔陶瓷瞬间蒸汽发生板其特征在于蒸发槽是一个耐高温工程塑料或陶瓷制成的中空的一个隔热槽。
全文摘要
电离式多孔陶瓷瞬间蒸汽发生板,属电器技术领域。本发明是在一个多孔陶瓷板的A、B两面分别用导电银浆或钯浆印成电极。多孔陶瓷板置于蒸发槽中,蒸发槽固定在水箱中,由于多孔陶瓷板中的毛细管吸满了水,在A、B两面的电极上加一个电源时,毛细管中的水使A、B两面的电极之间产生电流,在电流的电离作用下,毛细管中的水分子被电离,瞬间产生高温水蒸气。水箱中的水蒸发完后自动停止工作不会干烧。
文档编号F24H9/18GK1198522SQ9711170
公开日1998年11月11日 申请日期1997年5月5日 优先权日1997年5月5日
发明者郝武斌 申请人:郝武斌