专利名称：电蒸汽生成的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于家用熨斗、蒸汽清洁器、壁纸剥离器及其他手持蒸汽生成器具的蒸汽的电生成，并涉及各种相关部件。
背景技术：
家用蒸汽熨斗已经出现了很长时间。其包括熨斗底板，该熨斗底板是平坦的并用于接触要熨烫的物品，该熨斗底板通常借助于带有护套的电阻加热器加热，该带有护套的电阻加热器安装至或嵌入熨斗底板的上侧中。传统地，设计用于产生蒸汽以改进熨烫的这种熨斗具有形成在熨斗底板的上面上的半封闭的腔，水从机载蓄存器滴落入该半封闭的腔，以产生蒸汽，借助于形成在熨斗底板中的一系列孔而允许该蒸汽逸出至衣物上。这些通常称为通气蒸汽熨斗。其实施起来相对简单并且廉价，这使得其非常受欢迎。然而，所产生的蒸汽处于非常低的压力(实质为环境压力)，并且不能非常快速地产生，使得其效用相对较低。在市场的另一方面，有专业或半专业的蒸汽熨烫系统，其中，在包括大的水蓄存器的静态底座台中连续地产生高压蒸汽(例如3至5bar的量级)，可以根据要求借助于脐带式缆线将该高压蒸汽供给至使用者的手持单元。这些通常称为加压蒸汽生成器熨斗。其提供非常高的性能，但是非常昂贵并因此往往仅占有非常小的市场比例。最近已经有寻求弥合上述的两个极端情形之间的差距的提议，一些提议已经商业化，但是其往往带有其本身的缺点。例如，已经提出了在与熨斗分离的底座单元中设置煮沸器，通过从底座台中的蓄存器泵送水至该煮沸器中而为其供水。通常称为瞬时蒸汽生成器熨斗的这些装置的主要缺点在于，实际上，在使用者按下按键以要求蒸汽与蒸汽实际上产生并运送至熨斗之间有显著的时间滞后(10秒的量级)。这显著地限制了使用者的接受度，尽管当最终传送蒸汽时可以实现比通气蒸汽熨斗高的蒸汽流量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以在蒸汽熨斗以及诸如蒸汽清洁器、壁纸剥离器、其他蒸汽生成器具等的其他采用蒸汽的设备中使用的，用于根据要求生成蒸汽的改进的装置。根据第一方面，本发明提供了一种用于蒸汽生成器器具的加压煮沸器，其包括蒸发腔体，与该蒸发腔体的壁良好地热接触的电加热器，设置在蒸发腔体的与所述壁分离的盖中的水入口，以及与该水入口流体连通的泵，该泵设置为通过水入口将水供给至蒸发腔体中。将水入口设在分离的盖中提供了多个优点。首先，水入口处于分离的部件(盖)中，使得较冷的水供给与蒸发腔体的较热的被加热的壁隔离，由此，例如与如果水入口提供为通过蒸发腔体的被加热的壁相比，避免蒸发腔体的壁中的大的温度梯度。通过避免大的温度梯度，可以避免由于被加热的壁破裂而使煮沸器过早损坏。在优选的一组实施例中，煮沸器包括蒸发腔体的被加热的壁与盖之间的例如耐热密封垫圈或O形圈的耐热密封装置。除了起到将水入口与蒸发腔体的被加热的壁热隔离的作用之外，将水入口设置在蒸发腔体的盖中还将水入口与被加热的壁物理地间隔开。此间隔提供了蒸发腔体内的水入口和被加热的壁之间的内部体积，水垢可以在该内部体积中积累，而不会例如像在水入口设置在蒸发腔体的被加热的壁中，例如在腔体的底部处时可能发生的那样，阻塞水入口。在优选的一组实施例中，水入口与蒸发腔体的被加热的壁间隔至少5_，优选地至少10_，更优选地至少15mm,例如至少20_。换句话说,水入口与腔体壁的被加热的部分间隔至少腔体的最大尺寸的50%。申请人:已经发现，与直觉相反地，即使当相对大量的水垢存在于蒸发腔体内时，至少一些根据本发明构造的蒸汽生成器也可以有效地运行，这是因为在由水入口与蒸发腔体的壁之间的间隔所提供的体积中，水垢可以安全地积累。这方便地提供长的运行寿命，而无需提供至被加压的煮沸器内部的使用者入口。可以通过例如螺钉、螺栓、夹具、焊接件的任何适合的装置将盖接附至蒸发腔体的壁，但是在一组实施例中，通过例如在蒸发腔体壁的外部表面和盖之上锤击(peening)而将盖接附至蒸发腔体的壁，以将盖密封到位。这可以在盖和蒸发腔体的壁之间产生改进的密封，因为不需要提供例如螺钉的附加的部件，附加的部件可能容易由于对煮沸器的连续使用而损坏，而这会最终导致蒸发腔体中生成的蒸汽压力足以迫使盖打开。在一组实施例中，蒸发腔体的被加热的壁和盖各自包括密封表面，耐热密封装置位于该密封表面之间。优选地，被加热的壁的密封表面与盖的密封表面之间的距离小于密封装置的厚度，从而密封装置保持被压缩。这改进了密封装置的对在蒸发腔体内生成的蒸汽压力的耐受。因此，优选地，密封装置包括例如橡胶、硅树脂的可压缩材料。被加热的壁的密封表面大体平行于盖的密封表面，密封装置夹在其间。密封表面可以大致垂直于盖放置在蒸发腔体上的方向，例如如果盖是平坦的，并覆盖蒸发腔体的顶部中的开口，则该方向是在盖的大体水平的平面中。然而，已经发现，在长时间使用煮沸器之后，沿此方向的密封不是有效的。这是因为，煮沸器的重复的热循环最终导致被加热的壁和盖之间的轻微相对移动。因此，如果密封装置在两个密封表面之间处于压缩状态，由此沿盖打开的方向施加力，则随着时间的流逝，在运行过程中生成的蒸汽压力起到迫使盖打开的作用，并允许蒸汽通过密封装置逸出。在一组实施例中，密封表面大致平行于盖放置在蒸发腔体上的方向。这具有这样的效果，即密封力在密封装置和密封表面之间施加的方向垂直于盖打开的方向，因而此力不起到打开盖的作用。此外，密封表面和/或密封装置可以设置为使得相应部件之间的配合有一些公差，该公差允许盖相对于蒸发腔体的其余部分的某种程度的移动，而不危及密封。并且，如果由于重复运行造成盖松动，蒸汽压力起到迫使密封装置进入蒸汽可能通过其逸出的路径的作用，由此防止蒸汽逸出并将盖保持在煮沸器上，导致煮沸器的寿命(也就是蒸汽开始经过密封装置逸出之前的运行周期数或小时数)延长。已经发现，密封装置沿此方向设置在密封表面之间的特征导致煮沸器的寿命显著增大。水入口可以设置在蒸发腔体的盖中的任何点处，但是在优选的一组实施例中，水入口设置在盖的中心。因此，在此组实施例中，可以使水从水入口落至与入口相对的蒸发腔体的壁上的中心点，从而使其均匀地分布在被加热的壁上，这有助于有效并快速地生成蒸汽。在优选的一组实施例中，水入口包括从盖凸出出去并进入蒸发腔体中的管口。这有助于将水入口与蒸汽出口分离，其也方便设置在蒸发腔体的盖中，因此有助于防止蒸汽不期望地携带来自水入口的水滴进入出口蒸汽流。这就其本身被认为是新颖的并有创造性的，因此根据又一个方面，本发明提供了一种用于蒸汽生成器器具的加压煮沸器，其包括蒸发腔体，与该蒸发腔体的一个或多个壁良好地热接触的电加热器，凸出至蒸发腔体中的管口，以及与该管口流体连通的泵，该泵设置为通过管口将水供给至蒸发腔体。在本发明的此方面中，管口可以如在本发明的第一方面中所记载的那样设置在分离的盖中，也可以不这样，例如其可以可替换地从蒸发腔体的壁或底部凸出。可以了解，如上文中所讨论的，此设置也有助于将水入口与蒸发腔体的被加热的壁分离，其中水垢在该蒸发腔体中积累，因此防止水垢阻塞水入口。在本发明的任一前述方面的一组实施例中，蒸发腔体的壁包括突起，该突起优选地定位为与水入口相对，例如在优选的一组实施例中在底部的中心处。该突起可以防止水聚集在蒸发腔体的底部处的坑中，因此防止来自水入口的水落入固定的水坑中。替代地，水落至突起上，由于水入口与蒸发腔体的被加热的壁之间的间隔，该突起导致冲击，该冲击导致水分裂为溅射至蒸发腔体的内部表面上的较小的水滴，由此辅助水的快速蒸发以及因此的有效蒸汽生成。这与例如设置在蒸发腔体的底部处的水入口形成对照，因为在此情况下，水倾向于聚集在蒸发腔体的底部处，且不会在被加热的表面之上蔓延。这就其本身被认为是新颖的并有创造性的，因此根据又一个方面，本发明提供了一种用于蒸汽生成器器具的加压煮沸器，其包括电加热器，与该电加热器良好地热接触的蒸发腔体，水入口，其中蒸发腔体的壁包括定位为与水入口相对的突起。该突起可以采取很多不同的形式，例如简单的圆锥形、截头圆锥形或凸圆顶，或更复杂的形状。优选地，该煮沸器设置有用于将水传送至水入口的泵。在本发明的任何方面的优选的一组实施例中，煮沸器设置在诸如蒸汽熨斗、蒸汽清洁器、壁纸剥离器或其他手持蒸汽生成器具的便携器具中。因此，本发明扩展至包括如在本发明的所有方面中所阐述的煮沸器的蒸汽生成器具。在优选的一组实施例中，煮沸器包括用于控制水通过水入口到蒸发腔体中的进入的阀。这使得能够调节容许进入蒸发腔体中的水量，从而可以有效地生成蒸汽，也就是，可以将进入蒸发腔体中的水流量最优化，用于最大化地生成蒸汽。例如，如果立刻容许太多水进入，则蒸发腔体将被冷却而阻止蒸汽快速地产生。阀的设置还使得能够在电加热器首先通电后容许水进入，而允许蒸发腔体预热，从而当容许水进入时，快速产生蒸汽。虽然煮沸器典型地受控制为恒温，但是其优选地设置为使得当没有水流时，例如当泵停止或者上文中提到的阀关闭时，允许该煮沸器达到比水流动时高的运行温度。这意味着煮沸器可以在其热质量中存储附加的热能，因为这样可以更快速地加热水，所以进一步减小了阀打开后产生第一注蒸汽的时间。用于供给煮沸器的水可以以多种方式提供。在一组优选的实施例中，煮沸器设置在同样包括蓄存器的便携器具中。在一组实施例中，该蓄存器是加压的。这可以例如借助于压缩空气腔体实现，或者该蓄存器可以是弹性填充的。当设置有泵时，可以设置用于延迟泵的运行，直到煮沸器已经达到预定运行温度的装置。可以设置温度敏感控制装置，以仅在检测到已达到运行温度时提供电连接至泵。可替换地，可以编写定时器，以延迟泵的运行，直到预期煮沸器加热好的时刻。优选地，煮沸器的泵和电加热器电并联连接，从而它们可由公共的开启/关闭开关控制。这允许对器具的简单的“一键”操作，但还确保当将水泵送至煮沸器中时，煮沸器足够热，而使蒸汽生成快速地开始。有利地，启动时间可以减小。蒸发腔体可以采取多种形式和形状，例如管状、立方体、圆锥形、部分球形、扁圆形(obloid)、药盒形等。在优选的一组实施例中，蒸发腔体具有离开入口聚合(converging)的部分。其可以例如具有带有竖直或大致竖直的侧壁和凹形底部(忽略底部上的任何突起)的U形截面，也就是粗略的鱼雷形。鱼雷形蒸发腔体提供了水可以从其蒸发的大表面面积。其还提供了具有大体积的蒸发腔体(对于给定表面面积来说)，从而即使水垢有大的积累，其也可以有效运行。界定蒸发腔体的被加热的表面(下文称为“蒸发表面”)优选地设置有一个或多个突出部或凹进部，以增大其表面面积。在一组优选的实施例中，蒸发表面的表面面积大于具有平均表面高度尺寸的光滑表面的面积的10%以上，优选地大于50%以上，更优选地大于75%以上，更优选地大于100%以上。蒸发表面面积可以以例如脊、肋、微凹、凹槽、隆起等很多不同方式增大。在优选的一组实施例中，蒸发表面包括多个平行的，例如竖直延伸的肋。例如与水平蔓延的特征相t匕，竖直的特征可以防止水聚集在蒸发表面上。竖直延伸的肋还可以在蒸发腔体的底部上延伸，例如从底部的中心径向向外延伸，然后沿壁竖直向上。可以了解，在具有大致竖直的侧壁的蒸发腔体的实施例中，在制造过程中更容易提供竖直的特征。竖直肋可以包括交替凸凹特征部，在优选的一组实施例中，这些特征部的曲率半径在I和3_之间。优选地，绕蒸发腔体设置有24个或更少的竖直肋，例如22个。此交替凸凹特征部的设置方式有助于将蒸发表面面积最大化，同时提供良好的性能和可制造性。
在优选的一组实施例中，蒸发腔体是压铸的，优选地由铝压铸。铝适合用于压铸，相对廉价，具有相对高的比热容，并且适合于用亲水性涂层处理。电加热器可以围绕蒸发腔体，例如接附至其外表面。然而，在优选的一组实施例中，例如通过绕电加热器压铸蒸发腔体，将电加热器嵌入蒸发腔体的壁中。这将从电加热器至蒸发表面的热传递最大化，并将热损失最小化。电加热器可以包括任何适合的加热器，例如接附至蒸发腔体的外表面的厚膜加热元件，但是在优选的一组实施例中，电加热器包括带有护套的加热元件。优选地，该带有护套的加热元件嵌入上文中所提到的压铸的蒸发腔体的壁中。带有护套的加热元件可以顺着绕蒸发腔体的壁的任何适合的路径，但是在优选的一组实施例中，该带有护套的加热元件顺着盘旋或螺旋的路径。在优选的一组实施例中，煮沸器的质量小于0.6kg，并且设置为使得在运行过程中，电加热器和蒸发腔体的被加热的表面之间的温度梯度小于60°C /mm。已经发现这种设置方式提供了这样的煮沸器，该煮沸器提供期望的迅速启动时间，而据申请人所了解，没有煮沸器过早破裂的风险，如果仅简单地减小煮沸器的质量以提供低启动时间，则可能发生该风险。实际上，在本发明的一些优选的实施例中，煮沸器的质量大于本领域技术人员为满足上文中规定以避免破裂的热梯度标准会另外规定的质量。当煮沸器设置在无线器具中时，具有相对大质量的煮沸器也是有利的，因为由于煮沸器的相对大的热容量，其提供了可以生成蒸汽的延长的时间段。这种设置方式就其本身被认为是新颖的并有创造性的，由此，根据又一个方面，本发明提供了一种用于蒸汽生成器器具的加压煮沸器，其包括电加热器，与该电加热器良好地热接触的蒸发腔体，其中该蒸发腔体具有小于0.6kg的质量，并且在运行过程中设置为使得该电加热器和该蒸发腔体的被加热的表面之间的温度梯度小于60°C /_。在典型的实施例中，运行过程中浸湿的蒸发腔体表面的温度是120°C，并且加热元件的表面处的温度是270°C。申请人已经发现，如果温度梯度小于60°C /mm，优选地小于500C /mm，优选地小于40°C /mm，则不会发生过早破裂。可以了解，在本发明的第一方面中所说明的水入口设置在蒸发腔体的盖中的设置方式有助于减小此温度梯度，因为如上文所讨论的，其将较冷的水供给与较热的加热元件和蒸发腔体的被加热的壁隔离。在优选的一组实施例中，加热元件和蒸发表面之间的距离大于3mm，优选地大于4mm ο跨过蒸发腔体的壁的温度梯度还受到腔体形状和加热元件的构造(例如盘旋的带有护套的加热元件的相邻圈之间的间隔)的影响。如果圈过于紧密地在一起，则由于热能源的接近，这会导致过高的温度梯度。可以了解，之前所记载的关于本发明的之前方面的特征并不排斥任何特别的方面，并且可以包含于与本发明的任何方面的任何组合中。在一组示例性实施例中，正常的运行温度大于160°C。优选地，蒸发表面至少在其正常运行温度下是亲水性的。这可以是用于蒸发表面的材料的自然特征，其可以通过适合的表面处理而实现或增强，和/或其可以通过适合的耐热涂层材料而实现或增强。当蒸发表面通过表面处理或涂覆而变为亲水性时，在未经处理或未经涂覆的表面上发生莱顿弗罗斯特效应(Leidenfrost effect)的温度下,受到处理或涂覆的表面应当是亲水性的。蒸发腔体当然可以具有多于一个蒸发表面。这可以是加热元件的分布、多个加热元件的设置、或者简单地由直接被加热的表面和另一个表面之间的紧密的热连接的结果。在一组优选的实施例中，煮沸器构造为产生加压的被加热的蒸汽。在一些优选的实施例中，煮沸器具有100和500°C之间的，更优选地105和380°C之间的温度。优选地，在煮沸器内生成的内部蒸汽压力不应当大于进入其中的水压力，否则将阻止水进入设备，导致随后蒸汽流量的下降和蒸汽输出的不需要的波动。一旦蒸汽已通过蒸发腔体，可以简单地允许蒸汽离开煮沸器。在优选的一组实施例中，蒸汽出口设置在分离的盖中，该盖例如在蒸发腔体的上部分上，在一组实施例中，蒸汽出口与水入口相邻。将蒸汽出口设置在蒸发腔体的上部分中有助于防止水垢颗粒阻塞蒸汽出口。然而，在一组优选的实施例中，煮沸器包括用于聚集蒸汽的装置。这允许例如将蒸汽引导至一个或多个管中，该一个或多个管用于将蒸汽引导至设置有煮沸器的器具的蒸汽出口。该用于聚集蒸汽的装置可以包括用于捕集未蒸发的水滴的装置。例如其可以为突出的出口管，该出口管促进由腔体的壁所引导的蒸汽经历方向的改变，导致将所携带的水滴逐出。在一组实施例中，煮沸器划分为蒸发腔体和蒸汽聚集空间。在一组实施例中，煮沸器通过设置在煮沸器的蒸发腔体中的中间构件划分。优选地，该中间构件提供限定蒸发腔体的表面中的一个。在一组实施例中，该中间构件包括网孔。此网孔将水垢颗粒保持在蒸发腔体内，也就是防止它们进入蒸汽聚集空间中并进入蒸汽出口，在那里它们可能产生阻塞，其还减小例如从水入口携带进入蒸汽中的水滴进入蒸汽出口的风险。要避免蒸汽出口中的水滴，因为它们可能形成蒸汽气泡，该蒸汽气泡可以被捕集，然后导致喷溅(spitting)，或者通常水滴将进入蒸汽出口，当人们更喜欢干蒸汽时，这是不期望的。在中间构件设置为将蒸发腔体与蒸汽聚集空间分离的实施例中，优选地，水入口通过该中间构件凸出至蒸发腔体中。可以了解，此设置方式特别适于本发明的这样的方面和实施例，其中水入口包括凸出至蒸发腔体中的管口。除了为进入蒸发腔体的水提供不受约束的路径，也就是水不是必须通过中间构件之外，将水入口设为通过蒸汽聚集空间还会在水进入蒸发腔体之前将水预热。上文中所阐述的根据本发明的该方面的煮沸器可以有用地用于蒸汽的连续生成。然而，“按需”(on demand)要求蒸汽的器具是特别有益的。实现此效果的重要因素在于在压力下将水供给至煮沸器，由此，特别优选的一组实施例具有上文所说明种类的煮沸器，或者实际上仅具有在对这样的器具——包括用于将加压的水供给至煮沸器的水入口的装置的器具——所阐述的特征中的一些的煮沸器。如之前所提到的，这种器具可以例如包括电熨斗、蒸汽清洁器、壁纸剥离器或任何其他蒸汽生成器具。用于将水加压的装置可以为任何适合的装置，诸如在蒸发腔体上游的弹性填充存储器或加压蓄存器。水供给的压力优选地大于0.5bar,例如大于Ibar,可以为高达3bar或更大。当煮沸器用于“按需”生产蒸汽时，为了将用水填充煮沸器和产生蒸汽之间的初始延迟最小化，当煮沸器不含有水时允许煮沸器提高温度并因此储存热能是有益的，该热能可以用于尽快将初始填充的水加热至沸腾。在一组优选的实施例中，煮沸器适于存储的可用的能量，也就是可用于生成蒸汽的热能的量，大于20千焦，更优选地大于35千焦，更优选地大于50千焦。
现在将仅以示例的方式，并参考附图对本发明的特定优选实施例进行说明，在附图中:图1是根据本发明的实施例的煮沸器的立体图；图2是图1的煮沸器的分解图；图3是通过图1和2的煮沸器的竖直截面图；以及图4a和4b是本发明的两个不同实施例中图3的密封区的放大部分。
具体实施例方式图1示出了用于体现本发明的蒸汽生成器的煮沸器I的外观，该煮沸器I包括压铸铝的下本体构件70和同样为压铸铝的上盖构件72。在煮沸器I的左上方区中可以看到水入口 50和带有护套的电阻加热元件60的两个端部。设置凸出的电接线端62、64 (本领域中已知为不发热引线(cold tail)管脚)使得电能够连接至元件60。高温调节器66设置为抵靠煮沸器的下本体构件70上的法兰68。在煮沸器的下本体构件70上还可以看到多个孔56，该多个孔56延伸通过下本体构件70的壁，以露出带有护套的加热元件60。这些孔56的目的在于在压铸下本体构件70时允许加热元件60在压铸工具中定位。蒸汽出口 54从图1的右上部分可见。现特别参考图2 (在图2中为了清楚而移除了高温调节器66)，可以看到煮沸器的主要区段由四个主要部分组成:下本体构件70和上本体(盖)构件72，两者均由压铸铝制成，但是同样可以由其他有色金属或其他适合的材料制成；例如不锈钢的盘状网孔层76，以及耐热密封件74。当组装时，通过适合的方式将上本体构件70和下本体构件72夹在一起，这将盘状网孔层76和耐热密封件74保持在其之间。可以看到，在内侧，下本体构件70限定大体鱼雷形状的蒸发腔体78。此蒸发腔体78的内壁形成有一系列的竖直肋75以及底部中心的小突起58 (见图3)，其目的将在后文解释。图3示出了通过组装好的煮沸器I的截面。此图示出了下本体构件70具有比盖构件72厚得多的壁，因为下本体构件70的壁容纳嵌入的加热元件60。该加热元件60是在制造过程中压铸至下本体构件70中的。该元件接近螺旋状，从而其绕由下本体构件70形成的圆锥形腔缠绕。这确保了在蒸发腔体78的下壁上的均匀的热量分布。在蒸发腔体78的上部分中是盘状网孔层76，该盘状网孔层76将网孔层76下方的蒸发腔体78与网孔层76上方的蒸汽聚集空间80分离。通过网孔层76的中心凸出的向下凸出的管嘴77经由导管79与水入口 50流体连通。在蒸汽聚集空间80的顶部有蒸汽出口54，该蒸汽出口 54由通过盖构件72的通道86形成。内部热传递表面(即腔体78的壁)可以涂覆有增强将热量传递到水中的功能性热弹性表面涂层。这种涂层可以改进特别是在高于160°C并低于380°C的运行温度下由水吸收热量的速度。该涂层可以涂布为单个层。然而，为确保其耐久性，有必要接下来在升高的温度下将其硫化。涂布的方法不需要是复杂的，并且可以不用精密的设备而完成，例如经由喷射、刷、滚轧或任何其他适合的方法。然而，可以采用其他方法，诸如电解、静电、等离子体、热喷射、真空沉积、旋转涂覆、溶胶凝胶过程、蒸发等。功能性涂层可以提供亲水性表面，并通过赋予被涂覆的表面以微观结构而大致增大蒸发空间的可用热传递表面面积。微观结构和部分的亚表面结构是由该涂层给予的，因为该涂层产生了表面矩阵和微观纹理表面。附加地，该涂层是热冲击弹性的，坚固地粘合至内部表面，并优选地抑制腐蚀。可以看到，煮沸器的内部构造具有热传递表面，该热传递表面构造为通过使用例如功能性涂层而在不同的尺度下运行，该功能性涂层用于改进在毫微和微尺度之间的尺寸上的热传递效率。涂层所涂布至的表面构造为给予涂层在微观和宏观尺度之间运行的纹理。另一方面，带有竖直肋的表面结构75用于在宏观尺度上增强热传递。因此，蒸发空间用作为复合的热传递表面/矩阵，该复合的热传递表面/矩阵具有由功能性涂层提供的在微和毫微尺度的附加的复合热传递表面/矩阵交互。图4a和4b中示出了两个不同实施例中下本体构件70和上本体构件72之间的密封区，该密封区对应于图3的右上部分的绕蒸汽出口 54的放大图。在图4a中，耐热密封件74保持压缩在上本体构件72上的水平密封表面90和下本体构件70上的平行的水平密封表面92之间，以在下本体构件70和上本体构件72之间产生紧密的密封。在图4b中，耐热密封件74保持压缩在上本体构件72上的竖直密封表面94和下本体构件70上的平行的竖直密封表面96之间。现将参考
蒸汽生成器的运行。电力供给至嵌入在煮沸器的下本体构件70中的带有护套的电阻加热元件60。这是通过分离的高温调节器66控制的，该高温调节器66允许煮沸器达到例如160°C和380°C之间的高温。虽然没有示出，但是可以为使用者提供一个或多个指示器灯或其他形式的指示，以指示煮沸器已经达到其预定温度。通过泵，可选地经由阀(未示出)，将水从蓄存器泵送(泵和蓄存器也均未示出)。水首先借助于入口 50进入煮沸器I，并通过盖构件72中的导管79。随着水通过此导管79，其被预加热，从而当其进入蒸发腔体时，其温度显著上升高于环境温度(但是低于沸腾)。水借助于通过网孔层76的中心凸出的管嘴77进入蒸发腔体78，并以比仅在重力下滴落的压力大的压力冲击突起58。因此，水以小滴的形式从突起58回弹至蒸发腔体78的被加热的壁上。此冲击使水在大的表面面积(该大的表面面积进一步由壁上的竖直肋增强)上散布，这允许相对大量的水从相对较小的煮沸器体积蒸发为蒸汽。水入口管嘴77与蒸发腔体78的底部之间的间隔连同附近的竖直壁提供了相对大的体积，在该体积中，水垢可以积累，而不会阻塞水入口管嘴77或阻止蒸发腔体78中有效的蒸汽生成。所产生的蒸汽通过夹在煮沸器的上构件70和下构件72之间的网孔层76从蒸发腔体78中逸出，并进入蒸汽聚集空间80中。网孔层76有助于捕集蒸汽中携带的任何小的残留水滴以及任何水垢颗粒。由网孔层76所捕集的任何水滴都被蒸发。此蒸汽的压力迫使其从蒸汽聚集空间80的顶部中的通道86出去。离开蒸发腔体78的蒸汽是加压的。蒸汽通过通道86至蒸汽出口 54，并根据需要从那里进入要使用的器具(未示出)中。通过改变进入蒸发腔体78的水的流量，例如通过控制水入口 50上的阀(未示出)，蒸汽生成的速度可以变化。在上文中所说明的蒸汽生成器的特别实例中，下构件70具有0.516Kg的质量，并且由具有0.9IJ/(g-k)的比热容的铝制成。加热元件60具有1800W的功率，其运行温度是270°C。元件60和最近的肋75间的凹部之间的蒸发腔体的壁78的最小厚度为3mm。浸湿的蒸发表面78的温度为120°C。因此，跨过表面的温度梯度是(270-120°C )/3mm = 50°C /_。加热器的启动时间接近60秒。加速寿命测试中没有观察到煮沸器的过早破裂。可以了解，在图4a中的密封设置方式中，倾向于将上本体构件72从下本体构件70分离的腔体中的内部蒸汽压力将倾向于减小密封件74上的压缩力，并由此增大泄漏的风险。然而，在图4b中示出的设置方式中，上本体构件72相对于下本体构件70的竖直移动将不会减小在密封件74上的压缩力。实际上，在上本体构件和下本体构件之间通过的蒸汽压力的任何积累都起到了进一步压缩并由此维持密封的作用。因此，已发现此设置方式具有泄漏发生前的显著增长的寿命。由此，本领域技术人员可以看到，上文中所说明的本发明的各种方面的实施例提供了非常有效的蒸汽生成器煮沸器，该蒸汽生成器煮沸器提供了高蒸汽压力性能，但其可以以显著低于例如专业熨烫系统中可见的传统加压蒸汽生成器的成本生产。
尽管就一个特殊的实施例说明了本发明，但是本发明的很多方面和特征都可以应用至很多不同类型的蒸汽生成器，其位于诸如熨斗、壁纸剥离器和其他手持蒸汽生成器具的器具中。结合上文中详细说明的实施例，或者实际上结合本文中所提到的任何其他实施例而提到的特征同样可以应用至任何其他实施例，并且申请人明确对这种特征结合有设想。因此，本发明的任何特征都被认为可独立应用，其应用并不限于其中提到该特征的特定实施例中，除非有另外指示。
权利要求
1.一种用于蒸汽生成器器具的加压煮沸器，其包括蒸发腔体、与所述蒸发腔体的壁良好地热接触的电加热器，设置在所述蒸发腔体的与所述壁分离的盖中的水入口，以及与所述水入口流体连通的泵，所述泵设置为通过所述水入口将水供给至所述蒸发腔体中。
2.如权利要求1所述的加压煮沸器，其中所述盖通过锤击接附至所述被加热的壁。
3.如权利要求1或2所述的加压煮沸器，其包括所述蒸发腔体的所述被加热的壁和所述盖之间的耐热密封装置。
4.如权利要求3所述的加压煮沸器，其中所述蒸发腔体的所述被加热的壁和所述盖各自包括密封表面，所述耐热密封装置位于所述密封表面之间。
5.如权利要求4所述的加压煮沸器，其中所述密封表面大致平行于所述盖放置在所述蒸发腔体上的方向。
6.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述水入口与所述蒸发腔体的所述被加热的壁间隔至少5mm,优选地至少IOmm,更优选地至少15mm,例如至少20mm。
7.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述水入口与所述腔体壁的所述被加热的部分间隔至少所述腔体的最大尺寸的50%。
8.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述水入口设置在所述盖的中心。
9.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述水入口包括从所述盖凸出出去并进入所述蒸发腔体中的管口。
10.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其包括设置在所述蒸发腔体的所述盖中的蒸汽出口。
11.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述蒸发腔体的所述壁包括突起。
12.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述突起定位为与所述水入口相对。
13.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其包括用于延迟所述泵的运行，直到所述煮沸器已经达到预定运行温度的装置。
14.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述泵和所述电加热器电并联连接。
15.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其包括用于控制水通过所述水入口或管口到所述进入蒸发腔体中的进入的阀。
16.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其设置为使得当没有水流时，允许所述煮沸器达到较高的运行温度。
17.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述蒸发腔体具有离开所述水入口或管口聚合的部分。
18.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中界定所述蒸发腔体的所述被加热的表面设置有一个或多个突出部或凹进部，以增大其表面面积。
19.如权利要求18所述的加压煮沸器，其中界定所述蒸发腔体的所述被加热的表面的表面面积大于具有平均表面高度尺寸的光滑表面的面积的10%以上，优选地大于50%以上，更优选地大于75%以上,更优选地大于100%以上。
20.如权利要求18或19所述的加压煮沸器，其中所述蒸发表面包括多个平行的肋。
21.如权利要求20所述的加压煮沸器，其中所述肋竖直延伸。
22.如权利要求21所述的加压煮沸器，其中绕所述蒸发腔体设置有24个或更少的竖直肋，例如22个。
23.如权利要求20至22中任一项所述的加压煮沸器，其中所述肋包括交替凸凹特征部。
24.如权利要求23所述的加压煮沸器，其中所述交替凸凹特征部的曲率半径在I和3mm之间。
25.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述蒸发腔体是压铸的，优选地由招压铸。
26.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述电加热器嵌入所述蒸发腔体的所述壁中。
27.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述电加热器包括带有护套的加热元件。
28.如权利要求27所述的加压煮沸器，其中所述带有护套的加热元件顺着盘旋或螺旋的路径。
29.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述煮沸器的质量小于0.6kg，并且其中所述煮沸器设置为使得 在运行过程中，所述电加热器和所述蒸发腔体的所述被加热的表面之间的温度梯度小于60°C /mm。
30.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述加热元件和界定所述蒸发腔体的所述被加热的表面之间的距离大于3mm，优选地大于4mm。
31.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中界定所述蒸发腔体的所述被加热的表面是亲水性的。
32.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述煮沸器构造为产生加压的被加热的蒸汽。
33.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述煮沸器设置为在运行中具有100和500°C之间的温度，优选地105和380°C之间的温度。
34.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其包括用于聚集蒸汽的装置。
35.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述煮沸器划分为所述蒸发腔体和蒸汽聚集空间。
36.如权利要求35所述的加压煮沸器，其中所述煮沸器通过设置在所述煮沸器的所述蒸发腔体中的中间构件划分。
37.如权利要求36所述的加压煮沸器，其中所述中间构件提供限定所述蒸发腔体的表面中的一个。
38.如权利要求36或37所述的加压煮沸器，其中所述水入口或管口通过所述中间构件凸出至所述蒸发腔体中。
39.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中煮沸器适于存储的可用的能量大于20千焦,优选地大于35千焦,更优选地大于50千焦。
40.一种蒸汽生成器器具，其包括如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器。
41.如前述权利要求中任一项所述的蒸汽生成器器具或加压煮沸器，其包括用于将加压的水供给至所述煮沸器的所述水入口或管口的装置。
42.如权利要求41所述的蒸汽生成器器具或加压煮沸器，其中水供给的压力大于0.5bar,优选地大于Ibar,例如大于3bar。
43.如权利要求40、41或42所述的蒸汽生成器器具，其包括蓄存器。
44.如权利要求43所述的蒸汽生成器器具，其中所述蓄存器是加压的。
45.一种用于蒸汽生成器器具的加压煮沸器，其包括蒸发腔体，与所述蒸发腔体的一个或多个壁良好地热接触的电加热器，凸出至所述蒸发腔体中的管口，以及与所述管口流体连通的泵，所述泵设置为通过所述管口将水供给至所述蒸发腔体。
46.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述蒸发腔体的所述壁包括突起。
47.如前述权利要求中任一项所述的加压煮沸器，其中所述突起定位为与所述水入口相对。
48.如权利要求45、46或47所述的加压煮沸器，其包括用于延迟所述泵的运行，直到所述煮沸器已经达到预定运行温度的装置。
49.如权利要求45至48中任一项所述的加压煮沸器，其中所述泵和所述电加热器电并联连接。
50.如权利要求45至49中任一项所述的加压煮沸器，其包括用于控制水通过所述水入口或管口到所述蒸发腔体中的进入的阀。`
51.如权利要求45至50中任一项所述的加压煮沸器，其设置为使得当没有水流时，允许所述煮沸器达到较高的运行温度。
52.如权利要求45至51中任一项所述的加压煮沸器，其中所述蒸发腔体具有离开所述水入口或管口聚合的部分。
53.如权利要求45至52中任一项所述的加压煮沸器，其中界定所述蒸发腔体的所述被加热的表面设置有一个或多个突出部或凹进部，以增大其表面面积。
54.如权利要求53所述的加压煮沸器，其中界定所述蒸发腔体的所述被加热的表面的表面面积大于具有平均表面高度尺寸的光滑表面的面积的10%以上，优选地大于50%以上，更优选地大于75%以上,更优选地大于100%以上。
55.如权利要求53或54所述的加压煮沸器，其中所述蒸发表面包括多个平行的肋。
56.如权利要求55所述的加压煮沸器，其中所述肋竖直延伸。
57.如权利要求56所述的加压煮沸器，其中绕所述蒸发腔体设置有24个或更少的竖直肋，例如22个。
58.如权利要求55至57中任一项所述的加压煮沸器，其中所述肋包括交替凸凹特征部。
59.如权利要求58所述的加压煮沸器，其中所述交替凸凹特征部的曲率半径在I和3mm之间。
60.如权利要求45至59中任一项所述的加压煮沸器，其中所述蒸发腔体是压铸的，优选地由铝压铸。
61.如权利要求45至60中任一项所述的加压煮沸器，其中所述电加热器嵌入所述蒸发腔体的所述壁中。
62.如权利要求45至61中任一项所述的加压煮沸器，其中所述电加热器包括带有护套的加热元件。
63.如权利要求62所述的加压煮沸器，其中所述带有护套的加热元件顺着盘旋或螺旋的路径。
64.如权利要求45至63中任一项所述的加压煮沸器，其中所述煮沸器的质量小于0.6kg，并且其中所述煮沸器设置为使得在运行过程中，所述电加热器和所述蒸发腔体的所述被加热的表面之间的温度梯度小于60°C /mm。
65.如权利要求45至64中任一项所述的加压煮沸器，其中所述加热元件和界定所述蒸发腔体的所述被加热的表面之间的距离大于3_，优选地大于4mm。
66.如权利要求45至65中任一项所述的加压煮沸器，其中界定所述蒸发腔体的所述被加热的表面是亲水性的。
67.如权利要求45至66中任一项所述的加压煮沸器，其中所述煮沸器构造为产生加压的被加热的蒸汽。
68.如权利要求45至67中任一项所述的加压煮沸器，其中所述煮沸器设置为在运行中具有100和500°C之间的温度，优选地105和380°C之间的温度。
69.如权利要求45至68中任一项所述的加压煮沸器，其包括用于聚集蒸汽的装置。
70.如权利要求45至69中任一项所述的加压煮沸器，其中所述煮沸器划分为所述蒸发腔体和蒸汽聚集空间。
71.如权利要求70所述的加压煮沸器，其中所述煮沸器通过设置在所述煮沸器的所述蒸发腔体中的中间构件划分。
72.如权利要求71所述的加压煮沸器，其中所述中间构件提供限定所述蒸发腔体的表面中的一个。
73.如权利要求71或72所述的加压煮沸器，其中所述水入口或管口通过所述中间构件凸出至所述蒸发腔体中。
74.如权利要求45至73中任一项所述的加压煮沸器，其中煮沸器适于存储的可用的能量大于20千焦,优选地大于35千焦,更优选地大于50千焦。
75.一种蒸汽生成器器具，其包括如权利要求45至74中任一项所述的加压煮沸器。
76.如权利要求45至75中任一项所述的蒸汽生成器器具或加压煮沸器，其包括用于将加压的水供给至所述煮沸器的所述水入口或管口的装置。
77.如权利要求76所述的蒸汽生成器器具或加压煮沸器，其中水供给的压力大于0.5bar,优选地大于Ibar,例如大于3bar。
78.如权利要求75、76或77所述的蒸汽生成器器具，其包括蓄存器。
79.如权利要求78所述的蒸汽生成器器具，其中所述蓄存器是加压的。
80.一种用于蒸汽生成器器具的加压煮沸器，其包括电加热器，与所述电加热器良好地热接触的蒸发腔体，水入口，其中所述蒸发腔体的壁包括定位为与所述水入口相对的突起。
81.一种用于蒸汽生成器器具的加压煮沸器，其包括电加热器，与所述电加热器良好地热接触的蒸发腔体，其中所述蒸发腔体具有小于0.6kg的质量，并且在运行过程中设置为使得所述电加热器和所述蒸发腔体的所述被加热的表面之间的温度梯度小于60°C /_。
82.一种蒸汽生成器器具，其包括如权利要求中81所述的加压煮沸器。
83.如权利要求81或82所述的蒸汽生成器器具或加压煮沸器，其包括用于将加压的水供给至所述煮沸器的所述水入口或管口的装置。
84.如权利要求83所述的蒸汽生成器器具或加压煮沸器，其中水供给的压力大于.0.5bar,优选地大于Ibar,例如大于3bar。
85.如权利要求82、83或84所述的蒸汽生成器器具，其包括蓄存器。
86.如权利要求85所述的蒸汽生成器器具，其中所述蓄存器是加压的。
全文摘要
一种用于蒸汽生成器器具的加压煮沸器(1)，其包括蒸发腔体(78)，与该蒸发腔体(78)的壁(70)良好地热接触的电加热器(60)，设置在蒸发腔体(78)的与所述壁(70)分离的盖(72)中的水入口(77)，以及与该水入口(77)流体连通的泵，该泵设置为通过水入口(77)将水供给至蒸发腔体(78)中。
文档编号F01K13/00GK103168151SQ201180049871
公开日2013年6月19日 申请日期2011年10月14日 优先权日2010年10月15日
发明者史蒂文·安东尼·阿什顿, 科林·莫顿, 尼古拉斯·爱德华·吉布斯 申请人:施特里克斯有限公司