專利名稱：水爆式蒸汽產(chǎn)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種蒸氣產(chǎn)生裝置，特別是一種以電直接將水加熱而產(chǎn)生蒸氣的裝置。
加熱在液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程中扮演著相當(dāng)重要的角色，而水的加熱以產(chǎn)生蒸氣在工業(yè)上的應(yīng)用相當(dāng)常見(jiàn)，事實(shí)上水的加熱產(chǎn)生蒸氣應(yīng)用于日常的生活中更是屢見(jiàn)不鮮，例如蒸氣消毒、凈水器或蒸溜水產(chǎn)生器乃至日常各種食品加熱等等，均是利用水產(chǎn)生高溫蒸氣；雖然一般而言，它們?cè)跇?gòu)造的體積、規(guī)格大小方面或有別，但總的來(lái)說(shuō)形式上大致相同。
一般水轉(zhuǎn)換為蒸氣的方式，早期是利用木頭、木炭及至利用煤氣(瓦斯)等為燃料來(lái)加熱，時(shí)至今日則是利用電熱方式加熱，其中燃料的性質(zhì)有別，以電熱方式加熱水使其沸騰產(chǎn)生蒸氣在現(xiàn)代社會(huì)中是屬于較無(wú)污染、較易控制及較安全的方式；一般的電熱結(jié)構(gòu)多是利用電熱管或電熱線對(duì)容器內(nèi)的水加熱而使其產(chǎn)生蒸氣，此種結(jié)構(gòu)使用雖然已有一段時(shí)間了，但其仍有下列缺點(diǎn)1.所需的時(shí)間較長(zhǎng)一般的電熱方式皆是要使水經(jīng)由常溫→升溫→沸騰→液體表面產(chǎn)生蒸氣等步驟，故其所需的時(shí)間較長(zhǎng)。
2.能源損耗量增加一般電熱方式在蒸發(fā)前得先提高加熱器及欲蒸發(fā)的全部水量至蒸發(fā)所需的溫度，不但會(huì)產(chǎn)生廢熱而影響環(huán)境，同時(shí)也會(huì)浪費(fèi)較多的能量，在電能的使用效率上，并不很高。
3.安全性的考慮傳統(tǒng)的電熱結(jié)構(gòu)，其加熱體與被加熱的水之間不論是直接接觸或間接接觸，當(dāng)水已因不斷蒸發(fā)而干涸時(shí)，加熱體如繼續(xù)加熱，將導(dǎo)致容器或加熱體本身的損毀甚至因此而造成起火等災(zāi)害，所以在安全性方面是傳統(tǒng)電熱加熱系統(tǒng)必須考慮的重要問(wèn)題，為克服此種問(wèn)題，乃產(chǎn)生許多缺水或溫度控制構(gòu)件，對(duì)使用者而言無(wú)形之中增加許多成本。
4.加熱體的壽命短一般的加熱體不論其對(duì)水的加熱形式為何，但其均是藉加熱體本身產(chǎn)生熱能，而在大氣中由于加熱體自身產(chǎn)生熱能，故在使用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氣化而有使用壽命的限制，以一般的電熱線而言，其使用壽命皆不會(huì)太長(zhǎng)，對(duì)使用者產(chǎn)生更換的不便及費(fèi)用的增加。
5.其他傳統(tǒng)電熱裝置在將液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的過(guò)程里，在與空氣加熱的過(guò)程中，也會(huì)因加熱過(guò)程而耗掉許多氧氣，對(duì)于較小空間的使用場(chǎng)合，并不見(jiàn)得實(shí)用。
本實(shí)用新型為解決上述的問(wèn)題，乃積極努力，在幾經(jīng)試驗(yàn)后終有本實(shí)用新型的產(chǎn)生。
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種利用電直接對(duì)水加熱而產(chǎn)生蒸氣的裝置。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步的目的在于提供一種一旦被加熱的水干涸而未能及時(shí)補(bǔ)充時(shí)可自動(dòng)切斷電源的蒸氣產(chǎn)生裝置。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種使用壽命長(zhǎng)的蒸氣產(chǎn)生裝置。
本實(shí)用新型系用以下方式實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的該裝置包括至少各具有一電極板的、并于其間注入一定量的水于電極板連接電源后利用電極板間的水形成電回路并藉此對(duì)電極板間的水直接加熱使之膨脹形成氣泡進(jìn)而迅速產(chǎn)生蒸氣的電極組。在該裝置中，注入水量的水位距電極板頂部有一距離而保持一空間。在連接單相電源時(shí)，電極組至少具有兩組電極，在連接三相電源時(shí)，電極組至少具有三組電極。并且，在該裝置中，電極板設(shè)置于一四周絕緣封閉的空間，而其底部設(shè)有進(jìn)水通管，電極板的側(cè)邊設(shè)置有水槽，一給水筒倒置于水槽上，水槽底部有通管與電極板相通。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)由于系利用水本身直接作為被加熱的主體，故其具有下列的優(yōu)點(diǎn)1.加熱產(chǎn)生蒸氣的速度方面由于本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)無(wú)需預(yù)熱，且其加熱方式非傳統(tǒng)先以加熱器產(chǎn)生溫度再加熱的方式，在通以電源后，直接在電極板間的水份加速加熱而迅速產(chǎn)生爆炸效果，形成氣泡而產(chǎn)生蒸氣，依實(shí)驗(yàn)證明可在短短數(shù)秒鐘產(chǎn)生蒸氣，較之一般傳統(tǒng)的加熱產(chǎn)生蒸氣方式有極大的差別。
2.在使用安全性方面由于本實(shí)用新型的使用系直接對(duì)水加熱并以其為加熱體，一旦存在于電極板間的水份用盡或干涸，則整個(gè)電源回路便會(huì)自動(dòng)被切斷，故可自動(dòng)停止加熱，而無(wú)任何安全上的顧慮；較之傳統(tǒng)的加熱方式于水份干涸時(shí)，加熱器不致繼續(xù)工作而無(wú)燒毀之慮，因此也不需要其他的溫度或缺水警告電子控制裝置。
同時(shí)，因?yàn)楸緦?shí)用新型具有自適應(yīng)式導(dǎo)電功能，除了在水用盡時(shí)會(huì)自動(dòng)停止工作外，電極板間的電流量也是與水量多少成正比，水只是尚未進(jìn)入電極板間，可依然保持常溫。
3.在使用壽命方面本實(shí)用新型并無(wú)加熱器的裝置，系直接利用注入電極板間的水作為加熱及被加熱的主體，故在使用過(guò)程中，并無(wú)加熱器使用壽命的問(wèn)題，另一方面本實(shí)用新型的使用也不會(huì)產(chǎn)生廢熱。
4.其他本實(shí)用新型可使用于密閉回路中，在產(chǎn)生蒸氣后可轉(zhuǎn)換成熱風(fēng)再變成液態(tài)狀，以達(dá)到再蒸發(fā)連續(xù)使用的目的，而其間亦不致產(chǎn)生耗氧過(guò)程同時(shí)本實(shí)用新型可在瞬間產(chǎn)生強(qiáng)勁爆發(fā)力，可使用較高的電壓以提高能源使用效率，達(dá)到隨時(shí)開(kāi)啟、隨時(shí)啟用的特殊功能。
為更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式及其它的目的，特舉幾個(gè)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖詳述于后。


圖1為本實(shí)用新型應(yīng)用于單相電源的實(shí)施例分解圖。
圖2為
圖1實(shí)施例的外觀圖。
圖3為本實(shí)用新型應(yīng)用于單相電源的另一實(shí)施例分解圖。
圖4為圖3實(shí)施例的外觀圖。
圖5為本實(shí)用新型應(yīng)用于三相電源的實(shí)施例平面圖。
圖6為本實(shí)用新型設(shè)置有給水裝置的實(shí)施例的平面圖。
圖7為本實(shí)用新型設(shè)置有給水裝置的實(shí)施例俯視圖。
圖8為本實(shí)用新型設(shè)置有給水裝置的實(shí)施例其電極板的平面圖。
圖1為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例之一，它是以較小形式的規(guī)模作為說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)例，本實(shí)用新型實(shí)施時(shí)至少需具有兩片以上的電極板(1)、(2)，圖中所示的系以兩組電極共四片為例，乃是以室內(nèi)單相110伏特的電源為實(shí)施例，如利用三相電源亦可以下列方式類推之，電源線(4)的兩端分別連接于兩電極板(1)、(2)；為利于裝設(shè)，電極板(1)、(2)的同一邊于上、下方相異位置處設(shè)有缺口(13)、(23)，兩電極板(1)、(2)分別于其缺口(13)、(23)相對(duì)處及中央部位各設(shè)有孔(11)、(12)、(21)、(22)；配合參看圖2，于組合時(shí)，本實(shí)用新型系各電極板(1)、(2)間夾設(shè)墊片(3)，于墊片(3)中央部位亦設(shè)有孔(31)，藉一螺釘(32)先穿套絕緣的瓷套(34)后再穿過(guò)各電極板(1)、(2)的中央孔(12)、(22)及墊片(3)的孔(31)后配合一螺帽(33)結(jié)合之，而組合成一電極組的結(jié)構(gòu)，由于各電極板(1)、(2)間夾設(shè)有墊片(3)故電極板(1)、(2)間系獨(dú)立而不接觸。
待電極板(1)、(2)組合完成后，以兩金屬桿(51)、(52)穿設(shè)于連接座(5)上并以螺帽(53)分別與電源線(4)的兩條電源電極相接，該金屬桿(51)、(52)的另一端則穿過(guò)各電極板(1)、(2)的孔(11)、(12)，如在實(shí)施時(shí)，兩電極板(1)、(2)各具有多片結(jié)構(gòu)，則因電極板(1)、(2)各具缺口(13)、(23)，故與金屬桿(51)、(52)結(jié)合后，多片電極板(1)、(2)構(gòu)成的電極均可保持獨(dú)立而不會(huì)相互接觸；如圖2，本實(shí)用新型于各構(gòu)件組合后，再于整個(gè)構(gòu)造的外部包覆外殼。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)中較佳的實(shí)施例是電極板(1)、(2)系采用上、下方的垂直設(shè)計(jì)，而可于外殼的底部或靠近底部的側(cè)邊設(shè)置有進(jìn)水孔(圖中未示)，進(jìn)水孔可配合外部的液體流量控制機(jī)構(gòu)，以保持于各電極板(1)、(2)的水位于一定值，對(duì)于使用者而言可免除注入水量的不便。
利用單相電源的另一實(shí)施例如圖3及圖4所示，此較佳實(shí)施例可依尺寸適用于各形式的實(shí)施情況，這種實(shí)施例將各電極板(1)、(2)設(shè)置于兩絕緣片(9)之間，各絕緣片(9)相對(duì)的內(nèi)側(cè)面均設(shè)置有槽(91)供各電極板(1)、(2)間隔放入，其中于兩絕緣片(9)上端分設(shè)有剖槽(92)、(93)，唯不同是絕緣片(9)其剖槽(92)、(93)位置恰為間隔設(shè)置，兩電極板(1)、(2)于一側(cè)突設(shè)有凸片(17)、(27)，分別可放入各剖槽(92)、(93)，因此形成兩電極板(1)、(2)分別以其凸片(17)、(27)伸出兩絕緣片(9)，另于兩絕緣片(9)的外側(cè)，安排有兩組導(dǎo)電塊(61)、(62)，此兩導(dǎo)電塊(61)、(62)分別連接電源的兩端，以導(dǎo)電塊(61)為例(另一導(dǎo)電塊亦同)，其系由上、下兩導(dǎo)電體(611)、(612)所組合，相對(duì)于剖槽(92)處亦設(shè)置有槽，因此當(dāng)凸片(17)伸出時(shí)，恰可經(jīng)由兩導(dǎo)電槽(611)、(612)夾合，藉螺釘(35)結(jié)合兩導(dǎo)電體。
本實(shí)用新型適用于三相電源的實(shí)施例如圖5所示，大體的構(gòu)件安排與圖3及圖4的實(shí)施例相同，唯于絕緣片(9)的兩側(cè)所安排的導(dǎo)電塊(63)～(65)具有三組分隔的安排，以便適于用三相電源。
以一般家用自來(lái)水而言，會(huì)因?yàn)楦鞯貐^(qū)水質(zhì)的不同，水的導(dǎo)電率p亦會(huì)有所變化，以平均而言，一般自來(lái)水的導(dǎo)電率p會(huì)在5000～10000μΩ／cm之間，故將水加入本實(shí)用新型設(shè)置的電極板(1)、(2)間，以其作為導(dǎo)體，當(dāng)電極板(1)、(2)間的電壓加入后，電流將會(huì)經(jīng)由電極板(1)→水→電極板(2)的途徑造成回路，故電流流經(jīng)水后將因其本身微小的阻抗產(chǎn)生熱量，而使存在于電極板(1)、(2)間的水因熱而膨脹，如同爆炸般迅速地在電極板(1)、(2)間產(chǎn)生氣泡，而持續(xù)的電流導(dǎo)通將使此種加熱→產(chǎn)生氣泡的循環(huán)持續(xù)進(jìn)行，因而以極短的時(shí)間便會(huì)形成蒸氣。由于電極板間的水所形成的電阻值因有很多客觀的因素不易以表列方式求得，例如實(shí)際的電阻值會(huì)因?yàn)檎舭l(fā)的過(guò)程和進(jìn)水量以及在電極間產(chǎn)生的氣泡數(shù)而產(chǎn)生變化等……，唯在理論上水在電極板(1)、(2)間的導(dǎo)電率為p＝a*p2*(2＋s)／2(1－s)其中a為電極板間的水量。
p2為水在電極板(1)、(2)間無(wú)蒸氣氣泡時(shí)的導(dǎo)電率。
s為電極板間蒸氣氣泡的占有比率。
而在水位正常情況下，氣泡在電極板(1)、(2)間的足夠空間內(nèi)系連續(xù)而重疊，故其導(dǎo)電率才會(huì)符合再度導(dǎo)通電流而再加熱的要求。
在實(shí)際的試驗(yàn)中，設(shè)計(jì)人發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型經(jīng)試制成樣品試驗(yàn)，在連接110伏特的電壓后，在短短數(shù)秒種后，即可以有蒸氣產(chǎn)生，完全無(wú)任何使用上的問(wèn)題；當(dāng)然，如果電源連接220伏特的電壓，則產(chǎn)生蒸氣的速度將會(huì)更快。
由于本實(shí)用新型的電流系直接流過(guò)產(chǎn)生熱能的水本身，而加諸于兩電極板(1)、(2)間的電壓便成為一個(gè)可以控制產(chǎn)生蒸氣速度的因素，經(jīng)以試驗(yàn)用樣品證明，如將電壓由110伏特改變?yōu)?20伏特，直接產(chǎn)生蒸氣的速度將更為迅速，可在短短2、3秒鐘內(nèi)即可產(chǎn)生蒸氣，故電壓的大小系與流經(jīng)水的電流量成正比，因而可直接調(diào)整電壓的大小配合使用的水容量，靈敏地控制蒸氣量產(chǎn)生的大小，使本實(shí)用新型在即有的優(yōu)點(diǎn)下，更具有使用經(jīng)濟(jì)的特性。
為更具體的說(shuō)明本實(shí)用新型的其他實(shí)施例，茲以圖6至圖8配合一簡(jiǎn)易的給水方式，闡述具體的實(shí)施結(jié)構(gòu)；如圖6，于一絕緣座體(7)的底部設(shè)有嵌座(71)，該嵌座(71)具有系列的槽構(gòu)，該等槽溝的寬度系配合電極板(1)、(2)的厚度而其數(shù)目亦與電極板(1)、(2)的片數(shù)相符，如圖7及圖8所示，電極板(1)、(2)的一邊上方系呈外凸?fàn)睿渫钩霾糠菰O(shè)有一螺孔(15)、(25)，同時(shí)于螺孔(15)、(25)外加厚并設(shè)有螺座(14)、(24)，電極板(1)、(2)仍是以垂直方式置入座體(7)內(nèi)，除系設(shè)置于嵌座(71)外，兩電極板(1)、(2)排列于座體(7)內(nèi)系以不同組的電極板(1)或(2)以不同的方向設(shè)置，如圖7所示，且于座體(7)側(cè)邊配合分設(shè)有邊槽供電極板(1)、(2)嵌設(shè)，待組合后，藉螺桿(72)可分別穿過(guò)不同組的電極板(1)或(2)結(jié)合之，籍上述結(jié)構(gòu)將電極板(1)、(2)設(shè)置于座體(7)的封閉空間。
如圖6，緊臨于座體(7)的旁邊設(shè)有一水槽(8)，其上可倒置一給水筒(83)，水槽(8)的底部設(shè)有通管與座體(7)的底部相通，而于水槽(8)的上方設(shè)有一孔(81)，以此簡(jiǎn)易的給水方式，可使該座體(7)及水(8)保持相等的水位，當(dāng)座體(7)內(nèi)的水因?yàn)椴粩嗾舭l(fā)而減少時(shí)，水槽(8)的液面亦將隨之降低，一旦液面低于給水筒(83)的瓶口時(shí)，空氣自孔(81)導(dǎo)至給水筒(83)內(nèi)，使給水筒(9)的水量由通管(82)流至座體(7)內(nèi)，藉此保持座體(7)具有一定的液面高度。
如圖8，在此實(shí)施例中的電極板(1)、(2)其底部具有一缺口(16)、(26)，圖8上的虛線系嵌座(71)大概的嵌合高度，于各嵌座(71)上相對(duì)于此缺口(16)、(26)亦具有缺口(圖中未示)，故當(dāng)水槽(8)的水經(jīng)由通管(82)流至座體(7)底部時(shí)，亦可藉此流至各電極板(1)、(2)間；在較佳的實(shí)施例中，座體(7)的液面高度最好不要超過(guò)電極板(1)、(2)高度的百分之四十，以使保留有足夠的空間，而可迅速產(chǎn)生蒸氣。
權(quán)利要求1.一種水爆式蒸氣產(chǎn)生裝置，其特征在于它包括至少各具有一電極板的、并于其間注入一定量的水于電極板連接電源后利用電極板間的水形成電回路并藉此對(duì)電極板間的水直接加熱使之膨脹形成氣泡進(jìn)而迅速產(chǎn)生蒸氣的電極組。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸氣產(chǎn)生裝置，其特征在于所述水的水位距所述電極板頂部有一距離而保持一空間。
3.如權(quán)利要求1所述的蒸氣產(chǎn)生裝置，其特征在于所述電極組在連接單相電源時(shí)，它至少具有兩組電極；在連接三相電源時(shí)，它至少具有三組電極。
4.如權(quán)利要求1所述的蒸氣產(chǎn)生裝置，其特征在于電極板設(shè)置于一四周絕緣封閉的空間，而其底部設(shè)有進(jìn)水通管，電極板的側(cè)邊設(shè)置有水槽，一給水筒倒置于水槽上，水槽底部有通管與電極板相通。
專利摘要本實(shí)用新型為一種水爆式蒸汽產(chǎn)生裝置，它至少裝設(shè)有兩電極板(1)、(2)，在兩電極板間注入一般使用的水，各電極板為不同的電源極性，利用電壓加諸于電極板間，以水為導(dǎo)體而對(duì)之加熱，以形成氣泡進(jìn)而迅速產(chǎn)生蒸汽。它用于將水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝倪^(guò)程中，例如蒸汽消毒、凈水器或蒸餾水產(chǎn)生器乃至日常各種食品加熱等等。
文檔編號(hào)F22B1/00GK2086850SQ9022432
公開(kāi)日1991年10月16日 申請(qǐng)日期1990年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月28日
發(fā)明者陳永興 申請(qǐng)人:陳永興