專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)供液蒸汽發(fā)生器及其液體高度測(cè)量過(guò)程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)供液的蒸汽發(fā)生器以及一種量測(cè)該發(fā)生器內(nèi)液體高度的裝置。尤其是涉及使用水蒸汽的家用電器，例如熨斗組。它還能用于蒸汽發(fā)生鍋爐。
一種蒸汽發(fā)生器借助于加熱過(guò)程使液體霧化，以便產(chǎn)生能被導(dǎo)出的蒸汽。在一些能自動(dòng)供液的蒸汽發(fā)生器中，液體從供應(yīng)源上升到頂部，儲(chǔ)存在霧化罐狀容器中。對(duì)于這些能自動(dòng)調(diào)節(jié)的發(fā)生器而言，最好在霧化容器中確定一個(gè)適當(dāng)?shù)囊后w界限，從而當(dāng)實(shí)際高度低于該界限時(shí)液體能自動(dòng)供應(yīng)，而當(dāng)實(shí)際高度高于該界限時(shí)能切斷供液。
為使這種裝置安全可靠，必需準(zhǔn)確地知道該蒸汽發(fā)生器容器中所盛液體的數(shù)量。按照這個(gè)觀點(diǎn)，利用液體及相關(guān)蒸汽物理性能之間差別的各種類(lèi)型的傳感器已是眾所周知。尤其是建立在密度、折射指標(biāo)或聲傳遞差別基礎(chǔ)上的許多實(shí)例已被發(fā)現(xiàn)。
一種建立在熱耗散差別基礎(chǔ)上的已知系統(tǒng)因其成本低廉而令人特別感到興趣。它包括以一個(gè)已知功率加熱一個(gè)區(qū)域(該區(qū)域定位在容器內(nèi)部的選定高度界限上)并測(cè)量該加熱區(qū)域的溫度。對(duì)于一個(gè)同樣的耗散功率而言，傳感器處于氣體中時(shí)的平衡狀態(tài)溫度比傳感器處于液體中時(shí)要高，一般相差十度。將測(cè)得溫度與一個(gè)基準(zhǔn)溫度相比較，就能確定傳感器處于什么介質(zhì)中，并推斷液體是否已到達(dá)界限高度。
例如，在歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)EP-A-585.177中就披露了這種傳感器。該文件涉及的是一種液體傳感器，它能量測(cè)在一個(gè)罐中的燃料高度。該傳感器包括一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)恒溫器，它與一個(gè)電阻隨溫度逐漸變化的正溫度系數(shù)恒溫器串聯(lián)。一個(gè)電阻能根據(jù)傳感器內(nèi)的焦耳(Joule)效應(yīng)消耗電功率。該傳感器還包括一種裝置，它能將恒溫器的總電阻值與一個(gè)已確定的界限相比較。
上面披露的熱系統(tǒng)在氣一液平衡狀態(tài)不變時(shí)(例如對(duì)于一個(gè)開(kāi)口的空氣罐而言)能可靠地測(cè)定液體高度。但卻難以使用在具有蒸汽導(dǎo)出的蒸汽發(fā)生器之中。所述導(dǎo)出改變了液體及其壓力蒸汽之間的平衡狀態(tài)，造成沸騰并降低液體的壓力和溫度。因此，無(wú)論該區(qū)域與沸騰液體還是與頂部形成的蒸汽接觸，都能測(cè)出在恒定功率加熱的所述區(qū)域中溫度的下降。但是，由于降低的壓力和蒸汽的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，增加了蒸汽與被加熱區(qū)域的熱交換，從而也增加了熱耗散現(xiàn)象，使得這一區(qū)別不夠明顯。
在一個(gè)容積相當(dāng)小的裝置中，由于沸騰造成的液面凸起會(huì)弄濕傳感器，這也使區(qū)別能力進(jìn)一步減弱。
此外，加熱位于界限高度的區(qū)域以及測(cè)量溫度通常使用電子器械部件來(lái)執(zhí)行，由于這些部件以及線路供電電壓不夠精確，導(dǎo)致該區(qū)別的誤差更大。
因此，這種通常使用的熱傳感器，無(wú)論傳感器處于液體中還是處在沸騰液體上方的蒸汽中，在工作狀態(tài)的蒸汽發(fā)生器中，均提供無(wú)區(qū)別的信號(hào)。
從另一方面來(lái)說(shuō)，在一個(gè)具有高工作溫度(相對(duì)于室內(nèi)溫度而言)的發(fā)生器中，在氣體介質(zhì)中加熱的所述區(qū)域，其溫度在蒸汽導(dǎo)出期間增加較慢。這一缺點(diǎn)對(duì)于間歇使用的設(shè)備，例如熨斗組來(lái)說(shuō)特別不利。
因此本發(fā)明的用途是糾正上述缺點(diǎn)，尤其是提供一種自動(dòng)供液的蒸汽發(fā)生器，它包括一個(gè)指示值與導(dǎo)出狀態(tài)無(wú)關(guān)的熱傳感器。
本發(fā)明涉及一種蒸汽發(fā)生器，它裝備著一個(gè)傳感器，無(wú)論在什么情況下，該傳感器都能清楚地區(qū)分周?chē)且后w還是蒸汽。
本發(fā)明還涉及一種蒸汽發(fā)生器，它包括的熱傳感器能迅速達(dá)到與其接觸的液體或氣體的溫度。
本發(fā)明的用途還在于提供一種裝備著一種簡(jiǎn)單價(jià)廉系統(tǒng)的蒸汽發(fā)生器，所述系統(tǒng)能精確調(diào)節(jié)發(fā)生器容器內(nèi)的液體高度，以便執(zhí)行蒸汽導(dǎo)出。
本發(fā)明的另一個(gè)用途是提供一種量測(cè)液體高度的裝置，該液體盛在自動(dòng)供液蒸汽發(fā)生器的容器之中，所述裝置能可靠地確定液體高度是否達(dá)到一個(gè)預(yù)定的界限高度(包括在蒸汽導(dǎo)出期間)。
按照這個(gè)觀點(diǎn)，本發(fā)明涉及一種自動(dòng)供液蒸汽發(fā)生器，它包括一個(gè)加熱管路，它具有一個(gè)用來(lái)容納液體的容器，至少一個(gè)能汽化液體的容器加熱元件以及用來(lái)從容器中導(dǎo)出蒸汽的裝置，一個(gè)為容器供應(yīng)液體的裝置，一個(gè)高度傳感器，它用來(lái)測(cè)量容器內(nèi)的液體高度，并安置在容器的一個(gè)區(qū)域中，所述區(qū)域位于一個(gè)設(shè)定的界限高度上，借此，傳感器包括能加熱所述區(qū)域的加熱裝置和測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置用來(lái)量測(cè)在所述區(qū)域內(nèi)的溫度并將讀數(shù)與一個(gè)基準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，以便確定液體是否已到達(dá)界限高度。
一個(gè)控制器，它由高度傳感器驅(qū)動(dòng)并對(duì)供應(yīng)裝置起作用，當(dāng)液體的高度低于界限高度時(shí)它將液體自動(dòng)遞送到容器，而當(dāng)液體的高度高于或等于界限高度時(shí)截?cái)噙@種供應(yīng)。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)生器包括動(dòng)作與蒸汽導(dǎo)出有關(guān)的調(diào)節(jié)裝置。因此，在一個(gè)能與基準(zhǔn)溫度比較的變化范圍內(nèi)，高度傳感器的溫度改變與液體高度有關(guān)，而所述基準(zhǔn)溫度處于所術(shù)變化范圍內(nèi)。
在蒸汽導(dǎo)出時(shí)，通過(guò)增加加熱功率或降低基準(zhǔn)溫度，或者對(duì)傳感器的加熱功率起作用，或者對(duì)基準(zhǔn)溫度起作用。
蒸汽導(dǎo)出或者直接由導(dǎo)出控制器，或者由壓力變化，或者由液體溫度變化探測(cè)出。
在平衡狀態(tài)，對(duì)于在給定蒸汽(在上方形成)壓力狀態(tài)下的相應(yīng)液體的給定溫度而言，其變化范圍對(duì)于一個(gè)固定的加熱功率而言是不變的。當(dāng)傳感器處于液體中時(shí)，它的量測(cè)裝置探測(cè)出一個(gè)下位溫度，它高于或等于在傳感器區(qū)域之外的溫度。當(dāng)傳感器處于蒸汽中時(shí)，探測(cè)出的溫度比先前溫度高出十度左右。因此基準(zhǔn)溫度是在溫度變化范圍(它被包括在該最低和最高溫度之間)內(nèi)自然地選定的。
然而，在導(dǎo)出蒸汽時(shí)，該溫度變化范圍改變了；它顯示出降到較低溫度并且在此同時(shí)縮小的趨勢(shì)。本發(fā)明的獨(dú)創(chuàng)性在于基準(zhǔn)溫度被保持在溫度變化范圍內(nèi)，而該溫度變化范圍是一個(gè)改變的范圍。
因此，不僅在液體和氣體之間具有穩(wěn)定平衡狀態(tài)時(shí)，而且值得注意的是液體正在沸騰時(shí)，本發(fā)明都能供應(yīng)有用的信號(hào)。
在一個(gè)本發(fā)明第一實(shí)施例發(fā)生器中，調(diào)節(jié)裝置包括用來(lái)控制被加熱裝置消耗的加熱功率的裝置，在蒸汽導(dǎo)出期間，它能增加所述的加熱功率，而在不進(jìn)行所述導(dǎo)出時(shí)減少所述加熱功率。
由于這種加熱功率增加過(guò)程，溫度變化范圍的降低至少被加熱功率的增加部分補(bǔ)償。
在第一實(shí)施例的第一最佳形式中，蒸汽導(dǎo)出裝置包括導(dǎo)出控制器，而加熱功率控制裝置由導(dǎo)出控制器驅(qū)動(dòng)，并根據(jù)導(dǎo)出控制器分別處于不導(dǎo)出或者導(dǎo)出狀態(tài)，給予加熱功率第一低值或者第二高值。
這個(gè)實(shí)施例特別簡(jiǎn)單，因?yàn)榧訜峁β实脑黾悠鹨蛴谝粋€(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械操作。然而，在不導(dǎo)出蒸汽狀態(tài)給加熱功率一個(gè)低值時(shí)，傳感器的耗損得到限制，并且在不需要時(shí)能量不會(huì)無(wú)益地消耗。
在這種第一實(shí)施例的第一形式中，高度傳感器的加熱裝置最好包括至少一個(gè)加熱電阻，并且控制裝置最好包括一個(gè)與加熱電阻串聯(lián)的面結(jié)合型二極管，一個(gè)電發(fā)生器，它位于包括面結(jié)合型二極管和加熱電阻的組件接線處，并能為加熱電阻供電，一個(gè)與二極管并聯(lián)的開(kāi)關(guān)，它由導(dǎo)出裝置驅(qū)動(dòng)，借此，所述開(kāi)關(guān)在不導(dǎo)出蒸汽狀態(tài)被斷開(kāi)，并在出現(xiàn)導(dǎo)出狀態(tài)時(shí)被閉合，致使高值等于低值的兩倍。
在蒸汽導(dǎo)出期間加熱功率加倍，即使該比率不是最佳值，但卻是完全夠用的。
電發(fā)生器可特別包括一個(gè)主線供電部分。
在本發(fā)明發(fā)生器第一實(shí)施例的第二最佳形式中，蒸汽發(fā)生器包括一個(gè)壓力傳感器，它能量測(cè)容器內(nèi)的蒸汽壓力，并給功率控制裝置遞送一個(gè)取決于壓力的信號(hào)，這些控制裝置產(chǎn)生一個(gè)起減少壓力作用的加熱功率。
由于連續(xù)調(diào)節(jié)，溫度變化范圍大約維持在它的平衡狀態(tài)。
在本發(fā)明發(fā)生器第一實(shí)施例的第三最佳形式中，蒸汽發(fā)生器包括一個(gè)放置在液體中的輔助溫度傳感器，它能量測(cè)液體溫度，并給溫度控制裝置遞送一個(gè)取決于液體溫度的信號(hào)。這些控制裝置產(chǎn)生一個(gè)起減少液體溫度作用的熱功率。
在本發(fā)明蒸汽發(fā)生器第二最佳實(shí)施例中，調(diào)節(jié)裝置包括用來(lái)控制基準(zhǔn)溫度的裝置，它在導(dǎo)出蒸汽期間能降低基準(zhǔn)溫度，并且在不進(jìn)行這種導(dǎo)出狀態(tài)能增加基準(zhǔn)溫度。
因此，不是維持一個(gè)恒定的基準(zhǔn)溫度以及靠近該基準(zhǔn)溫度的溫度變化范圍，而是使基準(zhǔn)溫度跟隨該變化范圍改變。
在這個(gè)第二實(shí)施例的第一最佳形式中，蒸汽發(fā)生器包括一個(gè)放置在液體中的輔助溫度傳感器，它能量測(cè)液體的溫度，并給溫度控制器傳遞一個(gè)取決于液體溫度的信號(hào)，這些控制裝置產(chǎn)生一個(gè)起增加液體溫度作用的基準(zhǔn)溫度。
該基準(zhǔn)溫度最好是液體溫度和一個(gè)設(shè)定溫度界限之和。
在后一種情況下，不是比較在一個(gè)設(shè)定的基準(zhǔn)溫度情況下由高度傳感器量測(cè)裝置檢測(cè)出的溫度，而在高度傳感器和輔助溫度傳感器之間的偏差是主要的興趣點(diǎn)。這個(gè)溫度偏差是與預(yù)定的界限比較，以便控制液體供應(yīng)，因而不再需要考慮蒸汽的壓力變化，從而能利用一個(gè)單獨(dú)的加熱狀態(tài)。
在第二實(shí)施例的第二最佳形式中，蒸汽發(fā)生器包括一個(gè)壓力傳感器，它能量測(cè)容器內(nèi)的蒸汽壓力，并給溫度控制裝置遞送一個(gè)取決于壓力的信號(hào)。這些控制裝置產(chǎn)生一個(gè)起增加液體溫度作用的基準(zhǔn)溫度。
根據(jù)本發(fā)明的蒸汽發(fā)生器最好包括與高度傳感器加熱裝置相連的功率切斷裝置，于是在任何供應(yīng)液體期間使加熱功率為零。
因此，高度傳感器具有兩個(gè)工作狀態(tài)相應(yīng)于將基準(zhǔn)溫度維持在溫度變化范圍之內(nèi)的第一工作狀態(tài)，以及相應(yīng)于在供應(yīng)液體時(shí)切斷加熱功率的第二工作狀態(tài)。第二工作狀態(tài)具有超越第一工作狀態(tài)的優(yōu)先權(quán)，因而在供應(yīng)液體期間加熱功率變?yōu)榱恪?br> 加熱管最好包括位于容器內(nèi)部的“手套指”形狀的套，它被固定在界限高度，并用來(lái)容納高度傳感器。
令人感興趣的是，傳感器包括一種導(dǎo)熱并且電絕緣的材料，在其中埋著量測(cè)和加熱裝置。
本發(fā)明不涉及一種自動(dòng)供液蒸汽加熱器容器內(nèi)部液體高度量測(cè)過(guò)程，該過(guò)程包括下述步驟將一個(gè)容器區(qū)域以一個(gè)預(yù)定的加熱功率進(jìn)行加熱，所述區(qū)域位于一個(gè)設(shè)定的界限高度上，量測(cè)所述區(qū)域中的溫度，將測(cè)得溫度與一個(gè)基準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，以便確定液體的高度是否到達(dá)界限高度，如果液體的高度低于界限高度，給容器供應(yīng)液體，如果液體的高度高于或等于界限高度，關(guān)斷液體供應(yīng)。
該過(guò)程的特征為，溫度變化范圍調(diào)節(jié)與蒸汽導(dǎo)出有關(guān)，傳感器溫度變化與液體高度和基準(zhǔn)溫度有關(guān)，以致于基準(zhǔn)溫度保持在所述轉(zhuǎn)變范圍之內(nèi)。
最好是在給容器供應(yīng)液體時(shí)，關(guān)斷所述區(qū)域的加熱。
下面參照附圖，詳細(xì)介紹本發(fā)明的專(zhuān)門(mén)實(shí)施例，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例限制，其中

圖1是本發(fā)明蒸汽發(fā)生器的縱向剖面圖。
圖2是圖1蒸汽發(fā)生器傳感器的縱向剖面詳圖。
圖3是與圖1蒸汽發(fā)生器有關(guān)的電子控制線路略圖。
在圖1中簡(jiǎn)單描述的蒸汽發(fā)生器包括一個(gè)加熱管路20，它用來(lái)容納一種呈26A形式的液體26并將該液體加熱成一種能被導(dǎo)出的蒸汽27。液體26通常為水。
加熱管路20由一根供應(yīng)軟管17連接到箱1上，箱1能儲(chǔ)存呈26B形式的液體26。箱1還有一個(gè)能加注液體的開(kāi)口19。在這個(gè)選定的特殊實(shí)施例中，箱1的儲(chǔ)存容積約為1升，并由不銹鋼制成。
供應(yīng)軟管17裝備著一個(gè)呈電磁泵形式的供液控制器2，它能精確調(diào)節(jié)箱1對(duì)加熱管路20的液體供應(yīng)量。這個(gè)供液控制器2被連接到一個(gè)控制其運(yùn)行的電子線路33上。
加熱管路20包括一個(gè)容器21，它由被側(cè)壁23加在一起的底面22和上部24組成。例如，該容器21的容積約為1升，并由不銹鋼制成。容器21的上部24包括一個(gè)空氣吸入閥7，它能將在大氣壓力下的室內(nèi)空氣引入容器21內(nèi)部。容器21還裝備著一個(gè)可拆卸塞子4，它可以移開(kāi)以便排放液體、維護(hù)和清理。
加熱管路20還包括多個(gè)焊接在底面22下方的加熱元件5，它們由多個(gè)電阻器組成。在底面22下方還放置著一個(gè)恒溫器8以及一個(gè)安全恒溫器9，它們用來(lái)保證液體26的溫度保持恒定。放置在底面22下方的恒溫器8的用途是阻止在容器21內(nèi)缺少液體26狀態(tài)下加熱，由于箱1內(nèi)液體管不足或者供應(yīng)控制器2失效會(huì)造成這種情況。
安全恒溫器9被安排在恒溫器8失效的情況下起作用。
接觸壓力開(kāi)關(guān)6固定在側(cè)壁23的頂部，它能使蒸汽27保持恒定的壓力并使液體26保持相應(yīng)的溫度。壓力開(kāi)關(guān)6以及恒溫器8、9被連接到加熱元件5上并控制后者的工作。
加熱管路20還包括從容器21內(nèi)部導(dǎo)出蒸汽27供外部使用的裝置，該裝置包括通往容器上部24附近的導(dǎo)出區(qū)3的專(zhuān)用導(dǎo)出軟管16。導(dǎo)出軟管16拐彎穿過(guò)側(cè)壁23并延伸到使用蒸汽27的外部裝置，例如手熨斗上。導(dǎo)出軟管16裝有一個(gè)用來(lái)導(dǎo)出蒸汽的電磁閥10，該電磁閥又連接到一個(gè)導(dǎo)出控制器15上。導(dǎo)出控制器15可以是一個(gè)按鈕裝置，使用者可用它手動(dòng)控制蒸汽提取。
在容器21的側(cè)壁23與供應(yīng)軟管17出口相對(duì)側(cè)面上包括一個(gè)手指狀管子加強(qiáng)物，它定位在容器21的內(nèi)部并構(gòu)成一個(gè)套30。套30具有一個(gè)接近容器21內(nèi)部的端蓋31，并朝外開(kāi)口。它的位置決定容器21內(nèi)液體26的界限高度。套30內(nèi)裝有一個(gè)熱傳感器11，由供應(yīng)動(dòng)力的電線32對(duì)其供電。
圖2詳細(xì)畫(huà)出裝在套30內(nèi)的傳感器11。它包括一個(gè)具有正溫度系數(shù)或者說(shuō)PTC的熱敏電阻12，該熱敏電阻的位置十分接近套30的端部31，其作用是測(cè)量該構(gòu)成物附近的溫度。傳感器11還包括一個(gè)加熱電阻13，它的功能是加熱套30。
加熱電阻13的功率已經(jīng)過(guò)選擇，它高到足以使傳感器11獲得迅速加熱，并且低到足以避免在套30周?chē)霈F(xiàn)大的冒泡效果。
通常，加熱電阻13的數(shù)值為1.5千歐左右，以便在供應(yīng)220伏特交流電壓時(shí)產(chǎn)生大約35瓦的加熱功率。熱敏電阻12以及加熱電阻13各用兩根電線32供電。它們被埋在導(dǎo)熱但電絕緣的樹(shù)脂14之中。
熱敏電阻12、加熱電阻13、供應(yīng)控制器2以及電磁閥10與圖3簡(jiǎn)略畫(huà)出的電子控制線路33相連。
下文中，同電位點(diǎn)用同一個(gè)參考號(hào)標(biāo)出。
電子線路33與電源相連，并且它的上下供電引線分別標(biāo)以A和B。
電磁閥10與一個(gè)第一開(kāi)關(guān)35串聯(lián)，第一開(kāi)關(guān)35可由導(dǎo)流控制器15驅(qū)動(dòng)。
另一方面，加熱元件5與三個(gè)開(kāi)關(guān)36、38和39串聯(lián)，這三個(gè)開(kāi)關(guān)分別由壓力開(kāi)關(guān)6、恒溫器8和安全恒全溫器9驅(qū)動(dòng)。
電子線路33由三個(gè)部分41、42和43組成，它們?cè)趫D3中簡(jiǎn)化成方塊形式。第一部分41相當(dāng)于電子線路33的電源，并與供電引線A、B相連。
第二部分42包括一個(gè)界限測(cè)定器并與熱敏電阻12的第一引線E相連，而熱敏電阻12的第二引線就是低供電引線B，所述第二部分42能測(cè)定熱敏電阻12的引線B、E處的用于基準(zhǔn)溫度的界限電壓，并產(chǎn)生一個(gè)連帶的放大。由于液體與氣體的熱耗散不同，所述放大能區(qū)分在套30附近出現(xiàn)液體26還是蒸汽27。
第三部分43具有開(kāi)關(guān)功能，并能把電供往加熱電阻13或者供液控制器2。值得注意的是它含有一個(gè)雙穩(wěn)開(kāi)關(guān)46，所述開(kāi)關(guān)46與低供電引線B相連并具備兩個(gè)可能的位置。
在第一位置，即所謂供液位置，雙穩(wěn)開(kāi)關(guān)46與供液控制器2的第一引線F接觸，而后者的第二引線是上供電引線A。在第二位置，即所謂加熱位置，雙穩(wěn)開(kāi)關(guān)46與加熱電阻13的第一引線D相接觸。
加熱電阻13以其第二引線C與第五開(kāi)關(guān)45相連，第五開(kāi)關(guān)45能由導(dǎo)出控制器15驅(qū)動(dòng)，從而與上供應(yīng)引線A相連。此外還與開(kāi)關(guān)45并聯(lián)地安置一個(gè)面結(jié)合型二極管44。
在工作期間，箱1先容納一定數(shù)量的液體26，所述液體被設(shè)計(jì)來(lái)供給加熱管路20使用。通常液體26處于箱1的溫度和大氣壓力。最初，開(kāi)關(guān)35和45是開(kāi)啟的，并且雙穩(wěn)開(kāi)關(guān)46處于加熱位置。
該蒸汽發(fā)生器的開(kāi)動(dòng)造成壓力開(kāi)關(guān)6被驅(qū)動(dòng)，在開(kāi)關(guān)36閉合狀態(tài)，壓力開(kāi)關(guān)對(duì)容器21外殼內(nèi)部的所需壓力和溫度發(fā)生影響。當(dāng)超過(guò)最高溫度時(shí)，常閉開(kāi)關(guān)38被恒溫器8斷開(kāi)。在恒溫器8失效時(shí)，由安全恒溫器驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)39以同樣的方式介入。在這個(gè)與手熨斗用水蒸汽有關(guān)的實(shí)施例中，壓力約為3巴。一旦達(dá)到這一壓力，壓力開(kāi)關(guān)6使加熱元件5停止工作。恒溫器8能防止在缺水和壓力不足情況下過(guò)度加熱容器21。在本實(shí)施例中，液體是水，并且使用壓力為3巴，溫度接近于144℃。
只要該蒸汽發(fā)生器已經(jīng)起動(dòng)，電子控制線路33總線上就有電。加熱電阻13從面結(jié)合型二極管44接收經(jīng)過(guò)整流的單相交流電。于是它產(chǎn)生一般為17瓦左右的加熱功率。被加熱電阻13散出的熱在套30周?chē)諝庵泻纳⑾鄬?duì)較少，致使傳感器11的溫度迅速上升。
因此，與加熱電阻13熱接觸的熱敏電阻12，其電阻隨著溫度上升而增加。
熱敏電阻12的引線B、E處的電壓很快變成等于表明氣體出現(xiàn)的界限電壓。電子線路33的第二部分42探測(cè)出這一界限電壓，并使在第三部分43中的雙穩(wěn)開(kāi)關(guān)46離開(kāi)加熱位置到達(dá)供液位置。
于是供液控制器2能供液，并且在此同時(shí)加熱電阻13內(nèi)的電流中斷。
液體26由電磁泵2通過(guò)供應(yīng)軟管17吸入到加熱管路20的容器21之中，致使容器21開(kāi)始充填。
充填容器21的液體在加熱元件5的作用下部分汽化，產(chǎn)生蒸汽27。在沒(méi)有蒸汽導(dǎo)出的情況下液體26的沸騰狀態(tài)足夠低，不會(huì)干擾由傳感器11執(zhí)行的量測(cè)。
由于在供液期間，加熱電阻13不再產(chǎn)生任何熱量，熱敏電阻12的溫度由于自然散熱而逐漸降低，重新回到基準(zhǔn)溫度的下位。電子線路33的第二部分42測(cè)得這一轉(zhuǎn)變，并使第三部分內(nèi)部的雙穩(wěn)開(kāi)關(guān)46離開(kāi)供液位置回到加熱位置。
因此，液體26往容器21的供應(yīng)被中斷，并且在此同時(shí)，加熱電阻13重新開(kāi)始產(chǎn)生熱。上述過(guò)程得以重復(fù)，一次一次地向容器21供應(yīng)液體。從而能控制裝填操作；但是如果它確實(shí)是太急速，加熱管路20的溫度將過(guò)度降低，并且壓力也會(huì)減小。
由于電子線路33將傳感器11的溫度限制在接近基準(zhǔn)溫度的數(shù)值，液體26的供應(yīng)得到控制，從而防止所有的危險(xiǎn)。
液體26的高度繼續(xù)增加，直到與套30接觸。于是液體高度等于界限高度。在此瞬間，由加熱電阻13產(chǎn)生的熱在液體26中散布，以致于熱敏電阻12的溫度保持低于基準(zhǔn)溫度。因此，液體供應(yīng)中止，液面高度穩(wěn)定在界限高度附近。在這個(gè)階段，容器21內(nèi)的液體26與其蒸汽27保持平衡。
在蒸汽導(dǎo)出期間，使用者驅(qū)動(dòng)導(dǎo)出控制器15，后者使第一開(kāi)關(guān)35閉合，從而使電流通過(guò)蒸汽導(dǎo)出電磁閥10，于是能借助于導(dǎo)出軟管16排出蒸汽27。在驅(qū)動(dòng)導(dǎo)出控制器15的同時(shí)開(kāi)關(guān)45閉合，因而短路面結(jié)合型二極管44，致使加熱功率加倍。在這個(gè)實(shí)施例中加熱功率從17瓦增至35瓦、盡管液體26激烈沸騰，借助于蒸汽導(dǎo)出使加熱功率顯著增加能獲得便于使用的信號(hào)。
反之，在不導(dǎo)出蒸汽狀態(tài)使用受限制的加熱功率能避免無(wú)益的附加消耗成本。
尤其是，在不導(dǎo)出蒸汽27狀態(tài)使用的基準(zhǔn)溫度，繼續(xù)提供一個(gè)區(qū)分蒸汽27與液體26的有效標(biāo)準(zhǔn)。確實(shí)，由于進(jìn)一步導(dǎo)出期間溫度普遍降低造成的溫度變化范圍的下降，至少部分地被增加加熱功率所補(bǔ)償。為了將基準(zhǔn)溫度保持在設(shè)定的變化范圍內(nèi)，這一功率加倍證明是足夠的。
一旦導(dǎo)出蒸汽27完成，導(dǎo)出控制器15中止被驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，它同時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)35和45。然后電磁閥10也中止激勵(lì)狀態(tài)，并且加熱電阻13重新通過(guò)面結(jié)合型二極管44供電。
因此，這種根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)供應(yīng)蒸汽發(fā)生器既可靠又經(jīng)濟(jì)，長(zhǎng)時(shí)間使用也不會(huì)磨損和損壞。
根據(jù)圖1蒸汽發(fā)生器的第一變型，壓力開(kāi)關(guān)6產(chǎn)生一個(gè)與容器21內(nèi)蒸汽27的壓力有關(guān)的符號(hào)，并且省略了由二極管44和開(kāi)關(guān)45構(gòu)成的組件。
而且，電子線路33用來(lái)接收由壓力開(kāi)關(guān)6產(chǎn)生的信號(hào)，并且能改變與該信號(hào)有關(guān)電阻器的占空系數(shù)，從而使占空系數(shù)(因此使功率)起到與壓力減少類(lèi)似的功能。
因此，在服務(wù)期間由于蒸汽27的壓力降低，加熱功率在導(dǎo)出蒸汽時(shí)自動(dòng)并連續(xù)地增加，并且在完成導(dǎo)出之后回到一個(gè)穩(wěn)定的較低值。借此，壓力回到其較高和穩(wěn)定的水平。
根據(jù)本發(fā)明的第二變型，電阻器由幾個(gè)固定數(shù)值的電阻器代替。根據(jù)壓力開(kāi)關(guān)6測(cè)定的壓力，一個(gè)或者幾個(gè)電阻器被供電，以便獲得與壓力呈減少關(guān)系的加熱功率。在根據(jù)該第二變型的一個(gè)先進(jìn)而且特別簡(jiǎn)單的實(shí)施例中采用兩個(gè)電阻器。
除了用蒸汽27的壓力進(jìn)行控制之外，功率也可用液體26的溫度進(jìn)行控制，在導(dǎo)出蒸汽27期間，液體26在溫度范圍方面的減少也是明顯的。最好是，根據(jù)一個(gè)本發(fā)明第三變型，在接近容器21底面22處安置一個(gè)不加熱的輔助熱傳感器，它給電子線路33傳遞與液體26溫度有關(guān)的信號(hào)。在對(duì)電阻器的占空系數(shù)起作用或者對(duì)幾個(gè)電阻器的開(kāi)關(guān)起作用時(shí)，電子線路33使加熱功率是這一溫度的減函數(shù)。
更廣泛地說(shuō)本發(fā)明覆蓋任何控制裝置，該裝置能在導(dǎo)出蒸汽27期間增加加熱功率并在不進(jìn)行導(dǎo)出期間減少功率，以便基準(zhǔn)溫度能保持在事先確定的變化范圍之內(nèi)。
如上所述，在供應(yīng)液體26期間，區(qū)域30的加熱被故意中斷。傳感器11的這種第二工作狀況是與第一工作狀況(其要點(diǎn)是根據(jù)導(dǎo)出與否調(diào)節(jié)加熱功率)成對(duì)的。最顯著的是，無(wú)論蒸汽27是否導(dǎo)出，在供應(yīng)液體期間區(qū)域30的加熱被故意中斷。
此外，所述第二工作狀況是任選的，并且能在不喪失本發(fā)明實(shí)質(zhì)的情況下被取消。在這種情況下，供應(yīng)液體26期間加熱功率并不停止，而是根據(jù)正在執(zhí)行的導(dǎo)出，仍處于第一工作狀況。然而，最好還是將第二工作狀況與第一工作狀況結(jié)合起來(lái)，以防傳感器11被過(guò)度加熱。
在本發(fā)明蒸汽發(fā)生器的其它變型中，基準(zhǔn)溫度保持在溫度變化范圍內(nèi)，這不是借助于加熱功率而是直接借助于基準(zhǔn)溫度自身起作用。
因此，根據(jù)一個(gè)本發(fā)明第四變型，在液體26中(最好是靠近容器21的底部22)放置一個(gè)不加熱的輔助熱傳感器，并提供一個(gè)電子線路33，它的信號(hào)取決于液體26的溫度。由加熱電阻13，二極管44以及開(kāi)關(guān)45構(gòu)成的組件被一個(gè)簡(jiǎn)單的加熱電阻替代。線路33能改變基準(zhǔn)溫度，從而起到增加液體26溫度的功能。因此，當(dāng)導(dǎo)出蒸汽27時(shí)，基準(zhǔn)溫度與液體26的溫度同時(shí)減少，并能相對(duì)于溫度變化范圍進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。
在一個(gè)特別簡(jiǎn)單的第五變型中，其裝置與第四變型相似，而線路33適于量測(cè)在高度傳感器11和輔助的熱傳感器之間的溫度差，并將它與一個(gè)設(shè)定的溫度界限進(jìn)行比較，以便控制液體26的供應(yīng)。
這種解決辦法能擺脫在不同蒸汽狀態(tài)的壓力變化，借此只用加熱狀態(tài)就能獲得所需的可靠性。該第五變型最好與傳感器11的第二工作狀態(tài)結(jié)合，而當(dāng)溫度界限被超過(guò)時(shí)，區(qū)域30的加熱中止。
也能根據(jù)蒸汽27的壓力，而不是根據(jù)液體26的溫度來(lái)改變基準(zhǔn)溫度。
還能借助于同時(shí)對(duì)加熱功率和基準(zhǔn)溫度起作用，或者同時(shí)量測(cè)液體26的溫度和蒸汽27的壓力，將出現(xiàn)的不同變型結(jié)合起來(lái)。這種選擇能增加蒸汽發(fā)生器的可靠性，但卻有損于簡(jiǎn)易性。
能在不違背本發(fā)明精神的情況下改變?cè)趯?shí)施例中選定的執(zhí)行條件。因此，容器21內(nèi)由壓力開(kāi)關(guān)6施加的壓力能根據(jù)所需的特殊應(yīng)用來(lái)確定。
除了水密性之外，箱1沒(méi)有任何要求，因而能采用非常經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)。
加熱管路20的容器21能做成各種形狀，如圓筒形、矩形或球形。它的尺寸可比所介紹實(shí)施例的尺寸大得多。它必需用一種容易抵抗高溫高壓的材料制成，在某些場(chǎng)合采用除不銹鋼外的其它材料可能是適當(dāng)?shù)摹?br> 除了作為側(cè)壁23的加強(qiáng)物出現(xiàn)之外，盡管所選定的形狀對(duì)于傳感器11的定位相當(dāng)合理，套30還可采用更加緊湊的形狀。套30也可用與側(cè)壁23不同的材料做成，以便獲得更好的熱傳導(dǎo)。
還能考慮套30具有其它結(jié)構(gòu)。例如它可用板固定在容器21的側(cè)壁23上，但這會(huì)導(dǎo)致加熱功率加大。相反，已選定的指狀能借助于良好定位而減少加熱功率。
套30還能不再靠近側(cè)壁23安置，而是朝向容器21的中心，并安裝一根管以便電線32通過(guò)。根據(jù)一個(gè)特殊實(shí)施例，套30與側(cè)壁23分開(kāi)并能在容器21內(nèi)部運(yùn)動(dòng)。因此傳感器11的位置，不僅是它相對(duì)于側(cè)壁23的排列，還有它在容器21中的高度都可以改變，因此界限高度可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
放置在套30內(nèi)的樹(shù)脂14可用任何導(dǎo)熱和電絕緣的材料替代。例如，所述材料可由陶瓷和礬土粉構(gòu)成。
液體26在實(shí)施例中是水，但也可由任何其它物質(zhì)構(gòu)成，只要它的蒸汽符合需要即可。尤其是，可以為一些碳?xì)浠娜剂稀?br> 用于驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)出控制器15可由一種自動(dòng)系統(tǒng)替代。
正溫度系數(shù)(PTC)熱敏電阻12可用負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻替代。而且，可同時(shí)使用幾個(gè)熱敏電阻。
電子控制線路33很容易由任何其它裝置替代，只要這種裝置能保留在本發(fā)明構(gòu)架內(nèi)并能實(shí)現(xiàn)同樣功能即可。
容器21除了用構(gòu)成加熱元件5的電阻器加熱之外，還能用多根內(nèi)部有高溫流體循環(huán)的管來(lái)加熱。這種熱交換流體可為液體(例加水)或氣體(例如一氧化碳?xì)饣蚝?。所述管一般用多種鐵素體鋼(用于氣體流體)或者不銹鋼(用于液體流體)做成，而且最好安置在容器21內(nèi)并朝向底部22。容器21也可通過(guò)燃燒來(lái)加熱。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)供液的蒸汽發(fā)生器，它包括一個(gè)加熱管路(20)，它具有一個(gè)用來(lái)容納液體(26)的容器(21)、至少一個(gè)能汽化液體(26)的容器(21)加熱元件(5)以及用來(lái)從容器(21)中導(dǎo)出蒸汽(27)的裝置(10，15，16)，一個(gè)為容器(21)供應(yīng)液體(26)的裝置(1，2，17)，一個(gè)高度傳感器(11)，它用來(lái)測(cè)量容器(21)內(nèi)的液體(26)高度，并安置在容器(21)的一個(gè)區(qū)域(30)中，所述區(qū)域(30)位于一個(gè)設(shè)定的界限高度上，借此，所述傳感器(11)包括能加熱所述區(qū)域(30)的加熱裝置(13)和測(cè)量裝置(12)，所述測(cè)量裝置(12)用來(lái)量測(cè)在所述區(qū)域(30)內(nèi)的溫度并將讀數(shù)與一個(gè)基準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，以便確定液體(26)是否已到達(dá)界限高度，一個(gè)供應(yīng)控制器(2)，它由高度傳感器(11)驅(qū)動(dòng)并對(duì)供應(yīng)裝置(1，2，17)起作用，當(dāng)液體(26)的高度低于界限高度時(shí)，它將液體(26)自動(dòng)遞送到容器(21)，而當(dāng)液體(26)的高度高于或等于所述界限高度時(shí)截?cái)噙@種供應(yīng)；其特征為，它包括動(dòng)作與導(dǎo)出蒸汽(27)有關(guān)的調(diào)節(jié)裝置(44，45)，因此在一個(gè)能與基準(zhǔn)溫度比較的變化范圍內(nèi)高度傳感器(11)的溫度改變與液體(26)的高度有關(guān)，而所述基準(zhǔn)溫度處于所述變化范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，所述調(diào)節(jié)裝置(44，45)包括用來(lái)控制加熱功率的裝置，所述加熱功率是由加熱裝置(13)消耗的，在導(dǎo)出蒸汽(27)期間能增加所述加熱功率，并在不進(jìn)行所述導(dǎo)出時(shí)減少所述加熱功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，用來(lái)導(dǎo)出蒸汽(27)的裝置(10，15，16)包括一個(gè)導(dǎo)出控制器(15)，而加熱功率控制裝置(44，45)由導(dǎo)出控制器(15)驅(qū)動(dòng)，并根據(jù)導(dǎo)出控制器(15)處于不導(dǎo)出還是導(dǎo)出狀態(tài)，給所述加熱功率一個(gè)第一低值或第二高值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，高度傳感器(11)的加熱裝置最好包括至少一個(gè)加熱電阻(13)并且所述控制裝置最好包括一個(gè)與加熱電阻(13)串聯(lián)的面結(jié)合型二極管(44)，一個(gè)電發(fā)生器，它位于包括所述面結(jié)合型二極管(44)和加熱電阻(13)的組件接線(A，B)處，并能為所述加熱電阻(13)供電，一個(gè)與二極管(44)并聯(lián)的開(kāi)關(guān)(45)，它由導(dǎo)出裝置(15)驅(qū)動(dòng)，借此，所述開(kāi)關(guān)(45)在不導(dǎo)出蒸汽(27)狀態(tài)被斷開(kāi)關(guān)在出現(xiàn)所述導(dǎo)出狀態(tài)時(shí)被閉合，致使高值等于低值的兩倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，包括一個(gè)壓力傳感器(6)，它能量測(cè)容器(21)內(nèi)的蒸汽(27)壓力，并給功率控制裝置遞送一個(gè)取決于所述壓力的信號(hào)，而所述控制裝置產(chǎn)生一個(gè)起減少壓力作用的加熱功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，包括一個(gè)放置在液體(26)中的輔助溫度傳感器，它能量測(cè)所述液體(26)的溫度，并給所述溫度控制器傳遞一個(gè)取決于所述液體(26)溫度的信號(hào)，而所述控制裝置產(chǎn)生一個(gè)起減少液體(26)溫度作用的加熱功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，所述調(diào)節(jié)裝置包括用來(lái)控制基準(zhǔn)溫度的裝置，它能在導(dǎo)出蒸汽(2)期間降低所述基準(zhǔn)溫度，并在不進(jìn)行所述導(dǎo)出狀態(tài)增加所述基準(zhǔn)溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，包括一個(gè)放置在液體(26)中的輔助溫度傳感器，它能量測(cè)所述液體(26)的溫度，并給所述溫度控制器傳遞一個(gè)取決于所述液體(26)溫度的信號(hào)，而所述控制裝置產(chǎn)生一個(gè)起增加液體(26)溫度作用的基準(zhǔn)溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，所述基準(zhǔn)溫度是液體(26)所述溫度和一個(gè)被設(shè)定界限溫度之和。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，包括一個(gè)壓力傳感器(6)，它能量測(cè)容器(21)內(nèi)的蒸汽(27)壓力，并給溫度控制裝置遞送一個(gè)取決于所述壓力的信號(hào)，而所述控制裝置產(chǎn)生一個(gè)起增加液體(26)溫度作用的基準(zhǔn)溫度。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，包括與高度傳感器(11)的加熱裝置(13)相連的功率切斷裝置(33，46)從而在液體(26)的任何供應(yīng)液體期間使所述加熱功率為零。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，加熱管路(20)包括一個(gè)位于容器(21)內(nèi)部的手套指形狀的套，它被固定在界限高度并用來(lái)容納高度傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的蒸汽發(fā)生器，其特征為，所述傳感器(11)含有一種導(dǎo)熱并且電絕緣的材料(14)，在其中埋著測(cè)量裝置(12)以及加熱裝置(13)。
14.一種自動(dòng)供液蒸汽發(fā)生器容器(21)內(nèi)部液體(26)高度的量測(cè)過(guò)程，其特征為，所述過(guò)程包括下列步驟將一個(gè)容器(21)的區(qū)域(30)以一個(gè)預(yù)定加熱功率進(jìn)行加熱，所述區(qū)域(30)位于一個(gè)設(shè)定的界限高度上，量測(cè)所述區(qū)域(30)中的溫度，將測(cè)得溫度與一個(gè)基準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，以便確定液體(26)的高度是否達(dá)到界限高度，如果液體(26)的高度低于界限高度，給容器(21)供應(yīng)液體(26)，如果液體(26)的高度高于或等于界限高度，關(guān)斷液體供應(yīng)。其特征為，所述區(qū)域(30)的溫度變化范圍調(diào)節(jié)與蒸汽(27)導(dǎo)出有關(guān)，傳感器的溫度變化與液體(26)高度和基準(zhǔn)溫度有關(guān)，以致于基準(zhǔn)溫度保持在所述變化范圍之內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的量測(cè)過(guò)程，其特征為，當(dāng)給容器(21)供應(yīng)液體(26)時(shí)，關(guān)斷所述區(qū)域(30)的加熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)供液的蒸汽加熱器。高度傳感器(11)被安置在位于一個(gè)設(shè)定的界限高度的容器(21)區(qū)域(30)之中。它量測(cè)溫度并將測(cè)得值與一個(gè)基準(zhǔn)溫度比較,以便確定液體(26)是否到達(dá)界限高度。調(diào)節(jié)裝置與蒸汽(27)導(dǎo)出操作有關(guān)地起作用,以致于傳感器(11)的溫度改變與在一個(gè)變化范圍內(nèi)液體高度有關(guān),而基準(zhǔn)溫度保持在該變化范圍內(nèi)。本發(fā)明可應(yīng)用于熨斗組。
文檔編號(hào)F22B1/28GK1170792SQ9612266
公開(kāi)日1998年1月21日 申請(qǐng)日期1996年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月31日
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