一种除水垢的蒸汽发生装置的制作方法

本发明涉及蒸汽电器的技术领域，更具体地，涉及一种除水垢的蒸汽发生装置。

背景技术：

蒸汽发生器是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。蒸汽发生器按照体积大小分类，又可分为即热式蒸汽发生器和锅炉式蒸汽发生器。即热式蒸汽发生器属于小设备，主要用于日常生活中；而锅炉式蒸汽发生器一般应用于工业生产中，如火电站、船舶、机车和工矿企业等。即热式蒸汽发生器采用直流蒸汽发生技术，使自来水一经热交换就瞬间产生蒸汽，实现了即开即热，无需预热，安全方便的有益效果。

随着科技的发展，即热式蒸汽发生器在人们生活中的应用越来越广泛，人们对即热式蒸汽发生器的要求也越来越高，但现有即热式蒸汽发生器产生的蒸汽温度低，干度小；热能利用不充分、加热出汽效率低，汽化效果不理想，不便于使用，达不到人们的要求。因此，现有的即热式蒸汽发生器的结构急需得到改进。

另一方面，现有的蒸汽发生器在使用一段时间后，由于水加热后，水中的杂质转化成水垢，水垢粘合在蒸汽发生器的内部流道和出汽孔中。长期下来，发热主体表面大部分区域均被水垢覆盖，影响传热效果，增加了蒸汽发生器的能耗，水垢堵塞会影响蒸汽发生器的功能，严重时还可能发生爆炸危险。

技术实现要素：

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种除水垢的蒸汽发生装置，用于解决传统蒸汽发生装置容易结垢堆积且无法及时依靠自身力量排出及结垢后无法手动清理导致无法正常使用、加热出汽效率低、汽化效果不理想的问题。

本发明采取的技术方案是，一种除水垢的蒸汽发生装置，包括腔体、设置在腔体内的阀芯、设置在腔体外的高频电磁线圈，阀芯与腔体之间留有第一加热通道，阀芯内部设有第二加热通道，所述高频电磁线圈与外置的电源主板电连接，产生交变电场，涡流使腔体和阀芯快速升温，所述腔体底部设置有进水口，所述进水口与所述第一加热通道连通，所述阀芯顶部设置有蒸汽出口，所述阀芯上部侧壁设置有通孔；其中，水流从进水口流入第一加热通道，经过第一加热通道的快速加热产生的蒸汽通过所述通孔进入第二加热通道进一步加热，再从蒸汽出口喷出。

本技术方案中，腔体外的高频电磁线圈与外置的电源主板电连接，产生交变电场，由于涡流作用，第一加热通道和第二加热通道的壁面发热产生热量，水流从进水口进入第一加热通道后被加热，由于第一加热通道狭窄，水迅速沸腾，产生压力，水沸腾产生的水汽混合物在第一加热通道内加热后水汽混合物的含水量大大降低，在压力的作用下经通孔进入第二加热通道，流入第二加热通道后，进一步加热，当第二加热通道内的蒸汽堆积满整个通道后，根据流体流动原理及伯努利原理，汽化后蒸汽通过几次速度及通经截面积的变化，混合蒸汽变成饱和蒸汽，由于第二加热通道内壁和外壁为涡流加热体，所以在第二加热通道也会高效率的加热，且其内部为密闭的，当压力达到一定程度时从蒸汽出口喷出，该技术方案将水在狭长的第一加热通道内加热，使得水流被均匀加热，加热效率快，产生蒸汽的速度也因此加快，在第一加热通道加热后产生的蒸汽进入第二加热通道内进一步加热，确保了喷出的蒸汽达到饱和状态，汽化效果理想，另外，蒸汽的流动及第一加热通道内部的压力，使得第一加热通道内的水垢形成物随着蒸汽的运动而不附着在第一加热通道壁面上，水垢形成物随着蒸汽的流动最终从蒸汽出口流出，解决了水垢堆积及无法及时依靠自身力量排出的问题。

本技术方案中，整个加热过程中，水流及蒸汽混合物包裹着核心的阀芯外壁。可以将温度更有效的控制在合理范围之内，避免风险产生。

进一步地，所述腔体内壁和所述阀芯外壁壁面光滑。

本技术方案中，所述腔体内壁和所述阀芯外壁壁面光滑，光滑的壁面使得水垢难以附着，水垢不易在壁面上形成堆积，加热通道顺畅使得流体流通效率高，水垢形成物因难以附着在第一加热通道的壁面上，流体流动过程中，随着蒸汽一起从蒸汽喷口流出，带离蒸汽发生装置，使得蒸汽发生装置内的水垢得到及时清理，避免了因水垢堆积在第一加热通道内而引起堵塞，保证了蒸汽发生装置的性能，使得蒸汽发生装置内流体流动顺畅，确保蒸汽产生的速度及质量。

进一步地，所述阀芯上部设有导流阀体，所述导流阀体包括相连接的第一导流阀体和第二导流阀体，所述第一导流阀体位于第二导流阀体上方，所述第一导流阀体内设置有止回单向阀，第一导流阀体顶部为蒸汽喷口，所述第二导流阀体内设置有蒸汽出汽通道，所述第二导流阀体延伸至第二加热通道内；所述第二导流阀体能将由通孔进入的蒸汽导至第二加热通道内。

本技术方案中，第二加热通道产生的饱和蒸汽流入蒸汽出汽通道，由于蒸汽出汽通道口径较小，根据伯努利原理，饱和蒸汽进入蒸汽出汽通道时，流速变快，使得被止回单向阀隔开的蒸汽出汽通道和蒸汽出口两端产生压强差，止回单向阀由于压强差打开，饱和蒸汽经蒸汽出汽通道和止回单向阀从蒸汽出口喷出，止回单向阀的设置，防止了蒸汽出口外部水流和气体流入，确保了蒸汽的饱和度。

本技术方案中，第二导流阀体延伸至第二加热通道内，第二导流阀体积小于第二加热通道，与第二加热通道上部侧壁形成空间，该空间使得第一加热通道中的蒸汽经过通孔进入第二加热通道后，往下流动至第二加热通道底部进一步加热，防止从第一加热通道流入第二加热通道的不饱和蒸汽未经第二加热通道的进一步加热直接流经蒸汽出汽通道从蒸汽出口喷出，第二导流阀体的设置提高了蒸汽流出的压力和温度，保证了喷出的蒸汽为高温高压饱和蒸汽。

进一步地，所述通孔沿所述阀芯上部侧壁周向设有若干个，提高蒸汽的流通效率。

进一步地，所述第二加热通道内设置有纵向隔离件，将第二加热通道分隔为若干个纵向的腔室，所述隔离件高度低于所述第二导流阀体的下端。

本技术方案中，通过纵向隔离件将第二加热通道分隔为若干个纵向的腔室，腔室的体积比第二加热通道的体积小，腔室内的蒸汽流向更加稳定，受热更加均匀，若干个腔室与若干个通孔的配合，加快了饱和蒸汽的形成速度，汽化效果更加理想。

本技术方案中，所述隔离件上设置有温控装置，温控装置通过监测第二加热通道内的蒸汽温度，进而调整加热功率，确保加热通道内的温度足以快速产生饱和蒸汽。

进一步地，所述第一加热通道按照水流经过时的变化状态分为初级形态转化室、中端膨胀室和后级汽化室，所述初级形态室用于加热水体，产生水汽混合物，所述中端膨胀室用于加热水汽混合物，产生初级蒸汽，所述后级汽化室用于进一步加热初级蒸汽，初级蒸汽经过通孔进入第二加热通道再进一步加热形成饱和蒸汽从蒸汽出口喷出。

本技术方案中，由于涡流作用第一加热通道的壁面加热，水流入第一加热通道时，被快速加热，此时，水流处于第一加热通道的初级形态转换室，被加热的水流体积变大，转换成水汽混合物，水汽混合物应体积发生变化而不断向上流动，进入中端膨胀室进一步加热，水汽混合物含水量减少，形成初级蒸汽，再继续往上流动，进入后级汽化室，初级蒸汽再进一步加热，使得初级蒸汽含水量大大降低，含水量降低的初级蒸汽进入第二加热通道，流入第二加热通道底部进一步加热后，形成饱和蒸汽，向上流动，经过蒸汽出汽通道、止回单向阀，从蒸汽出口喷出。

进一步地，所述腔体为导流高压石英管，其光洁度极高，由于流体的粘度，水垢不易黏附在导流高压石英管上，使得产生的水垢形成物在自身的运动压力下被带出蒸汽发生装置，从而减少了水垢，而黏附在阀芯外壁的少量水垢，在拆卸后，可直接对阀芯进行清洗。

进一步地，所述腔体与高频电磁线圈之间设置有用于安装高频电磁线圈的线圈支架，所述高频电磁线圈的外壁设有用于屏蔽电磁辐射的屏蔽磁条。

进一步地，所述腔体与所述线圈支架之间设置有隔热腔，隔热腔设置有隔热件。本技术方案中，隔热腔设置在加热通道与高频电磁线圈之间，使得腔体和阀芯由于涡流作用加热产生作用于第一加热通道和第二加热通道，而不被散发，同时，也保证蒸汽发生装置外部不会因热量的散发而温度过高，保证了蒸汽发生装置的使用安全性。

本发明的腔体上部与阀芯上部通过螺母连接，通过前端端盖与第一密封圈、后端端盖与第二密封圈，将阀芯、腔体、隔热腔、线圈支架连接组成一个蒸汽发生装置，使得加热通道内气密性良好，另一方面，通过将其从前端端盖处联接螺母处将阀芯拆下后，可以清洁腔体内壁及阀芯外壁上残留的水垢，可拆卸的结构及光滑的壁面使得清洁工作更简便。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本技术方案将阀芯设在腔体内，通过阀芯与腔体之间的第一加热通道供水流通过，且利用涡流原理，使水流在通过狭窄的第一加热通道过程中不断受热蒸发，狭窄的空间使得水流的加热更加均匀更加充分，使得水流快速沸腾，蒸汽进入第二加热通道后进一步加热蒸发为饱和水蒸气，具有加热效率快、出汽容量大且安全可靠的有益效果。

本技术方案中，腔体的内壁与阀芯的外壁光滑，使得水垢难以附着，水垢不易在壁面上形成堆积，加热通道顺畅使得流体流通效率高，水垢形成物因难以附着在第一加热通道的壁面上，流体流动过程中，随着蒸汽一起从蒸汽喷口流出，带离蒸汽发生装置，使得蒸汽发生装置内的水垢得到及时清理，避免了因水垢堆积在第一加热通道内而引起堵塞，保证了蒸汽发生装置的性能，使得蒸汽发生装置内流体流动顺畅，确保蒸汽产生的速度及质量，另外，可拆卸的阀芯使得腔体内壁和阀芯可进一步地得到清洗，保证蒸汽发生装置长期维持最佳的工作状态。

附图说明

图1为本发明的剖面图。

图2为本发明的流体流向示意图。

附图标记：进水口1、蒸汽出口2、腔体3、前端端盖31、第一密封圈32、第二密封圈33、后端端盖34、阀芯4、通孔41、第二加热通道42、导流阀体43、第一导流阀体431、止回单向阀4311、第二导流阀体432、蒸汽出汽通道4321、螺母44、隔离件45、第一加热通道5、初级形态转化室51、中端膨胀室52、后级汽化室53、隔热腔6、高频电磁线圈7、线圈支架8、屏蔽磁条9。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种除水垢的蒸汽发生装置，包括腔体3、设置在腔体3内的阀芯4、设置在腔体3外的高频电磁线圈7，所述腔体3与高频电磁线圈7之间设置有用于安装高频电磁线圈7的线圈支架8，所述高频电磁线圈7的外壁设有用于屏蔽电磁辐射的屏蔽磁条9，所述腔体3与所述线圈支架8之间设置有隔热腔6，腔体3上部与阀芯4上部通过螺母44连接。

具体地，阀芯4的体积略小于腔体3内部容积，阀芯4与腔体3之间留有狭长的第一加热通道5，阀芯4内部设有第二加热通道42，腔体3底部设置有进水口1，所述进水口1与所述第一加热通道5连通，所述阀芯4顶部设置有蒸汽出口2，所述阀芯4上部侧壁设置有通孔41，隔热腔6内设置有温控装置。

具体地，所述第一加热通道5按照水流经过时的变化状态分为初级形态转化室51、中端膨胀室52和后级汽化室53。

具体地，所述阀芯4上部设有导流阀体43，所述导流阀体43分别为第一导流阀体431和第二导流阀体432，所述第一导流阀体431位于第二导流阀体432上方，所述第一导流阀体431内设置有止回单向阀4311，第一导流阀体431顶部为蒸汽喷口，所述第二导流阀体432内设置有蒸汽出汽通道4321，所述第二导流阀体432延伸至第二加热通道42内。

本实施例中，为保证第一加热通道5上部和第二加热通道42上部的密闭状态，使得加热通道能有足够的压力控制蒸汽的流向，所述腔体3上部与阀芯4上部还连接有前端端盖31和第一密封圈32；所述腔体3底部为后端端盖34和第二密封圈33，所述进水口1设置在后端端盖34上，可拆卸的后端端盖34使得腔体3的下部更加容易清洗。

为提高蒸汽的流通效率，所述通孔41沿所述阀芯上部侧壁周向设有若干个。

本实施例中，所述第二加热通道42内设置有纵向隔离件45，将第二加热通道42分隔为若干个纵向的腔室，所述隔离件45穿过后端端盖34及阀芯4底部，伸至第二加热通道42内，所述隔离件45高度低于所述第二导流阀体432的下端，具体的，所述隔离件45可以为温度传感器。

为减少水垢的堆积以及便于清洗，所述腔体3内壁和所述阀芯4外壁壁面光滑，所述阀芯4外壁可为不锈钢材质。。

具体地，所述腔体3为导流高压石英管，其光洁度极高，由于流体的粘度，水垢不易黏附在导流高压石英管上，使得产生的水垢形成物在自身的运动压力下被带出蒸汽发生装置，从而减少了水垢，而黏附在阀芯4外壁的少量水垢，在拆卸后，可直接对阀芯4进行清洗。

如图2所示，本实施例中，腔体3外的高频电磁线圈7与外置的电源主板电连接，产生交变电场，由于涡流作用，第一加热通道5和第二加热通道42的壁面发热产生热量，水流从腔体3底部的进水口1进入第一加热通道5后被加热，水迅速沸腾，产生压力，水沸腾产生的水汽混合物沿着第一加热通道5往上流动，经过通孔41流入第二加热通道42再进一步加热形成饱和蒸汽从蒸汽出口2喷出。

具体地，第一加热通道5按照水流经过时的变化状态分为初级形态转化室51、中端膨胀室52和后级汽化室53，所述初级形态室用于加热水体，产生水汽混合物，所述中端膨胀室52用于加热水汽混合物，产生初级蒸汽，所述后级汽化室53用于进一步加热初级蒸汽，水流经进水口1进入初级形态转换室，被加热的水流体积变大，转换成水汽混合物，水汽混合物应体积发生变化而不断向上流动，进入中端膨胀室52进一步加热，水汽混合物含水量减少，形成初级蒸汽，再继续往上流动，进入后级汽化室53，初级蒸汽再进一步加热，使得初级蒸汽含水量大大降低，含水量降低的初级蒸汽进入第二加热通道42，根据流体流动原理及伯努利原理，流入第二加热通道42底部进一步加热，汽化后蒸汽通过几次速度及通经截面积的变化，形成饱和蒸汽，向上流动，经过蒸汽出汽通道4321、止回单向阀4311，从蒸汽出口2喷出。

具体地，第二加热通道42产生的饱和蒸汽流入蒸汽出汽通道4321，由于蒸汽出汽通道4321口径较小，根据伯努利原理，饱和蒸汽进入蒸汽出汽通道4321时，流速变快，使得被止回单向阀4311隔开的蒸汽出汽通道4321和蒸汽出口2两端产生压强差，止回单向阀4311由于压强差打开，饱和蒸汽经蒸汽出汽通道4321和止回单向阀4311从蒸汽出口2喷出，止回单向阀4311的设置，防止了蒸汽出口2外部水流和气体流入，确保了蒸汽的饱和度。

具体地，第二导流阀体432延伸至第二加热通道42内，第二导流阀体432小于第二加热通道42，与第二加热通道42上部侧壁形成空间，该空间使得第一加热通道5中的蒸汽经过通孔41进入第二加热通道42后，往下流动至第二加热通道42底部进一步加热，防止从第一加热通道5流入第二加热通道42的不饱和蒸汽未经第二加热通道42的进一步加热直接流经蒸汽出汽通道4321从蒸汽出口2喷出，保证了喷出的蒸汽为高温高压饱和蒸汽。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。