一种蒸汽发生器及无线蒸汽拖把的制作方法

1.本发明涉及家用地面清洁装置领域，具体涉及一种蒸汽发生器，以及采用本蒸汽发生器的无线蒸汽拖把。


背景技术：

2.蒸汽拖把能够向清洁表面喷射蒸汽，因此具有对清洁表面消毒的作用，以及能够有效清除普通清水无法清除的顽固污渍的作用。
3.但是将水变成蒸汽的过程需要消耗大量的电能和等待较长的时间，这严重制约了蒸汽拖把的推广应用，尤其是无线蒸汽拖把，本技术中的无线蒸汽拖把，是指自身携带有电池，在工作中不需要外接市电的蒸汽拖把。为此，人们正在研究增加一个小型的蒸汽发生器，通过拖把上的清水容器向该小型的蒸汽发生器供应水，利用小型的蒸汽发生器实时的将水转换成蒸汽，以此减小对功率的要求以及减少等待水转变成蒸汽的时间。
4.这种小型的蒸汽发生器，普遍采用陶瓷加热片作为电加热片，具体是在陶瓷基片上打印石墨烯发热丝，构成的电加热片，简称为mch。这类小型的蒸汽发生器仍然存在以下技术缺陷：一、其电加热片的寿命短，容易发生断裂；二、刚开始启动时，蒸汽发生器内的水还没有转换为蒸汽，因此蒸汽发生器会短暂喷出水，即存在蒸汽出口漏水的现象。
5.为了解决上述技术缺陷二，人们正在研究一种方案，在启动时，先启动小型蒸汽发生器的电加热片，等电加热片预热后，再启动水泵，向小型蒸汽发生器输入水，水流经电加热片后被转换成蒸汽输出。这种方案有效解决了上述技术缺陷二，但是带来了新的技术问题三，即：每次启动会对电加热片干烧，会严重影响蒸汽发生器的使用寿命。
6.因此，亟须一种适于无线蒸汽拖把使用的蒸汽发生器。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种蒸汽发生器，在避免蒸汽发生器启动阶段蒸汽出口漏水和避免电加热片干烧的前提下，能够实时输出蒸汽，能够适用于无线蒸汽拖把。
8.发明人通过研究和实践发现，上述mch电加热片在使用中容易断裂的根源在于陶瓷和石墨烯的热膨胀系数差异较大，且陶瓷材料的脆性大。在此基础上，进一步研究，提出了以下蒸汽发生器。
9.本发明提供的一种蒸汽发生器包括：
10.盒体，其具有入水口、蒸汽出口、以及设置于所述盒体的内壁的连通所述入水口和所述蒸汽出口的水槽；以及
11.设置于所述水槽的口部的电加热片；
12.其中，所述电加热片为金属
‑
石墨烯复合电加热片，所述水槽包括曲折结构，使得从所述入水口进入的水流经过所述水槽到达所述蒸汽出口时，能够被所述电加热片加热而转变为蒸汽；
13.所述蒸汽发生器还包括防出水机构，所述防出水机构用于阻止在所述蒸汽出口流
出水。
14.在上述的蒸汽发生器中，优选地，所述蒸汽发生器还包括磁化器，所述磁化器设置于所述入水口的侧部，用于对进入所述盒体的水流进行磁化处理。
15.在上述的蒸汽发生器中，优选地，所述蒸汽发生器还包括超声波换能器，所述超声波换能器面向所述水槽设置于所述盒体，用于对所述水槽内的水进行雾化处理。
16.在上述的蒸汽发生器中，优选地，所述水槽设置于所述盒体的基座的顶部，呈螺旋结构；所述蒸汽出口设置于所述螺旋结构的中心，所述入水口设置于所述螺旋结构的外沿处；或者所述入水口设置于所述螺旋结构的中心，所述蒸汽出口设置于所述螺旋结构的外沿处。
17.在上述的蒸汽发生器中，优选地，所述盒体包括：陶瓷基座；以及陶瓷盖板；所述入水口、所述蒸汽出口和所述水槽设置于所述陶瓷基座，所述电加热片压设于所述陶瓷盖板和所述陶瓷基座之间，所述电加热片的周缘与所述陶瓷基座和所述陶瓷盖板之间设置有密封圈，所述陶瓷盖板的周缘与所述陶瓷基座之间灌封耐高温密封材料。
18.在上述的蒸汽发生器中，优选地，所述陶瓷盖板的内表面具有若干凸起，所述陶瓷盖板通过所述凸起与所述电加热片抵接配合。
19.在上述的蒸汽发生器中，优选地，所述防出水机构包括设置于所述入水口的逆止阀，以及设置于所述蒸汽出口的蒸汽阀。
20.在上述的蒸汽发生器中，优选地，所述蒸汽阀为压力阀，所述压力阀的开启阈值设置为：所述压力阀的开启阈值小于或等于所述蒸汽出口处的流体为气态时所述水槽内的压力，且大于所述蒸汽出口处的流体为液态时所述水槽内的压力。
21.在上述的蒸汽发生器中，优选地，所述蒸汽阀为电磁阀，所述蒸汽发生器还包括：识别所述水槽的靠近所述蒸汽出口的一端的流体是否为液态的识别器；以及当所述识别器的识别结果为液态时，控制所述电磁阀进入关闭状态的控制器。所述识别器优选包括压力传感器。所述识别器还优选包括对所述电加热片进入加电状态的时间进行统计的计时器。
22.在上述的蒸汽发生器中，优选地，所述蒸汽发生器的电极与所述电加热片以物理接触方式电连接，所述电加热片设置有与所述盒体的盖板配合的、用于避免所述电加热片相对所述盖板旋转的定位杆。
23.本发明还提供一种无线蒸汽拖把，其包括：
24.蒸汽发生器，其配置为向清洁表面和/或地刷的抹布喷射蒸汽；
25.清水容器，其配置为向所述蒸汽发生器供应水源；
26.其中，所述蒸汽发生器为如上述任意一项所述的蒸汽发生器；所述无线蒸汽拖把还配置有向所述蒸汽发生器供电的电池组。
27.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
28.本蒸汽发生器采用金属
‑
石墨烯复合电加热片，相比mch电加热片，金属
‑
石墨烯复合电加热片的基材为金属片，韧性好且热膨胀系数更接近石墨烯的热膨胀系数，所以不易断裂，使用寿命长。同时，金属基材还具有升温速度快及热传导速度快的特点，这进一步缩短了水汽化的时间，尤其是缩短了启动阶段等待水汽化的时间。金属
‑
石墨烯复合电加热片与水槽的曲折结构配合，有利于在蒸汽出口实时地输出蒸汽。
29.本蒸汽发生器设置有防出水机构，使得在启动阶段，同时给水泵和电加热片加电
时，或者先给水泵加电再给电加热片加电，蒸汽出口均不会发生漏水现象，因此可以避免在启动阶段先给电加热片加电所导致的干烧现象。
30.上述金属
‑
石墨烯复合电加热片、水槽的曲折结构、防出水机构的组合，使得蒸汽发生器启动阶段等待水汽化的时间变短，启动后可实时在蒸汽出口输出蒸汽，启动阶段不会发生蒸汽出口漏水现象和电加热片干烧现象，因而有利于无线蒸汽拖把的产业化。
附图说明
31.图1为蒸汽发生器的立体图；
32.图2为其剖视图；
33.图3为其爆炸图；
34.图4为水槽、进水口和蒸气出口的相对位置图；
35.图5为盖板的内表面的结构示意图；
36.图6为无线蒸汽拖把的示意图；
37.图7为本无线蒸汽拖把的供蒸汽系统的示意图；
38.附图标记：
39.10、蒸汽发生器；
40.11、盖板；111、凸起；12、电加热片；121、定位杆；13、电极；131、弹簧；14、固定座；15、密封圈；16、耐高温密封材料；17、蒸汽阀；18、逆止阀；19、基座；191、蒸汽出口；192、水槽；193、入水口；
41.20、地刷；
42.30、回收容器；
43.40、机身；
44.50、清水容器；
45.60、手柄；
46.70、电池组；
47.80、泵；
48.90、控制装置。
具体实施方式
49.下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
50.请参照图1至图5，本蒸汽发生器10包括盒体和电加热片12。
51.盒体包括陶瓷基座19和陶瓷盖板11，二者组合形成所述盒体。在陶瓷基座19设置有向所述盒体进水的入水口193，从所述盒体输出蒸汽的蒸汽出口191，以及连通所述入水口193和所述蒸汽出口191的水槽192。相比耐高温塑料或金属材质的基座和盖板，采用陶瓷材质的基座19和盖板11，不但大大降低了成本，节约了资源，同时大大降低了发热损耗，有利于高效节能的产生蒸汽。
52.电加热片12压设于所述陶瓷盖板11和所述陶瓷基座19之间，使得所述电加热片12被支撑在所述水槽192的口部，水流沿所述水槽192从所述入水口193流向所述蒸汽出口191的过程中，电加热片12能够对水流加热，使水流汽化，转变成蒸汽，最终中所述蒸汽出口191
输出。
53.在电加热片12的周缘与所述陶瓷基座19和所述陶瓷盖板11之间设置有密封圈15，使水流沿水槽192流向蒸汽出口191，而不会发生渗露。
54.陶瓷盖板11的周缘与陶瓷基座19之间灌封耐高温密封材料16，例如氧化铝、氧化镁等。相比采用橡胶等材料密封陶瓷盖板11和陶瓷基座19之间的间隙，采用耐高温密封材料16灌封该间隙，具有抗老化性能好，可延长使用寿命的特点。
55.在陶瓷盖板11的内表面具有若干凸起111，所述陶瓷盖板11通过所述凸起111与所述电加热片12抵接配合，这样减小了电加热片12与陶瓷盖板11的接触面积，增大了二者间的空隙的体积，可以减少电加热片12的热能经陶瓷盖板11向外传导，从而可以减小热损耗。
56.水槽192成型在陶瓷底座19的顶部，包括曲折结构。应当指出，本技术中的曲折结构应做广义理解，其是相对直线型的水槽而言的，即入水口193和蒸汽出口191之间不是按最短距离相连。具体在本实施例中，陶瓷基座19的水槽192呈螺旋结构，所述蒸汽出口191设置于所述螺旋结构的中心，所述入水口193设置于所述螺旋结构的外沿处。工作中，沿着从入水口193到蒸汽出口191的方向，水槽192内的水温呈逐渐升高的趋势，这导致了越靠近入水口193，盒体的温度越低，热能损耗越低，越靠近蒸汽出口191，盒体的温度越高，热能损耗越大。采用上述螺旋结构的水槽192，有效缩短了入水口193和蒸汽出口191间的直线距离，并且水槽192环绕在蒸汽出口191的周围，有效减少了热能损耗。应当理解，将所述入水口193设置于所述螺旋结构的中心，将所述蒸汽出口191设置于所述螺旋结构的外沿处，也能达到相近的效果。
57.电加热片12采用金属
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石墨烯复合电加热片。其中，作为基材的金属优选不锈钢板材，在金属基材的表面涂设绝缘层，绝缘层优选耐高温的绝缘材料，如耐高温硅胶、氧化铝、氧化镁等，在绝缘层上打印或丝印石墨烯，形成与水槽192口部的形状和尺寸相匹配的石墨烯发热丝。
58.相比mch电加热片，金属
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石墨烯复合电加热片的基材为金属片，韧性好且热膨胀系数更接近石墨烯的热膨胀系数，所以不易断裂，使用寿命长。同时，金属基材还具有升温速度快及热传导速度快的特点，这进一步缩短了水汽化的时间，尤其是缩短了启动阶段等待水汽化的时间。而水槽192的曲折结构，使得水从入水口193进入后，到达蒸汽出口191的时间大大增加。金属
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石墨烯复合电加热片12与水槽192的曲折结构配合，使得从所述入水口193进入的水流经过所述水槽192到达所述蒸汽出口191时，能够被所述电加热片12加热而转变为蒸汽，即在蒸汽出口191能够实时地输出蒸汽。
59.本蒸汽发生器10的两个电极13采用物理接触方式与电加热片12电连接。具体地，在盖板11固定一固定座14，两个电极13的盒内端和固定座14之间分别安装弹簧131，利用弹簧131的弹力使电极13的盒内端与电加热片12上的石墨烯可靠物理接触，从而实现电极13与电加热片12的电连接。进一步在电加热片12还设置有定位杆121，定位杆121与盖板11上的孔配合，避免电加热片12相对盖板11旋转运动，进一步保证了电极13与电加热片12的可靠电连接。相比采用焊接的连接方式，本实施例采用的物理接触的电连接方式，使得蒸汽发生器10长时间使用后，电极13与电连接片的连接部更加不易发生故障。
60.本蒸汽发生器还包括防出水机构，用于阻止在所述蒸汽出口191流出水。防出水机构具体包括设置在入水口193的逆止阀18和设置在蒸汽出口191的蒸汽阀17。
61.其中，逆止阀18用于阻止盒体内的水从入水口193流出。逆止阀18可以采用各种现有的单向阀。
62.其中，蒸汽阀17用于控制蒸汽从所述蒸汽出口191输出，而水无法从所述蒸汽出口191输出。
63.作为一种实施方式，蒸汽阀17采用压力阀，压力阀的开启阈值设置为：所述压力阀的开启阈值小于或等于所述蒸汽出口191处的流体为气态时所述水槽192内的压力，且大于所述蒸汽出口191处的流体为液态时所述水槽192内的压力。这里，利用了容积不变，当水汽化转变为蒸汽后，容器内的压力会增大的自然规律。当对应蒸汽出口191的水槽192处的流体为气态时，水槽192内气压增大，在该较大的气压作用下，蒸汽阀17会自动导通，蒸汽经蒸汽阀17后从蒸汽出口191输出；而当对应蒸汽出口191的水槽192处的流体为液态时，水槽192内的气压较小，在该较小的气压作用下，蒸汽阀17处于关闭状态，使得水不会从蒸汽出口191漏出。
64.作为另一种实施方式，蒸汽阀17采用电磁阀，进一步所述蒸汽发生器10还包括：识别所述水槽192的靠近所述蒸汽出口191的一端的流体是否为液态的识别器；以及当所述识别器的识别结果为液态时，控制所述电磁阀进入关闭状态的控制器。
65.其中的识别器优选压力传感器，所述控制器利压力传感器输出的压力值，根据压力值对应流体状态的先验知识，判定流体为液态或气态。
66.其中的识别器还优选计时器，计时器对所述电加热片12进入加电状态的时间进行统计，控制器利用计时器统计的时间，根据电加热片12从通电开始，到使盒体内的水由液态转换为气态所需通电时间的先验知识，判定盒体内的流体的状态。
67.当控制器通过识别器判定盒体内的流体为液态时，控制器控制电磁阀进入关闭状态，使得不会从蒸汽出口191漏水。
68.上述蒸汽阀17和逆止阀18配合，使得在蒸汽发生器10的启动阶段时，同时给水泵80和电加热片12加电时，或者先给水泵80加电再给电加热片12加电时，蒸汽发生器10均不会出现蒸汽出口191漏水现象。也即，使得蒸汽发生器10的启动阶段，不再需要先给加热片加电，当电加热片12预热后再使水泵80向蒸汽发生器10加水，也能够避免蒸汽发生器10的蒸汽出口191漏水。这样的控制顺序，有效地避免了在启动阶段先给电加热片12加电所导致的干烧现象，可以有效延长使用寿命。
69.可见，上述金属
‑
石墨烯复合电加热片12、水槽192的曲折结构、蒸汽阀17和逆止阀18的组合应用，使得蒸汽发生器10启动阶段等待水汽化的时间变短，启动后可实时在蒸汽出口191输出蒸汽，启动阶段不会出现蒸汽出口191漏水现象和电加热片12干烧现象，因而有利于无线蒸汽拖把的产业化。
70.一些材料具有可以让蒸汽透过，而水无法透过的特性。本蒸汽发生器的防出水机构还可以采用这类材料，将这种材料设置在蒸汽出口191，也可达到防止蒸汽出口191流出水的目的。
71.作为一种较优选的实施方式，所述蒸汽发生器10进一步还包括磁化器，所述磁化器设置于所述入水口193的侧部，用于对进入所述盒体的水流进行磁化处理。磁化作用，减少了杂质进入盒体，使得蒸汽发生器10内产生水垢的机率降低，使用寿命变长。
72.作为一种更优的实施方式，所述蒸汽发生器10进一步还包括超声波换能器，所述
超声波换能器面向所述水槽192设置于所述盒体，用于对所述水槽192内的水进行雾化处理。雾化处理后，扩散了水和电加热片12的接触面积，从而大大缩短了水转变为蒸汽的时间。
73.图6中示出了一种无线蒸汽拖把。
74.本无线蒸汽拖把包括：机身40、地刷20和手柄60，其中地刷20铰接在机身40的底端，可相对铰接部调节机身40和地刷20之间的角度，机身40的顶端设置手柄60，手柄60上设置有控制键。
75.在机身40设置有清水容器50和回收容器30，清水容器50也即清水箱，回收容器30也即污水箱。
76.本无线蒸汽拖把还包括上述实施例的蒸汽发生器10，本蒸汽发生器10可以配置在地刷20顶部或者地刷20的内部，本蒸汽发生器10还可以配置在机身40。
77.图7中示出了本无线蒸汽拖把的供蒸汽系统。图中点划线表示电信号，虚线表示水或蒸汽，箭头表示流体方向。参照图7，蒸汽发生器10的入水口193通过泵80与所述清水容器50连通，通过所述泵80向蒸汽发生器10的水槽192供应水源，蒸汽发生器10的蒸汽出口191通过管路与地刷20上的喷气嘴相连。其中喷气嘴可以朝向地刷20的刷辊表面设置，也可以朝向清洁地面设置，还可以一部分喷气嘴朝向地刷20的刷辊表面设置，另一部分喷气嘴朝向清洁地面设置。
78.蒸汽发生器10的电加热片12及泵80在控制装置90的控制下工作：当按下启动键时，控制装置90控制泵80和电加热片12同时通电，或者泵80先通电，然后电加热片12再通电，泵80将清水容器50内的水输入蒸汽发生器10内，电加热片12将蒸汽发生器10内的水加热，转换为蒸汽，此时蒸汽阀17导通，蒸汽经蒸汽阀17从蒸汽出口191输出至清洁地面或地刷20的抹布，或者同时输出到清洁地面和地刷20的抹布。
79.在机身40配置有电池组70，电池组70给所述蒸汽发生器10、泵80、以及蒸汽拖把的其它用电部件供电。
80.上述通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本发明的内容，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在本发明构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本发明的保护范围内。