一种高频感应加热式蒸汽发生装置的制作方法

1.本实用新型涉及感应加热技术领域，尤其涉及一种高频感应加热式蒸汽发生装置。


背景技术：

2.蒸汽拖把是一种通过把水加热，产生高温高压蒸汽来消毒除菌，清洁污垢。无论是厨房吸油烟机陈年难清的油垢、潮湿浴室里霉菌滋生或是汽车引擎及内装等等，蒸汽拖把均能快速清除污垢，不仅省时省力，而且经济环保。现有的蒸汽拖把普遍存在使用寿命短，工作稳定性欠佳的问题，其中影响最大的主要部件即是蒸汽拖把内的蒸汽发生器，蒸汽发生器的结构好坏，将直接影响蒸汽拖把整体工作性能和使用寿命。
3.中国实用新型专利公告号cn204829836u公开了一种用于蒸汽拖把的加热装置，包括壳体、加热体、进水口及出汽口，加热体包括进水通道、出汽通道及“u”型加热管，进水通道位于“u”型加热管的一侧，出汽通道位于“u”型加热管的另一侧。进水口与出汽口直接设置于加热体上，进水通道与出汽通道均设置于加热体内部，水从上方的进水口喷入进水通道内，迅速汽化并从下方喷出进入外侧加热腔中，之后通过蒸汽进入孔进入出汽通道中，蒸汽又一次被高温加热，加热后的蒸汽从出汽口的上方蒸汽进入孔进入再从下方喷出。该实用新型充分利用加热体的热量，蒸汽转换效率更高、同时防止了堵塞问题，但是存在如下缺点：加热技术陈旧，功耗大，成本高，无法摆脱有线作业束缚。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型提供一种高频感应加热式蒸汽发生装置。
5.一种高频感应加热式蒸汽发生装置，所述蒸汽发生装置包括：拖把壳体、蒸汽发生装置本体、主控器、电源模块、加热模块、蒸汽模块、传感器和计时器；
6.拖把壳体包括安装蒸汽发生装置的容置腔、安装主控器的控制槽、安装电源模块的电源槽、蒸汽水箱和控制面板，蒸汽水箱设置于拖把壳体的底部，与蒸汽发生装置本体通过软管连通，蒸汽水箱根据主控器的控制向蒸汽模块输送和补充蒸汽用水，控制面板包括显示区和按键区，控制面板分别与主控器、电源模块、加热模块、蒸汽模块、传感器、计时器和报警器电连接；
7.蒸汽发生装置本体设置于容置腔内，蒸汽发生装置本体包括上壳和下壳，上壳表面的四个角分别设置有圆孔，下壳的顶端对应圆孔位置设置有插孔，内部设置有固位卡槽，上壳和下壳通过螺钉固定，下壳的左右两侧面分别开设有进水孔和出气孔；
8.主控器设置于控制槽内，一端与控制面板电连接，另一端与电源模块电连接；
9.电源模块设置于电源槽内，电源模块包括充电电池、电压转换芯片和降压芯片，充电电池依次通过电压转换芯片和降压芯片与主控器电连接，用于向主控器提供稳定的工作电压，充电电池与加热模块电连接，用于向加热模块提供高频电压；
10.加热模块位于下壳内，加热模块包括感应发热体和感应线圈，感应发热体安装于
固位卡槽内，感应发热体的两端设置有通孔，内部设置有s型管路，感应线圈缠绕设置于感应发热体的外周表面，两端分别与充电电池电连接；
11.蒸汽模块包括蒸汽发生管和水泵，蒸汽发生管设置于s型管路内，蒸汽发生管的进水端穿过通孔与进水孔通过连接管连通，蒸汽发生管的输气端穿过通孔与出气孔通过输气管连通，水泵设置于拖把壳体上，水泵两端分别与蒸汽水箱和进水孔相连，接受主控器的控制指令向蒸汽发生管输送冷水；
12.传感器分别设置于电源模块、加热模块和蒸汽模块上，分别采集电压、温度、电流和水位数据并发送至主控器；
13.计时器位于控制槽内并与主控器电连接，计时器接收并执行主控器的计时指令，并将计时信息反馈至主控器。
14.进一步的，所述传感器包括电压传感器、水位传感器、电流传感器和温度传感器；
15.所述电压传感器与所述充电电池电连接，检测并采集所述充电电池的电压数据并发送至所述主控器，所述水位传感器设置于所述连接管内，检测并采集所述连接管内水位数据并发送至所述主控器，所述电流传感器设置于所述感应线圈上，检测并采集所述感应线圈输入端的电流数据并发送至所述主控器进行判断，所述温度传感器设置于所述感应发热体上，监测并采集所述感应发热体的温度数据并发送至所述主控器进行判断。
16.进一步的，所述蒸汽发生装置还包括：报警器；报警器设置于控制槽内，与主控器电连接，报警器接收主控器发送的报警指令并启动报警。
17.进一步的，所述蒸汽发生装置还包括：设置有控制器的状态指示灯；
18.状态指示灯设置于控制面板上，与主控器电连接，用于接收主控器发送的指示灯操作指令及显示电源模块、加热模块、蒸汽模块和传感器工作状态是否正常。
19.进一步的，状态指示灯包括电源指示灯、蒸汽指示灯、加热指示灯、电压指示灯、电流过载指示灯、水位指示灯和温度指示灯。
20.进一步的，电源指示灯、蒸汽指示灯、加热指示灯、电压指示灯、电流过载指示灯、水位指示灯和温度指示灯各由两个或两个以上指示灯构成，用于根据主控器控制每一个指示灯交替亮灭，使同一时刻只有一个指示灯处于点亮状态。
21.进一步的，感应发热体为金属锅炉，金属锅炉采用金属铝一体压铸成型。
22.进一步的，蒸汽发生管的进水端管体的侧壁为全封闭结构，输气端管体的侧壁为半封闭结构，且表面设置有蜂窝型孔洞。
23.进一步的，感应线圈为平面螺旋的形状，采用铜管制作。
24.进一步的，主控器采用arm系列低功耗-m4处理器。
25.与现有技术相比，本实用新型所述蒸汽发生装置有益效果如下：
26.1、采用高频加热，延长所述蒸汽发生装置使用寿命。与现有技术中电加热产生蒸汽的方式相比，热效率高、能耗低，使用寿命长。
27.2、移动方便、清洁范围广。与现有技术中蒸汽拖把相比，所述蒸汽发生装置采用充电电池供电，一次充电可使用30～60分钟且连续提供蒸汽，清扫不再受距离和清扫四角的束缚。
28.3、蒸汽转换的效率高、蒸汽质量好。本实用新型所述蒸汽发生装置设置加热模块和蒸汽模块，蒸汽发生管采用非直线型的s型管，输气端管体表面设置有蜂窝型孔洞，相比
直线型管所产生的蒸汽量更多。
29.4、保持恒温、节省电能。本实用新型所述蒸汽发生装置设置电源模块和传感器,电源模块向感应线圈和主控器分别提供高频电压，工作电压实现所述蒸汽发生装置待机情况下功耗非常低，传感器采集蒸汽产生过程中温度数据，通过主控器控制感应发热体的温度。
附图说明
30.图1为本实用新型所述蒸汽发生装置的结构示意图；
31.图2为本实用新型所述蒸汽发生装置的交变磁场发生原理图之一；
32.图3为本实用新型所述蒸汽发生装置的交变磁场发生原理图之二；
33.图4为本实用新型所述蒸汽发生装置与拖把壳体的连接示意图。
34.图中标记：1-拖把壳体，1.1-容置腔，1.2-控制槽，1.3-电源槽，1.4-蒸汽水箱，1.5-控制面板；2-蒸汽发生装置本体，2.1-上壳，2.1.1-圆孔，2.2-下壳，2.2.1-插孔，2.2.2-进水孔，2.2.3-出气孔；3-主控器；4-电源模块，4.1-充电电池，4.2-电压转换芯片，4.3-降压芯片；5-加热模块，5.1-感应发热体，5.2-感应线圈；6-蒸汽模块，6.1-蒸汽发生管，6.2-水泵；7-传感器，7.1-电压传感器，7.2-温度传感器，7.3-电流传感器，7.4-水位传感器；8-计时器；9-报警器；10-状态指示灯；11-连接管；q-晶体管；k-开关；r-电阻；l-电感。
具体实施方式
35.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
36.本实用新型实施例提供了一种高频感应加热式蒸汽发生装置，设置于蒸汽拖把内部。如图1所示，所述蒸汽发生装置包括：拖把壳体1、蒸汽发生装置本体2、主控器3、电源模块4、加热模块5、蒸汽模块6、传感器7、计时器8、报警器9和状态指示模块10。
37.如图1所示，拖把壳体1包括安装所述蒸汽发生装置的容置腔1.1、安装主控器3的控制槽1.2、安装电源模块4的电源槽1.3、蒸汽水箱1.4和控制面板1.5，蒸汽水箱1.4设置于拖把壳体1的底部，与蒸汽发生装置本体2通过软管连通，蒸汽水箱1.4根据主控器3的控制向蒸汽模块6输送蒸汽或补充蒸汽用水，控制面板1.5设置于拖把壳体1的表面，控制面板1.5包括显示区和按键区(图中未示出)，显示区开设有多个显示孔，按键区设置有多个按键，控制面板1.5分别与主控器3、电源模块4、加热模块5、蒸汽模块6、传感器7、计时器8和报警器9电连接；蒸汽发生装置本体2设置于容置腔1.1内，蒸汽发生装置本体2包括上壳2.1和下壳2.2，上壳2.1表面的四个角分别设置有圆孔2.1.1，下壳2.2的顶端对应圆孔2.1.1位置设置有插孔2.2.1，下壳2.2的内部设置有固位卡槽(图中未示出)，上壳2.1和下壳2.2通过螺钉固定，下壳2.2的左右两侧面分别开设有进水孔2.2.2和出气孔2.2.3；主控器3设置于控制槽1.2内，主控器3与控制面板1.5电连接，电源模块4位于电源槽1.3内，用于向主控器3提供稳定的工作电压，电源模块4包括充电电池4.1、电压转换芯片4.2和降压芯片4.3，充电电池4.1依次通过电压转换芯片4.2和降压芯片4.3与主控器3电连接；充电电池4.1与加热模块5电连接，用于向加热模块5提供高频电压；如图4所示，加热模块5位于下壳2.2内，加热模块5包括感应发热体5.1和感应线圈5.2，感应发热体5.1安装于下壳2.2内部的固位卡槽内，感应发热体5.1的两端设置有通孔(图中未示出)，感应发热体5.1的内部设置有s型管路
(图中未示出)，感应线圈5.2缠绕设置于感应发热体5.1的外周缘表面，感应线圈5.2的两端分别与充电电池4.1电连接；蒸汽模块6包括蒸汽发生管6.1和水泵6.2，蒸汽发生管6.1设置于s型管路内，蒸汽发生管6.1的进水端(图中未示出)穿过通孔与进水孔2.2.2通过连接管11连通，蒸汽发生管6.1的输气端(图中未示出)穿过通孔与出气孔2.2.3通过输气管(图中未示出)连通，水泵6.2设置于拖把壳体1上，两端分别与蒸汽水箱1.4和进水孔2.2.2相连通，如图4所示，水泵6.2接受主控器3的控制指令抽取蒸汽水箱1.4内的水，向蒸汽发生管6.1输送冷水；传感器7包括电压传感器7.1、水位传感器7.4、电流传感器7.3和温度传感器7.2.充电电池4.1上设置电压传感器7.1，用于检测并采集充电电池4.1的电压数据并发送至主控器3，感应发热体5.1上设置的温度传感器7.2，用于监测并采集感应发热体5.1的温度数据，并发送至主控器3进行判断，设置于感应线圈5.2上的电流传感器7.3，用于检测并采集感应线圈5.2输入端的电流数据并发送至主控器3进行判断，连接管11上设置的水位传感器7.4，用于检测并采集连接管11内水位数据并发送至主控器3；设置于控制槽1.2内的计时器8与主控器3电连接，计时器8接收并执行主控器3的计时指令，将计时信息反馈至主控器3；设置于控制槽1.2内的报警器9与主控器2.1电连接，报警器9接收主控器3发送的报警指令并启动声音报警；设置有控制器的状态指示灯10设置于控制面板1.5的显示孔内，状态指示灯10与主控器3电连接，状态指示灯10用于接收主控器3发送的指示灯操作指令及显示电源模块4、加热模块5、蒸汽模块6和传感器7工作状态。
38.进一步的，所述主控器3采用arm系列低功耗-m4处理器。
39.进一步的，所述场效应管采用lnternational的irfp260。
40.进一步的，所述感应发热体5.1为金属锅炉，金属锅炉采用金属铝一体压铸成型。
41.进一步的，所述感应线圈5.2为平面螺旋的形状，采用铜管制作。
42.进一步的，所述蒸汽发生管6.1的直径为5mm。
43.进一步的，所述蒸汽发生管6.1的进水端管体的侧壁为全封闭结构，蒸汽发生管6.1的输气端管体的侧壁为半封闭结构，且表面设置有蜂窝型孔洞。
44.进一步的，所述状态指示灯10包括电源指示灯、蒸汽指示灯、加热指示灯、电压指示灯、电流过载指示灯、水位指示灯和温度指示灯(图中未示出)，电源指示灯、蒸汽指示灯、加热指示灯、电压指示灯、电流过载指示灯、水位指示灯和温度指示灯各由两个或两个以上指示灯构成，用于根据主控器3控制每一个指示灯交替亮灭，使同一时刻只有一个指示灯处于点亮状态。
45.进一步的，温度传感器7.2为ntc温度传感器。
46.下面结合图1和图4分别介绍电压传感器7.1、水位传感器7.4、电流传感器7.3和温度传感器7.2的工作原理及工作过程。
47.电压传感器7.1根据充电电池4.1的电压值大小，控制高频感应加热功能的开启或关闭；电压传感器7.1检测并采集充电电池4.1的电压数值并发送至主控器3，主控器3接收充电电池4.1的电压数值与预设电压数值进行比较，并根据比较结果控制场效应管(图中未示出)开启或关闭高频感应加热功能，另外，电压传感器7.1通过通信串口向主控器3发送报警指令，同时激活状态指示灯10闪烁预警。
48.水位传感器7.4根据连接管11中是否检测有水，控制水泵6.2的启动或停止以及向主控器3发送报警指令；所述蒸汽发生装置通电运行后，水位传感器7.4检测蒸汽发生管6.1
的连接管11内是否有水，本实施例中水位传感器7.4采用电子拨片，拨片安装于连接管11内，拨片与主控器3通过无线方式进行信号传输，连接管11内有水与拨片接触时，水位传感器7.4发送不同频率的信号至主控器3，主控器3接收信号并根据内置算法判断水位及是否有水，并根据判断结果启动水泵6.2向连接管11送水或连接管11内水位到达预定高度时停止水泵6.2供水，另外，水位传感器7.4在预定时间内没有检测到连接管11内有水通过，则通过通信串口向主控器3发送缺水报警指令，同时激活状态指示灯10闪烁预警。
49.电流传感器7.3根据通过感应线圈5.2输入端的电流值大小，控制正弦波的开启或关闭，防止流过感应线圈5.2的电流产生过载；所述蒸汽发生装置开启高频感应加热功能后，耗电量与所需电流变大，通过感应线圈5.2输入端的电压需要放大n倍后再发送给主控器3进行判断，主控器3接收并判断流过感应线圈5.2输入端的电流数值大于预设电流数值时，关闭正弦波的频率，另外，电流传感器7.3通过通信串口向主控器3发送报警指令，同时激活状态指示灯10闪烁预警。
50.温度传感器7.2根据感应发热体5.1的温度变化值大小，控制主控器3输出正弦波的频率，并提高或降低蒸汽发生管6.1内蒸汽的出气率；所述蒸汽发生装置进行高频感应加热时，安装在感应发热体5.1上的ntc温度传感器监测感应发热体5.1的温度变化并向主控器3发送感应发热体5.1的温度变化值，主控器3接收并判断温度变化值达到预设变化值时，控制主控器3输出正弦波的频率调节感应发热体5.1的温度上升或下降，进一步提高或降低蒸汽发生管6.1内蒸汽的出气率。
51.下面结合图2和图3，对所述蒸汽发生装置的交变磁场发生原理进行详述。
52.如图2、图3所示，pwm_a和pwm_b是由主控器3的两个io接口产生的正弦波控制信号，pwm_a和pwm_b是pwm的相位互补方波信号，pwm_a是高电平，pwm_b是低电平，在q6和q7大功率控制管中，一个控制管电流是导通，另一个控制管必定是关闭；如图2所示，主控器3的pwm_a开启，正弦波控制信号从电阻r23分别打开晶体管q11、q5和q7，电流由vcc输入经过大功率检测电阻f1顺向从电感l1经过晶体管q7流入电源地。经过几个时间周期后，主控器3的正弦波控制信号反转，如图3所示，主控器3的pwm_b开启，正弦波控制信号从电阻r20分别打开晶体管q10、q4和q6,电流由vcc输入经过大功率检测电阻f1从电感l2经过晶体管q6流入电源地，通过以上两种方式作用在感应线圈5.2会产生交变电流磁场，当主控器3的两个io接口输出频率变换，感应线圈5.2上交流磁场频率也会变化，达到变频的目的，变频的目的是控制流过感应线圈5.2的电流大小，进而控制感应发热体5.1的温度，达到保持恒温。
53.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。