一种蒸汽发生器及其自动除垢方法和家用烹饪电器

技术领域

本发明涉及家用烹饪电器领域，尤其涉及一种蒸汽发生器及其自动除垢方法和具有该蒸汽发生器的家用烹饪电器。

背景技术

现有的电家用烹饪电器等蒸制烹饪电器一般采用外置的蒸汽发生器，外置蒸汽发生器产生的蒸汽输入内胆中用于食物的烹饪。蒸汽发生器一般采用单腔结构，蒸汽发生器的底面为平面结构，而蒸汽发生器内腔各处的高度相等。工作时，由外置水箱向蒸汽发生器内注入大量的冷水，通过蒸汽发生器上的加热部件加热水产生蒸汽。由于蒸汽发生器内水量过多，使得蒸汽发生器加热效率低，升温速度慢，并导致蒸汽产生速度慢，最终导致电家用烹饪电器的整体烹饪被延长，既浪费能源，又影响用户体验。

此外，现有的蒸汽发生器防干烧装置通过温控器控制注水泵的启闭来实现，当温控器检测到蒸汽发生器底面温度较高时，判定为蒸汽发生器缺水，并控制注水泵向蒸汽发生器内注水。这样，由于蒸汽发生器的注水方式是脉冲注入，新注入的冷水升温需要一定的时间，从而导致在新注入冷水升温时间段内蒸汽量供应不足，影响蒸汽发生器蒸汽输出的稳定性，并最终影响到烹饪食物的口感。

发明内容

本发明所要解决的第一技术问题是针对现有技术而提供一种蒸汽产生效率高的蒸汽发生器。

本发明所要解决的第二技术问题是针对现有技术而提供一种蒸汽输出稳定的蒸汽发生器。

本发明所要解决的第三技术问题是针对现有技术而提供一种操作方便、无污染的上述蒸汽发生器的自动除垢方法。

本发明所要解决的第四技术问题是针对现有技术而提供一种具有上述蒸汽发生器的家用烹饪电器。

本发明解决至少一个上述技术问题所采用的技术方案为：一种蒸汽发生器，包括内部设有储水腔的本体，该储水腔具有注水口，其特征在于，所述本体中还设有与上述储水腔相分隔并能通过可启闭的导水口相通的蒸发腔，该蒸发腔具有蒸汽出口，且该蒸发腔上设置有用于加热蒸发腔中的水而产生蒸汽的加热装置。

进一步，所述储水腔的容积可变，且该储水腔的最大容积为上述蒸发腔的8～12倍。这样可根据烹饪所需的水量对储水腔的容积进行调节，并且能使蒸发腔的容积尽可能的小，从而能进一步提高蒸发腔加热产生蒸汽的效率。

进一步，所述导水口中设置有用于启闭该导水口的第一单向阀，当上述储水腔的容积增大而内压减少时，上述第一单向阀关闭，当述储水腔的容积减小而内压增大时，上述第一单向阀开启。这样通过改变储水腔的容积能实现对蒸发腔补水的启闭，当需要通过导水口向蒸发腔中加水时，储水腔的容积减小，第一单向阀在压力作用下打开，储水腔中的水通过导水口进入蒸发腔中，加水完毕后，储水腔的容积变大，作用在第一单向阀上的压力减小，直至第一单向阀关闭，储水腔与蒸发腔重新分隔。从而实现对蒸发腔的动态补水，保证蒸发腔中水位的稳定，继而保证蒸汽输出的稳定性，并能防止干烧。

进一步，所述本体中开设有空腔，该空腔与上述蒸发腔共用分隔壁，且该分隔壁上开设有上述导水口，上述空腔中隔设有活塞，该活塞能相对于上述分隔壁来回移动，且该活塞与分隔壁之间的空腔部分构成上述储水腔。这样通过活塞的移动即能实现储水腔容积的变化，结构简单，方便操作。

进一步，还包括用于驱动上述活塞的伺服推杆电机。从而能更好地驱动活塞在空腔中的往复移动，进而能更好地实现对储水腔容积大小的调节。

进一步，所述空腔与蒸发腔左右并列设置，且该蒸发腔的底面高于空腔而两者的顶面齐平。这样能尽量增大蒸发腔的横截面，从而增大蒸发腔的传热面积，进一步提高蒸汽产生的效率。

进一步，所述加热装置设置在上述蒸发腔腔壁的底部，且该蒸发腔中布设有竖向延伸的翅片，各翅片之间以及各翅片与蒸发腔的内周面之间均留有通水间隙。通过设置上述翅片能进一步蒸发腔的有效传热面积，从而提高加热装置产生的热量传递至蒸发腔中的水的传热效率，继而进一步提高蒸汽产生效率。此外，通过设置翅片能分散加热装置的加热能量，避免水垢的集中高温烧结，使得蒸发腔内的水垢形态质软而易脱落，方便对水垢进行去除。

进一步，所述蒸发腔的腔壁的外底面悬空，上述加热装置设置在该蒸发腔的腔壁的外底面上，且该加热装置包括贴设在蒸发腔的外底面上的金属板和贴设在该金属板底面上的加热管。其中，金属板能分散加热管产生的热量，并将其传递给蒸发腔及各翅片，使得蒸发腔及翅片上的温度分布更为均匀，提高加热效率，同时可避免蒸发腔中水垢集中高温烧结。

进一步，所述蒸发腔中设置有用于监测蒸发腔中水位的水位监测装置。通过水位监测装置能对蒸发腔中的水位进行监测，且该蒸发腔中具有第一控制水位和高于该第一控制水位的第二控制水位，当蒸发腔中的水位等于或低于第一控制水位时，上述导水口开启，储水腔向蒸发腔补水；当蒸发腔中的水位等于或高于第二控制水位时，上述导水口关闭。

进一步，所述储水腔的注水口通过第一水管与水箱的出水口连通，且该第一水管上设置有用于控制该第一水管通断的第二单向阀。通过设置第二单向阀一方面能实现对储水腔注水启闭的控制，另一方面能防止工作过程中，储水腔中的水回流至水箱中。

进一步，所述蒸发腔具有排水口，该排水口与储水腔的注水口均通过第二水管与底部具有加热盘的内胆的进水口连通，且该第二水管上设置有用于控制该第二水管通断的电磁阀。通过第二水管一方面能实现向内胆的加热盘供水，另一方面用于在烹饪结束后排空蒸汽发生器的储水腔和蒸发腔中的水，避免非烹饪时间水在蒸汽发生器内长时间滞留而造成的污染。

为进一步解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种如上所述的蒸汽发生器的自动除垢方法，其特征在于包括以下步骤：首先排空蒸发腔内的水，启动加热装置，蒸发腔干烧30S，立即通入冷水，此时蒸发腔腔壁上的水垢脱落，最后将混有水垢的水从蒸发腔中排出即可。

为进一步解决上述第四个技术问题所采用的技术方案为：一种具有如上所述的蒸汽发生器的家用烹饪电器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中蒸汽发生器中分别设有储水腔和蒸发腔，与现有的单腔式蒸汽发生器相比，本发明中蒸发腔中的水量相对较少，从而能加快蒸发腔中的水的升温速度，提高加热装置加热蒸发腔中的水而产生蒸汽的效率，进而能减少应用有该蒸汽发生器的家用烹饪电器的烹饪时长。另外，本发明中采用热胀冷缩的原理来自动去除蒸发腔内周面上的水垢，物理除垢方法，操作方便无污染，且无需增加其他零部件，降低了蒸汽发生器的生产及后期使用维护成本。

附图说明

图1为本发明实施例中蒸汽发生器的结构示意图；

图2为本发明实施例中蒸汽发生器的剖视图；

图3为本发明实施例中蒸汽发生器的局部结构分解图；

图4为发明实施例中家用烹饪电器的结构示意图；

图5为本发明实施例中蒸汽发生器工作流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～4所示，一种烹饪家用电器，例如电家用烹饪电器、蒸烤一体机等，包括内胆6、水箱8以及蒸汽发生器。上述蒸汽发生器包括本体1，该本体1中设置有具有注水口1111的储水腔111和具有蒸汽出口的蒸发腔12，该储水腔111与蒸发腔12相分隔并通过可启闭的导水口131相通，且该蒸发腔12上设置有用于加热蒸发腔12中的水而产生蒸汽的加热装置(未示出)。与现有的单腔式蒸汽发生器相比，本发明中蒸发腔12中的水量相对较少，从而能加快蒸发腔12中的水的升温速度，提高加热装置加热蒸发腔12中的水而产生蒸汽的效率，进而能减少应用有该蒸汽发生器的家用烹饪电器的烹饪时长。

进一步，本发明中储水腔111的容积可变，且该储水腔111的最大容积为上述蒸发腔12的10倍。这样可根据烹饪所需的水量对储水腔111的容积进行调节，并且能使蒸发腔12的容积尽可能的小，从而能进一步提高蒸发腔12加热产生蒸汽的效率。进一步，通过储水腔111容积的大小变化能实现对蒸发腔12的补水，具体地，导水口131中设置有用于启闭该导水口131的第一单向阀41，当上述储水腔111的容积增大而内压减少时，上述第一单向阀41关闭，当述储水腔111的容积减小而内压增大时，上述第一单向阀41开启。这样当需要通过导水口131向蒸发腔12中补水时，储水腔111的容积减小，第一单向阀41在压力作用下打开，储水腔111中的水通过导水口131进入蒸发腔12中，加水完毕后，储水腔111的容积变大，作用在第一单向阀41上的压力减小，直至第一单向阀41关闭，储水腔111与蒸发腔12重新分隔。从而实现对蒸发腔12的动态补水，保证蒸发腔12中水位的稳定，继而保证蒸汽输出的稳定性，并能防止干烧。此外，上述蒸发腔12中设置有用于监测蒸发腔12中水位的水位监测装置9，通过水位监测装置9能对蒸发腔12中的水位进行监测。本实施例中该水位监测装置9为水位监测计，且该蒸发腔12中具有第一控制水位(未示出)和高于该第一控制水位的第二控制水位(未示出)，当蒸发腔12中的水位等于或低于第一控制水位时，上述导水口131开启，储水腔(111)向蒸发腔12补水；当蒸发腔12中的水位等于或高于第二控制水位时，上述导水口131关闭。此外，上述第一单向阀41能实现储水腔111向蒸发腔12的单向补水，防止蒸发腔12中的水回流至储水腔111中。

进一步，上述本体1中开设有空腔11，该空腔11与上述蒸发腔12共用分隔壁13，且该分隔壁13上开设有上述导水口131，上述空腔11中隔设有活塞2，该活塞2能相对于上述分隔壁13来回移动，且该活塞2与分隔壁13之间的空腔11部分构成上述储水腔111。这样通过活塞2的移动即能实现储水腔111容积的变化，结构简单，方便操作。

本实施例中，上述本体1包括壳体10，该壳体10包括上部开口的方形的底座101和盖合在该底座101的开口上的上盖102。上述壳体10的内腔分别构成上述空腔11和蒸发腔12，其中，上述底座101的一侧朝上凹陷并形成平整的底面，该凹陷处对应的底座101的上部部分的内腔与上盖102的对应处构成上述蒸发腔12，即本实施例中，空腔11与蒸发腔12左右并列设置，且该蒸发腔12的腔壁的外底面高于空腔11而两者的顶面齐平，并且蒸发腔12的腔壁的外底面悬空。这样能尽量增大蒸发腔12的横截面，从而增大蒸发腔12的传热面积，进一步提高蒸汽产生的效率。另外，上述蒸发腔12的蒸汽出口122开设在上述上盖102的对应处，上述储水腔111的注水口1111开设在上述凹陷处对应的底座101的侧壁的下部，而蒸发腔12所在的底座101的侧壁下部则开设有排水口121。并且，上述蒸发腔12的蒸汽出口122通过进汽管73与内胆6的蒸汽入口61连通。

此外，还包括用于驱动上述活塞2的伺服推杆电机3，该伺服推杆电机3设置在上述底座101的另一侧，其输出轴31穿过底座101的对应侧壁而伸入空腔11中于活塞2固定。从而通过该伺服推杆电机3即能实现活塞2在空腔11中的往复移动，进而能更好地实现对储水腔111容积大小的调节。

进一步，上述加热装置设置在该蒸发腔12的腔壁的外底面上，且该加热装置包括贴设在蒸发腔12的外底面上的金属板(未示出)和贴设在该金属板底面上的加热管(未示出)。该蒸发腔12中布设有竖向延伸的翅片5，各翅片5之间以及各翅片5与蒸发腔12的内周面之间均留有通水间隙51。其中，金属板能分散加热管产生的热量，并将其传递给蒸发腔12及各翅片5，使得蒸发腔12及翅片5上的温度分布更为均匀，提高加热效率，同时可避免蒸发腔12中水垢集中高温烧结。本实施例中，蒸发腔12的形成呈方形，而各翅片5均布在蒸发腔12中，从而将蒸发腔12均分为方形的加热区域120。

进一步，本实施例中储水腔111的注水口1111通过第一水管71与水箱8的出水口连通，且该第一水管71上设置有用于控制该第一水管71通断的第二单向阀42。通过设置第二单向阀42一方面能实现对储水腔111注水启闭的控制，另一方面能防止工作过程中，储水腔111中的水回流至水箱8中。蒸发腔12的排水口121与储水腔111的注水口1111均通过第二水管72与底部具有加热盘63的内胆6的进水口62连通，且该第二水管72上设置有用于控制该第二水管72通断的电磁阀43。通过第二水管72一方面能实现向内胆6的加热盘63供水，另一方面用于在烹饪结束后排空蒸汽发生器的储水腔111和蒸发腔12中的水，避免非烹饪时间水在蒸汽发生器内长时间滞留而造成的污染。本实施例中，上述内胆6的加热盘63的底部设置有防干烧装置(未示出)。防干烧装置检测到内胆6的加热盘缺水时，将其反馈给家用烹饪电器的控制系统，电磁阀43开启，由上述储水腔111和蒸发腔12向底部加热盘63补水。烹饪完毕后，蒸汽发生器启动排水过程，电磁阀43开启，活塞2向右运动至最大行程，蒸汽发生器储水腔111和蒸发腔12内的水排入内胆6。

蒸汽发生器的蒸发腔12长时间使用后其壁面上会累积水垢，水垢不仅会对蒸汽产生的效率造成影响，而且会对烹饪安全性造成影响。因此本发明利用蒸发腔12现有的结构，应用热胀冷缩的物理原理对蒸发腔12腔壁上的水垢进行自动去除，具体过程如下：首先排空蒸发腔12内的水，启动加热装置，蒸发腔12干烧30S，立即通入冷水，此时蒸发腔12腔壁上的水垢脱落，最后将混有水垢的水从蒸发腔12中排出即可。其中，本发明中由于蒸发腔12中设置有翅片5，该翅片5能分散加热装置的加热能量，避免水垢的集中高温烧结，使得蒸发腔12内的水垢形态质软而易脱落，更加容易通过上述的物理除垢方法去除水垢。

本发明的工作过程如下：

如图5所示，当通过水箱8向蒸汽发生器的储水腔111注水时，伺服推杆电机3带动活塞2向左运动，储水腔111的有效容积增大，压力减小，第一单向阀41在压力作用下关闭，第二单向阀42在压力作用下开启(水箱8中的水压大于储水腔111中的水压)，水箱8向蒸汽发生器储水腔111供水。

当水位监测装置9监测到蒸发腔12内水位低于第一控制水位时，将其反馈给家用烹饪电器控制系统，控制系统控制伺服推杆电机3驱动活塞2向右运动，压缩储水腔111内空间，储水腔111内压力增大。此时，第一单向阀41在压力作用下开启，第二单向阀42在压力作用下关闭，储水腔111向蒸发腔12补水。当水位监测装置9监测到蒸发腔12内水位到达第二控制水位，将其反馈给家用烹饪电器控制系统，控制伺服推杆电机3停止工作，活塞2停止运动，第一单向阀41和第二单向阀42同时关闭，从而完成一个完整的由储水腔111向蒸发腔12的补水周期。

蒸发腔12补水完毕后，蒸发腔12底部的加热装置工作，持续加热蒸发腔12内的水至蒸发产生蒸汽，并将蒸汽输入家用烹饪电器内胆6用于烹饪食物，蒸发腔12内水量持续减少，当蒸发腔12水位低于第一水位控制水位，蒸汽发生器重新进入上述蒸发腔12补水周期，依次循环。

当对蒸汽发生器的蒸发腔12进行自动除垢时，先排空蒸发腔12内的水，干烧30S后，立即通入冷水，此时水垢从蒸发腔12的壁面上脱落，电磁阀43打开，混有水垢的水排入家用烹饪电器的内胆6内，手动清洁即可。本发明中的物理除垢方式，操作方便无污染，且无其他附加零部件，降低了家用烹饪电器生产及后期使用维护成本。