一种小型蒸汽发生装置及除垢方法

技术领域

本发明属于电器技术领域，具体涉及一种小型蒸汽发生装置及除垢方法。

背景技术

带有蒸汽功能的地面或物面清洁器已经成为家用清洁器的一个重点发展方向，如蒸汽洗地机，蒸汽拖把等，由于在做地面或物面清洁时，会有温度较高的蒸汽参与进来，不仅可以起到高温消毒的作用，还能软化、弱化污垢，使污垢更容易与附着表面剥离，明显提高清洁效果，具有更好的清洁效果，因此，随着相关技术的逐渐成熟，我们判断，带有蒸汽功能的地面或物面清洁器，尤其是无线手持式蒸汽洗地机或带有蒸汽功能的扫地机器人未来必将有着良好的市场前景。

无线手持式蒸汽洗地机、无线蒸汽拖把或带有蒸汽功能的扫地机器人等清洁器都需要用到小型化的蒸汽发生装置，目前较为普遍采用的是一种结构类似于锅炉的小型蒸汽发生装置，在封闭空间内将通过电热丝将水加热至沸腾，产生的蒸汽被导出至清洁头上，目前来看，此类结构的蒸汽发生装置普遍存在以下问题：

1.要求功率大，出蒸汽时效低，小锅炉式的蒸汽发生装置功率一般都在1000w左右，这对于采用电池供电的无线家用清洁器来说是一个较大的负担，将会大幅缩短使用市场。

2.容易滴水，受限于蒸汽发生装置的体积，在实际的使用场景中，由于清洁器处于运动中，位置和姿态不断变化，水在小锅炉内沸腾时，汽化不完全，或液态的水被蒸汽裹挟而喷出，很容易导致明显的液态水从蒸汽出口滴下甚至喷出的情况，使地面变得湿滑，同时也有可能产生安全问题。

3.难以做的更小、更轻，要实现足够的蒸汽产出量，就不得不保证一定体积的水被加热，因此小锅炉的容积、体积不可能做的很小。

4.容易产生水垢且不易清除，降低蒸发效率。

有鉴于此，有必要提出一种体积更小，重量更轻，功率更低，且不容易产生滴水现象的蒸汽发生装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种不易产生滴水现象、体积小、除垢方便、对功率要求低且产生蒸汽迅速的蒸汽发生装置。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种小型蒸汽发生装置，包括泵送装置和蒸汽发生器，泵送装置包括水箱和水泵，水箱与水泵相连通；蒸汽发生器包括壳体、设于壳体内的外管和设于外管内的内管，外管和内管同轴设置，外管和内管间具有不小于0.8mm的间隙；内管具有内管腔，内管腔与泵送装置相连通，内管壁上设有若干个喷水区域，每个喷水区域包括多个均匀设置的喷水孔，喷水孔连接内管腔；外管上套设有用于对外管进行加热的电加热装置，外管的上壁处加工有若干出气孔；

所述小型蒸汽发生装置运行时，电加热装置开始对外管进行加热，同时泵送装置向内管泵送清水，清水由内向外从喷水孔中喷出，当喷水孔喷出的水雾或细小水柱碰到处于高温状态的外管时，水雾或细小水柱被气化产生水蒸气，水蒸气沿出气孔流出。

优选地，所述电加热装置包括感应线圈。

优选地，所述电加热装置的功率和泵送装置的供水量之比控制在33-42w*min/g。

优选地，所述电加热装置的功率为400-500w，泵送装置的供水量为12g/min。

优选地，所述出气孔处的蒸汽温度不小于105℃，所述喷水孔的孔径为0.3±0.1mm。

优选地，所述外管外侧或壳体上设有温度传感器，以防止蒸汽发生器温度过高。

优选地，所述外管和电加热装置间设有耐高温保温材料层。

优选地，所述内管中部或端部设有进水孔，进水孔通过管路与水泵连通；

当进水孔设于内管中部时，出气孔设于外管的一端或两端；

当进水孔设于内管一端时，出气孔设于外管的中部或远离进水孔一端。

优选地，所述喷水区域的多个喷水孔沿内管轴向至少分为三排等距布置，或者

所述喷水区域的多个喷水孔均匀散布。

一种用于小型蒸汽发生装置的清除水垢方法，包括如下步骤：

在水箱中加入除垢剂，然后将小型蒸汽发生装置倒置使出气孔朝下，将水泵调整至最大功率，通过水泵将除垢剂送入蒸汽发生器，使除垢剂逐渐充满外管内的空隙处；静置一段时间后，启动水泵将除垢剂排出；重复上述操作数次，最后在水箱中加入清水清洗整个管路；清除水垢期间，电加热装置不工作或将除垢剂加热至预定温度即停止工作。

本发明的小型蒸汽发生装置及其使用方法，至少具有以下优点：

1.结构紧凑，水的气化行程短，体积小，重量轻。

2.采用高频线圈的方式对外管的整体或局部进行加热，相对于采用电热丝加热的方式，升温更快，热量分布更为均匀稳定，质量更为可靠。

3.将水从喷水孔中喷出，水遇到高温的外管后立即汽化，从而省去了普通小锅炉式蒸汽发生装置需要对水加热升温的过程，出气迅速，并且由于出水孔和出气孔间具有一定距离，即便由少量的水未能被立即汽化，这部分未能被汽化的水在往出气孔移动的过程中也会被加热而汽化，从而较好的避免滴水现象的发生。

4.由于汽化完全，避免了对为汽化的水的加热造成的能量损失，因而对功率的要求低，更加适用于电池供电的无线清洁器。

5.除水垢简单方便。

附图说明

图1为一种小型蒸汽发生装置的立体结构示意图（壳体未示出）。

图2为一种蒸汽发生器（壳体和电加热装置未示出）的结构示意图，其中箭头的指向示出了水和蒸汽的移动方向。

图中标号为：A-内管腔，B-喷水区域，1-泵送装置，2-蒸汽发生器，3-水箱，4-水泵，5-外管，6-内管，7-喷水孔，8-电加热装置，9-出气孔，10-进水孔。

实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例

请参见图1-2，一种小型蒸汽发生装置，包括泵送装置1和蒸汽发生器2，泵送装置包括水箱3和水泵4，水箱3与水泵4相连通；蒸汽发生器包括壳体、设于壳体内的外管5和设于外管内的内管6，外管5和内管6同轴设置，外管和内管间具有不小于0.8mm的间隙；内管具有内管腔A，内管腔与泵送装置相连通，内管壁上设有若干个喷水区域B，每个喷水区域B包括多个均匀设置的喷水孔7，喷水孔7连接内管腔A；外管上套设有用于对外管进行加热的电加热装置8，外管5的上壁处加工有若干出气孔9；

所述小型蒸汽发生装置运行时，电加热装置8开始对外管5进行加热，同时泵送装置向内管泵送清水，清水由内向外从喷水孔中喷出，当喷水孔7喷出的水雾或细小水柱碰到处于高温状态的外管时，水雾或细小水柱被气化产生水蒸气，水蒸气沿出气孔9流出。实际上，实验中我们发现，由于小型化的要求，水泵只能采用小微型水泵，因而难以提供较大的水压，不容易做到将水雾化，内管中的水一般以细小水柱的方式射出遇到外管后汽化。

所述电加热装置8包括感应线圈。电加热装置也可采用电热丝，通过热传递将热量穿至外管，但与感应线圈相比，感应线圈的加热速度明显更快，热量损失更少，热量更加集中，加热温度更高。

所述电加热装置8的功率和泵送装置1的供水量之比控制在33-42w*min/g。电加热装置的功率（单位w）和泵送装置的供水量（单位g/min）存在一个较优比例，在此比例下，泵送装置的供水既能被完全汽化(无滴水现象)，又不会造成因功率过大造成的蒸汽发生器温度过高或能量浪费。

所述电加热装置8的功率为400-500w，可将外管的相应部位加热到500-700℃，泵送装置的供水量为12g/min。我们发现，在供水量为12g/min情况下，将电加热装置的功率匹配为400-500w，能够源源不断的为普通家用洗地机提供较为充足的蒸汽，此标定可适用多数机型。

所述出气孔处9的蒸汽温度不小于105℃，所述喷水孔的孔径为0.3±0.1mm。蒸汽在传输途中会损失热量，必须保证具有一定的初温才能保证较好的使用效果；在电加热装置的功率为400-500w，泵送装置的供水量为12g/min的标定状态下，出气孔处的蒸汽温度一般在110℃左右。

所述外管外侧或壳体上设有温度传感器，以防止蒸汽发生器温度过高对清洁器其他部件产生影响。

所述内管中部或端部设有进水孔10，进水孔10通过管路与水泵4连通；

当进水孔10设于内管6中部时，出气孔设于外管的一端或两端；

当进水孔10设于内管6一端时，出气孔设于外管的中部或远离进水孔一端。进水孔和出气孔之间应保持一定的距离，使蒸汽经过一定的形成才能到达出气孔，在此期间蒸汽中裹挟的小水滴被完全汽化。

所述喷水区域B的多个喷水孔7沿内管轴向至少分为三排等距布置（本实施例中为四排）。所述外管材料为铜，内管材料为金属、石英或陶瓷。水汽化后更多经由相邻两排喷水孔之间的空间通道流向出气孔。

一种用于小型蒸汽发生装置的清除水垢方法，包括如下步骤：

在水箱3中加入除垢剂，然后将小型蒸汽发生装置倒置使出气孔朝下，将水泵4调整至最大功率，通过水泵将除垢剂送入蒸汽发生器，使除垢剂逐渐充满外管内的空隙处；静置一段时间后，启动水泵将除垢剂排出；重复上述操作数次，最后在水箱中加入清水清洗整个管路；清除水垢期间，电加热装置8不工作或将除垢剂加热至预定温度即停止工作，对于部分弱酸性除垢剂，加热有利于提高除垢效果。

正常使用中，为减少水垢的产生，水箱内装去离子水或纯净水为佳，软水次之，也可采用普通自来水，在长期使用过程中，外管上会产生水垢，可定期对外管进行清洗。

值得说明的是，测试中我们发现，当水垢较为严重时，水垢段时间内难以完全被溶解，多会成片从外管上剥落，而由于喷水孔7较小，即便出现较大的水垢块，水垢块也不会进入到内管中或堵塞喷水孔7；将小型蒸汽发生装置倒置使出气孔朝下，有利于更为顺利的将较大的水垢块排出，另外，出气孔的直径不宜过小，否则容易导致较大的水垢块排出不畅。

实施例

与实施例1类似，其区别之处在于，所述外管和电加热装置间设有耐高温保温材料层。耐高温保温材料层可减少感应线圈所受的热辐射，同时也能减少内管的热量损失。

对以上实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。