生成蒸汽的设备和方法

专利名称：生成蒸汽的设备和方法
技术领域：
本发明 一般涉及蒸汽生成设备和操作蒸汽生成设备的方法。特别 地，本发明涉及具有有限或无限水容器的蒸汽生成设备。
背景技术：
蒸汽生成设备中要汽化的水的供应可以通过水容器来提供，因此 允许在某些特定家用电器中的有限自给。储存用于操作周期的水在 煮水器中由加热装置加热。生成的蒸汽可以应用而不需要将蒸汽生 成设备持久地连接到持久水源，例如水管。结果，蒸汽生成设备， 即其水容器，必须定期重新注水。因此，设置注水开口用于在每次 操作周期之后手动向煮水器(重新)注水。注水入口通常是杯形， 以允许用户容易地重新注水并可以通过盖来封闭/打开。通常煮水器 形成水容器或直接连接到水容器。因此，煮水器由蒸汽压力加压。 除了注水开口外，可以设置排水开口用于从煮水器排出水和残渣。 另 一 可能是使用 一 个单 一 的开口用于注水和排水目的。
除了所述有限系统，无限系统也是已知的。在这些系统中，煮水 器持久地连接到无限水源并且煮水器通常设置有专用排水开口。
这些设计造成了许多缺点并为用户带来了危险在等待煮水器冷 却后重新注水或清洁煮水器是耗时的。煮水器内部存在蒸汽压力时 打开煮水器迫使当打开盖时蒸汽出来。该热蒸汽危及用户。此外， 在重新注水期间注入煮水器的水可能由于煮水器内部的热表面(例 如，煮水器壳，加热板)瞬时汽化。该不期望生成的蒸汽通过煮水 器中的开口溢出。典型地，用户希望最小化对煮水器重新注水所需 的时间并且试图通过向杯形水入口注入而每次注入尽可能多的水。
本发明的目的是提供一种设备和操作蒸汽生成设备的方法，具有
改进的水重新注入和排出能力。

发明内容
通过独立权利要求的特征达到该目的。本发明进一 步的发展和优
选实施方式在/人属4又利要求中;f既述。
根据本发明，提供了一种蒸汽生成设备，包括煮水器，用于容纳 待加热的水；煮水器的壁中的开口，该开口可由封闭装置封闭；蒸 汽导管，用于将在煮水器中生成的蒸汽引导到蒸汽应用装置，其中 设置旁路蒸汽导管的旁路导管用于将蒸汽从煮水器排放到蒸汽应用 装置。在正常操作期间，即当生成用于应用的蒸汽时，没有蒸汽可 以流经旁路导管。在通过移除封闭装置来打开开口之前或同时，可 以打开旁路导管。在封闭装置完全打开之前或者蒸汽离开开口之前， 蒸汽通过旁路导管。因此，用户可以安全地打开蒸汽生成设备的煮 水器而没有任何显著压力余留在煮水器内部。
根据本发明的特定实施方式，蒸汽应用装置是熨斗。因为熨斗用 于在正常操作中应用蒸汽，经由熨斗释放蒸汽是降低煮水器内部的 压力的安全和成本有效的方式。
根据本发明的优选实施方式，开口是注水装置，用于手动注水到 煮水器中。因此，改进了注水操作的安全性。
此外，开口可以是沖洗出口用于从煮水器排出水。因此，煮水器 的沖洗操作也变得更安全。
根据本发明的优选实施方式，封闭装置附加地封闭旁路导管。扩 展煮水器开口的封闭/打开装置的操作到旁路导管便于各操作的定时。优选地，在煮水器开口完全打开之前打开旁路导管，如上所述。 特别地，注水装置和封闭装置通过螺紋耦合来连接。例如，内(阴) 螺紋设置在煮水器开口上，并且封闭装置包括外螺紋形成螺杆。此 外，旁路导管分支可以设置在由煮水器开口的内螺紋覆盖的区域中。 因此，通过将封闭装置螺紋旋转到煮水器开口的打开端中，开口被 封闭。同时，旁路导管的分支部分也被封闭。
根据另一实施方式，封闭装置实现为煮水器出口阀，旁路导管连 接到该阀，其中在第一位置，阀封闭煮水器并使煮水器与旁路导管 断开，在第二位置，阀封闭煮水器并使煮水器与旁路导管连接，在 第三位置，阀打开煮水器。阀可以是球型或塞型。除了上述位置， 可以取中间位置。其中煮水器对于空气开放的第三位置可以进一步 通过将煮水器连接到旁路导管或通过使煮水器与旁路导管断开来表 征。
根据另一实施方式，旁路导管包括机械可操作阀，用于关闭和打 开旁路导管。例如，阀可由按钮操作。
本发明进一步涉及操作蒸汽生成设备的方法，该设备包括煮水 器，用于容纳待加热的水；煮水器的壁中的开口，该开口可由封闭 装置封闭；以及蒸汽导管，用于将在煮水器中生成的蒸汽引导到蒸 汽应用装置，其中该方法包括通过旁路蒸汽导管的旁路导管将蒸汽 从煮水器排放到蒸汽应用装置的步骤。
优选地，通过打开设置用于封闭煮水器的注水和/或排水开口的 封闭装置来执行排放步骤。
可以通过包括用于容纳待加热的水的煮水器、以及用于手动注水 到煮水器中的注水装置的蒸汽生成设备来实现其他优点，该注水装 置具有注水端和煮水器入口端，其中注水端的横截面小于、等于煮 水器入口端的横截面或到比其宽50%。根据现有技术，通过设置注 水漏斗或杯，注水装置的注水端的内径比煮水器入口端大以便于水 的注入。根据本发明，已经发现危险的水溅出涉及与上述设计有关 的以下影响。注水注入煮水器的开口的内径，并且离开煮水器的蒸 汽-如上所述-必须穿透漏斗形注水入口中的堵塞水。结果，由于溢出 的蒸汽，水溅出注水入口。这提供了注水装置的不同设计，该注水 装置的内径基本上恒定乃至增加。因此，无堵塞注水到煮水器中是 可能的。注水装置可以由一件制成，或者可选地可以包括多个，优 选地两个部件，形成注水端和煮水器入口端。例如，注水端可以是 围绕其的塑料结构的部分。注水端横截面等于煮水器入口端横截面
可以特别地通过注水装置的基本恒定的横截面来实现。术语"基本 恒定"指的是如下事实，注水装置中的小凸出、突起、边缘(垂直 于水流方向或在水流方向上)、乃至不适于阻止水流并且不显著减 少注水装置的内径的小收缩，被认为在本发明范围内。
根据优选实施方式，注水端的横截面比煮水器入口端的横截面宽
20%。这是可以作为本发明基础的多种相关横截面的例子。根据另一 优选实施方式，注水端的一黄截面比煮水器入口端的4黄截面宽40%、 30%或10%。注水装置可以成为从注水端到煮水器入口端宽5%、 10%、 20%、 40%、 70%或100%。
有利的是注水装置包括肘形弯曲。肘形弯曲的适当定向允许蒸汽 离开煮水器，同时将水注入到注水装置中。流到煮水器中的水与指 向弯曲外部的弯曲的壁接触，而在面向弯曲的内部的壁的区域中， 来自煮水器内部的蒸汽可以离开。此外，肘形弯曲可以用于将水流 主要指引到煮水器壳上，因此产生薄水膜。这减少水溅出煮水器的 可能性。
才艮据优选实施方式，煮水器入口端的内径至少为15mm,优选地 在15mm和35mm之间。
通过控制蒸汽生成设备中的蒸汽压力的方法可以实现其他优点， 该蒸汽生成设备包括用于加热水的煮水器，该煮水器包括用于手动 注水到煮水器中的开口以及加热装置，该方法包括以下步骤基于 目标压力水平控制煮水器中的蒸汽压力，获得煮水器打开请求，以 及响应于该请求在打开煮水器之前降低蒸汽压力。在正常操作模式 下，基于特定压力水平控制蒸汽生成设备的煮水器内部的蒸汽。如 果请求煮水器的打开，例如通过传感器信号、触发信号、开关信号 等，则将煮水器内部的蒸汽压力降低到便于打开煮水器的水平。因 此，避免了上述问题和危险，因为不再存在热蒸汽在高压下离开煮 水器开口的危险。
根据优选实施方式，降低蒸汽压力的步骤包括以下步骤的至少之 一通过打开阀将煮水器与空气连接以及降低加热功率。通过将煮
水器与空气连接来使煮水器降压是将煮水器内部的蒸汽压力调节为 无危险水平的快速和简单的方法。降低散发到煮水器中的加热功率 或去激活加热装置是较慢的，但防止了在通过煮水器开口注水期间 不期望的蒸汽生成。优选地，组合将煮水器与空气连接和降低加热 功率的步骤。
根据另一实施方式，通过打开阀将煮水器与空气连接的步骤包括
以下步骤的至少之一经由蒸汽导管将煮水器与蒸汽应用装置连接； 以及经由旁路蒸汽导管的旁路导管将蒸汽与蒸汽应用装置连接。在 打开煮水器之前通过与蒸汽应用装置连接的蒸汽导管释放煮水器内
部存在的蒸汽压力避免了对用户的任何危险，因为这是在操作期间 应用蒸汽的常少见方法。此外，该实施方式易于在现有产品中实现， 因为所需元件已经存在。可选地或附加地，煮水器可以经由旁路导 管与空气连接。该旁路导管可以例如如上所述开始于注水装置并且 可以在进入例如煲斗的蒸汽应用装置之前连接到蒸汽导管。此外， 旁路导管也可以经由附加开口将煮水器与空气连接。在这种情况下， 提供了安全、无危险的蒸汽释放。
根据特定实施方式，获得煮水器打开请求的步骤包括以下步骤的 至少之一获得用户指示的煮水器打开请求；获得指示煮水器水位 低于最小水位的传感器信号；以及获得指示煮水器温度高于最大温 度级别的温度传感器信号。生成煮水器打开请求的简单方法是通过 提供开关或按钮以由用户激活。结果，用户能够通过手动打开阀或 去激活加热装置控制被执行的加热装置的触发以将蒸汽控制到目标 水平。这允许用户在正常操作期间在任何时间重新注入煮水器。可 选地或附加地，可以通过获得指示低水位的传感器信号来启动压力 水平的降低。该水位信号可以通过适当传感器来提供，包括温度传 感器或压力传感器。此外，指示温度超过预定水平的温度信号也可 以用于触发蒸汽经由蒸汽导管或旁路导管的喷射或触发降低加热功 率。控制压力水平为目标水平、获得煮水器打开请求以及降低煮水 器内部的压力的步骤可以通过控制蒸汽生成设备的各种功能的电子
控制系统来执行。
本发明的这些和其他方面将参照以下所述实施方式而变得清楚 明白。


图la和图lb示出根据现有技术的蒸汽生成设备的进水部分。
图lc示出另一蒸汽生成设备的进水部分。
图ld示出蒸汽生成设备的结构。
图2示出根据本发明的蒸汽生成设备。
图3示出另 一蒸汽生成设备。
图4示出又一蒸汽生成设备。
图5示出又一蒸汽生成设备。
图6示出控制蒸汽压力的方法的流程图。
图7示出根据本发明的另一蒸汽生成设备。
图8示出根据本发明的又一蒸汽生成设备。
图9示出可用于本发明的阀的不同位置。
图10示出可用于本发明的按钮的不同位置。
具体实施例方式
图la和图lb示出根据现有技术的蒸汽生成设备的水重新注入的 情况。当蒸汽生成设备的水容器在操作期间变空时，煮水器的内表 面(壳、加热板；未示出)当用户开始重新注水时通常仍然是热的。 为了便于重新注水，设置杯形或漏斗形进水口 2。用户通常希望最小 化重新注水过程所需时间并且试图注入尽可能多的水。由于进水口 2 的杯形形状和导向煮水器的管4的较窄内径，进水口 2最初完全充 满水。注入的冷水与煮水器的热的内表面接触并立刻蒸发。该不期 望生成的蒸汽通过注水进入管溢出。该情况在图la中示出，其中注 入的水遇到溢出煮水器的蒸汽。因为蒸汽的量和速度是可观的，发 生图lb中所示情况入口杯2中的水被带走或移位并溅出进水杯2。这是对于用户不舒服和不安全的情况。
图lc和图Id示出更快和更安全的重新注水。图lc是蒸汽生成 设备10 (图Id)的注水进入管14的注水端16的详细截面图。蒸汽 生成设备IO包括用于加热水的煮水器12。煮水器装有加热元件22, 其与在煮水器12的底部的加热板24进行热接触。此外，设置温度 开关26、 28。注水进入管14除注水端16外包4舌肘状弯曲部分20 和煮水器入口端18。煮水器12经由蒸汽软管32与燮斗30连接。设 置电阀34用于煮水器12和凝斗30之间的蒸汽软管32。蒸汽生成、 从煮水器12到凝斗30的蒸汽传输以及应用蒸汽的详细操作结合下 面实施方式更详细描述。如图lc中所示，通过设置注水进入管14 的内径，其是恒定的或通过省略杯形入口部分而从注水端16到煮水 器入口端18增加，如图la和图lb中可见，以及通过设置较宽内径， 可以避免上述问题。注水进入管14的较宽内径通过将注水时间减少 30-50%而允许较快重新注水，并为用户提供水位的较好可视性。省 略杯形防止在注水进入管14的注水端16的水堵塞。允许空气和蒸 汽离开煮水器而不与封闭注水端16的水碰撞。此外，注水进入管14 包括肘部20以防止蒸汽通过注水进入管14溅出。此外，肘形使得 注入的水沿着煮水器12的垂直表面流下。结果，生成的蒸汽主要首 先撞击壳，使得对于用户更安全。此外，增强了薄水膜的形成，这 便于防止突然蒸汽生成。这些特征也可以与煮水器五到十度的倾斜 结合。
图2示出根据本发明的蒸汽生成设备。蒸汽生成设备50包括煮 水器52用于加热水。煮水器52的底部与加热4反72进^f亍热接触。加 热元件74以及两个温度开关76、 78也与加热板72进行热接触。煮 水器52设置有与蒸汽导管58连接的电阀80，该蒸汽导管58连接煮 水器52与例如凝斗60的蒸汽应用装置。设置台架66用于熨斗60。 煮水器52进一步包括注水进入管54。注水进入管54设置有内螺紋 68，其可与螺杆56连接。在布置有螺紋68的注水进入管54的部分， 设置有连接注水进入管54和蒸汽导管58的旁路导管62的分支。
在蒸汽生成操作中，螺杆56完全旋入螺紋68中，因此封闭注水 进入管54和旁路导管62。如果因为缺水用户必须重新对煮水器52 进行注入，他旋开螺杆56。在进水注入管54内部的螺杆56的慢速 横向运动期间，旁路导管62的分支打开。然后煮水器52内部存在 的蒸汽能够经由注水进入管54的分支和旁路导管62离开煮水器52。 因此，通过将煮水器52的内部与空气连接，在该情况下经由熨斗60， 使煮水器52减压。煮水器内部生成的蒸汽离开煮水器52，由此在螺 杆56完全移除之前使煮水器减压。旁路导管62可以与蒸汽导管58 连接或者直接与熨斗60连接。
如图3所示，可以设置旁路导管64,其直接连接注水进入管54 与台架66。根据蒸汽生成设备50的整体结构，熨斗60或台架66 可以优选用于在以安全方式打开煮水器52之前放出蒸汽。
图4示出另一蒸汽生成设备。蒸汽生成设备100包括煮水器102， 其包括进水口 104、加热元件106和两个温度开关120、 122。煮水 器102经由蒸汽导管110与熨斗112连接。蒸汽导管110可以通过 电阀108关闭和打开。
在操作中，温度开关120操作电岡108。温度开关120具有阈值 温度Ta,即当由温度开关120测量的温度大于Ta时，温度开关关闭。 这使得电阀108打开，从而经由蒸汽导管IIO将煮水器102与熨斗 112直接连接。第二温度开关122当所测温度超过其阈值温度Tb(例 如小于Ta)时，被打开。当煮水器102内部水位减少，并且加热元 件106不完全被水覆盖时，温度增加。在正常蒸汽操作中，煮水器 112内部的温度低于Tb。结果，加热元件106激活，而电阀108去 激活并且仅为喷射蒸汽而触发。在需要重新注水的情况下，煮水器 102内部的温度上升，并且首先大于Tb。因此，加热元件106由第 一温度开关120关闭。此后，温度超过阈值温度Ta,并且电阀108 激活并且连接煮水器102与蒸汽熨斗112。现在，使煮水器减压以允 许用户安全地打开煮水器10 2 。 T a和Tb的温度关系可以相反地设置， 即Ta小于Tb。在这种情况下，在关闭加热元件106之前打开电阀
108。
图5示出又一蒸汽生成设备。将热敏电阻118安装到煮水器壳上 与煮水器102热接触。热敏电阻118可以用于电子地控制该系统接 通/切断电阀108以及用于加热元件106的功率，以控制煮水器108 的水位。因此，设置电子控制系统116。电子控制系统116与热敏电 阻118、加热元件106、电阀108以及设置在台架122中的指示器120 连接。煮水器打开请求可以经由热敏电阻118提供，或者可选地/附 加地通过经由线路124提供信号的用户可操作开关提供。关闭加热 元件106和激活电阀108的过程可以如上所述地执4亍。因此，蒸汽 可以经由蒸汽导管110喷射，或者可选地经由导向熨斗112或台架 122的旁路导管114喷射。附加地，可以使用第三温度阈值Tc。如 果煮水器102内部的温度小于Tc，则电子控制系统116将仅打开加 热元件106。附加地，当温度低于Tc时，电阀将仅被切断(即关闭)。 这将进一步确保用户在打开和经由注水入口 104对煮水器102重新 注入期间是安全的。附加地，在指示器120可以设置该信息以向用 户显示何时要重新向煮水器102注入。
图6示出控制蒸汽压力的方法的流程图。在步骤S01中，设置目
标压力Ptarget为第一压力水平P"压力水平Pi通常可适于连续生成蒸 汽。在步骤S02中，测量煮水器的当前压力水平pcur。这可以通过压
力传感器来进行；可选地可以使用温度开关或热敏电阻。所测压力
水平Pc^与目标压力水平Ptarget比较，并且调节提供到煮水器的加热
功率，如果适当的话(步骤S03)。在步骤S04中，确定煮水器打 开请求的指示。如果煮水器必须打开(例如水位低，用户按下按钮， 等)，则将目标压力水平降低到目标压力水平P2 (步骤S05)。这 可以例如通过调节加热功率或释放蒸汽来执行。此后，向用户指示 煮水器的安全状态(步骤S06)。如果在步骤S04中不存在煮水器 打开请求，则过程继续步骤S03。
图7示出根据本发明的另一蒸汽生成设备。相比于根据图2的蒸 汽生成设备，该蒸汽生成设备具有附加开口 126。使用根据图2的蒸
汽生成设备，通过从煮水器52排出水的冲洗过程必须经由也用于注 水目的的开口 54执行，而根据图7的蒸汽生成设备具有专用排水开 口 126。排水开口 126通过封闭装置128封闭，其类似于在注水装置 54处的封闭装置56。附加于选择性地封闭排水开口 126,封闭装置 128选择性地关闭旁路导管130。这以与参照图2所述用于注水装置 54相似的方式来实现。
图8示出根据本发明的又一蒸汽生成设备。至今所述系统在仅提 供有限量的水并且必须手动重新注入煮水器的意义上是有限系统， 图8示出无限系统，包括经由进水端口 132连接到无限水源的煮水 器。关于其余特征，图8的实施方式相似于图7的实施方式。
图9示出可应用于本发明的阀的不同位置。阀136包括阀体140 和中心阀元件142。中心阀元件142具有孔144并且可以在阀体140 内旋转。设置密封件146以选择性地连接或断开阀132的各端口。 阀的一个端口连接到煮水器52,即在煮水器开口 54处用于注水或在 煮水器开口 126处用于从煮水器排出。第二端口连接到空气138。第 三端口连接到导向熨斗60的旁路导管62、 130。中心阀元件142可 以实现为圆柱形塞或球型构件。在图9a所示第一位置中，阀136完 全关闭，因此断开煮水器52、空气138和旁路导管62、 130。在图 9b所示第二位置中，中心阀元件142已旋转为提供煮水器52和旁路 导管62、 130之间的连接，而阀136仍断开从煮水器52到空气138 的连接。在图9c所示第三位置中，阀136将煮水器52与空气138 连接，因此允许煮水器52的注水或排水；旁路导管62、 130与煮水 器52断开。根据可选实施方式，在第三位置中可能所有端口都连接， 因此也提供空气138和旁路导管62、 130之间的连接。
图10示出可应用于本发明的按钮的不同位置。在图10a所示位 置中，机械可操作阀134关闭旁路导管62、 130。通过按下类似按钮 的阀134,阀可以转换为图10b所示位置，因此打开旁路导管62、 130。因此，图10示出独立于打开和关闭注水或排水开口 ，打开和 关闭旁路导管的可能性。保留了基本概念，即经由熨斗60从煮水器52排出蒸汽。在不脱离在所附权利要求书中定义的本发明的范围的 前提下，可以采用上面未描述的等效和修改。
权利要求
1.一种蒸汽生成设备(50)，包括煮水器(52)，用于容纳待加热的水，该煮水器的壁中的开口(54，126)，该开口可由封闭装置(56，128，136)封闭，以及蒸汽导管(58)，用于将在该煮水器(52)中生成的蒸汽引导到蒸汽应用装置(60)，其特征在于，设置旁路该蒸汽导管(58)的旁路导管(62，130)用于将蒸汽从该煮水器(52)排放到该蒸汽应用装置(60)。
2. 根据权利要求1所述的蒸汽生成设备，其特征在于，该蒸汽 应用装置是熨斗(60)。
3. 根据权利要求1所述的蒸汽生成设备，其特征在于，该开口 是用于手动注水到该煮水器(52)中的注水装置(54)。
4. 根据权利要求1所述的蒸汽生成设备，其特征在于，该开口 是用于从该煮水器(52)排出水的沖洗出口 ( 54, 128)。
5. 根据权利要求1所述的蒸汽生成设备，其特征在于，该封闭 装置(56, 128, 136)附加地封闭该旁路导管(62, 130)。
6. 根据权利要求5所述的蒸汽生成设备，其特征在于，该开口 (54， 126)和该封闭装置(56, 128 )通过螺紋耦合(68, 70)连接。
7. 根据权利要求5所述的蒸汽生成设备，其特征在于，该封闭 装置实现为煮水器出口阀(136),该旁路导管(32， 130)连接到 该阀，其中在第一位置，该阀封闭该煮水器(52)并使该煮水器与 该旁路导管断开，在第二位置，该阀封闭该煮水器并使该煮水器与 该旁路导管连接，在第三位置，该阀打开该煮水器。
8. 根据权利要求1所述的蒸汽生成设备，其特征在于，该旁路 导管(32， 130)包括用于关闭和打开该旁路导管的机械可操作阀(134)。
9. 一种操作蒸汽生成设备的方法，该设备包括煮水器(52), 用于容纳待加热的水；该煮水器的壁中的开口 (54， 126)，该开口 可由封闭装置(56, 128， 136)封闭；以及蒸汽导管(58),用于 将在该煮水器(52)中生成的蒸汽引导到蒸汽应用装置(60),其 特征在于，通过旁路该蒸汽导管(58)的旁路导管(62, 130)将蒸 汽从该煮水器(52)排放到该蒸汽应用装置(60)的步骤。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过打开设置用 于封闭该煮水器(52)的注水和/或排水开口 ( 54, 126)的封闭装置(56, 128， 136)来执行该排放步骤。
全文摘要
本发明涉及一种蒸汽生成设备(50)，包括煮水器(52)，用于容纳待加热的水；煮水器的壁中的开口(54，126)，该开口可由封闭装置(56，128，136)封闭；蒸汽导管(58)，用于将在煮水器(52)中生成的蒸汽引导到蒸汽应用装置(60)，其中设置旁路蒸汽导管(58)的旁路导管(62，130)用于将来自煮水器(52)的蒸汽排放到蒸汽应用装置(60)。本发明还涉及一种操作蒸汽生成设备(50)的方法。
文档编号D06F75/12GK101370974SQ200780002481
公开日2009年2月18日 申请日期2007年1月15日 优先权日2006年1月17日
发明者B·K·钦, C·M·雅纳基拉曼, H·S·蒂厄夫, J·S·查德哈, T·蒂鲁玛齐赛·桑卡拉林加姆, 勇 姜 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司