[发明专利]蒸汽发生器

说明书

本发明涉及一种蒸汽发生器(steam generator)，其包括水箱，用于 使水箱内的水蒸发的加热元件，以及一个位于水箱外面、与水箱的壁 之间存在传热连接以对水箱内的水位进行监测的温度传感器。

本文所介绍的蒸汽发生器主要用于桑拿浴，但也能应用在家庭里 需要热蒸汽的应用场合中，例如蒸汽熨斗。

防止蒸汽发生器的水箱烧干已经成为蒸汽发生器制造商的最重 要的问题之一。已经有一些尝试，通过放置在水箱内的、已知的机械 水位传感器和电子水位传感器来监测水位，然而，这些传感器都有一 些缺点，即，类似于水箱内所产生的水垢等的沉淀物会干扰传感器的 功能并使机械装置的运行变复杂。例如，这些沉淀物可能会包覆住电 子传感器，从而完全妨碍其起作用。

另一个解决方案是，允许蒸汽发生器在水箱为空的时候继续运行 直至底部的恒温器(thermostat)切断加热元件的运行。然而，这会对加 热元件造成损伤并缩短其寿命，因为其部件处于非常高的温度之下。 此外，烧干的水箱可能会向周围环境发出令人不悦的气味。

众所周知，可以使用温度传感器来确定水箱内的水位是否下降到 一定的平面以下。传感器的这种用法是以以下事实为基础的，即，对 传感器所在位置处的水箱部分进行加热时，其温度取决于加热点是在 水位之上(较高温度)还是在水位之下(较低温度)，因为水所带走的汽化 热使温度保持平稳。例如，在美国专利5881207、欧洲专利193863以 及美国专利4881493中都公开了基于这一原理而运行的解决方案。

美国专利5881207和相应的欧洲专利772000公开了一种管(30)， 其沉入在水箱内、位于所期望的水位位置处，这种管包括温度传感器 (12)和通过电流加热的电阻(13)。虽然沉淀物不能直接影响该传感器， 但若电阻发生损坏，则加热过程无法进行，当水位下降到管的下方时， 温度不会升高且不会接收到烧干警告。另外，还存在一个结构性缺点， 即传感器管必须下沉。

欧洲专利EP-193863也公开了一种蒸汽发生器，其中，加热电阻 (5，6，7)放置于水箱壁外合适的高度上。温度传感器(16，17，18)也放置于 相同的高度上，且它们用于监测壁的温度，而该温度取决于水位的位 置。因此，热电阻的设置取决于所期望的水位，而这会对蒸汽发生器 的设计造成限制。通常希望能将热电阻放置于水箱之下。

美国专利4881493同样公开了与上述相似的结构和工作原理，其 中，热电阻(9)以螺旋线的形式绕在圆柱形水箱的外表面上，温度传感 器也绕在电阻上半部所在位置处，且与电阻平行。

本发明的目的在于公开一种简单的解决方案，其无需在温度传感 器旁进行单独的加热且加热元件的布置不取决于所需监测平面所在 位置。为达到该目的，根据本发明的蒸汽发生器具有以下基本特征， 即加热元件通过热导体以导热方式连接到温度传感器上，该热导体与 水箱的壁相分离。在某种程度上，该热导体构成一座桥梁，其将热量 传递到水箱壁上所希望的高度处(需监测的水位所在位置处)，温度传 感器同样也位于该高度上。这样，加热元件就能设置在水箱之下，依 附在其底部上，而这通常是个有利的位置。

根据本发明的解决方案不受水箱内沉淀物或分开的加热单元可 能出现的故障的影响，因为热量通过水箱外的导体从加热元件处传递 到水箱外，而正是通过这相同的加热元件，蒸发所需的热量才传递到 水箱内的。

热导体连接到水箱壁处的点决定了待监测的水位。当水位位于连 接点之上时，经由热导体传来的热量将通过可导热的壁传输到水箱内 部的水中，而这些水具有大量热容和汽化热。当水下降到该点以下时， 连接到壁上的热导体端部和壁都迅速升温，因为在壁内的同一高度处 已经没有可以吸收热量的水。在同一点上的温度传感器监测到温度快 速上升超过预先设定的阈值并将其报告给监控者/用户，或者，若该温 度传感器构成恒温器的一部分时，恒温器将执行自动控制动作(向水箱 内供应补充水和/或切断供热)。另外，本发明的另外一个优点在于， 无需在水箱内提供沉入部分或导通性连接，所有结构和功能性部件都 位于水箱之外。

在优选实施例中，使用了两个恒温器，这两个恒温器具有不同的 工作点，其中，若主恒温器失效，在较高温度下动作的恒温器将起紧 急开关的作用。

下面将参考附图对本发明进行介绍，其中：

图1显示了蒸汽发生器的顶视图，