水爆式蒸汽產生裝置的製作方法

2023-07-27 14:02:56 5

專利名稱：水爆式蒸汽產生裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種蒸氣產生裝置，特別是一種以電直接將水加熱而產生蒸氣的裝置。
加熱在液態轉變為氣態的過程中扮演著相當重要的角色，而水的加熱以產生蒸氣在工業上的應用相當常見，事實上水的加熱產生蒸氣應用於日常的生活中更是屢見不鮮，例如蒸氣消毒、淨水器或蒸溜水產生器乃至日常各種食品加熱等等，均是利用水產生高溫蒸氣；雖然一般而言，它們在構造的體積、規格大小方面或有別，但總的來說形式上大致相同。
一般水轉換為蒸氣的方式，早期是利用木頭、木炭及至利用煤氣(瓦斯)等為燃料來加熱，時至今日則是利用電熱方式加熱，其中燃料的性質有別，以電熱方式加熱水使其沸騰產生蒸氣在現代社會中是屬於較無汙染、較易控制及較安全的方式；一般的電熱結構多是利用電熱管或電熱線對容器內的水加熱而使其產生蒸氣，此種結構使用雖然已有一段時間了，但其仍有下列缺點1.所需的時間較長一般的電熱方式皆是要使水經由常溫→升溫→沸騰→液體表面產生蒸氣等步驟，故其所需的時間較長。
2.能源損耗量增加一般電熱方式在蒸發前得先提高加熱器及欲蒸發的全部水量至蒸發所需的溫度，不但會產生廢熱而影響環境，同時也會浪費較多的能量，在電能的使用效率上，並不很高。
3.安全性的考慮傳統的電熱結構，其加熱體與被加熱的水之間不論是直接接觸或間接接觸，當水已因不斷蒸發而乾涸時，加熱體如繼續加熱，將導致容器或加熱體本身的損毀甚至因此而造成起火等災害，所以在安全性方面是傳統電熱加熱系統必須考慮的重要問題，為克服此種問題，乃產生許多缺水或溫度控制構件，對使用者而言無形之中增加許多成本。
4.加熱體的壽命短一般的加熱體不論其對水的加熱形式為何，但其均是藉加熱體本身產生熱能，而在大氣中由於加熱體自身產生熱能，故在使用時，會產生氣化而有使用壽命的限制，以一般的電熱線而言，其使用壽命皆不會太長，對使用者產生更換的不便及費用的增加。
5.其他傳統電熱裝置在將液體轉變為氣體的過程裡，在與空氣加熱的過程中，也會因加熱過程而耗掉許多氧氣，對於較小空間的使用場合，並不見得實用。
本實用新型為解決上述的問題，乃積極努力，在幾經試驗後終有本實用新型的產生。
本實用新型的主要目的在於提供一種利用電直接對水加熱而產生蒸氣的裝置。
本實用新型的進一步的目的在於提供一種一旦被加熱的水乾涸而未能及時補充時可自動切斷電源的蒸氣產生裝置。
本實用新型的另一目的在於提供一種使用壽命長的蒸氣產生裝置。
本實用新型系用以下方式實現其發明目的該裝置包括至少各具有一電極板的、並於其間注入一定量的水於電極板連接電源後利用電極板間的水形成電迴路並藉此對電極板間的水直接加熱使之膨脹形成氣泡進而迅速產生蒸氣的電極組。在該裝置中，注入水量的水位距電極板頂部有一距離而保持一空間。在連接單相電源時，電極組至少具有兩組電極，在連接三相電源時，電極組至少具有三組電極。並且，在該裝置中，電極板設置於一四周絕緣封閉的空間，而其底部設有進水通管，電極板的側邊設置有水槽，一給水筒倒置於水槽上，水槽底部有通管與電極板相通。
本實用新型的設計由於系利用水本身直接作為被加熱的主體，故其具有下列的優點1.加熱產生蒸氣的速度方面由於本實用新型的設計無需預熱，且其加熱方式非傳統先以加熱器產生溫度再加熱的方式，在通以電源後，直接在電極板間的水份加速加熱而迅速產生爆炸效果，形成氣泡而產生蒸氣，依實驗證明可在短短數秒鐘產生蒸氣，較之一般傳統的加熱產生蒸氣方式有極大的差別。
2.在使用安全性方面由於本實用新型的使用系直接對水加熱並以其為加熱體，一旦存在於電極板間的水份用盡或乾涸，則整個電源迴路便會自動被切斷，故可自動停止加熱，而無任何安全上的顧慮；較之傳統的加熱方式於水份乾涸時，加熱器不致繼續工作而無燒毀之慮，因此也不需要其他的溫度或缺水警告電子控制裝置。
同時，因為本實用新型具有自適應式導電功能，除了在水用盡時會自動停止工作外，電極板間的電流量也是與水量多少成正比，水只是尚未進入電極板間，可依然保持常溫。
3.在使用壽命方面本實用新型並無加熱器的裝置，系直接利用注入電極板間的水作為加熱及被加熱的主體，故在使用過程中，並無加熱器使用壽命的問題，另一方面本實用新型的使用也不會產生廢熱。
4.其他本實用新型可使用於密閉迴路中，在產生蒸氣後可轉換成熱風再變成液態狀，以達到再蒸發連續使用的目的，而其間亦不致產生耗氧過程同時本實用新型可在瞬間產生強勁爆發力，可使用較高的電壓以提高能源使用效率，達到隨時開啟、隨時啟用的特殊功能。
為更清楚地說明本實用新型的實施方式及其它的目的，特舉幾個具體實施例並結合附圖詳述於後。


圖1為本實用新型應用於單相電源的實施例分解圖。
圖2為
圖1實施例的外觀圖。
圖3為本實用新型應用於單相電源的另一實施例分解圖。
圖4為圖3實施例的外觀圖。
圖5為本實用新型應用於三相電源的實施例平面圖。
圖6為本實用新型設置有給水裝置的實施例的平面圖。
圖7為本實用新型設置有給水裝置的實施例俯視圖。
圖8為本實用新型設置有給水裝置的實施例其電極板的平面圖。
圖1為本實用新型的具體實施例之一，它是以較小形式的規模作為說明本實用新型的實例，本實用新型實施時至少需具有兩片以上的電極板(1)、(2)，圖中所示的系以兩組電極共四片為例，乃是以室內單相110伏特的電源為實施例，如利用三相電源亦可以下列方式類推之，電源線(4)的兩端分別連接於兩電極板(1)、(2)；為利於裝設，電極板(1)、(2)的同一邊於上、下方相異位置處設有缺口(13)、(23)，兩電極板(1)、(2)分別於其缺口(13)、(23)相對處及中央部位各設有孔(11)、(12)、(21)、(22)；配合參看圖2，於組合時，本實用新型系各電極板(1)、(2)間夾設墊片(3)，於墊片(3)中央部位亦設有孔(31)，藉一螺釘(32)先穿套絕緣的瓷套(34)後再穿過各電極板(1)、(2)的中央孔(12)、(22)及墊片(3)的孔(31)後配合一螺帽(33)結合之，而組合成一電極組的結構，由於各電極板(1)、(2)間夾設有墊片(3)故電極板(1)、(2)間系獨立而不接觸。
待電極板(1)、(2)組合完成後，以兩金屬杆(51)、(52)穿設於連接座(5)上並以螺帽(53)分別與電源線(4)的兩條電源電極相接，該金屬杆(51)、(52)的另一端則穿過各電極板(1)、(2)的孔(11)、(12)，如在實施時，兩電極板(1)、(2)各具有多片結構，則因電極板(1)、(2)各具缺口(13)、(23)，故與金屬杆(51)、(52)結合後，多片電極板(1)、(2)構成的電極均可保持獨立而不會相互接觸；如圖2，本實用新型於各構件組合後，再於整個構造的外部包覆外殼。
本實用新型的設計中較佳的實施例是電極板(1)、(2)系採用上、下方的垂直設計，而可於外殼的底部或靠近底部的側邊設置有進水孔(圖中未示)，進水孔可配合外部的液體流量控制機構，以保持於各電極板(1)、(2)的水位於一定值，對於使用者而言可免除注入水量的不便。
利用單相電源的另一實施例如圖3及圖4所示，此較佳實施例可依尺寸適用於各形式的實施情況，這種實施例將各電極板(1)、(2)設置於兩絕緣片(9)之間，各絕緣片(9)相對的內側面均設置有槽(91)供各電極板(1)、(2)間隔放入，其中於兩絕緣片(9)上端分設有剖槽(92)、(93)，唯不同是絕緣片(9)其剖槽(92)、(93)位置恰為間隔設置，兩電極板(1)、(2)於一側突設有凸片(17)、(27)，分別可放入各剖槽(92)、(93)，因此形成兩電極板(1)、(2)分別以其凸片(17)、(27)伸出兩絕緣片(9)，另於兩絕緣片(9)的外側，安排有兩組導電塊(61)、(62)，此兩導電塊(61)、(62)分別連接電源的兩端，以導電塊(61)為例(另一導電塊亦同)，其系由上、下兩導電體(611)、(612)所組合，相對於剖槽(92)處亦設置有槽，因此當凸片(17)伸出時，恰可經由兩導電槽(611)、(612)夾合，藉螺釘(35)結合兩導電體。
本實用新型適用於三相電源的實施例如圖5所示，大體的構件安排與圖3及圖4的實施例相同，唯於絕緣片(9)的兩側所安排的導電塊(63)～(65)具有三組分隔的安排，以便適於用三相電源。
以一般家用自來水而言，會因為各地區水質的不同，水的導電率p亦會有所變化，以平均而言，一般自來水的導電率p會在5000～10000μΩ／cm之間，故將水加入本實用新型設置的電極板(1)、(2)間，以其作為導體，當電極板(1)、(2)間的電壓加入後，電流將會經由電極板(1)→水→電極板(2)的途徑造成迴路，故電流流經水後將因其本身微小的阻抗產生熱量，而使存在於電極板(1)、(2)間的水因熱而膨脹，如同爆炸般迅速地在電極板(1)、(2)間產生氣泡，而持續的電流導通將使此種加熱→產生氣泡的循環持續進行，因而以極短的時間便會形成蒸氣。由於電極板間的水所形成的電阻值因有很多客觀的因素不易以表列方式求得，例如實際的電阻值會因為蒸發的過程和進水量以及在電極間產生的氣泡數而產生變化等……，唯在理論上水在電極板(1)、(2)間的導電率為p＝a*p2*(2＋s)／2(1－s)其中a為電極板間的水量。
p2為水在電極板(1)、(2)間無蒸氣氣泡時的導電率。
s為電極板間蒸氣氣泡的佔有比率。
而在水位正常情況下，氣泡在電極板(1)、(2)間的足夠空間內系連續而重疊，故其導電率才會符合再度導通電流而再加熱的要求。
在實際的試驗中，設計人發現，本實用新型經試製成樣品試驗，在連接110伏特的電壓後，在短短數秒種後，即可以有蒸氣產生，完全無任何使用上的問題；當然，如果電源連接220伏特的電壓，則產生蒸氣的速度將會更快。
由於本實用新型的電流系直接流過產生熱能的水本身，而加諸於兩電極板(1)、(2)間的電壓便成為一個可以控制產生蒸氣速度的因素，經以試驗用樣品證明，如將電壓由110伏特改變為220伏特，直接產生蒸氣的速度將更為迅速，可在短短2、3秒鐘內即可產生蒸氣，故電壓的大小系與流經水的電流量成正比，因而可直接調整電壓的大小配合使用的水容量，靈敏地控制蒸氣量產生的大小，使本實用新型在即有的優點下，更具有使用經濟的特性。
為更具體的說明本實用新型的其他實施例，茲以圖6至圖8配合一簡易的給水方式，闡述具體的實施結構；如圖6，於一絕緣座體(7)的底部設有嵌座(71)，該嵌座(71)具有系列的槽構，該等槽溝的寬度系配合電極板(1)、(2)的厚度而其數目亦與電極板(1)、(2)的片數相符，如圖7及圖8所示，電極板(1)、(2)的一邊上方系呈外凸狀，其凸出部份設有一螺孔(15)、(25)，同時於螺孔(15)、(25)外加厚並設有螺座(14)、(24)，電極板(1)、(2)仍是以垂直方式置入座體(7)內，除系設置於嵌座(71)外，兩電極板(1)、(2)排列於座體(7)內系以不同組的電極板(1)或(2)以不同的方向設置，如圖7所示，且於座體(7)側邊配合分設有邊槽供電極板(1)、(2)嵌設，待組合後，藉螺杆(72)可分別穿過不同組的電極板(1)或(2)結合之，籍上述結構將電極板(1)、(2)設置於座體(7)的封閉空間。
如圖6，緊臨於座體(7)的旁邊設有一水槽(8)，其上可倒置一給水筒(83)，水槽(8)的底部設有通管與座體(7)的底部相通，而於水槽(8)的上方設有一孔(81)，以此簡易的給水方式，可使該座體(7)及水(8)保持相等的水位，當座體(7)內的水因為不斷蒸發而減少時，水槽(8)的液面亦將隨之降低，一旦液面低於給水筒(83)的瓶口時，空氣自孔(81)導至給水筒(83)內，使給水筒(9)的水量由通管(82)流至座體(7)內，藉此保持座體(7)具有一定的液面高度。
如圖8，在此實施例中的電極板(1)、(2)其底部具有一缺口(16)、(26)，圖8上的虛線系嵌座(71)大概的嵌合高度，於各嵌座(71)上相對於此缺口(16)、(26)亦具有缺口(圖中未示)，故當水槽(8)的水經由通管(82)流至座體(7)底部時，亦可藉此流至各電極板(1)、(2)間；在較佳的實施例中，座體(7)的液面高度最好不要超過電極板(1)、(2)高度的百分之四十，以使保留有足夠的空間，而可迅速產生蒸氣。
權利要求1.一種水爆式蒸氣產生裝置，其特徵在於它包括至少各具有一電極板的、並於其間注入一定量的水於電極板連接電源後利用電極板間的水形成電迴路並藉此對電極板間的水直接加熱使之膨脹形成氣泡進而迅速產生蒸氣的電極組。
2.如權利要求1所述的蒸氣產生裝置，其特徵在於所述水的水位距所述電極板頂部有一距離而保持一空間。
3.如權利要求1所述的蒸氣產生裝置，其特徵在於所述電極組在連接單相電源時，它至少具有兩組電極；在連接三相電源時，它至少具有三組電極。
4.如權利要求1所述的蒸氣產生裝置，其特徵在於電極板設置於一四周絕緣封閉的空間，而其底部設有進水通管，電極板的側邊設置有水槽，一給水筒倒置於水槽上，水槽底部有通管與電極板相通。
專利摘要本實用新型為一種水爆式蒸汽產生裝置，它至少裝設有兩電極板(1)、(2)，在兩電極板間注入一般使用的水，各電極板為不同的電源極性，利用電壓加諸於電極板間，以水為導體而對之加熱，以形成氣泡進而迅速產生蒸汽。它用於將水轉變為蒸汽的過程中，例如蒸汽消毒、淨水器或蒸餾水產生器乃至日常各種食品加熱等等。
文檔編號F22B1/00GK2086850SQ9022432
公開日1991年10月16日 申請日期1990年11月28日 優先權日1990年11月28日
發明者陳永興 申請人:陳永興