一種電磁爐蒸櫃的製作方法

2023-10-24 19:57:17

一種電磁爐蒸櫃的製作方法
【專利摘要】本發明涉及生活電器【技術領域】。本發明的一種電磁爐蒸櫃，包括櫃體、設置在櫃體內部的蒸室、設置在櫃體底部的蒸汽發生裝置和壓力平衡水箱，所述蒸汽發生裝置的蒸汽口與蒸室相連通，所述蒸室底部設有第一排出管道，所述壓力平衡水箱與蒸汽發生裝置通過水管相連通，所述壓力平衡水箱壁上設有進水管，該壓力平衡水箱內部設有凝結水回收管，該凝結水回收管與第一排出管道相通，所述壓力平衡水箱上部設有排出口，該排出口通過排氣管道與櫃體的排氣口相連通，該排出口還連接有排汙管道。本發明通過對蒸汽進行合理的利用，對蒸汽凝結水合理回收、對櫃內蒸汽壓力和溫度進行實時的自動調節，從而大大提高電磁爐蒸櫃的加熱效率，有效地利用了蒸汽熱能，節能環保。
【專利說明】一種電磁爐蒸櫃【技術領域】
[0001]本發明涉及生活電器【技術領域】，具體涉及一種電磁爐蒸櫃。
【背景技術】
[0002]能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎，社會的不斷進步以及經濟的高速發展使得能源的需求量逐年遞增，然而目前能夠提供給人類的主要能源仍來自於化石燃料的燃燒。隨著化石燃料的不斷開採，能源的保有量日益減少，這就凸顯了節約能源的重要性。而蒸汽是我們生產、生活中使用非常普遍的加熱能源，相對於化石燃料而言，蒸汽具有低成本無汙染的優異性能，然而我們目前對蒸汽的總體應用水平還處於較低級的階段，例如常見的電磁爐蒸櫃，其利用電磁原理對水進行加熱放出蒸汽熱能，滲透蒸櫃內的食物之後，將櫃內的食物蒸熟，之後該蒸汽熱能變成近乎同溫同壓下的凝結水，凝結水是高溫高壓熱水，內能很高，其能量大約是對應蒸汽能量的25%-30%，凝結水通過管道直接排出，而另一部分來不及冷凝的蒸汽通過蒸柜上方的排氣管道排出。
[0003]現有技術中的電磁爐蒸櫃存在以下幾個問題:
1、現有的電磁爐蒸櫃對蒸汽的運用大多處於較低級的階段，在蒸汽供應的過程中，該電感線圈大多是一直處於恆定高的功率運行，使得產生過量的蒸汽熱能無法完全地冷凝成水，造成大量的常壓蒸汽直接通過排氣管道排入大氣，這既造成了巨大浪費又產生了環境汙染。而對於電磁爐來說，蒸汽的浪費意味著電能的浪費，因此，現有的電磁爐蒸櫃無法實現對電能的高效運用，進而造成了電能的過度浪費；
2、現有的電磁爐蒸櫃無法較為準確地把握蒸汽壓力和蒸煮溫度，進而對食品蒸煮的效果造成影響；
3、現有的電磁爐蒸櫃產生大量的蒸汽及冷凝水無處可用而直接排放更是造成了大量的能源浪費，最明顯的就是電能的`浪費。
[0004]綜上，這些不合理的現象大大增加了電能的浪費，降低了電磁爐蒸櫃的加熱效率、使用壽命，並且對於能源的浪費不利於節能減排的環保理念。

【發明內容】

[0005]為了解決上述技術問題，本發明通過一種電磁爐蒸櫃，通過對蒸汽進行合理的利用，對蒸汽凝結水合理回收、對櫃內蒸汽壓力和溫度進行實時的自動調節，從而大大提高電磁爐蒸櫃的加熱效率，有效地利用了蒸汽熱能，節能環保。
[0006]為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案是，一種電磁爐蒸櫃，包括櫃體、設置在櫃體內部的蒸室、設置在櫃體底部的蒸汽發生裝置和壓力平衡水箱，所述蒸汽發生裝置的蒸汽口與蒸室相連通，所述蒸室底部設有第一排出管道，所述壓力平衡水箱與蒸汽發生裝置通過水管相連通，所述壓力平衡水箱壁上設有進水管，該壓力平衡水箱內部設有凝結水回收管，該凝結水回收管與第一排出管道相通，所述壓力平衡水箱上部設有排出口，該排出口通過排氣管道與櫃體的排氣口相連通，該排出口還連接有排汙管道。[0007]進一步的，該壓力平衡水箱中設有浮球裝置，所述進水管上設有閥門，浮球裝置和閥門相連接，該浮球裝置可以根據水位高低控制閥門開啟和關閉，從而控制壓力平衡水箱中的進水量。
[0008]進一步的，所述蒸汽口為布滿密集小氣孔的球形蒸汽口，該小氣孔的直徑設置為l-5mm,小氣孔的分布密度為3-5個/cm2。控制小氣孔直徑為了防止米粒或菜碎掉落，氣孔密度的分布則是為了更好地使蒸汽均勻進入蒸室。
[0009]進一步的，所述凝結水回收管為一水平圓管，其設置在壓力平衡水箱內中部，並從該壓力平衡水箱延伸出來與第一排出管道連通，該圓管頂部均勻設置有多個圓孔，該圓孔的直徑為1-5mm。
[0010]進一步的，所述蒸汽發生裝置包括一圓柱形水罐，該圓柱形水罐下部外側纏繞有電磁線圈。
[0011]進一步的,所述圓柱形水罐的直徑為120mm-160mm,高為150-400mm。
[0012]更進一步的，該電磁線圈沿圓柱形水罐底部以上5mm-10mm距離開始，向上以螺旋狀纏繞至該圓柱形水罐的外表面中部區域，該電磁線圈的纏繞直徑大於該圓柱形水罐的直徑 40_50mm。
[0013]進一步的，所述壓力平衡水箱為一矩形水箱，其長為300-350_，寬為150_200_，高為 200-250mm。
[0014]進一步的，所述排汙管道通過第一閥門與第一排出管道連接。
[0015]進一步的，所述排汙管道通過第二閥門與水管連接。
[0016]進一步的，所述壓力平衡水箱的排出口高於該進水管位置。
[0017]進一步的，在該蒸室內壁設置溫度傳感器，該溫度傳感器與單片機連接，該單片機與電磁線圈功率控制器連接。
[0018]本發明通過採用上述技術方案，
與現有技術相比，具有如下優點:
1、本發明的電磁爐蒸櫃能夠在標準運行情況下以明顯較低的功率運行，卻仍然能夠得到良好的加熱效率，使得產生的蒸汽熱完全地冷凝成水，幾乎沒有過量的蒸汽熱能產生，節約了大量電能且起到高效的環保效果；
2、本發明的電磁爐蒸櫃能夠較為準確地把握蒸汽壓力和蒸煮溫度，進而使得食品蒸煮的效果達到最佳；
3、本發明的電磁爐蒸櫃能夠完全回收利用冷凝水，並且作為蒸汽發生裝置的預熱水源，進一步節約電能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的實施例第一狀態的結構示意圖；
圖2是本發明的實施例第二狀態的結構示意圖；
圖3是本發明的實施例的溫度功率曲線圖(包括現有技術中的參考值)；
圖4是現有技術中的電能消耗示意圖；
圖5是本發明的實施例的電能消耗示意圖；
圖6是本發明的實施例的凝結水回收管放大示意圖。【具體實施方式】
[0020]現結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0021]作為一個具體的實施例，如圖1和圖2所示，本發明的一種電磁爐蒸櫃，包括櫃體
1、設置在櫃體I內部的蒸室11、設置在櫃體I底部的蒸汽發生裝置2和壓力平衡水箱3，所述蒸汽發生裝置2包括一圓柱形水罐21,所述圓柱形水罐21的直徑為120mm-160mm,高為150-400_。該圓柱形水罐21下部外側纏繞有電磁線圈22。本實施例中，該電磁線圈22沿圓柱形水罐21底部以上5mm-10mm距離開始，向上以螺旋狀纏繞至該圓柱形水罐21的外表面中部區域，該電磁線圈22的纏繞直徑大於該圓柱形水罐21的直徑40-50_。具體地，電磁線圈22的纏繞直徑由具體實現的電感量確定，根據電感量計算公式:線圈公式
阻抗(ohm) = 2 X 3.14159 X F (工作頻率)X電感量(mH)，
本實施例中，阻抗為3m Ω ;F為IOKHz ；
電感量(mH)=阻抗(ohm) + (2X3.14159) + F (工作頻率)=0.003 +(2X3.14159) + 10= 47.72 μ H。
[0022]據此可以算出繞線圈數:圈數=[電感量* { ( 18Χ圈直徑(吋))+ ( 40 X圈長(吋))}] +圈直徑(吋)
圈數=[0.4772X {(18X7.8) + (40X7)}] + 7.8 ?25.6 圈。(7.8 吋約 20cm直徑，7吋約18cm圈長度)
所述蒸汽發生裝置2的蒸汽口 23與蒸室11相連通，所述蒸汽口 23為布滿密集小氣孔的球形蒸汽口 23，該小氣孔的直徑設置為1-5_，小氣孔的分布密度為3-20個/cm2。所述蒸室11底部設有第一排出管道111，所述壓力平衡水箱3與蒸汽發生裝置2通過水管7相連通，所述壓力平衡水箱3為一矩形水箱，其長為300-350mm，寬為150-200mm，高為200-250mm。所述壓力平衡水箱3壁上設有進水管31，該壓力平衡水箱3內部設有凝結水回收管32，所述凝結水回收管32為一水平圓管32，其設置在壓力平衡水箱3內中部，並從該壓力平衡水箱3延伸出來與第一排出管道111連通，參考圖6所示，該圓管32頂部均勻設置有多個圓孔321，該圓孔321的直徑為l_5mm，所述壓力平衡水箱3上部設有排出口 33，該排出口 33距離凝結水回收管32頂部高度為H，所述進水管31管口距離所述凝結水回收管32頂部高度為Λ h，所述排出口 33位置高於該進水管31位置，因此H > Λ h，該排出口33通過排氣管道4與櫃體I的排氣口 12相連通，該排出口 33還連接有排汙管道5。所述排汙管道5通過第一閥門51與第一排出管道111連接。所述排汙管道5通過第二閥門52與水管7連接。在該蒸室內壁設置溫度傳感器，該溫度傳感器與單片機連接，該單片機與電磁線圈功率控制器連接。
[0023]所述壓力平衡水箱3中設有浮球裝置34，所述進水管31上設有閥門(未示出)，浮球裝置34和閥門相連接，該浮球裝置34可以根據水位高低控制閥門開啟和關閉，從而控制壓力平衡水箱3中的進水量。
[0024]本實施例中，該蒸室11在加熱過程中，其相對於外界的大氣壓差為980_1000Pa，當這個大氣壓差的範圍內，才能更好地將食物蒸煮透徹，並且口感良好。
[0025]根據大氣壓強公式:Λ P= P g Λ h，g為標準重力大氣加速度，g=9.80665N/Kg,
I個標準大氣壓=1.01325*105Pa=10.336m水柱。[0026]Δ P指蒸室對外界環境的壓差，其為980_1000Pa ；
P指水的密度，為1.0*103kg/m3 ；
Ah-指所述凝結水回收管32的頂部與所述進水管31管口距離；
參考圖1所示，為本發明的電磁爐蒸櫃從上電開啟初期狀態的示意圖，該初期狀態也定義為第一狀態，該狀態下，電磁線圈22以最高額定功率運行，在第一狀態下，此時，由於圓柱形水罐21中的水在電磁線圈22加熱下不斷產生蒸汽從蒸汽口 23冒出，滲透到蒸室，使得蒸室內的溫度和壓強都不斷上升，當蒸室的溫度上升至設定溫度值T=100°C -100.5°C時，由於該溫度傳感器與單片機連接後，該單片機與電磁線圈功率控制器連接，此時由於蒸室的壓強壓入該圓柱形水罐21，使得圓柱形水罐21的水位下降，設下降高度為Ah1 (單位為mm)，而相應地，與該圓柱形水罐21相連通的壓力平衡水箱3中的水位會上升，設上升高度為Ah2 (單位為mm)。
[0027]參考圖2所示，為本發明的電磁爐蒸櫃保持一定功率蒸煮狀態的示意圖，該蒸煮狀態也定義為第二狀態，該狀態下，Ah1, Ah2趨於穩定，因此Ah』 ^ Ah =Ah^Ah2,第二狀態下，由於H≥Δh,由公式Δ P= pgAh得到大氣壓差ΔΡ=ρ gAh=l.0*103 kg/m3*9.80665N/Kg*0.1m ^ 980Pa，則可以計算得到該Ah大約為0.1m。由於Ah』 ^ Ah= Ah^Ah2,設圓柱形水罐21的橫截面為A，壓力平衡水箱3的橫截面為B，根據A^Ah1=B* Ah2，得到A/B的值大約為2/5，則可以以此來設計該圓柱形水罐21和壓力平衡水箱3的橫截面和高度。第二狀態下，電磁線圈22以一較低的功率運行，溫度曲線參考圖3所示，此時，由於該蒸室內的溫度保持為T=100°C-100.5°C，並且為了控制該大氣壓差ΛΡ保持在980Pa-1000Pa，則此時，該壓力平衡水箱3中的凝結水回收管32頂部與所述進水管31管口距離Λ h保持在0.lm，當該Λ h < 0.1m時，則該浮球裝置34控制閥門開啟，從而使得壓力平衡水箱3進行補水，當Ah水位到達0.lm，停止補水，而當Ah水位超過H時，則通過排水口 33向外排水，進而保證該壓力平衡水箱3的水位接近於0.1m,此時，蒸室內的蒸汽熱能凝結成水後通過第一排出管道111流入凝結水回收管32，進而通過該凝結水回收管32中的上表面的多孔圓孔321回收到壓力平衡水箱3，且該凝結水是高溫高壓熱水，內能很高，其能量大約是對應蒸汽能量的25%-30%，正好用於預熱該壓力平衡水箱3的水源，並且該水源預熱後通過水管7輸送至蒸汽發生裝置，從而使得該蒸汽發生裝置的電磁線圈22能夠一直以一較低的功率運行，把原本就預熱的水燒開至100°C -100.5°C，如此循環反覆，充分利用凝結水，既節約了用電，用能夠減少熱能排放，有效環保。
[0028]參考圖3是本發明的實施例的溫度功率曲線圖(包括現有技術中的參考值)，在第一狀態下，電磁線圈以最高額定功率Pl運行，由於圓柱形水罐21中的水在電磁線圈22加熱下不斷產生蒸汽從蒸汽口 23冒出，滲透到蒸室，使得蒸室內的溫度和壓強都不斷上升，蒸室內的加熱溫度曲線為過(0,0)點並且斜率越來越小的上升函數曲線，其公式為G (8)=1(^7(1+?),式中:K一放大係數；T一對象時間常數；t一對象滯後時間，蒸室的溫度上升至溫度值T=60°C -60.5°C時，電磁線圈功率逐漸下降至P2，當蒸室的溫度上升至設定溫度值T=100°C -100.5°C時，電磁線圈功率繼續下降，此時仍然能夠保持蒸室的溫度T=IOO0C -100.5°C時，最後功率區域穩定的較低功率P3運行時候，大氣壓差ΛΡ保持在980Pa_1000Pa，而此時 Ah』 ^ Ah =AhjAh2。
[0029]圖3中也包括現有技術中的溫度功率曲線圖參考值，在現有技術中，電磁線圈始終以最高功率P』運行，對應的加熱溫度曲線在第一狀態下，與本發明的溫度曲線相類似，加熱溫度曲線為過(0，0)點並且斜率越來越小的上升函數曲線，其公式為6(8)=1(^3/(1+1'8)，式中:K一放大係數；Τ—對象時間常數；t—對象滯後時間，蒸室的溫度上升至99-99.90C時，由於蒸汽產生後凝結成水，會造成加熱溫度曲線以正弦函數曲線在99-99.9 °C到lo1-1orc之間波動，因此現有技術中，加熱溫度不能保持恆定以及電磁線圈功率一直以大功率P』運行，都造成了巨大的電能浪費。
[0030]因此，本發明的電磁爐蒸櫃能夠在明顯較低的功率P3運行，卻仍然能夠得到良好的加熱效率，使得產生的蒸汽熱完全地冷凝成水，由於壓力平衡水箱3中對Ah』的自動調節，使得蒸室中幾乎沒有過量的蒸汽熱能產生，節約了大量電能且起到高效的環保效果。並且由於本發明中的溫度曲線在恆定功率運行過程中，能夠保證溫度曲線接近水平直線，從而使得電磁爐蒸櫃能夠較為準確地把握蒸汽壓力和蒸煮溫度，進而使得食品蒸煮的效果達到最佳。
[0031]參考圖4所示，圖4表示的是現有技術中的電能消耗示意圖，從圖中可以看出，現有技術中，由於電磁爐蒸櫃一直以最大功率運行，在運行時間T (這裡選取I小時作為對比參數)內，該電磁爐蒸櫃的電能消耗為陰影區域內的面積，而參考同比例坐標軸的圖5，可以明顯地看出來，在本方案中的電磁爐蒸櫃在T時間內的電能消耗也為圖中陰影區域內面積所示，比較兩者的陰影面積，可以明顯看出在圖5中的陰影面積大大小於圖4中的陰影面積，這說明本方案的電能消耗量大大小於現有技術中的電磁爐蒸櫃的電能消耗，進而證明了本方案在節約電能方面具有顯著的進步。
[0032]儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍內，在形式上和細節上可以對本發明做出各種變化，均為本`發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種電磁爐蒸櫃，其特徵在於:包括櫃體、設置在櫃體內部的蒸室、設置在櫃體底部的蒸汽發生裝置和壓力平衡水箱，所述蒸汽發生裝置的蒸汽口與蒸室相連通，所述蒸室底部設有第一排出管道，所述壓力平衡水箱與蒸汽發生裝置通過水管相連通，所述壓力平衡水箱壁上設有進水管，該壓力平衡水箱內部設有凝結水回收管，該凝結水回收管與第一排出管道相通，所述壓力平衡水箱上部設有排出口，該排出口通過排氣管道與櫃體的排氣口相連通，該排出口還連接有排汙管道。
2.根據權利要求1所述的一種電磁爐蒸櫃，其特徵在於:該壓力平衡水箱中設有浮球裝置，所述進水管上設有閥門，浮球裝置和閥門相連接，該浮球裝置可以根據水位高低控制閥門開啟和關閉，從而控制壓力平衡水箱中的進水量。
3.根據權利要求1所述的一種電磁爐蒸櫃，其特徵在於:所述蒸汽口為布滿密集小氣孔的球形蒸汽口，該小氣孔的直徑設置為小氣孔的分布密度為3-20個/mm2。
4.根據權利要求1所述的一種電磁爐蒸櫃，其特徵在於:所述凝結水回收管為一水平圓管，其設置在壓力平衡水箱內中部，並從該壓力平衡水箱延伸出來與第一排出管道連通，該圓管頂部均勻設置有多個圓孔，該圓孔的直徑為l_5mm。
5.根據權利要求1所述的一種電磁爐蒸櫃，其特徵在於:所述蒸汽發生裝置包括一圓柱形水罐，該圓柱形水罐下部外側纏繞有電磁線圈。
6.根據權利要求1所述的一種電磁爐蒸櫃，其特徵在於:所述排汙管道通過第一閥門與第一排出管道連接。
7.根據權利要求1所述的一種電磁爐蒸櫃，其特徵在於:所述排汙管道通過第二閥門與水管連接。
8.根據權利要求1所述的一種電磁爐蒸櫃，其特徵在於:所述壓力平衡水箱的排出口高於該進水管位置。
9.根據權利要求1所述的一種電磁爐蒸櫃，其特徵在於:在該蒸室內壁設置溫度傳感器，該溫度傳感器與單片機連接，該單片機與電磁線圈功率控制器連接。
【文檔編號】A47J36/24GK103549875SQ201310568298
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優先權日:2013年11月15日
【發明者】楊勇 申請人:廈門市東廚智能科技有限公司