蒸氣生成器系統的製作方法

2023-04-27 06:44:21 2

蒸氣生成器系統的製作方法
【專利摘要】一種用於從電解溶液產生蒸氣的系統包括蒸氣生成罐、流動產生裝置、電流測量裝置和控制器。蒸氣生成罐包括第一電極和第二電極。第一電極和第二電極設置成在蒸氣生成罐中加入電解溶液時接觸電解溶液。電流在第一電極與第二電極之間流過電解溶液。電流加熱電解溶液，以產生蒸氣。控制器連接至流動產生裝置，以基於由電流測量裝置測量的電流打開和關閉將電解溶液提供至所述蒸氣生成罐。
【專利說明】蒸氣生成器系統
【技術領域】
[0001]該專利申請大體上涉及一種蒸氣生成器系統。更具體地說，該專利申請涉及一種通過使電流穿過水來生成蒸氣的系統。進一步更具體地說，該專利申請涉及一種用於輸送預定量的蒸氣、間歇量的蒸氣或連續量的蒸氣的系統。
【背景技術】
[0002]在蒸氣使用應用中，由蒸氣執行功的速度常常需要蒸氣的快速生成和替換。由蒸氣進行的不同功可能需要確定量的蒸氣、間歇量的蒸氣或連續量的蒸氣。食物烹飪是這樣一種需要提供連續量的蒸氣的應用，，以便諸如在飯店中或者為宴會快速烹飪或再加熱散裝食物以供給很多人所需的量。在分餐制時需要再加熱食物的某些部分諸如三明治肉的其他應用中，少量短促並間隔地重複的蒸氣是優選的。在特定量的時間的情況下執行單一功能時，確定量的蒸氣常常是優選的。
[0003]在利用電阻元件的蒸氣生成中，電能必須首先加熱電阻元件，然後加熱其外殼，然後加熱用於產生蒸氣的水。電阻元件通常鑲嵌在金屬或其他材料的護套中，當元件浸沒在水中時，該護套由電阻元件加熱，以生成蒸氣。由於熱通過材料層然後進入水分子的傳導過程，將產生水加熱至足以生成蒸氣的溫度的延遲。
[0004]在加快蒸氣生成的嘗試中，電阻元件常常太大及過載，以便迅速加熱護套，使得護套可隨後加熱水，這通常引起過高的能量使用。當在具有電阻元件的裝置中產生蒸氣時，將滿功率施加於元件，這樣，元件及其護套的表面溫度變得比水熱得多，並且導熱更快。當不再需要蒸氣時，將能量從電阻元件去除，然而，電阻元件和外殼中的熱繼續傳導至水，最後被浪費。這樣，在運用能量來加熱的直接應用中，相比於提供恰好能執行所需功能的蒸氣量所必需的能量，更多的能量被消耗了。
[0005]通過將元件和護套加熱至比要加熱的水熱得多的溫度還會引起其他的問題。諸如碳酸鈣和鎂的溶解固體從水滲出，並且這些顆粒粘附在元件護套的表面上，從而在傳熱表面上形成稱為水垢的沉澱層。這些水垢沉澱變成另一傳熱層，並進一步降低傳熱速度。對於所需的功，水垢將引起更多的能量使用。水垢還是引起蒸氣生成裝置的維護和檢修需求的主要因素。
[0006]在連續的蒸氣應用中，使用具有用於水量的儲存的蒸氣生成器。用於蓄水的儲存器的尺寸根據在一段時間內所需的最高蒸氣生成量而定。蒸氣的生成於是需要將該全部質量的儲存水加熱至接近蒸氣生成溫度，以便儘可能快地提供所需的蒸氣量。在連續的蒸氣加工應用中需要加熱該全部水量，以補償利用電阻元件在連續的供應中將水變成蒸氣所需的時間量。加熱供應的全部儲存水將浪費能量。在加熱熱的儲存器中的水以生成蒸氣之後，將新的水供應至蓄水，導致全部水量冷卻。當添加新的水時，全部水量的溫度降低，並且必須再加熱至所期望的維持溫度，這將再次浪費能量。
[0007]加快具有蓄水功能的蒸氣生成器中的蒸氣生成的嘗試包括其中水可加熱並維持在較高的溫度的加壓殼體的使用，使得其釋放為蒸氣使用時將水從過熱水閃蒸成蒸氣。具有蒸氣生成和加壓水的裝置由於部件的重量並由於儲存的供水，通常是複雜的，並且容易出現檢修和維護問題。大量能量被消耗，以再加熱並使供水維持在準備產生蒸氣的溫度。
[0008]在滿足快速蒸氣生成裝置需求的替代蒸氣生成方法中，噴嘴向熱表面供應諸如噴霧的少量的水，在熱表面的對應處，該少量的水閃蒸成蒸氣。這樣，少量的蒸氣幾乎立即產生，隨後該少量的蒸氣用於預期的應用。間歇地對熱表面噴額外的水量，以便為預期的目的提供額外的蒸氣量。熱表面由被包住的電氣元件加熱，或者，在某些情況下，水直接噴在包於護套中的電氣元件上。該蒸氣生成的方法產生間歇量的蒸氣而非連續量的蒸氣。在該解決方案中，一次可產生的蒸氣的量首先受包含在每次噴霧中的水量限制，其次受被噴水的表面的表面溫度限制。重複噴霧可產生額外的蒸氣，但噴霧必須延遲，直到熱表面恢復至能將更多的水閃蒸成蒸氣的適當溫度為止，這就限制了可生成的蒸氣的量。在有些情況下，設置成加熱表面或設置成閃蒸表面的電氣元件在尺寸方面增大，以獲得更快的恢復，以便在給定的時間內將更多的水閃蒸成蒸氣，這也就浪費了能量。
[0009]在對蒸氣的需求不可預測的情形下，加熱的表面維持處於熱表面的狀況，以便為產生蒸氣做好準備，這同樣浪費能量。在此情況下，當將水閃蒸成蒸氣時，供水中溶解的固體附著於熱表面。溶解的固體形成覆蓋於在閃蒸表面上的水垢，使其導熱效率變低。這導致對加熱表面的能量和達到能夠生成蒸氣的溫度的額外時間的需求增加。這些狀況導致可生成的蒸氣量和生成蒸氣的速度的降低。石灰在表面上的累積最終產生維護或維修的需求。
[0010]由於相關技術的固有問題，因此存在對新的改善的蒸氣生成器系統的需求，用於通過電能到水分子中的熱的直接轉化迅速產生蒸氣，並以受控的次序輸送確定量的蒸氣、間歇量的蒸氣或連續量的蒸氣。

【發明內容】

[0011]本專利申請的一個方面是一種用於從電解溶液生成蒸氣的系統。該系統包括蒸氣生成罐、流動產生裝置、電流測量裝置和控制器。蒸氣生成罐包括第一電極和第二電極。第一電極和第二電極設置成在蒸氣生成罐中加入電解溶液時接觸電解溶液。電流在第一電極與第二電極之間流過電解溶液。電流加熱電解溶液，以產生蒸氣。控制器連接至流動產生裝置，以基於由電流測量裝置測量的電流打開和關閉將電解溶液提供到所述蒸氣生成罐。
[0012]本專利申請的另一方面是一種用於從電解溶液生成蒸氣的系統。該系統包括蒸氣生成罐。蒸氣生成罐包括第一電極和第二電極。第一電極和第二電極設置成當電解溶液提供至蒸氣生成罐時，並且當第一和第二電極連接至直流(AC)電源時，該第一電極和第二電極接觸電解溶液。電流在第一電極與第二電極之間流過電解溶液。電流加熱電解溶液，以產生蒸氣。當蒸氣生成罐中的所有電解溶液轉化成蒸氣時，電流的流動自動地停止。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]本發明的前述及其他的方面和優點結合以下的附圖所圖示的詳細說明而將顯而易見，其中:
[0014]圖1是蒸氣生成器系統的一個實施例的方框圖；
[0015]圖2是包括用於控制圖1的蒸氣生成器系統的控制電路的一個實施例的方框圖；
[0016]圖3是蒸氣生成罐的一個實施例的三維圖；[0017]圖4是圖3的蒸氣生成罐的橫截面視圖；
[0018]圖5是蒸氣生成罐的另一實施例的三維圖；
[0019]圖6是圖5的蒸氣生成罐的橫截面視圖；
[0020]圖7是過濾器的一個實施例的三維圖；
[0021]圖8是蒸氣生成罐及其電氣及機械連接器的另一實施例的三維分解圖；以及
[0022]圖9是蒸氣生成系統的一個實施例的三維圖。
【具體實施方式】
[0023]本專利申請的一個實施例提供了一種用於迅速產生蒸氣的系統。穿過電解質水溶液的電流將電解溶液加熱至沸點，以輸送預定量的蒸氣、間歇量的蒸氣或連續量的蒸氣。電解溶液具有足以滿足高強度電流流動的離子內容物，以提供迅速的電阻加熱。電解溶液被儲存在可接觸電極的蒸氣生成罐中。控制系統指導連續量、間歇量或預定量的蒸氣的產生。在一個實施例中，水儲存器供應用於蒸氣生成罐中進行蒸氣轉化的電解溶液。在一個實施例中，泵用於使電解溶液從儲存器流向蒸氣生成罐。
[0024]在蒸氣生成罐中的電極之間流動的電流由水中加入的離子內容物、蒸氣生成罐中的電解溶液的水平和電路的相角控制器與電路中的電流傳感器的操作組合控制。
[0025]在一個實施例中，在用於蒸氣生成之前調節水中的離子內容物。在另一實施例中，將本身具有導電雜質的自來水用於蒸氣生成。
[0026]在一個實施例中，只有當使用蒸氣的設備需要蒸氣時才提供能量來操作蒸氣生成系統。可避免用於維持蒸氣或熱水的能量。在一個實施例中，蒸氣生成由進入蒸氣生成罐的電解溶液的再供應量控制。本專利申請的一個實施例可產生由添加至蒸氣生成罐並與蒸氣生成罐中的電極接觸的電解溶液量決定的固定的蒸氣量，直到該量完全轉化成蒸氣為止。還可操作該系統，間歇地提供少量的蒸氣。還可操作該系統，通過電解溶液的連續供應提供連續的蒸氣量。
[0027]本 申請人:發現，能量轉化效率高。他們還發現，只有當蒸氣生成罐中有水時，系統才消耗能量，並且由於電路由此中斷，所以當所有電解溶液轉化成蒸氣時，系統自動地關掉。他們還發現，當到電極的電流供應切斷時，蒸氣加工迅速停止。由於沒有表面變得比蒸氣生成罐中的電解溶液和罐中產生的蒸氣熱，所以避免了水垢，從而避免定期維護或維修。在該構造中，本 申請人:發現，沉澱的鹽和固體被發現與蒸氣冷凝液一起，該蒸氣冷凝液流入使用蒸氣的隔室中的收集盤。在其他構造中，可用淡水或化學衝洗液將鹽和固體衝出蒸氣生成罐。
[0028]在一個實施例中，產生的蒸氣用於烹飪器具。該一個實施例重量輕，需要非常少的連接以便使用，並且當需要蒸氣時可裝接至特定的器具。多個實施例在沒有電的消耗的情況下處於蒸氣準備狀況，直到需要蒸氣為止。
[0029]如圖1所示，在蒸氣生成器系統10中，電解溶液11被蒸氣生成罐17接納，用於如由控制系統16所決定地以連續的、間歇的或預定的量產生蒸氣。經由電能到要變成蒸氣的電解溶液中的熱的直接轉化迅速產生蒸氣。蒸氣生成系統10還包括儲存器13、過濾器12、泵14和止回閥15。
[0030]在一個實施例中，用另一類型的流動控制裝置替換泵14。在一個這樣的實施例中，電解溶液11進入蒸氣生成罐17的流動是通過重力供給，並且流動控制裝置是電控閥。在該實施例中，以另外的方式打開和關掉泵14的控制器21改為打開和關閉閥，以將電解溶液從儲存器13注入到蒸氣生成罐17中。儘管在該專利申請的說明的其餘部分中，流動控制裝置稱作泵14，但應理解的是，重力供給與閥方案或其他類似的方案可等同地極好地使用。
[0031]在圖1的實施例中，儲存器13保持電解溶液11的供應。在替代的實施例中，代替儲存器13或除儲存器13之外，可提供用於電解溶液11的供應的連接，用於連續供應。儲存器13可由吹塑模製或注射模製塑料製成，或者可有適合電解水溶液的儲存的另一材料。
[0032]通過使水穿過過濾器12來調節電解溶液11的離子內容物。過濾器12構造成引導水流通過一系列孔並通過離子材料，當水穿過過濾器的時候該離子材料將離子內容物添加至水。 申請人:通過將食鹽裝載到紗布袋中並將袋插入到過濾器殼體中來製成過濾器12。為了從水去除氯及其他雜質， 申請人:同樣將炭裝載到另一紗布袋中並將該袋插入到過濾器殼體中。當水流過過濾器12流向儲存器13的時候，水的流動受過濾器殼體中的孔尺寸控制。孔尺寸設定成使水在鹽中停留時間充分，使得為電解溶液11獲得所期望的溶解的離子內容物，該電解溶液11通過過濾器的排出孔流入儲存器13。
[0033]在另一實施例中， 申請人:簡單地將鹽添加至儲存器，然後使儲存器充滿水，從而為鹽溶解獲得充足的停留時間，並為儲存器獲得所期望的每加侖大約四分之一茶匙的鹽的濃度，該儲存器保持大約2加侖的電解溶液11。
[0034]通過任一技術，通過以每加侖水近似3/4克的近似比率的氯化鈉的量的添加在離子內容物方面調節電解溶液11。在共同受讓的美國專利申請2010/0040352「Rapid LiquidHeating」中描述了向水中添加離子材料，該美國專利申請在此併入作為參考。
[0035]離子內容物可包括諸如氯化鈉的一種多種可飲用的離子元素。可包括炭過濾元素，以從進入蒸氣生成系統10的水去除氯及其他雜質。溶解在電解溶液11中的氯化鈉的量和溶解固體的量決定電解溶液11的導電性、電解溶液11中的電流流動和使用電解溶液11的加熱與蒸氣生成的速率。
[0036]如圖1所示，儲存器13連接至泵14，該泵14又連接至單向止回閥15，該單向止回閥15連接至蒸氣生成罐17。泵14由從控制系統16接收的通斷信號控制。控制系統16使泵14打開越久，則越多的水泵送至蒸氣生成罐17的內部，並且與蒸氣生成罐17中的電極接觸的水位越高。止回閥15允許向蒸氣生成罐17的流動，但防止在蒸氣生成罐17中生成的蒸氣流回泵14。蒸氣生成罐17的輸出被引導至蒸氣室19，諸如烹飪器具、隔室或使用蒸氣的其他裝置。允許水和蒸氣流動的隔室之間的連接可包括管路、管道或其他合適的結構部件。圖1中還圖示出連接至蒸氣生成罐17的是接線盒，用於接納連接至蒸氣生成罐17中的電極的正AC電源線和中性AC電源線。
[0037]圖2圖示了與圖1的實施例一起使用的電路20的一個實施例。電路20控制泵14的操作，並監測和控制蒸氣生成罐17中的電極之間的電流流動。在一個實施例中，控制電流，以避免超過電流負載設定點。還包括電路斷路器，如果電流超過其斷開值，則該電路斷路器中斷電流流動。在一個實施例中，電流維持相對高、接近但不超過電路斷路器的預設斷開值電流極限，以便在不中斷的情況下最迅速地生成所期望的量的蒸氣。如果其他控制不合適，水中溶解的固體和氯化鈉的量可容易地達到到並超過電流負載極限的水平。
[0038]在一個實施例中，電路20連接至諸如120V、20A NEMA5-20P的插頭26，用於插入壁式插座。然而，應認識到的是，可使用諸如208、220、240和440伏的其他電源供應。同樣如圖2所圖示地,諸如由美國明尼蘇達州(Minnesota)的錫夫裡弗福爾斯市(South ThiefRiver Falls)的Digi_key公司銷售的電流傳感器22位於控制器21上，其中，電流傳感器22讀取提供至蒸氣生成罐17的電流的水平，並通過編程使基於編程到控制器21中的電流水平將電流供應至泵14。控制器21的接口允許操作者進行操作。同時提供啟停控制。例如，對於120伏的系統，斷路器電流為20A，並且最高操作電流預設在15安培。相似地，對於更高的電壓系統，提供對應的電路斷路器和最高操作電流。
[0039]在一個實施例中，當電流傳感器22感測到蒸氣生成器罐17中的電極的電流流動降到低於對於正常操作的諸如14安培的設定點時，控制器21啟動泵14。泵14隨後將電解溶液11泵送至蒸氣生成罐17，以提高蒸氣生成罐17中的電解溶液11的水平，隨之增大浸沒電極的面積、降低電阻並增大在蒸氣生成罐17中的電極之間流動的電流。當橫跨電極之間的間隙37流動的電流上升至如由電流傳感器22決定的預設水平時，控制器中斷到泵14的供電，以停止電解溶液11向到蒸氣生成罐17的流動並暫停電流的上升。
[0040]在該實施例中，由於控制器21預設成使得蒸氣生成罐按照電極之間指定的電流流動水平操作，以使蒸氣生成的速率最高，所以電流傳感器22與泵14同時工作，以調節和維持接近最高設定點的電流水平，諸如對於20安培的系統的14安培。該方案通過調節與蒸氣生成罐17中的電極接觸的水位使諸如水的過離子化的電解溶液的離子內容物的變化，以維持電流流動和蒸氣生成的預設水平。即使電解溶液11的電阻率變化，調節蒸氣生成罐17中的電解溶液11的水平也使電解溶液11的電阻保持恆定。當電流降到低於比如14安培的預設水平時，控制器21打開泵14，並且當電流回到14安培的水平時，控制器21關掉泵14。因此，即使電解質的濃度改變，也可以通過調節蒸氣生成罐17中的電解溶液11的水平，獲得預設電流。在一個實施例中，泵14每分鐘打開和關掉多次。在一個實施例中，控制器21規定電流傳感器每隔3秒檢查電流流動，並且如果測得電流低於14安培的設定點，則控制器21打開泵14並保持泵14工作，直到電流達到14安培的設定點為止。當泵14運行時，電流傳感器22連續監測電流，使得控制器21可在任何時候關掉泵14。儘管在該實施例中，電流傳感器每隔3秒檢查電流，但用於檢查電流的間隔和電流設定點可設定成其他值。
[0041]如圖2所示地，電流傳感器22還通過電線連接到諸如美國賓夕法尼亞州(Pennsylvania)的 Norristown 的紐韋弗技術公司(Nuffave Technologiesm, Inc.)銷售的SSRMAN-1P型微處理器控制裝有SSR的相角控制模塊(SSRMAN-1P MicroprocessorControlled SSR Mounted Phase Angle Control Module)的相角控制器 24。提供的電源是在確定電流流動中的潛在變量之一。相角控制器24用來防止RMS電流超過預設值。對加入的電解溶液11的電導的控制和對蒸氣生成罐17中的電解溶液11的水平的控制使高工作電流得以維持。然而，在這樣的峰值電流水平，小的變化可引起斷路器設定點的過衝，並引起斷路器打開和斷電，這將停止蒸氣的產生。
[0042]替代性地，操作者可添加多得多的電解質，以將導電性提高至線電壓允許電流超過斷路器設定點的點。與電流傳感器22結合的相角控制器24識別RMS電流接近設定點，並通過切斷每個AC循環的一部分電流流動來限制電流。因此，可以維持高的電流流動但不超過設定點極限。操作電流傳感器22和相角控制器24來調節RMS電流，以及控制電解溶液11的離子內容物，使得在不過衝最高電流極限的情況下維持接近電流最高值的高電流水平。
[0043]在蒸氣生成系統的使用的一個實施例中，通過控制流至蒸氣生成罐17的電解溶液11的流動的量和頻率，蒸氣生成系統10可產生蒸氣的連續供應。在該實施例中，當生成蒸氣的時候，控制器21以足以維持蒸氣生成罐17中的恆定水量的頻率泵送電解溶液11。在另一實施例中，可以諸如每隔90秒的時間間隔添加電解溶液11，以提供間歇的蒸氣供應。在另一實施例中，通過將諸如十分之一升的電解溶液11的水量供應至蒸氣生成罐17來生成特定量的蒸氣，並生成蒸氣，直到在無再供應的情況下完全耗盡上述水量的電解溶液11為止。
[0044]當電解溶液11供應至蒸氣生成罐17時，水將尋找電極之間的共同水平。當通過存在的電解溶液11形成電極之間的連接時，電流將只在正電極與中性電極之間流動。這樣，當所有電解溶液11蒸發成蒸氣並且不提供額外的水時，或者當到電極的電源切斷或以另外的方式去除時，蒸氣生成終止。
[0045]在一個實施例中，不供應能源來使電解溶液11維持熱的狀態，以便節省能量。該實施例利用的事實是，在任何時刻僅需要少量的電解溶液11就可以供應所期望量的蒸氣，並且將少量的電解溶液11轉化成蒸氣生成器罐17中的蒸氣非常快。例如，可將幾毫升的電解溶液添加至蒸氣生成器罐17。 申請人:發現，這樣小體積的常溫水可在3秒內由蒸氣生成器系統轉化成蒸氣。速度提高是由於本申請的蒸氣生成器系統使用非常大量的電源但通入相對少量的電解溶液以。例如，在120伏的可提供14安培的RMS的電流的情況下，供應1680瓦，這在3秒內提供5040焦耳的能量。這足以提高溫度並且在3秒內從20C煮幹8ml水的能量。當用電解溶液11連續地補充蒸氣生成器罐17的時候，蒸氣生成器罐17可不延遲地連續供應蒸氣。
[0046]當在蒸氣生成器罐17的電極之間生成蒸氣的時候，蒸氣向上冒泡到蒸氣生成器罐17中的蒸氣室中，或者冒泡至使用蒸氣的器具。在一個實施例中，由於蒸氣的供應由加入蒸氣生成器罐17的電解溶液的量和由控制系統16的操作決定，所以不提供蒸氣閥。
[0047]圖3和4圖示了接納電解溶液48並輸出蒸氣49的蒸氣生成器罐30的一個實施例。蒸氣生成器罐30包括由諸如鈦或其他導電的金屬材料和諸如石墨的不鏽材料組成的外殼31。在一個實施例中，外殼31為圓柱形狀，並連接至電路20的中性線43。外殼31與優選地分別由諸如聚丙烯的不導電材料構成的第一端蓋32和第二端蓋33配合，以形成水密的密封內部空間。在一個實施例中，外殼31還是蒸氣生成器罐30的外表面。
[0048]在該實施例中，第一端蓋32與輸入配件38配合，用於接收電解溶液48。第一端蓋32還具有用於輸出蒸氣49的輸出配件39，用於其諸如加熱食物的目的的輸送。輸入配件38和輸出配件39可由管狀倒鉤結構製成，其適合接納並流體地連接至軟管、管子或具有管夾或其他配件裝置的其他轉移介質。
[0049]在該實施例中，第二端蓋33還與用於接納電路20的正電源線42的電氣配件41配合。正電源線42沿著第二端蓋33的底面在通道34內延伸，該正電源線42沒有連接至充滿流體的內部空間。替代性地，正電源線42可在第二端蓋33內的開口內延伸。電氣配件41可包括螺釘，該螺釘允許轉移導電連接到蒸氣生成器罐30的內部空間內的正電極40。端蓋33還包括由諸如聚碳酸酯的不導電材料形成並安裝在電氣配件41與正電源線42的電連接上的蓋45。正電極40與電氣配件41導電連接,並位於蒸氣生成器罐30的內部空間內。用O形娃膠密封圈46沿著下端密封正電極40。在一個實施例中，正電極40由石墨材料製成。替代性地，可使用諸如不鏽鋼、鈦的其他導電材料。在一個實施例中，電極31、40兩者都由石墨材料製成。正電極40的外周與導電外殼31的內周之間的間隙37保存在其間的用於電流流動的電解溶液48。
[0050]如圖4所示，蒸氣生成器罐30的內部空間包括具有正電極40、間隙37和外殼31的一部分的下層空間和用作膨脹室36的上層空間。在蒸氣生成器罐30的操作的一個實施例中，電解溶液48供給至正電極40與導電外殼31之間的間隙37中的蒸氣生成器罐30的內部空間。如在上文所描述地，在該充滿的間隙中的電解溶液48的高度可調節，並且在操作期間可改變。通過間隙37中並且與正電極40和導電外殼31電接觸的電解溶液48，電流在電極31、40之間流動，以產生煮沸電解溶液48的熱量，從而產生蒸氣49。
[0051]在蒸氣生成器罐30的內部空間中的正電極40上方的空間作為將電解溶液48蒸發成蒸氣的膨脹室36，由於由密閉空間產生壓力，該壓力迫使蒸氣49離開出口 39並進入腔室19或者蒸氣要去的另一容器。膨脹室36具有足以提供足夠的蒸氣49的體積，以便在需要時維持蒸氣49的連續供應。替代性地，可提供間歇或特定量的蒸氣。
[0052]蒸氣生成的變量是導電外殼31與正導電電極40之間的間隙37的尺寸、間隙37中的電解溶液48的水平或高度、間隙37中的電解溶液48的電導率和電阻率以及施加的電壓。在一個實施例中，調節與正電極40和導電外殼31接觸的電解溶液48的水平是調節和控制電流流動和蒸氣生成的速率的一種方法。在另一實施例中，電流傳感器用於感測電流，並且當電流降到低於諸如14安培的設定點時，控制器21打開泵14，以驅動額外的電解溶液流入蒸氣生成器罐17的間隙37。電解溶液11繼續流動，直到電流傳感器22測量已提高至14安培的設定點為止。在該點,控制器21關掉泵14。在一個實施例中，一旦泵14關掉,就不再由電流傳感器進行電流的測量，直到經過諸如3秒的指定時間為止。在該實施例中，泵14至多可每隔3秒打開。在一個實施例中，正電極40與導電外殼31之間的間隙37為1/4英寸，正電極40的高度為蒸氣生成器罐30中的內部空間高度的大約1/3，並且該內部空間的總高度近似為5英寸。然而，應意識到的是，可使用各種替代的實施例、形狀和尺寸。
[0053]圖5和6圖示了蒸氣生成器罐50的另一實施例。蒸氣生成器罐50包括由諸如聚丙烯的不導電的材料構成的殼體51。該殼體51由不傳送電流的任何材料製成，或者由塗有不導電的材料的諸如金屬的材料製成，例如塗有PTFE的鋼。殼體51包括側壁52和底部53，以形成矩形的盒形和矩形的內部空間。可使用其他的形狀。殼體51具有用蒸氣殼體蓋55封閉並用襯墊56密封的開口頂部。蒸氣殼體蓋55由緊固件57固定，以便密封以水密方式閉合的殼體51。殼體51包括入口管65和蒸氣供應排出管66。
[0054]殼體51通常包括第一電極60和第二電極61。殼體51還可包括第三電極62。殼體51還可包括第四電極63。電極60-63由耐蝕的導電材料製成，諸如不鏽鋼、鈦或石墨材料。在一個實施例中，電極60-63均勻隔開，並且是矩形的板形。第三電極62和第四電極63可導電連接至電極60和61。在一個實施例中，比如120伏電源中，第一電極60和第三電極62連接至電源的一條腿(S卩，正的)，並且第二電極61和第四電極63連接至電源的第二條腿(S卩，負的或中性的)。
[0055]電極的特定形狀和尺寸可改變，以在構造成可使電解溶液接觸所有電極60-63的同時匹配蒸氣殼體51的尺寸和形狀。在一個實施例中，提供切口 64,以允許電極60-63之間的液體流動，其中，切口 64通常沿著電極61、62的底部邊緣。可調節電極之間的空間，以便電解溶液11中的電流的以有效的方式流動。在該實施例中，可由與其他實施例相似的電源線與插頭69提供電流。替代地，可使用硬接線的連接器。電氣接線盒68設置成鄰近殼體51，以接納用於傳遞來自控制系統16的控制命令的電線67和提供從電源線與插頭69到電極60-63的連接。
[0056]如圖7所示，過濾器70包括基部殼體71和水過濾器蓋74，以在插入過濾器材料的容器72、73之後密封基部殼體71。過濾器材料包裝在諸如在上文描述的食鹽和炭的紗布袋的單獨的可換容器72、73中。一個實施例至少包括諸如食鹽的離子材料的一個可換容器72和諸如炭或碳的替代過濾器材料的一個可換容器73。過濾器蓋74包括控制通過過濾器70的入口水和出口電解溶液的流動的連通孔75。
[0057]圖8圖示了蒸氣生成器罐80及其連接器的另一實施例，該另一實施例可用於將蒸氣提供至諸如服裝蒸氣器的需要蒸氣的器具。蒸氣生成器罐80包括由諸如聚丙烯的耐熱塑料製成的殼體81。在一個實施例中，殼體81由透明或半透明的耐熱材料形成。殼體81可呈與諸如圖8的管形不同的形狀。在一個實施例中，蒸氣生成器罐80具有可密封的端蓋82、85，該可密封的端蓋82、85藉助於在殼體81的每端上和在可拆蓋82、85上的螺紋裝接。設置在殼體81內的是第一可拆電極90和第二可拆電極91。如圖8所示，第一可拆電極90和第二可拆電極91由諸如石墨的導電材料製成，並定位成當殼體81位於直立位置時，電解溶液等同地接觸每個電極90、91。
[0058]第一端蓋82包括電極凹槽與連通埠 83，用於排出蒸氣和用於連接到蒸氣供應線92。連通埠 83可具有倒鉤配件。在一個實施例中，第一端蓋82具有內O形圈襯墊，以對蒸氣或水洩漏進行密封。安裝至第二端蓋85的是位於第二端蓋85內部並與第二端蓋85電分離的電極安裝板86。電極安裝板86包括安裝蓋87，該安裝蓋87用於接納鉛筆形電極90的端部，並用於提供電極90、91的電接觸。第二端蓋85包括襯墊，當端蓋85螺紋連接至殼體81時，該襯墊提供氣密或水密密封。當第二端蓋85旋轉以完成擰緊密封的時候，電極安裝板86和安裝蓋87保持不動。
[0059]如圖8所圖示地，電供應線95的一個實施例包括兩件式結構。第一連接器97具有凸形部件，並且第二連接器98具有凹形部件，以從電插頭99拆開蒸氣生成罐80。電插頭99從壁式插座延伸至第二連接器98。當第二連接器98連接至第一連接器97時，電流可通過安裝蓋87內的電連接流向電極90、91。殼體81內的水可煮沸形成蒸氣，該蒸氣通過供應線92轉移至器具。在一個實施例中，供應線92通過快式接口 93連接至器具。在殼體81內可包括附加的電極。第一和第二連接器97、98可包括用於防止意外分離的安全鎖。該第一和第二連接器97、98還可包括不導電的屏蔽。
[0060]在本發明使用的一個實施例中，圖8的實施例沒有設置控制系統。操作者可放入食鹽，並用自來水將殼體81填充至水槽處的填充線。於是，操作者可將蒸氣生成系統插頭插入壁式插座，並使該蒸氣生成系統產生蒸氣並運行，直到水用完為止。在許多位置，由於普通自來水中溶解的固體，所以即使在沒有食鹽的添加的情況下，系統也通過自來水操作並產生蒸氣。
[0061]圖9圖示了實際上可銷售給顧客的本專利申請的蒸氣生成器系統10的另一實施例，用於烹飪或需要恆定的、間歇的或預定的蒸氣供應的其他活動。[0062]圖9的蒸氣生成器系統10的儲存器100由諸如塑料的透明的可拆並且可洗的材料製成，並且可從控制盒101拆除。控制盒101包括諸如圖3、4所示的蒸氣生成器罐30的蒸氣生成器罐。這樣的在控制盒101內的蒸氣生成器罐30直立，並由儲存器100供給。控制盒101還包括如圖2所圖示的控制系統16的線路。控制盒101還可包括通斷指示器102和各種其他的指示器、通斷開關用於設定操作時間的旋鈕，該控制盒101連接至控制器21。蒸氣生成器系統10還包括冷凝液承接盤103，該冷凝物承接盤103可從蒸氣接納隔室104下方拆除。來自控制盒101中的蒸氣生成罐的蒸氣進入接納隔室104並進入蒸氣室107，該蒸氣室107中可收納各種食物或非食物的物品。蒸氣接納隔室104和蒸氣室107包括具有把手106的鉸接蓋105。在該實施例中，蒸氣室107包括沿著一個或多個表面的多個開口108，以允許來自蒸氣接納隔室104的蒸氣穿入蒸氣室107。來自蒸氣的冷凝液向下滴落到冷凝液承接盤103中。
[0063]儘管已結合圖示的實施例示出並描述了公開的方法和系統，但在不偏離如所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下，可在其中作出各種變化。
【權利要求】
1.一種用於從電解溶液生成蒸氣的系統，包括蒸氣生成罐、流動產生裝置、電流測量裝置和控制器，其中，所述蒸氣生成罐包括第一電極和第二電極，其中，所述第一電極和所述第二電極布置成當將電解溶液加入至所述蒸氣生成罐時接觸所述電解溶液，其中，電流在所述第一電極與所述第二電極之間流過所述電解溶液，並且其中，所述電流加熱所述電解溶液，以產生蒸氣，並且其中，所述控制器連接至所述流動產生裝置，以基於由所述電流測量裝置測量的電流打開和關閉將所述電解溶液提供至所述蒸氣生成罐。
2.如權利要求1所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，所述流動產生裝置包括泵。
3.如權利要求1所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，還包括儲存器，其中，所述儲存器用於儲存所述電解溶液，並連接至用於將所述電解溶液從所述儲存器輸送至所述加熱罐的所述流動產生裝置。
4.如權利要求1所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，還包括用於將離子內容物添加到水中的裝置，以提供所述電解溶液。
5.如權利要求4所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，用於供應離子內容物的所述裝置包括具有電解離子源的過濾器殼體，並且其中，穿過所述離子供應過濾器殼體的水接收所述離子內容物。
6.如權利要求1所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，還包括為所述第一電極與所述第二電極之間的通路供應電流而連接的電源。
7.如權利要求1所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，還包括連接在所述流動產生裝置與所述蒸氣生成罐之間的止回閥。
8.如權利要求1所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，還包括連接以從所述蒸氣生成罐接收蒸氣的器具，其中，所述器具使用在所述蒸氣生成罐中產生的蒸氣。
9.如權利要求1所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，所述蒸氣生成罐包括第一端蓋和第二端蓋，其中，所述第一電極包括具有第一端和第二端的管狀外殼，其中，所述管狀外殼包括導電材料，其中，所述第一端蓋裝接至所述管狀外殼的所述第一端，其中，所述第二端蓋裝接至所述管狀外殼的所述第二端，其中，所述第一端蓋和所述第二端蓋二者都由不導電材料組成。
10.如權利要求9所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，所述第二電極位於所述管狀外殼內，其中，所述第一電極具有內徑，並且其中，所述第二電極具有外徑，其中，所述第二電極的所述外徑小於所述管狀外殼的所述內徑，使得在所述第一電極與所述管狀外殼之間形成有用於接納所述電解溶液的間隙，其中，在所述第一電極與所述第二電極之間通過的電流穿過所述間隙中的所述電解溶液，以加熱所述電解溶液。
11.如權利要求10所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，所述蒸氣生成罐包括膨脹室，其中，所述膨脹室在來自由所述第一電極和所述第二電極組成的組中的至少一個上方延伸，用於接納從所述加熱所述電解溶液生成的蒸氣。
12.如權利要求10所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，所述第二電極具有圓形橫截面形狀。
13.如權利要求1所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，所述加熱罐包括殼體和蓋，其中，所述殼體包括側壁和底部，其中，所述殼體由不導電材料組成，其中，所述蓋以能夠拆的方式裝接在所述殼體上，其中，所述蓋包括在所述蓋與所述殼體之間的周邊襯墊，用於形成水密密封。
14.如權利要求13所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，所述第一電極和所述第二電極是矩形的。
15.如權利要求14所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，來自由所述第一電極和所述第二電極組成的組的至少一個包括沿著下邊緣的切口，以允許所述電解溶液的通路。
16.一種用於從電解溶液生成蒸氣的系統，包括蒸氣生成罐，其中，所述蒸氣生成罐包括第一電極和第二電極，其中，所述第一電極和所述第二電極布置成當電解溶液提供至所述蒸氣生成罐時，並且當所述第一和所述第二電極連接至直流電源時，所述第一電極和所述第二電極接觸所述電解溶液，其中，電流通過所述電解溶液在所述第一電極與所述第二電極之間流動，並且其中，所述電流加熱所述電解溶液，以產生蒸氣，其中，當所述蒸氣生成罐中的所有所述電解溶液轉化成蒸氣時，電流的流動自動地停止。
17.如權利要求16所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，不包括調節在所述第一電極與所述第二電極之間流動的電流的電子控制器。
18.如權利要求16所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，對操作的控制由來自由連接和斷開所述直流電源組成的組中的至少一種排他地提供，所述直流電源用於在所述電解溶液保持在所述蒸氣生成罐中的同時提供在所述第一電極與所述第二電極之間流動的電流。
19.如權利要求16所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，還包括供應線、快式接口和器具，其中，連接所述器具，以通過所述供應線和所述快式接口從所述蒸氣生成罐接收蒸氣，其中，所述器具使用在所述蒸氣生成罐中產生的蒸氣。·
20.如權利要求16所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，所述第一電極和所述第二電極是鉛筆形的。
21.如權利要求16所述的用於從電解溶液生成蒸氣的系統，其中，所述電解溶液包括來自由具有包含在自來水中的導電雜質的自來水和外加食鹽的自來水組成的組中的至少一種。
【文檔編號】F22B35/00GK103857958SQ201180072907
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2011年8月16日 優先權日:2011年8月16日
【發明者】麥可·喬治·科爾伯恩, 史蒂芬·J·博格納 申請人:木石創意有限責任公司