一種電磁爐蒸柜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生活電器【技術領域】。本發(fā)明的一種電磁爐蒸柜，包括柜體、設置在柜體內部的蒸室、設置在柜體底部的蒸汽發(fā)生裝置和壓力平衡水箱，所述蒸汽發(fā)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(fā)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柜體的排氣口相連通，該排出口還連接有排污管道。本發(fā)明通過對蒸汽進行合理的利用，對蒸汽凝結水合理回收、對柜內蒸汽壓力和溫度進行實時的自動調節(jié)，從而大大提高電磁爐蒸柜的加熱效率，有效地利用了蒸汽熱能，節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】一種電磁爐蒸柜【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及生活電器【技術領域】，具體涉及一種電磁爐蒸柜。
【背景技術】
[0002]能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質基礎，社會的不斷進步以及經濟的高速發(fā)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于化石燃料的燃燒。隨著化石燃料的不斷開采，能源的保有量日益減少，這就凸顯了節(jié)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，相對于化石燃料而言，蒸汽具有低成本無污染的優(yōu)異性能，然而我們目前對蒸汽的總體應用水平還處于較低級的階段，例如常見的電磁爐蒸柜，其利用電磁原理對水進行加熱放出蒸汽熱能，滲透蒸柜內的食物之后，將柜內的食物蒸熟，之后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(xiàn)有技術中的電磁爐蒸柜存在以下幾個問題:
1、現(xiàn)有的電磁爐蒸柜對蒸汽的運用大多處于較低級的階段，在蒸汽供應的過程中，該電感線圈大多是一直處于恒定高的功率運行，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(huán)境污染。而對于電磁爐來說，蒸汽的浪費意味著電能的浪費，因此，現(xiàn)有的電磁爐蒸柜無法實現(xiàn)對電能的高效運用，進而造成了電能的過度浪費；
2、現(xiàn)有的電磁爐蒸柜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(xiàn)有的電磁爐蒸柜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(xiàn)象大大增加了電能的浪費，降低了電磁爐蒸柜的加熱效率、使用壽命，并且對于能源的浪費不利于節(jié)能減排的環(huán)保理念。

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明通過一種電磁爐蒸柜，通過對蒸汽進行合理的利用，對蒸汽凝結水合理回收、對柜內蒸汽壓力和溫度進行實時的自動調節(jié)，從而大大提高電磁爐蒸柜的加熱效率，有效地利用了蒸汽熱能，節(jié)能環(huán)保。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是，一種電磁爐蒸柜，包括柜體、設置在柜體內部的蒸室、設置在柜體底部的蒸汽發(fā)生裝置和壓力平衡水箱，所述蒸汽發(fā)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(fā)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柜體的排氣口相連通，該排出口還連接有排污管道。[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(jù)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?？刂菩饪字睆綖榱朔乐姑琢；虿怂榈袈?，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，并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(fā)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(qū)域，該電磁線圈的纏繞直徑大于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，所述排污管道通過第一閥門與第一排出管道連接。
[0015]進一步的，所述排污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于該進水管位置。
[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(fā)明通過采用上述技術方案，
與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點:
1、本發(fā)明的電磁爐蒸柜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(jié)約了大量電能且起到高效的環(huán)保效果；
2、本發(fā)明的電磁爐蒸柜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(fā)明的電磁爐蒸柜能夠完全回收利用冷凝水，并且作為蒸汽發(fā)生裝置的預熱水源，進一步節(jié)約電能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的實施例第一狀態(tài)的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明的實施例第二狀態(tài)的結構示意圖；
圖3是本發(fā)明的實施例的溫度功率曲線圖(包括現(xiàn)有技術中的參考值)；
圖4是現(xiàn)有技術中的電能消耗示意圖；
圖5是本發(fā)明的實施例的電能消耗示意圖；
圖6是本發(fā)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(xiàn)結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)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(fā)明的一種電磁爐蒸柜，包括柜體
1、設置在柜體I內部的蒸室11、設置在柜體I底部的蒸汽發(fā)生裝置2和壓力平衡水箱3，所述蒸汽發(fā)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(qū)域，該電磁線圈22的纏繞直徑大于該圓柱形水罐21的直徑40-50_。具體地，電磁線圈22的纏繞直徑由具體實現(xiàn)的電感量確定，根據(jù)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(jù)此可以算出繞線圈數(shù):圈數(shù)=[電感量* { ( 18Χ圈直徑(吋))+ ( 40 X圈長(吋))}] +圈直徑(吋)
圈數(shù)=[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(fā)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(fā)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，并從該壓力平衡水箱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位置高于該進水管31位置，因此H > Λ h，該排出口33通過排氣管道4與柜體I的排氣口 12相連通，該排出口 33還連接有排污管道5。所述排污管道5通過第一閥門51與第一排出管道111連接。所述排污管道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(jù)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，其相對于外界的大氣壓差為980_1000Pa，當這個大氣壓差的范圍內，才能更好地將食物蒸煮透徹，并且口感良好。
[0025]根據(jù)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(huán)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(fā)明的電磁爐蒸柜從上電開啟初期狀態(tài)的示意圖，該初期狀態(tài)也定義為第一狀態(tài)，該狀態(tài)下，電磁線圈22以最高額定功率運行，在第一狀態(tài)下，此時，由于圓柱形水罐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，由于該溫度傳感器與單片機連接后，該單片機與電磁線圈功率控制器連接，此時由于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(fā)明的電磁爐蒸柜保持一定功率蒸煮狀態(tài)的示意圖，該蒸煮狀態(tài)也定義為第二狀態(tài)，該狀態(tài)下，Ah1, Ah2趨于穩(wěn)定，因此Ah’ ^ Ah =Ah^Ah2,第二狀態(tài)下，由于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。由于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(jù)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(tài)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，由于該蒸室內的溫度保持為T=100°C-100.5°C，并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的水位接近于0.1m,此時，蒸室內的蒸汽熱能凝結成水后通過第一排出管道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%，正好用于預熱該壓力平衡水箱3的水源，并且該水源預熱后通過水管7輸送至蒸汽發(fā)生裝置，從而使得該蒸汽發(fā)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(huán)反復，充分利用凝結水，既節(jié)約了用電，用能夠減少熱能排放，有效環(huán)保。
[0028]參考圖3是本發(fā)明的實施例的溫度功率曲線圖(包括現(xiàn)有技術中的參考值)，在第一狀態(tài)下，電磁線圈以最高額定功率Pl運行，由于圓柱形水罐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)點并且斜率越來越小的上升函數(shù)曲線，其公式為G (8)=1(^7(1+?),式中:K一放大系數(shù)；T一對象時間常數(shù)；t一對象滯后時間，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(xù)下降，此時仍然能夠保持蒸室的溫度T=IOO0C -100.5°C時，最后功率區(qū)域穩(wěn)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(xiàn)有技術中的溫度功率曲線圖參考值，在現(xiàn)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(tài)下，與本發(fā)明的溫度曲線相類似，加熱溫度曲線為過(0，0)點并且斜率越來越小的上升函數(shù)曲線，其公式為6(8)=1(^3/(1+1'8)，式中:K一放大系數(shù)；Τ—對象時間常數(shù)；t—對象滯后時間，蒸室的溫度上升至99-99.90C時，由于蒸汽產生后凝結成水，會造成加熱溫度曲線以正弦函數(shù)曲線在99-99.9 °C到lo1-1orc之間波動，因此現(xiàn)有技術中，加熱溫度不能保持恒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(fā)明的電磁爐蒸柜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，由于壓力平衡水箱3中對Ah’的自動調節(jié)，使得蒸室中幾乎沒有過量的蒸汽熱能產生，節(jié)約了大量電能且起到高效的環(huán)保效果。并且由于本發(fā)明中的溫度曲線在恒定功率運行過程中，能夠保證溫度曲線接近水平直線，從而使得電磁爐蒸柜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(xiàn)有技術中的電能消耗示意圖，從圖中可以看出，現(xiàn)有技術中，由于電磁爐蒸柜一直以最大功率運行，在運行時間T (這里選取I小時作為對比參數(shù))內，該電磁爐蒸柜的電能消耗為陰影區(qū)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柜在T時間內的電能消耗也為圖中陰影區(qū)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于圖4中的陰影面積，這說明本方案的電能消耗量大大小于現(xiàn)有技術中的電磁爐蒸柜的電能消耗，進而證明了本方案在節(jié)約電能方面具有顯著的進步。
[0032]盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)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(fā)明的精神和范圍內，在形式上和細節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本`發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種電磁爐蒸柜，其特征在于:包括柜體、設置在柜體內部的蒸室、設置在柜體底部的蒸汽發(fā)生裝置和壓力平衡水箱，所述蒸汽發(fā)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(fā)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柜體的排氣口相連通，該排出口還連接有排污管道。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電磁爐蒸柜，其特征在于: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(jù)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(jù)權利要求1所述的一種電磁爐蒸柜，其特征在于: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(jù)權利要求1所述的一種電磁爐蒸柜，其特征在于: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，并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(jù)權利要求1所述的一種電磁爐蒸柜，其特征在于:所述蒸汽發(fā)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(jù)權利要求1所述的一種電磁爐蒸柜，其特征在于:所述排污管道通過第一閥門與第一排出管道連接。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種電磁爐蒸柜，其特征在于:所述排污管道通過第二閥門與水管連接。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種電磁爐蒸柜，其特征在于:所述壓力平衡水箱的排出口高于該進水管位置。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種電磁爐蒸柜，其特征在于: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(yōu)先權日:2013年11月15日
【發(fā)明者】楊勇 申請人:廈門市東廚智能科技有限公司