一种管状蒸汽发生器及无线蒸汽拖把
阅读说明：本技术 一种管状蒸汽发生器及无线蒸汽拖把 (Tubular steam generator and wireless steam mop ) 是由 杨进 于 2021-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种管状蒸汽发生器及无线蒸汽拖把,涉及家用地面清洁装置领域。本管状蒸汽发生器包括螺杆,套设于所述螺杆外的、与所述螺杆的螺纹构成螺旋流道的金属管,分设于所述金属管的两端的入水口和蒸汽出口,以及阻止所述蒸汽出口流出水的防出水机构,所述金属管的外壁对应所述螺旋流道设置有耐高温的绝缘层,所述绝缘层上设置有石墨烯发热层。本无线蒸汽拖把包括上述的管状蒸汽发生器。本管状蒸汽发生器便于制造,并且在避免蒸汽发生器启动阶段蒸汽出口漏水和避免电加热元件干烧的前提下,能够实时输出蒸汽。(The invention discloses a tubular steam generator and a wireless steam mop, and relates to the field of household floor cleaning devices. This tubulose steam generator includes the screw rod, and the cover is located the screw rod outer, with the screw thread of screw rod constitutes the tubular metal resonator of spiral runner, divide and locate the water inlet and the steam outlet at the both ends of tubular metal resonator, and prevent the water outlet mechanism that prevents of steam outlet outflow water, the outer wall of tubular metal resonator corresponds spiral runner is provided with high temperature resistance insulating layer, be provided with the graphite alkene layer that generates heat on the insulating layer. The wireless steam mop comprises the tubular steam generator. The tubular steam generator is convenient to manufacture, and can output steam in real time on the premise of avoiding water leakage of a steam outlet in the starting stage of the steam generator and avoiding dry burning of the electric heating element.)
技术领域
本发明涉及家用地面清洁装置领域，具体涉及一种管状蒸汽发生器，以及采用本管状蒸汽发生器的无线蒸汽拖把。
背景技术
蒸汽拖把能够向清洁表面喷射蒸汽，因此具有对清洁表面消毒的作用，以及能够有效清除普通清水无法清除的顽固污渍的作用。
但是将水变成蒸汽的过程需要消耗大量的电能和等待较长的时间，这严重制约了蒸汽拖把的推广应用，尤其是无线蒸汽拖把，本申请中的无线蒸汽拖把，是指自身携带有电池，在工作中不需要外接市电的蒸汽拖把。为此，人们正在研究增加一个小型的蒸汽发生器，通过拖把上的清水容器向该小型的蒸汽发生器供应水，利用小型的蒸汽发生器实时的将水转换成蒸汽，以此减小对功率的要求以及减少等待水转变成蒸汽的时间。
这种小型的蒸汽发生器，普遍采用陶瓷加热片作为电加热片，具体是在陶瓷基片上打印石墨烯发热丝，构成的电加热片，简称为MCH。这类小型的蒸汽发生器仍然存在以下技术缺陷：一、其电加热片的寿命短，容易发生断裂；二、刚开始启动时，蒸汽发生器内的水还没有转换为蒸汽，因此蒸汽发生器会短暂喷出水，即存在蒸汽出口漏水的现象；三、普遍采用内加热盒式结构，通过在盒体内设置上述的陶瓷加热片构成，制造时需要在盒体内壁成型水槽，需要从穿过盒壁引出电极，因而制造工艺较复杂。
为了解决上述技术缺陷二，人们正在研究一种方案，在启动时，先启动小型蒸汽发生器的电加热片，等电加热片预热后，再启动水泵，向小型蒸汽发生器输入水，水流经电加热片后被转换成蒸汽输出。这种方案有效解决了上述技术缺陷二，但是带来了新的技术问题，即：每次启动会对电加热片干烧，会严重影响蒸汽发生器的使用寿命。
因此，亟须一种适于无线蒸汽拖把使用的蒸汽发生器。
发明内容
本发明的目的是提供一种管状蒸汽发生器，本管状蒸汽发生器便于制造，并且在避免蒸汽发生器启动阶段蒸汽出口漏水和避免电加热元件干烧的前提下，能够实时输出蒸汽，能够适用于无线蒸汽拖把。
本发明提供的一种蒸汽发生器包括：
一种管状蒸汽发生器，其包括：
螺杆；
金属管，其套设于所述螺杆外，与所述螺杆的螺纹构成螺旋流道，所述金属管的外壁设置有耐高温的绝缘层，所述绝缘层上设置有石墨烯发热层；
设置于所述金属管一端的、向所述螺旋流道供水的入水口；
设置于所述金属管另一端的、供所述螺旋流道输出蒸汽的蒸汽出口；以及
阻止所述蒸汽出口流出水的防出水机构。
在上述的管状蒸汽发生器中，优选地，所述蒸汽发生器还包括磁化器，所述磁化器设置于所述入水口的侧部，用于对流向所述螺旋流道的水流进行磁化处理。
在上述的管状蒸汽发生器中，优选地，所述蒸汽发生器还包括超声波换能器，所述超声波换能器面向所述螺旋流道设置于所述金属管的外侧部，用于对所述螺旋流道的水进行雾化处理。
在上述的管状蒸汽发生器中，优选地，所述螺杆为陶瓷材质的螺杆。
在上述的管状蒸汽发生器中，优选地，所述石墨烯发热层与所述螺旋流道对应设置。
在上述的管状蒸汽发生器中，优选地，所述防出水机构包括：设置于所述入水口的逆止阀；以及设置于所述蒸汽出口的、当所述蒸汽出口的流体为气态时导通且当所述蒸汽出口的流体为液态时关闭的蒸汽阀。
在上述的管状蒸汽发生器中，优选地，所述螺杆的两个端部各自沿所述螺杆的中心轴线的方向凹陷，形成有容置腔，所述容置腔的腔壁设置有通孔或缺口，所述逆止阀和所述蒸汽阀通过对应的容置腔设置。
在上述的管状蒸汽发生器中，优选地，所述蒸汽阀为压力阀，所述压力阀的开启阈值设置为：所述压力阀的开启阈值小于或等于所述蒸汽出口的流体为气态时所述金属管内的压力，且大于所述蒸汽出口的流体为液态时所述金属管内的压力。
在上述的管状蒸汽发生器中，优选地，所述蒸汽阀为电磁阀，所述蒸汽发生器还包括：识别所述螺旋流道的靠近所述蒸汽出口的一端的流体是否为液态的识别器；以及当所述识别器的识别结果为液态时，控制所述电磁阀进入关闭状态的控制器。
在上述的管状蒸汽发生器中，优选地，所述识别器包括压力传感器。
在上述的管状蒸汽发生器中，优选地，所述识别器包括对所述石墨烯发热层进入加电状态的时间进行统计的计时器。
本发明还提供了一种无线蒸汽拖把，其包括：
蒸汽发生器，其配置为向清洁表面和/或地刷的抹布喷射蒸汽；
清水容器，其配置为向所述蒸汽发生器供应水源；
其中：所述蒸汽发生器为如上述任意一项所述的管状蒸汽发生器；所述无线蒸汽拖把还配置有向所述管状蒸汽发生器供电的电池组。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本蒸汽发生器利用金属管上的石墨烯发热层作为电加热元件，以及利用金属管内的螺杆的螺纹与金属管形成流道，管体和其端盖可通过焊接实现组合及密封，具有结构简单，易于制造的特点。
本蒸汽发生器中是以金属管作为石墨烯发热层的基材，相比MCH电加热片，金属的韧性好且热膨胀系数更接近石墨烯的热膨胀系数，所以本蒸汽发生器中的这种金属-石墨烯复合电加热元件具有不易断裂，使用寿命长的特点。同时，金属基材还具有升温速度快及热传导速度快的特点，这进一步缩短了水汽化的时间，尤其是缩短了启动阶段等待水汽化的时间。这种金属-石墨烯复合电加热元件与螺旋流道的组合应用，有利于在蒸汽出口实时地输出蒸汽。
防出水机构的设置，使得在启动阶段，同时给水泵和石墨烯发热层加电时，或者先给水泵加电再给石墨烯发热层加电时，蒸汽出口均不会发生漏水现象，因此可以避免在启动阶段先给石墨烯发热层加电所导致的干烧现象。
上述金属-石墨烯复合电加热元件、螺旋流道和防出水机构的组合应用，使得蒸汽发生器启动阶段等待水汽化的时间变短，启动后可实时在蒸汽出口输出蒸汽，启动阶段不会发生蒸汽出口漏水现象和电加热体干烧现象，因而有利于无线蒸汽拖把的产业化。
附图说明
图1为管状蒸汽发生器的立体图；
图2为其剖视图；
图3为其爆炸图；
图4为螺杆的第一端部的结构示意图；
图5为螺杆的第二端部的结构示意图；
图6为无线蒸汽拖把的示意图；
图7为本无线蒸汽拖把的供蒸汽系统的示意图；
附图标记：
10、蒸汽发生器；
11、金属管；12、第一端盖；121、入水口；13、逆止阀；131、弹簧；132、阀杆；14、螺杆；141、第一容置腔；142、缺口；143、通孔；144、台阶部；145、第二容置腔；15、蒸汽阀；16、第二端盖；161、蒸汽出口；17、螺旋流道；
20、地刷；
30、回收容器；
40、机身；
50、清水容器；
60、手柄；
70、电池组；
80、泵；
90、控制装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1至图5，本管状蒸汽发生器10包括螺杆14和金属管11。
螺杆14的螺纹用于构造水流的流道，螺杆14的材质优选但不限于陶瓷。
金属管11的外表面涂设有绝缘层(未图示)，绝缘层优选耐高温的绝缘材料，如耐高温硅胶、氧化铝、氧化镁等，在绝缘层上打印或丝印石墨烯发热层(未图示)，构成金属-石墨烯复合电加热元件。金属管11的材质优选但不限于不锈钢、铜。
相比MCH电加热元件，本实施例的金属-石墨烯复合电加热元件的基材为金属管，由于金属基板具有韧性好且热膨胀系数更接近石墨烯的热膨胀系数的特点，所以本实施例的金属-石墨烯复合电加热元件不易断裂，使用寿命长。同时，金属基材还具有升温速度快及热传导速度快的特点，能够进一步缩短水汽化的时间，尤其是缩短了启动阶段等待水汽化的时间。
金属管11套设在螺杆14的外侧，使得螺杆14的螺纹与金属管11的管壁之间构成螺旋流道17，其中，石墨烯发热层与螺旋流道17相对应，当石墨烯发热层通电发热后，能够更好地对螺旋流道17中流过的水流进行加热。
金属管11的第一端焊接第一端盖12，第一端盖12具有入水口121，通过入水口121可向螺旋流道17源源不断地供水。金属管11的第二端焊接第二端盖16，第二端盖16具有蒸汽出口161，螺旋流道17的蒸汽通过蒸汽出口161可源源不断向外输出。
螺旋流道17使得水从入水口121进入后，到达蒸汽出口161的时间大大增加。螺旋流道17的长度满足以下条件：当水流沿本螺旋流道17，从所述入水口121流向所述蒸汽出口161的过程中，金属-石墨烯复合电加热元件能够对水流加热，使水流汽化，转变成蒸汽，最终中所述蒸汽出口161输出。螺旋流道17与金属-石墨烯复合电加热元件的配合，使得在蒸汽出口161能够实时地输出蒸汽。
本管状蒸汽发生器10还包括防出水机构，用于阻止所述蒸汽出口161流出水。
防出水机构具体包括设置在入水口121的逆止阀13，还包括设置在蒸汽出口161的、当所述蒸汽出口161的流体为气态时导通、且当所述蒸汽出口161的流体为液态时关闭的蒸汽阀15。
本实施例中，逆止阀13通过螺杆14端部的容置腔设置于入水口121。具体地，在螺杆14的第一端沿本螺杆14的中心轴线方向凹陷形成有第一容置腔141，在第一容置腔141的口沿开设有缺口142，逆止阀13的阀杆132和弹簧131容置于第一容置腔141，在弹簧131的作用下，逆止阀13的阀杆132的头部处于所述缺口142和入水口121的内端之间，使螺旋流道17和入水口121隔开。
蒸汽阀15通过螺杆14端部的容置腔设置于蒸汽出口161。具体地，在螺杆14的第二端沿本螺杆14的中心轴线方向凹陷形成有第二容置腔145，在第二容置腔145的腔壁开设有通孔143，通孔143将螺旋流道17与第二容置腔145连通，第二容置腔145的内周壁设有台阶部144，蒸汽阀15安装在本台阶部144上。
作为一种实施方式，蒸汽阀15采用压力阀，压力阀的开启阈值设置为：所述压力阀的开启阈值小于或等于所述蒸汽出口161的流体为气态时所述金属管11内的压力，且大于所述蒸汽出口161的流体为液态时所述金属管11内的压力。这里，利用了容积不变，当水汽化转变为蒸汽后，容器内的压力会增大的自然规律。当螺旋流道17的靠近蒸汽出口161的流体为气态时，金属管11内气压较大，在该较大的气压作用下，压力阀会自动导通，蒸汽经压力阀后从蒸汽出口161输出；而当螺旋流道17的靠近蒸汽出口161的流体为液态时，金属管11内的气压较小，在该较小的气压作用下，压力阀处于关闭状态，使得水不会从蒸汽出口161漏出。
作为另一种实施方式，蒸汽阀15采用电磁阀，进一步所述管状蒸汽发生器10还包括：识别所述螺旋流道17的靠近所述蒸汽出口161的一端的流体是否为液态的识别器；以及当所述识别器的识别结果为液态时，控制所述电磁阀进入关闭状态的控制器。
其中的识别器优选压力传感器，所述控制器利用压力传感器输出的压力值，根据压力值对应流体状态的先验知识，判定流体为液态或气态。
其中的识别器还优选计时器，计时器对所述石墨烯发热层进入加电状态的时间进行统计，控制器利用计时器统计的时间，根据所述石墨烯发热层从通电开始，到使螺旋流道17内的水由液态转换为气态所需通电时间的先验知识，判定螺旋流道17内的流体的状态。
当控制器通过识别器判定螺旋流道17的靠近所述蒸汽出口161的一端的流体是液态时，控制器控制电磁阀进入关闭状态，使得不会从蒸汽出口161漏水。
上述蒸汽阀15和逆止阀13配合，使得在蒸汽发生器10的启动阶段时，同时给水泵80和石墨烯发热层加电时，或者先给水泵80加电再给石墨烯发热层加电时，蒸汽出口161均不会发生漏水现象。也即，使得蒸汽发生器10的启动阶段，不再需要先给电加热元件加电，当电加热元件预热后再使水泵80向蒸汽发生器10加水，也能够避免蒸汽发生器10的蒸汽出口161漏水。这样的控制顺序，有效地避免了在启动阶段先给电加热元件加电所导致的干烧现象，可以有效延长使用寿命。
可见，上述金属-石墨烯复合电加热元件、螺旋流道17和防出水机构的组合应用，使得蒸汽发生器10启动阶段等待水汽化的时间变短，启动后可实时在蒸汽出口161输出蒸汽，启动阶段不会发生蒸汽出口161漏水现象和电加热元件干烧现象，因而有利于无线蒸汽拖把的产业化。
一些材料具有可以让蒸汽透过，而水无法透过的特性。本管状蒸汽发生器10的防出水机构还可以采用这类材料，将这种材料设置在蒸汽出口191，也可达到防止蒸汽出口191流出水的目的。
作为一种较优选的实施方式，所述管状蒸汽发生器10进一步还包括磁化器(未图示)，所述磁化器设置于所述入水口121的侧部，用于对流向所述螺旋流道17的水流进行磁化处理。磁化作用，减少了杂质进入金属管11，使得蒸汽发生器10内产生水垢的机率降低，使用寿命变长。
作为一种更优的实施方式，所述管状蒸汽发生器10进一步还包括超声波换能器(未图示)，所述超声波换能器面向所述螺旋流道17设置于所述金属管11外侧部，用于对所述螺旋流道17的水进行雾化处理。雾化处理后，扩散了水和电加热元件的接触面积，从而大大缩短了水转变为蒸汽的时间。
图6中示出了一种无线蒸汽拖把。
本无线蒸汽拖把包括：机身40、地刷20和手柄60，其中地刷20铰接在机身40的底端，可相对铰接部调节机身40和地刷20之间的角度，机身40的顶端设置手柄60，手柄60上设置有控制键。
在机身40设置有清水容器50和回收容器30，清水容器50也即清水箱，回收容器30也即污水箱。
本无线蒸汽拖把还包括上述实施例的管状蒸汽发生器10，本蒸汽发生器10可以配置在地刷20顶部或者地刷20的内部，本蒸汽发生器10还可以配置在机身40。
图7中示出了本无线蒸汽拖把的供蒸汽系统。图中点划线表示电信号，虚线表示水或蒸汽，箭头表示流体方向。参照图7，蒸汽发生器10的入水口121通过泵80与所述清水容器50连通，通过所述泵80向蒸汽发生器10的螺旋流道17供应水源，蒸汽发生器10的蒸汽出口161通过管路与地刷20上的喷气嘴相连。其中喷气嘴可以朝向地刷20的刷辊表面设置，也可以朝向清洁地面设置，还可以一部分喷气嘴朝向地刷20的刷辊表面设置，另一部分喷气嘴朝向清洁地面设置。
蒸汽发生器10的电加热元件及泵80在控制装置90的控制下工作：当按下启动键时，控制装置90控制泵80和电加热元件同时通电，或者泵80先通电，然后电加热元件再通电，泵80将清水容器50内的水输入蒸汽发生器10内，电加热元件将蒸汽发生器10内的水加热，转换为蒸汽，此时蒸汽阀导通，蒸汽经蒸汽阀从蒸汽出口161输出至清洁地面或地刷20的抹布，或者同时输出到清洁地面和地刷20的抹布。
在机身40配置有电池组70，电池组70给所述蒸汽发生器10、泵80、以及蒸汽拖把的其它用电部件供电。
上述通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本发明的内容，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在本发明构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本发明的保护范围内。