[发明专利]设有亲水涂层的蒸汽发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括设有亲水涂层的蒸汽室的蒸汽发生装置。本发明还涉及一种在蒸汽发生装置的蒸汽室内提供亲水涂层的方法。本发明特别涉及一种包括具有亲水涂层的蒸汽室的蒸汽熨斗。

背景技术

在1个大气压下将水加热到100℃以上会将水变成蒸汽。在诸如蒸汽熨斗的蒸汽发生装置中，将水施加至热的表面以产生蒸汽。但是，蒸汽可以在表面和水滴之间形成隔离层，从而有效地减缓水的蒸发。水滴将倾向于在表面上弹跳而非蒸发为蒸汽。这一效应被称为莱顿弗罗斯特(Leidenfrost)效应并通常在160℃以上时发生。可在例如蒸汽熨斗中观察到该效应。

已经提出了多种方法以防止莱顿弗罗斯特效应，范围从在蒸汽室内设置诸如肋板的特殊结构，到在蒸汽室表面使用涂层。适合的蒸汽促进涂层是亲水且中度隔热的。涂层的中度隔热特性在无水时轻微地降低表面温度，并且防止水与热的铝基底接触。当一些水与表面接触时，表面有效地迅速降温至莱顿弗罗斯特效应的温度以下。优选地，这些蒸汽促进涂层也具有一定数量的多孔(porosity)。由于蒸汽促进涂层的亲水特性，引入的水容易地在蒸汽室的表面上扩散。适合的蒸汽促进涂层应当容易潮湿、具有吸收水的多孔结构且表面具有高的粗糙度。

US 3,499,237中公开了一种上述类型的蒸汽发生装置。已知的装置(蒸汽熨斗)具有蒸汽促进涂层成份，其主要由碱金属硅酸盐化合物和粉末状玻璃构成。特别地，使用硅酸钠(水玻璃)。可以使水玻璃干燥以形成硬质玻璃层。由于其无机物特性，水玻璃具有耐热性并且可以用作蒸汽熨斗中的蒸汽促进涂层。由于高pH值，水玻璃侵蚀铝基板，从而增加涂层与铝的粘附性。水玻璃主要的缺点是可溶于水，原因是水玻璃中有大量的碱。一旦将水添加至蒸汽熨斗的蒸汽室中，现有的蒸汽促进材料就会至少部分地溶解，并且可能从蒸汽室中浸出。当用水润洗蒸汽室使其脱去石灰质时这一效应更加显著。

发明内容

本发明的一个目的是要克服上述问题。特别地，本发明的一个目的是提供一种具有设有亲水涂层的蒸汽室的蒸汽发生装置，亲水涂层在温暖潮湿的环境下具有降低的可溶性。另一个目的是提供一种对莱顿弗罗斯特效应不敏感的蒸汽室涂层。又一个目的是提供一种在蒸汽熨斗的蒸汽室中应用亲水涂层成份以促进蒸发的方法。

通过包括设有包括碱金属硅酸盐化合物的亲水涂层的蒸汽室的蒸汽装置可以实现这些和其他目的，其中该涂层进一步包括硼。优选地，提供一种蒸汽发生装置，其包括设有包括碱金属硅酸盐化合物的亲水涂层的蒸汽室，其中涂层还包括硼与金属元素的盐，更优选地为硼酸盐。

附图说明

在附图中：

图1为根据本发明的蒸汽熨斗的局部剖视部分正视图。

具体实施方式

根据本发明，提供一种蒸汽发生装置，该装置包括设有亲水涂层的蒸汽室。亲水涂层成份包括碱金属硅酸盐化合物和硼(优选地为硼与金属元素的盐)。将碱金属硅酸盐化合物和硼与金属元素的盐结合使用所产生的涂层在固化后具有优秀的蒸汽性能。特别地，本发明的涂层具有蒸汽促进涂层的大部分希望的特征：它不仅将莱顿弗罗斯特效应移位到了更高的温度，展现出良好的润湿特性并使水扩散进入其多孔结构中，而且还防止或至少减少涂层的隔热和剥落。根据本发明的涂层成份的进一步的优点是易于喷涂。

令人惊讶地，已经发现向水玻璃以及一般地向碱金属硅酸盐中添加硼(优选地添加硼酸盐)能够降低其溶解度。这一有益的效应据信是(部分地)由于硼酸盐与碱的反应。将硼酸盐与碱金属硅酸盐，特别地与水玻璃以一定的Si∶B∶碱的比例混合得到在混合后仍可溶于水，但干燥后不能溶解的成份。假设通过与碱(一部分)发生反应，看来添加硼能够有效地降低碱金属硅酸盐在干燥后的溶解度。所产生的碱性硼硅酸盐涂层对铝基底有良好的吸附性，基本不溶于水，此外能够提供良好的蒸汽性能。已知硼酸盐可以以不同结构存在，例如二硼酸盐、偏硼酸盐、焦硼酸盐等。但是，本发明并不限于这些结构中的任意一种。为了方便，可以以硼酸和/或硼酸与碱金属元素的盐的形式将硼酸盐添加入碱金属硅酸盐中。也可以使用硼酸酯，例如B(OCH₃)₃。

在本发明的一种优选的实施方式中，蒸汽发生装置的特征在于金属元素为碱金属元素。原则上可以使用任意的碱金属元素，但是优选的元素从钠、锂和钾的组中选取。如果必须改进蒸汽促进涂层成分的稳定性，那么使用锂是特别优选的。如果必须改进蒸汽促进涂层的蒸汽表现，那么使用钾是特别优选的。