自动供液蒸汽发生器 及其液体高度测量过程 本发明涉及一种自动供液的蒸汽发生器以及一种量测该发生器内液体高度的装置。尤其是涉及使用水蒸汽的家用电器，例如熨斗组。它还能用于蒸汽发生锅炉。
一种蒸汽发生器借助于加热过程使液体雾化，以便产生能被导出的蒸汽。在一些能自动供液的蒸汽发生器中，液体从供应源上升到顶部，储存在雾化罐状容器中。对于这些能自动调节的发生器而言，最好在雾化容器中确定一个适当的液体界限，从而当实际高度低于该界限时液体能自动供应，而当实际高度高于该界限时能切断供液。
为使这种装置安全可靠，必需准确地知道该蒸汽发生器容器中所盛液体的数量。按照这个观点，利用液体及相关蒸汽物理性能之间差别的各种类型的传感器已是众所周知。尤其是建立在密度、折射指标或声传递差别基础上的许多实例已被发现。
一种建立在热耗散差别基础上的已知系统因其成本低廉而令人特别感到兴趣。它包括以一个已知功率加热一个区域(该区域定位在容器内部的选定高度界限上)并测量该加热区域的温度。对于一个同样的耗散功率而言，传感器处于气体中时的平衡状态温度比传感器处于液体中时要高，一般相差十度。将测得温度与一个基准温度相比较，就能确定传感器处于什么介质中，并推断液体是否已到达界限高度。
例如，在欧洲专利申请EP-A-585.177中就披露了这种传感器。该文件涉及的是一种液体传感器，它能量测在一个罐中的燃料高度。该传感器包括一个负温度系数恒温器，它与一个电阻随温度逐渐变化的正温度系数恒温器串联。一个电阻能根据传感器内的焦耳(Joule)效应消耗电功率。该传感器还包括一种装置，它能将恒温器的总电阻值与一个已确定的界限相比较。
上面披露的热系统在气一液平衡状态不变时(例如对于一个开口的空气罐而言)能可靠地测定液体高度。但却难以使用在具有蒸汽导出的蒸汽发生器之中。所述导出改变了液体及其压力蒸汽之间的平衡状态，造成沸腾并降低液体的压力和温度。因此，无论该区域与沸腾液体还是与顶部形成的蒸汽接触，都能测出在恒定功率加热地所述区域中温度的下降。但是，由于降低的压力和蒸汽的对流运动，增加了蒸汽与被加热区域的热交换，从而也增加了热耗散现象，使得这一区别不够明显。
在一个容积相当小的装置中，由于沸腾造成的液面凸起会弄湿传感器，这也使区别能力进一步减弱。
此外，加热位于界限高度的区域以及测量温度通常使用电子器械部件来执行，由于这些部件以及线路供电电压不够精确，导致该区别的误差更大。
因此，这种通常使用的热传感器，无论传感器处于液体中还是处在沸腾液体上方的蒸汽中，在工作状态的蒸汽发生器中，均提供无区别的信号。
从另一方面来说，在一个具有高工作温度(相对于室内温度而言)的发生器中，在气体介质中加热的所述区域，其温度在蒸汽导出期间增加较慢。这一缺点对于间歇使用的设备，例如熨斗组来说特别不利。
因此本发明的用途是：纠正上述缺点，尤其是提供一种自动供液的蒸汽发生器，它包括一个指示值与导出状态无关的热传感器。
本发明涉及一种蒸汽发生器，它装备着一个传感器，无论在什么情况下，该传感器都能清楚地区分周围是液体还是蒸汽。
本发明还涉及一种蒸汽发生器，它包括的热传感器能迅速达到与其接触的液体或气体的温度。
本发明的用途还在于：提供一种装备着一种简单价廉系统的蒸汽发生器，所述系统能精确调节发生器容器内的液体高度，以便执行蒸汽导出。
本发明的另一个用途是：提供一种量测液体高度的装置，该液体盛在自动供液蒸汽发生器的容器之中，所述装置能可靠地确定液体高度是否达到一个预定的界限高度(包括在蒸汽导出期间)。
按照这个观点，本发明涉及一种自动供液蒸汽发生器，它包括：
一个加热管路，它具有一个用来容纳液体的容器，至少一个能汽化液体的容器加热元件以及用来从容器中导出蒸汽的装置，
一个为容器供应液体的装置，
一个高度传感器，它用来测量容器内的液体高度，并安置在容器的一个区域中，所述区域位于一个设定的界限高度上，借此，传感器包括能加热所述区域的加热装置和测量装置，所述测量装置用来量测在所述区域内的温度并将读数与一个基准温度进行比较，以便确定液体是否已到达界限高度。
一个控制器，它由高度传感器驱动并对供应装置起作用，当液体的高度低于界限高度时它将液体自动递送到容器，而当液体的高度高于或等于界限高度时截断这种供应。
根据本发明，发生器包括动作与蒸汽导出有关的调节装置。因此，在一个能与基准温度比较的变化范围内，高度传感器的温度改变与液体高度有关，而所述基准温度处于所术变化范围内。
在蒸汽导出时，通过增加加热功率或降低基准温度，或者对传感器的加热功率起作用，或者对基准温度起作用。
蒸汽导出或者直接由导出控制器，或者由压力变化，或者由液体温度变化探测出。
在平衡状态，对于在给定蒸汽(在上方形成)压力状态下的相应液体的给定温度而言，其变化范围对于一个固定的加热功率而言是不变的。当传感器处于液体中时，它的量测装置探测出一个下位温度，它高于或等于在传感器区域之外的温度。当传感器处于蒸汽中时，探测出的温度比先前温度高出十度左右。因此基准温度是在温度变化范围(它被包括在该最低和最高温度之间)内自然地选定的。
然而，在导出蒸汽时，该温度变化范围改变了；它显示出降到较低温度并且在此同时缩小的趋势。本发明的独创性在于：基准温度被保持在温度变化范围内，而该温度变化范围是一个改变的范围。
因此，不仅在液体和气体之间具有稳定平衡状态时，而且值得注意的是液体正在沸腾时，本发明都能供应有用的信号。
在一个本发明第一实施例发生器中，调节装置包括用来控制被加热装置消耗的加热功率的装置，在蒸汽导出期间，它能增加所述的加热功率，而在不进行所述导出时减少所述加热功率。
由于这种加热功率增加过程，温度变化范围的降低至少被加热功率的增加部分补偿。
在第一实施例的第一最佳形式中，蒸汽导出装置包括导出控制器，而加热功率控制装置由导出控制器驱动，并根据导出控制器分别处于不导出或者导出状态，给予加热功率第一低值或者第二高值。
这个实施例特别简单，因为加热功率的增加起因于一个简单的机械操作。然而，在不导出蒸汽状态给加热功率一个低值时，传感器的耗损得到限制，并且在不需要时能量不会无益地消耗。
在这种第一实施例的第一形式中，高度传感器的加热装置最好包括至少一个加热电阻，并且控制装置最好包括：
一个与加热电阻串联的面结合型二极管，
一个电发生器，它位于包括面结合型二极管和加热电阻的组件接线处，并能为加热电阻供电，
一个与二极管并联的开关，它由导出装置驱动，借此，所述开关在不导出蒸汽状态被断开，并在出现导出状态时被闭合，致使高值等于低值的两倍。
在蒸汽导出期间加热功率加倍，即使该比率不是最佳值，但却是完全够用的。
电发生器可特别包括一个主线供电部分。
在本发明发生器第一实施例的第二最佳形式中，蒸汽发生器包括一个压力传感器，它能量测容器内的蒸汽压力，并给功率控制装置递送一个取决于压力的信号，这些控制装置产生一个起减少压力作用的加热功率。
由于连续调节，温度变化范围大约维持在它的平衡状态。
在本发明发生器第一实施例的第三最佳形式中，蒸汽发生器包括一个放置在液体中的辅助温度传感器，它能量测液体温度，并给温度控制装置递送一个取决于液体温度的信号。这些控制装置产生一个起减少液体温度作用的热功率。
在本发明蒸汽发生器第二最佳实施例中，调节装置包括用来控制基准温度的装置，它在导出蒸汽期间能降低基准温度，并且在不进行这种导出状态能增加基准温度。
因此，不是维持一个恒定的基准温度以及靠近该基准温度的温度变化范围，而是使基准温度跟随该变化范围改变。
在这个第二实施例的第一最佳形式中，蒸汽发生器包括一个放置在液体中的辅助温度传感器，它能量测液体的温度，并给温度控制器传递一个取决于液体温度的信号，这些控制装置产生一个起增加液体温度作用的基准温度。
该基准温度最好是液体温度和一个设定温度界限之和。
在后一种情况下，不是比较在一个设定的基准温度情况下由高度传感器量测装置检测出的温度，而在高度传感器和辅助温度传感器之间的偏差是主要的兴趣点。这个温度偏差是与预定的界限比较，以便控制液体供应，因而不再需要考虑蒸汽的压力变化，从而能利用一个单独的加热状态。
在第二实施例的第二最佳形式中，蒸汽发生器包括一个压力传感器，它能量测容器内的蒸汽压力，并给温度控制装置递送一个取决于压力的信号。这些控制装置产生一个起增加液体温度作用的基准温度。
根据本发明的蒸汽发生器最好包括与高度传感器加热装置相连的功率切断装置，于是在任何供应液体期间使加热功率为零。
因此，高度传感器具有两个工作状态：相应于将基准温度维持在温度变化范围之内的第一工作状态，以及相应于在供应液体时切断加热功率的第二工作状态。第二工作状态具有超越第一工作状态的优先权，因而在供应液体期间加热功率变为零。
加热管最好包括位于容器内部的“手套指”形状的套，它被固定在界限高度，并用来容纳高度传感器。
令人感兴趣的是，传感器包括一种导热并且电绝缘的材料，在其中埋着量测和加热装置。
本发明不涉及一种自动供液蒸汽加热器容器内部液体高度量测过程，该过程包括下述步骤：
将一个容器区域以一个预定的加热功率进行加热，所述区域位于一个设定的界限高度上，
量测所述区域中的温度，
将测得温度与一个基准温度进行比较，以便确定液体的高度是否到达界限高度，
如果液体的高度低于界限高度，给容器供应液体，
如果液体的高度高于或等于界限高度，关断液体供应。
该过程的特征为，温度变化范围调节与蒸汽导出有关，传感器温度变化与液体高度和基准温度有关，以致于基准温度保持在所述转变范围之内。
最好是在给容器供应液体时，关断所述区域的加热。
下面参照附图，详细介绍本发明的专门实施例，但本发明不受这些实施例限制，其中：
图1是本发明蒸汽发生器的纵向剖面图。
图2是图1蒸汽发生器传感器的纵向剖面详图。
图3是与图1蒸汽发生器有关的电子控制线路略图。
在图1中简单描述的蒸汽发生器包括一个加热管路20，它用来容纳一种呈26A形式的液体26并将该液体加热成一种能被导出的蒸汽27。液体26通常为水。
加热管路20由一根供应软管17连接到箱1上，箱1能储存呈26B形式的液体26。箱1还有一个能加注液体的开口19。在这个选定的特殊实施例中，箱1的储存容积约为1升，并由不锈钢制成。
供应软管17装备着一个呈电磁泵形式的供液控制器2，它能精确调节箱1对加热管路20的液体供应量。这个供液控制器2被连接到一个控制其运行的电子线路33上。
加热管路20包括一个容器21，它由被侧壁23加在一起的底面22和上部24组成。例如，该容器21的容积约为1升，并由不锈钢制成。容器21的上部24包括一个空气吸入阀7，它能将在大气压力下的室内空气引入容器21内部。容器21还装备着一个可拆卸塞子4，它可以移开以便排放液体、维护和清理。
加热管路20还包括多个焊接在底面22下方的加热元件5，它们由多个电阻器组成。在底面22下方还放置着一个恒温器8以及一个安全恒温器9，它们用来保证液体26的温度保持恒定。放置在底面22下方的恒温器8的用途是：阻止在容器21内缺少液体26状态下加热，由于箱1内液体管不足或者供应控制器2失效会造成这种情况。
安全恒温器9被安排在恒温器8失效的情况下起作用。
接触压力开关6固定在侧壁23的顶部，它能使蒸汽27保持恒定的压力并使液体26保持相应的温度。压力开关6以及恒温器8、9被连接到加热元件5上并控制后者的工作。
加热管路20还包括从容器21内部导出蒸汽27供外部使用的装置，该装置包括通往容器上部24附近的导出区3的专用导出软管16。导出软管16拐弯穿过侧壁23并延伸到使用蒸汽27的外部装置，例如手熨斗上。导出软管16装有一个用来导出蒸汽的电磁阀10，该电磁阀又连接到一个导出控制器15上。导出控制器15可以是一个按钮装置，使用者可用它手动控制蒸汽提取。
在容器21的侧壁23与供应软管17出口相对侧面上包括一个手指状管子加强物，它定位在容器21的内部并构成一个套30。套30具有一个接近容器21内部的端盖31，并朝外开口。它的位置决定容器21内液体26的界限高度。套30内装有一个热传感器11，由供应动力的电线32对其供电。
图2详细画出装在套30内的传感器11。它包括一个具有正温度系数或者说PTC的热敏电阻12，该热敏电阻的位置十分接近套30的端部31，其作用是测量该构成物附近的温度。传感器11还包括一个加热电阻13，它的功能是加热套30。
加热电阻13的功率已经过选择，它高到足以使传感器11获得迅速加热，并且低到足以避免在套30周围出现大的冒泡效果。
通常，加热电阻13的数值为1.5千欧左右，以便在供应220伏特交流电压时产生大约35瓦的加热功率。热敏电阻12以及加热电阻13各用两根电线32供电。它们被埋在导热但电绝缘的树脂14之中。
热敏电阻12、加热电阻13、供应控制器2以及电磁阀10与图3简略画出的电子控制线路33相连。
下文中，同电位点用同一个参考号标出。
电子线路33与电源相连，并且它的上下供电引线分别标以A和B。
电磁阀10与一个第一开关35串联，第一开关35可由导流控制器15驱动。
另一方面，加热元件5与三个开关36、38和39串联，这三个开关分别由压力开关6、恒温器8和安全恒全温器9驱动。
电子线路33由三个部分41、42和43组成，它们在图3中简化成方块形式。第一部分41相当于电子线路33的电源，并与供电引线A、B相连。
第二部分42包括一个界限测定器并与热敏电阻12的第一引线E相连，而热敏电阻12的第二引线就是低供电引线B，所述第二部分42能测定热敏电阻12的引线B、E处的用于基准温度的界限电压，并产生一个连带的放大。由于液体与气体的热耗散不同，所述放大能区分在套30附近出现液体26还是蒸汽27。
第三部分43具有开关功能，并能把电供往加热电阻13或者供液控制器2。值得注意的是它含有一个双稳开关46，所述开关46与低供电引线B相连并具备两个可能的位置。
在第一位置，即所谓供液位置，双稳开关46与供液控制器2的第一引线F接触，而后者的第二引线是上供电引线A。在第二位置，即所谓加热位置，双稳开关46与加热电阻13的第一引线D相接触。
加热电阻13以其第二引线C与第五开关45相连，第五开关45能由导出控制器15驱动，从而与上供应引线A相连。此外还与开关45并联地安置一个面结合型二极管44。
在工作期间，箱1先容纳一定数量的液体26，所述液体被设计来供给加热管路20使用。通常液体26处于箱1的温度和大气压力。最初，开关35和45是开启的，并且双稳开关46处于加热位置。
该蒸汽发生器的开动造成压力开关6被驱动，在开关36闭合状态，压力开关对容器21外壳内部的所需压力和温度发生影响。当超过最高温度时，常闭开关38被恒温器8断开。在恒温器8失效时，由安全恒温器驱动的开关39以同样的方式介入。在这个与手熨斗用水蒸汽有关的实施例中，压力约为3巴。一旦达到这一压力，压力开关6使加热元件5停止工作。恒温器8能防止在缺水和压力不足情况下过度加热容器21。在本实施例中，液体是水，并且使用压力为3巴，温度接近于144℃。
只要该蒸汽发生器已经起动，电子控制线路33总线上就有电。加热电阻13从面结合型二极管44接收经过整流的单相交流电。于是它产生一般为17瓦左右的加热功率。被加热电阻13散出的热在套30周围空气中耗散相对较少，致使传感器11的温度迅速上升。
因此，与加热电阻13热接触的热敏电阻12，其电阻随着温度上升而增加。
热敏电阻12的引线B、E处的电压很快变成等于表明气体出现的界限电压。电子线路33的第二部分42探测出这一界限电压，并使在第三部分43中的双稳开关46离开加热位置到达供液位置。
于是供液控制器2能供液，并且在此同时加热电阻13内的电流中断。
液体26由电磁泵2通过供应软管17吸入到加热管路20的容器21之中，致使容器21开始充填。
充填容器21的液体在加热元件5的作用下部分汽化，产生蒸汽27。在没有蒸汽导出的情况下液体26的沸腾状态足够低，不会干扰由传感器11执行的量测。
由于在供液期间，加热电阻13不再产生任何热量，热敏电阻12的温度由于自然散热而逐渐降低，重新回到基准温度的下位。电子线路33的第二部分42测得这一转变，并使第三部分内部的双稳开关46离开供液位置回到加热位置。
因此，液体26往容器21的供应被中断，并且在此同时，加热电阻13重新开始产生热。上述过程得以重复，一次一次地向容器21供应液体。从而能控制装填操作；但是如果它确实是太急速，加热管路20的温度将过度降低，并且压力也会减小。
由于电子线路33将传感器11的温度限制在接近基准温度的数值，液体26的供应得到控制，从而防止所有的危险。
液体26的高度继续增加，直到与套30接触。于是液体高度等于界限高度。在此瞬间，由加热电阻13产生的热在液体26中散布，以致于热敏电阻12的温度保持低于基准温度。因此，液体供应中止，液面高度稳定在界限高度附近。在这个阶段，容器21内的液体26与其蒸汽27保持平衡。
在蒸汽导出期间，使用者驱动导出控制器15，后者使第一开关35闭合，从而使电流通过蒸汽导出电磁阀10，于是能借助于导出软管16排出蒸汽27。在驱动导出控制器15的同时开关45闭合，因而短路面结合型二极管44，致使加热功率加倍。在这个实施例中加热功率从17瓦增至35瓦、
尽管液体26激烈沸腾，借助于蒸汽导出使加热功率显著增加能获得便于使用的信号。
反之，在不导出蒸汽状态使用受限制的加热功率能避免无益的附加消耗成本。
尤其是，在不导出蒸汽27状态使用的基准温度，继续提供一个区分蒸汽27与液体26的有效标准。确实，由于进一步导出期间温度普遍降低造成的温度变化范围的下降，至少部分地被增加加热功率所补偿。为了将基准温度保持在设定的变化范围内，这一功率加倍证明是足够的。
一旦导出蒸汽27完成，导出控制器15中止被驱动状态，它同时断开开关35和45。然后电磁阀10也中止激励状态，并且加热电阻13重新通过面结合型二极管44供电。
因此，这种根据本发明的自动供应蒸汽发生器既可靠又经济，长时间使用也不会磨损和损坏。
根据图1蒸汽发生器的第一变型，压力开关6产生一个与容器21内蒸汽27的压力有关的符号，并且省略了由二极管44和开关45构成的组件。
而且，电子线路33用来接收由压力开关6产生的信号，并且能改变与该信号有关电阻器的占空系数，从而使占空系数(因此使功率)起到与压力减少类似的功能。
因此，在服务期间由于蒸汽27的压力降低，加热功率在导出蒸汽时自动并连续地增加，并且在完成导出之后回到一个稳定的较低值。借此，压力回到其较高和稳定的水平。
根据本发明的第二变型，电阻器由几个固定数值的电阻器代替。根据压力开关6测定的压力，一个或者几个电阻器被供电，以便获得与压力呈减少关系的加热功率。在根据该第二变型的一个先进而且特别简单的实施例中采用两个电阻器。
除了用蒸汽27的压力进行控制之外，功率也可用液体26的温度进行控制，在导出蒸汽27期间，液体26在温度范围方面的减少也是明显的。最好是，根据一个本发明第三变型，在接近容器21底面22处安置一个不加热的辅助热传感器，它给电子线路33传递与液体26温度有关的信号。在对电阻器的占空系数起作用或者对几个电阻器的开关起作用时，电子线路33使加热功率是这一温度的减函数。
更广泛地说本发明覆盖任何控制装置，该装置能在导出蒸汽27期间增加加热功率并在不进行导出期间减少功率，以便基准温度能保持在事先确定的变化范围之内。
如上所述，在供应液体26期间，区域30的加热被故意中断。传感器11的这种第二工作状况是与第一工作状况(其要点是根据导出与否调节加热功率)成对的。最显著的是，无论蒸汽27是否导出，在供应液体期间区域30的加热被故意中断。
此外，所述第二工作状况是任选的，并且能在不丧失本发明实质的情况下被取消。在这种情况下，供应液体26期间加热功率并不停止，而是根据正在执行的导出，仍处于第一工作状况。然而，最好还是将第二工作状况与第一工作状况结合起来，以防传感器11被过度加热。
在本发明蒸汽发生器的其它变型中，基准温度保持在温度变化范围内，这不是借助于加热功率而是直接借助于基准温度自身起作用。
因此，根据一个本发明第四变型，在液体26中(最好是靠近容器21的底部22)放置一个不加热的辅助热传感器，并提供一个电子线路33，它的信号取决于液体26的温度。由加热电阻13，二极管44以及开关45构成的组件被一个简单的加热电阻替代。线路33能改变基准温度，从而起到增加液体26温度的功能。因此，当导出蒸汽27时，基准温度与液体26的温度同时减少，并能相对于温度变化范围进行连续调节。
在一个特别简单的第五变型中，其装置与第四变型相似，而线路33适于量测在高度传感器11和辅助的热传感器之间的温度差，并将它与一个设定的温度界限进行比较，以便控制液体26的供应。
这种解决办法能摆脱在不同蒸汽状态的压力变化，借此只用加热状态就能获得所需的可靠性。该第五变型最好与传感器11的第二工作状态结合，而当温度界限被超过时，区域30的加热中止。
也能根据蒸汽27的压力，而不是根据液体26的温度来改变基准温度。
还能借助于同时对加热功率和基准温度起作用，或者同时量测液体26的温度和蒸汽27的压力，将出现的不同变型结合起来。这种选择能增加蒸汽发生器的可靠性，但却有损于简易性。
能在不违背本发明精神的情况下改变在实施例中选定的执行条件。因此，容器21内由压力开关6施加的压力能根据所需的特殊应用来确定。
除了水密性之外，箱1没有任何要求，因而能采用非常经济的结构。
加热管路20的容器21能做成各种形状，如圆筒形、矩形或球形。它的尺寸可比所介绍实施例的尺寸大得多。它必需用一种容易抵抗高温高压的材料制成，在某些场合采用除不锈钢外的其它材料可能是适当的。
除了作为侧壁23的加强物出现之外，尽管所选定的形状对于传感器11的定位相当合理，套30还可采用更加紧凑的形状。套30也可用与侧壁23不同的材料做成，以便获得更好的热传导。
还能考虑套30具有其它结构。例如它可用板固定在容器21的侧壁23上，但这会导致加热功率加大。相反，已选定的指状能借助于良好定位而减少加热功率。
套30还能不再靠近侧壁23安置，而是朝向容器21的中心，并安装一根管以便电线32通过。根据一个特殊实施例，套30与侧壁23分开并能在容器21内部运动。因此传感器11的位置，不仅是它相对于侧壁23的排列，还有它在容器21中的高度都可以改变，因此界限高度可根据需要进行调整。
放置在套30内的树脂14可用任何导热和电绝缘的材料替代。例如，所述材料可由陶瓷和矾土粉构成。
液体26在实施例中是水，但也可由任何其它物质构成，只要它的蒸汽符合需要即可。尤其是，可以为一些碳氢基的燃料。
用于驱动的导出控制器15可由一种自动系统替代。
正温度系数(PTC)热敏电阻12可用负温度系数(NTC)热敏电阻替代。而且，可同时使用几个热敏电阻。
电子控制线路33很容易由任何其它装置替代，只要这种装置能保留在本发明构架内并能实现同样功能即可。
容器21除了用构成加热元件5的电阻器加热之外，还能用多根内部有高温流体循环的管来加热。这种热交换流体可为液体(例加水)或气体(例如一氧化碳气或氦)。所述管一般用多种铁素体钢(用于气体流体)或者不锈钢(用于液体流体)做成，而且最好安置在容器21内并朝向底部22。容器21也可通过燃烧来加热。