本发明专利技术公开了一种生成复合等离子体的装置和方法，以及使用复合等离子体的电热烹饪装置。该电热烹饪装置包括：蒸发部分，其通过电能加热内部存储的水以生成水蒸汽；喷嘴，其喷出从蒸发部分提供的水蒸汽；以及放电部分，其被部署在喷嘴周围的绝缘体处，用于向从所述喷嘴喷出的蒸汽施加强电能，以便使所述水蒸汽放电并将所述水蒸汽转变为包括氢等离子体和氧等离子体的复合等离子体，其中该复合等离子体用作用于烹饪装置的能量传递介质。因此，通过在采用电加热方法的同时使用具有相对高的能量密度的高温复合等离子体，本发明专利技术可以提高传热效率，并且甚至对于尺寸缩小的烹饪设备而缩短了加热时间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及产生等离子体的方法和装置。特别地，本专利技术涉及利用水蒸汽作为 原材料生成氧和氢的复合等离子体的方法和装置。本专利技术还关注于利用复合等离子体产 生装置所生成的复合等离子体作为传递热能的介质的电热烹饪装置。
技术介绍
由于厨房靠近起居室，所以在大多数家庭中使用燃气的加热装置已经广泛地用 作烹饪装置。特别是在公寓中，城市燃气用作加热装置的燃料，而用于烹饪的电型加热 装置被限制性地使用。当燃料燃气燃烧时，燃气型加热装置生成大量的气体。所述气体在烹饪器具的 外表面周围形成高速流，因此与自然对流相比大大提高了传热率。正因如此，传热效率 升高，所以缩短了加热时间。管道是供应城市燃气所必需的，而铺设管道的成本相对较高。尽管燃气型加热 装置具备这些优点，但是，如果具有用于加热水或者房屋等的热量生成设施的热能供应 商、或者集中式公共加热设施可用，则城市燃气消耗量会较低，而配备城市燃气供应设 施的成本会浪费地较高。因为这些原因，有时由于供应商拒绝供应城市燃气，所以在希 望使用城市燃气的居民和城市燃气供应商之间已经存在冲突。在城市燃气只用于烹饪的 情况下，即使在城市燃气供应可能时，确定城市燃气费非常高以弥补对供应设施的投资 也是不可避免的。有时发生对这种用户的实际供应成本是使用用于加热的用户的5倍或 更高。尽管如此，使用电加热组件的典型电烹饪装置没有被广泛使用的原因是它们从 电加热组件到烹饪器具的低传热效率。在传统的用于烹饪的电加热装置中，来自加热组 件的热通过辐射或者自然对流被传递至烹饪器具，因此烹饪器具的外表面上的传热系数 较低(在每个刚体的外表面上都有非常薄的气体层，并且由于自然对流中气体流体(gas fluid)的速率很低，所以该气体层饪器具的外表面上的传热系数较低(在每个刚体的外表 面上都有非常薄的气体层，并且由于自然对流中气体流体(gas fluid)的速率很低，所以该 气体层用作隔热层)。因此，存在这样的问题，即对于传统的电热烹饪装置，传热效 率低和加热时间长。此外，由于从电加热组件的表面到空气中的热辐射率的限制，电加热组件具有 每单位长度辐射的能量的上限，所以单位面积内要铺设的电加热丝在长度上受限。这指 的是瓦特-密度，其在空气中的典型值是2 4W/cm2。也就是，尺寸是IOcmX IOcm的 电加热板只能够生成200 400W范围的热。因此，如果将电加热组件(电加热丝)安 装在与传统的电热烹饪装置相同的面积内以产生lkW，则电加热丝生成的热可能不会被 充分地辐射到空气中，从而一部分热可能被累积在金属丝(wire)中，这导致金属丝由于 过热而熔化。5被称为“电磁炉(Induction Cooker) ”的采用感应电的烹饪装置已知为一种传统的电热烹饪装置，但是，由于烹饪器具的下部的材料和形状的限制，它并没有被广泛使用。同时，已经开发出利用通过电解水获得的氧和氢的混合气体的加热设备。氢的 燃烧热如下H2+02 — H20+241518J/mole氢在空气中燃烧之后，可以如下将该燃烧热转变为对于所燃烧的气体体积的能量密度假设H2 — 241518/5 = 48304J/mole因此，所燃烧的气体的可能达到的最高温度如下假设H2 — 1500°C此外，由于电解设备采用高浓度的碱性水溶液，所以处理材料较严格。阻 止通过电解获得的混合气体(氧+氢)的逆火可能是非常困难的，因为它在前往烧嘴 (combustion nozzle)的途中很容易被点燃。
技术实现思路
技术目标本专利技术的一个目的是提供用于生成可从作为经济、高效和安全的能源且不生成 污染物的水蒸汽的原材料获得的氧和氢的复合等离子体的装置、以及利用该装置生成复 合等离子体的方法。本专利技术的另一目的是提供具有远高于传统的燃气或者电型加热方法的良好的传 热效率并且能够减少加热时间的电热烹饪方法、以及由此的电热烹饪装置。本专利技术的又一目的是提供利用复合等离子体的电热烹饪装置以及方法，其在具 有电源的加热器的布置和形状上相对自由。本专利技术的又一目的是提供使用复合等离子体的电热烹饪装置以及方法，其中， 能够容易地完成例如运送、存储、使用燃料材料和防止逆火等的维护。本专利技术的又一目的是提供能够被安全使用的电热烹饪装置、以及由此的电热烹 饪方法。本专利技术的又一目的是提供能够降低构建和燃料消耗的成本的电热烹饪装置、以 及电热烹饪方法。本专利技术的又一目的是提供能够将环境污染降到最小的电热烹饪装置。技术解决方案根据本专利技术要实现上述其目的的一个方面，提供了一种用于生成复合等离子体 的装置，包括至少顶端打开的绝缘管；安装在绝缘管内部的喷嘴(blast nozzle)，用于 将水蒸汽喷(blast)向绝缘管的打开顶端；以及安装在绝缘管内部的放电部件，用于通过 将强能量施加至从喷嘴喷出的水蒸汽上使水蒸汽放电，从而将水蒸汽转变为氢等离子体 和氧等离子体的复合等离子体。根据示例性的构造，该放电部件包括缠绕在绝缘管周围并且包围着从绝缘管 喷出的水蒸汽的线圈；以及电源，用于对线圈供应高频电力，以使水蒸汽中发生高频感应放电，从而将水蒸汽转变为复合等离子体。根据另一示例性构造，放电部件包括布置在绝缘管的不同位置的第一放电电 极和第二放电电极；以及电源，用于对第一放电电极和第二放电电极供应DC或者AC电 力，以使被喷出的水蒸汽中发生电弧放电，其中水蒸汽通过电弧放电而被转变为复合等 离子体。优选的是，用于生成复合等离子体的装置还包括稀释流体供应器(dilution fluid supply),用于为绝缘管的内部供应稀释流体，以控制复合等离子体的温度。通过 它，可以防止复合等离子体的温度变得过高。该稀释流体包括水蒸汽、空气和水中的至 少任何一种。优选的是，用于生成复合等离子体的装置还包括蒸发器，用于利用电力将水 转变为水蒸汽并且为喷嘴提供水蒸汽。在这种情况下，优选的是，该装置还包括电导 率传感器，用于测量蒸发器中的水的电导率；以及控制部件，用于基于电导率传感器所 测量的信息，控制蒸发器中的水中包含的电解质的浓度以不超过预定值。根据示例性构 造，该控制部件包括排水器(water drainage)，用于将未蒸发的浓缩水排出蒸发器；供 水器(water supply)，用于补充从蒸发器中排出的水；水位传感器，用于测量蒸发器中的 水位；以及控制器，用于基于来自水位传感器的水位信息，控制从供水器供给的水量。 优选地，该蒸发器以电加热的方法将水转变为水蒸汽。为了适当地控制温度，优选的是，用于生成复合等离子体的装置还包括温度 传感器，用于测量复合等离子体的温度；以及控制部件，用于为了使复合等离子体的温 度保持在设定范围内，基于从温度传感器测量的温度，控制下列项中的至少任何一个 由放电部件施加在水蒸汽上的电能的强度、从喷嘴喷出的水蒸汽量、和添加至复合等离 子体的稀释流体量。同时，根据本专利技术要实现上述其目的的一个方面，提供了一种电热烹饪装置， 包括蒸发器，用于通过用电能加热其中的水而生成水蒸汽；喷嘴，用于喷出从蒸发器 供应的水蒸汽；以及安装在喷嘴周围的绝缘体中的放电部件，用于通过将强能量施加到 从喷嘴喷出的水蒸汽上而使水蒸汽放电，从而将水蒸汽转变为氢等离子体和氧等离子体 的复合等离子体，其中复合等离子体用作用于烹饪器具的能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于生成复合等离子体的装置，包括： 绝缘管，其至少顶端打开； 安装在所述绝缘管内部的喷嘴，用于朝着所述绝缘管的打开的顶端喷出水蒸汽；以及 安装在所述绝缘管内部的放电部件，用于通过向从所述喷嘴喷出的水蒸汽施加强能量而使所述水蒸汽放电，以便将所述水蒸汽转变为氢等离子体和氧等离子体的复合等离子体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：李秉哲，
申请(专利权)人：李秉哲，
类型：发明
国别省市：KR
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