蒸汽加热式烹饪器具的水垢处理方法与流程

【技术领域】

本发明涉及厨房烹饪器具控制技术领域，尤其涉及蒸汽加热式烹饪器具的水垢处理方法。

背景技术：

蒸汽加热式烹饪器具利用蒸汽发生器加热水产生蒸汽，以为食物烹饪提供蒸汽热源，其中，蒸汽发生器主要由两种：一种是在较大空间中烧水的储水式锅炉，另一种是在小空间内快速加热的即热式锅炉，无论哪种蒸汽发生器，在使用非纯水加热时都会产生水垢，尤其在水质偏硬的地区使用，水垢问题会更加严重。蒸汽发生器内结垢会降低内部发热器件的加热效率，严重的会导致发热器件过热而烧坏，产生安全隐患，并且随着结垢时间延长，水垢清洗难度会越大。

现有技术中，针对水垢问题已提出过很多解决方案，比如采用磁化、吸附、过滤等手段预防或去除蒸汽发生器中产生的水垢，但是在没有进行水垢量检测的情况下实施上述方案，往往达到不预期的效果。现有技术中，生产厂家通常在产品说明书上提醒用户以固定时间间隔清洗蒸汽发生器水垢，但在实际使用中，用户很容易忘记清洗时间，而且由于不同地区的水质差异，以固定时间来判断水垢量，会产生很大的偏差。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提出蒸汽加热式烹饪器具的水垢处理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

蒸汽加热式烹饪器具的水垢处理方法，所述蒸汽加热式烹饪器具包括用于加热水产生蒸汽的蒸汽发生器、用于向所述蒸汽发生器供水的水泵以及用于检测蒸汽发生器温度的温度传感器，其特征在于，所述水垢处理方法包括如下步骤：

获取蒸汽发生器的当前温度；

根据蒸汽发生器的当前温度调节水泵流量；

根据调节后的水泵流量确定对应的蒸汽发生器内水垢量。

在上述的水垢处理方法中，所述根据蒸汽发生器的当前温度调节水泵流量，包括：

根据蒸汽发生器的当前温度与预设目标温度的差值确定流量补偿量；

以确定的流量补偿量对水泵流量进行补偿，如果当前温度与预设目标温度的差值为负值，则流量补偿量为负值；如果当前温度与预设目标温度的差值为正值，则流量补偿量为正值。

在上述的水垢处理方法中，所述根据调节后的水泵流量确定对应的蒸汽发生器内水垢量，包括：

建立水泵流量和蒸汽发生器内水垢量的对应关系；

根据调节后的水泵流量在对应关系中获得对应的蒸汽发生器内水垢量。

在上述的水垢处理方法中，所述水泵流量和蒸汽发生器内水垢量的对应关系参照如下公式：

水垢量h＝(-0.059w*w+5.985*w-43.87)*ui/tout，其中，w为水泵流量，ui为电网电压系数，tout为蒸汽发生器的控温系数。

在上述的水垢处理方法中，还包括：

当调节后的水泵流量达到预设的流量阈值时，所述蒸汽加热式烹饪器具进行报警和/或停止加热。

在上述的水垢处理方法中，所述流量阈值包括所述第一流量阈值和第二流量阈值，所述第二流量阈值大于所述第一流量阈值；

当调节后的水泵流量达到所述第一流量阈值时，所述蒸汽加热式烹饪器具进行报警，当调节后的水泵流量达到所述第二流量阈值时，所述蒸汽加热式烹饪器具停止加热。

在上述的水垢处理方法中，所述蒸汽加热式烹饪器具具有水垢清洗模式，所述水垢处理方法还包括：

根据确定的蒸汽发生器内水垢量设定水垢清洗模式中的清洗参数，并按设定的清洗参数对蒸汽发生器进行清洗。

在上述的水垢处理方法中，所述清洗参数包括清洗时间和/或清洗次数。

在上述的水垢处理方法中，还包括：

检测水泵的输入电压；

根据检测到的输入电压与标准工作电压的差值补偿水泵功率。

在上述的水垢处理方法中，水泵流量数据被存储在蒸汽加热式烹饪器具的记忆存储单元中。

本发明的有益效果：

本发明提出的水垢处理方法，基于水泵流量的变化来判断水垢量，这是因为本发明提出的蒸汽加热式烹饪器具需要保持蒸汽的恒温输出，具体是以输出蒸汽温度为目标，对蒸汽发生器的加热功率和水泵流量进行调节，从而有效地控制输出蒸汽的温度(本发明中所述的蒸汽发生器的当前温度，可以是蒸汽发生器本体的温度，由此来推算出蒸汽发生器输出蒸汽的温度，也可以是通过直接感知蒸汽而检测到的蒸汽温度)，例如，当蒸汽温度超出目标值时，为了达到恒温控制，就要增加水泵流量，当蒸汽温度低于目标值时，为了达到恒温控制，就要减小水泵流量。在水泵流量不变的情况下，因为水垢的隔热作用，蒸汽发生器温度会随着水垢量的增加而上升，蒸汽发生器内水垢量越多，水泵流量越大，因此，通过确定水泵流量就可判断出蒸汽发生器内水垢量。

相比现有技术中以使用时间来判断水垢量的方法，本发明水垢处理方法中的水垢检测不受不同地区水质、烹饪器具使用频次等因素的影响，水垢检测结果更加准确；而相比现有技术中通过称重、增加传感器来检测水垢量的方法，本发明提出的水垢处理方法依靠蒸汽发生系统本身的逻辑运算来实现，不需要增加额外的检测器件，检测成本低，易于实现。

在发明的水垢处理方法中，根据确定的蒸汽发生器内水垢量设定水垢清洗模式中的清洗参数，并按设定的清洗参数对蒸汽发生器进行清洗。在水垢清洗模式中，通常是将清洗液引入蒸汽发生器内，待清洗液与水垢反应一段时间后排出蒸汽发生器，达到清洗水垢的目的，若水垢清洗模式按照固化的清洗参数来执行，在水垢量较少的情况下，会造成清洗液的浪费，在水垢量较多的情况下，又会降低除垢效果。本发明基于对蒸汽发生器内水垢量的检测设定不同的清洗参数，既能保证水垢清洗效果，又不会造成清洗液的浪费。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明一个实施例中蒸汽加热式烹饪器具的结构示意图；

图2为本发明一个实施例中蒸汽加热式烹饪器具的蒸汽发生系统原理图；

图3为本发明一个实施例中蒸汽发生器内水垢量和水泵流量的关系图；

图4为本发明一个实施例中水泵流量随时间变化的关系图。

附图标记：

100机体、110机体上部、120机体下部、130支撑部；

200烹饪锅具。

【具体实施方式】

本发明提出的蒸汽加热式烹饪器具的水垢处理方法，所述蒸汽加热式烹饪器具包括用于加热水产生蒸汽的蒸汽发生器、用于向所述蒸汽发生器供水的水泵以及用于检测蒸汽发生器温度的温度传感器，所述水垢处理方法包括如下步骤：获取蒸汽发生器的当前温度；根据蒸汽发生器的当前温度调节水泵流量；根据调节后的水泵流量确定对应的蒸汽发生器内水垢量。上述水垢处理方法不受不同地区水质、烹饪器具使用频次等因素的影响，水垢检测结果更加准确；与通过称重、增加传感器来检测水垢量的方法相比，上述水垢处理方法依靠蒸汽发生系统本身的逻辑运算来实现，不需要增加额外的检测器件，检测成本低，易于实现。

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参照图1，在本发明的一个实施例中提出的蒸汽加热式烹饪器具的水垢处理方法，蒸汽加热式烹饪器具包括用于加热水产生蒸汽的蒸汽发生器、用于向蒸汽发生器供水的水泵以及用于检测蒸汽发生器温度的温度传感器，水垢处理方法包括如下步骤：

获取蒸汽发生器的当前温度；

根据蒸汽发生器的当前温度调节水泵流量；

根据调节后的水泵流量确定对应的蒸汽发生器内水垢量。

本实施例中，蒸汽加热式烹饪器具包括机体100和烹饪锅具200，机体100包括机体上部110、机体下部120和连接于二者之间的支撑部130，机体上部110和机体下部120之间形成开放空间，烹饪锅具200可取放地置于开放空间，蒸汽发生器和水泵设置在机体100内；烹饪锅具200顶部设有进气通道，蒸汽发生器产生的蒸汽经进气通道通入烹饪锅具200内。当然，除了上述的蒸汽加热式烹饪器具外，本实施例的水垢处理方法也适用于现有已知的其他蒸汽加热式烹饪器具，此处在不一一举例。

本实施例中所述的蒸汽发生器为即热式锅炉，即热式锅炉包括锅炉和发热管，发热管呈螺旋状压铸在锅炉炉壁上，锅炉一端设有进水口，另一端设置蒸汽输出口，进水口连通水源(如水箱)，水通入锅炉内腔中，通过电热管对锅炉进行加热，使锅炉内腔中的水快速蒸发产生蒸汽，由于锅炉内腔空间较小，使得通入锅炉内腔的水能在短时间内被加热汽化形成蒸汽，加速蒸汽产出，并能输出高于100℃的过热蒸汽，从而满足更多烹饪功能所需要的蒸汽温度。当然，根据蒸汽加热式烹饪器具的加热需求，蒸汽发生器亦可选择储水式锅炉或者其他已知的能通过加热水产生蒸汽的设备。

本实施例中所述的水泵为电磁泵，电磁泵的工作原理类似普通电磁阀，它以交流电为工作动力，电流通过电磁绕组形成交变磁场，与可运动的泵体形成交互作用并带动泵体振动，推动液体输出。

结合图2，要解释本发明实施例水垢处理方法中的水垢检测原理，首先要说明蒸汽加热式烹饪器具的恒温控制原理。在本发明实施例中，水泵和蒸汽发生器构成蒸汽发生系统，由蒸汽加热式烹饪器具的控制单元进行控制，控制单元包括用于调节水泵流量(水泵在单位时间内向蒸汽发生器输送的水量)的第一可控硅驱动模块以及用于调节蒸汽发生器加热功率的第二可控硅驱动模块，其中，第一可控硅驱动模块通过改变水泵供电电压导通角的方法调节水泵功率，进而达到调节水泵流量的目的。当然，在可以选择的情况下，本发明也不排除采用现有已知的其它技术手段来调节加热功率和水泵流量。

基于上述的蒸汽发生系统，要保持蒸汽的恒温输出，先设定一个蒸汽温度的目标值，对蒸汽发生器加热功率和水泵流量进行调节，就能有效地控制输出蒸汽的温度。示例性的：先在水泵恒流量条件下进行功率调节，根据当前蒸汽发生器输出蒸汽的温度来确定蒸汽发生器系统的基础功率，再通过蒸汽发生器输出蒸汽的温度变化趋势确定的温度补偿功率实现功率补偿，使得蒸汽发生器系统可以更快地进入稳态；如果功率调节没有达到预期的目标温度，则根据与目标温度的差异调节水泵流量，水泵流量的变化破坏了之前的稳态，使得蒸汽发生器输出蒸汽的温度产生变化，蒸汽发生器系统再次回到功率调节阶段，根据变化后的蒸汽温度重新确定基础功率，再确定温度补偿功率并进行功率补偿，使蒸汽发生器系统再次进入稳态，也即功率调节阶段和流量调节阶段循环进行，直至蒸汽发生器输出蒸汽的实际温度达到目标温度，在蒸汽发生器加热功率和水泵流量不变的情况下，蒸汽发生器系统就可以持续稳定地输出目标温度的蒸汽。这里需要说明的是：本实施例水垢处理方法中所述的获取蒸汽发生器的当前温度，其最终目的是为了获得蒸汽发生器输出蒸汽的温度，实际应用中可以温度传感器检知蒸汽发生器本体的温度，由此来推算出蒸汽发生器输出蒸汽的温度，也可以是通过温度传感器直接感知蒸汽进而检测到蒸汽温度。

对于上述的水泵流量调节，如果蒸汽温度超出目标值，为了达到恒温控制，就要增加水泵流量，如果蒸汽温度低于目标值，为了达到恒温控制，就要减小水泵流量。结合图3、4，蒸汽发生器使用一段时间后，蒸汽发生器内腔以及加热器件表面会附着水垢，水质越差，使用时间越长，水垢量就越多，因为水垢的隔热作用，蒸汽发生器温度会随着水垢量的增加而上升，根据上述水泵流量调节原则，为了达到恒温控制，此时就需要通过增加水泵流量来降低蒸汽发生器温度，蒸汽发生器水垢量越多，水泵流量越大，由此，通过确定水泵流量就可判断出蒸汽发生器水垢量。

本发明实施例中，根据检测到的蒸汽发生器温度调节水泵流量，包括如下步骤：

根据检测到的蒸汽发生器温度与预设目标温度的差值确定流量补偿量；

以确定的流量补偿量对水泵流量进行补偿，如果检测到的蒸汽发生器温度与预设目标温度的差值为负值，则流量补偿量为负值；如果检测到的蒸汽发生器温度与预设目标温度的差值为正值，则流量补偿量为正值。

设定检测到的蒸汽发生器温度为t1，预设目标温度为t0，将蒸汽发生器温度t1与预设目标温度t0进行比较，根据比较结果确定流量补偿量w2，控制单元控制水泵以流量w＝w1+w2向蒸汽发生器供水，其中，w1为水泵基础流量，也可以理解为水泵原始设定流量。

如果蒸汽发生器温度t1与预设目标温度t0的差值为负值(t1＜t0)，则温度补偿流量w2的补偿量为负值；如果蒸汽发生器温度t1与预设目标温度t0的差值为正值(t1＞t0)，则温度补偿流量w2的补偿量为正值。示例性的：如果检测到的蒸汽发生器温度t1为110℃，预设目标温度t0设定为120℃，蒸汽发生器温度t1与预设目标温度t0差值为-5℃，则温度补偿流量w2为-2g，水泵流量w＝w1-2g，减小水泵流量，以使蒸汽发生器输出蒸汽的温度上升；如果检测到的蒸汽发生器温度t1为125℃，蒸汽发生器温度t1与预设目标温度t0差值为5℃，则温度补偿流量w2为2g，水泵流量w＝w1+2g，增加水泵流量，以使蒸汽发生器输出蒸汽的温度下降。

本发明实施例水垢处理方法中的水垢检测不受不同地区水质、烹饪器具使用频次等因素的影响，水垢检测结果更加准确，因此，可以通过实验手段预先建立蒸汽发生器水垢量和水泵流量的对应关系，在使用过程中，根据调整后的水泵流量即可获得对应的蒸汽发生器水垢量，示例性的：蒸汽加热式烹饪器具按照正常烹饪流程进行多次实验，记录每次实验过程中蒸汽发生器水垢量和水泵流量数据，以此建立如图3所示的水垢量和水泵流量的关系图，由该关系图可以拟合出水垢量和水泵流量的关系式：水垢量h＝(-0.059w*w+5.985*w-43.87)*ui/tout，其中，w为水泵流量，ui为电网电压系数(取值范围为0.8～1.2)，tout为蒸汽发生器的控温系数(取值范围为0.9～1.1)，在实际使用过程中，只要确定调节后的水泵流量，控制单元即可按照上述关系式来计算得出对应的蒸汽发生器内水垢量。

在本发明的一个实施例中，基于上述实施例的水垢处理方法，还包括：

检测水泵的输入电压；

根据检测到的输入电压与标准工作电压的差值补偿水泵功率。

由于水泵依靠电力维持工作，除了水泵本身的功率偏差外，输入电压的波动同样会影响水泵功率，进而影响到水泵流量，例如电网电压偏低，水泵达到不要求的功率，也即无法达到要求的流量，因此，本发明实施例增加了对水泵功率的补偿，以更准确的控制水泵流量，相应的，也提高了水垢检测的准确度。具体的，通过电压检测电路实时检测水泵的输入电压，将其与标准工作电压(通常为220v)相比，根据差值确定水泵补偿功率，进而能得到补偿流量w3，结合前述实施例中对水泵流量的调节，本实施例中，水泵以流量w＝w1+w2+w3向蒸汽发生器供水。

在本发明的一个实施例中，基于上述实施例的水垢处理方法，还包括：当调节后的水泵流量达到预设的流量阈值时，蒸汽加热式烹饪器具进行报警和/或停止加热。示例性的：参照图4，根据水泵流量设定第一流量阈值wl和第二流量阈值wh，第二流量阈值wh大于第一流量阈值wl。当调节后的水泵流量达到第一流量阈值wl时，蒸汽加热式烹饪器具启动报警，报警方式可以蜂鸣器报警、指示灯报警、显示界面报警中的至少一种。如果用户忽略上述报警，当调节后的水泵流量达到第二流量阈值wh时，蒸汽加热式烹饪器具则停止加热，避免继续使用可能导致的蒸汽发生器烧坏、水垢堵塞等问题。当然，在本发明的其他实施例中，可以仅设定一个流量阈值，当调节后的水泵流量达到该流量阈值时，蒸汽加热式烹饪器具进行报警和/或停止加热。

在本发明的一个实施例中，蒸汽加热式烹饪器具具有水垢清洗模式，水垢清洗模式中，通过水泵将清洗液引入蒸汽发生器内，待清洗液与蒸汽发生器水垢反应一段时间后排出蒸汽发生器，达到清洗水垢的目的；若水垢清洗模式按照固化的清洗参数来执行，在水垢量较少的情况下，会造成清洗液的浪费，在水垢量较多的情况下，又会降低除垢效果。本实施例中，根据确定的蒸汽发生器内水垢量设定水垢清洗模式中的清洗参数，并按设定的清洗参数对蒸汽发生器进行清洗，既能保证水垢清洗效果，又不会造成清洗液的浪费。示例性的：按照水垢严重程度设定多个结垢等级，例如：轻度结垢、中度结垢和重度结垢，随着结垢等级增加，清洗时间和清洗次数逐级递增，在水垢清洗模式中，根据确定的蒸汽发生器内水垢量设定对应的结垢等级，如果判断为重度结垢，则采用重度结垢下的清洗参数来清洗。

在本发明的一个实施例中，基于上述实施例的水垢处理方法，水泵流量数据被存储在蒸汽加热式烹饪器具的记忆存储单元中，即使烹饪器具掉电，也不会导致水泵流量数据丢失，待烹饪器具重新上电后，水泵流量数据即可恢复，如果水泵流量达到报警阈值，依然会进行报警，避免掉电导致水泵流量数据丢失而导致水垢检测错误。

尽管本发明上述实施例中给出了关于蒸汽发生器温度、水泵流量等相关物理量的具体数值，但这些数值仅仅为了方便地描述和解释本发明实施例的本质和技术效果，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。实际应用中，本实施例所述各种物理量包括但不限于文中所给出的各项数值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

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