CN106164366A - 包括蒸汽发生器的装置和控制该装置的方法 - Google Patents
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Abstract
蒸汽产生装置(1)和用于控制该蒸汽产生装置(1)的方法，其中，所述蒸汽产生装置(1)包括储水器(5)；烧水器(6)，该烧水器(6)用于产生蒸汽；传感器(14)，该传感器(14)连接到烧水器(6)，用于检测烧水器(6)中的温度或压力；泵(7)，该泵(7)被配置为将水从储水器(5)泵送到烧水器(6)；以及控制器(15)，该控制器(15)被配置为从传感器(14)接收信号并根据所述信号控制泵(7)的操作，控制器(15)被配置为确定烧水器(6)内的水量并在所确定的水量少于预定值时控制泵(7)向烧水器(6)供水；而且，所述控制器(15)被布置为通过测量对于烧水器(6)中的预定温度增加或压力增加所需的至少一个时间间隔来确定水量，并且被布置为将所测量的时间间隔与预定值进行比较。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括蒸汽发生器的装置，诸如用于服装的熨斗，并且具体地涉及具有蒸汽发生器的改进控制的装置以及控制这种装置的方法。
背景技术
诸如服装熨斗、挂烫机以及蒸汽清洁机的器具包括蒸汽发生器系统，该蒸汽发生器系统具有将水转换成蒸汽的烧水器，该蒸汽转而被供给给熨斗的底板并借助底板中的汽孔离开到达服装上。因为水在烧水器中变成蒸汽且排出器具，所以烧水器中的水位降低，因此需要向烧水器给水。泵可以用于从器具内的储水器向烧水器泵送水。泵可以被自动控制为需要时向烧水器供给充足的水。为了实现该功能，需要烧水器内水位的准确精确感测，以产生泵的控制信号。这可以通过直接测量烧水器内的水位或间接通过测量烧水器中的水温或压力来进行。
直接烧水器水位测量由于需要将传感器集成在烧水器内且还需要电隔离传感器而通常制造更复杂且昂贵。另外，直接水位测量具有以下缺点：随着时间的过去水垢可能形成在传感器的表面上，这劣化感测准确度。
间接烧水器水位测量通常实施更简单，但因为水位的确定通常基于从有限的数据测量点标绘的温度或压力变化的外推，所以更不准确。EP 0843039公开了一种具有使用间接烧水器测量和这种温度或压力变化的外推的蒸汽发生器的器具。在本公开中，水位通过测量在蒸汽从烧水器释放期间预定时间段上烧水器的温降来确定。然而，在本公开中且在使用这种水位确定处理的其他设备中，出汽阀打开时的温降受许多因素影响，包括阀门打开直径、烧水器与蒸汽出口之间的蒸汽管长度、器具中蒸汽出口的数量、使用时出汽口上的可变背压(例如，由于出汽路径变化而产生，该变化由于出汽管的弯曲或盘绕和/或熨斗底板的出口被衣服覆盖而产生)、阀门打开时烧水器中实现的峰值压力以及蒸汽释放期间施加于加热器的电压幅度降低烧水器冷却速率的效应。因此，蒸汽释放期间烧水器的温降对时间的实际线在蒸汽释放时段期间是弯曲的或梯度显著变化的。这意味着测量少量点并从这种变化和/或弯曲图表上的这些少量点外推直线将致使烧水器内水位的计算不准确。这还意味着蒸汽释放期间温降的速率对于烧水器中的给定水量不恒定。
发明内容
本发明的目的是提供包括蒸汽发生器的装置以及控制该装置的方法，该装置和方法大幅减轻或解决上面提及的问题。
本发明由独立权利要求来限定；从属权利要求限定有利的实施例。
本发明的一个方面提供了一种蒸汽产生装置，该蒸汽产生装置包括储水器；烧水器，该烧水器用于产生蒸汽；温度或压力传感器，该传感器连接到所述烧水器，用于检测所述烧水器中的温度或压力；泵，该泵被配置为将水从所述储水器泵送到所述烧水器；以及控制器，该控制器被配置为从所述传感器接收信号并根据所述信号控制所述泵的操作，其中，所述控制器被配置为确定所述烧水器内的水量并在所述所确定的水量少于预定值时控制所述泵向所述烧水器供水，该蒸汽产生装置的特征在于：所述控制器被布置为通过测量对于所述烧水器的预定温度增加或压力增加所需的至少一个时间间隔来确定所述水量，并且被布置为将所述所测量的时间间隔与预定值进行比较。
所述预定时间值可以对应于使一个或更多个已知水量达到所述预定温度增加或压力增加的时间间隔。
该装置还可以包括控制阀以允许从所述烧水器释放蒸汽，其中，所述控制器可以被配置为仅在所述控制阀关闭且防止蒸汽从所述烧水器释放时测量用于烧水器温度或压力的增量增加的时间间隔。这确保在不从烧水器排出蒸汽以便升温率的一致且准确预测和外推的情况下测量时间间隔。这还确保更稳定的烧水器状态和更一致可重复温度或压力测量结果，并且避免上面提及的已知水位检测方法和设备的问题。
所述控制器可以被配置为跟随在从所述烧水器释放蒸汽之后关闭所述控制阀且在关闭所述控制阀之后已过去预定时间段之后开始测量用于烧水器温度或压力的增量增加的时间间隔。预定时间段可以取决于控制阀打开的时间段。这种预定时间段可以包括大约1-5秒。这有利地允许之前的蒸汽排出事件结束之后的、系统中的热惯性和传感器的响应时间。这允许系统在开始上述处理之前停留于稳定热状态。
控制器可以被配置为在关闭控制阀之后且一旦烧水器内的所检测温度或压力达到阈值，则开始测量用于烧水器温度或压力的增量增加的时间间隔。这有利地允许烧水器内的温度和/或压力在开始采取测量之前稳定，这允许更准确且可靠的测量。测量开始的阈值可以为阈值温度，并且可以为处于水的沸点或以上的阈值，并且可以为120℃或可以为123℃。
所述控制器可以被配置为在用于所述烧水器的温度或压力的增量增加的所述或各所测量时间间隔少于预定时间间隔时操作所述泵。因为更小的水量将比预定阈值时间间隔更快地加热，所以这有利地指示如果烧水器中的水位低于预定最小容量则烧水器中需要更多水的时间。
所述控制器可以被配置为操作所述泵以预定时间段。预定时间段可以为固定的，或者可以取决于所确定的烧水器中剩余的水量。固定泵时间产生更简单的控制方法，但基于所测量的剩余量确定要泵送的水量允许烧水器内水位的更准确控制。
控制器可以被配置为测量用于操作泵期间或之后烧水器温度或压力的增量增加的时间间隔或各时间间隔。操作泵期间或之后的确定的水位可以用于确定泵的下一操作。
控制器可以被配置为如果确定的水位没有根据泵操作的时间段上升则停止泵。这有利地有助于防止储水器被耗尽时的连续泵送和对泵的潜在损坏。
控制器可以包括微处理器和一个或更多个存储单元。所述预定值可以包括可以存储在所述控制器的存储单元内的一个或更多个查找表中的、一个或更多个已知的所述烧水器内的水量的增量温度或压力增加的时间间隔。这些使得能够进行控制器的快速参考，以确定针对用于烧水器中的已知水量的增量温度增加的用于增量温度增加的所测时间间隔。
所述控制器还可以被布置为根据来自所述传感器的温度或压力信号控制所述泵的操作，并且可以在所述所感测的温度或压力达到预定阈值时停止所述烧水器加热水。这有利地有助于防止具有关联的过压后果的烧水器的过热和对装置的潜在损坏。
传感器可以包括温度传感器，并且可以包括热敏电阻，并且可以包括负温度系数(NTC)热敏电阻。热敏电阻可以安装到金属基板，并且金属基板可以安装到烧水器。传感器可以安装到烧水器的顶部或上部。传感器可以安装到烧水器的外表面。这有利地避免由于钙化而引起的传感器的劣化。
该装置可以包括多于两个温度传感器，该温度传感器可以包括如上所述的热敏电阻。各传感器可以安装到烧水器的上部或顶部，或者一个可以安装到上部或顶部，而另一个可以安装到烧水器的另选部分。这有利地通过至少一个传感器与加热器元件隔开以便不直接检测加热器温度来使得能够进行准确的温度测量。以隔开的关系放置温度传感器有利地允许通过使得能够比较烧水器中的不同点处检测的温度来确定准确的温度测量。这还有利地允许如果一个传感器被放置为接近加热器，则通过检测无水时烧水器的过热或通过检测接近加热器的传感器与远离加热器的传感器所感测的温度之间的过度差异来检测干烧水器情况。接近加热器的传感器可以包括切断设备(诸如恒温器)。
可替代地，传感器或各传感器可以包括压力传感器。在已知尺寸的封闭体积烧水器中，温度和压力被良好关联，因此在功能上可以互换。
这里还公开了一种操作蒸汽产生装置的方法，该蒸汽产生装置包括储水器；烧水器，该烧水器用于产生蒸汽；温度或压力传感器，该传感器连接到所述烧水器，用于检测所述烧水器中的温度或压力；泵，该泵被配置为将水从所述储水器泵送到所述烧水器；以及控制器，该控制器被配置为从所述传感器接收信号并根据所述信号控制所述泵的操作，所述方法包括以下步骤：确定所述烧水器内的水量；以及在所述所确定的水量少于预定值时控制所述泵向所述烧水器供水，该方法的特征在于：所述方法包括以下步骤：通过测量用于所述烧水器中的预定温度增加或压力增加的至少一个时间间隔来确定所述水量；以及将所述所测量的时间间隔与预定值进行比较。
该方法可以包括以下步骤：仅在允许从所述烧水器释放蒸汽的控制阀关闭且防止蒸汽从所述烧水器释放时测量用于烧水器温度或压力的增量增加的时间间隔。
该方法可以包括以下步骤：跟随在从所述烧水器释放蒸汽之后关闭所述控制阀且在关闭所述控制阀之后已过去预定时间段之后开始测量用于烧水器温度或压力的增量增加的时间间隔。这种预定时间段可以包括1-5秒，并且可以包括大约3秒。
该方法可以包括以下步骤：根据所确定的所述烧水器中剩余的水量操作所述泵以预定时间段。
将所测量时间间隔与预定值进行比较的所述步骤可以包括将所测量的时间间隔与存储在所述控制器的存储单元内的一个或更多个查找表中的、用于一个或更多个已知的所述烧水器内的水量的增量温度或压力增加的预定时间间隔进行比较。
该方法可以包括以下步骤：根据来自所述传感器的温度或压力信号控制所述烧水器的操作；以及在所述所感测的温度或压力达到预定阈值时停止所述烧水器加热水。这防止烧水器的过热和/或烧水器内建立的过多压力。
控制器可以被配置为在烧水器的预定温度或压力范围内执行用于烧水器的温度或压力的增量增加的一个或更多个时间间隔的测量。这种温度范围可以包括从120℃至160℃，或者可以包括从123℃至146℃。烧水器可以被配置为使得控制器执行用于烧水器的温度的一个或更多个增量增加的时间间隔的测量的温度范围对应于烧水器的预定内部压力范围。这种烧水器的预定内部压力范围可以包括1.5巴至6.5巴之间。
该装置的储水器可以不加压。单向阀可以被提供在泵与烧水器之间，以防止蒸汽传回到泵和/或储水器。这有利地防止将由测量过程期间逃逸的蒸汽引起的不准确烧水器控制，并且还通过防止暴露到蒸汽来避免泵损坏。
期间测量时间间隔的升温增量可以包括测量范围内的恒定温度增量，并且可以包括一摄氏度的增量，但本发明不旨在限于单摄氏度增量。
烧水器可以包括一个或更多个加热元件。烧水器的加热元件可以在烧水器内部或外部。内部元件可以更有效地加热烧水器内的水，但外部元件在避免劣化(诸如由于水的沸腾而引起的钙化)方面是有利的。
控制器还可以被配置为继续在烧水器的加热操作期间测量用于烧水器的温度或压力的预定增量增加的一个或更多个时间间隔，并且将所测量的时间间隔与用于一个或更多个烧水器内的已知水量的增量温度或压力增加的预定时间间隔进行比较，直到达到烧水器的上阈值温度或压力或操作控制阀的致动器或触发器被操以从烧水器释放蒸汽为止。
控制器可以被配置为在烧水器中的所感测温度或压力低于预定阈值温度或压力且向烧水器供电期间执行用于烧水器的温度或压力的预定增量增加的时间间隔的测量或各测量，并且将所测量的时间间隔与用于已知水位的增量温度或压力增加的已知时间间隔进行比较。
该装置可以包括可操作以致动控制阀的致动器按钮或触发器。控制器可以连接到控制阀和/或致动器按钮，以检测控制阀和/或致动器按钮的致动。
该装置可以包括衣服蒸汽熨斗器具，并且可以包括基部和手持部。手持部可以电且流体地连接到基部，以便从基部向手持部供电和蒸汽。储水器、泵和烧水器可以被提供在基部中。致动器按钮可以被提供在手持部上，可操作为致动控制阀。
本发明的这些方面和其他方面将从下文中所述的实施例清楚并参考下文中所述的实施例来阐明。
附图说明
现在将参照附图仅用示例的方式来描述本发明的实施例。
图1示出了根据本发明的第一实施例的器具的示意图；
图2示出了具有对于烧水器内给定水量的烧水器温度对时间的图表的图；
图3示出了具有对于烧水器内一定范围水量的温度对时间的多个图表的图；
图4示出了本发明的器具的控制器的第一示例查找表；
图5示出了图示了本发明的操作方法的流程图；以及
图6示出了本发明的器具的控制器的第二示例查找表。
具体实施方式
现在参照图1，示意性示出了本发明的第一实施例的器具，该器具在该示例性实施例中包括蒸汽熨斗1。蒸汽熨斗1包括主体2和底板3。蒸汽熨斗1被配置为通过底板3中的孔4向被熨烫的衣服施加蒸汽。
蒸汽熨斗1包括储水器5和烧水器6。泵7被提供为从储水器5向烧水器6泵送水。第一导管8将储水器5流体地连接到泵7，并且第二导管9将泵流体地连接到烧水器6。储水器5为非加压容器。烧水器6包括封闭容器或壳体，加热水的加热元件10在烧水器6内，以制造蒸汽。加热元件被示出为布置在烧水器6内，但在本发明的范围内可以同样布置在烧水器壳体的外表面上。第三导管11将烧水器6连接到蒸汽熨斗1的主体2，以便从烧水器6向蒸汽熨斗1的主体2供给蒸汽，以从底板3中的孔4排出。
控制阀12被提供为控制蒸汽从烧水器6向底板3的供给。该控制阀12可以如图1所示被提供在第三导管中，或者可以另选地被提供在熨斗1的主体2中，或者还可以另选地在烧水器的主体6上。熨斗的主体2包括操作控制阀12的致动器13。用户从而可以通过按压致动器13控制通过底板3排出的蒸汽。
烧水器6包括在烧水器壳体的上表面的传感器14，传感器14在该第一实施例中包括温度传感器。然而，如稍后将描述的，本发明不旨在限于使用温度传感器，并且另选地，压力传感器可以提供在本发明的范围内。温度传感器14优选地为例如通过被粘合到烧水器壳体而固定到烧水器壳体并且与烧水器壳体良好热接触的NTC热敏电阻。有利地，热敏电阻安装到金属基板(未示出)，该金属基板本身安装到烧水器壳体。这提供烧水器壳体与热敏电阻之间非常好的热传导性，并且降低响应于热敏电阻的热惯性和延迟。因为安装在烧水器壳体上表面上的温度传感器意味着关于烧水器内的蒸汽温度获得更一致的温度读数，所以该传感器是有利的。如果温度传感器14在壳体的底部上，则例如每当凉水被从储水器5泵送到烧水器6中时都将检测烧水器壳体的显著温降，这曲解烧水器6内剩余的蒸汽的量和温度的指示。
控制器15被提供为控制蒸汽熨斗1的操作，并且包括微处理器和存储单元。控制器15连接到加热器10，并且连接到泵7，以控制这两个组件的操作。控制器15连接到温度传感器14，以从温度传感器14接收温度信号。控制器15还连接到控制阀12，以确定由用户通过操作致动器13确定的控制阀12打开或关闭的时间。
蒸汽熨斗1可由电力电缆(未示出)连接到外部电源(诸如家用市电)，以对熨斗1的各种组件(包括烧水器6的加热元件10、底板3中的加热元件(未示出)、泵7以及控制器15)供电。
控制器15被配置为根据从传感器14接收的温度信号控制泵7的操作，以在烧水器中的水位低时从储水器5向烧水器6供水。更具体地，控制器通过测量在未操作致动器13且因此未由蒸汽熨斗1排出蒸汽的时段期间烧水器的温度增加速率来确定烧水器6中未知的剩余水量。控制器确定在启动加热器10时使所感测的烧水器温度上升预定温度增量所花费的时间间隔。控制器15然后对于烧水器6中的给定水量将这些所测量的时间值与控制器15的存储器中所存储的已知时间间隔进行比较，并且将该所测量时间值与已知时间值的比较用于确定烧水器6中的剩余水量是否在最小阈值以下，在该最小阈值时，烧水器6需要补充。如果需要补充，则控制器15操作泵7以适当的时段，以给烧水器6补充所需水量。
在本发明的实施例中，控制器测量所感测的烧水器6温度的每摄氏度升高所花费的时间。这些测量可以发生在烧水器6的预定温度范围内，例如120℃至160℃之间，该温度范围可以对应于1.5巴至6.5巴之间的烧水器6内的内部压力。用于增加温度的时间测量在关闭控制阀12且因此没有蒸汽从烧水器6逃逸或排出时采取。
因为烧水器容量是恒定的，(例如从市电电压)供给给烧水器的电力是恒定的，并且在测量过程期间关闭控制阀12，所以可能影响烧水器内水温度增加速率的唯一变量因素是烧水器6内水的质量。由此可见，对于给定的烧水器6和功率输入，可以计算具体水量的温度的增量增加花费的时间的准确预定值。图2和图3中示出了用于增量温度增加的这种已知时间间隔的图表。图2示出了对于烧水器6中被加热的给定水量(例如，350ml)的时间(y轴)(以秒为单位)对增加温度增量(x轴)(以摄氏度为单位)的曲线图表。这被示出为图2中的单线i。图3示出了温度增量对时间的多组图表，各组包括烧水器中不同水量的三个测试图表。图3的图包括烧水器中350ml水(包括线i、线ii以及线iii的组A)、300ml水(包括线iv、线v以及线vi的组B)、250ml水(包括线vii、线viii以及线ix的组C)以及200ml水(包括线x、线xi以及线xii的组D)的图表。与用于已知水量的上升线性图表线有关的该数据被存储为如图4中所示的、控制器15的存储器中的查找表中的参考数据。图4中的示例查找表示出了上面提及的温度范围内的数据(即，120℃初始温度Temp和160℃最终温度Temp)。在这初始温度与最终温度值之间的为增量增加的温度值。图4中未示出这些值。而是，图4中示出了一个指针温度值Tptr，该指针温度值Tptr与如下面将更详细说明的本发明的控制过程相关。针对各温度值的是针对烧水器中各水量以达到各增量的温度值的时间值(以秒为单位)。时间值从初始温度处的零开始。在图4中，因为最终温度值处的时间对于与不同水量有关的各查找表不同，所以该时间被简单地示出为“n”。
从图3中的图表可以看到，如将预期的，200ml水的图表(组D)(通过作为更浅的图表梯度)花费比250ml图表线(组C)更少的温度增加时间，250ml图表线进而比300ml的图表线(组B)更浅，300ml的图表线再次比350ml水的图表线(组A)更浅。
参照图5，本发明的控制器15的逻辑过程被示出为流程图。因为本发明的控制过程的时间测量在关闭控制阀12时(即，在没有蒸汽通过底板3排出时)发生，所以过程从S0处的起始点开始，并且包括第一步骤S1，在第一步骤S1处，控制器15确定电子控制阀12是否关闭。如果未关闭，则过程回环到步骤S1之前，直到确定控制阀12关闭为止。如果在步骤S1处确定控制阀关闭，则过程进行到步骤S2。
在步骤S2处，测量由传感器14感测的烧水器6的温度Temp。过程然后进行到步骤S3，在步骤S3中，控制器确定所测量的温度Temp是否大于指针温度减1(Tptr-1)的值且少于指针温度加1(Tptr+1)的值。该步骤的控制算子可以表示为[(Tptr-1)<Temp<(Tptr+1)]。这里，指针温度Tptr为要针对其记录时间测量的沿着x轴的增量增加的温度，并且该值被初始设置成要采取温度测量的范围的下端处的值，例如120℃。如果所测量的温度Temp在范围(Tptr-1)至(Tptr+1)内，那么过程进行到步骤S4，在步骤S4处，捕获从测量过程开始计算的时刻的时间测量t。如果所测量的温度Temp不在范围(Tptr-1)至(Tptr+1)内，那么过程进行到步骤S5，在步骤S5处，将指针温度Tptr增加一度。过程然后回环到步骤S2以再次检测烧水器6温度。
在步骤S4之后，在步骤S6处，控制器15根据查找表确定所测量时间t是否少于阈值水量(低于该水量时需要补充)处的查找表中用于讨论中的指针温度值的参考时间(t@Tptr)。该控制算子可以表示为[t<t@Tptr？]。如果是(即，烧水器6中的水比用于最小阈值水量的时间间隔更快地加热)，那么烧水器6内的水量在阈值量以下，并且过程进行到步骤S7，在步骤S7处，控制器15启动泵7预定时间段，以给烧水器6补充水，在该步骤之后，过程回环到开始，以从步骤S1重复。泵7操作以补充烧水器6的时间段基于已知烧水器容量和泵启动的阈值最小量以及已知泵规格包括泵的流体流量来预定。
如果控制器在步骤S6处确定所测量的时间t大于阈值水量(低于该水量时需要补充)处的查找表中用于讨论中的指针温度值的参考时间，那么不必给烧水器6充水，因此过程回环到开始，以从步骤S1重复。然后，过程如上所述继续，以随着烧水器6中的水继续加热而记录用于增量温度增加的时间间隔。
烧水器6中的温度被调节为保持低于上阈值。控制器15从传感器14接收温度信号，并且如果所感测的温度达到上阈值，则控制器15关闭烧水器6的加热器10。将理解，上述过程在加热器10被启动并加热烧水器中的水且控制阀12关闭时发生。因此，重复上述控制过程的步骤S2至步骤S7，直到达到阈值温度(然后由控制器15关闭加热器10)或由用户操作致动器13(从而打开控制阀12排放蒸汽)为止。其后，在致动器13的每次释放时(即，在各蒸汽排出事件之后)重复整个过程。
在本发明的实施例中，控制器15有利地在步骤S1之后在获得肯定响应之后且在步骤S2中采取温度测量Temp之前包括延迟时间td(附图中未示出)。该延迟td对应于从由用户释放致动器13且控制阀12关闭(这停止通过底板3中的孔4从烧水器6排出蒸汽)的时刻开始的时间延迟。该延迟允许之前蒸汽排出事件结束之后的系统中的热惯性和传感器14的响应时间。这允许系统在开始上述过程之前停留于稳定热状态。这种延迟时段td可以在本发明的范围内变化，但有利地可以为大约1-5秒，并且可以为大约3秒。在这种实施例中，如果致动器操作之后的时段超过预定延迟时间td，则在致动器13的每次释放时重复上述控制过程。
从图2和图3可以看到，升温对时间图表大致为线性的，因此可以仅从一些紧密隔开的温度增量/时间测量(例如，一摄氏度增量)准确计算图表的上升梯度，并且可以通过从这些测量外推来准确预定已知烧水器规格和电源的、对于给定水量加热给定温度增量所花费的时间间隔。线性图表与烧水器6的封闭环境内的水的热容量和比热有关并表示它们(因为在关闭出汽阀时采取时间测量)，并且线性图表用于给定(恒定)水量。从而，线性与使能够得到本发明的方法和装置的准确且可预测水量预测的这些恒定因素有关。这还意味着在测量范围内的什么烧水器温度开始时间间隔测量过程不是关键性的，因为时间对温度的图表线以及烧水器内水的加热速率跨过程开始点温度两侧的温度范围大致为线性的。图表线的该线性使得本发明的量确定的方法比其他方法显著更准确，在其他方法中，例如，在从烧水器排出蒸汽的时间期间采取蒸汽生成设备的烧水器的降低温度或压力测量。这是因为蒸汽排出期间的温度降低对时间的图表更不线性且更弯曲/抛物线状的(这意味着从一些紧密隔开的初始测量外推是不准确的)。而且，蒸汽排出期间的温度降低受若干变量(诸如由于衣服覆盖蒸汽孔而产生的底板上的背压、在阀打开以开始蒸汽排出时的点烧水器内的峰值压力和温度以及阀开口直径/尺寸的程度)影响。因此，这种变量使得基于蒸汽排出期间所测量的温度或压力降低预测烧水器内的水量不准确。
查找表用于本发明的装置和方法中补偿可能存在于实际上升时间对温度图表线中的任意轻微非线性。而且，本发明的方法和装置不受其他过程或系统中的变量(诸如上面提及的那些变量)影响。使用查找表还意味着不同的电源电压(例如，不同国家的不同市电电压)可以通过针对不同电源将用于已知水容量的对于给定烧水器规格的另外预编程时间间隔和温度增量数据包括在控制器存储器中来容易地解释。控制器然后可以根据与器具一起使用的所检测电源电压来参考相关查找表数据。
上述发明的实施例可以包括衣服蒸汽熨斗器具，在该器具中，储水器5、泵7以及烧水器6被提供在固定底座内，并且熨斗的主体2和底板3为整体器具的手持组件。在这种实施例中，底座将连接到市电电源，并且熨斗主体2将由蒸汽供给管连接到底座以从烧水器6向底板3供给蒸汽，以及用于从底座向底板内的加热元件供电的电力电缆。致动器13将被提供在主体2上，但控制阀12可以在主体2内或底座内。
在本发明的另选实施例中，控制器15可以被配置为使得在步骤S3处，如果确定所测量温度Temp在(Tptr-1)至(Tptr+1)之间，则在步骤S4处，控制器15将计时器设置为零(即，t＝0)，并然后开始对使Tptr之上的预定增量温度增加(例如，一摄氏度)发生所花费的时间计时。即，控制系统循环采取温度Temp测量，直到所测量温度Temp达到Tptr之上的预定增量温度增加为止。一旦实现该温度增加，则捕获时间t，以便实现该增加。然后，控制器15可以在步骤S6中使用所测量的时间t来在对特定Tptr值查找表，并且比较所测量时间t是高于还是低于查找表中的参考时间。这种查找表在图6中仅示出为示例，并且可以存储使一个范围的水量(例如，50ml、100ml、150ml、200ml……等)从给定Tptr温度(在图6的表中被示出为Tptr＝135摄氏度)加热增量温度增加的不同时间段值。例如，如果测量t为6.2秒，那么控制器15将使用图6的示例查找表确定烧水器6中的水位在150ml-200ml之间。基于烧水器6中要维持的目标水位(该目标水位可以在控制器中预设或操作程序指令预设)，控制器15将在步骤S6处作出是否启动泵7的决策，并且如果是，则启动多长时间(例如，如果目标水位为250ml，那么控制器可以操作泵3秒)。在本发明的一个操作模式中，泵7可以仅具有一个固定的操作时间间隔。然而，在本发明的范围内，泵7可以具有可变的操作模式，例如，可以基于所估计水位与目标水位之间的差的可变泵送时间，并且控制器15然后可以根据确定将烧水器6填充至预定水位需要多少水来操作泵7所需时间段。
在上述实施例的可替代操作中，在步骤S6处，控制器15可以将所测量时间t与用于一个范围的已知水量的对应指针温度Tptr处的多个所存储查找表时间值(t@Tptr)的时间值进行比较，而不是仅确定所测量时间t是否少于用于阈值最小水量(低于该水量时需要补充)的指针温度值的参考时间。在该替代实施例中，控制器可以确定烧水器6内的实际水量，不仅仅是烧水器内的水量是否低于用于补充的最小值。因此，一旦已确定烧水器内剩余的实际水量，则控制器15可以确定需要被泵送到烧水器6中以填充烧水器6所需的水量，因此可以操作泵7适当的时间量，以填充烧水器6。泵7操作以补充烧水器6的时间段将基于已知总烧水器容量和与各查找表有关的各种已知容量以及已知泵规格包括泵的流体流量来预定。
在本发明的实施例中，控制器可以被配置为测量用于操作泵期间或之后烧水器温度的增量增加的时间间隔，以便提供更准确的烧水器内水位控制。在这种实施例中，控制器执行时间测量的迭代循环，作为操作方法的一部分。由此可见，参考图5，不是对于每次控制阀12关闭对于温度增加仅执行一个时间测量，过程循环而是可以从启动泵的步骤S7回环到步骤S2，以重复温度和时间测量过程。
在本发明的这种替代装置和方法中，控制器可以被配置为通过在S7处的泵启动步骤之前和之后测量温度来检测储水器5为空的时间。如果所感测的烧水器内温度没有变化(或增量)，则指示没有水被泵7从储水器5向烧水器供给，因为储水器为空的并且所以烧水器内的水位不增加。为了防止储水器为空时泵的继续操作(该操作可能损坏泵或引起泵的过度磨损)，控制器15可以被配置为如果确定烧水器内的水位在操作泵之后不增加(这由操作泵之后烧水器中温度没有检测到变化(或增加)而指示)，则停止泵。
除了上述之外，在本发明的这种替代装置和方法中，通过测量操作泵期间或之后用于烧水器温度的增量增加的时间间隔，控制器能够确定烧水器内的水位，并且因此可以在控制器的存储器中存储当前水位。该水位然后可以用于确定泵的下一操作，在何时下一次补充烧水器或在给烧水器充所需水量的下一泵操作时所需的泵操作的持续时间方面。
在上述实施例中，单个传感器14被提供在烧水器6的壳体上。然而，在本发明的替代实施例中，两个温度传感器可以被提供在烧水器壳体上。这些传感器可以都被置于烧水器壳体上表面的不同部分上，并且控制器15可以从这两个传感器接收信号并平均两个值，以获得烧水器温度的更准确读数。可替代地，一个传感器可以安装在烧水器壳体的顶部上，而另一个可以安装在烧水器壳体的侧壁上。再次，控制器15可以从这两个传感器接收信号并平均这两个值，以获得烧水器温度的更准确读数。
在干烧水器情况下(即，在烧水器中没有水时)，没有蒸汽可以产生，因此传感器将不测量蒸汽温度，而是将测量烧水器壳体温度。两个传感器的使用可以用于检测干烧水器情况且防止过热。在这种情况下，第一传感器被定位为远离加热器10(优选地处于烧水器壳体的顶部上)，以便不受加热器温度影响，并且用于测量烧水器内部蒸汽的温度。第一传感器(14，如图1中)因此对底部处的加热器的温度不敏感。第二传感器(未示出)可以被提供在烧水器的底部处或靠近底部，使得该传感器可以检测底部处的任何过热。在这种实施例中，第二传感器可以为切断设备(诸如恒温器)，其可以使得如果第二传感器位置处的所检测温度超过预定值(这指示加热器10在没有水时加热至高温)，则能够停止加热器10。可替代地，控制器可以被配置为将第一和第二传感器的所感测温度进行比较，如果两个值之间的差在预定值以上，则指示干烧水器情况。这是因为加热器将在没有水时加热至高温且由第二传感器来检测，并且蒸汽不存在将意味着第一传感器将不暴露于任何被加热蒸汽，因此将检测比预期更低的温度。在这种情况下，控制器可以被配置为停止加热器10的操作，以避免对装置的损坏。
在上述实施例中，传感器14包括温度传感器。然而，本发明的范围预期传感器可以可替代地包括压力传感器。在封闭的烧水器系统(诸如上述实施例的烧水器系统)中，温度和压力被良好关联，因此在功能上可以互换。在这种替代实施例中，装置的操作将与上面所述的相同，除了在陈述与所测量温度有关的传感器信号的情况下，传感器信号将用与烧水器内压力有关的传感器信号替换。时间测量可以在一个范围的烧水器压力(诸如如上所提及的1.5巴-6.5巴之间)内采取，并且查找表(诸如图4中所示的查找表)可以存储对于已知水量达到这种范围内的预定烧水器压力所采取的已知时间间隔。这种替代装置和操作这种装置的方法仍然将提供相对已知系统的上述优点。
虽然上述发明的实施例为蒸汽熨斗1，但本发明不旨在限于这种器具，并且可以包括其他形式的蒸汽产生设备，例如，挂烫机、墙纸蒸汽机、蒸汽烤炉或例如用于清洁地板的蒸汽清洁设备。
将理解，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。仅凭在互相不同的从属权利要求中记载某些措施的事实不指示这些措施的组合不能有利地使用。权利要求中的任意附图标记不被解释为限制权利要求的范围。
Claims (15)
1.一种蒸汽产生装置(1)，所述蒸汽产生装置(1)包括储水器(5)；烧水器(6)，所述烧水器(6)用于产生蒸汽；传感器(14)，所述传感器(14)连接到所述烧水器(6)，用于检测所述烧水器(6)中的温度或压力；泵(7)，所述泵(7)被配置为将水从所述储水器(5)泵送到所述烧水器(6)；以及控制器(15)，所述控制器(15)被配置为从所述传感器(14)接收信号并根据所述信号控制所述泵(7)的操作，其中，所述控制器(15)被配置为确定所述烧水器(6)内的水量并在所确定的水量少于预定值时控制所述泵(7)向所述烧水器(6)供水，所述蒸汽产生装置的特征在于：所述控制器(15)被布置为通过测量对于所述烧水器(6)中的预定温度增加或压力增加所需的至少一个时间间隔来确定所述水量，并且被布置为将所测量的时间间隔与预定值进行比较。
2.根据权利要求1所述的蒸汽产生装置，其中，预定时间值对应于使一个或更多个已知水量达到所述预定温度增加或压力增加的时间间隔。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的蒸汽产生装置，还包括控制阀(12)，所述控制阀(12)允许从所述烧水器(6)释放蒸汽，其中，所述控制器(15)被配置为仅在所述控制阀(12)关闭且防止蒸汽从所述烧水器(6)释放时测量用于烧水器(6)温度或压力的增量增加的时间间隔。
4.根据权利要求3所述的蒸汽产生装置，其中，所述控制器(15)被配置为跟随在从所述烧水器(6)释放蒸汽之后关闭所述控制阀(12)且在关闭所述控制阀(12)之后已过去预定时间段之后开始测量用于烧水器(6)温度或压力的增量增加的时间间隔。
5.根据任一前述权利要求所述的蒸汽产生装置，其中，所述控制器(5)被配置为在用于所述烧水器(6)的温度或压力的增量增加的所测量时间间隔少于预定时间间隔时操作所述泵(7)。
6.根据任一前述权利要求所述的蒸汽产生装置，其中，所述控制器(15)被配置为根据所确定的所述烧水器(6)中剩余的水量操作所述泵(7)以预定时间段。
7.根据任一前述权利要求所述的蒸汽产生装置，其中，所述预定值包括存储在所述控制器(15)的存储单元内的一个或更多个查找表中的、用于一个或更多个已知的所述烧水器(6)内的水量的增量温度或压力增加的时间间隔。
8.根据任一前述权利要求所述的蒸汽产生装置，其中，所述控制器(15)被布置为根据来自所述传感器(14)的温度或压力信号进一步控制所述烧水器(6)的所述操作，并且在所感测的温度或压力达到预定阈值时停止所述烧水器(6)加热水。
9.根据任一前述权利要求所述的蒸汽产生装置，其中，所述传感器(14)包括热敏电阻，所述热敏电阻安装到金属基板并且所述金属基板安装到所述烧水器(6)。
10.一种操作蒸汽产生装置(1)的方法，所述蒸汽产生装置包括储水器(5)；烧水器(6)，所述烧水器(6)用于产生蒸汽；传感器(14)，所述传感器(14)连接到所述烧水器(6)，用于检测所述烧水器(6)中的温度或压力；泵(7)，所述泵(7)被配置为将水从所述储水器(5)泵送到所述烧水器(6)；以及控制器(15)，所述控制器(15)被配置为从所述传感器(14)接收信号并根据所述信号控制所述泵(7)的操作，所述方法包括以下步骤：确定所述烧水器(6)内的水量；以及在所确定的水量少于预定值时控制所述泵(7)向所述烧水器(6)供水，所述方法的特征在于：所述方法包括以下步骤：通过测量对于所述烧水器(6)中的预定温度增加或压力增加所需的至少一个时间间隔来确定所述水量；以及将所测量的时间间隔与预定值进行比较。
11.根据权利要求10所述的方法，包括以下步骤：仅在允许从所述烧水器(6)释放蒸汽的控制阀(12)关闭且防止蒸汽从所述烧水器(6)释放时测量用于烧水器(6)温度或压力的增量增加的时间间隔。
12.根据权利要求11所述的方法，包括以下步骤：跟随在从所述烧水器(6)释放蒸汽之后关闭所述控制阀(12)且在关闭所述控制阀(12)之后已过去预定时间段之后开始测量用于烧水器(6)温度或压力的增量增加的时间间隔。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，包括以下步骤：根据所确定的所述烧水器(6)中剩余的水量操作所述泵(7)以预定时间段。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中，将所测量时间间隔与预定值进行比较的所述步骤包括将所测量的时间间隔与存储在所述控制器(15)的存储单元内的一个或更多个查找表中的、用于一个或更多个已知的所述烧水器(6)内的水量的增量温度或压力增加的预定时间间隔进行比较。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，包括以下步骤：根据来自所述传感器(14)的温度或压力信号控制所述烧水器(6)的操作；以及在所感测的温度或压力达到预定阈值时停止所述烧水器(6)加热水。
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