CN107750137A - 热水加热器、蒸汽发生器和相关装置中的振动性锅垢减少 - Google Patents

Abstract

一种用于通过将水煮沸来产生蒸汽的蒸汽发生器或其它热水加热装置(在每一状况下，例如用于蒸汽烹饪器或洗碗机中)包含罐结构，其中罐结构提供用于保持水的加热室并包含水入口、蒸汽出口和水排放出口。加热元件被定位成将加热室内的水加热以便产生蒸汽。至少一个换能器位于罐结构上或罐结构内，以使加热室内的水振动以便减少加热室内的一个或更多个表面上的锅垢积聚。

Description

热水加热器、蒸汽发生器和相关装置中的振动性锅垢减少

技术领域

本申请总的来说涉及蒸汽发生器和其它热水加热装置，并且更具体来说涉及并有减少锅垢形成的振动性特征的蒸汽发生器或其它热水加热装置。

背景技术

蒸汽发生器用于例如蒸汽烹饪系统等各种应用。许多此种蒸汽发生器用于高体积情形下。典型蒸汽发生器包含加热室(例如，在罐内)以及用于加热罐内的水的相关联的加热元件(例如，气体加热元件或电加热元件)。随着蒸汽产生并离开罐(例如，用于输送到蒸汽炉烹饪室)，水被添加回罐中。蒸汽产生过程在罐中(例如，在罐壁的内表面上以及在任何内部加热元件上)产生锅垢沉积物。为了减少此锅垢积聚，输送到罐中的水可被过滤和/或通过已知水软化技术来处理。然而，仍发生锅垢积聚，并且这些水预处理系统可能是昂贵的。蒸汽发生器也可使用化学处理过程来周期性地“除垢”以移除锅垢并将其冲出蒸汽发生器罐。然而，除垢对于使用蒸汽发生器的终端客户来说是多余的不期望的维护任务。在用于洗碗机中的蒸汽发生器和/或增压罐以及其它类型的水加热罐中会遭遇类似问题。

希望提供具有与锅垢形成相关的减少的操作和维护成本的水加热罐(例如，蒸汽发生器)。

发明内容

在一个方面中，一种用于通过将水煮沸来产生蒸汽的蒸汽发生器或其它热水加热装置(在每一状况下，例如用于蒸汽烹饪器或洗碗机中)包含罐结构，其中罐结构提供用于保持水的加热室并包含水入口、蒸汽出口和水排放出口。至少一个加热元件被定位成将加热室内的水加热以便产生蒸汽。至少一个换能器位于罐结构上或罐结构内，以使加热室内的水振动以便减少加热室内的一个或更多个表面上的锅垢积聚。

在另一方面中，一种蒸汽烹饪器包含：蒸汽烹饪室；以及蒸汽发生器，位于蒸汽烹饪室外并被装配成将蒸汽从蒸汽发生器的蒸汽出口输送到蒸汽烹饪室的蒸汽入口。蒸汽发生器包含：罐结构，提供用于保持水的加热室；以及至少一个加热元件，与罐结构相关联以将加热室内的水加热以便产生蒸汽。至少一个换能器与罐结构相关联，以使加热室内的水振动以便减少加热室内的一个或更多个表面上的锅垢积聚。

在前述方面中的任一个中，加热元件可由一个或更多个浸没式电阻加热元件形成，并且多个换能器位于罐的侧壁上并与电阻加热元件垂直且水平对准。

一个或更多个实施例的细节阐述在附图和下文描述中。其它特征、目标和优点将从描述和附图以及权利要求书变得清楚。

附图说明

图1是包含蒸汽发生器的蒸汽烹饪系统的示意图；以及

图2是沿着图1的线2-2截取的蒸汽发生器的横截面图，其中电阻加热元件以虚线形式示意性地示出并具有未示出的入口管；以及

图3是具有热水增压器以及包含振动性锅垢减少的蒸汽发生器的洗碗机的示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，示范性蒸汽烹饪器10包含：蒸汽发生器12，用于产生蒸汽；以及烹饪室14，与蒸汽发生器连通。烹饪室14可由隔热外壳15形成，并包含门16，其中门16可在打开和关闭位置之间移动以允许和限制近接烹饪室。蒸汽发生器12包含相对的次侧壁23、25、相对的主侧壁27、29、底壁42和顶板22，它们限定将水加热(例如，通过一个或多个浸没式电阻加热元件20)以产生蒸汽的加热室18。蒸汽烹饪器可以是台面式蒸箱或落地式蒸箱，其中两者通常用于餐厅和其它商业烹饪设施中。

蒸汽发生器12包含：入口26，其中入口26在所图示的实施例中是蒸汽发生器壁中的开口，入口管38穿过所述开口，入口26用于使水从水源进入到加热室18中；以及出口28，用于从加热室排出或排放水(例如，当室将基于排放流量控制装置44(例如，阀门)的操作来排放时，其中排放流量控制装置44在一些状况下也可控制冷却水从连接到导管48的水源的流动(由箭头46表示))。温度传感器56可用于监视排放水的水温。

入口26可如箭头30所示从过滤水源接收水和/或如箭头32所示从未过滤水源接收水。在一些状况下，通过利用下文所述的振动性锅垢减少特征，可减少对过滤水源的需要。入口流量控制装置34(例如，阀门)可位于入口26与两个水源之间，以允许在过滤水与未过滤水之间进行选择，并且总体上控制水到入口26的流动(例如，在从一个或更多个传感器65接收水位信号的控制器50的控制下)。当仅提供一个水源时，流量控制装置34控制来自所述一个水源的流动。可设定预选择的水位或填充水位。填充水位可使用水位传感器65(或多个水位传感器)来监视，其中水位传感器65将加热室18内的水位的指示(至少包含存在足够水来使电阻加热元件操作以便产生蒸汽)提供给控制器50。传感器65可如所图示处于主加热室18内，或可包含在外壳单元中，其中外壳单元与主加热室并排放置并包含与加热室流体连通的路径(如可通过管道来提供)。

控制器50用于控制水穿过入口26到加热室18以及从加热室穿过出口28的流动，并且也可用于激活和去活加热元件20(例如，响应于从包含发生器关/开输入的用户接口54接收的指示)。随着蒸汽产生，蒸汽沿着路径70离开发生器(例如，蒸汽流可由阀门52控制)，并且加热室18中的水位降低。当水位传感器65检测到降低到低于期望水位时，另外添加水。此过程在蒸汽产生期间重复发生，并且随着水在加热室内被煮沸，水中的矿物质保留并随着时间积聚，从而产生这些矿物质作为锅垢而沉积在加热室内的表面上的可能性。

就这来说，蒸汽发生器包含一个或更多个侧壁安装式振动性机构80，其中一个或更多个侧壁安装式振动性机构80操作以使加热室18内的水振动。在所图示的实施例中，一系列(此处，3个)振动性机构80沿着罐的侧壁分布，以便与电阻加热元件20垂直和/或水平对准。然而，其它配置是可能的。每一振动性机构80可呈例如高频换能器等换能器的形式。举例来说，可使用超声波换能器(例如，呈压电类型)，其中每一换能器由公用频率发生器驱动或每一换能器由独立频率发生器驱动。超声波换能器所产生的超声波穿过蒸汽发生器壁而传输并导致水迅速振动。水在蒸汽发生器内的迅速振动抑制蒸汽发生器(包含加热元件20)的内表面上的锅垢积聚。在一些状况下，可在水中产生气泡效果。

因此，可显著减少或消除对预处理水的使用的需要，并且可显著减少或消除对蒸汽发生器进行除垢操作的需要。超声波振动也可辅助移除已出于任何原因积聚在蒸汽发生器中的任何锅垢。因此，除垢操作期间的超声波振动的产生可有助于除垢操作的速度和/或效力。加热元件20上的锅垢积聚的减少也提高蒸汽发生器的整体长期能量效率。

在一个实施方案中，超声波换能器80可在蒸汽发生器操作的所有周期期间连续操作，并且仅在蒸汽发生器关断时停止。或者，换能器80可在蒸汽发生器操作期间周期性地或间歇性地操作。如上所述，超声波换能器80也可在除垢期间操作。

在另一实施方案中，超声波换能器80可根据一个或更多个预定义参数而偶尔地或周期性地操作。例如，超声波换能器80可基于例如以下各者的触发参数而开启持续所定义的时间周期：(i)蒸汽发生器操作的持续时间；(ii)随着时间而添加到蒸汽发生器的水的量；(iii)相关联的蒸汽炉的烹饪循环的数量；或(iv)指示蒸汽发生器中的可能的锅垢积聚的某一其它参数。

在一些实施方案中，触发参数可经由控制系统接口(例如，由服务人员)调整，以考量例如蒸汽发生器设施的位置处正使用的水的硬度等已知因素。

在一个实施方案中，换能器80的超声波频率可维持恒定(例如，处于25kHz到75kHz的范围中的频率，但其它变化是可能的)。在其它实施方案中，超声波频率可在换能器操作过程中变化以较好地抑制锅垢形成。换能器80可在一个频率或频率范围下操作以进行锅垢抑制，并且在另一频率或频率范围下操作以进行锅垢移除。

在一些应用中，隔音层可包含在超声波换能器80和/或蒸汽发生器罐12周围，以根据正使用蒸汽发生器的环境而将所产生的任何噪声减小到可接受的水平。

虽然上文描述着重于蒸汽发生器的侧壁上的一个或更多个超声波换能器的使用，但认识到，一个或更多个换能器可定位在底壁上。此外，虽然示出了外部换能器，但认识到，换能器可也位于蒸汽发生器内。换能器的大小和功率输出可取决于蒸汽发生器的大小/体积而变化。

如图1所提出，蒸汽烹饪器10可还包含沿着蒸汽路径70的过热器布置90。过热器包含一个或更多个电阻加热元件92(例如，处于蒸汽路径内或蒸汽路径外)，其中一个或更多个电阻加热元件92用于出于使蒸汽过热的目的而将额外热传递到沿着蒸汽路径70行进的蒸汽。通常，当蒸汽的温度提高到高于212℉而未加压时，认为蒸汽过热。在这些布置中，也可在过热器90内发生锅垢沉积。为了减少此锅垢积聚，一个或更多个超声波换能器82可接近蒸汽路径70的蒸汽出口而位于蒸汽发生器侧壁25上，以使得一些振动将沿着蒸汽路径结构传递到过热器90的表面，这在一些状况下可阻碍锅垢颗粒(由蒸汽流夹带)附着到过热器的表面。一个或更多个超声波换能器84也可如图示直接附接到过热器90，以进行较有效的振动动作。在一些情形下，可在单个蒸汽烹饪器中实施一个、两个或全部三个换能器80、82和84。

虽然上文主要针对蒸汽发生器和过热器而描述电阻加热元件，但也认识到，可使用其它加热装置(例如，携载燃烧气体的气体热交换器)。此外，此超声波锅垢控制也可实施在用于除蒸汽烹饪器之外的用途(例如，用于洗碗机中的蒸汽产生)的蒸汽发生器中，并且超声波锅垢控制也可实施在其它类型的水加热罐(例如，用于在洗碗机中将漂洗水加热的热水增压罐)中。

举例来说，洗碗机100被示意性地示出在图3中，并包含可通过一个或更多个门104近接的一个或更多个清洗室和/或漂洗室102。清洗室和/或漂洗室可包含用于喷洒清洗和/或漂洗液体的一个或更多个喷洒臂106(固定的或旋转的，具有相关联的喷嘴)。清洗液体可经由贮槽108、再循环管线110和泵112而再循环。漂洗液体可以是由入口管线114输送到增压罐116的清水，其中增压罐116将由管线118输送到喷洒臂的水加热。洗碗机也可包含蒸汽发生器120，其中蒸汽发生器120通过管线122将蒸汽输送到清洗室中的一个或更多个蒸汽喷嘴124。可在第8,663,395号和第8,679,261号美国专利中找到关于洗碗机(箱型和输送带型)的其它细节，所述美国专利以引用方式并入本文中。再次参照图3，热水增压器116和/或蒸汽发生器中的每一个可如上所述出于锅垢减少的目的而包含一个或更多个相应超声波换能器126、128。

应清楚地理解，上文的描述希望仅作为说明和实例，不希望被视为限制性的，并且其它改变和修改是可能的。

Claims (20)

1.一种蒸汽烹饪器，包括：

蒸汽烹饪室；

蒸汽发生器，位于所述蒸汽烹饪室外并被装配成将蒸汽从所述蒸汽发生器的蒸汽出口输送到所述蒸汽烹饪室的蒸汽入口，所述蒸汽发生器包含：

罐结构，提供用于保持水的加热室；

至少一个加热元件，与所述罐结构相关联以将所述加热室内的水加热以便产生蒸汽；以及

至少一个换能器，与所述罐结构相关联以使所述加热室内的水振动以便减少所述加热室内的一个或更多个表面上的锅垢积聚。

2.根据权利要求1所述的蒸汽烹饪器，其中所述换能器包括超声波换能器。

3.根据权利要求2所述的蒸汽烹饪器，其中所述超声波换能器在所述罐结构的壁上并在所述加热室的操作水位下方安装在所述加热室外。

4.根据权利要求2所述的蒸汽烹饪器，其中所述超声波换能器定位在所述加热室内并定位在所述加热室的操作水位下方。

5.根据权利要求1所述的蒸汽烹饪器，其中所述换能器在所述蒸汽发生器的蒸汽产生操作期间连续操作。

6.根据权利要求1所述的蒸汽烹饪器，其中所述换能器在所述蒸汽发生器的蒸汽产生操作期间周期性地或间歇性地操作。

7.根据权利要求1所述的蒸汽烹饪器，其中所述换能器的操作是根据所监视的触发参数来控制。

8.根据权利要求1所述的蒸汽烹饪器，其中所述加热元件包括一个或更多个浸没式电阻加热元件，并且多个换能器位于所述罐的侧壁上并与所述电阻加热元件垂直且水平对准。

9.一种用于通过将水煮沸来产生蒸汽的蒸汽发生器，所述蒸汽发生器包含：

罐结构，提供用于保持水的加热室并包含水入口、蒸汽出口和水排放出口；

至少一个加热元件，用于将所述加热室内的水加热以便产生蒸汽；以及

至少一个换能器，位于所述罐结构上或罐结构内，以使所述加热室内的水振动以便减少所述加热室内的一个或更多个表面上的锅垢积聚。

10.根据权利要求9所述的蒸汽发生器，其中所述换能器包括超声波换能器。

11.根据权利要求9所述的蒸汽发生器，其中所述超声波换能器在所述罐结构的壁上并在所述加热室的操作水位下方安装在所述加热室外。

12.根据权利要求10所述的蒸汽发生器，其中所述换能器在所述蒸汽发生器的蒸汽产生操作期间连续操作。

13.根据权利要求9所述的蒸汽发生器，其中所述换能器的操作是根据所监视的触发参数来控制。

14.根据权利要求9所述的蒸汽发生器，其中所述加热元件包括一个或更多个浸没式电阻加热元件，并且多个换能器位于所述罐的侧壁上并与所述电阻加热元件垂直且水平对准。

15.一种水加热设备，包含：

罐结构，提供用于保持水的加热室并包含水入口和水出口；

至少一个加热元件，用于将所述加热室内的水加热；以及

换能器，位于所述罐结构上或罐结构内，以使所述加热室内的水振动以便减少所述加热室内的一个或更多个表面上的锅垢积聚。

16.根据权利要求15所述的设备，其中所述换能器包括超声波换能器。

17.根据权利要求16所述的设备，其中所述超声波换能器在所述罐结构的壁上并在所述加热室的操作水位下方安装在所述加热室外。

18.根据权利要求15所述的设备，其中所述换能器在水加热期间连续操作或在水加热期间间歇性地加热。

19.根据权利要求15所述的设备，其中所述换能器的操作是根据所监视的触发参数来控制。

20.一种洗碗机，包含根据权利要求15所述的水加热设备，还包括：

一组喷嘴，被装配成所述水加热设备接收用于漂洗的加热水，并在所述洗碗机的碗清洁室或喷洒区内喷洒所述加热水。