CN110207082B - 蒸汽发生器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蒸汽发生器，包括密封加热器、内置式加热件、水箱、推杆组件、温度传感器，所述内置式加热件设置在密封加热器内，所述水箱通过第一密封阀与密封加热器连通，所述推杆组件设置在密封加热器上侧的外部并且与密封加热器内连通，所述密封加热器的顶部设置有出气孔并且所述推杆组件设置在出气孔内用于通过上下移动调整出气孔的面积，所述温度传感器设置在密封加热器内的底部；还公开了一种蒸汽发生器的控制方法。本发明能够自动判断当前环境的海拔高度，保证蒸汽出气温度达到100度以上、保证有效烹饪高温食物的目的。

Description

蒸汽发生器及其控制方法
技术领域
本发明属于蒸汽烹饪设备技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器及其控制方法。
背景技术
目前的蒸烤箱、蒸箱中蒸汽量的控制都没有做到精确控制，不同烹饪菜单需要的蒸汽量，需要的蒸汽时间点不近相同，无法实现精确控制，烹饪的食材口味不能够满足用户的要求，并且没有考虑高海拔地区沸点低的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种蒸汽发生器及其控制方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种蒸汽发生器，包括密封加热器、内置式加热件、水箱、推杆组件、温度传感器，所述内置式加热件设置在密封加热器内，所述水箱通过第一密封阀与密封加热器连通，所述推杆组件设置在密封加热器上侧的外部并且与密封加热器内连通，所述密封加热器的顶部设置有出气孔并且所述推杆组件设置在出气孔内用于通过上下移动调整出气孔的面积，所述温度传感器设置在密封加热器内的底部。
上述方案中，所述推杆组件包括步进电机、锥形推杆，所述步进电机的输出端与锥形推杆连接。
上述方案中，所述出气孔内设置至少一个喷嘴，所述推杆组件通过改变与至少一个喷嘴之间的截面积用于控制排放蒸汽量。
上述方案中，还包括预热水箱，所述水箱通过第一密封阀与预热水箱连通，所述预热水箱通过第二密封阀与密封加热器连通。
上述方案中，还包括控制器，所述控制器分别与内置式加热件、推杆组件、温度传感器、第一密封阀、第二密封阀连接。
上述方案中，所述内置式加热件为电热丝。
本发明实施例还提供一种蒸汽发生器的控制方法，该方法为，通过推杆组件调整出气孔的面积至最大，待密封加热器的水沸腾时根据温度传感器采集的沸腾温度确定当前环境大气压P，如果所述当前环境大气压P大于可变大气压P0时，根据所述当前环境大气压P和可变大气压P0的压差P2确定出气孔对应的面积并且通过推杆组件调整出气孔的面积至对应的面积。
上述方案中，所述通过推杆组件调整出气孔的面积至对应的面积之后，该方法还包括：控制加大内置式加热件的加热功率，并且根据PID算法调整内置式加热件的加热功率使密封加热器内的温度维持在预设沸点温度。
上述方案中，所述待密封加热器的水沸腾时根据温度传感器采集的沸腾温度确定当前环境大气压P，具体为：在所述内置式加热件加热过程中，所述温度传感器持续采集温度并且生成温升曲线，当所述温升曲线出现拐点时确认水已经沸腾，并且采集拐点时的沸点温度T，根据所述沸点温度T查找沸点和气压对照表确定当前环境大气压P。
上述方案中，所述根据所述当前环境大气压P和可变大气压P0的压差P2确定出气孔对应的面积，具体为：根据所述当前环境大气压P和可变大气压P0的压差P2确定出气孔中至少一个喷嘴需要调整的直径。
上述方案中，所述根据所述当前环境大气压P和可变大气压P0的压差P2确定出气孔(11)中至少一个喷嘴需要调整的直径，具体为：根据公式确定每个喷嘴需要调整的直径，其中，d为喷嘴直径、q为喷射流量、n为喷嘴个数、u为喷嘴效率系数。
上述方案中，该方法还包括：当所述温度传感器检测到密封加热器内的温度变化过快时，打开所述第二密封阀，所述预热水箱中的水因重力流到密封加热器中，通过时间判断所述预热水箱中的水流完后关闭第二密封阀。
与现有技术相比，本发明能够自动判断当前环境的海拔高度，保证蒸汽出气温度达到100度以上、保证有效烹饪高温食物的目的。
附图说明
图1为本发明实施例提供一种蒸汽发生器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供一种蒸汽发生器的控制方法的流程图；
图3为本发明实施例提供一种蒸汽发生器的控制方法中温升曲线的示意图；
图4为本发明实施例提供一种蒸汽发生器的控制方法中沸点和气压对照表。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种蒸汽发生器，如图1所示，包括密封加热器1、内置式加热件2、水箱3、推杆组件4、温度传感器5，所述内置式加热件2设置在密封加热器1内，所述水箱3通过第一密封阀31与密封加热器1连通，所述推杆组件4设置在密封加热器1上侧的外部并且与密封加热器1内连通，所述密封加热器1的顶部设置有出气孔11并且所述推杆组件4设置在出气孔11内用于通过上下移动调整出气孔11的面积，所述温度传感器5设置在密封加热器1内的底部。
所述推杆组件4包括步进电机41、锥形推杆42，所述步进电机41的输出端与锥形推杆42连接。
所述出气孔11内设置至少一个喷嘴111，所述推杆组件4通过改变与至少一个喷嘴111之间的截面积用于控制排放蒸汽量。
通过步进电机41正反转动带动螺纹推杆42上下移动，螺纹推杆42为锥形结构与密封加热器1的出气孔11正对，通过调整螺旋推杆42椎体和出气孔11的位置来控制出气孔的面积间接计算喷嘴孔径d。
当烹饪需求不同蒸汽发生量时控制器可以调节步进电机41的位置来计算出气孔11的当量来控制实时的蒸汽发生量。
进一步地，还包括预热水箱6，所述水箱3通过第一密封阀31与预热水箱6连通，所述预热水箱6通过第二密封阀61与密封加热器1连通。
所述预热水箱6内通过金属导热将水进行预热到沸点，这样，当预热水箱6向密封加热器1供水时，由于预热水箱6和密封加热器1中的水几乎同温在往加水过程中不会因为水温降低而中断蒸汽量供给。
当所述预热水箱6内的水全部供给密封加热器1后，关闭第二密封阀61，并且打开第一密封阀31，水箱3内的水流入到预热水箱6。
还包括控制器，所述控制器分别与内置式加热件2、推杆组件4、温度传感器5、第一密封阀31、第二密封阀61连接。
所述温度传感器5固定在密封加热器1的底部，略高于水位最低点；初始状态下加热器注水后，通过加热器加热到沸腾状态(温度传感器的温度达到沸点后不再升高，此时第一密封阀31，第二密封阀61处于关闭状态，步进电机41带动锥形推杆42向上移动开口处于最大状态)，记录此时的温度T，根据实测的沸点温度查表确定当前环境大气压P；当密封加热器1中的水蒸法完后，温度传感器5的温度会急剧上升，可设定上限值(如超过130)，控制器监测到温度上限值后立即打开第二密封阀61给密封加热器1注水。
所述内置式加热件2为电热丝。
本发明实施例还提供一种蒸汽发生器的控制方法，如图2所示，该方法通过以下步骤实现：
步骤101：在开启并且加热时，通过推杆组件4调整出气孔11的面积至最大，待密封加热器1的水沸腾时根据温度传感器5采集的沸腾温度确定当前环境大气压P；
具体地，在所述内置式加热件2加热过程中，所述温度传感器5持续采集温度并且生成温升曲线，如图3所示，当所述温升曲线出现拐点时确认水已经沸腾，并且采集拐点时的沸点温度T，如图4所示，根据所述沸点温度T查找沸点和气压对照表确定当前环境大气压P。
步骤102：确定当前环境大气压P与可变大气压P0的大小关系；
具体地，所述可变大气压P0的取值与预设沸点温度有关，当预设沸点温度为100℃时，可变大气压P0为标准大气压，当预设沸点温度为110℃时，可变大气压P0也有相应的取值，并且该值大于标准大气压。
在可变大气压P0为标准大气压的情况下：
如果所述当前环境大气压P小于可变大气压P0时，说明当前环境的海拔高于海平面，其沸点温度T是无法达到100℃的，需要增加密封加热器1内的压力，转至步骤103。
如果所述当前环境大气压P大于等于可变大气压P0时，说明当前环境的海拔与海平面持平或者低于海平面，其沸点温度T是可以达到100℃的，无需增加密封加热器1内的压力，保持目前状态即可。
步骤103：根据所述当前环境大气压P和可变大气压P0的压差P2确定出气孔11对应的面积并且通过推杆组件4调整出气孔11的面积至对应的面积。
具体地，根据所述当前环境大气压P和可变大气压P0的压差P2确定出气孔11中至少一个喷嘴111需要调整的直径。
根据公式确定每个喷嘴111需要调整的直径，其中，d为喷嘴直径、q为喷射流量、n为喷嘴个数、u为喷嘴效率系数。
步进电机41的步拍可以换算出锥形推杆42的位置，锥形推杆42的位置可计算出气体流经的截面积；通过截面积换算出对应的直径；步进电机41调整到固定位置即可。
步骤105：控制加大内置式加热件2的加热功率，并且根据PID算法调整内置式加热件2的加热功率使密封加热器1内的温度维持在100℃。
具体地，控制内置式加热件2以大功率加热保证蒸汽的产生量大于喷嘴的出气量，蒸发器内部压力增大到合适值。
进一步地，该方法还包括：当所述温度传感器5检测到密封加热器1内的温度变化过快时，打开所述第二密封阀61，所述预热水箱6中的水因重力流到密封加热器1中，通过时间判断所述预热水箱6中的水流完后关闭第二密封阀61。
具体地，当温度传感器5检测到密封加热器1内的温度变化过快时，确定密封加热器1内的水即将蒸发完毕；此时，通过打开第二密封阀61，预热水箱6中的水因重力流到密封加热器1中，由于预热水箱6和密封加热器1中的水几乎同温在往加水过程中不会因为水温降低而中断蒸汽量供给。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种蒸汽发生器的控制方法，其特征在于，蒸汽发生器，包括密封加热器（1）、内置式加热件（2）、水箱（3）、推杆组件（4）、温度传感器（5），所述内置式加热件（2）设置在密封加热器（1）内，所述水箱（3）通过第一密封阀（31）与密封加热器（1）连通，所述推杆组件（4）设置在密封加热器（1）上侧的外部并且与密封加热器（1）内连通，所述密封加热器（1）的顶部设置有出气孔（11）并且所述推杆组件（4）设置在出气孔（11）内用于通过上下移动调整出气孔（11）的面积，所述温度传感器（5）设置在密封加热器（1）内的底部；所述推杆组件（4）包括步进电机（41）、锥形推杆（42），所述步进电机（41）的输出端与锥形推杆（42）连接；所述出气孔（11）内设置至少一个喷嘴（111），所述推杆组件（4）通过改变与至少一个喷嘴（111）之间的截面积用于控制排放蒸汽量；还包括预热水箱（6），所述水箱（3）通过第一密封阀（31）与预热水箱（6）连通，所述预热水箱（6）通过第二密封阀（61）与密封加热器（1）连通；还包括控制器，所述控制器分别与内置式加热件（2）、推杆组件（4）、温度传感器（5）、第一密封阀（31）、第二密封阀（61）连接；所述控制方法为，通过推杆组件（4）调整出气孔（11）的面积至最大，待密封加热器（1）的水沸腾时根据温度传感器（5）采集的沸腾温度确定当前环境大气压P，如果所述当前环境大气压P小于可变大气压P0时，根据所述当前环境大气压P和可变大气压P0的压差P2确定出气孔（11）对应的面积并且通过推杆组件（4）调整出气孔（11）的面积至对应的面积；
所述根据所述当前环境大气压P和可变大气压P0的压差P2确定出气孔（11）对应的面积，具体为：根据所述当前环境大气压P和可变大气压P0的压差P2确定出气孔（11）中至少一个喷嘴（111）需要调整的直径；
所述根据所述当前环境大气压P和可变大气压P0的压差P2确定出气孔（11）中至少一个喷嘴（111）需要调整的直径，具体为：根据公式确定每个喷嘴（111）需要调整的直径，其中，d为喷嘴直径、q为喷射流量、n为喷嘴个数、u为喷嘴效率系数。
2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器的控制方法，其特征在于，所述通过推杆组件（4）调整出气孔（11）的面积至对应的面积之后，该方法还包括：控制加大内置式加热件（2）的加热功率，并且根据PID算法调整内置式加热件（2）的加热功率使密封加热器（1）内的温度维持在预设沸点温度。
3.根据权利要求1或2所述的蒸汽发生器的控制方法，其特征在于，所述待密封加热器（1）的水沸腾时根据温度传感器（5）采集的沸腾温度确定当前环境大气压P，具体为：在所述内置式加热件（2）加热过程中，所述温度传感器（5）持续采集温度并且生成温升曲线，当所述温升曲线出现拐点时确认水已经沸腾，并且采集拐点时的沸点温度T，根据所述沸点温度T查找沸点和气压对照表确定当前环境大气压P。
4.根据权利要求3所述的蒸汽发生器的控制方法，其特征在于，该方法还包括：当所述温度传感器（5）检测到密封加热器（1）内的温度变化过快时，打开所述第二密封阀（61），所述预热水箱（6）中的水因重力流到密封加热器（1）中，通过时间判断所述预热水箱（6）中的水流完后关闭第二密封阀（61）。
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