СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В БОЙЛЕРЕ Российский патент 2014 года по МПК D06F75/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, главным образом, к способу определения уровня жидкости в бойлере устройства, имеющего датчик температуры для считывания температуры жидкости внутри бойлера, содержащему этапы: инициирования отклонения температуры, измеряемой датчиком температуры, во времени; определения оценочной температуры, считанной датчиком температуры после инициирования отклонения; и определения уровня жидкости, по меньшей мере, на основании оценочной температуры.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Парогенераторные устройства применяются для нагревания воды, чтобы генерировать пар, который может использоваться, например, для глажения ткани. В таких устройствах пар генерируется в бойлере, внутри которого управление температурой воды может осуществляться в пределах определенного диапазона температур с помощью нагревательного устройства и датчика температуры следующим образом: когда сигнал датчика температуры указывает на то, что температура воды упала ниже определенного уровня, включается нагревательное устройство и вода нагревается. Если сигнал датчика температуры указывает на то, что температура воды превысила определенное значение, нагревательное устройство выключается.

Обычно в таком парогенераторном устройстве бойлер автоматически снова наполняется водой из резервуара большего объема. Как необходимое условие для того, чтобы реализовать плавную операцию вторичного наполнения, уровень воды в бойлере должен быть измерен таким образом, чтобы вода снова наполняла бойлер, когда ее уровень понижается ниже определенного значения. Датчик уровня воды, если он встроен в бойлер, очень скоро начинает показывать неточные результаты ввиду обызвесткования внутренней части бойлера или использования опресненной воды, что может приводить к неточности измерения.

Европейский патент EP 0843039 В1 описывает парогенератор, содержащий бойлер-испаритель, соединенный с элементами нагревателя и питаемый водяным насосом, соленоидный клапан для удаления пара, и средства регулирования, включающие датчики температуры или давления для измерения количества воды, поступившей в бойлер, и для управления насосом, в котором средства регулирования соединены с электронной системой, чтобы последовательно получать измерения, позволяющие приводить в действие насос в зависимости от значения крутизны кривой, представляющей изменение температуры или давления, то есть крутизны, анализируемой электронной системой.

Однако приведение в действие насоса в соответствии со значением крутизны кривой, представляющей колебания температуры, требует устройства высокоточного и дорогостоящего датчика температуры, так как этот способ определения угла наклона кривой требует очень полной теплопередачи через тонкую стенку, необходимой для обнаружения малейших изменений крутизны кривой. При устройстве такого датчика температуры также требуется большое усилие, поскольку для получения необходимой точности измерения требуется очень высокая теплопередача между датчиком температуры и водой в бойлере. Необходимая точность измерения требует устройства датчика температуры в плоской части для надлежащего монтажа датчика, что в свою очередь осложняет профилирование корпуса. Между датчиком температуры и корпусом бойлера может быть проложена теплопроводящая паста. Однако это приводит к дополнительным необходимым монтажным операциям. Размещение температурного датчика где-то в другом месте невозможно, так как точность измерения окажется недостаточной для того, чтобы определить уровень воды методом, описанным в европейском патенте EP 0843039 B1.

Поэтому цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить альтернативный способ определения уровня жидкости в бойлерном парогенераторном устройстве, обеспечивающей сравнимую точность при определении уровня жидкости и обеспечении большей свободы действий при размещении требуемого датчика температуры.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель достигается отличительными признаками независимых пунктов формулы изобретения. Дополнительные разработки и предпочтительные варианты выполнения изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

По изобретению предлагается способ определения уровня жидкости в бойлере устройства, имеющего датчик температуры для измерения температуры, которая является показателем температуры жидкости внутри бойлера, содержащий этапы: инициирования отклонения температуры, измеряемой датчиком температуры, во времени; определения оценочной температуры, считанной датчиком температуры после инициирования отклонения; и определения уровня жидкости, по меньшей мере, на основании оценочной температуры, где величина оценочной температуры определяется путем текущего измерения отклонения и определения экстремального значения отклонения, как оценочной температуры. Этот способ обеспечивает преимущество в том, что уровень жидкости в бойлере может быть вычислен очень точно без необходимости применения сверхточного и дорогостоящего датчика температуры. Этот способ даже предоставляет возможность устанавливать датчик температуры не непосредственно на стенку бойлера, а размещать его в любом месте, в котором измеряемая температура является показателем температуры жидкости. Главное преимущество изобретения состоит в том, что при использовании способа по настоящему изобретению могут быть преодолены ограничения при проектировании по сравнению с методом определения крутизны кривой. При определении уровня жидкости, используя экстремальную оценку, операция определения уже не требует такой точности, по сравнению со способом определения крутизны, в котором нет временного аспекта (крутизна - первая производная кривой изменения температуры во времени). Далее, возможно использовать уже доступный датчик температуры, который находится в контакте с нагревающейся пластиной нагревательного устройства. В используемом здесь контексте, отклонение во времени означает, что значения кривой изменения температуры (или кривой) повышаются после определенного действия в виде положительной кривизны (положительного скачка) кривой и затем ее падения снова до предыдущего максимального значения. Кроме того, отклонение во времени означает, что значения кривой изменения температуры (или кривой) понижаются после определенного действия в виде отрицательной кривизны (отрицательного скачка) кривой и затем ее возрастания снова до предыдущего минимального значения. Вышеупомянутое определение оценочной температуры состоит из двух этапов, к которым относятся: измерение отклонения и определение экстремального отклонения, являющегося оценочной температурой. Измерение отклонения означает, что наблюдение за кривой изменения температуры во времени происходит путем непрерывного ее считывания. Экстремальная оценка может быть измерена сравнением двух последовательных значений температуры так, что она определяется, только если достигнуто экстремальное значение отклонения. Настоящее изобретение может быть использовано для анализа следующего явления. Когда во время работы парогенераторной устройства жидкость пополняется так, что она присоединяется к жидкости, которая всегда имеется в бойлере, и направляется в окрестность места, в котором датчик температуры ее измеряет, то вновь пополняемая холодная жидкость вызывает понижение температуры до минимального значения. Тогда уже всегда присутствующая горячая жидкость будет смешиваться с вновь пополняемой холодной жидкостью и снова повысит температуру, измеряемую датчиком. Этот нисходящий пик кривой изменения температуры по времени относится к отрицательному скачку температуры, амплитуда которого зависит от уровня жидкости в бойлере. Когда парогенераторная система находится в рабочем состоянии, повышение температуры вызвано работой нагревательного устройства. Даже после отключения нагревательного устройства, температура все еще будет повышаться до максимальной величины, потому что нагревательное устройство аккумулировало тепло. Затем температура, измеренная датчиком температуры, снова уменьшится после достижения определенной максимальной величины, которая зависит от уровня жидкости в бойлере - более высокий уровень жидкости в большей степени аккумулирует тепло от нагревательного устройства после того, как оно отключится. Этот восходящий пик кривой изменения температуры во времени относится к положительному скачку температуры. Способ настоящего изобретения может использоваться для того, чтобы точно проанализировать уровень жидкости в обеих ситуациях, измеряя температуру с отрицательным скачком, или температуру с положительным скачком, находя ее экстремальные значения.

По определенному варианту выполнения предпочтительным является то, чтобы отклонение температуры во времени было инициировано при включении нагревательного устройства для нагревания жидкости. Этот вариант выполнения относится к вышеупомянутому описанному случаю, в котором парогенераторная система приводится в действие таким образом, что температура повышается при работе нагревательного устройства. В этом варианте выполнения отклонение во времени это - положительный скачок температуры.

Предпочтительно, уровень жидкости определяется как низкий, если измеряемая температура больше или равна первому низкому пороговому уровню. Имея дополнительное реперное значение, например, температуру в начале нагревания или температуру, при которой нагревательное устройство выключается, величина оценочной температуры необходима только для определения уровня жидкости в бойлере.

По варианту выполнения изобретения, нагревательное устройство остается включенным до тех пор, пока температура будет больше или равна первому пороговому значению температуры. В этом варианте выполнения это соответствует времени для того, чтобы начать измерение экстремального значения температуры. После прохождения порогового значения температуры и выключения нагревательного устройства, температура все еще повышается до пика или максимального значения прежде, чем она снова понизится таким образом, что кривая изменения температуры во времени опишет положительный скачок.

В определенном варианте выполнения уровень жидкости определяется как низкий, если разница между величиной оценочной температуры и значением первого порогового уровня температуры больше или равна второму нижнему пороговому уровню. Второй нижний пороговый уровень устанавливается по разнице температурных показаний. Такой вариант выполнения предназначен для определения уровня жидкости во время запуска парогенераторной устройства.

По другому варианту, отклонение температуры по времени вызвано наполнением жидкости в бойлер. Этот вариант выполнения относится к вышеупомянутому описанному случаю, в котором жидкость наполняет бойлер на основе регулярно повторяющейся процедуры для поддержания уровня жидкости внутри бойлера после удаления из него пара. В этом варианте выполнения отклонение во времени дает отрицательный скачок температуры.

С этой точки зрения предпочтительно, чтобы определение уровня жидкости, базировалось на разнице между сравниваемой температурой и оценочной температурой, когда сравниваемая температура измеряется в начале операции наполнения бойлера жидкостью. Таким образом, когда сравниваемая температура измеряется в начале или непосредственно перед запуском операции наполнения, может быть получено реперное значение для определения уровня жидкости, которое ясно показывает понижение температуры, вызванное, наполнением заранее определенного количества жидкости. Из-за предварительно определенного количества, способ позволяет сравнивать ожидаемое понижение температуры с фактическим значением, чтобы определить уровень жидкости в бойлере.

По предпочтительному варианту настоящего изобретения, температура сравнения измеряется после того, как пройдет время необходимое для удаления пара из бойлера, большее или равное пороговому значению парообразования. После удаления пара за некоторый период времени, фиксированный объем жидкости, так или иначе, должен снова наполнить бойлер, чтобы поддержать в нем достаточный уровень жидкости. Изобретение позволяет объединить эти операции, автоматически повторяя операцию пополнения со способом обнаружения уровня жидкости по настоящему изобретению.

Если пополнение бойлера не достаточно, порог парообразования меняется в зависимости от уровня жидкости, как это определено выше. Таким образом, если, несмотря на пополнение, уровень жидкости определяется как низкий, временной интервал, пока следующий фиксированный объем жидкости снова не пополнит бойлер, сокращается, устанавливая порог парообразования на заранее определенный уровень. Для случая, когда определен высокий уровень жидкости, интервал пополнения увеличивается, повышая порог парообразования.

В другом предпочтительном варианте выполнения приходят к заключению, что резервуар, из которого насос снабжает бойлер жидкостью, пуст, если уровень жидкости внутри бойлера не повышается, несмотря на работу насоса. В этом случае настоящее изобретение может также использоваться для обнаружения и индикации того, что резервуар жидкости, от которого питается бойлер, пуст. Поэтому способ настоящего изобретения может быть приемлем для управления бойлером полностью заполненным жидкостью и только требуется единственный датчик температуры.

По изобретению также обеспечивается парогенераторное устройство и бытовые приборы, которые гарантируют те же самые преимущества, которые описаны выше.

Эти и другие особенности изобретения будут очевидны и объяснены со ссылкой на варианты, описанные в дальнейшем.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - схематическое изображение парогенераторного устройства по настоящему изобретению.

Фиг.2 - блок-схема начального измерения уровня воды.

Фиг.3 - блок-схема измерения уровня воды во время парообразования.

Фиг.4 - блок-схема обнаружения пустого водяного резервуара.

Фиг.5 - блок-схема другого алгоритма обнаружения пустого водяного резервуара.

Фиг.6 - блок-схема обнаружения пустого водяного резервуара в установившемся режиме.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ

На фиг.1 схематически показано парогенераторное устройство 10 по настоящему изобретению. Устройство 10 парогенератора содержит водяной бойлер 12, изготовленный соединением, по меньшей мере, двух штампованных металлических корпусов из нержавеющей стали. Бойлер 12 имеет плоскую часть основания 16 и установлен в пластмассовом кожухе в горизонтальном положении. Возможны также другие ориентации, отличные от горизонтального положения. Плоская часть основания 16 бойлера 12 соединена с нагревательным прибором 14, содержащим нагревающуюся пластину 15 и нагревательный элемент 22, который соединен с нагревающейся пластиной 15, образуя интерметаллический слой или литую заготовку для улучшения теплопередачи. Нагревающаяся пластина изготовляется из алюминия, алюминиевого сплава или из других материалов, которые могут также использоваться, имея хорошую высокотемпературную проводимость. Нагревающаяся пластина 15 содержит плоскую верхнюю часть 18 и прикреплена своей плоской верхней частью 18 к плоской части основания 16 корпуса 12 с образованием интерметаллического слоя 20. Интерметаллический слой 20 может быть образован сваркой, пайкой высокотемпературным припоем, пайкой мягким припоем и т.п. Нагревательный элемент 22 также прикреплен к нагревающейся пластине 15, образуя интерметаллический слой, образованный сваркой, пайкой высокотемпературным припоем, пайкой мягким припоем, аналогичными способами соединения, гарантирующими хороший коэффициент теплопередачи. Дополнительно, нагревательный прибор 14 содержит датчик 24 температуры для измерения температуры T, которая является температурой воды в бойлере 12. Бойлер 12 парогенераторного устройства 10, дополнительно оборудован предохранительным клапаном 32, электрическим паровым выходным клапаном 34 и водоприемником 36. Водоприемник 36 бойлера 12, соединен с электрическим водяным насосом 38, соединенным с водяным резервуаром 40, который, предпочтительно, содержит воду, но может также содержать другие жидкости, типа воды с определенными добавками. Между водяным насосом 38 и водоприемником 36, установлен вентилирующий клапан 42, позволяющий соединять бойлер 12 с водяным резервуаром 40, открытым для атмосферы. Дополнительно бойлер 12 соединен с паровым утюгом 46 через электрический выходной паровой клапан 34, и рукавом 44 доставки пара. Паровой утюг содержит пусковое устройство 48 выпуска пара. Электронный блок 26 управления соединен с водяным насосом 38, нагревательным элементом 22, датчиком 24 температуры, электрическим паровым выходным клапаном 34, и пусковым устройством 48 парового утюга 48. Такой электронный блок 26 управления управляет пользовательским интерфейсом с кнопками выбора уровня пара и светодиодами индикации состояния системы.

Пар, генерируемый устройством 10, может быть использован в бытовых приборах помимо парового утюга, показанного как предпочтительный вариант, таких как пароочиститель, паровая моечная устройство, активная гладильная доска, сауна для лица, пароварка, кофеварка и т.п. Датчик температуры 24 используется для того, чтобы обнаружить изменения уровня воды в бойлере 12. Когда уровень воды ниже некоторого значения или бойлер 12 пуст, электронный блок 26 управления активирует насос 38 на определенный период времени, чтобы накачать воду в бойлер 12 для того, чтобы поднять уровень воды. Вентилирующий клапан 42 обеспечивает соединение бойлера 12 с атмосферой, чтобы предотвратить ситуацию, при которой бойлер 12 может быть переполненным водой, если во время охлаждения после работы, в бойлере 12 образуется вакуум. Датчик 24 температуры может быть установлен на нагревающейся пластине 15 (как показано). В этом случае, местоположение датчика 24 температуры должно быть близлежащим к области, имеющей хороший тепловой контакт с водой в бойлере 12, чтобы должным образом измерять температуру воды. Предпочтительно, чтобы датчик температуры 24 был расположен под водоприемником 36 (как показано) таким образом, чтобы поступающая вода поступала в область измерения температуры датчиком 24. Альтернативно, датчик температуры 24 может быть установлен на стенках бойлера 12, тогда вода, поступающая через водоприемник 36, должна быть направлена течением вниз по внутренней поверхности стенки к области измерения температуры датчиком 24. Если измеряемая температура, ниже установленного значения, давление также, ниже требуемого уровня. В этом случае электронный блок 26 управления активирует нагревательный элемент 12. Если датчик температуры 24 сигнализирует о том, что температура воды достигает или превышает заданное значение температуры, нагревательный элемент 22 выключается электронным блоком 26 управления. Это - простой способ управлять давлением пара в бойлере 12. После активации пускового устройства 48 выпуска пара воздух будет выходить вместе с паром.

На фиг.2 показана блок-схема начального измерения уровня воды. Эта последовательность операций выполняется электронным блоком 26 управления, когда парогенераторное устройство 10 начинает работать. На этапе S100 запускается последовательность операций, когда на парогенераторное устройство 10 подается напряжение. На следующем этапе S102, вода внутри бойлера 12 нагревается после включения нагревательного устройства 14. После включения нагревательного устройства 14 на этапе S102 температура воды внутри бойлера 12 и следовательно температура T, измеряемая датчиком температуры 24 увеличивается, то есть кривая изменения температуры во времени отклоняется в сторону ее возрастания. На этапе S104 последовательность операций продолжается до тех пор, пока температура T, измеряемая датчиком температуры 24, не достигнет, или не превысит первого порогового значения температуры T_th1 (на фиг.2 показан только знак ">", но знак "≥" имеет то же самое действие. Здесь это применимо для всего раскрытия, где используется знак ">" или "≥"). Чтобы проверить, достигнуто ли первое пороговое значение температуры T_th1, производится соответствующее измерение температуры. В этом отношении, автоматическое текущее измерение указывает на то, что температура T измеряется непрерывно, и она проверяется с тем, чтобы определить, насколько отдельные измеренные значения температур полностью соответствуют требуемым условиям. Как только первое пороговое значение температуры T_th1 достигнуто или превышено, последовательность операций переходит к этапу S106, на котором нагревательное устройство 14 выключается. Выключение нагревательного устройства заставляет далее температуру T повышаться до максимального значения температуры T_max, из-за высокой температуры, аккумулированной в нагревающейся пластине 15. После достижения максимума температура снова падает до значения только что упомянутого отклонения температуры во времени. На этапе S108 температура T снова измеряется датчиком 24 температуры, как только будет достигнуто первое пороговое значение температуры T_th1. Как только температура уменьшится, самое высокое значение температуры T_max, то есть максимальная величина запоминается в памяти электронного блока 26 управления как величина оценочной температуры T_ev. На этапе S110 уровень воды рассматривается как низкий, если величина оценочной температуры T_ev равна или больше уровня первого низкого порога T_lowl, где уровень первого низкого порога T_lowl представляет величину X градусов. Альтернативно, на этапе S110 уровень воды можно также рассмотреть как низкий, если разница величины оценочной температуры T_ev минус первое пороговое значение температуры T_th1 равна или больше второго низкого порогового значения температуры T_lOW2, которая является Δ - оценкой X градусов. Для случая, когда уровень воды определен как низкий, этап Sl12 направляет последовательность операций к этапу Sl14, на котором предопределенное количество воды накачивается в бойлер 12, воздействуя на водяной насос 38 в течение заранее определенного фиксированного периода времени равного X секунд. Другими словами, последовательность операций переходит к этапу Sl14. В любом случае последовательность операций достигает этапа Sl16, где измерение начального уровня воды приводит к окончанию последовательности выполнения операций. Подводя итог вышеупомянутой последовательности операций, во время запуска парогенераторного устройства 10, электропитание нагревательного устройства 14 включается таким образом, чтобы температура воды и температура T, измеряемая датчиком 24 температуры достигли определенного значения. Затем электропитание нагревательного устройства 14 выключается. После выключения электропитания нагревательного устройства 14, всегда возникает скачок температуры, величина которого зависит от уровня воды в бойлере 12. Чем выше уровень воды, тем ниже скачок температуры. На основании скачка может быть измерен начальный уровень воды, чтобы начать качать воду в бойлер 12, если уровень воды определен как низкий.

На фиг.3 показана блок-схема измерения уровня воды во время парообразования. Эта последовательность операций неоднократно выполняется во время парообразования, выполняемого устройством 10. Во время нормального процесса глаженья заранее определенное фиксированное количество воды будет накачано в бойлер 12 после парообразования в течение определенного аккумулированного времени. Эта операция вторичного наполнения должна быть выполнена так или иначе, чтобы быть уверенным в том, что вода снова наполнит бойлер 12 после извлечения пара в течение определенного аккумулированного периода времени. Вторичное наполнение воды вызовет отрицательное отклонение температуры во времени, которое является в этом случае температурой с отрицательным выбросом в датчике 24 температуры, потому что относительно холодная вода направляется к месту расположения датчика 24 температуры. В пределах короткого интервала уже существующая горячая вода в бойлере 12 смешивается со снова наполняемой холодной водой таким образом, что температура T снова повышается. Величина отрицательного скачка, то есть минимальная температура после каждого пополнения зависит от уровня воды внутри бойлера 12. Чем выше уровень воды внутри, тем меньше значение отрицательного скачка. Такое измерение уровня воды во время парообразования теперь более подробно описывается, со ссылкой на фиг.3. Последовательность операций измерения уровня воды начинается после того, как выпускается пар при нажатии на пусковое устройство 48 выпуска пара. На этапе S202 период времени, в течение которого было нажато пусковое устройство 48, запоминается в памяти электронного блока 26 управления. Этап S204 гарантирует, что последовательность операций перейдет к этапу S206 только после запоминания времени выпуска пара, большему или равному порогу парообразования, который представляет собой величину X секунд. На этапе S206 водяным насосом 38 управляют в течение заранее определенного фиксированного периода времени X секунд. Заранее определенный период времени может быть выбран, исходя из производительности насоса, чтобы перекачать фиксированный объем воды из водного резервуара 40 в бойлер 12. Также на этапе S206 температура T, измеряемая датчиком 24 температуры, запоминается непосредственно до или одновременно с началом работы насоса. Эта температура в начале пополнения сохраняется в памяти электронного блока 26 управления как температура сравнения T₁. Время пополнения может быть также отрегулировано в зависимости от различных значений температур и давлений, и времени нажатия пускового устройства 48 выпуска пара, чтобы гарантировать, что каждый раз то же самое количество воды будет перекачено в бойлер 12. После перекачивания воды в бойлер 12, на этапе S208 проверяется температура датчика 24 температуры, в то время как она понижается, до тех пор, пока снова не начнет повышаться. В этом отношении оперативное текущее измерение предназначено для того, чтобы температура измерялась непрерывно и проверялась, насколько отдельные измеренные значения температуры соответствуют заданным условиям, то есть достигли минимального уровня. Тогда самая низкая температура T_min, то есть минимальное значение температуры, запоминается как величина оценочной температуры T_ev в памяти электронного блока 26 управления. Из-за ожидания, пока не будет достигнута минимальная величина, датчик 24 температуры может остыть полностью, чтобы измерять уровень воды более точно. После этого, на этапе S210 уровень воды определяется как низкий, если разница температуры сравнения T₁ минус значение расчетной температуры T_ev равна или больше третьего низкого уровня порога T_1OW3, где третий низкий уровень порога представляет собой Δ - оценку Х градусов. На этапе S212 последовательность операций может перейти на этап S216, если уровень воды определен как низкий, и на этап S214, если уровень воды определен как высокий. На этапе S214 порог парообразования увеличен, чтобы увеличить интервал от одного перекачивания воды водяным насосом 38 до следующего. На этапе S216 порог парообразования установлен на заранее определенном значении, тем самым определен интервал от одного перекачивания воды в бойлер 12 до следующего. После этапа S216 последовательность операций переходит на этап S218, где заранее определенное количество воды накачано в бойлер 12, включением водяного насоса 38 в течение заранее определенного периода времени. После этапа S214 и этапа S218 последовательность операций возвращается к этапу S200, где она перезапускается. Два действия вызовут повышение или понижение температуры во время нормальной операции, а именно, парообразования и накачивания воды в бойлер 12. Величина понижения температуры во время накачивания воды в бойлер 12 имеет большее значение, чем величина понижения температуры из-за парообразования, когда объем накачанной воды - достаточно большой. Альтернативно к вышеупомянутому описанию уровень воды может быть проверен на этапе S210 на основании только значения T_ev. В этой альтернативе уровень воды определен как низкий, если величина оценочной температуры T_ev меньше или равно четвертому низкому пороговому уровню T_low4.

Подобно обнаружению воды в бойлере могут использоваться следующие две последовательности операций, чтобы определить, прибывает ли вода из водяного резервуара 40 в бойлер 12.

На фиг.4 показана блок-схема обнаружения пустого водяного резервуара. Эта последовательность операций выполняется электронным блоком 26 управления на определенных интервалах или после того, как последовательность операций на фиг.3 определила несколько раз, что уровень воды низкий. Эта последовательность начинается на этапе S300 и восстанавливается после того, как метка установится в 0 на этапе S302. Этапы S304 и S306 идентичны ранее описанным этапам S206 и S208, соответственно, таким образом, что их описание не повторяется. После того, как последовательность операций достигает этапа S308, принимается решение о том, действительно ли значение температуры сравнения T₁ минус значение оценочной температуры T_ev меньше первого порогового значения T_em1 пустого резервуара, представляющей собой Δ оценку X градусов (фиг.4 только показывает знак "<", но знак "≤" имеет то же самое действие - это применимо здесь для всего раскрытия, где используется "<" или "≤"). Если на этапе S308 определено, что это не тот случай, последовательность операций переходит на этап S320, где принимается решение о том, что водяной резервуар не пуст и следует обычное окончание на этапе S322. Если на этапе S308 определено, что разница между температурой сравнения T₁ и величиной оценочной температуры T_ev меньше первого порогового значения температуры T_em1 пустого резервуара, последовательность операций переходит на этап S310, где определяются последующие действия, если метка установлена в 1. Если это не соответствует условию, на этапе S312 будет выполнено одно более продолжительное перекачивание, когда пусковое устройство 48 выпуска пара будет разблокировано и парообразование закончится. После этого перекачивания метка установится в 1 на этапе S314, и последовательность операций возвратится на этап S304. Если на этапе S310 метка установится в 1, водяной резервуар определяется как пустой на этапе S316 и при заполненном водяном резервуаре, последовательность операций начинается на этапе S318, который показан на фиг.6. Подводя итог вышесказанному, величина разницы между температурой сравнения T₁ и оценочной температурой T_ev сравнивается с первым пороговым значением температуры T_em1 пустого резервуара. Если величина разницы не ниже значения первого порога температуры T_em1 пустого резервуара, будет сделано одно, более продолжительное перекачивание, когда пусковое устройство 48 выпуска пара будет разблокировано и парообразование закончится. Если разница снова не меньше значения первого порога температуры T_em1 пустого резервуара, водяной резервуар определяется как пустой.

На фиг.5 показана блок-схема обнаружения другого водяного резервуара. Эта последовательность выполнения операции может быть выполнена электронным блоком 26 управления альтернативно последовательности, приведенной на фиг.4. Последовательность начинается с этапа S400. Два этапа после этого, а именно S402 и S404, идентичны вышеупомянутым, описанным этапам S206 и S208, соответственно. После этого на этапе S406 определяется, действительно ли разница температуры сравнения T₁ минус величина оценочной температуры T_ev меньше значения температуры второго порога T_em2 пустого резервуара, где второй порог T_em2 пустого резервуара, является Δ - оценкой X градусов. Если это не так, то на этапе S412 определяется, что водяной резервуар 40 не пуст и на этапе S414 следует обычное окончание последовательности. Если результат, полученный на этапе S406 положителен, водяной резервуар 40, определяется как пустой на этапе S408. Этап S408 сопровождается этапом S410, на котором выполняется последовательность операции фиг.6 для пустого водяного резервуара. В только что описанной последовательности выполнения операции на фиг.5 второй порог T_em2 пустого резервуара заранее определен, исходя, главным образом, из объема воды, заполняемой в бойлер 12 каждый раз, когда включается водяной насос 38. Поэтому второе пороговое значение T_em2 пустого порогового резервуара может быть отрегулировано, исходя из объема воды, если объем изменяется.

На фиг.6 показана блок-схема последовательности выполнения операций для пустого водяного резервуара. Для пустого водяного резервуара в последовательности выполнения операций будут выполнены следующие этапы. Во-первых, на этапе S500 имеется указание потребителям о том, что водяной резервуар 40 пуст, включением световой индикации пустого водяного резервуара. На следующем этапе S502 выпускной клапан 34 заблокирован, чтобы остановить парообразование, которое приводит к другой индикации для потребителей о том, что водяной резервуар 40 пуст. После этого, на этапах S504 и S506, пусковое устройство 48 выпуска пара блокируется на некоторый временной период Х секунд. Это позволяет избежать холостого хода водяного насоса 38 при перекачивании, когда водяной резервуар 40 пуст и поэтому защищает водяной насос 38 от любого повреждения. После периода ожидания этапа S506 на этапе S508 пусковое устройство 48 выпуска пара разблокируется так, что потребителю разрешается нажать на пусковое устройство 48 выпуска пара, чтобы перезапустить систему. Когда пусковое устройство 48 выпуска пара нажато, этап S510 направляет последовательность операций на этап S512, где последовательность операций выполняется таким образом, чтобы показанная на фиг.4 или фиг.5 последовательность операций обнаружения пустого водяного резервуара началась снова, в которой вода сначала будет перекачиваться из водяного резервуара 40 в бойлер 12.

Эквиваленты и модификации, не описанные выше, могут быть также использованы, не отступая от объема изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к способу определения уровня жидкости в бойлере. Бойлер имеет датчик температуры для измерения температуры (Т), которая является показательной температурой жидкости внутри бойлера. При этом инициируют отклонения температуры (Т), измеряемой датчиком температуры, во времени. Определяют оценочную температуру (T_ev), считанную датчиком температуры после инициирования отклонения. Определяют уровень жидкости, по меньшей мере, на основании оценочной температуры (T_ev). Величину оценочной температуры (T_ev) определяют путем текущего контроля отклонения и определения экстремального значения (Т_max, T_min) отклонения как оценочной температуры (T_ev). Для определения экстремального значения а) определяют максимальную температуру между возрастанием температуры и падением температуры или b) определяют минимальную температуру между падением температуры и возрастанием температуры. Дополнительно настоящее изобретение относится к парогенераторному устройству, адаптированному для осуществления такого способа, а также к бытовым приборам, имеющим такие парогенераторные устройства. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ определения уровня жидкости в бойлере (12) устройства (10), имеющего датчик (24) температуры для измерения температуры (Т), которая указывает на температуру жидкости внутри бойлера (12), содержащий этапы, на которых:
- инициируют отклонение температуры (Т) во времени, считанную датчиком (24) температуры;
- определяют величину оценочной температуры (T_ev), считанную датчиком (24) температуры после инициирования отклонения; и
- определяют уровень жидкости исходя из, как минимум, оценочной температуры (T_ev),
отличающийся тем, что величина оценочной температуры (T_ev) определяется измерением отклонения и определением экстремальных значений (T_max, T_min) отклонения как оценочной температуры (T_ev), при этом для определения экстремального значения а) определяют максимальную температуру между возрастанием температуры и падением температуры или b) определяют минимальную температуру между падением температуры и возрастанием температуры.

2. Способ по п.1, в котором отклонение температуры (Т) во времени вызвано включением нагревательного устройства (14) для нагревания жидкости.

3. Способ по п.1, в котором уровень жидкости определяется как низкий, если величина оценочной температуры (T_ev) больше или равна значению температуры (T_low1) первого низкого порогового уровня.

4. Способ по п.2, в котором нагревательное устройство (14) остается включенным до тех пор, пока температура не станет большей или равной значению температуры (T_th1) первого порогового уровня.

5. Способ по п.4, в котором уровень жидкости определяется как низкий, если разница между величиной оценочной температуры (T_ev) и значением температуры (Т_th1) первого порогового уровня больше или равна значению температуры (T_low2) второго низкого порогового уровня.

6. Способ по п.1, в котором отклонение температуры (Т) во времени вызвано наполнением жидкости в бойлер (12).

7. Способ по п.6, в котором уровень жидкости определяется на основании разницы между температурой сравнения (T₁) и оценочной температурой (T_ev), причем температура сравнения (T₁) измеряется, когда начинается наполнение жидкости в бойлер (12).

8. Способ по п.7, в котором температура (T₁) сравнения, измеренная после некоторого времени, необходимого для удаления пара из бойлера (12), больше или равна пороговому значению температуры парообразования.

9. Способ по п.8, в котором пороговое значение температуры парообразования изменяется в зависимости от определенного ранее уровня жидкости.

10. Способ по п.1, в котором делается вывод о том, что резервуар жидкости (40), из которого насос (38) перекачивает жидкость в бойлер (12), пустой, если уровень жидкости внутри бойлера (12) не повышается, несмотря на работу насоса.

11. Парогенераторное устройство (10), содержащее бойлер (12) для хранения жидкости и пара, датчик (24) температуры для измерения температуры (Т), которая является показателем температуры жидкости внутри бойлера (12), причем датчик (24) температуры расположен с внешней стороны бойлера (12), и электронное устройство (26) управления, которое адаптировано для осуществления способа по п.1.

12. Бытовой прибор, содержащий парогенераторное устройство по п.11.

13. Бытовой прибор по п.12, который является кофеваркой, паровым утюгом, паровой кастрюлей, паровой моечной машиной, сауной для лица или устройством для приготовления пищи, требующим тепловой обработки.