CN101743776A - 节省能量的炉灶面 - Google Patents

Abstract

依据一个实施方式，当不存在烹饪容器时，炉灶面中的能量节省是通过减少提供给燃烧器(314)的能量来达到的。感测器(120)将存在或不存在烹饪容器的信息通讯到控制器(110)。当存在烹饪容器时，控制器(110)通过数字到模式转换器(112)对阀(130)发信号，以允许能量不受限制地流动到燃烧器(314)。当不存在烹饪容器时，控制器(110)对阀(130)发信号以限制通向燃烧器(314)的能量的流量。

Description

节省能量的炉灶面

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2007年7月16日(16.07.2007)提交的早先提交的美国临时申请序号No.60/959,559的权益以及于2007年7月19日(19.07.2007)提交的早先提交的美国临时申请序号No.60/961,108的权益，上述申请为了全部目的通过引用并入本说明书。

发明背景-发明领域

本发明大致上涉及炉灶面(cooktop)和炉灶(range)(被界定为整合的炉灶面和炉子(oven))的领域，且特别是包括能量节省特征的炉灶面或炉灶，在平底锅或其它烹饪容器被从燃烧器移除时，该能量节省特征减少或移除施加到燃烧器的热量。

在机构或商业设施中的烹饪是非常紧张忙碌的事情。厨师们通常竞相同时完成多种菜肴，这可导致他们采取任何实用的快捷方式。在这种情况中，在平底锅没有就位时燃烧器消耗能量是常见的。

在商业设施中，商业厨房靠近每平方英尺的最大能量使用的列表的顶部，并且因此提供一些用于减少被消耗能量的量的最佳机会。根据炉灶面上存在烹饪容器来自动化控制气体、电力或其它燃料，可以产生显著的能量节省。

大多数企业主们越来越意识到需要节约能量以及其它自然资源。消费者情绪以及监管环境要求企业主们把握每个合理的机会来保护环境。另外，很多这些企业主对节省具有强烈的个人兴趣。因此，产品比如使用较少能量的炉灶面具有强劲的以及迅速地增长的市场需求。

在使用较少能量的炉灶面的情况中能量节省被增加。大多数商业厨房要求实质上的空气调节能力，以便为厨房职员保持合理的舒适环境。通过主要的烹饪设备比如炉灶面来减少能量使用，来通过减少所需的空调器制冷量提供次要利益。

另外，劳动力短缺是商业厨房的运营者面临的最大问题之一。改进商业厨房中的工作条件的革新将起到增加厨房工作的吸引力的作用。通过使用消耗较少能量的炉灶面，企业主们将能够为他们的雇员们提供更舒适的环境而不增加他们的运营成本。

发明背景-现有技术

先前的发明人们已经努力去感测烹饪容器在炉灶面的燃烧器上的定位。例如，Smolenski等人在2002年2月发布的美国专利6,350,971中感测了平底锅在陶瓷或玻璃炉灶面上的横向或转动运动，以便减少错误地发出“煮干”情况的可能性。在真实的“煮干”情况存在时，他们还努力减少施加到燃烧器的能量。然而，他们不探测平底锅存在或不存在，当平底锅不存在时他们也不减少通向燃烧器的能量以便节省能量。

在类似的文献中，Smith在1982年6月发布的美国专利4,334,135中描述了一种探测烹饪容器在燃烧器上被放置成偏离中心的情况的方法，但是没有描述本发明的优势。

其他发明人，包括Scott在1999年11月发布的美国专利5,977,523中，以及Gross等人在1996年2月发布的美国专利5,491,423中，描述了用于探测被放置在玻璃陶瓷炉灶面上的壶(pot)的尺寸以便燃烧器的恰当部分被激励的装置。该技术保护炉灶面的未被壶覆盖的部分不受到可能损坏炉灶面的表面的过高的温度。

一些发明人已经描述了用于探测燃烧器上存在或不存在平底锅的感应式感测器的使用，但是此方法中固有的难点已经迫使将应用限制到复杂的且具体的实施。感应式感测器还具有只对金属平底锅有效的弱点。

例如，Scott在1999年5月发布的美国专利5900174中，描述了一种使用放置成靠近电气燃烧器的感应式感测器的方法，该方法必须跟踪两次单独的信号降低，以试图将壶的移除与燃烧器经过其居里温度(Curietemperature)的转换区分开。

类似地，Turetta等人在1995年6月发布的美国专利5,424,512中，描述了一种探测平底锅的存在的方法，该方法要求感应式感测器被直接地放置在加热元件和玻璃陶瓷炉灶面的表面之间。不幸的是，一些工业环境不太适合于电子感测器的可靠的部署。

最后，Essig等人在1994年3月发布的美国专利5,296,684中，描述了一种通过感测信号改变的速率而不是信号的强度，来克服感应式感测器的使用中固有的弱点的尝试。

概述

依据一个实施方式，当不存在烹饪容器时，炉灶面或炉灶中的能量节省是通过减少提供给燃烧器的能量达到的。感测器将烹饪容器的存在或不存在的信息通讯到控制器。当存在烹饪容器时，控制器对阀发信号以允许能量不受限制地流动到燃烧器。当不存在烹饪容器时，控制器对阀发信号以限制通向燃烧器的能量的流量。

附图-图片

图1A为第一实施方式的方框图。

图1B为第一实施方式中要求的数字到模拟缓冲器电路的实施方式的方框图。

图2为电场电极的实施方式的透视图。

图3A为安装在炉子(stove)中的电场电极的实施方式的透视图。

图3B为图3A的实施方式的横截面图。

图4为控制第一实施方式的软件的流程图。

图5A为用于电场电极的可选择的实施方式的透视图。

图5B为图5A的可选择的实施方式的详细视图。

图6为由电动机驱动的手动旋转气体阀的透视图。

图7为安装在炉子中的光学探测器的透视图。

图8为安装在炉子中的超声探测器的透视图。

图9为在进入能量节省模式时减少气体的流动的可选择的管道系统的透视图。

图10为包括键盘和显示器的可选择的实施方式的方框图。

详细描述-第一实施方式-图1-4

图1A中示出了节省能量的炉灶面系统的一个实施方式的方框图。微控制器110被连接到数字到模拟转换器112以及电场感测器120。电场感测器120包括电场感测集成电路122、电场电极128、信号连接124、以及屏蔽连接126。信号连接124被附加到集成电路122以及附加到电极128。屏蔽连接126仅被附加到集成电路122。电极128被安装成靠近炉灶面的一个燃烧器(该图中未示出)。

数字到模拟转换器112将微控制器110与电子控制阀，也称作螺线管阀130连接。阀130包括气体入口132、气体出口134以及螺线管136。螺线管136的电引线(electrical lead)中的一个被连接到标准直流电源供应装置(未示出)。螺线管136的另一电引线被连接到数字到模拟转换器112。

在操作时，图1A中示出的实施方式感测在炉灶或炉灶面的燃烧器上存在或不存在烹饪容器。集成电路122驱动信号连接124上的电压波形。该电压波形引起电极128产生低电平电场。集成电路122探测由物体移动进入和离开电场引起的电场荷载的变化。电场荷载的变化是由于电极和电气接地之间的总电容的变化。因此，待被探测的物体不需要是金属的。相反，它们必须是导电的或必须具有和空气不同的介电常数。发明人当前优选使用Freescale Semiconductor生产的MC33941电场感测器装置，因为它支持足够的电极以控制大多数炉灶上的所有燃烧器。然而，其它集成电路可以容易地被代替。

如将是本申请中的情况，集成电路122产生辅助信号，该辅助信号在电极128被远程地定位时可以被使用。由于一般集成电路的上限操作温度的限制，包含集成电路122的印刷电路板通常将被安装成离开任何燃烧器至少25厘米。相反地，电极128应被定位成靠近燃烧器，以便在平底锅被放置在燃烧器上时以及从燃烧器移走时使其产生的信号的大小最大化。集成电路122的辅助信号被加入到屏蔽连接126。辅助信号为在信号连接124上被驱动的电压波形的副本。信号连接124和屏蔽连接126之间的电流流量和它们之间的电压差值成比例。因此，如果屏蔽连接126被保持接近于信号连接124，则电极128可以被远程地定位成离开集成电路122，同时对信号连接124中流动的电流的影响最小。

集成电路122测量信号连接124中流动的电流并将结果转换成在其引脚中的一个上输出的直流电压。微控制器110的模拟到数字转换器输入被连接到集成电路122的直流电压输出引脚。因此，通过实现电压的连续的模拟到数字转换，微控制器110可以产生电极128上的电场载荷对时间的数字记录。

当电能被施加到系统时，校准程序被实施。微控制器110进行由集成电路122输出的直流电压的若干模拟到数字的转换、求读数的平均值并将结果储存为基准值。

初始地，由图1A的实施方式控制的燃烧器被启用。即，电子控制阀130通过去激励螺线管(de-energizing solenoid)136被放置在其打开位置。这允许气体从气体入口132自由流动到气体出口134。在本申请中，发明人当前优选使用常开阀，因为在系统出现故障时，在可以进行维修之前，将允许燃烧器在没有能量节省特征的情况下使用。然而，如果需要可以使用常闭阀。在此实施方式中，燃烧器通过激励螺线管136而被禁用，这引起阀关闭，从而防止气体从气体入口132流动到气体出口134。

微控制器110周期性地进行由集成电路122输出的直流电压的模拟到数字转换。生成的值可以由于平底锅被移动到邻近的燃烧器上、食物掉落到电极128上、人们移动穿过电场以及各种各样的其它缘由而发生微小变化。这些微小变化被并入基准值。例如，如果若干读数持续地略高于储存的基准值，则基准值被上调。

相反，如果在连续的读数中探测到较大的变化，则燃烧器的状态将通过微控制器110改变。在燃烧器被启用时模拟到数字读数的结果的大幅度降低指示平底锅已经被从燃烧器移除。当此种情况发生时，燃烧器被禁用。这是由微控制器110通过使其连接到数字到模拟转换器112的引脚的逻辑值反置来完成的。

类似地，当燃烧器被禁用时，模拟到数字读数的结果的大幅度增加指示平底锅已经被放置在燃烧器上。当此种情况发生时，燃烧器被启用。这是由微处理器110通过使其连接到数字到模拟转换器112的引脚的逻辑值反置来完成的。注意，读数的大幅度增加也可以在燃烧器已经被启用时发生。如果当系统被初始地激励时没有平底锅在燃烧器上，则这种情况可以达到。当电能被施加到系统时燃烧器被初始地启用。如果平底锅随后被放置在燃烧器上，则将观察到模拟到数字读数的大幅度增加。然而，这仅引起对基准值的调整。燃烧器保持启用。

在此实施方式中，燃烧器被启用或禁用，引起阀130被完全打开或完全关闭。阀130可能的中间位置的其它实施方式被考虑。在那些情况中，微控制器110和数字到模拟转换器112之间的连接将包括足够的导线以代表每种期望的状态。例如，三根导线可以代表八个不同的阀位置。然而，在此实施方式中，单根导线足够用于连接，并且转换器112的数字到模拟功能被减少到将微控制器110的低电压、低电流输出缓冲成适合于激励螺线管136的高电压、高电流信号。

微控制器110提供了一种用于可控制地对来自感测器120的输入作出反应的装置，以便调整阀130的状态。任何具有足够的数字输出和模拟到数字输入的微控制器可以被用于此功能。

图1B示出了微控制器110和阀130之间需要的数字到模拟缓冲的一个实施方式，即NPN达林顿晶体管(NPN Darlington transistor)比如Fairchild TIP 120。然而，应注意，可以使用能够将微控制器110的低电压、低电流输出转换成激励螺线管136所需的高电压、高电流信号的任何电路。电阻器R1和R2、晶体管Q1和Q2以及二极管D1为TIP 120达林顿晶体管的内部元件。外部连接是基极114、集电极116以及发射极118。基极114被连接到微控制器110，集电极116被连接到螺线管136，且发射极118被连接到电气接地。

当微控制器110输出逻辑1或正电压到基极B时，晶体管Q1和Q2导通，使螺线管136连接到地。因为螺线管136的另一引线被连接到直流电源供应装置(未示出)，因此螺线管136被激励。当微控制器110输出逻辑0或接近零电压到基极B时，晶体管Q1和Q2断开，使螺线管136从地分离并使螺线管136去激励。

图2示出了电场感测电极128的一个实施方式。通过使用高温粘合剂，电极导体210被安装到电极主体212。基于云母的陶瓷粘合剂是优选的，但是可以使用粘接陶瓷和金属同时耐高温的任何粘合剂。在此实施方式中，电极导体210为不锈钢的圆盘。可以使用耐机械冲击、高温以及化学物比如食物中存在的酸和溶剂的任何导电的材料。

在此实施方式中，电极主体212为石英陶瓷，但是可以使用耐高温、热冲击以及机械冲击同时为电绝缘体的任何材料。在电极128的此实施方式中，同轴电缆220的中心导体起到首先在图1中被描述的信号连接124的作用，且同轴电缆220的屏蔽导体起到首先在图1中被描述的屏蔽连接126的作用。信号连接124被电气地以及机械地连接到导体210。在此实施方式中，连接是由铜焊生成的。可选择地，点焊或通过导体210的中心的机械螺钉和螺母或类似装置可以被用于固定信号连接124。屏蔽连接126没有电气地连接到电极128。屏蔽连接126仅在其另一端电气地连接到集成电路122。

在此实施方式中，电极主体212的上部部分具有圆形横截面，以便在电极128被安装在具有在其中心包含开口的圆形燃烧器的炉子中时，使电极导体210的可能面积最大化。然而，应注意，在其它的环境中可以使用其它闭合的形状。电极主体212的下部部分具有矩形横截面。此下部部分还具有两个孔214A和214B，以便装配到托架，该托架将使电极128在炉子内保持在期望的位置。电极主体212包含布线通道216，该布线通道216从电极导体210所连接的表面延伸到电极主体212的另一端。同轴电缆220延伸穿过布线通道216，离开电极主体212的底部。

图3A示出了安装在炉子或炉灶面上部表面310中的电极128的一个实施方式的透视图。炉子上部表面310的一部分下凹，以形成燃烧器凹部312。燃烧器314被安装在燃烧器凹部312中的孔内，并且电极128被安装在燃烧器314的孔内。

图3B示出了安装在炉子或炉灶面上部表面310中的电极128的一个实施方式的横截面图。通过使用标准机械螺钉(未示出)穿过托架316中的孔来安装托架316，使电极128保持在适当位置，其中托架316中的孔与电极主体212中的安装孔214A和214B匹配。托架316进而通过任何便利的方法比如机械螺钉、自攻金属螺钉(self-tapping metal screw)、点焊或类似方法连接到炉灶面的结构构件318。

安装托架316的尺寸设计成使得电极导体210位于燃烧器310的顶部的稍微下方。当前优选1到1.5厘米的距离。导体210的布置越高，由燃烧器310上的平底锅的放置而产生的信号越强。然而，较高的布置也引起电极128需要耐受较高的温度。

图4示出了软件流程图的一个实施方式，其控制图1中描述的实施方式以实现期望的能量节省。该程序在标记410处开始。

接下来，如方框412中示出的那样，微控制器110的硬件寄存器被初始化。连接到感测器120的端口为模拟到数字转换器并且被设置成在软件命令时进行单个读数，而不是连续的转换。连接到数字到模拟转换器112的端口被设置成作为输出。计时器被设置成提供中断源，该中断源将周期性地把微控制器110从睡眠状态唤醒。

在硬件被初始化后，如方框414中示出的那样，感测器120必须被校准。由集成电路122输出的直流电压通过微控制器110转换成数字值。在合适的延迟之后，当前定义成为大约100毫秒，转换被重复。将直流电压转换成数字值然后等待这一过程应被重复若干次，以便随机的电气噪声可以被抵消。若干次读数的平均值随后被用于计算系统的下阈值。该下阈值被定义为若干读数的平均值减去系统的δ值(delta value)。

δ值是通过对安装在期望的炉子或炉灶面中的本系统的性能进行表征来确定的。在一般构造中，燃烧器上有和没有平底锅的模拟到数字转换的结果的差值将小于20单位。微控制器110应首先使用对于δ值的值20而被程序化。如果平底锅在燃烧器上的放置和移除不引起系统的正确操作，则δ值应被减小到19。此过程应该被重复直到产生系统的可靠操作的最大值被发现。此值为系统的δ值。

方框416显示了燃烧器被放置到其启用状态。这要求一值被写到微处理器110的被连接到数字到模拟转换器112的端口。写到该端口的值应把阀130放置在其打开位置。这将允许气体从气体入口132流动到气体出口134。注意，这意味着燃烧器在第一次被打开时将被激励，无论平底锅是否就位。虽然已经选择了此方法，因为其看起来更直观，但使得燃烧器在禁用模式中启动也将是可接受的。在那种情况中，燃烧器将不启动直到平底锅被放在其上面。

在方框418中，通过对集成电路122输出的直流值输出进行另一次模拟到数字转换，新值被读取。

方框420显示了流程图的第一决策点。来自模拟到数字转换的新值被与下阈值对比。如果新值大于或等于该阈值，则其被用于计算新阈值，如方框422中所示。通过从当前读数中减去系统的δ值，计算出新阈值。此过程允许系统适应改变的状态，比如平底锅被移动到邻近的燃烧器上。

如方框424中所示，微控制器110随后进入低电能睡眠状态达一短时间，大约100毫秒。当其被内部产生的计时器中断而从睡眠状态叫醒时，其跳回到方框418。

如果方框420中的新值小于低阈值，则可能引起燃烧器被禁用的序列被启动。在此情况中，新值指示平底锅已经被从燃烧器举起。然而，这可能由于普通烹饪技术比如炒或翻动平底锅的内容物。因此，燃烧器还没有被禁用。

方框426显示了系统等待预定的一段时间。此迟滞时间应该是过早触发和减少的能量节省之间的折衷。当前优选1到1.5秒范围中的值。

方框428显示了接下来的动作是通过将存在于集成电路122的输出上的直流电压转换成数字值来从集成电路122取回新值。

方框430显示了第二决策点。如果新值大于或等于下阈值，则燃烧器将保持启用并且接着将执行方框432。如果新值小于下阈值，则接下来执行方框434。

在方框432中，通过从方框428中取得的读数中减去系统的δ值，计算出新的下阈值。然后，系统跳到方框424并开始睡眠。

如果控制从方框430转到方框434，通过将一值写到激励阀130的螺线管136的数字到模拟转换器112，微控制器110禁用燃烧器。这引起阀130关闭，防止气体在阀入口132和阀出口134之间流动。

在燃烧器被禁用之后，方框436起到通过将方框428中从感测器120读取的最近的值加到系统δ值来计算上阈值的作用。

在方框438中，系统进入睡眠模式，时间长度等于方框424中睡眠的时间长度。在时间已经流逝之后，内部产生的计时器中断唤醒系统。

在方框440中，通过对由集成电路122输出的直流电压进行模拟到数字转换，从感测器120读取出新值。

在方框442中，新值被与上阈值对比。如果新值小于或等于上阈值，则方框444使用新值来计算新的上阈值，这是通过将新值加到系统δ值来完成的。系统随后跳到方框438。

如果来自方框440的新值大于上阈值，则系统跳到方框446。在方框446中，通过从来自方框440的新值中减去系统δ值，计算出新的下阈值。系统从方框446跳回到方框416，其中燃烧器被再次启用。

详细描述-其它实施方式-图5-10

图5A示出了电极128的一个可选择的实施方式的透视图。对于燃烧器比如在其中心没有孔的燃烧器510，电极128不能被适当地放置。在此情况中，电极520可以围绕燃烧器510的外侧安装。通过使用高温粘合剂或机械紧固件，电极520可以被附加到燃烧器凹部212。

图5B示出了电场感测电极的可选择的实施方式的细节。和关于电极128的情况一样，同轴电缆220的信号连接124被固定到电极导体524。同轴电缆220穿过布线通道526，该布线通道526为电极主体522中的孔。

图6示出了用于在进入或离开能量节省模式时控制气体的流动的可选择的一个实施方式。手动控制阀620包括阀主体622、阀杆624、气体入口132以及气体出口134。电动机630包括轴632以及主体634。电动机630的轴632使用耦合器640被连接到阀杆624。当阀杆624被顺时针转动到其完全范围时，气体入口132和气体出口134之间的气体的流动被启用。当阀杆624被逆时针转动到其完全范围时，气体入口132和气体出口134之间的气体的流动被禁用。

图7示出了用于探测在炉灶面上存在或不存在平底锅的感测器的一个可选择的实施方式。光学探测器710被安装在燃烧器314下面。光学探测器710包括发射器712和探测器714。当被激励时发射器712发射呈可见光谱或红外光谱的形式的电磁能量。如果平底锅716存在于燃烧器314上，则电磁能量将在朝着探测器714的方向上被反射回去。因此，探测器714被入射的电磁能量的激活发出平底锅716存在于燃烧器314上的信号。

如果光学探测器710以可见光谱的形式操作，则必须采取措施过滤掉周围光以避免探测器714的错误触发。例如，发射器712可以脉冲地关闭和打开。然后，探测器714的输出可以使用高通滤波器来处理以消除周围光照到探测器714的影响。通过探测器714观察到的光脉冲在时间上与由发射器712发射的光脉冲一致，指示平底锅716存在于燃烧器314上。

如果光学探测器710以红外光谱的形式操作，且如果光学探测器710关于燃烧器314被适当地放置，则周围发射不是问题。探测器714应定位成使得其不被来自燃烧器314的红外发射触发。需要考虑的因素包括探测器714关于将触发它的入射的红外能量的可允许的角度的特性、探测器714和燃烧器314之间的垂直距离，以及探测器714和燃烧器314之间的水平距离。如果需要，探测器714可以通过在其正面放置护罩718而与周围能量掩蔽开来。注意，来自平底锅716的周围发射将不会引起系统失灵。无论探测器714是在感测来自发射器712的反射的红外能量还是从热平底锅716发射的红外能量，探测器714的激活都将正确地指示平底锅716在燃烧器314上。

图8示出了用于探测炉灶面上存在或不存在平底锅的感测器的另一个实施方式。超声测距仪(ultrasonic range finder)810被安装在燃烧器314下面。测距仪810包括超声波发射器812以及超声波探测器814。发射器812输出超声波能量的脉冲。如果燃烧器314上存在平底锅716，则超声波能量被反射进入探测器814。因此，探测器814被入射的超声波能量的激活发出燃烧器314上存在平底锅716的信号。测距仪810应被定位成使得来自燃烧器314的反射不引起探测器814的错误触发。

图9示出了在系统进入能量节省模式时，引起气体流量减少但不是完全地阻断的气体管道系统的一个实施方式。很多厨师喜欢保持它们的炉灶面的炉篦(grate)是热的，以便在厨房中接到定单时促进快速的周转时间。在此实施方式中，能量节省模式中气体流量的减少代表此快速周转需求和最大可能地节省能量的量的期望之间的折衷。

在此实施方式中，气体入口132被连接到Y连接器912。Y连接器912的一个输出使用金属管道914被耦合到电子控制阀918。Y连接器912的另一个输出经由金属管道916被耦合到流量限制器920。阀918和流量限制器920使用金属管道922和924被耦合到第二Y连接器926。Y连接器926的输出被固定到气体出口134。

流量限制器920的特性被规定为当系统处于能量节省模式中时燃烧器314产生期望的能量输出。在此模式中，阀918被关闭，因此燃烧器314的能量输出完全地由气体穿过流量限制器920的运动速率来确定。当系统不处于能量节省模式中时，阀918被打开，并且燃烧器314的能量输出是通过穿过阀918和限制器920的流量的总和来确定的。

图10示出了另外的实施方式的方框图。键盘1010和显示器1030已经被连接到微控制器110。键盘1010可以被用于将配置信息输入能量节省系统。显示器1030提供了期望的信息已经被正确地输入的视觉反馈。

键盘1010为连接到微控制器110的矩阵键盘(matrix keypad)。键盘1010的行被连接到微控制器110的端口引脚1012、1014、1016以及1018，这些端口引脚1012、1014、1016以及1018被设置成带有内部上拉电阻的输入。键盘1010的列被连接到微控制器110被设置为输出的端口引脚1020、1022以及1024。

微控制器110轮流驱动端口引脚1020、1022以及1024中的每一个成为低，同时保持其它两个处于高阻抗状态。如果输入引脚1012、1014、1016以及1018中的任何一个读取为低电压，则这将指示键盘1010的特定的键已经被按下。按下的键位于键盘1010当前由微控制器110驱动成为低的列和键盘1010被连接到对微控制器110提供低电压输入的输入引脚的行的交点处。

显示器1030为带有电子行业中被称为内部集成电路(Inter-IntegratedCircuit)或I2C端口的整体的串行通信端口的LCD显示器。该显示器使用三线总线(three-wire bus)连接到微处理器110的I2C端口。

键盘1010可以被用于输入在平底锅从燃烧器314移除与流向燃烧器314的气体的减少之间的期望的以秒计的迟滞时间。这个期望的时间通过按压键盘1010上对应的键来指示，确认正确的秒数被显示在显示器1030上，并按压键盘1010上的“#”键。

键盘1010也可以被用于输入在平底锅可离开燃烧器314至重新放置平底锅不会重新启用燃烧器314的以秒计的最大时间。通过使用键盘1010随后输入“*”键，输入期望的时间。为了附加的安全，此操作模式被包括。如果自从平底锅被移除已经经过了显著的时间，则厨师可能不会注意到在平底锅被放置在燃烧器314上时燃烧器314自动地打开，产生火灾危害。如果此种情况发生，燃烧器可以通过按压键盘1010上的任何键被重新启用。

本发明的结论、衍生结果以及范围

前述实施方式的描述论证了可以提供本发明期望的效果，即减少炉灶面的能量使用的能力的若干种方法。

在本发明的语境中，术语阀可以指的是一种调节可燃气体或电的流量的装置。在电的情况中，阀将为电子阀比如晶体管、三端双向可控硅开关(triac)、晶闸管(thyristor)、半导体控制的整流器、达林顿对(Darlingtonpair)、绝缘栅型双极晶体管或调节电的流量的类似装置，或电子机械装置比如继电器。

可以使用感测平底锅的存在的其它方法。例如，可以采用探测燃烧器上的平底锅的重量的应变计或其它方法。再例如，摄像机可以被安装成靠近燃烧器，且图案匹配软件可以确定燃烧器上是否存在平底锅。可选择地，燃烧器的炉篦可以被分成彼此电气地绝缘的两部分，允许导电的平底锅使一电路完整来发出其存在的信号。其它例子包括使用激光测距仪、雷达测距仪或紫外感测器。

虽然实施方式中已经描述了可编程微控制器，但是可以使用监测炉灶面感测器的状态以及改变阀的状态的其它装置。可编程微处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路、数字信号处理器、可编程逻辑器件以及复杂的可编程逻辑器件包括可以被选定为代替微控制器的可选方案。

虽然一种实施方式描述了使用电动机来驱动手动阀，但是，在本发明的范围内，可改为使用产生电动势的其它装置。例如，螺线管、压电换能器或形状记忆合金(muscle wire)可以被用于调节气体通过手动阀的流量。

虽然上面的描述包含很多特殊性，但是这些不应被理解为限制本发明的范围，而应理解为本发明范围的若干实施方式的例证。因此，本发明的范围不应通过示出的实施方式来确定，而是通过附加的权利要求以及它们的等价物来确定。

Claims (20)

1.一种实现炉灶面中的能量节省的方法，所述方法包括：

a.探测烹饪容器是否存在于所述炉灶面的燃烧器上，

b.在所述烹饪容器不存在于所述燃烧器上时，减少通向所述燃烧器的能量的流量，以及

c.当所述烹饪容器存在于所述燃烧器上时，恢复通向所述燃烧器的能量的正常的流量。

2.如权利要求1所述的方法，其中，探测所述烹饪容器是否存在于所述炉灶面的所述燃烧器上的方法选自由以下项构成的组：

a.探测由于所述烹饪容器在所述燃烧器附近区域内的运动而引起的围绕所述燃烧器的电场的改变，

b.探测从所述烹饪容器的下表面反射的超声波能量，

c.探测从所述烹饪容器的所述下表面反射的电磁能量，以及

d.探测从所述烹饪容器的所述下表面发出的红外能量。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述燃烧器由可燃气体提供燃料，并且在所述烹饪容器不存在于所述燃烧器上时减少通向所述燃烧器的能量的流量的方法选自由以下项构成的组：

a.驱动一电子阀以减少通向所述燃烧器的所述可燃气体的流量，以及

b.驱动一电子机械装置，所述电子机械装置控制一手动阀以减少通向所述燃烧器的所述可燃气体的流量。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述燃烧器由电力供能，并且在所述烹饪容器不存在于所述燃烧器上时减少通向所述燃烧器的能量的流量的方法包括：驱动一电子阀以减少通向所述燃烧器的所述电力的流量。

5.一种节省能量的炉灶面，其包括：

a.燃烧器，在其上方能够放置烹饪容器，

b.感测器，其能够探测所述烹饪容器是否存在于所述燃烧器上，

c.阀，其能够减少通向所述燃烧器的能量的流量，以及

d.用于可控制地对来自所述感测器的输入作出反应以改变所述阀的状态的装置，

e.所述用于可控制地对来自所述感测器的输入作出反应的装置被连接到所述感测器和所述阀，

f.所述阀被连接到所述燃烧器，

其中所述炉灶面通过在所述烹饪容器不存在于所述燃烧器上时使得所述阀减少通向所述燃烧器的所述能量的流量来实现能量节省。

6.如权利要求5所述的节省能量的炉灶面，其中，所述感测器选自由以下项构成的组：

a.电场感测器，

b.红外探测器，

c.紫外探测器，

d.激光测距仪，

e.光学探测器，以及

f.超声测距仪。

7.如权利要求5所述的节省能量的炉灶面，其中，所述用于可控制地对来自所述感测器的输入作出反应以改变所述阀的状态的装置为选自由以下项构成的组的电子元件：

a.可编程微控制器，

b.可编程微处理器，

c.现场可编程门阵列，

d.专用集成电路，

e.数字信号处理器，

f.可编程逻辑器件，以及

g.复杂可编程逻辑器件。

8.如权利要求5所述的节省能量的炉灶面，其中，所述燃烧器由可燃气体提供燃料并且所述阀控制所述可燃气体的流量。

9.如权利要求8所述的节省能量的炉灶面，其中，所述阀被电子地控制。

10.如权利要求8所述的节省能量的炉灶面，其中，所述阀为耦合到产生机械力的装置的机械操作阀。

11.如权利要求10所述的节省能量的炉灶面，其中，所述产生机械力的装置为电动机。

12.如权利要求8所述的节省能量的炉灶面，其还包括流量限制器，所述流量限制器与所述阀并联连接，从而使得所述可燃气体在所述阀处于其关闭位置时继续以预定的速率流动到所述燃烧器。

13.如权利要求5所述的节省能量的炉灶面，其中，所述燃烧器由电力供能并且所述阀控制所述电力的流量。

14.如权利要求13所述的节省能量的炉灶面，其中，所述阀为选自由以下项构成的组的电子阀：

a.晶体管，

b.继电器，

c.三端双向可控硅开关，

d.晶闸管，

e.半导体控制的整流器，

f.达林顿对，以及

g.绝缘栅型双极晶体管。

15.如权利要求5所述的节省能量的炉灶面，其中，所述燃烧器由可燃气体提供燃料，所述感测器为电场感测器，所述阀为电磁阀，以及所述用于可控制地对来自所述感测器的输入作出反应的装置为可编程微控制器。

16.如权利要求5所述的节省能量的炉灶面，其中，所述燃烧器由可燃气体提供燃料，所述感测器为超声测距仪，所述阀为耦合到电动机的手动控制阀，以及所述用于可控制地对来自所述感测器的输入作出反应的装置为现场可编程门阵列。

17.如权利要求5所述的节省能量的炉灶面，其中，所述燃烧器由可燃气体提供燃料，所述感测器为光学感测器，所述阀为电磁阀，以及所述用于可控制地对来自所述感测器的输入作出反应的装置为专用集成电路。

18.如权利要求5所述的节省能量的炉灶面，其还包括键盘以及显示器，期望的迟滞时间能够借助所述键盘以及所述显示器输入，以限定在从所述燃烧器移除所述烹饪容器与所述阀操作以减少通向所述燃烧器的所述能量的流量这二者之间的延迟。

19.如权利要求5所述的节省能量的炉灶面，其还包括键盘和显示器，期望的迟滞时间能够借助所述键盘以及所述显示器输入，以限定一移除动作与一重新放置动作之间的最大延迟，该移除动作从所述燃烧器移除所述烹饪容器，该重新放置动作将所述烹饪容器重新放置到所述燃烧器上并将引起所述阀的操作以恢复通向所述燃烧器的所述能量的流量。

20.一种制造节省能量的炉灶面的方法，所述方法包括：

a.提供探测烹饪容器是否存在于所述炉灶面的燃烧器上的装置，以及

b.提供在所述烹饪容器不存在于所述燃烧器上时减少通向所述燃烧器的能量的流量的装置，以及

c.提供在所述烹饪容器存在于所述燃烧器上时恢复通向所述燃烧器的能量的流量的装置。

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