CN101765745B

CN101765745B - 燃气燃烧器

Info

Publication number: CN101765745B
Application number: CN2008801012865A
Authority: CN
Inventors: C·卡多; E·马斯蒂奥
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2007-07-30
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: WO2009016027A2; WO2009016027A3; EP2176595A2; EP2176595B1; CN101765745A; ES2507563T3

Abstract

燃气燃烧器具有布置在其中的第一温度传感器，第一温度传感器具有第一温度测量点或者说传感器元件，其中该温度传感器用于接触放在燃气燃烧器上的炊具。此外，所述燃气燃烧器具有至少一个第二温度测量点，与所述第一温度测量点相比，该第二温度测量点相对于炊具更为绝热。

Description

燃气燃烧器

在燃气灶台的发展过程中，目标是能够测量在由燃气燃烧器加热的炊具中的温度。该温度信息可以向使用者显示，并且用于进行自动的温度控制，该温度控制典型地与气体控制阀共同作用。在此，为了进行自动的温度控制，所述燃气炉灶应该可以以尽可能大的幅度与菜肴(例如油、水、黄油、蛋、糖等)和炊具(例如平底锅、铝锅、不锈钢锅、铸铁锅、铜锅等)共同作用。

在一些燃气灶台中，将温度传感器布置在燃气燃烧器的范围内并且接触锅具或者说平底锅的下侧。在这种结构中的主要问题是锅具在高温环境中的温度会有区别。此外，在此由火焰的热辐射、热的气体以及燃气燃烧器中的热传导影响了温度测量。在所有情况下，在几分钟的操作时间后所述燃烧器的温度会高于锅具温度，并且传感器测量的燃烧器温度高于锅具温度。因此，在大多数情况下，所测量的温度大于锅具中实际的菜肴温度，并且该温度偏差(“偏移量”)在燃气燃烧器变热时更厉害。因此，在常规的燃气灶台中，对于满意的并且可再生的烹饪结果而言检测锅具温度或者说菜肴温度是不够的。

例如DE 1454262A1，DE 3500748A1，GB 1546033A或者EP 1258683A1示出了具有上面所描述的结构的燃气灶。EP 1258683A1为此公开了用于温度传感器的屏蔽件。

因此，本发明的任务是提供一种用于精确地测量在燃气燃烧器上与传感器结构接触的炊具的温度的方案。

该任务借助于按权利要求1所述的燃气燃烧器以及按权利要求8所述的方法得到解决。有利的设计方案尤其可以由从属权利要求中获得。

所述燃气燃烧器具有布置在其中的第一温度传感器，该第一温度传感器具有第一温度测量点或者说传感器元件，其中该温度传感器用于接触放在燃气燃烧器上的炊具。此外，该燃气燃烧器在其中或者说其上具有至少一个第二温度测量点，与第一温度测量点相比，该第二温度测量点相对于炊具更为绝热。由此，炊具对温度测量的影响在第一测量点上比在第二测量点上更强烈。温度测量点和传感器元件在大多数情况下可以用作同义词。通过设置第二温度测量点可以补偿燃烧器周围环境(热的气体，热辐射和热传导)对锅具的温度测量所产生的影响。此外，由此可以实现精确的锅具温度控制、精确的菜肴温度显示以及额外的安全功能。

通常在第一温度测量点和第二温度测量点上检测温度就已足够，该温度由炊具的热量份额和燃烧器的热量份额组成，然而这些份额是不同的。然而，优选如此定位所述第二温度测量点或者说第二传感器元件并且由此在一定程度上与炊具的隔热程度大于第一温度测量点，从而在第二温度测量点上基本上只测量燃烧器的热影响，该热影响优选类似于在第一温度测量点上的燃烧器的热影响。由此简化了补偿。

为了减少并且稳定对温度测量的燃烧器影响，优选在侧向由保护罩包围温度传感器，该保护罩例如是具有圆柱形的基本形状的罩。

在燃气燃烧器中保护罩在其外侧上至少部分凹陷地成形，该燃气燃烧器是优选的，因为热的气体可以特别有效地在保护罩上预弯曲地引导。该保护罩例如可以由黄铜或者陶瓷例如氧化铝制成。

优选所述第一温度传感器布置在隔热的载体上，更确切地说优选布置在第二温度传感器的测量点的下方。优选所述隔热的载体由不锈钢制成。作为替代方案，例如也可以考虑由高温陶瓷制成的载体，例如由氧化铝或者碳化硅制成。此外，用于补偿的所希望的隔热程度取决于结构以及所希望的测量精度。不锈钢在大多数情况下的燃烧器周围环境中具有其在15Wm^-1K^-1的范围内的导热性能被视作是足够隔热的。通常可以使用所有足够耐热的以及隔热的(例如具有15Wm^- ¹K^-1或者更小的范围内的导热性能的)金属或者非金属的材料。

作为替代方案或者补充方案，所述第二温度传感器的测量点位于保护罩上，特别在面对温度传感器的内侧上。这具有这样的优点，即由燃气燃烧器引起的热影响非常类似于对第一温度测量点的位置上的影响，然而没有与锅具直接接触并且这样可以忽略锅具的影响。也需要所述保护罩不由隔热的材料制成。更确切地说，甚至可以希望设有良好的导热性能。

所述方法用于求得借助于上面的燃气燃烧器加热的炊具的温度，该方法具有以下步骤：测量第一温度测量点上的第一温度值以及第二温度测量点上的第二温度值；求得这两个温度值之间的差；并且将该差值乘以比例系数。

优选所述比例系数根据经验求得。

尤其优选根据炊具的种类来选择比例系数。

下面根据实施例示意性地对燃气燃烧器进行详细描述。相同的或者相同作用的元件有意义地用相同的附图标记表示。

图1示出了不同的温度测量的温度关于时间的曲线；

图2示出了常规的燃气燃烧器连同接触式温度传感器的侧视图的简略的横截面图；

图3示出了接触式温度传感器的侧视图的横截面图；

图4示出了温度移动关于所测量的锅具温度和所测量的燃烧器周围温度之间的差的曲线。

图1示出了所测量的温度T1(假设是锅具温度)和实际上的锅具温度或者说菜肴温度Tf的以℃为单位的温度关于以s为单位的时间t的曲线。因为在这个例子中在锅具中有沸腾的水，所以锅具温度Tf在一段时间后达到100℃并且维持在该温度上。然而通过与锅具导热连接的温度传感器测量的温度T1持续地高于锅具温度Tf并且也显著地上升到100℃以上。该温度偏差或者说偏移量用To表示。因为燃烧器将额外的热量传递给传感器，所以温度传感器不仅测量锅具温度，而且还受到燃烧器或者说燃烧器周围的影响，因此会引起所述温度偏差。

图2示出了具有通常的环形的燃烧环2的燃气燃烧器1连同接触炊具3的温度传感器4的侧视图的简略的横截面图。在这里就炊具而言仅仅示出了锅具3的能导热的底部。锅具底部3的下侧与温度传感器4传热地面接触。该温度传感器4具有例如由铜制成的有强烈导热能力的接触部分4a、例如由不锈钢制成的绝热的载体4b以及原本的传感器元件例如PtRH元件，该传感器元件的测量点4c位于接触部分4a和载体4b之间。通过接触部分4a与锅具底部3的热接触，该传感器元件4c在不考虑燃烧环2的影响的情况下测量位于锅具底部3的下侧上的温度，由于锅具底部3的良好的导热性能，该温度大致相当于锅具底部3的上侧上的菜肴温度。

在接通燃烧器1时，如通过从燃烧环2中出来的火焰F表示的那样，-除了用于加热菜肴的热量W外-额外的热量传递到温度传感器4c上，该额外的热量尤其通过热的气体G、从火焰F的热辐射S以及从热的燃烧环2通过载体4b的热传导L中获得。由此，如图1中所示，在第一测量点4c上测量的温度T1超过了锅具底部3上的或者锅具中的实际温度Tf。

图3示出了具有如图2中的基本结构的燃气燃烧器5的侧视图的横截面图，并且额外地具有在圆周侧向包围温度传感器4的以在其外圆周上凹陷的套筒为形式的保护套6，该保护套例如由黄铜或者不锈钢制成。该保护套6尤其用于保护温度传感器4以抵御热的气体G以及热辐射S，并且在温度传感器4上形成恒定的测量环境。通过该凹陷形状的外轮廓，尤其可以有效地将热的气体G在一旁弯曲地引导。

此外，所述燃气燃烧器5具有用于检测燃烧器周围温度T2的第二测量点7。此外，相应于第二温度传感器的测量头的位置的第二测量点7与锅具底部3的隔热效果比第一测量点4c的要好很多。为此，在载体4b上的在图3中示出的第二测量点7与锅具底部3之间的距离比第一测量点4c的要远一些。因此，在T2的测量中比在T1的测量中需要考虑的锅具底部3的影响更少。优选基本上如此定位该第二测量点7，使得锅具底部对在T2的测量中的影响能够尽可能忽略，然而由于火焰的产生而引起的对燃烧器周围的影响大致相当于在第一测量点4c上的影响。在示出的例子中，因为由不锈钢制成的载体4b相对于接触部分4a导热性更差，所以锅具底部3在第二测量点7上的影响比较小，而火焰F(燃烧器周围)的例如通过热的气体G、热辐射S以及通过载体4b的热传导对两个测量点4c，7的影响是类似的。由此，该第二测量点4c用作对燃烧器周围的影响的补偿测量点。

作为替代方案或者补充方案，所述第二温度测量点或者说另一温度测量点8可以位于保护套6上，优选位于保护套的内侧上，尤其位于反向于锅具底部3的端部上。

现在回去看图1，其中也绘出了在第二测量点7或8上测量的燃烧器周围温度T2。

图5示出了温度偏差To＝Tf-T1关于在第一测量点4c测量的锅具温度T1和在第二测量点7或者说8上测量的燃烧器周围温度T2之间的差的曲线。

所述温度偏差To与所测量的锅具温度T1和所测量的燃烧器周围温度T2之间的差成正比。该温度偏差To可以用以下公式描述：

To＝a·(T1-T2)，

其中a是比例系数。

实际的锅具温度Tf从以下公式中获得

Tf＝T1-To。

所述比例系数a的值最简单地可以根据经验确定。例如在使用黄铜保护件6时该值大约为-0.3。该系数a取决于不同的参数，包括炊具的种类、菜肴的种类和气体种类。

总之，在考虑不同的炊具种类和菜肴种类的情况下，所求得的/计算的菜肴温度或者说锅具温度关于实际菜肴温度的精度达到了+/-10℃。如果根据锅具种类确定系数a，那么精度甚至可以达到+/-3℃。因此，在锅具上可以非常精确地进行温度检测，这又实现了可靠的温度控制，该温度控制甚至在锅内流体的沸点附近是足够精确的。该精度是长期稳定的，其对于起始条件来说没有显著的依赖性。

除了可以在锅具上进行温度控制，还可以以高精度向使用者显示锅具/菜肴温度，这尤其用于确定油煎以及油炸温度。

此外，现在可以将温度检测用作安全标志，例如用于检测过热、检测锅具使用状态等等。

当然，本发明不限制于所示出的实施方式。也可以将第二测量点设置在其它合适的位置上，例如设置在保护套的中间或者载体上更下面的位置上。此外，测量点的定位在此取决于温度传感器的形式、其绝热性能、保护套的性能和形状、燃烧器的特性以及更多。本领域技术人员在阅读权利要求之后并且必要时借助于上面的说明书和附图，也能够在其它构造的按本发明的燃气燃烧器中布置温度测量点，从而能够在所希望的测量精度的范围内补偿燃烧器周围对锅具温度的测量所产生的影响。

附图标记列表

1燃气燃烧器

2燃烧环

3炊具

4温度传感器

4a接触部分

4b载体

4c第一测量点

5燃气燃烧器

6保护套

7第二测量点

8第二测量点

F火焰

G热的气体

L热传导

S热辐射

T1第一测量点上的温度

T2第二测量点上的温度

Tf锅具温度

To温度偏差

W热量

Claims

1.燃气燃烧器(5)，具有布置在其中的第一温度传感器(4)，所述第一温度传感器(4)具有第一温度测量点(4c)，其中该温度传感器(4)用于接触放在所述燃气燃烧器(5)上的炊具(3)，其特征在于，所述燃气燃烧器(5)具有至少一个第二温度测量点(7；8)，与所述第一温度测量点(4c)相比，该第二温度测量点相对于炊具(3)更为绝热，第一温度传感器布置在隔热的载体(4b)上，所述第二温度测量点在所述载体(4b)上位于所述第一温度测量点(4c)的下方。

2.按权利要求1所述的燃气燃烧器(5)，其特征在于，所述温度传感器(4)在侧向由保护罩(6)包围。

3.按权利要求2所述的燃气燃烧器(5)，其特征在于，所述保护罩(6)在其外侧上至少局部凹陷地成形。

4.按权利要求2或3所述的燃气燃烧器(5)，其特征在于，替代地，第二温度测量点(8)位于所述保护罩(6)上。

5.按权利要求1所述的燃气燃烧器(5)，其特征在于，所述隔热的载体(4b)由不锈钢制成。

6.用于求得借助于按上述权利要求中任一项所述的燃气燃烧器(5)加热的炊具(3)的温度(Tf)的方法，其特征在于，所述方法具有以下步骤：

-测量第一温度测量点(4c)上的第一温度值(T1)以及在所述至少一个第二温度测量点(7；8)上的至少一个第二温度值(T2)；

-求得在所述至少一个第二温度值(T2)之一和第一温度值(T1)之间的差；

-将该差值乘以比例系数，从而求得温度偏差(To)，炊具(3)的温度由第一温度测量点(4c)上的第一温度值(T1)和所确定的温度偏差(To)之间的差值求得。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，根据经验确定所述比例系数。

8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，根据炊具(3)的种类确定所述比例系数。