CN106765348A - 带感应控火锅架的节能灶具及控火方法 - Google Patents
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Abstract
一种带感应控火锅架的节能灶具及其控火方法，在灶台台面的操作人员一侧边缘设有用于烹饪过程中临时搁置锅具的火旁锅架，火旁锅架设有支撑脚，在支撑脚内设有感测锅具位置的传感设施；传感设施包括感测炉膛上方锅具存在的第一锅位传感设施和感测火旁锅架上锅具存在的第二锅位传感设施，用于感测到锅具置于灶口上时点炉火，离开灶口后调小或熄灭炉火。炉圈与锅具之间密闭，引入新风对火旁锅架和控火器风冷。本发明从实用出发，真正实现了可以长期稳定工作的锅具感应式控火节能，并改善了系统工作的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及厨房炉灶节能技术，具体说是一种带感应控火锅架的节能灶具。
背景技术
厨师在烹饪过程中，会经常进行颠锅或中途加料、换料等操作，锅具从炉口移开的频率较高，由此造成了炉火对锅具的加热效率降低和能源的浪费。
为了节约能源，加强火力控制，现有技术出现了在燃烧口上设置带压力传感设施的锅架的新技术，当压力明显减小时，关断或减小燃料阀。但是在实际应用中发现，这种在燃烧口的锅架处设置压力传感器的方式并不能很好地发挥作用，一方面是燃烧口的温度高，长时间被炉火近距离烘烤，电子传感器无法持续稳定工作，易于损坏；机械开关也同样无法做得精细耐用。另一方面，厨师在烹饪过程中的颠锅和暂时从炉口移开、暂时搁于一旁进行加料或换料操作是非常频繁的，不能因锅具暂时移开而确定炉火应被关断而重新以原来的方式重新点火。因此，目前以燃烧口设置压力传感器的方式无法很好实现节能效果，距离实际应用或长期稳定使用尚有差距。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种带感应控火锅架的节能灶具及控火方法，能够自动感应到锅具离火状态并对炉火进行节能控制，并且有效降低传感设施工作温度，延长其使用寿命，使炉火空烧被有效控制而起到节能作用，具备实际使用价值。
所述带感应控火锅架的节能灶具，包括炉膛、灶台和控火器，控火器用于点火启动和火力调控，其特征在于：在灶台台面的操作人员一侧边缘设有用于烹饪过程中临时搁置锅具的火旁锅架，所述火旁锅架设有支撑脚，在支撑脚内或灶台上设有感测锅具位置的传感设施；
传感设施的输出端与控火器连接，用于在感测到锅具置于灶口上时点炉火，离开灶口后调小或熄灭炉火。
进一步地，所述传感设施包括用于感测炉膛上方锅具存在的第一锅位传感设施和用于感测火旁锅架上锅具存在的第二锅位传感设施，第一锅位传感设施固定于锅架或灶台上，第二锅位传感设施固定设置在锅架或锅架一侧的灶台上。
一种实施例为，所述灶具以燃料为加热能源，炉膛设有燃烧器，在灶具内设有进新风管路，进新风管路设有分支，其中一支供应空气到燃烧器，为燃料燃烧供氧，另一支连接到火旁锅架内，为火旁锅架内的电子器件提供散热冷却风，还有一支连接到控火器，为控火器提供风冷冷却。
一种控火器线路的实施例为，所述控火器包括组合逻辑器件、定时器、点火启动器和调火阀驱动器，第一锅位传感设施和第二锅位传感设施的输出端连接到组合逻辑器件，组合逻辑器件设有两个相互反相的输出端，分别连接到点火启动器和定时器，定时器的溢出端和点火启动器的输入端分别连接到调火阀驱动器的双向控制端；所述组合逻辑器件仅在第一锅位传感设施有效输出且第二传感设施无有效输出时控制点火启动器的点火和燃料供应。
优选地，在灶台的炉膛上方设有炉圈，所述炉圈与锅具接触面/线连续密闭设置，以减小炉温对传感设施的温升影响，并屏蔽散热风对炉火的直吹。
优选地，所述传感设施为超声波反射传感设施或电磁波反射传感设施，第一锅位传感设施对准火上锅位，感测距离为2～25cm，第二锅位传感设施对准火旁锅架上锅位，感测距离为0.5～25cm；
第一锅位传感设施可调节角度地固定于一转轴上，第二锅位传感设施设于上开口的支撑脚内且探头向上固定设置；在灶台台面的操作人员一侧边缘横向设有条状的滑轨，所述火旁锅架可横向移动地设于滑轨上，火旁锅架设有位置固定装置。
一种上述灶具的控火方法，其特征在于：在支撑脚内设置第一锅位传感设施，其感测方向对准炉口上方的锅具位置，在支撑脚内设置第二锅位传感设施，第二锅位传感设施向上对准火旁锅架上方的锅具位置；根据第一锅位传感设施和第二锅位传感设施的反馈状态决定点火和熄火控制：
第一锅位传感设施反馈无锅且第二锅位传感设施反馈有锅，则控火器控制延时0.1～60秒后熄火，更好的可选择1～10秒延时时间；
第一锅位传感设施反馈有锅且第二锅位传感设施反馈无锅，则控火器控制点火燃烧；
第一锅位传感设施反馈无锅且第二锅位传感设施反馈无锅，则控火器控制延时0.1～60秒后熄火，更好的可选择1～10秒延时时间；
第一锅位传感设施反馈有锅且第二锅位传感设施反馈有锅，则控火器控制延时0.1～60秒后熄火，更好的可选择1～10秒延时时间。
如果有必要，对于不同左右手使用习惯的厨师而言，在灶具使用前，固定火旁锅架位置后调整锅位传感设施的感测方向，对准感测锅位位置，使得锅具从感测锅位移开时锅位传感设施有效反馈变化为无，当锅具在感测锅位上时锅位传感设施输出有效反馈信号；灶台还设有应急手动点火燃烧设施，当感测设施损坏时使用应急手动点火燃烧设施开关炉火。
进一步地，从灶具的进新风管路引入分支，一路分支延伸到火旁锅架内，为火旁锅架内的传感设施提供散热风冷，另一路分支连接到控火器，为控火器提供风冷。
优选地，传感设施反馈信号使控火器控制熄火的情况时，控火器首先调节调火阀减小火力为10％～80％，延时0.5～20秒后关闭调火阀；对于燃料灶具，传感设施反馈使控火器控制点火时，驱动点火器点火，调节调火阀打开能源开度为10％～80％，延时0.5～20秒后将调火阀能源开度全开。
本发明从实用出发，真正实现了可以长期稳定工作的锅具感应式控火节能，并改善了系统工作的稳定性和安全性。
将传感设施设置于灶台边缘的火旁锅架内，并在灶口设置与锅具之间封闭的炉圈，杜绝了炉火对传感设施的高温烘烤，同时，密闭的炉圈有利于减少一氧化碳和燃烧废气排入室内、且将燃烧热能保持，而新风系统可保证燃料完全燃烧，并使燃料完全分解后排除出。在火旁锅架内和控火器内设置风冷，确保了传感设施等电子器件的工作温度，而风冷的来源无需单独增加风机设备，仅从新风引入风冷分支，在几乎不增加成本的情况下改善提高工作性能和使用寿命。
火旁锅架为厨师换料和添料时提供了省力和可搁置工作位，减轻了长时间工作的厨师的劳动强度，提供了操作便利。
本发明的控火器可以通过可靠性较高的纯硬件实现，并提供了实现实施例，也可以通过处理器实现，控火在燃烧时提供持续点火，提高了燃料排出燃烧的可靠性，由于控火器有新风提供风冷，保证了控火器的持续工作不过热。
控火器对火头控制采用延时关断和锅具回位自动点火控制，延时关断可以在厨师进行颠锅操作时，不会关断火力导致锅具烹饪温度降低而延长烹饪时间和菜肴质量，但是在数秒的延时时间后仍然锅具不在灶口位置时，及时关断以节省能源和减少废气排入室内，在锅具回到灶口位置时，自动快速点火，以提高工作效率。
附图说明
图1是本发明结构示意图，
图2是控火器实现实施例线路框图，
图3是一种适应图2实施例的调火阀驱动器线路。
图中：1—炉圈，2—锅具，3—炉灶，4—灶台台面，5—滑轨，6—支撑脚，7—控火器，8—火旁锅架，9—传感设施，10—导风管，11—火口，12—组合逻辑器件，13—定时器，14—调火阀驱动器，15—点火启动器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：如图1所示带感应控火锅架的节能灶具，包括炉膛、灶台4和控火器7，控火器用于点火启动和火力调控，在最通用的灶具基础上设置了火旁锅架8和电子控制的控火器7。
火旁锅架8设于灶台台面4的操作人员一侧边缘，用于烹饪过程中临时搁置锅具进行添料或换料，火旁锅架8距离火口5～30cm，不会受到炉火的近距离烘烤。所述火旁锅架8设有支撑脚6，实施例中，支撑脚的脚尖朝上，用于支撑锅具，支撑脚可设置一～三只，在支撑脚内设有感测锅具位置的传感设施9。
所述传感设施9包括感测炉膛上方锅具存在的第一锅位传感设施和感测火旁锅架8上锅具存在的第二锅位传感设施，经过反复实验，传感设施选用超声波传感设施可以经过参数调节感测一个设定距离内的较大角度范围，并易于得到反馈，性能优于光电或机械传感设施。
第一锅位传感设施对准火上锅位，可以将感测角度水平偏上，感测距离为2～25cm，优选为3～15cm，第二锅位传感设施向上对准火旁锅架上锅位，感测距离为0.5～25cm，优选为0.5～5cm。设置适当的感测距离可以准确反馈感测数据。由于超声波感测有一定的角度范围，火旁锅架位置的锅具也有可能被第一锅位传感设施感测到，第二锅位传感设施向上方感测时火上锅位的锅具不易被感测到。
本发明方案的灶具调火阀可以通过电子设备自动控制，来实现智能节能，本发明重点在于检测锅具的位置，锅具离开火口时，延时判断，仍不在火口位置则熄灭火头，以节省能源，一旦检测到锅具位于火口位置，则自动点火。该方案中，传感设施本身起到了至关重要的作用，传感设施必须工作可靠、使用寿命长久。如果传感设施位于火口位置，长时间受到高温烘烤的传感设施不可能长时间正常工作，即使不是电子器件，机械器件也同样难以做到长时间高温受热而性能完好。
本发明设置了火旁锅架，本身可作为一个功能部件，厨师可省力减小劳动强度，同时远离高温火口。
灶具可以是以电能或者固体燃料作为加热能源，更加易于实现上述节能作用。
在灶具以燃料为加热能源时，炉膛设有燃烧器，在灶具内设有新风的进风管路，进风管路设有分支，其中一支连接到燃烧器，为燃料配备氧气，另一支连接到火旁锅架8内，为火旁锅架8内的电子器件提供散热风，还可分支一路新风管路到控火器，为持续工作的控火器电子器件提供风冷，保证其长时间的正常温度环境。引进新风作为风冷，降温效果好而不需要新增加风机，利用了现有的风机资源。
在灶台的炉膛上方设有炉圈1，所述炉圈与锅具接触面/线连续密闭设置，在烹饪过程中，炉火火苗不会蔓延到炉圈外部，可以减小炉温对传感设施9的温升影响，并屏蔽散热风对炉火的直吹，同时可以保持燃烧热量，提高热效率，炉膛的高温有助于燃料的充分分解，炉膛的排出废气被高效分解为二氧化碳排出，不会污染环境空气。
在添加新的烹调料或更换下料时，会频繁使用火旁锅架，将锅具临时搁置于火旁锅架上。针对习惯使用左手或右手操作锅具的厨师，本发明可将火旁锅架进行灵活的位置设置，以便适应厨师的操作习惯。在灶台台面4的操作人员一侧边缘横向设有条状的滑轨5，所述火旁锅架8可横向移动地设于滑轨上，可在滑轨上的火旁锅架的移动范围内开口或开槽，火旁锅架的内侧向下固定伸出设置挡板，当挡板接触到开口或开槽的边缘时，即被限制继续移动。火旁锅架8设有位置固定装置，例如设置紧固钉，在设定位置拧紧紧固钉可以固定设定位置。
为适应火旁锅架的移动，第一锅位传感设施可设于一转轴上，以调节第一锅位传感设施的朝向，调节后拧紧锁定角度位置。
第二锅位传感设施设置的一种实施例为，第二锅位传感设施设于上开口的支撑脚内且探头向上固定设置，由于第二锅位传感设施设于上开口的支撑脚内，可接受的反馈信号角度范围被严格限制，探测确定性和可靠性显著增大。
图2、3中示例了一种纯硬件控火器线路的实施例，所述控火器包括组合逻辑器件12、定时器13、点火启动器15和调火阀驱动器14，第一锅位传感设施和第二锅位传感设施的输出端连接到组合逻辑器件，组合逻辑器件设有两个相互反相的输出端，所述组合逻辑器件的作用可以实现在仅第一锅位传感设施有效输出时在点火启动器的输入端产生有效信号。图2中的线路A端为第一锅位传感设施的输出端，B端为第二锅位传感设施的输出端。
组合逻辑器件的两个输出端分别连接到点火启动器和定时器，定时器的溢出端和点火启动器的输入端分别连接到调火阀驱动器的双向控制端。图中实施例完成的功能仅当A端输出高电平，B端输出低电平时定时器输入高电平，定时器启动定时，定时器定时时间到时定时器的溢出端与组合逻辑器件的另一输出端配合启动调火阀驱动器反向转动，关断燃料，熄灭火焰。组合逻辑器件的另一输出端输出高点平时启动点火器发出点火脉冲，同时与定时器的输出端配合启动调火阀驱动器正向转动，开启燃料供应，点燃火焰。如图3中的调火阀驱动器通过一个桥驱动器实现了双向调节阀的控制，为了限定阀门仅在设定的时间内驱动阀门转动，在桥驱动器的输入端接入了单稳触发器。
一种上述灶具的控火方法，在灶具使用前，根据厨师使用习惯调整火旁锅架的横向位置，调整后通过位置固定装置固定火旁锅架位置。固定火旁锅架位置后调整第一锅位传感设施的感测方向，对准炉口上方锅位位置，使得锅具从炉口移开时第一锅位传感设施没有反馈，锅具在炉口上时第一锅位传感设施有反馈信号，在火旁锅架或灶台表面设置指示灯显示传感设施反馈信号。根据第一锅位传感设施和第二锅位传感设施的反馈状态决定点火和熄火控制：
第一锅位传感设施反馈无锅且第二锅位传感设施反馈有锅，则控火器控制延时0.1～30秒后熄火，优选为2～8秒延时时间；
第一锅位传感设施反馈有锅且第二锅位传感设施反馈无锅，则控火器控制点火；
第一锅位传感设施反馈无锅且第二锅位传感设施反馈无锅，则控火器控制延时0.1～30秒后熄火，优选为2～8秒延时时间；
第一锅位传感设施反馈有锅且第二锅位传感设施反馈有锅，则控火器控制延时0.1～30秒后熄火，优选为2～8秒延时时间。
上述情况的设置是使用了超声波或电磁波反射传感设施，由于依赖超声波或电磁波传感设施反馈信号，传感设施发出的信号反射有一个作用范围，因此设置锅具在火旁锅架上时，第一锅位传感设施仍可接收到反馈信号。
从灶具的进新风管路引入分支，一支延伸到火旁锅架内，为火旁锅架8内的电子器件提供散热风冷，还有一支连接到控火器，为控火器提供风冷，使控火器中的点火器具备持续点火的稳定工作温度环境。
传感设施反馈信号使控火器控制熄火的情况时，控火器首先调节调火阀减小火力为10％～80％，延时0.1～30秒，优选为2～8秒后关闭调火阀；对于燃料灶具，传感设施反馈信号使控火器控制点火时，调节调火阀打开能源开度为10％～80％，同时驱动点火器持续点火，延时0.1～30秒，优选为2～8秒后将调火阀能源开度全开。
控火器对火头控制采用延时关断和锅具回位自动点火控制，延时关断可以在厨师进行颠锅操作时，不会关断火力导致锅具烹饪温度降低而延长烹饪时间，但是在数秒的延时时间后仍然锅具不在灶口位置时，及时关断以节省能源和减少废气排入室内，在锅具回到灶口位置时，自动快速点火，以提高工作效率。
Claims (10)
1.一种带感应控火锅架的节能灶具，包括炉膛、灶台(4)和控火器(7)，控火器用于点火启动和火力调控，其特征在于：在灶台台面(4)的操作人员一侧边缘设有用于烹饪过程中临时搁置锅具的火旁锅架(8)，所述火旁锅架(8)设有支撑脚(6)，在支撑脚内和/或灶台上设有感测锅具位置的传感设施(9)；
传感设施的输出端与控火器连接，用于在感测到锅具置于灶口上时点炉火，离开灶口后调小或熄灭炉火。
2.根据权利要求1所述的灶具，其特征在于：所述传感设施(9)包括用于感测炉膛上方锅具存在的第一锅位传感设施和用于感测火旁锅架(8)上锅具存在的第二锅位传感设施，第一锅位传感设施固定于锅架或灶台上，第二锅位传感设施固定设置在锅架或锅架一侧的灶台上。
3.根据权利要求1或2所述的灶具，其特征在于：所述灶具以燃料为加热能源，炉膛设有燃烧器，在灶具内设有进新风管路，进新风管路设有分支，其中一支供应空气到燃烧器，为燃料燃烧供氧，另一支连接到火旁锅架(8)内，为火旁锅架(8)内的电子器件提供散热冷却风，还有一支连接到控火器，为控火器提供风冷冷却。
4.根据权利要求2所述的灶具，其特征在于：所述控火器包括组合逻辑器件(12)、定时器(13)、点火启动器(15)和调火阀驱动器(14)，第一锅位传感设施和第二锅位传感设施的输出端连接到组合逻辑器件，组合逻辑器件设有两个相互反相的输出端，分别连接到点火启动器和定时器，定时器的溢出端和点火启动器的输入端分别连接到调火阀驱动器的双向控制端；所述组合逻辑器件仅在第一锅位传感设施有效输出且第二传感设施无有效输出时控制点火启动器的点火和燃料供应。
5.根据权利要求3所述的灶具，其特征在于：在灶台的炉膛上方设有炉圈(1)，所述炉圈与锅具接触面/线连续密闭设置，以减小炉温对传感设施(9)的温升影响，并屏蔽散热风对炉火的直吹。
6.根据权利要求2所述的灶具，其特征在于：所述传感设施为超声波反射传感设施或电磁波反射传感设施，第一锅位传感设施对准火上锅位，感测距离为2～25cm，第二锅位传感设施对准火旁锅架上锅位，感测距离为0.5～25cm；
第一锅位传感设施可调节角度地固定于一转轴上，第二锅位传感设施设于上开口的支撑脚内且探头向上固定设置；在灶台台面(4)的操作人员一侧边缘横向设有条状的滑轨(5)，所述火旁锅架(8)可横向移动地设于滑轨上，火旁锅架(8)设有位置固定装置。
7.一种权利要求2～6之任一所述灶具的控火方法，其特征在于：在支撑脚内设置第一锅位传感设施，其感测方向对准炉口上方的锅具位置，在支撑脚内设置第二锅位传感设施，第二锅位传感设施向上对准火旁锅架上方的锅具位置；根据第一锅位传感设施和第二锅位传感设施的反馈状态决定点火和熄火控制：
第一锅位传感设施反馈无锅且第二锅位传感设施反馈有锅，则控火器控制延时0.1～60秒后熄火，更好的可选择1～10秒延时时间；
第一锅位传感设施反馈有锅且第二锅位传感设施反馈无锅，则控火器控制点火燃烧；
第一锅位传感设施反馈无锅且第二锅位传感设施反馈无锅，则控火器控制延时0.1～60秒后熄火，更好的可选择1～10秒延时时间；
第一锅位传感设施反馈有锅且第二锅位传感设施反馈有锅，则控火器控制延时0.1～60秒后熄火，更好的可选择1～10秒延时时间。
8.根据权利要求7所述的控火方法，其特征在于：固定火旁锅架位置后调整锅位传感设施的感测方向，对准感测锅位位置，使得锅具从感测锅位移开时锅位传感设施有效反馈变化为无，当锅具在感测锅位上时锅位传感设施输出有效反馈信号；灶台设有应急手动点火燃烧设施，当感测设施损坏时使用应急手动点火燃烧设施开关炉火。
9.根据权利要求7所述的控火方法，其特征在于：从灶具的进新风管路引入分支，一路分支延伸到火旁锅架内，为火旁锅架(8)内的传感设施提供散热风冷，另一路分支连接到控火器，为控火器提供风冷。
10.根据权利要求7所述的控火方法，其特征在于：传感设施反馈信号使控火器控制熄火的情况时，控火器首先调节调火阀减小火力为10％～80％，延时0.5～20秒后关闭调火阀；对于燃料灶具，传感设施反馈使控火器控制点火时，驱动点火器点火，调节调火阀打开能源开度为10％～80％，延时0.5～20秒后将调火阀能源开度全开。
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