CN108954407B - 防干烧灶具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防干烧灶具，其包括：供电模块。供电模块具有半导体制冷片和蓄电池。供电模块电路连接防干烧灶具的称重装置和控制装置，并利用灶眼和台面板下方空间的温差进行发电并进行电能存储，以用于向称重装置和控制装置供电。本发明的灶具能够利用灶眼处的高温区域和台面板下方低温区域之间的温差进行半导体发电，在灶具运行的过程中，半导体制冷片就能够源源不断地向蓄电池提供电能，蓄电池的电能进一步地向称重装置和控制装置供电，从而提高了灶具的能源利用率。

Description

防干烧灶具

技术领域

本发明涉及厨具，特别涉及一种防干烧灶具。

背景技术

燃气灶为现代家庭中一种常用的灶具，其通过燃烧煤气产生明火以加热或烹饪食物。这种燃气灶一般在其面板上设置有控制火力大小和火力开关的旋钮，用户通过该旋钮开启/开闭燃气灶。但是，在某些情况下，用户可能在烹饪期间忘记关闭煤气灶，炊具内物料长时间加热，其液体熬干，出现干烧现象。若干烧持续进行，不仅会烧焦食物，造成浪费，严重的时候，还会导致炊具温度过高，引发火灾。因此，在燃气灶领域，如何智能地关闭燃气开关，从而防止干烧情况的出现成为重要的研究课题。

现有燃气灶为了解决上述问题，会在燃气灶内增设一个智能控制装置，该装置通过检测灶具运行过程中的某些参数判断炊具内部是否发生干烧。例如：当炊具温度超过阈值温度时，则判定发生干烧，此时燃气开关自动切断，燃气灶停止工作。然而，这种智能控制装置需要外接电源来运行其电路板上的MCU(微控制单元)，以采集和处理信号。而且智能控制装置中的运算电路也需要外界供电，所以灶具整体的功耗较高。因此，这种燃气灶内部需要增设一供电模块，以备其内部各个电路器件所需。然而，现有的燃气灶大多还不具备这种供电模块。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的防干烧灶具。

本发明的一个目的是为了防止灶具出现干烧。

本发明的另一个目的是为了向称重装置和控制装置供电。

本发明的另一个目的是为了节省电能。

本发明提供了一种防干烧灶具，包括：灶体，其包括用于承载炊具的台面板，台面板上设置有灶眼；称重装置，设置于台面板的下方，用于检测灶眼上方炊具及其内部物料的总重量和/或炊具的振动加速度；控制装置，与称重装置电路连接，配置成根据称重装置的检测结果关闭或保持开启灶眼的燃气开关；和供电模块，电路连接称重装置和控制装置，供电模块配置成利用灶眼和台面板下方空间的温差进行发电并进行电能存储，以用于向称重装置和控制装置供电。

可选地，供电模块包括：半导体制冷片，其具有一冷端和一热端，其中冷端设置于台面板的下方，热端设置于灶眼的内火盖和外火盖之间的空隙中；和蓄电池，两端分别连接半导体制冷片的冷端和热端，冷端和热端之间产生电势差并对蓄电池充电。

可选地，供电模块，还配置成在灶眼的燃气开关开启时开始对称重装置和控制装置供电；在灶眼的燃气开关关闭时停止对称重装置和控制装置供电。

可选地，称重装置包括：支撑部件，其顶端向上延伸以直接或间接地支撑炊具；检测部件，设置于支撑部件的底端，通过感应支撑部件传递的重量和/或振动加速度确定炊具及其内部物料的总重量和/或炊具的振动加速度。

可选地，台面板还包括：盛液盘，可上下浮动地设置于灶眼的外围，其上表面用于承载炊具，其下表面抵触支撑部件的顶端。

可选地，支撑部件包括：固定板，水平放置于检测部件的感应按键上；和多个支杆，每个支杆的底端固定连接固定板，其顶端向上延伸以支撑盛液盘。

可选地，固定板为中心对称的十字形平板；支杆为4根，分别设置于十字形平板的四个端部。

可选地，每个支杆的顶端还具有向上突出的限位凸起；盛液盘靠近边缘的多个位置还设置有限位孔，限位凸起插入到对应的限位孔中。

可选地，检测部件包括：重力传感器，用于检测炊具及其内部物料的总重；和加速度传感器，用于检测炊具的振动加速度。

可选地，上述防干烧灶具还包括：燃气管，连通灶眼和外界燃气供气管道，用于向灶眼提供燃气；和电磁阀，设置于燃气管上，用于打开或关闭燃气管；其中控制装置与电磁阀电路连接，以控制燃气管的开闭状态。

本发明提供了一种防干烧灶具，本发明的灶具包括称重装置和控制装置。称重装置设置于台面板的下方，用于检测灶眼上方炊具及其内部物料的总重量和/或炊具的振动加速度。控制装置与检测部件电路连接，配置成根据炊具及其内部物料的总重变化以及炊具的振动加速度大小关闭或保持开启灶眼的燃气开关。当炊具内部物料发生干烧时，其内部水分急剧减少，导致炊具及物料的重量下降速度明显升高。同时，干烧时炊具内部几乎没有水分，沸腾不剧烈，而未发生干烧时，炊具内水分较多，沸腾剧烈。因此，干烧时炊具的振动会明显减弱，其振动加速度也会随之降低。因此，当炊具及物料的加速度小于加速度阈值，且炊具及物料的重量下降速度大于重量下降速度阈值时，则可以确定发生干烧。本发明的防干烧灶具，使用重量和振动加速度双重条件综合判断是否发生干烧，判断结果更加准确，能够精确确定关闭燃气开关的时间点，避免出现干烧或食物还未煮熟燃气开关就自动关闭的情况。

进一步地，本发明的防干烧灶具还包括：供电模块。供电模块利用灶眼和台面板下方空间的温差进行发电并进行电能存储，以用于向称重装置和控制装置供电。本发明的灶具还能够利用灶眼处的高温区域和台面板下方低温区域之间的温差进行半导体发电，在灶具运行的过程中，半导体制冷片就能够源源不断地向蓄电池提供电能，蓄电池的电能进一步地向称重装置和控制装置供电，从而提高了灶具的能源利用率。

更进一步地，蓄电池还设置有供电开关，供电开关用于开启或关闭蓄电池对称重装置和控制装置供电电路。上述供电开关与电磁阀共同形成联动开关，当电磁阀开启时，供电开关打开，蓄电池向称重装置和控制装置供电。当电磁阀关闭时，供电开关同时关闭，蓄电池停止向称重装置和控制装置供电。本发明的供电模块仅在灶具工作时对称重装置和控制装置供电，在灶具非工作状态下称重装置和控制装置处于断电状态，从而避免了非工作状态下的电能损耗，使得防干烧灶具更加节能。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的防干烧灶具去除锅架的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的内部结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的称重装置的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的检测部件的示意图；

图6是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的截面示意图；和

图7是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的控制方法的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种防干烧灶具，如图1所示，在本实施例中，该灶具为燃气灶。该燃气灶包括：灶体10、称重装置30和控制装置。灶体10包括用于承载炊具的台面板11以及位于台面板11下方的底壳12，台面板11和底壳12共同限定出灶体10的容纳腔，该容纳腔主要用于容纳燃气管和灶具的主控板及相关电路元件。在底壳12的四个边角的位置设置有支脚14，以用于支撑灶体10。上述炊具包括但不限于炒锅、高压锅、平底锅等。台面板11上设置有灶眼20，灶眼20用于燃烧燃气产生火力，炊具放置于灶眼20正上方以加热烹煮食物。灶眼20的个数可以为1个或多个，在本实施例中，灶眼20的数量为两个，即一般所称“双灶”。灶眼20进一步包括：火盖、点火针等装置，其具体结构为本领域技术人员所熟知的，这里不再进行赘述。

如图3所示，称重装置30设置于台面板11的下方，用于检测灶眼20上炊具及其内部物料的总重量以及炊具的振动加速度。如图4所示，称重装置30进一步包括：支撑部件31和检测部件32。支撑部件31顶端向上延伸到达台面板11，以直接或间接地支撑炊具。在本实施例中，台面板11还包括：盛液盘111。盛液盘111设置于支撑部件31的正上方，用于盛接炊具内溅落的液体，以防止液体进入灶眼20内。盛液盘111设置于灶眼20的外围，其与台面板11的其他部分分离设置，因此其可以随着炊具的重量变化而轻微的上下浮动。其上表面承载炊具，其下表面抵触支撑部件31的顶端。也就是说，支撑部实际支撑盛液盘111，盛液盘111承载炊具，或者说支撑部间接支撑炊具。在本发明另外一些实施例中，也可以不设置盛液盘111，支撑部的顶端伸出台面板11(比如：穿过台面板11上预留的通孔)直接支撑炊具的底面。

检测部件32设置于支撑部件31的底端，通过感应支撑部件31传递的重量和/或振动加速度确定炊具及其内部物料的总重量和/或炊具的振动加速度。如图5所示，具体地，检测部件32包括外壳321，其内部集成设置有重力传感器323和加速度传感器324。重力传感器323用于检测支撑部件31上炊具及其内部物料的总重量，由于支撑部件31上可能还包括盛液盘111等装置，在检测炊具及其内部物料的总重量，需要将盛液盘111等其余装置的重量从测量数据中扣除，以得到炊具及其内部物料的实际重量。加速度传感器324用于检测炊具的振动加速度。加速度传感器324是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和调适电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器324包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。外壳321的上表面设置有感应按键322，感应按键322连接外壳321内部的两个传感器，两个传感器通过检测施加于感应按键上的压力得到重量和振动加速度等数据。

在本实施例中，支撑部件31还进一步包括：固定板311和多个支杆312。固定板311水平放置于检测部件32的感应按键322上，固定板311可以通过竖直安装的螺钉固定于检测部件32的外壳321上，以确保固定板311和感应按键322之间不会发生水平方向上的相对移动，但是固定板311能够在竖直方向的一定范围内移动。每个支杆312的长度相等且竖直延伸设置，每根支杆312的底端固定连接固定板311，在本实施例中，每根支杆312的底端通过螺钉与固定板311连接，在另外一些实施例中，也可以通过焊接或胶粘等方式连接。支杆312顶端向上延伸以支撑盛液盘111。在本实施例中，每根支杆312的靠近顶端的区段还具有弯折部，以用于加强支撑盛液盘111。为了使得盛液盘111更加稳固，在每根支杆312的顶端都设置有向上突出的限位凸起313，盛液盘111的相应位置设置有限位孔112，每个限位凸起313插入对应的限位孔112内，以保证盛液盘111不会相对于支撑部件31滑动。优选地，多个支杆312设置于靠近固定板311边缘的位置，且相邻两根杆之间以相同间隔均匀分布，以使得每根支杆312受力均匀、固定板311更加稳定。

在本实施例中，固定板311为中心对称的十字形平板；支杆312为4根，分别设置于十字形平板的四个端部。支撑部件31的一部分设置于灶体10的容纳腔内，另一部分设置于底壳12的下方。具体地，多根支杆312设置于容纳腔内，而固定板311设置于底壳12的下方，底壳12上还开设有多个用于支杆312穿过的通孔。

本实施例的支撑部件31整体呈中心对称结构，每根支杆312受力均匀，运行更加平稳，因此不会出现盛液盘111或炊具倾斜滑动的情况，从而检测部件32的测量数据更加准确。同时，支撑部件31中的支杆312将检测部件32与炊具分开，避免炊具的热量传递给检测部件32中的传感器，使得传感器中元件受热，导致数据测量不准确。优选地，在每根支杆312连接固定板311的末端还可以设置隔热部314，以进一步阻隔热量传递。上述隔热部314由隔热材料制成，例如：隔热橡胶、隔热塑料等。

控制装置与检测部件32电路连接，配置成根据炊具及其内部物料的总重变化以及炊具的振动加速度变化关闭灶眼20的燃气开关或调节灶眼20的燃气火力。

上述防干烧灶具还包括：锅架13。锅架13设置于盛液盘111上，且与盛液盘111同心设置，锅架13用于支撑炊具。锅架13进一步包括：四边形底框和多个设置于底框上表面的支撑片。四边形底框围绕灶眼20设置。每个支撑片都具有指向底框中心的尖端，以共同架起灶眼20上方的炊具。四边形底框的四条边靠近盛液盘111的边缘，并遮蔽盛液盘111上的定位孔和多个支杆312顶端的限位凸起313，以保证灶体10的外形完整、美观。

上述防干烧灶具还可以包括：底板40，其设置于检测部件32底部，用于承载称重装置30。在灶具的具体安装过程中，可以将底板40固定放置于安装灶具的桌面上，也就是要求底板40和支脚14的底端在同一水平面上。

防干烧灶具还包括：燃气管、电磁阀。(为了更加清楚的展示称重装置，上述燃气管、电磁阀等装置未在图中示出。)燃气管连通灶眼20和外界燃气供气管道，用于向灶眼20提供燃气。燃气管连接灶眼20的一端进入灶体10的容纳腔，并从台面板11的下方连接灶眼20。燃气管的管路从相邻两根支杆312的中间间隙达到灶眼20的正下方。燃气管与两根支杆312间隔一定距离设置，以避免发生机械干涉。

电磁阀设置于燃气管上，用于打开或关闭燃气管。控制装置与电磁阀电路连接，以控制燃气管的开闭状态。控制装置可以通过向电磁阀发送电磁脉冲以实现自动关闭电磁阀。具体原理为本领域技术人员熟知的，这里不再赘述。

本发明的防干烧灶具还设置有：供电模块50。供电模块50电路连接称重装置30和控制装置，供电模块50配置成利用灶眼20和台面板11下方空间的温差进行发电并进行电能存储，以用于向称重装置30和控制装置供电。

具体地，供电模块50进一步包括：半导体制冷片51和连接半导体制冷片51热端511和冷端512的蓄电池52。如图6所示，上述半导体制冷片51具有一热端511和一冷端512，冷端512位于热端511的下方，热端511和冷端512由不同的半导体材料制成。其中，冷端512设置于台面板11的下方，具体设置于台面板11和底壳12形成的容纳腔内。在灶具工作的过程中，该容纳腔内的温度值较低，大约稳定在60℃左右。热端511设置于灶眼的内火盖21和外火盖22之间的空隙中。在灶具的使用过程中，位于内火盖21的火焰焰心能够达到800至1000℃的温度，位于外火盖22的外焰温度更能达到1300至1400℃。因此位于内火盖21和外火盖22之间的热端511能够达到数百度的高温。热端511和冷端512之间能够产生很大的温度差。

蓄电池52设置于容纳腔内，其两端分别连接冷端512和热端511，冷端512和热端511的温度差转化为电势差并对蓄电池52充电。上述温差发电依靠的是帕耳帖效应，这种效应常用于CPU散热器和袖珍冰箱里的半导体制冷片上。通常使用时我们给半导体制冷片施加电流，一端就会变热而另一端变冷。这个效应也可以反过来应用(即塞贝克效应)：只要半导体制冷片51两端有温差就会产生电压。

其具体原理为：不同的半导体具有不同的载流子密度，当两种不同的半导体相互接触时，在接触面上的电子就会由高浓度向低浓度扩散。而电子的扩散速率与接触区的温度成正比，所以只要维持两半导体间的温差，就能使电子持续扩散，在两块半导体的另两个端点就能形成稳定的电压。在本实施例中，半导体制冷片51的冷端512和热端511就是由两种不同的半导体材料制成的。在灶具持续使用的过程中，冷端512和热端511能够产生稳定的温度差，半导体制冷片51可以产生稳定的电压。

由于半导体发电产生的电能有限，灶具内部用电可能无法完全由蓄电池52提供。因此在本发明另外一些实施例中，防干烧灶具还具有外接电源，该外接电源用于辅助蓄电池52向称重装置30和控制装置供电。上述外接电源可以为安装于底壳12内部的干电池。

供电模块50还配置成在灶眼20的燃气开关开启时开始对称重装置30和控制装置供电；在灶眼20的燃气开关关闭时停止对称重装置30和控制装置供电。在本实施例中，蓄电池52还设置有供电开关，供电开关用于开启或关闭蓄电池52对称重装置30和控制装置供电的电路连接。上述供电开关与电磁阀共同形成联动开关，当电磁阀开启时，供电开关打开，蓄电池52向称重装置30和控制装置供电。当电磁阀关闭时，供电开关同时关闭，蓄电池52停止向称重装置30和控制装置供电。本发明的供电模块50仅在灶具工作时对称重装置30和控制装置供电，在灶具非工作状态下称重装置30和控制装置处于断电状态，从而避免了非工作状态下的电能损耗。因此，本实施例的防干烧灶具更加节能。

本发明还提供了一种防干烧灶具的控制方法。图7是根据本发明一个实施例的防干烧灶具的控制方法的示意图，该方法用于在炊具出现干烧时自动切断灶具的燃气开关，以实现防干烧功能。上述控制方法一般性地包括以下步骤：

步骤S702，在燃气开关开启的时间内检测炊具及物料的重量，并计算其重量下降速度。使用检测部件32中的重力传感器323检测炊具及物料的重量。

步骤S704，检测炊具及物料的加速度大小。使用检测部件32中的加速度传感器324检测炊具的加速度，该加速度大小用于表征炊具的振动剧烈程度。在一般情况下，炊具内存在较多水分时，沸腾剧烈，炊具的振动也相对剧烈。若用户还未打开燃气开关或已主动关闭燃气开关，则停止上述重量和加速度的相关检测。

步骤S706，判断炊具及物料的加速度是否小于加速度阈值，且炊具及物料的重量下降速度大于重量下降速度阈值。当炊具内部物料发生干烧时，其内部水分急剧减少，导致炊具及物料的重量下降速度明显升高。同时，干烧时炊具内部几乎没有水分，沸腾不剧烈，而未发生干烧时，炊具内水分较多，沸腾剧烈。因此，干烧时炊具的振动会明显减弱，其振动加速度也会随之降低。

步骤S708，若步骤S706的判断结果为是，则确定炊具内发生干烧，此时关闭灶具的燃气开关，停止加热。同时，检测部件32停止对重量和加速度的检测。本实施例的控制方法，使用重量和振动加速度双重条件综合判断是否发生干烧，判断结果更加准确，能够精确确定关闭燃气开关的时间点，避免出现干烧或食物还未煮熟燃气开关就自动关闭的情况。

本领域技术人员应理解，在没有特别说明的情况下，本发明实施例中所称的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等用于表示方位或位置关系的用语是以灶具的实际使用状态为基准而言的，这些用语仅是为了便于描述和理解本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种防干烧灶具，包括：

灶体，其包括用于承载炊具的台面板，所述台面板上设置有灶眼；

称重装置，设置于所述台面板的下方，用于检测所述灶眼上方炊具及其内部物料的总重量和/或所述炊具的振动加速度；

控制装置，与所述称重装置电路连接，配置成根据所述称重装置的检测结果关闭或保持开启所述灶眼的燃气开关；和

供电模块，电路连接所述称重装置和所述控制装置，所述供电模块配置成利用所述灶眼和所述台面板下方空间的温差进行发电并进行电能存储，以用于向所述称重装置和所述控制装置供电；

其中所述供电模块包括：

半导体制冷片，其具有一冷端和一热端，其中冷端设置于所述台面板的下方，热端设置于所述灶眼的内火盖和外火盖之间的空隙中。

2.根据权利要求1所述的防干烧灶具，其中所述供电模块还包括：

蓄电池，两端分别连接所述半导体制冷片的冷端和热端，所述冷端和热端之间产生电势差并对所述蓄电池充电。

3.根据权利要求2所述的防干烧灶具，其中

所述供电模块，还配置成在所述灶眼的燃气开关开启时开始对所述称重装置和所述控制装置供电；在所述灶眼的燃气开关关闭时停止对所述称重装置和所述控制装置供电。

4.根据权利要求1所述的防干烧灶具，其中所述称重装置包括：

支撑部件，其顶端向上延伸以直接或间接地支撑所述炊具；

检测部件，设置于所述支撑部件的底端，通过感应所述支撑部件传递的重量和/或振动加速度确定所述炊具及其内部物料的总重量和/或所述炊具的振动加速度。

5.根据权利要求4所述的防干烧灶具，其中所述台面板还包括：

盛液盘，可上下浮动地设置于所述灶眼的外围，其上表面用于承载炊具，其下表面抵触所述支撑部件的顶端。

6.根据权利要求5所述的防干烧灶具，其中所述支撑部件包括：

固定板，水平放置于所述检测部件的感应按键上；和

多个支杆，每个支杆的底端固定连接所述固定板，其顶端向上延伸以支撑所述盛液盘。

7.根据权利要求6所述的防干烧灶具，其中

所述固定板为中心对称的十字形平板；

所述支杆为4根，分别设置于所述十字形平板的四个端部。

8.根据权利要求6所述的防干烧灶具，其中

每个所述支杆的顶端还具有向上突出的限位凸起；

所述盛液盘靠近边缘的多个位置还设置有限位孔，所述限位凸起插入到对应的限位孔中。

9.根据权利要求4所述的防干烧灶具，其中所述检测部件包括：

重力传感器，用于检测所述炊具及其内部物料的总重；和

加速度传感器，用于检测所述炊具的振动加速度。

10.根据权利要求1所述的防干烧灶具，还包括：

燃气管，连通所述灶眼和外界燃气供气管道，用于向灶眼提供燃气；和

电磁阀，设置于所述燃气管上，用于打开或关闭所述燃气管；其中

所述控制装置与所述电磁阀电路连接，以控制燃气管的开闭状态。

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