CN1928426A - 用于家用炊事炉的蒸汽发生系统 - Google Patents

Abstract

一种家用炊事炉包括一形成一烹调腔的外壳、一水源以及一蒸汽发生器，该蒸汽发生器具有流体地偶联到水源的一蒸发元件，该元件被构造成响应于供应到蒸发元件的水而产生引入到烹调腔内的蒸汽。一流体控制元件将水源流体地偶联到蒸汽发生器并可操作地将一经计量的水量供应到蒸发元件。

Description

用于家用炊事炉的蒸汽发生系统

技术领域

本发明涉及一种带有一蒸汽系统的家用炊事炉，该蒸汽系统将蒸汽引入到一烹调腔内。

背景技术

如同在传统的炊事炉中那样，组合炊事炉通常包括一用来加热一烹调腔的加热系统和一用来产生蒸汽的蒸汽系统，蒸汽分布在烹调腔内以利于烹调过程。许多类型的蒸汽系统已经开发用于组合炊事炉。一种类型的蒸汽系统包括一放置在烹调腔外面的锅炉系统，该锅炉系统装有浸没一加热元件的相当大量的水。该加热元件将水加热到水的沸点以将水转化为蒸汽，而蒸汽从锅炉系统流入烹调腔内。在此类型的系统中，烹调循环必须考虑加热水所需要的时间并包括将蒸汽引入到烹调腔内耽搁的时间。此外，锅炉系统必须储存足以浸没加热元件的水量，而储存这样的水量会占据炉内一部分有限空间。另一类型蒸汽系统遵循相同的原理，不同的是加热元件和水量位于烹调腔内，通常位于烹调腔的底部。因此，蒸汽系统利用了烹调腔内的空间，由此减小了可供烹调用的空间量，这一点是消费者决定是否购买炊事炉时要考虑的一个结构特征。

另一类型的蒸汽系统涉及通过一引导水朝向炉加热系统的加热元件的管道或接管来引入水。水在炊事炉的加热元件上蒸发并通过一风扇分散在烹调腔内。尽管这些系统产生蒸汽比锅炉系统更快，但它们依赖于加热系统来产生和分散蒸汽，且水必须准确地引向炊事炉的加热系统，否则有可能导致蒸汽量不足。此外，将水喷洒在炊事炉的加热元件上以冷却炊事炉的加热元件，因而减少了其输出。这样的情形不利于将烹调腔保持在一要求的烹调温度上。因此，希望有一个带有能以控制的方式快速产生蒸汽的蒸汽系统的炊事炉。

发明内容

根据本发明一实施例的炊事炉包括：一形成一烹调腔的外壳；一水源；一具有产生引入到烹调腔内的蒸汽的一蒸发元件的蒸汽发生器；一流体控制元件，它流体地将水源偶联到蒸汽发生器并操作地将一经计量的水量供应到蒸发元件；以及，一实施蒸汽烹调循环的控制器，它操作地偶联到蒸汽发生器和流体控制元件，以将经计量的水量供应到蒸发元件而按照蒸汽烹调循环的要求产生蒸汽。

计量的水量可对应于为满足蒸汽烹调循环要求而维持理想的蒸汽发生率所需要的水量。

蒸汽发生器可被构造成：当计量的水量供应到蒸发元件时，它基本上瞬时地将该计量的水量转化为蒸汽。

蒸汽发生器可位于烹调腔内或位于烹调腔的外部。

蒸汽发生器可包括一从水源接受水的入口和一可操作地连接到烹调腔内以便将蒸汽引入到烹调腔内的蒸汽出口。通过入口进入蒸汽发生器的水被引导到蒸发元件上。

该炊事炉还可包括一流体地偶联在水源和蒸汽蒸发器之间的水箱。该水箱可定位在蒸发元件的上方。流体控制元件可以是一泵。

水源可以是提供压力水的城市自来水系统。炊事炉还可包括一位于蒸汽发生器上游用来降低水压的压力调节器。流体控制元件可以是一阀门。

该炊事炉还可包括一位于蒸汽发生器上游的水过滤器。

根据本发明另一实施例的家用炊事炉包括一形成一烹调腔的外壳、一水源以及一位于烹调腔外面的蒸汽发生器，它具有流体地偶联到水源并被构造成响应于供应到蒸发元件的水量而产生引入到烹调腔内的蒸汽的蒸发元件。

蒸汽发生器可安装到外壳上。蒸汽发生器可安装在外壳的一后壁上。

家用炊事炉还可包括一流体控制元件，它将一水源流体地偶联于蒸汽发生器并可操作地对蒸发元件供应一计量的水量。该计量的水量可对应于根据一蒸汽烹调循环而维持理想的蒸汽发生率所需要的一水量。

水源可以是提供压力水的一城市自来水系统。该炊事炉还可包括一位于蒸汽发生器上游用来降低水压的压力调节器。流体控制元件可以是一阀门。

家用炊事炉还可包括一流体地偶联在水源与蒸汽蒸发器之间一水箱。流体控制元件可以是一泵。

家用炊事炉还可包括一位于蒸汽发生器上游的水过滤器。

蒸汽发生器可被构造成当水供应到蒸发元件上时它基本上瞬时地将水转化为蒸汽。

附图说明

在附图中：

图1是一示范的自动家用炊事炉的立体图。

图2是图1炊事炉的示意图。

图3是示出图1炊事炉的一控制系统的示图。

图4是带有一蒸汽系统的图1炊事炉的示意图，该蒸汽系统具有根据本发明一实施例的一瞬时蒸汽发生器。

图5是带有一蒸汽系统的图1炊事炉的示意图，该蒸汽系统具有一根据本发明另一实施例的一瞬时蒸汽发生器。

具体实施方式

现参照附图，图1示出一示范的可装备有一蒸汽系统的自动家用炊事炉10，该蒸汽系统具有根据本发明一实施例的一瞬时蒸汽发生器。该炊事炉10包括一具有一敞开面外壳13的炉柜12，外壳13具有一对间隔的侧壁16、18，两个侧壁通过一顶壁20、一底壁22和一后壁23(图2)连接起来而形成一敞开面的烹调腔14。一在一铰链27处可枢转的门24可有选择地关闭烹调腔14，而一传感器26可探测门24的打开位置和关闭位置。当门24处于打开位置时用户的手可进入到烹调腔14，而当门24处于关闭位置时阻止进入到烹调腔14并隔绝外界环境而密封烹调腔14。

炊事炉10还包括一带有一控制面板28的控制台29，控制面板28具有一接近用户的用户接口，以便用来输入诸如温度和时间等的手工烹调循环所要求的烹调参数，或用来选定自动烹调循环。用户接口例如可包括一按钮、一旋转钮、一触摸垫、一触摸屏，或一声音指令单元。如图2所示，控制面板28与位于炉柜12内的一控制器30连通。控制器30可以是一比例积分微分(PID)控制器，或如自动炊事炉行业内众所周知的任何其它合适的控制器。控制器30储存诸如缺省的烹调参数、手工输入的烹调参数之类的数据以及用于自动烹调循环的程序，接受来自控制面板28的输入，并将输出送到控制面板28以显示炊事炉10的状态或其它与用户的联系。此外，控制器30包括一定时器以在手工和自动烹调循环过程中跟踪时间。

接下来，参照图2，炊事炉10还包括一加热系统34，它具有一上加热元件36(通常称之为烤器)和一下加热元件38。图2的示意图显示该下加热元件38为隐藏或安装在烹调腔底壁22下面的一加热元件外壳40内。来自下加热元件38的热量通过底壁22传导到烹调腔14内。或者，下加热元件38可如炊事炉行业内众所周知的方式安装在烹调腔14内。此外，如授予A1lera等人的美国专利6,545,251中所描述的，上和下加热元件36、38可安装在烹调腔14的侧壁16、18处，本文已援引其全部内容以供参考。根据所示实施例的加热系统34还包括一对流风扇42，它在烹调腔14内循环空气和蒸汽(如果存在的话)。对流风扇42可以是任何合适的风扇并可安装在诸如后壁23那样的烹调腔14的任何合适部位内。加热系统34可包括一位于对流风扇42附近的对流加热元件(未示出)，以确保对流风扇42循环加热的空气。特殊类型的加热系统与本发明关系不大；本文所示和所描述的加热系统34只是为了说明的目的，绝无意限制本发明。

图3是示意地示出炊事炉10的一控制系统的方框图。该控制系统包括控制器30，如上所述，控制器可操作地与控制面板28、加热系统34和蒸汽系统44连通。控制器30指示加热系统34以致动或停止致动上加热元件36、下加热元件38、对流风扇42和对流加热元件(未示出)，或者全部元件一起、个别元件地，或者结合成几个组地执行，并提供有关烹调腔14所要求的温度和加热系统34加热烹调腔14的速率的指令。同样地，控制器30指示加热系统34以致动或停止致动，以对应于烹调腔14内要求的相对湿度的、所要求的蒸汽产出率对烹调腔14提供要求的蒸汽量。

具有一加热系统和一蒸汽系统的炊事炉通常称之为组合炊事炉。加热系统可如传统炊事炉那样单独地使用，也可与蒸汽系统组合地使用。当加热系统34和蒸汽系统44都被使用时，蒸汽系统44对加热系统34起到补充或附件的作用。或者，蒸汽系统44可单独地使用以只用蒸汽进行烹调。

根据本发明一实施例的蒸汽系统44示意地示于图4中，根据所示实施例它包括一位于烹调腔14内的蒸汽发生器46。当蒸汽发生器46位于烹调腔内时，最好这样地确定它的尺寸和定位：在烹调腔14内利用最小的空间以对烹调提供最大的可用空间。例如，蒸汽发生器46可定位在一烹调架最低位置下方的烹调腔14的后部区域内。如图4中的箭头A所示，蒸汽发生器46通过一入口50从水源48接受水，并通过一蒸发元件52产生蒸汽，通过一出口54将蒸汽引入到烹调腔14内(如图4中的箭头B所示)。如图4所示，出口54可由蒸汽发生器46的一敞开顶部形成。或者，出口54可形成为一盖，该盖可从蒸汽发生器46中移去，以便进行清洁或维护保养。

水源48可由用户例如通过控制台29上的一端口56提供。用户可将水注入端口56，或使用一携带的供应容器，就如美国专利申请11/120,407所描述的那样，该申请的名称为“带有流体供应源和排出的容器的蒸汽炉”，申请日为2005年5月3日，本文援引了其全部内容以供参考。或者，水源48可以是供水到家庭的城市自来水系统。

蒸发元件52可以是任何合适的元件，诸如一铸入加热元件块体的加热器块、一感应的加热元件，或一电加热元件，它基本上瞬时地将水转化为蒸汽。蒸发元件52可以被这样构造：使水接触到蒸发元件52的外表面以将热量传递到水中而转化为蒸汽，或者，使水流过蒸发元件以进行热的传导。流入蒸汽发生器46的水受到控制或计量(将在下文中作详细描述)，以使进入入口50的水基本上等于以要求的产气率产生要求的蒸汽量所需要的水量，所要求的产气率是选定的手工或自动烹调循环所要求的产气率。因此，蒸汽发生器46根据要求和响应于供应到蒸发元件52的水有效地产生蒸汽，只有很少水甚或没有水积聚在蒸汽发生器46内。在蒸汽发生过程中，蒸发元件52可以常开或根据工作循环进行循环。一示范的工作循环是在某一时间间隔(例如，1分钟)过程中蒸发元件52合上(即，电源供应到蒸发元件)的时间的百分数。

水源48通过端口56和一第一流体管道58流体地偶联到安装在炊事炉10内或炊事炉10附近的一水箱60。该水箱60流体地偶联在水源48与蒸汽发生器46之间，以便在水供应到蒸汽发生器46之前储存来自水源48的水。根据所示的实施例，水箱60垂直地位于蒸汽发生器46的上方。水从第一流体管道58流入水箱60的一入口62内，并通过一水过滤器64来净化来自水源48的水并防止异物进入。水箱60还包括一水位传感器66，该传感器探测水箱60内的一水位并将该水位通讯到控制器30以将一信号显示在控制面板28上，以将水位信息发给用户。该水位传感器66可以是任何合适类型的传感器，例如电导率传感器、电容传感器或场效应传感器等，并可位于水箱60内直接与水接触、嵌入在水箱60的一壁内，或安装在水箱60的一壁的外表面上。例如，水箱60可由塑料制成，并围绕水位传感器66进行插入模制而形成带有嵌入在水箱60一壁内的水位传感器66的水箱60。也可选择水箱60包括一排出口(未示出)以便在需要时可从水箱60中排水。有利地是，水箱60内的水未被加热，因此可在任何时候进行排水。如果水源48是城市自来水供水系统，则水箱60还可包括一位于入口62处的压力阀(未示出)，以便控制流入水箱60的水量并在水流入水箱60之前降低水压。

当需要产生蒸汽时，水通过一出口68流出水箱60，进入流体地连接于蒸汽发生器46的一入口50的一第二流体管道70。通过出口68流到第二流体管道70的水受到一流体控制元件72，例如一泵或阀门的控制或计量，该泵或阀门由控制器30操作提供所要求的水流量，该流量对应于由选择的手工或自动烹调循环所要求或设定的理想的蒸汽量和理想的蒸汽产出率。根据选择的手工或自动烹调循环，控制器30设定理想的蒸汽量和/或理想的蒸汽产出率以及对应于理想的蒸汽量和/或理想的蒸汽产出率的理想的水流量。如图4所示，该流体控制元件72可位于出口68处，或位于出口68的下游。流体控制元件72可在一不致动状态与一致动状态之间进行操作，在不致动状态中水不从水箱60流入蒸汽发生器46，在致动状态中水以要求的流量从水箱60流入蒸汽发生器46。流量相对较小，以使供应到蒸汽发生器46的水不会积聚在蒸汽发生器46内并瞬时地或几乎瞬时地转化为蒸汽。当流体控制元件72是一泵时，水的流量由泵的工作循环确定。一示范的工作循环是在某一时间间隔(例如，1分钟)过程中，泵合上(即，电源供应到泵)的时间百分数。

在操作中，用户用来自水源48的水填充水箱60。水从端口56和第一流体管道58通过入口62流入水箱60内。水通过水过滤器64和填充水箱60。用户继续填充水箱60直到水源48耗尽为止，或直到水位传感器66联络到控制器30以使水箱60填满为止。用户通过控制面板28选定手工或自动烹调循环，然后控制器30开始该选定的手工或自动烹调循环。当选定的手工或自动烹调循环需要将蒸汽引入到烹调腔14内以达到理想的相对湿度时，控制器30操作蒸汽系统44。具体来说，水流过水箱60的出口68，流过第二流体管道70进入蒸汽发生器46内。通过第二流体管道70的水流量由流体控制元件72控制，在致动状态下根据要求的相对湿度所需要的蒸汽产出率来计量水。计量后的水通过入口50进入蒸汽发生器46并通过蒸发元件52转换为蒸汽。根据一实施例，水的流量应做到水滴落或喷溅到蒸发元件52上并立即转换为蒸汽。蒸汽通过出口54离开蒸汽发生器46，根据所示的实施例，蒸汽用对流风扇42通过烹调腔14进行分布。

一替代的蒸汽系统44’示意地示于图5中，其中，类似于先前图4中所描述实施例的蒸汽系统的元件用带有撇号(’)的相同的标号表示。如图5所示，蒸汽系统44’包括一蒸汽发生器46’，如图4中箭头A’所示，该蒸汽发生器通过一入口50’从一水源48’接受水，通过一蒸发元件52’产生蒸汽，并如图4中的箭头B’所示，通过一出口54’将蒸汽引入到烹调腔14’内。根据所示的实施例，该蒸汽发生器46’位于烹调腔14’的外面并安装在外壳13’的后壁23’，使出口54’流体地连通蒸汽发生器46’与烹调腔14’。将蒸汽发生器46’安装在炉柜的外面以利于在烹调腔14’内形成最大的烹调空间。

如在上述的实施例中，蒸发元件52’可以是任何的元件，诸如一铸入加热元件块体的加热器块、一感应的加热元件，或一电加热元件，它基本上瞬时地将水转化为蒸汽。蒸发元件52’可以被这样地构造：使水接触到蒸发元件52’的外表面以将热量传递到水中而转化为蒸汽，或者，使水流过蒸发元件以进行热的传导。流入蒸汽发生器46’的水受到控制或计量(将在下文中作详细描述)，以使进入入口50’的水基本上等于以要求的产气率产生要求的蒸汽量所需要的水量，所要求的产气率是根据选定的手工或自动烹调循环所要求的产气率。因此，蒸汽发生器46’根据要求和响应于供应到蒸发元件52’的水有效地产生蒸汽，只有很少水甚或没有水积聚在蒸汽发生器46’内。在蒸汽发生过程中，蒸发元件52’可以常开或根据一工作循环进行循环。一示范的工作循环是在某一时间间隔(例如，1分钟)过程中蒸发元件52’合上(即，电源供应到蒸发元件)的时间的百分数。

根据所示实施例，水源48’包括一供水到家庭的城市自来水系统，并通过一流体管道58’流体地偶联于蒸汽发生器46’。一位于流体管道58’内的水过滤器64’在水流过其间时对水进行过滤。因为来自自来水供水系统的水是加压的，所以，蒸汽系统还包括位于流体管道58’内的一压力调节器74’以将压力降低到要求的压力，例如约6磅/英寸2至10磅/英寸2范围。此外，蒸汽系统44’还包括一流体控制元件72’，在所示的实施例中该元件显示为一阀门，它位于压力调节器74’的下游以便计量供应到蒸汽发生器46’的水。流体控制器72’由控制器30’操作，以提供对应于根据选择的手工或自动烹调循环所要求的理想的蒸汽量和理想的蒸汽产出率的所要求的水流量。根据选择的手工或自动烹调循环，控制器30设定理想的蒸汽量和/或理想的蒸汽产出率以及对应于理想的蒸汽量和/或理想的蒸汽产出率的理想的水流量。流体控制元件72’可在一不致动状态与一致动状态之间进行操作，在不致动状态中水不从水箱60’流入蒸汽发生器46’，在致动状态中水以要求的流量从水箱60’流入蒸汽发生器46’。流量相对较小，以使供应到蒸汽发生器46’的水不会积聚在蒸汽发生器46’内并瞬时地或几乎瞬时地转化为蒸汽。一示范的水流量约为35mL/min。

在操作中，用户通过控制面板28’选择一手工的或自动的烹调循环，则控制器30’开始该选定的手工的或自动的烹调循环。当选定的手工的或自动的烹调循环要求将蒸汽引入到烹调腔14’内以达到所要求的相对湿度时，控制器30’操作蒸汽系统44’。具体来说，水从水源48’流出，通过流体管道58’流入蒸汽发生器46’。当水流过流体管道58’时水过滤器64’过滤水，压力调节器74’降低水压，处于致动状态中的流体控制元件72’根据要求的水流量控制水的流动。通过流量的控制，流体控制元件72’根据对应于要求的相对湿度的理想的蒸汽量和理想的蒸汽产出率计量水。计量的水通过入口50’进入蒸汽发生器46’并通过蒸发元件52’转换为蒸汽。根据一实施例，水的流量应做到水滴落或喷溅到蒸发元件52’上并立即转换为蒸汽。蒸汽通过出口54’离开蒸汽发生器46’，并由此引入到烹调腔14’内。也可这样地选择，对流风扇(图5中未示出)可便于通过烹调腔14’进行分布。

根据本发明的蒸汽系统成本经济，并容易地实施为能瞬时地产生引入到烹调腔内的蒸汽的系统。因为蒸汽基本上瞬时地由精确地计量后流入蒸汽发生器的水形成，所以，烹调循环不必如锅炉系统那样考虑预热一定量的水，或考虑将蒸汽引入到烹调腔内的时间耽搁。蒸汽注入率受水流量的制约，而流体控制元件控制或计量流入蒸汽发生器的水流量，以使引入到蒸汽发生器内的水瞬时地或几乎瞬时地转化为蒸汽。可选择地是该家用炊事炉可包括一接近用户的、位于控制面板上的按钮，这样，在选择的手工或自动烹调循环过程中，用户可在任何时候手工地将蒸汽注入烹调腔内。此外，如果要求的蒸汽量或要求的蒸汽产出率对应于烹调腔的最大相对湿度，则引入到烹调腔内的实际蒸汽量或实际的蒸汽产出率(以及对应的实际水流量)可等于或大于要求的值，因为过度的蒸汽将会通过透气孔跑逸掉，且烹调腔将保持最大的相对湿度。

尽管本发明已结合其某些特定的实施例作了具体地描述，但应该理解到，这只是为了举例说明而并无限制的含义，附后的权利要求的范围将看作是本技术领域广义的解释。

Claims (26)

1.一种炊事炉包括：

一外壳，它形成一烹调腔；

一水源；

一蒸汽发生器，它具有产生引入到该烹调腔内的蒸汽的一蒸发元件；

一流体控制元件，它将水源流体地偶联到该蒸汽发生器并操作地将一经计量的水量供应到该蒸发元件；以及

一控制器，它实施蒸汽烹调循环并操作地偶联到蒸汽发生器和该流体控制元件，以将经计量的水量供应到蒸发元件而按照蒸汽烹调循环的要求产生蒸汽。

2.如权利要求1所述的炊事炉，其特征在于，经计量的水量对应于为满足蒸汽烹调循环要求而维持理想的蒸汽发生率所需要的水量。

3.如权利要求1所述的炊事炉，其特征在于，蒸汽发生器被构造成：当经计量的水量供应到蒸发元件时，该元件基本上瞬时地将该计量的水量转化为蒸汽。

4.如权利要求1所述的炊事炉，其特征在于，蒸汽发生器位于烹调腔内。

5.如权利要求1所述的炊事炉，其特征在于，蒸汽发生器位于烹调腔的外部。

6.如权利要求1所述的炊事炉，其特征在于，蒸汽发生器包括一从水源接受水的入口和一可操作地连接到烹调腔以便将蒸汽引入到烹调腔内的蒸汽出口。

7.如权利要求6所述的炊事炉，其特征在于，通过入口进入蒸汽发生器的水被引导到蒸发元件上。

8.如权利要求1所述的炊事炉，其特征在于，还包括一流体地偶联在水源与蒸汽蒸发器之间的水箱。

9.如权利要求8所述的炊事炉，其特征在于，水箱定位在蒸发元件的上方。

10.如权利要求8所述的炊事炉，其特征在于，流体控制元件是一泵。

11.如权利要求1所述的炊事炉，其特征在于，水源是提供压力水的城市自来水系统。

12.如权利要求11所述的炊事炉，其特征在于，还包括一位于蒸汽发生器的上游、用来降低水压的压力调节器。

13.如权利要求12所述的炊事炉，其特征在于，流体控制元件是一阀门。

14.如权利要求1所述的炊事炉，其特征在于，还包括一位于蒸汽发生器上游的水过滤器。

15.一家用炊事炉包括：

一外壳，它形成一烹调烹调腔；

一水源；以及

一蒸汽发生器，它位于烹调腔的外面并具有流体地偶联到水源并被构造成一蒸发元件，该元件响应于供应到蒸发元件的水量而产生引入到烹调腔内的蒸汽。

16.如权利要求15所述的家用炊事炉，其特征在于，蒸汽发生器安装在外壳上。

17.如权利要求16所述的家用炊事炉，其特征在于，蒸汽发生器安装在外壳的后壁上。

18.如权利要求15所述的家用炊事炉，其特征在于，还包括一流体控制元件，它将水源流体地偶联到蒸汽发生器并操作地将一经计量的水量供应到蒸发元件。

19.如权利要求18所述的家用炊事炉，其特征在于，经计量的水量对应于根据蒸汽烹调循环而维持理想的蒸汽发生率所需要的水量。

20.如权利要求18所述的家用炊事炉，其特征在于，水源是提供压力水的城市自来水系统。

21.如权利要求20所述的家用炊事炉，其特征在于，还包括一位于蒸汽发生器的上游、用来降低水压的压力调节器。

22.如权利要求21所述的家用炊事炉，其特征在于，流体控制元件是一阀门。

23.如权利要求18所述的家用炊事炉，其特征在于，还包括一流体地偶联在水源与蒸汽蒸发器之间的水箱。

24.如权利要求23所述的家用炊事炉，其特征在于，流体控制元件是一泵。

25.如权利要求15所述的家用炊事炉，其特征在于，还包括一位于蒸汽发生器上游的水过滤器。

26.如权利要求15所述的家用炊事炉，其特征在于，蒸汽发生器被构造成：当水供应到蒸发元件时，该元件基本上瞬时地将水转化为蒸汽。

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