CN211041032U - 按比例供给燃气的燃气烤箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了按比例供给燃气的燃气烤箱，包括壳体、温度传感器、燃气加热元件和控制器；壳体内的烹饪腔内设有燃气加热元件和一个或多个温度传感器；燃气加热元件包括一个或多个对流燃气炉头，并与燃气源连接；燃气加热元件与燃气源之间设有比例阀，籍由比例阀控制燃气源向燃气加热元件的供气量；所有温度传感器和比例阀均与控制器连接；控制器通过温度传感器获取烹饪腔内的实时温度，将实时温度与预设温度进行对比，然后根据对比结果控制比例阀向燃气加热元件的供气量。本实用新型的应用能够使燃气烤箱避免使用开关阀带来的问题，烹饪腔温度可以保持更加接近设定温度以改善烹饪效果。

Description

按比例供给燃气的燃气烤箱

技术领域

本实用新型涉及燃气烤箱制造技术领域，特别涉及按比例供给燃气的燃气烤箱。

背景技术

在现有的燃气烤箱中，通常采用开关阀控制器来控制打开和关闭阀门，以此实现将烤箱温度保持在用户选择的设定点，而为了避免反复开关阀门导致缩短阀门和点火组件的使用寿命，消除每次开关都需要点火而产生的噪音，大多数控制器都被编程设计为避免快速开关炉头。

但是，由于燃气炉头的热量输出通常选择为可以快速达到并轻松保持最高预计烹饪温度(通常约华氏350°)，这就使得难以减少点燃次数。对于自行清洁型燃气烤箱，为了达到热解清洁目的，热量输出选择为达到非常高的温度 (约华氏830°)。

而由于炉头输出为满足最高预计温度，且炉头只能开启或关闭，烤箱温度往往会快速上升超过用户选择的传统烹饪温度设定点(约华氏350°)。此时为了避免快速开关炉头，控制器通常在用户选择的设定点相关上下跳闸点之间开关阀门。

这就导致在实际应用中，燃气烤箱的温度一直处于上跳闸点高于设定点，下跳闸点低于设定点，不断的在跳闸点之间开关阀门，在温度设定点上下震荡，很少能够稳定的处于温度设定点。

如图1所示，显示一个现有技术的燃气烤箱温度曲线。从图中可以看到，对于温度设定点华氏350°，在最初加热烤箱腔后，烤箱腔温按照跳闸点，在温度设定点上下连续震荡。

选择跳闸点是为了在减少炉头开关与保持平均温度接近设定点之间进行折衷处理。跳闸点还必须考虑燃气炉头不是即时响应这一事实(原因有多个)。因此，达到上跳闸点后炉头将继续产生热量，达到下跳闸点后，炉头不会立刻开始加热。这样烤箱腔温往往将在略高于上跳闸点的温度与略低于下跳闸点的温度之间循环。这就导致了现有的燃气烤箱及其温度控制系统在温度准确性与温度控制系统的寿命之间进行了折衷处理。

因此，如何使燃气烤箱的工作温度保持稳定，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供按比例供给燃气的燃气烤箱，实现的目的是避免使用开关阀带来的问题，使烹饪腔温度可以保持更加接近设定温度以改善烹饪效果。

为实现上述目的，本实用新型公开了按比例供给燃气的燃气烤箱，包括壳体、温度传感器、燃气加热元件和控制器。

其中，所述壳体内的烹饪腔内设有所述燃气加热元件和一个或多个温度传感器；

所述燃气加热元件包括一个或多个对流燃气炉头，并与燃气源连接；

所述燃气加热元件与所述燃气源之间设有比例阀，籍由所述比例阀控制所述燃气源向所述燃气加热元件的供气量；

所有所述温度传感器和所述比例阀均与所述控制器连接；

所述控制器通过所述温度传感器获取所述烹饪腔内的实时温度，将所述实时温度与预设温度进行对比，然后根据所述对比结果控制所述比例阀向所述燃气加热元件的供气量。

优选的，还包括用户界面，所述用户界面与所述控制器连接，将所述控制器通过所述温度传感器获取的所述烹饪腔内的实时温度箱用户显示；所述用户界面还包括输入模块，用户通过所述输入模块设置所述预设温度。

更优选的，所述用户界面包括机械旋钮和表盘或者电子用户界面。

优选的，所述控制器采用控制系统算法提供合适阀门定位，采用比例、PI、PID或模糊逻辑控制器。

优选的，所述比例阀包括阀体、可移动阀芯和驱动电机；所述驱动电机和所述可移动阀芯采用机械方式连接；所述驱动电机是步进电机；在打开位置，所述可移动阀芯升高，允许燃气从入口流入，从出口流出；所述可移动阀芯的升高程度对应流过所述比例阀的燃气流速。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的应用能够使燃气烤箱避免使用开关阀带来的问题，烹饪腔温度可以保持更加接近设定温度以改善烹饪效果。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出现有技术中燃气烤箱的温度曲线示意图。

图2示出本实用新型一实施例的结构示意图。

图3示出本实用新型一实施例中比例阀的结构示意图。

图4示出本实用新型一实施例运行状态示意图。

图5示出本实用新型一实施例的温度曲线示意图。

具体实施方式

实施例

如图2和图4所示，按比例供给燃气的燃气烤箱，包括壳体12、温度传感器26、燃气加热元件16和控制器24。

其中，壳体12内的烹饪腔14内设有燃气加热元件16和一个或多个温度传感器26；

燃气加热元件16包括一个或多个对流燃气炉头，并与燃气源18连接；

燃气加热元件16与燃气源18之间设有比例阀20，籍由比例阀20控制燃气源18向燃气加热元件16的供气量；

所有温度传感器26和比例阀20均与控制器24连接；

控制器24通过温度传感器26获取烹饪腔14内的实时温度，将实时温度与预设温度进行对比，然后根据对比结果控制比例阀20向燃气加热元件16的供气量。

本实用新型的原理在于，控制器24从燃气烤箱内的一个或多个温度传感器26接收信息，探测烹饪腔14内的气温。温度传感器26采用控制器24可以接收的温度信号形式，向控制器24提供烹饪腔温度指示。

控制器24利用温度信号确定相应阀门位置，生成对应所确定相应阀门位置的控制信号。控制信号提示比例阀20移动到控制信号定义的位置。在如图 4所示的燃气烤箱的一个工作循环内，控制器24从温度传感器26反复接收信息，根据需要调整比例阀20的位置。工作循环可以是任何预先确定或用户输入的供燃气烤箱执行的加热程序，包括但不局限于烹饪循环、自行清洁循环、警告循环和面包发面循环。

在某些实施例中，还包括用户界面22，用户界面22与控制器24连接，将控制器24通过温度传感器26获取的烹饪腔14内的实时温度箱用户显示；用户界面22还包括输入模块，用户通过输入模块设置预设温度。

在某些实施例中，用户界面22包括机械旋钮和表盘或者电子用户界面。

在某些实施例中，控制器24采用控制系统算法提供合适阀门定位，采用比例、PI、PID或模糊逻辑控制器。

如图3所示，在某些实施例中，比例阀20包括阀体32、可移动阀芯30和驱动电机28；驱动电机28和可移动阀芯30采用机械方式连接；驱动电机28 是步进电机；在打开位置，可移动阀芯30升高，允许燃气从入口34流入，从出口36流出；可移动阀芯30的升高程度对应流过比例阀20的燃气流速。

比例阀20是无级可调比例阀，可以设置为0％到100％的任意所需流速。比例阀20还可以按照足够小的量阶跃式调节。例如，比例阀20可以按照1％增量调节。比例阀20的调节程度必须足够精细，以便将烤箱温度保持在所需设定点，并达到所需准确度，设定点通过控制器24和用户界面22限制。例如，用户界面22仅允许以华氏5°步长调节温度。在此类情况下，比例阀20的调节精度必须足够精细，能够实现华氏5°温度调节。

比例阀20还可以按照非等量增量阶跃式调节。例如，烹饪循环通常在已知烹饪温度范围(如华氏170°到550°)之间执行，而自行清洁循环通常在已知更高的自行清洁温度范围(如华氏800°到850°)之间执行。因此，无需在烹饪温度范围与自行清洁温度范围，即本例中的华氏550°到800°之间调节烹饪腔温度。在华氏550°到800°温度范围内，比例阀20可以采用比烹饪和自行清洁温度范围更大的增量调节。此外，受多个因素影响，如不同流速下的炉头效率，烤箱内的空气与烤箱外的空气温度梯度，烤箱进气系统设计以及烤箱排气系统设计，烤箱的能量输入与烹饪腔14内产生的气温之间的关系为非线性函数。因此，比例阀20还需要能够提供非线性的位置与流速响应曲线，从而实现更好的性能。

此外，可以通过电机28以外的各种设备控制阀门位置，包括但不局限于电磁致动器，向电机绕组提供模拟电压输出从而按照电压正比例或反比例改变阀门位置的模拟控制，以及二元线性线圈致动器。

如图4所示，控制系统为闭合回路系统，利用温度传感器26的反馈，根据用户选择的温度设定点确定合适阀门位置。

首先，用户在用户界面22中输入温度设定点。控制器24根据用户选择的温度设定点确定合适阀门位置，生成一个相应控制信号，供步进电机28接收。步进电机28将移动到控制信号定义的位置，进而使比例阀20移动到相应阀门位置。燃气经过比例阀20流向加热元件16以加热烹饪腔14。燃气流速为最大流速的0到100％，由阀门位置决定。温度传感器26感应烹饪腔14的温度，生成一个温度信号，供控制器24接收。控制器24根据温度信号和用户选择的温度设定点确定合适阀门位置。如果比例阀20不在合适阀门位置，控制器24将向步进电机28提供一个新的控制信号，将比例阀20移动到合适阀门位置。如果比例阀20位于合适阀门位置，则控制器24提供相同新控制信号。或者，如果比例阀位于合适阀门位置，则控制器24不产生控制信号。控制系统在工作循环内反复循环执行以上步骤。

应注意，可以对控制器进行编程设计，以便考虑到工作循环的具体情况。例如，启动时控制器24可以维持比例阀20 100％打开，直到达到设定点，这样将以最快速度升温烤箱。达到设定点后，控制器24将控制比例阀20将温度保持在设定点。

如图5所示，显示本实用新型的燃气烤箱温度曲线示意图。温度曲线将烹饪腔14温度绘制为时间函数，从“冷”状态最初加热烤箱开始。从图中可以看到，烹饪腔温度升高到温度设定点后，几乎不存在过加热或欠加热烹饪腔14 的情况，温度曲线相对平滑。由于控制系统根据温度传感器26的反馈持续调节阀门位置，烹饪腔14温度保持在或非常接近温度设定点。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.按比例供给燃气的燃气烤箱，包括壳体(12)、温度传感器(26)、燃气加热元件(16)和控制器(24)；其特征在于：

所述壳体(12)内的烹饪腔(14)内设有所述燃气加热元件(16)和一个或多个温度传感器(26)；

所述燃气加热元件(16)包括一个或多个对流燃气炉头，并与燃气源(18)连接；

所述燃气加热元件(16)与所述燃气源(18)之间设有比例阀(20)，籍由所述比例阀(20)控制所述燃气源(18)向所述燃气加热元件(16)的供气量；

所有所述温度传感器(26)和所述比例阀(20)均与所述控制器(24)连接；

所述控制器(24)通过所述温度传感器(26)获取所述烹饪腔(14)内的实时温度，将所述实时温度与预设温度进行对比，然后根据所述对比结果控制所述比例阀(20)向所述燃气加热元件(16)的供气量。

2.根据权利要求1所述的按比例供给燃气的燃气烤箱，其特征在于，还包括用户界面(22)，所述用户界面(22)与所述控制器(24)连接，将所述控制器(24)通过所述温度传感器(26)获取的所述烹饪腔(14)内的实时温度箱用户显示；所述用户界面(22)还包括输入模块，用户通过所述输入模块设置所述预设温度。

3.根据权利要求2所述的按比例供给燃气的燃气烤箱，其特征在于，所述用户界面(22)包括机械旋钮和表盘或者电子用户界面。

4.根据权利要求1所述的按比例供给燃气的燃气烤箱，其特征在于，所述控制器(24)采用控制系统算法提供合适阀门定位，采用比例、PI、PID或模糊逻辑控制器。

5.根据权利要求1所述的按比例供给燃气的燃气烤箱，其特征在于，所述比例阀(20)包括阀体(32)、可移动阀芯(30)和驱动电机(28)；所述驱动电机(28)和所述可移动阀芯(30)采用机械方式连接；所述驱动电机(28)是步进电机；在打开位置，所述可移动阀芯(30)升高，允许燃气从入口(34)流入，从出口(36)流出；所述可移动阀芯(30)的升高程度对应流过所述比例阀(20)的燃气流速。

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