專利名稱：具有文火系統(tǒng)的電子燃氣爐灶控制裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及一種燃氣設(shè)備的控制裝置，特別是一種具有火焰定序文火系統(tǒng)的電子啟動燃氣爐灶的火焰均衡控制裝置。
Rossi等人的美國專利No.4,376,626(Device for the control of asequential burner of a cooking appartus)披露了一種用于烹調(diào)設(shè)備中至少一個順序燃燒器的控制裝置，其以組合形式包括一個減速同步馬達以及一個能夠由該馬達轉(zhuǎn)動驅(qū)動的鼓，一個與該鼓結(jié)合的電路，其包括至少一個壓靠在鼓表面上的電觸點以及至少一根導(dǎo)電導(dǎo)軌，該導(dǎo)軌以允許燃燒器根據(jù)作為電觸點在鼓上位置的函數(shù)變化的加熱順序工作的方式設(shè)置在鼓上，以及用于調(diào)節(jié)觸點相對于導(dǎo)電導(dǎo)軌位置的裝置，以使燃燒器加熱順序的持續(xù)時間可以逐步、連續(xù)變化。
Witham等人的美國專利No.5,575,638(Stove burner simmercontrol)披露了一種燃燒器的控制裝置，其在一定響應(yīng)范圍內(nèi)、能夠響應(yīng)促動器中用戶可選擇的操作提供脈沖火焰順序。以微型控制器為基礎(chǔ)的控制模塊以取決于預(yù)定范圍內(nèi)促動器位置的預(yù)定時間順序切換一個燃燒器點火控制件和一個用于對燃燒器提供燃氣的電動閥。最好控制一個爐灶中多個燃燒器的一個或多個燃燒器以便進行脈沖式順序操作，且最好采用旋鈕形式的、用于每一信道的單促動器提供一個簡單的用戶接口，以便最好在低燃氣流速或文火烹調(diào)范圍內(nèi)利用脈沖式火焰順序。
Clifford等人的美國專利No.6,116,230披露了一種燃氣設(shè)備，其包括一個燃燒器，一根導(dǎo)管，一個控制電路以及一個閥。利用所述控制電路對閥提供脈沖—寬度—調(diào)制信號，因此，閥能夠確保從一個燃料源向燃燒器流動的燃料具有大致線性流速。Clifford等人的燃氣設(shè)備使用了一個火花點火器。
因此，需要這樣一種電控燃氣爐灶設(shè)備，該設(shè)備能夠由也可產(chǎn)生高BTU輸出的燃氣燃燒器輸送出理想的文火溫度。還需要這樣一種電子燃氣爐灶設(shè)備，該設(shè)備能夠通過一直接水平—調(diào)撥控制件對熱量水平進行細微、準(zhǔn)確和反復(fù)的控制，從而使用戶能更精確地選擇有效及可控的溫度。還需要這樣一種燃氣爐灶設(shè)備，該設(shè)備能夠在不會產(chǎn)生有害電磁干擾的情況下，確保重新點燃火焰。同樣需要這樣一種燃氣爐灶的火焰—定序文火系統(tǒng)，該系統(tǒng)將燃氣流動調(diào)制以及“開/關(guān)”定序功能結(jié)合至一個氣閥中。最后，需要這樣一種燃氣爐灶設(shè)備，該設(shè)備裝有用于實現(xiàn)燃燒器啟動和溫度設(shè)定選擇的用戶電子觸動接口。發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題的實際方法，從而能夠完全滿足上述需要。
本發(fā)明的一個主要的目的在于提供一種燃氣爐灶設(shè)備，這種設(shè)備在每一個有效的燃燒器中，能夠輸出非常低的加熱能量，同時保持輸出非常高的BTU輸出的能力，且還能在整個烹調(diào)水平范圍內(nèi)實現(xiàn)微小、精確及反復(fù)的控制。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種燃氣爐灶設(shè)備，該設(shè)備具有一種以電容性觸動用戶接口為特點的新穎的電子控制裝置，因此其特征在于提供了一扁平、光滑且密封的烹調(diào)表面。這種電容性觸動接口有助于對通常易于弄臟并難以觸及的表面的維護。電容性觸動接口提供的其它優(yōu)點是能夠避免與機械裝置相關(guān)的磨損和損壞，并且還能夠防止如油脂這樣的污物以及水分到達爐灶設(shè)備內(nèi)部的敏感元件。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種電子控制裝置，其能夠同時控制用于計量從平均值至高BTU輸出的被輸送至燃燒器的燃氣流的閥的調(diào)制，以及以火焰的預(yù)定平均水平制定火焰的“開”和“關(guān)”順序，以提供足夠的文火溫度。另一個目的在于提供燃氣爐灶的電子控制，其特征在于一個直接調(diào)撥鍵盤輸入系統(tǒng)和一個數(shù)字式目視用戶接口，以便實現(xiàn)預(yù)定烹調(diào)水平的可重復(fù)性和準(zhǔn)確的再選擇。本發(fā)明的另一個目的在于確保起始時燃氣的點燃以及提供一種火焰的定序重新點燃系統(tǒng)，這種系統(tǒng)無需在文火烹調(diào)模式期間同步進行火焰的開/關(guān)循環(huán)，且不會產(chǎn)生有害的電磁干擾。
本發(fā)明具有以下特征一個電容性觸動鍵盤接口；一個完全電子控制的系統(tǒng)，其用于控制流過調(diào)制閥的燃氣流；一個通過一脈沖—寬度—調(diào)制(PWM)口驅(qū)動的新型調(diào)制閥，其能夠無級控制燃氣流同時還能夠提供一個“關(guān)閉”位置，因此，所述電動調(diào)制閥消除了對用以在文火操作期間制定火焰“開”和“關(guān)”順序的輔助在線電磁閥的需要；以及通過電子控制系統(tǒng)控制和監(jiān)測的陶瓷熱表面點火器，其在不會產(chǎn)生電磁干擾的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的重新點燃。
通過使用電驅(qū)動的調(diào)制閥，可選擇地對每一個獨立燃燒器提供天然氣或丙烷燃氣，從而消除了對機械閥以及伸出用戶操縱臺的促動器旋鈕的需要，并有助于維護這些表面。燃氣的點燃是通過溫度檢測監(jiān)測的，而陶瓷熱表面點火器也是通過電流檢測監(jiān)測的。即使在出現(xiàn)錯誤條件的情況下，也會保證安全性特點，如主在線閥的關(guān)閉以及點火器的切斷。并且，還能形成如視覺和聲音警報這樣的特點，從而對用戶提供出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤情況的可靠指示。
圖2為可以與本發(fā)明一起使用的多種可能的用戶接口中一個接口的例子。
圖3a和3b共同顯示了用于本發(fā)明一個最佳實施例的控制軟件的流程圖。
位于由陶瓷玻璃面板109的絲網(wǎng)印制部分標(biāo)記出的部分處的用戶接口面板110最好還包括一個或多個用于向用戶顯示涉及爐灶狀態(tài)的目視指示器116，如七段LED顯示器，離散LED顯示器，線條LED顯示器，LCD顯示器以及真空熒光顯示器；一聲音信號器125，如外部驅(qū)動或內(nèi)置驅(qū)動壓聲元件、磁換能器或Maylar揚聲器，其用于提供選定一個觸動鍵的聲音指示124且還用于每當(dāng)探測到系統(tǒng)錯誤時提供聲音警報；以及一系列電容敏感鍵貼片115，每一個鍵貼片均具有一個電容場119，該電容場是由一個電容性鍵盤解碼接口模塊102產(chǎn)生，探測和分析的且能夠?qū)Ψ旁谂c一個電容敏感鍵貼片115配合的任意一個電容場119附近的手和手指121作出電反應(yīng)。
基于微型控制器的控制器111包括一系列模塊，這些模塊專用于驅(qū)動并監(jiān)測由微型控制器101控制的系統(tǒng)中的各種元件。
目視指示器116的顯示元件是通過一個顯示—電力—驅(qū)動模塊103驅(qū)動的，顯示—電力—驅(qū)動模塊103最好包括一系列輸出位移寄存器(集成電路)，電源—驅(qū)動器集成電路的多個信道，轉(zhuǎn)換—驅(qū)動器集成電路的多個信道，且其還可包括使用了離散晶體管的激勵電路。
一塊由離散晶體管電路構(gòu)成的功率模塊126驅(qū)動聲音接口125。如果聲音接口由一個或多個內(nèi)置驅(qū)動聲音信號器制成，那么功率模塊則不是必需的。
一塊閥—電力驅(qū)動模塊包括一個用于驅(qū)動主安全閥112的電力繼電器或一個三端雙向可控硅開關(guān)模塊107和一個用于驅(qū)動調(diào)制閥113的達林頓陣列集成電路或一系列離散晶體管108。
還設(shè)有一塊點火器—電力驅(qū)動模塊105且其包括一個用于驅(qū)動一個或多個陶瓷熱表面點火器117的電力繼電器或三端雙向可控硅開關(guān)模塊。還設(shè)有一個電流傳感器模塊104，以便監(jiān)測流過熱表面點火器117的電流。
設(shè)置適當(dāng)?shù)姆糯竽K106，以便以適當(dāng)?shù)碾妷悍认蛭⑿涂刂破?01的一個模擬—數(shù)字輸入口輸送可靠的溫度傳感器數(shù)據(jù)。放大對于一些傳感器并不是必需的，因此，例如，如果所使用的溫度傳感器為熱敏電阻，那么模塊106也可以是一種簡單的分壓器電路。
在以微型控制器為基礎(chǔ)的控制器111中最好設(shè)有一塊正弦平方波轉(zhuǎn)換器輸入模塊127，以便在文火模式期間，以可靠的時間基線對微型控制器101提供“開/關(guān)”火焰順序周期的適當(dāng)定時。正弦平方波轉(zhuǎn)換器輸入模塊127可以由一個二極管整流輸入電路構(gòu)成，從而能夠分接一部分常規(guī)AC電源電壓并將其輸送給一個以晶體管為基礎(chǔ)的電路。與提升電阻器相連的該電路提供了一種以由AC電壓電源線傳送的50Hz或60Hz信號為代表的矩形波作為輸出。
另外，以微型控制器為基礎(chǔ)的控制器111最好包括一個具有串行或并行通信接口的電容性鍵盤解碼接口模塊102，其能夠探測并分析用戶的觸動狀態(tài)。所述電容性鍵盤解碼模塊最好包括一個具有一串行或并行通信接口的電容矩陣譯碼器集成電路，用于提供用戶觸動接口的一部分陶瓷玻璃面板109(最好為絲網(wǎng)印制的)，以及一系列電容傳感鍵貼片115，這些鍵貼片設(shè)置在位于陶瓷玻璃面板109的用戶觸動接口部分標(biāo)記出的部分處。鍵的敏感性可單獨進行調(diào)整以適合鍵尺寸，鍵形狀和鍵在用戶接口鍵盤上的位置。用于鍵盤接口的電容檢測可以如Philipp的美國專利NO.5,730,165所披露的進行，該專利中所披露的全部內(nèi)容可在本申請中參考使用。在美國專利NO.5,730,165中，電容場傳感器使用了單塊耦合板，以探測電容相對于地線的變化。該設(shè)備包括一個用于對一傳感電極充電的電路，以及一個從傳感電極除去電荷并將其輸送至一個電荷探測電路的開關(guān)元件。
一種合適的電容性鍵盤解碼接口102為可從英國南安普頓和賓夕法尼亞州匹茲堡的Quantum Research Group Ltd購得的QM1型，或最好為可以從該公司購得的QT60320型以及QT60321型Matrix Scan IC’s。Matrix Scan IC’s的QT60320型系列為以上面提到的Philipp的發(fā)明為基礎(chǔ)的電容性鍵盤解碼接口系列，它們使用了設(shè)置在一鍵矩陣結(jié)構(gòu)中的雙耦合電容板傳感器。
以微型控制器為基礎(chǔ)的控制器111最好還包括一個微型控制器集成電路101，該電路具有集成特點，即以下所列出的特點a)一個用于與一電容性鍵盤解碼器集成電路連接的雙向串行通信口；b)一個用于與顯示接口電路連接的串行外圍設(shè)備接口；c)一個用于控制燃氣調(diào)制閥的脈沖—寬度—調(diào)制(PWM)輸出口d)一個用于60Hz信號探測的輸入口；e)一個用于控制主燃氣電磁安全閥的輸出口；f)一個用于與一聲音信號器連接的輸出口；g)一個用于溫度監(jiān)測的模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入口；h)一個用于控制一燃氣點火器模塊的輸出口；以及i)一個用于監(jiān)測燃氣點火器電流的模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸入口。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解可以設(shè)置任意所列出類型的多個口。
所述系統(tǒng)的閥部分最好包括一個在線燃氣閥組件，對于每一個燃燒器而言，該組件具有一個通常在工業(yè)中使用的主在線電磁安全閥112和一個在線調(diào)制閥113。在Zachary等人的美國專利NO.5,458,294中披露了一種適合的調(diào)制閥，其中，一個變孔節(jié)流電磁閥具有多個位置，且這些位置均是通過將一個電壓信號作用于調(diào)制閥上控制的。如上面提到的Clifford等人的美國專利NO.6,116,230所披露的所有內(nèi)容那樣，Zachary等人的專利NO.5,458,294中所有內(nèi)容均在本申請中可參考使用。美國專利NO.5,458,294披露了這樣一種設(shè)備，其用于準(zhǔn)確控制流向一個燃燒裝置的燃氣流，以控制燃燒裝置的燃燒器的氣流。變孔節(jié)流電磁閥起到了控制件的作用。該閥包括一個提升閥，該提升閥在容納于一具有可變控制面的插入件中的端部處具有一個固定控制面。該提升閥具有在插入件內(nèi)的多個位置，這些位置包括一個全打開位置和一個全關(guān)閉位置。在全打開位置處，檢測最大的燃氣流，而在全封閉位置檢測最小的燃氣流。中間的局部打開位置可通過一個與電磁閥相連的電子控制器的信號調(diào)節(jié)，從而達到燃燒裝置的實際、理想的溫度。如果希望，當(dāng)固定控制面移入插入件時，所述固定控制面則可在某些點處接觸可變化的控制面，以完全封閉閥體并切斷燃氣向燃燒裝置的流動。
系統(tǒng)的點火部分最好包括一個耐熱表面點火器117，該點火器最好被固定至燃燒器的底部128，其能夠以在等于或小于3秒的時間內(nèi)達到設(shè)計溫度的方式產(chǎn)生1350℃的溫度。Croucher等人的美國專利NO.5,892,201披露了一種陶瓷點火器，其包括(a)一對導(dǎo)電部分，每一個部分均具有第一端，(b)一個設(shè)置在導(dǎo)電部分的每個第一端之間且與所述每個第一端電連接的加熱區(qū)，該加熱區(qū)具有長度小于0.5cm的導(dǎo)電路徑，以及(c)一種接觸加熱區(qū)的非導(dǎo)電熱轉(zhuǎn)換材料。Croucher等人的美國專利NO.5,892,201中所披露的全部內(nèi)容均可在本申請中參考使用。一種適合的耐火陶瓷熱表面點火器為由新罕布什爾州米爾福德的Saint-Gobain Industrial Ceramics Inc.制造的型號為M-401的諾頓點火器。
另外，本發(fā)明提供了一個或多個溫度傳感器118，每一個傳感器均固定在燃燒器的基座128上且朝向燃燒器的火焰區(qū)域，以探測火焰，從而監(jiān)測通過調(diào)制閥113輸送至燃燒器114的適當(dāng)?shù)娜細恻c火。所述溫度傳感器可以為任何適當(dāng)?shù)念愋?，如熱敏電阻，熱電耦，或紅外線溫度傳感器。操作將以下所描述的連續(xù)火焰調(diào)整操作模式用于能夠通過調(diào)制閥安全調(diào)節(jié)的燃氣輸出水平的整個范圍的部分，其中，通過控制器連續(xù)產(chǎn)生火焰且不會使火焰出現(xiàn)“開”和“關(guān)”的順序。將這種連續(xù)的火焰調(diào)整模式與從低于平均值至高于平均值的BTU輸出變化的烹調(diào)水平相結(jié)合。另外，此處，對于任意特定的燃燒器孔尺寸而言，將火焰的低于平均值水平定義為能夠安全保持且不會自動熄滅，通過一個陶瓷熱表面點火器能夠安全點燃且能夠通過火焰探測器容易探測的火焰的最低水平。
在連續(xù)—火焰—調(diào)整操作模式中，微型控制器101首先對控制器的電力—驅(qū)動部分107發(fā)送一個信號，驅(qū)動安全閥112打開以允許進入系統(tǒng)122的燃氣到達在線調(diào)制閥113，隨后微型控制器101對驅(qū)動調(diào)制閥113的控制器111的電力—驅(qū)動部分108發(fā)送一個脈沖—寬度—調(diào)制信號，以相應(yīng)地將閥的開啟尺寸調(diào)節(jié)至用戶所選擇的理想燃氣流水平，從而允許燃氣達到燃燒器。因此，這種操作模式能夠?qū)⒒鹧娓叨日{(diào)節(jié)至從低于平均值到高于平均值的BTU輸出變化的任意水平的BTU輸出。另外，在這一特定的操作模式中，僅在連續(xù)火焰調(diào)整操作模式的第一階段期間，對熱表面點火器117供電。從允許燃氣達到燃燒器時提供并保持點燃，直至通過與被控制的燃燒器配套的適當(dāng)?shù)臏囟葌鞲衅?18探測到火焰為止。如果出現(xiàn)了以下的一個錯誤條件未探測到熱表面點火器電流，和/或在預(yù)定的時間段內(nèi)未探測到火焰，那么也可以取消點火操作。在出現(xiàn)了任意的這些錯誤條件的情況下，控制器111自動關(guān)閉對應(yīng)于出故障的燃燒器的安全閥112，熱表面點火器117以及調(diào)制閥113。隨后，產(chǎn)生可視性和聲音信號以向用戶發(fā)出出現(xiàn)故障情況的警報。
此處，將文火模式的操作定為用于BTU輸出水平整個范圍中的最低部分的操作模式。在文火模式的操作中，微型控制器101首先對控制器的電力—驅(qū)動部分107發(fā)送一個信號，驅(qū)動安全閥112打開以允許進入系統(tǒng)122的燃氣到達在線調(diào)制閥113。隨后，微型控制器101對驅(qū)動調(diào)制閥113的控制器111的電力—驅(qū)動部分108發(fā)送一個預(yù)定的脈沖—寬度—調(diào)制信號，以相應(yīng)地將閥的開啟尺寸調(diào)節(jié)至預(yù)定的燃氣流水平，從而允許燃氣達到燃燒器。在這種文火模式的操作中，對于任何特定的燃燒器孔尺寸而言，設(shè)定脈沖—寬度—調(diào)制(PWM)輸出電平以提供預(yù)定的低于平均高度水平的火焰，這時的火焰能夠被安全地保持且不會自動熄滅，通過陶瓷熱表面點火器能夠安全地被點燃，且能夠容易地被火焰探測器探測到。在特定模式的操作中，通過微型控制器101將驅(qū)動與以文火模式工作的燃燒器配套的調(diào)制閥的脈沖—寬度—調(diào)制輸出連續(xù)設(shè)定為“開”和“關(guān)”時序。啟動通過適合的軟件程序以及60Hz探測模塊127控制的一個時基定序器，觸發(fā)驅(qū)動調(diào)制閥的PWM輸出，因此，以適時的方式變換火焰的“開”和“關(guān)”。在時序的“關(guān)”部分期間，在未對調(diào)制閥提供PWM信號時，該閥返回其“關(guān)”位置，并封閉開口，從而阻止燃氣到達在文火操作模式下的燃氣燃燒器。在時序的“開”部分期間，將PWM輸出設(shè)定為低于平均水平的BTU輸出，從而提供能夠被點燃、維持且由溫度傳感器檢測的最安全的低水平火焰。對應(yīng)由用戶選擇的理想文火水平形成“開”和“關(guān)”周期。作為其一個例子，對于一種由用戶選擇的特定的輸出水平而言，當(dāng)出現(xiàn)火焰時，“開”時間可以等于1秒，而當(dāng)未出現(xiàn)火焰時，“關(guān)”時間等于7秒，以產(chǎn)生與以相同的預(yù)定火焰高度水平產(chǎn)生的理想恒定火焰相關(guān)的比值為超過或等于18的BTU輸出。另外，在特定模式的操作期間，通過點火器電力驅(qū)動模塊105連續(xù)對熱表面點火器117提供電力，通過點火器—電流傳感器模塊104持續(xù)監(jiān)測熱表面點火器117，以越過時間—設(shè)計—溫度周期提供瞬間點火過程。另外，在火焰時序動作的每一“開”部分期間，均讀取溫度傳感器輸出。因此，提供并維持了點火，直至用戶選擇了除在文火模式操作范圍內(nèi)提供的電力水平以外的燃燒器電力水平，并且如果出現(xiàn)了以下錯誤條件中的一個條件未探測到熱表面點火器電流和/或在時序周期的“開”階段未探測到火焰，那么也可取消點火。在出現(xiàn)任意這些錯誤條件的情況下，控制器111自動關(guān)閉安全閥112，熱表面點火器117以及調(diào)制閥113。隨后，產(chǎn)生可視性和聲音信號以對用戶發(fā)出出現(xiàn)故障情況的警報。
BTU輸出的整個范圍可以從非常低變化至非常高，且具有不定數(shù)目的步驟，這些步驟中的許多步驟可在文火模式操作下工作，而其它的許多步驟可在連續(xù)火焰調(diào)整模式的操作下工作。例如，一種特定的控制能夠任意提供44級BTU輸出，其中，最低的十四級可以在文火模式的操作下工作，而可以以連續(xù)的火焰調(diào)整操作模式調(diào)整剩余的30級。此處，僅將上面提到的例子作為本發(fā)中一種可能的實施方案，并且其不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員易于理解僅通過適合的軟件程序便能夠容易地確定出可能的烹調(diào)水平步驟的總數(shù)，以及這些步驟中預(yù)定以文火操作模式或以連續(xù)火焰調(diào)整操作模式工作的部分。下面對控制軟件程序進行說明?？刂栖浖D3a和3b一起描述了用于本發(fā)明一個最佳實施例的控制軟件的流程圖，其使用了常規(guī)的流程圖符號。下面的表I顯示了用于在圖3a和3b中共同說明的控制軟件的步驟。
步驟執(zhí)行的功能300啟動燃料器子程序301測試是否啟動了至少一個燃燒器？302關(guān)閉安全閥303掃描用于用戶輸入的鍵盤304測試是否選擇了一個燃燒器的OFF鍵？305關(guān)閉點火器；停止PWM的輸出；使燃燒器的顯示器清屏306轉(zhuǎn)到主程序307測試是否選擇了一個燃燒器的ON鍵？308在所選擇的燃燒器顯示器中顯示“0”；輸入所選擇的燃燒器程序模式308.1測試燃燒器是否處于程序模式？309測試是否選擇了燃燒器的BTU水平？310所選擇的BTU水平是否為文火水平？311激勵熱表面點火器，等(文火模式—參見說明書)
312激勵熱表面點火器，等(連續(xù)火焰調(diào)整模式—參見說明書)313測試是否探測到所選擇的熱表面點火器的電流？314測試是否探測到所選擇的熱表面點火器的電流？315測試在所選擇的燃燒器中是否探測到火焰？315.1以預(yù)定時間周期探測的環(huán)形火焰316測試在所選擇的燃燒器中是否探測到火焰？316.1以預(yù)定時間周期探測的環(huán)形火焰317顯示適當(dāng)?shù)腻e誤代碼；發(fā)出聲音警報318切斷適當(dāng)?shù)臒岜砻纥c火器表I控制軟件流程步驟在圖3a和3b中能夠看到如果未啟動燃燒器301，則關(guān)閉燃氣系統(tǒng)的的安全閥302。如圖3a和3b的流程圖所示，周期性地掃描鍵盤以查找用戶輸入303，并且，根據(jù)在由電容性鍵盤解碼接口觸動時所探測到的鍵的類型，隨即通過微型控制器執(zhí)行由控制軟件確定的特定數(shù)目的步驟。例如，如果觸動了燃燒器的“Off”鍵304，隨后微型控制器將關(guān)閉適當(dāng)?shù)狞c火器，停止向適當(dāng)?shù)恼{(diào)制閥的PWM輸出，使適當(dāng)?shù)娜紵鞯娘@示器清屏305并最終返回控制軟件的主程序306。如果探測到燃燒器的“On”鍵307，軟件將以程序模式設(shè)置適當(dāng)?shù)娜紵鞑⑼ㄖ脩羰褂眠m當(dāng)顯示器的條件308。如果選擇了燃燒器級別鍵309，則軟件通過使用軟件表確定所選擇的BTU水平是屬于專用于文火模式操作的BTU輸出級還是屬于專用于連續(xù)—火焰—調(diào)整模式操作的BTU輸出級，并由此選擇適當(dāng)?shù)哪Ｊ?10。雖然兩種模式的操作采用了不同的工況311和312，但是在這兩種情況下，為了準(zhǔn)確地操作均對流經(jīng)點火器313和314的電流以及火焰點火315和316進行監(jiān)測。
如果在啟動時沒有電流流過點火器，和/或在通過控制將燃氣導(dǎo)引至燃燒器時未探測到火焰，那么隨即產(chǎn)生視覺和聲音警報317，并通過停止適當(dāng)?shù)腜WM輸出切斷故障燃燒器，關(guān)閉適當(dāng)?shù)狞c火器并使適當(dāng)?shù)娜紵黠@示器清屏305。
在通過由標(biāo)號311表示的一系列動作所示的文火模式的操作中，即用戶選擇了文火水平的BTU輸出時，微型控制器激勵熱表面點火器，激勵主電磁閥，對適當(dāng)?shù)恼{(diào)制閥輸出預(yù)定的PWM電平，將PWM輸出定序器設(shè)定為所選擇的BTU輸出水平，在燃燒器顯示器中顯示所選擇的燃燒器水平，并在整個文火操作期間將點火器持續(xù)處于“開”的狀態(tài)。
在由通過標(biāo)號312表示的一系列動作所示的連續(xù)—火焰—調(diào)整模式的操作中，即，用戶選擇了文火水平以外的BTU輸出水平時，微型控制器隨即激勵熱表面點火器，激勵主電磁閥，對適當(dāng)?shù)恼{(diào)制閥輸出預(yù)定的PWM電平，在燃燒器顯示器中顯示所選擇的燃燒器水平，進而，一旦實現(xiàn)火焰的點火，便斷開熱表面點火器。本發(fā)明的使用為了使用本發(fā)明，用戶可觸動與圖2中所示相似的爐灶鍵盤上的理想控制鍵。例如，用戶可觸動一個POWER鍵201，以激勵鍵盤并啟動控制器。隨后，用戶可觸動對應(yīng)于鍵盤布置上特定位置的一個特定燃燒器的ON鍵202，以打開一個特定的燃氣燃燒器。用戶可觸動箭頭鍵203，以提高或降低所選擇燃燒器的燃氣能量水平并通過目視接口204獲得新選定能量水平的可視指示。如果在鍵盤的布置上設(shè)置一個“滑觸頭”控制件，那么用戶則能夠沿滑觸頭控制件移動手指以控制特定燃燒器的熱量水平。用戶可直接觸動任意一個POWER級別數(shù)字205或用于低的“L”206或用于高的“H”207。用戶可觸動特定燃燒器的“off”鍵208以使其關(guān)閉或觸動POWER鍵201以使每一個啟動的燃燒器關(guān)閉。在圖2中給出的特定鍵盤布置的實施例表示的是一種適于爐灶的觸敏鍵盤布置。最好，鍵盤布置通過使用數(shù)字、符號或其它標(biāo)記，以盡可能清楚和直觀的方式對用戶提供各種可得的控制功能。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可以制造出各種具有相應(yīng)程序功能的鍵盤，它們適用于燃氣或混合氣/電子爐灶的不同用途。工業(yè)實用性本發(fā)明適用于家庭和商業(yè)烹調(diào)，并提供了一種電子控制燃氣爐灶，其具有多種加熱模式，其中包括準(zhǔn)確控制的文火以及安全特點。
雖然在附圖
中已說明并在前面的詳細描述中已描述了本發(fā)明的特定實施例，但是應(yīng)理解本發(fā)明不應(yīng)局限于此處所描述的特定實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可進行各種重新布置，改進以及變換。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地確定本發(fā)明的實質(zhì)性特點，且在不脫離本發(fā)明思想和范圍的情況下，可以對本發(fā)明作出各種變化和改進以使其適用不同的用途和條件。
權(quán)利要求
1.一種爐灶，其包括一個或多個燃氣燃燒器，一個或多個氣閥，連接每一個所述閥以控制燃氣流至其中一個所述燃氣燃燒器；一個用戶接口，其用于用戶對所述一個或多個燃氣燃燒器中的每一個輸入燃燒器加熱水平；一個可操作的控制器，其可根據(jù)所述用戶向?qū)?yīng)的一個所述氣閥的輸入來控制每一個所述氣閥；一個或多個點火器，連接每一個所述點火器以確保對被輸送至所述燃氣燃燒器的燃氣進行點火；以及一個或多個溫度傳感器，連接并設(shè)置每一個所述傳感器來監(jiān)測每一所述燃燒器中火焰的情況，所述爐灶的特征在于可以采用第一或第二模式交替工作，所述第一模式具有在預(yù)定較低的第一和較高的第二加熱水平之間連續(xù)變化的連續(xù)火焰調(diào)整模式，且所述第二模式具有間歇式火焰，以便產(chǎn)生用于文火操作的低于所述較低的第一加熱水平的加熱水平，通過所述一個或多個氣閥，將所述間歇式火焰控制在開、關(guān)狀態(tài)之間，根據(jù)用戶的輸入、通過由所述控制器提供的脈沖—寬度調(diào)制電信號控制所述氣閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐灶，其特征在于所述用戶接口包括一個或多個觸敏貼片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐灶，其特征在于每一個所述氣閥均包括一個被相應(yīng)控制的電磁操作調(diào)制氣閥，其中，在其完全關(guān)閉位置處未檢測到燃氣流動狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的爐灶，其特征在于每一個所述氣閥均包括一個被相應(yīng)控制的電磁操作調(diào)制氣閥，其中，在其完全打開位置處檢測到最大燃氣流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爐灶，其特征在于所述每一個所述氣閥均包括一個被相應(yīng)控制的電磁操作調(diào)制氣閥，該閥也能夠提供任意的中間控制位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐灶，其特征在于所述用戶接口包括多個觸敏貼片，可操作這些貼片以通過一組預(yù)定的用戶可選擇的步驟來選擇燃燒器加熱水平。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐灶，其特征在于所述用戶可選擇的步驟的最低部分對應(yīng)于氣閥流體設(shè)定的火焰“開/關(guān)”定序模式。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐灶，其特征在于所述用戶可選擇的步驟的最高部分對應(yīng)于所述氣閥的流體設(shè)定的連續(xù)火焰調(diào)整模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爐灶，其特征在于所述每一用戶可選擇的步驟對應(yīng)于在預(yù)定范圍的流體設(shè)定中的所述氣閥的多個流體設(shè)定。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爐灶，其特征在于所述用戶接口還包括一個目視接口，該接口包括從以下顯示器中選擇出的一臺顯示器a)七段LED顯示器，b)離散LED顯示器，c)線條LED顯示器，d)LCD顯示器，e)真空熒光顯示器，以及f)場發(fā)射顯示器。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爐灶，其特征在于所述用戶接口還包括一個聲音接口，該聲音接口包括從以下元件中選出的一臺信號器a)一個外部驅(qū)動的壓聲元件，b)一個內(nèi)置式壓聲元件，c)一個外部驅(qū)動的磁換能器，d)一個內(nèi)置驅(qū)動磁換能器，e)一個外部驅(qū)動的Maylar揚聲器，以及f)一個內(nèi)置驅(qū)動的Maylar揚聲器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐灶，其特征在于所述點火器包括一個耐熱表面點火器。
13.一種爐灶，其包括a)一個或多個燃氣燃燒器，b)一個或多個氣閥，每一個所述氣閥均被連接以控制流向其中一個所述燃氣燃燒器的燃氣流，c)一個用戶接口，用于用戶對所述一個或多個燃氣燃燒器中的每一個輸入燃燒器的加熱水平，d)一個控制器，其可操作以根據(jù)對相應(yīng)的一個或多個氣閥中的一個進行的用戶輸入來控制所述一個或多個氣閥中的每一個，e)一個或多個點火器，每一個所述點火器均被連接以確保點燃被傳送至所述燃氣燃燒器的燃氣，以及f)一個或多個溫度傳感器，連接并設(shè)置每一個所述傳感器以監(jiān)測在每一個所述燃燒器中出現(xiàn)的火焰。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的爐灶，其特征在于所述用戶接口包括一個或多個觸敏貼片。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的爐灶，其特征在于每一個所述氣閥均包括一個被相應(yīng)控制的電磁操作調(diào)制氣閥，在所述調(diào)制氣閥中，在其完全關(guān)閉的位置處不會檢測到燃氣流動的狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的爐灶，其特征在于每一個所述氣閥均包括一個被相應(yīng)控制的電磁操作調(diào)制氣閥，在所述調(diào)制氣閥中，在其完全打開的位置處檢測到最大的氣流。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的爐灶，其特征在于每一個所述氣閥均包括一個被相應(yīng)控制的電磁操作調(diào)制氣閥，這些氣閥也能夠提供任意的中間控制位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爐灶，其特征在于所述用戶接口包括多個觸敏貼片，這些貼片可操作以便以一組預(yù)定的用戶可選擇的步驟來選擇燃燒器的加熱水平。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的爐灶，其特征在于所述用戶可選擇的步驟的最低部分對應(yīng)于氣閥中流體設(shè)定的火焰“開/關(guān)”定序模式。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的爐灶，其特征在于所述用戶可選擇的步驟的最高部分對應(yīng)于氣閥中流體設(shè)定的連續(xù)火焰調(diào)整模式。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的爐灶，其特征在于每一個所述用戶可選擇的步驟均對應(yīng)于在預(yù)定范圍的流體設(shè)定中的所述氣閥的多個流體設(shè)定。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的爐灶，其特征在于所述用戶接口還包括一個目視接口，該目視接口包括從以下顯示器中選擇出的一臺顯示器a)七段LED顯示器，b)離散LED顯示器，c)線條LED顯示器，d)LCD顯示器，e)真空熒光顯示器，以及f)場發(fā)射顯示器。
23.根據(jù)權(quán)利要求13所述的爐灶，其特征在于所述用戶接口還包括一個聲音接口，該聲音接口包括從以下元件中選出的一臺信號器a)一個外部驅(qū)動的壓聲元件，b)一個內(nèi)置驅(qū)動壓聲元件，c)一個外部驅(qū)動的磁換能器，d)一個內(nèi)置驅(qū)動的磁換能器，e)一個外部驅(qū)動的Maylar揚聲器，以及f)一個內(nèi)置驅(qū)動的Maylar揚聲器。
24.根據(jù)權(quán)利要求13所述的爐灶，其特征在于所述點火器包括一個耐熱表面點火器。
全文摘要
一種電子驅(qū)動的燃氣爐灶控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠響應(yīng)觸動敏感用戶接口，且能夠提供預(yù)定范圍的烹調(diào)和文火水平的BTU輸出，這種系統(tǒng)具有兩種互補的加熱模式操作。以預(yù)定水平的火焰提供第一種加熱模式操作，以通過電形式制定電磁操作調(diào)制氣閥的“開”、“關(guān)”順序形成對BTU輸出的文火水平的較寬選擇。利用脈沖－寬度一調(diào)制(PWM)輸出信號、通過電調(diào)節(jié)火焰水平提供第二種烹調(diào)模式的操作，以形成BTU輸出的烹調(diào)水平的較寬范圍選擇。還提供了一種點火系統(tǒng)，該系統(tǒng)在不會產(chǎn)生有害電磁干擾的情況下，能夠確保燃氣的正確點燃。
文檔編號F23N1/00GK1411543SQ00817363
公開日2003年4月16日 申請日期2000年10月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月18日
發(fā)明者皮埃爾·雷珀, 艾倫·奧爾森, 艾倫·B·舒特, 克里斯塔·B·舒特, 蘇珊娜·舒特, 周峰 申請人:肯普閥公司