智能节能灶

摘要

本发明属于燃烧设备，尤其属于智能节能灶。本发明为一种智能节能灶，它包括炉芯、灶台、风机、水龙头，其结构要点在于它具有由单片机、控制键、采样传感器、执行件组成的控制系统，所述的控制键包括电源开关、启动按键、档位开关，所述的采样传感器包括火焰探测传感器、风机传感器，所述的执行件包括风机、气阀、点火器，单片机作为控制中心与所有的控制键、采样传感器、执行件连接。本发明的优点在于，引入单片机作为控制中心将风机、气阀、点火器交其控制，使风机由手动变为单片机控制，可以通过程序设计使之随气阀档位开关自动变化，使燃烧过程空燃比混合范围合理、燃烧充分、节能、减少CO等有害气体排量。

权利要求

1.一种智能节能灶，它包括炉芯（1）、灶台（2）、风机（4）、水龙头（3），其特征在于，它具有由单片机（5）、控制键、采样传感器、执行件组成的控制系统，所述的控制键包括电源开关（11）、启动按键（12）、档位开关（13），所述的采样传感器包括火焰探测传感器（21）、风机传感器（23），所述的执行件包括风机（4）、气阀、点火器（6），单片机（5）作为控制中心与所有的控制键、采样传感器、执行件连接，所述的单片机（5）中具有处理中心（52）、比较器（53）、同步控制器（54）、点火控制（55）、气阀控制（56）、风机控制（57），处理中心（52）为单片机（5）的核心，比较器（53）、同步控制器（54）分别与处理中心（52）连接，点火控制（55）、气阀控制（56）、风机控制（57）分别与同步控制器（54）连接，火焰探测传感器（21）与比较器（53）连接，电源开关（11）、启动按键（12）、档位开关（13）、风机传感器（23）分别与处理中心（52）连接，点火控制（55）与点火器（6）连接，气阀与气阀控制（56）连接，风机控制（57）、风机传感器（23）与风机（14）相连，火焰探测传感器（21）为热电偶，它与点火器（6）均装在炉芯（1）中，火焰探测传感器（21）装在风机的出风口位置，火焰探测传感器（21）与点火器（6）二者所成的角度为90--270度。

2.根据权利要求1所述的智能节能灶，其特征在于，采样传感器还包括起锅传感器（22），起锅传感器（22）与单片机（5）相接。

3.根据权利要求1所述的智能节能灶，其特征在于，有一LCD显示屏（7）与单片机（5）中的处理中心（52）相连。

4.根据权利要求1所述的智能节能灶，其特征在于，所述的气阀包括火种气阀（31）、火力气阀Ⅰ（32）、火力气阀Ⅱ（33）。

5.根据权利要求1所述的智能节能灶，其特征在于，风机（4）的引风口向上，风叶的旋转面与地面平行。

6.根据权利要求5所述的智能节能灶，其特征在于，在风机（4）的引风口上接有引风盘（42）。

7.根据权利要求5所述的智能节能灶，其特征在于，风机（4）出风口直管下方安装有泄水阀（43）。

8.根据权利要求1所述的智能节能灶，其特征在于，水龙头（3）上装有感应器，该感应器与单片机（5）相连。

说明书

智能节能灶

技术领域

[0001] 本发明属于燃烧设备，尤其属于智能节能灶。

背景技术

[0002] 餐饮业所使用的炉灶由于其工作时间长，节能高效受到人们的广泛关注，目前所使用的炉灶如图1所示，一般有左右两个相同的炉芯，它的工作过程为打开风机开关71—打开火种开关72—打开点火开关73—档位开关13打开，整个过程由人工进行操作，操作过程复杂，尤其是燃气的大小由主气阀控制，空气进气量的大小由风机控制，二者间没有联动，开关还不在一处，由人工对二者进行分别选择，常常会出现主气阀开启度变化了，风机却没跟着变动，二者不匹配而造成燃气效能降低。

发明内容

[0003] 本发明目的在于克服现有餐饮炉灶存在的缺点，提供一种操作过程自动化，高效节能的智能节能灶。

[0004] 本发明所采用的技术方案为一种智能节能灶，它包括炉芯、灶台、风机、水龙头，其结构要点在于它具有由单片机、控制键、采样传感器、执行件组成的控制系统，所述的控制键包括电源开关、启动按键、档位开关，所述的采样传感器包括火焰探测传感器、风机传感器，所述的执行件包括风机、气阀、点火器，单片机作为控制中心与所有的控制键、采样传感器、执行件连接。

[0005] 本发明是在现有炉灶的基础上引入单片机作为控制中心将风机、气阀、点火器交其控制，使风机由手动变为单片机控制，由火焰探测传感器检测炉芯内的温度，进而控制风机转速，使燃烧过程空燃比混合范围合理、燃烧充分、节能、减少CO等有害气体排量，一旦意外熄火，单片机关闭气阀，避免燃气泄漏。

[0006] 单片机中具有处理中心、比较器、同步控制器、点火控制、气阀控制、风机控制，处理中心为单片机的核心，比较器、同步控制器分别与处理中心连接，点火控制、气阀控制、风机控制分别与同步控制器连接，火焰探测传感器与比较器连接，电源开关、启动按键、档位开关、风机传感器分别与处理中心连接，点火控制与点火器连接，气阀与气阀控制连接，风机控制、风机传感器与风机相连。

[0007] 由于气阀有不同的档位，因此炉膛中存在不同的温度，通过火焰探测传感器进行检测，在单片机中设有同步控制器对点火控制、气阀控制、风机控制进行控制，它除了使风机的转速与档位开关相配合外，还有对档位开关进行控制：同步控制器在关闭火力气阀Ⅰ的同时开启火力气阀Ⅱ，反之，由2档转为1档时，同步控制器在关闭火力气阀Ⅱ的同时开启火力气阀Ⅰ。

[0008] 采样传感器还包括起锅传感器，起锅传感器为行程开关与单片机相接。本发明还增加了行程开关作为起锅传感器，行程开关的触点位于锅座圈上。现在的起锅开关为光电发射、接收器，容易造成接收不到的状态，如：由于炉灶使用环境原因，造成收、发镜片的模糊而导致接收不到状态；会产生误判，其原因是起锅后当人的手臂或其他物体遮住发射与接收路径时，该装置会误判为起锅后、锅放回原位，主火火焰立即点燃，继续空烧，依然造成能源浪费；如果不小心可能造成人员烧伤。而行程开关的行程避免了误操作，只有在锅放下时才能将行程开关推到底，行程开关才能打开。

[0009] 火焰探测传感器为热电偶，它与点火器均装在炉芯中，火焰探测传感器装在风机的出风口位置，二者所成的角度为90--270度。

[0010] 利用热电偶作火焰探测传感器，当火焰燃烧后，热电偶受热后在其两端产生了电位差，火焰越大，探火针的温度越高，产生的电位差越大，相反，火焰越小，探火针的温度越低，产生的电位差越小；单片机通过与火焰探测传感器相零配件的比较器中设定电位值进行判断，根据火焰大小，控制风机转速，当火力大时，电位大，风机转速大；当火力小时，电位小，风机转速慢；熄火后，风机的出风口良好散热位置加速热电偶散热，以便CPU更迅速的读取熄火时的电位信息。熄火时，电位最小，通过设定当电位小于定值，风机全速运行，以便吹散炉头内没有燃烧的可燃气体。

[0011] 所述的气阀包括火种气阀、火力气阀Ⅰ、火力气阀Ⅱ。

[0012] 形成四种供气状态：1、只有火种气阀14供气；2、火种气阀14、火力气阀Ⅰ 15同时供气；3火种气阀14、火力气阀Ⅱ 16同时供气；4、火种气阀14、火力气阀Ⅰ 15、火力气阀Ⅱ 16同时供气，体现在档位控制器上有四档（0、1、2、3）。

[0013] LCD显示屏与单片机中的处理中心相连，形成人机信息交流。可以将系统运行状态信息由LCD显示屏中显示，如显示状态、故障等，使操作和维修人员对设备状态一目了然。

[0014] 风机的引风口向上，风叶的旋转面与地面平行。在风机的引风口上接有引风盘，风机出风口直管下方安装有泄水阀。

[0015] 现有的风机如图1所示为立式安装，而本发明风机采用卧式安装，进风吸收了引风口周围约80%的热量，一方面降低灶内环境温度，延长元器件使用寿命；另一方面使进风得以加热，经风机的风叶由送风管送至炉头，把热量带到炉头，提高进风的热值，节约能源；且智能节能灶的风机出风口处安装有泄水阀，当在清洗灶台时，水沿着送风管流入时，可从泄水阀流出，避免水流入风机造成损坏。

[0016] 水龙头上装有感应器，该感应器与单片机相连。方便操作人员用水。

[0017] 本发明的优点在于，引入单片机作为控制中心将风机、气阀、点火器交其控制，使风机由手动变为单片机控制，可以通过程序设计使之随气阀档位开关自动变化，使燃烧过程空燃比混合范围合理、燃烧充分、节能、减少CO等有害气体排量。本发明还对火焰探测传感器、起锅传感器及风机进行改进，达到节能最大化的目的，增加安全性。

附图说明

[0018] 图1为现有炉灶右半侧面板翻开的结构示意图

[0019] 图2为本发明左半侧面板局部翻开的结构示意图

[0020] 图3为图2的局部剖视图

[0021] 图4为起锅传感器放大图

[0022] 图5为本发明的控制原理图

[0023] 其中：1炉芯 2灶台 3水龙头 4风机 5单片机 6点火器 7显示屏8尾撑 11电源开关 12启动按键 13档位开关 14火种气阀 15火力气阀Ⅰ 16火力气阀Ⅱ 21火焰探测传感器 22起锅传感器 23风机传感器 31行程开关 32顶杆33套管 34锅座圈 35铁架 42引风盘 43泄水阀 44出风口 52处理中心 53比较器 54同步控制器 55点火控制 56气阀控制 57风机控制。

具体实施方式

[0024] 下面结合视图对本发明进行详细的描述，下面的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

[0025] 如图2、图3、图4、图5所示，一种智能节能灶，它包括炉芯1、灶台2、风机4、水龙头3，它具有单片机5、控制键、采样传感器、执行件组成的控制系统，所述的控制键包括电源开关11、启动按键12、档位开关13，所述的采样传感器包括火焰探测传感器21、起锅传感器22、风机传感器23，所述的执行件包括风机4、气阀、点火器6，单片机5作为控制中心与所有的控制键、采样传感器、执行件连接。

[0026] 如图5所示，单片机5中具有处理中心52、比较器53、同步控制器54、点火控制55、气阀控制56、风机控制57，处理中心52为单片机5的核心，具有计算、判断、处理、存储等功能，比较器53、同步控制器54分别与处理中心52连接，点火控制55、气阀控制56、风机控制57分别与同步控制器54连接，火焰探测传感器21与比较器53连接，电源开关11、启动按键12、档位开关13、风机传感器23分别与处理中心52连接，点火控制55与点火器6连接。
处理中心52中所具有的存储功能，使整个系统具有可追溯性。

[0027] 如图2所示，气阀包括火种气阀14、火力气阀Ⅰ 15、火力气阀Ⅱ 16，分别与气阀控制56连接，形成四种供气状态：1、只有火种气阀14供气；2、火种气阀14、火力气阀Ⅰ 15同时供气；3、火种气阀14、火力气阀Ⅱ 16同时供气；4、火种气阀14、火力气阀Ⅰ 15、火力气阀Ⅱ 16同时供气，体现在档位控制器上有四档（0、1、2、3）。

[0028] 风机控制57、风机传感器23与风机4相连，火焰探测传感器21为热电偶，它与点火器6均装在炉芯1中，火焰探测传感器21装在风机的出风口44位置，二者所成的角度为90--270度，最好为180度，防止高压点火时高压电串入传感器，损坏传感器。

[0029] 图4为起锅传感器的俯视图，如图2、图4所示，起锅传感器22由行程开关31、顶杆32、套管33构成，电路上与单片机相接，行程开关31固定于炉灶内侧的铁架35上，通常位于炉膛下方5—10cm处，套管33固定于行程开关31上方，顶杆32装在套管33内，一端与行程开关31的触头相接，另一端凸出锅座圈34，顶杆32的重量在行程开关31的弹簧弹力的三分之一左右，即顶杆32对行程开关31有三分之一的预压缩，放下锅后，行程开关31被触动。

[0030] 有一显示屏7与单片机5中的处理中心52相连，可以将系统运行状态信息由LCD显示屏中显示，如显示状态、故障等。

[0031] 风机4采用卧式安装，风机4的引风口向上，风叶的旋转面与地面平行，引风口上接有引风盘42，引风盘42位于灶台下方，为了美观和防止操作员被烫，灶台三面均由不锈钢板封闭，灶台下方集聚着由炉膛散发出来大量的热量，风机4通过引风盘42将这部分热空气吸入，送往炉头，降低灶台下方的温度，改善灶台下方的环境温度，延长元器件使用寿命，同时又对进风进行加热主，提高进气所含的热值，有助燃烧，节约能源。风机4出风口44直管下方安装有泄水阀43，可防止清洗灶台时，水沿着送风管流入风机，造成损坏。

[0032] 水龙头3上装有感应器，该感应器与单片机5的处理中心52相连，接受处理中心52的控制，在水龙头的下方是尾撑8也称为盛水汤锅，厨师要用水时，只要用勺子在距离感应水龙头25cm以内，就能进行到打开和关闭水阀的操作，电源接通后，水龙头为常闭，感应窗口上水龙头红色电源指示灯亮；第一次感应后水龙头打开，如无其它动作，30S水龙头自动关闭，3S后第二次感应，水龙头关闭；3S内连续两次感应，水龙头常开，感应窗口上水龙头绿色指示灯亮；常开后感应一次，水龙头关闭，绿色指示灯灭，水龙头红色电源指示灯亮。

[0033] 本发明的工作过程为电源开关开启后，单片机的处理中心对所有执行件、传感器进行检测，如果有异常将由显示屏显示故障，一切处于正常状态后，打开风机，等待第二个指令，在30秒内如没有接到新指令，风机会自行关闭，系统进入待机状态。单片机5是按顺序：电源开关11--启动按键12--档位开关13，依次接受控制键的指令，待机状态会由显示屏显示，此时，按下启动按键12，单片机的处理中心接到指令后，向同步控制器发出指令，通过风机控制57先打开风机，再通过气阀控制56打开火种气阀，再由点火控制控制点火器点火，这几个步骤一般间隔0.5秒到1.5秒，单片机的处理中心转而读取档位开关状态，向同步控制器发出指令，通过气阀控制按指令开启相应档位的气阀，此时火焰探测传感器将炉芯内的温度传给单片机的处理中心，单片机的处理中心通过同步控制器调整风机转速，风机档位数与气阀（除火种阀档外）档位数相同，如本发明中气阀有三档，风机也分为三档，但同步控制器可以根据火焰探测传感器所检测炉芯内的温度，通过调节风机电压导通角，对每档风机的转速有±10%的微调，当档位开关由1档转为2档时，同步控制器在关闭火力气阀Ⅰ的同时开启火力气阀Ⅱ，反之，由2档转为1档时，同步控制器在关闭火力气阀Ⅱ的同时开启火力气阀Ⅰ，当火焰异常熄灭，火焰探测传感器温度下降到设定值，单片机的处理中心关闭所有气阀，以防燃气泄漏，风机继续工作30秒吹散未燃烧的燃气。