УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩИ
FOOD PREPARATION DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для приготовления пищи, снабженному одной или множеством газовых горелок, управляемых посредством одного или более регулирующих электроклапанов, термопарой для обнаружения случайного отключения газовых горелок, и инфракрасным датчиком, расположенным выше зоны приготовления и сфокусированным по направлению к ней, и электронным устройством управления, присоединенным к указанным инфракрасному датчику и термопаре, позволяющим автоматическую регулировку источника тепла или закрытие предохранительного электроклапана, следуя программе, хранящейся в электронном устройстве управления, в ответ на показания инфракрасного датчика и/или термопары.
Электронное устройство управления, используемое в этом изобретении, может быть выполнен заодно с программируемым устройством, таким как ПЛК, и будет в общем содержать блок управления, который выполнен заодно с микроконтроллером или подобным с запоминающими устройствами, который обеспечивает электронный блок управления и который выполняет функции управления на основе входных сигналов от различных детекторов/датчиков, функцию обеспечения безопасности и организационную функцию, посредством хранения, например рецептов, и контроля программ приготовления.
Следовательно, в этих аспектах, электронное устройство управления или блок управления будут использоваться взаимозаменяемо для обозначения одного и того же устройства.
Уровень техники
Известны устройства для приготовления, снабженные инфракрасным датчиком и электронным устройством управления, которое позволяет регулировать несколько газовых горелок, которые образуют зону приготовления, на основе показаний инфракрасного датчика.
Например, известен документ DE 4422354, и он описывает устройство для приготовления, снабженное инфракрасным датчиком, расположенным выше зоны приготовления, ориентированным на измерение температуры боковой стенки посуды, расположенной в зоне приготовления. Это решение позволяет знать температуру только периферической области посуды, но не температуру пищи, содержащейся внутри указанной посуды. Следовательно, если, например, посуда была смещена от центра, нагревая одну сторону больше другой, инфракрасный датчик будет давать ошибочные показания и, следовательно, не будет обеспечивать корректную регулировку источника тепла.
Документ CN 104266233 также описывает подобное устройство, но в нем инфракрасный датчик расположен на большей высоте, ориентированный на захват температуры внутри посуды, расположенной выше зоны приготовления. В этом случае, достигается более качественная регулировка источника тепла, но поскольку инфракрасный датчик расположен выше зоны приготовления, существует риск того, что указанный инфракрасный датчик может быть поврежден высокой температурой, например, при приготовлении с открытым пламенем, при случайном контакте горячей посуды с указанным инфракрасным датчиком, при высвобождении пара или разбрызгивании масел или других жидкостей при высоких температурах с поверхности приготавливаемой пищи. Любое из этих обстоятельств может повредить датчик или его корпус или защитное средство, особенно если датчик расположен вертикально или по вертикальному периметру зоны приготовления.
Риск повреждения инфракрасного датчика может быть снижен посредством перемещения инфракрасного датчика в направлении от источника тепла, но тогда становится сложно образовать компактное или переносное устройство с инфракрасным датчиком и другими компонентами устройства для приготовления.
Устройство для приготовления, снабженное кольцевыми и концентрическими газовыми горелками, которые образуют зону приготовления, управляемые инфракрасным датчиком, также известно на рынке, причем газовые горелки присоединены к электроклапанам, управляемым электронным устройством управления.
Однако в известном уровне техники существует общая проблема, относящаяся к безопасному отключению газового потока, который питает газовые горелки, в случае их случайного отключения.
Обычно термопара используется рядом с пламенем воспламенения газа, присоединенная к предохранительному электроклапану, который определяет перекрытие подачи газа, когда термопара охлаждается вследствие погасания пламени, таким образом предотвращая неконтролируемое истечение газа. Однако мощность электрического сигнала, сгенерированного указанной термопарой, чрезвычайно мала, порядка 0,25 A и 5 мВ, и указанный электрический сигнал испытывает значительные потери вследствие сопротивления компонентов во время передачи по ним и соединения с предохранительным электроклапаном. Следовательно, электрический сигнал, который достигает предохранительного электроклапана, чрезвычайно слабый, и очень часты ложные срабатывания, которые неоправданно прерывают прохождение газа, прерывая приготовление пищи.
Более того, электрический сигнал, образованный термопарой, должен быть способен привести в действие предохранительный электроклапан, но такой слабый сигнал часто испытывает проблемы с указанным приведением в действие.
Это обычно используемое решение также вызывает управление предохранительным электроклапаном от термопары, а не от устройства управления, которое не имеет информации о состоянии указанного предохранительного электроклапана или пламени газовой горелки, таким образом оно не знает, когда приготовление было прервано посредством отключения предохранительного электроклапана, вызванного прерыванием сигнала от термопары.
Документ EP 2703723 описывает устройство для приготовления, снабженное множеством газовых горелок, каждая из которых имеет встроенную термопару. Термопары присоединены к электронному блоку управления, и это определяет закрытие предохранительного электроклапана в случае, если случайное отключение газовых горелок регистрируется посредством сигнала, сгенерированного термопарами. В этом решении, предохранительный электроклапан управляется блоком управления, а не термопарой, и поэтому указанный блок управления является частью систем безопасности устройства для приготовления и, следовательно, должен быть сертифицирован и соответствовать высоким требованиям к надежности, что делает его более дорогостоящим.
Отсутствует известное решение, которое предотвращает случайное отключение устройства для приготовления и одновременно позволяет полностью преднамеренное перекрытие устройства для приготовления, обеспечивая то, что утечки газа не возникают вследствие случайного отключения пламени, без необходимости в сложном и дорогом электронном блоке управления, сертифицированном в качестве защитного оборудования.
Дополнительно, в известных изделиях для регулировки газового потока, подаваемого к газовым горелкам, широко используются электроклапаны с постоянным шагом. Обычно обеспечены, например, два электроклапана (наибольший и наименьший) с постоянным шагом, что позволяет подавать различный газовый поток к одной и той же горелке, так чтобы используя один электроклапан, другой или их комбинацию, достигались различные регулировки потока. Хотя электроклапаны с постоянным шагом дешевле, чем электроклапаны с переменным шагом, большее количество электроклапанов требуется для достижения точного управления устройством для приготовления, не говоря о необходимости наличия сложной обвязки, которая позволяют соединение двух электроклапанов с одной газовой горелкой. Все это приводит к увеличению цены и размеров устройства для приготовления.
Следовательно, необходимо улучшить указанные устройства для приготовления, чтобы исключить вышеуказанные проблемы.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение относится к устройству для приготовления пищи, состоящему из:
по меньшей мере одной газовой горелки, связанной с источником воспламенения и выше которой образована зона приготовления, которую нагревает по меньшей мере одна газовая горелка;
по меньшей мере одного регулирующего электроклапана, который регулирует поток газа, подаваемый к указанной по меньшей мере одной газовой горелке;
по меньшей мере одного инфракрасного датчика, расположенного выше зоны приготовления и сфокусированного по направлению к указанной зоне приготовления, для удаленного измерения температуры пищи, приготавливаемой в указанной зоне приготовления;
электронного устройства управления или блока управления, присоединенного к указанному по меньшей мере одному инфракрасному датчику и к указанному по меньшей мере одному регулирующему электроклапану для управления им и его регулировки;
термопары, находящейся в термическом контакте с пламенем, которое нагревает зону приготовления, и соединенной с предохранительным электроклапаном для перекрытия газового потока в случае погасания пламени, которое нагревает зону приготовления;
Ясно, что область приготовления предназначена для размещения посуды в указанной области приготовления, помещая внутрь пищу, подлежащую приготовлению.
Область приготовления также может быть образована опорами посуды, расположенными выше газовой горелки или газовых горелок и предназначенными для поддерживания посуды.
Инфракрасный датчик, располагаясь выше зоны приготовления, предпочтительно с одной ее стороны, будет сфокусирован вниз по направлению к указанной зоне приготовления.
Предлагается, что согласно одному варианту выполнения, горизонтальный компонент расстояния между инфракрасным датчиком и центром зоны приготовления превышает вертикальный компонент этого же расстояния. Предпочтительно указанный вертикальный компонент будет составлять по меньшей мере 10 см.
Также предполагается, что устройство для приготовления выполнено с возможностью приготовления, используя посуду с небольшой высотой, такую как паэльеры или сковороды, гридли или воки. Поэтому, горизонтальный компонент расстояния между инфракрасным датчиком и центром зоны приготовления будет больше вертикального компонента этого же расстояния, так чтобы при размещении посуды с небольшой высотой, инфракрасный датчик мог измерить температуру пищи (любой части открытой поверхности), содержащейся внутри указанной посуды.
Предложенное устройство для приготовления также включает в себя следующие признаки:
электронное устройство управления хранит различные программы регулировки для регулирующего и предохранительного электроклапанов,
термопара присоединена к предохранительному электроклапану через реле, которое в свою очередь присоединено к устройству управления;
устройство управления выполнено с возможностью регулировки указанного по меньшей мере одного регулирующего электроклапана и закрытия предохранительного электроклапана при использовании одной из программ регулировки и/или в ответ на сигналы, полученные от инфракрасного датчика и/или термопары;
устройство управления выполнено с возможностью выдачи предупреждения в ответ на сигналы от термопары, соответствующие сигналу закрытия предохранительного клапана.
Таким образом, предложено, что термопара непосредственно присоединена к предохранительному электроклапану, так чтобы сигнал, сгенерированный термопарой, передавался непосредственно на предохранительный электроклапан, но проходил через реле, и так чтобы устройство управления регистрировало сигнал, переданный указанной термопарой через указанное реле. Это позволяет устройству управления выдавать предупреждение, когда предохранительный электроклапан закрывается вследствие случайного погасания пламя. Это предупреждение может являться звуковым и/или световым предупреждением пользователю и позволять надлежащим образом возобновить приготовление.
Устройство управления не может предотвратить закрытие предохранительного электроклапана в том случае, когда термопара прерывает выработку сигнала вследствие погасания пламени, но выполнено с возможностью регистрации состояния пламени и принятия соответствующих действий.
В настоящем изобретении предложено установить между термопарой и предохранительным электроклапаном только одно реле, и более того предложено, чтобы указанное реле было с большим запасом по мощности, то есть, было предназначено для передачи электрических токов намного более высокой интенсивности, что сводит к минимуму потери сигнала, который проходит через реле.
Таким образом, устройство управления дополнительно выполнено заодно с системой для прерывания указанного сигнала термопары посредством воздействия на реле и таким образом способно вызывать закрытие предохранительного электроклапана, вызывая преднамеренное отключение газовых горелок. Указанная система состоит из указанного электрического реле, приводимого в действие системой управления и предпочтительно имеющего большой запас по мощности, например по меньшей мере в 100 раз, или предпочтительно большой запас по меньшей мере в 1000 раз, чтобы уменьшить потери сигнала.
Как было указано, частой проблемой устройств для приготовления этого типа является то, что сигнал, сгенерированный термопарой, чрезвычайно слабый, и это, в сочетании с потерями, вызванными указанным сигналом во время его передачи на предохранительный электроклапан, вызывает ложные срабатывания, которые нежелательно прерывают приготовление. Эта потеря сигнала особенно значительна на каждом электрическом соединении и на каждом устройстве, установленном между термопарой и предохранительным электроклапаном, таком как переключатели или подобное.
Предпочтительно, указанное реле будет выполнено заодно с печатной платой, которая выполнена заодно с устройством управления, таким образом экономя соединения и соединительные кабели, и следовательно уменьшая потери мощности.
Блок управления может только обнаружить прохождение сигнала через указанное реле или действовать на него, чтобы прервать указанный сигнал, но ни в одном из случаев он не может сгенерировать сигнал в реле, который передастся предохранительному электроклапану, заменяя сигнал, сгенерированный термопарой. Это позволяет блоку управления не являться частью устройства [обеспечения] безопасности устройства для приготовления, поскольку его неисправность не предотвратит корректную работу соединения между термопарой и предохранительным электроклапаном, следовательно позволяя использовать простой и дешевый блок управления.
Это решение снижается риск ложных срабатываний и следовательно риск случайного отключения. Более того, это позволяет использовать само устройство управления для управления полным включением и выключением блока управления, например по запросу пользователя или по окончании приготовления.
Предложенное решение по установке реле между термопарой и электроклапаном, причем указанное реле управляется посредством блока управления, помимо исключения "ложных срабатываний" может по усмотрению задерживать их подтверждение на некоторое время, так чтобы они не действовали (в случае точечного потока воздуха или других незначительных происшествий), перекрывая подачу газа, за исключением случаев, когда фактически возникает неконтролируемая утечка газа, устанавливая наибольшую и наименьшую границы, выполненные с возможностью приспособления к отраслевым регламентам для одобрения устройства для приготовления.
Согласно еще одному аспекту изобретения, использование одного регулирующего электроклапана с переменным шагом также предложено для управления газовым потоком каждой отдельной газовой горелки. Например, если имеется три горелки, будут три регулирующих клапана с переменным шагом. Это упрощает требуемые газовые соединения и снижает размер и стоимости узла, по сравнению с решением, основанным на комбинации нескольких объединенных электроклапанов с постоянным шагом для управления каждой независимой газовой горелкой.
Согласно предложенному варианту выполнения, электронное устройство управления также имеет информационный вход для изменения сохраненных программ регулировки. Под указанным информационным входом понимается физическое информационное соединение, такое как USB, LAN или подобное, или беспроводное информационное соединение, такое как WIFI, BLUETOOTH или подобное.
Информационный вход также может быть использован для управления множеством идентичных устройств для приготовления централизованно или удаленно посредством указанного информационного входа.
Ясно, что указанный информационный вход может быть выполнен заодно с оборудованием, снабженным реле, описанным здесь, но он также может быть включен в состав устройства без указанного реле.
Также в этом изобретении предложено, что устройство управления определяет закрытие предохранительного электроклапана в ответ на комбинацию сигналов, полученных от термопары и инфракрасного датчика. Таким образом, если существует расхождение между показаниями, полученными от инфракрасного датчика и термопары, например вследствие выхода из строя любого из указанных компонентов, устройство управления может прервать сигнал от термопары на предохранительный электроклапан, вызывая его закрытие.
Инфракрасный датчик может быть выполнен с возможностью измерения температуры в различных областях зоны приготовления (которую он полностью покрывает) дифференцированным образом и передачи этой информации в устройство управления, таким образом позволяя дифференцированную регулировку регулирующих электроклапанов каждой отдельной газовой горелки, или даже обнаружения размера посуды, расположенной в зоне приготовления посредством вышеуказанного дифференцированного измерения температуры, таким образом достигая того, что устройство управления использует программу регулировки, адаптированную к указанному размеру посуды, например посредством выключения наиболее удаленной от центра газовой горелки группы кольцевых горелок.
Устройство управления также может быть выполнено с возможностью регулировки регулирующих электроклапанов для поддержания температуры, зарегистрированной инфракрасным датчиком, на заданной температуре, определенной программой регулировки, так чтобы оно могло увеличивать или уменьшать газовый поток, чтобы поддерживать указанную постоянную температуру, поскольку газовый поток будет влиять на температуру приготавливаемой пищи по-разному в зависимости от количества воды, оставшейся в посуде, или силы ветра, который может присутствовать в области установки, например.
Согласно другому варианту выполнения, различные программы управления электронного устройства управления соответствуют различным поваренным рецептам, адаптированным к различным количествам пищи и различным размерам посуды, и где интерфейс позволяет пользователю выбирать программу регулировки, адаптированную к размеру посуды, помещенной в зоне приготовления. Это управляет количеством газовых горелок, необходимым для приготовления рецепта, и регулирует время и интенсивность нагрева под конкретные характеристики рецепта, размер посуды и конкретное количество пищи.
Аналогично, инфракрасный датчик может быть использован блоком управления для обнаружения присутствия посуды над зоной приготовления, позволяя начать приготовление после размещения посуды в указанной зоне приготовления и принимая команды от пользователя.
Аналогично, устройство управления выполнено с возможностью определения, посредством показаний температуры от инфракрасного датчика, вмешательства пользователя в зону приготовления или внесения ингредиентов с температурой, отличающейся от температуры зоны приготовления, и автоматического перехода к использованию программы регулировки.
Например, пользователь будет способен выбрать в интерфейсе программу управления, адаптированную для приготовления паэльи на шесть персон, приготовленной в паэльере диаметром шестьдесят сантиметров, и после размещения указанной паэльеры с ингредиентами внутри, устройство для приготовления будет отвечать за управление процессом приготовления до тех пор, пока он не завершится, без необходимости вмешательства, используя различные настройки температуры, соответствующие различным фазам приготовления, регулируемые используемой программой регулировки, например включающей в себя звуковой или световой сигнал, чтобы предупредить пользователя, что приготовление завершено. О промежуточных этапах приготовления, таких как добавление ингредиента, также может выдаваться предупреждение пользователю посредством сигналов оповещения.
Блок управления будет способен обнаружить, что указанные промежуточные операции приготовления были выполнены пользователем, так как пользователь уведомит об этом посредством интерфейса или так как блок управления зарегистрирует изменение сигналов, принимаемых инфракрасным датчиком, например, резкое снижение температуры при добавлении воды или другого ингредиента в зону приготовления.
Различные программы управления соответствуют различным поваренным рецептам и, следовательно, будут адаптированы к различным количествам пищи и различным размерам посуды. Устройство управления может устанавливать, посредством показаний температуры от инфракрасного датчика, размер посуды, размещенной в зоне приготовления, и автоматически выбирать программу регулировки, адаптированную к указанному размеру.
Согласно одному варианту выполнения, источником воспламенения является газовая горелка, смежная с указанной по меньшей мере одной газовой горелкой и снабжаемая энергией непосредственно от предохранительного электроклапана.
В предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере одна газовая горелка будет содержать множество концентрических круговых (или других кольцевых конфигураций) газовых горелок, в этом случае источником воспламенения предпочтительно является радиальная газовая горелка, поперечная к другим кольцевым газовым горелкам, и предохранительный электроклапан перекрывает подачу всем газовым горелкам, включая в себя источник воспламенения.
Альтернативно предполагается, что источником воспламенения является электрический запальник, например обеспечивающий искру. Указанный электрический запальник будет расположен смежно с указанной по меньшей мере одной газовой горелкой и будет управляться устройством управления, так чтобы указанное устройство управления могло приводить в действие электрический запальник одновременно с открытием поступления газа в по меньшей мере одну газовую горелку.
В отношении инфракрасного датчика, также предложено, что между указанным инфракрасным датчиком и зоной приготовления обеспечен защитный экран, который содержит германиевое стекло, которое прозрачно для инфракрасного излучения и устойчиво к температурам по меньшей мере 200°C.
Этот защитный экран будет защищать инфракрасный датчик от повреждения от воздействия чрезмерных температур, вызванных задачами приготовления. Различные варианты могут вызвать такое повреждение.
Например, если возникает пламя, преднамеренно или случайно воспламеняя содержимое посуды, размещенной в зоне приготовления, пламя может достигать инфракрасного датчика и повреждать его или повреждать его защитное средство, если оно не устойчиво к высоким температурам. Альтернативно, неосмотрительно нагретая до высокой температуры посуда может соприкасаться с инфракрасным датчиком, повреждая его или расплавляя его экран, если он был выполнен из плавкого материала, такого как пластик. В еще одном варианте, перегретый пар, капли масла или другая высокотемпературная жидкость с поверхности приготовленной пищи, разбрызганная на инфракрасный датчик, может повредить его линзу или возможное защитное средство линзы.
В любом из этих вариантов изобретение предлагает защитный экран, снабженный прозрачным для инфракрасного излучения германиевым стеклом и устойчивым к температурам по меньшей мере 200°C, который защищает инфракрасный датчик и предотвращает повреждение устройства для приготовления.
Инфракрасный датчик предпочтительно помещен в защитный корпус, расположенный за защитным экраном.
Защитный экран также может содержать металлический экран вокруг прозрачного для инфракрасного излучения элемента. В этом случае, металлический экран и прозрачный для инфракрасного излучения элемент могут быть расположены заподлицо с поверхностью защитного экрана, обращенной к зоне приготовления, таким образом облегчая очистку и гигиену указанного защитного экрана.
Согласно варианту выполнения, прозрачный для инфракрасного излучения элемент является круглым, окружен кольцевой поверхностью с периметром в форме усеченного конуса и/или с уступами и установлен в дополняющее круглое отверстие с уступами и/или в форме усеченного конуса, обеспеченное в металлическом экране. Таким образом, прозрачный для инфракрасного излучения элемент может быть вставлен в дополняющее отверстие со стороны, не подверженной воздействию зоны приготовления, удерживаемый внутри, например, будучи прижатым самим инфракрасным датчиком или другим крепежным элементом, расположенным на той поверхности, которая не подвержена воздействию зоны приготовления. Таким образом, прозрачный для инфракрасного излучения элемент закреплен на месте без необходимости использования уплотнений, рамок, клеящих веществ или других систем креплений, которые могут быть повреждены воздействием тепла.
Также предложено, что инфракрасный датчик расположен на конце несущего рычага, выдающегося на возвышении (так чтобы датчик мог покрывать всю видимую поверхность приготавливаемой пищи), прикрепленного к остальному устройству для приготовления посредством корпуса, причем весь узел формирует переносное устройство. Указанный рычаг может быть выполнен съемным с корпуса для хранения, технического обслуживания, очистки, транспортировки или ремонта.
Также предположено, что корпус устройства для приготовления включает в себя различные положения крепления рычага, таким образом позволяя установку указанного рычага в различных положениях, например, в зависимости от места, в котором подлежит расположению устройство для приготовления, доступного пространства или других критериев.
Указанный несущих рычаг предпочтительно будет являться металлическим и его дальний конец будет составлять указанный металлический экран защитного экрана, причем инфракрасный датчик скрыт относительно зоны приготовления посредством дальнего конца указанного рычага, но способен наблюдать эту зону приготовления через отверстие, выполненное в вышеуказанном рычаге, защищенном прозрачным для инфракрасного излучения и теплостойким элементом.
Также будет понятно, что любой предложенный диапазон значений может не быть оптимальным в их крайних значениях и может требовать адаптации изобретения к указанным крайним значениям, подлежащим применению, причем указанные адаптации лежат в пределах сферы специалиста в данной области техники.
Другие характеристики изобретения будут приведены в следующем далее подробном описании примера варианта выполнения.
Краткое описание чертежей
Вышеизложенные и другие преимущества и характеристики будут более полно понятны из следующего далее подробного описания примера варианта выполнения со ссылкой на сопровождающие чертежи, которые являются пояснительными и не ограничивающими, на которых:
Фиг. 1 схематичный вид сверху устройства для приготовления пищи согласно варианту выполнения, снабженного тремя газовыми горелками в виде концентрических колец, каждая независимо управляется регулирующим электроклапаном с переменным шагом, на котором электрическая и электронная часть показана в виде схемы и где данные и соединения токовых цепей обозначены пунктирной линией;
Фиг. 2 схематичный вид в продольном сечении устройства для приготовления пищи, показанного на Фиг. 1, на котором электрическая и электронная части не были отображены, и на котором возможная посуда для приготовления в виде паэльеры расположена в зоне приготовления, и также поле зрения инфракрасного датчика, которое покрывает всю видимую поверхность пищи, содержащейся в посуде;
Фиг. 3 показывает увеличенный вид вертикального сечения рычага, который удерживает инфракрасный датчик;
Фиг. 4 показывает упрощенную схему аспекта настоящего изобретения, показывающую газовую магистраль, представленную двойной линией, которая проходит через предохранительный электроклапан, регулирующий электроклапан и заканчивается в газовой горелке, обозначенную непрерывной линией электрическую цепь, которая связывает термопару, смежную с пламенем горелки, с предохранительным электроклапаном или реле, которое выполняет функцию выключателя, и каналы данных, показанные пунктирной линией, которая связывает регулирующий электроклапан, реле и инфракрасный датчик с блоком управления;
Фиг. 5 показывает схематичный вид сверху устройства для приготовления пищи согласно варианту выполнения, снабженного тремя отстоящими круглыми газовыми горелками, причем каждая определяет отдельную область приготовления, снабженную инфракрасным датчиком и термопарой, соединенные с предохранительным электроклапаном через реле, причем все инфракрасные датчики, все реле и все регулирующие клапаны управляются одним электронным устройством управления или центральным блоком управления.
Подробное описание варианта выполнения
Сопровождающие фигуры показывают варианты выполнения настоящего изобретения пояснительным, но не ограничивающим образом.
Пример варианта выполнения показан на Фиг. 1, согласно которому устройство для приготовления пищи состоит из трех концентрических кольцевых газовых горелок 1, причем каждая состоит из круглой трубки, снабженной множеством отверстий, равноудаленных сверху и распределенных радиально, достаточно близких, чтобы пламя от одного отверстия могло воспламенить газ, выпускаемый через следующее отверстие. Набор газовых горелок 1 образует зону приготовления, расположенную непосредственно выше указанных газовых горелок 1, где опоры посуды позволяют посуде опираться на указанные газовые горелки 1, причем подвергаясь воздействию тепла, выработанного сгоранием выпускаемого через отверстия газа. Область непосредственно выше этих опор посуды, расположенная выше газовых горелок 1, образует область приготовления.
Хотя круглые горелки изображены на чертежах, они могут использовать другие кольцевые конфигурации, включающие в себя один или более элементов.
Каждая круглая трубка присоединена к отдельному патрубку подачи газа, причем каждая из указанных подающих трубок присоединена к одному регулирующему клапану 3 с переменным шагом, который определяет поток газа, подаваемый к каждой газовой горелке 1. Поток подаваемого газа распределяется по кольцевой трубке и выходит из указанного множества отверстий, где источник 2 воспламенения воспламеняет его, вызывая воспламенение газового потока, подаваемого ко всем отверстиям.
Использование регулирующих клапанов 3 с переменным шагом согласно варианту выполнения позволяет обеспечить точную регулировку подаваемого газового потока, которая не может быть выполнена при помощи электроклапана с постоянным шагом.
Возможно осуществить это изобретение с использованием множества регулирующих клапанов с различным постоянным шагом для управления каждой отдельной газовой горелкой 1, но это решение потребует более сложной и дорогой обвязки, так как необходимо присоединить несколько регуляторов к одной газовой горелке 1, не говоря о занятии большего объема. Следовательно, предложенное решение с использованием регулирующих клапанов 3 с переменным шагом является более простым, более дешевым и более компактным.
Также предложено, что устройство для приготовления включает в себя электронное устройство управления или блок 7 управления, выполненный заодно, например, с ПЛК (программируемый логический контроллер), или любим другим типом программируемого электронного устройства с возможностью использования программы регулировки. Указанное устройство 7 управления будет иметь интерфейс 8, который будет позволять информирование пользователя о различных управляющих параметрах устройства для приготовления, также позволяя пользователю выбирать некоторые параметры регулировки устройства 7 управления, такие как управляющие последовательности для газовых горелок 1, адаптированные к различным поваренным рецептам или различным размерам посуды.
Устройство 7 управления присоединено к регулирующим электроклапанам 3, так чтобы газовый поток, подаваемый к газовым горелкам 1 указанными регулирующими электроклапанами 3, управлялся устройством 7 управления и соответствовал программе выбранной регулировки.
Устройство для приготовления также включает в себя инфракрасный датчик 5, расположенный на верхнем конце рычага 12, причем указанный инфракрасный датчик 5 находится над и сфокусирован на зоне приготовления. Это позволяет то, что во время приготовления пищи в посуде, расположенной выше зоны приготовления, инфракрасный датчик 5 может измерить температуру указанной пищи по всей зоне приготовления, которую он покрывает.
Инфракрасный датчик 5 присоединен к устройству 7 управления, которому он передает собранную информацию, и указанное устройство 7 управления определяет точную регулировку регулирующих электроклапанов 3 с переменным шагом в ответ на показания, полученные инфракрасным датчиком 5, и при применении программы, выбранной пользователем посредством интерфейса 8.
В результате, пользователь будет способен разместить посуду в зоне приготовления, добавить требуемые ингредиенты в необходимых количествах, которые могут быть сообщены пользователю посредством интерфейса 8 устройства 7 управления, и начать приготовление. Устройство для приготовления будет отвечать за все регулировки и управление интенсивностью нагрева, обеспечиваемого для пищи, до тех пор пока ее приготовление не завершится, без необходимости дополнительного вмешательства пользователя.
Устройство 7 управления также включает в себя информационный вход 9, в этом случае USB разъем или эквивалент, который позволяет обновлять программы управления или записывать новые программы управления, такие как новые рецепты. Альтернативно, предполагается, что ввод данных является удаленным посредством беспроводного средства, например, посредством WIFI, Bluetooth, 3G, 4G, 5G или подобного протокола связи.
Все регулирующие электроклапаны 3 принимают подачу газа из одного источника газа, например, стационарной установки, присоединенной к газовой распределительной сети или газовому баллону, однако предохранительный электроклапан 4 будет установлен между ними, что будет позволять полностью перекрывать подачу газа к регулирующим электроклапанам 3, и через них также ко всем газовым горелкам 1.
Предохранительный электроклапан 4 является предохранительным элементом, который перекрывает прохождение газа в случае случайного погасания пламени газовых горелок 1, что позволяет [исключить] свободное истечение газа. Указанный предохранительный электроклапан 4 будет управляться и приводиться в действие посредством термопары 6, находящейся в термическом контакте с зоной приготовления и присоединенной к предохранительному электроклапану 4.
Обычно источник 2 воспламенения будет являться радиальной газовой горелкой, поперечной другим кольцевым газовым горелкам 1, которая будет иметь постоянную подачу газа независимо от регулировки регулирующих электроклапанов 3, это означает, что, когда все регулирующие электроклапаны 3 полностью закрыты, источник 2 воспламенения будет продолжать получать достаточную подачу газа, чтобы поддерживать горение пламени. Указанная подача газа от источника 2 воспламенения может регулироваться предохранительным электроклапаном 4, так чтобы закрытие указанного предохранительного электроклапана 4 также перекрывало подачу газа к источнику 2 воспламенения.
Также предполагаются другие альтернативные выполнения, такие как например, что источник воспламенения является электрическим генератором искры, которому не потребуется специальной подачи газа, однако даже в этом варианте предохранительный электроклапан 4 будет по-прежнему полезен для обеспечения общего перекрытия всей подачи газа к газовым горелкам 1.
Чтобы управлять приведением в действие предохранительного электроклапана 4, термопара 6 расположена в термическом контакте с зоной приготовления, то есть в термическом контакте с теплом, создаваемым пламенем газовых горелок 1. В данном варианте выполнения, термопара 6 находится в термическом контакте с пламенем источника 2 воспламенения.
Подверженная воздействию указанного тепла, термопара 1 создает слабый электрический сигнал, который передается предохранительному клапану 4 через проводящий кабель. Когда термопара 6 остывает, предположительно вследствие случайного погасания пламени газовых горелок 1, электрический сигнал прерывается и предохранительный электроклапан 4 перекрывает прохождение газа, полностью перекрывая устройство для приготовления.
Электрический сигнал, сгенерированный термопарой 6, чрезвычайно слабый, и передача указанного сигнала в предохранительный электроклапан 4 испытывает потери вследствие электрического сопротивления установленных между ними элементов, вызывая частые ложные срабатывания, которые нежелательно перекрывают подачу газа. Более того, обычно указанный проводящий кабель также включает в себя выключатель, который позволяет преднамеренно закрывать предохранительный электроклапан 4, прерывая электрический сигнал, причем указанный выключатель и его соединения добавляют большое электрическое сопротивление к передаче сигнала.
В данном варианте выполнения, предложено обойтись без указанного выключателя и разместить между термопарой 6 и предохранительным электроклапаном 4 только одно реле, предпочтительно реле 10 с большим запасом по мощности по меньшей мере в 1000 раз. Это позволяет уменьшить потери мощности электрического сигнала, сгенерированного термопарой 6, свести к минимуму соединения между двумя элементами.
Реле 10 в свою очередь присоединено к устройству 7 управления, таким образом позволяя устройству 7 управления обнаруживать сигнал, сгенерированный термопарой 6. Таким образом, если электрический сигнал, сгенерированный термопарой 6, прерван, устройство 7 управления может прервать программу регулировки, которая выполняется, и также уведомить пользователя, что такое прерывание имело место, например, посредством светового или акустического предупреждающего сигнала.
Устройство 7 управления не может предотвратить закрытие предохранительного электроклапана 4 в том случае, когда сигнал, сгенерированный термопарой 6, прерван, однако, оно может преднамеренно прервать указанный сигнал посредством реле 10. Это позволяет устройству 7 управления запускать закрытие предохранительного электроклапана 4, и, следовательно, управлять общим перекрытием подачи газа, например когда устройство 7 управления выключается, или когда выбранная программа заканчивает выполнение.
Упрощенная версия этого решения, но включающая в себя одну газовую горелку, схематично показана на Фиг. 4, где можно видеть, что блок 7 управления не имеет непосредственного соединения с предохранительным электроклапаном 4, а имеет только соединение с реле 10, что позволяет ему прерывать соединение между термопарой 6 и предохранительным электроклапаном 4, когда пользователю требуется перекрыть устройство для приготовления или когда программа определяет, что устройство для приготовления должно быть перекрыто, но невозможно, что блок управления предотвратит закрытие предохранительного электроклапана 4, когда термопара перестает отправлять сигнал. Как указывалось, вышеуказанная конструкция с электронным управлением от термопары также делает возможным исключение ложных срабатываний посредством задержки по усмотрению сигнала от термопары на достаточное время, чтобы определить закрытие предохранительного электроклапана, когда неконтролируемая утечка газа возникла фактически.
Предпочтительно весь узел, который образует устройство для приготовления, поддерживается на корпусе 11 (смотри Фиг. 2), который включает в себя поддерживающие стойки и внешнюю перегородку или панель, которая окружает зону приготовления в качестве защиты. Рычаг 12, который поддерживает инфракрасный датчик 5, в этом варианте выполнения будет закреплен на указанном корпусе 11, например, посредством винта с манипулируемой вручную головкой, как показано на Фиг. 3. Это позволяет фиксировать и расфиксировать рычаг от остальной части корпуса 11 вручную, облегчая техническое обслуживание, замену, очистку и транспортно-складские задачи. Более того, множество точек крепления могут быть обеспечены в корпусе 11, позволяя изменять положение рычага 12 согласно положению или предпочтению пользователя, что представляет особый интерес, когда несколько устройств для приготовления расположены смежно друг с другом.
Указанный рычаг 12 будет являться, например, металлической пластиной, чей верхний конец будет наклонен под углом, обращенным по направлению к центру зоны приготовления. На указанном верхнем конце будет иметься отверстие, где будет размещен прозрачный для инфракрасного излучения элемент 21, за которым будет размещен инфракрасный датчик 5. Эта конструкция позволяет дальнему концу рычага 12 выступать в качестве защитного экрана 20, который будет выполнен предпочтительно из металла или другого теплостойкого и огнезащитного материала, защищающего инфракрасный датчик 5 от тепла или возможного пламени, возникающего в зоне приготовления, поскольку указанный инфракрасный датчик 5 будет находиться за защитным экраном 20.
Прозрачный инфракрасный элемент 21, который будет являться предпочтительно германиевым стеклом, устойчив к температурам свыше 200°C и позволяет инфракрасному свету проходить сквозь него, не мешая инфракрасному датчику 5.
Согласно предпочтительной конструкции, дальний конец рычага 12, который выполняет функцию защитного экрана 20, будет иметь более широкую часть отверстия в форме усеченного конуса на стороне, удаленной от зоны приготовления. В это отверстие в форме усеченного конуса будет вставлено германиевое стекло также в форме усеченного конуса, дополняющей форму отверстия. Затем инфракрасный датчик 5 накладывается на указанное германиевое стекло и закрепляется на задней поверхности указанного защитного экрана 20, таким образом удерживаясь в своем положении без необходимости использования клеящих веществ, которые могут быть повреждены высокими температурами.
Согласно предложенному дополнительно варианту выполнения, показанному схематично на Фиг. 5, устройство для приготовления пищи может иметь множество газовых горелок 1, отстоящих друг от друга, причем каждая определяет отдельную зону приготовления и управляется независимым регулирующим клапаном 3, таким образом позволяя готовить несколько блюд одновременно.
В альтернативном варианте выполнения обеспечено, что каждая газовая горелка 1 снабжается газом посредством одного регулирующего клапана 3 с переменным шагом.
В этом варианте выполнения, одна газовая горелка 1 показана в каждой зоне приготовления, но очевидно, что каждая зона приготовления может состоять из множества газовых горелок 1, подобно тому, что показано на Фиг. 1, например.
Газовые горелки 1 каждой зоны приготовления будут иметь связанный инфракрасный датчик 5, направленный на соответствующую зону приготовления, и термопару 6, чтобы контролировать, что пламя газовой горелки 1 случайно не погасло. Термопара 6 будет присоединена к предохранительному электроклапану 4 через реле, позволяя отключать подачу газа из этой газовой горелки 1, если пламя погасло, аналогично тому, как ранее описано в других вариантах выполнения.
В примере варианта выполнения, все инфракрасные датчики 5, все регулирующие электроклапаны 3 и все реле будут присоединены и управляться одним центральным электронным устройством 7 управления, таким образом снижая затраты и улучшая управление.
В этом примере было показано присутствие предохранительного электроклапана 4, связанного с горелками каждой зоны приготовления, однако ясно, что может быть один общий предохранительный электроклапан 4, который будет перекрывать подачу газа ко всем горелкам, если любая из термопар 6 обнаружит погасание пламени.
Хотя на Фиг. 5 различные газовые горелки 1 были показаны рядом друг с другом, ясно что они также могут быть расположены друг над другом, таким образом обеспечивая компактную конструкцию, которая будет позволять готовить множество блюд одновременно в небольшом пространстве. Предпочтительно такая конструкция будет иметь общий корпус или конструкцию, которая будет поддерживать все газовые горелки 1 в указанных перекрывающихся положениях, а также все другие связанные элементы, которые составляют устройство для приготовления. Таким образом, газовые горелки:
отстоят друг от друга в вертикальном направлении, образуя перекрывающиеся зоны приготовление, или
они отстоят друг от друга в вертикальном направлении и отделены экранами, образуя перекрывающиеся зоны приготовления.
Также предусмотрено, что устройство для приготовления также содержит различные датчики, соединенные с электронным устройством 7 управления, выбранные из:
датчиков веса, выполненных с возможностью обнаружения присутствия посуды для приготовления, увеличения веса устройства для приготовления или его частей;
датчиков веса, выполненных с возможностью обнаружения увеличений веса устройства для приготовления или его частей, причем электронное устройство 7 управления выполнено с возможностью уведомления пользователя о необходимости внесения количества нового ингредиента в область приготовления и уведомления пользователя, когда увеличение веса, зарегистрированное датчиком веса, совпадает с количеством нового ингредиента, подлежащего внесению, так чтобы он прерывал внесение указанного нового ингредиента;
датчиков веса, расположенных на стойках устройства для приготовления, чтобы обнаруживать увеличения веса устройства для приготовления или опоры для посуды, выполненной с возможностью удерживания посуды в зоне приготовления, чтобы обнаружить присутствие или увеличение веса посуды.
датчика уровня, выполненного с возможностью обнаружения горизонтальности устройства для приготовления или его части;
датчика уровня, выполненного с возможностью обнаружения горизонтальности устройства для приготовления или его части, причем электронное устройство 7 управления выполнено с возможностью определения и уведомления пользователя о необходимости регулировки высоты каждой из множества выполненных с возможностью регулировки стоек устройства для приготовления или опоры посуды, причем опора посуды выполнена с возможностью регулировки по наклону и выполнена с возможностью удерживания посуды в зоне приготовления;
датчика уровня, выполненного с возможностью обнаружения горизонтальности устройства для приготовления или его части, причем электронное устройство 7 управления выполнено с возможностью определения необходимой регулировки высоты каждой из множества выполненных с возможностью регулировки стоек устройства для приготовления или опоры посуды, причем опора посуды выполнена с возможностью регулировки по наклону и выполнена с возможностью удерживания посуды в зоне приготовления, и автоматического управления средством, выполненным с возможностью приведения в действие указанных выполненных с возможностью регулировки стоек или указанной опоры посуды;
датчика давления подаваемого газа, который питает устройство для приготовления, причем электронное устройство 7 управления выполнено с возможностью применения или изменения программ регулировки в ответ на показания указанного датчика давления;
датчика атмосферного давления, причем электронное устройство 7 управления выполнено с возможностью применения или изменения программ регулировки в ответ на показания указанного датчика атмосферного давления;
датчика влажности окружающей среды, причем электронное устройство 7 управления выполнено с возможностью применения или изменения программ регулировки в ответ на показания указанного датчика влажности окружающей среды;
датчика комнатной температуры, причем электронное устройство 7 управления выполнено с возможностью применения или изменения программ регулировки в ответ на показания указанного датчика комнатной температуры;
датчика внутренней температуры, который включает в себя зонд датчика, выполненный с возможностью вставки в пищу, расположенную в зоне приготовления, причем электронное устройство 7 управления выполнено с возможностью применения или изменения программ регулировки в ответ на показания указанного датчика внутренней температуры.
В одном варианте выполнения, обеспечен электрический аккумулятор, встроенный в устройство для приготовления или связанный с электронным устройством 7 управления, который будет питать электрической энергией последнее и датчики, присоединенные к нему.
Согласно примеру варианта выполнения, устройство для приготовления дополнительно включает в себя вибрирующее устройство, прикрепленное к устройству для приготовления или опоре посуды, выполненное с возможностью удерживания посуды в зоне приготовления, причем вибрирующее устройство управляется электронным устройством 7 управления при применении программ регулировки. В этом примере варианта выполнения, устройство для приготовления также предпочтительно включает в себя устройство крепления посуды, которое может быть выбрано из:
магнита или электромагнита;
выполненных с возможностью регулировки зажимов;
упругих зажимов;
выполненных с возможностью регулировки радиальных упоров.
Согласно другому варианту выполнения обеспечено, что электронное устройство 7 управления устройства для приготовления включает в себя регулятор пропорционального, интегрального и производного действия, выполненный с возможностью регулировки регулирующих электроклапанов 3, адаптируя скорость своего потока, увеличивая ее, если она ниже заданной температуры или порогового значения (контролируемого датчиком 5), или уменьшая ее, если она превышает указанную заданную температуру. Это увеличение или уменьшение может являться наибольшим или наименьшим [значением] в зависимости от порядков, которые установлены блоком 7 управления, согласно программе, выполняемой указанным устройством.
В отношении конструктивных аспектов устройства для приготовления также обеспечено, что все элементы устройства для приготовления, кроме газовых горелок 1, образуют вспомогательный узел, где газовые горелки 1 помещены и присоединены к указанному вспомогательному узлу и присоединены к соответствующим регулирующим клапанам 3 только посредством разъемных соединений, доступных снаружи вспомогательного узла, и где вспомогательный узел имеет рассчитанный по размеру канал для свободного извлечения газовых горелок 1 из внутреннего пространства через него.
Аналогично, и чтобы облегчить задачи технического обслуживания, в одном варианте выполнения обеспечено, что каждая газовая горелка 1 присоединена к соответствующему регулирующему клапану 3 посредством жесткой трубки, в которую вставлена секция газового инжектора, которая содержит инжектор, адаптированный к типу подаваемого к газовой горелке 1 газа, причем секция инжектора присоединена к остальной жесткой трубке посредством разъемных соединений и секция инжектора является съемной в поперечном направлении относительно жесткой трубки.
Альтернативно предполагается, что газовые горелки 1 и связанные элементы, которые составляют каждую зону приготовления, могут являться модулями, которые могут быть добавлены по усмотрению посредством соединения их с центральным модулем, который содержит электронное устройство 7 управления и возможно также регулирующий 3 и предохранительный 4 электроклапаны.
Ясно, что различные части, формирующие изобретение, описанное в одном варианте выполнения, могут быть свободно объединены с частями, описанными в других отличных вариантах выполнения, несмотря на то что указанная комбинация не была явно описана, при условии что отсутствует ущерб в комбинации.