蒸汽烹饪设备的控制方法及控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种蒸汽烹饪设备的控制方法及控制系统，其中，所述控制方法包括：在接收到启动蒸汽烹饪设备的指令时，控制蒸汽发生器工作，并依次控制水阀开启和控制水泵工作第一预定时长，以将蒸汽发生器与水阀之间的管道充满水；在蒸汽发生器的温度达到预定温度时，控制水泵向蒸汽发生器供水，以通过蒸汽发生器产生的蒸汽进行烹饪；在蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长时，控制水阀关闭，并控制蒸汽发生器对蒸汽发生器内和管道内的残余水进行处理。本发明的技术方案能够对烹饪过程实现分段控制，满足烹饪过程中不同阶段的特殊要求，同时能够避免在蒸汽发生器预热前向蒸汽发生器供水而导致蒸汽发生器升温缓慢、蒸汽发生量较少的问题。
【专利说明】蒸汽烹饪设备的控制方法及控制系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及蒸汽烹饪设备【技术领域】，具体而言，涉及一种蒸汽烹饪设备的控制方 法和一种蒸汽烹饪设备的控制系统。
【背景技术】
[0002] 随着生活水平的提高，用户对健康饮食越来越重视，对烹饪效果的要求也越来越 高，而蒸煮（即蒸汽加热）由于多方面的优点，逐渐受到用户的广泛接受。
[0003] 蒸煮是依靠蒸汽液化时所放出的巨大热量来对食物进行加热，其优点包括：
[0004] 1)烹饪速度快；
[0005] 2)由于气体的易扩散性，食物受热也相当均匀，从而避免了部分过热烧焦，营养价 值降低的问题；
[0006] 3)由于蒸汽烹饪过程中降低了空气中的氧浓度，避免了容易被氧化的营养成分与 氧气接触而降低营养价值；
[0007] 4)由于蒸汽本身携带的热量大，比热容较空气高，在调节仅有小排气口的封闭腔 体中的温度相对省时省力。
[0008] 同时，蒸煮还能保持食物中的水分，使其不容易流失，因此烹饪后的食物不仅营养 价值高而且口感鲜嫩。
[0009] 目前，相关技术中提出的蒸汽加热食物的方式主要是利用发热盘直接对水进行加 热产生蒸汽来满足烹饪的需求，但是，由于缺乏对烹饪过程各个阶段的分段精确控制，导致 目前大多数蒸汽产品都停留在既定供水的方式上面，由于所涉及的部件仅靠一档式的温控 器，同时，所采用的水泵或水阀的供水偏差较大，往往无法控制所产生的蒸汽的温度范围， 进而也就无法控制腔体内的温度，导致了烹饪结果并非用户所求。
[0010] 具体地，相关技术中提出的将发热盘放置在底部，以对水进行加热产生的蒸汽来 加热食物的烹饪器具，其主要的送水方式有如下两种：
[0011] 方式一：通过水泵周期性供水的方式，经由管路将水从水箱输送至发热底盘上，发 热底盘的外侧设有发热管，只要将发热管接电便能对发热盘上的水进行加热并快速产生蒸 汽。
[0012] 方式二：利用连通管的水面等高原理，在发热体与底部水容器之间放置一个底部 有通孔的低热导率、高比热容的隔热圈，发热管只对隔热圈内少量的水进行加热，以实现快 速出蒸汽的目的，而蒸发掉的水可以通过连通管原理从水容器中得到补充。
[0013] 但是，在方式一中，由于水泵本身的高偏差（偏差一般为20% )，以及没有对上述 烹饪过程进行分阶段精确控制，导致蒸汽发生量忽大忽小，蒸汽温度也忽高忽低，不但烹饪 效果大打折扣，而且产品的安全可靠性也备受挑战；在方式二中，由于不能有效地控制蒸汽 的发生过程，蒸汽发生量特别容易受水容器中的水位高度影响，水位越高，发生量越少（因 为有一部分能量用于维持水自身的沸腾温度），而且产生的蒸汽最多只能达到100°c，到达 食物时的温度甚至还会更低，很多蒸汽在上升过程中又液化返回，极大地浪费了能量。
[0014] 可见，相关技术中提出的蒸汽烹饪器具，由于烹饪腔体的温度控制基本上都是依 靠独立于蒸汽发生系统外的发热器完成，而蒸汽发生量不能精确控制，导致烹饪腔体的温 度波动较大或者不可调。并且由于产品自始至终均采用同一种控制方式，不能满足烹饪过 程中不同时间段的特殊要求，所以烹饪效果不理想。此外，由于相关技术中提出的蒸汽烹饪 器具中的水泵或水阀在蒸汽发生器还没有预热时就开始供水，还会导致蒸汽发生器升温缓 慢、蒸汽发生量较少等问题。
[0015] 因此，如何能够对烹饪过程进行分段控制，满足烹饪过程中不同阶段的特殊要求， 提高食物的烹饪效果，同时避免在蒸汽发生器预热前向蒸汽发生器供水而导致蒸汽发生器 升温缓慢、蒸汽发生量较少成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0016] 本发明旨在至少解决相关技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0017] 为此，本发明的目的在于提出了一种能够对烹饪过程进行分段控制，能够满足烹 饪过程中的不同阶段的特殊要求，进而提高食物的烹饪效果，同时避免在蒸汽发生器预热 前向蒸汽发生器供水而导致蒸汽发生器升温缓慢、蒸汽发生量较少的蒸汽烹饪设备的控制 方法和控制系统。
[0018] 为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种蒸汽烹饪设备的 控制方法，所述蒸汽烹饪设备包括用于盛放食物的烹饪腔，用于向所述烹饪腔提供蒸汽的 蒸汽发生器，为所述蒸汽发生器供水的水箱，以及顺次连接在所述水箱与所述蒸汽发生器 之间的水阀和水泵，所述蒸汽烹饪设备的控制方法包括：在接收到启动所述蒸汽烹饪设备 的指令时，控制所述蒸汽发生器工作，并依次控制所述水阀开启和控制所述水泵工作第一 预定时长，以将所述蒸汽发生器与所述水阀之间的管道充满水；在所述蒸汽发生器的温度 达到预定温度时，控制所述水泵向所述蒸汽发生器供水，以通过所述蒸汽发生器产生的蒸 汽进行烹饪；在所述蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长时，控制所述水阀关 闭，并控制所述蒸汽发生器对所述蒸汽发生器内和所述管道内的残余水进行处理。
[0019] 根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法，通过对烹饪过程进行分阶段控 制，即在接收到启动蒸汽烹饪设备的指令时的控制阶段、在蒸汽发生器的温度达到预定温 度时的控制阶段、在蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长的控制阶段，使得能 够根据烹饪阶段的不同采用相应的控制方式，以满足烹饪过程中的不同阶段的特殊要求， 进而能够提高食物的烹饪效果。
[0020] 具体地，如在接收到启动蒸发烹饪设备的指令时的控制阶段，通过控制水阀开启 和控制水泵工作第一预定时长，使得能够在蒸汽发生器的温度较低时，先将蒸汽发生器与 水阀之间的管道充满水而不向蒸汽发生器中注水，进而当蒸汽发生器达到一定温度时，能 够向蒸汽发生器快速供水，从而提高蒸汽发生器的蒸汽产生速率，避免直接向蒸汽发生器 注水而造成蒸汽发生器难以过热而导致蒸汽产生速率慢，影响烹饪效果。
[0021] 再如，在蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长的控制阶段，通过控制 水阀关闭，并控制蒸汽发生器对蒸汽发生器内和上述管道内的残余水进行处理，可以防止 下次烹饪时积水过多而导致蒸汽发生器升温缓慢，同时防止蒸汽发生器内积水过多而将蒸 汽发生器内的水垢冲出而影响用户的体验。其中，水阀可以是电磁分水阀。
[0022] 另外，根据本发明上述实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法，还可以具有如下附加 的技术特征：
[0023] 根据本发明的一个实施例，在所述蒸汽发生器的温度达到预定温度时，控制所述 水泵向所述蒸汽发生器供水，以通过所述蒸汽发生器产生的蒸汽进行烹饪的步骤具体为： 在所述蒸汽发生器的温度达到所述预定温度时，控制所述水泵向所述蒸汽发生器供水，并 控制所述蒸汽发生器以最大功率持续进行工作；实时检测所述蒸汽发生器的温度，根据实 时检测到的所述蒸汽发生器的温度控制所述水泵向所述蒸汽发生器的供水量，以将所述蒸 汽发生器的温度控制在第一预定范围内。
[0024] 根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法，通过在蒸汽发生器达到一定温 度时控制向蒸汽发生器供水，能够提高蒸汽发生器的蒸汽产生速率；而通过控制蒸汽发生 器以最大功率持续运行，使得烹饪腔内的温度可以在最短时间内升到较高的烹饪温度，以 加快烹饪过程。同时，通过根据蒸汽发生器的实时温度控制对蒸汽发生器的供水量，以将蒸 汽发生器的温度控制在一定范围内，使得能够在保证加快烹饪过程的前提下，防止蒸汽发 生器温度过高而损坏。
[0025] 根据本发明的一个实施例，还包括：实时检测所述烹饪腔内的温度；在所述烹饪 腔内的温度达到目标温度时，控制所述水泵减少向所述蒸汽发生器的送水量，并控制所述 蒸汽发生器的平均功率，以将所述烹饪腔内的温度维持在第二预定范围内。
[0026] 根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法，通过在烹饪腔温度达到目标温 度后，控制水泵减少对蒸汽发生器的送水量以及控制蒸汽发生器的平均功率，一方面可以 将烹饪腔中的温度维持在第二预定范围内（即烹饪的最佳范围内），另一方面由于减少了 向蒸汽发生器的送水量，因此也降低了蒸汽发生器的耗电量，同时由于送水量的减少，也降 低了蒸汽发生器内产生的水垢，提高了热交换效率。
[0027] 根据本发明的一个实施例，所述蒸汽发生器的送水量与所述蒸汽发生器的平均功 率满足以下公式约束：所述送水量=kX所述烹饪腔的容积/所述平均功率，其中，k为常 数。
[0028] 根据本发明的一个实施例，还包括：根据所述管道的容量和所述水泵单位时间内 的送水量计算所述第一预定时长。
[0029] 根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法，通过根据管道的容量与水泵单 位时间的送水量计算使管道充满水需要的时间，使得能够精确地控制水泵的工作时间，避 免水泵工作时间较长造成水过早进入到蒸汽发生器中，也避免了水泵工作时间较短造成水 管内未充满水而导致在蒸汽发生器温度达到预定温度时不能及时注水而损坏蒸汽发生器。
[0030] 根据本发明第二方面的实施例，还提出了一种蒸汽烹饪设备的控制系统，所述蒸 汽烹饪设备包括用于盛放食物的烹饪腔，用于向所述烹饪腔提供蒸汽的蒸汽发生器，为所 述蒸汽发生器供水的水箱，以及顺次连接在所述水箱与所述蒸汽发生器之间的水阀和水 泵，所述蒸汽烹饪设备的控制系统包括：控制单元，用于在接收到启动所述蒸汽烹饪设备的 指令时，控制所述蒸汽发生器工作，并依次控制所述水阀开启和控制所述水泵工作第一预 定时长，以将所述蒸汽发生器与所述水阀之间的管道充满水，且用于在第一温度检测单元 检测到所述蒸汽发生器的温度达到预定温度时，控制所述水泵向所述蒸汽发生器供水，以 通过所述蒸汽发生器产生的蒸汽进行烹饪，以及在所述蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到 第二预定时长时，控制所述水阀关闭，并控制所述蒸汽发生器对所述蒸汽发生器内和所述 管道内的残余水进行处理；所述第一温度检测单元，用于检测所述蒸汽发生器的温度。
[0031] 根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备的控制系统，通过对烹饪过程进行分阶段控 制，即在接收到启动蒸汽烹饪设备的指令时的控制阶段、在蒸汽发生器的温度达到预定温 度时的控制阶段、在蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长的控制阶段，使得能 够根据烹饪阶段的不同采用相应的控制方式，以满足烹饪过程中的不同阶段的特殊要求， 进而能够提高食物的烹饪效果。
[0032] 具体地，如在接收到启动蒸发烹饪设备的指令时的控制阶段，通过控制水阀开启 和控制水泵工作第一预定时长，使得能够在蒸汽发生器的温度较低时，先将蒸汽发生器与 水阀之间的管道充满水而不向蒸汽发生器中注水，进而当蒸汽发生器达到一定温度时，能 够向蒸汽发生器快速供水，从而提高蒸汽发生器的蒸汽产生速率，避免直接向蒸汽发生器 注水而造成蒸汽发生器难以过热而导致蒸汽产生速率慢，影响烹饪效果。
[0033] 再如，在蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长的控制阶段，通过控制 水阀关闭，并控制蒸汽发生器对蒸汽发生器内和上述管道内的残余水进行处理，可以防止 下次烹饪时积水过多而导致蒸汽发生器升温缓慢，同时防止蒸汽发生器内积水过多而将蒸 汽发生器内的水垢冲出而影响用户的体验。
[0034] 根据本发明的一个实施例，所述控制单元具体用于：在所述第一温度检测单元检 测到所述蒸汽发生器的温度达到所述预定温度时，控制所述水泵向所述蒸汽发生器供水， 并控制所述蒸汽发生器以最大功率持续进行工作，以及根据所述第一温度检测单元实时检 测到的所述蒸汽发生器的温度控制所述水泵向所述蒸汽发生器的供水量，以将所述蒸汽发 生器的温度控制在第一预定范围内。
[0035] 根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备的控制系统，通过在蒸汽发生器达到一定温 度时控制向蒸汽发生器供水，能够提高蒸汽发生器的蒸汽产生速率；而通过控制蒸汽发生 器以最大功率持续运行，使得烹饪腔内的温度可以在最短时间内升到较高的烹饪温度，以 加快烹饪过程。同时，通过根据蒸汽发生器的实时温度控制对蒸汽发生器的供水量，以将蒸 汽发生器的温度控制在一定范围内，使得能够在保证加快烹饪过程的前提下，防止蒸汽发 生器温度过高而损坏。
[0036] 根据本发明的一个实施例，还包括：第二温度检测单元，用于实时检测所述烹饪腔 内的温度；所述控制单元还用于，在所述第二温度检测单元检测到所述烹饪腔内的温度达 到目标温度时，控制所述水泵减少向所述蒸汽发生器的送水量，并控制所述蒸汽发生器的 平均功率，以将所述烹饪腔内的温度维持在第二预定范围内。
[0037] 根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备的控制系统，通过在烹饪腔温度达到目标温 度后，控制水泵减少对蒸汽发生器的送水量以及控制蒸汽发生器的平均功率，一方面可以 将烹饪腔中的温度维持在第二预定范围内（即烹饪的最佳范围内），另一方面由于减少了 向蒸汽发生器的送水量，因此也降低了蒸汽发生器的耗电量，同时由于送水量的减少，也降 低了蒸汽发生器内产生的水垢，提高了热交换效率。
[0038] 根据本发明的一个实施例，所述蒸汽发生器的送水量与所述蒸汽发生器的平均功 率满足以下公式约束：所述送水量=kX所述烹饪腔的容积/所述平均功率，其中，k为常 数。
[0039] 根据本发明的一个实施例，还包括：计算单元，用于根据所述管道的容量和所述水 泵单位时间内的送水量计算所述第一预定时长。
[0040] 根据本发明的实施例蒸汽烹饪设备的控制系统，通过根据管道的容量与水泵单位 时间的送水量计算使管道充满水需要的时间，使得能够精确地控制水泵的工作时间，避免 水泵工作时间较长造成水过早进入到蒸汽发生器中，也避免了水泵工作时间较短造成水管 内未充满水而导致在蒸汽发生器温度达到预定温度时不能及时注水而损坏蒸汽发生器。
[0041] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0042] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中：
[0043] 图1示出了根据本发明的一个实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法的示意流程图；
[0044] 图2示出了根据本发明的一个实施例的蒸汽烹饪设备的控制系统的示意框图；
[0045] 图3示出了根据本发明的另一个实施例的蒸汽烹饪器具的控制方法的示意流程 图；
[0046] 图4示出了图3中所示方法的控制时序图；
[0047] 图5示出了根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备的分解结构示意图；
[0048] 图6示出了根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备的整体结构示意图；
[0049] 图7示出了根据本发明的实施例的水箱向蒸汽发生器供水的结构示意图；
[0050] 图8示出了根据本发明的实施例的水箱停止向蒸汽发生器供水的结构示意图。
【具体实施方式】
[0051] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实 施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施 例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开 的具体实施例的限制。
[0053] 本发明所述的蒸汽烹饪设备包括：用于盛放食物的烹饪腔，用于向所述烹饪腔提 供蒸汽的蒸汽发生器，为所述蒸汽发生器供水的水箱，以及顺次连接在所述水箱与所述蒸 汽发生器之间的水阀和水泵。
[0054] 图1示出了根据本发明的一个实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法的示意流程图。
[0055] 如图1所示，根据本发明的一个实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法，包括：步骤 102,在接收到启动所述蒸汽烹饪设备的指令时，控制所述蒸汽发生器工作，并依次控制所 述水阀开启和控制所述水泵工作第一预定时长，以将所述蒸汽发生器与所述水阀之间的管 道充满水；步骤104,在所述蒸汽发生器的温度达到预定温度时，控制所述水泵向所述蒸汽 发生器供水，以通过所述蒸汽发生器产生的蒸汽进行烹饪；步骤106,在所述蒸汽烹饪设备 的剩余烹饪时长达到第二预定时长时，控制所述水阀关闭，并控制所述蒸汽发生器对所述 蒸汽发生器内和所述管道内的残余水进行处理。
[0056] 通过对烹饪过程进行分阶段控制，即在接收到启动蒸汽烹饪设备的指令时的控制 阶段、在蒸汽发生器的温度达到预定温度时的控制阶段、在蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长 达到第二预定时长的控制阶段，使得能够根据烹饪阶段的不同采用相应的控制方式，以满 足烹饪过程中的不同阶段的特殊要求，进而能够提高食物的烹饪效果。
[0057] 具体地，如在接收到启动蒸发烹饪设备的指令时的控制阶段，通过控制水阀开启 和控制水泵工作第一预定时长，使得能够在蒸汽发生器的温度较低时，先将蒸汽发生器与 水阀之间的管道充满水而不向蒸汽发生器中注水，进而当蒸汽发生器达到一定温度时，能 够向蒸汽发生器快速供水，从而提高蒸汽发生器的蒸汽产生速率，避免直接向蒸汽发生器 注水而造成蒸汽发生器难以过热而导致蒸汽产生速率慢，影响烹饪效果。
[0058] 再如，在蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长的控制阶段，通过控制 水阀关闭，并控制蒸汽发生器对蒸汽发生器内和上述管道内的残余水进行处理，可以防止 下次烹饪时积水过多而导致蒸汽发生器升温缓慢，同时防止蒸汽发生器内积水过多而将蒸 汽发生器内的水垢冲出而影响用户的体验。其中，水阀可以是电磁分水阀。
[0059] 另外，根据本发明上述实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法，还可以具有如下附加 的技术特征：
[0060] 根据本发明的一个实施例，在所述蒸汽发生器的温度达到预定温度时，控制所述 水泵向所述蒸汽发生器供水，以通过所述蒸汽发生器产生的蒸汽进行烹饪的步骤具体为： 在所述蒸汽发生器的温度达到所述预定温度时，控制所述水泵向所述蒸汽发生器供水，并 控制所述蒸汽发生器以最大功率持续进行工作；实时检测所述蒸汽发生器的温度，根据实 时检测到的所述蒸汽发生器的温度控制所述水泵向所述蒸汽发生器的供水量，以将所述蒸 汽发生器的温度控制在第一预定范围内。
[0061] 通过在蒸汽发生器达到一定温度时控制向蒸汽发生器供水，能够提高蒸汽发生器 的蒸汽产生速率；而通过控制蒸汽发生器以最大功率持续运行，使得烹饪腔内的温度可以 在最短时间内升到较高的烹饪温度，以加快烹饪过程。同时，通过根据蒸汽发生器的实时温 度控制对蒸汽发生器的供水量，以将蒸汽发生器的温度控制在一定范围内，使得能够在保 证加快烹饪过程的前提下，防止蒸汽发生器温度过高而损坏。
[0062] 根据本发明的一个实施例，还包括：实时检测所述烹饪腔内的温度；在所述烹饪 腔内的温度达到目标温度时，控制所述水泵减少向所述蒸汽发生器的送水量，并控制所述 蒸汽发生器的平均功率，以将所述烹饪腔内的温度维持在第二预定范围内。
[0063] 通过在烹饪腔温度达到目标温度后，控制水泵减少对蒸汽发生器的送水量以及控 制蒸汽发生器的平均功率，一方面可以将烹饪腔中的温度维持在第二预定范围内（即烹饪 的最佳范围内），另一方面由于减少了向蒸汽发生器的送水量，因此也降低了蒸汽发生器的 耗电量，同时由于送水量的减少，也降低了蒸汽发生器内产生的水垢，提高了热交换效率。 [0064] 根据本发明的一个实施例，所述蒸汽发生器的送水量与所述蒸汽发生器的平均功 率满足以下公式约束：所述送水量=kx所述烹饪腔的容积/所述平均功率，其中，k为常 数。
[0065] 具体来说，对于功率为1800W，容量为20?25L的烹饪腔体，当腔体温度达到目标 温度后，供水量只要原来的1/3(相当于600W的输出功率）。再比如说，如果产品功率由 1800W减少到900W，则稳定后的供水量需要原来的2/3 (相当于600W的输出功率）即可。具 体减少的供水量可根据产品的实际功率以及腔体的容积来调整。
[0066] 根据本发明的一个实施例，还包括：根据所述管道的容量和所述水泵单位时间内 的送水量计算所述第一预定时长。
[0067] 通过根据管道的容量与水泵单位时间的送水量计算使管道充满水需要的时间，使 得能够精确地控制水泵的工作时间，避免水泵工作时间较长造成水过早进入到蒸汽发生器 中，也避免了水泵工作时间较短造成水管内未充满水而导致在蒸汽发生器温度达到预定温 度时不能及时注水而损坏蒸汽发生器。
[0068] 图2示出了根据本发明的一个实施例的蒸汽烹饪设备的控制系统的示意框图。
[0069] 如图2所示，根本发明的一个实施例的蒸汽烹饪设备的控制系统，包括：控制单元 202,用于在接收到启动所述蒸汽烹饪设备的指令时，控制所述蒸汽发生器工作，并依次控 制所述水阀开启和控制所述水泵工作第一预定时长，以将所述蒸汽发生器与所述水阀之间 的管道充满水，且用于在第一温度检测单元204检测到所述蒸汽发生器的温度达到预定温 度时，控制所述水泵向所述蒸汽发生器供水，以通过所述蒸汽发生器产生的蒸汽进行烹饪， 以及在所述蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长时，控制所述水阀关闭，并控 制所述蒸汽发生器对所述蒸汽发生器内和所述管道内的残余水进行处理；所述第一温度检 测单元204,用于检测所述蒸汽发生器的温度。
[0070] 通过对烹饪进行分阶段控制，即在接收到启动蒸汽烹饪设备的指令时的控制阶 段、在蒸汽发生器的温度达到预定温度时的控制阶段、在蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达 到第二预定时长的控制阶段，使得能够根据烹饪阶段的不同采用相应的控制方式，以满足 烹饪过程中的不同阶段的特殊要求，进而能够提高食物的烹饪效果。
[0071] 具体地，如在接收到启动蒸发烹饪设备的指令时的控制阶段，通过控制水阀开启 和控制水泵工作第一预定时长，使得能够在蒸汽发生器的温度较低时，先将蒸汽发生器与 水阀之间的管道充满水而不向蒸汽发生器中注水，进而当蒸汽发生器达到一定温度时，能 够向蒸汽发生器快速供水，从而提高蒸汽发生器的蒸汽产生速率，避免直接向蒸汽发生器 注水而造成蒸汽发生器难以过热而导致蒸汽产生速率慢，影响烹饪效果。
[0072] 再如，在蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长的控制阶段，通过控制 水阀关闭，并控制蒸汽发生器对蒸汽发生器内和上述管道内的残余水进行处理，可以防止 下次烹饪时积水过多而导致蒸汽发生器升温缓慢，同时防止蒸汽发生器内积水过多而将蒸 汽发生器内的水垢冲出而影响用户的体验。
[0073] 根据本发明的一个实施例，所述控制单元202具体用于：在所述第一温度检测单 元204检测到所述蒸汽发生器的温度达到所述预定温度时，控制所述水泵向所述蒸汽发生 器供水，并控制所述蒸汽发生器以最大功率持续进行工作，以及根据所述第一温度检测单 元204实时检测到的所述蒸汽发生器的温度控制所述水泵向所述蒸汽发生器的供水量，以 将所述蒸汽发生器的温度控制在第一预定范围内。
[0074] 通过在蒸汽发生器达到一定温度时控制向蒸汽发生器供水，能够提高蒸汽发生器 的蒸汽产生速率；而通过控制蒸汽发生器以最大功率持续运行，使得烹饪腔内的温度可以 在最短时间内升到较高的烹饪温度，以加快烹饪过程。同时，通过根据蒸汽发生器的实时温 度控制对蒸汽发生器的供水量，以将蒸汽发生器的温度控制在一定范围内，使得能够在保 证加快烹饪过程的前提下，防止蒸汽发生器温度过高而损坏。
[0075] 根据本发明的一个实施例，还包括：第二温度检测单元206,用于实时检测所述烹 饪腔内的温度；所述控制单元202还用于，在所述第二温度检测单元206检测到所述烹饪腔 内的温度达到目标温度时，控制所述水泵减少向所述蒸汽发生器的送水量，并控制所述蒸 汽发生器的平均功率，以将所述烹饪腔内的温度维持在第二预定范围内。
[0076] 通过在烹饪腔温度达到目标温度后，控制水泵减少对蒸汽发生器的送水量以及控 制蒸汽发生器的平均功率，一方面可以将烹饪腔中的温度维持在第二预定范围内（即烹饪 的最佳范围内），另一方面由于减少了向蒸汽发生器的送水量，因此也降低了蒸汽发生器的 耗电量，同时由于送水量的减少，也降低了蒸汽发生器内产生的水垢，提高了热交换效率。 [0077] 根据本发明的一个实施例，所述蒸汽发生器的送水量与所述蒸汽发生器的平均功 率满足以下公式约束：所述送水量=kX所述烹饪腔的容积/所述平均功率，其中，k为常 数。
[0078] 根据本发明的一个实施例，还包括：计算单元208,用于根据所述管道的容量和所 述水泵单位时间内的送水量计算所述第一预定时长。
[0079] 通过根据管道的容量与水泵单位时间的送水量计算使管道充满水需要的时间，使 得能够精确地控制水泵的工作时间，避免水泵工作时间较长造成水过早进入到蒸汽发生器 中，也避免了水泵工作时间较短造成水管内未充满水而导致在蒸汽发生器温度达到预定温 度时不能及时注水而损坏蒸汽发生器。
[0080] 图3示出了根据本发明的另一个实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法的示意流程 图。
[0081] 如图3所示，根据本发明的另一个实施例的蒸汽烹饪设备的控制方法，包括：
[0082] 步骤302,先将水阀水路导通，然后通过水泵往水阀与蒸发器之间的管道送水。
[0083] 步骤304,蒸汽发生器满功率运行，以最快的速度提升烹饪腔体的腔体温度。
[0084] 步骤306,判断腔体温度是否达到指定切换温度，若是，执行步骤308 ;若否，返回 执行步骤304。
[0085] 步骤308,当腔体温度达到指定切换温度后，减少蒸汽发生器的供水量，让发热管 通断运行，即非满功率运行，以将腔体温度维持在一定范围。
[0086] 步骤310,判断剩余的烹饪时间是否小于预定时间，若是，执行步骤312 ;若否，返 回执行步骤306。
[0087] 步骤312,关闭水阀，处理蒸汽发生器与水管中残余的水。
[0088] 从图3所示的流程图中可知，上述控制方法分为四阶段，具体地，步骤302为预送 水阶段，步骤304与步骤306为快速升温阶段，步骤308和步骤310为供水量缩减阶段，步 骤312为残余水处理阶段。其中，上述控制方法的时序图如图4所示。
[0089] 图4示出了图3中所示方法的控制时序图。
[0090] 如图4所示，在蒸汽烹饪设备的控制中，共分为四个阶段，分别为：预送水阶段S1， 快速升温阶段S2,供水量缩减阶段S3以及残余水处理阶段S4。
[0091] 波形402为检测到的烹饪腔体中心温度曲线；
[0092] 波形404为检测到的蒸汽发生器的发热盘温度曲线；
[0093] 波形406为水泵的工作状态曲线；
[0094] 波形408为水阀的工作状态曲线；
[0095] 波形410为蒸汽发生器的发热器的工作状态曲线。
[0096] 在预送水阶段S1中，先给水阀与蒸汽发生器之间的管道预充水，预先使管道充满 水的目的是为了让产品能够尽快地进入烹饪状态，即当蒸汽发生器加热到一定温度后再往 蒸汽发生器内送水以便让蒸汽发生器更快地产生蒸汽。换句话说，蒸汽发生器产生蒸汽是 需要时间的，如果在蒸汽发生器的温度较低时就往蒸汽发生器里送水，会造成蒸汽发生器 内过早积累太多水而导致蒸汽发生器难以过热，造成蒸汽发生器需要较长的时间才能产生 蒸汽。
[0097] 具体的控制过程是首先控制水阀通电，延迟数十至数百毫秒，再控制水泵运行。其 原因为水阀的动作往往需要时间，为保证水泵在预送水阶段S1能够将水管充满，所以水阀 必须提前打开。在水泵送水的时候，按照水泵本身的送水上限来计算将水管充满的送水时 间，以保证不会有多余的水送入发生器内。例如，若水泵的送水规格为320±80ml/min、水 管容量为6. 4ml，则所选用的送水时间应该为0. 96秒（即6. V(400/60)秒），而不是1. 20 秒（即6. V(320/60)秒）或更大。通常情况下，对于体积较小的家用烹饪产品，预送水阶 段S1 -般是0. 1秒到几秒之间，且该阶段的结束标识是以时间作为判定。
[0098] 预送水阶段S1是为了让蒸汽发生器及早产生蒸汽，在预送水阶段S1结束后，就进 入到快速升温阶段S2,这个阶段需要让产品烹饪腔体的温度尽快上升至目标温度T2,以确 保被烹饪食品不因腔体温升太慢而往外渗水，影响烹饪结果，因此这个过程必须最大化地 利用产品内的发热能力。在快速升温阶段S2中，发热管可以全功率工作，即如曲线410所 示，发热管一直开通，不会有通断工作。水泵按照不同发热功率下蒸发的水量对蒸汽发生器 进行相应的供水，同时需要确保发热管温度不发生过热。当然，根据实际水泵的差异，需要 对供水量进行相应调整，本阶段的结束是以烹饪腔体的温度进行判定的。需要注意的是，在 快速升温阶段S2中，水阀可以是一直开启的，也可以是如曲线408所示，在预送水阶段S1 完成之后关闭，并在蒸汽发生器的发热盘温度达到T1时再开启。
[0099] 当烹饪腔体温度达到目标温度T2后，烹饪程序进入供水量缩减阶段S3。在该阶 段中，之所以要减少供水量，是因为到达这个阶段后，烹饪腔体的温度已经较高（该温度通 常比上述的目标温度T2高1°C至15°C )，烹饪腔体已经充满了水蒸气，只要维持烹饪腔体 内的温度不下降，就可以保证烹饪的速度不会有任何减慢，烹饪效果也没有特别的下降。所 以，在这个阶段，水泵的供水量会按实际维持烹饪腔体的温度所需的蒸汽量来进行供给。事 实上，这个供水量的减少是相当明显的，基本上是降低到快速升温阶段S2的1/3甚至以下。 如图4中所示，由于供水量减少，蒸汽发生器的热平衡被打破，发热管开始作通断工作，烹 饪腔体的温度也会在一定温度范围内出现小幅度的上下波动。供水量缩减阶段S3是上述 所有阶段中最为省水省电的阶段，同时由于供水量显著减少，当采用硬水时，蒸汽发生器中 水垢产生量也等比例的减少，从而极大地提升了产品的耐水垢使用寿命，也减少了用户清 洗水垢的负担。此阶段结束点判定是也是以时间点为准的，即当剩余烹饪时间少于需要进 行残余水处理的指定时间时，本阶段结束，进入残余水处理阶段S4。
[0100] 当进入残余水处理阶段S4时，会先关闭电磁阀，水泵会继续将管道中的水泵送至 蒸汽发生器中加热蒸发掉。此阶段的目的是利用烹饪结束的最后一段时间将烹饪系统中的 水去除，让烹饪设备的状态恢复到为烹饪前的无水状态，为下一次烹饪做好准备。
[0101] 其中，确定残余水处理阶段S4的时间的依据为：蒸发lg水所用的热能大约为 2256J，如果发热盘的功率为1800W(即1秒钟能提供1800J热能），那么蒸发lg水要用 1. 2-1. 3秒。根据水阀与蒸汽发生器之间的管路的长度和管径，计算残余水的重量，用残 余水的重量乘以1.2-1. 3秒便可获得理论上最少的残余水处理时间。实际上，在水阀关闭 时，蒸汽发生器上可能会有少部分水还没有蒸发，因此实际的残余水处理时间会比上述的 理论上残余水处理时间更大。如当蒸汽发生器的温度远超l〇〇°C时，例如蒸汽发生器的温度 为160°C，则蒸汽发生器上未蒸发完的水极少，因此可以忽略不计；当蒸汽发生器的温度为 kktc-iktc，则蒸汽发生器上未蒸发完的水会较多，因此可以控制蒸汽发生器以较高的功 率运行，使水尽快蒸发完，以让实际的残余水处理时间更接近理论上的最少残余水处理时 间。
[0102] 此外，在烹饪设备的烹饪过程中，当蒸汽发生器的发热管温度高于T3时，发热管 会停止工作；当蒸汽发生器的发热管温度低于T4时，发热管会继续工作，以保护发热管不 因温度过高而损坏。
[0103] 可见，在通过烹饪设备进行烹饪时，上述的四个阶段联合起来对整个烹饪过程实 施完整的控制，若缺少其中任何一个阶段，食物的烹饪效果和用户使用体验都会大打折扣。 具体来说，若缺少预送水阶段S1，可能会由于蒸汽发生器刚开始工作时，内部就注入较多的 水，导致蒸汽发生器产生蒸汽的速率较慢；也可能会由于送水较慢导致蒸汽发生器的温度 迅速飙升到很高导致发热管为保证安全而断开，这就无法保证发生器在快速升温阶段S2 时能快速升温；若缺少快速升温阶段S2,食物内部水分会随着腔体的缓慢温升而渗出，导 致食物失水内塌，烹饪效果差；若不进行供水量缩减阶段S3的减少水供应，则会产生烹饪 设备的耗水耗电量会成倍增加，但烹饪效果却没有得到多大提升，用户还可能担心水箱中 的水不够用的问题；若缺少残余水处理阶段S4,则当下次烹饪时，因系统有多余的水积存， 导致在预送水阶段S1就使得发生器中积累过多的水而降低了升温速度，同时，多余的水还 会将蒸汽发生器积累大量水垢，导致用户体验不佳。
[0104] 下面结合图5至图8详细说明了根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备的结构。
[0105] 如图5至图8所示，根据本发明的实施例的蒸汽烹饪设备，包括：
[0106] 烹饪腔体01，设置在烹饪腔体01内的蒸汽喷孔Ola以及腔体底部凸台01b，门体 02, 主控电路板03,设置在所述烹饪腔体01内的底板04,外罩右臂05,外罩左臂06,门开关 状态检测支架07,蒸汽发生器08,蒸汽发生器发热管08a，蒸汽发生器温度传感器08b，蒸 汽发生器喷嘴08c，顶部隔热板09,发生器供水水泵10,每个供水水泵10为一个蒸汽发生 器08供水，水泵支架11，顶部控制面板12,背散热板13,电磁分水阀14,水箱到位检测装置 15,进水水箱支架壳16,进水水箱17,冷却风扇18,装饰背板19,内部导线20,电源线21，蒸 汽排气口 22,腔体温度传感器23。
[0107] 其中，电磁分水阀14为三通水阀，如图7所示，在电磁分水阀14通电时，电磁分水 阀14连通进水水箱17的出水口 17a与水泵10的进水口 10a，水泵10的出水口 10b连接至 蒸汽发生器08,进水水箱17向蒸汽发生器08供水；如图8所示，在电磁分水阀14断电时， 电磁分水阀14断开进水水箱17的出水口 17a与水泵10的进水口 10a之间的连通，进水水 箱17停止向蒸汽发生器08供水。
[0108] 此外，电磁分水阀14的过水能力必须大于蒸汽发生器08单位时间内消耗的最大 水量，具体地，蒸汽发生器08的功率与单位时间内消耗的最大水量的关系如表1所示：
[0109]
【权利要求】
1. 一种蒸汽烹饪设备的控制方法，所述蒸汽烹饪设备包括用于盛放食物的烹饪腔，用 于向所述烹饪腔提供蒸汽的蒸汽发生器，为所述蒸汽发生器供水的水箱，以及顺次连接在 所述水箱与所述蒸汽发生器之间的水阀和水泵，其特征在于，包括： 在接收到启动所述蒸汽烹饪设备的指令时，控制所述蒸汽发生器工作，并依次控制所 述水阀开启和控制所述水泵工作第一预定时长，以将所述蒸汽发生器与所述水阀之间的管 道充满水； 在所述蒸汽发生器的温度达到预定温度时，控制所述水泵向所述蒸汽发生器供水，以 通过所述蒸汽发生器产生的蒸汽进行烹饪； 在所述蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长时，控制所述水阀关闭，并控 制所述蒸汽发生器对所述蒸汽发生器内和所述管道内的残余水进行处理。
2. 根据权利要求1所述的蒸汽烹饪设备的控制方法，其特征在于，在所述蒸汽发生器 的温度达到预定温度时，控制所述水泵向所述蒸汽发生器供水，以通过所述蒸汽发生器产 生的蒸汽进行烹饪的步骤具体为： 在所述蒸汽发生器的温度达到所述预定温度时，控制所述水泵向所述蒸汽发生器供 水，并控制所述蒸汽发生器以最大功率持续进行工作； 实时检测所述蒸汽发生器的温度，根据实时检测到的所述蒸汽发生器的温度控制所述 水泵向所述蒸汽发生器的供水量，以将所述蒸汽发生器的温度控制在第一预定范围内。
3. 根据权利要求2所述的蒸汽烹饪设备的控制方法，其特征在于，还包括： 实时检测所述烹饪腔内的温度； 在所述烹饪腔内的温度达到目标温度时，控制所述水泵减少向所述蒸汽发生器的送水 量，并控制所述蒸汽发生器的平均功率，以将所述烹饪腔内的温度维持在第二预定范围内。
4. 根据权利要求3所述的蒸汽烹饪设备的控制方法，其特征在于，所述蒸汽发生器的 送水量与所述蒸汽发生器的平均功率满足以下公式约束： 所述送水量=kX所述烹饪腔的容积/所述平均功率，其中，k为常数。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的蒸汽烹饪设备的控制方法，其特征在于，还包 括： 根据所述管道的容量和所述水泵单位时间内的送水量计算所述第一预定时长。
6. -种蒸汽烹饪设备的控制系统，所述蒸汽烹饪设备包括用于盛放食物的烹饪腔，用 于向所述烹饪腔提供蒸汽的蒸汽发生器，为所述蒸汽发生器供水的水箱，以及顺次连接在 所述水箱与所述蒸汽发生器之间的水阀和水泵，其特征在于，包括： 控制单元，用于在接收到启动所述蒸汽烹饪设备的指令时，控制所述蒸汽发生器工作， 并依次控制所述水阀开启和控制所述水泵工作第一预定时长，以将所述蒸汽发生器与所述 水阀之间的管道充满水， 且用于在第一温度检测单元检测到所述蒸汽发生器的温度达到预定温度时，控制所述 水泵向所述蒸汽发生器供水，以通过所述蒸汽发生器产生的蒸汽进行烹饪，以及 在所述蒸汽烹饪设备的剩余烹饪时长达到第二预定时长时，控制所述水阀关闭，并控 制所述蒸汽发生器对所述蒸汽发生器内和所述管道内的残余水进行处理； 所述第一温度检测单元，用于检测所述蒸汽发生器的温度。
7. 根据权利要求6所述的蒸汽烹饪设备的控制系统，其特征在于，所述控制单元具体 用于： 在所述第一温度检测单元检测到所述蒸汽发生器的温度达到所述预定温度时，控制所 述水泵向所述蒸汽发生器供水，并控制所述蒸汽发生器以最大功率持续进行工作，以及 根据所述第一温度检测单元实时检测到的所述蒸汽发生器的温度控制所述水泵向所 述蒸汽发生器的供水量，以将所述蒸汽发生器的温度控制在第一预定范围内。
8. 根据权利要求7所述的蒸汽烹饪设备的控制系统，其特征在于，还包括： 第二温度检测单元，用于实时检测所述烹饪腔内的温度； 所述控制单元还用于，在所述第二温度检测单元检测到所述烹饪腔内的温度达到目标 温度时，控制所述水泵减少向所述蒸汽发生器的送水量，并控制所述蒸汽发生器的平均功 率，以将所述烹饪腔内的温度维持在第二预定范围内。
9. 根据权利要求8所述的蒸汽烹饪设备的控制系统，其特征在于，所述蒸汽发生器的 送水量与所述蒸汽发生器的平均功率满足以下公式约束： 所述送水量=kX所述烹饪腔的容积/所述平均功率，其中，k为常数。
10. 根据权利要求6至9中任一项所述的蒸汽烹饪设备的控制系统，其特征在于，还包 括： 计算单元，用于根据所述管道的容量和所述水泵单位时间内的送水量计算所述第一预 定时长。
【文档编号】A47J27/04GK104188505SQ201410499356
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】区毅成, 栾春, 张国君, 刘连程, 唐春玉, 彭涛, 孙宁 申请人:广东美的厨房电器制造有限公司, 美的集团股份有限公司