浸入式循环器烹饪装置的改进的制作方法

本发明总体上涉及浸入式循环器烹饪装置的改进。

背景技术：

浸入式循环器烹饪装置，也称为真空低温烹饪装置，通过使水循环通过装置在受控温度下加热一定体积的水而在浴槽中的该一定体积的水中烹饪食物。

这些类型的烹饪装置是具有电子部件的复杂的电子控制装置，如果使装置以不适当的方式操作，则所述电子部件易于过热。例如，当浴槽中水很少或没有水时，可以使烹饪装置操作。在这种情况下，在烹饪装置内部的加热器上存在有限的负载，这可能导致加热器非常快速地加热，从而导致加热器过热并引起烹饪装置损坏。此外，如果未正确烹饪，则正在烹饪装置中烹饪的昂贵食物也可能被破坏。

用于操作和/或控制这些类型的烹饪装置的其他电子部件包括开关装置，诸如继电器和三端双向可控硅开关元件(即，用于交流电的三极管)。这些开关装置用于控制施加到烹饪装置中的加热器的功率。这些开关装置放置在烹饪装置的某些区域中，并且在操作烹饪装置时变热。由这些开关装置产生的多余热量是不希望的。

一些系统在检测到过热情况时关闭这些类型的烹饪装置。在过热事件期间或之后关闭烹饪装置可能导致破坏正在由烹饪装置烹饪的食物。

技术实现要素：

本发明的目的是基本上克服或至少改善现有布置的一个或多个缺点。

公开了试图通过在操作功能期间的不同时间在需要时进行操作以平衡并减少由这些开关装置产生的热量来控制这些类型的烹饪装置的操作来解决上述问题的布置。

根据本公开的第一方面，提供了浸入式循环器烹饪装置，其包括：电动机，所述电动机用于抽吸经过加热元件后用于烹饪的流体；加热元件，所述加热元件用于加热所述流体；第一开关装置，所述第一开关装置用于在第一功率模式下控制所述加热元件；第二开关装置，所述第二开关装置用于在第二功率模式下控制所述加热元件；温度传感器，所述温度传感器用于感测所述第一开关装置的感测装置温度；以及控制器，所述控制器用于基于所述第一开关装置的所述感测装置温度来选择选定所述第一功率模式和第二功率模式中的哪一者。

所述第一开关装置可以是固态开关装置，诸如例如三端双向可控硅开关元件。

所述第二开关装置可以是继电器。

所述第一开关装置的所述感测装置温度可以与最佳液位、最小液位和干燥液位中的一个或多个相关联。

在所述第一功率模式下，所述控制器可以被布置成确定所述感测装置温度是否低于或不高于预先确定的温度水平，并且在确定为否时从所述第一功率模式切换到所述第二功率模式。所述预先确定的温度水平可以与最小液位相关联。

在所述第一功率模式下，所述控制器可以被布置成确定所述感测装置温度是否高于预先确定的温度水平，并且在确定为是时从所述第一功率模式切换到所述第二功率模式。所述预先确定的温度水平可以与最小液位相关联。

在所述第二功率模式下，所述控制器可以被布置成确定预先确定的时间段是否已到期，并且在确定为是时停止向所述加热元件供电。

在所述第二操作模式下，所述控制器可以被布置成确定指示流体已添加的按钮是否已按下，并且在确定为是时从所述第二功率模式切换回到所述第一功率模式。

所述烹饪装置可以包括流体温度传感器，所述流体温度传感器用于感测所述流体的感测流体温度，其中所述控制器可以被布置成在确定所述感测流体温度高于或不低于期望的用户设定温度时，从所述第二功率模式切换到所述第一功率模式，或者所述控制器被布置成在确定所述感测流体温度低于或不高于期望的用户设定温度时，从所述第一功率模式切换到所述第二功率模式。

所述烹饪装置可以包括一个或多个加热器温度传感器，所述一个或多个加热器温度传感器用于感测感测加热器温度，其中在所述第一功率模式下，所述控制器可以被布置成确定所述感测加热器温度是i)高于最大温度还是ii)随着时间改变超过最大温度变化，并且在确定为是时，所述控制器可以被布置成关闭所述加热元件并产生警报。所述最大温度可以与干燥液位相关联。所述最大温度变化可以与干燥液位相关联。

所述控制器可以被布置成通过操作所述电动机并检测在所述流体的灌注之后用于操作所述电动机的功率是否在预先确定的灌注功率水平的范围内来将所述流体灌注到所述烹饪装置中，并且在确定为否时，所述控制器可以被布置成停止所述电动机并产生警报。

根据另一方面，本公开提供控制浸入式循环器烹饪装置的方法，所述方法包括以下步骤：使用电动机抽吸经过加热元件后用于烹饪的流体；通过所述加热元件加热所述流体；使用第一开关装置在第一功率模式下控制所述加热元件；使用第二开关装置在第二功率模式下控制所述加热元件；使用温度传感器感测所述第一开关装置的所述装置温度；以及使用控制器基于所述第一开关装置的所述感测装置温度来选择选定所述第一功率模式和第二功率模式中的哪一者。

所述第一开关装置的所述感测装置温度可以与最佳液位、最小液位和干燥液位中的一个或多个相关联。

在所述第一功率模式下，所述方法可以包括以下步骤：确定所述感测装置温度是否低于或不高于预先确定的温度水平，并且在确定为否时，从所述第一功率模式切换到所述第二功率模式。所述预先确定的温度水平可以与最小液位相关联。

在所述第一功率模式下，所述方法还可以包括以下步骤：确定所述感测装置温度是否高于预先确定的温度水平，并且在确定为是时，从所述第一功率模式切换到所述第二功率模式。所述温度水平可以与最小液位相关联。

在所述第二功率模式下，所述方法还可以包括以下步骤：确定预先确定的时间段是否已到期，并且在确定为是时，停止向所述加热元件供电。

在所述第二操作模式下，所述方法还可以包括以下步骤：确定指示流体已添加的按钮是否已按下，并且在确定为是时，从所述第二功率模式切换回到所述第一功率模式。

所述方法还可以包括以下步骤：在确定所述流体温度高于或不低于期望的用户设定温度时，从所述第二功率模式切换到所述第一功率模式，或者在确定所述流体温度低于或不高于期望的用户设定温度时，从所述第一功率模式切换到所述第二功率模式。

在所述第一功率模式下，所述方法还可以包括以下步骤：确定加热器温度是i)高于最大温度还是ii)随着时间改变超过最大温度变化，并且在确定为是时，所述方法还可以包括以下步骤：关闭所述加热元件并产生警报。所述最大温度可以与干燥液位相关联。所述最大温度变化可以与干燥液位相关联。

所述方法还可以包括以下步骤：通过操作所述电动机并检测在所述流体的灌注期间用于操作所述电动机的功率是否在预先确定的灌注功率水平的范围内来将所述流体灌注到所述烹饪装置中，以及在确定为否时，停止所述电动机并产生警报。

还公开其他方面。

附图说明

现在将参考附图和附录描述本发明的至少一个实施例，其中：

图1示出根据本公开的实施例的浸入式循环器烹饪装置；

图2示出根据本公开的实施例的浸入式循环器烹饪装置；

图3a至图3d示出根据本公开的实施例的在使用中的浸入式循环器烹饪装置；

图4a和图4b示出根据本公开的实施例的温度曲线图；

图5a至图5f示出根据本公开的实施例的用于控制浸入式循环器烹饪装置的过程流程图；

图6示出根据本公开的实施例的电路图。

具体实施方式

在附图中的任一个或多个中参考具有相同附图标记的步骤和/或特征的情况下，出于描述的目的，这些步骤和/或特征具有(一个或多个)相同的功能或操作，除非出现相反的意图。

图1示出根据本公开的实施例的浸入式循环器烹饪装置。

浸入式循环器烹饪装置101(或真空低温烹饪装置)具有三端双向可控硅开关元件103，所述三端双向可控硅开关元件103用于控制(在正常烹饪模式下)用于加热经由流体入口107进入烹饪装置1010的流体(诸如水)的加热元件(未示出)的开关。散热器105用于将由三端双向可控硅开关元件在操作期间经由汽缸产生的热量传递给水。烹饪装置101具有用户界面109(例如，显示器)，以使得用户能够控制和操作烹饪装置。

通常需要浸入式循环器来提供高度稳定的烹饪温度环境，以使食品的烹饪时间准确。这需要施加到加热器的功率非常快速且经常接通和切断。这通过使用开关部件来进行。常规继电器可以控制功率，但是常规继电器是机械的并且不可承受高占空比。因此，优选使用三端双向可控硅开关元件(固态半导体开关装置)来将功率切换到加热器。然而，三端双向可控硅开关元件有时可能变得过热，尤其是当用于烹饪食物的水位下降得太低时。在该实施例中，固态半导体开关装置(三端双向可控硅开关元件)和继电器的组合由控制器选择性地开关。

由于三端双向可控硅开关元件是固态装置，所以它不会像机械装置那样遭受磨损，并且因此开关循环不会影响其寿命。

三端双向可控硅开关元件和散热器安装到外管上，使得浴槽中的水能够吸收来自三端双向可控硅开关元件的热量。随着浴槽内的水位降低，散热器和三端双向可控硅开关元件不再与流体进行同样多的热连通，并且因此不再存在换热的简便路径。因此，其效果是三端双向可控硅开关元件不再被浴槽中的水冷却，所以三端双向可控硅开关元件温度升高。三端双向可控硅开关元件ntc用于监测该温度并基于三端双向可控硅开关元件温度控制操作。

继电器311(参见图3d)也选择性地用于装置的继续操作，直到水的浴槽充满并且三端双向可控硅开关元件可以被该水冷却。

图2示出根据本公开的实施例的浸入式循环器烹饪装置101。提供电源入口111以向装置提供干线电源。

示出流体流，其中流体流入流体通道(201a、201b)并从流体出口(203a、203b)流出，在此处流体经由围绕流体通道(201a、201b)的加热元件被加热。

图3a至图3d示出根据本公开的实施例的在使用中的浸入式循环器烹饪装置。烹饪装置的部件处于密封环境内，所以不会直接与任何流体接触。它们显示在图3a至图3d(以及图1和图2)中为阅读者提供烹饪装置的详细内部视图。

烹饪装置101(在使用中)操作加热器元件303，其温度由两个加热器ntc(图3b和图3c中的301a、301b)监测。为了安全和冗余目的，提供两个加热器ntc。

烹饪装置101放置在浴槽305中，其中流体(例如水)在浴槽中。流体可以在浴槽内处于不同的液位(307a、307b、307c)。例如，最佳液位307a覆盖正在烹饪的食品309。在一段时间内，液位可能略微变化，但只要最佳液位在定义的范围内，食品就应该正确烹饪。在该示例中，最佳烹饪液位高于三端双向可控硅开关元件103的水平面。

最小水位在307b处指示，其中箭头指示是否将水位视为处于最小水位的范围。理想的是，如果水位下降到该线以下，则应理想地改变装置的控制模式，以引起继电器充当开关装置(继电器控制模式)，以将功率切换到加热器而不是三端双向可控硅开关元件。如果水位下降到该线以上，则，应理想地改变装置的控制模式，以引起三端双向可控硅开关元件充当开关装置(三端双向可控硅开关元件控制模式)，以将功率切换到加热器。

干水位在307c处指示，其中箭头指示是否将水位视为处于干水位的范围。在该水位处，装置很可能被损坏，并且如稍后将说明的那样，装置因此被控制以向用户显示添加水的消息。

图4a和图4b示出根据本公开的实施例的温度曲线图。

图4a示出在130mm水中操作的烹饪装置的三端双向可控硅开关元件(和水)的温度(y轴)与时间(x轴)。

图4b示出在60mm水中操作的烹饪装置的三端双向可控硅开关元件(和水)的温度(y轴)与时间(x轴)。

从图4a和图4b可以看出，较浅的水中的三端双向可控硅开关元件的温度比较深的水中的温度高约5摄氏度。

图5a至图5f示出根据本公开的实施例的用于控制浸入式循环器烹饪装置的过程流程图，如下所述。

在步骤1处，浸入式循环器烹饪装置处于待机模式。

在步骤2处，用户按下浸入式循环器烹饪装置的顶部上的“电源开启”按钮以启动浸入式循环器烹饪装置的功能。

在步骤3处，用户可以设置温度、时间、电动机速度(例如，低、中、高)和与烹饪操作相关联的其他变量。可替代地，用户可以经由用户界面选择(即选定)预设的食谱以开始烹饪装置的操作。

在步骤4处，附接(例如焊接)到薄膜加热器的两个ntc部件的极限温度在软件中设置为110℃。应当理解，这可以基于ntc部件的规范在软件中进行调整。110℃是“干燥”温度，如果达到，则指示加热器可能正在操作，而没有水流过该加热器。即，烹饪装置可能未位于水的浴槽中(例如水的浴槽已被去除)，或者水随着时间已变干。

在步骤5处，控制器确定两个加热部件ntc中的至少一个(或两个)是否在干燥温度下运行。即，确定两个加热部件ntc中的至少一个(或两个)是否具有高于t干燥＝110℃的温度。为了冗余的目的，两个加热部件在加热元件上使用，以减少一个ntc发生故障的风险。万一两个加热部件ntc中的一个发生故障，两个加热部件ntc用于冗余。

在步骤6处，如果在步骤5处确定加热部件ntc中的至少一个大于110℃，则警告消息(例如“水位太低”)显示在用户界面上提示用户添加更多的水。

在步骤7处，如果在步骤5处确定加热部件ntc中的至少一个不大于110℃，则三端双向可控硅开关元件的温度由控制器测量。即，测量三端双向可控硅开关元件ntc温度ttriac。

在步骤8处，控制器确定三端双向可控硅开关元件的温度是否低于125℃。即，确定三端双向可控硅开关元件温度ttriac是否低于ttriacmax125℃。ttriacmax温度基于制造商的最大操作温度，并且软件变量可以根据安装在烹饪装置中的三端双向可控硅开关元件来改变。

在步骤9处，如果在步骤8处确定三端双向可控硅开关元件温度大于125℃，则警告消息(例如“水位太低”)显示在用户界面上提示用户添加更多的水。

在步骤10处，如果在步骤8处确定三端双向可控硅开关元件温度不大于125℃，则控制器打开电动机并向电动机供电，以使得其以最大(高)rpm设定运行，并且控制器监测由电动机从电源消耗的功率。

在步骤11处，控制器确定在限定的时间段内电动机是否实现预先确定的灌注功耗。即，确定在限定的时间段之后，电动机是否正在消耗与灌注系统相关联的功率量(限定范围内)。灌注系统具有正常量的流体，在正常的烹饪操作期间，所述正常量的流体需要流动通过流体通道(由电动机控制)。在一个示例中，对于系统，限定时间段为40秒，其中通常需要30秒左右来灌注系统。应当理解，可以基于电动机的尺寸、需要灌注的水量、电动机的速度和其他变量来使用不同的时间值。在没有(或有限的)流体流动通过烹饪装置的流体通道的情况下，电动机将在没有负载的情况下操作，因此比存在流体负载的情况消耗更少的功率。存在较少的负载(基于所消耗的测量的灌注功率)的确定可以用于表示没有(或有限的)负载，并且因此没有水(或有限的水)可用于烹饪装置。

在步骤12处，如果在步骤11处确定电动机未在预先确定的时间段(例如40秒)内消耗预先确定的功耗(额定功率)，则控制器关闭电动机(即停止电动机)，并且警告消息(例如“水位太低”)显示在用户界面上提示用户添加更多的水。

在步骤13处，如果在步骤11处确定电动机确实在预先确定的时间段内消耗预先确定的功耗(额定功率)，则控制器测量两个加热部件ntc的温度tntc。

在步骤14处，控制器将初始温度t0设置为等于ntc温度tntc。这样做是为了如步骤28所述找到超过0.5秒分辨率的梯度温度，并且用于监测烹饪装置的安全操作温度。

在步骤15处，控制器调整电动机速度，以使得电动机以用户设置速度运行。

在步骤16处，对于所有电动机速度，控制器将t干燥设置为120℃。该步骤是附加的操作冗余安全特征。将温度的限制设置得较低，因为加热器可以在干燥条件下加热，以在几秒钟内达到最大温度。

在步骤17处，控制器确定烹饪装置是否被编程为处于烹饪模式。

在步骤18处，如果控制器在步骤17处确定烹饪装置正在以烹饪模式操作，则控制器确定烹饪计时器是否启动。

在步骤21处，如果在步骤18处控制器确定烹饪计时器尚未启动，则控制器将确定是否按下“启动计时器”按钮。如果确定为是，则过程移至步骤23。如果确定为否，则过程移至步骤18。

在步骤23处，控制器激活计时器功能(启动烹饪计时器)，并且过程移至步骤24。

在步骤23之后的步骤24处，或者如果在步骤18处控制器确实确定烹饪计时器已经启动，则控制器确定继电器控制模式是否激活。

在步骤25处，如果控制器确定继电器控制模式未激活，则控制器确定三端双向可控硅开关元件温度ttriac是否低于ttriacmax125℃。

在步骤45处，如果控制器确定三端双向可控硅开关元件温度ttriac低于ttriacmax125℃，则使用pid控制来控制三端双向可控硅开关元件的操作，在三端双向可控硅开关元件模式下调节水温。

在步骤45之后的步骤27处，控制器确定烹饪计时器是否已完成。

在步骤57处，如果控制器确定烹饪计时器已完成，则操作停止，并且控制器导致显示指示烹饪已完成的消息。

在步骤28处，如果控制器确定烹饪计时器尚未完成(即烹饪计时器仍在操作)，则控制器通过获得在步骤14处设置的初始值和从初始值读取0.5秒的读取值来测量梯度温度。计算出的差给出δt＝tntc-t0。即，控制器以每0.5秒测量来自两个加热器ntc的加热器温度(tntc)，并且计算两个ntc中的每一个在0.5秒中温度变化δt温升为δt＝tntc-t0。

在步骤28之后的步骤32处，控制器确定加热器ntc温度tntc中的任一个是否高于t干燥，并且在确定为是时，过程移至步骤34。

在步骤33处，如果控制器确定加热器ntc温度tntc中的任一个都不高于t干燥，则控制器确定δt是否高于预先确定的温度变化值(例如8℃)。δt计算解决用户的问题，例如，取出真空低温烹饪装置，并且因为不再有循环可用的水，所以温度非常迅速地升高。δt通常用于检测突然的温度变化。

在步骤34处，如果控制器确定δt高于预先确定的温度变化值，则控制器停止烹饪装置的操作，并且警告消息(例如“水位太低”)显示在用户界面上提示用户添加更多的水。如果控制器确定δt不高于预先确定的温度变化值，则过程移至步骤17。

在步骤19(其在步骤17中确定为否之后发生)处，控制器基于从水温ntc获得的测量值来确定水温是否处于用户温度。如果控制器确定水温不处于用户温度，则过程继续到步骤22(如下所述)。

在步骤20处，如果控制器在步骤19处确定水温处于用户温度，则控制器通过启动烹饪模式来开始烹饪操作，并且显示诸如“请放入食物并启动计时器”的适当消息，并且过程移至步骤21。

在步骤22处，如果控制器确定水温不处于用户温度，则控制器确定水温是否小于用户设定温度的限定百分比(例如80％)。如果控制器确定为是，则控制器激活继电器控制模式，并且过程移至步骤29。如果控制器确定为否，则控制器停用继电器控制模式并且激活三端双向可控硅开关元件控制模式，随后过程移至步骤25。

当温度高于80％时使用三端双向可控硅开关元件控制模式的原因是因为当接近设定温度点时，该模式提供更精细的控制。在步骤26处描述继电器控制模式，这在控制器在步骤25处达到确定为否时发生。

在步骤26中，控制器启动继电器控制模式。继电器用于循环地将功率切换到加热器。控制器使用预先确定的时间段(在该示例中为30分钟)启动计时器倒计时。应当理解，计时器可以被编程为任何其他合适的时间值。例如，将计时器设置为30分钟给与厨师例如在这30分钟内管理厨房并希望过程烹饪装置的能力。一旦计时器已到期，控制器将关闭烹饪装置。

在步骤29处，控制器确定是否已按下通/断开关，并且确定为否时，控制器停止烹饪装置的操作。

在步骤30处，如果在步骤29处确定为否，则控制器确定预先确定的期限(例如30分钟)是否已过去。在确定为是时，控制器停止烹饪装置的操作。在确定为否时，过程移至步骤31。

在步骤31处，控制器确定是否已按下“添加水”按钮。如果确定为否，则过程移至步骤29。如果确定为是，则控制器清除消息“请添加水”(参见步骤26)，并且过程移至步骤35。

在步骤35处，控制器停止继电器控制模式并且恢复三端双向可控硅开关元件控制模式。处理过程移至步骤27。

图6示出用于控制烹饪装置的操作的控制器601的示例电路图。还示出两个加热器ntc(301a、301b)以及三端双向可控硅开关元件ntc103。ntc中的每一个与控制器601连接，以使得能够监测来自每个ntc的温度，并且使控制器基于那些温度起作用。

工业适用性

所描述的装置适用于烹饪用具行业。

前述内容仅描述本发明的一些实施例，并且在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以对其进行修改和/或改变，实施例是说明性的而非限制性的。

在本说明书的上下文中，词语“包括(comprising)”是指“主要包括但不一定单独包括”或“具有(having)”或“包括(including)”，而不是“仅由...组成”。单词“包括(comprising)”的变型，诸如“包括(comprise)”和“包括(comprises)”具有相应变化的含义。

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