一种炉灶系统控制器、炉灶控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及炉灶领域，特别涉及一种炉灶系统控制器、炉灶控制系统及控制方法。

背景技术

现有的商业炒炉主要由鼓风机、燃气球阀、炉头构成，这种炒炉的使用方法是，先通开鼓风机和火种燃气(刚开始必须通大点)，接着用点火枪把燃气点着，使用起来很麻烦，且每次打火都需要打火器进行打火，打火器使用寿命端，且使用起来很不方便。

发明内容

基于此，有必要提供一种使用方便的炉灶系统控制器、炉灶控制系统及控制方法。

本发明实施例提供一种炉灶系统控制器，包括中央处理模块、第一电子阀控制模块、第二电子阀控制模块、火焰检测模块和高压点火模块，所述第一电子阀控制模块、第二电子阀控制模块、火焰检测模块和高压点火模块皆与所述中央处理模块电性连接；接收到炉灶系统启动信号后，所述高压点火模块发出打火的信号，所述第一电子阀控制模块发出打开第一电子阀的信号；当所述火焰检测模块接收到火焰燃烧的信号后，所述第二电子阀控制模块发出打开第二电子阀的信号；当所述火焰检测模块接收到外部火焰熄灭的信号后，所述第一电子阀控制模块发出关闭第一电子阀的信号。

优选地，当该控制器接收到打开第二电子阀的信号，且所述火焰检测模块接收到外部火焰燃烧的信号后，所述第二电子阀控制模块发出打开第二电子阀的信号。

优选地，该控制器还包括风机控制模块，所述风机控制模块也与所述中央处理模块电性连接；当控制器发出启动的信号后，所述风机控制模块发出启动风机的信号；当中央处理模块接收到所述第二电子阀打开的信号时，所述风机控制模块发出启动预混风机的信号。

优选地，该控制器还比例调节控制模块，所述比例调节控制模块也与所述中央处理模块电性连接，当所述控制器接收到调节火力的信号后，所述风机控制模块发出改变预混风机转速的信号，所述比例调节控制模块发出调整第二电子阀流量的信号，使风机转速与所述第二电子阀的流量相匹配。

优选地，该控制器还包括显示屏控制模块，所述显示屏控制模块用于相显示屏发出和接收数据。

本发明还提供一种炉灶控制系统，包括上述任一项所述的炉灶系统控制器，以及与所述炉灶系统控制器电性连接的第一电子阀、第二电子阀、燃烧炉、主火管道和火种管道；所述第一电子阀控制所述火种管道的通和断，所述第二电子阀控制所述主火管道的通和断，所述主火管道和所述火种管道皆与所述燃烧炉相连接。

优选地，该炉灶控制系统还包括预混风机、高压打火机构和火焰检测机构；所述第一电子阀、第二电子阀、预混风机和燃烧炉通过主火管道串联，所述火种管道的第一端与所述主火管道连通，第二端与所述燃烧炉相连接，且所述火种管道的第一端连接在所述第一电子阀和所述第二电子阀之间；所述高压打火机构和所述火焰检测机构一体设置。

本发明还提供一种炉灶系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：启动该炉灶系统；

S2：控制器控制高压打火机构启动；

S3：打开第一电子阀，火种开始燃烧；

S4：打开第二电子阀和预混风机，主火开始燃烧；

S5、关闭第二电子阀和预混风机，主火熄灭，火种继续燃烧；

S6：关闭该炉灶系统，第一电子阀关闭，主火和火种熄灭。

优选地，启动该炉灶系统之后，先启动预混风机，对主火管道内的残余燃气进行清扫，再进行步骤S2；

当调节该炉灶系统的功率时，所述预混风机的转速和所述第二电子阀的流量同时改变。

优选地，当火焰检测机构未检测到火焰时，第一电子阀自动关闭，报警机构报警并停机；点燃火种是，如果点燃多次未将火种点燃，报警机构报警并停机。

本发明的炉灶系统控制器、炉灶控制系统及控制方法两个电子阀控制主火管道和火种管道是否通气，商业炉灶在使用时，火种管道一种燃烧，需要炒菜时，使主火管道连通即可使用，不用反复打火，非常方便。

附图说明

通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明优选实施例的炉灶系统的整体结构框架图；

图2为本发明优选实施例的炉灶系统工作过程图；

图3为本发明优选实施例的中央处理模块的电路图；

图4为本发明优选实施例的数据存储模块的电路图；

图5为本发明优选实施例的火焰检测模块的电路图；

图6为本发明优选实施例的高压点火模块的电路图。

图中：1、控制器；101、中央处理模块；102、数据存储模块；103、第一电子阀控制模块；104、第二电子阀控制模块；105、风机控制模块；106、显示屏控制模块；107、火焰检测模块；108、高压点火模块；109、功率调节模块；2、燃烧炉；3、第一电子阀；4、第二电子阀；5、主火管道；6、火种管道；7、预混风机；8、减压阀；9、功率调节机构；10、显示屏；11、高压打火机构；12、火焰检测机构。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-6所示，本发明提供一种炉灶系统控制器1，包括中央处理模块101、第一电子阀控制模块103、第二电子阀控制模块104、火焰检测模块107和高压点火模块108，第一电子阀控制模块103、第二电子阀控制模块104、火焰检测模块107和高压点火模块108皆与中央处理模块101电性连接。接收到炉灶系统启动信号后，高压点火模块108发出打火的信号，第一电子阀控制模块103发出打开第一电子阀3的信号，用于点燃炉灶系统的火种。当所述火焰检测模块接收到火焰燃烧的信号后，所述第二电子阀控制模块104发出打开第二电子阀的信号，此时为刚开机时；如果使用中途人为关闭第二电子阀4，那么就需要人为打开第二电子阀4。当火焰检测模块107接收到外部火焰熄灭的信号后，第一电子阀控制模块103发出关闭第一电子阀3的信号，起到安全防火的作用。

在优选实施例中，当该控制器1接收到打开第二电子阀4的信号，且火焰检测模块107接收到外部火焰燃烧的信号后，第二电子阀控制模块104发出打开第二电子阀4的信号。

在进一步优选实施例中，该控制器1还包括风机控制模块105，风机控制模块105也与中央处理模块101电性连接。当控制器1发出启动的信号后，风机控制模块105发出启动风机的信号，清理主火管道中残留的燃气，避免危险。当中央处理模块101接收到第二电子阀4打开的信号时，风机控制模块105发出启动预混风机7的信号，将燃气和空气预混合，然后再进入燃烧炉。

在进一步优选实施例中，该控制器1还比例调节控制模块，比例调节控制模块也与中央处理模块101电性连接，当控制器1接收到调节火力的信号后，风机控制模块105发出改变预混风机7转速的信号，比例调节控制模块发出调整第二电子阀4流量的信号，需要说明的是，第二电子阀4打开的程度不同，第二电子阀4的流量也不同，第二电子阀4的流量是第二电子阀4不同状态下的流量值。使风机转速与第二电子阀4的流量相匹配。风机的转速影响空气的流量，通过调节风机的转速及第二电子阀4的流量来调整空气和燃气的比例。该调节过程是根据控制器的程序自动调整，相对认为调整，且更准确，使燃气的燃烧更加充分。

在优选实施例中，该控制器1还包括显示屏控制模块106，显示屏控制模块106用于相显示屏10发出和接收数据。该控制器1还包括数据储存模块，用于储存记录数据。

本发明还提供一种炉灶控制系统，包括上述任一项的炉灶系统控制器1，以及与炉灶系统控制器1电性连接的第一电子阀3、第二电子阀4、燃烧炉2、主火管道5和火种管道6。第一电子阀3控制火种管道6的通和断，第二电子阀4控制主火管道5的通和断，主火管道5和火种管道6皆与燃烧炉2相连接，需要说明的是，第一电子阀3控制火种管道6的通和断，该火种管道6还可以有其他装置与第一电子阀3一起控制火种管道6的通和断。需要说明的是，火种是指在该炉灶控制系统启动状态下，一直燃烧的一个小火种，可以用于点燃主火管道出来的燃气，形成主火，主火用于烹饪，火种用于点燃主火。

在优选实施例中，该炉灶控制系统还包括预混风机7、高压打火机构11和火焰检测机构12。第一电子阀3、第二电子阀4、预混风机7和燃烧炉2通过主火管道5串联，火种管道6的第一端与主火管道5连通，第二端与燃烧炉2相连接，且火种管道6的第一端连接在第一电子阀3和第二电子阀4之间。

在优选实施例中，第一电子阀3和第二电子阀4皆连接在主火管道5上，火种管道6与主火管道5相连通，且火种管道6连接在第一电子阀3和第二电子阀4之间的主火管道5上，第一电子阀3控制主火管道5和火种管道6两路的气路是否连通，第二电子阀4单独控制主火管路的气路是否连通管。主火管道5和火种管道6的末端皆与燃烧炉2相连接，该炉灶系统一般用于商业炒炉，商业炒炉的炉灶燃烧时间长，且间隔几分钟就需要开关一次火，现有技术中需要反复打火，麻烦且容易损坏打火装置，本申请设计了一个长明火，需要开火时，只需要打开主火管路的燃气即可实现点火。

在优选实施例中，第一电子阀3为电磁阀，第二电子阀4为伺服零压阀。燃气进气采用饲服零压调节方式，避免压力波动的影响。利用一种伺服原理，将燃气进气压力减到零压力。当燃烧时利用风机产生的负压进行送气，这样就保证了在应用过程中燃气压力的波动影响不到后端的燃烧工况。

在优选实施例中，主火管道5上还设置有预混风机7，预混风机7位于第二电子阀4和燃烧炉2之间，预混风机7也与控制器1电性连接。优选地，本系统采用变频直流风机，高效节能。运用先进的变频调节、闭环反馈技术，实现在应用过程需要不同风量时，通过调节风机的输出的功率来控制风量，这样调节电能损耗做到最低。再有风机转速通过闭环反馈技术进行调控，这种闭环控制方式能有效地控制不同的环境下工作时能保证相应的风量。本系统采用预混方式工作，先将空气与燃气按比较好的比例进行混合，变成充分混合好的气体，再送至炉头进行燃烧，由于燃气在燃烧前已经混合好了。因此在燃烧过程中比较稳定顺畅。非常有效地降低噪音。

在优选实施例中，主火管道5上还设置有减压阀8，减压阀8位于电磁阀的上游，减压阀8与控制器1电性连接，用于控制燃气压力，使燃气压力更平稳。

在优选实施例中，该炉灶系统还包括功率调节机构9和显示屏10，功率调节机构9和显示屏10皆与控制器1电性连接。通过功率调节机构9调整燃气的流量，进一步地，功率调节机构9是霍尔传感器。燃烧的功率大小采用无触点的霍尔传感器进行调节，由于没有触点，不存在气阀那样长时间的开关动作而导致的磨损漏气现象。

在优选实施例中，该炉灶系统还包括高压打火机构11和火焰检测机构12，高压打火机构11和火焰检测机构12皆与控制器1电性连接，火焰检测机构12检测得到的结果传输至控制器1，控制器1根据该结果控制第一电子阀3和第二电子阀4的开和闭。进一步地，在本申请中，高压打火机构11和火焰检测机构12被集成在一起，即同一个部件，即可以完成打火的功能，又可以实现火焰检测的功能。高压大火机构包括打火端，火焰检测机构12包括探测端，燃烧炉2的上部设置有燃烧腔，打火端和探测端皆伸入至燃烧腔内。在进一步优选实施例中，探测端伸入至火种管道6的出气口的上部，正常情况下，如果火种管道6出来的燃气熄灭，那么主火管道5的燃气也必然熄灭了，检测火种管道6出气口上部的火焰更准确，当检测到火焰熄灭时，控制器1关闭第一电子阀3或者，同时关闭第一电子阀3和第二电子阀4，使主火管道5和火种管道6内都不会有燃气流出，保证了使用过程中的安全性能。高压打火机构和火焰检测机构一体设置，两者通过电路切换实现两种功能集合在一起，具体电路请参考图5和图6。

在优选实施例中，第一电子阀3为电磁阀，第二电子阀4为伺服零压阀；主火管道5上还设置有预混风机7，预混风机7位于第二电子阀4和燃烧炉2之间，预混风机7也与控-制器电性连接；主火管道5上还设置有减压阀8，减压阀8位于电磁阀的上游，减压阀8与控制器1电性连接；该炉灶系统还包括功率调节机构9和显示屏10，功率调节机构9和显示屏10皆与控制器1电性连接；该炉灶系统还包括高压打火机构11和火焰检测机构12，高压打火机构11和火焰检测机构12皆与控制器1电性连接；高压大火机构包括打火端，火焰检测机构12包括探测端，燃烧炉2的上部设置有燃烧腔，打火端和探测端皆伸入至燃烧腔内。现有的商业炒炉主要由鼓风机、燃气球阀、炉头构成，这种炒炉的使用方法是，先通开鼓风机和火种燃气(刚开始必须通大点)，接着用点火枪把燃气点着，这时看火焰的状态，凭着个人的经验来调节火种的大小和燃烧是否充分。火种燃烧正常后，接着通过调节主火的进风量和主火管道5的进气量来调节主火的大小进行燃烧应用。目前这种调节出来的燃烧方式有以下几种问题：1、受约于人为因素影响，尾气排放不达标。这种靠人观察火焰的状态来调节出来的燃烧比例，严重局限于不同的人有不同的感觉，没有办法保证所有的燃烧空燃比例一致性。从面导至燃烧比例不匹配。进而燃烧过程中产生一氧化碳或过多的二氧化碳。危及工作人员的身体健康和污染环境。2、受约于燃气压力因素影响。这种靠人为调节的空气与燃气比例燃烧方式，当人为调节合适一个火力进行应用时，由于现实的应用环境是有多种燃气设备共用一个燃管道和共用一个减压阀8，并且国家要求进户的燃气压都设定在2KPa左右。当多种燃气设备在进行应用时，进户后端的燃气压会出现±0.4KPa左右的波动，对于一些老城区或人口密集的地方，波动范围更宽。根据流量与管径和压力有密切关系的原理，这时会影响当前的燃气与空气的比例。造成不同时段空燃比失衡。进而造燃烧不充分。3、机械式燃气阀等关键性部件寿命不足。由于商用炉灶在应用过程中，需要不停地调节不同的火力来适应不同的炒菜方式。最频繁的机率每分钟达10次以上。这种高频的调节频率对时普通的燃气球阀远远达不到要求的。4、传统炒灶电气功率高耗电量大。由于传统商用炉灶都是用普通的交电风机，这种风机效率低，耗损大。再有在应用过程中进行大小风量调节时，只能通过开关出风口的大小来调节风量。这种调节方式耗电功率是固定在最大值，达不能到大风时增加电功率、小风时减小电功率的节能效果。5、传统炒灶燃烧过程中噪音过高。由于传统商用炉灶都是采用后混燃烧方式，这种燃烧方式最大的缺陷就是燃气与空气不能充分混合。这种没有充分混合的燃烧方式，燃烧过程中产生巨大的爆燃噪音，严重影响工作人员的身体健康。6、没有熄火保护装置，安全隐患大，由于传统商用炉灶都是机械式调节燃方式，没有火焰检测监控系统，当应用过程中火焰熄灭时，会造成燃气泄漏；安全隐患大。本申请恰好可以消除以上问题。

参考图3-6，在进一步优选实施例中，控制器1包括中央处理模块101、数据存储模块102、第一电子阀控制模块103、第二电子阀控制模块104、风机控制模块105、显示屏控制模块106、火焰检测模块107、高压点火模块108和功率调节模块109，数据存储模块102、第一电子阀控制模块103、第二电子阀控制模块104、风机控制模块105、显示屏控制模块106、火焰检测模块107、高压点火模块108和功率调节模块109皆与中央处理模块101电性连接。中央处理模块101主要处理传输过来的数据及给其他部件发送命令，数据存储模块102主要用于储存数据，第一电子阀控制模块103与电磁阀(及第一电子阀3)相连接，第二电子阀控制模块104与零压阀(即第二电子阀4)连接，风机控制模块105与预混风机7相连接，显示屏控制模块106与显示屏10相连接，火焰检测模块107与火焰检测机构12相连接，高压点火模块108与高压打火机构11相连接，功率调节模块109与功率调节机构9相连接。在进一步优选实施例中，该控制器1还包括无线通讯模块，无线通讯模块与中央处理器电性连接，无线通讯模块用于与外部的电子设备进行无线通讯。

本申请相对现有技术的优点是：1、利用软件编程计算比例结果。这种空燃匹配比例计算出来的燃烧效果比人力操作、人脑计算更加精准；代替人力频繁操作调节匹配过程，减少了误操作的可能性。2、燃气进气采用饲服零压调节方式，避免压力波动的影响。利用一种伺服原理，将燃气进气压力减到零压力。当燃烧时利用风机产生的负压进行送气，这样就保证了在应用过程中燃气压力的波动影响不到后端的燃烧工况。3、无触点调节方式，寿命延长。燃烧的功率大小采用无触点的霍尔传感器进行调节。由于没有触点，不存在气阀那样长时间的开关动作，出现磨损漏气现象。4、本系统采用变频直流风机，高效节能。运用先进的变频调节、闭环反馈技术，实现在应用过程需要不同风量时，通过调节风机的输出的功率来控制风量，这样调节电能损耗做到最低。再有风机转速通过闭环反馈技术进行调控。这种闭环控制方式能有效地控制不同的环境下工作时能保证相应的风量。5、噪音控制，本系统采用预混方式工作，先将空气与燃气按比较好的比例进行混合，变成充分混合好的气体，再送至炉头进行燃烧，由于燃气在燃烧前已经混合好了。因此在燃烧过程中比较稳定顺畅。非常有效地降低噪音。6、采用离子式火焰检测，防止熄火燃气泄漏，保证应用安全。本系统采用离子式火焰检测，系统设计一个长明火做火种。火种和主火都有燃气电磁阀，当系统检测到火种熄灭时，会在3秒内做出关燃气动作，防止燃气泄漏。

本发明还提供一种炉灶系统的控制方法，包括以下步骤：

S1：启动该炉灶系统；

S2：控制器1控制高压打火机构11启动；

S3：打开第一电子阀3，火种开始燃烧；

S4：打开第二电子阀4和预混风机7，主火开始燃烧；

S5、关闭第二电子阀4和预混风机7，主火熄灭，火种继续燃烧；

S6：关闭该炉灶系统，第一电子阀3关闭，主火和火种熄灭。

在炉灶系统启动的时间内，火种一直处于燃烧状态，火种的火苗很小，仅仅起到点燃主火的作用。由于商业炒炉在使用过程中，点燃和熄火的频率过于频繁，本方法采用保留火种的方式，减少点火是频繁使用高压打火机构，提高了高压打火机构的使用寿命，且使用时，不用每次都打火，直接打开主火管道的燃气就可以点燃主火，使用起来更加方便。

在优选实施例中，启动该炉灶系统之后，先启动预混风机7，对主火管道5内的残余燃气进行清扫，再进行步骤S2，将管道内残留的燃气清除掉，保证安全。

当调节该炉灶系统的功率时，预混风机7的转速和第二电子阀4的流量同时改变。使空气流量和燃气流量始终是合适的比例，燃气燃烧更加充分。

在优选实施例中，当火焰检测机构12未检测到火焰时，第一电子阀3自动关闭，报警机构报警并停机；点燃火种时，如果点燃多次未将火种点燃，报警机构报警并停机。

本发明的炉灶系统控制器1、炉灶控制系统及控制方法两个电子阀控制主火管道5和火种管道6是否通气，商业炉灶在使用时，火种管道6一种燃烧，需要炒菜时，使主火管道5连通即可使用，不用反复打火，非常方便。

参考图2，该炉膛系统的工作过程：启动后，先对主火管道和火种管道吹扫，清除上次使用残留的气体；打开点火器和第一电子阀；如果点燃，打开第二电子阀，空气与燃气按照设定比例混合，混合后的空气经过主火管道进入炉头进行燃烧，火焰检测系统如果检测到火焰并未燃烧，则自动停机，第一电子阀和第二电子阀关闭。

本发明基于炒炉的应用背景和现场实践，研制一款多功能的商用炒灶控制系统。该系统具备火种自动打火，自动熄火检测和自动断气保护，自动空燃比例匹配调节，数字化比例调节输入与输出，自动对燃气压力进行零压稳压等功能。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。