专利名称：热管式蒸笼及其控制方法
技术领域：
本发明涉及烹饪用蒸具，特别是涉及烹饪用蒸具的节能技术，本发明
利用热管(heat-pipe)原理，将蒸笼的蒸汽密闭在一热管式结构的蒸笼内， 利用热管式结构蒸笼内设置的热源，对蒸笼内的蒸汽加热，驱动蒸笼内的 蒸汽对流，循环对流的蒸汽对食物加热，蒸笼内蒸汽循环对流而不逸出， 达到节能节水的目的。
背景技术：
蒸汽烹饪，是我们中国人最早发明，可以追溯到四五千年前的炎黄时 期，尤其是竹蒸笼，在中国人餐桌上很受欢迎。近代医学研究显示，蒸汽 烹饪是最好的烹饪方法，最能保存食物营养，并且不产生有害健康的物质。 竹蒸笼虽然很方便、很受欢迎，但是使用时，蒸汽弥漫，不但严重影响工 作环境，同时也是能源的浪费，尤其是在干燥地区和高海拔地区，水分蒸 发快，竹蒸笼因耗能耗水而变成不经济。
蒸汽是很有效率的烹饪热能传递媒介，其原因是将液态水加热汽化， 需要吸收大量的热能(汽化热)，蒸汽因含有巨大的汽化热热能(潜热)， 当蒸汽与食物接触时，蒸汽释放出潜热，对食物加热。蒸汽温度一般是100 摄氏度，烤箱却需要维持150至250摄氏度。蒸汽烹饪也有缺点，尤其是 竹蒸笼，因为竹蒸笼总是会逸出大量蒸汽，而蒸汽含有巨大的潜热，所以 对流逸出的蒸汽除了耗水，实际上也是能源的浪费。
蒸笼是对流式烹饪用具，虽然使用竹蒸笼时，蒸汽弥漫严重影响工作
环境，同时也浪费能源，但是竹蒸笼由竹制蒸笼盖的孔隙逸出蒸汽，却是 必要，其功能是使蒸汽保持由下向上的对流，使新鲜蒸汽持续涌入，对食 物加热。实际上有些对流式烹饪用蒸具，还特别加装风扇加强对流，如美
国专利US6267046所示。但是，蒸汽对流逸出，代表水的消耗量比较大， 在水资源贫乏的地区，烧烤烹饪就比较方便，比较受欢迎了。
为了达成节能、节水的目的，竹蒸笼由蒸笼盖逸出的蒸汽必须消除， 但是使蒸汽保持由下向上对流的功能，却必须维持，使新鲜蒸汽能够持续 涌入，带入热能，对食物加热。
由本发明人提出，名称为"节能节水蒸笼"的中国发明专利申请案(已 受理)，如图1所示，节能节水蒸笼10包括一蒸笼本体1、 一蒸汽回收装 置2、 一蒸汽喷射底座3;蒸汽喷射底座3装设有蒸汽喷嘴4和文氏管效 应引射装置5，蒸汽6经由蒸汽喷射底座3的蒸汽喷嘴4射入蒸笼本体1， 对流作用力使蒸汽6由蒸笼本体底部浮升，对食物7加热；蒸笼本体顶端 对流逸出的回收蒸汽16，进入蒸汽回收装置2，蒸汽回收装置2将回收蒸 汽16冷却下沉，导向蒸汽喷射底座3，蒸汽喷射底座3中的文氏管效应引 射装置5,利用蒸汽6喷射通过文氏管效应引射装置5时产生的文氏管效 应，使回收蒸汽16被引射入蒸笼本体1底部，汇入对流循环，使蒸汽循 环利用，减少能源和水的浪费。
所述节能节水蒸笼技术方案的文氏管效应引射装置，依靠射入蒸气6 引射回收蒸汽16重新汇入对流，持续射入的蒸气会升高蒸笼内部压力， 射入的蒸气必须适当排出，才不会过度累积压力，因此所述节能节水蒸笼 技术方案虽然大量减少了蒸气排出，仍然不能完全消除排出蒸气。
本发明公开一种在烹饪过程中完全没有蒸气排出问题的热管式蒸笼 技术方案，利用热管原理，将蒸笼的蒸汽密闭在一热管式结构的蒸笼内， 利用热管式结构蒸笼内设置的热源，对蒸笼内的蒸汽加热，驱动蒸笼内的
蒸汽对流，对食物加热，蒸笼内蒸汽循环对流而不逸出，达到节能节水， 完全消除排出蒸气的目的
发明内容
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本发明的主要目的，在于提供一种在烹饪过程中完全没有蒸气排出的 热管式蒸笼技术方案，利用热管原理，驱动蒸汽对流，蒸笼内部蒸汽自动 循环，将热能持续循环传输给食物，达成节能、节水的目的。
本发明的另一目的，在于提供一种热管式蒸笼的控制方法，在密闭的 热管式蒸笼内，利用热管式结构蒸笼内设置的热源，对蒸笼内的蒸汽加热， 驱动蒸笼内蒸汽对流，热管式蒸汽循环模式与蒸汽喷射驱动模式交互进 行，对食物加热。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
一种热管式蒸笼，包括一蒸笼本体， 一蒸汽回收装置， 一蒸汽产生器， 一蒸汽喷射底座，蒸汽喷射底座还包括有回收蒸汽加温室、蒸汽喷嘴、温 控自动节流排气阀门装置；其蒸笼本体，蒸汽回收装置，回收蒸汽加温室 依序首尾相接，且为汽密闭连接，构成一以水蒸汽为热输送工质的热管环 路，回收蒸汽加温室内设置一促进蒸汽对流为目的的内置热源，回收蒸汽 加温室是热管吸热端，蒸汽回收装置是热管散热端，蒸笼本体是热管管体; 回收蒸汽加温室的蒸汽由内置热源获得热能后，通过蒸笼本体构成的热管 管体，进入蒸汽回收装置构成的热管散热端，最终再返回回收蒸汽加温室， 蒸汽在热管环路中，由内置热源获得热能，对流上浮继续循环，置于蒸笼 本体内的食物被循环通过的蒸汽加热；温控自动节流排气阀门装置在蒸汽 充满热管式蒸笼时关闭排气阀门，使热管式蒸笼内部与大气环境隔离，热 管式蒸笼内部成为独立的水体气液二相环境，蒸汽产生器在蒸汽不足时供 应蒸汽。
所述的蒸笼，其所述内置热源，是一恒温加热装置，加热温度为大于IOO摄氏度。
所述的蒸笼，其所述蒸汽喷射底座，为环状容器，包括蒸汽喷射底座 的外壁、底壁，底壁由外向内侧梯阶状倾斜，最低位置形成一凝结水汇流 平台结构；底壁上有梯阶承接一圆环状连接台，底壁的中心通孔与蒸汽喷 嘴环形底部外壁适配，蒸汽喷嘴上口有组合机构连接文氏管效应引射装 置，文氏管效应引射装置外圆座合于圆环状连接台内口沿；圆环状连接台 底沿外壁与蒸汽喷射底座底壁一梯阶壁套合定位，圆环状连接台的上端有 凸缘与蒸笼本体适配，其下部是筒形结构，筒壁上有通气孔；筒壁内侧、 蒸汽喷嘴、连接台和引射装置围成的空间为回收蒸汽加温室，回收蒸汽加 温室与文氏管效应引射装置间有一通路连接；外壁上设有温控自动节流排 气阀门装置。
所述的蒸笼，其所述蒸汽喷射底座凝结水汇流结构底部设置内置热 源，对回收蒸汽和凝结水加热。
所述的蒸笼，其所述蒸汽喷射底座凝结水汇流结构底部，设置一凝结 水引流通道，凝结水导入蒸汽产生器水槽。
所述的蒸笼，其所述蒸汽喷射底座蒸汽喷嘴上口沿装设的文氏管引射 装置，由导热材质制成，内置热源设置在文氏管引射装置底面以热传导方 式与导热材质制成的文氏管引射装置结合为一体，文氏管引射装置与回收 蒸汽加热装置热导通。
所述的蒸笼，其所述蒸笼本体和蒸汽回收装置都是不锈钢制成，每一 笼屉的蒸笼本体与一环形蒸汽回收装置之间通过上、下固接环固连，上、 下固接环侧剖面为框状，其顶侧壁和底侧壁上布有多数个通孔，以供回收 蒸汽通过，每一笼屉内设一活动的蒸隔，蒸汽回收装置有一外盖，蒸汽回 收装置的数目与笼屉的数目相同。
一种所述的热管式蒸笼的控制方法，其启动后，控制器对蒸汽产生器 电热器输出启动加热功率，全速产生蒸汽，采用蒸汽喷射驱动模式，蒸汽
经由蒸汽喷射底座的蒸汽喷嘴射入蒸笼本体，并对流浮升进入蒸汽回收装 置；蒸汽充满蒸笼本体与蒸汽回收装置时，温控自动节流排气阀门装置关 闭排气口，同时降低蒸汽产生器加热功率至烹饪加热功率；蒸汽继续经由
蒸汽喷嘴射入蒸笼本体，蒸笼内蒸气压力与温度继续升高，蒸气温度达到 烹饪温度上限时停止供应蒸汽，同时启动内置热源装置，进入热管式蒸汽
对流循环模式；进入热管式蒸汽对流循环模式后，蒸汽量因蒸汽损耗而减 少，蒸汽压力与温度同步下降，蒸汽温度下降至烹饪温度下限时，蒸汽产 生器恢复输出烹饪加热功率，恢复供应蒸汽，同时停止内置热源装置加热， 又进入蒸汽喷射驱动模式；热管式蒸汽循环模式与蒸汽喷射驱动模式交互 进行。
所述的控制方法，其所述温控自动节流排气阀门装置关闭排气口的致 动温度为93摄氏度，烹饪温度上限为110摄氏度，下限为100摄氏度。
本发明具有以下有益效果
本发明在蒸汽充满蒸笼内部时，关闭排气阀门，使热管式蒸笼内部与 大气环境隔离，热管式蒸笼内部成为独立的水体气液二相环境，烹饪过程 中完全没有蒸气排出，达成节能、节水的目的。
工作环境中蒸汽弥漫的问题获得完全改善。完全没有蒸汽弥漫问题的
热管式蒸笼，甚至可以直接放置于餐桌上，创造一种桌边现场服务的经验。 本发明热管式蒸笼，结构简单没有活动部件，容易使用和维护。 本发明热管式蒸笼，在高原地区也能正常工作。
图1是先前节能节水蒸笼说明图2是热管原理说明图3是本发明热管式蒸笼原理说明图4是本发明热管式蒸笼一实施例说明图； 图5是本发明热管式蒸笼另一实施例说明图； 图6 (a)是排气装置说明图6 (b)是图6 (a)排气装置金属片结构说明图； 图7 (a)是图l、图4、图5中文氏管效应引射装置剖面A-A结构说 明图7 (b)是图7 (a)中文氏管效应引射装置剖面C-C结构说明图； 图7 (c)是图7 (b)中文氏管效应引射装置剖面B-B结构说明图； 图8 (a)是本发明热管式蒸笼控制方法的加热程序说明图； 图8 (b)是蒸汽产生器电热器(VH)加热功率示意图； 图8 (c)是热管电热器(HPH)加热功率示意图。
具体实施例方式
图1是先前节能节水蒸笼说明图，是由本发明人提出的一种节能节水 蒸笼技术方案，蒸汽产生器40产生的蒸汽6，进入蒸汽喷射底座3，蒸汽 6经由蒸汽喷射底座3的蒸汽喷嘴4射入蒸笼本体1，对流作用力使蒸汽6 由蒸笼本体l底部浮升，对食物7加热；蒸笼本体1顶端对流逸出内盖9 上气孔15的回收水蒸汽16，进入蒸汽回收装置2，蒸汽回收装置2将回 收蒸汽16冷却下沉，导向蒸汽喷射底座3，蒸汽喷射底座3中的文氏管效 应引射装置5，利用蒸汽加速通过时产生的文氏管效应，使回收蒸汽16 被引射入蒸笼本体l底部，汇入对流循环。
由热力学输送热能的角度观之，图l所示节能节水蒸笼，实际上是一 种利用水蒸汽为输热工质，输送热能的装置，水蒸汽在输送热能途中与食 物接触，对食物加热。图l所示节能节水蒸笼的文氏管效应引射装置5在 蒸汽6射入蒸笼本体1时，产生文氏管效应，使回收蒸汽16被引射入蒸
笼本体1底部，汇入对流循环，使蒸汽循环利用，减少能源和水的浪费。
为了保持蒸汽持续循环对流的动力，蒸汽6必须由蒸汽喷嘴4不断射 入蒸笼本体1，以产生的文氏管效应，使回收蒸汽16被引射入蒸笼本体1。 但是，射入的蒸气必须适当排出，才不会过度累积压力，因此仍然有排出 蒸气的问题。
本发明公开一种在烹饪过程中，完全不排出蒸气的蒸笼节能节水技术 方案，利用热管原理，将蒸笼的蒸汽密闭在一热管式结构的蒸笼内，利用 热管式结构蒸笼内设置的热源，对蒸笼内的蒸汽加热，驱动蒸笼内的蒸汽 对流，对食物加热，蒸笼内蒸汽循环对流而不逸出，达到节能节水，完全 消除排出蒸气的目的。
热管是一种广泛运用的热能输送技术，在电子组件降温，例如美国专
利US6889753所示；航天设施散热，例如美国专利US4463798所示；冻土 建筑物地基保固，防止冻土融解，例如美国专利US4505326等方面，占有 非常重要的地位。
图2是热管原理说明图，基本上热管20是利用工质21的二相变化输 送热能，在热管的吸热端22，工质受热气化，吸收热能，气化的工质经热 管通道23流动到热管的散热端24，气态工质释放热能，降温液化，液化 的工质用重力及毛细作用力，引回吸热端22，继续循环，将热能由吸热端 22输送到散热端24，热管的动力来源是吸热端22周围的热能，除了吸热 端与散热端，热管工质通道23都用绝热材料25包覆。
一般的热管都是以输送热能为目的，本发明则是利用热管原理，以热 能驱动蒸笼内部既存的水蒸汽，保持蒸汽对流循环，对热管蒸汽通道中的 食物加热为目的。
图3是本发明热管式蒸笼原理说明图，热管式蒸笼30利用水蒸汽6 为输热工质，输送热能，对蒸笼本体1内的食物7加热，蒸汽回收装置2
与温度较低的大气接触，具有散热降温功能，使回收蒸汽16降温减压， 回收蒸汽16降温后，密度增加，因重力作用下沉进入回收蒸汽加温室17，
回收蒸汽加温室17内，设置有回收蒸汽加热装置18，对回收蒸汽16加热， 回收蒸汽16被加热后重新获得动能，密度降低，对流上浮进入蒸笼本体l 内，对食物7加热。蒸笼本体l，蒸汽回收装置2，回收蒸汽加热室17， 形成一热管系统，热管系统中，水蒸汽是输送热能的工质，回收蒸汽加热 装置18是热源，回收蒸汽加温室17是热管系统的吸热端22，蒸汽回收装 置2是热管系统的散热端24，蒸笼本体1是热管系统的蒸汽通道23，吸热 端22与散热端24的温差，造成水蒸汽密度差异，重力驱动密度不同的水 蒸汽在热管系统中流动，输送热能对食物加热。与图2所示一般热管的差 异在于，热管式蒸笼的动力来源是设置于热管的内部，加热的目的是维持 热管式蒸笼内部蒸汽的流动。
图4是本发明热管式蒸笼一实施例说明图，热管式蒸笼30，包括一蒸 笼本体l，蒸汽回收装置2，回收蒸汽加热室17，组成的热管系统，热管 系统中，水蒸汽6通过蒸笼本体1内盖9上的气孔15，进入蒸汽回收装置 2，成为回收蒸汽16，水蒸汽6与回收蒸汽16是输送热能工质，内盖9 上的气孔15有防止蒸汽回流的功能，回收蒸汽加热装置18是热源，回收 蒸汽加温室17是热管系统的吸热端22，蒸汽回收装置2是热管系统的散 热端23，吸热端22与散热端23的温差，造成水蒸汽密度差异，重力驱动 密度不同的水蒸汽流动，输送热能对食物加热。蒸笼本体l与蒸汽回收装 置2是同心圆结构，外围的蒸汽回收装置2对于内层的蒸笼本体1有保温 功能，回收蒸汽加热装置18位于回收蒸汽加热室17的最低位置，是凝结 水汇流结构，回收蒸汽加热装置设置在凝结水汇流结构内，对回收蒸汽和 凝结水加热。外盖19上有安全阀S，可以手动或自动泄压，因为是一般的 技术，且非主题，故不详述。蒸笼本体1和蒸汽回收装置2都是不锈钢制成，每一笼屉的蒸笼本体
1与一环形蒸汽回收装置2之间通过上、下固接环2a、 2b固连，上、下固 接环2a、 2b侧剖面为框状，其顶侧壁和底侧壁上布有多数个通孔，以供回 收蒸汽16通过，每一笼屉内设一活动的蒸隔la。蒸汽回收装置2有一外 盖19，蒸汽回收装置2的数目与笼屉的数目相同。
其中，蒸汽喷射底座3为环状容器，包括蒸汽喷射底座3的外壁3a、 底壁3b，底壁3b由外向内侧梯阶状倾斜，最低位置形成一凝结水汇流平 台结构33;底壁上有梯阶3c承接一圆环状连接台31，底壁的中心通孔与 蒸汽喷嘴4的环形底部外壁适配，蒸汽喷嘴上口有组合机构，例如螺纹或 卡^ (图中没示出)，连接文氏管效应引射装置，文氏管效应引射装置外 圆座合于圆环状连接台31内口沿；圆环状连接台31由塑料制成，其底沿 外壁与蒸汽喷射底座底壁一梯阶3c立壁套合定位，圆环状连接台31的外 缘上端有凸缘与蒸笼本体1适配，圆环状连接台31的下部是筒形结构， 筒壁上有通气孔；筒壁内侧、蒸汽喷嘴4、连接台31和引射装置5围成的 空间为回收蒸汽加温室17，回收蒸汽加温室17与文氏管效应引射装置5 间有一通路8连接；外壁上设有排气阀门装置60。
蒸汽喷嘴4、连接台31和引射装置5，都是容易拆解组合的活动装置， 以方便清洗。
蒸汽喷射底座3下方与蒸气产生器40相适配，密封置于蒸气产生器 40上方。
蒸笼本体1的下端与蒸汽喷射底座3的上口沿密接，蒸笼本体1至少 包括一层笼屉和蒸笼盖9，蒸笼盖9上有孔隙15。
蒸汽回收装置2与蒸笼本体1也可以是两个可分解的单体，两单体组 合后，周壁间，有供回收蒸汽通过的间隙。
蒸笼本体1与蒸汽回收装置2组合后，置于蒸汽喷射底座3的上口 ，
密封连接于外壁3a和圆环状连接台31的上端。
蒸汽喷射底座3装设有一组蒸汽喷嘴4和文氏管效应引射装置5，蒸 汽6经由蒸汽喷射底座3的蒸汽喷嘴4射入蒸笼本体1，对流作用力使蒸 汽6由蒸笼本体底部浮升，对食物7加热；蒸笼本体l顶端对流逸出的回 收蒸汽16，进入蒸汽回收装置2，蒸汽回收装置2将回收蒸汽16冷却下 沉，导向蒸汽喷射底座3，经柱状支架32支撑形成的通孔、回收蒸汽加温 室17和通路8进入文氏管效应引射装置5，利用蒸汽喷嘴4喷射蒸汽6时 产生的文氏管效应，使回收蒸汽16被引射入蒸笼本体1底部，汇入对流 循环，上述对流循环方式是蒸汽喷射驱动模式。
蒸汽产生器40包含一控制器41， 一电热器43，控制器41并与一设置 于回收蒸汽加温室17的温度传感器42连通，随着蒸汽持续射入蒸笼本体 1，蒸笼内部蒸汽压力与温度将同步上升，温度传感器42温度上升至一温 度上限时，例如110摄氏度，控制器41停止电热器43供电，停止供应蒸 汽。
控制器41停止电热器43供电后，开始对回收蒸汽加温室17中的回收 蒸汽加热装置18供电，对回收蒸汽16加热，回收蒸汽加热装置18是一 恒温加热装置，温度设定在大于IOO摄氏度，例如110摄氏度，使回收蒸 汽重新获得动能，对流上浮，输送热能对食物加热，蒸笼进入热管式对流 模式。
图5是本发明热管式蒸笼另一实施例说明图，蒸汽喷射底座3中的回 收蒸汽加热装置18以热传导方式与文氏管引射装置5结合为一体，文氏 管引射装置5由导热材质制成，与回收蒸汽加热装置18热导通。图5中 18a虚线所示，是回收蒸汽加热装置18用嵌入的方式与文氏管引射装置5 结合为一体。回收蒸汽加温室17的最低位置，有一引流通道31将凝结水 导入蒸汽产生器40的水槽，水槽被蒸汽喷嘴4分隔为两部分，但是底部相通，当电热器43加热，产生蒸汽6时，蒸汽6直接进入蒸笼本体1，不 会进入回收蒸汽加温室17，只是液面高度因压力不同会有差异。
蒸汽喷射底座3有一排气装置60，初始阶段排除蒸笼内部空气，蒸笼 内部充满蒸汽后关闭，使热管式蒸笼内部与大气环境隔离，热管式蒸笼内 部成为独立的水体气液二相环境。
图6 (a)是排气装置说明图，显示排气装置60的内部结构，排气装 置60是一 内建电开关装置的蒸具自动节流排气阀门装置，包括一基座61 ， 一封盖68， 一温控双金属片63，温控双金属片63在基座61与封盖68围 成容置双金属片的腔室62内；基座61有一排气口64，封盖68上有进气 孔69，温控双金属片63周缘有通气口 65;基座61内部设置按压式电开关 装置66和'0'形密封圈67;蒸气经由封盖68上进气孔69进入容置双金 属片的腔室62，穿过双金属片63周缘的通气口 65通往排气口 64，双金属 片63常态形状为远离'0'形密封圈67，当蒸气温度到达额定值时，双金 属片63的形状反转，压在'0'形密封圈67上，关闭排气口，'〇'形密 封圈67同时压迫按压式开关装置66导通。开关装置66连通至控制器41， 控制器41接收到开关装置66导通信号后，执行烹饪程序。
图6 (b)是图6 (a)排气装置金属片结构说明图，温控双金属片63 周缘有通气口65，通气口65可以如图6 (b)所示呈弧形缺口。
本发明热管式蒸笼实际使用时，初始阶段因为食物温度仍低，蒸汽需 要量较大，随着蒸汽涌入，蒸汽将逐渐充满蒸笼本体内部，并由蒸笼本体 l顶端逸出，进入蒸汽回收装置2，蒸汽回收装置2将回收蒸汽16冷却下 沉，蒸汽由排气装置60排出时，表示蒸笼本体1内部与蒸汽回收装置2 己经充满蒸汽，排出蒸汽温度到达93摄氏度时，排气装置60关闭。蒸笼 本体l，蒸汽回收装置2，回收蒸汽加温室17，形成一密闭的热管系统， 回收蒸汽加热装置18是热管系统中的内置热源，水蒸汽是热输送工质。
排气装置60关闭后，蒸汽供应器继续供应蒸汽，蒸笼内部蒸汽压力与温 度同步上升，温度上升至110摄氏度时停止供应蒸汽，回收蒸汽加热装置 开始加热，使回收蒸汽获得热能和动量，驱动热管系统蒸汽对流，输送热 能对食物加热。
蒸笼内部蒸汽压力与温度都受到蒸汽量的控制，当蒸汽量因部分凝结 成液体或泄漏而减少时，蒸汽压力与温度都将下降，温度下降至100摄氏
度时恢复供应蒸汽，蒸笼内部蒸汽温度被限制在100摄氏度与110摄氏度 之间，蒸笼内部蒸汽压力因与蒸汽温度相关而被限制在1.001大气压力与 1.415大气压力之间。蒸笼内部蒸汽处于持续加温循环的干蒸汽状态，不 会产生过湿的现象。
蒸笼内部充满蒸汽，排气装置60关闭后，蒸笼内部实际上是一个独 立的水体气液二相的环境，为了确保蒸笼内部环境的独立状态，蒸笼外盖 19，蒸汽回收装置2，蒸汽喷射底座3，蒸汽产生器40之间均应有气密及 固定机构，以防止蒸汽泄出，因为气密及固定机构方式众多，且为熟知的 工艺，故不详述，为简明计附图中也没有显示。
图7 (a)是文氏管效应引射装置剖面A-A说明图，是图l、图4、图 5中文氏管效应引射装置5的A-A剖面，蒸汽喷射底座3装设有蒸汽喷嘴 4和文氏管效应引射装置5，蒸汽喷嘴4是金属材质，蒸汽喷嘴4射入的 蒸汽6，传热至回收蒸汽加温室17，对回收蒸汽16加温，回收蒸汽加温 室17与文氏管效应引射装置5间有通路8连系，文氏管50收缩的文氏管 腰部51与通路8之间有通路52连系，蒸汽喷嘴4射入的蒸汽6，在文氏 管腰部51因截面积收缩，流速加快，对通路52产生文氏管引射效应，将 回收蒸汽加温室17的蒸汽16通过通路8引射进入蒸笼本体底部，汇入对 流循环。图7 (a)显示的文氏管效应引射装置5，是一水平配置的文氏管 组合，其中共有六个文氏管单体，水平配置是为了降低高度和蒸汽的均匀
分布，水平配置并不是一种限制。
图7 (b)是文氏管效应引射装置剖面C-C说明图，图7 (b)是图7
(a) 中的C-C剖面，显示蒸汽喷嘴4射入的蒸汽6将热能传导通过蒸汽 喷嘴4，对回收蒸汽加温室17的蒸汽16加温的情形，和回收蒸汽16通过 通路8进入文氏管50的情形。
图7 (c)是文氏管效应引射装置剖面B-B仰视图，图7 (c)是图7
(b) 中的B-B仰视剖面，显示通路8与蒸汽喷嘴4的关系位置。
图8 (a)是本发明热管式蒸笼的控制方法说明图，启动后，如图8 (b) 蒸汽产生器电热器(VH)加热功率示意图所示，蒸汽产生器40输出的蒸 汽电热器(VH)功率是启动加热功率Pl，全速加热产生蒸汽，蒸汽经由 蒸汽喷嘴4射入蒸笼本体1，并进入蒸汽回收装置2;蒸汽充满蒸笼本体1 与蒸汽回收装置2时，温控自动节流排气阀门装置关闭排气口，如图8(a) 的tl时间所示，温控自动节流排气阀门装置在93摄氏度关闭排气口；同 时在tl时间，降低蒸汽电热器(VH)加热功率至烹饪加热功率P2，如图 8 (b)所示，加热功率的调整，可以用波宽调制技术或硅控整流器达成， 是一般的工艺；蒸汽继续经由蒸汽喷嘴射入蒸笼本体1，蒸气温度继续升 高，蒸气温度达到烹饪温度上限时，例如110摄氏度，如图8 (a)的t2 时间所示，停止供应蒸汽，停止蒸汽电热器(VH)加热功率；同时t2时 间，启动内置热源装置18，如图8'(c)热管内置热源电热器(HPH)加热 功率示意图所示，开始输出热管内置热源电热器(HPH)加热功率，进入 热管式蒸汽循环模式(HPM);蒸汽量因凝结而减少，蒸汽压力与温度也 同步下降，蒸汽温度下降至烹饪温度下限时，例如IOO摄氏度，如图8 (a) 的t3时间所示，蒸汽产生器恢复输出烹饪加热功率P2，恢复供应蒸汽； 同时t3时间，停止内置热源装置加热，如图8 (c)所示，进入蒸汽喷射 驱动模式(VM);热管式蒸汽循环模式(HPM)与蒸汽喷射驱动模式(VM)
交互进行；蒸笼内部蒸汽压力不会超过一定的上限，蒸汽压力到达上限， 蒸汽喷嘴停止射入蒸汽后，蒸笼内部蒸汽依据热管原理保持蒸汽循环加热 功能。
所述蒸具自动节流排气阀门装置关闭排气口的致动温度为93摄氏度， 烹饪温度上限为110摄氏度，烹饪温度下限为100摄氏度。蒸具自动节流 排气阀门装置关闭排气口的致动温度，随海拔高度可以用更换温控双金属
片53的方式进行调整，烹饪温度上限，烹饪温度下限可保持不变。
权利要求
1、一种热管式蒸笼，包括一蒸笼本体，一蒸汽回收装置，一蒸汽产生器，一蒸汽喷射底座，蒸汽喷射底座还包括有回收蒸汽加温室、蒸汽喷嘴、温控自动节流排气阀门装置；其特征在于，蒸笼本体，蒸汽回收装置，回收蒸汽加温室依序首尾相接，且为汽密闭连接，构成一以水蒸汽为热输送工质的热管环路，回收蒸汽加温室内设置一促进蒸汽对流为目的的内置热源，回收蒸汽加温室是热管吸热端，蒸汽回收装置是热管散热端，蒸笼本体是热管管体；回收蒸汽加温室的蒸汽由内置热源获得热能后，通过蒸笼本体构成的热管管体，进入蒸汽回收装置构成的热管散热端，最终再返回回收蒸汽加温室，蒸汽在热管环路中，由内置热源获得热能，对流上浮继续循环，置于蒸笼本体内的食物被循环通过的蒸汽加热；温控自动节流排气阀门装置在蒸汽充满热管式蒸笼时关闭排气阀门，使热管式蒸笼内部与大气环境隔离，热管式蒸笼内部成为独立的水体气液二相环境，蒸汽产生器在蒸汽不足时供应蒸汽。
2、 根据权利要求1所述的蒸笼，其特征在于，所述内置热源，是一 恒温加热装置，加热温度为大于IOO摄氏度。
3、 根据权利要求1所述的蒸笼，其特征在于，所述蒸汽喷射底座， 为环状容器，包括蒸汽喷射底座的外壁、底壁，底壁由外向内侧梯阶状倾 斜，最低位置形成一凝结水汇流平台结构；底壁上有梯阶承接一1圆环状连 接台，底壁的中心通孔与蒸汽喷嘴环形底部外壁适配，蒸汽喷嘴上口有组 合机构连接文氏管效应引射装置，文氏管效应引射装置外圆座合于圆环状 连接台内口沿；圆环状连接台底沿外壁与蒸汽喷射底座底壁一梯阶壁套合 定位，圆环状连接台的上端有凸缘与蒸笼本体适配，其下部是筒形结构， 筒壁上有通气孔；筒壁内侧、蒸汽喷嘴、连接台和引射装置围成的空间为 回收蒸汽加温室，回收蒸汽加温室与文氏管效应引射装置间有一通路连 接；外壁上设有温控自动节流排气阀门装置。
4、 根据权利要求3所述的蒸笼，其特征在于，所述蒸汽喷射底座凝 结水汇流结构底部设置内置热源，对回收蒸汽和凝结水加热。
5、 根据权利要求1或3所述的蒸笼，其特征在于，所述蒸汽喷射底 座凝结水汇流结构底部，设置一凝结水引流通道，凝结水导入蒸汽产生器 水槽。
6、 根据权利要求3所述的蒸笼，其特征在于，所述蒸汽喷射底座蒸汽喷嘴上口沿装设的文氏管引射装置，由导热材质制成，内置热源设置在 文氏管引射装置底面以热传导方式与导热材质制成的文氏管引射装置贴 合结合为一体，文氏管引射装置与回收蒸汽加热装置热导通。
7、 根据权利要求1所述的蒸笼，其特征在于，所述蒸笼本体和蒸汽回收装置都是不锈钢制成，每一笼屉的蒸笼本体与一环形蒸汽回收装置之 间通过上、下固接环固连，上、下固接环侧剖面为框状，其顶侧壁和底侧 壁上布有多数个通孔，以供回收蒸汽通过，每一笼屉内设一活动的蒸隔， 蒸汽回收装置有一外盖，蒸汽回收装置的数目与笼屉的数目相同。
8、 一种根据权利要求l所述的热管式蒸笼的控制方法，其特征在于， 启动后，控制器对蒸汽产生器电热器输出启动加热功率，全速产生蒸汽， 采用蒸汽喷射驱动模式，蒸汽经由蒸汽喷射底座的蒸汽喷嘴射入蒸笼本 体，并对流浮升进入蒸汽回收装置；蒸汽充满蒸笼本体与蒸汽回收装置时， 温控自动节流排气阀门装置关闭排气口，同时降低蒸汽产生器加热功率至 烹饪加热功率；蒸汽继续经由蒸汽喷嘴射入蒸笼本体，蒸笼内蒸气压力与 温度继续升高，蒸气温度达到烹饪温度上限时停止供应蒸汽，同时启动内 置热源装置，进入热管式蒸汽对流循环模式；进入热管式蒸汽对流循环模 式后，蒸汽量因蒸汽损耗而减少，蒸汽压力与温度同步下降，蒸汽温度下 降至烹饪温度下限时，蒸汽产生器恢复输出烹饪加热功率，恢复供应蒸汽， 同时停止内置热源装置加热，又进入蒸汽喷射驱动模式；热管式蒸汽循环模式与蒸汽喷射驱动模式交互进行。
9、根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述温控自动节 流排气阀门装置关闭排气口的致动温度为93摄氏度，烹饪温度上限为110摄氏度，下限为ioo摄氏度。
全文摘要
本发明一种热管式蒸笼及其控制方法，该蒸笼包括蒸笼本体，蒸汽回收装置，回收蒸汽加温室，依序首尾相接，构成一个以水蒸汽为热输送工质的热管环路；回收蒸汽加温室是热管吸热端，蒸汽回收装置是热管散热端，蒸笼本体是热管管体；回收蒸汽加温室中，有一内置热源，加温室的蒸汽由内置热源加热后，通过热管管体，进入热管散热端，最终再返回回收蒸汽加温室，蒸汽再由内置热源加热，在热管环路中，对流上浮继续循环；置于蒸笼本体内的食物被循环的蒸汽加热。该控制方法将烹饪程序分为热管式蒸汽循环模式与蒸汽喷射驱动模式，蒸笼内蒸汽量不足时，自动切换至蒸汽喷射驱动模式，供应蒸汽，蒸汽温度到达烹饪上限时，恢复热管式蒸汽循环模式，两者交互对食物加热。
文档编号A47J27/04GK101375767SQ200710147660
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月31日 优先权日2007年8月31日
发明者徐佳义 申请人:徐佳义