[0003] 本公开总体上涉及颗粒烟熏机和烧烤炉，并且更具体地涉及用于控制颗粒烟熏机和烧烤炉的操作的系统和方法。

[0004] 目前市场上的颗粒烟熏机/烧烤炉由机电系统控制，该系统使用由用户提供的一个设定点和以测量温度的形式的一个数据点。温度测量通常由放置在烹饪室侧壁处的烹饪炉栅上方的探测器进行。用于为颗粒提供燃烧空气的风扇通常以固定速度运行，且烹饪室的排气口具有固定尺寸。

[0005] 只要烹饪室相对较小，并且预期操作范围有限，单点控制的颗粒烟熏机就能提供合理的性能。例如，如果容积有限的烹饪器具作为烟熏机运行，产生温度约为200至500°F或更高的气体，则在一个位置测量气体温度对于正常运行来说就相当足够了。

[0006] 但是，即使是相对较小的单点控制系统也无法准确区分炉膛中颗粒的闷烧/燃烧是否按预期进行的情况。例如，从寒冷多风的环境条件开始，对于安装在靠近烹饪室壁的烹饪炉栅上方的温度探测器可能需要较长时间才能记录到温度的升高。这可能会导致过量的燃料被引入炉膛，最终导致烹饪室的温度的过调。另一方面，如果控制系统在单个探测器可确认持续炉火建立之前调到暂停向炉膛中输送燃料，则可能导致无火和无热量。从此时开始的重新启动过程可能会导致颗粒溢出和/或点火事件延迟。

[0007] 单点控制系统的局限性在容积更大、操作范围更广的装置中变得更加明显。随着烹饪室的容积增加，该室内的自然温度梯度增加。因此，单个温度读数更有可能产生错误的结果。当需要更宽的工作温度范围时，也可能出现相同类型的错误和由此产生的次优性能。由更高的热输入速率产生的更高的温度也会导致系统中更高的温度梯度。在那些预期既可作为烟熏机又可作为烧烤炉操作的设备中，依靠对烹饪室内部的气体温度的一次测量(如果对于烟熏是足够的)并不能提供适合用于烧烤的温度测量值。烟熏过程主要是通过从由于颗粒闷烧产生的热气体将热量和烟雾传递到食物中，而烧烤过程主要是通过从热烹饪炉栅(通过颗粒燃烧)将热量传递到食物中。

[0008] 单点控制系统还缺乏用户微调温度或根据他/她的意愿在相同的烹饪体积内创建和控制不同温度区域的手段。

[0009] 需要一种用于解决上述及相关问题的系统和方法。

[0039] 现在参考图1，示出了配备有两个可调节烟囱组件102、104的颗粒烟熏机/烧烤炉100。烟囱组件可以包括覆盖烟道管303或排气管的可调节顶盖302。烟囱组件102、104可以放置在烹饪室106的顶部或顶部附近，并且可以位于烹饪室106的相对两端。如图2中可见，烹饪室106可以限定内部容积107，内部容积107包含烹饪炉栅502和热源或燃烧源，例如颗粒燃料炉膛504。烟囱组件102、104允许烟雾和燃烧气体从内部容积107逸出，但可以打开、关闭或调节以微调烹饪室106内部(例如，在内部容积107内)的气体流动。

[0040] 在一些实施例中，可以使用更多数量的烟囱组件，特别是如果烹饪室106特别大。然而，甚至两个烟囱组件102、104也允许微调烹饪室106内部的温度、分区的温度控制和烹饪调节两者。

[0041] 图2中示出了多种可能情况中的一种，其中两个烟囱组件102、104被调节成使得右烟囱102比左烟囱104打开更大程度，使得在烹饪室106中的烟雾和气体108的较高部分流向烹饪室106的右侧。该操作和类似的操作可能受到各自排气烟道管303上的顶盖302的调节的影响，如下所述。

[0042] 图3‑图4B示出了顶盖302的一种可能的构造，其可用于提供烟囱组件102、104的流动调节。顶盖302可以防止雨水渗透到烹饪室106中并且减少试图进入烹饪室106的侧风的任何负面影响。在这方面，顶盖302可以包括上盖308和向下下降的侧裙部310。

[0043] 顶盖302可包括中间盘304，该中间盘304限定了围绕中心开口314的一组开口或切口312。中间盘304可以是固定的并且附接到顶盖302。在一些实施例中，中间盘304附接到侧裙部310。旋转下盘306可限定了围绕中心开口318的一组开口或切口316。下盘306的旋转可用于从全开设定点(当两个盘304、306的切口312、316分别对齐时)调节到全闭设定点(当切口312、316不重叠时)或介于两者之间的任何配置。在一些实施例中，中间盘304固定到烟道管303。盘304、306的圆形切口314、318分别允许盖子302接收废气或烹饪气体，这样的流出通过调节下盘306来控制。

[0044] 如图4A‑4B中最佳可见，顶盖102、104可从外部调节，并可提供指标400，以便用户一眼就能看到相应顶盖302提供的打开或关闭的程度。

[0045] 现在参考图5A，示出了根据本公开的各方面的颗粒烟熏机/烧烤炉100的一部分的前剖视图。图5B是颗粒烟熏机100的透视剖视图，图5C是其端部透视剖视图。颗粒烟熏机/烧烤炉100可以具有内部炉膛504，其配置为燃烧通过螺旋输送管514中的电动螺旋输送件512输送的颗粒燃料。这里，螺旋输送件512的操作可以基于来自各种温度传感器500的反馈如下所述进行控制。

[0046] 通过连接到螺旋输送件512的电动机的操作选择性地输送燃料颗粒，该螺旋输送件将燃料颗粒从烹饪室106外部的料斗(例如，从颗粒料斗120)移动。压力送风室802可以从外部空气供应处行进以围绕炉膛504的外部部分以输送燃烧空气。在一些实施例中，螺旋输送管514和螺旋输送件512从料斗120穿过压力送风室802行进到达炉膛504。炉膛504的空气可以在电风扇907的正压下提供。

[0047] 多个温度传感器500可位于烹饪炉栅502的上方和下方，靠近烹饪室106的中心以及靠近烹饪室106的周边。温度传感器500可感测和区分烹饪室106的不同区域处的气体温度、烹饪炉栅502温度和炉膛504处的燃烧产物温度(通过直接读数或通过根据测量值的计算)。该示例性配置允许有在烹饪室106内的分区的实时温度信息，并为任何相关控制或传感系统提供不仅烹饪区域而且热源的实时温度反馈。

[0048] 在其他实施例中，传感器500的位置可以与所示的位置不同。温度传感器可以用在温度数据有用的任何位置。另外，根据烹饪室106或其他部件的需要和尺寸，可以使用更多或更少的传感器500。应当注意的是，旨在监测热源的任何温度探测器500不一定位于热源(炉膛504)内部，而是可以位于其上方或与其邻近。这种探测器可以放置得足够靠近炉膛504，以读取、推断或计算其温度，而不会经受炉膛504本身内部的不必要的高热。在一些实施例中，内部扩散器510围绕炉膛504。温度探测器500可以放置在扩散器510上(内部或外部)以提供关于炉膛504的相关温度或数据。

[0049] 温度探测器500可以是但不限于热电偶或RTD(电阻温度检测器)、紫外火焰传感器、火焰离子化传感器、氧气传感器或氧气消耗传感器和/或另一种化学特征传感器。

[0050] 在其他实施例中，对于在物理和几何上都保持对称性的系统，可以使用位于侧壁之一的温度探测器之一来测量并提供烟熏机/烧烤炉两侧的温度值(允许进行2点温度测量)。就本公开而言，术语“对称性”的使用表示烹饪器具在物理上从一侧到另一侧充分相似(例如，从一侧到另一侧和/或从前到后)，并且提供加热操作，使得器具内部一点的温度可以合理地确定为与相对侧上的相同点基本相同。类似地，当器具关于物理和几何基本上对称时，单个温度探测器可能足以预测不同位置中的多个温度或提供用于预测不同位置中的多个温度的数据。例如，在烹饪炉栅502上的各个位置获得的温度可能适合于推断炉栅上的其他位置或根据本公开的烹饪装置内其他地方的温度。

[0051] 现在参考图6，示出了根据本公开的各方面的颗粒烟熏机的控制系统600的正视图。控制系统600可以提供用于操作颗粒烧烤炉或烟熏机的控件610，如本领域中已知的。信息显示器700可用于提供由各种温度探测器收集的控制数据。

[0052] 图7是用于根据本公开的各方面的颗粒烟熏机的相关信息显示器700的特写视图。在一些实施例中，控制系统600通过显示由传感器500获得的温度数据，允许用户更精确地控制烹饪操作。在所示的示例中，子显示器702显示烹饪室106右侧的测量温度，并且子显示器704显示烹饪室106左侧的测量温度。炉膛504处或附近的温度可显示在子显示器706上，而计算的平均室温度可显示在子显示器708中。子显示器702、704、706、708可布置在表示烹饪室106的图形750上，并示出烹饪室106内各个温度探测器500的近似实际位置处的温度。
显示器700还可被配置为显示来自肉类探测器的温度(如果使用的话)。

[0053] 现在参考图11，示出了控制系统1100的另一个实施例。这可以用来代替本文任何实施例中的控制系统600。可以提供主电源按钮1104以及温度刻度盘1102。烧烤和烟熏操作之间的选择可以经由按钮1108进行。可以通过使用按钮1110来激活或读取一个或多个肉类探测器。可以使用按钮1112来执行计时器功能。关闭按钮1106可以导致燃料供应停止，同时允许保留在炉膛504中的燃料完成燃烧。

[0054] 可设置多信息显示器1114，给出与由探测器500感测的温度相关的信息。但不限于此，该显示器1114可提供温度探测器读数1120，提供与每个现有探测器(例如，探测器500、肉类探测器或其他)相关的信息。可在读数1122中显示设定温度，而在读数1124处可提供平均计算温度。可在读数1126上提供计时器信息。或者，可在读数1122中显示空气/烟雾温度，而在读数1124处可提供烹饪炉栅温度。根据由用户选择的烹饪模式，显示器可在空气/烟雾和烹饪炉栅温度的值之间切换。

[0055] 现在参考图8A‑图10C，示出了用于控制供给到炉膛504中的空气的附加机构(例如，除了风扇907的操作之外)。图8A是根据本发明的各方面具有空气调节机构800的炉膛504的剖视透视图。图8B是炉膛504的特写视图，其中空气调节机构800关闭或基本上关闭；
并且图8C是炉膛504的特写视图，其中空气调节机构800打开或基本上打开。

[0056] 炉膛504可包括外壁506，外壁506具有限定在其中的多个空气开口508，用于允许来自压力送风室802的燃烧空气进入。壁506可以是圆柱形的并且可以被包括调节机构800的可旋转套环804包围。套环804可以是圆柱形的或者包括能够沿着壁506的外侧可旋转地移动的一段圆柱体。套环804可限定与壁506中的开口相对应的多个开口806。套环804可以旋转使得开口508、806不对齐，如图8B中所示，从而阻挡或阻止空气流进入炉膛504。套环804还可以旋转使得开口508、806对齐或基本上对齐，以获得来自压力送风室802的最大燃烧空气流。套环804还可以旋转使得开口508、806部分地对齐以减少空气流。在另一个实施例中，套环804布置在炉膛504内部，在开口508、806之间具有相同或相似的布置以允许或阻止空气流。

[0057] 现在参考图9A，示出了压力送风室802的剖视透视图。这里提供了采用风门900的形式的另一控制机构。风扇907可布置成迫使空气经由开口910进入压力送风室802。风门900可包括面板916，面板916可移动以覆盖、露出或部分覆盖开口910，以减少进入压力送风室的空气量，即使/当风扇907的速度不被调节或不可调节时。面板916可以通过压力送风室
802中的狭槽912从压力送风室802的外部滑动到压力送风室802的内部以覆盖或露出开口
810。把手914可以允许面板816从压力送风室802的外部滑动。图9B是示出处于完全关闭位置的风门900的另一个剖视透视图。

[0058] 现在参考图10A，示出了压力送风室802的透视剖视图。图10A和图10B是压力送风室802的下侧剖视透视图。图10A‑图10C示出了采用进气风门1000的形式的另一控制机构。进气风门1000可以在燃烧空气到达用于迫使进入压力送风室802的风扇907之前限制或阻挡空气流进入风扇壳体1012。筛网或开口1014可在壳体1012中被限定在风扇907附近。风门
1000可包括面板1008，面板1008可被移动以打开、关闭或部分地关闭开口1014以防止空气流。面板1008可以经由壳体中邻近开口1014的狭槽1016插入到壳体1012中，并且具有用于手动操纵风门1000的外部把手1010。

[0059] 风门800、900、1000以及盖302也可手动调节。用户可根据例如显示器700上提供的信息调节这些项以控制或均衡烹饪室106内的温度。在进一步的实施例中，风门800、900、1000和/或盖302可使用伺服器、电动机或致动器来调节。图12提供了此类系统1200的简化示意图。图12不一定表示物理接线，而是逻辑控制连接。为清楚起见，未示出本领域中可能已知的电源连接和接线技术。物理上，除了如本文所示的致动器和控制连接的增加之外，烧烤炉/烟熏机系统1200可与上述系统100基本相似。

[0060] 在一些实施例中，烧烤炉/烟熏机系统1200基于微控制器1201的使用。在其他实施例中，可以使用微处理器或其他基于硅的控制器和/或电路。控制方法可以被编程或以固件提供。微控制器1201通信联接到控制面板1220。物理上，控制面板可以类似于上面讨论的控制系统600。控制面板1220可以提供各种显示屏(例如，信息显示器700)和必要的旋钮、滑块、按钮和/或开关装置，以控制烧烤炉/烟熏机1200的操作及其所有功能。

[0061] 致动器1202可配置为调节烟囱102的盖302，致动器1204可配置为调节烟囱104的盖302(如果有额外的烟囱，则可以部署额外的致动器)。根据本公开，致动器可以是电动机(直流或交流)、伺服器或电动线性致动器。致动器可以通过齿形接口、减速传动装置或本领域已知的其他装置固定到相关控制项上。

[0062] 致动器1209可被配置为旋转调节机构800，从而控制进入炉膛504的空气流。致动器1212可以控制风门1000的位置和/或致动器1214可以控制风门900的位置。所有致动器可以由微控制器1201控制。

[0063] 微控制器1201还可以直接控制电动机1206，该电动机1206操作螺旋输送件512将燃料供给到炉膛504中。在一些实施例中，电动机1206经由齿轮组1208连接到螺旋输送件512。驱动风扇907的电动机1210也可以由微控制器控制。电动机1206、1210可以是AC或DC风扇。这些还可以是变速电机，其速度由微控制器1201控制以控制燃料和空气供应。在一些实施例中，电动机1206、1210可以是间歇地操作以实现与变速电机类似的效果的单速装置。

[0064] 微控制器1201通过与温度探测器500连接，可以区分烹饪室106内的气体温度(在大室的不同区域测量)、烹饪炉栅502和炉膛504。执行的控制方法可以在颗粒烟熏机/烧烤炉1200的广泛温度和条件下提供精确期望的性能。基于由烧烤炉/烟熏机100的控制系统600提供的信息，通过手动操作控件可以实现相同的性能。

[0065] 以下是根据本公开可获得的益处和操作的非排他性列表：当烧烤炉/烟熏机100/1200从典型或极冷的环境启动时，监测炉膛504的温度，以准确地确定燃烧何时建立；将烟雾设定点与炉膛504和烹饪室106的温度进行比较，以便用尽可能最短的预热时间将烹饪室
106精确地加热至目标设定点，同时减少过调或欠调；监测烟雾设定点并将其与烹饪室106的各个区域的温度进行比较，以便将温度以最小的振荡维持在目标设定点；监测炉膛504的温度以防止和/或报告任何熄火或延迟点火；当单元100被设置为在极端温暖的环境中冷却烟熏时，监控炉膛504的温度，以防止系统100在没有颗粒的情况下运行或火焰熄灭；当烧烤时，将烧烤炉100的设定点与炉膛504和烹饪炉栅502的温度进行比较，以便用尽可能最短的预热时间将烹饪炉栅502精确地加热至目标设定点，同时减少过调或欠调；监测烧烤炉100的设定点并将其与烹饪炉栅502的温度进行比较，以将温度以最小的振荡维持在目标设定点；以及，监测炉膛504的温度以防止任何熄火或延迟点火。

[0066] 本公开的烧烤炉/烟熏机可在低温至中温下提供不同的烹饪模式。如果消费者更喜欢在低温至中温下烟熏，则系统(例如，100/1200)通过调节燃料供应速率来维持温度，同时以适合颗粒闷烧的速率提供空气供应以产生足够的烟雾。如果消费者更喜欢在低温至中温下烘烤而不是烟熏，则系统(例如，100/1200)以这样的方式重新调节燃料或空气供应的速率使得将温度保持在期望的设定点，同时防止颗粒闷烧并减少烟雾。

[0067] 应当理解，本公开设想了完成上述任务所需的控制逻辑和电路，如可以由本领域技术人员构造和布置的。还应当理解，由本公开的装置提供的控制功能和特征可以通过远程控制(通过例如IR、 Wi‑Fi、蜂窝或其他通信链路而连接)而变得可获得。可以提供单独的无线远程复制控制功能作为根据本公开的各方面的系统的部件。在一些实施例中，可以通过电话应用程序或网站来提供控制。应当理解，在一些实施例中，在遥控器处可获得的控制(无论是物理的还是通过应用程序)可以包括在烹饪装置本身处可获得的完全控制操作的子集或超集。

[0068] 本公开的系统和方法提供了以下益处中的至少一个或多个：通过使用多个数据点更准确地确定和控制烹饪空间106内的温度，这增强了单元100在烟熏模式中的大范围温度操作的性能；通过将烹饪室106内的气体温度与烹饪炉栅502的温度区分开来提供更方便、更直观和更精确的烟熏和烧烤体验；通过区分烹饪室106内的气体温度与炉膛504内的燃烧产物的温度来防止温度过调和欠调以及延迟点火和颗粒溢出；以及允许通过具有与专用温度探测器500配对的多个可调节烟囱102/104来微调烹饪室106内部的温度和/或产生期望的温度区域和/或烟雾模式。

[0069] 本公开的烹饪装置(例如，100、1200)可用于多种烹饪模式。在第一种操作模式下，燃料在第一较高温度下燃烧至少一段时间以减少烟雾。这种模式可被视为烘烤模式。在第二种操作模式下，燃料在第二较低温度下燃烧至少一段时间以增加烟雾产生。这种模式可被视为烟熏模式。也可以进行各种烧烤模式和混合操作模式。

[0070] 根据本公开的各种实施例，系统可以具有可以直接影响控制方面的多个部件。这些包括但不限于可调节烟囱102、104、定位在烹饪空间107内的烹饪炉栅502上方和下方的一系列温度探测器500。控制系统可以提供多个数据点并使用多个数据点根据期望的设定点来管理系统的操作。另外，如本文所示，可以利用控制提供给炉膛内的颗粒燃料的供应空气的可调节空气供应系统。

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[0072] 应当理解，术语“包括”、“包含”、“组成”及其语法变体并不排除添加一个或多个部件、特征、步骤、或其整数或组，并且这些术语应被解释为具体指定部件、特征、步骤或整数。

[0073] 如果说明书或权利要求提及“附加”元素，则不排除存在多于一个的附加元素。

[0074] 应当理解，在权利要求或说明书提及“一”或“一个”元件的情况下，这种提及不应被解释为仅存在一个该元件。

[0075] 应当理解，在说明书声明部件、特征、结构或特性“可以”、“可能”、“可”或“能”被包括的情况下，不要求该特定部件、特征、结构或特性必须被包括。

[0076] 在适用的情况下，尽管可以使用状态图、流程图或两者来描述实施例，但本发明不限于这些图或相应的描述。例如，流程不需要移动通过每个图示的框或状态，或者以与图示和描述完全相同的顺序移动。

[0077] 本发明的方法可以通过手动、自动或其组合执行或完成选定的步骤或任务来实现。

[0078] 术语“方法”可以指用于完成给定任务的方式、手段、技术和程序，包括但不限于对于本发明所属领域的从业者来说已知的，或者由本发明所属领域的从业者容易从已知的方式、手段、技术和程序开发的那些方式、手段、技术和程序。

[0079] 术语“至少”后跟数字在本文中用于表示以该数字开始的范围的开始(其可以是具有上限或没有上限的范围，取决于所定义的变量)。例如，“至少1”表示1或多于1。术语“至多”后跟数字在本文中用于表示以该数字结尾的范围的末端(其可以是具有1或0作为它的下限的范围，或没有下限的范围，取决于所定义的变量)。例如，“至多4”表示4或小于4，“至多40％”表示40％或小于40％。

[0080] 在本文件中，当范围以“(第一个数)到(第二个数)”或“(第一个数)‑(第二个数)”给出时，这意味着其下限为第一个数且其上限为第二个数的范围。例如，25到100应被解释为下限为25且上限为100的范围。此外，应注意，在给出范围的情况下，该范围内的每个可能的子范围或区间也是明确预期的，除非上下文有相反的指示。例如，如果说明书指示25至100的范围，则该范围也旨在包括子范围，例如26‑100、27‑100等、25‑99、25‑98等，以及在所述范围内具有下限值和上限值的任何其它可能组合，例如33‑47、60‑97、41‑45、28‑96等。请注意，本段中使用的整数范围值仅用于说明目的，小数和分数值(例如46.7–91.3)也应理解为旨在作为可能的子范围端点，除非明确排除。

[0081] 应当注意，在本文提及包括两个或更多个定义的步骤的方法时，定义的步骤可以以任何顺序或同时进行(除非上下文排除了这种可能性)，并且该方法还可以包括一个或多个在任何定义的步骤之前、在两个定义的步骤之间或在所有定义的步骤之后执行的其它步骤(除非上下文排除这种可能性)。

[0082] 此外，应当注意，近似的术语(例如，“大约”、“基本上”、“近似地”等)将根据它们在相关领域中使用的普通和惯用含义来解释，除非本文另有说明。如果本公开中没有具体定义，并且相关领域中没有普通和习惯用法，则此类术语应解释为基准值的正负10％。

[0083] 除非另有说明，术语“选择性的”或“选择性地”被认为是指操作或功能能够由参考的结构或装置执行，但是操作或功能可能不会连续地或不中断地发生。此外，选择性的或选择性地执行的操作可以是装置或方法的用户或操作者可以选择是否执行或何时执行的操作，但是该功能或操作仍然在相关装置、机器或方法上或内完全运行，并且它包括执行这种操作所需的结构或部件。

[0084] 因此，本发明非常适合于实现如上所述的以及其中固有的目的和优点。虽然本发明的装置已在本文中参考与所附附图有关的某些优选实施例进行了描述和说明，但在不脱离本发明构思的精神(其范围由所附权利要求确定)的情况下，本领域的普通技术人员可以在本文中做出除本文所示或建议之外的各种变化和进一步修改。