[发明专利]伯努利原理控制的无动力加水装置的设计方法

说明书

技术领域

本发明是关于厨房用具领域，特别是涉及一种煮汤圆的炊具。

背景技术

汤圆是中国传统的食品。煮汤圆的过程如下：将汤圆生坯放入锅内沸腾的水中，用勺子搅动一下水中的汤圆，以防汤圆粘住锅底。将水煮至沸腾（通常这时候汤圆在水中浮起），往沸水中加入一些常温水（通俗称冷水），继续煮汤圆。此后，逢水沸腾即加常温水，这样，共加三次常温水，当第三次常温水加入后，待锅内的水沸腾后，汤圆才能熟透，才可以出锅食用。通常这个煮汤圆规定的时长约为10至15分钟。往沸水中加常温水的原因在于，汤圆的外层先煮熟了，但汤圆中心却未熟。如果不加常温水，则汤圆的外层因为过熟，结构变得松弛，导致汤圆的外层不能包裹住未熟的汤圆芯，以至于汤圆的外层裂开，汤圆芯暴露在沸水中。如果是芝麻馅芯的汤圆，则整锅汤圆的水将漂浮着黑乎乎的芝麻馅了。

煮汤圆的需时约为10至15分钟，煮汤圆的人往往在汤圆在锅子里煮的时候，觉得等在锅子旁边浪费了时间，总是再去做一些别的小事情，这样，常常忘了按时往沸腾的水中加常温水，导致汤圆的外层的过熟而破裂，汤圆中的馅芯，特别是芝麻馅芯发散开来，结果弄得整锅汤圆一塌糊涂，同时也浪费了食材。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要人值守的，能够自动分时往锅内沸腾的水中加常温水的装置及其设计方法。

本发明的具体技术方案：包括设有水密封沟的锅和自动加水机构，所述自动加水机构包括锅盖、盛水器、多根立柱、活塞组件、蓄水盆、通气管、抽吸管、喷气管；锅盖通过多根立柱与盛水器连接，该锅盖的下端插入所述锅内的水密封沟中，水密封沟能加入用于密封的水；盛水器内设有常温水，盛水器与锅盖之间设置活塞组件和蓄水盆；所述活塞组件包括活塞、活塞缸和弹簧，活塞缸的一端连接通气管一端，通气管的另一端位于盛水器内；活塞缸的另一端连接抽吸管，该抽吸管与喷气管垂直连通；所述活塞缸通过一上落水道与盛水器连通，所述活塞缸通过一下落水道与蓄水盆连通；蓄水盆的下端连接一螺旋节流管，该螺旋节流管穿过锅盖进入到锅内；蓄水盆上部设置气道，蓄水盆通过气道与外界连通；

当聚集在锅内的蒸气快速通过喷气管喷出时，抽吸管内形成负压，外界大气压通过通气管作用于活塞，活塞克服弹簧弹力，向抽吸管移动；这时，上落水道、通气管、下落水道之间通过活塞缸连通；盛水器中的常温水经过上落水道、活塞缸、下落水道、蓄水盆、螺旋节流管流入锅中；

使用方法：持续加热，当锅内的水沸腾时，将待煮的汤圆放入锅内的沸水中，锅内的水停止沸腾；用勺子搅动一下锅中的汤圆，使汤圆不粘在锅底上；然后在锅内的水密封沟中加入用于密封的水；并将自动加水机构放在锅上，锅盖的下端插入锅内的水密封沟中，在盛水器内加入常温水；当锅内的水被持续加热至沸腾时，进入自动加常温水阶段：

由于水密封沟中的水堵住了锅与锅盖之间的缝隙，于是由沸腾产生的越来越多的蒸气快速通过喷气管喷出，根据伯努利原理，流速越大压强越小，抽吸管内形成负压，外界大气压通过通气管作用于活塞，活塞克服弹簧弹力，向抽吸管移动；这时，上落水道、通气管、下落水道之间通过活塞缸连通；盛水器中的常温水经过上落水道、活塞缸、下落水道流入蓄水盆，并通过螺旋节流管缓慢进入锅内；锅内的水冷却到一定程度而停止沸腾；蒸气逐渐减少直至消失，抽吸管内的负压消失，弹簧的弹力将活塞朝通气管方向推动，活塞缸内的常温水被挤入通气管、盛水器和蓄水盆内，最后活塞堵住了上落水道、通气管、下落水道之间的连通；蓄水盆和气道中的常温水继续通过螺旋节流管流入锅内，锅内的水温持续下降；直至蓄水盆、气道和螺旋节流管中的常温水全部流入锅中；在进入自动加常温水阶段的过程中，锅内的水一直被持续加热；然后，锅内的水又一次沸腾；

此后，无动力加水装置重复上述进入自动加常温水阶段的运作过程；

当第三次加入常温水后，待锅内的水沸腾，就可从锅内沸腾的水中捞出煮熟的汤圆。

该装置设计方法：

设计目标为煮制换算成容积为A的汤圆的无动力加水装置,

锅中水密封沟以下部分的有效容积为A的10倍以上；

蓄水盆和螺旋节流管的总容积为A；

螺旋节流管的口径和展开长度应确保在15秒时间内须有水量为A的水从蓄水盆通过螺旋节流管流入到锅内；

上落水道和下落水道的口径应大于螺旋节流管的口径，以确保在蓄水盆内的水通过螺旋节流管流入到锅内之前，蓄水盆和螺旋节流管已经充满了常温水。

本发明的有益之处是：