三洋、东芝压力IH控制规则、结构分析总结报告时间…2004年11月---2004年月人员…研发中心----竞品及基础研究项目组背景…随着人们生活水平的不断提高，对电饭煲烹饪过程中的节能、节时、口感、高营养提出了更高要求，而微压力电脑电饭煲的发展解决了这方面的难题，并已渐渐进入中国消费者家庭。
目前国内生产压力电饭煲厂家仅有苏泊尔，其结构与传统压力锅相同，产品存在着大、笨、重等问题，功能设置与普通电饭煲相似，有煮饭、快煮、炖煮、煮粥、蒸蛋糕、保温等功能，部分型号产品还有电话远程控制功能。
前期，竞品及基础研究组对微压力电脑电饭煲结构、控制规则进行了研究分析，已掌握其结构特点及控制方法，与其他产品相比，压力电饭煲因其安全性的重要意义有其特殊性，因此对压力电饭煲的防堵安全性、结构强度设计要求、压力投入、维持、卸压等方面要求较高，竞品及基础研究项目组对同种结构的东芝RC-BC10KX（电磁线圈加热04年）、三洋ECJ-FK10（电磁线圈加热04年）、三洋ECJ10（电磁线圈加热03年）、象印NP-AA10（电磁线圈加热03年）四款压力电饭煲产品开展了结构特点及控制软件的研究工作结论经过近半个月的结构分析及实际煮饭、快煮、煮粥等功能测试，对03年、04年东芝、三洋、象印三款IH压力电饭煲功能进行控制软件分析与推测，再经过推测的验证测试，已基本掌握此三款压力电饭煲结构特点及煮饭、快煮、煮粥两种功能的控制方法，此次的研究工作，不仅对本公司微压力电饭煲产品开发提供了较充足的结构技术支持，还为电脑控制型压力电饭煲产品提供了可借鉴的软件控制宝贵经验。
广东美的生活电器制造有限公司研发中心竞品及基础研究组此份报告分四部分：第一部分：压力IH电饭煲初步认识第二部分：压力IH电饭煲结构分析第三部分：压力IH电饭煲加热方式研究一、压力IH电饭煲初步认识经过近半个月的压力电饭煲产品研究，对此类产品有了初步的认识，希望对相关人员的工作有所帮助。
☆压力电饭煲市场情况目前，国内生产压力电饭煲的厂家仅有苏泊尔，其结构与传统压力锅相同，功能设置与电饭煲相似，有煮饭、快煮、炖煮、煮粥、蒸蛋糕、保温等功能，部分型号产品还有电话远程控制功能（如下图）；通过日本压力电饭煲专利查询了解到，三洋、象印两品牌依靠技术壁垒，基本垄断日本的压力电饭煲市场，其结构与电饭煲结构相似，功能设置与电饭煲相同，具有独特的压力控制、安全自锁等装置（以下压力电饭煲说明以日本产品为例）。
☆压力电饭煲的压力传统压力锅的压力基本可达到1.5～2.0个大气压，其压力产生的内锅等部件的位移量，常常通过行程开关部件来控制压力产生回路，而压力电饭煲则不同，它通过增加各部件的强度，及连接结构，将产生的压力完全吸收，此种结构是不能实现高压力的，一般在1.3个大气压以下。
☆压力电饭煲的功能国内销售的压力锅具有煲骨头、炖牛筋等功能，时间短、效果好，但蒸汽口容易堵塞，这是压力锅产品的第一大难题，由于此原因，多重（一般有6～7斤重）防堵塞结构成为各压力锅品牌的一大卖点，为防止压力电饭煲在煲汤或炖煮功能下堵塞导致危险，以及压力电饭煲的实际上盖结构空间（有上盖加热、上盖传感等部件，不宜设置过多的防堵塞装置），建议不设置煲汤或炖煮功能，在煮粥功能模式下，也不适合施加压力。
☆压力电饭煲的结构在普通电饭煲的基础上赋予压力功能，必须考虑各部件强度增强，并增加压力产生与控制、密封腔体卸压、压力自锁、超压保护等装置：1、各部件强度增强在压力产生时，内锅和内盖等部件须承受30～50Kg的作用力，内锅与内盖强度必须增强，并附加上盖扣合部件，以实现扣合部分也能够承受此作用力。
2、压力产生、控制装置压力即是气压压力，在煮饭过程中，米水必须沸腾，产生蒸汽，并在密封腔体内，压力才会产生，由控制装置将此压力控制在正常工作范围内，一般控制通过压力传感器、形状记忆合金结构、弹簧压力组结构、压力球结构或压力阀结构来实现（如下图）。
调压球结构弹簧压力组结构3、密封腔体卸压装置在产品工作结束后，必须将内部高压气体放出，以达到普通气压进行食用，卸压可通过降温方式实现，但时间较长，不适合于电饭煲产品，一般通过手动或电子机械部件强制打开蒸汽口进行卸压。
4、压力自锁与部件到位为保证产品使用过程的安全性，须增加压力装置装配到位及上盖结构自锁等部件；压力装置一般设置在高强度的防溢盖板上，如果盖板未装配到位，压力不能正常产生，甚至损坏其它结构部件；压力自锁装置是为防止在内部高压下打开上盖，根据产生的原动力分为两大类：一类是通过内部压力自身实现的，有气压阀、开启按钮位移失效、移动阻止垫块等，另一类是由电子机械等外部部件作用力产生，有上盖开启阻止垫块等。
5、超压保护装置在压力控制装置损坏失效时，内部压力持续上升，为防止“爆锅”的发生，须设置超压保护，即在密封腔体结构中，设置一弱点部分，在超压时，内部气压从此部分排除，有弹簧压力组、橡胶塞等结构形式（如下图）。
☆ 工作过程中的压力变化下面以煮饭过程进行说明压力变化的过程注：如果在煮饭结束时不进行强制卸压，密封腔体内的气体由于温度的降低，时间较长时，会造成负压（内部压力低于1.0大气压）。
☆不同压力对应米饭效果较硬的米种（如玄米、粗米）也松软☆煮饭速度的影响在压力条件下，米的β淀粉转化为α淀粉的速度加快，煮饭的沸腾与焖饭时间相应缩短（约5～8分钟），其它阶段时间相同，如需明显提高煮饭速度，还需缩短预加热、吸水、大功率加热阶段时间，可通过提高加热功率实现，电磁感应加热方式效果最佳。
☆工作过程中的控制调整工作过程中的压力变化表明，压力电饭煲在沸腾、焖饭等阶段与普通电饭煲不同，在高压条件下，米饭有水与无水控制方式不同，须增加米饭焦化阶段，据三洋专利说明，煮饭的限温温度是T沸腾温度＋7.5℃，具体调整还需测试验证。
以上是对压力电饭煲产品的初步认识，如有不明之处或建议，请反馈给我们；具体结构分析及电控方案调整等研究正在进行，我们会及时将研究进程与结论提交给各相关人员。
二、压力IH电饭煲结构分析在普通电饭煲产品上增加压力功能，必须考虑产品的强度、压力的控制及安全性等问题，下面我们从部件强度增强、压力控制、蒸汽通道、开盖自锁与部件检知、超压保护以及加热方式对产品的影响等六部分分别认识压力电饭煲的结构。
一、部件强度增强压力电饭煲首先应具有一个高强度的密封腔体，实现此腔体的方式有两种：方式一：密封腔体由内锅与加强上盖组成，此种方式一般采用搭扣结构连接，打开形式与电饭煲相同，实现的压强在1.3大气压以下。
方式二：密封腔体直接由高强度的内盖与内锅组成，此种方式一般采用旋合结构连接，实现的压强可达到1.3大气压以上。
由于方式二的结构与国内销售的压力锅产品结构相似，部件的强度由自身的材质及厚度实现，在此不再进行说明，下面对方式一的结构从上盖部分、上盖与外壳连接部分（铰链轴部分）、上盖开合部分（开盖按钮部分）等三部分进行说明：上盖部分结构：电饭煲产品的上盖组件由塑料面盖、塑料内盖、保温座板、金属盖板等部件组成，此结构强度不能承受1.1～1.2个大气压的压力作用（30产品的作用力为30～50Kg），为满足强度的需求，在塑料内盖与塑料面盖之间，增加高强度的金属桥架部件，对上盖组件部件进行加强处理，如示意图：保温座板内盖金属桥架（右图）上盖与外壳连接部分（铰链轴部分）：上盖组件与外壳连接的主要部件是金属铰链架，它通过铰链销轴与金属桥架相连，并用螺钉与内锅垫块固定，形成压力的传递链。
另外，由于上盖组件增加了金属桥架、压力控制等部件，内盖的厚度也做了加强处理，整个的上盖组件重量大大增加，提高了上盖的开合的控制难度：为提高铰链弹簧的耐久性能，圈数建议在9圈以上，弹簧的动作力矩也应增大；为配合铰链弹簧的动作，开盖阻尼采用弹片形式，保证上盖开合稳定；并在铰链销轴部分增加防脱弹片，防止上盖动作时松脱。
上盖开合部分（开盖按钮部分）：上盖扣板使用金属材质，与上盖金属桥架销轴连接，外壳部分增加不锈钢加强板，嵌入内锅折边正下方的塑料垫块内（采用尼龙等材质），形成金属桥架、开盖扣板、加强板、塑料垫块、内锅的压力传递链，满足内部微压力产品的强度需求。
金属桥架金属扣板开盖按钮塑料外壳一、压力控制1、压力的维持电饭煲内部压力是由内部水蒸汽产生的，即在蒸汽产生之前，不论高强度腔体是否密封，内部的压强是1.0大气压，在蒸汽产生之后，内部气压升高，压力的维持有机械结构、电子控制两种方式：机械结构维持压力：在密封腔体上设置一定面积的通气孔，依靠球体重量、弹簧弹力等外界作用力，控制内部压强，当密封腔体内部气压在通孔上产生的压力大于外界作用力时，内部进行卸压，反之外界作用力将腔体密封，内部压力升高，此种控压方式准确，但是通孔容易被堵塞，易发生危险。
调压球方式弹簧组方式电子控制维持压力：借助水的沸点随气压变化而变化的物理特性，控制内部水汽的温度来间接控制内部压力，此种控压方式有一定的偏差，可靠性相对较差，但可实现无蒸汽冒出——无沸腾烹饪，对液体加热模式较理想。
2、卸压微压力电饭煲的目的将米饭的沸腾阶段控制在压力条件下进行，以缩短煮饭时间、改善米饭效果，在煮饭结束后，应将内部气压泄出，恢复到1大气压状态下进行食用，卸压有强制卸压、自然卸压两种方式：强制卸压是依靠外力，将密封腔体打开，内部气体外泄，由于内部空间与外界大气相通，气压最终降低到1大气压；手动强制卸压：强制卸压按钮连动部件卸压阀防溢盖板强制卸压装置：电磁线圈顶杆调压球另一种是自然卸压，是密封腔体自然散热，内部气体冷却，内部气压慢慢降低，由于与外界不相通，内部气压可降到1大气压或低于1大气压（此时为负压）。
二、蒸汽通道在内部产生的压力大于正常工作压力时，大量的高温的气体快速泄出，为防止蒸汽伤害到人或其它物品，以及米汤的溢出等问题，必须对蒸汽的通路进行调整，原则是：蒸汽出口与压力控制部件的距离尽量大，气流的通路应有较多的折弯阻止气流过快的泄出。
（卸压采用电磁线圈强制卸压方式的产品在掉电时蒸汽的外泄更加剧烈，蒸汽通道的设计应更加注意）实例1：下图的蒸汽通路过于顺畅，在进行煮水时，有少量的水珠喷出，在进行小米量煮饭时，有溢出现象。
蒸汽阀压力控制装置防溢盖板米汤回流阀（负压阀）实例2：下图产品采用的是电磁线圈强制卸压方式，蒸汽通过调压球后，须折回防溢盖板表面，再通过蒸汽阀排出，在煮水测试中，即使突然掉电时，外泄的气体速度也大大降低，不会造成危险。
面盖电磁线圈调压球蒸汽阀（内盖上）三、开盖自锁与部件检知在产品工作时，由于内部存在高气压，各部件承受几十公斤的作用力，此时打开，会出现米水喷溅、部件弹飞等危险，为防止用户打开，必须设置开盖自锁装置，保证产品使用的安全性。
方式一：利用内部压力自身产生的部件位移，形成自锁，此种方式安全性高，内部有一定压力，自锁即可生效，欠缺的是，进行大米量工作时，内部气压产品较晚，压力煮饭的时间较短，另外，存在产品已进入保温状态，但自锁仍未解除的可能：开盖按钮金属扣板销轴（扣板方圆孔）盖板密封圈内锅原理：在内部压力升高时，上盖组件受力向上移动，由于扣板的销轴位置的通孔为方圆形，在上盖向上移动的同时，扣板以与内锅搭扣部分为中心，向前转动，导致按钮失效，实现开盖锁定（如右图）方式二：利用机电部件，由控制电路控制活动部件的移动，实现开盖自锁，此种方式操作方便，无论内部是否有压力，只要控制软件设定，即可进行自锁保护，在产品工作结束后，确保上盖能够正常打开。
