Kocheinrichtung mit einem verschliessbaren Garraum

Abstract

 Die Kocheinrichtung besitzt eine Steuereinrichtung mit Feuchtigkeitssensor, die den jeweils aktuellen Feuchtegrad im abgeführten Wrasen des Gargutes ermittelt und zur Steuerung der Heizeinrichtung verwendet.
Gemäß der Erfindung ist im Abführkanal (8) für den Wrasen ein Kondensatfänger (12) aus wärmeleitendem Material angeordnet, dem durch Kondensation des Wrasens Wärmeenergie zugeführt wird. Durch eine Regeleinrichtung wird diese Wärmeenergie nach außen abegeführt, wobei die Energiegröße, die zur Abführung dieser Wärmeenergie erforderlich ist, als Steuergröße für die Steuereinrichtung verwendet wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kocheinrichtung mit einem verschließbaren Garraum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Bei einer bekannten Kocheinrichtung (DE-PS 26 22 308) ist für die Regelung der Heizdauer ein Feuchtigkeitssensor vorgesehen, der im Strömungsweg der aus dem Garraum abströmenden Luft zur Erfassung einer Änderung der Feuchtigkeit im Garraum angeordnet ist und der mit einer Heiz-Steuereinrichtung unmittelbar in Wirkverbindung steht. Hierbei werden als Steuergröße für eine Heiz-Steuereinrichtung unmittelbar die ermittelten Feuchtigkeitswerte verwendet. Als Feuchtigkeitssensoren werden dotierte Halbleiter-Keramikkörper (DE-PS 30 34 070) oder monokristalline Strukturen verwendet, die zum Teil eine geringe Querempfindlichkeit haben und auch andere als die zu ermittelnde gasförmige Komponenten im Wrasen detektieren und somit unsichere Meßdaten liefern. Die Lebensdauer und Robustheit solcher Sensoren wird durch die chemische und physikalische Umgebung beeinflußt und z.B. durch Verschmutzung durch fetthaltigen Wrasen verringert. Darüber hinaus begrenzt eine physikalisch gegebene Temperaturempfindlichkeit oftmals die Einsatzmöglichkeit in Kocheinrichtungen.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kocheinrichtung der eingangs erwähnten Art die Heizsteuerung mittels des abgeführten Wrasens zu vervollkommenen und weitestgehend unabhängig zu machen von Umgebungseinflüssen und von bei bekannten Feuchtigkeitssensoren vorhandenen Unzulänglichkeiten.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 aufgeführten Maßnahmen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen.

[0005] Durch die Erfindung wird eine kontinuierliche und exakte Erfassung des den jeweiligen Garzustand kennzeichnenden Wasserdampfes im austretenden Wrasen ermöglicht, indem die jeweilige kalorische Zustandsgröße "Enthalpie" zur Steuerung und Regelung des Garprozesses ausgenützt wird. Hierdurch wird, abhängig vom Dampfausstoß, durch Variation der zugeführten Wärmeenergie auf das Gargut die Kocheinrichtung optimiert und feinfühlig gesteuert. Gegenüber herkömmlichen Steuermethoden mittels bekannter Feuchtigkeitssensoren ergeben sich insb. die Vorteile, daß die erfindungsgemäße Einrichtung in ihrer Funktionsweise weitestgehend unempfindlich ist gegenüber Verschmutzung des Kondensatfängers, z.B. durch Fettkondensat, gegenüber sporadisch auftretenden Temperaturspitzen, z.B. nach Übergießen des Garguts mit Wasser und gegenüber chemisch aggressiven Medien, wobei eine schnelle und trägheitsarme Erfassung des jeweils aktuellen Dampfgehaltes sichergestellt ist.

[0006] Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachstehend erläutert.

[0007] Es zeigt

Fig. 1

die schematische Darstellung der Kocheinrichtung in Seiten-Schnittansicht,

Fig. 2

eine vergrößerte Darstellung des Wrasen-Abführkanals und Kondensatfängers mit blockschaltbildmäßig angedeuteter Regel-, Steuer- und Heizeinrichtung,

Fig. 3

ein Kurvendiagramm zur Verdeutlichung der Wirkungsweise der Kocheinrichtung.

[0008] Gemäß Fig. 1 ist im Inneren eines Ofengehäuses 1 der Kocheinrichtung eine Ofenmuffel 2 angeordnet, die durch eine Ofentür 3 frontseitig verschließbar ist. Im Inneren der Ofenmuffel 2, d. h. im Garraum 4, ist in Nähe der oberen Muffelbegrenzung eine nur symbolisch dargestellte Heizeinrichtung 5, z.B. in Form eines Strahlungsheizkörpers angeordnet. Darunter befindet sich ein Gargutträger 6 mit daraufliegendem Gargut 7. Oberhalb der Ofenmuffel 2 verläuft zur Frontseite hin ein Abführkanal 8 für während dem Garprozeß am erhitzten Gargut 7 sich ausbildenden mehr oder weniger fetthaltigen und feuchten Wrasen, welcher Abführkanal in den Garraum 4 einmündet, wobei die Wrasenströmung durch Pfeile verdeutlicht ist. Dieser Wrasen strömt an der Ofenfrontseite ins Freie aus. Oberhalb des Abführkanals 8 befindet sich ein zwischen dem Abführkanal 8 und der oberen Begrenzung des Ofengehäuses 1 gebildeter Strömungskanal 9, an dessen Rückseite ein Kühlluftgebläse 10 angeordnet ist. Auch hier ist die Strömungsrichtung durch einen Pfeil verdeutlicht, wobei der Strömungskanal 9 frontseitig zumindest zum Teil offen ist bzw. dort eine gitterartige Strömungsblende aufweist. Allgemein mit 11 ist ein Wärmetauscher bezeichnet, der einen in den Abführkanal 8 hineinragenden Kondensatfänger 12 besitzt und der nachstehend anhand von Fig. 2 noch näher erläutert ist.

[0009] Wie Fig. 2 zeigt, ist der Wärmetauscher 11 als Wärmepumpe in Form eines Peltier-Elementes ausgebildet, dessen durch den Kondensatfänger 12 dargestellte Kaltseite sich im Bereich des Abführkanals 8 befindet und dessen Warmseite im Strömungskanal 9 angeordnet ist. Der Kondensatfänger 12 kann in Form eines massearmen Metallplättchens oder einer massearmen Metallfahne ausgebildet sein. Wie in Fig. 2 angedeutet, weist der Kondensatfänger 12 eine, die Luftströmung innerhalb des Abführkanals 8 nur wenig behindernde, vorzugsweise gitterartige oder lochmusterartige Oberflächenstruktur auf. Die Warmseite besteht aus einem lamellenartigen Kühlkörper 14, der, ebenso wie der Kondensatfänger 12, in unmittelbarer Verbindung steht mit dem Peltierelement 15. Am Kondensatfänger 12 außerhalb des Abführkanals 8 in guter wärmeleitender Verbindung angeordnet ist ein erster Temperaturfühler 16, der in Wirkverbindung steht mit einer Regeleinrichtung 13. Ein zweiter Temperaturfühler 17 ist frei im Abführkanal 8 angeordnet und steht ebenfalls in Wirkverbindung mit der Regeleinrichtung 13. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der erste Temperaturfühler selbst als Kondensatfänger ausgebildet ist, vorzugsweise in Form eines auf einem Keramikplättchen angeordneten Platin-Fühlerelementes.

[0010] Die Funktionsweise der Regeleinrichtung und des damit in Wirkverbindung stehenden Wärmetauschers 11 sei im folgenden erläutert:
Bei Betrieb der Kocheinrichtung, d.h. nach Einschaltung der Heizeinrichtung 5 (Fig. 1), erhöht sich die Temperatur im Garraum 4 z.B. entsprechend der Temperaturverlaufskurve ta in Fig. 3 über die Zeit T. Die Temperatur ta steigt von einer Ruhetemperatur ta 1, z.B. 20°C, entsprechend der gewählten Heizleistung auf eine Anheiztemperatur ta 2 und verläuft von da ab wellenförmig entsprechend dem Regelspiel der Heizeinrichtung 5. Die Kurve tb verdeutlicht den Verlauf der Temperatur, die durch den Temperaturfühler 16 am Kondensatfänger 12 gemessen wird. Diese Temperatur tb soll bestimmungsgemäß durch die Regeleinrichtung 13 mit Hilfe des Wärmetauschers 11 bzw. der Wärmepumpe konstant gehalten werden, und zwar unabhängig von der Temperatur der nicht-kondensierten erhitzten Abluft, die vom Garraum 4 ausgehend den Abführkanal 8 durchströmt (Pfeil). Hierbei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß die bei Garbetrieb der Kocheinrichtung erhitzte Abluft ohne wesentlichen Feuchtegehalt ("trockener Wrasen") ebenfalls zu einer Temperaturerhöhung am Kondensatfänger 12 führt. Da durch die beschriebene Einrichtung aber der Dampfgehalt, d.h. die Feuchtigkeit der Abluft ermittelt und indirekt zur Steuerung der Heizeinrichtung 5 verwendet werden soll ist vorgesehen, die zur Konstanthaltung der Temperatur am Kondensatfänger 12, und somit zur kontinuierlichen Kondensation an demselben notwendige Energie zu ermitteln, als Reaktion auf die zusätzlich am Kondensatfänger 12 wirksam werdende Wärmeenergie aufgrund dieser Kondensation des Wasserdampfes. Dies kann dadurch erfolgen, daß man kontinuierlich oder sukzessive die am Temperaturfühler 17 gemessene Temperatur, die im wesentlichen dem Temperaturverlauf ta entspricht, vergleicht mit der bei stattfindender Kondensation am Kondensatfänger 12 gemessenen, um einen entsprechend des feuchten Dampfvolumenstromes und der Kondensationsleistung bestimmten Betrag über der Temperatur am Temperaturfühler 17 liegenden Temperatur (Temperaturfühler 16), und die festgestellte Temperaturdifferenz zur Regelung bzw. Steuerung der Kühlleistung verwendet. In der praktischen Anwendung wird man für die unterschiedlichen Garbetriebsarten und Gargutarten Temperatur/Zeit-Kennlinien bzw. Kennlinienfelder ermitteln, die den Temperaturverlauf der Abluft bzw. des Wrasens ohne den Anteil der durch Kondensation hinzukommenden Wärmeenergie kennzeichnen, und man wird diese z.B. in einem elektronischen Speicher abgelegten Daten zyklisch vergleichen mit der zur Konstanthaltung der Temperatur am Kondensatfänger 12 benötigten Kühlleistung des Wärmetauschers 11, woraus ein dem Dampfgehalt des Wrasens proportionales Signal ableitbar ist, das zur Steuerung der Heizeinrichtung 5 mittels der Steuereinrichtung 18 (Fig. 2) verwendet wird. Wie aus dem Kurvendiagramm gemäß Fig. 3 ersichtlich, wäre zur Konstanthaltung der Temperatur am Kondensatfänger 12 bei Temperaturverlauf ohne Kondensationsanteil (Kennlinie) jeweils die in der Kurve P aufgezeigte Leistung, z.B. die elektrische Leistung zum Betrieb des Wärmetauschers 11 bzw. der Wärmepumpe notwendig, welche Kurve P entsprechend Kurve ta wellenförmig verläuft. Bei Auftreten eines mehr oder weniger großen Dampfanteiles im Wrasen, z.B. verdeutlicht durch einen vom Gargut ausgehenden Dampfstoß A, wird zusätzliche Kühlleistung P1 infolge der zusätzlich abgegebenen Kondensationswärme benötigt, die ein Maß für den Dampf- oder Feuchtigkeitsgehalt des Wrasens darstellt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weist die Regeleinrichtung 13 als mit dem Kondensatfänger 12 in Verbindung stehender Wärmetauscher 11 ein Peltier-Element 15 auf, wobei auf der Kaltseite der Kondensatfänger 12 und auf der Warmseite der schon erwähnte Kühlkörper 14 angeordnet ist, der durch den vom Kühlluftgebläse 10 ausgehenden Kühlluftstrom gekühlt bzw. von dem die Wärme abgeführt wird. Das Peltierelement steht in Wirkverbindung mit der Regeleinrichtung 13, durch die zur Konstanthaltung der Temperatur am Kondensatfänger 12 und zur Aufrechterhaltung eines Temperaturgefälles zwischen Warm- und Kaltseite die elektrische Energie geregelt wird.

Ansprüche

1. Kocheinrichtung mit einem verschließbaren Garraum mit einer Heizeinrichtung und mit einem Abführkanal für die beim Garprozeß vom Garraum her kommende erhitzte Luft einschließlich des vom Lebensmittel ausgehenden feuchten Wrasens, sowie mit einer Steuereinrichtung mit einem Feuchtigkeitssensor, die den jeweils aktuellen Feuchtegrad im abgeführten Wrasen ermittelt und zur Steuerung der Heizeinrichtung verwendet, dadurch gekennzeichnet, daß im Abführkanal ein Kondensatfänger (12) aus wärmeleitendem Material angeordnet ist, der mit einer Regeleinrichtung (13) zur Reduzierung der durch Kondensation bewirkten Temperaturerhöhung am Kondensatfänger (12) auf eine, eine Kondensation ermöglichende Temperatur in Verbindung steht und daß die Energiegröße, die zur Abführung der durch Kondensation bewirkten zusätzlichen Wärmeenergie erforderlich ist, als Steuergröße für die Steuereinrichtung (18) verwendet wird.

2. Kocheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (13) derart ausgebildet ist, daß die Temperatur am Kondensatfänger (12) unabhängig von der Temperatur der nicht-kondensierten erhitzten Abluft konstant gehalten wird.

3. Kocheinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur am Kondensatfänger (12) in bezug auf eine Temperatur/Zeit-Kennlinie der den Abführkanal (8) durchströmenden, durch die Heizeinrichtung (5) erhitzten Abluft konstant gehalten wird.

4. Kocheinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (13) einen ersten, am Kondensatfänger (12) angeordneten Temperaturfühler (16) zur Erfassung dessen jeweils aktueller Temperatur und einen zweiten, im Abführkanal (8) frei angeordneten Temperaturfühler (17) zur Erfassung der Temperatur der Abluft bzw. des Wrasens aufweist und daß die Differenz der jeweils ermittelten Temperaturen als Steuergroße für die zur Reduzierung der Temperatur am Kondensatfänger 12) aufzuwendenden Energie verwendet wird.

5. Kocheinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatfänger (12) in Form eines massearmen Metallplättchens oder -Fahne ausgebildet ist.

6. Kocheinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatfänger (12) eine, die Luftströmung nur wenig behindernde, vorzugsweise gitterartige oder lochmusterartige Oberflächenstruktur aufweist.

7. Kocheinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Temperaturfühler als Kodensatfänger ausgebildet ist, vorzugsweise in Form eines auf einem Keramikplättchen angeordneten Platin-Fühlerelementes.

8. Kocheinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (18) eine Vergleichseinrichtung aufweist, durch die die jeweils aktuelle, zur Konstanthaltung der Temperatur am Kondensatfänger (12) aufzuwendende Energie mit der vorzugsweise in einem elektronischen Speicher abgelegten Temperatur/Zeit-Kennlinie verglichen und das Vergleichsergebnis als Steuersignal für die Steuereinrichtung (18) verwendet wird.

9. Kocheinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (13) als mit dem Kondensatfänger (12) in Verbindung stehender Wärmetauscher (11) eine Wärmepumpe, vorzugsweise ein Peltier-Element (15) aufweist, deren Warmseite zwangsgekühlt ist.

10. Kocheinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Wärmeabführung der Wärmepumpe eine erzwungene Kühlluftströmung dient.

11. Kocheinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Warmseite der Wärmepumpe in einem, außerhalb des Garraumes angeordneten Strömungskanal (9) eines Kühlluftgebläses (10) der Kocheinrichtung liegt.

Zeichnung