CN112218395B - 具有并联的电ptc热敏电阻的食品制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有电加热装置的食品制备装置1，其包括至少两个用于加热食品制备室中的食品的电PTC热敏电阻5、6、7、8，其中电PTC热敏电阻5、6、7、8并联电连接。并联的PTC热敏电阻5、6、7、8通过一个或多个电桥11至17彼此电连接。本发明使得可以避免食品制备过程中的局部加热。

Description

具有并联的电PTC热敏电阻的食品制备装置

技术领域

本发明涉及一种具有电加热装置的食品制备装置，所述电加热装置包括至少两个用于在食品制备室中加热食品的电PTC热敏电阻，其中所述电PTC热敏电阻并联电连接。

背景技术

食品经常被温热或加热以制备食品。例如，这通过具有至少一个烹饪板形式的加热板的炉子来完成。烹饪板是可以被加热装置加热的板。

烹饪板可以是圆形的。它也可以是只能在某些区域加热的板。可以有一个或多个可以加热的圆形区域。通过加热所述板或板的区域，热量从板传递到放置在板上的烹饪容器。烹饪容器中的任何食品都可以通过这种方式加热。

从DE 10019126A1中已知一种具有混合容器和用于混合容器中的搅拌器的驱动器的厨房机器。在混合容器的底部有一个电阻加热元件，所述电阻加热元件具有在电介质上的导体路径。通过加热混合容器的底部，可加热混合容器中的食品。因此，混合容器还用作烹饪容器。

目的是均匀地加热烹饪容器的底部，以避免在食品制备过程中食品的局部过热。为此目的，烹饪容器的底部可以包括具有良好导热性的材料，例如铜或铝，它们用作散热器层。提供给基底的热量应由导热良好的材料均匀地分配。从DE 20 2004 007 542U1中已知这种烹饪容器的实例。

如果烹饪容器的底部局部过热，则可以关闭加热装置，直到达到热平衡为止。然后相应地延迟烹饪过程。

烹饪容器提供用于制备食品的空间。因此，以下将这种空间称为食品制备室。

烤箱和微波炉是食品制备装置的进一步实例。烤箱或微波炉包括要在其中加热食品的空间。就本发明而言，这种空间是食品制备室。这种食品制备室的目的还在于将热量均匀地供应给制备室中的食品。

发明内容

本发明的目的是能够以很少的技术劳动在食品制备室中快速且可靠地制备食品。

本发明的目的通过权利要求1的主题解决。有利的实施方式由从属权利要求得出。此外，本发明可以另外如上述实施例所述进行设计。

本发明的目的通过一种配备有电加热装置的食品制备装置来实现。所述加热装置包括至少两个用于加热食品制备室中的食品的电导体。所述电导体并联电连接。所述电导体是电PTC热敏电阻，其通过一个或多个电桥彼此电连接。

就本发明而言，PTC热敏电阻具有正温度系数。这意味着PTC热敏电阻的电阻随温度升高而增加。

由于并联，对每个PTC热敏电阻而言，施加到PTC热敏电阻的电压都相同。如果PTC热敏电阻具有不同的电阻，则会产生不同的分流电流。分流电流与相应的电阻成反比。相对较小的电流在高电阻的PTC热敏电阻中流动。相对较高的电流在具有低欧姆电阻的PTC热敏电阻中流动。

除并联外，还有一个或多个电桥。每个电桥是将PTC热敏电阻电连接于至少一个并联的PTC热敏电阻的电导体。结果是流经电PTC热敏电阻的分流电流会发生变化。这也取决于温度。因此，在不必提供单独的控制系统的情况下，可避免局部过热。相反，局部凉的区域不可避免地会升温。因此，可以快速且可靠地获得良好的烹饪效果。

并联电连接的PTC热敏电阻被配置为板形。然后将这些PTC热敏电阻集成到板上。或者，可以将并联电连接的PTC热敏电阻安装在板底侧(底部)。该板可以是食品制备室的基底或壁。或者，该板可以是烹饪板的一部分，在该烹饪板上可以放置用于制备食品的容器。这种设计确保PTC热敏电阻与可放置食品进行制备的区域相邻。烹饪效果可以进一步提高。

在本发明的实施方案中，有利的是，电桥的温度系数小于并联的电PTC热敏电阻的温度系数。电桥的温度系数可以小于或等于零。如果温度系数小于零，则电阻随温度升高而降低。如果温度系数等于零，则电阻不会根据温度而变化。因此，更好地实现了将分流电流有利地分配给电PTC热敏电阻，以避免食品在制备过程中温度不平衡。可以快速且可靠地改善烹饪效果。

有利的是，电桥的电阻小于电PTC热敏电阻位于电桥与相邻电桥之间的部分的电阻。如果温度相同，则适用上述这种情况。因此，更好地实现了将分流电流有利地分配给电PTC热敏电阻，以快速且可靠地获得良好的烹饪效果。

在一个实施方案中，电加热装置包括至少三个或四个并联的电PTC热敏电阻。但是，也可能有四个以上并联的电PTC热敏电阻，例如，至少十个或至少二十个并联的电PTC热敏电阻。然后，每个电PTC热敏电阻也通过电桥与至少一个其他电PTC热敏电阻电连接。优选地，每个电桥连接所有并联的电PTC热敏电阻。

并联的电PTC热敏电阻优选是用于加热食品的电阻加热导体。因此，PTC热敏电阻会产生足够的热量，所述热量可以并应当用于加热食品。但是，每个电PTC热敏电阻的部分也可以例如替代地或附加地包括另一个电加热元件，以便替代地或附加地通过所述另一个电加热元件产生热量。然后，经由PTC热敏电阻向所述另一个电加热元件提供电流。这样的部分由至少一个电桥界定，该电桥将这个电PTC热敏电阻与另一个并联的电PTC热敏电阻连接。

并联的电PTC热敏电阻完全或主要在空间上彼此平行运行。这进一步提高了快速且可靠地获得良好烹饪结果的能力。

并联的电PTC热敏电阻的电阻在相同温度下(例如在室温下)相同。这使得每个电PTC热敏电阻在单位长度上都可以产生相同的热量输出。如果PTC热敏电阻在其他方面相同，即由相同的材料组成并具有相同的横截面，则尤其如此。这进一步提高了快速且可靠地获得良好烹饪结果的能力。

并联的电PTC热敏电阻可以具有相同的长度，以进一步提高快速且可靠地获得良好烹饪效果的能力。

可能有多个电桥，电桥之间的距离相等。这样，可以进一步改善烹饪效果。

并联的电PTC热敏电阻主要可以沿圆形路径运行。如果需要加热食品制备容器的圆形底部，则该设计对于解决本发明的目的是有利的。

并联电PTC热敏电阻可以包含不同长度的回路。另外，并联的电PTC热敏电阻可以例如以不同的形状在空间上彼此平行地运行。这种方式可使得所产生的热量尽可能均匀地分布。这可以进一步改善烹饪结果。

并联的相邻电PTC热敏电阻之间的距离可以相等。在这种情况下，例如，通过使用回路(环)，特别有利的确保每个PTC热敏电阻每单位长度可以产生相同的热量，从而可以适当地分布热量。因此可以进一步改善烹饪效果。在回路区域中，PTC热敏电阻彼此之间可以具有不同的距离。

并联的相邻电PTC热敏电阻(至少主要为圆形)之间的距离可以从内到外减小。这样使得可以产生尽可能均匀分布的热量。因此可以进一步改善烹饪效果。

PTC热敏电阻的横截面可以不同，以便控制流过PTC热敏电阻的分流电流的大小。这可以用来产生均匀分布的热量。因此，如果PTC热敏电阻沿圆形路径运行，则PTC热敏电阻的横截面可从内部到外部增大。因此可以进一步改善烹饪效果。

食品制备设备可以是厨房机器，其包括用于在锅中制备食品的锅。所述厨房机器可以包括用于混合食品的混合工具和/或用于确定食品重量的秤。

然而，食品制备装置也可以是炉子、烤箱或微波炉。

烹饪容器的底部可以包括并联电连接的PTC热敏电阻。厨房机器可以包括烹饪容器。烹饪容器也可以是可在其中混合和/或切碎和/或称量食品配料的容器。

本发明的原理也可以应用于感应加热元件或微波发生器。因此，可以设置多个线圈以直接用微波感应地加热容器或食品。

本发明使得可以通过电流的自动重新分配来避免食品烧焦。本发明选择性地在冷点处产生热量，从而从根本上避免了热点。

例如，本发明可以使加热板上的温度分布均匀。以这种方式，可以通过更均匀地将热量输入食品，即输入食品中，来避免食品烧焦并可减少加热时间。无需额外的电气连接、调节或开关即可实现，并且完全是自调节的。为此，不需要额外的组件，从而降低了安装空间和制造成本。

与具有散热层的现有系统的主要区别在于，根据本发明，重新分配发生在电能转换成热能之前。这可以大大改善动态响应行为。对于具有特别好的导热性的材料，没有其他技术努力。与其他公认的解决方案相比，可以有利地减少钯的使用，因为减少了热导体中的合金成分钯，甚至有利于所提出的系统的电重新分配。如果将并联的电PTC热敏电阻集成在厨房机器的锅中，则锅的人机工程学(工效学)不会受到过多重量的负面影响。

本发明利用载流加热导体的PTC效应，即，电阻随着温度的升高而增加，以便以合适的方式重新分配电流。可以将并联的电PTC热敏电阻分成导体轨道形式的同心环，然后将其用于均匀地加热加热板。

如果加热板上没有热阻塞(例如，由于食品烧焦)，则根据同心导体路径(即电PTC热敏电阻)的电阻来分流电流。为此目的，可以对电PTC热敏电阻进行几何设计(横截面和长度)，以便在加热板的半径范围内设置确定的热流密度(单位面积功率)(例如恒定的热流密度)。当电流流过PTC热敏电阻时，PTC热敏电阻会产生热量。这可能导致加热板的温度升高。

如果加热板上存在一个或多个热阻塞，导致局部温度峰值，则加热板相应区域中的电PTC热敏电阻的相应部分中的电阻会增加。由于PTC效应，这会导致电阻增加，从而自动地将电流转移到较冷的区域。为此目的，同心导体路径，即电PTC热敏电阻，通过导电良好的电桥在圆周上的几个点处相互连接。电流通过的是电阻最小的路径，通过这些电桥，电流被分流并分配到其他无阻碍的导体路径，即电PTC热敏电阻。由于较低的温度，电阻较低。重新分配的电流在靠近热阻塞的较冷区域产生升温。相反，较热的区域可能会冷却。这使得温度均衡。

除了导体(即电PTC热敏电阻)的数量、布置、几何形状和材料以及它们之间的距离外，电桥的相同参数还可以被改变，以在所有操作点上实现均匀的温度分布，从而快速且可靠地实现良好的烹饪效果。

本发明创建了一种主要在冷点处产生热量的自调节系统。仅需要两个电触点即可操作所述自调节系统。可以通过厚膜工艺生产所述自调节系统。主要效果不是必须首先转移热量，而是要调整热量产生的位置。不需要主动控制。调节中不涉及开关元件或执行器。也可在不使用其他材料(例如铜)的情况下，简单地实现。与具有高热容量的系统相比，动态性更高。至少在电PTC热敏电阻方面，可以避免使用诸如钯之类的不利材料来避免PTC效应。特别地，这些PTC热敏电阻优选地不包含钯。

下面将更详细地说明本发明的实施例。

附图说明

图1：第一实施方案的加热板；

图2：第二实施方案的加热板；

图3：第三实施方案的加热板；

图4：第四实施方案的加热板。

具体实施方式

图1示出了食品制备装置的加热板1。食品制备装置可以是炉子或厨房机器。加热板可以是烹饪板或可以在其中制备食品的容器或锅的底部。加热板1包括板2，其可以是圆形的，如图1所示。但是，板2例如也可以是矩形的。例如，板2可以全部或主要由陶瓷、玻璃和/或金属制成。加热板1包括具有两个电连接器3和4的电加热装置，其中之一连接或可连接至直流电源的正极。然后，另一个电连接器4可以连接到直流电源的负极。电连接器3、4通常由金属制成，例如完全或主要由铜、铝或钢制成。电加热装置包括几个PTC热敏电阻5、6、7和8，例如由具有正温度系数的金属制成的电导体。PTC热敏电阻5、6、7、8例如可以全部或主要由铜、铝和/或铁组成。如果电流流过PTC热敏电阻5至8，则PTC热敏电阻5至8被加热。以这种方式产生的热量可以被供应给待制备的食品。

图1显示了四个电PTC热敏电阻5至8。但是，也可以提供四个以上电PTC热敏电阻或四个以下电PTC热敏电阻。

PTC热敏电阻5、6、7、8并联电连接。因此，PTC热敏电阻5、6、7、8的第一端通过第一电连接导体9彼此电连接，并且PTC热敏电阻5、6、7、8的第二端通过第二电连接导体10彼此电连接。第一电连接导体9电连接到一个电连接器3。第二电连接导体10电连接到另一个电连接器4。

并联电连接的PTC热敏电阻5至8通过电桥11至17彼此电连接。电桥11至17也可以全部或主要由诸如铜、铝或铁的金属组成。

如果加热板1连接到电源并且电流流过PTC热敏电阻5至8，则加热加热板1。因此，并联的电PTC热敏电阻5至8是用于加热食品的电阻加热导体。如果有一个区域18加热得比相邻的加热区域更高，则PTC热敏电阻的受影响的部分会被加热更高。在图1的情况下，这些是两个外部PTC热敏电阻5和6的部分19、20，它们位于电桥12和13之间。由于温度升高，这些部分19和20中的电阻增加，超过了相邻部分21和22中的电阻。这将导致电流从电连接器3，例如通过电桥12流到部分21和22。在流经部分21和22后，电流将流过电桥13返回到两个PTC热敏电阻5和6。因此，已经过度加热的区域18的加热功率降低。的确，部分21和22将产生比计划更多的热量。但是，总体而言，由PTC热敏电阻5至8产生的热量分布得更有利。

例如，可能出现局部加热得更强的区域18，因为热量可在较小的程度上局部地传递至食品，并因此产生了热量积聚。

并联电连接的PTC热敏电阻5至8可以位于板2内部，也就是集成到板2中。并联电连接的PTC热敏电阻5至8可以位于板2的底侧(底面)。如果制备好食品，则将其放置在板2的上侧(上面)的上方。

可以有利地选择电桥11至17的材料，使得电桥11至17的温度系数小于并联的电PTC热敏电阻5至8的温度系数。电桥11至17的温度系数也可以为零或小于零。

每个电桥11至17的电阻可以有利地小于位于两个相邻电桥12、13之间的电PTC热敏电阻5、6、7、8的部分19、20、21、22的电阻。

在图1的情况中，并联的电PTC热敏电阻5至8成圆形且彼此平行地运行，以便能够尽可能均匀地加热为此目的而设置的板2的上侧。因此，并联的电PTC热敏电阻5至7沿圆形路径运行。在图1的情况中，并联电PTC热敏电阻5至8之间的距离相同。

如图1所示，电PTC热敏电阻5至8的横截面可以从外到内减小，以便能够以有利的分布方式产生热量。因此，外部PTC热敏电阻5的横截面大于相邻的PTC热敏电阻6的横截面。PTC热敏电阻6的横截面大于另一个相邻的PTC热敏电阻7的横截面。PTC热敏电阻7的横截面大于另一个相邻的PTC热敏电阻8的横截面。

在图1的情况中，电桥11至17之间具有相等的距离。一方面的电连接导体9、10与另一方面的相邻电桥11、17之间的距离与两个相邻电桥11至17之间的任何距离相同。

图2示出了本发明的第二实施方案。该实施方案与图1中的实施方案的不同之处在于，尽管电PTC热敏电阻5至8的横截面尺寸相同，但是PTC热敏电阻5至8的长度相同或至少相似。这是通过不同长度的回路(环)23至25，即偏离PTC热敏电阻5至8的圆形形状来实现的。外面的PTC热敏电阻5不具有回路。相邻的PTC热敏电阻6具有相对短的回路23。下一个PTC热敏电阻7具有中等长度的回路24。里面的PTC热敏电阻8具有最大长度的回路25。归因于回路23至25，主要在圆形中运行的PTC热敏电阻5至8具有相同的长度或至少相近的长度并且在其他方面也相同，因此PTC热敏电阻5至8的电阻相同或至少相近。因此，每个PTC热敏电阻每单位长度产生相同的热量输出，或者在相同温度下至少产生相近的热量输出。这有助于均匀地加热所需的表面以达到良好烹饪效果的能力。

回路23至25不必与PTC热敏电阻5至8的其他部分位于同一平面上。因此，例如，回路23至25可以从板2的底侧伸出，以免在制备过程中在环23至25区域内局部过度加热位于板2上方的食品。

图3示出了本发明的第三实施方案。该实施方案与图1中的实施方案的不同之处在于，在其他方面相同的电PTC热敏电阻5至8的横截面具有相同的尺寸。但是，PTC热敏电阻5至8之间的距离从外到内增加。因此，两个外面的PTC热敏电阻5和6之间的距离小。两个里面的PTC热敏电阻7和8之间的距离大。与其他两个距离相比，两个PTC热敏电阻6和7之间的距离具有中等值。的确，PTC热敏电阻5至8单位长度的加热能力越低，相应的PTC热敏电阻5至8的长度越长。这是因为电阻随着PTC热敏电阻5至8长度的增加而增加。但是，随着PTC热敏电阻之间的距离从内到外减小，仍可以均匀地加热所需的表面以获得良好的烹饪效果。

为了均匀地加热表面，还可以组合图1至3所示的不同措施。图1至3显示了PTC热敏电阻5至8几乎完全是圆形的情况。但是，它们也可以仅是近似半圆形的，并且可以与其他近似以半圆形形式运行的PTC热敏电阻以及电桥和电连接装置组合在一起，从而可以均匀地或至少基本上均匀地加热圆形表面。

图4显示了一个矩形板2的情况，该板可以由PTC热敏电阻5至8加热。每个PTC热敏电阻5至8具有相同的性质，并在与板2的一个边缘平行的直线上延伸。PTC热敏电阻5至8之间的间距相同。有三个电桥11、12和13，它们将PTC热敏电阻5至8相互电连接。电桥11、12和13之间的距离相等。电连接导体9、10与相邻电桥11和13之间的距离也相同，如图4所示。

这种板2例如可以是烤炉的侧壁，通过该侧壁可以加热烤炉的内部。

Claims (15)

1.具有电加热装置的食品制备装置(1)，其包括至少两个用于加热食品制备室中的食品的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)，所述电PTC热敏电阻(5、6、7、8)并联电连接，其特征在于，并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)通过一个或多个电桥(11至17)彼此电连接；至少两个所述电PTC热敏电阻比所述一个或多个电桥更长。

2.根据权利要求1所述的食品制备装置(1)，其特征在于，并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)设置在板(2)中或板(2)的底侧上。

3.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，电桥(11至17)的温度系数小于并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)的温度系数或者电桥(11至17)的温度系数小于或等于0。

4.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，电桥(11至17)的电阻小于电PTC热敏电阻(5、6、7、8)位于电桥(12)和相邻电桥(13)之间的部分(19、20、21、22)的电阻。

5.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，所述电加热装置包括至少三个或四个并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)。

6.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)是用于加热食品的电阻加热导体。

7.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)彼此平行地运行。

8.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)在相同温度下的电阻相等。

9.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)的长度相等。

10.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，存在多个电桥(11至17)，所述电桥之间具有相等的距离。

11.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)至少主要沿着圆形路径延伸。

12.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，存在电PTC热敏电阻(6、7、8)，所述电PTC热敏电阻包括不同长度的回路或环(23、24、25)。

13.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)之间的距离相等，或者至少主要沿圆形延伸的并联的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)之间的距离从内向外减小。

14.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，所述食品制备装置(1)是厨房机器，其包括用于在其中制备食品的锅，用于混合食品的混合工具和/或用于确定食品重量的秤。

15.根据权利要求1或2所述的食品制备装置(1)，其特征在于，烹饪容器的底部包括并联连接的电PTC热敏电阻(5、6、7、8)。

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