DE10015747A1 - Dampfgargerät - Google Patents

Abstract

Dampfgargerät zum Garen von Nahrungsmitteln, welches eine Höheneingabevorrichtung (10, 12) zu manuellen Eingabe der jeweiligen Höhenlage des Aufstellortes des Dampfgargerätes über dem Meeresniveau und eine Auswerteeinrichtung (14, 16) aufweist, welche in Abhängigkeit von der eingegebenen Höhenlage einen Solltemperaturwert bildet, welcher der Siedetemperatur entspricht, die in dieser Höhenlage vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dampfgargerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Demgemäß betrifft die Erfindung ein Dampfgargerät zum drucklosen Garen von Gargut in Wasser oder in Wasserdampf bei oder nahe bei der Siedetemperatur des Wassers, enthaltend eine Regeleinrichtung, die in Abhängigkeit von der Siedetemperatur des Wassers als Solltemperaturwert und in Abhängigkeit von der Isttemperatur des Wassers oder des Wasserdampfes die elektrische Lei­ stung regelt, die von der Heizeinrichtung zum Verdampfen des Wassers erbracht wird.

Ein Dampfgargerät dieser Art ist aus der DE 197 26 677 A1 bekannt. Sie kön­ nen zum Dampfgaren und Kochen verwendet werden und werden deshalb auch als kombinierte Koch- und Dampfgeräte bezeichnet. Sie können so ausgebildet sein, da es mit ihnen auch möglich ist, das Wasser auf eine Temperatur zu re­ geln, welche um einen definierten Wert unterhalb der Siedetemperatur liegt, bei welcher eine erhebliche Dampfbildung einsetzt. Diese Druckschrift möchte ein Dampfgargerät verbessern, welches eine grobe, nach Höhenbereichen gestaf­ felte Einstellmöglichkeit aufweist, die von einem Kundendiensttechniker beim Einbau des Dampfgargerätes vor Ort genutzt wird, um den oberen Temperatur­ punkt für den Dampfgarbetrieb anhand einer Tabelle auf einen festen, vorbe­ stimmten Wert einzustellen. Der Kundendiensttechniker muß demzufolge die ungefähre Einbauhöhe über dem Meeresspiegel ermitteln und unter zur Hilfe­ nahme tabellarischer Erfahrungswerte die am Dampfgargerät vorgesehene Einstellmöglichkeit nutzen, um eine annähernd zutreffende Einstellung vor Ort beim Einbau des Gerätes vorzunehmen. Dies erfordert einen erheblichen Auf­ wand. Deshalb schlägt die Druckschrift ein automatisches Kalibrierverfahren vor, bei welchem das Wasser im Dampfgargerät bis zum Erreichen des Siedepunk­ tes erhitzt wird, am Siedepunkt der Siedemeßwert mit einem Temperatursensor gemessen wird und die Regeleinrichtung auf diesen Siedemeßwert abgeglichen wird.

Ein anderes Dampfgargerät dieser Art ist aus der DE 44 01 642 A1 bekannt. Da sich an einem ausschließlich von Wasserdampf umgebenen Temperatursensor, unabhängig von der pro Zeiteinheit erzeugten Dampfmenge, immer die Siede­ temperatur einstellt, sind im Wasserdampf angeordnete Temperatursensoren zur Messung der Dampfmenge ungeeignet. Deshalb schlägt diese Druckschrift vor, in einer aus dem Dampfgargerät ausströmenden Dampfströmung außerhalb des Füllraumes einen Temperatursensor so anzuordnen, daß eine Wärmeabgabe zur Außenumgebung derart erfolgt, daß sich die Sensortemperatur unterhalb der Siedetemperatur des Wassers in Abhängigkeit von der erzeugten Dampfmenge einstellt und daß dieser Temperatursensor die Isttemperaturgröße der Dampf­ menge für die Regeleinrichtung liefert. Im Siedetemperaturbereich ist die Dampf­ entwicklung vor allem davon abhängig, welche Wärmemenge dem Wasser zuge­ führt wird.

Beide vorgenannten Druckschriften zeigen ein Dampfgarbecken, in welches ein Gargutträger einsetzbar ist und in welchem am Beckenboden befindliches Was­ ser durch eine elektrische Heizung verdampft wird.

Aus der DE 198 43 500 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Dampfgarge­ rätes bekannt, gemäß welchem am Einsatzort des Dampfgargerätes mindestens einmal ein automatischer Abgleich des Temperaturfühlers und aller Toleranz be­ hafteten Bauteile bei einer definierten Menge Gargut im Garraum vorgenommen wird, wobei im Dampf der im Garraum nicht weiter ansteigende Temperaturwert als Temperaturmaximalwert erfasst wird, welcher in einer elektronischen Einrich­ tung abgespeichert und zur Steuerung von nachfolgenden Garvorgängen heran­ gezogen wird. Die Menge Gargut im Garraum ist vorzugsweise "Null", weil dann der Temperaturmaximalwert am schnellsten erreicht wird. Dieses ist der Siede­ temperaturwert. Das Gargut, welches sich im Garraum befindet, wird durch das Kondensieren des Dampfes auf seiner Oberfläche erwärmt. Je größer das Volu­ men des Gargutes und je niedriger seine Temperatur ist, desto schneller kon­ densiert der Dampf auf seiner Oberfläche und entsprechend mehr Heizenergie muß dem Wasser zu seiner Verdampfung zugeführt werden. Je schneller ein Gargut gegart werden soll, desto mehr Dampf muß erzeugt werden.

Aus der DE 41 25 696 C1 ist ein Dampfgargerät bekannt, bei welchem das zu verdampfende Wasser von einem Lüfterrad auf einen dieses umgebenden Heiz­ körper zerstäubt wird.

Der Siedepunkt des Wassers hängt vom Luftdruck ab. In Höhenlagen ist der Luftdruck niedriger als auf Meereshöhe, so daß dort der Siedepunkt des Was­ sers bei einer niedrigeren Temperatur liegt. 300 m Höhenunterschied führen zu einer Siedpunktänderung von ca. 1°C. Für temperaturgeregelte Kochgeräte in denen nass, d. h. in Wasser oder in gesättigtem Dampf, bei der Siedetemperatur des Wassers gegart wird, ist die als Regelsollgröße dienende Siedetemperatur des Wassers somit nicht fest, sondern sie hängt vom Aufstellungsort des Gerä­ tes und schwach auch von der Wetterlage ab.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, in jeder beliebigen Höhenla­ ge, in welcher das Dampfgargerät benutzt wird, auf einfache Weise ausreichend Heizleistung zu erzeugen, jedoch zu vermeiden, daß mehr Heizleistung für die Verdampfung des Wassers erzeugt wird, als für die betreffende Höhenlage erfor­ derlich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Das Dampfgargerät ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingabevorrichtung zur Eingabe des Wertes der jeweiligen Höhenlage des Auf­ stellortes des Dampfgargerätes über dem Meeresniveau an die Regeleinrichtung vorgesehen ist, und daß die Regeleinrichtung Mittel aufweist, durch welche sie in Abhängigkeit von dem jeweils eingegebenen Höhenlagenwert den der Siedetem­ peratur dieser Höhenlage entsprechenden Solltemperaturwert bildet, der vom Luftdruck in dieser Höhenlage abhängig ist.

Wenn am Dampfgargerät eine Siedetemperatur als Solltemperaturwert eingestellt ist, die höher als die tatsächliche Siedetemperatur am Aufstellort des Dampfgargerätes ist, dann wird von der Regeleinrichtung ständig versucht, die höhere Siedetemperatur zu erreichen, was aber nicht erreichbar ist, wenn an dem betreffenden Aufstellort des Dampfgargerätes der Luftdruck niedriger und dadurch die tatsächliche Siedetemperatur niedriger ist. Dadurch wird zuviel Heiztemperatur erzeugt. Umgekehrt, wenn die am Dampfgargerät eingestellte Siedetemperatur niedriger ist als die am Aufstellort des Dampfgargerätes tatsächliche Siedetemperatur, dann wird diese tatsächliche Siedetemperatur von der Heizung nie erreicht.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Realisierung der Erfindung

Um die Siedetemperatur von Wasser, die als Sollwert für die Regelung verwen­ det werden soll, zu erhalten, kann vom Benutzer des Gerätes einfach die Höhen­ lage des Aufstellortes über dem Meeresniveau dem Gerät eingegeben werden.

Der Eingabewert kann dabei z. B. über ein Optionsmenü in Schritten von bei­ spielsweise 100 m eingegeben werden oder über ein anderes Eingabeelement.

Der eingegebene Wert wird dann intern im Dampfgargerät umgerechnet in eine Druckänderung und diese in eine Siedepunktänderung. Dabei reicht es in einer vereinfachten Ausführungsform aus, eine lineare Umrechnung vorzunehmen. Diese Siedepunktänderung wird dann als Temperaturoffset dem Solltemperatur­ wert (Führungsgröße der Regelung) derart überlagert, daß Druckunterschiede, die durch unterschiedliche Höhenlagen über dem Meeresniveau auftreten, ge­ genüber einem bei der Produktion vorgenommenen Abgleich kompensiert wer­ den.

Dabei sind sowohl für die Eingabe als auch für die Auswertung der Höhenlagen­ information sowohl elektronische Softwarelösungen (über Programmschritte, Op­ tionsmenü) als auch elektronische Hardwarelösungen (Potentiummeter als Ein­ gabestellglied), als auch rein mechanische Systeme verwendbar.

Die Eingabe der Höhenlageninformation erfolgt vorzugsweise manuell an einem manuellen Höhenlageneingabenelement. Gemäß einer anderen Ausführungs­ form kann jedoch die Eingabe der Höhenlageninformation alternativ auch auto­ matisch erfolgen durch ein den Luftdruck in den verschiedenen Höhenlagen messendes Messgerät, welches an das Dampfgargerät anschließbar oder in die­ ses intergriert sein kann.

Die Erfindung ist bei allen Arten von Dampfgargeräten realisierbar. Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 schematisch ein Dampfgargerät nach der Erfindung,

Fig. 2 schematisch einen Vertikalschnitt durch ein Dampfgargerät einer besonderen Ausführungsform,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein Dampfgargerät einer besonderen anderen Ausführungsform.

Das in Fig. 1 gezeigte Dampfgargerät nach der Erfindung zum drucklosen Garen von Gargut in Wasser oder in Wasserdampf, insbesondere in gesättigtem Was­ serdampf, bei einer Solltemperatur, welches die Siede-Temperatur oder eine von dieser abhängige andere Temperatur ist, enthält eine Regeleinrichtung 2, vor­ zugsweise ein Mikrokontroller, durch welche in Abhängigkeit von der Solltempe­ ratur TS und von der jeweiligen Isttemperatur TI die Zufuhr der Wärmeenergie geregelt wird, die dem Wasser 4 von einem (oder mehreren) elektrischen Heiz­ körpern 6 zugeführt wird. Fig. 1 zeigt schematisch in strichpunktierten Linien ein äußeres Gehäuse 8 des Dampfgargerätes.

Die Regeleinrichtung 2 (Mikrokontroller) ist mit einer Höhenlageneingabevorrich­ tung 10, die ein manuelles Höhenlageneingabelement 12 aufweist, zur manuel­ len Eingabe der jeweiligen Höhenlage des Aufstellortes des Dampfgargerätes über dem Meeresniveau an eine Auswerteeinrichtung 14, 16 versehen, welche in Abhängigkeit von der eingegebenen Höhenlage die Solltemperatur TS für die Regeleinrichtung 2 automatisch bildet.

Die Auswerteeinrichtung 14, 16 enthält ein Umwandlungsmittel 14, welches aus dem am Höhenlageneingabeelement 12 eingegebenen Höhenmaß der Höhe des Aufstellortes, z. B. 1000 Meter über Meeresniveau, einen dem Luftdruck dieser Höhenlage entsprechenden Siedetemperaturwert automatisch bildet, bei welchem Wasser in dieser Höhenlage siedet. Das Umwandlungsmittel 14 kann ein Rechenglied zur Umrechnung des Höhenmaßes in einen dem Luftdruck bei die­ sem Höhenmaß entsprechenden Siedetemperaturwert, oder eine gespeicherte Vergleichstabelle sein, in welcher den Höhenmaßen entsprechende Siedepunkt­ werte gespeichert und abrufbar sind. Ferner enthält die Auswerteeinrichtung ein erstes Verknüpfungsglied 16, welches den Siedetemperaturwert des Umwand­ lungsmittels 14 als Temperaturkorrekturwert benutzt und mit einem gerätespezi­ fisch vorbestimmten vorläufigen Solltemperaturwert VTS, welcher an einer Soll­ werttemperatureingabevorrichtung (18) manuell einstellbar oder gerätetechnisch vorgegeben ist, rechnerisch verknüpft zur Bildung des endgültigen Solltempera­ turwertes TS. Der vorläufige Solltemperaturwert VTS wird beispielsweise in der Herstellerfirma des Dampfgargerätes von einem Monteur auf einen vorbestimm­ ten Wert eingestellt, z. B. für eine Siedetemperatur von 100 Grad Celsius. Der vom ersten Verknüpfungsglied 16 gebildete Wert der Solltemperatur TS wird von einem zweiten Verknüpfungsglied 20 mit dem Isttemperaturwert TI verknüpft, welcher von einem Temperatursensor 22 in bekannter Weise im Garraum 24 im Dampfbereich oder im erhitzten Wasser 4 oder außerhalb des Garraumes 24 in einem aus diesem ausströmenden Dampfstrom gemessen wird. Das zweite Ver­ knüpfungsglied 20 erzeugt aus dem Solltemperaturwert TS und dem Isttempera­ turwert TI einen Regeldifferenzwert RD, welcher einem Regler 26 zugeführt wird. Der Regler 26 regelt in Abhängigkeit vom Regeldifferenzwert RD über ein erstes elektrisches Stellglied 28 die Stromzufuhr und damit die Heizleistung des Heiz­ körpers 6 und über ein zweites elektromagnetisches Stellglied 30 die Zufuhr von Wasser 4 in den Garraum 24. Der elektrische Strom wird vorzugsweise getaktet zugeführt, so daß die Heizleistung von der Taktfrequenz und der Taktperioden­ dauer abhängig ist.

Das erste Verknüpfungsglied 16 stellt eine Abgleicheinrichtung dar zum Abgleich des z. B. 100°C entsprechenden vorbestimmten vorläufigen Solltemperaturwer­ tes VTS an den gegebenenfalls anderen Siedetemperaturwert, welcher in der Höhenlage des Aufstellortes in Abhängigkeit von dem dort herrschenden Luft­ druck gegeben ist.

Bezugszahlenliste: Mikrokontroller 2; Wasser 4 im Dampfgarraum 24; Heizkörper 6; Gerätegehäuse 8; Höhenlageneingabevorrichtung 10; Höhenlageneingabeelement 12; Umwandlungsmittel 14 zur Umwandlung des Höhenlagenwertes in den bei ihm gegebenen Siedetemperaturwert oder einen anderen, von der Siedetemperatur abhängigen Solltemperaturwert oder Temperaturkorrekturwert; erstes Verknüpfungs­ glied 16 zur Verknüpfung des vom Umwandlungsmittel 14 erzeugten Wertes mit ei­ nem voreingestellten, vorbestimmten vorläufigen Solltemperaturwert VTS; Eingabe­ vorrichtung 18 für vorläufigen Solltemperaturwert; zweites Verknüpfungsglied 20 zur Verknüpfung des Solltemperaturwertes TS, welches vom ersten Verknüpfungsglied 16 gebildet wurde, mit einem Isttemperaturwert TI; Istwert-Temperatursensor 22 im Garraum 24; Garraum 24; Regler 26; Stellglied 28 zur Regelung der elektrischen Leistung; Stellglied 30 zur Regelung der Wasserzufuhr in den Garraum 24.

Gemäß einer nicht gezeigten anderen Ausführungsform kann der von dem Um­ wandlungsmittel 14 gebildete Siedetemperaturwert als Solltemperaturwert TS di­ rekt dem zweiten Verknüpfungsglied 20 zugeführt werden, so daß das erste Ver­ knüpfungsglied 16 und die Eingabevorrichtung 18 für den vorläufigen Solltempe­ raturwert entfallen können.

Wie Fig. 2 zeigt, kann der Garraum 24 durch ein Dampfgarbecken 32 mit einem lose darauf liegenden Deckel 34 gebildet sein. Im Dampfgarbecken 32 ist eine vorbestimmte Menge Wasser 4; welches durch den Heizkörper 6 erhitzt wird, so daß Wasserdampf in einen Gargutträger 36 aufsteigen kann, welcher beispiels­ weise aus einem Sieb besteht, in welchem sich das Gargut befindet. Eine Was­ serleitung 38 vom elektromagnetischen Wasserzufuhrventil 30 mündet in den oberen Bereich des Dampfgarbeckens 32. Dampf 40 kann aus dem Dampfgar­ becken durch eine Öffnung 42 entweichen, strömt stromabwärts dieser Öffnung 42 an dem Temperatursensor 22 vorbei und kondensiert dann zu Wasser 44. Der Temperaturfühler 22 hat eine von der Außenatmosphäre kühlbare Außenflä­ che 46. Dadurch gibt er ständig Wärme ab und die von ihm gemessene Dampf­ temperatur ist abhängig von der Dampfmenge bzw. Dampfkonzentration.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines Dampfgargerätes nach der Er­ findung, bei welcher das Wasser nicht in einem Dampfgarbecken steht, sondern von der Wasserleitung 38 stromabwärts des elektromagnetischen Ventils 30 auf ein Lüfterrad 48 strömt, welches rotiert und dadurch das Wasser 4 abschleudert oder zerstäubt auf den Heizkörper 6, welcher das Lüfterrad 48 umgibt. Das Lüf­ terrad 48 befindet sich an einer Rückwand oder Seitenwand 50 des Garraumes 24.

Konstruktionen nach den Fig. 2 und 3 sind Stand der Technik.

Claims (6)

1. Dampfgargerät zum drucklosen Garen von Gargut in Wasser oder in Wasserdampf bei oder nahe bei der Siedetemperatur des Wassers, enthaltend eine Regeleinrichtung (2), die in Abhängigkeit von der Sie­ detemperatur des Wassers als Solltemperaturwert und in Abhängigkeit von der Isttemperatur des Wassers oder des Wasserdampfes die elek­ trische Leistung regelt, die von der Heizeinrichtung (6) zum Verdampfen des Wassers erbracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einga­ bevorrichtung (10, 12) zur Eingabe des Wertes der jeweiligen Höhenla­ ge des Aufstellortes des Dampfgargerätes über dem Meeresniveau an die Regeleinrichtung (2) vorgesehen ist, und daß die Regeleinrichtung (2) Mittel (14, 16) aufweist, durch welche sie in Abhängigkeit von dem jeweils eingegebenen Höhenlagenwert den der Siedetemperatur auf dieser Höhenlage entsprechenden Solltemperaturwert (TS) bildet, der vom Luftdruck in dieser Höhenlage abhängig ist.

2. Dampfgargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regeleinrichtung (2) ein vorbestimmter Solltemperaturwert (VTS) vor­ läufig vorgegeben oder vorgebbar ist und daß die Mittel (14, 16) der Re­ geleinrichtung (2) ein Umwandlungsmittel (14) aufweisen, welches aus dem eingegebenen Höhenlagenwert einen Temperaturkorrekturwert bil­ det, welcher von dem bei diesem Höhenlagenwert gegebenen Luftdruck abhängig ist und damit ein Maß für die Siedetemperatur bei dieser Hö­ henlage ist, und daß ein erstes Regelglied (16) vorgesehen ist, welches aus dem vorbestimmten Solltemperaturwert (VTS) und dem Tempera­ turkorrekturwert den für die Regelung verwendeten Solltemperaturwert (TS) bildet.

3. Dampfgargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Regelglied (20) vorgesehen ist, welches aus dem Soll­ temperaturwert (TS) und dem Isttemperaturwert (TI) eine Regelgröße für einen Regler (26) der Regeleinrichtung (2) bildet.

4. Dampfgargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabevorrichtung (10, 12) zur manuellen Eingabe des Wertes der jeweiligen Höhenlage des Aufstellortes des Dampfgargerätes ausgebildet ist.

5. Dampfgargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Regeleinrichtung (2) auch die Zufuhr von Wasser geregelt wird, welches von der Heizeinrichtung (6) verdampft wird.

6. Dampfgargerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Energie der Heizeinrichtung (6) getaktet zugeführt wird, so daß die Heizleistung durch die Taktfrequenz und die Taktlänge definiert ist.