DE102010000148B4 - Verfahren als auch Vorrichtung zur Ermittlung des Anteils einer Gaskomponente und Nahrungsmittelbehandlungsgerät - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Ermitteln des Anteils einer Gaskomponente in einem sich zumindest teilweise in einem Innenraumraum (3, 3', 3'', 3''') eines Nahrungsmittelbehandlungsgeräts (1, 1', 1'', 1''') befindlichen Gasgemisches, wobei in dem Innenraum (3, 3', 3'', 3''') mittels einer ersten Einrichtung (5) eine Strömung des Gasgemisches erzeugt wird, eine Druckdifferenz in dem Gasgemisch zwischen zumindest einem ersten Messpunkt (10), der in einer ersten definierten Lage relativ zu der ersten Einrichtung (5) angeordnet wird, und zumindest einem zweiten Messpunkt (21), der von dem ersten Messpunkt (10) beabstandet in einer zweiten definierten Lage relativ zu der ersten Einrichtung (5) angeordnet wird, bestimmt wird und mit Hilfe der Druckdifferenz der Anteil der Gaskomponente bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messpunkt (10) und der zweite Messpunkt (21) in Positionen angeordnet werden, in denen die Strömung des Gasgemisches so gering ist, dass der dynamische Druckanteil gegenüber dem statischen Druckanteil vernachlässigbar ist und/oder das Gasgemisch in dem ersten Messpunkt (10) und dem zweiten Messpunkt (21) keine Strömungsgeschwindigkeit aufweist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Anteils einer Gaskomponente in einem sich zumindest teilweise in einem Innenraumraum eines Nahrungsmittelbehandlungsgeräts befindlichen Gasgemisches, wobei in dem Innenraum mittels einer ersten Einrichtung eine Strömung des Gasgemisches erzeugt wird, eine Druckdifferenz in dem Gasgemisch zwischen zumindest einem ersten Messpunkt, der in einer ersten definierten Lage relativ zu der ersten Einrichtung angeordnet wird, und zumindest einem zweiten Messpunkt, der von dem ersten Messpunkt beabstandet in einer zweiten definierten Lage relativ zu der ersten Einrichtung angeordnet wird, bestimmt wird und mit Hilfe der Druckdifferenz der Anteil der Gaskomponente bestimmt wird, sowie eine Vorrichtung zur Ermittlung des Anteils einer Gaskomponente in einem sich zumindest teilweise in einem Innenraum eines Nahrungsmittelbehandlungsgeräts befindlichen Gasgemisches als auch ein Nahrungsmittelbehandlungsgerät.
• Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Bestimmung einer Feuchte einer durch einen Nahrungsmittelbehandlungsraum umgewälzten Garraumatmosphäre bekannt. So offenbart die DE 102 28 958 B3 eine Vorrichtung zur Bestimmung der Druckverhältnisse an einem Lüfterrad und ein Gargerät mit solch einer Vorrichtung, bei denen vorgeschlagen wird, dass eine Druckabnahmeeinrichtung in einem einseitig offenen Gehäuseteil angeordnet wird. Dabei wird das Gehäuseteil derartig benachbart zu einem Lüfterrad angeordnet, dass eine Lüfterradwelle sich durch das Gehäuseteil erstreckt. Weiterhin wird ein zweiter Messpunkt in einem peripheren Bereich des Lüfterrades vorgeschlagen, um mit mittels eines zweiten Drucksensors eine zweite Druckgröße messen zu können.
• Mittels der in der DE 102 28 958 B3 beanspruchten Vorrichtung wird ein aus der DE 42 06 845 A1 vorbekanntes, gattungsgemäßes Verfahren weiterentwickelt. In der DE 42 06 845 A1 wird beschrieben, dass eine Druckdifferenz innerhalb eines Gasgemisches aufgebaut wird, diese Druckdifferenz gemessen, daraus die Dichte des Gasgemisches abgeleitet wird und diese Dichte zum Bestimmen des Anteils der Gaskomponente, insbesondere eines Feuchtegehalts, verwendet wird. Dabei wird vorgeschlagen, dass an zwei, bezüglich der Drehachse eines Rotors radial voneinander beabstandeten, Messpunkten eine Druckdifferenz aufgenommen wird, insbesondere ein Messpunkt im Bereich einer Drehachse des Rotors ausgewählt wird und ein Messpunkt im peripheren Bereich des Rotors ausgewählt wird, wobei der Rotor auf einer Rückseite Hilfsschaufeln aufweist.
• Die DE 100 02 309 C1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Anteils einer Gaskomponente, insbesondere Wasserdampf, in einem Gasgemisch, das zur Behandlung von Nahrungsmitteln in einem Garraum mittels einer Fördervorrichtung umwälzbar ist, wobei für den Antrieb ein Asynchronmotor verwendet wird und wobei die sich beim Antrieb der Fördervorrichtung einstellende Drehzahldifferenz zur Synchrondrehzahl, d. h. der Schlupf als Maß für den gesuchten Anteil der Gaskomponente bei jeweils festgelegten Druck- und Temperaturwerten des Gasgemisches verwendet wird.
• Ein Verfahren zur berührungslosen Überwachung des Anteils einer Komponente in einem Gasgemisch mit mindestens zwei Komponenten, das in einem elektrischen Schaltschrank enthalten ist, besteht gemäß der US 7 184 895 B2 darin, den Druck, die Temperatur und die Dichte des Gasgemisches mit Hilfe von Sensoren, die an das Gehäuse angebracht sind, zu messen und beim Verarbeiten der gemessenen Werte in einer Datenverarbeitungseinheit den Anteil zu bestimmen.
• Die in den zuvor angeführten Dokumenten beschriebenen Vorrichtungen beziehungsweise die dort beschriebenen Verfahren haben sich grundsätzlich bewehrt, jedoch hat sich herausgestellt, dass es auf Grund von Bauteiltoleranzen beziehungsweise Verformungen zu einer Verfälschung der Messergebnisse kommen kann. So wird eine Messung eines Differenzdruckes in einem Wirbel hinter einem Lüfterrad eines Nahrungsmittelbehandlungsgeräts, wie Gargerätes, von zahlreichen Störfaktoren beeinflusst, zum Beispiel einer lokalen Geometrie eines Messstutzens, eines Winkels, mit dem der Messstutzen beispielsweise an einer Garraumwand angeordnet ist, einer Verformung der Wand, einer Lage des Lüfterrades, einer Strömung in einem Installationsraum und in einem Garraum des Gargerätes, einer Drehrichtung des Lüfterrades und/oder sich im Eingangsbereich des Messstutzens sammelnde Feuchtigkeitstropfen. Diese Störfaktoren sind bei Lüfterrädern mit radial zu einer Drehachse nach außen verlaufenden Schaufelflächen besonders groß und störend. Da diese Störfaktoren im allgemeinem drehrichtungs- beziehungsweise beladungsabhängig sind, ist eine Korrektur dieser Störfaktoren durch eine Nachbearbeitung der aufgenommenen Messwerte oder durch eine Verstärkung der Tragstrukturen, wie einer Garraumwand, schwierig beziehungsweise sehr aufwendig.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, das gattungsgemäße Verfahren beziehungsweise die gattungsgemäße Vorrichtung derartig weiterzuentwickeln, dass die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, insbesondere eine von den zuvor genannten Störfaktoren im wesentlichen unabhängige Bestimmung eines Anteils einer Gaskomponente, insbesondere eine Feuchtebestimmung, ermöglicht wird.
• Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der erste Messpunkt und der zweite Messpunkt in Positionen angeordnet werden, in denen die Strömung des Gasgemisches so gering ist, dass der dynamische Druckanteil gegenüber dem statischen Druckanteil vernachlässigbar ist und/oder das Gasgemisch in dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt im wesentlichen keine Strömungsgeschwindigkeit aufweist.
• Dabei ist besonders bevorzugt, dass zur Bestimmung der Druckdifferenz ein erster Druck in dem ersten Messpunkt und ein zweiter Druck in dem zweiten Messpunkt bestimmt wird, wobei vorzugsweise der erste Druck mittels einer ersten Druckmesseinrichtung und/oder der zweite Druck mittels zumindest einer zweiten Druckmesseinrichtung gemessen wird bzw. werden, als Innenraum ein Nahrungsmittelbehandlungsraum ausgewählt wird und/oder das Gasgemisch mittels der ersten Einrichtung zumindest bereichsweise durch den Innenraum zirkuliert wird.
• Auch wird mit der Erfindung vorgeschlagen, dass das Gasgemisch mittels der ersten Einrichtung in den Innenraum einströmt und/oder mittels der ersten Einrichtung ein Wirbel in dem in dem Innenraum befindlichen Gasgemisch generiert wird, wobei vorzugsweise als erste Einrichtung zumindest ein Gebläse, zumindest ein Rotor, zumindest eine Düse und/oder zumindest ein Ventilator eingesetzt wird.
• Weiterhin ist bevorzugt, dass der erste Messpunkt und/oder der zweite Messpunkt im Bereich einer Drehachse der ersten Einrichtung, insbesondere der Drehachse eines Rotors und/oder Lüfters, in einem Staubereich des Gasgemisches, der bezüglich der Strömungsrichtung des Gasgemisches vor einem ersten Objekt liegt, und/oder in einem Strömungsschattenbereich eines zweiten Objektes, der bezüglich der Strömungsrichtung des Gasgemisches hinter dem zweiten Objekt liegt, angeordnet wird bzw. werden.
• Bei der vorgenannten Ausführungsform kann ein erfindungsgemäßes Verfahren auch dadurch gekennzeichnet sein, dass als erstes Objekt und/oder als zweites Objekt zumindest eine erste Seitenwand des Innenraumes, zumindest ein Schnittpunkt zumindest einer zweiten Seitenwand des Innenraumes und zumindest einer dritten Seitenwand des Innenraumes, zumindest ein Prallblech und/oder zumindest ein Luftleitblech verwendet wird, wobei vorzugsweise das Gasgemisch entlang zumindest einer Flächennormalen des ersten Objektes und/oder des zweiten Objektes auf den ersten Messpunkt und/oder den zweiten Messpunkt trifft.
• Schließlich wird für das Verfahren vorgeschlagen, dass die Bestimmung des Anteils der Gaskomponente die Bestimmung der Dichte des Gasgemisches, insbesondere mit Hilfe der Druckdifferenz, die Bestimmung zumindest einer Temperatur des Gasgemisches und/oder die Bestimmung eines Massenstroms umfasst.
• Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Ermittlung des Anteils einer Gaskomponente in einem sich zumindest teilweise in einem Innenraum eines Nahrungsmittelbehandlungsgeräts befindlichen Gasgemisches, insbesondere eingerichtet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend eine erste Einrichtung zur Erzeugung einer Strömung in dem Gasgemisch, zumindest eine Druckmessvorrichtung zur Bestimmung einer Druckdifferenz in dem Gasgemisch zwischen einem ersten Messpunkt, der in einer ersten definierten Lage relativ zu der ersten Einrichtung angeordnet ist, und einem zweiten Messpunkt, der von dem ersten Messpunkt beabstandet in einer zweiten definierten Lage relativ zu der ersten Einrichtung angeordnet ist, und zumindest eine Auswerteeinrichtung, die zur Bestimmung des Anteils der Gaskomponente basierend auf der Druckdifferenz eingerichtet ist, wobei der erste Messpunkt und der zweite Messpunkt so in dem Innenraum positioniert sind, dass die Strömung des Gasgemisches in dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt so gering ist, dass der dynamische Druckanteil gegenüber dem statischen Druckanteil vernachlässigbar ist und/oder das Gasgemisch in dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt im wesentlichen keine Strömungsgeschwindigkeit aufweist.
• Für die Vorrichtung wird ferner vorgeschlagen, dass die Druckmessvorrichtung zumindest eine erste Druckmesseinrichtung zur Bestimmung eines ersten Drucks in dem ersten Messpunkt und/oder zumindest eine zweite Druckmesseinrichtung zur Bestimmung eines zweiten Drucks in dem zweiten Messpunkt umfasst, wobei vorzugsweise die erste Druckmesseinrichtung und die zweite Druckmesseinrichtung zumindest bereichsweise in einem ausgebildet sind, insbesondere von zumindest einem Differenzdruckmessgerät umfasst sind, und/oder die Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der Druckdifferenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck eingerichtet ist, die erste Einrichtung zumindest ein um eine erste Drehachse drehbares Gebläserad, zumindest einen um die erste Drehachse drehbaren Rotor, zumindest eine Düse und/oder zumindest einen Ventilator umfasst und/oder die Vorrichtung zumindest eine Temperaturmesseinrichtung zur Erfassung zumindest einer Temperatur des Gasgemisches umfasst.
• Eine erfindungsgemäße Vorrichtung könnte auch dadurch gekennzeichnet sein, dass der erste Messpunkt und/oder der zweite Messpunkt im Bereich der ersten Drehachse angeordnet ist bzw. sind und/oder die Vorrichtung zumindest eine erstes Objekt und/oder zumindest ein zweites Objekt umfasst, wobei der erste Messpunkt und/oder der zweite Messpunkt in einem Staubereich, der bezüglich der Strömungsrichtung des Gasgemisches vor dem ersten Objekt liegt, und/oder in einem Strömungsschattenbereich des zweiten Objektes, der bezüglich der Strömungsrichtung des Gasgemisches hinter dem zweiten Objektes liegt, angeordnet ist bzw. sind.
• Bei dieser Ausführungsform ist besonders bevorzugt, dass das erste Objekt und/oder das zweite Objekt zumindest eine erste Seitenwand des Innenraumes, zumindest einen Schnittpunkt zumindest einer zweiten Seitenwand des Innenraumes und zumindest einer dritten Seitenwand des Innenraumes, zumindest ein Prallblech und/oder zumindest ein Luftleitblech umfasst, wobei vorzugsweise das erste Objekt und/oder das zweite Objekt so ausgerichtet ist bzw. sind, dass das Gasgemisch entlang zumindest einer Flächennormalen des ersten Objektes und/oder des zweiten Objektes auf den ersten Messpunkt und/oder den zweiten Messpunkt trifft.
• Schließlich liefert die Erfindung ein Nahrungsmittelbehandlungsgerät, insbesondere Gargerät, umfassend eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
• Der vorliegenden Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zu Grunde, dass die Störfaktoren insbesondere dadurch entstehen, dass die Messpunkte innerhalb des Innenraums bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren an Stellen angeordnet werden, in denen eine hohe Strömungsgeschwindigkeit eines Gasgemischs herrscht. Vernachlässigt man Reibungseffekte, so gilt bei einem Gasgemisch in einer im wesentlichen stationären Strömung das Gesetz von Bernoulli: $${\text{P}}_{\text{stat}}+*\mathrm{\rho }*{\text{v}}^2={\text{P}}_{\text{ges}}=\text{const}\text{.}$$

  
• Dabei stellt Pstat den statischen Druckanteil dar, der von einem Druckmessgerät gemessen werden kann, während ½*p*v² den dynamischen Druckanteil bezeichnet und Pges den Gesamtdruck aus dem statischen und den dynamischen Druckanteil bezeichnet.
• Bei einer Druckmessung im Bereich eines durch ein Lüfterrad hervorgeworfenen Wirbels wird durch die Fliehkraft des durch das Lüfterrad angetriebenen Gasgemisches auch eine Druckdifferenz zwischen einem Messpunkt, der insbesondere im Inneren des Wirbels angeordnet ist und einem Messpunkt, der im Außenbereich des Wirbels angeordnet ist, erzeugt. Für die Strömung in einem solchen Wirbel gilt jedoch nicht das Gesetz von Bernoulli. So ist das Gesetz von Bernoulli nicht allgemeingültig. Dieses Gesetz gilt streng genommen nur längs einer Stromlinie. Da sich Druckunterschiede auch quer zur Strömung ausgleichen, gilt Bernoulli auch quer zu den Stromlinien, wenn keine Strömungsumlenkung vorliegt. In einem stationären Wirbel, wie dem hinter einem Lüfterrad, fließt die Strömung auf Kreisbahnen und wird also überall umgelenkt. Das heißt, das Gesetz von Bernoulli gilt hier nicht quer zu den Stromlinien.
• Grundsätzlich gilt ferner, dass der dynamische Druckanteil nicht ohne weiteres bestimmt werden kann, da der aufgenommene Messwert von der Geometrie und der Orientierung eines Messstutzens einer Druckmesseinrichtung relativ zu einer Strömungsrichtung abhängt. Mit einem Druckmessgerät kann nur ein wirklicher bzw. statischer Druck gemessen werden. Weiterhin gilt für den Fall, in dem die Strömung genau auf die Öffnung des Messstutzens zuläuft, also die Strömungsrichtung parallel zur Normalenrichtung der Öffnungsfläche verläuft, dass das strömende Medium direkt vor der Öffnung abgebremst wird und ruht, so dass der dynamische Druckanteil Null wird und damit der gemessene statische Druck gleich dem Gesamtdruck wird. Der dynamische Druck trägt hierbei jedoch zu dem gemessenen statischen Druck bei, indem er durch die Abbremsung der Strömung in einen statischen Druckanteil umgewandelt wird. Wenn die Strömungsrichtung jedoch genau senkrecht zu der Normalenrichtung der Öffnungsfläche des Messstutzen strömt, also ungehindert an der Öffnung des Messstutzen vorbei strömen kann, wird nur der statische Druck Pstat in der unbehinderten Strömung aufgenommen.
• Die Größe und das Vorzeichen des dynamischen Druckanteils hängt also von der lokalen Geometrie in der Nähe der Öffnung des Messstutzens und von lokalen Eigenschaften der Strömung im Bereich des Messstutzens ab. Insbesondere ist in der im Stand der Technik realisierten Situation, bei der die Strömung theoretisch ungehindert an dem Messstutzen vorbei strömen soll, die Druckmessung sehr empfindlich gegen eine Schiefstellung des Messstutzens relativ zu der Strömung oder einer Verformung eines Randes oder einer Tragstruktur des Messstutzens. Bereits ein am Rand des Stutzens sich ablagernder Flüssigkeitstropfen kann dazu führen, dass die Strömung etwas in die Öffnung hinein oder von dieser weg gelenkt wird, wodurch unerwünschte dynamische Druckanteile gemessen werden.
• Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zu Grunde, dass in einem Innenraum, wie einem Garraum eines Nahrungsmittelbehandlungsgerätes, insbesondere in dem Fall, in dem eine Garatmosphäre durch den Garraum zirkuliert wird, eine Situation vorherrscht, bei der es nicht notwendig ist, dass immer ein Messpunkt bei geringer, idealerweise ruhender Strömung und ein Messpunkt bei möglichst hoher Strömungsgeschwindigkeit ausgewählt wird, um eine Druckdifferenz zu messen, wie es in Situationen der Fall ist, in denen das Gesetz von Bernoulli anwendbar ist, beispielsweise bei Pitotrohren bzw. Prandtl'schen Staurohren. Die Zustände in einem Innenraum eines Nahrungsmittelbehandlungsgeräts ermöglichen es nämlich, dass beide Messpunkte in einer im wesentlichen ruhenden Strömung angeordnet sein könnten, da durch die erste Einrichtung zur Erzeugung der Strömung, insbesondere hinter einem Lüfterrad, ein statischer Druck aufgebaut wird, ohne dass es zu einer Abnahme des dynamischen Druckes kommt. Dies ist auf den Umstand zurückzuführen, dass das Gesetz von Bernoulli, wie zuvor dargelegt, nicht für Druckdifferenz gilt, die senkrecht zu einer Strömungsrichtung durch Umlenken entstehen, wie es bei einem stationären geschlossenen Wirbel, wie er insbesondere durch ein Lüfterrad erzeugt wird, der Fall ist.
• In einem Nahrungsmittelbehandlungsgerät ist es also aufgrund der Nichtanwendbarkeit des Gesetzes von Bernoulli möglich, statische Druckdifferenzen auch an Orten zu messen, an denen im wesentlichen keine Strömung vorhanden ist. Um dies zu erreichen ist es einerseits möglich, dass ein erster Messpunkt nahe der Drehachse eines Lüfterrades gemessen wird.
• Um zu vermeiden, dass sich der zweite Messpunkt an einer Stelle mit hoher Strömungsgeschwindigkeit befindet und ein lokaler Druck hinter dem Lüftungsrad von einer Schiefstellung des Lüfterrades und möglichen Verformungen der Rückwand beeinflusst wird, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass ein zweiter Messpunkt in einem gewissen Abstand von der Peripherie des Lüfterrades angeordnet wird. An dieser Position ist die Strömungsgeschwindigkeit hinreichend gering beziehungsweise die Strömung kann durch ein Prallblech bzw. dadurch, dass die Strömung in eine Ecke bzw. Sackgasse strömt, ausreichend abgebremst werden.
• Dies bietet den Vorteil, dass eine Messung an einem solchen zweiten Messpunkt dann unabhängig von einer Geometrie einer Öffnung des Messstutzens sowie einer Verformung einer Tragstruktur, wie einer Seitenwand des Innenraums, oder einer Schiefstellung des Lüfterrades ist, und, da die Geometrie des Messstutzen einen geringeren Einfluss auf den Messwert hat, können Messstutzen eingesetzt werden, die eine geringere Fertigungstoleranz aufweisen und somit kostengünstiger herstellbar sind. Selbst in dem Fall, in dem in dem zweiten Messpunkt außerhalb des Lüfterrades noch eine nicht vernachlässigbare Strömungsgeschwindigkeit vorhanden ist, wird der dynamische Druckanteil zwar teilweise mitgemessen, da diese aber auch linear von einer Dichte des Gasgemisches abhängt und die Temperatur des Gasgemisches bekannt ist, kann dieser ebenfalls zur Bestimmung der Feuchte beziehungsweise des Anteils der Gaskomponente herangezogen werden. Darüber hinaus bietet dies sogar den Vorteil, dass durch die höheren Druckdifferenzen die Messung eines Differenzdruckes erleichtert wird.
• Als Orte für die Anordnung des zweiten Messpunktes ist insbesondere eine Ecke innerhalb des Innenraums geeignet, beispielsweise ein Schnittpunkt zweier Seitenwände oder ein Schnittpunkt mehrerer Prallbleche oder ein Schnittpunkt zwischen einer oder mehrerer Seitenwände und einem oder mehrerer Prallbleche. Eine entsprechende Messstelle kann also durch zusätzliche eingefügte Objekte, wie Bleche, erzeugt werden, wobei bevorzugt wieder eine Ecksituation nachgebildet werden sollte. Der Messpunkt wird dann in einem Staubereich vor dem zusätzlichen Objekt angeordnet oder es ist gegebenenfalls auch möglich, den Messpunkt hinter einem Objekt, also in einem Strömungsschatten- bzw. Abschirmbereich des Objektes anzuordnen. Hierbei liegt der Vorteil einer Ecksituation darin, dass keine Aufmerksamkeit darauf gerichtet werden muss, dass die Strömung genau auf eine Flächennormale trifft, wie es bei einem einzelnen in der Strömung angeordneten Prallblech der Fall wäre. Die in einem solchen Abschirmbereich durch zusätzliche Wirbel hervorgerufenen Druckveränderungen können durch entsprechende Kalibrierungsmessungen ausgeglichen werden.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Hand von Zeichnungen erläutert sind.
• Dabei zeigt:
• 1 einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Nahrungsmittelbehandlungsgerätes;
• 2 eine schematische Darstellung der Strömungsverhältnisse an einem erfindungsgemäß ausgebildeten zweiten Messpunkt;
• 3 eine Aufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
• 4 eine Aufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
• 5 eine Aufsicht auf eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• In 1 ist schematisch der Aufbau eines erfindungsgemäßen Nahrungsmittelbehandlungsgeräts in Form eines Gargeräts 1, welches insbesondere als Kombigerät ausgestaltet ist, dargestellt. Das Gargerät 1 weißt insbesondere einen Innenraum 3 in Form eines Garraums beziehungsweise eines Lüfterraums auf. In den Innenraum 3 ist ein Lüfterrad 5 angeordnet. Wie 1 weiter zu entnehmen ist, ist im Bereich einer Drehachse 7 ein erster Messstutzen 9, der zu einer ersten Druckmesseinrichtung 11 einer Druckmessvorrichtung, die insbesondere als Differenzdruckmessgerät ausgestaltet ist, führt, angeordnet. Eine Öffnung 10 des Messstutzen 9 stellt einen ersten Messpunkt dar.
• Erfindungsgemäß ist innerhalb des Innenraums 3 im Bereich eines Garraumecks 13 ein zweiter Messstutzen 15, der fluidal mit einer zweiten Druckmesseinrichtung 17 der Druckmessvorrichtung in Verbindung steht, angeordnet. Im Bereich des Garraumecks 13 ist ein erstes Objekt in Form eines Prallblechs 19 angeordnet. Das Prallblech 19 bewirkt, dass eine Öffnung 21 des Messstutzens 15, die einen zweiten Messpunkt darstellt, im Druckbereich des Prallblechs 19 angeordnet ist. Das Garraumeck 13 wird durch den Schnittpunkt der Seitenwand 23 und der Seitenwand 25 des Innenraums 3 gebildet.
• Die Strömungsverhältnisse an dem Prallblech 19 sind detaillierter in 2 dargstellt. Im schraffierten Bereich ist die Öffnung 21 des Messstutzens 15 angeordnet und wie sich aus dem Verlauf der Strömungslinien 27 ergibt, herrscht in diesem Staugebiet des Prallblechs 19 ein maximaler statischer Druck bei einem ruhenden Medium.
• Die 3 bis 5 zeigen jeweils Aufsichten auf alternative Druckmesspunkte innerhalb eines Garraums eines Gargerätes, wobei diejenigen Elemente des Gargerätes die denjenigen des in 1 beziehungsweise 2 dargestellten Gargerätes entsprechen, die gleichen Bezugszeichen tragen, allerdings einfach (3), zweifach (4) beziehungsweise dreifach ( 5) gestrichen. Die jeweiligen Aufsichten zeigen jeweilige Messstutzen 15', 15'', 15''' in Form von Messrohren, die in einem Staubereich eines jeweiligen Prallblechs 19'. 19'', 19''' angeordnet sind. Die Anordnung der Messstutzen 15', 15'', 15''' führt dazu, dass nicht nur der in den 3 bis 5 nicht dargestellte erste Messpunkt im Bereich einer Drehachse eines ebenfalls nicht dargestellten Lüfterrades in einem Bereich angeordnet ist, in dem die Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches vernachlässigbar ist, sondern auch der zweite Messpunkt in einem entsprechenden Bereich innerhalb des Innenraums angeordnet ist.
• In 3 ist eine ähnliche Situation, wie sie in den 1 und 2 schematisch dargestellt ist, gezeigt. Ein Prallblech 19' ist in einem Bereich eines Garraumecks 13' angeordnet und im Staubereich des Prallblechs 19' ist eine Öffnung eines Messstutzens 15' angeordnet. Wie 3 darüber hinaus zu entnehmen ist, ist im Bereich dieses Staubereiches zusätzlich ein Gaswärmetauscher 27' angeordnet, der insbesondere die „Eck-Situation“ dadurch verstärkt, dass die Strömung des Gasgemisches in Form der Garraumatmosphäre in Richtung des durch das Prallblech 19', das Garraumeck 13' bzw. die Seitenwände 23' bzw. 25' gebildet wird, verstärkt wird.
• In 4 ist ein Messstutzen 15' derartig angeordnet, dass eine Öffnung des Messstutzens 15'' im Staubereich, welches durch ein Prallblech 19'' und Garraumeck 13'', dass im Bereich eines Schnittpunktes von Seitenwänden 23'' und 25'' ausgebildet ist, angeordnet ist. In 4 ist darüber hinaus ein Wärmetauscher 29'', welcher ein nicht dargestelltes Lüfterrad konzentrisch umgibt, dargestellt.
• Schließlich ist in 5 ein Gargerät 1''' im Ausschnitt dargestellt. Ein Messstutzen 15''' tritt durch eine Seitenwand 23''' in einen Innenraum 3''' ein. Innerhalb des Innenraums 3''' ist ein Trennblech 31''' angeordnet. Der Messstutzen 15''' tritt so in den Innenraum 3''' ein, dass eine Öffnung des Messstutzens 15''' und damit ein zweiter Messpunkt in einen Staubereich des ohnehin in dem Innenraum 3''' vorhandenen Trennblechs 31''' angeordnet ist. Neben diesem Trennblech 31''', welches ein erstes Objekt darstellt, ist ein zusätzliches Prallblech 19''', welches ein zweites Objekt darstellt, angeordnet. Durch diesen Aufbau wird im Bereich der Seitenwand 21''', des Trennblechs 31''' und des Prallblechs 19''' wiederum eine „Eck-Situation“ geschaffen, so dass der Messstutzen 15''' in einem Staubereich für die durch ein nicht dargestelltes Lüfterrad umgewälzte Garraumatmosphäre angeordnet ist.
• Die in der vorangehenden Beschreibung, in den Figuren und den Ansprüchen dargestellten und beschriebenen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination wesentlich für die Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen sein.
• Bezugszeichenliste

1, 1', 1'', 1'''

Gargerät

3, 3'''

Innenraum

5

Lüfterrad

7

Drehachse

9

Messtutzen

10

Öffnung

11

Druckmesseinrichtung

13, 13', 13''

Garraumeck

15, 15', 15'', 15'''

Messtutzen

17

Druckmesseinrichtung

19, 19', 19'', 19'''

Prallblech

21

Öffnung

23, 23', 23'', 23'''

Seitenwand

25, 25', 25'', 25'''

Seitenwand

27'

Gaswärmetauscher

29''

Wärmetauscherrohr

31'''

Trennblech

Claims (13)

1. Verfahren zum Ermitteln des Anteils einer Gaskomponente in einem sich zumindest teilweise in einem Innenraumraum (3, 3', 3'', 3''') eines Nahrungsmittelbehandlungsgeräts (1, 1', 1'', 1''') befindlichen Gasgemisches, wobei in dem Innenraum (3, 3', 3'', 3''') mittels einer ersten Einrichtung (5) eine Strömung des Gasgemisches erzeugt wird, eine Druckdifferenz in dem Gasgemisch zwischen zumindest einem ersten Messpunkt (10), der in einer ersten definierten Lage relativ zu der ersten Einrichtung (5) angeordnet wird, und zumindest einem zweiten Messpunkt (21), der von dem ersten Messpunkt (10) beabstandet in einer zweiten definierten Lage relativ zu der ersten Einrichtung (5) angeordnet wird, bestimmt wird und mit Hilfe der Druckdifferenz der Anteil der Gaskomponente bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messpunkt (10) und der zweite Messpunkt (21) in Positionen angeordnet werden, in denen die Strömung des Gasgemisches so gering ist, dass der dynamische Druckanteil gegenüber dem statischen Druckanteil vernachlässigbar ist und/oder das Gasgemisch in dem ersten Messpunkt (10) und dem zweiten Messpunkt (21) keine Strömungsgeschwindigkeit aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Druckdifferenz ein erster Druck in dem ersten Messpunkt (10) und ein zweiter Druck in dem zweiten Messpunkt (21) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gasgemisch mittels der ersten Einrichtung in den Innenraum einströmt und/oder mittels der ersten Einrichtung (5) ein Wirbel in dem in dem Innenraum (3, 3', 3'', 3''') befindlichen Gasgemisch generiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messpunkt (10) und/oder der zweite Messpunkt (21) im Bereich einer Drehachse (7) der ersten Einrichtung (5) in einem Staubereich des Gasgemisches, der bezüglich der Strömungsrichtung des Gasgemisches vor einem ersten Objekt (19, 19', 19'', 19''') liegt, und/oder in einem Strömungsschattenbereich eines zweiten Objektes, der bezüglich der Strömungsrichtung des Gasgemisches hinter dem zweiten Objekt liegt, angeordnet wird bzw. werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes Objekt und/oder als zweites Objekt zumindest eine erste Seitenwand des Innenraumes, zumindest ein Schnittpunkt zumindest einer zweiten Seitenwand (23, 23', 23'', 23''') des Innenraumes (3, 3', 3'', 3''') und zumindest einer dritten Seitenwand (25, 25', 25'', 25''') des Innenraumes (3, 3', 3'', 3'''), zumindest ein Prallblech (15, 15', 15'', 15''') und/oder zumindest ein Luftleitblech (31''') verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des Anteils der Gaskomponente die Bestimmung der Dichte des Gasgemisches die Bestimmung zumindest einer Temperatur des Gasgemisches und/oder die Bestimmung eines Massenstroms umfasst.
7. Vorrichtung zur Ermittlung des Anteils einer Gaskomponente in einem sich zumindest teilweise in einem Innenraum (3, 3', 3'', 3''') eines Nahrungsmittelbehandlungsgeräts (1, 1', 1'', 1''') befindlichen Gasgemisches umfassend eine erste Einrichtung (5) zur Erzeugung einer Strömung in dem Gasgemisch, zumindest eine Druckmessvorrichtung zur Bestimmung einer Druckdifferenz in dem Gasgemisch zwischen einem ersten Messpunkt (10), der in einer ersten definierten Lage relativ zu der ersten Einrichtung (5) angeordnet ist, und einem zweiten Messpunkt (21), der von dem ersten Messpunkt (10) beabstandet in einer zweiten definierten Lage relativ zu der ersten Einrichtung (5) angeordnet ist, und zumindest eine Auswerteeinrichtung, die zur Bestimmung des Anteils der Gaskomponente basierend auf der Druckdifferenz eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messpunkt (10) und der zweite Messpunkt (21) so in dem Innenraum (3, 3', 3'', 3''') positioniert sind, dass die Strömung des Gasgemisches in dem ersten Messpunkt (10) und dem zweiten Messpunkt (21) so gering ist, dass der dynamische Druckanteil gegenüber dem statischen Druckanteil vernachlässigbar ist und/oder das Gasgemisch in dem ersten Messpunkt (10) und dem zweiten Messpunkt (21) keine Strömungsgeschwindigkeit aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmessvorrichtung zumindest eine erste Druckmesseinrichtung (11) zur Bestimmung eines ersten Drucks in dem ersten Messpunkt (10) und/oder zumindest eine zweite Druckmesseinrichtung (17) zur Bestimmung eines zweiten Drucks in dem zweiten Messpunkt (21) umfasst, die erste Einrichtung (5) zumindest ein um eine erste Drehachse (7) drehbares Gebläserad, zumindest einen um die erste Drehachse drehbaren Rotor, zumindest eine Düse und/oder zumindest einen Ventilator umfasst, und/oder die Vorrichtung zumindest eine Temperaturmesseinrichtung zur Erfassung zumindest einer Temperatur des Gasgemisches umfasst.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Druckmesseinrichtung und die zweite Druckmesseinrichtung zumindest bereichsweise in einem ausgebildet sind, und/oder die Auswerteeinrichtung zur Bestimmung der Druckdifferenz zwischen dem ersten Druck und dem zweiten Druck eingerichtet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messpunkt (10) und/oder der zweite Messpunkt (21) im Bereich der ersten Drehachse (7) angeordnet ist bzw. sind und/oder die Vorrichtung zumindest eine erstes Objekt (19, 23, 25, 31''') und/oder zumindest ein zweites Objekt (19, 23, 25, 31''') umfasst, wobei der erste Messpunkt (10) und/oder der zweite Messpunkt (21) in einem Staubereich, der bezüglich der Strömungsrichtung des Gasgemisches vor dem ersten Objekt (19, 23, 25, 31''') liegt, und/oder in einem Strömungsschattenbereich des zweiten Objektes, der bezüglich der Strömungsrichtung des Gasgemisches hinter dem zweiten Objektes liegt, angeordnet ist bzw. sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Objekt und/oder das zweite Objekt zumindest eine erste Seitenwand des Innenraumes, zumindest einen Schnittpunkt zumindest einer zweiten Seitenwand (23, 23', 23'', 23''') des Innenraumes (3, 3', 3'', 3''') und zumindest einer dritten Seitenwand (25, 25', 25'', 25''') des Innenraumes (3, 3', 3'', 3'''), zumindest ein Prallblech (19, 19', 19'', 19''') und/oder zumindest ein Luftleitblech (31''') umfasst.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Objekt und/oder das zweite Objekt so ausgerichtet ist bzw. sind, dass das Gasgemisch entlang zumindest einer Flächennormalen des ersten Objektes und/oder des zweiten Objektes auf den ersten Messpunkt (10) und/oder den zweiten Messpunkt (21) trifft.
13. Nahrungsmittelbehandlungsgerät, in Form eines Gargeräts (1, 1', 1'', 1'''), umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12.

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