DE102012222939A1

DE102012222939A1 - Kombinationsherd mit Katalysator

Info

Publication number: DE102012222939A1
Application number: DE102012222939A
Authority: DE
Inventors: J. K. Raghavan; Thomas Wayne Rand; Joshua Paul Wittig; Nickolas W. Wagner
Original assignee: Alto Shaam Inc
Current assignee: Alto Shaam Inc
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2013-06-20
Also published as: CN103155960B; ITTO20121068A1; CN103155960A; US9683747B2; US20130152913A1

Abstract

Ein Kombinationsherd weist eine Katalysatorkammer auf, mit der ein Umgehungs-Teil der in der Kochkammer zirkulierenden Luft bei einer hohen Temperatur unter Verwendung eines Katalysators zum Aufbereiten von Kochdämpfen erhitzt und behandelt wird, ohne die gewünschte Kochtemperatur wesentlich zu erhöhen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Öfen bzw. Herde für den Betrieb im geschlossenen System und insbesondere einen Herd für kombiniertes Kochen mit Umluft und Dampf sowie mit katalytischer Behandlung von Kochdämpfen.
Bei gewerblichen Kochherden werden, wenn Speisen zubereitet werden, Kochdämpfe und -gerüche erzeugt, die üblicherweise mit Dunstabzugshauben abgeleitet werden, die Dämpfe und Gerüche unter Druck aus dem Gebäude ableiten. Unter bestimmten Umständen werden, wenn eine Abzugshaube nicht eingesetzt werden kann oder soll, diese Kochdämpfe, wie bekannt ist, unter Einsatz von Katalysatoren behandelt, die die Komponenten der Kochdämpfe in einem chemischen Katalyseprozess aufspalten.
Katalysatoren für diesen Zweck müssen normalerweise bei Temperaturen über 500° Fahrenheit arbeiten. In einigen Fällen können diese hohen Temperaturen durch die Herd-Heizelemente erzeugt werden, die sich in der Nähe der Katalysatoreinheit befinden, um die Katalysator-Substrate direkt zu erhitzen. In einigen Fällen und bei Konvektionsöfen bzw. -herden kann das Konvektionsgebläse die gleiche erhitzte Luft, wie sie beim Kochvorgang eingesetzt wird, durch die Katalysatoreinheit leiten, um diese Luft von Kochgerüchen zu reinigen.
Die hohen Temperaturen, die für den praktischen Katalysatorbetrieb erforderlich sind, sind mit vielen Niedrigtemperatur-Kochvorgängen nicht kompatibel, bei denen jedoch Kochdämpfe entstehen, die behandelt werden müssen. In diesem Fall besteht ein bekanntes Verfahren darin, einen Schornstein bzw. Abzug vorzusehen, der einen Katalysator und zusätzliche Heizeinrichtungen aufnimmt, mit denen der Katalysator und/oder die Abgase erhitzt werden/wird, um die Kochdünste zu reduzieren, bevor die heißen Abgase in einem Schornstein abgeleitet werden. Bei Ableitung über einen Schornstein wird das Problem gelöst, dass durch die erhitzten Gase die Innentemperatur des Herdes zu stark erhöht wird.
Bei Herden mit geschlossenem System, wie beispielsweise ”Kombinationsherden”, wird mit einer Kombination aus Umluft und Dampf gekocht und normalerweise der Kochraum abgedichtet, um Wärme und Feuchtigkeit zurückzuhalten und Energieeinsparung zu ermöglichen. Viele Speisen, die vorzugsweise mit Kombinationsherden zubereitet werden, werden bei Temperaturen gegart, die unter denjenigen liegen, die erforderlich sind, um die katalytische Wirkung des Katalysators aufrechtzuerhalten, jedoch bei Temperaturen, bei denen erhebliche Kochdünste und -gerüche erzeugt werden. Der Einsatz eines an einer Entlüftung angebrachten Katalysators würde die gewünschte Umgebungsabdichtung des Kombinationsherdes beeinträchtigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft ein Katalysatorsystem, das für Herde mit geschlossenem System, wie beispielsweise einen Kombinationsherd, geeignet ist, der Kochen bei einer Temperatur über den gesamten Bereich von Kochtemperaturen einschließlich Temperaturen ermöglicht, die niedriger sind als die gewünschte Katalysatortemperatur, während gleichzeitig eine Umgebungsabdichtung aufrechterhalten wird. Das System weist einen Umgehungs-Luftweg auf, mit dem nur ein Teil des Luftstroms in dem Herdhohlraum behandelt wird und diese behandelte Luft wieder in den Herdhohlraum zurückgeleitet wird. Der kleine Teil Luft, der für diesen Umgehungsbetrieb genutzt wird, ermöglicht Hochtemperaturbehandlung dieses Teils, ohne die Kochtemperatur des Herdes unnötig zu beeinflussen. Der Katalysator wird in einem thermische abgetrennten Gehäuse aufgenommen, das eine zusätzliche Heizeinrichtung enthält, die die Luft auf die Temperatur für den Katalysator erhitzt, und das eine Restwärmeangleichung ermöglicht, bevor die Luft in dem Ofenhohlraum zurückgeleitet wird. Die thermostatische Steuerung der Ofentemperatur gleicht die geringfügige Erwärmung durch die erhitzte Umgehungsluft aus.
Das heißt, die vorliegende Erfindung schafft einen Kombinationsherd mit einem Herdgehäuse, das einen Kochraum aufweist, und eine Tür hat, die Zugang zu dem Kochraum ermöglicht und den Kochraum abdichtet, wenn sich die Tür in einer geschlossenen Position befindet. Eine Konvektions-Heizanordnung steht mit dem Kochraum in Verbindung und enthält ein Konvektions-Heizelement, einen Dampferzeuger und ein Gebläse, das Konvektionsluft und Dampf auf einem ersten Weg in den Kochraum hinein und aus ihm heraus zirkulieren lässt. Eine Katalysatorkammer-Anordnung steht mit dem Kochraum in Verbindung, um Umgehungsluft auf einem zweiten Weg, der sich von dem ersten Weg unterscheidet, über die Katalysatorkammer in den Kochraum hinein und aus ihm heraus zu leiten, wobei die Katalysatorkammer ein Katalysatorelement, das die Umgehungsluft behandelt, und eine Umgehungs-Heizeinrichtung enthält, die die Umgehungsluft oder/und den Katalysator auf Katalyse-Aktivierungstemperatur erhitzt.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass Katalyse ermöglicht wird, mit der Dämpfe und Gerüche beim Zubereiten von Speisen verringert werden und die sich zum Einsatz in einem Kombinationsherd eignet, der für Zubereitung von Speisen bei hoher und niedriger Temperatur eingesetzt wird.
Das Konvektions-Heizelement und das Umgehungs-Heizelement können durch eine elektronische Steuereinrichtung gesteuert werden, die ein gespeichertes Programm ausführt, das zulässt, dass nur das Konvektions-Heizelement, nur das Umgehungs-Heizelement oder sowohl das Konvektions-Heizelement als auch das Umgehungs-Heizelement betrieben wird/werden.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform besteht daher darin, dass verbesserte Energieeffizienz ermöglicht wird, wenn keine Katalyse erforderlich ist.
Das Umgehungs-Heizelement kann durch die elektronische Steuereinrichtung bei Auswahl eines vorprogrammierten Kochzyklus durch einen Benutzer über eine Benutzerschnittstelle, die mit der elektronischen Steuereinrichtung kommuniziert, automatisch aktiviert werden.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass automatisch der Katalyseprozess eingeleitet wird, wenn dies aus einem Kochprogramm als geeignet hergeleitet wird.
Als Alternative dazu kann das Umgehungs-Heizelement durch die elektronische Steuereinrichtung bei manueller Eingabe eines Koch-Parameters durch einen Benutzer über eine Benutzerschnittstelle, die mit der elektronischen Steuereinrichtung kommuniziert, aktiviert werden.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass durch den Benutzer in den automatischen Betrieb eingegriffen werden kann, wenn Katalysebetrieb als wünschenswert betrachtet wird.
Die Katalysatorkammer kann eine untere Wand aufweisen, die zu einer Öffnung in den Herdraum hinein nach unten abgeschrägt ist, um Kondensat oder andere Flüssigkeiten aus der Katalysatorkammer in den Herdraum abzuleiten.
Daher besteht ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung darin, dass eine separate Katalysatorkammer mit der erforderlichen Wärmeisolierung zum Einsatz bei Niedrigtemperatur-Kochen in einem Kombinationsherd geschaffen wird, die Anpassung an die sehr feuchte Atmosphäre eines Kombinationsherdes ermöglicht.
Die Öffnung kann auch einen Auslass für Umgehungsluft bilden.
Daher besteht ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung darin, dass Ableitung aus der Katalysatorkammer und Reinigung derselben erleichtert wird, indem der Ableitweg auf den Luftstromweg ausgerichtet wird, so dass die zwei Ströme einander verstärken.
Die Katalysatorkammer kann des Weiteren einen Abstandshalter enthalten, der den Katalysator oberhalb der unteren Wand trägt, so dass der Abstandshalter einen Strom von Flüssigkeit an der unteren Wand entlang ermöglicht.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass Wasseransammlung im Inneren des Katalysators verhindert wird, die Wirksamkeit oder Lebensdauer des Katalysators beeinträchtigt.
Das Konvektions-Heizelement und das Umgehungs-Heizelement können mittels einer Übertragung erhitzter Luft thermisch zueinander isoliert sein.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass unabhängige Steuerung des Katalyseprozesses ermöglicht wird, der für Niedrigtemperatur-Kochen erforderlich ist.
Die Konvektions-Heizanordnung kann durch eine erste Wand des Kochraums von dem Kochraum getrennt sein, und die Katalysatorkammer kann von dem Kochraum durch eine zweite Wand der Kochkammer getrennt sein, die eine andere Seite des Kochraums bildet.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass Verschiebung des Katalysators gegenüber der Heizanordnung möglich ist, um bessere unabhängige Steuerung und Raumausnutzung zu erzielen.
Die Katalysatorkammer kann eine erste und eine zweite Öffnung in den Kochraum hinein aufweisen, wobei sich die erste Öffnung bei Betrieb des Gebläses in einer Hochdruckzone des Kochraums befindet und sich die zweite Öffnung bei Betrieb des Gebläses in einer Niederdruckzone des Kochraums befindet, so dass Luft ohne ein spezielles Gebläse für die Katalysatorkammer durch die Katalysatorkammer strömt.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass Trennung der Katalysatorkammer von dem Gebläse ermöglicht wird, ohne dass ein spezielles Katalysator-Gebläse erforderlich ist.
Die Umgehungs-Heizeinrichtung kann in Bezug auf einen Strom der Umgehungsluft stromauf von dem Katalysatorelement angeordnet sein.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass die erforderlichen Katalysetemperaturen schnell und wirkungsvoll hergestellt werden.
Die Katalysatorkammer kann durch eine Sperre aus wärmeleitendem Metall von dem Herdraum getrennt sein.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass ein bestimmter Wärmeausgleich zwischen aus dem Katalysator austretenden Gasen und der Herdtemperatur ermöglicht wird, bevor die erhitzte Luft möglicherweise in der Nähe eines Lebensmittelerzeugnisses abgeleitet wird.
Das Umgehungs-Heizelement und das Katalysatorelement können in einem ersten Abschnitt der Katalysatorkammer, der kürzer ist als die Hälfte ihrer Länge zwischen einem Einlass und einem Auslass, zwischen der Katalysatorkammer und dem Kochraum angeordnet sein.
Ein Merkmal wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung besteht daher darin, dass verbesserter Wärmeaustausch für Temperaturangleichung der Umgehungsluft ermöglicht wird.
Diese speziellen Merkmale und Vorteile gelten möglicherweise nur für einige Ausführungsformen, die unter die Patentansprüche fallen, und definieren daher nicht den Schutzumfang der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine vereinfachte Perspektivansicht eines Kombinationsherdes in teilweise aufgeschnittener Darstellung, die im Einzelnen das Konvektionsgebläse, das erste Heizelement (beispielsweise einen Gas-Wärmetauscher oder ein elektrisches Heizelement), eine Katalysatorkammer, die einen Katalysator und Heizelemente aufnimmt, eine Steuerplatine und ein Bedienfeld zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm des Kombinationsherdes in 1, das Verbindung der Steuereinrichtung mit den verschiedenen Elementen des Kombinationsherdes zeigt;
3 ist ein Schnitt durch die Katalysatorkammer, die ihre abgeschrägte Ausrichtung zeigt;
4 ist eine vereinfachte, als Schnitt ausgeführte Draufsicht auf den Kombinationsherd, die relative Mengen von Umgehungsluft im Vergleich zu Konvektionsluft in dem Hauptraum des Herdes zeigt; und
5 ist ein Temperaturdiagramm, das Steuerung der Heizelemente des Katalysators in verschiedenen, mittels der Steuereinrichtung in 2 implementierten, Zubereitungsarten zeigt.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Ein geschlossener Herd 10 für den gewerblichen Einsatz, der sich zum Kochen mit Dampf und Umluft eignet, hat, wie unter Bezugnahme auf 1 zu sehen ist, ein Gehäuse 12, das einen Kochraum 14 aufweist, der zu einer Vorderseite des Gehäuses 12 hin offen ist. Der Kochraum 14 ist über eine Tür 16 zugänglich, die eine Glas-Sichtscheibe enthält, wobei die Tür 16 über ein Scharnier an einer vertikalen Seite des Kochraums 14 angebracht ist, um den Kochraum 14 bei Kochvorgängen dichtend zu verschließen. Der Verschluss kann durch eine Dichtung 15 verstärkt werden, die die von der Tür 16 abgedeckte Öffnung umgibt. Eine Verriegelungsanordnung 17 ermöglicht, dass die Tür 16 die Dichtung 15 zusammendrückt und in der abgeschlossenen Position gehalten oder freigegeben wird, so dass die Tür 16 geöffnet werden kann.
Ein Türsensor 29, beispielsweise ein Mikroschalter, kann ein Signal erzeugen, das anzeigt, ob die Tür 16 geöffnet oder geschlossen und durch die Verriegelungsanordnung 17 abgedichtet ist.
Des Weiteren befindet sich, wie unter Bezugnahme auf 2 ebenfalls zu sehen ist, im Inneren des Gehäuses 12 ein Konvektionsgebläse 18, das über eine Lochplatte 30 in Verbindung mit dem Kochraum 14 steht und einen Luftstrom 24 über ein Konvektions-Heizelement 20 (schematisch dargestellt) in den Kochraum 14 leitet und damit Wärme zum Zubereiten von Speisen in dem Kochraum 14 bereitstellt. Das Konvektions-Heizelement 20 kann ein elektrisches Heizelement sein, so beispielsweise eine oder mehrere Windung/en eines Heizelementes vom Typ Calrod^TM, oder ein Wärmetauscher, der Wärme von einer Gasflamme oder dergleichen erhält.
Das Konvektions-Heizelement 20 stellt des Weiteren Wärme für die Erzeugung von Dampf bereit, der durch eine Wasserdüse 19 erzeugt wird, die von einem Ventil 32 gesteuert wird, und der normalerweise auf das Gebläse 18 und einen Teil des Konvektions-Heizelementes 20 nahe an dem Gebläse 18 auftrifft. Herde dieses Typs können von dem Unternehmen Alto-Shaam Inc. (Menomonee Falls, Wisconsin) bezogen werden und sind allgemein in US-Patent 6,188,045 unter dem Titel ”Combination Oven with Three Stage Water Atomizer” beschrieben, das hiermit durch Verweis einbezogen wird.
Ein oder mehrere Wärmesensor/en 36, beispielsweise Widerstands-Temperaturmesser aus Platin oder Thermoelemente, können mit dem Kochraum 14 in Verbindung stehen, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das eine Temperatur in diesem Raum anzeigt.
Eine Katalysatorkammer 27, die sich an der Seite des Kochraums 14 befindet, kann über eine Eintrittsöffnung 44 und eine Austrittsöffnung 45, die durch eine Wand des Kochraums 14 und die an der Wand des Kochraums 14 angebrachte Katalysatorkammer 27 hindurch verlaufen, mit dem Kochraum in Verbindung stehen. In der Katalysatorkammer 27 sind Katalysatoreinheiten 46 aufgenommen, die Umgehungs-Heizeinrichtung 48 nachgelagert angeordnet sind, so dass Luft, die in die Eintrittsöffnung 44 strömt, die Umgehungs-Heizeinrichtung 48 passiert und dann durch die Katalysatoreinheiten 46 hindurchtritt und über die Austrittsöffnung 45 austritt.
Eine Steuerschaltung 21 in dem Gehäuse 12 kann ein elektronischer Computer oder Mikrocontroller sein, der Befehle von einem Bedienfeld 23 empfängt, das an der Vorderseite des Herdes 10 zugänglich ist und beispielsweise Membranschalter oder ein sogenanntes Touchpanel mit LCD-Display aufweist, die/das von einem Benutzer aktiviert werden können/kann. Die Steuerschaltung 21 ist, wie weiter unten ausführlicher erläutert, im Allgemeinen ein elektronischer Computer, der ein gespeichertes Programm ausführt, das in einem Speicher 25 vorhanden ist, um das Konvektions-Heizelement 20, das Gebläse 18, die Wasserdüse 19 und die Umgebungs-Heizeinrichtung 48 zu steuern und diese an- und abzuschalten, wie dies erforderlich ist, um ein bestimmtes Kochprogramm umzusetzen, das ebenfalls in dem Speicher 25 gespeichert sein kann. Das gespeicherte Programm liest Signale aus, die von den Wärmesensoren 36 und dem Türsensor 29 sowie von dem Bedienfeld 23 bezogen werden.
Der Kochraum 14 weist einen mittigen Ablass 22 auf, über den aufgefangenes Fett und Öl von einer in dem Kochraum 14 zubereiteten Speise ablaufen können. Der Ablass 22 kann mit einem Auffangbehälter 40 in Verbindung stehen, so beispielsweise einem Auffangbehälter (nicht dargestellt), um die Freisetzung von Kochdampf bei Druckanstieg in dem abgedichteten Kochraum 14 auf ein Minimum zu verringern, der durch die Ausdehnung der Luft und die Ausbildung von Dampf verursacht wird, die mit dem Kochvorgang einhergehen.
Die Seitenwände des Kochraums 14 können Rost-Auflageschienen 27 aufweisen, die Roste 38 aufnehmen, die offene Einschübe bilden, die vertikal beabstandet parallel angeordnet sind.
Im Allgemeinen können Speisen 42 auf die Roste 38 aufgelegt werden, um sie mittels strömender Luft 24 zu garen, die durch die geschweißte Drahtform der Roste 38 hindurchtritt.
Das Gehäuse 12 kann eine Isolierschicht 11 enthalten, die Kochraum 14 sowie das Gebläse 18, das Konvektions-Heizelement 20 und die Katalysatorkammer 27 umgibt, wobei eine Innenwand der letzteren gleichzeitig die Außenwand des Kochraums 14 ist und eingeschränkte Wärmeleitfähigkeit über die Metallplatten gegeben ist, die jeweils die Wände bilden.
Eine Eintrittsöffnung 44 der Katalysatorkammer 27 kann, wie unter Bezugnahme auf 3 und 4 zu sehen ist, beim Betrieb des Gebläses 18 bei normalem Kochen mit auf den Rosten 38 (nicht dargestellt) befindlichen Speisen 42 nahe an einer empirisch bestimmten Hochdruckzone 50 im Inneren des Kochraums 14 angeordnet sein. Die Austrittsöffnung 45 hingegen kann sich in der Nähe einer Zone 52 mit relativ niedrigem Druck befinden. Die Druckdifferenz bewirkt, dass Umgehungsluft 54 in die Eintrittsöffnung 44 angesaugt wird, an der Umgehungs-Heizeinrichtung 48 entlang sowie durch die Katalysatoreinheiten 46 hindurch strömt, deren Kanäle auf diesen Strom ausgerichtet sind. Die Umgehungsluft 54 tritt dann über die Austrittsöffnung 45 aus.
Die Umgehungs-Heizeinrichtung 48 kann beispielsweise aus einer oder mehreren Heizeinrichtung/en vom Typ Calrod^TM bestehen, die die Luft 54 in der Katalysatorkammer 27 erhitzt/erhitzen, um sie auf die Katalysator-Betriebstemperaturen zu bringen, die für die Katalysatoreinheiten 46 erforderlich sind (üblicherweise über 500° Fahrenheit). Dabei können die Umgehungs-Heizeinrichtungen 48 sowohl die Umgehungsluft 54 durch Wärmeleitung erhitzen als auch die Katalysatoreinheiten 46 durch Strahlung erhitzen.
Diese erhitzte Umgehungsluft 54 tritt dann durch die Katalysatoreinheiten 46 hindurch. Die Umgehungs-Heizeinrichtung 48 und die Katalysatoreinheiten 46 sind im Inneren der Katalysatorkammer 27 so verschoben, dass sie geringfügig näher an der Eintrittsöffnung 44 liegen als an der Austrittsöffnung 45, so dass ein stromab liegender Bereich 56 der Katalysatorkammer 27 entsteht, der einen gewissen Temperaturausgleich zwischen der Temperatur im Inneren des Kochraums 14 und der erhitzten Umgehungsluft 54 ermöglicht, bevor sie an Austrittsöffnung 45 abgeleitet wird. Dieser Ausgleich findet zwischen den gemeinsamen Metallwänden der Katalysatorkammer 27 und des Kochraums 14 statt. Im Allgemeinen ist der Stromab-Bereich größer als eine Hälfte der Länge der Katalysatorkammer 27, die durch ihre horizontale Ausdehnung zwischen Eintrittsöffnung 44 und Austrittsöffnung 45 bestimmt wird.
Vorzugsweise bestehen die Katalysatoreinheiten 46 aus einem Substrat aus Metall, das mit einem in der Technik bekannten katalytischen Material beschichtet ist. Zu bevorzugten Katalysatormaterialien gehören Materialien auf Basis von Edelmetallen, wie beispielsweise Materialien auf Basis von Palladium oder Platin/Palladium, wie diejenigen, die von Catalytic Combustion Corporation hergestellt werden. Die Substratschichten werden so bearbeitet, dass sie eine Reihe von Kanälen bilden, die im Allgemeinen parallel zu dem Strom der Umgehungsluft 54 sind. Die Anzahl von Kanälen pro Flächeneinheit kann in Abhängigkeit von dem gewünschten Volumen an Umgehungsluft 54, das durch die Katalysatorkammer 27 strömt, der Größe der Querschnittsfläche der Katalysatoreinheit 46 und des Maßes an Widerstand gegenüber Strom, der durch die Druckunterschiede zwischen Hochdruckzone 50 und Niederdruckzone 52 verursacht wird, von 40 bis 350 Kanäle/Quadratinch reichen. Der erforderliche Strom von Umgehungsluft 54 kann empirisch bestimmt werden, wird jedoch im Allgemeinen so sein, dass pro Minute eine Behandlung lediglich eines Teils der Luft in dem Kochraum 14 stattfindet. Wenn die erhitzte Umgehungsluft 54 durch die Katalysatoreinheiten 46 hindurchtritt, werden Kochdämpfe, die Rauch und Dampf (das heißt, flüchtige organische Verbindungen) enthalten, in dem zirkulierenden Luftstrom vollständiger zu CO₂ und H₂O oxidiert, um zu verhindern, dass Rauch wieder in dem Kochraum 14 zurückgeleitet, und aus diesem abgeleitet wird, wenn die Tür 16 offen ist, oder über geringe Mengen Abluft, die durch den Ablauf 22 gelangen. Der Katalyseprozess ist im Allgemeinen exotherm, so dass der Katalysator ebenfalls erwärmt wird.
Eine Bodenwand 64 der Katalysatorkammer 27 kann, wie unter Bezugnahme auf 3 zu sehen ist, um Winkel 60 in Bezug auf eine horizontale Achse 62 geneigt sein, so dass Kondensat 65 im Inneren der Katalysatorkammer 27 von selbst zu der Austrittsöffnung 45 hin abläuft. Dabei kann die Austrittsöffnung 45 nahezu bündig mit der Bodenwand 64 sein, so dass Wasser aus der Katalysatorkammer 27 in den Kochraum 14 ablaufen kann. Durch diese Neigung sind auch die Kanäle der Katalysatoreinheiten 46 geneigt, so dass Abfluss aus ihnen erleichtert wird. Die Katalysatoreinheiten 46 können an einem Abstandshalter 66 angeordnet sein, durch den sie von der Bodenwand 64 beabstandet werden, so dass der Abstandshalter den ungehinderten Strom von Flüssigkeit an der Bodenwand 64 entlang zwischen der Eintrittsöffnung 44 und der Austrittsöffnung 45 ermöglicht. Auf diese Weise können kondensierender Dampf, der beim Betrieb des Kombinationsherdes 10 entsteht und in der Katalysatorkammer 27 beim Abschluss des Betriebes des Herdes kondensiert, oder Reinigungs-Flüssigkeit bei einem Reinigungsvorgang, bei dem Reinigungsflüssigkeiten anstelle von Wasser aus der Wasserdüse 19 eingesetzt werden, leicht daraus ablaufen. Aus ähnlichen Gründen kann die Umgehungs-Heizeinrichtung 48 an der oberen Fläche der Katalysatorkammer 27 im Abstand zu der Bodenwand 64 angebracht sein, so dass sie frei von jeglichem Kondenswasser ist.
Die Umgehungsluft 54 weist, wie unter Bezugnahme auf 4 zu sehen ist, üblicherweise eine erheblich niedrigere Strömungsgeschwindigkeit auf als die Konvektions-Luftströme 57, die die Roste 38 durchlaufen, so dass die erhöhte Temperatur der Umgehungsluft 54 die Innentemperatur des Kochraums 14, die thermostatisch gesteuert wird, nicht zu stark beeinflusst. Es versteht sich, dass diese thermostatische Steuerung einen Teil der zusätzlichen Erwärmung des Kochraums 14 durch die Luft 54 ausgleicht. Vorteilhafterweise ist die Austrittsöffnung 45 der Katalysatorkammer 27 ein stark turbulenter Bereich des Kochraums 14, so dass etwaige überschüssige Wärme in diesem Bereich schnell über den gesamten Herd verteilt wird und damit eine im Wesentlichen ausgeprägte Verteilung der über die Austrittsöffnung 45 austretenden Wärme gewährleistet ist und Wärmestau-Stellen beseitigt werden. Des Weiteren ermöglicht eine wärmeleitende Wand zwischen der Katalysatorkammer 27 und dem Kochraum 14 einen gewissen Temperaturausgleich in dem stromab liegenden Bereich 56, so dass die Austrittstemperatur der Luft 54 reduziert wird.
Ein Programm in dem Speicher 25 der Steuerschaltung 21 kann, wie unter Bezugnahme auf 1 und 5 zu sehen ist, unabhängigen Betrieb der Heizelemente 20, die Steuerung der Temperatur des Kochraums 14 bewirken, und der Umgehungs-Heizeinrichtung 48 bei unterschiedlichen Zubereitungsarten bzw. Koch-Modi ermöglichen.
Normaler Betrieb der Katalysatoreinheiten 46 erfordert, dass eine Temperatur der Umgehungsluft 54 und/oder der Katalysatoreinheiten 46 über der Katalysatortemperatur 70 liegt, einer Temperatur, die über der Betriebstemperatur des Herdes 10 liegen kann.
Während eines Kombinationsherd-Modus bei niedriger Temperatur, in dem der Herd 10 in einem Temperaturbereich betrieben wird, der unterhalb einer Raucherzeugungstemperatur 76 (ungefähr 300° Fahrenheit) liegt, die eine Temperatur ist, bei der es zu erheblicher Rauchentwicklung kommt, kann die Steuereinheit 21 den Herd 10 ohne Aktivierung der Umgehungs-Heizeinrichtung 48 betreiben, so dass Energie gespart wird. Diese Betriebsart, die mit Zone 72 dargestellt ist, kann automatisch durch ein eingegebenes Kochprogramm bestimmt werden, das beispielsweise einen zeitlich definierten Satz von Temperaturen sowie wahlweise Zufuhr von Dampf vorgibt, die auf Zubereitung bestimmter Speisen 42 abgestimmt sind. Das spezielle Kochprogramm kann anhand von Daten identifiziert werden, die über das Bedienfeld 23 eingegeben werden. Als Alternative dazu kann dieser Modus mittels direkter Messung des Wärmesensors 36 bestimmt werden. In diesem Modus steuert die Steuerschaltung 21 das Konvektions-Heizelement 20 unter Verwendung des Wärmesensors 36 in einer Standard-Rückkopplungsschleife so, dass es eine vorgesehene Temperatur von Kochraum 14 erzeugt.
Ein interner Taktgeber (der Teil der Steuerschaltung 21 ist) bewirkt die erforderlichen Zeitübergange entsprechend dem Zubereitungsprogramm. Die Zufuhr von Dampf über das Steuerventil 32 kann nach Temperatur und/oder Zeit erfolgen. Die Umsetzung dieses Kochmodus erfordert Schließen und Abdichten der Tür 16, wie sie durch Türsensor 29 bestimmt werden.
In einem Koch-Modus mit höherer Temperatur, der ebenfalls über das eingegebene Kochprogramm oder den Wärmesensor 36 bestimmt wird und der Kochtemperaturen über der Rauchentstehungstemperatur 76, jedoch unterhalb der Katalysatortemperatur 70, bewirkt, wie dies mit Zone 78 angedeutet ist, kann die Steuerschaltung 21 die Umgehungs-Heizeinrichtung 48 so betreiben, dass die Luft, die durch die Katalysatorkammer 27 strömt, auf die Katalysatortemperatur 70 gebracht wird.
Es ist möglicherweise kein Betrieb der Umgehungs-Heizeinrichtung 48 bei extrem hohen Temperaturen erforderlich und die Temperatur von Kochraum 14 kann genutzt werden, um die Umgehungsluft 54 aufzuheizen.
Ein wahlweise vorhandener Wärmesensor (nicht dargestellt) kann in der Katalysatorkammer 27 vorhanden sein und Überwachung der Temperatur der Katalysatoreinheiten 46 ermöglichen, so dass in verschiedenen Betriebsstadien die Umgehungs-Heizeinrichtung 48 (beispielsweise durch Impuls-Betrieb) so gesteuert werden kann, dass nur die notwendige Ausgleichswärme bereitgestellt wird, die erforderlich ist, um die Umgehungsluft 54 und die Katalysatoreinheiten 46 auf die richtige Katalysetemperatur zu bringen.
Im vorliegenden Text werden bestimmte Begriffe lediglich für Bezugszwecke verwendet und dienen daher nicht der Einschränkung. Beispielsweise beziehen sich Begriffe, wie ”obere/r” ”untere/r”, ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”im Uhrzeigersinn” und ”entgegen dem Uhrzeigersinn” auf Richtungen in den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. Begriffe, wie beispielsweise ”vordere/r”, ”hintere/r”, ”rückwärtige/r”, ”unterste/r” und ”seitliche/r” beschreiben die Ausrichtung von Teilen der Komponente innerhalb eines gleichbleibenden, jedoch willkürlich gewählten Bezugrahmens, der unter Bezugnahme auf den Text und die dazugehörigen Zeichnungen deutlich wird, mit denen die betreffende Komponente beschrieben wird. Diese Terminologie kann die oben ausdrücklich angegebenen Wörter, Ableitungen derselben und Wörter ähnlicher Bedeutung einschließen. Desgleichen implizieren die Begriffe ”erste/r”, ”zweite/r” und andere derartige numerische Begriffe, die sich auf Strukturen beziehen, keine Abfolge bzw. Reihenfolge, sofern dies nicht eindeutig durch den Kontext angegeben ist.
Beim Einführen von Elementen oder Strukturen der vorliegenden Offenbarung und der beispielhaften Ausführungsformen sollen die Artikel ”eine/e/r”, ”der/die/das” sowie ”der/die/das erwähnte” bedeuten, dass eines dieser Elemente oder Merkmale oder mehrere davon vorhanden sind. Die Begriffe ”umfassen”, ”enthalten” und ”aufweisen” sind einschließend zu verstehen und bedeuten, dass zusätzliche Elemente oder Merkmale neben den ausdrücklich angegebenen vorhanden sein können. Des Weiteren versteht sich, dass die Verfahrensschritte, Prozesse und Vorgänge, wie sie hier beschrieben sind, nicht so zu interpretieren sind, dass ihre Ausführung in der speziellen erläuterten oder dargestellten Reihenfolge erforderlich ist, sofern sie nicht ausdrücklich als eine Reihenfolge der Ausführung angegeben sind. Es versteht sich des Weiteren, dass zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Bezugnahme auf eine Steuereinrichtung, einen Computer oder einen Prozessor oder Äquivalente derselben kann so verstanden werden, dass dies eine oder mehrere Computervorrichtung/en einschließt, die Mikroprozessoren, FPGA (field programmable gate arrays) und anwendungsspezifische integrierte Schaltungen enthalten, die Zustandserkennungs-Logik implementieren können und die in lokalen und/oder verteilten Umgebungen kommunizieren können und daher so konfiguriert sein können, dass sie über Kabel- oder Funkverbindungen mit anderen Prozessoren kommunizieren, wobei dieser eine Prozessor bzw. die mehreren Prozessoren so konfiguriert sein kann/können, dass er/sie in einer oder mehreren prozessorgesteuerten Vorrichtung/en arbeitet/arbeiten, die gleichartige oder verschiedene Vorrichtungen sein können. Des Weiteren kann Bezugnahme auf Speicher, sofern nicht anders angegeben, ein oder mehrere Speicherelement/e, das/die von Prozessor gelesen werden kann/können bzw. auf das/die diese zugreifen können, und/oder Komponenten einschließen, die in die prozessorgesteuerte Vorrichtung integriert sind, außerhalb der prozessorgesteuerten Vorrichtung vorhanden sind, und auf die über ein Kabel- oder Funknetzwerk zugegriffen werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6188045 [0042]

Claims

Kombinationsherd, der umfasst: ein Herdgehäuse, das einen Kochraum aufweist und eine Tür hat, die Zugang zu dem Kochraum ermöglicht und den Kochraum abdichtet, wenn sich die Tür in einer geschlossenen Position befindet; eine Konvektions-Heizanordnung, die mit dem Kochraum in Verbindung steht und ein Konvektions-Heizelement, einen Dampferzeuger sowie ein Gebläse aufweist, das Konvektionsluft und Dampf auf einem ersten Weg in den Kochraum hinein und aus ihm heraus zirkulieren lässt; und eine Katalysatorkammer-Anordnung, die mit dem Kochraum in Verbindung steht, um Umgehungsluft auf einem zweiten Weg, der sich von dem ersten Weg unterscheidet, über die Katalysatorkammer in den Kochraum hinein und aus ihm heraus zu leiten, wobei die Katalysatorkammer ein Katalysatorelement, das die Umgehungsluft behandelt, sowie eine Umgehungs-Heizeinrichtung enthält, die die Umgehungsluft oder/und den Katalysator auf eine Katalyse-Aktivierungstemperatur erhitzt.
Kombinationsherd nach Anspruch 1, wobei das Konvektions-Heizelement und das Umgehungs-Heizelement durch eine elektronische Steuereinrichtung gesteuert werden, die ein gespeichertes Programm ausführt, das zulässt, dass nur das Konvektions-Heizelement, nur das Umgehungs-Heizelement oder sowohl das Konvektions-Heizelement als auch das Umgehungs-Heizelement betrieben wird/werden.
Kombinationsherd nach Anspruch 2, wobei das Umgehungs-Heizelement bei Auswahl eines vorprogrammierten Koch-Zyklus durch einen Benutzer über eine Benutzerschnittstelle, die mit der elektronischen Steuereinrichtung kommuniziert, automatisch aktiviert wird.
Kombinationsherd nach Anspruch 2, wobei das Umgehungs-Heizelement durch die elektronische Steuereinrichtung bei manueller Eingabe eines Koch-Parameters durch einen Benutzer über eine Benutzerschnittstelle, die mit der elektronischen Steuereinrichtung kommuniziert, aktiviert wird.
Kombinationsherd nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorkammer eine untere Wand aufweist, die zu einer Öffnung in den Herdraum hinein nach unten abgeschrägt ist, um Kondensat oder andere Flüssigkeiten aus der Katalysatorkammer in den Herdraum abzuleiten.
Kombinationsherd nach Anspruch 5, wobei die Öffnung auch einen Auslass für Umgehungsluft bildet.
Kombinationsherd nach Anspruch 5, wobei die Katalysatorkammer des Weiteren einen Abstandshalter enthält, der den Katalysator oberhalb der unteren Wand trägt, so dass der Abstandshalter einen Strom von Flüssigkeit an der unteren Wand entlang ermöglicht.
Kombinationsherd nach Anspruch 1, wobei das Konvektions-Heizelement und das Umgehungs-Heizelement mit Ausnahme einer Übertragung erhitzter Luft thermisch gegeneinander isoliert sind.
Kombinationsherd nach Anspruch 1, wobei die Konvektions-Heizanordnung durch eine Wand des Kochraums von dem Kochraum getrennt ist und die Katalysatorkammer von dem Kochraum durch eine zweite Wand des Kochraums getrennt ist, die eine andere Seite des Kochraums bildet.
Kombinationsherd nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorkammer eine erste und eine zweite Öffnung in den Kochraum hinein aufweist, sich die erste Öffnung bei Betrieb des Gebläses in einer Hochdruckzone des Kochraums befindet und sich die zweite Öffnung bei Betrieb des Gebläses in einer Niederdruckzone des Kochraums befindet, so dass Luft ohne ein spezielles Gebläse für die Katalysatorkammer durch die Katalysatorkammer strömt.
Kombinationsherd nach Anspruch 1, wobei die Umgehungs-Heizeinrichtung in Bezug auf den Strom der Umgehungsluft stromauf von dem Katalysatorelement angeordnet ist.
Kombinationsherd nach Anspruch 1, wobei die Katalysatorkammer durch eine Sperre aus wärmeleitendem Metall von dem Herdraum getrennt ist.
Kombinationsherd nach Anspruch 10, wobei das Umgehungs-Heizelement und das Katalysatorelement in einem ersten Abschnitt der Katalysatorkammer, der kürzer ist als die Hälfte ihrer Länge zwischen einem Einlass und einem Auslass, zwischen der Katalysatorkammer und dem Kochraum angeordnet sind.
Kombinationsherd nach Anspruch 1, wobei der Dampferzeuger eine steuerbare Wasserdüse umfasst, die Wasser auf das Gebläse oder/und das Konvektions-Heizelement ausstößt.
Verfahren zum Kochen unter Einsatz eines Herds eines Typs, der aufweist: ein Herdgehäuse, das einen Kochraum aufweist und eine Tür hat, die Zugang zu dem Kochraum ermöglicht und den Kochraum abdichtet, wenn sich die Tür in einer geschlossenen Position befindet; eine Konvektions-Heizanordnung, die mit dem Kochraum in Verbindung steht und ein Konvektions-Heizelement, einen Dampferzeuger sowie ein Gebläse aufweist, das Konvektionsluft und Dampf auf einem ersten Weg in den Kochraum hinein und aus ihm heraus zirkulieren lässt; und eine Katalysatorkammer-Anordnung, die mit dem Kochraum in Verbindung steht, um Umgehungsluft auf einem zweiten Weg, der sich von dem ersten Weg unterscheidet, über die Katalysatorkammer in den Kochraum hinein und aus ihm heraus zu leiten, wobei die Katalysatorkammer ein Katalysatorelement, das die Umgehungsluft behandelt, sowie eine Umgehungs-Heizeinrichtung enthält, die die Umgehungsluft oder/und den Katalysator auf eine Katalyse-Aktivierungstemperatur erhitzt; und eine elektronische Steuereinrichtung, die ein gespeichertes Programm ausführt, das zulässt, dass nur das Konvektions-Heizelement, nur das Umgehungs-Heizelement oder sowohl das Konvektions-Heizelement als auch das Umgehungs-Heizelement betrieben wird/werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Empfangen von Befehlen von einem Benutzer, der aus Kochprogrammen auswählt, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie in erheblichem Umfang Kochdämpfe erzeugen oder nicht in erheblichem Umfang Kochdämpfe erzeugen; b) Betreiben der Konvektions-Heizanordnung, so dass sie eine gewünschte Koch-Umgebung in dem Kochraum entsprechend dem Kochprogramm erzeugt; c) Betreiben der Umgehungs-Heizeinrichtung, so dass sie erhitzte Luft in der Katalysatorkammer nur bei Kochprogrammen erzeugt, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie in erheblichem Umfang Kochdämpfe erzeugen.