DE102013114066A1

DE102013114066A1 - Gebläserad, Gargerät und Garverfahren

Info

Publication number: DE102013114066A1
Application number: DE102013114066.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Girstenbrei; Thomas Tils
Original assignee: Topinox SARL
Current assignee: Topinox SARL
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gebläserad (1) für ein Gargerät mit einer Welle (4), die mit einer Antriebseinheit zum Rotieren des Gebläserads und einer Quelle von elektromagnetischen Wellen und/oder einer Empfangseinheit für elektromagnetische Wellen verbindbar ist, zumindest einem Wellenleiter (12, 13) für elektromagnetische Wellen, und zumindest einer mit dem zumindest einen Wellenleiter (12, 13) verbundenen Antenne (10, 11). Ebenso betrifft die Erfindung ein Gargerät mit zumindest einem solchen Gebläserad (1) und ein Garverfahren für solch ein Gargerät.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gebläserad für ein Gargerät, ein Gargerät mit zumindest einem solchen Gebläserad und ein Garverfahren für solch ein Gargerät.
Die EP 2 230 882 A1 offenbart einen Mikrowellenofen mit einer Mikrowellenquelle zur Abstrahlung von Mikrowellen in einen Gebläseraum, in dem ein Gebläserad angeordnet ist, das mit mindestens einer elektromagnetisch resonanten Struktur versehen ist, so dass bei Rotation des Gebläserads Mikrowellenenergie absorbiert und re-emittiert werden kann. Die Abstrahlung der Mikrowellenenergie von dem Gebläserad ist dabei nicht sehr effizient.
Aus der DE 10 2012 006 578 A1 ist ein Verfahren zum Garen von Gargut in einem Gargerät bekannt, bei dem zusätzlich zu einer Heizvorrichtung eine Hochfrequenzstrahlungsquelle vorgesehen ist, die Hochfrequenzstrahlung in einen Garraum einstrahlt, und mittels einer Erfassungsvorrichtung reflektierte Hochfrequenzstrahlung empfangen wird, um auf der Basis der empfangenen Hochfrequenzstrahlung charakteristische Parameter des Garguts erkennen zu können und in Abhängigkeit von diesen Parametern ein Garprogramm modifizieren zu können. Bei dem charakteristischen Parameter kann es sich um die Größe des Garguts, die Art des Garguts und/oder die Anordnungen des Garguts im Garraum handeln.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gebläserad für ein Gargerät zu liefern, über das effizient elektromagnetische Wellen in einen Garraum aussendbar sind und auch reflektierte elektromagnetische Wellen empfangen werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Gebläserad für ein Gargerät mit einer Welle, die mit einer Antriebseinheit zum Rotieren des Gebläserads und einer Quelle von elektromagnetischen Wellen und/oder einer Empfangseinheit für elektromagnetische Wellen verbindbar ist, zumindest einem Wellenleiter für elektromagnetische Wellen, und zumindest einer mit dem zumindest einen Wellenleiter verbundenen Antenne.
Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Welle einen Hohlleiter als ersten Wellenleiter umfasst, der Hohlleiter sich durch eine Trägerplatte des Gebläserads erstreckt, auf zumindest einer einem Garraum in einem Gargerät zugewandten Seite der Trägerplatte Schaufeln zum Umwälzen von Garraumatmosphäre bei Rotation des Gebläserads angeordnet sind, und der Hohlleiter auf der Seite der Schaufeln mit der zumindest einen Antenne verbunden ist, entweder direkt oder unter Zwischenschaltung zumindest eines zweiten Wellenleiters.
Mit der Erfindung wird dabei vorgeschlagen, dass jeder zweite Wellenleiter längs der Trägerplatte verläuft, vorzugsweise von einem Mittelpunkt zu einem Umfangsbereich bei einer rondenartigen Trägerplatte, und/oder eine Vielzahl von zweiten Wellenleitern vorgesehen ist, die sich radial erstrecken.
Ausführungsformen der Erfindung können dadurch gekennzeichnet sein, dass eine Vielzahl von Antennen vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Antennen symmetrisch oder unsymmetrisch auf dem Gebläserad verteilt sind, und/oder vorzugsweise die Antennen mit gleicher oder unterschiedlicher Polarisationen verwendbar sind.
Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest eine erste Antenne axial elektromagnetische Wellen aussendet und/oder empfängt und/oder zumindest eine zweite Antenne radial elektromagnetische Wellen aussendet und/oder empfängt, und/oder eine gerade Anzahl von, insbesondere zweiten, Antennen vorgesehen ist, von denen vorzugsweise die eine Hälfte elektromagnetische Wellen gedrehter Polarisation relativ zur anderen Hälfte der Antennen aussendet und/oder empfängt, und/oder zwischen zwei Schaufeln zumindest ein, insbesondere zweite, Antenne angeordnet ist.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß, dass jede Antenne eine Hornantenne ist.
Mit der Erfindung wird auch ein Gargerät mit einem Garraum, einer Steuer- oder Regeleinrichtung, einer Anzeigeeinrichtung, einer Eingabeeinrichtung, zumindest einer Antriebseinrichtung, zumindest einer Quelle von elektromagnetischen Wellen, zumindest einer Empfangseinheit für elektromagnetische Wellen und zumindest einem erfindungsgemäßen Gebläserad nach einem der vorangehenden Ansprüche geliefert.
Solch ein Gargerät kann gekennzeichnet sein durch eine Heizeinreichung, eine Feuchtigkeitszufuhreinrichtung, eine Feuchtigkeitsabfuhreinrichtung, eine Druckerzeugseinrichtung und/oder zumindest eine Messeinrichtung und eine Garraumtür oder einen Garraumdeckel.
Dabei wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Messeinrichtung die zumindest eine Empfangseinheit umfasst oder mit ihr verbunden ist, um reflektierte elektromagnetische Wellen aufzunehmen.
Mit der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Steuer- oder Regeleinrichtung mit der zumindest einen Empfangseinrichtung oder der Messeinrichtung und der zumindest einen Antriebseinrichtung und der zumindest einen Quelle zur Bestimmung zumindest einer ersten Größe zu einer Garraumbelegung mit Gargut, einer zweiten Größe zum Gargut in dem Garraum, wie zu seiner Art, seinem Kaliber, seinem Anfangszustand, seinem Garzustand und/oder seinem Garverhalten, und/oder einer dritten Größe zu einem Garverlauf im Garraum verbunden ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest zwei Gebläseräder, insbesondere jeweils in Verbindung mit einer Antriebseinrichtung, zumindest einer Quelle von elektromagnetischen Wellen und/oder zumindest einer Empfangseinheit für elektromagnetische Wellen, vorgesehen sind, die vorzugsweise unterschiedlich betreibbar sind, wie mit unterschiedlicher Taktung und/oder Drehgeschwindigkeit der Rotation und/oder Einspeisung und/oder Empfang elektromagnetischer Wellen.
Die Erfindung liefert auch ein Garverfahren für ein erfindungsgemäßes Gargerät, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest eine erste Größe zu einer Garraumbelegung mit Gargut, eine zweite Größe zum Gargut in dem Garraum, wie zu seiner Art, seinem Kaliber, seinem Anfangszustand, seinem Garzustand und/oder seinem Garverhalten, und/der eine dritte Größe zu einem Garverlauf im Garraum bestimmt und angezeigt und/oder zum Führen eines Garprozesses genutzt und/oder gespeichert wird bzw. werden.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Taktung und/oder Drehgeschwindigkeit jedes Gebläserads und/oder die Taktung, Frequenz, Amplitude und/oder Polarisation der in jedes Gebläserad eingespeisten und/oder von jeder Antenne ausgesandten elektromagnetischen Welle eingestellt wird, vorzugsweise in Abhängigkeit von zumindest einem Gargut im Garraum und/oder zumindest einem im Garraum ablaufenden Garprozess.
Weiterhin wird erfindungsgemäß noch vorgeschlagen, dass die Frequenz jeder elektromagnetischen Welle zwischen 1 und 300 GHz, vorzugsweise zwischen 24 und 78 GHz, gewählt wird.
Schließlich wird mit der Erfindung auch vorgeschlagen, dass zumindest zeitweise ein erstes Gebläserad zum Aussenden elektromagnetischer Wellen und ein zweites Gebläserad zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen betrieben wird.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass elektromagnetische Wellen, insbesondere Radar, durch ein Gebläserad in einen Garraum eingespeist werden können und somit die Ankopplung insbesondere an Gargut im Garraum je nach Gebläseradstellung variiert. Diese Eigenschaft kann man sich beim Auswerten von vom Gargut reflektierter elektromagnetischer Wellen zunutze machen, nämlich zur Optimierung einer Garguterkennung und/oder Überwachung eines Garverlaufs im Garraum.
Durch Drehung des Gebläserads können nahezu alle Moden elektromagnetischer Wellen im Garraum angeregt beziehungsweise nach Empfang reflektierter elektromagnetischer Wellen ausgewertet werden. Zu diesem Zweck können mehrere Antennen, die symmetrisch oder auch unsymmetrisch auf dem Gebläserad angeordnet sind, zum Einsatz kommen. Das Ein- und Ausspeisen der elektromagnetischen Energie erfolgt dabei erfindungsgemäß über einen Hohlleiter in der Antriebswelle des Gebläserads und die Abstrahlung in den Garraum vorzugsweise über Hornantennen. Hornantennen zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine besonders gute Ankopplung an einen Freiraum bieten sowie für einen hohen Frequenzbereich vergleichsweise einfach herstellbar sind.
Eine symmetrische Anordnung von Antennen ist gegenüber einer unsymmetrischen Anordnung vorteilhaft, da sie beim Rotieren des Gebläserads eine größere Variantenvielfalt zulässt. Zur Steigerung der Feldvariationen der elektromagnetischen Energie im Garraum können auch einige Antennen mit gedrehter Polarisation betrieben werden.
Wenn man mehrere erfindungsgemäße Gebläseräder nutzt, so kann man diese jeweils als sendende und empfangende Einheit nutzen. Somit eröffnet sich bei zwei oder mehr Gebläserädern eine sehr große Matrix an Möglichkeiten, die wiederum den aus den reflektierten Wellen erhaltbaren Informationsgehalt erhöht, insbesondere Informationen mit höherer Raumauflösung bereitstellen. Verschiedene Gebläseräder können auch gleichzeitig bei unterschiedlicher Frequenz arbeiten.
Besonders vorteilshaft ist es, einen Frequenzbereich von 24 bis 78 GHz zu nutzen, da dies den Einsatz kostengünstiger Rardarsysteme, wie sie beispielsweise in der Automobilindustrie bereits zum Einsatz kommen, ermöglicht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen im Einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
1 eine perspektivische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Gebläserads und
2 eine perspektivische Rückansicht des Gebläserads von 1.
Ein erfindungsgemäßes Gebläserad 1 ist in den 1 und 2 dargestellt und weist in üblicher Weise eine Ronde 2 mit darauf angeordneten Schaufeln 3 und eine Welle 4 auf. Beim Einsatz solch eines Gebläserads 1 in einem nicht gezeigten Gargerät weisen die Schaufeln 3, wie üblich, zu einem Garraum und die Welle 4 erstreckt sich durch ein Gehäuse des Garraums, um außerhalb des Garraums mit einer Antriebseinrichtung verbunden zu sein. Erfindungswesentlich ist nun, dass die Welle 4 auch dem Führen elektromagnetischer Wellen dient, und zwar von einer nicht gezeigten Quelle zu Antennen 10, 11 und von den Antennen 10, 11 nach Reflexion im Garraum, insbesondere an Gargut im Garraum, zu einer nicht gezeigten Empfangseinheit für elektromagnetische Wellen. Die Welle 4 fungiert also als Hohlleiter 12 und mündet sowohl in eine Antenne 10 als auch weitere Wellenleiter 13 im Mittelpunkt der Ronde 2. Die weiteren Wellenleiter 13 erstrecken sich von dem Mittelpunkt zum Umfang der Ronde 2, um in die weiteren Antennen 11 zu münden. Die Antennen 10, 11 sind dabei als Hornantennen ausgebildet.
Das Gebläserad 1 kann in einem Gargerät zum Einsatz kommen, in dem Gargut durch Beaufschlagung mit Hitze, Dampf und/oder Mikrowellen zubereitet wird.
Über die Auswertung der reflektierten elektromagnetischen Wellen läßt sich eine erste Größe zu einer Garraumbelegung, eine zweite Größe zum Gargut selbst und/oder eine dritte Größe zu einem Garverlauf ermitteln. Hat der Garraum beispielsweise eine Vielzahl von Garraumzonen, so läßt sich über die erste Größe bestimmen, welche Garraumzone mit Gargut belegt ist. Die zweite Größe ermöglicht die Bestimmung der Art, des Kalibers, des Anfangszustands, wie frisch oder gefroren, des Garzustands sowie auch des Garverhaltens des Garguts. Über die dritte Größe lassen sich Informationen über den Verlauf eines Garprozesses im Garraum ermitteln. All diese Informationen können in an sich bekannter Weise zur Optimierung der Garqualität beim Führen von Garprozessen genutzt werden.
Der Informationsgehalt, der aus reflektierten elektromagnetischen Wellen bestimmt werden kann, hängt von einer Vielzahl von Parametern ab, die insbesondere bestimmt sind durch die Anzahl und die Anordnung der Antennen, die Anzahl der Gebläseräder, die Einspeisung der elektromagnetischen Wellen in jedes Gebläserad und die Rotation jedes Gebläserads ab. Durch die große Anzahl veränderbarer Parameter wird ein großes Spektrum an Auswertungsmöglichkeiten geliefert. Dies wiederum sichert eine hohe Genauigkeit beziehungsweise Auflösung an Informationen zum Gargut und Garverlauf.
Die Auswertungsvielfalt, die mit einem erfindungsgemäßen Gebläserad beziehungsweise in einem erfindungsgemäßen Gargerät beziehungsweise für ein erfindungsgemäßes Garverfahren vorliegt, und zwar ohne den Einsatz eines in ein Gargut einzuführenden Kerntemperaturfühlers, sowie auch die vergleichsweise geringen Herstellungskosten bei Einsatz gängiger Radarsysteme führt dazu, dass mit der Erfindung eine hohe Garqualität auf kostengünstige Weise gewährleistet werden kann.
Die in der voranstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Gebläserad
2: Ronde
3: Schaufel
4: Welle
10: Hornantenne
11: Hornantenne
12: Hohlleiter
13: Wellenleiter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2230882 A1 [0002]
DE 102012006578 A1 [0003]

Claims

Gebläserad (1) für ein Gargerät mit einer Welle (4), die mit einer Antriebseinheit zum Rotieren des Gebläserads und einer Quelle von elektromagnetischen Wellen und/oder einer Empfangseinheit für elektromagnetische Wellen verbindbar ist, zumindest einem Wellenleiter (12, 13) für elektromagnetische Wellen, und zumindest einer mit dem zumindest einen Wellenleiter (12, 13) verbundenen Antenne (10, 11).
Gebläserad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (4) einen Hohlleiter als ersten Wellenleiter (12) umfasst, der Hohlleiter sich durch eine Trägerplatte (2) des Gebläserads (1) erstreckt, auf zumindest einer einem Garraum in einem Gargerät zugewandten Seite der Trägerplatte (2) Schaufeln (3) zum Umwälzen von Garraumatmosphäre bei Rotation des Gebläserads (1) angeordnet sind, und der Hohlleiter auf der Seite der Schaufeln (3) mit der zumindest einen Antenne (10, 11) verbunden ist, entweder direkt oder unter Zwischenschaltung zumindest eines zweiten Wellenleiters (13).
Gebläserad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder zweite Wellenleiter (13) längs der Trägerplatte (2) verläuft, vorzugsweise von einem Mittelpunkt zu einem Umfangsbereich bei einer rondenartigen Trägerplatte (2), und/oder eine Vielzahl von zweiten Wellenleitern (13) vorgesehen ist, die sich radial erstrecken.
Gebläserad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Antennen (10, 11) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Antennen (10, 11) symmetrisch oder unsymmetrisch auf dem Gebläserad (11) verteilt sind, und/oder vorzugsweise die Antennen (10, 11) mit gleicher oder unterschiedlicher Polarisation verwendbar sind.
Gebläserad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Antenne (10) axial elektromagnetische Wellen aussendet und/oder empfängt und/oder zumindest eine zweite Antenne (11) radial elektromagnetische Wellen aussendet und/oder empfängt, und/oder eine gerade Anzahl von, insbesondere zweiten, Antennen (11) vorgesehen ist, von denen vorzugsweise die eine Hälfte elektromagnetische Wellen gedrehter Polarisation relativ zur anderen Hälfte der Antennen aussendet und/oder empfängt, und/oder zwischen zwei Schaufeln (3) zumindest ein, insbesondere zweite, Antenne (11) angeordnet ist.
Gebläserad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antenne (10, 11) eine Hornantenne ist.
Gargerät mit einem Garraum, einer Steuer- oder Regeleinrichtung, einer Anzeigeeinrichtung, einer Eingabeeinrichtung, zumindest einer Antriebseinrichtung, zumindest einer Quelle von elektromagnetischen Wellen, zumindest einer Empfangseinheit für elektromagnetische Wellen und zumindest einem Gebläserad (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Gargerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Heizeinreichung, eine Feuchtigkeitszufuhreinrichtung, eine Feuchtigkeitsabfuhreinrichtung, eine Druckerzeugseinrichtung und/oder zumindest eine Messeinrichtung und eine Garraumtür oder einen Garraumdeckel.
Gargerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung die zumindest eine Empfangseinheit umfasst oder mit ihr verbunden ist, um reflektierte elektromagnetische Wellen aufzunehmen.
Gargerät nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- oder Regeleinrichtung mit der zumindest einen Empfangseinrichtung oder der Messeinrichtung und der zumindest einen Antriebseinrichtung und der zumindest einen Quelle zur Bestimmung zumindest einer ersten Größe zu einer Garraumbelegung mit Gargut, einer zweiten Größe zum Gargut in dem Garraum, wie zu seiner Art, seinem Kaliber, seinem Anfangszustand, seinem Garzustand und/oder seinem Garverhalten, und/oder einer dritten Größe zu einem Garverlauf im Garraum verbunden ist.
Gargerät nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Gebläseräder (1), insbesondere jeweils in Verbindung mit einer Antriebseinrichtung, zumindest einer Quelle von elektromagnetischen Wellen und/oder zumindest einer Empfangseinheit für elektromagnetische Wellen, vorgesehen sind, die vorzugsweise unterschiedlich betreibbar sind, wie mit unterschiedlicher Taktung und/oder Drehgeschwindigkeit der Rotation und/oder Einspeisung und/oder Empfang elektromagnetischer Wellen.
Garverfahren für ein Gargerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Größe zu einer Garraumbelegung mit Gargut, eine zweite Größe zum Gargut in dem Garraum, wie zu seiner Art, seinem Kaliber, seinem Anfangszustand, seinem Garzustand und/oder seinem Garverhalten, und/der eine dritte Größe zu einem Garverlauf im Garraum bestimmt und angezeigt und/oder zum Führen eines Garprozesses genutzt und/oder gespeichert wird bzw. werden.
Garverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktung und/oder Drehgeschwindigkeit jedes Gebläserads (1) und/oder die Taktung, Frequenz, Amplitude und/oder Polarisation der in jedes Gebläserad (1) eingespeisten und/oder von jeder Antenne (10, 11) ausgesandten elektromagnetischen Welle eingestellt wird, vorzugsweise in Abhängigkeit von zumindest einem Gargut im Garraum und/oder zumindest einem im Garraum ablaufenden Garprozess.
Garverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz jeder elektromagnetischen Welle zwischen 1 und 300 GHz, vorzugsweise zwischen 24 und 78 GHz, gewählt wird.
Garverfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass Zumindest zeitweise ein erstes Gebläserad zum Aussenden elektromagnetischer Wellen und ein zweites Gebläserad zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen betrieben wird.