DE102019202389A1 - Cooking device with steam treatment function - Google Patents
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Abstract
Ein Gargerät (1) mit Dampfbehandlungsfunktionalität weist einen Garraum (2), der mittels mindestens eines Garraum-Heizkörpers (3, 4) heizbar ist, und einen Verdampfer (9), in dem befindliches Wasser (W) mittels mindestens eines Verdampfer-Heizkörpers (10) heizbar ist, auf, wobei mindestens ein Garraum-Heizkörper (3, 4) und mindestens ein Verdampfer-Heizkörper (10) elektrisch parallel zueinander und elektrisch in Reihe zu einem mechanisch schaltenden Temperaturschalter (12) geschaltet sind. Ein Verfahren dient zum Betreiben eines Gargeräts (1) in Form eines Backofens mit Dampfbehandlungsfunktionalität, bei dem bei kombiniertem Backofenfen/Dampfbehandlungsbetrieb zunächst mindestens ein einen Garraum (2) heizender Garraum-Heizkörper und mindestens ein Verdampfer-Heizkörper (10) eines Verdampfers gemeinsam mittels eines mechanisch schaltenden Temperaturschalters, der eine Garraumtemperatur abfühlt, bestromt werden, und dann, wenn ein dem mindestens eine Verdampfer-Heizkörper (10) zugeordneter Temperaturbegrenzer (11) auslöst, der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper (10) stromlos geschaltet wird. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Backöfen mit Added-Steam-Betriebsart.A cooking appliance (1) with steam treatment functionality has a cooking space (2) which can be heated by means of at least one cooking space heating element (3, 4), and an evaporator (9) in which the water (W) is located by means of at least one evaporating heating element ( 10) is heatable, with at least one oven heating element (3, 4) and at least one evaporator heating element (10) being connected electrically in parallel to each other and electrically in series with a mechanically switching temperature switch (12). A method is used to operate a cooking appliance (1) in the form of an oven with steam treatment functionality, in which, in the case of a combined oven / steam treatment operation, at least one oven heating element heating a cooking space (2) and at least one evaporating heating element (10) of an evaporator together by means of a mechanically switching temperature switch that senses a cooking space temperature, and when a temperature limiter (11) assigned to the at least one evaporator heating element (10) is triggered, the at least one evaporator heating element (10) is de-energized. The invention is particularly advantageously applicable to ovens with an added steam operating mode.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einer Dampfbehandlungsfunktionalität, aufweisend einen Garraum, der mittels mindestens eines Garraum-Heizkörpers heizbar ist, und einen Verdampfer, in dem befindliches Wasser mittels mindestens eines Verdampfer-Heizkörpers heizbar ist, wobei mindestens ein Garraum-Heizkörper elektrisch in Reihe zu einem mechanisch schaltenden Temperaturschalter geschaltet ist. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Backöfen, die zur Durchführung von Garabläufen mit zusätzlicher Dampfzugabe („Added-Steam-Betriebsart“) eingerichtet sind.The invention relates to a cooking device with a steam treatment functionality, having a cooking space that can be heated by means of at least one cooking space heating element, and an evaporator in which water can be heated by means of at least one evaporating heating element, with at least one cooking space heating element being electrically connected in series a mechanically switching temperature switch is switched. The invention is particularly advantageously applicable to baking ovens which are set up to carry out cooking processes with additional steam (“added steam operating mode”).
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine konstruktiv besonders einfach umsetzbare, sichere und preiswerte Möglichkeit bereitzustellen, Dampf auf eine energieeffiziente und auf eine Gargutmenge abgestellte Art in einen Garraum einzugeben.It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and, in particular, to provide a safe and inexpensive way of introducing steam into a cooking chamber in an energy-efficient way that is tailored to a quantity of food.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.This object is achieved according to the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the description and the drawings.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Gargerät mit Dampfbehandlungsfunktionalität, aufweisend
- - einen Garraum, der mittels mindestens eines Heizkörpers (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „Garraum-Heizkörper“ bezeichnet) heizbar ist, und
- - einen Verdampfer, in dem befindliches Wasser mittels mindestens eines weiteren Heizkörpers (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „Verdampfer-Heizkörper“ bezeichnet) heizbar ist,
- - mindestens ein Garraum-Heizkörper und mindestens ein Verdampfer-Heizkörper elektrisch parallel zueinander geschaltet sind und elektrisch in Reihe zu einem mechanisch schaltenden Temperaturschalter geschaltet sind.
- - a cooking space that can be heated by means of at least one heating element (hereinafter referred to as “cooking space heating element” without loss of generality), and
- - an evaporator in which the water located can be heated by means of at least one further heating element (hereinafter referred to as "evaporator heating element" without loss of generality),
- - At least one oven heating element and at least one evaporator heating element are connected electrically in parallel to one another and are connected electrically in series with a mechanically switching temperature switch.
Durch dieses Gargerät wird der Vorteil erreicht, dass eine Steuerung, insbesondere Taktung, des Verdampfer-Heizkörpers ohne eigenständige oder dedizierte Platine bzw. Elektronik umsetzbar ist. Insbesondere kann so eine energieeffiziente und auf eine Gargutmenge abgestellte Dampferzeugung auch in einfachen und preiswerten Öfen umgesetzt werden, die zur Steuerung der Garraum-Heizkörper den mechanisch schaltenden Temperaturschalter (und nicht etwa eine Ansteuerelektronik) nutzen. Es können schon vorhandene Komponenten eines einfachen Backofens genutzt werden, so dass ein konstruktiver Zusatzaufwand gering gehalten wird.This cooking appliance has the advantage that a control, in particular timing, of the evaporator heating element can be implemented without an independent or dedicated circuit board or electronics. In particular, energy-efficient steam generation based on a quantity of food can also be implemented in simple and inexpensive ovens that use the mechanically switching temperature switch (and not, for example, control electronics) to control the cooking space heating elements. Existing components of a simple oven can be used, so that additional constructional expenditure is kept to a minimum.
Ein Garvorgang oder Garablauf mit zusätzlicher Dampfzugabe (auch als „Added Steam“ bezeichnet) teilt sich bei diesem Gargerät typischerweise in eine Aufheizphase und eine folgenden Regelphase auf.A cooking process or cooking sequence with additional steam (also referred to as "added steam") is typically divided into a heating phase and a subsequent control phase in this cooking appliance.
Dabei sind zuvor oder mit Beginn des Garvorgangs von dem Nutzer eine Dampfbetriebsart und eine Soll-Garraumtemperatur festgelegt worden. Die Wahl der Betriebsart umfasst z.B. eine Festlegung des während des Garvorgangs nutzbaren oder aktivierbaren mindestens einen Garraum-Heizkörpers. Ferner ist der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper zugeschaltet bzw. aktivierbar geschaltet.Before or at the start of the cooking process, the user specified a steam mode and a target cooking space temperature. The choice of the operating mode includes e.g. a definition of the at least one cooking space heating element that can be used or activated during the cooking process. Furthermore, the at least one evaporator heating element is switched on or switched to be activated.
Befindet sich eine Ist-Garraumtemperatur in dem Garraum unterhalb der Soll-Garraumtemperatur, ist der mechanisch schaltende Temperaturschalter für den mindestens einen ausgewählten Garraum-Heizkörper elektrisch leitend geschaltet, ansonsten elektrisch sperrend geschaltet. In anderen Worten entspricht ein Schaltpunkt des mechanisch schaltenden Temperaturschalters der Soll-Garraumtemperatur. Der mechanisch schaltende Temperaturschalter ist also ein bei einer vorgegebenen („Soll-“) Garraumtemperatur schaltender Temperaturschalter.If an actual cooking space temperature in the cooking space is below the set cooking space temperature, the mechanically switching temperature switch for the at least one selected cooking space heating element is switched to be electrically conductive, otherwise it is switched to be electrically blocking. In other words, a switching point of the mechanically switching temperature switch corresponds to the set cooking space temperature. The mechanically switching temperature switch is therefore a temperature switch that switches at a predetermined (“setpoint”) cooking space temperature.
Während der Aufheizphase liegt die Garraumtemperatur typischerweise unterhalb der Soll-Garraumtemperatur, z.B. auf Raumtemperatur. Daher werden dann die für die vorgegebene Betriebsart aktivierbaren Heizkörper (d.h., der mindestens eine ausgewählte Garraum-Heizkörper und der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper) durchgängig angesteuert, bis die Soll-Garraumtemperatur erreicht wird. Dabei wird der Garraum aufgeheizt und durch den Verdampfer Dampf erzeugt, mittels dessen der Garraum beaufschlagt wird. Da der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper in der Aufheizphase kontinuierlich bestromt wird, wird dann auch eine große Dampfmenge erzeugt. Dies ist vorteilhaft, da viele Gargüter zu Beginn eines Garvorgangs eine große Menge an Feuchtigkeit benötigen, damit ihre Oberfläche beispielsweise elastisch bleibt und nicht austrocknet. So wird z.B. bei Hefeteig eine Volumenzunahmen begünstigt. Da in der Aufheizphase sowohl der Garraum als auch das Gargut eine niedrige Temperatur aufweisen, kann sich der entstehende Dampf auf dem Gargut niederschlagen. Diese sogenannte Kondensschicht fördert beispielsweise auf einem Brotteigling die Maillard-Reaktion, durch welche eine Gebäckbräunung und ein Glanzeffekt unterstützt wird.During the heating phase, the cooking space temperature is typically below the target cooking space temperature, for example room temperature. Therefore, the radiators that can be activated for the specified operating mode (ie the at least one selected oven heating elements and the at least one evaporator heating element) continuously controlled until the target oven temperature is reached. The cooking space is heated up and steam is generated by the evaporator, by means of which the cooking space is acted upon. Since the at least one evaporator heating element is continuously energized in the heating phase, a large amount of steam is then also generated. This is advantageous because many items to be cooked require a large amount of moisture at the beginning of a cooking process so that their surface remains elastic, for example, and does not dry out. For example, yeast dough promotes an increase in volume. Since both the cooking space and the food are at a low temperature during the heating-up phase, the resulting steam can be deposited on the food. This so-called condensation layer promotes the Maillard reaction on a bread dough, for example, which promotes browning and a glossy effect.
Wird die Soll-Garraumtemperatur erreicht, geht die Aufheizphase in die Regelphase über. In der Regelphase wird durch den mechanisch schaltenden Temperaturschalter die Garraum-Heizkörper taktend betrieben, um die eingestellte Soll-Garraumtemperatur beizubehalten. Entsprechend wird auch der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper getaktet geschaltet und hält so einen Dampfnachschub aufrecht. Das Verhältnis der Leistung der Verdampfer-Heizkörper zu einer Leistung des mindestens einen aktivierten Garraum-Heizkörpers bestimmt die Dampfmenge, die während der Dampfphase erzeugt wird. In der Regelphase muss Gargut häufig nur noch fertig gebacken werden und benötigt daher nur noch eine geringere Dampfmenge.If the set cooking space temperature is reached, the heating-up phase changes to the control phase. In the control phase, the mechanically switching temperature switch operates the oven heating element in a clocked manner in order to maintain the set target oven temperature. Correspondingly, the at least one evaporator heating element is also switched clocked and thus maintains a supply of steam. The ratio of the output of the evaporator heating element to the output of the at least one activated cooking space heating element determines the amount of steam that is generated during the steam phase. In the control phase, food often only needs to be baked to completion and therefore only requires a smaller amount of steam.
Die energieeffiziente Dampferzeugung wird bedingt durch die konstruktive Auslegung des Gargeräts dadurch erreicht, dass eine größere zu erhitzende Menge an Gargut mehr Wärmeenergie zum Garen benötigt. Folglich wird durch die Regelung bzw. Taktung des Temperaturschalters die Einschaltdauer des Garraum-Heizkörpers im Vergleich zu geringeren Gargutmengen verlängert, um die eingestellte Soll-Garraumtemperatur zu erreichen und/oder zu halten. Dementsprechend wird auch proportional zur Gargutmenge mehr Dampf (mehr Feuchte) erzeugt, was ein Backergebnis verbessert. Umgekehrt wird bei einer geringeren Beladung des Backrohrs automatisch weniger Dampf erzeugt und somit Energie gespart. Es wird durch das Gargerät also vorteilhafterweise ein besonders gutes, sich automatisch an eine Gargutmenge anpassendes Garergebnis bei energieeffizienter Dampferzeugung erreicht, und zwar ohne, dass dazu eine aufwändige Elektronik benötigt wird.The energy-efficient steam generation is achieved due to the design of the cooking appliance in that a larger amount of food to be heated requires more heat energy for cooking. As a result, by regulating or clocking the temperature switch, the operating time of the cooking space heating element is lengthened in comparison to smaller quantities of food in order to achieve and / or maintain the set target cooking space temperature. Correspondingly, more steam (more moisture) is generated in proportion to the amount of food to be cooked, which improves the baking result. Conversely, if the oven is less loaded, less steam is automatically generated and thus energy is saved. The cooking appliance thus advantageously achieves a particularly good cooking result that automatically adapts to an amount of food to be cooked, with energy-efficient steam generation, without the need for complex electronics.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Gargerät ein Haushaltsgerät ist. Es ist eine Weiterbildung, dass das Gargerät ein Backofen, ein Mikrowellengerät oder eine Kombination davon ist. Der Backofen kann folglich in einer Weiterbildung neben der Dampfbehandlungsfunktionalität auch eine Mikrowellenfunktionalität aufweisen. Der Backofen kann eine Komponente eines Herds darstellen.It is a further development that the cooking appliance is a household appliance. It is a further development that the cooking device is an oven, a microwave device or a combination thereof. In a further development, the oven can consequently also have a microwave functionality in addition to the steam treatment functionality. The oven can be a component of a range.
Dass das Gargerät eine Dampfbehandlungsfunktionalität aufweist, umfasst insbesondere, dass das Gargerät mindestens eine Betriebsart oder Betriebseinstellung aufweist, bei welcher der Verdampfer während eines Garvorgangs zusammen mit mindestens einem Garraum-Heizkörper betreibbar ist oder dazu eingerichtet ist, so betrieben zu werden („Added Steam“-Betriebsart). Das Gargerät kann aber auch mindestens eine weitere Betriebsart aufweisen, bei welcher nur mindestens ein Garraum-Heizkörper betreibbar ist, d.h., ohne Nutzung des Verdampfers, ggf. aber mit aktivierter Mikrowellenfunktionalität, falls vorhanden. Das Gargerät kann auch eine reine Dampfbehandlungs-Betriebsart aufweisen, bei der nur der Verdampfer aktivierbar ist, aber kein Garraum-Heizkörper.The fact that the cooking appliance has a steam treatment functionality includes in particular that the cooking appliance has at least one operating mode or operating setting in which the evaporator can be operated during a cooking process together with at least one cooking space heating element or is set up to be operated in this way ("added steam") Operating mode). The cooking appliance can, however, also have at least one further operating mode in which only at least one cooking space heating element can be operated, i.e. without using the evaporator, but possibly with activated microwave functionality, if available. The cooking appliance can also have a pure steam treatment operating mode, in which only the evaporator can be activated, but no cooking space heating element.
Der Garraum wird von einer Garraumwandung begrenzt und weist eine typischerweise frontseitige Beschickungsöffnung auf. Ein Garraum-Heizkörper kann sich in dem Garraum oder außerhalb des Garraums hinter der Garraumwandung befinden.The cooking space is delimited by a cooking space wall and typically has a loading opening on the front. A cooking space heating element can be located in the cooking space or outside the cooking space behind the cooking space wall.
Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine Garraum-Heizkörper mindestens einen Heizkörper aus der Gruppe Unterhitze-Heizkörper, Oberhitze-Heizkörper, GrillHeizkörper und/oder Ring- oder Heißluft-Heizkörper umfasst, ist aber nicht darauf beschränkt. Eine Auslegung und ein (z.B. einzelner oder kombinierter) Betrieb solcher Heizkörper ist grundsätzlich bekannt und wird daher hier nicht weiter ausgeführt. Bestimmten Betriebsarten können bestimmte Garraum-Heizkörper oder Kombinationen davon fest zugeordnet sein. Alternativ kann ein Nutzer die während eines Garvorgangs zu nutzenden Garraum-Heizkörper individuell einstellen.It is a further development that the at least one oven heating element comprises at least one heating element from the group of lower heating elements, upper heating elements, grill heating elements and / or ring or hot air heating elements, but is not limited to them. The design and (e.g. individual or combined) operation of such radiators is known in principle and is therefore not discussed further here. Certain operating modes can be assigned certain cooking space heating elements or combinations thereof. Alternatively, a user can individually set the oven heating elements to be used during a cooking process.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Verdampfer ein außerhalb des Garraums angeordneter Verdampfer ist. Dies ergibt den Vorteil, dass eine von dem Verdampfer erzeugte Dampfmenge nur durch die Leistung des mindestens einen Verdampfer-Heizkörpers abhängt und praktisch nicht von der Garraumtemperatur. Durch den mindestens einen - vorteilhafterweise genau einen - Verdampfer-Heizkörper wird das in dem Verdampfer befindliche Wasser erhitzt und der dann entstehende Dampf in den Garraum eingeleitet. Der Verdampfer kann ein sog. Boiler oder ein Durchlauferhitzer sein. Jedoch kann der Verdampfer auch eine in dem Boden des Garraums eingebrachte Verdampferschale sein, welcher mindestens ein dedizierter Verdampfer-Heizkörper zugeordnet ist.It is a further development that the evaporator is an evaporator arranged outside the cooking chamber. This has the advantage that the amount of steam generated by the evaporator depends only on the output of the at least one evaporator heating element and practically not on the cooking space temperature. The water in the evaporator is heated by the at least one - advantageously exactly one - evaporator heating element and the steam that is then produced is introduced into the cooking space. The evaporator can be a so-called boiler or a flow heater. However, the evaporator can also be an evaporator tray which is introduced into the bottom of the cooking space at least one dedicated evaporator radiator is assigned.
Der mindestens eine Garraum-Heizkörper und der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper sind unterschiedliche Heizkörper, wobei der mindestens eine Garraum-Heizkörper nicht dazu vorgesehen ist, gezielt das Wasser in dem Verdampfer zu erhitzen, und der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper nicht dazu vorgesehen ist, gezielt den Garraum zu heizen.The at least one oven heating element and the at least one evaporator heating element are different heating elements, the at least one oven heating element not being intended to specifically heat the water in the evaporator, and the at least one evaporating heating element not being intended to to specifically heat the cooking space.
Der mindestens eine Garraum-Heizkörper, der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper und der Temperaturschalter sind insbesondere zwischen die gleichen Stromversorgungsleitungen geschaltet. Die Stromversorgungsleitungen können an einer Gleichspannung oder an einer Wechselspannung anliegen.The at least one oven heating element, the at least one evaporator heating element and the temperature switch are in particular connected between the same power supply lines. The power supply lines can be connected to a direct voltage or an alternating voltage.
Dadurch, dass der mindestens eine Garraum-Heizkörper und der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper jeweils elektrisch in Reihe zu dem mechanisch schaltenden Temperaturschalter geschaltet sind, wird insbesondere erreicht, dass bei ausgewählter Added-Steam-Betriebsart während eines Garvorgangs der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper nur dann bestromt oder eingeschaltet ist, wenn auch der ausgewählte mindestens eine Garraum-Heizkörper bestromt oder eingeschaltet ist. Eine Bestromung des mindestens einen Verdampfer-Heizkörpers für einen Zeitraum, bei dem kein Garraum-Heizkörper bestromt oder eingeschaltet ist, ist für die Added-Steam-Betriebsart nicht vorgesehen, insbesondere auch keine alternierende Bestromung oder Aktivierung.Because the at least one oven heating element and the at least one evaporator heating element are each electrically connected in series with the mechanically switching temperature switch, it is achieved in particular that, when the added steam operating mode is selected, the at least one evaporator heating element only during a cooking process is then energized or switched on when the selected at least one cooking space heating element is also energized or switched on. A current supply to the at least one evaporator heating element for a period of time during which no cooking chamber heating element is supplied with electricity or switched on is not provided for the added steam operating mode, in particular also no alternating current supply or activation.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Temperaturschalter ein Kapillarrohrschalter ist. Der Kapillarrohrschalter ist vorteilhafterweise preiswert und robust und zudem zur Temperaturregelung von Öfen durch temperaturabhängige Taktung der Garraum-Heizkörper bekannt und ausgereift. Die Bestromung des mindestens einen Verdampfer-Heizkörper kann also über einen Kapillarrohrschalter gesteuert werden, der sich in insbesondere preiswerten Öfen bereits üblicherweise befindet. Auf eine aufwändige - insbesondere eigenständige - Elektronik zum Betrieb, insbesondere zur Regelung, der Garraum-Heizkörper kann verzichtet werden. Der Kapillarrohrschalter weist auf grundsätzlich bekannte Weise ein Kapillarrohr auf, das einen zugehörigen elektrischen Schalter temperaturabhängig mechanisch schaltet. Dieser Schalter ist mit den Heizkörpern elektrisch in Reihe geschaltet. Das Kapillarrohr betätigt den Schalter bei der Soll-Garraumtemperatur, wobei sich die Soll-Garraumtemperatur auf grundsätzlich bekannte Weise einstellen lässt, z.B. durch ein nutzereinstellbares Drehgestänge. Der Nutzer kann dazu z.B. einen Drehknauf betätigen.It is an embodiment that the temperature switch is a capillary tube switch. The capillary tube switch is advantageously inexpensive and robust and is also known and well-engineered for regulating the temperature of ovens by means of temperature-dependent clocking of the oven heating elements. The energization of the at least one evaporator heating element can therefore be controlled via a capillary tube switch, which is already usually located in particularly inexpensive ovens. There is no need for complex - in particular independent - electronics for operating, in particular for regulating, the cooking space heating element. The capillary tube switch has, in a basically known manner, a capillary tube which mechanically switches an associated electrical switch as a function of temperature. This switch is electrically connected in series with the radiators. The capillary tube actuates the switch at the set cooking space temperature, the set cooking space temperature being able to be set in a basically known manner, e.g. through a user-adjustable rotating linkage. The user can e.g. operate a rotary knob.
Es ist eine Ausgestaltung, dass dem mindestens einen Verdampfer-Heizkörper ein Temperaturbegrenzer zugeordnet ist. So wird der Vorteil erreicht, dass eine Überhitzung des mindestens einen Verdampfer-Heizkörpers, z.B. aufgrund eines Leerlaufens bei verbrauchtem Wasser, und damit dessen Schädigung vermieden werden kann. Der Temperaturbegrenzer ist dazu ausgebildet, mit Erreichen einer vorgegebenen Grenztemperatur einen Stromfluss durch den mindestens einen Verdampfer-Heizkörper zu unterbrechen. Die Grenztemperatur liegt vorzugsweise oberhalb der Temperatur, bei der Wasser in dem Verdampfer siedet, z.B. 5°C, 10°C oder 20°C oberhalb dieser Temperatur.In one embodiment, a temperature limiter is assigned to the at least one evaporator heating element. This has the advantage that overheating of the at least one evaporator heating element, e.g. due to idling when water is used up, and thus its damage can be avoided. The temperature limiter is designed to interrupt a current flow through the at least one evaporator heating element when a predetermined limit temperature is reached. The limit temperature is preferably above the temperature at which water boils in the evaporator, e.g. 5 ° C, 10 ° C or 20 ° C above this temperature.
Bei Vorhandensein eine Temperaturbegrenzers kann die Regelphase gedanklich in eine Dampfphase und eine folgende Trocknungsphase unterteilt werden. Die Dampfphase ist bereits oben als die Regelphase beschrieben worden. In der Aufheizphase und in der Dampfphase befindet sich in der Regel so viel Wasser in dem Verdampfer, dass dieser nicht leerläuft. Wenn sich bei einem gewünschten Garzeitende noch ausreichend viel Wasser in dem Verdampfer befindet, wird der Garvorgang folglich noch während der Dampfphase beendet.If a temperature limiter is present, the control phase can be divided into a vapor phase and a subsequent drying phase. The vapor phase has already been described above as the control phase. In the heating phase and in the vapor phase there is usually enough water in the evaporator that it does not run dry. If there is still a sufficient amount of water in the evaporator at the desired end of the cooking time, the cooking process is consequently ended during the steam phase.
Dauert hingegen der Garvorgang so lang, dass das Wasser in dem Verdampfer verbraucht wird und ein Leerlauf des Verdampfers eintritt, geht die Dampfphase in die Trocknungsphase über. Während der Trocknungsphase wird der mindestens eine ausgewählte Garraum-Heizkörper analog zu der Dampfphase betrieben. Die Bestromung des mindestens einen Verdampfer-Heizkörpers wird hingegen durch eine Taktung des Strombegrenzers überlagert: mit Leerlauf steigt die Temperatur des mindestens einen Verdampfer-Heizkörpers aufgrund des fehlenden Wassers merklich an, und zwar auf oder über einen vorgegebenen Grenzwert des Temperaturbegrenzers. Dann wird der Temperaturbegrenzer ausgelöst und unterbricht eine Stromzufuhr zu dem mindestens einen Verdampfer-Heizkörper. Folgend kühlt der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper wieder unter die Grenztemperatur ab, wodurch der Temperaturbegrenzer wieder leitend schaltet, usw. Der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper wird somit in der Trocknungsphase nur noch bestromt, wenn sowohl der Temperaturschalter als auch der Temperaturregler stromleitend schalten. Gegen Ende des Garprozesses ist das komplette Wasser verdampft, was zur Verhinderung einer Bildung von Keimen usw. in dem Verdampfer vorteilhaft ist.If, on the other hand, the cooking process takes so long that the water in the evaporator is consumed and the evaporator is idling, the steam phase changes to the drying phase. During the drying phase, the at least one selected cooking space heating element is operated analogously to the steam phase. The energization of the at least one evaporator radiator, however, is superimposed by a clocking of the current limiter: when idling, the temperature of the at least one evaporator radiator increases noticeably due to the lack of water, to or above a predetermined limit value of the temperature limiter. Then the temperature limiter is triggered and interrupts a power supply to the at least one evaporator heating element. The at least one evaporator radiator then cools down again below the limit temperature, which means that the temperature limiter switches on again, etc. The at least one evaporator radiator is thus only energized in the drying phase if both the temperature switch and the temperature controller switch electrically. Towards the end of the cooking process, all of the water has evaporated, which is advantageous for preventing the formation of germs etc. in the evaporator.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Temperaturbegrenzer elektrisch in Reihe bzw. seriell zu dem zugehörigen Verdampfer-Heizkörper und insbesondere parallel zu dem mindestens einen Garraum-Heizkörper geschaltet ist. So wird eine besonders einfache elektrische Verschaltung ermöglicht. Wird der Temperaturbegrenzer mit Erreichen oder Überschreiten der Grenztemperatur geöffnet, wird der Stromfluss zu dem mindestens einen zugeordneten Verdampfer-Heizelement unterbrochen und dieses damit abgeschaltet. Dies ermöglicht einen besonders energieeffizienten Betrieb des Verdampfers.In one embodiment, the temperature limiter is connected electrically in series or in series with the associated evaporator heating element and in particular in parallel with the at least one cooking space heating element. This enables a particularly simple electrical connection. If the temperature limiter is opened when the limit temperature is reached or exceeded, the current flow to the at least one assigned evaporator heating element is interrupted and this is thus switched off. This enables particularly energy-efficient operation of the evaporator.
Weist der Verdampfer mehrere Verdampfer-Heizkörper auf, kann jedem der Verdampfer-Heizkörper ein eigener Temperaturbegrenzer zugeordnet sein. Alternativ kann ein einziger Temperaturbegrenzer elektrisch in Reihe mit allen Verdampfer-Heizkörpern geschaltet sein.If the evaporator has several evaporator radiators, each of the evaporator radiators can be assigned its own temperature limiter. Alternatively, a single temperature limiter can be electrically connected in series with all of the evaporator radiators.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Temperaturbegrenzer mit einem ersten Teil des mindestens einen Verdampfer-Heizkörpers elektrisch in Reihe geschaltet ist und mit einem zweiten Teil des mindestens einen Verdampfer-Heizkörpers elektrisch parallel geschaltet ist, so dass bei aktivierter Begrenzung des Temperaturbegrenzers nur der zweiten Teil bestrombar ist. Dadurch wird mit Erreichen der Grenztemperatur nicht der ganze Verdampfer-Heizkörper ausgeschaltet wird, sondern nur der erste Teil, so dass eine Heizleistung des Verdampfers sinkt, aber nicht auf Null abgeschaltet wird. Die reduzierte Leistung des Verdampfers ist vorteilhafterweise so dimensioniert, dass eine Beschädigung des Verdampfers vermieden wird.It is an embodiment that the temperature limiter is connected electrically in series with a first part of the at least one evaporator heater and is connected electrically in parallel with a second part of the at least one evaporator heater, so that when the temperature limiter limitation is activated, only the second part can be energized. As a result, when the limit temperature is reached, not the entire evaporator radiator is switched off, but only the first part, so that a heating output of the evaporator drops, but is not switched off to zero. The reduced power of the evaporator is advantageously dimensioned so that damage to the evaporator is avoided.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der Temperaturbegrenzer ein mechanisch schaltender Temperaturfühler ist, z.B. ein Bimetallschalter. Dieser lässt sich vorteilhafterweise einfach und preiswert umsetzen und stellt zudem einen genau definierten Schaltzeitpunkt bereit. Zudem wird so der Vorteil erreicht, dass häufig bereits vorhandene Überhitzungsschutzeinrichtungen genutzt werden können und auf einen dedizierten, mit einer Schaltelektronik verbundenen Temperatursensor verzichtet werden kann.It is an embodiment that the temperature limiter is a mechanically switching temperature sensor, e.g. a bimetal switch. This can advantageously be implemented simply and inexpensively and also provides a precisely defined switching time. In addition, the advantage is thus achieved that already existing overheating protection devices can often be used and a dedicated temperature sensor connected to switching electronics can be dispensed with.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Temperaturbegrenzer mindestens ein mit mindestens einem Verdampfer-Heizkörper elektrisch in Reihe geschaltetes PTC-Widerstandselement ist oder aufweist und/oder mindestens ein mit mindestens einem Verdampfer-Heizkörper elektrisch parallel geschaltetes NTC-Widerstandselement ist oder aufweist. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine graduelle Anpassung der Verdampferleistung an die Temperatur des mindestens einen Verdampfer-Heizkörpers. Das PTC-Widerstandselement oder Kaltleiter-Bauelement weist als Stromleiter PTC-Material auf, das eine merklich stärkere Temperaturabhängigkeit zeigt als üblicherweise eingesetztes metallisches Heizleitermaterial. Es ist also ein dediziert temperaturabhängiger Widerstand, der zu der Gruppe der Thermistoren zählt.It is a further development that the temperature limiter is or has at least one PTC resistance element connected electrically in series with at least one evaporator heater and / or is or has at least one NTC resistance element connected electrically in parallel with at least one evaporator heater. This advantageously enables a gradual adjustment of the evaporator output to the temperature of the at least one evaporator heating element. The PTC resistance element or PTC thermistor component has, as the current conductor, PTC material, which shows a noticeably stronger temperature dependence than the metallic heating conductor material that is usually used. So it is a dedicated temperature-dependent resistor that belongs to the group of thermistors.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper ein PTC-Heizkörper ist, d.h., dass dessen elektrisches Widerstandsheizelement(e) aus einem dedizierten PTC-Material besteht oder bestehen. So kann alternativ oder zusätzlich zu einem Vorsehen eines Temperaturbegrenzers eine graduelle Anpassung der Verdampferleistung an die Temperatur des mindestens einen Verdampfer-Heizkörpers erreicht werden („selbstregendes Heizelement“).In one embodiment, the at least one evaporator heating element is a PTC heating element, i.e. its electrical resistance heating element (s) consists or consist of a dedicated PTC material. As an alternative or in addition to providing a temperature limiter, a gradual adaptation of the evaporator output to the temperature of the at least one evaporator heating element can be achieved (“self-exciting heating element”).
PTC-Material weist einen positiven Temperaturkoeffizienten auf und leitet bei tiefen Temperaturen den elektrischen Strom besser als bei hohen Temperaturen. Das PTC-Material kann beispielsweise ein Material auf Keramikbasis mit nichtlinearem Widerstandsverlauf sein, z.B. Bariumtitanat.PTC material has a positive temperature coefficient and conducts electrical current better at low temperatures than at high temperatures. The PTC material can, for example, be a ceramic-based material with a non-linear resistance curve, e.g. Barium titanate.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Garraum-Heizkörper als ein Rohrheizkörper ausgebildet ist. So wird der Vorteil erreicht, dass besonders robuste und preiswerte Heizkörper eingesetzt werden. Es ist eine Weiterbildung, dass alle Garraum-Heizkörper als Rohrheizkörper ausgebildet sind. Jedoch kann mindestens ein Garraum-Heizkörper auch als aufgedruckter, aufgesprühter usw. Bandheizleiter ausgebildet sein, z.B. in Dickschicht-Technologie .It is an embodiment that at least one cooking space heating element is designed as a tubular heating element. This has the advantage that particularly robust and inexpensive radiators are used. It is a further development that all cooking space heating elements are designed as tubular heating elements. However, at least one cooking space heating element can also be designed as a printed, sprayed etc. band heating conductor, e.g. in thick-film technology.
Der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper kann z.B. als ein Rohrheizkörper, Bandheizleiter usw. ausgebildet sein.The at least one evaporator radiator can e.g. be designed as a tubular heater, band heating conductor, etc.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Gargerät als Backofen ausgebildet ist und einen mechanischen Wahlschalter, z.B. Drehschalter, zur Auswahl unter mehreren Backofenbetriebsarten aufweist, welche Backofenbetriebsarten sich durch unterschiedliche Zuschaltung oder Auswahl der Heizkörper unterscheiden. Dies unterstützt einen konstruktiv einfach umsetzbaren und preiswerten Aufbau des Gargeräts. Beispielsweise wird bei einer Wahl der Backofenbetriebsarten „Unterhitze“ nur der Unterhitze-Heizkörper aus der Gruppe der grundsätzlich verfügbaren Garraum-Heizkörper zugeschaltet bzw. bestrombar geschaltet. Die Stromkreise der anderen Garraum-Heizkörper werden oder bleiben dagegen unterbrochen bzw. stromlos geschaltet.It is an embodiment that the cooking device is designed as an oven and a mechanical selector switch, e.g. Rotary switch, for selecting among several oven operating modes, which oven operating modes differ by different connection or selection of the radiators. This supports an inexpensive construction of the cooking appliance that is easy to implement in terms of construction. For example, when selecting the “bottom heat” oven operating mode, only the bottom heat radiator from the group of basically available cooking space radiators is switched on or can be energized. The circuits of the other cooking space heating elements are or remain interrupted or de-energized.
Es ist eine Weiterbildung, dass mittels des mechanischen Wahlschalters mindestens eine Added-Steam-Betriebsart auswählbar ist, bei welcher der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper zugeschaltet ist. Alternativ können mittels des mechanischen Wahlschalters nur unterschiedliche Garraum-Heizkörper aktivierbar oder zuschaltbar sein, und eine Dampffunktionalität ist mittels eines weiteren Schalters, z.B. eines Kipp-, Tast- oder Drückschalters, zuschaltbar.In a further development, at least one added steam operating mode can be selected by means of the mechanical selector switch, in which the at least one evaporator heating element is switched on. Alternatively, only different oven heating elements can be activated or switched on by means of the mechanical selector switch, and steam functionality can be activated by means of a further switch, e.g. a toggle, push button or push switch, can be activated.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts, insbesondere Backofens, mit Dampfbehandlungsfunktionalität, bei dem bei kombiniertem Backofen/Dampfbehandlungsbetrieb
- - zunächst mindestens ein einen Garraum heizender Garraum-Heizkörper und mindestens ein Verdampfer-Heizkörper eines Verdampfers gemeinsam mittels eines mechanisch schaltenden Temperaturschalters, der eine Garraumtemperatur abfühlt, bestromt werden, und
- - dann, wenn ein dem mindestens eine Verdampfer-Heizkörper zugeordneter Temperaturbegrenzer auslöst, der mindestens eine Verdampfer-Heizkörper stromlos geschaltet wird.
- - First of all, at least one cooking chamber heating element that heats a cooking chamber and at least one evaporator heating element of an evaporator are supplied with current together by means of a mechanically switching temperature switch that senses a cooking chamber temperature, and
- - When a temperature limiter assigned to the at least one evaporator heater is triggered, the at least one evaporator heater is de-energized.
Das Verfahren kann analog zu dem Gargerät ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.The method can be designed analogously to the cooking appliance and has the same advantages.
Allgemein weist die vorliegende Erfindung den Vorteil auf, dass ein vorteilhafter Betrieb des Verdampfers in einer Added-Steam-Betriebsart in einem einfachen mechanischen Gargerät, insbesondere Backofen, ohne zusätzliche elektrisch oder mechanische Komponenten umsetzbar ist.In general, the present invention has the advantage that an advantageous operation of the evaporator in an added steam operating mode can be implemented in a simple mechanical cooking appliance, in particular an oven, without additional electrical or mechanical components.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
-
1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze eines Gargeräts in Form eines Backofens mit Dampfgarfunktionalität; -
2 zeigt einen Schaltplan oder Ersatzschaltbild zur Schaltung eines Garraum-Heizkörpers und eines Verdampfer-Heizkörpers in einer Added-Steam-Betriebsart; und -
3 zeigt ein Schaltdiagramm eines Verdampfers desBackofens aus 1 .
-
1 shows, as a sectional illustration in side view, a sketch of a cooking appliance in the form of an oven with steam cooking functionality; -
2 shows a circuit diagram or equivalent circuit diagram for switching a cooking space heater and an evaporator heater in an added steam mode; and -
3 shows a circuit diagram of an evaporator of the oven from1 .
Der Backofen
Der Backofen
Dem Verdampfer-Heizkörper
Zur Regelung einer Garraumtemperatur
Eine Elektronik zum Betreiben des Backofens
Der Garraum-Heizkörper
Der Verdampfer-Heizkörper
Der beispielhafte Added-Steam-Garvorgang beginnt zu einem Zeitpunkt
Da sich die Garraumtemperatur
Mit Erreichen der Soll-Garraumtemperatur
Da sich in der Aufheizphase
Wird das Wasser
In der Trocknungsphase
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.Of course, the present invention is not limited to the embodiment shown.
Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.In general, “a”, “one” etc. can be understood as a singular or plural number, in particular in the sense of “at least one” or “one or more” etc., unless this is explicitly stated excluded, e.g. by the expression "exactly one" etc.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.A number can also include exactly the specified number and a customary tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Backofenoven
- 22
- GarraumCooking space
- 33
- Unterhitze-HeizkörperBottom heat radiator
- 44th
- Oberhitze-HeizkörperTop heat radiator
- 55
- WahlschalterSelector switch
- 66th
- DrehknebelRotary knob
- 77th
- BeschickungsöffnungLoading opening
- 88th
- Türdoor
- 99
- VerdampferEvaporator
- 1010
- Verdampfer-HeizkörperEvaporator radiator
- 1111
- TemperaturbegrenzerTemperature limiter
- 1212
- KapillarrohrschalterCapillary tube switch
- DD.
- Dampfsteam
- D1D1
- TaktungsdiagrammTiming diagram
- LL.
- StromversorgungsleitungPower supply line
- NN
- StromversorgungsleitungPower supply line
- P1P1
- AufheizphaseHeating phase
- P2P2
- RegelphaseControl phase
- P2-1P2-1
- DampfphaseVapor phase
- P2-2P2-2
- TrocknungsphaseDrying phase
- R1R1
- Widerstandresistance
- R2R2
- Widerstandresistance
- tt
- Zeittime
- TT
- Temperaturtemperature
- TgDay
- GarraumtemperaturOven temperature
- TsTs
- Soll-GarraumtemperaturSet cooking space temperature
- TvTv
- Temperatur an dem Verdampfer-HeizkörperTemperature on the evaporator radiator
- TwTw
- GrenztemperaturLimit temperature
- WW.
- Wasserwater
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 0277337 A2 [0002]EP 0277337 A2 [0002]
- EP 2789923 A1 [0003]EP 2789923 A1 [0003]
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TR2020/02435A TR202002435A2 (en) | 2019-02-21 | 2020-02-18 | Cooker with steam treatment function. |
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---|---|
TR202002435A2 (en) | 2021-06-21 |
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