DE102021100948A1

DE102021100948A1 - Dampfgargerät

Info

Publication number: DE102021100948A1
Application number: DE102021100948.0A
Authority: DE
Inventors: Chia-Chi Chang; Chao-Yu Hung
Original assignee: Team Young Technology Co Ltd
Current assignee: Team Young Technology Co Ltd
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2021-08-05
Also published as: US11730301B2; TWI705782B; JP2021124278A; US20210235915A1; TW202130312A

Abstract

Ein Dampfgargerät (1), das einen Druckspeicher-Dampfkocher (10) und eine Dämpfzelle (20) enthält, wird offenbart. Der Druckspeicher-Dampfkocher (10) erhitzt flüssiges Wasser (L) und speichert einen Dampf (S) mit einem Druck zwischen dem 1,1- und 5,0-fachen des Atmosphärendrucks. Die Dämpfzelle (20) nimmt den Dampf (S) aus dem Druckspeicher-Dampfkocher (10) auf, um ein darin enthaltenes Lebensmittel (F) zu garen. Um die Temperatur einer Lebensmittelaufnahmekammer (22C) innerhalb der Dämpfzelle (20) von einer Raumtemperatur auf eine Gartemperatur zu erhöhen, wird eine Energiemenge WH1 von einer Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16) im Druckspeicher-Dampfkocher (10) verbraucht. Ein Lebensmittelaufnahmeraum (22C) innerhalb der Dämpfzelle (20) hat ein Volumen von V1. Das Dampfgargerät (1) erfüllt V1/WH1≥160. Die Gartemperatur liegt zwischen 101°C und 150°C und ist kleiner oder gleich der Temperatur des Dampfes (S), wenn der Dampf (S) aus dem Druckspeicher-Dampfkocher (10) ausgegeben wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung bezieht sich auf ein Dampfgargerät, insbesondere auf ein Dampfgargerät, das die Garzeit eines Lebensmittels effektiv reduziert.
HINTERGRUND
Bereits existierende Gargeräte wie Dampfkocher, Backöfen oder Heißdampföfen führen beim Garen der Lebensmittel oft dazu, dass die Lebensmittel trocken, verkohlt oder ungleichmäßig erhitzt werden. Der Grund dafür ist, dass wenn sich ein Heizgerät in dem Gargerät in einer Aufheizperiode bzw. -Phase befindet, die der Heizplatte oder der überhitzten bzw. Heißdampfdüse zugewandten Lebensmittel viel mehr Wärme bzw. Hitze erhalten als die anderen Teile der Lebensmittel, wodurch Teile der Lebensmittel trocken, verkohlt und ungleichmäßig erwärmt bzw. erhitzt werden und die Qualität der Lebensmittel möglicherweise nicht effektiv gesteuert werden kann.
Um das oben genannte Problem zu lösen, kann die Leistung der Heizplatte oder der Ausstoß des überhitzten Dampfes reduziert werden, um die Aufheizgeschwindigkeit der Dämpfkammer zu verlangsamen und eine gleichmäßige Temperatur in allen Teilen der Dämpfkammer zu erreichen. Am Beispiel von Fischfleisch zeigt sich jedoch, dass das Garen von Fischfleisch bei einer relativ niedrigen Temperatur über einen langen Zeitraum dazu führt, dass das Fleisch des Lebensmittels zäh wird. Wenn die Umgebungstemperatur in der Dämpfkammer langsam ansteigt, ist es außerdem schwierig, die Auswirkungen der Temperatur auf das Lebensmittel zu kontrollieren; daher ist für den Verbraucher zum gründlichen Garen des Lebensmittels in der Regel eine längere Garzeit erforderlich, was dazu führt, dass das Lebensmittel zu zäh wird.
Um das oben genannte Problem zu lösen, besteht ein bekanntes Verfahren darin, die Dampfkammer „vorzuheizen“ und die Kesseltür zum Einlegen der Lebensmittel erst dann zu öffnen, wenn die Temperatur der Dampfkammer die Gartemperatur erreicht hat, um die Auswirkungen auf die Lebensmittel während der Aufheizphase der Dampfkammer zu minimieren. Der Vorgang des „Vorheizens“ ist jedoch relativ kompliziert und für den Benutzer unbequem. Zudem, selbst falls die Dämpfkammer vorgeheizt wird, um die Auswirkungen auf die Lebensmittel während der Aufheizphase zu reduzieren, weist das heutige Hauptgarverfahren, bei dem Temperaturdiffusion zum langsamen Kochen der Lebensmittel genutzt wird, eine langsame Gar-Rate auf. Daher ist die gesamte Garperiode immer noch zu lang, was dazu führt, dass die Lebensmittel zu zäh werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, falls die Dämpfkammer schnell mit einer hohen Leistung aufgeheizt wird, die Lebensmittel wahrscheinlich trocken oder an der Oberfläche verkohlt sind oder ungleichmäßig erhitzt werden. Wird die Dämpfkammer dagegen mit einer niedrigen Leistung aufgeheizt, verlängert sich die Garzeit, was zu Schwierigkeiten bei der genauen Steuerung des Garvorgangs der Lebensmittel führt, und die Lebensmittel werden oft zu zäh. Auch falls die Dämpfkammer vorher „vorgeheizt“ wird, muss der Benutzer lange warten, und die Prozedur ist kompliziert, was leicht zu Verwirrung und Unannehmlichkeiten für den Benutzer führen kann. Derzeit gibt es kein existierendes Gargerät, das alle oben genannten Probleme überwinden kann.
Wie beispielsweise im Chinesischen Patent Nr. CN 202681613 U , „Energiesparender zirkulierender Dampfgarer“, offenbart, kommt der durch das Erhitzen von Wasser erzeugte Wasserdampf mit den Lebensmitteln in Kontakt und erhitzt diese. Bei diesem Vorrichtungstyp kann jedoch der Wasserdampf im gasförmigen Zustand aus verschiedenen Gründen während des Transportvorgangs leicht in flüssige Wassermoleküle umgewandelt werden, wodurch der Dampf wahrscheinlich einen Flüssigwasserfilm auf der Oberfläche des Lebensmittels bildet, was die Erhitzungseffizienz des Lebensmittels verringert und eine Erhöhung der Gargeschwindigkeit verhindert.
Ein anderer Typ von Dampfgarvorrichtungen ist beispielsweise eine Vorrichtung mit einer Hochtemperatur-Dampfgarfunktion, wie beispielsweise einen Heißdampfofen bzw. Ofen mit überhitztem Dampf, der oft zwei Funktionen beinhaltet: reines Dämpfen und Heißdampfdämpfen. Die reine Dampffunktion der meisten bekannten Heißdampföfen verschiedener Hersteller besteht darin, Wasserdampf mit atmosphärischen Dampfkochern (mit 1 Atmosphärendruck) zu erzeugen und den Wasserdampf direkt in den Dampfraum mit Atmosphärendruck abzugeben, um die Lebensmittel zu garen. Diese Funktion hat auch das Problem, dass sich ein flüssiger Wasserfilm auf den Lebensmitteln bildet. Andererseits wird bei der Heißdämpffunktion üblicherweise eine Heizeinheit verwendet, um den Dampf während des Transports des Wasserdampfs in die Dämpfkammer oder nach dem Eintritt des erzeugten Wasserdampfs in die Dämpfkammer weiter zu erhitzen, so dass der Dampf zu überhitzen Dampf bzw. Heißdampf wird. Zum Beispiel wird, wie im US-Patent Nr. US20070227364A1 „Steam Cooker“ offenbart, ein überhitzter Dampf verwendet, um den Zweck des „Dämpfens“ zu erreichen.‟
Die Temperatur des überhitzten Dampfes liegt jedoch oft über 200 °C. Wenn der überhitzte Dampf mit der Oberfläche des Lebensmittels in Berührung kommt, verdampft er schnell die Feuchtigkeit auf der Oberfläche des Lebensmittels, wodurch die Oberfläche des Lebensmittels trocken oder sogar verkohlt wird, was zu dem bereits erwähnten Problem des trockenen oder verkohlten Lebensmittels führt. Auch ein vorheriges „Vorheizen“ der Dämpfkammer führt unter Umständen nicht zu einem befriedigenden Gareffekt des Lebensmittels.
Darüber hinaus verwenden einige ähnliche Konstruktionen Hochdruck-Dampföfen, um einen Dampf mit einem Druck von einem Vielfachen des Atmosphärendrucks (beispielsweise dem 10-fachen des Atmosphärendrucks) zum Garen bereitzustellen. Die Hochdruck-Dampföfen verursachen jedoch ein hohes Sicherheitsrisiko, und die Kosten für die Hochdruck-Dampföfen sind aufgrund der Sicherheitsanforderungen deutlich gestiegen, was zu Schwierigkeiten bei der Produktpreisgestaltung führt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es im Stand der Technik kein Kochgerät gibt, mit dem mehrere Gerichte schnell gegart werden können und mit dem der Erhitzungsgrad und der Gareffekt der Lebensmittel genau gesteuert werden können, so dass die Garergebnisse der Lebensmittel genau reproduziert und gesteuert werden können, ohne dass ein Vorheizen, die Verwendung einer hohen Temperatur und eine Vergrößerung der Lebensmittelaufnahmekammer erforderlich sind. Die Offenbarung zielt darauf ab, die vorgenannten Kriterien zu erfüllen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Als Antwort auf die oben genannten Probleme wird in einer Ausführungsform der Offenbarung ein Dampfgargerät bereitgestellt, das schnell mehrere Gerichte kocht, den Erhitzungsgrad und den Gareffekt des Lebensmittels genau steuert und daher die Garergebnisse der Lebensmittel genau reproduzieren und steuern kann, ohne dass ein Vorheizen, die Verwendung einer hohen Temperatur und eine Vergrößerung der Lebensmittelaufnahmekammer erforderlich sind.
Anders als beim Stand der Technik, bei dem Hochleistungsheizplatten oder überhitzter Hochtemperaturdampf zum schnellen Aufheizen der Lebensmittelaufnahmekammer verwendet werden, wird bei dem Dampfgargerät der Offenbarung ein Hochdruckdampf, der latente Wärme enthält, zum Aufheizen der Lebensmittel verwendet. Auf diese Weise wird das Risiko vermieden, dass die Lebensmittel aufgrund des überhitzten Dampfes oder der Heizplatte trocken oder verkohlt werden, und da der Hochdruckdampf eine höhere Sättigungsdampftemperatur und eine schnellere Freisetzungsgeschwindigkeit hat, kann der Dampf die Dampfkammer des Dampfgarers schnell füllen und aufheizen, wenn der Dampf in die nahezu atmosphärische Lebensmittelaufnahmekammer eintritt, so dass die Aufheizrate der Lebensmittelaufnahmekammer in der Dampfkammer zu maximiert wird. In einer Ausführungsform der Offenbarung kann der Vorheizvorgang entfallen, und die Probleme, dass die Lebensmittel aufgrund der Hochtemperaturerwärmung trocken oder verkohlt werden und dass die Lebensmittel aufgrund der langsamen Erwärmung oder der schlechten Heizeffizienz schlecht gegart werden, können gelöst werden.
Um die vorgenannten und andere Zwecke, Merkmale und Vorteile der Offenbarung verständlich zu machen, werden im Folgenden beispielhafte Ausführungsformen, die von Zeichnungen begleitet werden, im Detail beschrieben. Jedoch sollte ein Fachmann mit gewöhnlichen Kenntnissen auf dem relevanten Gebiet der Offenbarung verstehen, dass diese detaillierten Beschreibungen und spezifischen Ausführungsformen der Offenbarung nur zur Veranschaulichung der Offenbarung dienen und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der Patentanmeldung der Offenbarung zu begrenzen.
Figurenliste

1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Dampfgargeräts gemäß einer bestimmten Ausführungsform der Offenbarung.
2 ist eine schematische Ansicht der relativen Positionen verschiedener Komponenten des Dampfgargeräts und einer Strömungsrichtung eines Wasserwegs gemäß einer bestimmten Ausführungsform der Offenbarung.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Druck-sammelnden bzw. Druckspeicher-Dampfkochers gemäß einer bestimmten Ausführungsform der Offenbarung.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Dämpfzelle gemäß einer bestimmten Ausführungsform der Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachfolgend sind beispielhafte Ausführungsformen entsprechend den Zeichnungen aufgeführt, um Komponenten, Funktionen und Auswirkungen eines Dampfgargeräts der Offenbarung zu veranschaulichen. Die Komponenten, Größen und Erscheinungen des Dampfgargeräts in den Zeichnungen veranschaulichen jedoch nur die technischen Merkmale der Offenbarung und schränken die Offenbarung nicht ein.
Bezugnehmend auf 1 bis 4 ist 1 ein Funktionsblockdiagramm einer Dampfgarvorrichtung bzw. eines Dampfgargeräts gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung; 2 ist eine schematische Ansicht der relativen Positionen verschiedener Komponenten des Dampfgargeräts und einer Strömungsrichtung eines Wasserpfades gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung; 3 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Druckspeicher-Dampfkochers gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung; und 4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Dämpfkabine bzw. einer Dämpfzelle gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
Zunächst sei angemerkt, dass sich ein Dampfgargerät 1 der Offenbarung im Allgemeinen auf alle Geräte bezieht, die elektrische Energie verbrauchen, um einen Dampf S zu erzeugen, und den Dampf S zum Garen eines Lebensmittels F verwenden. Das Dampfgargerät 1 der Offenbarung kann unabhängig in Form eines elektrischen Dampfkochers konfiguriert sein oder mit anderen Heizmitteln kombiniert werden, wie beispielsweise einer Mikrowellen-Elektrizitäts-Wärmeumwandlungseinheit, einer Heizplatte und so weiter, und dann in Form von Geräten wie einem multifunktionalen Heißdampfofen dargestellt werden.
Bevor ein Betriebsverfahren der Offenbarung beschrieben wird, wird der physische Aufbau des Dampfgargeräts 1 beschrieben. In dieser Ausführungsform ist das Dampfgargerät 1 ein elektrischer Dampfkocher, und eine Lebensmittelaufnahmekammer 22C davon muss nicht mit Mikrowellenheiz- oder Heizplattenheizfunktionen ausgestattet sein. Unter Bezugnahme auf 1 und 2 zusammen zeigen 1 und 2, dass das Dampfgargerät 1 zumindest Hauptkomponenten umfasst, einschließlich eines Druckspeicher-Dampfkochers 10, einer Dämpfzelle 20, eines Wasserversorgungsmoduls 30, eines Steuermoduls 40, eines Gehäuses 50, einer Kesseltür 60, eines Wassersammeltanks 80 und so weiter. Unter den genannten sind Einheiten, die nicht im Fokus der Offenbarung stehen, wie beispielsweise eine Stromversorgung, zweckmäßigerweise weggelassen, sollten aber in der Anwendung verwendet werden.
2 zeigt, dass das Wasserversorgungsmodul 30 so konfiguriert sein kann, dass es flüssiges Wasser L speichert und dem Druckspeicher-Dampfkocher 10 zuführt; der Druckspeicher-Dampfkocher 10 kann so konfiguriert sein, dass er das flüssige Wasser L erhitzt, um den Dampf S zu erzeugen und den Dampf S der Dämpfzelle 20 zuzuführen; und die Dämpfzelle 20 kann so konfiguriert sein, dass sie den vom Druckspeicher-Dampfkocher 10 bereitgestellten Dampf S zum Erhitzen und Garen des Lebensmittels F verwendet. Das Steuermodul 40 kann so konfiguriert sein, dass es elektrisch gesteuerten Einheiten einschließlich des Wasserversorgungsmoduls 30, des Druckspeicher-Dampfkochers 10 und der Dämpfzelle 20 steuert, um den vorgenannten Garvorgang durchzuführen. Das Gehäuse 50 kann so konfiguriert sein, dass es die vorgenannten Komponenten aufnimmt und deren relative Positionen fixiert. Der Wassersammeltank 80 kann so ausgebildet sein, dass er den aus der Dämpfzelle 20 austretenden Dampf S auffängt und den Dampf S in Form von flüssigem Wasser speichert. Ein spezifischer Aufbau des Dampfgargeräts 1 der Ausführungsform der Offenbarung ist wie folgt dargestellt.
Bezugnehmend auf 2 zeigt 2, dass die Vorderseite des Gehäuses 50 eine seitliche Öffnung 50A aufweist, die mit einem zentralen hohlen Teil verbunden ist, sowie eine oder mehrere Aussparungen 53, durch die Komponenten wie Wasserleitungen und Drähte in das Gehäuse 50 eingeführt werden können. An der vorderen Seitenfläche des Gehäuses 50 ist eine interaktive Schnittstelle 51 zur Benutzerinteraktion vorgesehen. Die interaktive Schnittstelle 51 kann verschiedene bekannte Eingabe-/Ausgabegeräte umfassen.
Bezugnehmend auf 2 umfasst das Wasserversorgungsmodul 30 eine Wasserquelle, ein Wassernachfüllgerät 32 und eine Wasserversorgungsleitung PW. In dieser Ausführungsform ist die Wasserquelle ein Wasserspeichertank 31, der sich im Allgemeinen auf einen Behälter bezieht, der so konfiguriert sein kann, dass er das flüssige Wasser L enthält. Der Wasserspeichertank 31 ist mit einem Wasserversorgungskanal 31B ausgestattet, der das Innere und Äußere des Wasserspeichertanks 31 verbindet. Der Wasserversorgungskanal 31B ist über die Wasserversorgungsleitung PW mit dem Druckspeicher-Dampfkocher 10 verbunden. Das Wassernachfüllgerät 32 ist zwischen der Wasserversorgungsleitung PW und dem Druckspeicher-Dampfkocher 10 angeordnet, um das Wasser im Wasserspeichertank 31 dem Druckspeicher-Dampfkocher 10 zuzuführen. Im Wasserspeichertank 31 kann auch ein Wärmetauscher 312 angeordnet sein.
Das Wassernachfüllgerät 32 bezieht sich im Allgemeinen auf ein Gerät, das die Wasserquelle und den Druckspeicher-Dampfkocher 10 verbindet und so konfiguriert ist, dass es das flüssige Wasser L dem Druckspeicher-Dampfkocher 10 zuführt. Das Wassernachfüllgerät 32 kann zum Beispiel ein Gerät sein, das das flüssige Wasser L mit Druck versorgt, wie etwa eine Wasserpumpe, eine elektromagnetische Pumpe, ein Gleichstrommotor und so weiter, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Wassernachfüllgerät 32 kann auch ein Gerät mit einer Durchflussregelungsfunktion sein. Wenn die Wasserquelle beispielsweise ein Gerät mit ausreichendem Druck ist, wie eine Leitungswasserleitung, können Einheiten, die keine Druckfunktion bieten, wie ein elektronisches Ventil oder ein steuerbarer Wasserzähler, als das Wassernachfüllgerät 32 konfiguriert werden. In dieser Ausführungsform ist das Wassernachfüllgerät 32 eine elektromagnetische Pumpe mit nur einer Art der Wasserzufuhr. Die elektromagnetische Pumpe in dieser Ausführungsform ermöglicht es, dass das flüssige Wasser L eintritt und unter Druck gesetzt wird, um einen Druck zu haben, der höher ist als ein vorbestimmter Druckspeicherdruck des Druckspeicher-Dampfkochers 10 und dann ausgegeben wird, so dass das flüssige Wasser L in den Heizkessel 12 eintritt, ohne durch den hohen Druck im Druckspeicher-Dampfkocher 10 beeinträchtigt zu werden.
Bezugnehmend auf 3 ist 3 eine schematische Ansicht eines Druckspeicher-Dampfkochers 10 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. Der Druckspeicher-Dampfkocher 10 erzeugt und speichert sicher einen Hochtemperaturdampf S, der einen Druck von einem Vielfachen des Atmosphärendrucks hat. In dieser Ausführungsform umfasst der Druckspeicher-Dampfkocher 10 hauptsächlich Hauptkomponenten, einschließlich eines Heizkessels 12, eines Flüssigkeitspegelsensors 13, eines Druckablass- bzw. Begrenzungsventils 14, eines Vakuumbegrenzungsventils 15, einer Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16, eines Moduls zur Erfassung physikalischer Parameter 17 und eines elektronischen Dampfventils 18. In dieser Ausführungsform kann jede der vorgenannten Einheiten und eine Außenwand eines Rohrs, das die vorgenannten Einheiten verbindet, optional mit einer Isolierschicht 70 umwickelt sein, um die Wärmeabgabe zu verringern.
Im Heizkessel 12 ist ein Aufnahmeraum vorhanden (auch als Dampfkammer bezeichnet), in dem sowohl das flüssige Wasser L als auch der Dampf S gleichzeitig gespeichert werden können. Der Heizkessel 12 muss einem hohen Druck standhalten, und der hohe Druck bezieht sich auf einen Druck, der größer oder gleich dem 1,1-fachen des atmosphärischen Drucks ist. Ein maximaler Innendruck, den der Heizkessel 12 aufnimmt, ist kleiner als das 10-fache des Atmosphärendrucks. Zum Beispiel ist eine Struktur des Heizkessels 12 in dieser Ausführungsform ein geschlossener zylindrischer Dampfkocher aus Stahl, und ein maximaler Arbeitsdruck davon beträgt das 5-fache des Atmosphärendrucks. Darüber hinaus gibt es während der Anwendung keine spezifische Begrenzung des Innenvolumens des Heizkessels 12 der Offenbarung. Das Innenvolumen des Heizkessels 12 kann entsprechend vergrößert werden, wenn die Leistung der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 zunimmt, und umgekehrt. Das heißt, das Innenvolumen des Heizkessels 12 kann je nach Leistung der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 unterschiedlich ausgelegt sein. Beispielsweise beträgt in dieser Ausführungsform die Nennleistung der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 etwa 1,5 kW, und das Volumen des Heizkessels 12 im Druckspeicher-Dampfkocher 10 beträgt etwa 1,155 Liter.
Wie in 3 dargestellt, ist in dieser Ausführungsform eine obere Fläche des Heizkessels 12 mit einem ersten Anschluss 12A, einem zweiten Anschluss 12B, einem dritten Anschluss 12C, einem vierten Anschluss 12D und einem fünften Anschluss 12E ausgestattet. Der erste Anschluss 12A ist ein Wassereinlass, und ein Wasserversorgungsrohr PW ist so konfiguriert, dass es mit einem Wasserspeichertank 31 verbunden ist, um das flüssige Wasser L aufzunehmen; der zweite Anschluss 12B ist ein Dampfauslass, der mit dem elektronischen Dampfventil 18 verbunden ist, um den Dampf S auszugeben. Der dritte Anschluss 12C ist so konfiguriert, dass er den Flüssigkeitspegelsensor 13 fixiert und es dem Flüssigkeitspegelsensor 13 ermöglicht, sich durch den dritten Anschluss 12C in den Heizkessel 12 zu erstrecken; der vierte Anschluss 12D ist so konfiguriert, dass er das Druckbegrenzungsventil 14 fixiert; und der fünfte Anschluss 12E ist so konfiguriert, dass er das Vakuumbegrenzungsventil 15 fixiert. Mehrere sechste Anschlüsse 12F sind an der Bodenfläche des Heizkessels 12 so konfiguriert, dass jede Elektrode der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 hindurchgeführt werden kann. Jede der vorgenannten Anschlüsse kann in einer Umgebung des Heizkessels 12, die einen vorbestimmten Speicherdruck aufweist, im Wesentlichen wasserdicht und luftdicht gehalten werden. Der vorgenannte vorbestimmte Druckspeicherdruck bedeutet, dass, nachdem der Druck im Inneren des Heizkessels 12 während einer Druckspeicherperiode einen bestimmten Druck erreicht hat, die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 das Heizen stoppt oder die Heizleistung reduziert, so dass der Druck im Heizkessel 12 auf einem bestimmten Wert gehalten werden kann. Der spezifische Wert ist der vorbestimmte Druckspeicherdruck, und eine entsprechende Sättigungsdampftemperatur wird als vorbestimmte Druckspeichertemperatur bezeichnet. Wenn die Temperatur des im Druckspeicher-Dampfkocher gespeicherten Dampfes zwischen 110°C und 130°C liegt, wird der Effekt verbessert. In dieser Ausführungsform beträgt der vorbestimmte Druckspeicherdruck etwa das 2-fache des Atmosphärendrucks und die entsprechende vorbestimmte Druckstauungs- bzw. Druckspeichertemperatur beträgt etwa 120°C.
Der oben erwähnte Flüssigkeitspegelsensor 13 (auch als Flüssigkeitspegelmesser bezeichnet) bezieht sich auf ein elektronisches Gerät, das so konfiguriert sein kann, dass es die Höhe einer Flüssigkeitsoberfläche erfasst und dann ein entsprechendes Signal ausgibt. Der Flüssigkeitspegelsensor 13 kann in vielen Formen auftreten, beispielsweise als elektronischer Wasserpegelanzeiger mit mehreren freiliegenden Elektroden oder als Flüssigkeitsoberflächenelektrodenstab (auch als Elektrodensonde bezeichnet). Der Flüssigkeitsoberflächenelektrodenstab kann als Einzelrohr (Einzelpol) oder als Mehrrohr (Mehrfachpol) ausgeführt sein. Ein mehrrohriger Flüssigkeitsoberflächenelektrodenstab umfasst mehrere (beispielsweise zwei, drei und so weiter) Elektrodenstäbe mit unterschiedlichen Längen.
In dieser Ausführungsform ist der Flüssigkeitspegelsensor 13 ein einpoliger Flüssigkeitsoberflächenelektrodenstab, der misst, ob die Flüssigkeitsoberfläche einen tiefsten Messpunkt davon erreicht hat. In dieser Ausführungsform ist die Länge des Flüssigkeitspegelsensors 13 im Heizkessel 12 etwas kleiner als oder gleich 114,5 mm. Nach der Installation des Flüssigkeitspegelsensors 13 beträgt der Abstand zwischen einem Erfassungspunkt 13A am untersten Ende des Flüssigkeitspegelsensors 13 und dem Boden des Heizkessels 12 etwa 35,5 mm. Das heißt, wenn der Flüssigkeitspegel niedriger und höher als 35,5 mm ist, gibt der Flüssigkeitspegelsensor 13 jeweils ein entsprechendes Wasserpegelsignal aus, um anzuzeigen, dass der Flüssigkeitspegel eine niedrigste vorgegebene Wasserpegelhöhe H1 oder eine vorgegebene Höhe oder kurz gesagt eine Wassereinspritzlinie nicht erreicht hat oder erreicht hat. Nach der Verarbeitung kann das vorgenannte Wasserpegelsignal für eine Warnung bei zu niedrigem Flüssigkeitsstand angepasst werden. Die Länge des Flüssigkeitspegelsensors 13 kann entsprechend der gewünschten Flüssigkeitsoberflächenhöhe angepasst werden und ist in der Offenbarung nicht beschränkt. In dieser Ausführungsform bezieht sich die Länge oder die Position des Flüssigkeitspegelsensors 13 auf die vorgegebene Höhe H1 der unteren Grenze des Flüssigkeitspegels.
Die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 bezieht sich im Allgemeinen auf mehrere Geräte, Module oder Einheiten, die elektrische Energie verbrauchen und thermische Energie abgeben. Die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 kann beispielsweise ein elektrisches Heizrohr, eine elektrische Widerstandsheizung mit einer elektrischen Heizplatte und so weiter sein. In dieser Ausführungsform ist die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 flach. Konkret handelt es sich bei der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 um ein elektrisches Heizrohr mit 110 V und 15 A in Form einer Moskito-Spule mit einer Leistung von etwa 1,5 kW. Die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 nimmt im Heizkessel 12 ein Volumen von etwa 29 ml ein. Das elektrische Heizrohr in Form einer Moskito-Spule hat zwei Elektroden und einen Heizteil, der hauptsächlich aus Widerständen besteht. Darüber hinaus wird bei der Anwendung der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16, wenn sich deren Heizteil nahe der Flüssigkeitsoberfläche des Heizkessels 12 befindet aber die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 vollständig unter die Flüssigkeitsoberfläche oder der vorbestimmten Höhe des Flüssigkeitspegelsensors 13 eingetaucht ist, die Heizeffizienz der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 verbessert.
Das oben erwähnte Modul zur Erfassung physikalischer Parameter 17 bezieht sich auf einen Sensor, der die Temperatur oder den Luftdruck der Umgebung erfasst und ein entsprechendes Signal ausgibt, wie beispielsweise ein elektronisches Thermometer oder ein elektronischer Druckmesser.
Das oben erwähnte elektronische Dampfventil 18 bezieht sich auf ein Gerät, ein Modul oder eine Einheit, die durch ein elektronisches Signal gesteuert werden kann, um sich zu öffnen und zu schließen und den Dampf S durchzulassen. In dieser Ausführungsform umfasst das elektronische Dampfventil 18 einen Motor und ein Kugelventil. Der Motor treibt das Kugelventil so an, dass es zusammen mit einer Sphäre mit einem Kanal in deren Mitte rotiert. Der Winkel zwischen der Achse des Kanals in der Mitte der Sphäre und der Achse eines Dampfeinlasskanals wird als Öffnungsgrad bezeichnet. Der Öffnungsgrad kann je nach Bedarf in mehreren Stufen frei eingestellt werden. In dieser Ausführungsform empfängt das elektronische Dampfventil 18 das elektronische Signal eines zweiten Steuerelements 44 im Steuermodul 40 zur Verstellung des Öffnungsgrads, um das Dampfzufuhrvolumen vom Druckspeicher-Dampfkocher 10 zur Dämpfzelle 20 anzupassen. In dieser Ausführungsform betragen der Staudruck und die Temperatur im Heizkessel 12 etwa das Doppelte des Atmosphärendrucks bzw. 120°C. Wenn der Öffnungsgrad des elektronischen Dampfventils 18 60 Grad, 55 Grad, 50 Grad und 45 Grad beträgt, wird die Dämpfzelle 20 auf einer Gartemperatur von etwa 104°C, 107°C, 110°C und 113°C gehalten, die auch als Steady-State- bzw. Stabilzustandstemperatur bezeichnet wird. Je größer die Öffnung des elektronischen Dampfventils 18 ist (je kleiner der Öffnungsgrad ist), desto höher ist die Stabilzustandstemperatur der Dämpfzelle 20. Die Gartemperatur in der Dämpfzelle 20 kann somit durch Einstellen der Dampfzufuhr des elektronischen Dampfventils 18 angepasst werden.
Unter Bezugnahme auf 4 ist 4 eine schematische Ansicht der Dämpfzelle 20 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. Die Dämpfzelle 20 ist so konfiguriert, dass sie den Dampf S aus dem Druckspeicher-Dampfkocher 10 aufnimmt, um das Lebensmittel F in der Dämpfzelle 20 zu garen. Die Dämpfzelle 20 umfasst hauptsächlich Hauptkomponenten wie etwa einen Innenkasten 22, eine Dampfabgabevorrichtung 24 und so weiter.
Der Innenkasten 22 ist mit einer Seitenöffnung 22A konfiguriert, und ein als Dämpfkammer 22B bezeichneter Aufnahmeraum ist im Innenkasten 22 konfiguriert, der zum Garen des Lebensmittels F angepasst ist. Die Seitenwände im Innenkasten 22 können mit mehreren Rippen 26 oder entsprechenden Einheiten konfiguriert sein, die zum Tragen von beweglichen Einheiten 28 angepasst sind. Bei den beweglichen Einheiten 28 kann es sich um Fächer oder Trennwände und so weiter handeln. Die Dämpferkammer 22B ist über einen siebten Anschluss 22G und eine Dampfleitung PS mit dem elektronischen Dampfventil 18 verbunden. Die Dämpfkammer 22B bezieht sich auf alle Aufnahmeräume im Innenkasten 22. Der Hauptteil der Dämpfkammer 22B, der den Dampf S aufnimmt und zum Garen des Lebensmittels F geeignet ist, wird als Lebensmittelaufnahmekammer 22C bezeichnet.
Die Dampfabgabevorrichtung 24 ist zwischen dem siebten Anschluss 22G und der Dämpfkammer 22B angeordnet und dient zum Einleiten des Dampfes S aus dem Heizkessel 12 in die Lebensmittelaufnahmekammer 22C. Die Dampfabgabevorrichtung 24 kann sich auf die Öffnung der Innenwände des Innenkastens 22 beziehen oder auf ein unabhängiges Element, das an dem siebten Anschluss 22G angeordnet ist, wie beispielsweise ein Lochblech oder eine Düse. In dieser Ausführungsform bezieht sich die Dampfabgabevorrichtung 24 auf eine Öffnung am Innenkasten 22. Darüber hinaus kann der Dampf S durch einen achten Anschluss 22H und ein daran angeschlossenes Abluftrohr PE frei aus der Dampferkammer 22B abgegeben werden. Die Differenz zwischen der Temperatur des von der Dampfabgabevorrichtung 24 abgegebenen Dampfes S und der Sättigungsdampftemperatur im Druckspeicher-Dampfkocher 10 beträgt nicht mehr als 30°C.
Wiederum Bezugnehmend auf 2 zeigt 2, dass in dieser Ausführungsform ein Wassersammeltank 80 zur Aufnahme des vom Wasserspeichertank 31 gekühlten Dampfes S aus der Abgasleitung PE eingerichtet ist. Zwischen dem Wassersammeltank 80 und dem Gehäuse 50 kann optional ein Spalt zur Ableitung des besagten Dampfes S ausgebildet sein.
Unter Bezugnahme auf 1 bezieht sich das Steuermodul 40 auf ein Gerät, das zur Steuerung einer beliebigen der vorgenannten Komponenten geeignet ist. Das Steuermodul 40 kann beispielsweise das erste Steuerelement 42 und das zweite Steuerelement 44 umfassen. Jedes der Steuerelemente kann eine unabhängige Einheit sein; zum Beispiel kann jedes der Steuerelemente unabhängig in einer eigenen Schleife arbeiten, ohne miteinander verbunden zu sein. Andererseits kann jedes der Steuerelemente auch aus verschiedenen Einheiten auf einer einzigen Leiterplatte gebildet sein oder in die gleiche Einheit integriert sein, und die Offenbarung ist hierauf nicht beschränkt. Darüber hinaus kann jedes der Steuerelemente eine digitale oder analoge Einheit oder ein Modul sein, das für den Empfang von Signalen und die Ausgabe entsprechender Signale nach der Verarbeitung geeignet ist, wie beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit, eine MCU, ein Einzelchip, eine PCL und so weiter. In dieser Ausführungsform ist das erste Steuerelement 42, das auch als das automatische Wassernachfüllelement bezeichnet wird, elektrisch mit dem Flüssigkeitspegelsensor 13 und dem Wassernachfüllgerät 32 verbunden. Das erste Steuerelement 42 ist geeignet, das Wassernachfüllgerät 32 zu steuern, um das flüssige Wasser L zum Heizkessel 12 entsprechend dem Wasserpegelsignal des Flüssigkeitspegelsensors 13 zuzuführen. Das zweite Steuerelement 44, das auch als Dampfzufuhrelement bezeichnet wird, ist zumindest mit der interaktiven Schnittstelle 51, der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16, dem Modul zur Erfassung physikalischer Parameter 17 und dem elektronischen Dampfventil 18 elektrisch verbunden. Das zweite Steuerelement 44 ist geeignet, die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 zu steuern, um das flüssige Wasser zu erhitzen, und das elektronische Dampfventil 18 zu steuern, um Dampf entsprechend dem Signal des Moduls zur Erfassung physikalischer Parameter 17 auszugeben.
Der Betriebsablauf des Dampfgargeräts 1 wird wie folgt beschrieben. Der Betriebsablauf des Dampfgargeräts 1 umfasst nacheinander einen Wassereinspritzmodus, einen Standby-Modus, einen Dampfspeichermodus, einen Dämpfmodus und einen Abschaltmodus.
Im Folgenden wird ein Beispiel für den Wassereinspritzmodus beschrieben. Wenn das Dampfgargerät 1 beispielsweise an eine Stromquelle angeschlossen ist, geht das Gerät in den Wassereinspritzmodus über und führt automatisch oder auf Anweisung des Benutzers einen Wassereinspritzvorgang durch. Während des Wassereinspritzvorgangs bestimmt das erste Steuerelement 42 anhand des Wasserpegelsignals des Flüssigkeitspegelsensors 13, ob der Wasserpegel die vorgegebene Höhe H1 (auch als Wassereinspritzlinie bezeichnet) erreicht hat. Falls der Wasserstand die vorgegebene Höhe H1 erreicht hat, handelt das erste Steuerelement 42 nicht, wohingegen das erste Steuerelement 42 einen Wassereinspritzvorgang ausführt, falls der Wasserstand die vorgegebene Höhe H1 nicht erreicht hat. Bei der Wassereinspritzprozedur aktiviert das erste Steuerelement 42 das Wassernachfüllgerät 32, um das flüssige Wasser L von der Wasserquelle in den Heizkessel 12 durch den ersten Anschluss 12A, die sich auf der Oberseite des Heizkessels 12 befindet, einzuspritzen. Sobald die Flüssigkeitsoberfläche die vorbestimmte Wasserpegelhöhe H1 erreicht hat, wird ein vorbestimmtes Wassernachfüllvolumen an flüssigem Wasser weiter in den Heizkessel 12 eingespritzt, um die Flüssigkeitsoberfläche von der niedrigsten vorbestimmten Wasserpegelhöhe H1 auf die höchste Wassernachfüllwasserpegelhöhe H2 (auch als maximale Wasserlinie bezeichnet) anzuheben. In dieser Ausführungsform ist das vorbestimmte Wassernachfüllvolumen eine feste Menge, und zu diesem Zweck ist auch die Aktivierungszeit des Wassernachfüllgeräts 32 festgelegt.
In dieser Ausführungsform ist die Wasserquelle der Wasserspeichertank 31, und der Wasserspeichertank 31 ist mit einer Wassertanköffnung 31A zum Einfüllen von Wasser ausgestattet. Die Wasserquelle kann jedoch auch eine Leitungswasserzuleitung sein und ist nicht darauf beschränkt. Darüber hinaus wird in dieser Ausführungsform eine Wasserpumpe mit einer Leerlaufdurchflussrate von etwa 500 ml pro Minute als Wassernachfüllgerät 32 gewählt. In dieser Ausführungsform werden vom leeren Wasserstand bis zum niedrigsten vorgegebenen Wasserpegelhöhe H1 insgesamt etwa 269 ml Wasser in etwa 37 Sekunden eingespritzt; von dem niedrigsten vorgegebenen Wasserpegelhöhe H1 bis zum höchsten WassernachfüllWasserpegelhöhe H2 werden insgesamt 44 ml Wasser in etwa 6 Sekunden eingespritzt. Während des gesamten Wassereinspritzvorgangs werden insgesamt etwa 313 ml Wasser eingespritzt.
Das Verhältnis (V4/W1) eines Flüssigwasservolumens (V4) im Heizkessel 12 auf der vorbestimmten Höhe H1 zur Nennleistung (W1) der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 kann so gesteuert werden, dass es kleiner oder gleich 0,4 Liter/kW, 0,3 Liter/kW, 0,2 Liter/kW und 0,1 Liter/kW beträgt. In dieser Ausführungsform beträgt das Wasservolumen unterhalb der vorgegebenen Höhe H1 des Flüssigkeitspegelsensors 13 etwa 0,269 Liter. Die Nennleistung der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 beträgt 1,5 kW. Das Verhältnis des Flüssigwasservolumens V4 auf der vorgegebenen Höhe H1 im Heizkessel 12 zur Nennleistung (W1) der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 beträgt etwa 0,18 Liter/kW.
Andererseits ist die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 dieser Ausführungsform aufgrund des geringen Wasservolumens flach ausgeführt, so dass sie vollständig unter die Flüssigkeitsoberfläche eingetaucht werden kann, was die Heizleistung verbessert.
In einer Ausführungsform kann das Dampfgargerät 1, nachdem der Benutzer es mit Strom versorgt, während des Wassereinspritzvorgangs wahlweise in den Standby-Modus (auch als erster Vorbereitungsmodus bezeichnet) oder in den Dampfspeichermodus (auch als zweiter Vorbereitungsmodus bezeichnet) gemäß vorgegebener Parametern übergehen. Wenn das Dampfgargerät 1 in den Standby-Modus geht, steuert das zweite Steuerelement 44 die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16, um das flüssige Wasser L im Heizkessel 12 mit ihrer maximalen Nennleistung zu erhitzen. Nachdem das Modul zur Erfassung physikalischer Parameter 17 ein Datenstück freigibt, das anzeigt, dass die vorläufige Temperatur des flüssigen Wassers L beispielsweise zwischen 60°C und 99°C liegt, wird die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 so gesteuert, dass sie zeitgerecht ein- und ausgeschaltet wird, damit das flüssige Wasser L darin auf der vorläufigen Temperatur gehalten werden kann. Eine beispielhafte vorläufige Temperatur ist niedriger als die Sättigungsdampftemperatur im Heizkessel 12, damit das flüssige Wasser L im Heizkessel 12 im Wesentlichen in einem flüssigen Zustand gehalten werden kann.
Im Dampfspeichermodus (auch als zweiter Vorbereitungsmodus bezeichnet) steuert das zweite Steuerelement 44 die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16, um das flüssige Wasser L im Heizkessel 12 mit voller Leistung zu erhitzen, damit das flüssige Wasser L von einer Temperatur, die niedriger als die vorgegebene Druckspeichertemperatur ist (beispielsweise 20 °C Raumtemperatur oder die Vorlauftemperatur des ersten Vorbereitungsmodus), schnell die vorgegebene Druckspeichertemperatur erreicht und den Dampf S erzeugt, der der vorgegebenen Druckspeichertemperatur entspricht. Ein beispielhafter vorbestimmter Speicherdruck liegt zwischen dem 1,1- und 5,0-fachen des Atmosphärendrucks, und die entsprechende Sättigungsdampftemperatur liegt zwischen 103°C und 152°C. Gleichzeitig ist es auch notwendig, die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 so zu steuern, dass sie zeitgerecht ein- und ausgeschaltet wird, damit der darin befindliche Dampf S auf dem vorbestimmten Druckspeicherdruck oder der vorbestimmten Druckspeichertemperatur gehalten werden kann. In dieser Ausführungsform entspricht die vorbestimmte Druckspeichertemperatur etwa dem doppelten Atmosphärendruck. Das heißt, wenn die Druckstauung bzw. die Druckspeicherung abgeschlossen ist, hat der Dampf im Heizkessel 12 die Dampfsättigungstemperatur von etwa 120°C.
Wenn der Dämpfmodus beginnt, steuert das zweite Steuerelement 44 das elektronische Dampfventil 18, um den Kanal zu öffnen und ermöglicht dem gesättigten Dampf S, durch die Dampfabgabevorrichtung 24 in die Lebensmittelaufnahmekammer 22C einzutreten, um das Lebensmittel F zu garen. Das Dampfgargerät 1 kann entsprechend der vom Benutzer eingegebenen Anweisung in den Abschaltmodus übergehen. Im Abschaltmodus wird eine Flüssigwasser-Wärmeerhaltungsfunktion im Heizkessel 12 abgeschaltet.
Ein Anwendungsszenario des Dampfgargeräts 1 dieser Ausführungsform wird wie folgt erläutert. In dieser Ausführungsform führt das System, wenn das Dampfgargerät 1 mit Energie versorgt wird, den Wassereinspritzvorgang aus und bestätigt, dass der Heizkessel 12 flüssiges Wasser enthält, woraufhin das Dampfgargerät 1 den Standby-Modus verlässt und automatisch in den Dampfspeichermodus übergeht, um mit der Erzeugung und Speicherung von Dampf zu beginnen. Nachdem der Benutzer das zu garende Lebensmittel F in die Dämpfkammer 22B gelegt, die Kochertür 60 geschlossen und einen Garvorgang des Dampfgargeräts 1 durch Betätigung der interaktiven Schnittstelle 51 ausgewählt hat, tritt das Dampfgargerät 1 in den Dämpfmodus ein und gibt den Dampf S an die Dämpfkammer 22B ab, um das Lebensmittel F gemäß den verschiedenen Garvorgängen zu garen. Nach Beendigung des Garvorgangs kann der Benutzer die Kesseltür 60 öffnen und das Gargut F herausnehmen. Der Garvorgang wird dadurch vervollständigt. Danach geht das System je nach vorgegebenem Prozess wieder in den Standby-Modus oder in den Dampfspeicher-Modus. Außerdem kann das Dampfgargerät 1, nachdem der Benutzer es einschaltet bzw. mit Energie versorgt, zunächst in den Standby-Modus und dann in den Dampfspeicher-Modus übergehen, sobald der Benutzer einen Befehl über die interaktive Schnittstelle 51 eingibt oder die Kesseltür 60 öffnet.
In dieser Ausführungsform beträgt die vorläufige Temperatur im Standby-Modus 80 °C. Wenn die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 mit der Nennleistung von 1,5 kW in dieser Ausführungsform mit dem vorgenannten Flüssigwasservolumen eingesetzt wird, dauert es nur 1,5 Minuten, um die Temperatur des Flüssigwassers L von der Raumtemperatur 20°C auf 80°C zu erhöhen. Wird direkt der Dampfspeicherbetrieb gewählt, dauert es nur 2,5 Minuten, um die Raumtemperatur von 20°C auf 120°C zu erhöhen bei doppeltem Atmosphärendruck. In dieser Ausführungsform liefert der Heizkessel 12 beim Eintritt des Dampfgargeräts 1 in den Dämpfmodus sofort Dampf an die Dämpfzelle 20, weil das Gerät die Dampfspeicherung im Dampfspeichermodus bereits abgeschlossen hat, was etwa 2,5 Minuten Vorbereitungszeit spart. Zudem, falls das Dampfgargerät 1 so ausgelegt ist, dass es zuerst in den Bereitschaftsmodus und erst später in den Dampfspeichermodus geht, dauert es, da das flüssige Wasser L auf 80° C vorgewärmt wurde, nur etwa 1 Minute, um das flüssige Wasser L auf die vorgegebene Druckspeichertemperatur zu erhitzen, was die für die Erzeugung des Dampfes S benötigte Zeit in gewissem Umfang reduziert.
Um das Volumen der Lebensmittelaufnahmekammer 22C weiter zu reduzieren und gleichzeitig die Flexibilität der Anwendung beizubehalten, verwendet die Offenbarung die bewegliche Einheit 28, die in der Dämpfzelle 20 konfiguriert ist, um die Dampfkammer 22B in einen Bereich, in dem der Dampf S hauptsächlich freigesetzt wird, und einen Bereich, in dem der Dampf S nicht freigesetzt wird, zu unterteilen, um die Zeit, die zum Aufheizen der Lebensmittelaufnahmekammer 22C auf die Gartemperatur erforderlich ist, weiter zu reduzieren. Der vorgenannte Bereich, in dem der Dampf S hauptsächlich freigesetzt wird, wird als Lebensmittelaufnahmekammer 22C bezeichnet. Wenn die Leistung der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 1,5 kW beträgt, können die 5-Liter-, 9-Liter- und 14-Liter-Lebensmittelaufnahmekammern 22C mit Dampf gefüllt werden, und ihre Temperatur kann innerhalb von etwa 1, 2 bzw. 3 Minuten nach Beginn der Dampfabgabe auf eine stabile Gartemperatur erhöht werden. Falls die Lebensmittelaufnahmekammer 22C 20 Liter fasst, kann die Lebensmittelaufnahmekammer 22C mit Dampf gefüllt werden und ihre Temperatur kann in etwa 5 Minuten auf eine stabile Gartemperatur angehoben werden. Ein Beispiel für die vorgenannte Gartemperatur ist 101°C bis 150°C; eine beispielhafte Gartemperatur beträgt 101°C bis 130°C; eine verbesserte beispielhafte Gartemperatur beträgt 101°C bis 110°C; und eine weitere verbesserte beispielhafte Gartemperatur beträgt 103°C bis 106°C.
Darüber hinaus kann die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 bei der Anwendung von gesättigtem Hochdruckdampf auch dann, wenn die verbrauchte Leistung der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 begrenzt ist, eine großvolumige Lebensmittelaufnahmekammer 22C in kurzer Zeit effektiv aufheizen. Basierend auf der Konstruktion dieser Ausführungsform, beginnend mit dem Dampf S, der in die Lebensmittelaufnahmekammer 22C mit einem Volumen von V1 Liter(n) und bei Raumtemperatur eingeleitet wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Lebensmittelaufnahmekammer 22C mit dem Dampf S gefüllt und auf die Gartemperatur erhitzt ist, beträgt beispielsweise der Stromverbrauch der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 WH1 kWh. Wenn V1/WH1 größer oder gleich 100, 160, 200 und 300 ist, wird eine gute Heizeffizienz, eine bevorzugte Heizeffizienz, eine noch bevorzugtere Heizeffizienz bzw. eine weitere bevorzugte Heizeffizienz erreicht. In dieser Ausführungsform, in dem vorgenannten Beispiel, in dem V1 5 Liter beträgt, die Aufheizzeit 1 Minute beträgt und die Nennleistung der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 1,5 kW beträgt, beträgt der Energie- bzw. Stromverbrauch während der Aufheizzeit etwa 0,025 kWh und V1/WH1 ist etwa 200. Dementsprechend kann durch die Begrenzung des Volumens der Lebensmittelaufnahmekammer 22C die für die Temperaturerhöhung benötigte Zeit reduziert werden, so dass die durch eine lange Aufheizzeit verursachte Schwierigkeit der Qualitätssteuerung von Lebensmitteln vermieden wird. Gleichzeitig kann der Hochdruckdampf wirksam verhindern, dass Lebensmittel verkohlen, die Garzeit der Lebensmittel verkürzen und den Geschmack der Lebensmittel bewahren.
Außerdem stellt der Flüssigkeitspegelsensor 13 während des Dämpfmodus, wenn das flüssige Wasser L des Heizkessels 12 unterhalb des untersten Erfassungspunkts 13A des untersten Endes des Flüssigkeitspegelsensors 13 liegt, fest, dass der Flüssigkeitspegel niedriger ist als die unterste vorgegebene Wasserpegelhöhe H1 (auch als Wassereinspritzlinie bezeichnet). Zu diesem Zeitpunkt gibt der Flüssigkeitspegelsensor 13 ein entsprechendes Wasserpegelsignal an das erste Steuerelement 42 im Steuermodul 40 aus, und das erste Steuerelement 42 führt einen Wassernachfüllvorgang entsprechend dem vorgenannten Wasserpegelsignal aus. Während des Wassernachfüllvorgangs wird ein vorbestimmtes Wassernachfüllvolumen in den Heizkessel eingespritzt, um den Wasserstand im Heizkessel von der niedrigsten vorbestimmten Wasserpegelhöhe H1 auf die höchste Wassernachfüllwasserpegelhöhe H2 (auch als maximale Wasserlinie bezeichnet) anzuheben. Das heißt, in dieser Ausführungsform ist das vorbestimmte Wassernachfüllvolumen eine feste Menge, und zu diesem Zweck ist auch die Aktivierungszeit des Wassernachfüllgeräts 32 fest.
Es ist zu beachten, dass durch die Zugabe eines Flüssigwassers mit niedriger Temperatur L in den Heizkessel 12 die Temperatur des Flüssigwassers L im Heizkessel 12 abgesenkt wird. Falls zu viel Flüssigwasser L zugegeben wird, sinkt die Temperatur des Flüssigwassers L im Heizkessel 12 deutlich ab, wodurch die Erzeugung von Dampf S unterbrochen wird und die Qualität der Dampfversorgung beeinträchtigt wird. Bezugnehmend auf 3, wenn ein vorbestimmtes Wassernachfüllvolumen V2 (in Litern) geteilt durch die Nennleistung W1 (in kW) der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 kleiner oder gleich einem bestimmten Wert ist, da die Leistung der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 ausreicht, um das abgekühlte flüssige Wasser L innerhalb einer kurzen Zeitspanne wieder auf die Sättigungsdampftemperatur zu erhitzen, beeinträchtigt das Wassernachfüllen die Dampferzeugung nicht übermäßig. Das heißt, wenn das vorbestimmte Wassernachfüllvolumen V2 (in Litern) geteilt durch die Nennleistung W1 (in kW) der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 kleiner oder gleich 0,1, 0,05, 0,03 und 0,01 ist, wird ein guter Effekt, ein bevorzugter Effekt, ein noch bevorzugterer Effekt bzw. ein weiterer bevorzugter Effekt erzielt. Wenn das flüssige Wasser in jeder Wassernachfüllperiode mit einer durchschnittlichen Temperaturabfallrate von 2°C, 1°C, 0,5°C und 0,2°C oder unter 0,2°C pro Sekunde abgekühlt wird, wird ein guter Effekt, ein bevorzugter Effekt, ein stärker bevorzugter Effekt bzw. ein weiterer bevorzugter Effekt erzielt. Zum Beispiel werden in dieser Ausführungsform bei jeder Ausführung des Wassernachfüllvorgangs 0,044 Liter flüssiges Wasser L in 5,9 Sekunden eingespritzt. Bei der Umrechnung beträgt das Verhältnis von V2/W1 etwa 0,029. Während des Wassernachfüllvorgangs beträgt der Temperaturabfall des Flüssigwassers im Heizkessel 12 nur 2,6°C und die durchschnittliche Temperaturabfallrate beträgt 0,44°C pro Sekunde. Im Übrigen ist eine beispielhafte Durchflussrate pro Sekunde des Wassernachfüllvolumens nicht geringer als das durchschnittliche Verbrauchsvolumen während des Dämpfmodus, aber die Durchflussrate pro Sekunde des Wassernachfüllvolumens ist nicht darauf beschränkt. Im Dämpfmodus dieser Ausführungsform beträgt das durchschnittliche Dampf-S-Verbrauchsvolumen für 500 Sekunden 240 ml, und der durchschnittliche Verbrauch liegt bei etwa 28,8 ml pro Minute.
Zudem, unter Bezugnahme auf 3, wenn das vorbestimmte Wassernachfüllvolumen V2 (in Litern) weniger als einen bestimmten Anteil eines maximalen Volumens V3 (in Litern) des Heizkessels 12 ausmacht, wird die Dampferzeugung durch das Wassernachfüllen nicht übermäßig beeinträchtigt. Wenn das Dampfgargerät 1 die Bedingung erfüllt, dass V2/V3 weniger als oder gleich 0,1, 0,07, 0,04 und 0,02 ist, wird ein guter Effekt, ein bevorzugter Effekt, ein noch bevorzugterer Effekt bzw. ein weiterer bevorzugter Effekt erzielt. Zum Beispiel beträgt in dieser Ausführungsform jedes Mal, wenn der Wassernachfüllvorgang ausgeführt wird, das vorbestimmte Wassernachfüllvolumen V2 0,044 Liter und das maximale Volumen V3 des Heizkessels 12 1,155 Liter, und das Verhältnis beträgt etwa 0,038.
Darüber hinaus kann auf Basis der Bereitstellung von Hochdruckdampf die zufällige Freisetzung von latenter Wärme, die eine Verflüssigung des Dampfes während des Transportprozesses verursacht, reduziert werden, wodurch der Dampf S effektiv in einem hohen Trockenheitszustand gehalten werden kann, bevor der Dampf S die Oberfläche des Lebensmittels F erreicht, um so die Möglichkeit der Bildung eines flüssigen Wasserfilms zu reduzieren und die latente Wärme des Dampfes effektiv auf das Lebensmittel zu übertragen. Auf diese Weise wird das Lebensmittel in sehr kurzer Zeit gegart, und der frische und zarte Geschmack des Lebensmittels bleibt erhalten.
In der praktischen Anwendung einer Ausführungsform der Offenbarung, wenn die Nennleistung der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit 16 1,5 kWh beträgt, schließt das Dampfgargerät 1 der Offenbarung den Dämpfvorgang eines 450 g schweren Fisches innerhalb von sechs Minuten ab dem Austritt des Dampfes aus der Lebensmittelaufnahmekammer 22C ab, so dass der Fisch gründlich gegart wird und ein seidiger und zarter Geschmack erhalten bleibt. Im Gegensatz dazu dauert der Vorgang des Dampfgarens von Fisch mit bestehenden Dampfgargeräten fünfzehn bis zwanzig Minuten oder mehr. Daher weist die Offenbarung im Vergleich zu dem vorbekannten Verfahren besondere Merkmale auf. Darüber hinaus ist die Lebensmittelaufnahmekammer 22C in dieser Ausführungsform zwar kleiner als eine herkömmliche große Dampfgarkammer, da aber die zum Bedämpfen der Dampfgarmaschine 1 in einer Ausführungsform der Offenbarung benötigte Zeit deutlich kürzer ist, können dennoch mehrere Gerichte in der gleichen oder einer kürzeren Zeit fertiggestellt werden.
Darüber hinaus ist, anders als bei dem Mechanismus im Stand der Technik, bei dem der Dampf S aus dem Heizkessel 12 ausgegeben und dann auf eine Temperatur von über 200°C als überhitzter Dampf erhitzt wird, der zum Erhitzen des Lebensmittels verwendet wird, bei einer Ausführungsform der Offenbarung die Temperatur des aus der Dampfabgabevorrichtung 24 abgegebenen Dampfes S niedriger als die Temperatur des gesättigten Dampfes im Druckspeicher-Dampfkocher 10.
Andererseits kann durch die Vergrößerung des Höhenunterschieds zwischen der Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen Wassers L im Heizkessel 12 und dem Dampfauslass des Heizkessels 12 verhindert werden, dass die Moleküle des flüssigen Wassers L versehentlich vom Dampf S aus dem Heizkessel 12 mitgerissen werden, wenn das flüssige Wasser L kocht, was die Dampftrockenheit weiter erhöht. Indem der Dampfauslass an einer höheren Stelle oder an der Oberseite des Heizkessels 12 angeordnet wird und das Verhältnis zwischen der Höhe zwischen der Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen Wassers L und dem Dampfauslass und der Höhe zwischen der Flüssigkeitsoberfläche des flüssigen Wassers L und dem Boden des Heizkessels 12 so gesteuert wird, dass es unter einer bestimmten Zahl liegt, oder die Differenz zwischen den beiden vorgenannten Höhen so gehalten wird, dass sie nicht geringer ist als eine minimale Höhendifferenz, kann die Möglichkeit, dass Flüssigkeitsmoleküle unter der Wirkung der Schwerkraft zur Flüssigkeitsoberfläche zurückkehren, erhöht werden, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass Flüssigkeitsteilchen versehentlich weggetragen werden, verringert wird.
Bezugnehmend auf 3 zeigt 3, dass, wenn der Wasserpegelsensor 13 im Heizkessel 12 feststellt, dass der Wasserpegel niedriger ist als die niedrigste vorbestimmte Wasserpegelhöhe H1 (auch als Wassereinspritzlinie bezeichnet), das Steuermodul 40 das Wassernachfüllgerät 32 steuert, um Wasser in den Heizkessel 12 nachzufüllen und die Flüssigkeitsoberfläche auf die höchste Wassernachfüllwasserpegelhöhe H2 (auch als maximale Wasserlinie bezeichnet) anzuheben. Die niedrigste vorgegebene Wasserpegelhöhe H1 liegt in der Nähe der höchsten Wassernachfüllwasserpegelhöhe H2, und die niedrigste vorgegebene Wasserpegelhöhe H1 ist gleich der Höhe des niedrigsten Erfassungspunktes 13A des Flüssigkeitspegelsensors 13. Darüber hinaus kann durch optionales Konfigurieren eines Wasserblockiermoduls P zwischen der Flüssigkeitsoberfläche im Heizkessel 12 und dem Dampfauslass des Heizkessels 12 spritzendes flüssiges Wasser L aufgrund des Kochens effektiv blockiert werden, um so den Zweck der Erhöhung der Trockenheit des Dampfes S zu erreichen. Das Wasserblockiermodul kann sich auf eine Einheit beziehen, die frei zwischen der vorgegebenen Wasserpegelhöhe H1 und dem Dampfauslass des Heizkessels 12 konfiguriert ist, um das flüssige Wasser L zu blockieren oder dem flüssigen Wasser L zu erlauben, daran anzuhaften. Darüber hinaus kann durch die Einstellung der Höhe H3 des Dampfauslasses des Heizkessels 12 auch der Trockenheitsgrad des Dampfes S bis zu einem gewissen Grad erhöht werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Dampfgargerät in einer Ausführungsform der Offenbarung verhindern kann, dass Lebensmittel trocken werden und die Garzeit durch die Anwendung von Hochdruckdampf reduziert wird. Außerdem wird in einer Ausführungsform der Offenbarung ein Kochgerät bereitgestellt, das schnell mehrere Gerichte kocht, den Erhitzungsgrad des Lebensmittels und den Kocheffekt genau steuert und die Kochergebnisse des Lebensmittels genau reproduziert und steuert, ohne dass ein Vorheizen, eine hohe Temperatur und eine Vergrößerung der Lebensmittelaufnahmekammer erforderlich sind.
Schließlich wird betont, dass die in den vorgenannten Ausführungsformen der Offenbarung offengelegten konstituierenden Einheiten lediglich Beispiele darstellen und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der Offenbarung zu begrenzen. Andere äquivalente Einheiten als Substitute fallen ebenfalls unter den Anwendungsbereich der Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 202681613 U [0006]
US 20070227364 A1 [0007]

Claims

Dampfgargerät (1), umfassend: einen Druckspeicher-Dampfkocher (10), der zum Erhitzen eines flüssigen Wassers (L) und zum Speichern eines Dampfes (S) mit einem Druck zwischen dem 1,1- bis 5,0-fachen des Atmosphärendrucks geeignet ist, wobei eine Temperatur des Dampfes (S) in dem Druckspeicher-Dampfkocher (10) nicht niedriger als eine Sättigungsdampftemperatur ist, wobei die Sättigungsdampftemperatur einem Druck des Dampfes (S) in dem Druckspeicher-Dampfkocher (10) entspricht, und der Druckspeicher-Dampfkocher (10) umfasst: einen Heizkessel (12), der zum Speichern des flüssigen Wassers (L) und zum Sammeln des Dampfes (S) geeignet ist; und eine Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16), die in dem Heizkessel (12) ausgebildet ist, wobei die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16) zum Erhitzen des flüssigen Wassers (L) und zum Erzeugen des Dampfes (S) ausgebildet ist; eine Dämpfzelle (20), der mit dem Druckspeicher-Dampfkocher (10) verbunden ist, wobei die Dämpfzelle (20) zum Aufnehmen des Dampfes (S) aus dem Druckspeicher-Dampfkocher (10) ausgebildet ist, um ein in der Dämpfzelle (20) enthaltenes Lebensmittel (F) zu garen, und die Dämpfzelle (20) umfasst: eine Lebensmittelaufnahmekammer (22C), die zur Aufnahme des Lebensmittels (F) geeignet ist; und eine Dampfabgabevorrichtung (24), die mit der Lebensmittelaufnahmekammer (22C) und dem Heizkessel (12) verbunden ist, wobei die Dampfabgabevorrichtung (24) zum Einleiten des Dampfes (S) des Heizkessels (12) in die Lebensmittelaufnahmekammer (22C) ausgebildet ist; ein Wassernachfüllgerät (32), das mit dem Heizkessel (12) und einer Wasserquelle verbunden ist, wobei das Wassernachfüllgerät (32) dazu ausgelegt ist, ein flüssiges Wasser (L) der Wasserquelle in den Heizkessel (12) einzugeben; und ein Steuermodul (40), das elektrisch mit der Dampfabgabevorrichtung (24) und dem Wassernachfüllgerät (32) verbunden ist, wobei das Steuermodul (40) geeignet ist, um zu steuern, dass das Wassernachfüllgerät (32) ein- und ausschaltet wird, um das flüssige Wasser (L) in den Heizkessel (12) einzugeben, um zu ermöglichen, dass ein Wasserpegel in dem Heizkessel (12) auf oder über einer vorbestimmten Höhe (H1, H2) gehalten wird, wobei ein durchschnittlicher Temperaturabfall des flüssigen Wassers (L) in dem Heizkessel (12) kleiner oder gleich 2°C pro Sekunde während einer Wassernachfüllperiode ist, ein Wassernachfüllvolumen (V4, V2) des flüssigen Wassers (L) nicht durch eine Temperatur des Dampfes (S) in dem Heizkessel (12) bestimmt wird, und das Steuermodul (40) die Dampfabgabevorrichtung (24) steuert, um ein Dampfvolumen in die Lebensmittelaufnahmekammer (22C) einzugeben, um die Temperatur des Dampfes (S) in dem Heizkessel (12) aufrechtzuerhalten, und einen angesammelten Hochdruckdampf, der eine latente Wärme enthält, an das Lebensmittel (F) abgibt, um einen Grad der Trockenheitsabnahme des Dampfes (S) zu reduzieren, bevor der Dampf (S) die Oberfläche des Lebensmittels (F) erreicht, dem Dampf (S) in der Lebensmittelaufnahmekammer (22C) zu ermöglichen, die latente Wärme während eines Prozesses der Wärmeübertragung auf das Lebensmittel (F) zu enthalten, um eine Bildung eines flüssigen Wasserfilms zu reduzieren, und dem Dampf (S) zu ermöglichen, die latente Wärme des Dampfes (S) effektiver auf das Lebensmittel (F) zu übertragen, wenn die Wärme das Lebensmittel (F) berührt, so dass das Lebensmittel (F) durch die vom Dampf (S) freigesetzte latente Wärme erhitzt wird; wobei ein Volumen (V1) der Lebensmittelaufnahmekammer (22C) V1 Liter beträgt, eine Leistungsaufnahme (WH1), die für die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16) erforderlich ist, um eine Temperatur in der Lebensmittelaufnahmekammer (22C) von einer Raumtemperatur auf eine Gartemperatur zu erhöhen, WH1 kWh beträgt, das Dampfgargerät (1) eine Bedingung von V1/WH1 ≥ 160 erfüllt, um die Temperatur in der Lebensmittelaufnahmekammer (22C) mit den Lebensmitteln (F) von der Raumtemperatur anzuheben und die Temperatur auf der Gartemperatur zu halten, wobei die Gartemperatur größer als 100°C und kleiner oder gleich 106°C ist und die Gartemperatur niedriger oder gleich einer Temperatur ist, wenn der Dampf (S) aus dem Heizkessel (12) ausgegeben wird.
Dampfgargerät (1) gemäß Anspruch 1, wobei eine Zeit, die die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16) benötigt, um die Temperatur in der Lebensmittelaufnahmekammer (22C) von der Raumtemperatur auf die Gartemperatur zu erhöhen, weniger als oder gleich 5 Minuten beträgt.
Dampfgargerät (1) gemäß Anspruch 1, wobei eine Differenz zwischen einer Temperatur des von der Dampfabgabevorrichtung (24) abgegebenen Dampfes (S) und einer Temperatur des gesättigten Dampfes im Druckspeicher-Dampfkocher (10) nicht mehr als 30°C beträgt.
Dampfgargerät (1) gemäß Anspruch 1, ferner umfassend eine bewegliche Einheit (28), wobei die bewegliche Einheit (28) in der Dämpfzelle (20) konfiguriert ist, geeignet um eine zum Aufheizen des Lebensmittelaufnahmeraums (22C) auf die Gartemperatur erforderliche Zeit zu reduzieren.
Dampfgargerät (1) gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: einen Flüssigkeitspegelsensor (13), der in dem Heizkessel (12) konfiguriert ist, geeignet um einen Flüssigkeitspegel in dem Heizkessel (12) zu messen und ein Wasserpegelsignal auszugeben, wenn der Flüssigkeitspegel in dem Heizkessel (12) niedriger als eine vorbestimmte Höhe (H1, H2) ist; wobei das Steuermodul (40) geeignet ist, um zu steuern, dass das Wassernachfüllgerät (32) gemäß dem Wasserpegelsignal ein- und ausschaltet wird, um ein vorbestimmtes Wassernachfüllvolumen (V2) des flüssigen Wassers (L) in den Heizkessel (12) einzugeben; und ein elektronisches Dampfventil (18), das zum Einstellen eines Zufuhrvolumens des Dampfes (S) von dem Heizkessel (12) zu der Lebensmittelaufnahmekammer (22C) geeignet ist, um die Gartemperatur der Lebensmittelaufnahmekammer (22C) einzustellen.
Dampfgargerät (1) gemäß Anspruch 5, wobei das vorgegebene Wassernachfüllvolumen (V2) V2 Liter beträgt, eine Nennleistung (W1) der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16) W1 kW beträgt und das Dampfgargerät (1) eine Bedingung von V2/W1≤ 0,1 erfüllt.
Dampfgargerät (1) gemäß Anspruch 5, wobei ein Volumen des Heizkessels (12) in der vorgegebenen Höhe (H1) V4 Liter beträgt, eine Nennleistung (W1) der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16) W1 kW beträgt und das Dampfgargerät (1) eine Bedingung V4/W1≤0,3 erfüllt.
Dampfgargerät (1) gemäß Anspruch 5, wobei das vorgegebene Wassernachfüllvolumen (V2) V2 Liter beträgt, ein maximales Volumen (V3) des Heizkessels V3 Liter beträgt und das Dampfgargerät (1) eine Bedingung von V2/V3≤0,1 erfüllt.
Dampfgargerät (1) gemäß Anspruch 5, wobei das Dampfgargerät (1) eine der folgenden Bedingungen erfüllt: das Steuermodul (40) steuert eine Aktivierungszeit des Wassernachfüllgeräts (32) so, dass sie fest ist oder, dass das vorgegebene Wassernachfüllvolumen (V2) ein festes Volumen ist; oder die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16) umfasst einen Widerstand, wobei der Widerstand vollständig unterhalb der vorgegebenen Höhe ausgebildet ist.
Dampfgargerät (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermodul (40) elektrisch mit der Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16) verbunden ist; wobei das Dampfgargerät (1) mindestens einen von einem ersten Vorbereitungsmodus und einem zweiten Vorbereitungsmodus umfasst, wobei in dem ersten Vorbereitungsmodus das Steuermodul (40) die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16) steuert, um das flüssige Wasser (L) zu erwärmen und zu ermöglichen, dass das flüssige Wasser (L) in dem Heizkessel (12) auf einer vorläufigen Temperatur gehalten wird, und die vorläufige Temperatur niedriger ist als die Temperatur des gesättigten Dampfes in dem Heizkessel (12); und im zweiten Vorbereitungsmodus die Steuervorrichtung (40) die Strom-Wärme-Umwandlungseinheit (16) steuert, um das flüssige Wasser (L) zu erhitzen und dem Heizkessel (12) zu ermöglichen, einen gesättigten Dampf mit einem Druck zwischen dem 1,1 und dem 5,0-fachen des Atmosphärendrucks zu sammeln.