DE2736046A1

DE2736046A1 - Heissluftofen zum erwaermen von speisen

Info

Publication number: DE2736046A1
Application number: DE19772736046
Authority: DE
Inventors: Raul Guibert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-12
Filing date: 1977-08-10
Publication date: 1978-02-16
Also published as: GB1557377A; FR2361607A1; JPS5324070A; FR2526133A1; FR2361607B1; CA1109339A; IT1080293B

Description

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Patentanwälte Dipl. lag. Hfu!fi--Jür{ien Müller Dr. rer. η:·ί. 7'Ji;>;nus Iiorondt

Pr.-Jr-*. Ihina Lcyb

Lucife*Gruhn-SlreSc id US Minuten M Raul GUIBERT

8343 West 4th Street

Los Angeles, Kalifornien, V.St.A.

-Case 114-

Heißluftofen zum Erwärmen von Speisen

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Die Erfindung betrifft einen Heißluftofen zum Erwärmen von Speisen.

Bei der Herstellung von Speisen, die schnell verfügbar sein sollen, wird die Speise zuerst gekocht, dann gekühlt oder gefroren, gelagert und dann wieder erwärmt vor dem Verbrauch, wobei die Struktur, der Geschmack und der Nährwert der Speise nicht beeinträchtigt werden sollen.

Um der zunehmenden Forderung nach schnell herzustellenden, billigen Speisen zu begegnen, sind Methoden entwickelt worden, nach welchen die zu servierenden Speisen tiefgefroren und gelagert werden, worauf, wenn eine Speise zum Verbrauch serviert werden soll, diese aus dem Gefriergerät entnommen und gekocht wird. In einigen Fällen wird die gefrorene Speise vorgekocht, so daß es nur notwendig ist, sie aufzutauen und wiederzuerwärmen.

Obwohl diese Techniken es möglich machen, relativ billige Speisen herzustellen und eine schnelle Bedienung gewährleisten, sind diese Speisen oft unappetitlich. Der Grund hierfür liegt darin, daß das Gefrieren und das Vermeiden von Verunreinigungen oft auf Kosten der Qualität und des Geschmacks erfolgen. Beim Gefrieren wird die Feuchtigkeit in der Nahrung in Eiskristalle umgewandelt, die zerstörend wirken, da sie die innere Struktur des Nahrungsmittels unterbrechen oder aufreißen. Als Folge davon ist gefrorene Nahrung geschmacklos und hat eine blasige Qualität.

Ferner ist es beim Wiedererwärmen einer vorgekochten gefrorenen Nahrung schwierig beim Übergang des gefrorenen Zustandes in einen erwärmten Zustand eine Situation zu vermeiden, in welcher der Kern des Produktes noch kalt ist, obwohl die Außenschichten bereits heiß sind. Wenn aber ge-

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währleistet werden soll, daß der gesamte Körper bzw. die gesamte Masse der Speise durch und durch erhitzt 1st, so besteht die Neigung zur Überhitzung der Speisen und damit einem erneuten Kochen, ebenfalls verbunden mit einem Verlust an Nährwert und Geschmack.

Ein Hauptfaktor, der der Selbstbedienung und der schnellen Verfügbarkeit von Speisen entgegenwirkt, ist der, daß die erwärmte Nahrung notwendigerweise in einer geschlossenen Wärmekammer gelagert werden muß, die geöffnet werden muß, um Zugang zu dem Produkt zu erhalten. Bei der Massenproduktion, bei der eine große Anzahl von erwärmten Speisen fertig zum Verbrauch durch die Käufer gelagert werden muß, erfordert dies eine komplizierte Anlage mit Fächern, jedes mit einer separaten Tür, die geöffnet werden muß, um die Speise zu entnehmen und die dann wieder geschlossen wird.

Ein Hauptziel der Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung für die schnelle Lieferung von Speisen zu schaffen, wobei vorgekochte Nahrung, die gekühlt wurde, danach wiedererwärmt und direkt für den Verbrauch verwendbar ist, ohne die Struktur, den Geschmack oder den Nährwert merklich zu beeinträchtigen.

Die dem Verbraucher servierten Speisen liegen zunächst in frischem, ungekochtem Zustand vor. Als Beispiel wird angenommen, daß die Speise aus Fisch und Kartoffeln besteht, so daß das Ausgangsmaterial geschnittene Stücke aus frischem Fisch und Kartoffelscheiben sind. Es wird ferner angenommen, daß hundert Speiseportionen aus Fisch und Kartoffeln herzustellen sind, wobei jede Portion in einem einzelnen Teller odereinem Tablett ausreichender Größe serviert werden soll. Hierzu wird eine ausreichende Menge an frischem, geschnittenen Fisch und Kartoffelscheiben gekocht für hundert Speisen. Nach

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dem Kochen werden die Produkte unterteilt und in 1OO Teller oder Schalen eingefüllt.

Die Schalen mit den Speisen werden nun gekühlt, damit sie haltbar bleiben bis zu dem Zeitpunkt, in welchem sie zum Verbrauch serviert werden, was einige Tage später sein kann. Die Teller werden bei einer Temperatur unmittelbar oberhalb ihres Gefrierpunktes gehalten, in der Praxis beispielsweise im Bereich von etwa -7 bis -1°C. Wenn die Flüssigkeit in der Nahrung reich an gelösten Salzen ist, kann der Gefrierpunkt um einiges unter 0°C liegen. Es ist wichtig, daß die Kühlung bis nahe zum Gefrierpunkt kommt, aber nicht unter den Gefrierpunkt fällt, um die Bildung von zerstörenden Eiskristallen in der Nahrung zu vermeiden. Es ist ferner zweckmäßig, die Teller oder Behälter zu verschließen, um den Verlust an Feuchtigkeit und flüchtigen Bestandteilen zu vermeiden .

Wenn damdanach die vorgekochten Speisen an die Verbraucher abgegeben werden, werden die Teller aus dem Kühlschrank genommen und in eine Heizvorrichtung eingebracht, in welcher die Temperatur der Speisen auf eine ausreichend hohe Temperatur gebracht wird, um Zersetzung oder Fäulnis zu verhindern, z.B. über 60°C, aber unter der Temperatur, bei der die Nahrung erneut gekocht werden würde. Sollten einige der Speisen in der Heizvorrichtung nicht zu diesem Zeitpunkt verbraucht werden, so können die verschlossenen Behälter wieder in die Kühlvorrichtung zurückgebracht und erneut gekühlt werden, bis zum nächsten Bedarf, vor welchem sie dann erneut erwärmt werden.

Da die Kühlung bis zu einer Temperatur unmittelbar oberhalb des Gefrierpunktes erfolgt, wird die Nahrung erhalten bzw. konserviert, ohne ihre Qualität zu beeinträchtigen und da die

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nachfolgende Erwärmung der gekühlten Teller die Nahrungsmittel auf eine Temperatur bringt, die einen Verderb verhindert, aber unterhalb der Kochtemperatur liegt, ist auch die Erwärmung nicht nachteilig. Es ist daher möglich, die Behälter oder Teller, die die vorgekochten Speisen enthalten, mehr als einmal zu kühlen und wieder zu erwärmen ohne schädliche Wirkungen befürchten zu müssen.

Der Erfindung liegt daher insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Heißluftofen zu schaffen, um Speisen, die in einer Gruppe von Behältern eingefüllt sind, zu erwärmen, wobei jeder Behälter aus einem Stapel von verschlossenen Schalen oder Tellern mit Speisen besteht, die in einem offenen Karton aufgestapelt sind, so daß sie leicht in den Ofen eingeschoben werden können.

Zweckmäßigerweise ist ein Ofen mit einer zweistufigen Heizung vorgesehen, in welchem zu Beginn der Erwärmung beide Stufen wirksam sind, über eine einstellbare Zeitperiode, die ausreicht, die Temperatur der Speisen auf die gewünschte Höhe zu bringen, worauf die Hauptstufe abgeschaltet wird, während die Hilfsstufe, die wesentlich weniger Leistung verbraucht, dazu dient, die erwärmte Nahrung eine unbegrenzte Zeit auf der richtigen Temperaturhöhe zu halten.

In den Heißluftofen werden zu diesem Zweck Behälter eingebracht, von denen jeder einen Stapel von verschlossenen Tellern enthält, die alle dieselbe Speise enthalten, wobei der Stapel in einem offenen Karton aufgestapelt ist, dessen Seitenwände öffnungen haben, um einen Zugang für die erwärmte Luft zu schaffen.

Der Ofen hat einen drehbaren Tisch, der über eine Rutschkupplung durch einen Motor angetrieben wird, so daß der Dreh-

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tisch angehalten werden kann, ohne den Motor abzuschalten. Die Kupplung ist mit dem Drehtisch über einen Dreharm gekoppelt, dessen Schubfinger einen Anschlag am Drehtisch erfaßt, wobei der Drehtisch manuell gegenüber dem Finger in Vorwärtsrichtung verdreht werden kann, so daß die Bewegung des Drehtisches angehalten und dieser mit Behältern beladen werden kann bis der Schubfinger wiederum den Anschlag erfaßt und den Tisch wieder in Bewegung setzt.

Der Drehtisch ist mit einem etwa ringförmigen Gestell versehen, um eine kreisförmige Reihe von Behältern abzustützen, die ein hohles Zentrum bilden, dessen Grenze durch die Seiten der Behälter oder Kartons begrenzt ist. Innerhalb des Zentrums oder Kerns ist ein angetriebener Propeller angeordnet. Die Abstände zwischen dem Gestell und dem Drehtisch bilden einen begrenzten Strömungskanal, dessen Einlaß mit dem hohlen Kern in Verbindung steht und dessen Auslaß am Umfang des Drehtisches liegt.

Eine Heizeinrichtung, die in dem Raum oberhalb der Reihe von Behältern angeordnet ist, erzeugt erhitzte Luft, die durch den Propeller in den hohlen Kernraum geblasen wird. Wegen der Strömungsbegrenzung wird ein wesentlicher Teil der erwärmten Luft durch die Löcher der Kartons gedrückt, um die Speisen in den Schalen zu erwärmen, während der übrige Teil durch den Strömungskanal fließt. Die erwärmte Luft, die am Auslaß des Stromungskanales austritt, wird durch die Saugkraft des Propellers nach oben gezogen, um einen Luftwirbel um die Gruppe von Behältern zu bilden, worauf die Luft zu der Heizvorrichtung zurückströmt, um wiedererwärmt und umgewälzt zu werden. Der Luftvorhang ist umgeben von einem Wärme schutzschirm, der vorne eine große öffnung hat, um einen Zugang zum Inneren des Ofens zu schaffen, so daß die Behälter beim Laden des Gestelles eingeschoben werden können und aus-

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gewählte Teller herausgenommen werden können, wenn die Speisen serviert werden sollen.

Die Heizvorrichtung besteht aus zwei Stufen unterschiedlicher Kapazität, von denen beide am Anfang eingeschaltet werden, um die Ofentemperatur schnell zu erhöhen und die Speisen auf die gewünschte Temperaturhöhe zu bringen, worauf die Stufe mit der größeren Kapazität automatisch abgeschaltet wird und dann die Speisen im Ofen auf der gewünschten Temperaturhöhe mit Hilfe der kleineren Hilfsstufe gehalten werden.

Somit wird ein toroidaler Ring aus erwärmter Luft erzeugt, die die beheizten Schalen und Behälter vollständig umhüllt und sie von der relativ kühlen Umgebungsluft trennt, ohne jedoch einen direkten Zugang zu den Schalen oder Tellern zu verhindern, die aus den Kartons durch die vordere Öffnung herausgenommen werden, wenn die Speisen die gewünschte Temperatur haben.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, in der

Fig. 1 perspektivisch eine verschlossene Schale zeigt. Fig. 2 zeigt die Schale nach Fig. 1 mit abgenommenem Deckel.

Fig. 3 zeigt perspektivisch einen Karton oder Behälter zum Ubereinanderstapeln einer Gruppe von Schalen.

Fig. 4 zeigt den Karton mit den eingeschobenen Tellern oder Schalen, womit der Behälter gefüllt ist.

Fig. 5 zeigt perspektivisch einen Heißluftofen zum Erwärmen der Behälter nach Fig. 4.

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Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf den Ofen nach Fig. 5. Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch den Ofen. Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch den Ofen. Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch den Basisteil des Ofens. Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch den Wärmeschutzschirm.

Fig. 11 zeigt schematisch ein Diagramm der elektrischen Schaltung des Ofens.

Fig. 12 zeigt schematisch einen Zweistufen-Heißluftofen.

Fig. 13 zeigt perspektivisch den Schirm, der die beiden Zonen in dem Ofen erzeugt.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Schale T, geeignet zum Kühlen und späteren Servieren einer vorgekochten Speise, nachdem die gekühlte Schale wieder durch Heißluft in einem Ofen erwärmt worden ist. Die Schale T hat eine sechseckige Form mit einer kurzen Rückwand S₁, einer längeren Vorderwand S₂, ein Paar langer Seitenwände S₃, S₄ angrenzend an die Rückwand und ein Paar langer Seitenwände S₅, Sg angrenzend an die Vorderwand. Längs des oberen Randes der Schalenwand verläuft ein Bund F, auf den ein Verschlußdeckel T , dessen Form derjenigen der Schale entspricht, unter Schnappwirkung dicht aufgesetzt 1st.

Die Schale und der Deckel bestehen z.B. aus einem Kunststoffmaterial, z.B. Polyäthylen, das für Nahrungsmittel geeignet ist und nicht mit ihnen reagiert, wobei dieses Material den breiten Temperaturbereich beim Kühlen und Wiedererwärmen der

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Speisen aushält. Der Deckel T_c besteht aus einem Material geringerer Dichte als die Schale T, so daß er mehr flexibel als diese ist und ohne Schwierigkeiten abgenommen werden kann.

Die Schalen werden nicht einzeln, sondern zweckmäßigerweise in Gruppen gehandhabt. Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, ist ein Stapel aus 10 Schalen T in einem Papierkarton 10 übereinandergestapelt, dessen Querschnitt der Form der Schalten entspricht. Der Karton 10 besteht aus einer oberen und einer unteren Wand 10a, 10b, deren Abmessungen der kurzen Rückwand S₁ und der langen Seitenwände S, und Sj der Schalen entsprechen, so daß diese bündig in den Karton passen, wobei die Vorderwand S₂ und die Seitenwände Sr und Sg freiliegen, damit die Schalen leicht aus dem Karton wieder entnommen werden können. In der Praxis kann die Vorderwand der Schalen mit einem Etikett versehen sein, um die darin befindliche Speise anzugeben.

Die Rückwand 10.. und die Seitenwände 10-% und 10* des Kartons sind jeweils mit einer Reihe von großen Löchern 11 versehen, damit erwärmte Luft in den Karton eintreten kann, um die Temperatur der Nahrungsmittel in den Schalen zu erhöhen. Die Zirkulation der heißen Luft in dem Karton wird durch die Bunde der Schalen erleichtert, durch welche Zwischenräume zwischen deren Seitenwänden und den Seitenwänden des Kartons geschaffen werden, wobei ferner die äußeren Rippen R am Boden der Schalen Zwischenräume zwischen dem Boden der einen Schale und dem Deckel der darunterliegenden Schale bilden. Auf diese Weise ist jede Schale des Stapels der heißen Luft ausgesetzt, die in den Karton eingeleitet wird.

Der Stapel aus Schalen und der Karton bilden somit einen Behälter C. Um die Handhabung zu erleichtern, ist der Behälter

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zweckmäßigerweise in eine klare Kunststoffhülle eingewickelt, die dazu dient, die Schalen im Karton zu halten. Diese Hülle wird aufgerissen und entfernt, ehe der Behälter in den Heißluftofen eingeschoben wird. In der Praxis ist jeder Behälter mit denselben Schalen versehen, die dieselbe vorgekochte Speise enthalten, beispielsweise Spaghetti oder ein chinesisches Gericht.

Um anzuzeigen, daß die Schalen im Ofen gerade erwärmt werden und noch nicht fertig zum Servieren sind, kann ein Band aus Papier vom Deckel 10a zum Boden 10b des Kartons über die freien Vorderwände S₂ der Schalen T gezogen werden. Dieses Band kann als Siegel wirken, das beschriftet sein kann, um den Inhalt anzuzeigen. Das Siegel wird von der Bedienungsperson des Heißluftofens erst dann aufgerissen, wenn sie mit Hilfe, z.B. einer Lampe festgestellt hat, oder auch mit Hilfe anderer Einrichtungen, daß die Speisen in den Schalen auf der gewünschten Temperaturhöhe sind und sich in einem Zustand befinden, in welchem sie serviert werden können.

Der Heißluftofen kann beispielsweise eine Kapazität von 8 Behältern und damit 80 Schalen aufweisen. Da jeder Behälter eine andere Speise enthalten kann, kann der Gast unter 8 unterschiedlichen Speisen wählen. Falls während einer gegebenen Zeitspanne nicht alle Behälter verbraucht werden, so können diese, wie oben erwähnt, wieder in eine Kühlkammer zurückgegeben und erneut gekühlt werden, worauf sie, wenn sie ausgegeben werden sollen, erneut erwärmt werden.

Die Fig. 5 bis 11 zeigen einen offenen Ofen, der 8 Behälter des beschriebenen Typs aufnehmen kann, wobei die Temperatur der Speisen auf eine geeignete Höhe von z.B. 77°C gebracht werden kann. Diese Temperatur kann dann bei minimalem Wärmeverlust aufrechterhalten werden. Die benötigte Energie für den

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Ofen ist daher relativ niedrig, obwohl der Ofen eine ständig offene Zugangsöffnung hat, durch die die gewünschten Speisebehälter herausgenommen werden können.

Der Ofen hat einen kreisförmigen Boden 12, der mit einer Wärmeisolierung versehen ist, sowie einen kreisförmigen Deckel 13, der ebenfalls mit einer Wärmeisolierung versehen ist. Der Deckel wird über dem Boden durch drei in gleichen Abständen angeordnete metallische Säulen 14 gehalten, die durch schmale Metallstreifen gebildet sind, deren untere Enden unter dem Boden 12 eingebogen sind und sich von dort aus nach unten erstrecken, um Füße 15 zu bilden, die die Basis oder den Boden abstützen.

Unter der Mitte des Bodens 12 ist ein kleiner Motor M angeordnet, dessen Welle mit einer Rutschkupplung 16 gekoppelt ist. Der Ausgang der Kupplung 16 ist wirksam mit einem Arm 17 verbunden, der einen Schubfinger 18 an seinem Ende hat, wobei der rotierende Finger in einen Anschlag 19 an der Unterseite eines Drehtisches 20 eingreift, um diesen anzutreiben. Der Drehtisch 20 läuft auf Lagern 21, die auf der oberen Fläche der Basis 12 angeordnet sind.

Der Drehtisch 20 hat eine zentrale Nabe 2OA und einen nach oben gerichteten äußeren Rand 20B. Etwas über den Drehtisch ansteigend und über diesen durch Stützen gehalten ist ein ringförmiges Gestell 22 angeordnet, das die Nabe 2OA umgibt. Der Abstand zwischen dem Gestell 22 und dem Drehtisch 20 bildet einen begrenzten Strömungsweg 23, dessen Einlaß an der zentralen Nabe 2OA und dessen Auslaß am Umfang des Drehtisches liegt.

Das Gestell 22 ist so dimensioniert, daß es eine kreisförmige Gruppe von acht Behältern C aufnimmt. Die Seitenwände der Be-

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hälter bilden, wie Flg. 8 zeigt, die Begrenzung eines hohlen zentralen Kerns 24, der sich vertikal oberhalb der Nabe 2OA erstreckt, wobei der hohle Kern in Verbindung mit dem Einlaß zum Strömungskanal 23 steht.

Zentral über dem Deckel 13 ist ein Motor 25 angeordnet, der eine Helle aufweist, die nach unten gerichtet ist und sich durch den Deckel hindurcherstreckt und die an ihrem Ende einen Hauptpropeller 26 trägt, der innerhalb des hohlen Kerns 24 angeordnet ist. Am anderen Ende der Motorwelle ist ein Hilfsprope11er 27 angebracht, der als Kühlgebläse für den Motor dient. Der Propeller 27 bläst Luft in den Bereich zwischen dem Deckel 13 und einer Kunststoffhaube 28, die sich über dem Deckel erstreckt. Der Raum zwischen der Haube und dem Deckel dient zur Unterbringung der elektrischen Steuerungen für den Ofen und er wird durch Kühlluft vom Hilfspropeller belüftet, wobei die Haube am oberen Ende entlüftet ist.

Der Deckel 13 trägt eine Heizeinrichtung mit einer Hauptstufe 29 mit hoher Leistung und einer Hilfstufe 30 mit niedrigerer Leistung, wobei diese Stufen in dem offenen Raum zwischen dem oberen Ende der Behälter C und dem darüberliegenden Deckel angeordnet sind. Die Stufen werden durch Heizelemente gebildet, die in zwei konzentrischen Kreisen gebogen sind, die den hohlen zentralen Kern 24 umgeben. Die durch die Stufen 29 und 30 erwärmte Luft wird daher in den hohlen Kern 24 mit Hilfe des Propellers 26 geblasen und dann mit hoher Geschwindigkeit durch diesen hindurch, um einen Strömungswirbel zu bilden. Unterhalb der Heizeinrichtung befindet sich ein Einlaß H, der am Deckel durch Bolzen oder dergleichen befestigt ist.

Wegen des begrenzten Stromungskanales 23 kann die erwärmte Luft, die nach unten durch den Kern geblasen wird, nicht durch diesen hindurch und hinaustreten, sondern ein wesent-

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licher Teil der Luft wird durch die Löcher 11 in die Kartons gedrückt, die die Begrenzung des hohlen Kerns bilden. Wie Fig. 10 zeigt, besteht diese Begrenzung aus den hinteren Wänden 10. der verschiedenen Kartons, die in einem Kreis angeordnet sind, wobei die Unterbrechungen zwischen den Rückwänden durch die Seitenwände 1O₃ und 10. verbunden sind, die dreieckige Nischen bilden. Die erwärmte Luft wird damit durch die Löcher 11 nicht nur in den Rückwänden 10., sondern auch in den Seitenwänden 1O₃ und 1O₄ der Kartons gedrückt und sie wird, wenn sie in den Karton eingedrungen ist, über die Zwischenräume zwischen den gestapelten Schalen verteilt, wodurch die Inhalte der Schalen erwärmt werden. Die durch die Nischen gebildeten Taschen führen die erwärmte Luft von dem Luftwirbel ab und dienen dazu, die Luft zu verteilen und im wesentlichen die gleiche Wärmemenge an alle Behälter und Schalen zu führen.

In dem hohlen Kern 24 1st vertikal ein gebogener Schirm 31 angeordnet, der, wie Fig. 8 zeigt, die Strömung der Heißluft in die auf dem Drehtisch angeordneten Behälter auf den rückwärtigen Teil des Ofens begrenzt, um den Austritt von Luft durch die Eingangsöffnung in der Vorderseite des Ofens auf ein Minimum zu reduzieren. Der Schirm 31 teilt ferner den Ofen in zwei Zonen, wie noch erläutert wird.

Der Teil der erwärmten Luft, der in den hohlen Kern 24 hinabgeblasen wird und nicht durch die Gruppe von Behältern geführt wird, um die Teller oder Schalen zu erwärmen, strömt in den Einlaß des Strömungskanales 23 und tritt aus dessen Auslaß am Umfang des Drehtisches aus. Wegen der durch den Hauptpropeller erzeugten Saugkräfte wird die von diesem Auslaß austretende Luft nach oben geführt und zurück zu dem Raum, in dem sich die Heizeinrichtung befindet, um wieder umgewälzt zu werden. Die nach oben fließende Luft erzeugt einen zylin-

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drischen Luftvorhang, der die Gruppe von Behältern umgibt.

Das Strömungsschema der erwärmten Luft In dem Ofen erzeugt somit eine toroidale Schleife, die vollständig die kreisförmige Gruppe von Behältern in dem Ofen einhüllt, um die erwärmten Schalen gegen die kühlere Umgebungsluft zu trennen und Wärmeverluste zu minimalIsieren. Um Raum zu sparen ist der Luftvorhang so angeordnet, daß er direkt die Behältergruppe umgibt und er trifft auf die Luft, die seitlich durch die Schalen bzw. zwischen ihnen hindurchströmt. Der Luftvorhang ist von einem zylindrischen Wärmeschutzschirm 32 umgeben. Der Schirm besteht zweckmäßigerweise aus inneren und äußeren Schichten eines klaren Kunststoffmaterials, das die Wärme des Ofens aushält, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Die Schichten können aus Lexan sein, einem thermoplastischen Polymer, zwischen welchen ein gewobenes Metallgitter oder Kunststoffgitter angeordnet ist, das einen Luftspalt bildet, der die Schichten trennt. An dem Schirm 32 ist an der Vorderseite des Ofens eine rechteckige Zugangsöffnung 33 ausgebildet, die groß genug ist, um die Behälter C manuell einzuschieben und auf dem Drehtisch anzuordnen.

Wegen des Rutschkupplungs-Antriebs kann man beim Auswählen momentan die Bewegung des Drehtisches anhalten, indem man Un einfach lange genug hält, um einen ausgewählten Teller oder eine Schale herauszunehmen, da die Kupplung in diesem Fall den Drehtisch vom Antriebsmotor trennt. Beim Beladen des Drehtisches mit Behältern ist jedoch mehr Zeit erforderlich. Zu diesem Zweck kann man den Drehtisch manuell in eine Position verschieben, die genügend vor dem Schubfinger am Dreharm liegt. Hierdurch wird der Anschlag am Drehtisch von dem Antriebsarm getrennt. Der Drehtisch wird dann nicht angetrieben, bis der Dreharm wiederum den Anschlag erfaßt. Nimmt man eine Drehung des Drehtisches von einer Umdrehung je

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30 Sekunden an, so kann man in der Praxis dan Drehtisch verschieben, um ein Intervall von etwa 15 Sekunden zum Beladen des Drehtisches zu erhalten.

Wie Fig. 11 zeigt, werden das Heizelement 29 und das Heizelement 30 beide über eine Leitung 34 mit Energie versorgt, in der ein Ein-Aus-Schalter 35 liegt, der dazu dient, die Energiezufuhr für beide Heizelemente einzuschalten. Die Leitung vom Schalter 35 läuft über einen Über lastschalter 36 zu einem Thermostatschalter 37, der die Energiezufuhr zu beiden Heizelementen abschaltet, wenn die Wärme im Ofen einen vorgegebenen Wert übersteigt.

Vom Schalter 37 gehen zwei Zweigleitungen aus, eine zum Hilfsheizelement 30 über einen Thermostatschalter 38 und die andere zum Hauptheizelement 29 über einen steuerbaren Zeitgeber 39 und einen Thermostatschalter 40. Mit dem Zeitgeber 39 ist eine Anzeigelampe 41 verbunden, die normalerweise ausgeschaltet ist und die nur eingeschaltet wird, wenn der Zeitgeber ausläuft, d.h., wenn die Speisen fertig sind. Der Zeitgeber 39 ist mit einem Betätigungsknopf 42 versehen. Wenn die Energiezufuhr eingeschaltet ist, wird dies durch eine Lampe 43 angezeigt. Der Zeitgeber 39, der Hauptschalter 35, die Lampe 43 und die Lampe 41 sind alle in der Haube des Ofens untergebracht.

Wenn die Energiezufuhr eingeschaltet wird, wird das Hilfsheizelement 30 sofort erregt, während das Hauptheizelement erst erregt wird, nachdem der Knopf 42 niedergedrückt worden ist. Der Zeitgeber ist somit einstellbar. Nimmt man an, daß 1 Stunde erforderlich ist, in der beide Heizelemente arbeiten, um die Speisen im Ofen auf die richtige Temperatur von z.B. 66°C zu bringen, so wird der Zeitgeber auf 1 Stunde eingestellt.

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Am Ende des 1-Stunden-Intervalles schaltet der Zeitgeber das Hauptheizelement ab, wobei in diesem Zeitpunkt die Lampe 41 aufleuchtet, um anzuzeigen, daß die Speisen fertig zum Servieren sind. Danach wird die gewünschte Temperaturhöhe mit Hilfe des Hilfsheizelementes 30 aufrechterhalten, das unter der Steuerung des Thermostaten 38 in Tätigkeit bleibt, der auf z.B. 66°C eingestellt ist.

Die beschriebene Ausführungsform des Ofens kann modifiziert werden. Beispielsweise ist die Erfindung nicht begrenzt auf Behälter, in denen Teller oder Schalen mit Speisen angeordnet sind, sondern die Speisen können auch in Beuteln oder anderen Behältern enthalten sein. Während zu Beginn des Heizvorganges alle Behälter mit Schalen gefüllt sind, wird durch die Herausnahme von Schalen die Wirkungsweise des Ofens nicht beeinträchtigt. Auch wenn die meisten Schalen herausgenommen worden sind, ergibt sich für die übrigbleibenden noch eine gute Verteilung der erwärmten Luft zur Erwärmung der Behälter und Teller.

Nachfolgend wird der Zwei-Zonen-Betrieb beschrieben.

In dem Ofen ist eine zweistufige Heizeinrichtung vorgesehen mit unterschiedlichen Leistungen, wobei zu Beginn der Erwärmung beide Stufen tätig sind über eine steuerbare Zeitspanne, die nachfolgend die Aufheizphase genannt wird, und die ausreicht, die Temperatur der Speisen auf die gewünschte Höhe zu bringen, worauf die Hauptstufe abgeschaltet wird, während die Hilfsstufe, die wesentlich weniger Energie benötigt, die erwärmten Speisen auf der gewünschten Temperatur hält, so daß sie zum Servieren bereit sind, wobei diese Phase die Servierphase genannt wird.

Während der Aufheizphase hängt die Rate des Wärmeüberganges

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von der Heißluft Im Ofen auf die relativ kalten vollen Behälter von der Temperaturdifferenz ab. Je größer die Temperaturdifferenz zwischen der Heißlufttemperatur und der Temperatur der Nahrungsmittel ist, umso höher ist die Rate des Wärmeüberganges.

Da die Heißlufttemperatür überall im Ofen auf einer im wesentlichen gleichmäßigen Höhe ist, ist die Ubertragungsrate am Anfang der Aufwärmung in der Aufheizphase, wenn beide Heizelemente tätig sind, sehr hoch, wenn jedoch die Temperaturdifferenz zwischen der Heißluft und den Speisen danach abnimmt, wird die Rate der Wärmeübertragung zunehmend langsamer bei Annäherung an die Temperatur, mit der die Speisen serviert werden.

Angenommen, daß die Speisen in den Behältern anfangs eine Temperatur von etwa 5°C haben und es erforderlich ist, sie auf eine Temperatur beim Servieren von etwa 66⁰C zu bringen, und weiter angenommen, daß die Heißluft eine Temperatur von etwa 74°C hat, so besteht am Anfang der Aufheizphase eine scharfe Differenz, was zu einer sehr schnellen Erwärmung führt. Diese Temperaturdifferenz verringert sich aber im Laufe der Aufheizphase, wodurch die Rate des Wärmeüberganges abnimmt. Wenn beispielsweise die Speisen-Temperatur etwa 55°C erreicht hat, beträgt die Temperaturdifferenz zur Heißluft nur noch etwa 19 bis 2O°C und es erfordert relativ lange Zeit, ehe die Speisen-Temperatur auf die gewünschte Temperatur von 66⁰C gebracht werden kann, an welchem Punkt die Aufheizphase beendet ist und die Servierphase beginnt, während der nur eine Heizstufe in Tätigkeit ist, um die Speisen auf der Service-Temperatur zu halten.

Wenn man somit eine Kurve der Speisen-Temperatur (5°C bis 65°C) über der Zeit in der Aufheizphase aufzeichnet, so hat diese Kurve bei einer Heißlufttemperatur von 74°C einen scharfen

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Anstieg von 5°C bis etwa 38⁰C innerhalb einem einigermaßen kurzen Zeitintervall, worauf die Kurve sich abflacht, wenn die Temperatur allmählich von 38°C auf 66⁰C steigt. Die Dauer der Aufheizphase wird daher unerwünscht verlängert, was in manchen Fällen ein Nachteil in der Praxis sein kann.

Um einen Zwei-Zonen-Heizbetrieb zu schaffen, der diesei Nachteil vermeidet, ist vertikal innerhalb des hohlen Kerns 24 des Ofens der gebogene Schirm 31 angeordnet, wie er separat in Fig. 13 gezeigt ist, dessen Form der Begrenzung des Kerns entspricht und der den Fluß der Heißluft zu den Behältern auf dem Drehtisch des hinteren Sektors des Ofeninnenraumes begrenzt, wodurch der Austritt von Luft durch die Eingangsöffnung 33 im vorderen Sektor des Ofens minimalisiert wird.

Die feste Anordnung des Schirmes 31 innerhalb des hohlen Kernes 24, wie in Fig. 4 gezeigt, ist derart, daß die Außenwand des Schirmes nahe benachbart zu der Rückwand der Kartons in der ringförmigen Reihe der Behälter 10 liegt, die auf dem Drehtisch angeordnet sind. Wie schematisch in Fig. 12 gezeigt, kann daher die erwärmte Luft, die durch den Kern geblasen wird, nur durch die Löcher 11 in den Kartonwänden durchtreten, wenn die Kartons durch den unabgeschirmten hinteren Sektor des Ofens laufen.

Die beiden konzentrischen Heizstufen 29 und 30, wie in Fig. gezeigt, sind so angeordnet, daß ihre Eingangsanschlüsse für die Energiezufuhr im vorderen Sektor des Ofens liegen. Infolge der zwischen ihnen gebildeten Lücke erzeugen diese Abschnitte der Heizelemente weniger Wärme in diesem Bereich des Ofens als die nicht unterbrochenen Heizabschnitte im rückwärtigen Sektor des Ofens.

Hauptsächlich wegen des Schirmes 31 und in geringerem Maße

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wegen der Lücken in den konzentrischen Heizelementen 29 und wird der rückwärtige Abschnitt des Ofens wesentlich heißer als der vordere Sektor. Der Schirm unterteilt damit effektiv den Ofen in eine vordere heiße Zone mit der Zugangsöffnung 33 und eine hintere extra-heiße Zone. Während jeder Umdrehung durchqueren daher die Schalten T in den Behältern die heiße Zone und dann die extra-heiße Zone.

In der Praxis, wenn beide Heizstufen in der Aufheizphase arbeiten, hat man in der heißen Zone eine Temperatur von etwa 66 bis 71⁰C und in der extra-heißen Zone eine solche von etwa 88°C.

Die Temperatur in der extra-heißen Zone liegt einiges über der Service-Temperatur der Speisen, die etwa 66°C beträgt und sie kann auch höher liegen als der Erweichungspunkt des Kunststoffmaterials, aus welchem die Schalen hergestellt sind, abhängig natürlich von der Art dieses Materials. Bei Verwendung von Polyäthylenschalen liegt der Erweichungspunkt bei etwa 74°C. Da die Speisen nie über ihre Servier-Temperatur erwärmt werden, um ein erneutes Kochen zu vermeiden, bietet ein Erweichungspunkt von 74°C des Schalenmaterials kein Problem, da er ausreichend über der Temperatur der Speisen beim Servieren liegt.

Der Erweichungspunkt von Polyäthylen liegt jedoch unterhalb der Temperatur der extra-heißen Zone und dieser Faktor ist zu berücksichtigen. Da die Kunststoffbehälter bzw. Kunststoff schalen abwechselnd durch die heiße Zone laufen, deren Temperatur einige Grade unterhalb der Erweichungstemperatur des Polyäthylens liegt, ergibt sich eine mittlere Temperatur derart, daß der Kunststoff nie die Erweichungstemperatur innerhalb der relativ kurzen Aufheizphase erreicht, die bei der Anordnung mit zwei Zonen ermöglicht wird.

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Nach Beendigung der Aufheizphase wird das Hauptheizelement abgeschaltet und die resultierende Temperatur ist derart, daß die erwärmten Speisen auf der Service-Temperatur gehalten werden (etwa 66⁰C), die ausreichend unterhalb der Erweichungstemperatur des Kunststoffes liegt.

Wenn die Kunststoffschalen in dem Zwei-Zonen-Ofen über eine längere Aufheizperiode verbleiben würden, könnte der Kunststoff eventuell im Laufe der Zeit erweichen, wegen der hohen Temperatur in der extra-heißen Zone, was berücksichtigt werden müßte. Bei dem Ofen nach der Erfindung ist jedoch die Aufheizphase nicht so lang, daß dies eintreten könnte. Der Grund für die relativ kurze Aufheizphase ist der, daß die Rate des Wärmeübergangs nicht wie bei einem Ofen ohne Zwei-Zonen-Anordnung nur zu Beginn der Erwärmung hoch ist, wenn die Temperaturdifferenz groß ist und danach zunehmend abnimmt, wenn die Speisen-Temperatur sich der Service-Temperatur nähert, sondern der Wärmeübergang ist über den gesamten Bereich der Temperatur der Speisen hoch, von der anfangs niedrigen Temperatur bis zur heißen Service-Temperatur bei Beendigung der Aufheizphase.

Da die Heißlufttemperatür in der extra-heißen Zone höher ist, z.B. 88⁰C, als die Temperatur zum Servieren der Speisen, z.B. 66⁰C bis 71°C, obwohl die Temperaturdifferenz zwischen der Heißlufttemperatur und der vorherrschenden Speisen-Temperatur am größen zu Beginn der Aufheizphase ist, wird nie ein Zustand erreicht, in welchem diese Differenz klein ist, denn selbst dann, wenn die Speisen-Temperatur sich der Service-Temperatur nähert, beispielsweise bei 57°C, bleibt die Differenz zwischen der dann vorhandenen Temperatur und der Temperatur der extra-heißen Zone ausreichend groß, so daß auch dann die Rate des Wärmeübergangs noch sehr stark ist.

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Statt einer Temperaturkurve, die über die ersten 15 Minuten der Aufheizung steil ist und dann flach wird, so daß eine lange Zeit zur Erhöhung der Temperatur der Speisen auf die Service-Temperatur erforderlich ist, hat man bei der Zwei-Zonen-Anordnung eine Kurve, dfe auch wenn sie etwas weniger steil ist,bei der Annäherung an die Service-Temperatur zu keinem Zeitpunkt zu einer langsamen Aufheizrate führt. Wenn z.B. bei einer gegebenen Beschickung des Ofens einiges mehr als 1 Stunde erforderlich ist, um die Aufheizphase ohne zwei-zonige Aufheizung zu beenden, so ergibt sich bei Verwendung der Zwei-Zonen-Anordnung eine Zeit von nicht mehr als 1 Stunde oder weniger.

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Le e rs e i t

Claims

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Patentansprüche

Heißluftofen zum Erwärmen von Speisen, gekennzeichnet durch einen Drehtisch zur Aufnahme der Speisen, die in Behältern angeordnet sind, die im wesentlichen ringförmig auf dem Tisch angeordnet sind und einen hohen zentralen Kern bilden, dessen Begrenzung durch die Innenfläche der Behälter gebildet ist, eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der Luft, die angrenzend an eine Seite der Behälter angeordnet ist, und durch ein Gebläse, um erwärmte Luft durch den Kern, zum anderen Ende der Behälter und um die Außenfläche der Behälter und zurück zum Gebläse zu führen, um eine Umwälzung der Luft in einem toroidalen Fließverlauf zu schaffen, der die Behälter umhüllt.

Ofen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verengung im Strömungsweg der Luft, wodurch ein wesentlicher Teil der durch den Kern geführten Luft zur Innenseite der Behälter gerichtet wird, um die Speisen im Innern der Behälter zu erwärmen.

Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch ein etwas erhöhtes ringförmiges Gestell zur Aufnahme einer Ladung an Speisen aufweist, das ringförmig angeordnet ist, daß ferner der zentrale Kern in Verbindung mit dem Einlaß des verengten Strömungsweges in Verbindung steht, der durch den Raum zwischen dem Gestell und dem Drehtisch gebildet wird, daß der Auslaß des Strömungsweges am Umfang des Drehtisches liegt, daß die Heizeinrichtung in dem Raum oberhalb des oberen Endes der Behälter bzw. der Ladung mit Speisen angeordnet ist, und daß ein angetriebener Propeller in dem

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ORIGINAL INSPECTED

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Kern angeordnet ist, um die erwärmte Luft vom oberen Ende durch den zentralen Kern zu leiten, wobei ein Teil der Luft infolge der Verengung zur Innenfläche der Behälter abgelenkt wird, während der übrige Teil durch den verengten Durchgang strömt und am Auslaß austritt, wo er nach oben geführt wird, um einen Luftvorhang zu bilden, der die Außenfläche der Behälter umgibt und dann zum oberen Ende zurückströmt, so daß die Ladung bzw. die Behälter von einem umgewälzten toroidalen Strömungsmuster eingehüllt werden.

4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung aus einer Gruppe von Behältern gebildet ist, von denen jeder aus einem Karton besteht, dessen rückwärtige Wand öffnungen hat und daß Speisen in Schalen in dem Karton gestapelt sind, und daß die hinteren Wände der Kartons die Begrenzung des inneren Kerns bilden.

5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisen-Behälter aus einem Stapel geschlossener Teller oder Schalen gebildet werden, von denen jede eine vorgekochte Speise enthält.

6. Ofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen eine rechteckige Form haben und die Kartons außer der Rückwand zwei Seitenwände aufweisen, die drei Seiten der Schalen entsprechen, während die anderen drei Seiten frei sind, um die Schalen leicht herausnehmen zu können.

7. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch durch eine wärmeisolierte Basis abgestützt ist und daß ein wärmeisolierter Deckel oberhalb der Behälter angeordnet ist, der auf dem Gestell des

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Drehtisches aufsitzt, und daß die Heizeinrichtung am Deckel aufgehängt 1st.

8. Ofen nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Wärmeschutzschirm, der sich zwischen der Basis und dem Deckel erstreckt und den Luftvorhang umgibt, und der mit einer öffnung versehen ist, um einen Zugang zu dem Drehtisch zum Beschicken oder Herausnehmen der Speisen zu schaffen.

9. Ofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschirm aus zwei Schichten eines klaren Kunststoffmaterials gebildet ist, die durch ein Gitter getrennt sind, das einen Luftspalt zwischen den Schichten bildet.

10. Ofen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter ein gewobenes Drahtmaschen-Material ist.

11. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine Hauptstufe mit hoher Leistung und eine Hilfsstufe mit niedrigerer Leistung aufweist.

12. Ofen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen der Heizeinrichtung in Form von zwei konzentrischen Kreisen um den Kern ausgebildet sind.

13. Ofen nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Zeitgeber-Einrichtung, um die Hauptstufe über eine vorgegebene Zeitspanne zu aktivieren, um einen schnellen Anstieg der Temperatur der Speisen bis zu einer gewünschten Höhe zu erreichen, die danach durch die Hilfsstufe aufrechterhalten wird.

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14. Ofen nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Motor zum Antrieb des Drehtisches und eine Rutschkupplung zwischen Motor und Drehtisch, um den Drehtisch manuell anhalten zu können, ohne den Motor abzuschalten.

15. Ofen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung einen Arm aufweist, der mit einem Schubfinger versehen ist, der mit einem Anschlag am Drehtisch in Eingriff ist, daß ferner der Drehtisch manuell relativ zu dem Schubfinger in Vorwärtsrichtung drehbar ist, so daß seine Bewegung angehalten werden kann bis der Schubfinger wieder am Anschlag des Drehtisches eingreift.

16. Ofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse durch einen Motor angetrieben ist, der oberhalb des Deckels angeordnet ist.

17. Ofen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit einem Hilfsgebläse zur Kühlung versehen ist.

18. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein gebogener Schutzschirm vorgesehen ist, der der Form der Begrenzung des Kerns angepaßt ist, um den Fluß von erwärmter Luft in die öffnungen der Kartons zu sperren und um den Ofen in eine heiße Zone, die diesen Schirm umfaßt, und eine nicht-abgeschirmte extra-heiße Zone zu unterteilen, damit während jeder Umdrehung im Laufe der Aufheizphase die die Speisen enthaltenden Schalen in jedem Karton sukzessive durch diese Zonen hindurchlaufen, daß die Temperatur in der eetra-heißen Zone merklich oberhalb der Temperatur ist, mit der die Speisen serviert werden, so daß die Wärmeübergangsrate,

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die von der Temperaturdifferenz zwischen der effektiven Temperatur der Speisen und der Heiztemperatur abhängt, hoch ist, während die Speisen von ihrer Anfangstemperatur auf ihre gewünschte Endtemperatur erwärmt werden.

19. Ofen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die heiße Zone auf einer Temperatur gehalten wird, die nahe bei der Temperatur ist, mit der die Speisen serviert werden.

20. Ofen nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung aus einer Hauptstufe und einer Nebenstufe unterschiedlicher Kapazität besteht, daß beide Stufen während der Aufheizphase eingeschaltet sind, und daß danach durch die Nebenstufe die Speisen auf der zum Servieren erforderlichen Temperatur gehalten werden.

21. Ofen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen durch zwei konzentrische ringförmige Heizeinrichtungen gebildet sind, deren Anschlüsse und die dazwischenliegenden Lücken in der heißen Zone liegen.

22. Ofen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen für die Speisen aus einem Kunststoff material bestehen, dessen Erweichungspunkt unter der Temperatur der extra-heißen Zone liegt, daß die Dauer der Aufheizphase und die Temperatur der heißen Zone so gewählt sind, daß die Schalen während dieser Phase ihren Erweichungspunkt nicht erreichen.

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