DE2935862A1

DE2935862A1 - Kochgeraet

Info

Publication number: DE2935862A1
Application number: DE19792935862
Authority: DE
Inventors: Takeshi Tanabe
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1978-09-05
Filing date: 1979-09-05
Publication date: 1980-03-13
Also published as: GB2040502A; CA1130394A; US4311895A; GB2040502B; DE2935862C2

Description

Sharp 1276-GER-t

TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTCR

- 4 BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Kochgerät mit einer Heizleistungsquelle für eine in einem Ofenraum befindliche Speise und einer Steuerschaltung zur Betriebssteuerung der Heizleistungsquelle.
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Bei einem bekannten kombinierten Mikrowellen- und Elektrowärme-Kochgerät ist es schwierig, eine zweckentsprechende Kochzeit festzulegen. Bei der Kochzeitbestimmung müssen folgende Einflüsse Berücksichtigung finden: Die Art, der Anfangszustand sowie die Menge der zu kochenden Speise, die Aufheiζtemperatur des Kochgerätes zu Beginn, die Umgebungsbedingungen u. dgl.

Es ist bereits versucht worden, die Temperatur der Speise oder des Ofenraumes zu messen und in Abhängigkeit davon die Mikrowellenerzeugung bzw. die Heizleistung zu regulieren. Diese temperaturabhängige Steuerung befriedigt jedoch nicht, da sie zu wenig die spezifische Eigenart einer Speise berücksichtigt .
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem für ein Kochgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem eine bessere Dosierung der Energie im Verlauf der Zeit unter Berücksichtigung speisenspezifischer Parameter möglich ist.

Eie erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben; vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Kochgerätes bildet die Verwendung eines Gassensors, der aus dem Ofenraum austretenden Gasen ausgesetzt ist und abhängig von einer sich bei der/Gpeisenzubereitung verändernden Gaskonzentrat.ion eine veränderliche Spannung an die Steuer-

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schaltung abgibt, die bei Erreichen vorgegebener Spannungswerte zur Aus- bzw. Umschaltung der Heizleistungsquelle führt.

Auf diese lileise kann auch ein kombiniertes Mikrowellen- und Elektrowärme-Kochgerät optimal gesteuert werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung bildet eine Wähleinrichtung zum Auswählen eines vorgegebenen Spannungspegels für die Steuerschaltung in Abhängigkeit von der Art der zu kochenden Speise. Beispielsweise können mehrere insb. mit Widerständen verbundene Wählschalter vorhanden sein, mit denen sich der vorgegebene Spannungspegel durch Teilung des Ausgangsspannungswertes des Gassensors in einem Anfangszustand erzeugen läßt.

Der Erfindungsgedanke basiert u.a. auf der Erkenntnis, daß eine Speise während des Kochens ein Gas abgibt, welchas eine bestimmte Konzentration erreicht, wenn die Speise gar ist. Der vorgegebene Wert der Gaskonzentration ändert sich mit der Art der gekochten Speise. Da die Gassensar-Ausgangsspannung der Gaskonzentration entspricht, kann die Wollendung 2G des Kochprozesses danach ermittelt werden, daß der Ausgang des Gassensors den vorgegebenen Spannungswert erreicht hat.

Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematiache Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines mit einem Gassensor ausgerüsteten kombinierten Mikrowellen- und Elektrowärme-Kochgerätes,

Fig. 2 einen Schnitt im l/erlauf einer Linie H-II durch das Kochgerät von Fig. 1,

Fig. 3 eine separate Perspektivdarstellung eines in dem Kochgerät von Fig. 1 enthaltenen Gassensors,

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Fig. 4 eine grafische Darstellung der Ansprechcharakteristik des Gassensars aus Fig. 3 auf Gaskonzentrationen,

Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung, und

Fig. G eine grafische Betriebsablauf-Darstellung zu der Steuerschaltung von Fig. 5.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungebeispiel eines kombinierten Mikrowellen- und Elektrowärme-Kochgerätes wird ein von einer Ofenwand 10 mit Ofentür 12 umschlossener Ofenraum von einem an der Ofenwand befestigten Magnetron 14 über einen Wellenleiter 16 mit Energieauslaßöffnung 18 mit Mikrowellenenergie versorgt. Ferner befinden sich ummantelte Heizelemente 20 im Ofenraum, um mit Elektrowärme kochen, backen o. dgl. zu können. Am Boden des Ofenraumes befindet sich eine Schale 22 zur Unterstützung einer in dem Ofenraum zu kochenden Speise 24. Das Magnetron 14 wird mittels eines Gebläses 26 gekühlt, dessen Luftstrom durch einen Belüftungskanal 28 in den Ofenraum gelangt und diesen durch Abzugöffnungen 30 mieder verläßt, welche in die Oberwand des Ofenraumes eingearbeitet und durch einen auf der Oberwend befestigten Abzugkanal 32 abgedeckt sind. Eine in dem Abzugkanal 32 befestigte Führungsplatte 36 richtet den austretenden Gasstrom auf einen im Abzugkanal angebrachten Gassensor 34, welcher der Feststellung der Konzentration des aus dem Ofenraum austretenden Gases dient.

Der in Fig. 3 separat dargestellte Gassensor 34 besteht im wesentlichen aus einem Harzblock 38, einem Fühlelement 40, einer Heizspule 42, Anschlußdrähten 44, einer einen Gazeeinsatz 48 enthaltenden Abdeckung 46 und einem Anschlußsteckerteil 50. Ein bevorzugter Gassensor-Typ wird von der Firma Figaro Engineering Inc. unter der Handelsbezeichnung TGS*^813 vertrieben.

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Fig. U zeigt grafisch die Abhängigkeit zwischen der auf der Abszisse aufgetragenen Gaskonzentration in ⁰Z₀₀ und dem Uiderstandsverhältnis R/Ro des Gassensars, wobei Ra der Sensoruiderstand in Luft, die 100D °/_Q0 Methan enthält, und R der Sensoruiderstand bei davon abweichenden Gaskonzentrationen ist.

Erfindungsgemäß werden die zuvor erwähnten Änderungen des Sensorujiderstands zur Feststellung der Vollendung des Kochprozesses herangezogen.

In Fig. 5 ist als Blockschaltbild eine auf den Gassensorausgang ansprechende Steuerschaltung aufgezeichnet. Wesentliche Bestandteile derselben 9ind eine Stromversorgungsschaltung 52 und eine Betriebssteuerschaltung 5** zur Ansteuerung des Magnetrons Ik Bowie der Heizelemente 20.

Eine von dem Gassensor 3¹* abgegebene Ausgangsspannung \l geht in je einen Eingang eines UND-Gliedes 56 und einer Koinzidenzdetektorschaltung 57. Diese Ausgangsspannung I/ ändert sich, wie schon erwähnt, entsprechend der Konzentration des aus dem Ofenraum ausströmenden Gases.

Zum Einstellen eines Anfangszustands in der Steuerschaltung dienen ein Analog/Digitalwandler 58, ein Digitalspeicher SO, ein durch ein Taktsignal T_ angesteuertes UND-Glied 62 und ein Digital/Analogwandler SU. Zur Bestimmung des Anfangs-Referenzsignalpegels wird die Ausgangsspannung \J des Gassensors 3k zu einem durch ein Taktsignal T. bestimmten Zeitraum über das UND-Glied 56 in den Analog/Digitalwandler 58 eingegeben, von diesem in einen Digitalwert umgesetzt und in dem Digitalspeicher 60 gespeichert. Der so gespeicherte Referenzuiert wird dem Digital/Analog-

3Π wandler 6<+ fortlaufend über das UND-Glied 62 zugeführt und bildet eine Referenzspannung \l .

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Die Steuerschaltung enthält Ferner mehrere manuell betätigbare Wählschalter S1,S2...Sn zur Anpassung des Gerätes an die zu kachende Speisenart. So dient z.B. der Wählschalter S1 zum Aufwärmen von Getränken wie "Sake", Wählschalter S2 zum Bräunen won Fisch, Wählschalter S3 zum Kuchenbacken, usuj.. An jeden dieser Wählschalter S... ist ein entsprechender Widerstand R1,R2...Rn angeschlossen. Die Widerstandswerte dieser Widerstände R... sind durch Versuch so festgelegt worden, daß ein Teilspannungspegel V=V x—7j—=-; (darin bedeutet i = 1,2...n) gebildet Ljird, welcher einem gewünschten Spannungspegel entspricht, bei dem der Kachprozeß beendet werden soll.

Nachstehend wird in Verbindung mit Fig. 6 die Funktion der Steuerschaltung von Fig. 5 erläutert. Nach Betätigung eines Kochstartschalters erfolgt zunächst nur die Inbetriebnahme des Gebläses 26, damit Frischluft in den Ofenraum gelangt. Sechzehn Sekunden später uird das Taktsignal T. zum Setzen des Anfangs-Referenzspannungspegels erzeugt. Der Fig. 6 kann entnommen uerden, daß die Aus-

2G gangsspannung W des Gassensors 3** fortlaufend sinken wird, wenn nur das Gebläse 26 läuft. Anschließend erregt die Betriebssteuerschaltung 5k das Magnetron H*. Dabei wird ein der Referenzspannung V entsprechender Digitaluert im Digitalspeicher 60 gespeichert. Sind z.B. 30 s nach Betätigung des Kochstartachalters vergangen, dann wird fortlaufend das Taktsignal T„ abgegeben, um die Referenzspannung V über den Digital/Analoguandler Gk bereitzustellen.

Ein in der Betriebssteuerschaltung 5k enthaltener Kochartenumschalter 5i+0 bewirkt die Umschaltung von Mikrowellenbetrieb auf Elektroheizbetrieb. Vorzugsweise wird zuerst beispielsweise drei Minuten lang mit Mikrouiellenenergic und anschließend mit Elektrowärme gekocht. Bei

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einem anderen bevorzugten Betriebaablauf erfolgt der Kochvorgang zuerst mittels Mikrouellenenergie und danach, bienn die Gassenaor-Ausgangsspannung einen vorgegebenen ülert erreicht hat, mit Elektrouärme.

In Fig. 6 entapricht eine Kurve P₁ dem l/erlauf der Ausgangsapannung \J beim Erwärmen von "Sake" im Ofenraum. Uienn im Qfenraum Fisch gebräunt uird, dann verläuft die Ausgangsspannung auf einer anderen Kurve Ρ«, und beim Kuchenbacken folgt aie einer weiteren Kurve P-,.

Angenommen, es soll Fisch gebräunt uerden. Dazu uiird manuell der üJählschaltsr S₉ geachloasen. Jetzt gelangt

R₂

fortlaufend der Teilapannungspegel \J =» \J χ

y ο "0^"S

an den zweiten Eingang der Koinzidenzdetektorschaltung

57. Sobald die Ausgangsspannung V/ (entsprechend Kurve

P) dem Pegel \l gleich geworden ist, gibt die Koinzidenzdetektorschaltung 57 ein Ausgangssignal an die Steuerschaltung 5k ab, die daraufhin durch Abschaltung der ummantelten Heizelemente 20 den Kachvorgang beendet.

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Claims

PATENTANWÄLTE

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8000 München 22 Triftstraße 4

D-4800 Bielefeld

Siekerwall 7

Case: 1276-GER-T Mü/Gdt

5. September 1979

SHARP KABUSHIKI KAISHA 22-22 Nagaike-cho, Abena-ku Dsaka 5^5 / Japan

Kochgerät

Prioritäten: 5. September 1978, Japan, IMo. 1D9i*Gi*/1978 19. Dezember 1978, Japan, IMo. 158DQ8/1978 2D. Dezember 1978, Japan, IMo. 159626/1978

PATENTANSPRÜCHE

Kochgerät mit einer Heizleistungsquelle für eine in einem Ofenraum befindliche Speise und einer Steuerschaltung zur Betriebssteuerung der Heizleistungsquelle, gekennzeichnet durch

- einen Gassensar (3*0 zur Bestimmung der Konzentration eines durch die Speise erzeugten Gases,

- eine Einheit (57) in der Steuerschaltung zum Vergleichen einer von dem Gassensor abgeleiteten Ausgangsspannung (V ) mit einer vorgegebenen Referenzspannung (V ),

- eine Wähleinrichtung (SI...) zum Auswählen des Spannungspegels der Referenzspannung (V ) in Abhängigkeit von der Art der zu kochenden Speise, und

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- einen Überiuachungssignalgeneretar (z.B. 5*»0) zur Entregung der Heizleistungsquelle (1i»;20), wenn die vergleichende Einheit (57) feststellt, daB die Auegangsspannung den Wert der vorgegebenen Referenzspannung erreicht.

2. Kochgerät nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch einen Speicher zum Speichern eines Anfangspegels der von dem Gassensor (3Ό bezogenen Auegangsspannung (V ) und eine zu der Wähleinrichtung gehörende Teilspannungserzeugungeschaltung (R1...) zur Erzeugung einer Teilspannung des im Speicher gespeicherten Anfangspegels.

3. Kochgerät nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daB der Speicher

- eine Torschaltung (56) zur Eingabe der Auagangespannung in einer gewünschten zeitlichen Abstimmung,

- einen Analog/Digitaluandler (5Θ) zum Erzeugen eines von einem Ausgangssignal der Torschaltung abhängigen Digitalsignals,

- einen Digitalspeicher (6D) zum Speichern des Digitalsignals, und

- einen Digltal/Analoguandler (Sk) zum Erzeugen einer dem im Digitalspeicher gespeicherten Digitaleignal entsprechenden, den Anfangspegel repräsentierenden Referenzspannung

umfaßt.

U. Kochgerät nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtung mehrere Wählschalter (51...) sowie mehrere je einem der Wählschalter zugeordnete Widerstände (R1...) zum Festlegen von Teilungsverhältnissen in der Teilspannungaerzeugungeschaltung umfaßt.

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5. Kochgerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zu der Heizleistungsquelle ein Magnetron (14) gehört.

6. Kochgerät nach Anspruch 1 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, daß zu der Heizleistungsquelle ein im Ofenraum (10) angeordnetes Widerstands-Heizelement (20) gehört.

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