DE3008689C2

DE3008689C2 - Durch Mikrowellen und durch elektrische Widerstandsheizung beheizbarer Herd

Info

Publication number: DE3008689C2
Application number: DE3008689A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Higashiosaka Osaka Tanabe
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1979-03-06
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1983-01-20
Also published as: JPS55119391A; DE3008689A1; FR2451145B1; GB2045469A; US4463238A; FR2451145A1; GB2045469B; CA1138938A

Description

gekennzeichnet durch

— ein femperaturmeßelement (36). das die Kochtemperatur mißt und

— eine zweite Schallungseiiiheit der Steuerschaltung zur Durchführung eines zweiten Kochprogramms, bei dem die elektrischen Heizelemente (20,26) entsprechend einem Ausgangssignal des Tempe^raiiirmeßelements (36) geschaltet werden.

2. Herd nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Hei?; iemente (20, 26) ein oberes Heizelement (20). das im oberen Bereich der Ofenröhre angeordnet ist, sowie ein unteres Heizelement (26) aufweisen, das im unteren Bereich der Ofenröhre angeordnet ist. und daß die zweite Schaltungseinheit erste Schalter zum Einschalten jowohl des oberen als auch des unteren Heizelements (20, 26) sowie zweite Schalter zum Einschalten nur des unteren Heizelements (26) aufweist.

3. Herd nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Gebläse zum Kühlen des Mikrowellengenerators (14) sowie durch ein Belüftersystem zum steuerbaren Einleiten eines vom Gebläsesystem erzeugten Luftstroms in die Ofenröhre, wobei dieses Belüftersystem offen ist und den Luftstrom in die Ofenröhre einleitet, wenn der erste Kochvorgang ausgeführt wird, dagegen geschlossen ist, und keinen Luftstrom in ciie Ofenröhre einleitet, wenn der zweite Kochvorgang ausgeführt wird.

4. Herd nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Meßelement (36) ein Thermistor ist, der an einer Ofenwand (10) angebracht ist und die Lufttemperatur in der Ofenröhre mißt.

5. Herd nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung zunächst die ersten Schaltungselemente in Funktion setzt, um den ersten Kochvorgang auszuführen, und dann die zweiten Schaltungselemente in Funktion setzt, um den zweiten Kochvorgang nach Abschluß des ersten Vorgangs auszuführen.

Die Erfindung betrifft einen Herd, der durch Mikrowellen und durch elektrische Widerstandsheizung beheizbar ist, mit einer Ofenröhre, einem Mikrowellengenerator, der Mikrowellenenergie an den Innenraum der Ofenröhre abgibt, elektrischen Widerstandsheizelementen, die die Raumluft in der Ofenröhre elektrisch aufheizen, einem Gassensor, der die Konzentration eines aus der Ofenröhre ausströmenden Gases feststellt, und einer Steuerschaltung, die den Mikrowellengenerator und die Heizelemente einschaltet und eine erste Schaltungseinheit zur Aktivierung eines ersten Kochprogramms aufweist, bei dem der Mikrowellengenerator entsprechend einem Ausgangssignal des Gassensors geschaltet wird.

1· Bei einem solchen Herd (DE-OS 29 35 862) wird vermieden, daß das Magnetron zur Erzeugung der Mikrowellen und die elektrischen Heizelemente für die Widerstandsheizung gleichzeitig eingeschaltet sind, so daß eine Oberlastungsgefahr ausgeschlossen ist Es ist ferner möglich, wie dies für bestimmte Speisen wünschenswert ist. zuerst das Kochen mit Mikrowellen und dann das Kochen durch elektrische Aufhetzung automatisch durchzuführen. Umgekehrt kann im Zusammenhang mit anderen Arten von Speisen, beispielsweise beim Kuchenbacken, automatisch gesteuert auch so vorgegangen werden, daß zunächst elektrisch aufgeheizt und dann mit Mikrowellenheizung der Backvorgang abgeschlossen wird. Der bei dem erwähnten Herd verwendete Gassensor gibt bei Erreichen

w einer bestimmten Gaskonzentration des aus der Ofenröhre ausströmenden Gases ein Ausgangssignal ab. durch das der Mikrowellengenerator abgeschaltet wird. Das Kochen mit Widerstandsheizung soll im allgemeinen so ablaufen, daß das Kochgut über eine bestimmte Zeitspanne hinweg einer bestimmten Temperatur ausgesetzt wird. Wollte man das Einhalten der bestimmten Temperatur mit Hilfe des genannten Gassensors steuern, so würde dies, soferr. sich überhaupt befriedigende Ergebnisse erzielen lassen.

⁴<> einen aufwendigen Regelpruzeß ei fördern, da sich der Garungsgrad und damit auch die Konzentration des ausströmenden Gases dauernd ändert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Herd der eingangs genannten Art die Regelung

·** der Koch- und Backvorgänge auch in der Phase der elektrischen Widerstandsheizung mit relativ geringem regelungstechnischen Aufwand befriedigend zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Herd mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der Erfindung wird also ein Kombinationsgerät aus einem Mikrowellenofen und einem elektrisch geheizten Ofen geschaffen, das ein Magnetron zum Kochen mit Mikrowellen und eine Heizeinrichtung zum Kochen mit elektrischen Widerstandsheizelementen aufweist. In einem Luftaustritt ,kanal ist ein Gassensor.

der die Konzentration eines sich in der Ofenröhre entwickelnden Gases feststellt, angebracht. Em Thermistor ist an einer Ofenwand befestigt und mißt die Lufttemperatur in der Ofenröhre. Wenn das Gerät beispielsweise für das Kochen öder Dämpfen einer

Speise vom Benutzer eingestellt ist, wird zunächst das Kochen mit Mikrowellen ausgeführt Um das Magnetron einzuschalten, ist ein programmiertes Steuersystem zum automatischen Kochen vorgesehen. Wenn das

Ausgangssignal des licensors einen vorgegebenen Wert erreicht, wird das Magnetron ausgeschaltet. Nach dem Kochvorgang mit Mikrowellen wird über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg mit einer elektrischen Heizung gekocht, wobei die Widerstandsheizelemente durch das Steuersystem eingeschaltet und während des Garvorganges in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Thermistors intermittierend ein- und ausgeschaltet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Kombinationsgeräts aus einem Mikrowellenofen und einem elektrisch geheizten Ofen,

Fig.2 ein schematisches Blockschaltbild für eine Steuerschaltung des in Fig. 1 dargestellten Kombinationsgeräts,

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform, eines Gassensors, wie er in dem in Fig. 1 dargestellten Kombinationsgerät verwendet wird,

F i g. 4 ein Diagramm, das die Kennlinie des in F i g. 3 dargestellten Gassensors in Abhängigkeit von der Gaskonzentration darsteiii,

F i g. 5 eine ins einzelne gehende Schaltuiigsanordnung der in F i g. 2 dargestellten Steuerschaltung, und

F i g. 6 ein Zeitdiagramm, anhand dem die Funktionsweise des in Fig. 1 dargestellten Kombinationsgeräts aus einem Mikrowellenofen und einem elektrisch geheizten Ofen erläutert wird, wenn ein Vorgang zum Kochen bzw. Dämpfen einer Speise eingestellt bzw. gewählt ist.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines aus einem Mikrowellenofen und einem elektrisch geheizten Ofen bestehenden Kombinationsgeräts, das im wesentlichen eine Back- bzw. Ofenröhre bzw. einen Backraum bildende Backofenwand 10 sowie eine Backofentür 12 umfaßt. An der Backofenwand 10 ist ein Magnetron 14 angebracht, das Mikrowellenenergie bereitstellt, die dann über einen Hohlleiter 16 und eine Energieaustrittsöffnung 18 in die Ofenröhre gelangt. Am Boden der Ofenröhre befindet sich ein Tablett oder eine Schale 22. auf der eine zu kochende Speise 24 in der Ofenröhre liegt. Ein Gebläse kühlt das Magnetron 14. Der vom Gebläse erzeugte Luftstrom gelangt über eine Lufteintrittsöffnung 28 in die Ofenröhre und über Luftaustrittsöffnungen 30 wieder aus der Ofenröhre hinaus. Die Luftaustrittsöffnungen 30 sind in der oberen Wand der Ofenröhre ausgebildet. An der ooeren Wand der Ofenröhre befindet sich ein Austrittskanal 32, der die Austnttsöffnungen 30 abdeckt. Am Luftaustrittskanal 32 ist ein Gassensor 34 angebracht, der die Konzentration des aus der Ofenröhre austretenden Gases überwacht b/w. feststellt.

Das in Ki g. 1 dargestellte Kombinaiionsgeräi aus einem Mikrowellenofen und einem elektrisch geheizten Back- bzw. Kochofen weist weiterhin ein oberes Heizelement 20 und ein unteres Heizelement 26 auf. die da/u dienen, die Speise mit elektrischer Energie zu kochen b/w zu braten oder /m backen. Ein Thermistor 36 ist an der Ofenwand 10 befestigt und stellt die Temperatur in der Ofenröhre fest.

Flg.2 zeigt schematisch eine Steuer- bzw. Regelschaltung für das in Fig.-1 dargestellte Kombinationsgerät. Die Elemente,die denen von Fig, I entsprechen, sind in F i g. 2 mit denselben Beztigszählen versehen,

Die Steuer- bzw. Regelschaltung umfaßt im wesentll· chen eine Zentraleinheit 110, die Verschiedene Steuerst» gnalc erzeugt, eine Stromversorgungseinheit 120, die den Elementen Strom liefert, die in dem Kombinationsgerät enthalten sind, sowie eine Tasteneingnbeeinheit 130, über die Befehle in die Zentraleinheit 110 eingegeben werden. Die Tasteneingabeeir.heit 130 weist

Speisenwahlschalter 132 zum Auswählen eines gewünschten Menüs, das von dem Kombinationsgerät gekocht, gebraten oder gebacken werden soll, sowie einen Koch- bzw. Brateinschalter 134 zum Einschalten des Koch- bzw. Bratvorganges auf. Eine Mikrowellen-Steuerschaltung 140 spricht auf das von der Zentraleinheit 110 bereitgestellte Steuersignal an und setzt das Magnetron 14 in Funktion. Eine Steuerschaltung 200 für das obere Heizelement spricht auf das von der Zentraleinheit 110 erzeugte Steuersignal an und behaltet das obere Heizelement 20 an. Eine Steuerschaltung 260 für das untere Heizelement spricht auf das von der Zentraleinheit 110 erzeugte Steuersignal an und schaltet das untere Heizelement 26 ein.

Der Gassensor 34 steht mit einem Vergleicher 340 in Verbindung, der ein Feststellausgangssignal an die Zentraleinheit 110 abgibt. Oder genauer ausgedrückt, gelangt ein Spannungs-Ausgangssigr : V_x des Gassen-5ΟΓ3 34 an einen Eingang des VsrgLichers 340. Am anderen Eingang des Vergleichers 340 liegt ein Spannungs-Bezugssignal an, das von einem einstellbaren Widerstand 342 erzeugt wird. Der Widerstancbwert des einstellbaren Widerstands 342 wird in Abhängigkeit von der zu backenden oder zu kochenden Speise, die durch die Speisenwahlschalter 132 ausgewählt werden, eingestellt. Wenn das Ausgangssignal V, den Wert des vom einstellbaren Widerstand 342 bereitgestellten Bezugssignals erreicht, gibt der Vergleicher 340 das Ausgangssignal ab.

Der Thermistor 36 steht mit einer Feststellschaltung 360 in Verbindung, die ein Temperatursteuer- bzw. Regelsignal an die Zentraleinheit 110 abgibt.

F i g. 3 zeigt eine Ausfühnjngsform des Gassensors 34. der im wesentlichen einen Kunststoffblock 38, einen Sensor 40. eine Heizspule 42. Anschlußdrähte 44. eine Abdeckung 46 mit einer Gaze 48 sowie einen Eingangs-ZAusgangs-Anschlußsockel 50 bzw. Anschlußstift 50 umfaßt.

F . g. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen der auf der Abszisse aufgetragenen Gaskonzentration und dem auf

⁴⁾ der Ordinate aufgetragenen Widerstandsverhältnis (R/Rn). wobei »Λ,« der Sensor-Widerstandawert bei Luft mit ppm Methan und »/?« der Sensoi -Wider> >tandswert bei verschiedenen Gaskonzentrationen ist.

F i g. 5 zeigt Einzelheiten der Steuer- bzw. Regelschaltung des in Fig. 1 dargestellten Kombinationsge rates. Elemente, die denen in Fig. 1 und 2 entsprechen, sind in F i g > mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Zentraleinheit 110 (vgl. F ι g. 2) weist einen hochinttgrierten Schaltkreis (LSI) 112 sowie eine

Taktsnjfe 114 auf. Der hochintegrierte Schaltkreis (LSI) 112. die Taktstufe 114 und ein Relais-Schalter 116 sind auf einer SteuerK?rte bzw. einer Leiterplatte 118 angebracht. Das erfindungsgemäße Kombinationsgerät aus einem Mikrowellenofen und einem elektrisch geheizten Ofen umfaßt weiterhin einen Gebläsemotor 52. der das Ge! !äse antreibt, sowie einen einen Dämpfermctor 54 für einen Befeuchter bzw. eine Luftdämpfungseinrichtung, die den Luftstrom in der Ofenröhre steuert.

Die Arbeitsweise der in F i g. 5 dargestellten Steuerbzw. Regelschaltung soll anhand des in Fig.6 dargestellten Zeitdidgramrns beschrieben werden wobei mit dem Speisenwahlschalter 132 eine zu dämpfende

bzw. zu kochende Speise gewählt ist.

Wenn die Ofentür 12 geöffnet wird, leuchtet eine Von einem Lampenschaltcr 58 eingeschaltete Ofenrohrlanipe 56 auf, die das Innere der Ofenröhre beleuchtet. Wenn die Ofentür 12 geschlossen wird, werden ein > erster selbsthaltender Schalter 60, ein zweiter selbsthal· tender Schalter 62 und ein Tfirsicherheitsschaltcr 64 in den leitenden Zustand sowie ein Überwachungsschaiter 66 in den nichtleitenden Zustand versetzt, wo daß das Kombinationsgerät aus einem Mikrowellenofen und n> einem elektrisch geheizten Öfen in Funktiörisbereitschaft gebracht wird.

Unter der Annahme, daß die zu dämpfende bzw. zu kochende Speise durch entsprechende Einstellung des Speisenwahlschalters 132 gewählt ist, wird dann der Einschalter 134 für den Kochvorgang betätigt. Wenn das Gerät auf eine zu kochende bzw. zu dämpfende Speise eingestellt ist, wird dann der nachfolgende Kochvorgang automatisch durch die Steuer- bzw. Regelschaltung gesteuert bzw. geregelt. *■"

!.Erstes Programm

Das Kochen mit Mikrowellen wird zunächst solange mit 100%iger Leistung bzw. mit 100%igem Auslastungsgrad durchgeführt, bis der Gassensor 34 feststellt, daß die Gaskonzentration einen vorgegebenen Wert erreicht hat Die Mikrowellenerzeugung wird beim Kochen oder Dämpfen der Speise abgeschaltet, wenn das Spannungs-Ausgangssignal V_x des Gassensors auf 75% des Anfangswerts abgesunken ist. -io

2. Zweites Programm

Das obere Heizelement 20 und das untere Heizelement 26 werden beide eingeschaltet, um die Temperatur iri der Ofenröhre sechzig Minuten lang auf etwa 200⁰C zu halten.

3. Drittes Programm

Das untere Heizelement 26 ist nur eingeschaltet, um die Temperatur in der Ofenröhre neunzig Minuten lang -fo auf etwa 200⁰C zu halten.

Die Abwicklung der Programme wird nun ausführlich beschrieben: Bei Betätigung des Einschalters 134 für den Kochvorgang wird der Relais-Schalter 116 in den leitenden Zustand versetzt, um den Gebläsemotor 52 einzuschalten. Ein Wahlrelais 70 betätigt Wahlschalter 72 und 74 derart, daß der Befeuchter- bzw. Luftdämpferniotor 54 eingeschaltet wird, um den Befeuchter bzw. den Luftdämpfer zu öffnen, und ein Transformator 80 wird erregt, um das Magnetron 14 einzuschalten. Der Gebläsemotor 52 setzt das Gebläse in Gang, das dann das Magnetron kühlt. Der vom Gebläse erzeugte Luftstrom svird dann in die Ofenröhre eingeleitet, da der Lufldämpfer geöffnet ist. In diesem Moment wird eine zweite Triac-Stufe 78 wirksanij die die Strom- bzw. Spannungsversorgung des Magnetron 14 über den Transformator 80 steuert. Ein Unterbrechungsschalter 68 dient dem plötzlichen Abschalten des Kochvorgangs mit Mikrowellen, wenn die Ofentür 12 unbeabsichtigt geöffnet wird, während das Kochen mit Mikrowellen erfolgt.

Wenn die vom Gassensor 34 festgestellte Gaskonzentration beim Kochvorgang mit Mikrowellen einen vorgegebenen Wert erreicht, svird das Wahlrelais 70

SuägciüSt üfiu :

Belüfter bzw. die Luftdämpfereinrichtung wird geschlossen, so daß der Luftstrom nicht in die Ofenröhre gelangt. Mit dem Wahlschalter 74 und der zweiten Triac-Stufe 78 wird das obere Heizelement 20, und mit dem Wahlschalter 74 und der ersten Triac-Stufe 76 wird das untere Heizelement 26 eingeschaltet. Natürlich wird die Erzeugung von Mikrowellen durch das Magnetron 14 abgeschaltet, weil der Transformator 80 keinen Strom .öehr zugeführt erhält. Die erste und zweite Triac-Stufe 76 und 78 werden in Abhängigkeit vom Ausgangssignal, das der Thermistor 36 bereitstellt, gesteuert, so daß das obere und das untere Heizelement 20 und 26 so gesteuert bzw. eingestellt werden, daß die Temperatur in der Ofenröhre auf etwa 200⁰C gehalten wird.

Wenn die Takt- bzw. Zeitgeberstufe 114 nach Beginn des Kochvorgangs mit elektrischer Heizung sechzig Minuten gezählt hat, wird die zweite Triac-Stufe 78 in den nicht-leitenden Zustand versetzt, so daß das untere Heizelement 26 eingeschaltet bleibt. Wenn die Taktbzw. Zeitgeberstufe 114 weitere neunzig Minuten gezählt hat, wird die erste Triac-Stufe 76 auch in den nicht-leitenden Zustand versetzt und der Kochvorgang beendet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1» Herd, der durch Mikrowellen und durch elektrische Widerstandsheizung beheizbar ist, mit

— einer Ofenröhre,

— einem Mikrowellengenerator, der Mikrowellenenergie an den Innenraum der Ofenröhre abgibt,

— elektrischen Widerstandsheizelementen, die die Raumluft in der Ofenröhre elektrisch aufheizen.

— einem Gassensor, der die Konzentration eines aus der Ofenröhre ausströmenden Gases feststellt,

— einer Steuerschaltung, die den Mikrowellengenerator und die Heizelemente einschaltet und eine erste Schaltungseinheit zur Aktivierung eines ersten Kochprogramms aufweist, bei dem der Nfkrowellengenerator entsprechend einem Ausga.-rgssignal des Gassensors geschaltet wird,