DE3129781C2

DE3129781C2 - Kochvorrichtung

Info

Publication number: DE3129781C2
Application number: DE19813129781
Authority: DE
Inventors: Toshio Kai; Junzo Tanaka
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-01-18
Filing date: 1981-01-14
Publication date: 1986-07-17
Also published as: WO1981002058A1; AU531752B2; AU6706581A; GB2087101B; GB2087101A; DE3129781T1; JPS56102617A; JPS6318091B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kochvorrichtung mit einer Heizkammer zur Aufnahme eines zu garenden Nahrungsmittels, einer einer Wärmezufuhr zur Heizkammer dienenden Heizeinrichtung, einer Temperaturregeleinrichtung zur Einstellung der in der Heizkammer herrschenden Temperatur auf einen bestimmten Temperaturwert, und einer einen Mikrocomputer aufweisenden logischen Einrichtung, in der eine zur Vollendurrg des Garvorganges erforderliche, in eine erste und eine zweite Zeitdauer unterteilte Gesamtzeitdauer in Abhängigkeit von der Art des zu garenden Nahrungsmittels entsprechenden, vorgespeicherten Daten errechenbar und durch die der Garvorgang nach Ablauf der errechneten Gesamtzeitdäüer beendbar ist.

Eine derartige bekannte Kochvorrichtung (DE-OS 33 362) weist eine drehbare Codewalze auf. die hinter einem in einem Bedienungsfeld der Kochvorrichtung vorgesehenen Fenster angeordnet ist, das entsprechend der Drehstellung der Codewalze jeweils für den Benutzer sichtbar eine sich axial erstreckende Zeile der Codewalze ausblendet Die Zeilen der Codewalze sind in Spalten unterteilt die Gewichtsangaben von den verschiedenen Spalten entsprechenden verschiedenen Arten von Nahrungsmitteln enthalten, wobei noch eine weitere Spalte vorgesehen ist die diesen verschiedenen Nahrungsmitteln und Gewichten zugeordnete Daten enthält Die solchermaßen in dieser Spalte vorgespeicherten Daten werden, nachdem der Benutzer durch Drehung der Codewalze zunächst das gewünschte Gewicht des gewünschten Nahrungsmittels eingestellt hat abgelesen und mittels einer Tastatur von Hand in den Mikrocomputer der logischen Einrichtung eingegeben. Aus den ersten beiden Stellen der jeweiligen Daten wird sodann in dem Mikrocomputer nach einer vorgegebenen Formel die erste Zeitdauer berechnet die eine bei einer verhältnismäßig hohen, festgelegten Temperatur ablaufende Vorgarzeit darstellt während die noch verbliebene dritte Stelle zur Berechnung einer die zweite Zeitdauer darstellenden eigentlichen Garzeit mit einer im Verhältnis zur Vorgarzeit niedrigeren Festtemperatur herangezogen wird. Somit wird bei der bekannten Kochvorrichtung die sich aus der ersten und der zweiten Zeitdauer zusammensetzende Gesamtzeitdauer, die zur Vollendung des Garvorganges erforderlich ist, ausschließlich in Abhängigkeit von nahrungsmittelbezogenen Daten nach einer durch Formeln festgelegten Regel bestimmt wodurch eine Kompensation umgebungsbedingter Störeinflüsss? ausgeschlossen ist Der gewünschte Garzustand kann somit im Falle äußerer Störeinflüsse nicht mit Sicherheit erreicht werden. Insbesondere besteht keine Möglichkeit durch Schwankungen in der Netzspannung und Veränderungen der Umgebungstemperatur sowie der Anfangstemperatur des zu garenden Nahrungsmittels hervorgerufene Abweichungen auszugleichen.

Ähnlich ist auch eine andere bekannte Kochvorrichtung (DE-OS 21 29 990) mit einer elektromechanischen Recheneinrichtung versehen, in der eine zur Vollendung des Garvorganges erforderliche Zeitdauer in Abhängigkeit von der Art des zu garenden Nahrungsmittels errechnet und der Garvorgang nach Ablauf der errechneten Zeitdauer beendet wird. Auch hier beruht die Bestimmung der Garzeit ausschließlich auf nahrungsmittelbezogenen Daten, die äußere Störeinflüsse unberücksichtigt lassen, so daß der nach Ablauf der errechneten Zeitdauer erreichte Garzustand äußeren Störungen unterliegt.

Schließlich sind Kochvorrichtungen mit einer logischen Einrichtung in Form einer elektromechanischen Steuereinrichtung und in Form eines Mikrocomputers aus der US-PS 41 29 769 und der US-PS 41 77 369 bekannt. In beiden Fällen wird jedoch die gewünschte Gesamtgarzeit durch den Benutzer von außen fest vorgegeben, während die logische Einrichtung lediglich einer Intervallsteuerung der Leistungszufuhr während dieser fest vorgegebenen Garzeit dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kochvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß den Garzustand des zu garenden Nahrungsmittels beeinflussende, veränderliche Faktoren, wie Schwankungen der Netzspannung und unterschiedliche Werte der äußeren Lufttemperatur und der Anfangstemperatur des zu garenden Gegenstandes, ausgeglichen werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als erste Zeitdauer die vom Beginn des Garvorganges bis zur Erreichung des bestimmten Temperaturwertes erforderliche Zeitdauer fi erfaßt wird, und daß die

Daten in dem Mikrocomputer gespeichert sind, und aus einem für jede Art eines zu garenden Nahrungsmittels charakteristischen Zeitwert Ti sowie einer charakteristischen Konstanten K bestehen, aus denen die zur Vollendung des Garvorganges tatsächlich erforderliche Zeitdauer durch Korrektur des charakteristischen Zeitwertes Ti mit dem Produkt aus der charakteristischen Konstanten K und der zur Erreichung des bestimmten Temperaturwertes erforderlichen Zeitdauer ii berechnet wird. ίο

Bei der Erfindung erfolgt also die Berechnung der für den Garvorgang erforderlichen Zeitdauer nicht allein aufgrund festgelegter Anfangsdaten des zu garenden Nahrungsmittels, sondern es wird die bis zur Erreichung des vorbestimmten Temperaturwertes erforderliche Zeitdauer als erste Zeitdauer durch Messung erfaßt, um aufgrund dieser Meßgröße den vorgegebenen charakteristischen Zeitwert derart zu korrigieren, daß die für die jeweils herrschenden Umgebungsbedingungen richtige Garzeit eingehalten wird. Im einzelnen ergibt sich dabei der Korrekturbeitrag aus dem Produkt der gemessenen ersten Zeitdauer mit der in dem Mikrocomputer eingespeicherten charakteristischen Konstanten.

Damit ist es beispielsweise auch bei einer Spannungsänderung der Stromversorgung für die Kochvorrich- tung möglich, einen gleichbleibenden Garzustand des Nahrungsmittels zu erreichen. Da die Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung proportional zur zweiten Potenz der Spannung ist, beträgt beispielsweise der Unterschied zwischen der Leistungsaufnahme bei einer Stromversorgungsspannung von 90 V und einer Stromversorgungsspannung von 110 V ungefähr 40%. Ohne die durch die Erfindung erreichte Kompensation wäre also bei konstant gehaltener Heizdauer entweder die Beheizung bei 90 V unzureichend oder bei 110 V zu stark. Durch diese automatische Anpassung der Kochdauer an Unterschiede in der Stromversorgungsspannung, der Nahrungsmittelmenge, der Außentemperatur u. dgl. erübrigt sich bei der erfindungsgemäßen Kochvorrichtung ein besonderer Fühler zur Erfassung des Garzustandes des Nahrungsmittels, wodurch der Aufbau vereinfacht und die Herstellungskosten verringert sind.

In der folgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeich- nung näher erläutert. Hierin zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Kochvorrichtung mit Widerstandsheizung,

F i g. 2 ein elektrisches Blockdiagramm einer Steuerschaltung für die Kochvorrichtung, und

Fig.3 eine grafische Klarstellung des Zusammenhangs zwischen der inneren Temperatur der Heizkammer und der Dauer der Beheizung beim Backen von Brot mit Stromversorgungsspannungen von 90 V und 110 V.

F i g. 1 stellt eine longitudinal Schnittansicht der Erhitzungskochvorrichtung dar. 1 bezeichnet den Körper der Kochvorrichtung, 2 bezeichnet eine an der vorderen Wand der Heizkammer vorgesehene Tür, die geöffnet oder geschlossen werden kann, und 3 bezeichnet einen Handgriff der Tür 2. 4 bezeichnet ein Bedienungsfeld, das einen Tastatureingabeteil 5 und einen Anzeigeteil (nicht dargestellt) aufweist, und es ist darin eine Steuerschaltung 6 mit einem Mikrocomputer oder dergleichen angeordnet. 7 bezeichnet ein Magnetron zur Zufuhr von Mikrowellen in das Innere der Heizkammer 8, und das Magnetron 7 ist auf einem Wellenleiter 9 angeordnet. 10 bezeichnet ein an die Hia'irwand der Heizkammer 8 angrenzendes Abteil, und es ist darin eine Widerstandsheizung 11 vorgesehen. Die von dieser Widerstandsheizung 11 herrührende Hitze wird in die Heizkammer 8 durch einen zwangsumgewälzten Luftstrom eingeleitet, der durch die Drehung eines fest an dem Vorderende der Welle eines Motors 12 angeordneten Lüfters 13 zwischen der Heizkammer 8 und dem Abteil 10 in Fluß gehalten wird, wodurch ein Nahrungsmittel 14 aufgeheizt wird. 15 bezeichnet einen in dem Abteil 10 vorgesehenen Thermistor, und die Veränderung seines Widerstandswertes wird in der Steuerschaltung 6 überwacht, so daß der Widerstandsheizung 11 Strom zugeführt wird, wenn der Widerstandswert des Thermistors unterhalb einen vorbestimmten Wertes absinkt, während die Stromzufuhr beendet wird, wenn der Widerstandswert den vorbestimmten Wert überschreitet. Dieses wird wiederholt, so daß die Heiztemperatur im wesentlichen konstant gehalten wird.

Der Heizungssteuerungsablauf für die Erhitzungskochvorrichtung wird unter Bezugnahme auf das Blockdiagramm von F i g. 2 beschrieben.

Ein Hauptstromkreis weist eine Wothselstromquelle 16, einen Zweirichtungsthyristor 17, einei. Türschalter 18 und die Widerstandsheizung 11 auf. Ein Mikrocomputer 21 ist über eine Gleichstromquelle 19 für die elektrische Steuerschaltung und durch eine Impulse von der Frequenz der Wechselstromquelle 16 erzeugende Stromversorgungszeitimpuls-Generatorschaltung 20 mit der Wechselstromquelle 16 verbunden. Ferner ist mit dem Mikrocomputer 21 ein Heizijngsstanschalter und eine Gruppe von für einzelne Menüs vorgesehenen Bedienungsschaltern 22 verbunden, sowie eine Anzeigeeinheit 23, eine Bezugsspannungsschaltung 24, ein Vergleicher 25 über den die innere Temperatur der Heizkammer erfassenden Thermistor 15 und eine den Zweirichtungsthyristor 17 steuernde Zündschaltung 26. Für die einzelnen Menüs eingestellte Heiztemperaturen sind in dem Mikrocomputer 21 gespeichert Wenn beispielsweise der Bedienungsschalter zur Ausführung des Backens von Brot (ein Nahrungsmitte!) und der 'Heizungsstartschalter gedruckt werden, nimmt die Heizkamrier 8 200° C an, was in dem Mikrocomputer 21 gespeichert ist. wird der relative Pegel der Spannung der Bezugsspannungsschaltung 24 und der an den Thermistor 15 angelegten Spannung invertiert, und der Vergleicher 25 leitet dem Mikrocomputer 21 ein Signal zu, so daß dieser die Zündschaltung 26 betätigt, um die Stromzufuhr für die Widerstandsheizung 11 zu unterbrechen.

Wenn nachfolgend die innere Temperatur der Heizkammer 8 auf 190° C abfällt, verschwindet das Signal des Vergleichers 25. und >;s wird die erneute Stromzufuhr für die Widerstandsheizung 11 gestartet. Dieser Vorgang wird wiederholt, um die innere Temperatur der Heizkammer 8 konstant zu halten. Das Verfahren zur Steuerung der Dauer der Aufheizung wird nun un;er Bezugnahme auf F i g. 3 beschrieben.

In F i g. 3 sind Kurven dargestellt, welche Änderungen der inneren Temperatur des Herdes darstellen, wenn Brot bei der ^steuerten Temperatur von 200~C mit Stromversorgungsspannungen von 90 V und HOV gebacken wird.

Allgemein wird im Falle einer Herdauihiiziing eine Vorbeheizung ausgeführt, und das Nahrungsmittel wird in die Heizkammer eingebracht, nachdem die innere Temperatur auf 200° C ?rhöht worden ist.

Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß der Kochvorgang in 16 Minuten vollendet ist, wenn die Wechselstromver-

sorgungsspannung 90 V beträgt, und in 13 Minuten, wenn die Wechselstromversorgungsspannung 110 V beträgt. (Die Vollendung des Kochvorgangs wird durch den Backzustand des Brotes beurteilt.)

Im Idealfall ist es deshalb erforderlich, den Kochvorgang nach 16 Minuten zu beenden, wenn die Wechselstromversorgungsspannung 90 V beträgt, und nach 13 Minuten, wenn die Wechselstrom versorgungsspannung 110 V beträgt.

Zu diesem Zweck wird die den einzelnen Wechselstromversorgungsspannungen entsprechende Zeitdauer des Kochvorgangs nunmehr in eine Zeitdauer ii. die erforderlich ist. damit die innere Temperatur des Herdes die in dem Mikrocomputer 21 gespeicherte Temperatur erreicht, und eine Zeitdauer ij, die danach bis zur Vollendung des Kochvorgangs erforderlich ist. unterteilt.

Damit sowohl der Kochvorgang bei der Wechselstromversorgungsspannung von 90 V als auch der rCöCnVorgäng bsi der Wechsclsirornvcrsorgüngssparinung von 110 V nach dem Backvorgang zu dem vorbestimmten Garzustand führt, ist die Heizdauer T₁ (T> = t\ ■ K + h) für dieses Menü in dem Mikrocomputer 21 gespeichert. Dabei stellt K eine Konstante dar, die als Ergebnis vieler unter denselben Bedingungen ausgeführter Kochversuche erhalten worden ist. und K wird im Fall des obigen Beispiels von Brot auf K = 0.6 eingestellt. In Fig.3 beträgt daher f_t =· 9 Minuten, und 12 = 7 Minuten, wenn die Wechselstromversorgungsspannung 90 V beträgt, wogegen /1 = 3 Minuten und jo /2=10 Minuten, wenn die Wechselstrom versorgungsspannung 110 V beträgt. Folglich ist 7", = 9 ■ 0,6 + 7 = 3 · 0.6 + 10~= 12 Minuten, und es werden 12 Minuten in dem Mikrocomputer 21 als die Heizdauer 7Ί des Brotes gespeichert.

Wenn daher der Mikrocomputer 21 für eine Berechnung von tj = Tt — t\ ■ K programmiert ist. wird die den einzelnen -Spannungen entsprechende Zeitdauer /*. das heißt die Zeitdauer, die zur Vollendung des Kochvorgangs erforderlich ist. nachdem die innere Temperatür des Herdes die voreingestellte Temperatur erreicht hat. automatisch berechnet, um die Zeitdauer des Kochvorgangs zu steuern.

Im Fall des obigen Beispiels beträgt jedoch die tatsächlich erforderliche Kochdauer (1 + t₂) gleich (9 + 7) = 16 Minuten, wenn die Wechselstromversorgungsspannung 90 V beträgt, und (3 + 10) = 13 Minuten, wenn die Wechselstromversorgungsspannung 110 V beträgt. Das bedeutet, daß die Kochdauer bei der Wechselstromversorgungsspannung von 90 V entsprechend kompensiert ist.

In Fig.3 sinkt die innere Temperatur des Herdes zeitweise nach dem Beginn des Kochvorgangs ab, was durch die Erscheinung verursacht ist, daß Wärme nach außen entweicht, wenn nach dem Vorheizen der aufzuheizende Gegenstand in den Herd eingebracht wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kochvorrichtung mit einer Heizkammer zur Aufnahme eines zu garenden Nahrungsmittels, einer einer Wärmezufuhr zur Heizkammer dienenden Heizeinrichtung, einer Temperaturregeleinrichtung zur Einstellung der in der Heizkammer herrschenden Temperatur auf einen bestimmten Temperaturwert, und einer einen Mikrocomputer aufweisenden logischen Einrichtung, in der eine zur Vollendung des Garvorganges erforderliche, in eine erste und eine zweite Zeitdauer unterteilte Gesamtzeitdauer in Abhängigkeit von der Art des zu garenden Nahrungsmittels entsprechenden, vorgespeicherten Daten errechenbar und durch die der Garvorgang nach Ablauf der errechneten Gesamtzeitdauer beendbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Zeitdauer die vom Beginn des Garvorganges bis zur Erreichung des bestimmten Temperaturwertes erforderliche Zeitdauer fi erfaßt wird, und daß die Daten in dem Mikrocomputer (21) gespeichert sind, und aus einem für jede Art eines zu garenden Nahrungsmittels charakteristischen Zeitwert Γι sowie einer charakteristischen Konstanten K bestehen, aus denen die zur Vollendung des Garvorganges tatsächlich erforderliche Zeitdauer durch Korrektur des charakteristischen Zeitwertes Γι mit dem Produkt aus der charakteristischen Konstanten K und der zur Erreichung des· bestimmten Temperaturwertes erforderlichen Zeitdauer ft berechnet wird.

2. Kochvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die charakteristische Konstante K für jede Art von Nahrungsmittel experimentell in einer Versuchsreihe bestimmt wird.

3. Kochvorrichtung nach Ai.;pruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Mikrocomputer (21) eine zusätzliche Zeitdauer fc als die Differenz zwischen dem charakteristischen Zeitwert Γ, und dem Produkt aus der charakteristischen Konstanten K mit der zur Erreichung des bestimmten Temperaturwertes erforderlichen Zeitdauer fi gebildet wird und daß die korrigierte, tatsächlich erforderliche Zeitdauer als die Summe von f| und h bestimmt wird