DE3419267A1 - Anordnung zum erwaermen eines luftstroms - Google Patents

Anordnung zum erwaermen eines luftstroms

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    • F24H3/04—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405—Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
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Description

Anordnung zum Erwärmen eines LuftStroms
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Erwärmen eines Luftstroms, insbesondere für Kaffeeröstmaschinen, bei welchen die Kaffeebohnen durch durchströmende Luft erhitzt und dadurch geröstet werden, unter Verwendung einer im Glühbereich erhitzten Heizwendel, an welcher der Luftstrom vorbeigeführt wird.
Verfahren und Vorrichtungen zum Rösten insbesondere kleiner Mengen grüner Kaffeebohnen sind bekannt. Bei einer dieser bekannten Anordnungen (DE-OS 32 17 055) werden die zu röstenden Kaffeebohnen in der Röstkammer durch einen von unten her in die Röstkammer erhitzt zugeführten, die Röstkammer vertikal durchströmenden Luftstrom durchgewirbelt. Dabei werden die Kaffeebohnen erhitzt und somit geröstet. Der Aromagehalt und die Aromaentfaltung ist im äußerst starken Maße vom Röstgrad der Kaffeebohnen abhängig. Dieser Röstgrad wiederum resultiert aus der Röstdauer und der Rösttemperatur. Um ein gleichbleibendes reproduzierbares Röstergebnis zu erzielen, ist es deshalb notwendig, sowohl eine Möglichkeit für die genaue Bestimmbarkeit der Röstzeit als auch für eine Temperaturkonstanz zu sorgen. Die Zeitsteuerung ist durch dem Stand der Technik entnehmbare Vorkehrungen problemlos realisierbar. Für die Konstanthaltung der Rösttemperatur müßten Temperatursensoren zum Einsatz gebracht werden. Temperatursensoren für entsprechend hohe Temperaturen mit genügend genauer Regelcharakteristik sind sehr aufwendig. Insbesondere für Haushalts-Röstgeräte für Kaffeebohnen ist der Kostenanteil unverhältnismäßig hoch.
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Aufbauend auf diesen Voraussetzungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Rösten von Kaffeebohnen, insbesondere in kleinen Mengen, unter Verwendung eines erhitzten Luftstromes bereitzustellen, deren Aufwand möglichst gering ist, welche aber die erforderliche Temperaturkonstanz beim Röstvorgang sicherstellt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß auf die Temperatur einwirkende Störgrößen in der Umgebungstemperatur, der Gerätetemperatur, der Netzspannung sowie unterschiedlichen Füllmengen zu sehen sind.
Eine Anordnung, welche den gestellten Anforderungen in vollem Maße gerecht wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlungsbereich der Heizwendel, durch die der Röst-Luftstrom erhitzt wird, ein lichtstrahlungsempfindliches Schaltelement als Steuersensor einer elektrischen Heizleistungssteuereinrichtung angeordnet ist.
Eine nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen aufgebaute Anordnung entspricht den gestellten Anforderungen im hervorragenden Maße. Ein entsprechendes lichtstrahlungsempfindliches Schaltelement ist als lichtabhängig widerstandsveränderlicher Widerstand (LDR) ein preisgünstiges Bauelement. Über dieses Schaltelement wird in Abhängigkeit des Glühbilds der Heizwendel die Stromversorgung beispielsweise durch Vollwellensteuerung geregelt. Das Glühbild der Heizwendel repräsentiert die Lufttemperatur ausreichend exakt. Selbst unterschiedliche Füllmengen in der Röstkammer finden dabei Berücksichtigung, da die Füllmenge den Luftdurchsatz und dieser wiederum das Glühbild der Heizwendel beeinflussen.
Um das lichtempfindliche Schaltelement gegen Überhitzung zu schützen, ist dieses nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im Bereich des an die Heizwendel herangeführten Luftstroms angeordnet. Damit befindet sich das lichtempfindliche Schaltelement im noch kühlen Zuluftstrom und wird durch diesen temperaturgeschützt. Bevorzugterweise ist dieses lichtempfindliche Schaltelement durch eine lichtstrahlungsdurchlässige Kappe abgedeckt. Durch den Luftstrom wird diese von Verschmutzungen im wesentlichen freigehalten.
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Zur Bereitstellung einer weiteren temperaturabhängigen Steuergröße ist es vorteilhaft, im Geräteinneren einen temperaturabhängig widerstandveränderlichen Widerstand anzuordnen. Dieser braucht lediglich für relativ niedrige Temperaturwerte ausgelegt sein. Damit werden Temperaturwerte im Inneren des Gerätegehäuses, durch welches der Luftstrom vor dem Erhitzen als Kühlluft geführt wird, erfaßt.
Ein nach den Merkmalen ausgestaltetes Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Aufbau einer Kaffeeröstmaschine im Schnitt und Fig. 2 eine Schaltungsanordnung für diese Kaffeeröstmaschine.
Auf einem Gehäuse 1 der Kaffeeröstmaschine ist die Röstkammer 2 aufgesetzt. In diese wird ein Heißluftstrom 3, welcher durch Heizwendel 4 erhitzt wird, eingeblasen. Die Luftströmung wird erzeugt durch einen von einem Motor 5 angetriebenen Lüfter 6, welcher in das Geräteinnere angesaugte Luft als Kaltluftstrom 7 den Heizwendel· 4 zuführt. Eine Stufe 8 im Luftströmungskanal dient zur gleichmäßigen Verteilung des Luftstroms um die Heizwendel 4. Im Bereich des an die Heizwendel 4 herangeführten Luftstroms 7 ist ein lichtabhängig widerstandsveränderlicher Widerstand 9 angeordnet, welcher das Glühbild der Anfangswendel der Heizwendel 4 erfaßt. Damit ist dieser lichtabhängig widerstandsveränderliche Widerstand temperaturgeschützt und ist dennoch in der Lage, durch Erfassung des Glühbildes der Wendel 4 einen repräsentativen Meßwert für die erzielte Luftstrom-Temperatur an eine elektronische Temperatur-Regeleinrichtung 10 zu liefern. Im Gehäuseinneren ist zusätzlich ein temperaturabhängig veränderlicher Widerstand 11 (NTC) zur Erfassung der Temperatur im Gehäuseinneren angeordnet. Als Überlastungssicherung für die Heizwendel ist ein Bimetallschalter 12 angeordnet.
Aus Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung zum Betrieb des Kaffeerösters ersichtlich. An den Klemmen U wird der Anordnung der Betriebsstrom zugeführt. Die Schalter S1 und S2 werden durch ein Zeitablaufswerk 13 gesteuert. Ist lediglich der Schalter S1 geschlossen, so wird lediglich der Motor 5 betrieben, welcher über das Lüfterrad 6 den Luftstrom erzeugt. Bei geschlossenem Schalter S2 ist auch die Heizung 4 und deren Steuereinrichtung in Betrieb. Der
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Heizstrom fließt über einen Triag 14. Dieser wird durch einen integrierten Schaltkreis 15 halbwellen-paketweise angesteuert. Die Steuerkriterien werden abgeleitet vom Widerstandswert des lichtstrahlungsempfindlich veränderlichen Widerstands 9 (LDR) und vom Widerstandswert des temperaturabhängig widerstandsveränderlichen Widerstand 11.
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Claims (8)

TZP 84/102 Patentansprüche
1. Anordnung zum Erwärmen eines Luftstroms, insbesondere für Kaffeeröstmaschinen, bei welchen die Kaffeebohnen durch durchströmende Luft erhitzt und dadurch geröstet werden, unter Verwendung einer im Glühbereich erhitzten Heizwendel, an welcher der Luftstrom vorbeigeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlungsbereich der Heizwendel (4) ein lichtstrahlungsempfindliches Schaltelement (9) als Steuersensor einer elektronischen Heizleistungssteuereinrichtung (10; 15, 14) angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Schaltelement (9) im Bereich des an das Heizwendel (4) herangeführten LuftStroms (7) angeordnet ist.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Schaltelement (9) durch eine lichtstrahlungsdurchlässige Kappe abgedeckt ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtstrahlungsempfindliche Schaltelement (9) ein lichtabhängig widerstandveränderliche Widerstand (LDR) ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,daß außerhalb des unmittelbaren Strahlungsbereichs der Heizwendel (4) im Geräteinneren ein Temperatursensor (11) als weiterer Sensor für die elektrische Heizleistungssteuerungs-Einrichtung (10; 15, 14) angeordnet ist.
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6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (11) ein temperaturabhängig widerstandsveränderbarer Widerstand (NTC) ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des an die Heizwendel (4) durch einen seitlichen Zuführungskanal herangeführten Luftstroms (7) eine den Luftstrom im Heizwendelkanal gleichmäßig verteilende Stufe (8) angeordnet ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleistungs-Steuereinrichtung (10; 14, 15) als Heizwellenpaket-Steuerung (15) unter Verwendung eines Triag (14) ausgebildet ist.
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