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Die
Erfindung betrifft eine Küchenhaube, welche
durch mindestens ein Fühlerelement
gesteuert wird, welches auf Rauch und Dämpfe reagiert, die von Nahrungsmitteln
abgegeben werden, welche innerhalb des Erfassungsbereiches der besagten
Küchenhaube
zubereitet werden sollen. Im Allgemeinen sind die meisten Küchenhauben über den
Rauch und Dämpfe
abgebenden Nahrungsmitteln angeordnet, aber die vorliegende Erfindung
ist jedoch nicht auf eine derartige Anordnung beschränkt.
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Es
sind Küchenhauben
bekannt, welche z. B. durch einen Feuchtigkeitsfühler oder einen Temperaturfühler gesteuert
werden und dann mit dem Absaugen der Rauche beginnen oder den Volumenstrom erhöhen, wenn
die Feuchtigkeit oder die Temperatur einen vorher festgelegten Wert
erreichen. Es ist auch bekannt, dass man zur Steuerung einer Küchenhaube
eine ganze Anzahl von Fühlern
verwendet, von denen jeder gegenüber
bestimmten gasförmigen Verbindungen
empfindlich ist. Es hat den Anschein, dass die bekannten Ausführungen,
welche auf Fühlern
für Chemikalien
beruhen, sämtlich
nur auf einen sehr spezifischen Bereich von chemischen Substanzen
reagieren und dass sie von Natur aus sehr empfindlich gegenüber Verunreinigungen
sind, was bedeutet, dass ihr Gebrauchswert und ihre Lebensdauer
in einer Küchenumgebung
geringer sind, als dies gewünscht
wird.
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Küchenhauben,
welche nach den oben umrissenen Prinzipien funktionieren, findet
man in den nachfolgend aufgeführten
Patentveröffentlichungen: DE-303
39 346, DE-25 18 750, US-36 25 135, EP-892221. Zusätzlich offenbart
die Patentveröffentlichung
DE-A-30 39 246 eine Küchenhaube,
welche von mindestens einem Fühlerelement
gesteuert wird, das auf den Rauch und die Dämpfe reagiert, welche von den
Nahrungsmitteln abgegeben werden, die zubereitet werden sollen.
Es kommt eine Vielzahl an Fühlerelementen
zur Anwendung, und die Kombination der Reaktionen der besagten Fühlerelemente
liefert eine zur Steuerung geeignete Aussage über die Intensität des Prozesses
der Speisenzubereitung.
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Das
Ziel der Erfindung besteht darin, eine Küchenhaube zur Verfügung zu
stellen, welche nicht die Nachteile aufweist, die mit den bekannten
Steuersystemen nach dem Stand der Technik verbunden sind, sondern
die in der Lage ist, eine automatische Rauchabsaugung für einen
weiten Bereich der auf dem Herd zubereiteten Nahrungsmittel durchzuführen. Dieses
Ziel wird mit einer Küchenhaube
erreicht, welche die in Anspruch 1 dargestellten kennzeichnenden
Merkmale aufweist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Ausgangssignal eines jeden Fühlers mit den entsprechenden
Daten verglichen, welche in einem Permanentspeicher abgespeichert
sind.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
werden die Daten, die in dem Permanentspeicher abgespeichert sind,
dadurch erhalten, dass man eine Kalibrierung mit Nahrungsmitteln
mit einer vorher festgelegten Zusammensetzung, welche mit einer
vorher festgelegten Wärmemenge
bei einer vorher festgelegten Aufheizrate erhitzt werden, vornimmt.
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Die
Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher beschrieben
werden. Bei den Zeichnungen handelt es sich um:
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1 zeigt eine Anordnung einer
Küchenhaube
in Bezug auf eine auf dem Herd befindliche Pfanne, und
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2 zeigt ein Blockdiagramm
für die
Steuerung einer Küchenhaube,
bei welcher die Erfindung zur Anwendung gelangt.
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Ausgehend
von den Bedingungen in einem Ruhezustand geht die Zubereitung von
Nahrungsmittelns in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Küchenhaube
wie folgt vonstatten: die vom Herd bereitgestellte Wärme erhitzt
die Nahrungsmittel, und dabei wird eine ganze Reihe von chemischen
Prozessen eingeleitet, von denen jeder Dämpfe erzeugt, deren Gemisch
und deren Konzentration durch speziell dafür vorgesehene Fühler als
spezifisch für
jeden gesonderten Prozess bestimmt werden können. Bei niedrigen Temperaturen
wird Wasserdampf abgegeben, und bei höheren Temperaturen findet eine
gewisse Oxidation einiger in den Nahrungsmitteln enthaltener Bestandteile
statt, und bei noch höheren Temperaturen
werden auch fetthaltige Bestandteile in Form von Dämpfen abgegeben,
und von Teilen der Nahrungsmittel welche mit den am stärksten hitzeverträglichen
Bestandteilen des Fettes bedeckt sind, und es können auch verschiedene Formen
der Zersetzung auftreten. Sämtliche
dieser Prozesse liefern ganz spezifische flüchtige Bestandteile. Die bekannten
Fühler
für die
Steuerung von Küchenhauben
sind auf die Feststellung derartiger Bestandteile und auf das Einschalten
des Ventilators oder des Gebläses ausgerichtet.
Gemäß der Erfindung
ist dies nicht erforderlich, aber stattdessen werden die Signale
von einer Anzahl von Fühlern,
wie das in den Patentansprüchen
festgelegt ist, zusammengefasst, um eine Klassifizierung der Substanzen
zu erhalten und eine Intensität,
welche den Ventilator in Betrieb setzt. Wenn der Ventilator in Betrieb
gesetzt ist, wird es zunächst
ein Ansteigen der Konzentration der an den Fühlern vorhandenen Dämpfe geben,
und dieses ist sehr vorteilhaft, weil es eine von der Benutzung
abhängige
Verzögerung
oder Hysterese erzeugt, welche gewährleistet, dass der Ventilator
in ausreichender Weise in Betrieb gesetzt wird, um in der beabsichtigten
Art und Weise zu wirken – d.
h. eine rauchfreie Umgebung in der Küche zu liefern.
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In
der dargestellten Ausführungsform
sind drei Halbleiter-Gasfühler (als
Geruchssensoren bezeichnet) im Allgemeinen über dem Kochbereich, und zwar über dem
Fettfilter und unterhalb des Flügelrades
des Ventilators, montiert. In der vorliegenden Ausführungsform
handelt e sich um Halbleiterfühler,
welche dann ihren elektrischen Widerstand verändern, wenn sie unter der Einwirkung
derjenigen Dämpfe
stehen, für
die sie empfindlich sind. Fühler
1 ist empfindlich gegenüber
Wasserdampf, jedoch unempfindlich gegenüber Fetten. Fühler 2 ist
sowohl gegenüber
Wasserdampf als auch Fettdampf empfindlich, wobei aber der Widerstand
in entgegengesetzten Richtungen beeinflusst wird. Fühler 3 weist eine
hohe Empfindlichkeit gegenüber
Fettdampf, jedoch eine geringere gegenüber Wasserdampf auf.
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Wenn
Spannung das erste Mal an die Steuerung angelegt wird, werden die
Fühler über eine
gewisse Zeitspanne (üblicherweise
5 Minuten) überprüft. Dies
erfolgt, um sicher zu gehen, dass die Fühler thermisch und elektrisch
stabil sind und um (abzuspeichernde) Kenntnis über das Ausgangsdatenmuster
der Fühler
zu erhalten, welches eine saubere Küchenatmosphäre darstellt. Nach dieser Zeit
startet das Überwachungsprogramm.
Sämtliche
Widerstandswerte (Signalpegelwerte) von allen drei Fühlern werden
kontinuierlich überwacht.
Die Signale werden alle 30 Sekunden optional) in einen RAM Speicher
eingelesen, und dieser Wert wird mit einem rollenden Mittelwert über 5 Minuten
(optional) verglichen. Die beiden angegebenen Zeitwerte sind vorprogrammiert
und so eingestellt, dass ein zuverlässiges und schnelles Reagieren
erreicht wird bei einem Minimum an Fehlstarts, unnötigen Geschwindigkeitsänderungen
und fehlerhaften Ausschaltungen.
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Fühler 1 und
3 weisen unter Bedingungen sauberer Luft eine hohe Signalstabilität über die
Zeit hinweg auf, und sie werden deshalb hauptsächlich dazu benutzt, die Existenz
von Reinluftbedingungen sowie die Rückkehr zu diesen Reinluftbedingungen festzustellen
und zu bestätigen.
Fühler
2 weist in sauberer Luft kein stabiles Signal über die Zeit hinweg auf, reagiert
aber sehr schnell auf Werte an Fettdampf, und deshalb wird er hauptsächlich dazu
verwendet, vorrangig Änderungen
der Lüfterdrehzahl auszuwählen und
weniger das Ein- und Ausschalten des Ventilators. Nachfolgend werden
die Steuerungsparameter der vorliegenden Ausführungsform dargestellt:
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Der
Ventilator schaltet von Aus auf die Drehzahlstufe 1 – das Verhältnis (Signal
von Fühler
1 bei 30 s.)/(Mittelwert von Fühler
1 bei 5 min.) ist < 0,9, und
das Verhältnis
(Signal von Fühler
3 bei 30 s.)/(Mittelwert von Fühler
3 bei 5 min.) ist < 0,85.
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Der
Ventilator schaltet von Stufe 1 auf Stufe 2 – das Verhältnis (Signal von Fühler 1 bei
30 s.)/(Mittelwert von Fühler
1 bei 5 min.) ist < 0,75,
und – das Verhältnis (Signal
von Fühler
3 bei 30 s.)/(Mittelwert von Fühler
3 bei 5 min.) ist < 0,5,
oder der Fühler
2 fällt
unter den Wert von 100 kOhm.
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Der
Ventilator schaltet von Stufe 2 auf Stufe 3 – das Verhältnis (Signal von Fühler 3 bei
30 s.)/(Mittelwert von Fühler
3 bei 5 min.) ist < 0,3,
oder der Fühler
3 fällt
unter 50 kOhm.
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Saubere
Luft – Der
Ventilator wird ausgeschaltet. Leichter Dampf/Wasserdampf – Ventilatorstufe
1 Starker Dampf/Wasserdampf oder leichte Fettdämpfe – Ventilatorstufe 2 Starke
Fettdämpfe – Ventilatorstufe
3
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Nach
der Beendigung des Vorganges der Speisenzubereitung, und nachdem
eine saubere Küche
festgestellt und erreicht wurde, läuft der Ventilator noch 5 Minuten
mit der Drehzahlstufe 1 weiter.
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In
einer weiteren Ausführungsform
kann der Ventilator direkt von Stufe 0 auf Stufe 2 oder Stufe 3 schalten,
und er kann auch vor dem Ausschalten in Abhängigkeit von den genauen Eingabedaten,
welche von den Fühlern
geliefert werden, von der Stufe 3 auf die Stufe 1 oder auf die Stufe
2 zurückschalten.