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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung der
Temperatur in einem Dampfofen.
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Sie
betrifft ebenfalls einen Dampfofen, der angepasst ist, um das erfindungsgemäße Verfahren zur
Regulierung anzuwenden.
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Es
ist ein Dampfofen bekannt, mit dem Nahrungsmittel bei Dampf, der
bei einer Temperatur von 100°C
gesättigt
ist, und bei Atmosphärendruck
gegart werden können.
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Dieser
Dampfofentyp weist einen Garraum auf, in dem ein Dampfgenerator
angeordnet ist.
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Dieser
Dampfgenerator wird über
eine Düse für die Zuführung von
Wasser mit Wasser versorgt, wobei es die Düse ermöglicht, ausgehend von einem Wasserbehälter dem
Dampfgenerator Wasser zuzuführen.
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Man
erhält
somit in dem Garraum eine Atmosphäre, die bei einer Temperatur
von 100°C
mit Dampf gesättigt
ist.
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Diese
hohe Temperatur ist jedoch nicht angepasst, um empfindliche Nahrungsmittel,
wie etwa Fisch, mit Dampf zu garen.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur
Regulierung der Temperatur eines Ofens und einen Dampfofen vorzuschlagen, der
die Anwendung dieses Verfahrens ermöglicht, wodurch vorteilhafterweise
die Temperatur innerhalb des Dampfofens in Abhängigkeit von seiner Verwendung
eingestellt werden kann.
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Das
Verfahren zur Regulierung, das von der Erfindung angestrebt wird,
ermöglicht
es, die Temperatur in einem Raum eines Dampfofens zu regulieren, welcher
einen Dampfgenerator aufweist, der in diesem Raum angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß umfasst
das Verfahren zur Regulierung die folgenden Schritte:
- – Messung
der Temperatur innerhalb des Raumes;
- – Berechnung
einer Temperaturabweichung zwischen der gemessenen Temperatur und
einer Solltemperatur;
- – Vergleich
der Temperaturabweichung mit einem Schwellenwert; und
- – Versorgung
des Dampfgenerators mit Wasser, wenn die Temperaturabweichung größer ist
als der Schwellenwert, und Beenden der Versorgung mit Wasser, wenn
die Temperaturabweichung kleiner ist als der Schwellenwert;
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Regulierung ist es somit möglich,
eine festgelegte Temperatur in einem Raum eines Dampfofens beizubehalten,
indem die Versorgung des Dampfgenerators mit Wasser reguliert wird.
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Mit
dieser Temperaturführung
innerhalb des Raumes des Dampfofens ist es möglich, die Gartemperatur der
Nahrungsmittelart anzupassen.
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Man
kann somit zum Beispiel Gerichte wieder erwärmen, ohne dabei Gefahr zu
laufen, dass diese Nahrungsmittel gekocht werden, oder ein Abtauen
von frischen Produkten durchführen,
ohne diese zu kochen.
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Gemäß einem
bevorzugten Merkmal der Erfindung wird bei dem Schritt der Versorgung
mit Wasser das Wasser dem Dampfgenerator mit Unterbrechungen zugeführt.
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Die
Versorgung mit Unterbrechungen des Dampfgenerators ermöglicht es,
in dem Raum des Dampfofens ein gleichmäßiges Verdampfen zu erhalten
und eine Sättigung
mit stagnierendem Wasser des Dampfgenerators zu vermeiden.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung wird bei dem Schritt
der Versorgung mit Wasser dem Dampfgenerator eine konstante Wassermenge
mit Unterbrechungen zugeführt.
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Die
genaue Führung
der Wassermenge, die dem Dampfgenerator zugeführt und von diesem verdampft
wird, ermöglicht
es, die Temperaturerhöhung in
dem Raum des Dampfofens gut zu steuern.
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Gemäß einem
vorteilhaften Merkmal der Erfindung beträgt diese konstante Wassermenge
weniger als 5 g und vorzugsweise 3 g.
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Die
Versorgung mit Wasser wird somit konstant und in kleinen Mengen
ausgeführt,
wodurch eine allmähliche
Erhöhung
der Temperatur möglich ist.
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Man
kann somit die Temperatur innerhalb eines Sollwertes erreichen,
ohne dabei Gefahr zu laufen, diesen zu überschreiten. Man vermeidet
so jegliches Überhitzen
innerhalb des Raumes des Dampfofens.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung wird das Wasser dem
Dampfgenerator periodisch zugeführt.
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Man
erhält
somit eine gleichmäßige Versorgung
des Dampfgenerators mit Wasser, wodurch eine gleichmäßige Erhöhung der
Temperatur innerhalb des Raumes des Dampfofens möglich ist.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung umfasst das Verfahren
zur Regulierung gleichzeitig zu dem Schritt der Versorgung mit Wasser
einen Schritt, bei dem der Raum durch mindestens einen elektrischen
Widerstand, der entlang einer Wand des Raumes angeordnet ist, erhitzt
wird.
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Das
Einschalten des elektrischen Widerstandes während der Versorgung mit Wasser
ermöglicht es,
die Erhöhung
der Temperatur innerhalb des Raumes des Dampfofens zu beschleunigen
und jegliches Kondensieren des Dampfes an den Wänden des Raumes zu vermeiden.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Dampfofen einen Garraum
auf, einen Dampfgenerator, der in dem Raum angeordnet ist, und eine
Düse für die Zuführung von
Wasser in den Generator, wobei die Düse über eine Pumpe mit einem Wasserbehälter verbunden
ist.
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Erfindungsgemäß weist
der Dampfofen eine Temperatursonde auf, die angepasst ist, um die
Temperatur innerhalb des Raumes zu messen, Mittel zum Bereitstellen
einer Solltemperatur und Regulierungsmittel, die mit der Temperatursonde
und mit den Mitteln zum Bereitstellen der Solltemperatur verbunden und
angepasst sind, um den Betrieb der Pumpe zu steuern, um dem Dampfgenerator
Wasser zuzuführen.
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Der
erfindungsgemäße Dampfofen
ermöglicht
es somit, das Verfahren zur Regulierung anzuwenden, mit dem der
Betrieb der Pumpe für
die Zuführung
des Wassers durch Regulierungsmittel in Abhängigkeit von der innerhalb
des Raumes des Dampfofens gemessenen Temperatur und einer Solltemperatur
gesteuert wird.
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Ein
derartiger Dampfofen ermöglicht
es somit, Nahrungsmittel bei einer vorbestimmten Temperatur zu garen
oder wieder zu erwärmen,
wobei die vorbestimmte Temperatur im allgemeinen auf einen Wert
festgelegt ist, der kleiner ist als 100°C.
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Gemäß einem
bevorzugten Merkmal der Erfindung enthält der Dampfofen einen Durchsatzmesser
auf dem Wasserkreis zwischen dem Behälter und der Düse für die Zuführung von
Wasser zum Dampfgenerator.
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Dieser
Durchsatzmesser ermöglicht
es, die Wassermenge, die dem Dampfgenerator zugeführt wird,
während
der gesamten Regulierung der Temperatur innerhalb des Raumes des
Dampfofens genau zu messen.
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In
praktischer Weise sind die Regulierungsmittel angepasst, um den
Betrieb der Pumpe in Abhängigkeit
von dem durch den Durchsatzmesser gemessenen Durchsatz so zu steuern,
dass dem Dampfgenerator mit Unterbrechungen eine konstante Wassermenge
zugeführt
wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich weiter aus der
nachfolgenden Beschreibung.
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In
den beigefügten
Zeichnungen, die beispielhaft und nicht einschränkend angegeben sind, zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht, die einen Dampfofen gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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2 ein
Blockschema, das den Betrieb der Regulierungsmittel in einem erfindungsgemäßen Dampfofen
darstellt; und
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3 eine
Kurve, welche den Wert der Temperatur innerhalb des Ofenraumes in
Abhängigkeit von
der Zeit beim Umsetzen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Regulierung
darstellt.
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Es
wird zunächst
anhand der 1 ein Dampfofen gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Dieser
Dampfofen 1 weist einen Garraum 2 auf, in dem
Nahrungsmittel eingelegt werden können, die gegart oder wieder
erwärmt
werden sollen.
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Ein
Dampfgenerator 3 ist in diesem Garraum 2, vorzugsweise
in dem hinteren Teil des Raumes angeordnet.
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Dieser
Dampfgenerator besteht beispielsweise aus einer metallischen Schale,
in der ein elektrischer Widerstand versenkt ist, der das Erhitzen
der metallischen Schale ermöglicht.
Das Wasser verdampft somit bei der Berührung mit der erhitzten metallischen
Schale.
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Im
allgemeinen ist eine Temperatursonde 4 auf diesem Dampfgenerator 3 so
angebracht, dass sie die Heiztemperatur dieses Generators reguliert.
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Als
nicht einschränkendes
Beispiel kann die Temperatur des Dampfgenerators 3 bei
etwa 120°C beibehalten
werden.
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Auf
diesem Dampfgenerator ist ebenfalls ein Sicherheitsbegrenzer 5 oder
ein Klixon vorgesehen.
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Er
ermöglicht
es bei einem regelwidrigen Betrieb (schlechte Steuerung der Elektronik,
die zu einem Überhitzen
des Generators führt)
die Stromzufuhr des Generators 3 zu unterbrechen.
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Eine
Düse 6 für die Zuführung von
Wasser mündet
oberhalb des Dampfgenerators 3 und ermöglicht es, diesen Dampfgenerator
ausgehend von einem Behälter 7,
der in dem Gehäuse
des Dampfofens 1 liegt, mit Wasser zu versorgen.
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Eine
Pumpe 9, die es ermöglicht,
Wasser vom Behälter
bis zum Dampfgenerator zu transportieren, ist auf dem Wasserkreis 8 angeordnet,
welcher aus einer Wasserleitung besteht.
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Diese
Pumpe 9 ist üblicherweise
selbstansaugend.
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Darüber hinaus
ist ein Durchsatzmesser 10 ebenfalls auf dem Wasserkreis 8 angeordnet,
um die Wassermenge zu messen, die dem Generator 3 über die
Düse 6 zugeführt wird.
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Somit
wird der Garraum 2 durch den direkt in dem Raum erzeugten
Wasserdampf erhitzt.
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In
bekannter Weise weist der Dampfofen 1 ebenfalls ein System
auf, mit dem es möglich
ist, den Dampf aus dem Garraum 2 austreten zu lassen.
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Dieses
System weist insbesondere ein Ventilelement 11, das in
dem oberen Teil des Garraumes 2 vorgesehen ist, und eine
Lüftungsturbine
auf, mit der es möglich
ist, das Austreten des Dampfes aus dem Ofen zu beschleunigen.
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Um
schließlich
die Temperaturerhöhung
in dem Garraum 2 zu beschleunigen und jegliches Kondensieren
an den Wänden
des Ofens zu vermeiden, weist der Garraum 2 einen Widerstand 13 auf,
der entlang einer Wand des Hohlraumes 2 angeordnet ist.
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In
diesem Beispiel ist ein elektrischer Widerstand 13 auf
der oberen Wand des Hohlraumes angeordnet, und ein zweiter Widerstand 13 ist
auf der Wand angeordnet, die den hinteren Teil des Hohlraumes 2 bildet.
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Diese
elektrischen Widerstände 13 bilden somit
um den Garraum herum einen heizenden Mantel.
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Erfindungsgemäß weist
der Dampfofen ebenfalls eine Temperatursonde 14 auf, die
angepasst ist, um die Temperatur innerhalb des Garraumes 2 zu
messen.
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Diese
Temperatursonde 14 ist vorzugsweise in dem oberen Teil
des Garraumes 2 angeordnet, um im wärmsten Teil die Temperatur
dieses Raumes zu messen.
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Wie
in 2 besser dargestellt ist, weist dieser Dampfofen
ebenfalls Regulierungsmittel 20 auf, die angepasst sind,
um den Betrieb der Pumpe 9 in Abhängigkeit von dem durch den
Durchsatzmesser 10 gemessenen Durchsatz so zu steuern,
dass dem Dampfgenerator 3 mit Unterbrechungen eine konstante
Wassermenge zugeführt
wird.
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Das
Verfahren zur Regulierung, das durch seine Regulierungsmittel 20 umgesetzt
wird, wird anhand der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens
zur Regulierung besser verstanden werden.
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Diese
Regulierungsmittel 20 können
einen Mikroprozessor 21 aufweisen, der auf einer Speicherkarte 20 angeordnet
ist. Diese Regulierungsmittel 20 sind mit der Temperatursonde 14,
dem Durchsatzmesser 10 und mit den Mitteln 15 zum
Bereitstellen der Solltemperatur verbunden, die es ermöglichen,
dem Regulierungssystem eine Solltemperatur Tc zu liefern.
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Diese
Mittel 15 zum Bereitstellen einer Solltemperatur können herkömmlicherweise
aus einer Tastatur bestehen, die möglicherweise einem Bildschirm
zugeordnet ist, wodurch der Benutzer die gewünschte Solltemperatur Tc regulieren
kann.
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Diese
Solltemperatur Tc kann beispielsweise zwischen 50°C und 100°C betragen.
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Mit
dem Regulierungssystem 20 ist es möglich, anhand der von den Mitteln 15 zum
Bereitstellen einer Solltemperatur, der Temperatursonde 14 und dem
Durchsatzmesser 10 gelieferten Daten den Betrieb der Pumpe 9 und
des heizenden Mantels, der durch den elektrischen Widerstand 13 gebildet
ist, zu steuern.
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Mit
diesem Regulierungssystem 20 ist es auch möglich, in
herkömmlicher
Weise die Temperatur des Dampfgenerators anhand der von der Temperatursonde 4 gelieferten
Informationen zu steuern.
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Das
gesamte Regulierungsprogramm, das von dem Dampfofen verwendet wird,
sowie ein Schwellenwert s, der bei der Regulierung der Temperatur
in dem Garraum 2 verwendet wird, können in einem Festwertspeicher
gespeichert werden.
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Anhand
der 3 wird nun das Verfahren zur Regulierung der Temperatur
in dem Raum 2 des zuvor beschriebenen Dampfofens beschrieben.
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Das
Garen in dem Dampfofen 1 ist in mehreren aufeinanderfolgenden
Phasen unterteilt.
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Vor
dem Beginnen dieses Garens legt der Benutzer mit Hilfe der Tastatur 15 den
Wert der Solltemperatur Tc fest. Dieser Wert der Solltemperatur
Tc ist hier beispielsweise auf 60°C
festgelegt.
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Eine
erste Phase P1 ist eine Phase des Vorheizens des Raumes, bei der
kein Wasser zugeführt wird
und nur der Dampfgenerator 3 auf seine Regulierungstemperatur
erwärmt
wird, die zum Beispiel 120°C
beträgt.
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Am
Ende dieser ersten Phase P1 des Vorheizens wird eine zweite Phase
P2 der Temperaturerhöhung
durchgeführt.
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Dazu
wird über
die Düse 6 dem
Dampfgenerator 3 Wasser zugeführt.
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Die
zugeführte
Wassermenge ist konstant und kann zum Beispiel alle zwölf Sekunden
5,5 g betragen.
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Diese
Phase der Temperaturerhöhung
setzt sich bis zu dem Zeitpunkt fort, an dem die von der Temperatursonde 14 innerhalb
des Raumes 2 gemessene Temperatur der Solltemperatur Tc
entspricht.
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In
diesem Augenblick wird die Versorgung des Dampfgenerators 3 mit
Wasser gestoppt.
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Eine
Phase P3 der eigentlichen Regulierung wird dann erfindungsgemäß durchgeführt.
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Während dieser
Phase P3 der Regulierung wird die Temperatur innerhalb des Raumes 2 durch die
Temperatursonde 14 gemessen, die von dem Mikroprozessor 21 gesteuert
wird.
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Ausgehend
von der Messung dieser Temperatur berechnet der Mikroprozessor 21 die
bestehende Temperaturabweichung zwischen der gemessenen Temperatur
und der Solltemperatur Tc und vergleicht diese Temperaturabweichung
mit einem Schwellenwert s.
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Dieser
Schwellenwert s kann beispielsweise auf 1°C festgelegt sein.
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Solange
die so berechnete Temperaturabweichung geringer bleibt als der Schwellenwert,
wird die Versorgung des Dampfgenerators 3 mit Wasser unterbrochen.
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Sobald
jedoch die berechnete Temperaturabweichung größer ist als der Schwellenwert
s, wird der Dampfgenerator 3 erneut mit Wasser versorgt.
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Während dieser
Phase P'3 der Versorgung wird
dem Dampfgenerator 3 das Wasser mit Unterbrechungen zugeführt.
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Die
Zuführung
von Wasser wird vorzugsweise periodisch, etwa alle zwölf Sekunden
ausgeführt.
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Jedes
Mal, wenn dem Dampfgenerator 3 Wasser zugeführt wird,
ist die zugeführte
Wassermenge konstant.
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Diese
konstante Wassermenge muss ausreichend gering bleiben, um ein gleichmäßiges Verdampfen
des Wassers im Dampfgenerator 3 und eine allmähliche Erhöhung der
Temperatur in dem Raum zu ermöglichen.
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Diese
konstante Wassermenge bleibt beispielsweise unterhalb von 5 g alle
zwölf Sekunden und
beträgt
vorzugsweise 3 g alle zwölf
Sekunden.
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Die
Pumpe 9 wird dazu von dem Mikroprozessor 21 der
Chipkarte 20 durch die von dem Durchsatzmesser 10 gemessene
Information gesteuert.
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Der
Durchsatzmesser misst kontinuierlich die zugeführte Wassermenge und überträgt die Information
dem Mikroprozessor 21.
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Auch
wenn die dem Dampfgenerator mit Unterbrechungen zugeführte Wassermenge
konstant ist, ist es selbstverständlich,
dass die gesamte, während
der Phase P'3 der
Regulierung zugeführte
Wassermenge von der für
das Garen festgelegten Solltemperatur Tc abhängt.
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In
der Tat hängt
die Wassermenge, die zur Erhöhung
der Temperatur in dem Hohlraum 2 erforderlich ist, von
dem Wert der Solltemperatur Tc ab.
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Wenn
hier die Solltemperatur auf 60°C
festgelegt ist, muss ungefähr
zwei Mal Wasser zugeführt werden,
also etwa 6 g, um die Temperatur innerhalb des Raumes 2 um
etwa 7°C
zu erhöhen.
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Wenn
jedoch die Solltemperatur Tc auf einen höheren Wert von etwa 90°C festgelegt
ist, stellt man fest, dass dann 7 Mal Wasser zugeführt werden muss,
also etwa 20 g, um die Temperatur innerhalb des Raumes 2 um
etwa 5°C
zu erhöhen.
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Man
stellt in 3 während der Phase P3 der Regulierung
fest, dass die Phasen P'3
der Versorgung mit Wasser ausgeführt
werden, sobald die Temperatur innerhalb des Raumes auf einen Wert unterhalb
der Solltemperatur Tc jenseits des Schwellenwertes s abfällt.
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Ferner
wird gleichzeitig mit der Versorgung mit Wasser während den
Phasen P'3 ein Schritt
ausgeführt,
bei dem der Raum 2 durch das Einschalten mindestens eines
elektrischen Widerstands 13, der entlang von Wänden des
Hohlraumes 2 angeordnet ist, erhitzt wird.
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Der
Betrieb mit Unterbrechungen des heizenden Mantels während dieser
Phase P3 der Regulierung ermöglicht
es, die Temperaturerhöhung
in dem Raum 2 während
den Phasen P'3 der
Versorgung mit Wasser zu beschleunigen und außerdem ein Überhitzen in diesem Raum 2 zu
vermeiden, wenn die Versorgung mit Wasser unterbrochen ist.
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Nach
dieser Phase P3 der Regulierung weist der Zyklus des Garens in dem
Dampfofen 1 üblicherweise
eine Phase P4 des Trocknens auf, bei der die Versorgung mit Wasser
unterbrochen ist, eine Phase P5 des Abziehens von Dampf, insbesondere
durch das Öffnen
des Ventilelements 11 und die Betätigung des Lüfters 12,
und eine Phase P6 des Warmhaltens ohne Wasserzuführung.
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Somit
ermöglicht
es die Führung
der Temperatur innerhalb des Garraumes 2, diese Temperatur der
Nahrungsmittelart anzupassen, die gegart werden soll.
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Eine
Temperatur von 50–70°C ermöglicht es, insbesondere
empfindliche Nahrungsmittel wie einige Fische zu garen.
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Sie
ist außerdem
hervorragend angepasst, um frische Produkte wie etwa Obst aufzutauen
und ermöglicht
es, Gerichte aufzuwärmen,
ohne die Nahrungsmittel zu garen.
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Selbstverständlich können in
der zuvor beschriebenen Ausführungsform
zahlreiche Änderungen
vorgenommen werden, ohne dabei den Rahmen der Erfindung, wie sie
von den folgenden Ansprüchen definiert
ist, zu verlassen.