DE69300342T2 - Kocher. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kocher zum Erhitzen und Garen von Nahrungsmitteln, insbesondere in einem flüssigen Medium wie Wasser oder Öl.
• Bei Kochgeräten wie Friteusen und Nudelkochern zum Garen von Nahrungsmitteln in einer Flüssigkeit ist die Bestimmung der richtigen Heiztemperatur wichtig, um die Nahrungsmittel nach Wunsch garen zu können. Ein Fritiergerät ermittelt z. B. die Temperatur des Öls und regelt die Heizbedingungen z. B. eines Heizelements so, daß die Öltemperatur innerhalb des vorbestirnmten Bereichs bleibt. Die Temperatur wird im allgemeinen durch EIN/AUS-Schaltung des Heizelements gesteuert. Das Heizelement beginnt zu heizen, wenn die ermittelte Öltemperatur unter die vorgegebene Mindesttemperatur sinkt, und es hört auf zu heizen, wenn die ermittelte Öltemperatur über die vorgegebene Höchsttemperatur steigt. Die Temperatur des Fritieröls wird auf diese Weise innerhalb der vorgegebenen Grenzen gehalten.
• Die Nahrungsmittel werden in ein flüssiges Medium, z. B. Fritieräl, gegeben, das erhitzt wurde und in einem vorgegebenen Temperaturbereich gehalten wird. In einem herkömmlichen Kochgerät, z. B. einer Friteuse, kann das Gerät nach Zugabe der Nahrungsmittel in das Fritieröl nicht sofort heizen, wenn die Heizung auf AUS steht. Vielmehr dauert es eine Weile bis die Heizung wieder anspringt. Die Verzögerung wird im allgemeinen auf den Temperaturkühler zurückgeführt der aufgrund der ungleichmäßigen Temperaturverteilung im Öl und der Konvektion des Öls im Fritiertopf den Temperaturabfall des Öls unter einen festgesetzten Wert mit Verzögerung entdeckt. Das konventionelle System heizt erst wieder, wenn die Temperatur des Öls in der Umgebung der kalten Nahrungsmittel zu weit gesunken ist, wodurch die Speisen ungenügend oder zu stark gegart werden.
• Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Kochgerät bereitzustellen, mit dem Nahrungsmittel nach Wunsch gegart werden können.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Verzögerung zwischen der Zugabe von Nahrungsmitteln in ein flüssiges Kochmedium und Heizbeginn zu minimieren.
• Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Kochers, der abrupte Temperaturabfälle des flüssigen Kochmediums minimiert.
• In US-A5,090,305 und US-A-4,913,038 wird ein Gerät gemäß dem im Anspruch 1 beschriebenen Oberbegriff offenbart. Die vorliegende Erfindung ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gekennzeichnet.
• In dem erfindungsgemäßen Kocher steuert der Schnellverbrennungsregler die Heizeinheit so, daß ungeachtet der Temperatur des flüssigen Kochmediums schnell aufgeheizt wird. Selbst wenn das flüssige Kochmedium durch den Temperaturregler in einem vorbestimmten Temperaturbereich gehalten wird und die Heizung auf AUS steht, springt die Heizung durch den Schnellverbrennungsregler sofort an. Wenn kalte Nahrungsmittel in das flüssige Kochmedium gelegt werden, ermittelt der Temperaturfühler aufgrund der ungleichwäßigen Temperaturverteilung und Konvektion des flüssigen Mediums sowie der Ansprecheigenschaften des Fühlers den Temperaturabfall mit einiger Verspätung, und in der Zwischenzeit kommt es zu einem unerwünschten Temperaturabfall des flüssigen Kochmediums. Der Schnellverbrennungsregler erzwingt das Aufheizen unabhängig von der verzögerten Antwort des Temperaturfühlers und reduziert so den ungünstigen Temperaturabfall in wirkungsvoller Weise.
• Der erfindungsgemäße Kocher kann außerdem mit einer Rückstelleinheit ausgestattet sein, die dem Temperaturregler signalisiert, wieder zu normaler Heizungssteuerung zurückzukehren, wenn nach Beginn des Schnellheizens die Temperatur des flüssigen Kochmediums unter den festgesetzten Wert fällt.
• Bei diesem Aufbau beendet die Rückstelleinheit automatisch das Schnellheizen und veranlaßt den Temperaturregler, wieder zu normaler Heizungssteuerung zurückzukehren, wenn die Temperatur des flüssigen Kochmediums nach dem Schnellheizen unter einen bestimmten Wert sinkt. Wenn der Wert so festgesetzt ist, daß er der unteren Temperaturgrenze des durch den Temperaturregler eingehaltenen Bereichs entspricht, setzt die normale Heizungssteuerung ein und heizt weiter, wenn die Temperatur des flüssigen Mediums unter den Mindestwert fällt. Diese automatische Rückkehr zu normaler Heizungssteuerung erspart dem Bediener das lästige Umschalten von Hand.
• Alternativ dazu kann der erfindungsgemäße Kocher mit einer anderen Rückstelleinheit ausgestattet sein, die dem Temperaturregler signalisiert, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit nach Beginn des Schnellheizens wieder zu normaler Heizungssteuerung zurückzukehren.
• Bei diesem alternativen Aufbau beendet die Rückstelleinheit automatisch das Schnellheizen und veranlaßt den Temperaturregler, wieder zu normaler Heizungssteuerung zurückzukehren, wenn die nach Beginn des Schnellheizens vorgesehen Zeit abgelaufen ist. Die Rückstellzeit oder vorgesehen Zeit wird unter Berücksichtigung der Temperaturveränderung im flüssigen Kochmedium durch das Schnellheizen bestimmt.
• Der erfindungsgemäße Kocher kann auch mit einer anderen Rückstelleinheit ausgestattet sein, die dem Temperaturregler signalisiert, wenn nach Beginn des Schnellheizens bei einem Temperaturanstieg des flüssigen Kochmediums bis zu dem zweiten, festgesetzten Grenzwert oder darüber hinaus wieder zu normaler Heizungssteuerung zurückgekehrt werden soll.
• Bei diesem erfindungsgemäßen Aufbau beendet die Rückstelleinheit automatisch das Schnellheizen und veranlaßt den Temperaturregler, wieder zu normaler Heizungssteuerung zurückzukehren, wenn nach Beginn des Schnellheizens die Temperatur des flüssigen Kochmediums auf den festgesetzten Grenzwert oder darüber hinaus steigt. Wenn kalte Nahrungsmittel in das flüssige Kochmedium gelegt werden, fällt die Temperatur des Kochmediums zunächst abrupt, die Schnellheizung fängt den Temperatursturz jedoch allmählich auf und bewirkt schließlich wieder einen Temperaturanstieg. Wenn die Temperatur steigt, wird die Heizung wieder normal gesteuert. Immer wenn sich die Temperatur ändert, sendet die Rückstelleinheit ein Signal an den Temperaturregler. Heizt das Gerät irrtümlich ohne Zugabe von Nahrungsmitteln auf, unterbricht die Rückstelleinheit aufgrund des Temperaturanstiegs das Schnellheizen und verhindert somit wirkungsvoll ein Überhitzen des flüssigen Kochmediums.
• Die vorliegende Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
• Abbildung 1 ist die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Fritiergeräts.
• Abbildung 2A ist ein Fließbild der Verbrennungssteuerung.
• Abbildung 3A ist ein Fließbild eines weiteren Rückstellvorgangs, durch den zu normaler EIN/AUS Steuerung zurückgekehrt wird.
• Abbildung 3B ist ein Fließbild eines weiteren Rückstell- Vorgangs, durch den zu normaler EIN/AUS Steuerung zurückgekehrt wird.
• Abbildung 4 zeigt die von dem in Abbildung 1 dargestellten Temperaturfühler ermittelte Temperaturveränderung während des in Abbildung 2A oder 3A dargestellten Vorgangs.
• Abbildung 5 zeigt die von dem in Abbildung 1 dargestellten Temperaturfühler ermittelte Temperaturveränderung während des in Abbildung 38 dargestellten Vorgangs.
• Abbildung 1 ist eine schematische Darstellung eines Fritiergeräts als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Fritiergerät gemäß Ausführungsbeispiel zum Garen oder Fritieren von Nahrungsmitteln wie Poinmes Frites oder panierten Hähnchen besteht aus einem mit Fritierflüssigkeit oder -öl gefüllten Fritiertopf (10), einem Impulsbrenner (20) zum Heizen des Fritieröls im Fritiertopf (10) und einem Verbrennungsregler (40) zur Steuerung des Impulsbrenners (20).
• Der Impulsbrenner (20) im Fritiergerät umfaßt ein Verbrennungs-/Abdampfsystem, ein Luftzufuhrsystem und ein System für die Zufuhr von Heizgas.
• Das Verbrennungs-/Abdampfsystem besteht aus einer Brennkammer (21) im Fritiertopf (10) für die Impulsheizung, einem Rohr (22), das sich durch den Fritiertopf (10) windet und als Abdampfleitung für heiße Nebenprodukte aus der Heizkammer (21) dient, und einem Dämpfer (23) in der Mitte des Abdampfrohrs (22). Das Öl im Fritiertopf (10) wird durch Wärmeenergie erhitzt, die durch die äußeren Wände der Brennkammer (21) und das Abdampfrohr (22) zugeführt wird. Ein Temperaturfühler (11) zur Ermittlung der Öltemperatur im Fritiertopf (10) ist an der Seitenwand des Fritiertopfs (10) befestigt.
• Das Luftzufuhrsystem für die Zufuhr von Luft zur Brennkammer (21) besteht aus einem Ventilator (24) für die Zufuhr von Luft für die Verbrennung, einem mit dem Ventilator (24) verbundenen Einlaßdämpfer (25) und einem mit der Brennkammer (21) verbundenen Luftspeicher (26) für die durch den Einlaßdämpfer (25) zugeführte Luft.
• Das Heizgaszufuhrsystem besteht aus einem ersten und einem zweiten elektromagnetischen Ventil (28 und 29), die in der Mitte einer Gasleitung (27) angebracht sind und mit denen die Heizgaszufuhr geöffnet oder geschlossen wird, und einem Gasspeicher (30), der im Luftspeicher (26) installiert ist.
• Im Luftspeicher (26) gibt es eine Mischkammer (31), die mit dem Gasspeicher (30) verbunden ist. Das Heizgas wird über den Gasspeicher (30) in die Mischkammer (31) eingeleitet, während aus dem Luftspeicher (26) Luft zugeführt wird. Heizgas und Luft werden getrennt zugeführt, in der Mischkammer (31) gemischt und als Luft/Brennstoffgemisch in die Brennkammer (21) geleitet. Die Brennkammer (21) ist mit einer Zündkerze (32) , mit der das Luft/Brennstoffgemisch zu Beginn der Verbrennung gezündet wird, und einem Flammenstab (33) zum Aufspüren der Flamme ausgestattet.
• Der so konstruierte Impulsbrenner (20) wiederholt Explosion und Verbrennung in festgelegten Zyklen unter vorteilhafter Nutzung der automatischen Zünd- und Absorptionseigenschaften bei stationärer Verbrennung.
• Im ersten Ausführungsbeispiel ist ein Paar Rückschlag- oder Klappenventile (nicht abgebildet) jeweils an den Heizgas- und Luftzuleitungen zur Mischkammer (31) angebracht, um zu verhindern, daß Verbrennungsabgase in die Heizgas - und Luftzufuhrsysteme zurückströmen.
• Der Verbrennungsregler (40) zur Steuerung der Verbrennung des Impulsbrenners (20) ist als Mikrocomputer konstruiert und besteht aus einer herkömmlichen, arithmetisch-logischen Schaltung mit einer Zentraleinheit, einem Festspeicher (ROM), einem RAM-Speicher, einer Eingabeschnittstelle für die Aufnahme der von dem Temperaturfühler (11) und dem Flammenstab (33) ausgehenden Signale sowie einer Ausgabeschnittstelle für die Ausgabe von Steuersignalen an das erste und zweite elektromagnetische Ventil (28 und 29), den Ventilator (24) und eine Zündvorrichtung (34). Keines dieser Teile ist in Abbildung 1 dargestellt. Der Verbrennungsregler (40) ist ferner mit einem Schnellverbrennungsschalter (41) verbunden, der unabhängig von der vom Temperaturfühler (11) ermittelten Öltemperatur eine forcierte Verbrennung auslöst.
• Abbildung 2A zeigt wie das Fritiergerät des ersten Ausführungsbeispiels die Verbrennung steuert. Der Temperaturfühler (11) ermittelt die Temperatur des Fritieröls und steuert die Verbrennung.
• Unter normalen Verbrennungsbedingungen startet und stoppt der Verbrennungsregler (40) die Verbrennung (regelt die Verbrennung zwischen AN und AUS) und hält so die Temperatur des Fritieröls in dem vorher festgelegten Bereich. Wenn die Verbrennungssteuerung einsetzt, wird durch Schritt S10 bestimmt, ob der Schnellverbrennungsschalter (41) eingeschaltet wird. Ist die Antwort an dieser Stelle NEIN, läuft das Programm weiter zum nächsten Schritt (S11) Der Verbrennungsregler (40) setzt seine normale AN/AUS Steuerung aufgrund der vom Temperaturfühler (11) ermittelten Werte fort, d. h. der in bestimmten Abständen ermittelten Öltemperatur. Beim Fritiergerät des bevorzugten Ausführungsbeispiels beginnt die Verbrennung, wenn die vom Temperaturfühler (11) ermittelte Temperatur unter 180 ºC sinkt, und sie hört auf, wenn die Temperatur über 182 ºC steigt. Die Öltemperatur wird so wirksam in einem Bereich von 180 ºC bis 182 ºC gehalten.
• Die Nahrungsmittel im Fritierkorb (nicht abgebildet) werden in das erhitzte und im obengenannten Temperaturbereich gehaltene Öl gegeben und fritiert. Der Bediener drückt den Schnellverbrennungsschalter (41), wenn er Nahrungsmittel in das Fritieröl gibt. Durch Drücken des Schnellverbrennungsschalters (41) läuft das Programm zum Punkt S12, wo unabhängig von der vom Temperaturfühler (11) zum Zeitpunkt des Einschaltens ermittelten Temperatur eine forcierte Verbrennung beginnt, d. h. die forcierte Verbrennung setzt auch ein, wenn die Öltemperatur im vorgegebenen Bereich liegt und die Verbrennung auf AUS steht. Auf diese Weise werden die Nachteile der verzögerten Antwort des Temperaturfühlers (11) aufgrund ungleichmäßiger Temperaturverteilung und Konvektion im Öl beseitigt. Außerdem wird der durch kalte Nahrungsmittel verursachte, unerwünschte Temperaturrückgang in wirkungsvoller Weise gebremst (siehe Abbildung 4: Vergleich der Temperaturveränderung zwischen dem vorliegenden Ausführungsbeispiel und einem herkömmlichen System).
• Nach Beginn der forcierten Verbrennung am Punkt S12 läuft das Programm weiter zum Punkt S13, wo in Abhängigkeit von der vom Temperaturfühler (11) ermittelten Temperatur die Zeit für die Rückkehr zu normaler EIN/AUS Steuerung bestimmt wird. Genauer gesagt wird am Punkt S13 die vom Temperaturfühler (11) gemessene Temperatur mit der vorher festgesetzten Temperatur T, z. B. 180 ºC, verglichen. Sinkt die gemessene Temperatur unter die festgesetzte Temperatur T, geht das Programm zum Punkt S10 zurück, d. h. die Verbrennungsbedingungen werden zum Zeitpunkt A (siehe Abbildung 4) wieder auf normale AN/AUS Steuerung zurückgestellt. Der Impulsbrenner (20) setzt nach dem Zeitpunkt A die Verbrennung fort und stoppt die Verbrennung, wenn die vom Temperaturfühler (11) ermittelte Temperatur über 182 ºC steigt. Das System gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel geht automatisch wieder zu normaler AN/AUS Steuerung über, so daß das lästige Umschalten per Hand für den Bediener entfällt.
• Das Fließbild in Abbildung 3A beschreibt eine andere Steuerung der Verbrennung. An die Stelle von S13 der Abbildung 2A tritt hier S30. Wenn bei Schritt S12 die forcierte Verbrennung einsetzt, läuft das Programm weiter zum Punkt S30, wo der Verbrennungsregler (40) wartet bis die ab Beginn der forcierten Verbrennung vorgesehene Zeit T abgelaufen ist, und kehrt dann zu Schritt S10 der Abbildung 2A zurück. In der Temperatur/Zeit Kurve von Abbildung 4 werden die Verbrennungsbedingungen z. B. zum Zeitpunkt B wieder auf normale AN/AUS Steuerung zurückgestellt. Der Impulsbrenner (20) setzt nach dem Zeitpunkt B die Verbrennung fort und stoppt die Verbrennung, wenn die vom Temperaturfühler (11) ermittelte Temperatur über 182 ºC steigt.
• Das Fließbild in Abbildung 38 zeigt eine weitere Steuerung der Verbrennung. An die Stelle von S13 der Abbildung 2A tritt hier S40. Wenn bei Schritt S12 die forcierte Verbrennung einsetzt, läuft das Programm weiter zu Schritt S40, wo der innerhalb eines bestimmten Zeitraums ermittelte Temperaturanstieg (ºC/Sekunde) dem vorher festgesetzten Grenzwert X entspricht oder größer ist. Wenn kalte Nahrungsmittel in das Fritieröl gelegt werden, fällt die Temperatur zunächst abrupt, die forcierte Verbrennung bremst jedoch allmählich den Temperaturabfall und führt schließlich wieder zu einem Temperaturanstieg. Wenn die steigende Temperatur den vorher festgesetzten Grenzwert X erreicht, kehrt das Programm zu Schritt S10 der Abbildung 2A zurück (Rückkehr zu normaler AN/AUS Steuerung). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Grenzwert X auf einen sehr kleinen, positiven Wert eingestellt werden, der praktisch gleich Null ist. Der Verbrennungsregler (40) veranlaßt so den Impulsbrenner (20) bei Anstieg der Temperatur wieder zu normaler AN/AUS Steuerung zurückzukehren. In der Temperatur/Zeit Kurve von Abbildung 4 werden die Verbrennungsbedingungen z. B. zum Zeitpunkt C wieder auf normale AN/AUS Steuerung zurückgestellt. Der Impulsbrenner (20) setzt nach dem Zeitpunkt C die Verbrennung fort und stoppt die Verbrennung, wenn die vom Temperaturfühler (11) ermittelte Temperatur über 182 ºC steigt.
• Selbst wenn die forcierte Verbrennung durch Fehlbedienung des Schnellverbrennungsschalters (41) beginnt, ohne daß Nahrungsmittel in das Fritiergerät gelegt wurden, stoppt das System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die forcierte Verbrennung aufgrund des Temperaturanstiegs und verhindert so ein Überhitzen des Fritieröls. In einem herkömmlichen System überhitzt das Öl, wenn die forcierte Verbrennung irrtümlich ohne Nahrungsmittel einsetzt (siehe Strichpunktlinie in Abbildung 5). Dagegen bestimmt in dem System gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Verbrennungsregler (40) die Rückkehr zu normaler AN/AUS Steuerung aufgrund des Anstiegs der Öltemperatur. In der Temperatur/Zeit Kurve von Abbildung 5 werden die Verbrennungsbedingungen z. B. zum Zeitpunkt D wieder auf normale AN/AUS Steuerung zurückgestellt, und die Verbrennung hört zum Zeitpunkt E auf. Ein gefährliches Überhitzen des Öls wird auf diese Weise wirksam und sicher verhindert.
• Wenn die vom Temperaturfühler (11) ermittelte Temperatur schwankt, steuert der Verbrennungsregler (40) die Verbrennung aufgrund der Durchschnittstemperatur, um falsche Angaben über den Anstieg zu vermeiden.
• Da im Bereich der vorliegenden Ansprüche viele Änderungen möglich sind, wird darauf hingewiesen, daß die obengenannten Ausführungsbeispiele nur beispielhaft und in keiner Weise einschränkend sind. Der erfindungsgemäße Aufbau ist auch auf andere Kocher als das hier beschriebene Fritiergerät anwendbar. Anstelle des beschriebenen Impulsbrenners können solche Kocher als Heizquelle Bunsenbrenner oder ähnliche Gasbrenner oder elektrische Heizvorrichtungen haben, so daß 'Verbrennung', 'Brenner' usw. im weiteren Sinne als 'Heizung', 'Heizvorrichtung' usw. zu verstehen sind.

Claims (4)

1. Kocher zum Garen von Nahrungsmitteln in einem flüssigen Kochmedium, enthaltend:

Heizvorrichtungen (21, 22) zum Erhitzen des flüssigen Kochmediums wie Öl oder Wasser,

Temperaturfühler (11) zur Ermittlung der Temperatur des Kochmediums,

Temperaturregler (40) zur Steuerung der Heizvorrichtungen (21, 22), um aufgrund der vom Temperaturfühler ermittelten Temperatur des flüssigen Kochmediums die Heizung an- und auszuschalten und so das flüssige Kochmedium in einem vorher festgesetzten Temperaturbereich zu halten, und

Schnellheizregler (41) zur Steuerung der Heizvorrichtungen (21, 22) für den Start des Schnellheizens, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellheizregler (41) so eingestellt ist, daß er unabhängig von der Temperatur des flüssigen Kochmediums mit dem schnellen Erhitzen des flüssigen Kochmediums beginnt und ein von Hand bedienbarer Schalter zur Aktivierung des Schnellheizreglers (41) vorhanden ist, so daß die Aktivierung gleichzeitig mit der Zugabe von Nahrungsmitteln in das flüssige Kochmedium möglich ist.

2. Kocher gemäß Anspruch 1, außerdem enthaltend eine erste Rückstellvorrichtung (S13) zur Ausgabe eines Rückstellsignals an den Temperaturregler (40) für die Rückkehr zu normaler Heizungssteuerung, wenn die Temperatur des flüssigen Kochmediums nach Beginn des Schnellheizens unter einen vorher festgesetzten Wert fällt.

3. Kocher gemäß Anspruch 1, außerdem enthaltend zweite Rückstellvorrichtungen (S12, S30) zur Ausgabe eines Rückstellsignals an den Temperaturregler (40) für die Rückkehr zu normaler Heizungssteuerung, wenn nach Beginn des Schnellheizens die vorher festgesetzte Zeit abgelaufen ist.

4. Kocher gemäß Anspruch 1, außerdem enthaltend dritte Rückstellvorrichtungen (S12, S40) zur Ausgabe eines Rückstellsignals an den Temperaturregler (40) für die Rückkehr zu normaler Heizungssteuerung, wenn nach Beginn des Schnellheizens die nach oben gerichtete Steigung der Temperatur des flüssigen Kochmediums einem vorher festgesetzten Wert entspricht oder darüber liegt.