EP2221782B1 - Verkaufsautomat mit integriertem Umluft-Infrarotofen - Google Patents
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- G07F9/10—Casings or parts thereof, e.g. with means for heating or cooling
- G07F9/105—Heating or cooling means, for temperature and humidity control, for the conditioning of articles and their storage
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- G07F17/00—Coin-freed apparatus for hiring articles; Coin-freed facilities or services
- G07F17/0064—Coin-freed apparatus for hiring articles; Coin-freed facilities or services for processing of food articles
- G07F17/0078—Food articles which need to be processed for dispensing in a hot or cooked condition, e.g. popcorn, nuts
Definitions
- the invention relates to a vending machine for ready-to-eat, hot or hot dishes, which were stored in the machine refrigerated or frozen.
- Typical foods that can be stored and sold in an advantageous manner with the vending machine according to the invention are pizza pieces.
- the WO 200059317 A2 shows an automatic machine which includes a refrigerator or freezer area for storing food, a heating area for heating food and transport means for transporting food from the refrigerated area to the heating area and from the heating area to an output location.
- the heat sources acting on the food in the heating area are a microwave radiator, a heating plate and a hot air blower.
- the WO 2003077213 A1 also shows an automatic machine containing a refrigerator or freezer area for storing food, a heating area for heating food and transport means for transporting the food from the refrigerator or freezer area to the heating area and from the heating area to an output location.
- the heating area is described as an electrically operated oven with a baking chamber.
- the FR 2 895 214 A1 describes a machine for the refrigerated storage of dough blanks of a baked good and the ready baking thereof.
- On a long conveyor chain, which runs through both the cooling and the heating area are fixed shell molds, in each of which a dough blank or a finished baked good is arranged.
- the heating takes place by means of a short-wave thermal radiation.
- the machine may well be suitable for making baked goods in continuous series. It is not suitable for quickly converting the individual dough blanks to spontaneously selectable time points in the baked state.
- the US 2005/173400 A1 , the JP 2000 055376 A and the US4575616A each describe an oven for the rapid heating of solid foods, such as toast.
- the food that is in the oven room on a grid is heated from above and from below with infrared radiation, wherein preferably the radiation used up from the top is shortwave than the bottom applied Strablung.
- the object underlying the invention is to provide an oven, which is used in a vending machine to lead food from a not finished baked, chilled or frozen state in a hot, ready baked state over.
- an oven which contains a device for heating air and a device for moving hot air through the baking chamber, and two infrared radiation sources which radiate with infrared radiation in different spectral ranges from above and from below onto a food to be heated in the oven.
- the infrared radiation source is arranged with the long-wave radiation in the oven below the food and the infrared radiation source with the samewelligerer. Radiation in the oven above the food.
- the lower infrared radiation source is able to transmit up to a radiant power of 3 to 8 W per cm 2 of surface area of the food to be heated infrared radiation, wherein the radiation energy to more than 50% in radiation with a wavelength range of 5 to 10 microns, and if the upper infrared radiation source is able to transmit with a radiant power of 5 to 10 W per cm 2 base area of the food to be heated infrared radiation downwards, wherein the radiation energy to more than 50% in radiation with a wavelength is less than 3 microns.
- the cuboid outer housing 1 is used in addition to the mechanical support mainly for hillsisclation. Typically, it may be constructed of two layers of steel sheet with an insulating layer therebetween, which may be rockwool, for example.
- the baking chamber 2 of the oven is delimited within the outer housing by a cuboid lateral surface 3, wherein between the inner surface of the housing 1 and the contrast significantly smaller lateral surface 3 of the oven a largely empty space 4 extends, which mainly serves for the conduction of hot air. From the oven 2 to the space 4 can hot air Slots in the bottom surface of the lateral surface 3 of the baking chamber flow. From the gap 4 in the baking chamber 2 hot air can flow through slots in the top surface of the lateral surface 3 of the baking chamber 2.
- a horizontally oriented grid 5 is arranged approximately at its middle height, which is provided as a support surface for the food to be heated 6.
- the floor plan of the food is slightly smaller than the floor plan of the baking chamber, so that hot air in the oven can flow past the food.
- Hot air is moved through a arranged below the baking chamber 2 in the intermediate space 4, rotating in a horizontal plane radial fan 7.
- the radial fan urges air radially outwards, so that it flows upwards in the intermediate space 4, flows through the upper slots in the lateral surface 3 into the baking chamber, flows down through the latter and passes through the lower slots in the lateral surface 3 back to the radial fan 7. Since it should be heated very quickly in the present application, it is advantageous if the hot air is moved around very quickly.
- the radial fan has a diameter of about 150 mm and can produce a volume flow of up to 160 m 3 / h of air.
- the hot air is heated mainly by the arranged in the lower region of the O-fenraumes infrared radiation source 8.
- This infrared radiation source can typically be realized by a ceramic surface, which is provided on the surface with grooves, in which a heating wire is inserted without further sheathing. Compared to arrangements in which the heating wire itself is also encased in ceramic, so that a much faster heating and cooling time is achieved, as it is important for the present application.
- an infrared radiation source 9 is arranged, which predominantly a short-wave radiation emitted as the lower infrared radiation source 8.
- the infrared radiation source 9 is typically formed by a - advantageously quickly controllable - quartz heater.
- adjusted nominal power values for the electrical power to be introduced at the individual heating elements can be specified by means of pulse width modulation or phase control.
- temperatures can also be measured and heat outputs can be readjusted in accordance with a desired course.
- the arrangement of two infrared radiation sources makes it possible to distinguish between upper and lower heat. Since the oven is to be brought to a starting operating temperature of over 200 ° C within typically 20 seconds, it makes sense to keep the baking chamber in a waiting state at a certain elevated temperature to the environment. For this purpose, the air temperature can be monitored and regulated to a holding temperature of, for example, 100 ° C.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Verkaufsautomaten für essfertige, warme oder heiße Speisen, welche in dem Automaten gekühlt oder tiefgekühlt gelagert wurden. Typische Speisen, welche mit dem erfindungsgemäßen Verkaufsautomaten in vorteilhafter Weise gelagert und verkauft werden können sind Pizzastücke.
- In Verkaufsautomaten, in denen rasch Lebensmittel vom gekühlten oder tiefgekühlten Zustand in einen heißen, essfertigen Zustand gebracht werden sollen, werden üblicherweise Mikrowellenherde, oftmals in Kombination mit Heißluft verwendet. Lebensmittel bei denen eine Backkruste wünschenswert ist, werden schon vor dem Kühlen oder Gefrieren entsprechend vorgebacken. Der Geschmack der so erhitzten, aus einem Verkaufsautomaten erhaltenen Lebensmittel, kann aber nicht mit Lebensmitteln mithalten, welche tatsächlich unmittelbar vcr der Übergabe zum Verzehr fertig gebacken wurden.
- Die
WO 200059317 A2 - Die
WO 2003077213 A1 zeigt ebenfalls einen Automaten, welcher einen Kühl- oder Tiefkühlbereich für das Lagern von Speisen, einen Heizbereich für das Beheizen von Speisen und Transportmittel für das Transportierten der Speisen vom Kühl- bzw. Tiefkühlbereich in den Heizbereich und vom Heizbereich an eine Ausgabestelle enthält. Der Heizbereich ist als elektrisch betriebener Ofen mit einer Backkammer beschrieben. - Die
FR 2 895 214 A1 - Die
US 2005/173400 A1 , dieJP 2000 055376 A US4575616 A beschreiben jeweils einen Ofen für das schnelle Erhitzen von festen Speisen, wie z.B. Toast. Dazu wird die Speise, die im Ofenraum auf einem Rost liegt von oben und von unten mit InfrarotStrahlung beheizt, wobei bevorzugt die von oben aufgebrauchte Strahlung kurzwelliger ist als die von unten ausgebrachte Strablung. - Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Ofen bereit zu stellen, welcher in einem Verkaufsautomaten verwendbar ist um Speisen von einem nicht fertig gebackenen, gekühlsten oder tiefgekühlten Zustand in einen heißen, fertig gebackenen Zustand über zu führen. Gegenüber den aus der
WO 200059317 A2 WO 2003077213 A1 dafür vorgeschlagenen Lösungen soll mit dem neu zu schaffenden Ofen das Erhitzen der Speisen rascher erfolgen können, (typischerweise in weniger als drei Minuten) ohne dass dafür Mikrowellenstrahlung erforderlich ist oder dass die Qualität der zu erhitzenden Speisen leidet. - Zum Erfüllen der Aufgabe wird vorgeschlagen, einen Ofen zu verwenden, welcher eine Einrichtung zum Erhitzen von Luft und eine Einrichtung zum Bewegen von Heißluft durch den Backraum enthält, sowie zwei Infrarotstrahlungsquellen die mit Infrarotstrahlung in unterschiedlichen Spektralbereichen von oben und von unten auf eine in Ofen zu erhitzende Speise strahlen. Dabei ist die Infrarotstrahlungsquelle mit der langwelligeren Strahlung im Backraum unterhalb der Speise angeordnet und die Infrarotstrahlungsquelle mit der kurzwelligerer. Strahlung im Backraum oberhalb der Speise.
- Gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die untere Infrarotstrahlungsquelle dazu in der Lage ist mit einer Strahlungsleistung von 3 bis 8 W je cm2 Grundfläche der zu erhitzenden Speise Infrarotstrahlung nach oben zu senden, wobei die Strahlungsenergie zu mehr als 50% in Strahlung mit einem Wellenlängenbereich von 5 bis 10 µm liegt und wenn die obere Infrarotstrahlungsquelle dazu in der Lage ist mit einer Strahlungsleistung von 5 bis 10 W je cm2 Grundfläche der zu erhitzenden Speise Infrarotstrahlung nach unten zu senden, wobei die Strahlungsenergie zu mehr als 50% in Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 3 µm liegt.
- Weitere vorteilhafte Einzelheiten werden an Hand einer Zeichnung erläutert :
-
Fig. 1 : zeigt einen erfindungsgemäßen Ofen in Schrägrissansicht von vorne, wobei aus Anschaulichkeitsgründen die an der vorderen Seite befindliche Ofentüre nicht dargestellt ist. - Das quaderförmige äußere Gehäuse 1 dient neben der mechanischen Halterung vorwiegend zur Wärmeisclation. Typischerweise kann es aus zwei Schichten Stahlblech mit einer dazwischen befindlichen isolierenden Schicht, die beispielsweise aus Steinwolle bestehen kann, aufgebaut sein.
- Der Backraum 2 des Ofens ist innerhalb des äußeren Gehäuses durch eine quaderförmige Mantelfläche 3 abgegrenzt, wobei sich zwischen der inneren Fläche des Gehäuses 1 und der demgegenüber deutlich kleineren Mantelfläche 3 des Backraumes ein weitgehend leerer Zwischenraum 4 erstreckt, welcher vorwiegend zum Leiten von Heißluft dient. Vom Backraum 2 zum Zwischenraum 4 kann Heißluft durch Schlitze in der Bodenfläche der Mantelfläche 3 des Backraumes fließen. Vom Zwischenraum 4 in den Backraum 2 kann Heißluft durch Schlitze in der Deckfläche der Mantelfläche 3 des Backraumes 2 fließen.
- Im Backraum ist etwa auf dessen mittlere Höhe ein horizontal ausgerichtetes Gitter 5 angeordnet, welches als Auflagefläche für die zu erhitzende Speise 6 vorgesehen ist. Die Grundrissfläche der Speise ist geringfügig kleiner als die Grundrissfläche des Backraums, sodass Heißluft im Backraum an der Speise vorbeiströmen kann.
- Heißluft wird durch einen unterhalb des Backraums 2 im Zwischenraum 4 angeordneten, in einer horizontalen Ebene rotierenden Radiallüfter 7 bewegt. Der Radiallüfter drängt Luft radial nach außen, sodass sie im Zwischenraum 4 nach oben strömt, durch die oberen Schlitze in der Mantelfläche 3 in den Backraum strömt, durch diesen nach unten strömt und durch die unteren Schlitze in der Mantelfläche 3 wieder zum Radiallüfter 7 gelangt. Da im vorliegenden Anwendungsfall sehr schnell erhitzt werden soll, ist es vorteilhaft, wenn die Heißluft sehr schnell herum bewegt wird. Bei einer typischen Auslegung hat der Radiallüfter einen Durchmesser von etwa 150 mm und kann einen Volumenstrom von bis zu 160 m3/h Luft hervorrufen.
- Die Heißluft wird vorwiegend durch die im unteren Bereich des O-fenraumes angeordnete Infrarotstrahlungsquelle 8 erhitzt. Diese Infrarotstrahlungsquelle kann typischerweise durch eine Keramikfläche realisiert sein, welche oberflächlich mit Nuten versehen ist, in welche ein Heizdraht ohne weitere Ummantelung eingelegt ist. Gegenüber Anordnungen bei denen der Heizdraht selbst auch mit Keramik ummantelt ist, wird damit eine deutlich schnellere Aufheiz- und Abkühlzeit erreicht, wie es für den vorliegenden Anwendungsfall wichtig ist.
- Im oberen Bereich des Backraums 2 ist eine Infrarotstrahlungsquelle 9 angeordnet, welche überwiegend eine kurzwelligere Strahlung aussendet als die untere Infrarotstrahlungsquelle 8. Die Infrarotstrahlungsquelle 9 ist typischerweise durch einen - vorteilhaft rasch regelbaren - Quarzstrahler gebildet.
- Für den Ablauf der Steuerung ist zu empfehlen, den gesamten Backvorgang in drei Zeitabschnitte zu unterteilen. Für jeden Abschnitt können mittels Pulsweitenmodulation oder Phasenanschnittsteuerung angepasste Leistungssollwerte für die an den einzelnen Heizelementen einzubringende elektrische Leistung vorgegeben werden. Natürlich können auch Temperaturen gemessen werden und entsprechend einem Sollverlauf Heizleistungen nachgeregelt werden. Durch die Anordnung von zwei Infrarotstrahlungsquellen ist die Unterscheidung zwischen Ober- und Unterhitze möglich. Da der Ofen innerhalb von typischerweise 20 Sekunden auf eine Start- Betriebstemperatur von über 200°C zu bringen sein soll, ist es sinnvoll, den Backraum im Wartezustand auf einer gewissen, gegenüber der Umgebung erhöhten Temperatur zu halten. Dazu kann die Lufttemperatur überwacht und auf eine Haltetemperatur von beispielsweise 100°C geregelt werden.
Claims (6)
- Verkaufsautomat Für essfertige Speisen, welche in dem Automaten gekühlt oder tiefgekühlt gelagert wurden, wobei der verkaufsautomat eine Kühl- oder Gefrierzone und einen Ofen sowie Manipulationsmittel zum Bewegen der Speise aus der Kühl- oder Gefrierzone in den Ofen und vom Ofen an die Ausgabestelle enthält, wobei der Ofen eine Einrichtung zum Erhitzen von Luft und zum Bewegen von Heißluft durch einen Backraum enthält, dadurch gekennzeichnet, dass im Backraum ein Gitter für die Auflage der zu erhitztenden Speise vorgesehen ist, dass im Backraum (2) zwei Infrarotstrahlungsquellen (8,9) angeordnet sind die dazu in der Lage sind mit Infrarotstrahlung in unterschiedlichen Spektralbereichen in einem Abstand von oben und von unten auf eine im Ofen zu erhitzende Speise zu strahlen, wobei die Infrarotstrahlungsquelle (8) mit der langwelligeren Strahlung im Backraum unterhalb des Gitters (5) welches für die Ablage der Speise (6) vorgesehen ist, angeordnet ist und die Infrarotstrahlungsquelle mit der kurzwelligeren Strahlung im Backraum oberhalb des Gitters, (5) und dass innerhalb eines wärmeisolierenden Gehäuses (1) in einem Abstand zu diesem eine Mantelfläche (3) als äußere Begrenzung des Backraums (2) angeordnet ist, wobei der zwischen der inneren Fläch des Gehäuses (1) und der Mantelfläche (3) liegende Zwischenraum (4) für das Leiten von Heißluft in den Backraum vorgesehen ist.
- Verkaufsautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche und die Deckfläche der Mantelfläche (3) durch Schlitze unterbrochen sind und unterhalb der Mantelfläche (2) im Raum zwischen Mantelfläche (3) und Gehäuse (1) ein Radiallüfterrad (7) mit horizontaler Drehebene angeordnet ist.
- Verkaufsautomat nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Infrarotstrahlungsquelle (8) dazu in der Lage ist, mit einer Strahlungsleistung von 3 bis 8 W je cm2 Grundfläche der zu erhitzenden Speise. Infrarotstrahlung nach oben zu senden, wobei die Strahlungsenergie zu mehr als 50% in Strahlung mit einem Wellenlängenbereich von 5 bis 10 µm liegt und dass die obere Infrarotstrahlungsquelle (9) dazu in der Lage ist mit einer Strahlungsleistung von 5 bis 10 W je cm2 Grundfläche der zu erhitzenden Speise Infrarotstrahlung nach unten zu senden, wobei die Strahlungsenergie zu mehr als 50% in Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 3 µm liegt.
- verkaufsautomat nach einem der bisherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die untere Infrarotstrahlungsquelle (8) durch eine Keramikfläche realisiert ist, welche oberflächlich mit Nuten versehen ist, in welche ein Heizdraht ohne weitere Ummantelung eingelegt ist.
- Verkaufsautomat nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die obere Infrarotstrahlungsquelle (9) durch einen Quarzstrahler realisiert ist. - Verkaufsautomat nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die zu erhitzende Speise ein Pizzastück ist.
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