ES2282455T3 - Aparato freidor con control de combustion de bucle cerrado y metodo. - Google Patents

Abstract

Un método para retirar un quemador (40) de la cubeta para freír (24) de un aparato freidor (20), en el que el quemador (40) se encuentra unido a la cubeta (24) o, como opción, a un alojamiento, y en el que el quemador (40) dispone de conductos independientes para aire y gas, comprendiendo dicho método el paso de mover dicho quemador (40) desde una posición para cocinar dentro de dicha cubeta (24) hasta una posición retirada como mínimo parcialmente fuera de dicha cubeta (24), sin separación de dicha cubeta (24) o de dicho alojamiento opcional y sin desconexión de dichos conductos independientes.

Description

Aparato freidor con control de combustión de bucle cerrado y método.

Campo del invento

Esta invención se refiere a un aparato freidor equipado con un intercambiador de calor extraíble. La presente invención tiene que ver además con un aparato freidor y un método de control de la temperatura del fluido utilizado para cocinar en el mismo.

Antecedentes del invento

Las freidoras comerciales a gas presentan, por lo general, una cubeta que contiene un fluido para cocinar, así como medios para calentar dicho fluido. Uno de los tipos de cubeta, conocido como diseño de cubeta abierta, precisa que el calor sea aplicado en los laterales exteriores de dicha cubeta. El diseño de cubeta abierta posee la ventaja de su fácil limpieza. En los diseños de cubeta abierta se utiliza un quemador atmosférico o un quemador de combustión forzada. Los diseños de cubeta abierta con quemador atmosférico consiguen una eficiencia en torno al 45%, mientras que los diseños de cubeta abierta con quemadores de combustión forzada alcanzan eficiencias de entre el 65% y el 70%. La disposición del quemador, adyacente a los laterales exteriores de la cubeta, tiene el inconveniente de que calienta toda la cubeta, incluyendo el cableado y los controles sensibles a la temperatura.

Otro tipo de cubeta, conocida como cubeta con diseño de tubos, recibe el calor por medio de uno o más tubos (por lo general, cuatro en el caso de una cubeta estándar) que se encuentran dispuestos dentro de dicha cubeta, por debajo del nivel del fluido utilizado para cocinar. La freidora de tubos posee una eficiencia superior (entre un 3% y un 5%) a la freidora con diseño de cubeta abierta con quemador atmosférico. La freidora de tubos también resulta difícil de limpiar, debido a los tubos permanentemente instalados en ella.

Surge la necesidad de un aparato freidor y un método que proporcione una elevada eficacia sin quemador externo.

También resulta necesario un aparato freidor que disponga de un intercambiador de calor dispuesto de manera retirable para facilitar la limpieza de la cubeta.

Los documentos US 5.209.218 y US 5.398.668 describen un aparato freidor que incluye una unidad de cubeta freidora y un conjunto de quemador y al cual se suministra una premezcla de aire y gas. En el documento US 5.209.218 no se describe ninguna forma de separar el quemador de la cubeta, con propósitos de limpieza. El documento US 5.398.668 enseña una desconexión del suministro de aire/gas antes de separar el conjunto de quemador.

Resumen del invento

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se ha proporcionado un método para retirar un quemador de la cubeta de un aparato freidor, según se define más adelante en la reivindicación 1.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se ha proporcionado un aparato freidor, según se define más adelante en la reivindicación 3.

En las realizaciones del método de la presente invención, un quemador que está unido a una cubeta freidora o, como opción, un alojamiento de un aparato freidor, se manipula desplazándose el quemador entre una posición para cocinar dentro de la cubeta y una posición de retirada, como mínimo, parcialmente fuera de la cubeta, sin separarse de dicha cubeta o del alojamiento opcional. El movimiento será, preferentemente, pivotante.

Según otra realización de la presente invención, un aparato freidor incluye una cubeta y un quemador de combustión. El quemador de combustión incluye una cámara de combustión y un intercambiador de calor, produciéndose la combustión por debajo del nivel de aceite. El quemador de combustión está dispuesto de forma que pueda retirarse en la cubeta, por debajo del nivel de fluido para cocinar. Desde el intercambiador de calor, fuera del fluido para cocinar, se extiende una salida de humos. El quemador de combustión está dispuesto de modo que pueda desplazarse entre una posición para cocinar, en la que se encuentra dentro del fluido, y una posición de retirada fuera del fluido, con el fin de facilitar la limpieza.

Según un aspecto de esta realización, el quemador de combustión se encuentra preferiblemente acoplado a la cubeta (o, como opción, al alojamiento) del aparato freidor, con el fin de realizar un movimiento de pivotamiento entre la posición para cocinar y la posición de retirada. Adicionalmente, el aire y el gas se suministran a conjuntos oscilantes independientes, con el fin de facilitar el pivotamiento del quemador de combustión desde la cubeta.

Las realizaciones del aparato freidor podrían presentar una cubeta y un quemador de combustión (combinación de cámara de combustión/intercambia-
dor de calor) que se encuentre dispuesto para calentar el fluido para cocinar contenido en la cubeta. Por medio de un suministro de aire modulado y un suministro de gas con orificio o modulado, se produce una mezcla óptima en el quemador de combustión. Uno o más sensores detectan un parámetro operativo del aparato freidor, con el fin de proporcionar una señal de realimentación. Un control responde a la señal de realimentación para ajustar el suministro de aire y gas, de forma que se obtenga la máxima eficiencia y una combustión limpia. El medio de control puede modular acústicamente el flujo de aire que se dirige al mezclador, en respuesta a la señal de realimentación.

En un aspecto relacionado, con un método se controla la temperatura de un fluido para cocinar dentro de un aparato freidor, de modo que se logre una gran eficiencia. Se suministra una mezcla de aire/gas a un quemador de combustión que se encuentra dispuesto para calentar el fluido para cocinar. Se supervisan uno o más de los parámetros operativos del aparato freidor para determinar una desviación de una eficiencia predeterminada. El aire y gas se ajustan para compensar la desviación, de tal forma que los parámetros operativos se mantengan en un rango que se aproxime a la eficiencia predeterminada.

En las realizaciones de este aspecto relacionado, el flujo de gas es modulado o controlado mediante orificios y se realiza el ajuste de compensación del flujo de aire, con el fin de obtener la mezcla correcta de aire/gas. El flujo de aire puede modularse acústicamente como respuesta a la desviación, con el fin de optimizar el rendimiento de la freidora. Entre los parámetros operativos podrían incluirse la temperatura interna de la cámara del quemador de combustión, la temperatura de una salida de humos conectada a la cámara de combustión, la corriente de llama en la cámara de combustión, la temperatura del fluido para cocinar, el índice de incremento térmico del fluido para cocinar, la diferencia de temperatura entre una temperatura de referencia y la temperatura instantánea del fluido para cocinar, el tiempo de cocinado transcurrido, el tiempo de cocinado restante, el flujo de aire absoluto para una combustión óptima o una comparación del flujo de aire actual con el caudal medio durante un número predeterminado de ciclos de control de combustión anteriores.

Breve descripción de los dibujos

Se obtendrá una mejor comprensión de estos y otros objetos, ventajas y características de la presente invención consultando la descripción siguiente, conjuntamente con las Figuras de los dibujos en las que caracteres de referencia similares denotan elementos similares de la estructura, y en las que:

la Fig. 1 representa un aparato freidor de la presente invención con el quemador de combustión en la posición para cocinar; y

la Fig. 2 representa el aparato freidor de la Fig. 1 con el quemador de combustión en la posición de limpieza.

Descripción de la realización preferida

Aludiendo a la Fig. 1, un aparato freidor 20 incluye una cubeta freidora 24, un conjunto 26 de orificio de gas, un soplador 28, una válvula de gas 30, un control 36 y un quemador de combustión 40. El quemador de combustión 40 incluye una cámara de combustión 42, un intercambiador de calor 44, una salida de humos 46 y un dispositivo de ignición 48. El conjunto 26 de orificio de gas se encuentra conectado a la cámara de combustión 42 para suministrar el flujo de gas óptimo que allí se inyecta.

La cámara de combustión 42 incluye un revestimiento interno de titanio básicamente cilíndrico, dentro del cual se inyecta la mezcla de aire/gas. El dispositivo de ignición 48 enciende o inicia la combustión dentro de la cámara de combustión 42. El intercambiador de calor 44 se encuentra conectado a la cámara de combustión 42 para transportar el gas por toda su longitud y por la salida de humos 46 hacia la atmósfera. El intercambiador de calor 44 y la salida de humos 46 pueden estar formados por una pieza enteriza o por dos o más piezas, conectadas entre sí como un conjunto monopieza. Dentro del intercambiador de calor hay una pantalla 29 compuesta por aletas con conformación y tamaño progresivos, para proporcionar un calentamiento uniforme del intercambiador de calor 44.

El quemador de combustión 40 se encuentra preferiblemente instalado en la cubeta 24 con un pivote 50, a través de un conjunto basculante de aire/gas 51, que permite un movimiento de pivote o rotativo entre la posición para cocinar y una posición de retirada. En una realización alternativa, la cubeta 24, el quemador de combustión 40, el pivote 50 y el conjunto basculante de aire/gas 51 se encuentran montados en un alojamiento opcional (que no se muestra). En la posición para cocinar (según se muestra en la Fig. 1), el intercambiador de calor 44 está situado dentro de la cubeta 24, por debajo del nivel 54 de fluido para cocinar 52. En la posición retirada (según se muestra en la Fig. 2), el intercambiador de calor 44 está situado fuera y por encima de la cubeta 24 para facilitar la limpieza de dicha cubeta 24 y del intercambiador de calor 44. De ser posible, el conjunto basculante 51 de aire/gas incluye conjuntos basculantes independientes de aire y gas para los conductos, canales o similares que transportan aire y gas. El movimiento de pivote puede ser manual o motorizado (no se muestra).

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el control 36 puede manejarse, como respuesta a una desviación respecto de la eficiencia predeterminada, para ajustar la proporción de aire/gas que consigue una combustión limpia en el quemador de combustión 40, buscando que la eficiencia se mantenga aproximadamente en el nivel predeterminado. Ese ajuste se consigue mediante la alteración de las características del aire o el gas, tales como el flujo o la presión del aire, la energía, el volumen, la presión o el flujo del gas o cualquier combinación de los parámetros anteriores. El suministro de aire/gas se ajusta mediante el control del soplador 28 y la válvula de gas 30. El soplador 28 y la válvula de gas 30 se encuentran conectados a un conjunto 32 de suministro/filtrado del aire y al suministro de gas 34, respectivamente. De acuerdo con un aspecto de la invención, el soplador 28 se regula con el control 36 para modular el flujo de aire que proviene del conjunto 32 de suministro/filtrado del aire; de ese modo, se controlan el flujo y la presión del aire suministrado al quemador de combustión 42. Puede utilizarse cualquier soplador con control adecuado.

La presión y el flujo de gas también pueden regularse mediante el control de la válvula de gas 30. La válvula de gas 30, por ejemplo, puede ser una válvula de gas modulada o de fases múltiples. Por ejemplo, puede adquirirse una válvula de gas controlable adecuada a Honeywell, Inc.

El control 36 puede ser cualquier microprocesador adecuado que pueda aceptar un número de entradas, procesar dichas entradas y suministrar señales de salida para el control del soplador 28 y/o la válvula de gas 30. Por ejemplo, el control 36 puede adquirirse a National Instruments, Inc.

Las entradas del control 36 son las salidas de una pluralidad de sensores que se encuentran situados en diferentes ubicaciones del aparato freidor 20, con el fin de detectar distintos parámetros operativos del mismo. Entre la pluralidad de sensores se incluye un sensor 60 que detecta la temperatura interna de la cámara de combustión 42, un sensor 62 que detecta la corriente de llama rectificada, un sensor 64 que detecta la temperatura de la salida de humos, un sensor 66 que detecta la temperatura del fluido para cocinar 52, un sensor 68 que detecta el nivel 54 de fluido para cocinar 52, un sensor de presión atmosférica 70 y un sensor de densidad del aire 72. Las salidas de los sensores anteriormente mencionados se muestrean para proporcionar valores de muestra que el control 36 utiliza para ajustar la proporción de aire/gas, con el fin de controlar la eficacia de combustión aproximadamente de acuerdo con la eficacia predeterminada. Un sensor de posición de cesta 56 detecta la presencia y la retirada de una cesta de cocinado 58, con el fin de proporcionar el inicio automático del temporizador de cocinado y la permanencia de la cesta en el aceite para cocinar. Esta característica permite el registro automático del número de cestas cocinadas, los tiempos de cocinado por debajo o por encima del tiempo de cocinado programado y la filtración del aceite para cocinar en función de su utilización.

El control 36 también obtiene otros parámetros de los valores de muestra, entre los que se incluyen el índice de incremento térmico del fluido para cocinar, la diferencia de temperatura entre un punto establecido para el fluido para cocinar y la temperatura instantánea del fluido para cocinar, la diferencia entre el caudal corriente de aire y el caudal promedio de los últimos n ciclos de combustión. Por ejemplo, n puede ser un número cualquiera, aunque se prefiere en torno a 100. El control 36 también hace uso de otros parámetros para la eficiencia de la combustión, entre los que se incluyen el tiempo de cocinado transcurrido, el tiempo remanente, las variaciones relativas en BTU del gas, diferencias en la construcción/componentes de la freidora (por ejemplo, variaciones en el material, dimensiones, tolerancia y similares) y el caudal absoluto de aire necesario para una óptima combustión.

El proceso de combustión gobernado por el control 36 de la cámara de combustión 40 alcanza una eficiencia muy elevada en la conversión de la energía del gas hidrocarburo en gases de combustión a temperaturas extremadamente altas (del orden de 2.500ºF/1.370ºC), ricos en energía infrarroja. Además, la presente invención logra una diferencia entre el punto térmico establecido para el fluido para cocinar y la temperatura del gas en la salida de humos en torno a los 250ºF (137ºC) o inferior.

El control 36 supervisa los valores de muestra antes citados, así como la fuente de alimentación de voltaje (no se muestra), el suministro de gas 34 y el conjunto 32 de suministro/filtro de aire con una tasa de muestreo de muchas veces (por ejemplo, 10) por segundo y compara esos valores con un dominio de valores que garantizan el funcionamiento normal y seguro del aparato freidor 20. Si alguno de los parámetros falta o está fuera de su dominio y puede ser corregido por un usuario, el control 36 muestra un mensaje de error en una pantalla 74, para la toma de acciones correctoras por el usuario. Entre los errores que el usuario puede corregir están el de nivel bajo o falta de fluido para cocinar, desconexión de la conducción de suministro de gas, baja tensión de alimentación y similares. La pantalla 74 ofrecerá, de manera bien visible y en una posición que alerte al usuario, el mensaje de error. Adicionalmente, podrá emplearse también una señal sonora.

La pantalla 74 puede incluir una pluralidad de diodos emisores de luz (LED) de colores rojo, ámbar y verde. Un LED en verde indica que el aparato freidor 20 está listo para su utilización. Un LED que parpadea en verde indica que el aparato freidor 20 se está calentando. Un LED en rojo indica la avería de un componente de la freidora y el envío de un mensaje de reparación a una compañía de mantenimiento, la cual ha recibido dicho mensaje. Un LED en ámbar indica que el aparato freidor 20 no puede utilizarse, aunque el usuario puede emprender acciones correctoras. El tipo de acción correctora puede visualizarse a través de un ordenador presente en el emplazamiento 80. Si alguno de los parámetros se encuentra fuera del intervalo definido, el control 36 desconectará el aparato freidor 20 e indicará la naturaleza de la desconexión a través de la pantalla 74 y del ordenador presente en el emplazamiento 80.

El control 36 monitoriza también el ciclo de cocinado, con el fin de asegurar que el producto no reciba un tiempo de cocinado inferior ni superior al necesario. Ello se consigue por medio del sensor 56 de cesta, el cual señaliza las veces que la cesta de producto 58 se sumerge y se extrae del fluido para cocinar 52. La diferencia entre el número de introducciones y extracciones representa un tiempo real de cocinado, el cual puede compararse con el tiempo de cocinado requerido. Los datos relativos al tiempo de cocinado pueden almacenarse en el ordenador presente en el emplazamiento 80, para su revisión por el personal del restaurante.

El ordenador presente en el emplazamiento 80 puede conectarse mediante una red 82 con un ordenador remoto 84, de forma que los datos operativos del aparato freidor 20 puedan procesarse en el ordenador remoto 84. Por ejemplo, el ordenador remoto 84 podría procesar los datos con fines de mantenimiento o de gestión del restaurante. La red 82 puede ser cualquier red de cable, inalámbrica u óptica adecuada, como la red telefónica pública, Internet, la www o cualquier combinación de éstas. El ordenador presente en el emplazamiento 80 y el ordenador remoto 84 pueden dotarse del equipamiento de comunicación en red apropiado, como un módem, navegador y/o prestaciones de servidor.

El sensor 68 de nivel de fluido es un sensor de fluido para cocinar no intrusivo. El control 36 puede supervisar los valores de muestra suministrados por el sensor de nivel de fluido 68, con el fin de determinar si el nivel de fluido es bajo, inexistente (cero) o excesivo; ajuste el tiempo de cocinado según sea necesario, con el fin de proporcionar un resultado de cocinado uniforme; y garantizar cuándo se efectúa la filtración del fluido para cocinar 52 relativo a los productos que estén cocinándose. El nivel exacto del aceite para cocinar afecta a la tasa de variación de la temperatura del aceite (reduciéndola cuando el alimento penetra en el aceite y aumentándola cuando el quemador se enciende) y, en consecuencia, a la calidad del cocinado. El control 36 supervisa el número de ciclos de cocinado por cubeta y visualiza las indicaciones de filtración tomando como base los intervalos necesarios.

Claims (10)

1. Un método para retirar un quemador (40) de la cubeta para freír (24) de un aparato freidor (20), en el que el quemador (40) se encuentra unido a la cubeta (24) o, como opción, a un alojamiento, y en el que el quemador (40) dispone de conductos independientes para aire y gas, comprendiendo dicho método el paso de mover dicho quemador (40) desde una posición para cocinar dentro de dicha cubeta (24) hasta una posición retirada como mínimo parcialmente fuera de dicha cubeta (24), sin separación de dicha cubeta (24) o de dicho alojamiento opcional y sin desconexión de dichos conductos independientes.

2. El método de la reivindicación 1, en el que dicho paso de desplazamiento hace pivotar dicho quemador (24) entre dicha posición para cocinar y dicha posición retirada.

3. Un aparato freidor (20), que comprende:

una cubeta para freír (24) que contiene un fluido para cocinar y un intercambiador de calor (44) que recibe gases de combustión desde una cámara de combustión (42) y que ha sido dispuesto para moverse entre una posición para cocinar en dicho fluido hasta una posición como mínimo parcialmente por encima de dicha cubeta (24), en el que dicha cámara de combustión (42) se encuentra conectada a conductos independientes para aire y gas, y por lo que dicho intercambiador de calor (44) y/o dicha cubeta (24) pueden limpiarse sin desmontar y sin desconectar dichos conductos.

4. El aparato freidor (20) de la reivindicación 3, en el que dicho movimiento es de pivotamiento.

5. El aparato freidor (20) de la reivindicación 3, en el que dicha cámara de combustión (42) está dispuesta para movimiento de pivotamiento con dicho intercambiador de calor (44).

6. El aparato freidor (20) de la reivindicación 5, en el que dicha cámara de combustión (42) se encuentra montada a pivotamiento en dicha cubeta (24) o, como opción, en un alojamiento.

7. El aparato freidor (20) de la reivindicación 4, en el que los conductos de aire gas suministran aire y gas a dicha cámara de combustión (42) a través de unidades basculantes independientes (51).

8. El aparato freidor (20) de la reivindicación 3, en el que dicha cámara de combustión (42) y dicho intercambiador de calor (44) constan de un conducto de una pieza sin soldar y sin juntas.

9. El aparato freidor (20) de la reivindicación 8, en el que dicho conducto se extiende como mínimo parcialmente por debajo del nivel de fluido para cocinar, cuando dicho intercambiador de calor (44) se encuentra en dicha posición para cocinar.

10. El aparato freidor (20) de la reivindicación 3, en el que dicha cámara de combustión (42) posee un recubrimiento de titanio.