SI22720A - Naprava za automatsko reguliranje energije pri kuhanju s pomoäśjo veäś senzorskega mikroprocesorskega stikala - Google Patents

Abstract

Naprava za avtomatsko reguliranje energije pri kuhanju s pomočjo več senzorskega mikroprocesorskega stikala omogoča reguliranje energije enega ali več energijskih izvorov tako da se zmanjšajo izgube energije, zmanjšajo priključne moči aparatov in zmanjša potreben čas rokovanja z napravo. Osnova za regulacijo je toplotni tok skozi posodo. Signali iz senzorjev so obdelani v mikroprocesorju in s pomočjo algoritma regulacije v praksi delujejo kot stikalo, ki vklaplja in isklaplja dovajanje energije.

Description

NAPRAVA ZA AUTOMATSKO REGULIRANJE ENERGIJE PRI KUHANJU S

POMOČJO SENZORSKEGA MIKROSPROCESORSKEGA STIKALA.

Naprava za automatsko reguliranje energije pri kuhanju s pomočjo več senzorskega mikroprocesorskega stikala omogoča reguliranje energije enega ali večih energijskih izvorov tako da se zmanjšajo izgube energije, zmanjšajo priključne moči aparatov in zmanjša potreben čas rokovanja z napravo. Izum spada v razred F 24C 07/08 in G 05D 23/00.

Tehnični problem, ki ga predložena naprava uspešno rešuje, je konstrukcija in izvedba naprave, ki bo omogočala regulacijo energije enega ali večih izvorov energije. Reševanje problema je namenjeno prvenstveno za napravo za pripravo hrane, prvenstveno za kuhanje. Z uvedbo naprave se zmanjša tudi potreben čas uporabnika za kontrolo procesa.

Na področju regulacije energije pri kuhanju se uporabljajo metode kontrole energije s pomočjo regulatorja energije ali temperature na samem štedilniku. Tudi če je regulacija narejena s pomočjo digitalnega kontrolerja je sistem vedno isti. Moč se regulira stopenjsko ali kontinuirana in nastavitev je odvisna od uporabnika. Na takšen način je izbira dovajane energije vedno subjektivna in nedovolj točna. Grelci so v praksi velikih moči v področju 1000 W in več. Velike moči se uporabljajo zaradi potrebe, da se kuhanje skrajša. Posledica je problem regulacije energije.

is Potrebna energija v procesu kuhanju je veliko manjša kot je moč grelca in to tudi do dvajsetkrat. Ročna nastavitev stopnje energije pomeni dilemo ali je nastavitev dobra. Po določenem času se skoraj vedno zgodi da hrana zagori ker izgubi vodo ali se kuhanje ustavi. Vse to zahteva stalno prisotnost pri štedilniku. Rešitev problema regulacije, ki jo ponuja izum je doziranje energije, ki ga procss potrebuje. Da bi proces kuhanja normalno tekel potem, ko je vsebina posode segreta do stopnje vrenja je potrebno dovajati samo toliko energije kot so velike izgube. Izum uspešno rešuje problem izračunavanja te velikosti in naprava omogoča tehnično realizacijo.

Naprava je prikazana na sliki 1.

1. posoda

2. senzorsko mikroprocesorsko stikalo

Detaljno bodo razloženi elementi s pomočjo primera štedilnika s posodo. Toplotni tok skozi posodo 1 lahko izračunamo, če poznamo temperaturno polje. Senzorsko mikroprocesorsko stikalo je nameščeno v ročaju na pokrovki ali na posodi.

io Slika 2 prikazuje sestavne elemente senzorskega mikroprocesorskega stikala na primeru vgradnje na pokrovko.

3. ročaj

4. ohišje

5. kontrolna elektronika z mikroprocesorjem

6. komunikacijski del

7. senzorski del

Eksperimenti in termodinamična analiza so pokazali,da je osnova za kvalitetno regulacijo energije pri kuhanju lahko toplotni tok skozi posodo.Toplotni tok izgube je konstanten in je odvisen samo od premera pokrovke in temperature pokrovke. Največji problem je koeficient toplotnega prenosa v posodi, ker je odvisen od vrste hrane, količine hrane, vrste posode in še od mnogo drugih faktorjev.

Termodinamični problem je mogoče rešiti z merjenjem temperature na pokrovki in z povezovanjem z napravo za kuhanje, ki ima komunikaciski del in sprejme te podatke analizira in regulira energijo. Na ta način lahko določimo regulacijo neodvisno od vrste hrane, količine hrane, nivoa hrane, vrste posode in vrste grelca.

V procesu segrevanja pri temperaturah blizu vrelišča se od področja intenzivnega mešanja zaradi konvekcije pojavijo že mehurčki pare, ki so začetek vrenja. V začetni fazi ti mehurčki zaradi hladnejše okolice do površine utekočinijo in imamo slabo vrenje. Pri dovajanju energije in segrevanju ti mehurčki začno dosegati površino in v tem trenutku imamo zelo zaželjeno lahko vrenje, ki je idealno za hrano. Juha ostane pri takšnem vrenju bistra. Pri nadaljevanju dodajanja energije se točkasto vrenje spremeni v mehurjasto, ko veliki mehurji z dviganjem na površino povzročijo velike turbulence in kipenje. Določanje stanja kuhanja pa seveda ni odvisno samo od temperature ampak se fizično stanje določa še z različnimi senzorji. Fizikalno stanje kuhanja določimo lahko še z podatki o vlagi, pritisku in z zvokom pri določanju velikosti mehurčkov pri vrenju. Z merjenjem zvoka lahko določimo točno trenutek, ko se točkasto vrenje pojavi in tudi ko se spremeni v mehurasto. Z dodatno zvočno kontrolo lahko kontroliramo kvaliteto počasnega vrenja, ki je velikokrat zaželena pri kuhanju. Pri loncih za kuhanje z povišanim pritiskom je sonzor pritiska lahko nameščen v notranjosti posode. Mikroprocesor s pomočjo algoritma v katerem so kot vhodni signali informacije o stanju senzorjev in informacije, ki jih sprejme po komunikacisjkem delu iz naprave za kuhanje določi optimalen nivo dovedene energije v posodo. Deluje kot stikalo za energijo.

Naprava je lahko nameščena v ročaju na pokrovki ali na ročaju posode. Naprava je lahko pritrjena z vijakom ali z gumijastim vakumskim pripenjalom ali na podoben način.

Claims (6)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Naprava za automatsko reguliranje energije pri kuhanju s pomočjo več5 senzorskega mikroprocesorskega stikala označena s tem da je osnova za regulacijo toplotni tok skozi posodo
2. 2. Naprava po zahtevku 1 označena s tem, io da se senzorsko stikalo lahko nahaja na pokrovki ali v ročaju posode
3. 3. Naprava po zahtevku 1 označena s tem, da je naprava sestavljena iz ohišja (
4. 4), kontrolne elektronike (5) z mikroprocesorjem, komunikacijski del (6) in senzorski del (7)

   15 4. Naprava po zahtevku 1 označena s tem, da so v senzorskem delu lahko poleg temperaturnega še zvočni senzor, senzor pritiska, vlage ali senzor spremembe fizikalnega stanja.
5. 5. Naprava po zahtevku 1

   20 označena s tem, da mikroprocesor s pomočjo algoritma v katerem so kot vhodni signali informacije o stanju senzorjev in informacije, ki jih sprejme po komunikacisjkem delu iz naprave za kuhanje določi optimalen nivo dovedene energije v posodo.
6. 6. Naprava po zahtevku 1 označena s tem,

   5 da je pritjena lahko z vijakom ali z gumijastim vakumskim pripenjalom ali na podoben način.