TW201600015A - 均溫烤箱 - Google Patents

Abstract

1.一種均溫烤箱，可烘烤各類物質，並包含一烤箱殼體，烤箱殼體內部至少有一調整烤箱殼體內部溫度調整鈕，及一分配各加熱體加熱分配比調整鈕；烤箱殼體內部含兩加熱體分別置於烤箱殼體內部上端及下端，及含有至少三個溫度感測單元置於箱門以外的殼體內緣；本發明利用回授連續控制方式達到烤箱殼體溫度穩定及均一目的，並利用分配各加熱體加熱分配比調整鈕作為調整烤箱殼體內部上端及下端加熱體加熱分配之用，烤箱殼體內部溫度，則利用內部溫度感測單元感測值加權平均而得，如此降低不同烤箱殼體內部溫度差異性。

Description

均溫烤箱

屬於廚具設備領域，特別是烘焙設備，並利用控制法則運算透過驅動組件與加熱體電性連接驅動加熱體。

傳統EGO烤箱，分別於烤箱上端及下端加熱體附近裝設溫度感測器，並獨立分別控制烤箱上端及下端加熱體，進一步是以開關(ON-OFF)控制方式也就是控制加熱體全開或全關方式，但如此烤箱有三大缺點：一為烤箱內部溫度不固定；一為加熱體特性，剛通電之加熱體各點溫度並非均一，加上烤箱內部溫度傳遞之熱傳導、熱輻射與熱對流也將因加熱體時而全開時而全關，因而使得烤箱內部溫度無法均勻分佈；另一為因感測器裝置於加熱體附近並獨立控制加熱體，如此將因各烤箱感測器裝置與加熱體之差異，造成烤箱溫度設定隨不同台烤箱其烤箱溫度差異性變大。

有市售旋風式烤箱利用空氣對流方式達到烤箱內部溫度均一的目的，但要達到烤箱內部氣流均勻其所需費用高昂，此對平價烤箱而言難以達成；而且旋風式烤箱因氣流關係，並非所有烘焙食品均適用。

傳統烤箱以分別設定控制上加熱器溫度與下加熱器溫度，而非如本發明所用之上加熱器與下加熱器之加熱分配比。

一般烤箱加熱器為一種加熱電阻，此種加熱電阻有一特性，就是通電之初，並非整段加熱電阻溫度均一，例如加熱電阻中間溫度先提升，溫度再慢慢往電阻兩端提升，因此造成烤箱內部溫度分布不平均因素之一；另一種造成烤箱內部溫度分布不平均因素為若以開關(ON-OFF)控制方式控制烤箱加熱體，因烤箱空間溫度由烤箱上下加熱體藉由傳導、輻射及對流而來，因加熱體斷斷續續加熱，因而造成傳導、輻射及對流無法平衡，此亦造成烤箱溫度不均勻；本發明為一種均溫烤箱，特別針對中低價烤箱之烤箱爐體內部溫度不均勻或烘烤溫度曲線不平坦所提出一種新的發明，尤其是改變烤箱上下火調整的一種新技巧；傳統習知的EGO烤箱，乃是分別針對烤箱上下加熱器設定及調整來達到調整烤箱爐體內部溫度，而且EGO烤箱加熱器是以溫度高過臨界高限值時加熱器ON，溫度低過臨界低限值時加熱器OFF，EGO烤箱如此作法造成烤箱爐體內部溫度不固定且不均勻，溫度設定無法均一與內部溫度設定誤差大的缺點；習知旋風式烤箱雖可改善部分爐體內部溫度不均勻缺點，但溫度設定無法均一並未改善，而且造成蛋糕烘焙困難缺點；本發明即改善上述缺點的一種新技巧，並且用一種調整上下加熱器溫度的新方式，提供烘焙師傅一種新的烘焙思維。

11‧‧‧烤箱殼體

12‧‧‧箱門

13‧‧‧溫度感測單元

14‧‧‧上端加熱體

15‧‧‧下端加熱體

16‧‧‧內部溫度調整鈕

17‧‧‧加熱分配比調整鈕

21‧‧‧內部溫度調整鈕之溫度設定資料

22‧‧‧加熱分配比調整鈕之加熱分配比

23‧‧‧溫度感測單元感測值加權平均

24‧‧‧溫度感測單元感測值

25‧‧‧控制法則

26‧‧‧上端加熱體驅動組件

27‧‧‧下端加熱體驅動組件

28‧‧‧上端加熱體

29‧‧‧下端加熱體

第一圖 係本發明之烤箱殼體示意圖。

第二圖 係本發明之加熱控制及驅動組件。

本發明是利用習知的烤箱，但使用新的控制技巧，及溫度感測單元裝設點不同，將溫度感測單元裝設於烤箱箱門以外的烤箱殼體各 面，再讀取溫度感測單元各感測值得加權平均作為烤箱殼體內部溫度資料，此內部溫度資料即為加熱控制習知的回授信號，加熱控制習知的輸入信號為內部溫度調整鈕之溫度設定資料，輸入信號與回授信號相減後，作為控制法則輸入信號，習知的溫度控制其控制法則可為傳統控制理論的PID控制，亦可為智慧型控制例如模糊控制(FUZZY)等；控制法則輸出再與加熱分配比調整鈕之加熱分配比作計算後，分別作為上端及下端加熱體驅動組件的驅動強度，加熱體驅動組件電性連接加熱體而達到烤箱殼體內部加熱目的。

本發明除了利用連續控制達到烤箱殼體內部溫度固定與溫度分部均勻目的之外，就是利用加熱分配比調整鈕來控制上端加熱體與下端加熱體，取代傳統設定上端加熱體溫度與下端加熱體溫度方式，因而達到縮小各烤箱溫度差異性，控制法則輸出再與加熱分配比調整鈕之加熱分配比作計算之方式為，為殼體外部加熱體之加熱分配比調整鈕由電位計構成，其作法可為下列之一：一分配比輸出以電性正負值呈現，例如欲上端加熱器加熱比例加大，若此時分配比輸出電性為負值，則控制法則輸出與分配比輸出相減後作為上端加熱體驅動組件的輸入，此時控制法則輸出與分配比輸出相加即為下端加熱體驅動組件的輸入；另一種方法則為分配比輸出電性為正值呈現，則以(分配比輸出電性最大值的一半)減掉分配比輸出實測電性值，即可求得分配比輸出電性俱正負值相同效果。

21‧‧‧內部溫度調整鈕之溫度設定資料

22‧‧‧加熱分配比調整鈕之加熱分配比

23‧‧‧溫度感測單元感測值加權平均

24‧‧‧溫度感測單元感測值

25‧‧‧控制法則

26‧‧‧上端加熱體驅動組件

27‧‧‧下端加熱體驅動組件

28‧‧‧上端加熱體

29‧‧‧下端加熱體

Claims (3)

1. 一種均溫烤箱，可烘烤各類物質，並包含：一烤箱殼體，烤箱殼體有一面為箱門，烤箱殼體內部為烘焙物品的空間，殼體外部至少有一調整烤箱殼體內部溫度調整鈕，及一分配各加熱體加熱分配比調整鈕；一加熱體組件，至少含兩加熱體分別置於烤箱殼體內部上端及下端，及含有至少三個溫度感測單元置於烤箱箱門以外的殼體內緣；一加熱控制及驅動組件，其電性連結並供給習知之電能於加熱體，其電性連結於溫度感測單元提供烤箱殼體內部溫度資料，其電性連結於調整烤箱殼體內部溫度調整鈕提供溫度設定資料，及其電性連結於分配各加熱體加熱分配比調整鈕提供各加熱體之加熱分配比。

   2.如申請專利範圍第1項所述之均溫烤箱，其中殼體外部加熱體之加熱分配比調整鈕由電位計構成，其分配比輸出以電性正負值呈現，用來設定上端及下端加熱體加熱強度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之均溫烤箱，其中該加熱控制及驅動組件進一步方法為：取得內部溫度調整鈕之溫度設定資料與取得溫度感測單元感測值之加權平均相減後之差值；前述之差值經過習知控制法則運算取得運算值；前述控制法則運算取得運算值加上或減去加熱分配比後之資料，作為上端加熱體驅動組件之加熱強度，上端加熱體驅動組件再電性與上端加熱體連接；同樣前述控制法則運算取得運算值減去或加上加熱分配比後之資料，作為下端加熱體驅動組件之加熱強度，下端加熱體驅動組件再電性與下端 加熱體連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之均溫烤箱，其中驅動組件脈波寬度調變(PWM)方式，電性連接加熱體。